专利名称：1对n的锥形光纤连接器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光纤技术领域，具体涉及一种1对n的锥形光纤(耦合/分束/合束)连接器。
背景技术：
光纤连接器是光纤网络中使用最多的光无源器件.研究新型的连接器是降低光纤网络成本的方法之一。当前所有的光纤连接器都是一根光纤对应一根光纤，一个输出对应一个接入，缺少一对多的光纤连接器。如果能制成一对二，一对三甚至一对多就可以大大降低一个光纤传输系统的成本与复杂性。
当前市场上普遍采用的连接器有(1)FC型连接器所连接的两根光纤插针的端面是平面对接，端面间空气气隙会产生菲涅尔反射，容易引起额外的噪声、波形失真和插入损耗的增加。
(2)ST型(卡口式)和SC型(插拔式)是针对解决FC型连接器的缺点而开发的。SC型连接器采用新型的直插式耦合装置，其插针的端面研磨成凸球面，在光纤对接时，端面间的空气气隙比平面型小，光耦合效率高，插入损耗仅小，反射衰减大。它们均为一对一的。
上述两种连接器均为活动连接器，将光纤穿入并固定于插针中，并将插针表面进行抛光处理后，在耦合管中实现对准。插针的外组件采用金属或非金属的材料制作。插针的对接端必须进行研磨处理，另一端通常采用弯曲限制构件来支撑光纤或光纤软缆以释放应力。耦合管一般是由陶瓷、或青铜等材料制成的两半合成的、紧固的圆筒形构件做成，多配有金属或塑料的法兰盘，以便于连接器的安装固定。为尽量精确地对准光纤，对插针和耦合管的加工精度要求很高。
(3)采用熔接法的固定连接器，目前只实现一对二，而且在熔接时会出现仅光纤的包层对准而纤芯未对准的情况，此时熔接后的纤芯间连接成为弯折形状或根本未接上，造成接头损耗过大。
目前尚无一对多的光纤连接器。
发明内容
本发明的目的在于提出一种结构简单、成本低廉的1对n的锥形光纤(耦合/分束/合束)连接器。
本实用新型提出的1对n的锥形光纤(耦合/分束/合束)连接器，由连接器外套1、光纤夹具2、光纤支架3、连接固定构件4和5组成(如图1所示)，其中，光纤支架3由同轴心且连成一体的基座锥台6和锥体7组成(如图3所示)，在光纤支架的锥体7的表面开有n条用于嵌合接收光纤的槽(见图4所示)，在锥台6的对应位置处开有相应数量n的小孔，用于贯穿接收光纤；连接外套1的内侧面为与光纤支架3的外侧面形状匹配的锥形，其内锥形面的顶端处开有一个中心孔，光纤夹具2安装固定于该中心孔内，光纤夹具2用于固定发射光纤。连接外套1的内锥面底部与光纤支架3的锥台底部螺纹连接，连接固定件4和5分别固定于连接外套1的两端。
本实用新型中，n可取2-10的整数，它对应于分束或合束光纤的数量，相应地，在光纤支加的两级锥台上分别开出2-10条槽和孔。一般锥台上槽的直径为0.25±0.05mm，锥体中孔的直径为1±0.2mm。
本实用新型中，接受光纤固定于光纤支架的槽内，光纤支架将多根接受光纤三维立体的汇集在一起，并起到支撑作用。连接固定构件精密固定接受光纤引出部分，并起到保护光纤和抗拉、抗冲击的作用。
本实用新型中，利用锥形光纤特有的光学传输性质，制成锥形光纤连接器就能实现一对多光纤连接或分束。锥形光纤是利用普通单模或多模石英光纤，通过计算机控制热拉伸装置，用熔拉法拉制而成。利用CO2激光器或其他加热装置使光纤熔融，在两端施以拉力将其迅速拉断，断面自然形成光滑平面。
利用本装置对光纤进行分束或合束的过程如下将锥形光纤的接收光纤放置于光纤支架的锥面上槽内，并穿过锥台小孔，固定，光纤支架2旋入连接器外套1内，锥形光纤的发射光纤置于光纤夹具2内，光纤夹具2旋入连接器外套1的中心孔内。光通过光纤锥体时，传导模在锥尖处转变成泄漏模并离开光纤，传播到空气中。处于其附近的多根其他光纤的锥形部位就能接收到它发出的光信号，从而达到分束或合束的目的。
本实用新型中，制成的连接器可以免去使用插针及对插针的精密加工要求。在用计算机控制批量生产和一般精密装配下，不仅可实现一对多的固定连接，而且可实现光功率的均匀分配。
