超小型在線式雙級光隔離器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種超小型光隔離器，包括外套管、套裝在外套管內的隔離器芯以及套裝在外套管內且分別位于隔離器芯左右兩側的輸入端準直器與輸出端準直器，隔離器芯包括晶體片及磁環；還包括組合套管，組合套管一端設有圓柱形內孔，另一端設有方形內孔，且圓柱形內孔的直徑大于方形內孔的對角線長度；輸入端準直器套于圓柱形內孔內，晶體片套于方形內孔內；方形內孔的側壁上設有復數個微型孔，微型孔的位置與晶體片的位置對應設置，通過微型孔將膠水注入到晶體片的側壁上，用于將晶體片與組合套管進行固定；磁環套在方形內孔的外壁，并套裝在外套管內。本實用新型可使光隔離器的尺寸減小。
【專利說明】
超小型在線式雙級光隔離器
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種光通訊類無源器件，尤其涉及一種超小型在線式雙級光隔離器。
【背景技術】
[0002]光隔離器是一種只允許光單向傳輸的非互易性光無源器件，用來消除或抑制光纖信道中產生的反向光，在光纖通信系統中具有非常重要的作用。
[0003]如圖1所示，常規的小型雙級光隔離器主要由輸入端準直器1、隔離器芯2(雙折射晶體211+旋光晶體212+D型固定支架21a+磁環22)、輸出端準直器3、長玻璃套管5和外金屬套管6這幾部分組成，其中隔離器芯是最核心的部分，它起到使光信號正向傳輸，反向隔離的作用，隔離器芯的尺寸也完全決定了整個隔離器的最終尺寸大小，常用的隔離器芯制作方法是將6個晶體片的側壁，按照一定間隔整齊的排列在I個用石英或玻璃制作的D型固定支架上，用膠進行固定，然后將另一個同樣形狀尺寸的D型固定支架放到晶體片的另一個側壁上，對準上下D型固定支架，用膠固定，然后將整個組件放入磁環中進行固定，隔離器芯的結構如圖2至圖4所示，采用這種方法制作的小型隔離器，目前市場上光隔離器最小的尺寸為(Φ)3.0mmX (L)25mm，面對光通信產業的飛速發展，光器件的微型化和集成化成為必然趨勢，目前的小型化隔離器已不能滿足市場的要求。
[0004]為適應市場需求，需要提供更小尺寸的超小型光隔離器產品，就需要設計新的隔離器結構，因為隔離器芯的尺寸大小很大程度上決定了整個器件的最終大小，所以要設計超小型的隔離器，就必須得到超小型的隔離器芯，如果采用現有的結構和工藝，就會面臨很大的困難，主要缺點有如下幾點:
[0005]I)現有工藝需要將晶體片一個個排列在D型固定支架上，這需要消耗很長的時間去排列對準，又因為晶體片和D型固定支架的體積都很小，晶體片之間或者上下D型固定支架之間，很難完全對準，很容易在點膠或膠固化收縮時產生位移或偏斜，從而影響隔離器芯的成品率和整個器件的光學性能；
[0006]2)更小尺寸的D型石英或玻璃固定支架很難加工，而且冷加工過程中造成的微小崩邊或劃痕也可能使長條狀D型固定支架的缺陷在后道的使用中進一步擴大，甚至發生斷裂，使整個隔離器芯失效；
[0007]3)在點膠過程中，為了保證牢固度，要在晶體片對應兩側都要進行點膠，因為晶體片之間的間距非常小，膠水很容易通過片子之間的間隙流到通光面上，導致產品報廢；
[0008]4)由于前面這三點的缺陷，綜合考慮，現有技術的光隔離器能做到的最小尺寸只能達到(Φ )3.0_X (L)25mm，要進一步縮小產品尺寸，就遇到了很大的瓶頸。

【發明內容】

[0009]本實用新型要解決的技術問題，在于提供一種超小型光隔離器，該結構可以使光隔離器的外徑和長度進一步縮小，可以使光隔離器的尺寸減小到(0)2.5111111/(1^)16111111以下，該結構完全放棄了D型固定支架的使用，新的結構不但具有更高的可靠性，而且大大降低了超小型隔離器芯的裝配難度，大大節約了操作工時，大幅度提升成品率，新的結構還可以使用更小的晶體片，使物料成本進一步降低，該方案為市場上對光器件的進一步小型化要求提供了解決思路和辦法。
[0010]本實用新型是這樣實現的:
