光纤扩束连接器及其光纤扩束接触件和套管组件的制作方法

本发明涉及光信号传输领域中的光纤扩束连接器及其光纤扩束接触件和套管组件。

背景技术：

光纤扩束连接器是一种高端新型光纤连接器，它与传统接触式光纤连接器的区别在于其接触件为采用光学透镜的光学接触件。光学透镜可以有效的扩大传输光束的尺寸，并且可以在非接触状态下高效的传输光信号。

现有的光纤扩束连接器如中国专利CN201780391U公开的“光纤扩束接触件及使用该接触件的光纤扩束连接器”，该光纤扩束连接器包括光纤扩束接触件，光纤扩束接触件包括套管，套管的前端粘接有柱形的透镜，套管中于透镜的后侧粘接有光纤插针。现有的这种光纤扩束接触件存在的问题在于：1、由于柱形的透镜的轴向长度较长，因此其具有足够的粘接面积来保证连接强度，而一些其它形状的透镜，比如受半球透镜、凸透镜等不具有足够长的轴向长度，就不太适合与套管粘接相连，另外，粘接操作需要使用到胶液，稍有不慎就会造成透镜污染；2、光纤插针与套管粘接成整体结构，光纤插针无法取卸，不便于后续的维修更换。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种套管组件，以解决现有技术中采用胶粘方式容易污染透镜的问题；本发明的目的还在于提供一种使用该套管组件的光纤扩束接触件和光纤扩束连接器。

为了解决上述问题，本发明中套管组件的技术方案为：

光纤扩束接触件的套管组件，包括用于相应光纤插针连接的套管，套管的前端连接有前端套，前端套上设置有前夹持部，套管上设置与前夹持部相对设置的用于与前夹持部配合而对相应透镜进行夹持固定的后夹持部。

前夹持部为用于与透镜的前端球面定位配合的定位环台，定位环台与套管同轴线设置，后夹持部由设置于所述套管前端的环形端面或沿周向间隔布置的弧形段端面构成，环形端面或弧形段端面的延伸方向垂直于所述套管的轴线。

前端套与套管互相插接，前端套与套管的插接部分粘接相连、螺纹相连或者过盈相连。

本发明中光纤扩束接触件的技术方案为：

光纤扩束接触件，包括透镜和光纤插针，光纤扩束接触件还包括套管组件，套管组件包括供所述光纤插针连接的套管，套管的前端连接有前端套，前端套上设置有前夹持部，套管上设置与前夹持部相对设置的用于与前夹持部配合而对所述透镜进行夹持固定的后夹持部。

透镜为具有前端球面和后端平面的半球透镜，前夹持部为用于与透镜的前端球面定位配合的定位环台，定位环台与套管同轴线设置，后夹持部由设置于所述套管前端的环形端面或沿周向间隔布置的弧形段端面构成，环形端面或弧形段端面的延伸方向垂直于所述套管的轴线。

前端套与套管互相插接，前端套与套管的插接部分粘接相连、螺纹相连或者过盈相连。

套管包括套管本体，套管本体的后端具有至少两个沿周向分布的可径向弹性变形的弹性瓣，光纤插针的插针本体外周设置有插针凸起，插针凸起的后端具有挡止方向朝后的插针挡止面，弹性瓣上设置有用于与所述插针挡止面挡止配合以防止光纤插针从前至后由所述套管本体后端脱出的套管挡止面。

套管本体上于所述透镜的后侧设置有套管定位部，插针挡止面为由前至后逐渐朝插针本体中心线方向延伸的斜面，套管挡止面与所述插针挡止面适配以向插针本体施加朝前方向作用力而使插针本体前端顶在所述套管定位部上。

所述套管定位部为环台结构，插针本体的前端为与所述环台结构的中心孔定位配合的锥形结构。

本发明中光纤扩束连接器的技术方案为：

光纤扩束连接器，包括光纤扩束接触件，光纤扩束接触件包括透镜和光纤插针，光纤扩束接触件还包括套管组件，套管组件包括供所述光纤插针连接的套管，套管的前端连接有前端套，前端套上设置有前夹持部，套管上设置与前夹持部相对设置的用于与前夹持部配合而对所述透镜进行夹持固定的后夹持部。

