一种轻量化高可靠光纤组件的制作方法

1.本发明涉及一种光纤组件，特别是一种轻量化高可靠的光纤组件。


背景技术：

2.在多波束激光雷达中，需要将接收镜头处的回波光信号导入中继光学组件，以往所采用的空间光传输方式存在装调难度高、对抖动敏感等问题，难以满足使用需求。本发明提出了一种光纤组件，可高效率地采集并传输接收镜头光学焦面处的回波光信号，并将其导入中继光学组件，解决以往传输方式的难题。


技术实现要素：

3.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种轻量化高可靠光纤组件，具备主备路冗余设计，可靠性高；遵循轻量化设计原则，结构紧凑、重量轻；通过耐力学环境设计，耐振动、冲击性能优异；采用抗辐照加固设计，抗辐照能力强，可以保证光纤组件在卫星等空间环境中长期工作。
4.本发明的技术解决方案是：
5.一种轻量化高可靠光纤组件，其特征在于：包括光纤、输入端ⅰ、分线器ⅱ、输出端ⅲ，光纤包括至少两根，光纤的一端通过连接输入端ⅰ集束到一起，另一端通过分线器ⅱ分开，每根光纤的端部分别连接一个输出端ⅲ；
6.输入端ⅰ用于连接发射回波光信号的接收镜头光学焦面，输出端ⅲ用于连接中继光学组件。
7.所述输入端ⅰ包括两芯插芯底座、两芯法兰、两芯连接螺母、两芯压套a；两芯插芯底座设有小孔，将光纤固定于小孔中，通过精密加工保证小孔的尺寸和位置精度，满足光信号传输要求；两芯法兰套设于两芯插芯底座外、并与两芯插芯底座之间为过盈配合；光纤外设置有铠装空管a，两芯插芯底座外表面设有矩形槽，两芯压套a将铠装空管a压紧在两芯插芯底座外部；两芯连接螺母螺纹连接于两芯法兰的一端，且两芯连接螺母套设于两芯压套a外部。
8.所述两芯插芯底座与两芯法兰间键槽配合，防止两芯插芯底座在两芯法兰中转动。
9.所述光纤和铠装空管a之间设置有peek护套a；铠装空管a外设置有热缩套管b，两芯连接螺母和热缩套管b的外部设有热缩套管a。
10.所述光纤通过353nd光纤粘接剂a固定于两芯插芯底座的小孔中；两芯插芯底座和两芯法兰的内部间隙填充2651环氧树脂胶a；两芯插芯底座和光纤、peek护套a、铠装空管a的间隙填充353nd光纤粘接剂a，保证光纤与两芯插芯底座间连接牢固。
11.所述分线器ⅱ包括分线器壳体、两芯固线筒、单芯固线筒、分线器盖板、两芯压套b、单芯压套b；分线器壳体的内部空间细长，以减少光纤从一路分成两路时的弯曲曲率，减少光能量损耗；两芯固线筒连接于分线器壳体的一端，单芯固线筒连接于分线器壳体的另
一端；两芯压套b将铠装空管a压设在两芯固线筒外部；分线器盖板将至少两个单芯固线筒压设在分线器壳体端部的凹槽中，分线器盖板通过螺钉与分线器壳体连接；单根的光纤外套设有铠装空管b，单芯压套b将铠装空管b压紧在单芯固线筒外部。
12.所述铠装空管b与单根光纤之间设有peek护套b；分线器壳体内部填充少量gd414硅橡胶，以固定分线器壳体内部的光纤；分线器壳体中部外部设有安装耳，通过安装耳上的两个通孔固定分线器壳体；分线器壳体为铝合金材质，表面做阳极氧化发黑处理；两芯压套b和铠装空管a外设有热缩套管c，单芯压套b和铠装空管b外设有热缩套管d。
13.所述输出端ⅲ包括单芯插芯底座、单芯法兰、单芯连接螺母、单芯压套a；单芯插芯底座一端有一个小孔，将光纤固定于小孔中；单芯法兰套设于单芯插芯底座外、且单芯法兰与单芯插芯底座外之间过盈配合；单芯插芯底座与单芯法兰之间键槽配合，防止单芯插芯底座在单芯法兰中转动；单芯插芯底座的一端外部设有矩形槽，用于与单芯压套a配合将铠装空管b压紧在单芯插芯底座外部；单芯连接螺母螺纹连接于单芯法兰，且单芯连接螺母套设于单芯压套a外部。
14.所述铠装空管b与光纤之间设有peek护套b；铠装空管b外套设有热缩套管g和热缩套管f，热缩套管f和单芯连接螺母外部套设有热缩套管e；通过353nd光纤粘接剂b将光纤固定到单芯插芯底座的小孔中；单芯插芯底座和单芯法兰的内部间隙填充2651环氧树脂胶b；单芯插芯底座和光纤、peek护套b、铠装空管b的间隙填充353nd光纤粘接剂b。
15.所述光纤选用大芯径、高数值孔径、耐辐照多模光纤。
16.综上所述，本技术至少包括以下有益技术效果：
17.(1)采用主备路冗余设计，可靠性高；
18.(2)采用轻量化设计，结构紧凑、重量轻；
