[发明专利]新型耐功率小型光纤扩束连接器及其扩束合件与制作方法

说明书

本发明公开了一种新型耐功率小型光纤扩束连接器及其扩束合件与制作方法，其中扩束合件包括透镜、端帽、外插芯、内插芯、套管和光纤光缆，所述光纤光缆设置于所述内插芯中，与所述内插芯和所述外插芯同轴，且三者的后端嵌入于所述套管中；所述光纤光缆的前端面熔接有设置于所述内插芯前端的所述端帽，用于对输出光束进行扩束以降低光功率密度；所述内插芯的前端面连接有设置于所述外插芯前端的所述透镜，用于将输出光束进一步放大准直。本发明在光纤端面熔接Endcap(端帽)结构，提高了光纤的耐功率能力，端面采用扩束技术，提高了对接端面耐功率能力。

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种新型耐功率小型光纤扩束连接器及其扩束合件与制作方法。

背景技术

随着光信号传输在各个领域不断扩展，光纤连接器需要传输的功率越来越大，高功率光束在传输过程中，尤其是在光纤连接器对接过程中，容易发生端面烧毁故障。主要是由于功率在端面转化为热引起烧毁，需要对传输高功率光束的连接器进行特殊设计，以解决相关问题。

将端面光功率密度降低，是一种有效的解决方式。

1996年，日本株式会社日立制作所提交的专利JPH09269433A公开了扩大端部的模场直径以降低功率密度的技术方案。该方案采用扩芯光纤方案，将模场直径从10微米扩大到25微米，功率密度降低有限。

很容易想到使用透镜将光纤端面放大到足够大，以进一步降低端面的功率密度。但是扩束后的连接器对角度偏移极度敏感，CN110221391B专利公开了一种方法，为了保证扩束后损耗较小，连接器配有调节机构，调节透镜和光纤的相对位置，配合水冷结构，可做出传输万瓦级的光纤连接器。但是该连接器结构复杂，尺寸庞大，不适用于小型化设备。

传统透镜扩束方案的另一问题为，高功率光束由透镜聚焦回到光纤时，光纤端面的功率密度很高，任何微损伤，加工的缺陷、胶水残留等，都将导致此处发热，也存在烧毁的可能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种新型耐功率小型光纤扩束连接器及其扩束合件与制作方法，在光纤尾端熔接Endcap(端帽)结构，提高了光纤的耐功率能力，端面采用扩束技术，提高了对接端面耐功率能力，目前对FC连接器按本发明方案优化改进后整体能够耐单模传输功率5W，极大地提高了连接器的耐功率范围(未改进前FC连接器业内耐功率不超过0.3W)，可克服在高可靠性应用情况下仅能采用熔接或耦合等方法实现高功率光传输链路互连的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种新型耐功率小型光纤扩束连接器的扩束合件，包括透镜、端帽、外插芯、内插芯、套管和光纤光缆，所述光纤光缆设置于所述内插芯中，与所述内插芯和所述外插芯同轴，且三者的后端嵌入于所述套管中；所述光纤光缆的前端面熔接有设置于所述内插芯前端的所述端帽，用于对输出光束进行扩束以降低光功率密度；所述内插芯的前端面连接有设置于所述外插芯前端的所述透镜，用于将输出光束进一步放大准直。

进一步地，所述透镜的直径略小于所述外插芯的内径，从而能够在所述外插芯内孔空间内进行微调，使扩束后的光斑光学中心轴与所述外插芯物理轴重合。

进一步地，在所述外插芯内孔空间内，所述透镜通过光纤耦合台调节位置和角度。

进一步地，所述透镜的前端面与所述外插芯的前端面保持预设距离，以避免插拔过程中被损伤。

一种扩束合件的制作方法，包括：先将所述内插芯压入所述套管中，在所述光纤光缆前端熔接一截所述端帽，将熔接好的所述光纤光缆穿入所述内插芯，并用胶水固化，最后将固化好的所述内插芯和光纤端面进行研磨抛光处理。

进一步地，在研磨后再进行镀膜处理，以提高透光效率。