光纤耦合器的制作方法

本实用新型涉及光通信无源器件技术领域，尤其涉及一种光纤耦合器。

背景技术：

光纤耦合器全称为熔融拉锥式光纤耦合器(Fused Biconical Taper Coupler)，是最重要的光无源器件(Optical Passive Devices)之一，是光纤通信领域的核心元器件。光纤耦合器应用广泛，应对复杂多变的应用环境，提升可靠性和稳定性成为众多厂商重点研究项目。

相关技术中的光纤耦合器封装工艺，普遍是光纤熔融拉锥完成后，用环氧胶固定于石英基板上，再将石英基板固定在玻璃管内，玻璃管两端采用环氧胶密封，最后将玻璃管用硅胶固定于不锈钢管内，不锈钢管两端采用硅胶密封。其主要缺陷为玻璃管两端的环氧胶密封性不好，高温高湿试验过程中，有水气进入玻璃管内，影响固定光纤的胶水稳定性，从而影响光纤耦合器性能。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提出一种光纤耦合器。

为实现上述目的，一方面，根据本实用新型实施例的光纤耦合器，包括：

基板；

耦合光纤，所述耦合光纤具有一经熔融拉锥形成的耦合段、位于所述耦合段一端的输入段及位于所述耦合段另一端的输出段，所述耦合段沿所述基板的长度方向延伸固定于所述基板上；

玻璃管，所述玻璃管套设于所述基板及耦合段外，所述玻璃管的两端通过第一胶体密封；

硬质保护管，所述硬质保护管套设于所述玻璃管外，所述硬质保护管的两端通过第二胶体密封，所述第二胶体与所述第一胶体之间设置干燥粉；

所述输入段依次从所述玻璃管一端的所述第一胶体及所述硬质保护管的一端的所述第二胶体穿出，所述输出段依次从所述玻璃管另一端的所述第一胶体及所述硬质保护管另一端的所述第二胶体穿出。

根据本实用新型实施例提供的光纤耦合器，硬质保护管作为第一道密封防线，阻挡水气进入，且当有少量水气进入硬质保护管内时，干燥粉会吸收水气，保证没有水气进入到玻璃管内，从而提高该光纤耦合器的可靠性及稳定性，保证该光纤耦合器能通过高温高湿试验条件。

根据本实用新型的一个实施例，所述耦合段的两端分别通过第三胶体固定于所述基板上，所述基板通过粘接剂固定于所述玻璃管内。

根据本实用新型的一个实施例，所述硬质保护管和所述玻璃管之间形成有间隙，所述间隙内填充有第四胶体。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一胶体及第三胶体为环氧胶，所述第二胶体及第四胶体为硅胶。

根据本实用新型的一个实施例，所述吸湿材料为干燥粉。

另一方面，根据本实用新型实施例的光纤耦合器，包括：

基板；

耦合光纤，所述耦合光纤具有一经熔融拉锥形成的耦合段、位于所述耦合段一端的输入段及位于所述耦合段另一端的输出段，所述耦合段沿所述基板的长度方向延伸固定于所述基板上；

第一玻璃管，所述第一玻璃管套设于所述基板及耦合段外，所述第一玻璃管的两端通过第一胶体密封；

第二玻璃管，所述第二玻璃管套设于所述第一玻璃管外，所述第二玻璃管的两端通过第二胶体密封，所述第二胶体与所述第一胶体之间设置干燥粉；

及硬质保护管，所述硬质保护管套设于所述第二玻璃管外，所述硬质保护管的两端通过第三胶体密封；

所述输入段依次从所述第一玻璃管一端的所述第一胶体、所述第二玻璃管一端的第二胶体及所述硬质保护管的一端的所述第三胶体穿出，所述输出段依次从所述第一玻璃管另一端的所述第一胶体、所述第二玻璃管另一端的第二胶体及所述硬质保护管的另一端的所述第三胶体穿出。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二胶体与所述第一胶体之间设置干燥粉。

根据本实用新型的一个实施例，所述耦合段的两端分别通过第四胶体固定于所述基板上，所述基板通过粘接剂固定于所述第一玻璃管内，所述第一玻璃管通过粘接剂固定于所述第二玻璃管内。

