光纤对准装置、插芯器件和插芯器件的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种插芯组件以及一种光纤对准装置、插芯器件、以及插芯器件的制造方法。
【背景技术】
[0002]图1a显示了一种现有的用于制造光纤连接器的单芯插芯组件10的示意图；和图1b显示了图1a所示的单芯插芯组件10的剖视图。
[0003]如图1a和图1b所示，目前，在单芯光纤连接器生产制造过程中，通常采用的插芯组件10包括插芯12和连接在插芯12的后端上的插芯尾柄11。插芯尾柄11可以是以注塑的方式形成在插芯12的后端上的塑胶件，也可以是以压接的方式固定在插芯12的后端上的金属件。
[0004]如图1a和图1b所示，插芯尾柄11中形成有一个用于容纳粘合剂的容纳空腔14，该容纳空腔14的轴向前端口与插芯12中的光纤插孔15同轴并且相互连通。在制造光纤连接器的过程中，先用注粘合剂针管(未图示)从容纳空腔14的轴向后端口(注粘合剂孔口)13向容纳空腔14中注入足够量的粘合剂，然后，将被覆层剥离并清洁好的裸光纤穿过插芯组件10的充满粘合剂的容纳空腔14和光纤插孔15，再将粘合剂固化使光纤固定在插芯组件10的光纤插孔15中，最后，经由打磨、抛光、测试、组装等一系列程序制成所需的光纤连接器插芯器件(完成的插芯组件)。
[0005]在现有的技术方案中，由于所有制造过程会产生不可避免的误差以及为了尺寸配合/装配需要而人为地引入了误差，例如，插芯的光纤插孔的直径必须要大于光纤外径以便光纤能够顺畅地穿入，这样光纤外径和插芯的光纤插孔的直径之间需要存在较大的偏差，再如，由于光纤与插芯的光纤插孔之间存在较大的间隙，光纤的轴心与插芯的光纤插孔之间会存在不同心，并且插芯的光纤插孔的中心与根据定位基准(对单芯插芯而言，主要是指插芯的外圆周面，对多芯插芯而言，主要是指对准针孔)确定的理想中心之间也存在加工制造误差，这些因素都会引起光纤的轴心不规律的横向偏移，从而影响光纤连接器对接时的插入损耗。
【发明内容】
[0006]本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
[0007]为弥补光纤连接器生产制造领域的不足，本申请的发明人在2013年5月28日提交的申请号为CN201310203120.7 (下称为专利文献I)和CN201310203217.8 (下称为专利文献2)以及在2013年6月7日提交的申请号为CN201310226442.3(下称为专利文献3)和CN201310226188.7(下称为专利文献4)的中国专利申请中已经提出了一种使用基于低精度的插芯(其光纤插孔的直径远大于对应的光纤的直径，并且其光纤插孔的中心相对于理想中心存在较大偏差)制造出高精度(低插入损耗)、低成本的光纤连接器的新技术方案。现在，通过应用将它们公开的全部内容结合到本文中。
[0008]在前述专利文献1-4公开的内容的基础上，本发明又提出了一种改进的光纤对准装置，其不仅能够实现光纤在低精度插芯内的高精度定位，而且能够将光纤的偏心调整到预定方位，这样，在对配两个光纤连接器时，可以方便地实现两个对配的光纤连接器的偏心位于相同的调芯区域内，降低了随机对配后的两个光纤连接器之间的插入损耗。
[0009]本发明一个目的在于提供一种光纤对准装置，其不仅能够实现光纤在低精度插芯内的高精度定位，而且能够将光纤的偏心调整到预定方位。
[0010]根据本发明的一个方面，提供一种光纤对准装置，用于校准光纤在插芯组件的光纤插孔中的位置，包括:
[0011]套筒定位块；
[0012]对准元件，形成有沿其轴向中心线延伸的对准槽，所述对准元件的一端固定在所述套筒定位块中，另一端形成有一个凸出的平台部，所述对准槽延伸至所述平台部的末端;
[0013]对准套筒，所述对准套筒的一端套装在所述对准元件的另一端上；和
[0014]弹性元件,所述弹性元件的一端进入所述对准套筒中，并沿与所述对准元件的轴向中心线垂直的方向向下按压在所述平台部的对准槽上，
[0015]其中，所述光纤从所述插芯组件的前端突出，并且所述插芯组件的前端从所述对准套筒的另一端插入所述对准套筒中，直至从所述插芯组件的前端突出的光纤插入所述对准元件的对准槽中达到预定长度，
