用於光開關氣密性封裝的光纖插芯的製作方法

2023-06-12 16:46:56 1

專利名稱：用於光開關氣密性封裝的光纖插芯的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於光通信器件領域，具體涉及一種用於光開關氣密性封裝的光纖插芯。
背景技術：
光纖通信在實現了高速、大容量點對點的傳輸後，上世紀末已進入了光纖網絡時 代。密集波分復用(DWDM)能充分利用光纖的巨大帶寬，可以預見，建立一個光網際網路的目 標並不遙遠。由於復用的波長信道數急劇增加，光纖的傳輸容量以指數形式增長。相應地， 光傳送網的路由和交換則成了整個網絡的瓶頸。傳輸容量通過DWDM技術相對較容易擴展，而交換/路由則仍多採用光_電-光 (OEO)方式，兩者之間的矛盾越來越突出。解決這個問題的途徑是建立一個具有強大功 能的光層，具有全光交換功能如光交叉連接(OXC)和光分插復用(Optical Add/Drop Multiplexing, 0ADM)等，能進行透明傳輸並具有靈活的可擴展能力。因此，全光交換設備 是光傳送網絡的核心設備。MEMS技術在光纖通信網絡中的一個重要應用就是利用微動微鏡製作光開關矩陣， 用來實現光路的導通和斷開功能，其結構緊湊、重量輕，易於擴展。比機械式光開關和波導 型光開關(例如PLCS平面光波導分路器)具有更好的性能，如低插損、小串音、高消光比、 重複性好、響應速度適中，和波長、偏振、速率及調製方式無關，壽命長、可靠性高，並可擴展 成大規模光交叉連接開關矩陣。MEMS光開關有2D(二維)數字和3D(三維)模擬兩種結構。2D結構的好處是控 制簡單，缺點是由於受光程和微鏡面積的限制，交換埠數不能做得非常大。本發明用在模擬型3D結構中，3D結構的優點是交換埠數能做得非常大，可實現 上千埠數的交換能力。儘管3D MEMS光開關有很多優點，是實現全光網的核心器件。全球有數十家公司從 事MEMS光開關的研發，前景非常看好。但由於3D NxN光開關要求的精度非常高，且內部有 MEMS器件和各種透鏡陣列，特別是用半導體工藝製造的MEMS，由於結構複合了電子控制和 機械運動系統，所以其對工作環境要求很高，細微的灰塵可能會使微鏡的轉動受阻而失效， MEMS微鏡的機械運動依賴靜電作用，而溼氣會使靜電失效，外部的腐蝕性氣體也會腐蝕微 鏡表面，使反射率降低，這一系列的問題使得光開關的封裝顯得特別的重要，傳統的封裝採 用黏膠接合，會隨著時間推移和複雜的工作環境變化而老化，從而使光開關內部零件(例 如MEMS)直接暴露在外部環境中而逐漸失效。

實用新型內容針對現有技術的缺點，本實用新型的目的是提供一種有效提高密封效果、降低封 裝成本、提高密封可靠性的用於光開關氣密性封裝的光纖插芯。為實現上述目的，本實用新型的技術方案為一種用於光開關氣密性封裝的光纖插芯，包括套管及設於套管內的內孔，該套管的外表面為非等徑結構，該直徑較小部分用於 容納封接材料。本發明光纖插芯的材料可為金屬、陶瓷或適應熔點在300°C以上的玻璃封裝的其 它材料，由於光纖插芯的熔點高，密封用玻璃的熔點較低，因此在用玻璃對多個光纖插芯排 成陣列後進行連接和密封的時候，不會破壞光纖插芯的結構，能實現良好的固定和密封。傳 統的封裝採用黏膠接合，會隨著時間推移和複雜的工作環境變化而老化，從而發生漏氣或 者移動，使光開關內部其它部件直接暴露在空氣中或使光纖位置發生相對移動，引發密封 或光路故障。而本發明採用玻璃進行連接和密封，相比於黏膠，其可靠性大大提高，從而使 光開關的可靠性及使用壽命大大提高。光纖插芯的材料優選陶瓷，陶瓷插芯已廣泛應用於 光纖通信系統中，其耐腐蝕、耐氧化、緻密性好，且成本低，而性能尤為可靠。進一步的，為了便於玻璃封接，該套管一端的外表面設有環形臺階，環形臺階向內 凹。該環形臺階位於套管導入光纖的一端。該套管外表面還設有環形槽或螺紋槽或磨粗結構。該套管末端還設有錐面結構，在該錐面上熔有玻璃以實現固定連接和密封。該套管的外徑可以為任意大小，特別是小於Φ0.6πιπι。進一步的，為了便於裝配光纖，該套管的一端設有光纖導入孔，光纖導入孔與內孔 相連，光纖導入孔由外至內孔徑逐漸變小，直至等於內孔的孔徑。光纖插芯的材料為金屬、陶瓷或適應熔點在300°C以上的玻璃封裝的其它材料。本實用新型與現有技術相比具有如下優點和有益效果傳統的有機黏膠作為密封材料不能達到永久密封主要是有機材料的性能決定的， 有機膠和金屬，光纖插芯之間只是通過物理粘合形成暫時的密封，在溫度，水汽，光照等外 部環境作用下，有機膠隨時間推移會逐步老化，導致界面硬化，從而導緻密封失效或使光纖 位置發生相對移動。本發明採用較低熔點的玻璃材料完成光纖插芯陣列及其與金屬框架之 間的固定連接和密封，由於玻璃在一定溫度下和光纖插芯及金屬框架發生了界面的反應， 從而形成了牢固的物理和化學結合層，且玻璃是惰性的，故可以達成永久的固定和密封。