透镜为具有前端球面和后端平面的半球透镜，前夹持部为用于与透镜的前端球面定位配合的定位环台，定位环台与套管同轴线设置，后夹持部由设置于所述套管前端的环形端面或沿周向间隔布置的弧形段端面构成，环形端面或弧形段端面的延伸方向垂直于所述套管的轴线。

前端套与套管互相插接，前端套与套管的插接部分粘接相连、螺纹相连或者过盈相连。

套管包括套管本体，套管本体的后端具有至少两个沿周向分布的可径向弹性变形的弹性瓣，光纤插针的插针本体外周设置有插针凸起，插针凸起的后端具有挡止方向朝后的插针挡止面，弹性瓣上设置有用于与所述插针挡止面挡止配合以防止光纤插针从前至后由所述套管本体后端脱出的套管挡止面。

套管本体上于所述透镜的后侧设置有套管定位部，插针挡止面为由前至后逐渐朝插针本体中心线方向延伸的斜面，套管挡止面与所述插针挡止面适配以向插针本体施加朝前方向作用力而使插针本体前端顶在所述套管定位部上。

所述套管定位部为环台结构，插针本体的前端为与所述环台结构的中心孔定位配合的锥形结构。

本发明的有益效果为：本发明中，透镜被夹持固定于套管和前端套之间，通过夹持固定方式，不需使用胶粘，避免了胶粘可能会污染透镜的问题。

进一步的，定位环台与透镜的前端球面定位配合，在受到环形端面或弧形段端面顶压时，透镜将会自动调整姿态，保证透镜与套管的同轴度，对于半球透镜而言，定位形式简单方便。

附图说明

图1是本发明中光纤扩束连接器的一个实施例中光纤扩束接触件的结构示意图；

图2是图1的立体图；

图3是图1中光纤插针与弹性瓣的配合示意图；

图4是图1中套管的结构示意图；

图5是本发明中光纤扩束连接器的扩束原理图。

具体实施方式

光纤扩束连接器的实施例如图1~5所示：包括连接器壳体（图中未示出）及设置于连接器壳体中的光纤扩束接触件20，光纤扩束接触件20包括透镜16、具有插针本体13的光纤插针10和套管组件，套管组件包括前端套和具有套管本体5的套管6，光纤插针为金属材质，透镜通过前端套2固定于套管本体5的前端，透镜16为半球透镜，半球透镜具有前端球面17和后端平面15，前端套2上设置有前夹持部，套管上设置有与前夹持部相对设置的、通过与前夹持部配合而对透镜夹持固定的后夹持部，前夹持部为定位环台1，定位环台1围成透光孔，定位环台用于与透镜的前端球面17定位配合，后夹持部为设置于套管本体5前端的、用于与透镜的后端平面定位配合的环形端面3，套管本体5的前端强装于前端套2中，直至套管本体的环形端面3顶在透镜16的后端平面3上，保证套管本体的中心线过透镜的球心并垂直于透镜的后端平面。

套管本体5的后端具有六个沿周向分布的可径向弹性变形的弹性瓣7，插针本体13由后至前的从套管本体5后端插入，插针本体的外周设置有插针凸起11，插针凸起11为环形凸起，环形凸起的后端具有挡止方向朝后的插针挡止面9，插针挡止面9为由前至后逐渐朝插针本体中心线方向延伸的锥形的斜面，弹性瓣7上设置有用于容纳环形凸起11的容纳槽8，容纳槽8的后槽壁形成与插针挡止面9适配的用于与插针挡止面挡止配合以防止光纤插针从前至后由套管本体后端脱出的套管挡止面18，套管挡止面18也为锥形的斜面。套管本体5上于透镜的后侧设置有套管定位部，套管定位部为环台结构14，插针本体13的前端为与环台结构的中心孔定位配合的锥形结构4，因为套管挡止面18和插针挡止面9均为斜面的关系，弹性瓣7会对插针本体施加朝前方向的作用力，使得插针本体前端的锥形结构4与环台结构14的中心孔定位顶触，保证光纤插针10与透镜16之间的位置关系，确保光纤插针中的光纤与透镜16耦合。环形凸起的前端面12为由前至后逐渐朝远离插针本体中心线方向延伸的斜面结构，环形凸起的前端面的坡度要小于插针挡止面的坡度，这样可以便于光纤插针的插入，插针挡止面的坡度较大，使拔出力大于插入力，保证产品稳定可靠。