19.(3)卓越的耐力学环境设计，耐振动、冲击性能优异；
20.(4)抗辐照加固设计，耐辐照能力强。
附图说明
21.图1为本发明光纤组件三维整体结构示意图；
22.图2为本发明光纤组件二维整体结构示意图；
23.图3为本发明光纤组件输入端的剖面结构示意图；
24.图4为本发明光纤组件分线器部分的剖面结构示意图；
25.图5为本发明光纤组件输出端的剖面结构示意图；
26.图6为本发明光纤组件输入端光纤及护套的剖面结构示意图；
27.图7为本发明光纤组件输出端光纤及护套的剖面结构示意图。
28.附图标记说明：ⅰ、输入端；ⅱ、一个分线器；ⅲ、两个输出端；
29.1、两芯插芯底座；2、两芯法兰；3、两芯连接螺母；4、两芯压套a；
30.5、分线器壳体；6、两芯固线筒；7、单芯固线筒；8、分线器盖板；
31.9、单芯插芯底座；10、单芯法兰；11、单芯连接螺母；12、单芯压套a；
32.13、光纤；14、peek护套a；15、铠装空管a；16、2651环氧树脂胶a；17、353nd光纤粘接剂a；18、热缩套管a；19、gd414硅橡胶；20、peek护套b；21、铠装空管b；22、热缩套管b；
33.29、两芯压套b；30、单芯压套b；28、热缩套管c；31、热缩套管d；35、2651环氧树脂胶
b；36、353nd光纤粘接剂b；32、热缩套管e；33、热缩套管f；34、热缩套管g；37、螺旋钢管；38、凯夫拉/编织层；39、etfe外护层。
具体实施方式
34.下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细的描述：
35.本技术实施例公开一种轻量化高可靠的光纤组件，如图1和图2所示，整体结构由一个输入端ⅰ、一个分线器ⅱ、两个输出端ⅲ，以及连接各部分的光纤和护套组成。光信号经输入端ⅰ进入主备光纤，主备光纤经分线器ⅱ分成各自独立的两路，最后光信号经主光纤和备光纤的输出端ⅲ输出。
36.如图3所示为输入端的剖面结构示意图，包括两芯插芯底座1、两芯法兰2、两芯连接螺母3、两芯压套a4、光纤13、peek护套a14、铠装空管a15、2651环氧树脂胶a16、353nd光纤粘接剂a17、热缩套管a18、热缩套管b22。两芯插芯底座1一端有两个小孔，使用353nd光纤粘接剂a17将主备链路光纤13的纤芯/包层固定于两个小孔中，通过精密加工保证两个小孔的孔径、孔中心距、孔轴夹角等尺寸和位置精度，光纤选用大芯径、高数值孔径多模光纤。通过以上措施，可保证入射光被光纤充分接收，降低光能量损失，提高光传输效率，满足光性能传输要求。两芯插芯底座1一端与两芯法兰2间为过盈配合，通过专用工装安装保证两芯插芯底座1端面与两芯法兰2端面之间的距离要求。在两芯插芯底座1与两芯法兰2间有键槽相配合，防止两芯插芯底座1在两芯法兰2中转动，提高光纤组件的力学环境可靠性。两芯插芯底座1内部的阶梯孔用于安装peek护套a14和铠装空管a15中的螺旋钢管。通过两芯插芯底座1两侧的灌胶孔向内部灌2651环氧树脂胶a16，填充两芯插芯底座1与两芯法兰2间的间隙。光纤13、peek护套a14、铠装空管a15与两芯插芯底座1之间的空隙全部用353nd光纤粘接剂a17填满，保证光纤13与两芯插芯底座1连接牢固。在两芯插芯底座1的另一端有若干矩形槽，与两芯压套4配合可有效压住铠装空管a15的凯夫拉/编织层，提供对光纤13的抗拉保护，增加光纤组件的抗拉能力。在两芯法兰2的一端设计有外螺纹，与两芯连接螺母3配合，将输入端整体固定在一起，保护输入端内部结构。在两芯法兰2的外螺纹上点2651环氧树脂胶起螺纹防松作用。在两芯连接螺母3的另一端安装热缩套管a18，提高光纤组件抗弯能力。在两芯连接螺母3上设计有若干矩形槽，增加对热缩套管a18的结合性。热缩套管a18的下面安装有热缩套管b22，增加热缩套管a18过渡处的平顺性。通过以上紧凑的结构设计，显著降低尺寸和重量，达到轻量化目的。其中的压接、灌胶、点胶等手段进一步提高了光纤组件的耐力学性能，提高可靠性。
