基于光纤准直器调节结构的光纤旋转连接器的制作方法

本实用新型属于光学器件技术领域，涉及一种光纤旋转连接器，尤其是涉及一种基于光纤准直器调节结构的光纤旋转连接器。

背景技术：

光纤连接器用于光纤的耦合，在特定场合下需要使后端的光纤相对于前端的光纤旋转，此时需要一种装置同时实现光纤耦合连接与旋转的功能，这种装置称为光纤旋转连接器。现有的光纤旋转连接器中，一般都固定安装着两个以上的光纤准直器，在光纤准直器的固定安装前，必须对其进行精密调节，才能实现低损耗的稳定传输。因此，如果不考虑光纤准直器的精密调节，则无法制作光纤旋转连接器或无法实现低损耗传输。实际使用的低损耗光纤旋转连接器都会考虑到光纤准直器的调节结构。

光纤准直器的调节结构的设计会直接影响到光纤旋转连接器的尺寸、机械强度和光学性能。主体结构尺寸较大则不适合某些狭小空间的应用场合，然而，主体的机械强度小则不适用于对抗拉强度、屈服强度、冲击性能等要求严格的场合。现有的低损耗光纤旋转连接器存在尺寸大或机械性强度小的缺陷，限制了其应用范围。

申请号为201520768635.6的中国实用新型专利公布了一种光纤旋转连接器，包括：定子，包括定子调节体和定子固定体；转子，包括转子调节体和转子固定体；所述转子调节体的轴线与所述定子调节体的轴线重合；第一光纤准直透镜，设置在所述定子调节体中，且第一光纤准直透镜的光轴与定子调节体的机械轴重合；第二光纤准直透镜，设置在转子调节体中，且第二光纤准直透镜的光轴与所述转子调节体的机械轴重合；轴承，用于连接定子和转子；以及螺钉，设置在定子和转子上，用于固定定子和转子并调整其姿态。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、紧凑，机械强度高、光学性能好，能有效克服低损耗光纤旋转连接器的外形尺寸较大和机械强度较小等技术缺陷的基于光纤准直器调节结构的光纤旋转连接器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

基于光纤准直器调节结构的光纤旋转连接器，包括光纤准直器调节部、套设在光纤准直器调节部上的转动机械部以及静止机械部，所述的光纤准直器调节部包括头部相对设置的左光纤准直器、右光纤准直器以及分别套设在左光纤准直器、右光纤准直器尾部上的调节套管，并且所述的左光纤准直器、右光纤准直器与相应的调节套管同轴设置。

所述的转动机械部包括套设在左光纤准直器上的旋转轴、套设在旋转轴上的轴套以及位于轴套左右两侧的第一轴承、第二轴承。

所述的旋转轴的左端设有凸台，所述的第一轴承设置在凸台与轴套之间。

所述的旋转轴的右端设有轴承防脱圈，所述的第二轴承设置在轴套与轴承防脱圈之间，并与轴套、轴承防脱圈紧密接触。

所述的静止机械部包括套设在转动机械部、右光纤准直器上的外壳以及设置在外壳左端的安装法兰，该安装法兰将转动机械部中的第一轴承固定在外壳中。

所述的左光纤准直器、右光纤准直器均由光纤头子、毛细管及透镜构成。

所述的光纤头子伸出毛细管外大于1.5mm。

所述的左光纤准直器、右光纤准直器的工作距离≤1.5mm，保证近距离传输时可达到最小损耗。

所述的安装法兰设有内螺纹，旋紧于外壳左端，并且挡住第一轴承的外圈，将第一轴承固定在外壳中。

所述的安装法兰设有3～6个安装槽，可设计为朝向外壳或背向外壳，便于将光纤旋转连接器固定于不同需求的工作场所。

所述的调节套管一端套设在光纤头子上并固定，另一端设有外螺纹。

在实际设计时，转动机械部中的旋转轴左端的内孔、外径均比右端大，形成台阶，旋转轴左端的内孔较大以保证准直器调节夹具的调节顺畅，旋转轴左右两端都设有外螺纹；第一轴承、第二轴承分别位于轴套左右两侧，并紧密接触，第一轴承的内圈与旋转轴台阶端面紧密接触，第二轴承的内圈与轴承防脱圈紧密接触；所述的轴承防脱圈设有内螺纹，并通过内螺纹旋紧于旋转轴的右端，减小第二轴承的轴向跳动，并防止第二轴承从旋转轴上脱落。

本实用新型装置中，光纤准直器由光纤头子、毛细管和透镜组成，透镜为C-lens或G-lens，同一个光纤旋转连接器中的光纤准直器中C-lens和G-lens可混合使用。调节套管一端套设在伸出玻璃管外的光纤头子上并固定，另一端设有外螺纹或其它夹持结构，可与准直器调节夹具配合使用，从而达到调节低传输损耗的目的。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：

1)光纤准直器与承力架构显著分隔，减小了外力作用下对光纤准直器光路的影响，提高了光纤旋转连接器的机械性能和光路传输的稳定性；

2)光纤准直器不直接参与外部承力结构，可采用小直径的光纤准直器，从而缩小了主体结构的直径；

3)转动端光纤准直器(即左光纤准直器)与静止端光纤准直器(即右光纤准直器)不需要通过调节轴向距离来调节光路的耦合效率，两光纤准直器的端面可无限接近，减少了平行光在光纤准直器外部的传输距离，降低了光路传输的损耗；

