[發明專利]一種用于光纖的氣密性封裝方法

有效

• 申請號: 201410052456.2
• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN103777298A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 李強;李朝陽
• 申請（專利權）人: 四川飛陽科技有限公司
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波

技術領域

本發明涉及光通訊技術領域，特別涉及一種用于光纖的氣密性封裝方法。

背景技術

光纖是光導纖維的簡寫，是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達成的光傳導工具。光纖的種類很多，根據用途不同，所需要的功能和性能也有所差異。其中，保偏光纖可以傳輸線偏振光，一般在對偏振態比較敏感的儀器中應用，如干涉儀或激光器，或是用在光源與外調制器之間的連接中等等，在航天、航空、航海、工業制造技術及通信等國民經濟的各個領域中均有應用。在以光學相干檢測為基礎的干涉型光纖傳感器中，使用保偏光纖能夠保證線偏振方向不變，提高相干信躁比，以實現對物理量的高精度測量。

在光通訊和傳感器領域中，廣泛使用氣密光纖制作成器件進行信號傳輸。現階段，光纖氣密性組件一般通過焊接方式令光纖與模塊盒之間實現氣密性連接，這種焊接可以使整個器件的漏氣率小于1×10^-8atm.cc/s。焊接時，通過加熱模塊盒，模塊盒將熱量傳遞至焊料上使焊料融化。一般來說，焊接光纖一般使用焊錫（鍍金光纖才能用焊錫焊接）或者低溫玻璃焊料。為了減少成本，該密封方式一般是：首先剝掉光纖涂覆層，然后用低溫玻璃焊料與金屬管殼焊接的方式進行密封。其結構如圖1所示，011表示光纖、012表示玻璃焊料、013表示金屬管殼。也有些生產商會在內部光纖裸纖處填充環氧樹脂，但樹脂的熱膨脹系數一般在500-600×10^-7/K，與光纖5×10^-7/K的熱膨脹系數相差較大。在焊接的較大溫差下保偏光纖會承受的壓應力較大，影響偏振特性。

并且，低溫玻璃焊料的熱膨脹系數為60×10^-7/K，合金管的熱膨脹系數為49×10^-7/K，而光纖的熱膨脹系數為5×10^-7/K，可知，焊錫的熱膨脹系數大約比光纖的熱膨脹系數高兩個數量級，玻璃焊料熱膨脹系數大約比光纖高一個數量級。由于光纖膨脹系數與焊料之間的差異，焊料融化回溫至常溫后會對保偏光纖造成收縮應力，使得偏振特性被降低，從而會造成保偏光纖消光比特性大大降低。例如，保偏光纖與位移探測傳感器、光譜干涉儀器或定點探測器相結合時，所要求的消光比為20db或更大，并且隨著消光比的增加，相對于光纖的偏差，精確度方面也會減退。其中，消光比是指檢偏振器相對于被檢偏振器的最大透過光強與最小透過光強之比。

因此，如何既保證光纖氣密性，又減小光纖焊接時所承受的應力，從而不影響光學參數，這一直是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種用于光纖的氣密性封裝方法，采用熱膨脹系數和光纖接近的陶瓷膠預先成型于光纖上，由于兩者之間的熱膨脹系數幾乎匹配，從而可以減小光纖在氣密性封裝時受到的壓應力，保證了光纖的偏振特性以及消光比。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種用于光纖的氣密性封裝方法，包括：

步驟A：將待氣密封裝的光纖開出裸纖窗口；

步驟B：清潔所述光纖；

步驟C：在所述裸纖窗口上覆蓋陶瓷膠；

步驟D：所述陶瓷膠固化后，將所述光纖穿設于模塊盒的通孔內；

步驟E：添加焊料；

步驟F：加熱所述模塊盒使所述焊料融化；

步驟G：降溫。

優選地，在上述氣密性封裝方法中，步驟G之后還包括：

步驟H：在位于所述模塊盒端部位置的所述光纖上設置環氧膠水；

步驟I：放入高低溫循環箱中循環。

優選地，在上述氣密性封裝方法中，所述模塊盒的一端設置有用于填充所述焊料的第一沉孔，另一端設置有用于填充所述環氧膠水的第二沉孔，所述模塊盒一端的所述環氧膠水覆蓋于所述第一沉孔的外側，另一端的所述環氧膠水填充于所述第二沉孔內。

優選地，在上述氣密性封裝方法中，所述第一沉孔和所述第二沉孔同軸，且兩者之間同軸設置有定位階梯孔，所述定位階梯孔中靠近所述第二沉孔的一端直徑較小且與所述光纖的直徑適配，所述定位階梯孔中靠近所述第一沉孔的一端直徑較大且與固化后的所述陶瓷膠的直徑適配。

優選地，在上述氣密性封裝方法中，步驟B具體為：用無塵紙粘酒精擦拭所述光纖，然后用酒精振洗，最后用氮氣吹干。

優選地，在上述氣密性封裝方法中，步驟C具體為：

步驟C1：將所述光纖放置于成型模具中的成型階梯孔內，所述成型階梯孔中直徑較小的一端與所述光纖適配，直徑較大的一端與需要定型的所述陶瓷膠的形狀適配；

步驟C2：灌入所述陶瓷膠；