专利名称：一种光纤气密封装盒及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种封装盒，尤其是一种气密封装盒，包括一个容纳光纤器件或者模块的壳体以及所述光纤器件或模块的穿通装置，所述器件包括至少一段光纤。所述器件可以是光学的、电学的或者其他类型。
按照现有技术，光纤的气密封装盒是使光纤从钻在盒壁或壳壁上的一个或多个孔穿过而形成的。一般，在所述孔上焊接有圆柱形穿通装置。在光纤的末端进入盒内之后，就可以用标准方法将光纤器件或者模块与之连接。光纤穿过盒壁的通路用焊接方法密封，然后将整个盒子抽真空并密封。这样形成的有至少一段光纤从外部引入的封装盒保护所述器件不受潮湿、灰尘和其他环境因素的影响。
鉴于光学元件小型化的趋势，上述制造方法不太令人满意。要获得通至所述盒子内部的合适通道以将所述光学元件或器件比如放大器，与所述盒子内的光纤端部连接起来是一件相当麻烦的事情。还有，如果有许多光纤(光纤阵列)必须穿过该封装盒，这种方法就存在一些问题。
在已公开的PCT专利申请No.WO98/01783(Akzo Nobel NV)中，提出了一种制造光纤气密封装盒的方法，该方法是将剥去保护膜后的一根光纤或多根光纤和一个焊料预型件放置在一个壳体的密封面和该壳体的盖子的密封面之间，加热加压，从而将所述光纤压入所述焊料中，从而将所述组件密封起来。这样，所述焊料同时形成了壳体的密封和光纤的密封。尽管这个Akzo Nobel的解决方案是有用的，因为该方案允许只用一步就将一系列光纤方便地连接到壳体中，但这种方案难以控制气密性，因为光纤的密封和壳体的密封是同时进行的。还希望能够单独地控制光纤与盒壁(壳壁)的密封和盒子的密封，同时消除在盒子内操作被连接元件的缺陷。
按照本发明，提出了一种制造封装盒的方法，这种封装盒包括一个壳体和一个光纤器件的穿通装置，所述光纤器件包括至少一段连接到该器件的光纤。该方法包括下列步骤a)提供一个具有第一周缘的第一半壳体，b)提供一个无盖的第二半壳体，其包括一个与所述第一半壳体的第一周缘互补的第二周缘，并包括一个透气孔，c)提供一个预先组装好的光纤器件，后者具有至少一段与之相连的光纤，d)将所述器件装到所述第一半壳体中，使所述光纤段伸到所述第一半壳体之外，以及e)将所述第一和第二周缘接合，从而将所述第二半壳体装到所述第一半壳体上，形成一个封装盒。
所述第一和/或第二半壳体最好包括用于通过所述光纤段的穿通装置。在上述步骤c)中，在将所述器件置入所述第一半壳体之前，所述至少一个光纤段还最好封在一个保护管结构中并密封在其中。
一般，一旦上述步骤a到d的装配工作完成，就将所述穿通装置密封起来，例如绕所述穿通孔中的光纤浇铸大量的可熔金属或合金，将所述光纤固定。
为了形成气密封装盒，所述透气孔要通过加盖并用焊接、线焊或某种等效技术封接的方式而密封。
所述无盖的第二半壳体可以形成一个环状结构，该结构可以是很不规则的。尽管所述第二周缘的尺寸和形状必须与所述第一半壳体的第一周缘匹配，但所述透气孔的位置几乎没有限制，只要方便密封盖(或者其他密封工具)的使用就可以了。可以理解，设置一个透气孔并不排除设置另外的孔，比如检查孔，这个孔最后可以密封起来，以完成气密封装。
所述第一半壳体也可以具有一个透气孔，这个孔用单独的装置闭合或者密封。但这种方式是多余的，因为只需要有一个透气孔。