根据本实用新型的一个实施例，所述硬质保护管和所述第二玻璃管之间形成有间隙，所述间隙内填充有第五胶体。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一胶体、第二胶体及第四胶体为环氧胶，所述第三胶体及第五胶体为硅胶，所述吸湿材料为干燥粉。

根据本实用新型实施例提供的光纤耦合器，硬质保护管及第二玻璃管分别作为第一道密封防线和第二到密封防线，阻挡水气进入，且当有少量水气进入第二玻璃管内时，干燥粉会吸收水气，保证没有水气进入到第一玻璃管内，从而提高该光纤耦合器的可靠性及稳定性，保证该光纤耦合器能通过高温高湿试验条件。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本实用新型一个实施例光纤耦合器的结构示意图；

图2是本实用新型另一个实施例光纤耦合器的结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照附图详细描述本实用新型实施例的光纤耦合器。

参照图1所示，根据本实用新型一个实施例提供的光纤耦合器，包括基板10、耦合光纤11、玻璃管12及硬质保护管13。

其中，基板10可以为石英材料等。

耦合光纤11具有一经熔融拉锥形成的耦合段111、位于所述耦合段111一端的输入段112及位于所述耦合段111另一端的输出段113，所述耦合段111沿所述基板10的长度方向延伸固定于所述基板10上。

需要说明的是，该耦合光纤11一般是有两根或两根以上的光纤经过熔融拉锥工艺加工形成，例如在图1示例中，耦合光纤11为两根光纤熔融拉锥形成，即该两根光纤分别为第一光纤和第二光纤，其中第一光纤的一端可以作为该耦合光纤11的输入段112，第一光纤的另一端及第二光纤的另一端可以作为该耦合光纤11的输出段113，输入段112和输出段113之间为熔融拉锥后形成的耦合段111，此时，该光纤耦合器用于将一路光信号分配为两路光信号。

可以理解的是，第一光纤的一端也可以作为该耦合光纤11的输出段，而第一光纤的另一端及第二光纤的另一端可以作为该耦合光纤11的输入段，此时，该光纤耦合器用于将两路光信号合并为一路光信号。

在本实用新型的其他实施例中，该耦合光纤11可以是三根、四根甚至是更多的光纤熔融拉锥形成，在此，对于耦合光纤11中光纤的数量不作限制。

玻璃管12套设于所述基板10及耦合段111外，所述玻璃管12的两端通过第一胶体14密封，也就是说，通过玻璃管12封装在基板10及耦合段111外部，并通过第一胶体14密封玻璃管12的两端，如此，基板10及耦合段111完全封闭在玻璃管12内，利用玻璃管12对耦合段111进行保护，避免受到外界环境的影响，尤其可以防止水气进入其内部。

硬质保护管13套设于所述玻璃管12外，所述硬质保护管13的两端通过第二胶体15密封，所述第二胶体15与所述第一胶体14之间设置吸湿材料16。也就是说，该硬质保护管13封装在玻璃管12外，并通过第二胶体15密封硬质保护管13的两端，如此，玻璃管12完全封闭在硬质保护管13外，硬质保护管13具有较高的硬度，可以采用不锈钢、铝合金、铜、铁等金属材质，因此，可以对玻璃管12起到保护作用，避免玻璃管12受外部作用力破损等。同时，硬质保护管13通过第二胶体15密封两端之后，形成密封状态，起到良好的防水作用，阻止水气进入其内部。

输入段112依次从所述玻璃管12一端的所述第一胶体14及所述硬质保护管13的一端的所述第二胶体15穿出，所述输出段113依次从所述玻璃管12另一端的所述第一胶体14及所述硬质保护管13另一端的所述第二胶体15穿出。也即是，输入段112和输出段113分别从硬质保护管13的两端伸出。

根据本实用新型实施例提供的光纤耦合器，硬质保护管13作为第一道密封防线，阻挡水气进入，且当有少量水气进入硬质保护管13内时，吸湿材料16会吸收水气，保证没有水气进入到玻璃管12内，从而提高该光纤耦合器的可靠性及稳定性，保证该光纤耦合器能通过高温高湿试验条件。