37.如图4所示为分线器的剖面结构示意图，包括分线器壳体5、两芯固线筒6、单芯固线筒7、分线器盖板8、两芯压套b29、单芯压套b30、光纤13、peek护套a14、铠装空管a15、gd414硅橡胶19、peek护套b20、铠装空管b21、热缩套管c28、热缩套管d31。分线器壳体5用于将主备份光纤13分成各自独立的两路，实现主备路冗余设计的目的，分线器壳体5的内部空间细长，以尽可能减少光纤13从一路分成两路时的弯曲曲率，减少光能量损耗，保证光传输效率。分线器壳体5的一端通过光纤13与输入端相连，利用压接钳将两芯压套b29压在两芯固线筒6上用于固定铠装空管a15，两芯固线筒6与分线器壳体5间通过螺钉连接，螺钉上点螺纹胶防止松脱。分线器壳体5的另一端通过光纤13与输出端相连，用压接钳将单芯压套b30压在单芯固线筒7上用于分别固定主备链路的铠装空管b21，利用分线器盖板8将两个单
芯固线筒7压在分线器壳体5端部的凹槽中，分线器盖板8通过螺钉与分线器壳体5连接，螺钉上点螺纹胶防止松脱。在分线器壳体5内部填充少量gd414硅橡胶19，用于固定光纤13，提高耐振动、冲击性能。在分线器壳体5的中部设计有安装耳，通过安装耳上的两个通孔固定分线器壳体5。分线器壳体5零件采用铝合金材质，显著减少产品重量，表面做阳极氧化发黑处理，减少杂散光的影响。
38.图5为输出端的剖面结构示意图，包括单芯插芯底座9、单芯法兰10、单芯连接螺母11、单芯压套a12、光纤13、2651环氧树脂胶b35、353nd光纤粘接剂b36、热缩套管e32、peek护套b20、铠装空管b21、热缩套管f33、热缩套管g34。单芯插芯底座9一端有一个小孔，使用353nd光纤粘接剂b36将光纤的纤芯/包层固定于小孔中。单芯插芯底座9一端与单芯法兰10间为过盈配合，通过专用工装安装保证单芯插芯底座9端面与单芯法兰10端面之间的距离要求。在单芯插芯底座9与单芯法兰10间有键槽相配合，防止单芯插芯底座9在单芯法兰10中转动，提高光纤组件的力学环境可靠性。单芯插芯底座9内部的阶梯孔用于安装peek护套b20和铠装空管b21中的螺旋钢管。通过单芯插芯底座9两侧的灌胶孔向内部灌2651环氧树脂胶b35，填充单芯插芯底座9与单芯法兰10间的间隙。光纤13、peek护套b20、铠装空管b21与单芯插芯底座9之间的空隙全部用353nd光纤粘接剂b36填满，保证光纤13与单芯插芯底座9连接牢固。在单芯插芯底座9的另一端有若干矩形槽，与单芯压套12配合可有效压住铠装空管b21的凯夫拉/编织层，提供对光纤13的抗拉保护，增加光纤组件的抗拉能力。在单芯法兰10的一端设计有外螺纹，与单芯连接螺母11配合，将输出端整体固定在一起，保护输出端内部结构。在单芯法兰10的外螺纹上点2651环氧树脂胶起螺纹防松作用。在单芯连接螺母11的另一端安装热缩套管e32，提高光纤组件抗弯能力。在单芯连接螺母11上设计有若干矩形槽，增加对热缩套管e32的结合性。热缩套管e32的下面安装有热缩套管f33和热缩套管g34，增加热缩套管e32过渡处的平顺性。通过以上紧凑的结构设计，显著降低尺寸和重量，达到轻量化目的。其中的压接、灌胶、点胶等手段进一步提高了光纤组件的耐力学性能，提高可靠性。
39.图6为输入端的光纤及护套剖面结构示意图。光纤13为大芯径、高数值孔径、耐辐照多模光纤，包括纤芯/包层23和etfe涂覆层24。铠装空管a15最内层为螺旋钢管25，中间层为凯夫拉/编织层26，最外层为etfe外护层27，螺旋钢管25材质为不锈钢，保护内部光纤，增加光纤的抗压能力；凯夫拉/编织层26提高光纤的抗拉能力；etfe外护层提高光纤耐辐照能力。光纤13和铠装空管a15之间为peek护套a14，保护光纤13免受铠装空管a15中螺旋钢管25的损伤。通过选用耐辐照光纤、护套多层结构设计、增加etfe外护层等抗辐照加固设计，显著提高了光纤组件的耐辐照能力。
40.图7为输出端的光纤及护套剖面结构示意图，设计同图6输入端。光纤13包括纤芯/包层23和etfe涂覆层24。铠装空管b21最内层为螺旋钢管37，中间层为凯夫拉/编织层38，最外层为etfe外护层39。光纤13和铠装空管b21之间为peek护套b20。
41.本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知技术。
42.本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此，本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。