CN102269850A

CN102269850A - 光纤直接转向连接器

Info

Publication number: CN102269850A
Application number: CN2011102128839A
Authority: CN
Inventors: 林松福; 刘正立; 许秋枰; 李志轩; 杨鑫
Original assignee: SHANGHAI SHANGQUAN TELECOM TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: SHANGHAI SHANGQUAN TELECOM TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2011-12-07

Abstract

本发明涉及一种光纤直接转向连接器，包括光纤转向连接器、基座、数根具备抗弯曲特性的光纤，光纤转向连接器与基座定位连接，光纤转向连接器为一体式结构，其后端设有一个呈90^o角的圆弧，圆弧上开有数根光纤引导槽，圆弧底部具有若干个信号传输窗口，基座对应于光纤转向连接器的信号传输窗口处，分别集成有微型光源和微型光接收器，并预留与外界电路连接的金属引脚；光纤通过光纤引导槽实现90^o转向后，穿出底部信号传输窗口与下方的基座上集成的微型光源和微型光信号接收器直接耦合。本发明结构简单，省去了传统设计的透镜组、全反射棱镜组和光波导结构，减少了由界面耦合导致的信号损失，避免了对光学材料和非球面加工工艺的依赖，节约了生产成本。

Description

光纤直接转向连接器

技术领域

本发明涉及一种光纤连接器，尤其是一种光信号通过光纤直接转向连接器。

背景技术

鉴于目前大型集成化电子设备，广泛采用了平面贴片的自动化生产技术，用于光电转换的光收发器的信号方向均垂直于PCB印刷板上。因而，需要一种光信号的转向结构，实现这种垂直信号和水平信号之间的相互耦合。

光纤是用于光信号传输的主要介质。但由于光纤中光信号传输需满足光纤全反射定律，且主要为玻璃纤维材质，抗弯曲性能差，在弯曲半径过小时，易造成光纤折断或破坏其光线全反射的传输条件，影响性能。这种光纤弯曲转向结构的小型化难题，成为光纤传输模式在客户终端迟迟不能替代速度相对较慢的电信号传输模式的原因之一。

目前传统的光纤转向连接器，结构复杂，体积较大，生产加工困难，市面产品种类稀少。要么采用特殊光学材料制成的透镜组或光波导的转向方案，但其加工工艺极其复杂，不具备量产特性，价格高昂；要么采用组合式的转向结构，但该种结构由于组配误差的叠加，导致组合精度较低，光信号的对接损耗严重，且组合体的体积大，不便于电路集成和小型化封装，不能满足消费者对便携式产品的需要。故传统的转向产品，均不能满足消费性电子市场的需要，且价格居高不下，无法适合普通消费群体。另外，中国专利申请号：200810040499.3，公开了一种光纤转向方法及转向器件,应用到该方法中的光纤包括入射光纤和出射光纤,入射光纤端部设有第一斜面,其斜面与光纤轴向的夹角为Α,出射光纤的端部设有第二斜面,其斜角为Β,入射光纤内的光经第一斜面反射后入射至出射光纤中,再经第二斜面反射,形成沿出射光纤轴向传播的出射光。利用该发明虽然可以实现任意场合的光纤转向或弯折,但是，由于采用几个斜面的反射来实现光纤转向,使得光纤在耦合过程中效率低，损耗大。

发明内容

本发明是要提供一种光纤直接转向连接器，该连接器可有效解决现有技术存在的上述问题，并可达到如下目的：

1. 将光信号实现90^o的偏转，使输入和输出光纤的垂直和水平的信号实现相互转换；

2. 传输速率高，可达5G bps以上；

3. 传输距离长，可达100米以上；

4. 结构简单小巧，可实现于微型封装，便于携带；

5. 成本低廉，生产便捷，可靠性好，便于大量上市。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种光纤直接转向连接器，包括一个光纤转向连接器、一个基座、数根具备抗弯曲特性的光纤，光纤转向连接器与基座定位连接，光纤转向连接器为一体式结构，其后端设有一个呈90^o角的圆弧，圆弧上开有数根光纤引导槽，圆弧底部具有若干个信号传输窗口，基座对应于光纤转向连接器的信号传输窗口处，分别集成有微型光源和微型光接收器，并预留与外界电路连接的金属引脚；光纤通过光纤引导槽实现90^o转向后，穿出底部信号传输窗口与下方的基座上集成的微型光源和微型光信号接收器直接耦合。