需要说明的是，相关技术中的光纤耦合器仅能通过温度为85℃相对湿度为RH85％，时间为1000小时的高温高湿试验，但不能通过温度为85℃相对湿度为RH85％，时间为2000小时的高温高湿试验，在超过1000小时后，其产品失效。而本实施例的光纤耦合器，完全能够通过温度为85℃相对湿度为RH85％，时间为2000小时的高温高湿试验。

具体的，耦合段111的两端可以分别通过第三胶体17固定于所述基板10上，基板10通过粘接剂固定于所述玻璃管12内，该粘接剂可以采用353ND胶等，如此，可以使得耦合段111与基板10固定牢固可靠，基板10与玻璃管12之间固定牢固可靠，进而进一步提高该光纤耦合器的稳定性和可靠性。

在本实用新型的一些实施例中，硬质保护管13和所述玻璃管12之间形成有间隙，所述间隙内填充有第四胶体18。也就是说，硬质保护管13和玻璃管12之间填充有第四胶体18，示例性的，在具体封装时，可以先将第四胶体18涂覆在玻璃管12上，再将玻璃管12穿入至硬质保护管13内，如此，通过第四胶体18可以将玻璃管12固定在硬质保护管13内，同时，利用填充的第四胶体18可以起到防水作用，阻止水气进入至玻璃管12内，进一步提高该光纤耦合器的可靠性和稳定性。

可选地，第一胶体14及第三胶体17为环氧胶，第二胶体15及第四胶体18为硅胶，吸湿材料16为干燥粉。

下面描述本实施例中该光纤耦合器的封装过程：

首先，将耦合光纤11的耦合段111两端通过第三胶体17粘接固定在基板10上，以并确保耦合段111与基板10固定可靠。

接着，将固定有耦合段111的基板10套入至玻璃管12内，并通过粘接剂将基板10居中固定在玻璃管12，再利用第一胶体14将玻璃管12的两端密封，使得基板10及耦合段111完全密封在玻璃管12内。

进一步的，在玻璃管12的外壁涂覆第四胶体18，再将玻璃管12穿入至硬质保护管13内，使得玻璃管12居中固定在硬质保护管13内。

最后，再玻璃管的两端和硬质保护管13两端之间分别灌入吸湿材料16，并通过第二胶体15将硬质保护管13的两端密封即可。

参照图2所示，根据本实用新型另一实施例的光纤耦合器，包括基板20、耦合光纤21、第一玻璃管22、第二玻璃管23及硬质保护管24。

其中，基板20可以为石英材料等。

耦合光纤21具有一经熔融拉锥形成的耦合段211、位于所述耦合段211一端的输入段212及位于所述耦合段211另一端的输出段123，所述耦合段211沿所述基板20的长度方向延伸固定于所述基板20上。

第一玻璃管22套设于所述基板20及耦合段211外，所述第一玻璃管22的两端通过第一胶体25密封，也就是说，通过第一玻璃管22封装在基板20及耦合段211外部，并通过第一胶体25密封玻璃管的两端，如此，基板20及耦合段211完全封闭在第一玻璃管22内。

第二玻璃管23套设于所述第一玻璃管22外，所述第二玻璃管23的两端通过第二胶体26密封。也就是说，通过第二玻璃管23封装在第一玻璃管22外部，并通过第二胶体26密封第二玻璃管23的两端，如此，第一玻璃管22完全封闭在第二玻璃管23内，利用第一玻璃管22和第二玻璃管23对耦合段211进行双重保护，避免受到外界环境的影响，尤其可以防止水气进入第一玻璃管22内。

作为优选地，第二胶体26与所述第一胶体25之间设置吸湿材料28，如此，即便是少部分水气进入至第二玻璃管23中，通过该吸湿材料28吸收，进而保证没有水气进入到第一玻璃管22内。

硬质保护管24套设于所述第二玻璃管23外，所述硬质保护管24的两端通过第三胶体27密封；也就是说，该硬质保护管24封装在第二玻璃管23外，并通过第三胶体27密封硬质保护管24的两端，如此，第二玻璃管23完全封闭在硬质保护管24外，硬质保护管24具有较高的硬度，可以采用不锈钢、铝合金、铜、铁等金属材质，因此，可以对第二玻璃管23及第一玻璃管22起到保护作用，避免第一玻璃管22及第二玻璃管23受外部作用力破损等。同时，硬质保护管24通过第三胶体27密封两端之后，形成密封状态，起到良好的防水作用，阻止水气进入其内部。

