一种多芯光纤连接器对轴封装系统的制作方法

[0001]
本发明属于光纤连接器领域，更具体地，涉及一种用于多芯光纤连接器的对轴封装系统。


背景技术：

[0002]
在光通信网络中，空分复用光纤由于可为单根光纤的传输容量带来数量级的提升，可以打破传统的香农极限，实现更高带宽的传输而受到了广泛的关注。多芯光纤(multi core fiber,mcf)是空分复用光纤的一种，多芯光纤是一种具有一个包层和多个纤芯区的新型光纤，每个芯区都作为一个独立的通信通道，从空间维度拓展传输容量，能够满足未来通信升级的传输要求。特别是在数据中心领域，多芯光纤数据中心通信是一个非常有潜力的方案，它的优点在于在相同的空间条件下，多芯光纤能够成倍的提高传输容量，且能简化数据中心的综合布线，而多芯光纤应用于数据中心的一个重要的挑战是实现多芯光纤跳线之间的低损耗连接。
[0003]
在光纤活动连接过程中，光纤的两个端面需进行精密对接，最重要的就是要使两根光纤的轴心对准，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去。多芯光纤由于各个芯区是按照规律设置在一个共用包层的特定位置，所以多芯光纤连接器不仅要轴心对准，而且需要旋转光纤对轴，使得需要对接的一对光纤的每一芯区都进行精确对准，从而实现一根多芯光纤的所有芯区都进行低损耗的连接。
[0004]
将多芯光纤和多孔插芯进行结合可以形成非常高密度的新型光纤连接器，诸如标准的12孔插芯和八芯光纤的结合，这种多芯光纤连接器可以提供96通道的光学传输信号，在如此高密度的光学连接的同时，还需要具有低的连接损耗，这对多芯光纤的对准工艺提出了更高的要求。一个96通道的多芯光纤连接器，若其中的一个通道连接插损较高，这会使得整个连接器的不合格，因此，在制备连接器过程中，多芯光纤的精确和稳定的定位是非常关键的一步。
[0005]
参考专利申请cn105849605b描述有一种多芯光纤连接器的对轴固定方法。在制备多芯光纤连接器的过程中，为了进行多芯光纤的定位，需采用一种v型槽的装置来进行辅助旋转和定位多芯光纤，光纤定位好后再插入到多孔插芯中去进行点胶固定。这种方法要定制开发高精度的v型槽，且多芯光纤在v型槽进行定位之后再装配到多孔插芯中去，这一过程中可能会增加多芯光纤相对于多孔插芯的偏移，可能会增加光纤的插入损耗。


