一種可以精確定位的光纖連接器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種可以精確定位的光纖連接器。
【背景技術(shù)】
[0002]在基于光纖束的共聚焦成像系統(tǒng)中，激光器發(fā)射激光，通過激光掃描裝置和耦合物鏡對光纖束的端面進(jìn)行掃描，將激光聚焦后注入到光纖束的每一根線芯中，每一根線芯的直徑大約為2_3um。在光纖束的另一端，注入的激光通過微物鏡聚焦在被觀測物體上，被觀測物體在注入激光的激發(fā)下發(fā)出熒光，熒光沿著同樣的路徑通過光纖束的線芯返回，最終被探測器捕捉到并且成像。
[0003]在成像過程中，掃描裝置會依次掃描每一根線芯，不能出現(xiàn)偏差，因此如何精確定位耦合物鏡和光纖束之間的相對位置，是共聚焦成像系統(tǒng)需要解決的一項(xiàng)重要問題。通用的光纖連接器有金屬環(huán)連接器(Ferrule Connector, FC)、物理連接器(PhysicalConnector，PC)、微型A類連接器(Sub Miniature A, SMA)等，這些連接器通常用于單芯光纖的連接，而不是用于光纖束的連接，對于定位的精度沒有太高的要求。比如典型的SMA光纖連接器，在850um的連接器孔徑下，孔徑的偏差可以達(dá)到15um，并不能滿足精確定位的要求，在共聚焦成像系統(tǒng)中使用通用的光纖連接器在每次連接后都需要對連接器部分的光路進(jìn)行重新調(diào)節(jié)，才能將光纖束端面調(diào)節(jié)到理想的位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種可以精確定位的光纖連接器，該連接器可以提高光纖束與激光聚焦裝置之間的定位精度，可以多次重復(fù)精確定位，避免了每次連接后對光路的調(diào)節(jié)，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。
[0005]本發(fā)明提供了一種可以精確定位的光纖連接器，包括連接器插座與連接器插頭，其中:
[0006]所述連接器插座包括連接器插座基座、鎖緊輪壓圈、鎖緊輪以及操作手柄，連接器插座基座與共聚焦成像系統(tǒng)的光學(xué)底板剛性固定；在連接器插座基座上，有沿軸心線分布的圓形通光孔、軸向定位槽以及旋轉(zhuǎn)定位槽；其中圓形通光孔用于激光掃描時通過光線，軸向定位槽前半部分截面為梯形，后半部分截面為矩形，用于連接器插座與連接器插頭在軸向的精確定位，旋轉(zhuǎn)定位槽用于限制連接器插頭不能沿軸心線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；鎖緊輪壓圈、鎖緊輪以及操作手柄，三者共同組成連接器插座的鎖緊和限位機(jī)構(gòu)；
[0007]連接器插頭的頭部有軸向定位頭，與軸向定位槽的形狀和尺寸一致，在軸向定位頭后方有旋轉(zhuǎn)定位頭，與旋轉(zhuǎn)定位槽的形狀和尺寸一致，連接器插頭的軸心有空心孔洞，光纖束可從空心孔洞中穿過，光纖束與連接器插頭平齊后二者固定；當(dāng)連接器插頭插入連接器插座基座的定位槽底部后，空心孔洞正對著圓形通光孔，聚焦后的激光通過圓形通光孔注入光纖束。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的光纖連接器具有以下有益效果:
[0009]提高軸向定位精度，將光纖束的位置定位精度由十幾微米提高到2微米，角度定位精度達(dá)到0.2° ;
[0010]增加旋轉(zhuǎn)定位功能，限制光纖束沿軸心線的轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)方向的定位；
[0011]優(yōu)化鎖緊機(jī)構(gòu)，增加限位功能，通過彈簧向連接器施加壓力，確保連接器的鎖緊穩(wěn)定可靠，壓力可控。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中光纖連接器整體結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中光纖連接器插座與連接器插頭的配合關(guān)系示意圖，其中圖2A為剖面圖，圖2B為3D示意圖；
[0014]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中光纖連接器插座的鎖緊和限位機(jī)構(gòu)示意圖；其中:
