[發明專利]一種全陶瓷波分復用器及其制備方法

有效

• 申請號: 201710578620.7
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107162589B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 葉蒼竹;吳遠策;向寅;官守軍;江濤
• 申請（專利權）人: 黃石晨信光電股份有限公司
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293;C04B35/48;C04B35/622
• 代理公司: 42109 黃石市三益專利商標事務所
• 代理人: 滕金葉

本發明提供了一種全陶瓷波分復用器及其制備方法，具有套筒，套筒內裝有單芯光纖準直器和雙芯光纖反射件，所述波分復用器、單芯光纖準直器及雙芯光纖反射件中所采用的套筒均是采用陶瓷材料制成，所述單芯光纖準直器中采用的單芯插芯為圓形微孔陶瓷插芯，雙芯光纖反射件中所采用的雙芯插芯為異形微孔陶瓷插芯；本發明有效解決了傳統玻璃材質波分復用器材質易碎、不易加工的缺點，本發明的全陶瓷波分復用器，工藝簡單，生產效率高，制作成本低，具有插入損耗低，高回波損耗、可靠性優良等特點，比傳統玻璃材質的波分復用器易加工、成本低、一致性好、受環境影響小、可靠性更高，本發明方法制備的波分復用器透射插入損耗達到0.35dB以下。

技術領域

本發明屬于光器件制造技術領域，具體涉及一種全陶瓷波分復用器及其制備方法。

背景技術

波分復用技術是將兩種或者多種不同波長的光載波信號（攜帶各種信息）在發送端經復用器匯合在一起，并耦合到光線路的同一根光纖中進行傳輸的技術；在接收端，經解復用器將各種波長的光載波分離，然后由光接收機作進一步處理以恢復原信號。這種在同一根光纖中同時傳輸兩個或眾多不同波長光信號的技術，稱為波分復用。

波分復用器被廣泛應用于電信運營商、廣電、電力以及信息安全等領域，具有傳輸信號獨立透明，多路信號合波傳輸，節省光纖資源，安全可靠等特點，可幫助客戶組建一個長距離、無阻斷、高可靠、安全靈活、抗災能力強的光傳輸網絡。傳統的波分復用器是采用高硼硅玻璃制成，由于玻璃易碎、生產精度不高，因此容易產生光束偏移，導致同芯度不佳，影響到器件的使用。另外，玻璃材料容易受到外圍冷熱影響產生膨脹變化，造成產品性能的不穩定。

目前也有人想到要在波分復用器中使用陶瓷元器件來替換玻璃元器件，降低波分復用器的生產成本及使用壽命，但是受限于現有陶瓷插芯種類單一，只有圓形微孔的陶瓷插芯而沒有異形微孔的陶瓷插芯，導致波分復用器中的雙芯插芯反射件中所使用的陶瓷插芯也只能采用圓形內孔的陶瓷插芯，圓形內孔多芯陶瓷插芯定位不精準，會對產品穩定性造成較大影響。而玻璃材質的波分復用器中，雙芯插芯反射件一般均是采用異形微孔結構的玻璃毛細管，如雙芯玻璃毛細管的長方形內孔，相較圓形內孔，矩形內孔可以更好實現兩根光纖與玻璃毛細管內孔的匹配，光纖在玻璃毛細管的異形內孔中的定位更精準，可以更好滿足光器件對各項光學性能的要求，但是目前的異形內孔玻璃插芯由于生產精度不高，也容易產生光束便宜，導致同心度不佳，并且玻璃材料容易受到外圍冷熱影響而產生膨脹變化，這些都會導致采用玻璃插芯的波分復用器性能不穩定，因此，理論上，采用異形陶瓷插芯代替玻璃插芯是可以提高波分復用器的精度及穩定性的。

但是目前陶瓷插芯中還沒有采用異形微孔結構的陶瓷插芯。原因是因為目前圓形內孔陶瓷插芯在加工時，需要經過內徑研磨及外徑研磨工藝來完成其最后加工，內徑研磨工藝決定陶瓷插芯的內徑精度及圓度，其外徑研磨工藝主要是通過內孔定位、采用穿鋼絲的方式進行外徑研磨，確保陶瓷插芯內孔與外圓的同心度。而異形微孔陶瓷插芯內孔無法進行后續加工，進而導致內孔尺寸精度、內孔相對外圓位置度極難達到微米級，無法滿足光纖準直器等光無源器件對毛細管與光纖的的極高匹配要求。

此外，由于目前用于制備陶瓷插芯的氧化鋯粉體熔點高達2715℃，軟化溫度高達2390～2500℃，粉體自身流動性較差，很難直接用于成型陶瓷插芯，因此，生產陶瓷插芯的廠家一般是在氧化鋯粉體中加入各種助劑，將其制成具有良好流動性及均勻性的陶瓷顆粒，然后進行注射成型加工，但是由于目前氧化鋯陶瓷顆粒中氧化鋯粉體與各種有機助劑混合均勻程度差，并且部分有機助劑存在一定揮發性，導致成型的陶瓷插芯生坯在后續燒結過程中，不能均勻、穩定的收縮，燒結后的陶瓷插芯生坯內孔及外徑均發生很大變化，在不通過后續加工的情況下，其制備的陶瓷插芯尺寸精度、內孔與外圓同心度或位置度等極難達到微米級的精度要求，但是異形微孔陶瓷插芯的內孔目前是無法通過后續加工得到，導致目前現有的氧化鋯陶瓷顆粒不適合用于制備異形微孔陶瓷插芯。

因此，研發一種適合用于波分復用器中的異形微孔陶瓷插芯，并將其用于制備全陶瓷波分復用器是行業內亟待解決的難題。

發明內容