4)转动端光纤准直器(即左光纤准直器)与静止端光纤准直器(即右光纤准直器)的端面可无限接近，减小了主体结构的轴向尺寸；

5)仅改变安装法兰单个零件中安装槽的设计就可将光纤旋转连接器固定于不同安装需求的工作场所，兼容性强；

6)整体结构简单、紧凑，经济实用，操作方便，安装稳定可靠，机械强度高、光学性能好，能有效克服低损耗光纤旋转连接器的外形尺寸较大和机械强度较小等缺陷，具有很好的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2-a为本实用新型安装从左向右的安装方式示意图；

图2-b为本实用新型安装从右向左的安装方式示意图；

图3为本实用新型中左光纤准直器、右光纤准直器结构示意图；

图4为本实用新型装配结构示意图；

图中标记说明：

1—转动机械部、11—旋转轴、12—第一轴承、13—轴套、14—轴承防脱圈、15—第二轴承、2—静止机械部、21—外壳、22—安装法兰、3—光纤准直器调节部、31—左光纤准直器、32—右光纤准直器、301—光纤头子、302—毛细管、303—透镜、33—调节套管、34—准直器调节夹具、4—带动法兰、5—金属压管、6—光纤外护套、7—静止端子。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1：

如图1所示，基于光纤准直器调节结构的光纤旋转连接器，包括光纤准直器调节部3、套设在光纤准直器调节部3上的转动机械部1以及静止机械部2，光纤准直器调节部3包括头部相对设置的左光纤准直器31、右光纤准直器32以及分别套设在左光纤准直器31、右光纤准直器32尾部上的调节套管33，并且左光纤准直器31、右光纤准直器32与相应的调节套管33同轴设置。

其中，转动机械部1包括套设在左光纤准直器31上的旋转轴11、套设在旋转轴11上的轴套13以及位于轴套13左右两侧的第一轴承12、第二轴承15。旋转轴11的左端设有凸台，第一轴承12设置在凸台与轴套13之间。旋转轴11的右端设有轴承防脱圈14，第二轴承15设置在轴套13与轴承防脱圈14之间，并与轴套13、轴承防脱圈14紧密接触。第一轴承12、第二轴承15可采用深沟球轴承。

静止机械部2包括套设在转动机械部1、右光纤准直器32上的外壳21以及设置在外壳21左端的安装法兰22，该安装法兰22将转动机械部1中的第一轴承12固定在外壳21中。外壳21的左、右两端均分别设有外螺蚊。安装法兰22设有内螺纹，旋紧于外壳21左端，并且挡住第一轴承12的外圈，将第一轴承12固定在外壳21中。安装法兰22设计4个安装槽，朝向外壳21。本实施例对应于安装朝向的安装方式，如图2-a所示。

由图3所示，左光纤准直器31、右光纤准直器32均由光纤头子301、毛细管302及透镜303构成。光纤头子301伸出毛细管302外2.2mm。左光纤准直器31、右光纤准直器32的工作距离≤1.5mm，使近距离传输时可达到最小损耗。透镜303为C-lens或G-lens，同一个光纤旋转连接器中的光纤准直器中C-lens和G-lens可混合使用。调节套管33一端套设在伸出玻璃管外的光纤头子301上并固定，另一端设有外螺纹或其它夹持结构，可与准直器调节夹具34配合使用，从而达到调节低传输损耗的目的。

在实际设计时，转动机械部1中的旋转轴11左端的内孔、外径均比右端大，形成台阶，旋转轴11左端的内孔较大以保证准直器调节夹具34的调节顺畅，旋转轴11左右两端都设有外螺纹；第一轴承12、第二轴承15分别位于轴套13左右两侧，并紧密接触，第一轴承12的内圈与旋转轴11台阶端面紧密接触，第二轴承15的内圈与轴承防脱圈14紧密接触；轴承防脱圈14设有内螺纹，并通过内螺纹旋紧于旋转轴11的右端，减小第二轴承15的轴向跳动，并防止第二轴承15从旋转轴11上脱落。

如图4所示，为本实施例的装配结构示意图，其中，准直器调节夹具34设有内螺纹，旋紧于调节套管33上，可调节左光纤准直器31、右光纤准直器32的光束中心线与旋转轴11的中心线重合，即当传输损耗(含转动变化)达到最小时，使用掺有玻璃粉(或金属粉)的结构胶将光纤准直器固定在旋转轴11和外壳21相应的孔中。结构胶固化后将准直器调节夹具34取走。

带动法兰4的一端设有内螺纹及侧面固定孔，旋紧于旋转轴11的外螺纹，并且从侧面使用紧定螺钉将带动法兰4固定，防止带动法兰4脱落。带动法兰4的另一端外表面设有增加摩擦力的结构，设计凹槽(或滚花等)，采用金属压管5将光纤外护套6压紧于带动法兰4上。

静止端子7的一端设有内螺纹，旋紧于外壳21上，另一端外表面设有增加摩擦力的结构，设计凹槽(或滚花等)，采用金属压管5将光纤外护套6压紧于静止端子7上。

实施例2：

本实施例中，左光纤准直器31、右光纤准直器32均由光纤头子301、毛细管302及透镜303构成。光纤头子301伸出毛细管302外2.4mm。安装法兰22设有3个安装槽，背向外壳21。本实施例对应于安装朝向的安装方式，如图2-b所示。

其余同实施例1。

实施例3：

本实施例中，左光纤准直器31、右光纤准直器32均由光纤头子301、毛细管302及透镜303构成。光纤头子301伸出毛细管302外3mm。安装法兰22设有6个安装槽，朝向外壳21。

其余同实施例1。

实施例4：

本实施例中，左光纤准直器31、右光纤准直器32均由光纤头子301、毛细管302及透镜303构成。光纤头子301伸出毛细管302外3.2mm。安装法兰22设有5个安装槽，背向外壳21。本实施例对应于安装朝向的安装方式，如图2-b所示。

其余同实施例1。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。