[0016]其中，当所述插芯组件的前端插入所述对准套筒中并且所述光纤插入所述对准元件的对准槽中时，所述光纤在插芯组件的光纤插孔中的位置精度被校准达到所述光纤在所述对准槽中的位置精度，并且
[0017]其中，所述弹性元件的所述一端用于按压在已插入所述对准槽中的光纤上，使得光纤的中心相对于对准元件的中心的偏心被调整到预定方位并保持在预定方位。
[0018]根据本发明的一个实例性的实施例，所述光纤的中心相对于对准元件的中心的偏心被调整到所述对准元件的中心的正下方。
[0019]根据本发明的另一个实例性的实施例，在所述光纤的中心被调整到所述对准元件的中心的正下方之后，利用粘合剂将所述光纤固定在所述插芯组件的光纤插孔中。
[0020]根据本发明的另一个实例性的实施例，在所述插芯组件的外表面上形成有偏心定位标记或利用所述插芯组件上已有的结构特征作为偏心定位标记，用于标识所述光纤的调芯区域。
[0021]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述偏心定位标记位于所述插芯组件的插芯或插芯尾柄上。
[0022]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述偏心定位标记为形成在所述插芯组件的外轮廓面上的注粘合剂孔。
[0023]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述弹性元件为一个悬臂弹片，所述弹性元件的另一端通过螺纹连接件连接到所述套筒定位块上，并且通过调节所述螺纹连接件拧入所述套筒定位块的螺纹孔中的深度，来调节所述弹性元件的所述一端施加在所述光纤上的按压力的大小，以适应不同直径的光纤。
[0024]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述弹性元件上形成有一个定位槽，并且在所述套筒定位块上形成有一个凸出的定位键，所述定位键配合到所述定位槽中，用于定位所述弹性元件的位置，使得所述弹性元件在与所述对准元件的轴向中心线和所述按压力的方向垂直的方向上的位置保持不变。
[0025]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述弹性元件包括与所述对准元件的轴向中心线大致平行的第一片状部分和与所述与第一片状部分大致垂直相交的第二片状部分，并且所述定位槽同时形成在所述第一片状部分和第二片状部分中。
[0026]根据本发明的另一个实例性的实施例，在所述对准套筒上形成有一个槽口，所述弹性元件的所述一端经由所述槽口进入所述对准套筒中。
[0027]根据本发明的另一个方面，提供一种插芯器件的制造方法，包括以下步骤:
[0028]提供一个插芯组件；
[0029]在所述插芯组件的光纤插孔中插入光纤，直至光纤从所述插芯的前端突出预定距离；
[0030]向所述插芯组件的内部注入粘合剂；
[0031]从所述插芯组件的前端抽吸所述粘合剂，使所述粘合剂经由所述光纤与所述光纤插孔之间的缝隙流动到所述插芯组件的前端面上，直至在所述插芯组件的前端面上形成预定尺寸的粘合剂包；
[0032]提供根据权利要求-中任一项所述的光纤对准装置；
[0033]将所述插芯组件的前端插入所述光纤对准装置的对准套筒中，直至从插芯组件的前端突出的光纤插入到对准元件的对准槽中达到预定长度；和
[0034]固化所述粘合剂，将所述光纤固定在所述插芯组件的光纤插孔中。
[0035]根据本发明的一个实例性的实施例，所述方法还包括步骤:在光纤插入到对准元件的对准槽中达到预定长度之后，在所述插芯组件的外表面上形成偏心定位标记或利用所述插芯组件上已有的结构特征作为偏心定位标记，用于标识各个光纤的调芯区域。
[0036]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述偏心定位标记位于所述插芯组件的插芯或插芯尾柄上。
[0037]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述偏心定位标记为形成在所述插芯组件的外轮廓面上的注粘合剂孔。
[0038]根据本发明的另一个实例性的实施例，采用真空吸附装置从所述插芯组件的前端抽吸所述粘合剂。