技术实现要素：

[0006]
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种多芯光纤连接器对轴封装系统，有助于实现多芯光纤在多孔插芯中精确定位，从而能够制造出非常低插损的新型高密度多芯光纤连接器。
[0007]
为实现上述目的，本发明提供了一种多芯光纤连接器对轴封装系统，包括：多芯光纤旋转对轴机构、光纤端面成像检测模块和点胶封装模块；
[0008]
所述旋转对轴机构，其具有旋转对轴夹具和光纤锁定夹具，所述旋转对轴夹具用来调节多芯光纤的角度进行对轴，在光纤位置确定后使用所述光纤锁定夹具固定光纤；
[0009]
所述光纤端面成像检测模块，其具有自动对焦和多芯光纤端面识别功能，以实现光纤端面检测，并输出多芯光纤旋转对轴角度信息反馈给所述旋转对轴机构；
[0010]
所述点胶封装模块，其具有点胶单元、紫外固化单元以及热固化单元，所述点胶单元提供注入多孔插芯的高分子粘合剂，所述紫外固化单元和所述热固化单元实现多芯光纤的永久性固定封装。
[0011]
在一些可选的实施方案中，用来制造多芯光纤连接器的多芯光纤具有若干个芯部，一个共用的玻璃包层。
[0012]
在一些可选的实施方案中，所述旋转对轴机构，还包括弧形夹具及仿插芯卡槽；
[0013]
多芯光纤通过弧形夹具分散，多孔插芯安装在仿插芯卡槽中，其中，弧形夹具圆周上的光纤卡槽与多孔插芯尾部端面具有相同的距离。
[0014]
在一些可选的实施方案中，所述旋转对轴夹具包括两个夹板，两个夹板做相对直线运动，从而驱动多芯光纤旋转，进而调整角度。
[0015]
在一些可选的实施方案中，多芯光纤贯穿多孔插芯且突出插芯端面，延伸出端面1～2mm，通过所述光纤端面成像检测模块对多芯光纤端面进行检测，基于视觉算法给出多芯光纤旋转的角度信息。
[0016]
在一些可选的实施方案中，所述光纤端面成像检测模块，用于将各多芯光纤中离标记单元最近的一个纤芯均旋转到多孔插芯的预设位置所需的最小角度作为多芯光纤旋转的角度信息，其中，各多芯光纤的横截面中均存在标记单元。
[0017]
在一些可选的实施方案中，所述光纤端面成像检测模块，用于检测多孔插芯中多芯光纤离标记单元最近的一个芯区位置，得出该芯区旋转到插芯正上方最高位置所需最小调整角度作为多芯光纤旋转的角度信息。
[0018]
在一些可选的实施方案中，所述点胶封装模块包括：x轴滑动模块、y轴滑动模块、z轴滑动模块、点胶单元、紫外固化单元及热固化单元；
[0019]
所述x轴滑动模块把所述点胶单元和所述紫外固化单元推到该系统的操作台面位置，所述y轴滑动模块将平台推到点胶位置，同时所述z轴滑动模块下降，向多孔插芯的天窗孔中施加粘合剂点胶，点胶完成后，所述y轴会将所述紫外固化单元推到多孔插芯的天窗孔正上方位置，同时所述z轴滑动模块下降进行紫外照射，固化完成后，所述x轴滑动模块把所述点胶单元推向后方，完成复位，并在紫外初步固后，通过所述热固化单元对紫外固化后的插芯进行在线固化。
[0020]
在一些可选的实施方案中，多芯光纤的对轴精度小于等于1度。
[0021]
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1)提供一种多芯光纤连接器对轴封装系统，通过精密的旋转夹具，把轴向转动结构转换成直线运动结构，从而驱动光纤绕中心轴的旋转调整角度，这样旋转机构可以小型化。对轴封装完毕后，需要裸露的光纤长度非常小，便于后续封装；2)在固化封装环节，采用热固化和紫外固化组合的封装方式进行。紫外初步固化用来定位光纤，避免直接加热造成光纤因为内部应力而产生位移，该方式可以实现较高精度的封装稳定性；3)该对轴系统可以直接使用商业可用的多孔插芯，兼容现有的常规连接器组件，便于多芯光纤连接器低廉的
规模化生产。
附图说明
[0022]
图1是本发明实施例提供的一种多芯光纤使用的多孔插芯示意图；
[0023]
图2是本发明实施例提供的一种多芯光纤对轴机构示意图；
[0024]
图3是本发明实施例提供的一种多芯光纤旋转夹头工作原理图；
[0025]
图4是本发明实施例提供的一种多芯光纤弧形夹具剖视图；
[0026]
图5是本发明实施例提供的一种多芯光纤成像检测模块示意图；
[0027]
图6是本发明实施例提供的一种多芯光纤旋转对轴完成后示意图；
[0028]
图7是本发明实施例提供的一种点胶和紫外固化单元示意图；
[0029]
图8是本发明实施例提供的一种多孔插芯热固化单元示意图。
具体实施方式
[0030]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0031]
本发明提供的多芯光纤连接器对轴封装系统，用于提供多芯光纤在多孔插芯进行对轴和封装。
[0032]
下面以对多根八芯光纤进行对轴封装为例对本发明的对轴封装系统的使用进行说明，但是本发明并不局限于八芯光纤的对轴封装，还可以扩展到其它任意多芯光纤的对轴封装中。
[0033]
首先将多根八芯光纤紧密结合在一起形成光纤带，然后将八芯光纤带剥离一段高分子涂敷层，接着对剥离高分子涂敷层的光纤带进行端面切割，以获得一个平整的面，便于后续的端面检测，或者将多芯光纤插入到多孔插芯后再进行端面切割。如图1所示，切割后的多芯光纤12露出标准多孔插芯11的端面1～2mm，13为导向孔，用于插芯在进行光学连接时的定位。
[0034]
多根八芯光纤插入到多孔插芯后，将紧密结合的光纤带进行分散，方便后续实施光纤旋转对轴步骤。
[0035]
图2为该系统的多芯光纤旋转对轴机构示意图。首先将带有插芯的光缆21安装在旋转对轴基座上，光纤依次分散开在弧形夹具23上，多孔插芯安装在仿插芯卡槽中。图3为弧形夹具23的剖视图，多根多芯光纤31分布在弧形夹具圆周上的卡槽中，卡槽到插芯尾端具有相同的距离，这样可以实现多芯光纤分散长度都相同，有利于后续封装过程。如图2所示，多芯光纤22通过旋转对轴夹具25来实现对轴。旋转对轴夹具25的工作原理如图4所示，两个夹板42和43做相对直线运动，从而驱动多芯光纤41旋转。锁定夹具包含气动推杆24，在对轴过程中，旋转对轴完成后24会将光纤压在弧形夹具卡槽中进行锁定。
[0036]
其中，多芯光纤旋转对轴机构，可以以0.1度或者更小的步长旋转多芯光纤以实现精确定位。
[0037]
如图5所示，光学系统51依次对多芯光纤的端面进行检测，同步识别多芯光纤的多
个芯部52的位置，通过视觉软件测得所有多芯光纤的特定芯部与插芯体最高位置之间的最小角度信息，将信息反馈至旋转对轴机构执行光纤旋转调整，从而依次将光纤旋转到预定位置。图6为多根多芯光纤在多孔插芯61中调整完毕后的示意图。
[0038]
多芯光纤在多孔插芯中完成旋转对轴定位并锁定位置后，接着进行点胶固化封装，采用紫外固化和热固化组合的方式进行永久性固定封装多芯光纤。先使用紫外进行初步固化，然后再进行热固化。如图7所示，x轴滑动模块71把点胶单元74、紫外固化单元75推到该系统的操作台面位置，y轴滑动模块72将平台推到点胶位置，同时z轴滑动模块73下降，向多孔插芯的天窗14中孔中施加粘合剂点胶，点胶完成后，y轴会将紫外固化单元75推到插芯体天窗14正上方位置，同时z轴下降进行紫外照射，固化完成后，x轴把点胶封装模块推向后方，完成复位。为了提高封装效率以及稳定性，紫外初步固后，通过图8所示的加热模块81对紫外固化后的插芯82进行在线固化，这样可避免移动过程中因紫外初固不牢固造成的纤芯转动。
[0039]
其中，点胶单元和紫外固化单元位于旋转对轴机构正上方，热固化单元安置在多孔插芯卡槽夹具正下方。通过将热固化单元安置在多孔插芯卡槽正下方，可以实现在不下夹具的情况下直接进行固化封装，这样可避免插芯下夹具移动过程中因紫外初固不牢固而造成的多芯光纤发生转动。
[0040]
最后，将固化完毕的插芯实施研磨抛光，然后装配附加的组件形成多芯光纤连接器。通过该对轴封装系统，可以多芯光纤的对轴偏差小于1度。
[0041]
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
[0042]
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。