本实用新型不仅可应用于通信系统光纤网络中作为连接器件，可以作为光信号的分束器。又可以应用于激光器件中为获得大光功率强光束的合束器。应用在集成光学器件的研制中，可容易地实现集成元部件间光信号三维任意方向的连接。还可广泛应用于激光器件或集成光学器件中。
本实用新型结构简单，效率高，并可大大降低生产及施工成本。
图1为本实用新型的结构图示。
图2为本实用新型一对二光纤耦合/分束器示意图。图中一根为发射光纤，另两根为接收光纤。
图3为本实用新型光纤支架示意图。
图4为光纤支架的锥体部分结构图示。其中图4(a)为下底图示，图4(b)为轴向截面图示，图4(c)为上底面图示。
图中标号1为连接器外套，2为光纤夹具，3为光纤支架，4为固定构件，5为固定构件，6为光纤支架的锥台，7为光纤支架的锥体部分。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型。
实施例1，整个连接器为Φ15×100mm，连接器外套长度为80～100mm，采用黄铜，光纤支架采用铝合金，锥体下底面Φ9.3±0.005mm，锥体上底面Φ3±0.005mm，开有Φ0.25±0.005mm的槽8条，锥体高20±0.1mm，锥台相应处开有Φ1mm的小孔8个，锥台部分长30±0.1mm，宽4±0.1mm，光纤夹具长为10mm，采用铝合金，连接固定构件长为10mm，采用铝合金或黄铜。锥形光纤是利用普通单模或多模石英光纤，通过自制的计算机控制热拉伸装置，用熔拉法拉制而成。利用CO2激光器或其他加热装置使光纤熔融，在两端施以拉力将其迅速拉断，断面自然形成光滑平面。1对8的光纤耦合/分束器按图3所示加工光纤支架，将加工好的8根锥形光纤安装在支架的光纤槽中，光纤的位置需精密调整并封固。将调整封固好的8根光纤及其支架装入连接器的外套构件中，用精密螺纹固定，再用连接器的端固定构件将光纤的引出部分固定并保护好。将单根光纤安装在光纤夹具中，旋入连接器的外套构件中。光纤夹具和连接器的外套构件的螺纹需精密加工。再用连接器的端固定构件将光纤的引出部分固定并保护好。上述部件按一定工艺加工和安装即得1对8的锥形光纤连接器。
权利要求1.一种1对n的锥形光纤连接器，其特征在于由光纤夹具(2)、光纤支架(3)、连接固定构件(4)、(5)、连接器外套(1)组成，其中，光纤支架(3)由同轴心且连成一体的基座锥台(6)和锥体(7)组成，在光纤支架的锥体(7)的表面开有n条用于嵌合接收光纤的槽，在锥台(6)的对应位置处开有相应数量n的小孔，用于贯穿接收光纤；连接外套(1)的内侧面为与光纤支架(3)的外侧面形状匹配的锥形，其内锥形面的顶端处开有一个中心孔，光纤夹具(2)安装固定于该中心孔内，光纤夹具(2)用于固定发射光纤，连接外套(1)的内锥面底部与光纤支架(3)的锥台底部螺纹连接，连接固定件(4)和(5)分别固定于连接外套(1)的两端。
2.根据权利要求1所述的锥形光纤连接器，其特征在于n为2-10的整数，对应于分束或合束光纤的数量，相应地，在光纤支加的两级锥台上分别开出2-10条槽和孔，一般锥台上槽的直径为0.25±0.05mm，锥体中孔的直径为1±0.2mm。
专利摘要本实用新型属于光纤技术领域，具体涉及一种1对n的锥形光纤(耦合/分束/合束)连接器。由光纤夹具、光纤支架、连接固定构件、连接器外套组成，光纤支架由基座锥台和锥体组成，在光纤支架的锥体表面开有n条用于嵌合接收光纤的槽，在锥台对应位置处开有相应数量n的小孔，用于贯穿接收光纤，光纤夹具安装固定于连接外套内锥形面中心孔内，光纤夹具用于固定发射光纤。本实用新型不仅可用作通信系统光纤网络中的连接器件，作为光信号的分束器。又可用作激光器件中获得大光功率强光束的合束器。应用在集成光学器件中，可容易地实现集成元部件间光信号三维任意方向的连接。本实用新型结构简单，效率高，并可大大降低生产及施工成本。
文档编号H04B10/12GK2630875SQ0325589
公开日2004年8月4日 申请日期2003年7月24日 优先权日2003年7月24日
发明者祝生祥, 薛春荣, 蔡小明, 傅玉喜 申请人:同济大学