光纤转向连接器的信号传输窗口两边各有一凸起的台阶，用于对穿出的光纤端面进行限位和保护。

光纤转向连接器的信号传输窗口两旁的凸起的台阶上开有主定位孔，且主定位孔与信号传输窗口中心连线重合，并以之为定位基准线，与基座上的微型光源和微型光接收器耦合定位连接。

光纤转向连接器上面还开有固定光纤的注胶槽。

基座上与光纤转向连接器的主定位孔相配合处设有定位插销，并通过定位插销与光纤转向连接器实现对接与定位。

由于采用以上技术方案，本发明与现有设计相比，具有以下有益效果：

（1）采取光纤直接转向的耦合方式，解决了水平和垂直光信号的物理转换结构小型化的难题，使得产品可封装在微小体积的便携设备中。

（2）设计结构简单，完全省去了传统设计的透镜组、全反射棱镜组或光波导，降低了由多层界面耦合所导致的信号损失，提升了传输产品的性能与可靠度。

（3）由于未使用任何的透镜组、全反射棱镜组或光波导，故避免了对连接器材料的光学特性依赖，便于衍生产品开发与降低材料成本。

（4）一体式的转向结构，零件成型容易，生产工艺简便，适合批量化生产，以大量降低生产成本。

（5）本发明涵盖范围广泛，可用于光通信领域各种线路的架设和桥接。即可满足数据中心对传输线路高速可靠的要求，又可满足民用消费性电子对长距离、低功耗和价格低廉的连接设备的需要。

（6）本发明普适性好，通过对其外界接口电路的修改，可实现与任意接口规范的兼容，使得不同接口规范的系统，均可实现高速连接。例如，现有的USB、HDMI、AOC、HDMI、Thunderbolt等传输方案中。

附图说明

图1是本发明的结构立体示意图；

图2是本发明的光纤转向连接器与基座的立体分解图；

图3是本发明的光纤转向连接器的立体示意；

图4是本发明基座的结构立体示意图；

图5是本发明固定在PCB板上的示意图；

图6是本发明应用于USB传输方案的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本发明：

如图1，2所示，光纤直接转向连接器，包括一个光纤转向连接器1、一个基座2、数根具备抗弯曲特性的光纤3。

本发明以用于高速传输的光纤作为传输载体。具有“特殊抗弯曲特性”的光纤的问世为本发明提供了技术条件。例如3M的62.5/125多模光纤（参考美国专利号. Re 36,146.）为例，其传输速率为10G bps以上，传输距离可达100M以上。而在较小弯曲半径（R=3mm）的情况下，弯曲损耗不超过-0.35dB，与普通的62.5/125光纤连接器对接损耗大致相当。康宁公司的Corning? VSDN^TM Optical Fiber等各式50um、62.5、80um纤芯的抗弯曲光纤，均可实现于本发明上，并可达到一般消费性电子对工作寿命的需求。故其可以正常工作在弯曲的状态下。故本连接器的理论传输速率为10G以上，工作距离可为0~100M的任意值（取决与所选光纤的种类）。

本发明的具备抗弯曲特性的光纤3，其后段600um外径的外被固定于光纤转向连接器1的延伸线材固定槽1-6中。其中段的250um外径的裸光纤，通过光纤引导槽1-1，实现90^o的偏转，并被固定在注胶槽1-5中。光纤3末端的125um纤芯，穿过光纤转向连接器1底部的信号传输窗口1-2，并穿出一定距离。实现了将光纤中光信号的传输方向偏转90^o的功能。

