[發明專利]一種高可靠性的單模光纖反射鏡及其制備方法

有效

• 申請號: 201410073579.4
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103869417A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 汪飛琴;夏君磊;鄭國康;黃韜;宋武
• 申請（專利權）人: 北京航天時代光電科技有限公司
• 主分類號: G02B6/26
• 分類號: G02B6/26;G02B7/182
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種高可靠性的單模光纖反射鏡及其制備方法，屬于光纖通訊及光纖傳感領域中無膠光路或無源光電子器件結構、可靠性設計與制備方法。

背景技術

光纖反射鏡是光纖通信及光纖傳感領域中的基本無源器件之一，其功能是實現光路中光的反射。目前，光纖通信及光纖傳感領域中應用的光纖反射鏡，采用的是光纖端面粘貼反射鏡片來實現光路中光的內反射。該結構存在光路灌膠或光路中存在空氣隙帶，以及反射鏡片移位的隱患，從而影響器件光學性能指標及可靠性。

此外，粘貼反射鏡片前，光纖采用陶瓷插芯粘接固定時，通常采用的是環氧樹脂膠，該膠固化應力大，后續的加工、流轉、應用中，極易導致環氧樹脂膠與光纖涂覆層膠粘接界面處產生涂覆層裂紋，從而降低了光纖反射鏡尾纖抗彎折性能，嚴重的將導致器件失效。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種解決光纖反射鏡根部涂覆層裂紋，避免粘貼鏡片移位隱患，實現光路無膠反射的高可靠性光纖反射鏡，同時提供一種高可靠性的光纖反射鏡制備方法。

本發明的技術解決方案是：一種高可靠性的單模光纖反射鏡，包括光纖反射鏡組件和反射膜保護部件。光纖反射鏡組件是包括光纖、陶瓷插芯、環氧膠粘接劑、尾纖應力匹配粘接劑、反射膜，光纖通過環氧膠粘接劑粘接在陶瓷插芯上，尾纖應力匹配粘接劑涂覆于陶瓷插芯的導纖槽一側的環氧膠粘接劑外表面，反射膜直接蒸鍍于光纖、陶瓷插芯、環氧膠粘接劑共同組成的磨拋端面上。反射膜保護部件，包括管殼、封裝粘接劑、尾纖保護硅橡膠，封裝粘接劑填充在空心的管殼內壁與陶瓷插芯的外壁之間，以固定管殼與光纖反射鏡組件的相對位置，尾纖保護硅橡膠涂覆在光纖的根部，以覆蓋尾纖應力匹配粘接劑、管殼、封裝粘接劑共同組成的斷面。

一種高可靠性的單模光纖反射鏡的制備方法，包括下列步驟：

（1）用環氧膠粘接劑將光纖粘接在陶瓷插芯上，以對光纖進行陶瓷封裝，形成陶瓷封裝后的組件；

（2）在步驟（1）陶瓷封裝后的組件的環氧膠粘接劑外表面，涂覆一層尾纖應力匹配粘接劑，以匹配環氧膠粘接劑與光纖的涂覆層的交界處的應力。

（3）對步驟（2）處理后的組件的光纖、陶瓷插芯和環氧膠粘接劑共同組成的端面進行研磨拋光，以改善光纖端面的光潔度，降低光纖端面漫反射，實現理想的光纖反射端面，提高光纖端面反射率。

（4）在步驟（3）處理后的組件的光纖、陶瓷插芯、環氧膠粘接劑共同組成的磨拋端面上直接蒸鍍反射膜后，由光纖、陶瓷插芯、環氧膠粘接劑、尾纖應力匹配粘接劑、反射膜共同形成光纖反射鏡組件。

（5）在步驟（4）形成的光纖反射鏡組件的陶瓷插芯的外壁與空心的管殼內壁之間填充封裝粘接劑，以固定管殼與光纖反射鏡組件的相對位置，以實現氣密封裝。

（6）在步驟（5）處理后的光纖反射鏡的光纖的根部涂覆一層尾纖保護硅橡膠，以覆蓋尾纖應力匹配粘接劑、管殼、封裝粘接劑共同組成的端面。

所述步驟（1）中，需要對環氧膠粘接劑填充量進行控制，實現在陶瓷插芯的導纖槽一側的環氧膠粘接劑的凸出高度范圍為0.1mm～0.6mm。

所述步驟（2）中，尾纖應力匹配粘接劑是一種硬度介于環氧膠粘接劑與光纖的涂覆層硬度之間的紫外固化膠，匹配環氧膠與光纖涂覆層交界處的應力。應力匹配設計的目的是避免后續加工過程中疲勞損傷導致環氧膠膠界面處光纖涂覆層產生裂紋。

所述步驟（3）中，對光纖、陶瓷插芯、環氧膠粘接劑共同組成的端面進行研磨拋光，研磨拋光流程包括研磨去膠、粗磨、細磨、精磨及拋光五個工序，每道工序之間均采用超聲清洗與擦洗。

所述步驟（4）中磨拋端面上直接蒸鍍反射膜采用雙離子束輔助方法。

所述步驟（5）中，管殼為一端密封的金屬管殼，封裝粘接劑是石英粉與環氧膠的混合物，以增加封裝粘接劑的粘度。

所述步驟（6）中，尾纖保護硅橡膠選用硬度小、耐高溫高濕的硅橡膠。

氣密封裝后，既可以保護反射膜免受磕碰、屏蔽輻照影響、隔絕反射膜與潮濕及腐蝕性氣氛環境直接接觸，提高反射鏡抗輻照及惡劣環境下的工作穩定性；又可以提高反射鏡抗彎折性能。

本發明與國內外通訊行業內現有產品相比的優點：

（1）在結構上存在兩個優點：

第一：光纖反射鏡組件結構中，采用應力匹配設計，即在陶瓷插芯的導纖槽一側的環氧膠粘接劑表面涂覆了一層硬度介于環氧膠粘接劑與光纖涂覆層硬度之間的紫外固化膠，匹配了兩者間的應力，避免了光纖涂覆層與環氧膠粘接劑界面處產生涂覆層裂紋。