一种基于塑料光纤的耦合处理工艺的制作方法

1.本发明涉及到光纤通讯技术领域，具体涉及到光模块的耦合处理方法改进方面。


背景技术：

2.消费类数据传输产品市场，如：hdmi 、type
ꢀ‑
c主要为铜芯市场，光纤传输模块在高端应用或国外市场占有小量市场，现阶段hdmi 2.1的性能再提升数倍，带宽最高达48gbps，支持4k/120hz、8k/60hz、10k等分辨率和刷新率的视频传输，将推动光纤传输模块的应用，现光纤模块成本和工艺技术都很高。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决现有的现光纤模块成本和工艺技术高的技术不足，而提出一种基于塑料光纤的耦合处理工艺。
4.为解决本发明所提出的技术不足，采用的技术方案为：一种基于塑料光纤的耦合处理工艺，其特征在于所述处理工艺是基于塑料光纤，结构件采用避光塑料件，耐200℃的高温材料制作；所述的结构件顶面设有45度夹角的v型槽，底面设有定位柱，结构件侧壁设有垂直贯穿至v型槽中的塑料光纤插入固定孔，结构件底部设有垂直贯穿至v型槽中，并与塑料光纤插入固定孔垂直相交的光路通道孔；将需耦合处理的塑料光纤从结构件侧壁插入至塑料光纤插入固定孔，端部露出至v型槽中，并将结构件放入热熔胶治具内定位固定；之后采用与v型槽相吻合的v型热压块对露出至v型槽中的塑料光纤端部进行热压，热压时所用温度低于结构件熔点温度，高于塑料光纤温度，将塑料光纤端部热压形成可实现光全反射的45度镜面角度面，45度镜面角度面将塑料光纤端出光全反射从塑料光纤侧壁出光，经光路通道孔与结构件底面的光接收器耦合；或者结构件底面的光发射器的光线经光路通道孔从塑料光纤侧壁入光，经45度镜面角度面全反射经塑料光纤输出。
5.作为对本发明作进一步限定的技术特征包括有：所述的塑料光纤选用熔点温度为160℃的塑料光纤，v型热压块热压温度为：175℃。
6.所述的结构件侧壁设有两条以上的塑料光纤插入固定孔，相邻塑料光纤轴心间距为0.75mm，塑料光纤直径选用500um。
7.本发明的有益效果为：本发明通过塑料光纤与避光塑料件的结构件通过热压结合，在热压结合的同时，达到塑料光纤热铆固定连接和形成光全反射的45度镜面角度面，相比传统通过耦合透镜实现耦合的方案，具有成本低，工艺简单，解决光纤光模块的普及应用难题。
附图说明
8.图1为现有并行阵列耦合透镜结构示意图；
图2为现有芯径50um的om系列光纤类型的耦合模拟图；图3为现有芯径300um的塑料光纤耦合模拟图；图4为本发明耦合处理工艺处理的光模块俯视结构示意图；图5为本发明光模块的rx光路图；图6为本发明光模块的tx光路图；图7为本发明光模块的剖视结构示意图；图8为本发明的光模块在热压时的结构示意图。
具体实施方式
9.以下结合附图和本发明优选的具体实施例对本发明的技术方案作进一步地说明。
10.参照图1中所示，现有并行阵列耦合透镜，一般光纤1与阵列耦合透镜2相耦合，并行阵列耦合透镜有v型槽；发射激光器3的出光耦合到并行阵列耦合透镜2底面的第一透镜21上，经第一透镜21准直后，光在并行阵列耦合透镜2内的v型槽侧壁处进行全反射成90度折角，从第二透镜22聚焦到光纤1端面，完成tx端的高精度对准耦合；rx端耦合时，原理相同，光路相反，现有结构复杂，工艺要求高，成本高。
11.参照图2所示，消费类光模块传输用光纤多采用om系列的多模光纤类型 ，光纤芯径a在50/125um和62.5/125um ；设计焦点最小距离b为0.40mm，非球面口径c为0.25mm，发散角d为22度。参照图3中所示，塑料光纤光纤芯径a包括200um、250um、300um、350um、400um、450um和 500um；塑料光纤光纤芯径为300 um时，设计焦点最小距离b为1.50mm，非球面口径c为3.15mm，发散角d为74度。而本发明选择光纤芯径为500um的塑料光纤，优点是：大芯径带来理论上的耦合容差大，抗折弯和抗拉力强的特点。
12.参照图3至图8中所示，本发明基于塑料光纤的耦合处理工艺，是基于塑料光纤1，结构件2采用避光塑料件，耐200℃的高温材料制作；所述的结构件2顶面设有45度夹角的v型槽23，底面设有定位柱24，结构件2侧壁设有垂直贯穿至v型槽23中的塑料光纤插入固定孔25，结构件2底部设有垂直贯穿至v型槽23中，并与塑料光纤插入固定孔25垂直相交的光路通道孔26；将需耦合处理的塑料光纤1从结构件2侧壁插入至塑料光纤插入固定孔25，端部露出至v型槽中，并将结构件2放入热熔胶治具内定位固定；之后采用与v型槽23相吻合的v型热压块4对露出至v型槽中的塑料光纤端部进行热压；v型热压块4的斜面为境面结构，将塑料光纤1端部热压形成可实现光全反射的45度镜面角度面，也即是通过45度镜面角度面11将塑料光纤端出光全反射从塑料光纤侧壁出光，经光路通道孔与结构件底面的光接收器耦合5；或者结构件2底面的光发射器的光线经光路通道孔从塑料光纤侧壁入光，经45度镜面角度面全反射经塑料光纤输出。相当于将塑料光纤1端部结构充当耦合透镜的功能，结构件2只是用于对塑料光纤1定位安装；在热压过程中，热熔的塑料光纤料填充在光路通道孔26的三角区中，形成塑料光纤的热压膨胀铆合面12，达到塑料光纤1与结构件2之间防松动脱落。
13.为了保证v型热压块4能对塑料光纤1热压出45度镜面角度面11，同时不对结构件造成损坏变形，热压时所用温度低于结构件熔点温度，高于塑料光纤温度，由于本发明所选塑料光纤1为选用熔点温度为160℃的塑料光纤， v型热压块4优选的热压温度为：175℃。本发明的塑料光纤光纤芯径a包括200um、250um、300um、350um、400um、450um和 500um，优选
为：500um。
14.本发明需对多条塑料光纤1进行耦合处理时，所述的结构件2侧壁设有两条以上的塑料光纤插入固定孔，每个塑料光纤插入固定孔中插入一条塑料光纤1，相邻塑料光纤轴心间距e为0.75mm。


