專利名稱：用于光開關(guān)氣密性封裝的光纖插芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光通信器件領(lǐng)域，具體涉及一種用于光開關(guān)氣密性封裝的光纖插芯。
背景技術(shù)：
光纖通信在實(shí)現(xiàn)了高速、大容量點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸后，上世紀(jì)末已進(jìn)入了光纖網(wǎng)絡(luò)時(shí) 代。密集波分復(fù)用(DWDM)能充分利用光纖的巨大帶寬，可以預(yù)見，建立一個(gè)光因特網(wǎng)的目 標(biāo)并不遙遠(yuǎn)。由于復(fù)用的波長(zhǎng)信道數(shù)急劇增加，光纖的傳輸容量以指數(shù)形式增長(zhǎng)。相應(yīng)地， 光傳送網(wǎng)的路由和交換則成了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。傳輸容量通過DWDM技術(shù)相對(duì)較容易擴(kuò)展，而交換/路由則仍多采用光_電-光 (OEO)方式，兩者之間的矛盾越來越突出。解決這個(gè)問題的途徑是建立一個(gè)具有強(qiáng)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(fù)用(Optical Add/Drop Multiplexing, 0ADM)等，能進(jìn)行透明傳輸并具有靈活的可擴(kuò)展能力。因此，全光交換設(shè)備 是光傳送網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備。MEMS技術(shù)在光纖通信網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)重要應(yīng)用就是利用微動(dòng)微鏡制作光開關(guān)矩陣， 用來實(shí)現(xiàn)光路的導(dǎo)通和斷開功能，其結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，易于擴(kuò)展。比機(jī)械式光開關(guān)和波導(dǎo) 型光開關(guān)(例如PLCS平面光波導(dǎo)分路器)具有更好的性能，如低插損、小串音、高消光比、 重復(fù)性好、響應(yīng)速度適中，和波長(zhǎng)、偏振、速率及調(diào)制方式無關(guān)，壽命長(zhǎng)、可靠性高，并可擴(kuò)展 成大規(guī)模光交叉連接開關(guān)矩陣。MEMS光開關(guān)有2D(二維)數(shù)字和3D(三維)模擬兩種結(jié)構(gòu)。2D結(jié)構(gòu)的好處是控 制簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是由于受光程和微鏡面積的限制，交換端口數(shù)不能做得非常大。本發(fā)明用在模擬型3D結(jié)構(gòu)中，3D結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是交換端口數(shù)能做得非常大，可實(shí)現(xiàn) 上千端口數(shù)的交換能力。盡管3D MEMS光開關(guān)有很多優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)的核心器件。全球有數(shù)十家公司從 事MEMS光開關(guān)的研發(fā)，前景非?？春?。但由于3D NxN光開關(guān)要求的精度非常高，且內(nèi)部有 MEMS器件和各種透鏡陣列，特別是用半導(dǎo)體工藝制造的MEMS，由于結(jié)構(gòu)復(fù)合了電子控制和 機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，所以其對(duì)工作環(huán)境要求很高，細(xì)微的灰塵可能會(huì)使微鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)受阻而失效， MEMS微鏡的機(jī)械運(yùn)動(dòng)依賴靜電作用，而濕氣會(huì)使靜電失效，外部的腐蝕性氣體也會(huì)腐蝕微 鏡表面，使反射率降低，這一系列的問題使得光開關(guān)的封裝顯得特別的重要，傳統(tǒng)的封裝采 用黏膠接合，會(huì)隨著時(shí)間推移和復(fù)雜的工作環(huán)境變化而老化，從而使光開關(guān)內(nèi)部零件(例 如MEMS)直接暴露在外部環(huán)境中而逐漸失效。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)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于光開關(guān)氣密性封裝的光纖插芯。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種用于光開關(guān)氣密性封裝的光纖插芯，包括套管及設(shè)于套管內(nèi)的內(nèi)孔，該套管的外表面為非等徑結(jié)構(gòu)，該直徑較小部分用于 容納封接材料。