[0019]圖1為--種光纖插芯結構示意圖[0020]圖2為--種光纖插芯結構示意圖[0021]圖3為--種光纖插芯結構示意圖[0022]圖4為--種光纖插芯結構示意圖[0023]圖5為--種光纖插芯結構示意圖[0024]圖6為--種光纖插芯結構示意圖[0025]圖7為--種光纖插芯結構示意圖[0026]圖8為--種光纖插芯結構示意圖。
具體實施方式
以下結合實施例及附圖對本實用新型進行詳細的描述。如圖1所示，本實用新型公開了一種用於光開關氣密性封裝的光纖插芯，包括套管4及設於套管4內的內孔5，該套管4的外表面為非等徑結構，該直徑較小部分用於容納 封接材料。光纖插芯的長度L優選5-10mm，套管4的外徑Φ 為0. 6mm或以下，如0. 5mm也可 以。光纖插芯的軸向內孔5的直徑Φ(1通常為0. 125mm或0.08mm，其尺寸需要與光纖的直 徑相匹配。光纖插芯的長度、外徑、內徑等可以根據不同的要求作調整。為了便於裝配光纖，該套管4的一端設有光纖導入孔6，光纖導入孔6與內孔5相 連，光纖導入孔6由外至內孔5徑逐漸變小，直至等於內孔5的孔徑。本發明光纖插芯的材料可為金屬、陶瓷或適應熔點在300°C以上的玻璃封裝的其 它材料，由於光纖插芯的熔點高，密封用玻璃的熔點較低，因此在用玻璃對多個光纖插芯排 成陣列後進行連接和密封的時候，不會破壞光纖插芯的結構，能實現良好的固定和密封。傳 統的封裝採用黏膠接合，會隨著時間推移和複雜的工作環境變化而老化，從而發生漏氣或 者移動，使光開關內部其它部件直接暴露在空氣中或使光纖位置發生相對移動，引發密封 或光路故障。而本發明採用玻璃進行連接和密封，相比於黏膠，其可靠性大大提高，從而使 光開關的可靠性及使用壽命大大提高。光纖插芯的材料優選陶瓷，陶瓷插芯已廣泛應用於 光纖通信系統中，其耐腐蝕、耐氧化、緻密性好，且成本低，而性能尤為可靠。如圖2所示，套管4設有光纖導入孔6的那一端的外表面呈錐面7，錐面7的外徑 小於光纖插芯的外徑；在該錐面7可方便地熔上玻璃以實現固定連接和密封。如圖3所示，套管4的一端設有光纖導入孔6，另一端的外表面呈錐面8，錐面8的 外徑小於套管4的外徑；在該錐面8可方便地熔上玻璃以實現固定連接和密封。如圖4所示，套管4的設有光纖導入孔6的那一端的外表面設有環形臺階9，環形 臺階9向內凹，其外徑小於套管4的外徑；在該環形臺階9上可方便地熔上玻璃以實現固定 連接和密封。如圖5所示，套管4的一端設有光纖導入孔6，另一端的外表面設有環形臺階10， 環形臺階10的外徑小於套管4的外徑；在該環形臺階10上可方便地熔上玻璃以實現固定 連接和密封。如圖6所示，套管4的外表面開有環形槽11，在環形槽11上可方便地熔上玻璃以 實現固定連接和密封。如圖7所示，套管4的一段外表面開有螺紋槽12，在螺紋槽12上可方便地熔上玻 璃以實現固定連接和密封。如圖8所示，套管4的一段的外表面開有磨粗結構13，在磨粗結構13上可方便地 熔上玻璃以實現固定連接和密封。
權利要求一種用於光開關氣密性封裝的光纖插芯，包括套管及設於套管內的內孔，其特徵在於，該套管的外表面為非等徑結構，該直徑較小部分用於容納封接材料。
2.根據權利要求1所述的用於光開關氣密性封裝的光纖插芯，其特徵在於，該套管一 端的外表面設有環形臺階，環形臺階向內凹。
3.根據權利要求2所述的用於光開關氣密性封裝的光纖插芯，其特徵在於，該環形臺 階位於套管導入光纖的一端。
4.根據權利要求3所述的用於光開關氣密性封裝的光纖插芯，其特徵在於，該套管外 表面還設有環形槽或螺紋槽或磨粗結構。
5.根據權利要求3所述的用於光開關氣密性封裝的光纖插芯，其特徵在於，該套管末 端還設有錐面結構。
6.根據權利要求1至5任一項所述的用於光開關氣密性封裝的光纖插芯，其特徵在於， 該套管的外徑小於Φ0. 6mm。
7.根據權利要求6所述的用於光開關氣密性封裝的光纖插芯，其特徵在於，該套管的 一端設有光纖導入孔，光纖導入孔與內孔相連，光纖導入孔由外至內孔徑逐漸變小，直至等 於內孔的孔徑。
8.根據權利要求1至5任一項所述的用於光開關氣密性封裝的光纖插芯，其特徵在於， 光纖插芯的材料為金屬、陶瓷或適應熔點在300°C以上的玻璃封裝的其它材料。
專利摘要本實用新型公開了一種用於光開關氣密性封裝的光纖插芯，包括套管及設於套管內的內孔，該套管的外表面為非等徑結構，該直徑較小部分用於容納封接材料；該套管一端的外表面設有環形臺階，環形臺階向內凹；該環形臺階位於套管導入光纖的一端；該套管外表面還設有環形槽或螺紋槽或磨粗結構；該套管末端還設有錐面結構。本實用新型能有效提高密封效果、降低封裝成本、提高密封可靠性。
文檔編號G02B26/08GK201681179SQ201020203840
公開日2010年12月22日 申請日期2010年5月20日 優先權日2010年5月20日
發明者謝燦生, 黃雪雲 申請人:潮州三環(集團)股份有限公司