可以理解，为了本发明的目的，所述第一和第二半壳体形成一个三维盒腔，其大小要适合以所需的方式容纳所述元件或者器件，比如光纤元件。在本发明的一种优选实施例中，所述第一和第二半壳体分别形成三维盒腔，其大小适合联合起来容纳所述光纤器件，所述光纤段则伸到所述封装盒之外。
根据本发明的另一方面，提供了一种封装盒，尤其是一种光纤封装盒，将一个容纳光纤器件的壳体以及至少一根与所述光纤器件相连的光纤的穿通装置结合在一起。该封装盒包括一个大小适合容纳所述器件的第一半壳体，该壳体形成一个三维盒腔和一个第一周缘，该第一周缘上包括一个部分穿通装置，一个两边无盖的第二半壳体，形成一个三维盒腔，并具有一个与所述第一周缘匹配的第二周缘，该第二周缘上包括一个第二部分穿通装置，将所述第二半壳体连接到所述第一半壳体上，使所述第一和第二周缘相互接合的装置，以及密封所述第二半壳体的装置。
所述第一和第二半壳体之间的连接装置最好能够提供光纤封装盒所需的气密密封。
下面结合附图
所作的说明将更详细地阐释本发明。附图只有一幅，以立体部件分解图的形式例示了一种光纤封装盒。
图示的封装盒包括一个光纤器件，例如一个具有一输入光纤12和一输出光纤14的光纤放大器10。每根光纤的一段都封在一个黄铜管16中，形成对光纤的气密密封。为此，所述光纤被置入所述黄铜管中，然后在所述光纤周围灌入一种熔融状态的、固化时膨胀的可熔金属。固化后，所述金属的膨胀形成绕玻璃光纤的压力密封。选择黄铜管是因为焊接容易。封装盒底座18具有一个环绕其周缘的侧壁20以及两个部分穿通装置22。底座18的底部在安装完毕的状态下一般是由一个底板24闭合的。所述侧壁20和底板24形成的盒腔的大小适合容纳所述器件10的一部分。
所述封装盒还包括一个环形的顶框26，该顶框具有壁27，壁上有两个部分穿通装置28。所述顶框26有一个下周缘30与所述底座18的上缘29匹配，以便在所述顶框26与所述底座18结合起来时，它们形成一个能够被密封的接合盒腔。在此位置，所述部分穿通装置22与所述部分穿通装置28配合，形成所述带有金属管16的输入光纤和输出光纤的管套。
所述顶框的壁27形成另一个盒腔，其尺寸适合与所述底座18形成的盒腔一起容纳带有所述光纤12、14端部的器件10。
盖子32的尺寸适合盖住所述顶框26，从而例如通过焊接到所述顶框26的上周缘31上而形成气密密封。
组配所述封装盒的下一步是不受所述盒子18、26的几何约束而安装所述光纤器件10。装配好的带有封在黄铜管16中的光纤12、14的器件然后被置入所述底座18中，使所述金属管16置于所述两个部分穿通装置22中。然后，将没有盖子32的所述顶框26放到所述底座18上，使各自的周缘29、30相互接合，并使所述各个部分穿通装置形成两个管套，容纳所述带光纤段的黄铜管。
然后就可以通过例如焊接来完成所述管状穿通套的密封了，从而提供所述光纤和所述黄铜管在所述穿通装置22、28中的密封安装。为此目的可以使用任何气密密封方法。
在盖上盖子32之前，希望检测所述穿通装置密封的质量。为此，例如，可以在所述第二壳体26的上周缘31上加一个临时盖板。图中没有示出的该临时盖板可以连接到一个真空源和一个真空计或其他测漏设备上。
在检测完穿通装置的密封性后，将所述盖子32盖到所述顶框26的上周缘31上，尽管所述封装盒的内部不是必须抽成真空。
应当理解，称为“透气孔”不是要限制该孔的尺寸、形状或者功能。该孔可以大到与所述半壳体的周缘相匹配，允许进行方便的视觉检查，如果需要的话允许由之进入盒腔。