[0015]圖3A為連接器插座未鎖緊時正面視圖；
[0016]圖3B為連接器插座鎖緊時正面視圖；
[0017]圖3C為連接器插座未鎖緊時3D視圖；
[0018]圖3D為連接器插座鎖緊時3D視圖；
[0019]圖3E為連接器插座未鎖緊時剖面視圖；
[0020]圖3F為連接器插座鎖緊時剖面視圖；
[0021]圖3G為鎖緊輪壓圈內(nèi)部限位槽114的示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中光纖連接器插頭與光纖束的裝配示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0024]本發(fā)明由連接器插頭與連接器插座組成，連接器插頭與光纖固定在一起，連接器插座與共聚焦成像系統(tǒng)的其他部分固定在一起，連接器插座帶有鎖緊和限位裝置，實(shí)現(xiàn)二者的連接及精確定位。
[0025]具體地，如圖1所示，10為連接器插座基座，11為鎖緊輪壓圈，12為鎖緊輪，13為操作手柄，20為連接器插頭，21為光纖束，虛線為各部件的配合軸心線1。
[0026]連接器插座基座10與共聚焦成像系統(tǒng)的光學(xué)底板剛性固定。在連接器插座基座10上，有沿軸心線1分布的圓形通光孔101、軸向定位槽102以及旋轉(zhuǎn)定位槽103。其中圓形通光孔101用于激光掃描時通過光線，軸向定位槽102前半部分截面為梯形，后半部分截面為矩形，用于連接器插座與連接器插頭在軸向的精確定位，旋轉(zhuǎn)定位槽103用于限制連接器插頭20不能沿軸心線1做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。旋轉(zhuǎn)定位槽103的形狀可以為三角形，也可以為矩形、正方形、菱形、橢圓形等非圓形的形狀。
[0027]鎖緊輪壓圈11、鎖緊輪12以及操作手柄13，三者共同組成連接器插座的鎖緊和限位機(jī)構(gòu)。鎖緊輪壓圈11與連接器插座基座10剛性連接，限制鎖緊輪12只能沿軸心線1的方向轉(zhuǎn)動。鎖緊輪壓圈11的內(nèi)側(cè)有多組限位槽114，限位槽114沿軸心線1的方向均勻分布。操作手柄13與鎖緊輪12通過螺栓14剛性連接，使用時操作者可轉(zhuǎn)動操作手柄13，帶動鎖緊輪12共同旋轉(zhuǎn)。鎖緊輪12中心有定位頭過孔123，定位頭過孔123的形狀和尺寸與旋轉(zhuǎn)定位槽103相同。在鎖緊輪12上有多個由球頭124與彈簧125組成的限位機(jī)構(gòu)，沿軸心線1的方向均勻分布，與限位槽114的數(shù)量相等，在鎖緊輪12旋轉(zhuǎn)時，限制球頭124只能沿鎖緊輪壓圈上的限位槽114運(yùn)動，并保證鎖緊輪12始終受到鎖緊輪壓圈11施加的壓力。
[0028]連接器插頭20的頭部有軸向定位頭202，與軸向定位槽102的形狀和尺寸一致，在軸向定位頭202后方有旋轉(zhuǎn)定位頭203，與旋轉(zhuǎn)定位槽103和定位頭過孔123的形狀和尺寸一致，連接器插頭20的軸心有空心孔洞201，光纖束21可從空心孔洞201中穿過，與連接器插頭20平齊后二者固定。當(dāng)連接器插頭插入連接器插座基座的定位槽底部后，空心孔洞201正對著圓形通光孔101，聚焦后的激光通過圓形通光孔101注入光纖束21。
[0029]圖2中10為連接器插座基座，20為連接器插頭。在連接器插頭20插入連接器插座基座10的限位孔時，連接器插座基座的圓形通光孔101與連接器插頭前端的軸向定位頭202緊密貼合。軸向定位頭202的側(cè)壁與軸向定位槽102的側(cè)壁為間隙配合，配合間隙1.5-2.5微米。旋轉(zhuǎn)定位頭203的側(cè)壁與旋轉(zhuǎn)定位槽103的側(cè)壁也為間隙配合，配合間隙為1.5-2.5微米。旋轉(zhuǎn)定位頭前壁2031與旋轉(zhuǎn)定位槽前壁1031之間留有間隙d5為0.4-0.6毫米。旋轉(zhuǎn)定位頭后壁2032與旋轉(zhuǎn)定位槽后壁1032之間的距離d4為0.4-0.6mm。連接器插座基座與連接器插頭配合的各表面粗糙度小于1微米。
[0030]當(dāng)連接器插座與插頭鎖定時，旋轉(zhuǎn)定位頭后壁2032受到外部壓力，保證通圓形光孔101與軸向定位頭202的前端緊密貼合。
[0031]軸向定位頭202前端直徑dl為7.0毫米，后端直徑d2為10.0毫米，旋轉(zhuǎn)定位頭203三角形邊長d6為16.0毫米，圓形通光孔101的孔徑d3為1.0毫米。
[0032]在上述參數(shù)下，連接器插頭20相對