本發(fā)明光纖插芯的材料可為金屬、陶瓷或適應(yīng)熔點(diǎn)在300°C以上的玻璃封裝的其 它材料，由于光纖插芯的熔點(diǎn)高，密封用玻璃的熔點(diǎn)較低，因此在用玻璃對(duì)多個(gè)光纖插芯排 成陣列后進(jìn)行連接和密封的時(shí)候，不會(huì)破壞光纖插芯的結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)良好的固定和密封。傳 統(tǒng)的封裝采用黏膠接合，會(huì)隨著時(shí)間推移和復(fù)雜的工作環(huán)境變化而老化，從而發(fā)生漏氣或 者移動(dòng)，使光開關(guān)內(nèi)部其它部件直接暴露在空氣中或使光纖位置發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，引發(fā)密封 或光路故障。而本發(fā)明采用玻璃進(jìn)行連接和密封，相比于黏膠，其可靠性大大提高，從而使 光開關(guān)的可靠性及使用壽命大大提高。光纖插芯的材料優(yōu)選陶瓷，陶瓷插芯已廣泛應(yīng)用于 光纖通信系統(tǒng)中，其耐腐蝕、耐氧化、致密性好，且成本低，而性能尤為可靠。進(jìn)一步的，為了便于玻璃封接，該套管一端的外表面設(shè)有環(huán)形臺(tái)階，環(huán)形臺(tái)階向內(nèi) 凹。該環(huán)形臺(tái)階位于套管導(dǎo)入光纖的一端。該套管外表面還設(shè)有環(huán)形槽或螺紋槽或磨粗結(jié)構(gòu)。該套管末端還設(shè)有錐面結(jié)構(gòu)，在該錐面上熔有玻璃以實(shí)現(xiàn)固定連接和密封。該套管的外徑可以為任意大小，特別是小于Φ0.6πιπι。進(jìn)一步的，為了便于裝配光纖，該套管的一端設(shè)有光纖導(dǎo)入孔，光纖導(dǎo)入孔與內(nèi)孔 相連，光纖導(dǎo)入孔由外至內(nèi)孔徑逐漸變小，直至等于內(nèi)孔的孔徑。光纖插芯的材料為金屬、陶瓷或適應(yīng)熔點(diǎn)在300°C以上的玻璃封裝的其它材料。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果傳統(tǒng)的有機(jī)黏膠作為密封材料不能達(dá)到永久密封主要是有機(jī)材料的性能決定的， 有機(jī)膠和金屬，光纖插芯之間只是通過物理粘合形成暫時(shí)的密封，在溫度，水汽，光照等外 部環(huán)境作用下，有機(jī)膠隨時(shí)間推移會(huì)逐步老化，導(dǎo)致界面硬化，從而導(dǎo)致密封失效或使光纖 位置發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。本發(fā)明采用較低熔點(diǎn)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，由于玻璃在一定溫度下和光纖插芯及金屬框架發(fā)生了界面的反應(yīng)， 從而形成了牢固的物理和化學(xué)結(jié)合層，且玻璃是惰性的，故可以達(dá)成永久的固定和密封。

[0019]圖1為--種光纖插芯結(jié)構(gòu)示意圖[0020]圖2為--種光纖插芯結(jié)構(gòu)示意圖[0021]圖3為--種光纖插芯結(jié)構(gòu)示意圖[0022]圖4為--種光纖插芯結(jié)構(gòu)示意圖[0023]圖5為--種光纖插芯結(jié)構(gòu)示意圖[0024]圖6為--種光纖插芯結(jié)構(gòu)示意圖[0025]圖7為--種光纖插芯結(jié)構(gòu)示意圖[0026]圖8為--種光纖插芯結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本實(shí)用新型公開了一種用于光開關(guān)氣密性封裝的光纖插芯，包括套管4及設(shè)于套管4內(nèi)的內(nèi)孔5，該套管4的外表面為非等徑結(jié)構(gòu)，該直徑較小部分用于容納 封接材料。光纖插芯的長(zhǎng)度L優(yōu)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(nèi)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(zhǎng)度、外徑、內(nèi)徑等可以根據(jù)不同的要求作調(diào)整。為了便于裝配光纖，該套管4的一端設(shè)有光纖導(dǎo)入孔6，光纖導(dǎo)入孔6與內(nèi)孔5相 連，光纖導(dǎo)入孔6由外至內(nèi)孔5徑逐漸變小，直至等于內(nèi)孔5的孔徑。本發(fā)明光纖插芯的材料可為金屬、陶瓷或適應(yīng)熔點(diǎn)在300°C以上的玻璃封裝的其 它材料，由于光纖插芯的熔點(diǎn)高，密封用玻璃的熔點(diǎn)較低，因此在用玻璃對(duì)多個(gè)光纖插芯排 成陣列后進(jìn)行連接和密封的時(shí)候，不會(huì)破壞光纖插芯的結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)良好的固定和密封。傳 統(tǒng)的封裝采用黏膠接合，會(huì)隨著時(shí)間推移和復(fù)雜的工作環(huán)境變化而老化，從而發(fā)生漏氣或 者移動(dòng)，使光開關(guān)內(nèi)部其它部件直接暴露在空氣中或使光纖位置發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，引發(fā)密封 或光路故障。