所述互补的周缘以及所述透气孔的边缘最好，但不是必须，形成平面，以便于制造和安装。
可以注意到，上述方法和剖分框架式的封装盒优于现有技术，现有技术要求在盒内将所述(通过盒子上的孔送入的)光纤连接到所述器件上。在对封装盒提供便捷的两步密封和对密封性的逐步测试方面，所述方法和封装盒也优于Akzo Nobel的前述发明。换句话说，在闭合和密封所述整个封装盒之前，就可以完成所述光纤在所述穿通装置中的密封。而整个封装盒的闭合和密封由于没有光纤在所述穿通装置中的同时密封，就是一个直截了当的过程，因焊接产生的热相对较少。
权利要求
1．一种光纤器件的封装盒的制造方法，该封装盒包括一个壳体和一个至少一根光纤的穿通装置，该方法包括下列步骤a)提供一个具有第一周缘的第一半壳体，b)提供一个无盖的第二半壳体，其包括一个与所述第一半壳体的第一周缘互补的第二周缘，并包括一个透气孔，c)提供一个预先组装好的光纤器件，后者具有至少一段与之相连的光纤，d)将所述器件装到所述第一半壳体中，使所述光纤段伸到所述第一半壳体之外，以及e)将所述第一和第二周缘接合，从而将所述第二半壳体装到所述第一半壳体上，形成一个封装盒。
2．如权利要求1所述的方法，还包括气密密封所述封装盒的步骤。
3．如权利要求2所述的方法，其中，所述密封步骤包括将一个盖子加到所述第二半壳体的所述透气孔上。
4．如权利要求1所述的方法，其中，所述第一和第二半壳体各自包括互补的部分穿通装置，所述部分穿通装置的布置和尺寸在封装盒装配完成后形成所述至少一根光纤的所述穿通装置。
5．如权利要求4所述的方法，其中，所述密封步骤包括将所述光纤密封在所述穿通装置中。
6．如权利要求5所述的方法还包括密封所述透气孔的步骤。
7．如权利要求5所述的方法，其中，在权利要求1的步骤c)中对所述至少一段光纤加一个密封套管。
8．一种封装盒，将一个容纳光纤器件的壳体以及至少一根与所述光纤器件相连的光纤的穿通装置结合在一起，该封装盒包括一个具有一个第一周缘的第一半壳体，一个无盖的第二半壳体，具有一个与所述第一半壳体的第一周缘匹配的第二周缘，并具有一个透气孔，封闭所述透气孔的封闭装置，以及将所述第一半壳体连接到所述第二半壳体上以形成封装所述器件的封装盒的装置。
9．如权利要求8所述的封装盒，其中，所述第一半壳体和第二半壳体中的至少一个是环形的。
10．如权利要求8所述的封装盒，还包括一个盖子，其尺寸与所述透气孔匹配，用来闭合该透气孔。
11．如权利要求8所述的封装盒，其中，所述第一和第二半壳体具有布置在各自的周缘上的部分穿通装置，所述部分穿通装置的布置和尺寸在所述封装盒装配完成后形成所述至少一根光纤的所述穿通装置。
全文摘要
一种光纤气密封装盒和制造光纤器件的气密封装盒的方法,能够在不必于盒腔内部连接器件与光纤末端的情况下组装所述封装盒。所述器件预先组装好,置入一个具有部分穿通装置的第一半壳体。第二环形半壳体具有一个透气孔和部分穿通装置,被放置到所述第一半壳体上,形成一个带有光纤穿通装置的无盖封装盒。然后将所述穿通装置密封,并在所述透气孔上密封地盖上一个盖子。
文档编号G02B6/42GK1319773SQ01111310
公开日2001年10月31日 申请日期2001年3月9日 优先权日2000年3月9日
发明者小威廉·C·迪克, 奥斯蒙·V·朗莫, 道格拉斯·S·伯比奇, 凯文·S·威廉斯, 戈登·A·克拉克 申请人:Jds尤尼费斯公司