一种新型气密穿舱光纤连接器的制作方法

1.本发明涉及连接器技术领域，尤其涉及一种新型气密穿舱光纤连接器。


背景技术：

2.随着航空航天、精密仪器设备等特殊领域应用光传输，急需解决高真空或特殊气氛环境舱体内外光信号传输问题。传统的气密封电连接器一般采用玻璃烧结的方式，但是玻璃烧结的方式在光纤连接器实现上存在工艺难度，首先传统光纤连接器内部光纤粘接的胶水不能承受烧结温度，烧结后端面处理难以保证，且玻璃烧结后的光纤接触件丧失浮动性，和光纤连接器的设计原则违背。
3.常用的光纤连接器胶封方案耐环境性较差，经历高低温后，容易发生漏气现象。另一种常见的方案为金属化光纤与密封转接板焊接，再在两端接光纤连接器，此方案连接器长度很长，耐机械环境性能较差，且实现过程操作断纤风险大，合格率低。


技术实现要素：

4.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出一种新型气密穿舱光纤连接器，采用光学窗口加自由空间光对准机构实行气密封和光传输功能，结构简洁、扩展性好。
5.一种新型气密穿舱光纤连接器，包括插座和插头，所述插座包括插座壳体，所述插座壳体的一端设有准直器安装孔、另一端设有前端对接孔，所述准直器安装孔和前端对接孔相贯通且中心轴线重合，所述前端对接孔内靠近所述准直器安装孔的一端设有光学窗口片，所述准直器安装孔内设有插座准直器，所述插座准直器的一端与所述光学窗口片相贴合且所述插座准直器的出光点与所述光学窗口片的中心轴重合；
6.所述插头包括插头主套管，所述插头主套管的一端设有前端孔、另一端固定套接插头后套管，所述前端孔内轴向活动连接插头准直器。
7.优选地，所述插头准直器包括杆部，所述杆部的一端设有弧形凸台，所述杆部上远离所述弧形凸台的一端部设有金属圆台，所述弧形凸台远离所述金属圆台的一端为定位平面。
8.优选地，所述前端孔的内径小于所述插头主套管的内径，所述插头后套管的内壁设有支撑圆台，所述前端孔与所述支撑圆台之间形成的容纳空间用于放置弹簧。
9.优选地，所述杆部的直径小于所述弧形凸台的直径，所述弧形凸台的直径小于所述金属圆台的直径，所述前端孔的内径大于所述弧形凸台的直径且小于所述金属圆台的直径；
10.组装时，所述插头准直器穿过所述插头主套管且所述弧形凸台设置于所述插头主套管外部，所述弹簧套设于所述插头准直器的杆部远离所述弧形凸台的一端部，所述前端孔通过阻挡所述金属圆台进而限制所述插头准直器的轴向运动。
11.优选地，所述插头后套管的内侧壁设有卡槽，所述卡槽内卡接线缆套管。
12.优选地，所述插座壳体上位于所述前端对接孔的一端的外侧壁设有锁紧螺纹，所
述插头主套管的外侧设有插头螺套，所述锁紧螺纹与所述插头螺套相匹配。
13.优选地，所述前端对接孔内壁设有金属层，所述光学窗口片的圆周面设有金属层。
14.优选地，所述光学窗口片的两侧面为平行透光面，所述平行透光面上设有增透膜。
15.以单模扩束为例，0.3
°
的角度偏差可带来4db的损耗，为保证光学性能，角度控制为该连接器技术实现的最大难度，本发明利用窗口片高精度的玻璃加工工艺，保证窗口片两个平面平行，插头准直器与窗口片平面贴合，以此来控制角度。
16.本发明中的有益效果：
17.本发明提出一种新型气密穿舱光纤连接器，在插座内设有光学窗口片，窗口片的圆周面金属化，一般为镀金，采用焊接的方式固定在插座壳体上。光学窗口片可采用硬质光学透光材料，两面可镀相应的光学膜，达到更好的光学效果。
18.本发明插头和插座内均设有准直器，为了达到最优的耦合效率，插座准直器通过光学耦合台调节准直器的位置，使插座准直器发出的平行光束垂直于光学窗口片；待插座准直器的位置调整到合适的位置后，准直器与插头壳体采用胶粘等方式固定；而插头准直器设置了弧形凸台、杆部、金属圆台等结构，插头准直器配合弹性部件的使用可在插头内浮动，从而使得插头和插座内的准直器相对位置和角度均可精确控制。
19.综上所述，本发明提出的一种新型气密穿舱光纤连接器，通过在插座上设置光学窗口片、在插头和插座上均设置准直器保证了光纤的传输效果，通过焊接的方式固定光学窗口片、插头准直器上弧形凸台与插座上前端对接孔的精密配合保证了整个装置的气密性。
附图说明
20.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
21.图1为一种新型气密穿舱光纤连接器的插座示意图；
22.图2插座壳体的结构示意图；
23.图3为光学窗口片的结构示意图；
24.图4为插头的结构示意图；
25.图5为插头准直器的结构示意图；
26.图6为插头主套管和插头后套管的结构示意图；
27.图7为光学原理图。
28.图中：1
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插座、11
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插座壳体、111
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准直器安装孔、112
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前端对接孔、113
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锁紧螺纹、12
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光学窗口片、121
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平行透光面、122
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圆周面、13
