專利名稱：聚合物單纖光收發(fā)模組及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光纖通信產(chǎn)品的有源光電器件類，它涉及提供單纖單向和單纖雙向多波長(zhǎng)的光收發(fā)模組的構(gòu)造。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求的增大，以及對(duì)信息傳輸產(chǎn)品的深入開發(fā)，各種各樣滿足用戶性能要求并且成本也不斷降低的光電器件產(chǎn)品已經(jīng)在信息傳輸領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，其中需求量非常大的就是單纖單向和單纖雙向光電收發(fā)模塊。這種傳統(tǒng)的單纖單向和單纖雙向組件是由金屬殼體I (I)、金屬45°鏡架(3)和0°鏡架(9)、45°鏡片⑵和0°鏡片(8)、陶瓷插芯(5)、陶瓷套筒(6)、金屬插芯套(4)、金套屬殼體II (7)和光部件I (18)及光部件11(19)等元件組成，這些元件通過精密而復(fù)雜地組裝形成如圖I所示的傳統(tǒng)單纖單向和單纖雙向光收發(fā)組件。這種復(fù)雜的組裝工作需要流水線上的大量的工人把一個(gè)個(gè)零件按照工藝條件進(jìn)行嚴(yán)密的操作，因此這種傳統(tǒng)的單纖單向和單纖雙向光收發(fā)組件一方面降低了勞動(dòng)效率，另一方面還增加了產(chǎn)品的成本，無形中降低了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，并且不利于大量推廣到千家萬戶。據(jù)發(fā)明人所知，采用聚合物材料代替金屬作為殼體制成聚合物單纖光收發(fā)模組在國內(nèi)外目前都還沒有。這種聚合物單纖光收發(fā)模組殼體可采用模壓注塑的方法，進(jìn)行大批量生產(chǎn)，具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、一致性高、重復(fù)性好等特點(diǎn)，而且還可實(shí)現(xiàn)單纖單向和單纖雙向多波長(zhǎng)光收發(fā)的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用聚合物代替金屬制成聚合物單纖光收發(fā)模組和提供制備這種聚合物單纖光收發(fā)模組的方法。使得制備的聚合物單纖光收發(fā)模組不但具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、一致性高、重復(fù)性好等特點(diǎn)，而且還可實(shí)現(xiàn)單纖單向和單纖雙向多波長(zhǎng)光收發(fā)的功能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案本發(fā)明提供兩種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組。每種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組都包括兩個(gè)光部件和一個(gè)光纖連接器。所述的第一種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組是由兩個(gè)光部件和第一種結(jié)構(gòu)的光纖連接器組成。所述的第一種結(jié)構(gòu)光纖連接器是由陶瓷插芯、45度波分復(fù)用器和塑料殼體I三種元件組成。首先將陶瓷插芯涂膠后壓配固定于塑料殼體I中，再將45度波分復(fù)用器固定于塑料殼體I中，它們構(gòu)成第一種結(jié)構(gòu)的光纖連接器，如圖2所示。所述的陶瓷插芯采用精密加工的含有光纖的陶瓷件，其內(nèi)部軸向的光纖或是單模光纖，或者多模光纖。陶瓷插芯的一端面為物理接觸球面Physical Contact surface簡(jiǎn)稱PC面，能與外部光纖纖芯的端面保持良好的物理接觸，避免菲涅爾反射，另一端面為斜面，簡(jiǎn)稱APC面，斜面與垂直于光主軸方向的面之間的夾角范圍在5°到15°之間，以減小光反射到光部件I，避免自激。所述的45度波分復(fù)用器米用厚度為0. 3mm具有一定折光率的光學(xué)玻璃材料。所述的塑料殼體I是通過對(duì)工程塑膠材料進(jìn)行模壓注塑的方法一次性成形。在這種塑料殼體I中包括有45度鏡架、陶瓷插芯孔、光部件孔。如圖3所示。所述的光部件I是一種晶體管灌式封裝體(Transistor outline Can簡(jiǎn)稱T0-CAN)，如圖4所示。所述的光部件II是將0度鏡架、0度濾波器用膠固定于TO-CAN上而組成，如圖5所示。