技术特征：
1.一种基于塑料光纤的耦合处理工艺，其特征在于所述处理工艺是基于塑料光纤，结构件采用避光塑料件，耐200℃的高温材料制作；所述的结构件顶面设有45度夹角的v型槽，底面设有定位柱，结构件侧壁设有垂直贯穿至v型槽中的塑料光纤插入固定孔，结构件底部设有垂直贯穿至v型槽中，并与塑料光纤插入固定孔垂直相交的光路通道孔；将需耦合处理的塑料光纤从结构件侧壁插入至塑料光纤插入固定孔，端部露出至v型槽中，并将结构件放入热熔胶治具内定位固定；之后采用与v型槽相吻合的v型热压块对露出至v型槽中的塑料光纤端部进行热压，热压时所用温度低于结构件熔点温度，高于塑料光纤温度，将塑料光纤端部热压形成可实现光全反射的45度镜面角度面，45度镜面角度面将塑料光纤端出光全反射从塑料光纤侧壁出光，经光路通道孔与结构件底面的光接收器耦合；或者结构件底面的光发射器的光线经光路通道孔从塑料光纤侧壁入光，经45度镜面角度面全反射经塑料光纤输出。2.根据权利要求1所述的一种基于塑料光纤的耦合处理工艺，其特征在于：所述的塑料光纤选用熔点温度为160℃的塑料光纤，v型热压块热压温度为：175℃。3.根据权利要求1所述的一种基于塑料光纤的耦合处理工艺，其特征在于：所述的结构件侧壁设有两条以上的塑料光纤插入固定孔，相邻塑料光纤轴心间距为0.75mm，塑料光纤直径选用500um。

技术总结
一种基于塑料光纤的耦合处理工艺，涉及到光纤通讯技术领域，具体涉及到光模块的耦合处理方法改进方面。解决现有的现光纤模块成本和工艺技术高的技术不足，所述处理工艺是基于塑料光纤，结构件采用避光塑料件，耐200℃的高温材料制作；所述的结构件顶面设有45度夹角的V型槽，将需耦合处理的塑料光纤从结构件侧壁插入至塑料光纤插入固定孔，端部露出至V型槽中，采用V型热压块对露出至V型槽中的塑料光纤端部进行热压，形成可实现光全反射的45度镜面角度面。相比传统通过耦合透镜实现耦合的方案，具有成本低，工艺简单，解决光纤光模块的普及应用难题。应用难题。应用难题。


技术研发人员：谢衍琛 唐能 王稼湘
受保护的技术使用者：深圳市都乐智能创新有限公司
技术研发日：2022.09.30
技术公布日：2023/1/6