专利名称：用于光开关气密性封装的光纤插芯的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光通信器件领域，具体涉及一种用于光开关气密性封装的光纤插芯。
背景技术：
光纤通信在实现了高速、大容量点对点的传输后，上世纪末已进入了光纤网络时 代。密集波分复用(DWDM)能充分利用光纤的巨大带宽，可以预见，建立一个光因特网的目 标并不遥远。由于复用的波长信道数急剧增加，光纤的传输容量以指数形式增长。相应地， 光传送网的路由和交换则成了整个网络的瓶颈。传输容量通过DWDM技术相对较容易扩展，而交换/路由则仍多采用光_电-光 (OEO)方式，两者之间的矛盾越来越突出。解决这个问题的途径是建立一个具有强大功 能的光层，具有全光交换功能如光交叉连接(OXC)和光分插复用(Optical Add/Drop Multiplexing, 0ADM)等，能进行透明传输并具有灵活的可扩展能力。因此，全光交换设备 是光传送网络的核心设备。MEMS技术在光纤通信网络中的一个重要应用就是利用微动微镜制作光开关矩阵， 用来实现光路的导通和断开功能，其结构紧凑、重量轻，易于扩展。比机械式光开关和波导 型光开关(例如PLCS平面光波导分路器)具有更好的性能，如低插损、小串音、高消光比、 重复性好、响应速度适中，和波长、偏振、速率及调制方式无关，寿命长、可靠性高，并可扩展 成大规模光交叉连接开关矩阵。MEMS光开关有2D(二维)数字和3D(三维)模拟两种结构。2D结构的好处是控 制简单，缺点是由于受光程和微镜面积的限制，交换端口数不能做得非常大。本发明用在模拟型3D结构中，3D结构的优点是交换端口数能做得非常大，可实现 上千端口数的交换能力。尽管3D MEMS光开关有很多优点，是实现全光网的核心器件。全球有数十家公司从 事MEMS光开关的研发，前景非常看好。但由于3D NxN光开关要求的精度非常高，且内部有 MEMS器件和各种透镜阵列，特别是用半导体工艺制造的MEMS，由于结构复合了电子控制和 机械运动系统，所以其对工作环境要求很高，细微的灰尘可能会使微镜的转动受阻而失效， MEMS微镜的机械运动依赖静电作用，而湿气会使静电失效，外部的腐蚀性气体也会腐蚀微 镜表面，使反射率降低，这一系列的问题使得光开关的封装显得特别的重要，传统的封装采 用黏胶接合，会随着时间推移和复杂的工作环境变化而老化，从而使光开关内部零件(例 如MEMS)直接暴露在外部环境中而逐渐失效。
实用新型内容针对现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种有效提高密封效果、降低封 装成本、提高密封可靠性的用于光开关气密性封装的光纤插芯。为实现上述目的，本实用新型的技术方案为一种用于光开关气密性封装的光纤插芯，包括套管及设于套管内的内孔，该套管的外表面为非等径结构，该直径较小部分用于 容纳封接材料。本发明光纤插芯的材料可为金属、陶瓷或适应熔点在300°C以上的玻璃封装的其 它材料，由于光纤插芯的熔点高，密封用玻璃的熔点较低，因此在用玻璃对多个光纤插芯排 成阵列后进行连接和密封的时候，不会破坏光纤插芯的结构，能实现良好的固定和密封。传 统的封装采用黏胶接合，会随着时间推移和复杂的工作环境变化而老化，从而发生漏气或 者移动，使光开关内部其它部件直接暴露在空气中或使光纤位置发生相对移动，引发密封 或光路故障。而本发明采用玻璃进行连接和密封，相比于黏胶，其可靠性大大提高，从而使 光开关的可靠性及使用寿命大大提高。光纤插芯的材料优选陶瓷，陶瓷插芯已广泛应用于 光纤通信系统中，其耐腐蚀、耐氧化、致密性好，且成本低，而性能尤为可靠。进一步的，为了便于玻璃封接，该套管一端的外表面设有环形台阶，环形台阶向内 凹。该环形台阶位于套管导入光纤的一端。该套管外表面还设有环形槽或螺纹槽或磨粗结构。该套管末端还设有锥面结构，在该锥面上熔有玻璃以实现固定连接和密封。该套管的外径可以为任意大小，特别是小于Φ0.6πιπι。进一步的，为了便于装配光纤，该套管的一端设有光纤导入孔，光纤导入孔与内孔 相连，光纤导入孔由外至内孔径逐渐变小，直至等于内孔的孔径。光纤插芯的材料为金属、陶瓷或适应熔点在300°C以上的玻璃封装的其它材料。本实用新型与现有技术相比具有如下优点和有益效果传统的有机黏胶作为密封材料不能达到永久密封主要是有机材料的性能决定的， 有机胶和金属，光纤插芯之间只是通过物理粘合形成暂时的密封，在温度，水汽，光照等外 部环境作用下，有机胶随时间推移会逐步老化，导致界面硬化，从而导致密封失效或使光纤 位置发生相对移动。本发明采用较低熔点的玻璃材料完成光纤插芯阵列及其与金属框架之 间的固定连接和密封，由于玻璃在一定温度下和光纤插芯及金属框架发生了界面的反应， 从而形成了牢固的物理和化学结合层，且玻璃是惰性的，故可以达成永久的固定和密封。