所述的兩個(gè)光部件和第一種結(jié)構(gòu)的光纖連接器采用有源耦合的方法進(jìn)行組裝，用 膠將光部件I和光部件II固定于此光纖連接器上構(gòu)成第一種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組，如圖6所示。所述的第二種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組是由兩個(gè)光部件和第二種結(jié)構(gòu)的光纖連接器組成。所述的第二種結(jié)構(gòu)光纖連接器是由45度波分復(fù)用器、0度濾波器、塑料殼體II、塑料殼體III、過渡連接件、陶瓷插芯、陶瓷套筒等元件構(gòu)成。首先將45度波分復(fù)用器和0度濾波器分別固定于塑料殼體II中，然后將陶瓷插芯壓配于過渡連接件，再將陶瓷套筒組裝到陶瓷插芯上，然后再通過過渡連接件將塑料殼體II和塑料殼體III連接在一起，構(gòu)成第二種結(jié)構(gòu)光纖連接器，如圖7所示。所述的0度濾波器采用厚度為0. 3mm具有一定折光率的光學(xué)玻璃材料。所述的過渡連接件是一種具有如圖8所示剖面結(jié)構(gòu)的圓筒形金屬材料。過渡連接件中有陶瓷插芯孔用來與陶瓷插芯相連，外圓柱面以膠粘的方式將塑料殼體II和塑料殼體III固定。所述的塑料殼體II是通過對(duì)工程塑膠材料采用模壓注塑而成的如圖9所示的剖面結(jié)構(gòu)。在這種塑料殼體II中包括有光部件孔、0度鏡架、45度鏡架、過渡連接件孔，陶瓷插芯孑L。所述的塑料殼體III同樣是通過對(duì)工程塑膠材料采用模壓注塑而成的如圖10所示的剖面結(jié)構(gòu)。在這種塑料殼體III中包括有過渡連接件孔、陶瓷插芯套筒孔、陶瓷插芯孔。所述的兩個(gè)光部件都是晶體管灌式封裝體結(jié)構(gòu)，如圖3所示所述的兩個(gè)光部件采用有源耦合的方法，分別用膠固定于第二種結(jié)構(gòu)的光纖連接器上，構(gòu)成第二種類型聚合物單纖光收發(fā)模組，如圖11所示。所述的兩種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組其光部件I的軸心與兩種結(jié)構(gòu)的光纖連接器的軸心之間的位置關(guān)系是一種高精度的偏心關(guān)系。其偏心度的表示如圖12所示，圖12中Ah表示偏心度的大小，圖中的入射角a被設(shè)計(jì)成45度，對(duì)于折射率n為I. 5的光學(xué)玻璃，按照幾何光學(xué)的折射率計(jì)算公式可以得到計(jì)算折射角P的表達(dá)式如(I)所示；
V2. sin a 2^
sm/ =-== — (I)
n 1.53
利用幾何關(guān)系，可以得到Ah的表達(dá)式如⑵所示；Ah= (0. 3-0. 3tg ^ ). sin45(2)把式⑴的計(jì)算結(jié)果帶入式(2)，可以計(jì)算得到偏心度Ah為0. 1mm。


圖I :是傳統(tǒng)的單纖雙向光收發(fā)組件剖面結(jié)構(gòu)圖其中，I :金屬殼體1，3 :金屬45°鏡架，9:金屬0°鏡架，2:45°鏡片，8:0°鏡片，5 :陶瓷插芯，6 :閉口陶瓷套筒，4 :金屬插芯套，7 :金套屬殼體II，18 :光部件I，19 :光部件
II圖2 :第一種結(jié)構(gòu)的光纖連接器剖面圖其中，12 45°波分復(fù)用器；13 :陶瓷插芯；29 :塑料殼體I圖3 :塑料殼體I剖面結(jié)構(gòu)圖其中，24 45度鏡架；26 :陶瓷插芯孔；27 :光部件孔；28 :光纖孔圖4 :光部件I的晶體管灌式封裝體(TO-CAN)剖面結(jié)構(gòu)5 :光部件II (16)剖面結(jié)構(gòu)圖其中，15 :0度鏡架，14 :0度濾波器，圖6 :第一種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組結(jié)構(gòu)圖(剖面)其中，12:45°波分復(fù)用器；13 :陶瓷插芯；14 :0°濾波器；15 :0°鏡架；16 :光部件II，17 :固定膠；18 :光部件I ；29 :塑料殼體I圖7 :第二種結(jié)構(gòu)的光纖連接器剖面圖其中，10:陶瓷套筒；12:45°波分復(fù)用器；13:陶瓷插芯；14:0°濾波器；20 :過度連接件；21 :塑料殼體II，22 :塑料殼體III圖8 :過渡連接件(20)的剖面結(jié)構(gòu)圖其中，27 :陶瓷插芯孔，32 :塑料殼體II和塑料殼體III連接處圖9 :塑料殼體II (21)的剖面結(jié)構(gòu)圖其中，21 :塑料殼體II，23 :0度鏡架，24 :45度鏡架，25 :過渡連接孔，27 :陶瓷插芯孔；28 :光部件孔；圖10塑料殼體III (22)的剖面結(jié)構(gòu)圖其中，22 :塑料殼體111，25 :過渡連接孔，26 :陶瓷套筒孔，27 :陶瓷插芯孔圖11 第二種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組結(jié)構(gòu)圖(剖面)其中，10:陶瓷套筒；12:45°波分復(fù)用器；13:陶瓷插芯；14:0°濾波器；16 :光部件II ; 17 :固定膠；18 :光部件I ;20 :過度連接件；21 :塑料殼體II，22，塑料殼體III圖12 :偏心度的示意圖其中，a入射角折射角；Ah偏心度，41 :入射光，42 :法線，43 :出射光
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的兩種結(jié)構(gòu)聚合物單纖光收發(fā)模組的具體制備方法結(jié)合圖2、3、4、5、6、7、8、9、10、11作進(jìn)一步說明。本發(fā)明提供兩種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組，每種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模、組都包括兩個(gè)光部件和一個(gè)光纖連接器。第一種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組是由兩個(gè)光部件和第一種結(jié)構(gòu)的光纖連接器組成。第一種結(jié)構(gòu)光纖連接器如圖2所示，它的制備方法是首先將陶瓷插芯(13)涂膠后壓配固定于塑料殼體I (29)中，再將45度波分復(fù)用器(12)固定于塑料殼體(29)中，制成第一種結(jié)構(gòu)的光纖連接器。塑料殼體I (29)采用模壓注塑的方法一次性成形如圖3所示的結(jié)構(gòu)，在這種塑料殼體(29)中包括有45度鏡架(24)、陶瓷插芯孔(27)和光部件孔(28)。兩個(gè)光部件中的一個(gè)光部件1(18)是一種如圖4所示晶體管灌式封裝體，簡(jiǎn)稱TO-CAN。另一個(gè)光部件II (16)是將0度鏡架(15)、0度濾波器(14)用膠固定于TO-CAN上而組成，如圖5所示。光部件I (18)和光部件II (16)用固定膠(17)固定在第一種結(jié)構(gòu)的光纖連接器上形成如圖6所示的第一種類型的聚合物單纖光收發(fā)模組。第二種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組是由兩個(gè)光部件和第二種結(jié)構(gòu)的光纖連接器組成。其中，第二種結(jié)構(gòu)光纖連接器制備方法是首先將45度波分復(fù)用器(12)和0度濾波器(14)分別固定于塑料殼體II (21)中，然后將陶瓷插芯(13)壓配于過渡連接件(20)，再將陶瓷套筒(10)組裝到陶瓷插芯(13)上，然后再通過過渡連接件(20)將塑料殼體11(21)和塑料殼體111(22)連接在一起，構(gòu)成第二種結(jié)構(gòu)光纖連接器，如圖7所示。過渡連接件(20)是一種剖面結(jié)構(gòu)如圖8所示的圓筒形金屬材料。過渡連接件(20)中有陶瓷插芯孔(27)用來與陶瓷插芯(13)相連，圓筒的外圓柱面鑲嵌在塑料殼體II (21)和塑料殼體III (22)之中，用膠固定。塑料殼體II (21)是通過對(duì)工程塑膠材料采用模壓注塑而成的如圖9所示的剖面結(jié)構(gòu)。在這種塑料殼體II (21)中包括有光部件孔(28)、0度鏡架(23)、45度鏡架(24)、過渡連接件孔(25)，陶瓷插芯孔(27)。塑料殼體111(22)同樣是通過對(duì)工程塑膠材料采用模壓注塑而成的具有如圖10所示的剖面結(jié)構(gòu)。在這種塑料殼體III (22)中有過渡連接件孔(25)、陶瓷插芯套筒孔(26)、陶瓷插芯孔(27)。 光部件18和光部件19和都是TO-CAN結(jié)構(gòu)，它們分別用固定膠(17)固定于第二種結(jié)構(gòu)的光纖連接器上，構(gòu)成第二種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組，如圖11所示。
權(quán)利要求
1.聚合物單纖光收發(fā)模組，其特征在于它包含兩種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組，每種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組都包括兩個(gè)光部件和一個(gè)光纖連接器。