[0011]—種超小型光隔離器，所述光隔離器包括外套管、套裝在所述外套管內的隔離器芯以及套裝在所述外套管內且分別位于所述隔離器芯左右兩側的輸入端準直器與輸出端準直器，所述隔離器芯包括晶體片及磁環;還包括組合套管，所述組合套管一端設有圓柱形內孔，另一端設有方形內孔，且所述圓柱形內孔的直徑大于所述方形內孔的對角線長度;所述輸入端準直器套于所述圓柱形內孔內，所述晶體片套于所述方形內孔內；所述方形內孔的側壁上設有復數個微型孔，所述微型孔的位置與所述晶體片的位置對應設置，通過所述微型孔將膠水注入到所述晶體片的側壁上，用于將所述晶體片與所述組合套管進行固定；所述磁環套在所述方形內孔的外壁，并套裝在所述外套管內。
[0012]進一步地，所述組合套管為玻璃組合套管或熔石英組合套管。
[0013]進一步地，所述晶體片包括雙折射晶體及旋光晶體，所述微型孔對應于所述雙折射晶體的厚側壁或所述旋光晶體的任意側壁。
[0014]進一步地，所述晶體片恰好卡入所述方形內孔內。
[0015]進一步地，所述外套管為外金屬套管。
[0016]進一步地，所述光隔離器還包括長套管，所述長套管套裝在所述外套管內，且所述磁環與所述輸出端準直器套裝在所述長套管內。
[0017]進一步地，所述長套管為長玻璃套管。
[0018]本實用新型的優點在于:
[0019]本實用新型的結構與目前市面上的小型隔離器相比，可以進一步縮小產品尺寸，通過合理的設計，可以制作出高可靠性的超小型光隔離器，滿足市場對光器件微型化的需求，新的結構不再需要D型固定支架，避免了晶體片和D型固定支架移位或偏移的風險，組合套管的設計，不再需要對晶體片進行人工排列和對準，節約了工時，組合套管的方形內孔結構，用四邊定位取代了常規的D型固定支架兩邊定位，大大提高了產品的穩定性和成品率，并且極大的降低了產品的裝配難度，使我們可以選擇更小尺寸的晶體片，從而極大的節省了產品的材料成本;通過組合套管側壁的微型孔，只對晶體片的厚側壁一側點膠，這樣操作方便，安全性高，避免了膠流到通光面上的風險；另外，組合套管將輸入端準直器和隔離器芯裝配在一起，這種一體化的設計不但節約了工時，而且使整個產品的結構更加緊湊，有利于縮短整個產品的長度，從而達到超小型光隔離器的設計目的。面對市場上對光器件微型化和集成化的不斷要求，該實用新型所表述的超小型光隔離器具有非常廣闊的市場前景。
【附圖說明】

[0020]下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0021]圖1為現有技術中的小型雙級光隔離器的結構示意圖。
[0022]圖2為本實用新型的一種超小型光隔離器的結構示意圖。
[0023]圖3為本實用新型的輸入端準直器、隔離器芯及組合套管結合的立體圖。
[0024]圖4為本實用新型的套管的左視圖。
[0025]圖5為本實用新型的套管的正視圖。
[0026]圖6為本實用新型的套管的右視圖。
[0027]圖中標號說明:
[0028]1-輸入端準直器、11-光纖頭(輸入)、12-C-lens透鏡(輸入)、2_隔離器芯、21-晶體片、2 Ia-D型固定支架、211 -雙折射晶體、212-旋光晶體、22-磁環、3-輸出端準直器、31-光纖頭(輸出)、32-C-lens透鏡(輸出)、33_輸出端準直器套管、4-組合套管、41-圓柱形內孔、42-方形內孔、43-微型孔、5-長套管、6-外套管。
【具體實施方式】
[0029]下面結合具體實施例對本實用新型作出進一步的詳細說明，但本實用新型的結構并不僅限于以下實施例。
[0030]請參閱圖2至圖6所示，本實用新型的一種超小型光隔離器，所述光隔離器包括一輸入端準直器1、一隔離器芯2、一輸出端準直器3、一組合套管4、一長套管5及一外套管6，所述長套管5套裝在所述外套管6內，所述隔離器芯2及所述輸出端準直器3套裝在所述長套管5內，所述輸入端準直器I及所述隔離器芯2套裝在所述組合套管4內，所述輸入端準直器I與所述輸出端準直器3分別位于所述隔離器芯2的左右兩側；