[0019]图1为--种光纤插芯结构示意图[0020]图2为--种光纤插芯结构示意图[0021]图3为--种光纤插芯结构示意图[0022]图4为--种光纤插芯结构示意图[0023]图5为--种光纤插芯结构示意图[0024]图6为--种光纤插芯结构示意图[0025]图7为--种光纤插芯结构示意图[0026]图8为--种光纤插芯结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本实用新型进行详细的描述。如图1所示，本实用新型公开了一种用于光开关气密性封装的光纤插芯，包括套管4及设于套管4内的内孔5，该套管4的外表面为非等径结构，该直径较小部分用于容纳 封接材料。光纤插芯的长度L优选5-10mm，套管4的外径Φ 为0. 6mm或以下，如0. 5mm也可 以。光纤插芯的轴向内孔5的直径Φ(1通常为0. 125mm或0.08mm，其尺寸需要与光纤的直 径相匹配。光纤插芯的长度、外径、内径等可以根据不同的要求作调整。为了便于装配光纤，该套管4的一端设有光纤导入孔6，光纤导入孔6与内孔5相 连，光纤导入孔6由外至内孔5径逐渐变小，直至等于内孔5的孔径。本发明光纤插芯的材料可为金属、陶瓷或适应熔点在300°C以上的玻璃封装的其 它材料，由于光纤插芯的熔点高，密封用玻璃的熔点较低，因此在用玻璃对多个光纤插芯排 成阵列后进行连接和密封的时候，不会破坏光纤插芯的结构，能实现良好的固定和密封。传 统的封装采用黏胶接合，会随着时间推移和复杂的工作环境变化而老化，从而发生漏气或 者移动，使光开关内部其它部件直接暴露在空气中或使光纤位置发生相对移动，引发密封 或光路故障。而本发明采用玻璃进行连接和密封，相比于黏胶，其可靠性大大提高，从而使 光开关的可靠性及使用寿命大大提高。光纤插芯的材料优选陶瓷，陶瓷插芯已广泛应用于 光纤通信系统中，其耐腐蚀、耐氧化、致密性好，且成本低，而性能尤为可靠。如图2所示，套管4设有光纤导入孔6的那一端的外表面呈锥面7，锥面7的外径 小于光纤插芯的外径；在该锥面7可方便地熔上玻璃以实现固定连接和密封。如图3所示，套管4的一端设有光纤导入孔6，另一端的外表面呈锥面8，锥面8的 外径小于套管4的外径；在该锥面8可方便地熔上玻璃以实现固定连接和密封。如图4所示，套管4的设有光纤导入孔6的那一端的外表面设有环形台阶9，环形 台阶9向内凹，其外径小于套管4的外径；在该环形台阶9上可方便地熔上玻璃以实现固定 连接和密封。如图5所示，套管4的一端设有光纤导入孔6，另一端的外表面设有环形台阶10， 环形台阶10的外径小于套管4的外径；在该环形台阶10上可方便地熔上玻璃以实现固定 连接和密封。如图6所示，套管4的外表面开有环形槽11，在环形槽11上可方便地熔上玻璃以 实现固定连接和密封。如图7所示，套管4的一段外表面开有螺纹槽12，在螺纹槽12上可方便地熔上玻 璃以实现固定连接和密封。如图8所示，套管4的一段的外表面开有磨粗结构13，在磨粗结构13上可方便地 熔上玻璃以实现固定连接和密封。
权利要求一种用于光开关气密性封装的光纤插芯，包括套管及设于套管内的内孔，其特征在于，该套管的外表面为非等径结构，该直径较小部分用于容纳封接材料。
2.根据权利要求1所述的用于光开关气密性封装的光纤插芯，其特征在于，该套管一 端的外表面设有环形台阶，环形台阶向内凹。
3.根据权利要求2所述的用于光开关气密性封装的光纤插芯，其特征在于，该环形台 阶位于套管导入光纤的一端。
4.根据权利要求3所述的用于光开关气密性封装的光纤插芯，其特征在于，该套管外 表面还设有环形槽或螺纹槽或磨粗结构。
5.根据权利要求3所述的用于光开关气密性封装的光纤插芯，其特征在于，该套管末 端还设有锥面结构。
6.根据权利要求1至5任一项所述的用于光开关气密性封装的光纤插芯，其特征在于， 该套管的外径小于Φ0. 6mm。
7.根据权利要求6所述的用于光开关气密性封装的光纤插芯，其特征在于，该套管的 一端设有光纤导入孔，光纤导入孔与内孔相连，光纤导入孔由外至内孔径逐渐变小，直至等 于内孔的孔径。
8.根据权利要求1至5任一项所述的用于光开关气密性封装的光纤插芯，其特征在于， 光纤插芯的材料为金属、陶瓷或适应熔点在300°C以上的玻璃封装的其它材料。
专利摘要本实用新型公开了一种用于光开关气密性封装的光纤插芯，包括套管及设于套管内的内孔，该套管的外表面为非等径结构，该直径较小部分用于容纳封接材料；该套管一端的外表面设有环形台阶，环形台阶向内凹；该环形台阶位于套管导入光纤的一端；该套管外表面还设有环形槽或螺纹槽或磨粗结构；该套管末端还设有锥面结构。本实用新型能有效提高密封效果、降低封装成本、提高密封可靠性。
文档编号G02B26/08GK201681179SQ201020203840
公开日2010年12月22日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者谢灿生, 黄雪云 申请人:潮州三环(集团)股份有限公司