[發明專利]一種含玻璃插芯光纖接口組件及其制備方法和光學次組件

在審

• 申請號: 201710021348.2
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN106842441A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 申慶徽;陳兵;張可
• 申請（專利權）人: 青島光路光電科技有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42;G02B6/38
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司37252
• 代理人: 陳海濱

技術領域

本發明涉及光通訊技術領域，尤其是一種含玻璃插芯光纖接口組件及其制備方法和光學次組件。

背景技術

光纖接口組件(optical receptacle)是光學次組件(Optical Subassembly或OSA)的重要組成部分，用來接收及定位光纖連接器。在高端的高速率的光纖通訊系統中，對回向反射光的控制非常重要。為了防止光線從光纖連接器的插針端面反射回去影響光纖鏈路系統，在光纖接口組件中，一般含有一個陶瓷插芯或者玻璃插芯來和光纖連接器的插針進行物理接觸，陶瓷插芯或者玻璃插芯的折射率和光纖連接器的插針中的纖芯一致從而消除了光纖連接器的插針端面反射。為了防止陶瓷或者玻璃插芯的另一端的反射光耦合進光纖連接器的插針，陶瓷或者玻璃插芯的另一端需要做成一個斜面，一般為8度或者6度，從而使得反射光不能沿原路返回以免影響光纖鏈路系統。特別需要指出的是：塑料由于質地較軟，很容易被插針劃傷，不能做成接觸面來接觸光纖連接器插針。

專利CN201859235U和CN202149947U提到的光纖接口組件，是典型的含陶瓷插芯的傳統型光纖接口組件。這種光纖接口組件一般有4到5個零部件組成，其中包含了高精密度的陶瓷插芯和陶瓷套筒，造成其成成本高，組裝工藝復雜，尤其，其裝配過程中的點膠及壓配動作，均難以實現自動化操作。

專利US7387449B2提到了一種含玻璃插芯的光纖接口組件，雖然其只有兩個部件組成，但是其玻璃插芯形狀復雜，其含有一個平面端面，一個環面和一個斜面，為了適配其金屬殼體部件，還需要一個倒角。由于玻璃是硬脆材料，此插芯生產起來，工藝復雜，良率低。

對于光學次組件(OSA)，當其管芯為光發射芯片時，我們稱此OSA為TOSA(transmitter Optical Subassembly,即光發射次組件)。當管芯為光接收芯片時，我們稱此OSA為ROSA(Receiver Optical Subassembly,即光接收次組件)。當然還有其他類型的OSA，例如BOSA(單纖雙向組件，其同時含有一個光發射管芯和光接收管芯)，Triplexer(單纖三向組件，其同時含有一個光發射管芯和兩個光接收管芯)等等。

一個典型的光學次組件OSA(見圖1a)由以下幾個部分組成：金屬管座400、管芯500(光發射或接收芯片)、金屬管帽600、光學透鏡700、光纖接口組件300。在OSA工作的時候，光纖接口組件300會被插入光纖連接器的插針200(ferrule)。目前經常使用的光纖接口組件300主要是由其具有內徑d的桶裝結構、用來阻擋光纖連接器插針的面301組成。

由圖1a所示，當管芯500為發射管芯時，其發出的光線會經過光學透鏡(700)的上下表面(701)和(702)在光纖連接器插針中的纖芯210下表面211處聚焦，然后光信號在纖芯210中傳播至光纖鏈路系統中。

由圖1a所示，當管芯500為接收管芯時，從纖芯210傳播而來的入射光線在其插針下表面211處發出并經過透鏡700的上下表面(701)和(702)在管芯500處聚焦，由接收管芯500接收光線，并把光信號轉變為電信號。

由圖1a所示的光學次組件，在光信號傳播的過程中存在三處折射率有很大變化的界面，分別是面(211)，面(701)和面(702)。通常在折射率變化的界面，反射率可以通過R＝(n1-n0)^2/(n1+n0)^2來計算，其中n1為光密介質材料的折射率如光纖纖芯210和玻璃透鏡700，n0為光疏介質如空氣的折射率，取n1≈1.5，n0≈1.0，得Rf＝4％，即因為這三個界面大概總共有12％的能量被反射掉了，這大大加大了光學次組件的插入損耗。如果這些反射掉的回向光被耦合進光纖鏈路系統，比如通過面(211)的入射光線很容易被反射進入光纖鏈路系統，這些回向的反射光線對系統的影響包括：引起發射光源的中心波長波動；引起發射光源的光強波動；增加光纖鏈路系統噪聲，永久性地損害光源等等，進而影響整個光路系統的穩定及帶寬。

發明內容

為了解決現有接口組件做成的光學次組件OSA中光反射面比較多，差損比較大，生產工藝難以實現自動化，成本比較高的問題，本發明提出了含玻璃插芯光纖接口組件及其制備方法和光學次組件。

本發明采用如下技術方案：