如图3所示，光纤转向连接器为一体式结构，其后端设有一个呈90^o角的圆弧，圆弧上开有数根光纤引导槽1-1，圆弧底部具有若干个信号传输窗口 1-2和基座2所并列集成的微型光源2-1和微型光接收器2-2，光纤转向连接器1的信号传输窗口两边各有一凸起的台阶，用于对穿出的光纤端面进行限位和保护。光纤转向连接器1的信号传输窗口1-2两旁的凸起的台阶上开有主定位孔1-3，且主定位孔1-3与信号传输窗口1-2中心连线重合，分别以主定位孔1-3与基座2的主定位插销2-3的轴心连线作为参考基准而准确定位。主定位孔1-3与定位插销2-3则以高精度地实现轴-孔配合。而辅助定位孔1-4和基座2的辅助定位插销2-4，辅助光线转向连接器1固定于基座2上。光纤转向连接器上面还开有固定光纤3的注胶槽1-5。

如图4所示，基座2对应于光纤转向连接器1的信号传输窗口1-2处，分别集成有微型光源2-1和微型光接收器2-2，并预留与外界电路连接的金属引脚2-5；基座2的微型光接收2-2接收到来自光纤3的光信号，同时通过微型光源2-1向被限位在信号传输窗口1-2中的光纤3发射光信号，实现了双工通信。

如图5，6所示，基座2以镶嵌和焊接的方式，固定在PCB上，并通过其电路的金属针脚2-5，实现与PCB板上集成的USB接口电路之间的信号转换和传输。

目前5um（以下）精度级别的机械加工精度与模具成型技术，为本发明的批量和稳定地生产，同样创造了实现的技术条件。然后使用工业胶水或焊接的方式，将光纤或电导线固定与基座上。

上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims

1.一种光纤直接转向连接器，包括一个光纤转向连接器（1）、一个基座（2）、数根具备抗弯曲特性的光纤（3），光纤转向连接器（1）与基座（2）定位连接，其特征在于：所述光纤转向连接器（1）为一体式结构，其后端设有一个呈90^o角的圆弧，圆弧上开有数根光纤引导槽（1-1），圆弧底部具有若干个信号传输窗口（1-2），所述基座（2）对应于光纤转向连接器（1）的信号传输窗口（1-2）处，分别集成有微型光源（2-1）和微型光接收器（2-2），并预留与外界电路连接的金属引脚（2-5）；所述光纤（3）通过光纤引导槽（1-1）实现90^o转向后，穿出光纤转向连接器（1）底部信号传输窗口（1-2）与下方的基座（2）上集成的微型光源（2-1）和微型光信号接收器（2-2）直接耦合。

2.根据权利要求1所述的光纤直接转向连接器，其特征在于：所述光纤转向连接器（1）的信号传输窗口（1-2）两边各有一凸起的台阶，用于对穿出的光纤（3）端面进行限位和保护。

3.根据权利要求1所述的光纤直接转向连接器，其特征在于：所述光纤转向连接器（1）上面还开有固定光纤（3）的注胶槽（1-5）。

4.根据权利要求2所述的光纤直接转向连接器，其特征在于：所述光纤转向连接器的信号传输窗口（1-2）两旁凸起的台阶上开有主定位孔（1-3），且主定位孔（1-3）与信号传输窗口（1-2）中心连线重合，并以之为定位基准线，与基座（2）上的微型光源（2-1）和微型光信号接收器（2-2）耦合定位连接。

5.根据权利要求1或4所述的光纤直接转向连接器，其特征在于：所述基座（2）与光纤转向连接器（1）的主定位孔（1-3）相配合处设有定位插销（2-3），并通过定位插销（2-3）与光纤转向连接器（1）实现对接与定位。