装配时，光纤插针由后至前的插入到套管的内孔中，环形凸起的前端面顶推各弹性瓣而使弹性瓣张开，当环形凸起没入容纳槽后，弹性瓣回弹，弹性瓣上的套管挡止面对插针挡止面施压，对光纤插针施加一个朝前方向的作用力，保证光纤插针的前端抵触在套管定位部上，保证光纤插针与透镜之间的位置关系，保证透镜能与光纤插针耦合。其具体耦合原理如图5所示：图5中项21表示与该光纤扩束接触件适配的适配光纤扩束接触件，其二者结构相同，光路经光纤扩束接触件的透镜射出后实现扩束，然后被适配光纤扩束接触件的透镜聚束，实现光信号的传输。当需要拆卸光纤插针时，向后拔光纤插针，插针挡止面顶推套管挡止面使各弹性瓣张开，可将光纤插针取出。本发明中光纤插针的拆装都较为方便，同时弹性瓣式的结构也不会增加光纤扩束接触件的径向尺寸，保证光纤扩束接触件可以正常的使用；套管挡止面对插针挡止面施加作用力，可以保证光纤插针的精确位置，确保光纤插针中的光纤与透镜耦合。环形端面与定位环台的配合来保证透镜与套管的同轴度，这样透镜的直径不需与前端套的内径一致，一方面降低两者之间的精度要求，另外对于半球透镜而言，需要光纤的光经过半球透镜的球心，这就要求半球透镜需要与套管保证同轴度，如果采用胶粘方式来固定半球透镜，半球透镜外周的柱形段较短，半球透镜与前端套之间的位置关系不易保证，另外也难免出现一侧胶厚、一侧胶薄的情况发生，装配精度非常难以保证。在本发明的其它实施例中：插针挡止面和套管挡止面也可以不是锥形的斜面，而是平面结构的斜面；光纤插针的前端部也可以是平头结构；插针挡止面和套管挡止面也可以均不是斜面结构，比如说插针挡止面和套管挡止面均为垂直于前后方向的直面，此时在拆卸光纤插针时，需要借助其它工具先使得各弹性瓣张开，再将光纤插针拔出；前端套也可以通过粘接或螺纹连接形式连接到套管上；弹性瓣的个数可以根据需要进行设置，比如说两个、三个或其它个数；插针凸起也可以不是环形凸起，比如说插针凸起沿周向间隔布置，插针凸起的个数与弹性瓣的个数对应，此时可以在光纤插针与套管之间设置导向键、导向键槽结构，来保证光纤插针与套管之间的周向角度关系，从而保证各插针凸起均能与对应弹性瓣配合；光纤插针也可以陶瓷材质；环形端面也可以不是连续的，比如说在套管的前端沿周向间隔布置有多个弧形段，弧形段的端面垂直于套管的轴线，通过弧形段的弧形段端面顶推透镜的后端平面；透镜还可以为凸透镜、柱形透镜等，当透镜为柱形透镜时，柱形透镜的外径可以与前端套的内径一致，此时，前、后夹持部可以均为简单的挡块结构，只要能够实现对透镜的固定即可。

光纤扩束接触件的实施例如图1~5所示：光纤扩束接触件的具体结构与上述各光纤扩束连接器实施例中所述的光纤扩束接触件相同，在此不再详述。

套管组件的实施例如图1~5所示：套管组件的具体结构与上述各光纤扩束连接器实施例中所述的套管组件相同，在此不再详述。