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插座准直器、插座准直器、2
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插头、21
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插头准直器、211
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定位平面、212
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弧形凸台、213
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杆部、214
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金属圆台、22
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插头主套管、221
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前端孔、23
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插头螺套、24
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插头后套管、241
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支撑圆台、242
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卡槽、25
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弹簧、26
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线缆套管。
具体实施方式
29.下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
30.参照图1
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7，一种新型气密穿舱光纤连接器，包括插座1和插头2插座1包括插座壳体11，插座壳体11的一端设有准直器安装孔111、另一端设有前端对接孔112，准直器安装孔
111和前端对接孔112相贯通且中心轴线重合，前端对接孔112内靠近准直器安装孔111的一端设有光学窗口片12，前端对接孔112内壁设有镀金层，光学窗口片12的圆周面122设有镀金层，设置镀金层更有利于焊接，前端对接孔112和光学窗口片12采用焊接方式固定连接可达到气密性要求。光学窗口片12的两侧面为平行透光面121，平行透光面121上设有增透膜，可根据需要透光的波长在平行透光面121上镀相应的增透膜。
31.准直器安装孔111内设有插座准直器13，准直器安装孔111和插座准直器13为间隙配合，通过光学耦合平台和合适的工装调节，使得插座准直器13的一端与光学窗口片12相贴合且插座准直器13的出光点与光学窗口片12的中心轴重合，插座准直器13的出射的光轴和光学窗口片12的平面垂直，待位置调整合适后，采用胶水将插座准直器13粘接固定于准直器安装孔111内部。
32.插头2包括插头主套管22，插头主套管22的一端设有前端孔221、另一端固定套接插头后套管24，前端孔221内轴向活动连接插头准直器21。前端孔221的内径小于插头主套管22的内径，插头后套管24的内壁设有支撑圆台241，前端孔221与支撑圆台241之间形成的容纳空间用于放置弹簧25。
33.插头准直器21包括杆部213，杆部213的一端设有弧形凸台212，杆部213上远离弧形凸台212的一端部设有金属圆台214，弧形凸台212远离金属圆台214的一端为定位平面211，定位平面211与插头准直器21的出设光轴垂直。
34.杆部213的直径小于弧形凸台212的直径，弧形凸台212的直径小于金属圆台214的直径，前端孔221的内径大于弧形凸台212的直径且小于金属圆台214的直径；
35.组装时，插头准直器21的弧形凸台212穿过插头主套管22的前端孔221延伸至插头主套管22外部，弹簧25套设于插头准直器21的杆部213远离弧形凸台212的一端部，插头准直器21的金属圆台214被前端孔221阻挡进而限制插头准直器21的轴向运动。该设置可以使得插头准直器21在插头主套管22和插头后套管24组成的腔体内浮动。
36.插头后套管24的内侧壁设有卡槽242，卡槽242内卡接线缆套管26。插座壳体11上位于前端对接孔112的一端的外侧壁设有锁紧螺纹113，插头主套管22的外侧设有插头螺套23，锁紧螺纹113与插头螺套23相匹配。
37.工作原理：
38.插座1与插头2对接时，插座壳体11上的锁紧螺纹113与插头螺套23，插头准直器21插入插座1的前端对接孔112内，插头准直器21的弧形凸台212与前端对接孔112的内壁精密配合，由于弧形凸台212的侧壁是圆弧状且杆部213的直径较小，因此插头准直器21不会和前端对接孔112卡死限制角度浮动，通过弹簧25的推动作用，插头准直器21的定位平面211与光学窗口片12贴合，保证插头准直器21和光学窗口片12垂直，从而控制插头准直器21和插座准直器13的角度偏移。当插头2与插座1组装完成后，由图7可以看出，光纤发出的光通过插座准直器13变成平行光束，通过光学窗口片片12到另一端，又通过插头准直器21耦合回到光纤。
39.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。