[0031]所述隔離器芯2包括一晶體片21及一磁環22，所述晶體片21包括雙折射晶體211及旋光晶體212，若所述光隔離器為雙級光隔離器，則有四個雙折射晶體211(即四個楔角片)、兩個旋光晶體212(平片)，兩所述雙折射晶體211分別位于一所述旋光晶體212的兩側，可在所述方形內孔42側壁上設置6個微型孔43;若所述光隔離器為單級光隔離器，則兩個雙折射晶體211(即兩個楔角片)、一個旋光晶體212(平片)，兩所述雙折射晶體211分別位于一所述旋光晶體212的兩側，可在所述方形內孔42側壁上設置3個微型孔43;
[0032]所述組合套管4一端設有圓柱形內孔41，另一端設有方形內孔42，且所述圓柱形內孔41的直徑大于所述方形內孔42的對角線長度;所述方形內孔42的側壁上設有復數個微型孔43，所述微型孔43的位置與所述晶體片21的位置對應設置，優選地，所述微型孔43對應于所述雙折射晶體211的厚側壁或所述旋光晶體212的任意側壁，該微型孔43的作用是在裝配所述隔離器芯2時，用來注膠固定所述晶體片21，只對所述晶體片21的厚側壁一側點膠，這樣操作方便，安全性高，避免了膠流到通光面上的風險;通過所述微型孔43將膠水注入到所述晶體片21的側壁上，用于將所述晶體片21與所述組合套管4進行固定；
[0033]所述輸入端準直器I套于所述圓柱形內孔41內，所述晶體片21套于所述方形內孔
42內，通過所述組合套管4將所述輸入端準直器I與所述隔離器芯2集成在一起，所述組合套管4為玻璃組合套管或熔石英組合套管;優選地，所述方形內孔42邊長尺寸與所述晶體片21的尺寸接近，使得所述晶體片21恰好卡入所述方形內孔42內，可以精確定位，方便裝配;所述磁環22套在所述方形內孔42的外壁，并套裝在所述長套管5內。
[0034]具體地，所述長套管5為長玻璃套管，所述外套管6為外金屬套管。
[0035]所述組合套管4將所述輸入端準直器I和所述隔離器芯2集成在一起，該組合套管4可以采用玻璃或熔石英材料，所述組合套管4的主要特征在于:采用目前成熟的玻璃拉制成型技術，先制作一個前圓后方的毛細管，然后通過機械鉆孔的工藝將毛細管一端的方形內孔加工成方形，另一端的圓柱型內孔加工成圓柱形，圓柱形內孔41的直徑略大于方形內孔42的對角線長度，然后采用激光打孔的工藝在毛細管的方形內孔42端的側壁上打6個微型孔43，所述微型孔43的位置對應所述晶體片21的雙折射晶體211(楔角片)的厚側壁或旋光晶體312的任意側壁，這樣就得到了一個組合套管，該微型孔43的作用是在裝配隔離器芯2時，用來注膠固定所述晶體片21。
[0036]該組合套管4充當了所述輸入端準直器I的套管和所述晶體片的固定支架的作用，將所述輸入端準直器I和所述隔離器芯2裝配在一起，其中圓柱形內孔41用來裝配所述輸入端準直器I，方形內孔42用來固定所述晶體片21，方形內孔42的邊長尺寸與選擇的所述晶體片21的尺寸接近，裝配所述隔離器芯2時，將所述晶體片21從所述方形內孔42放入，所述晶體片21的四個側面與方形內孔42的四個內壁緊密配合，可以精確的通過四壁來固定所述晶體片21，因為玻璃拉制成型的所述方形內孔42精度非常高，而且是四邊定位，這樣就不需要對放入的所述晶體片21進行人工排列和對準操作，就能達到非常好的排列效果，因為操作簡單，裝配精度完全靠所述組合套管4的方形內孔42內壁來保證，這樣所述晶體片21的尺寸就可以進一步縮小而且裝配難度降低。
[0037]該產品裝配時，操作過程如下:
[0038]I)所述輸入端準直器I包括一光纖頭(輸入)11及一C-1ens透鏡(輸入)12，所述輸出端準直器3包括一光纖頭(輸出)31、一C-1ens透鏡(輸出)32及一輸出端準直器套管33;先將所述輸入端準直器I所用的C-1ens透鏡12裝配到所述組合套管4的圓柱形內孔41相應位置，點膠固定；
[0039]2)在所述組合套管4的方形內孔42依次放入所需的6個所述晶體片21(4個雙折射晶體211+2個旋光晶體212)，通過所述組合套管4的方形內孔42側壁的微型孔43，注入雙固化光學膠，依次固定所述晶體片21，因為所述組合套管4的方形內孔42內壁完全限制了所述晶體片21的位置，可以保證很高的牢固性和裝配質量，通過合理的尺寸設計，這種結構可以進一步縮小晶體尺寸，節約成本；