输入段212依次从所述第一玻璃管22一端的所述第一胶体25、所述第二玻璃管23一端的第二胶体26及所述硬质保护管24的一端的所述第三胶体27穿出，所述输出段123依次从所述第一玻璃管22另一端的所述第一胶体25、所述第二玻璃管23另一端的第二胶体26及所述硬质保护管24的另一端的所述第三胶体27穿出。也即是，输入段212和输出段123分别从硬质保护管24的两端伸出。

根据本实用新型实施例提供的光纤耦合器，硬质保护管24及第二玻璃管23分别作为第一道密封防线和第二到密封防线，阻挡水气进入，且当有少量水气进入第二玻璃管23内时，吸湿材料28会吸收水气，保证没有水气进入到第一玻璃管22内，从而提高该光纤耦合器的可靠性及稳定性，保证该光纤耦合器能通过高温高湿试验条件。

需要说明的是，本实施例的光纤耦合器相对于上述实施例的光纤耦合器，具有双层玻璃管，即第一玻璃管22和第二玻璃管23，通过双层玻璃管进行二次密封，具有更好的密封性和防水效果，因此，该光纤耦合器的稳定性和可靠性更高。

相关技术中的光纤耦合器仅能通过温度为85℃相对湿度为RH85％，时间为1000小时的高温高湿试验，但不能通过温度为85℃相对湿度为RH85％，时间为2000小时的高温高湿试验，在超过1000小时后，其产品失效。而本实施例的光纤耦合器，完全能够通过温度为85℃相对湿度为RH85％，时间为2000小时的高温高湿试验。

具体的，耦合段211的两端分别通过第四胶体29固定于所述基板20上，所述基板20通过粘接剂固定于所述第一玻璃管22内，所述第一玻璃管22通过粘接剂固定于所述第二玻璃管23内。该粘接剂可以采用353ND胶等，如此，可以使得耦合段211与基板20固定牢固可靠，基板20与第一玻璃管22之间固定牢固可靠，第一玻璃管22与第二玻璃管23之间固定牢固可靠，进而进一步提高该光纤耦合器的稳定性和可靠性。

在本实用新型的一些实施例中，硬质保护管24和所述第二玻璃管23之间形成有间隙，所述间隙内填充有第五胶体30。也就是说，硬质保护管24和第二玻璃管23之间填充有第五胶体30，示例性的，在具体封装时，可以先将第五胶体30涂覆在第二玻璃管23上，再将第二玻璃管23穿入至硬质保护管24内，如此，通过第五胶体30可以将第二玻璃管23固定在硬质保护管24内，同时，利用填充的第五胶体30可以起到防水作用，阻止水气进入至第二玻璃管23内，进一步提高该光纤耦合器的可靠性和稳定性。

可选地第一胶体25、第二胶体26及第四胶体29为环氧胶，所述第三胶体27及第五胶体30为硅胶，吸湿材料28为干燥粉。

下面描述本实施例中该光纤耦合器的封装过程：

首先，将耦合光纤21的耦合段211两端通过第四胶体29粘接固定在基板20上，以并确保耦合段211与基板20固定可靠。

接着，将固定有耦合段211的基板20套入至第一玻璃管22内，并通过粘接剂将基板20居中固定在第一玻璃管22，再利用第一胶体25将第一玻璃管22的两端密封，使得基板20及耦合段211完全密封在第一玻璃管22内。

进一步的，将第一玻璃管22穿入至第二玻璃管23内，并通过粘接剂将第一玻璃管22居中固定在第二玻璃管23内，再在第二玻璃管23的两端内灌入吸湿材料28，并利用第二胶体26将第二玻璃管23的两端密封，使得第一玻璃管22完全密封在第二玻璃管23内，且吸湿材料28被封闭在第二胶体26和第一胶体25之间。

最后，在第二玻璃管23的外壁涂覆第五胶体30，再将第二玻璃管23穿入至硬质保护管24内，使得第二玻璃管23居中固定在硬质保护管24内，并通过第三胶体27将硬质保护管24的两端密封即可。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。