[0039]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述真空吸附装置包括:真空发生器；和真空吸盘，适于密封地吸附在所述插芯组件的前端上，所述真空吸盘通过连接管路连接到真空发生器的真空吸入口。
[0040]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述真空吸附装置还包括:
[0041]调压阀，所述调压阀连接到所述真空发生器的进气口，用于调节所述真空发生器的进气压力。
[0042]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述真空吸附装置还包括:
[0043]压力传感器，所述压力传感器设置在所述真空吸盘与所述真空发生器的真空吸入口之间的连接管路上，用于检测连接管路上的负压值。
[0044]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述从所述插芯组件的前端抽吸所述粘合剂的步骤包括:根据所述压力传感器检测到的负压值，判断所述真空吸盘是否密封地吸附到所述插芯组件的前端上。
[0045]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述真空吸附装置还包括:真空过滤器，所述真空过滤器设置在所述真空吸盘与所述真空发生器的真空吸入口之间的连接管路上。
[0046]根据本发明的另一个实例性的实施例，采用视觉识别装置识别在所述插芯组件的前端面上形成的粘合剂包的尺寸。
[0047]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述方法还包括步骤:
[0048]在所述视觉识别装置识别到在所述插芯组件的前端面上形成的粘合剂包的尺寸达到预定尺寸时，控制所述真空发生器产生破坏气压，使所述真空吸盘释放所述插芯组件。
[0049]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述插芯组件包括:插芯，具有用于插入光纤的光纤插孔；和插芯尾柄，连接在插芯的后端上，其中，所述插芯尾柄具有沿其纵向方向延伸的容纳空腔，所述容纳空腔贯穿所述插芯尾柄并与所述插芯的光纤插孔连通，其中，在所述插芯组件的外轮廓面上形成有注粘合剂孔，所述注粘合剂孔与所述插芯的光纤插孔或所述插芯尾柄的容纳空腔直接连通，并且所述粘合剂从所述注粘合剂孔注入到所述插芯的光纤插孔或所述插芯尾柄的容纳空腔中。
[0050]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述注粘合剂孔形成在所述插芯的外轮廓面上，并与所述插芯的光纤插孔直接连通。
[0051]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述注粘合剂孔具有位于所述插芯的外轮廓面上的外部开口和位于所述插芯的内部的内部开口 ；并且所述注粘合剂孔的内部开口小于所述注粘合剂孔的外部开口，用于防止从所述注粘合剂孔的外部开口插入的注粘合剂针管伸入所述插芯的光纤插孔中。
[0052]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述注粘合剂孔从所述插芯的外部向内部以台阶方式收缩或以锥形渐变方式收缩。
[0053]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述注粘合剂孔形成在所述插芯尾柄的外轮廓面上，并与所述插芯尾柄的容纳空腔直接连通。
[0054]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述注粘合剂孔具有位于所述插芯尾柄的外轮廓面上的外部开口和位于所述插芯尾柄的内部的内部开口 ；并且所述注粘合剂孔的内部开口小于所述注粘合剂孔的外部开口，用于限制从所述注粘合剂孔的外部开口插入的注粘合剂针管伸入所述插芯尾柄的容纳空腔中的距离。
[0055]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述注粘合剂孔从所述插芯尾柄的外部向内部以台阶方式收缩或以锥形渐变方式收缩。
[0056]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述注粘合剂孔形成在所述插芯和所述插芯尾柄的接合部位处，并与所述插芯的后端处的光纤插孔直接连通。