而本發(fā)明采用玻璃進(jìn)行連接和密封，相比于黏膠，其可靠性大大提高，從而使 光開關(guān)的可靠性及使用壽命大大提高。光纖插芯的材料優(yōu)選陶瓷，陶瓷插芯已廣泛應(yīng)用于 光纖通信系統(tǒng)中，其耐腐蝕、耐氧化、致密性好，且成本低，而性能尤為可靠。如圖2所示，套管4設(shè)有光纖導(dǎo)入孔6的那一端的外表面呈錐面7，錐面7的外徑 小于光纖插芯的外徑；在該錐面7可方便地熔上玻璃以實(shí)現(xiàn)固定連接和密封。如圖3所示，套管4的一端設(shè)有光纖導(dǎo)入孔6，另一端的外表面呈錐面8，錐面8的 外徑小于套管4的外徑；在該錐面8可方便地熔上玻璃以實(shí)現(xiàn)固定連接和密封。如圖4所示，套管4的設(shè)有光纖導(dǎo)入孔6的那一端的外表面設(shè)有環(huán)形臺(tái)階9，環(huán)形 臺(tái)階9向內(nèi)凹，其外徑小于套管4的外徑；在該環(huán)形臺(tái)階9上可方便地熔上玻璃以實(shí)現(xiàn)固定 連接和密封。如圖5所示，套管4的一端設(shè)有光纖導(dǎo)入孔6，另一端的外表面設(shè)有環(huán)形臺(tái)階10， 環(huán)形臺(tái)階10的外徑小于套管4的外徑；在該環(huán)形臺(tái)階10上可方便地熔上玻璃以實(shí)現(xiàn)固定 連接和密封。如圖6所示，套管4的外表面開有環(huán)形槽11，在環(huán)形槽11上可方便地熔上玻璃以 實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)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(jié)構(gòu)13，在磨粗結(jié)構(gòu)13上可方便地 熔上玻璃以實(shí)現(xiàn)固定連接和密封。
權(quán)利要求一種用于光開關(guān)氣密性封裝的光纖插芯，包括套管及設(shè)于套管內(nèi)的內(nèi)孔，其特征在于，該套管的外表面為非等徑結(jié)構(gòu)，該直徑較小部分用于容納封接材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光開關(guān)氣密性封裝的光纖插芯，其特征在于，該套管一 端的外表面設(shè)有環(huán)形臺(tái)階，環(huán)形臺(tái)階向內(nèi)凹。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于光開關(guān)氣密性封裝的光纖插芯，其特征在于，該環(huán)形臺(tái) 階位于套管導(dǎo)入光纖的一端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于光開關(guān)氣密性封裝的光纖插芯，其特征在于，該套管外 表面還設(shè)有環(huán)形槽或螺紋槽或磨粗結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于光開關(guān)氣密性封裝的光纖插芯，其特征在于，該套管末 端還設(shè)有錐面結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的用于光開關(guān)氣密性封裝的光纖插芯，其特征在于， 該套管的外徑小于Φ0. 6mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于光開關(guān)氣密性封裝的光纖插芯，其特征在于，該套管的 一端設(shè)有光纖導(dǎo)入孔，光纖導(dǎo)入孔與內(nèi)孔相連，光纖導(dǎo)入孔由外至內(nèi)孔徑逐漸變小，直至等 于內(nèi)孔的孔徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的用于光開關(guān)氣密性封裝的光纖插芯，其特征在于， 光纖插芯的材料為金屬、陶瓷或適應(yīng)熔點(diǎn)在300°C以上的玻璃封裝的其它材料。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于光開關(guān)氣密性封裝的光纖插芯，包括套管及設(shè)于套管內(nèi)的內(nèi)孔，該套管的外表面為非等徑結(jié)構(gòu)，該直徑較小部分用于容納封接材料；該套管一端的外表面設(shè)有環(huán)形臺(tái)階，環(huán)形臺(tái)階向內(nèi)凹；該環(huán)形臺(tái)階位于套管導(dǎo)入光纖的一端；該套管外表面還設(shè)有環(huán)形槽或螺紋槽或磨粗結(jié)構(gòu)；該套管末端還設(shè)有錐面結(jié)構(gòu)。本實(shí)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(hào)G02B26/08GK201681179SQ201020203840
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者謝燦生, 黃雪云 申請(qǐng)人:潮州三環(huán)(集團(tuán))股份有限公司