2.第一種結(jié)構(gòu)光纖連接器是由陶瓷插芯、45度波分復(fù)用器和塑料殼體I三種元件組成。第一種結(jié)構(gòu)光纖連接器是將將陶瓷插芯涂膠后壓配固定于塑料殼體I中，再將45度波分復(fù)用器固定于塑料殼體I中而制成。
3.塑料殼體I是通過對(duì)工程塑膠材料進(jìn)行模壓注塑的方法一次性成型。在這種塑料殼體I中包括有45度鏡架、陶瓷插芯孔、光部件孔。45度波分復(fù)用器(12)和O度濾波器(14)采用0. 3mm厚且具有一定折光率的的光學(xué)玻璃材料制成。
4.第一種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組中的兩個(gè)光部件具有不同的結(jié)構(gòu)，一個(gè)光部件采用TO-CAN結(jié)構(gòu)，另一個(gè)光部件將0度鏡架、0度濾波器用膠固定于TO-CAN上而制成。
5.第一種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組中的兩個(gè)光部件采用有源光耦合的方法用膠 固定在第一種結(jié)構(gòu)光纖連接器上。
6.陶瓷插芯(13)采用精密加工的含有光纖的陶瓷件，其內(nèi)部軸向的光纖或是單模光纖，或者多模光纖。陶瓷插芯(13)的一端面為物理接觸面，能與外部光纖纖芯的端面保持良好的物理接觸，避免菲涅爾反射，另一端面為斜面，斜面與垂直于光主軸方向的面之間的夾角范圍在5°到15°之間，避免自激。
7.第二種結(jié)構(gòu)光纖連接器是由45度波分復(fù)用器、0度濾波器、塑料殼體II、塑料殼體III、過渡連接件、陶瓷插芯、陶瓷套筒等元件構(gòu)成。首先將45度波分復(fù)用器和0度濾波器分別固定于塑料殼體II中，然后將陶瓷插芯壓配于過渡連接件，再將陶瓷套筒組裝到陶瓷插芯上，然后再通過過渡連接件將塑料殼體II和塑料殼體III連接在一起而組成。兩個(gè)光部件都是TO-CAN結(jié)構(gòu)。
8.過渡連接件是一種圓筒形金屬材料。其中有陶瓷插芯孔用來與陶瓷插芯相連，外圓柱面以膠粘的方式將塑料殼體II和塑料殼體III固定。
9.塑料殼體II是通過對(duì)工程塑膠材料采用模壓注塑而成，其中包括有光部件孔、0度鏡架、45度鏡架、過渡連接件孔，陶瓷插芯孔。塑料殼體III同樣是通過對(duì)工程塑膠材料采用模壓注塑而成，其中包括有過渡連接件孔、陶瓷插芯套筒孔、陶瓷插芯孔。
10.兩種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組其光部件I的軸心與兩種結(jié)構(gòu)的光纖連接器的軸心之間的位置關(guān)系是一種高精度的偏心關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明公開了兩種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組及其制備方法。第一種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組是將陶瓷插芯(13)涂膠后壓配固定于塑料殼體I(29)中，再將45度波分復(fù)用器(12)固定于塑料殼體(29)中，制成第一種結(jié)構(gòu)的光纖連接器。再與一個(gè)TO-CAN結(jié)構(gòu)光部件I(18)進(jìn)行有源光耦合，最后與另一個(gè)包含有0度鏡架(15)、0度濾波器(14)、TO-CAN的光部件II(16)進(jìn)行有源光耦合后用膠固定而成。第二種結(jié)構(gòu)的聚合物單纖光收發(fā)模組是將45度波分復(fù)用器(12)和0度濾波器(14)分別固定于塑料殼體II(21)中，然后將陶瓷插芯(13)壓配于過渡連接件(20)，再將陶瓷套筒(10)組裝到陶瓷插芯(13)上，然后再通過過渡連接件(20)將塑料殼體II(21)和塑料殼體III(22)連接在一起，制成第二種結(jié)構(gòu)光纖連接器，再與兩個(gè)TO-CAN光部件進(jìn)行有源光耦合后用膠固定而成。兩種一體化聚合物單纖光收發(fā)模組結(jié)構(gòu)具有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是其中光部件I的軸心與光纖連接器的軸心之間的位置關(guān)系是一種高精度的偏心關(guān)系。
文檔編號(hào)H04B10/12GK102651667SQ20111004592
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者曾桂英, 汪潤(rùn)泉 申請(qǐng)人:曾桂英, 汪潤(rùn)泉