[0057]根据本发明的另一个实例性的实施例，在所述插芯上形成有接合凸台，所述接合凸台接合到所述插芯的后端的外轮廓面上的凹口中。
[0058]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述注粘合剂孔位于所述接合凸台的后方；或所述注粘合剂孔位于所述接合凸台处并贯穿所述接合凸台。
[0059]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述注粘合剂孔的数量为一个或多个。
[0060]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述注粘合剂孔位于所述插芯的外轮廓面上的任一位置处。
[0061]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述注粘合剂孔与所述光纤插孔之间的夹角为大于零度的任一角度。
[0062]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述注粘合剂孔的截面形状为圆形、椭圆形或矩形。
[0063]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述光纤插孔在所述插芯的后端处被形成为喇叭形开口，所述喇叭形开口朝向所述插芯尾柄的容纳空腔逐渐扩大并与所述容纳空腔连通；并且所述注粘合剂孔被形成为其内部开口靠近所述喇叭形开口或位于所述喇叭形开口处。
[0064]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述插芯组件为单模单芯插芯、单模多芯插芯、多模单芯插芯或多模多芯插芯。
[0065]根据本发明的另一个方面，提供一种插芯器件，包括插芯组件和固定在插芯组件的光纤插孔中的光纤，其中，所述插芯器件由前述任一个实施例中所描述的方法制成。
[0066]本发明与现有技术的一个区别在于，将光纤插入低精度的插芯的光纤插孔中，低精度插芯的光纤插孔与光纤之间的空隙可以远大于现有技术中使用的高精度插芯与光纤之间的空隙(空隙由粘合剂填充并固化使光纤固定于光纤插孔内)，并将突出于插芯的前端面的光纤头端引导进入独立的高精度光纤对准装置中，对光纤在插芯的插孔内的位置进行精密校准，且使光纤的中心相对于理想中心有规律地偏向预设的一侧(控制在亚微米级或纳米级的极小偏移量)，并固化粘合剂使光纤固定在低精度的插芯内，从而，光纤在低精度的插芯的插孔中的位置精度达到光纤在高精度的插芯的插孔中的位置精度，从而可以制作出高精度光纤连接器。此外，由于光纤的偏心被预先调整到预定方位，因此，在对配两个光纤连接器时，可以方便地实现两个对配的光纤连接器的偏心位于相同的调芯区域内，使两个对配的光纤连接器的光纤之间的偏心量最小化，降低了随机对配后的两个光纤连接器之间的插入损耗。
[0067]基于本发明的光纤对准装置制作出的光纤连接器，与现有使用高精度插芯制作的光纤连接器相比，能够更好地实现光纤的位置精度的可控性、可预测性、个体到个体的精度的可重复再现性，同时由于光纤的偏心被预先调整到预定方位，可以省去后续偏心调整的工序(即该光纤对准装置同时实现了光纤连接器的偏心调整，在后续工序中无需对光纤连接器进行偏心调整)，这样大大提高了光纤连接器的性能及随机互配性(低插入损耗及低随机互配损耗)。
[0068]通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
【附图说明】
[0069]图1a显示了一种现有的用于制造光纤连接器的单芯插芯组件的示意图；
[0070]图1b显示了图1a所示的单芯插芯组件的剖视图；
[0071]图2a显示了根据本发明的第一实例性的实施例的用于制造光纤连接器的插芯组件的不意图；
[0072]图2b显示了图2a所示的插芯组件的剖视图；
[0073]图3a显示了根据本发明的第二实例性的实施例的用于制造光纤连接器的插芯组件的不意图；
[0074]图3b显示了图3a所示的插芯组件的剖视图；
[0075]图4a显示了根据本发明的第三实例性的实施例的用于制造光纤连接器的插芯组件的不意图；
[0076]图4b显示