[0040]3)將所述磁環22套入所述組合套管4的方形內孔42的外壁，點膠固定；
[0041]4)將所述輸入端準直器所用的光纖頭11從所述組合套管4的圓柱形內孔41穿入，通過光路調節，在插入損耗最小時點膠固定光纖頭11，至此完成了所述輸入端準直器I和所述隔離器芯2的裝配過程，即完成了整個混合件(包括輸入端準直器1、隔離器芯2及組合套管4)的裝配，此過程將所述輸入端準直器I裝配和所述隔離器芯2裝配合二為一，節省了所述輸入端準直器I所需的輸入端準直器套管，也大大提高了裝配效率；
[0042]5)通過所述長玻璃套管5將混合件和所述輸出端準直器3裝配在一起，所述輸出端準直器3外徑與所述磁環22外徑相近，共同固定在所述長玻璃套管5中，支撐起整個隔離器的核心部部。
[0043]綜上所述，本實用新型的優點如下:
[0044]本實用新型的結構與目前市面上的小型隔離器相比，可以進一步縮小產品尺寸，通過合理的設計，可以制作出高可靠性的超小型光隔離器，滿足市場對光器件微型化的需求，新的結構不再需要D型固定支架21a，避免了晶體片21和D型固定支架21a移位或偏移的風險，組合套管4的設計，不再需要對晶體片21進行人工排列和對準，節約了工時，組合套管4的方形內孔42結構，用四邊定位取代了常規的D型固定支架21a兩邊定位，大大提高了產品的穩定性和成品率，并且極大的降低了產品的裝配難度，使我們可以選擇更小尺寸的晶體片，從而極大的節省了產品的材料成本;通過組合套管4側壁的微型孔43，只對晶體片21的厚側壁一側點膠，這樣操作方便，安全性高，避免了膠流到通光面上的風險;另外，組合套管4將輸入端準直器I和隔離器芯2裝配在一起，這種一體化的設計不但節約了工時，而且使整個產品的結構更加緊湊，有利于縮短整個產品的長度，從而達到超小型光隔離器的設計目的。面對市場上對光器件微型化和集成化的不斷要求，該實用新型所表述的超小型光隔離器具有非常廣闊的市場前景。
[0045]雖然以上描述了本實用新型的【具體實施方式】，但是熟悉本技術領域的技術人員應當理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本實用新型的范圍的限定，熟悉本領域的技術人員在依照本實用新型的精神所作的等效的修飾以及變化，都應當涵蓋在本實用新型的權利要求所保護的范圍內。
【主權項】
1.一種超小型光隔離器，所述光隔離器包括外套管、套裝在所述外套管內的隔離器芯以及套裝在所述外套管內且分別位于所述隔離器芯左右兩側的輸入端準直器與輸出端準直器，所述隔離器芯包括晶體片及磁環；其特征在于:還包括組合套管，所述組合套管一端設有圓柱形內孔，另一端設有方形內孔，且所述圓柱形內孔的直徑大于所述方形內孔的對角線長度;所述輸入端準直器套于所述圓柱形內孔內，所述晶體片套于所述方形內孔內；所述方形內孔的側壁上設有復數個微型孔，所述微型孔的位置與所述晶體片的位置對應設置，通過所述微型孔將膠水注入到所述晶體片的側壁上，用于將所述晶體片與所述組合套管進行固定;所述磁環套在所述方形內孔的外壁，并套裝在所述外套管內。2.如權利要求1所述的一種超小型光隔離器，其特征在于:所述組合套管為玻璃組合套管或恪石英組合套管。3.如權利要求1所述的一種超小型光隔離器，其特征在于:所述晶體片包括雙折射晶體及旋光晶體，所述微型孔對應于所述雙折射晶體的厚側壁或所述旋光晶體的任意側壁。4.如權利要求1所述的一種超小型光隔離器，其特征在于:所述晶體片恰好卡入所述方形內孔內。5.如權利要求1所述的一種超小型光隔離器，其特征在于:所述外套管為外金屬套管。6.如權利要求1所述的一種超小型光隔離器，其特征在于:所述光隔離器還包括長套管，所述長套管套裝在所述外套管內，且所述磁環與所述輸出端準直器套裝在所述長套管內。7.如權利要求6所述的一種超小型光隔離器，其特征在于:所述長套管為長玻璃套管。
【文檔編號】G02B6/27GK205720772SQ201620542797
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月6日
【發明人】姚巍
【申請人】福建華科光電有限公司