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低介入损耗连接器的设计与制造


www.hwxconn.com Wednesday, May 7, 2014

    

  光连接器的介入损耗的主要因素是光纤芯偏离设计位置。MPO连接器中的纤芯错位是有下列诸因素在一起造成的:1)在套筒中光纤孔离设计位置的错位;2)光纤与光纤孔之间的间隙;3)光纤芯离光纤中心的错位;4)导引针与导引针孔之间的间隙。

  为了减小介入损耗,住友公司研究了降低光纤芯错位及其标准差的可能性。确定了不但需要改进模子来降低光纤孔的错位,而且还需要降低导引针与导引孔之间以及光纤与光纤孔之间的间隙。研究结果提出,光纤孔偏离设计理想位置要小于0.7μm,而导引针孔和光纤孔的间隙都要小于0.3μm。还确定了光纤孔的倾斜容差要小于0.2°。为此,在MT套筒的制造中,采取了以下措施:

  套筒材料与制造方法

  在过去,制造套筒最常用的方法是转移成形法,这种方法比较容易得到精密的尺寸。然而,这种方法的生产效率较低,不适合于大批量生产。住友改用了注入成形(injection molding)法,并选用了PPS(聚苯撑硫)作为基树脂,这种树脂具有低的热膨胀系数、低的吸水率和高的机械强度。还选择了合适的填料混进基树脂中来改善其特性。

  采用了注入成形法,不但通过缩短成形过程中的硬化时间,而且通过在成形后清洁模子来减少模子的溢料,把成形周期减少到转移成形法的三分之一。大大提高了制造套筒的生产效率。

  模子的开发

  图2示出所用模子的结构示意图。为了精确地对准光纤孔,固定在一个滑动架上进行对准的形成导引孔和形成光纤孔的若干芯针被插入一个带有V-槽的空腔中,而用V-槽来精确定位。虽然这种结构传统地被用于环氧树脂的转移成形来降低套筒的光纤孔错位和导引孔和光纤孔的间隙,对V-槽的精度作了改进,并仔细地选择了直径容差小于0.1μm的芯针。另外,对模子的流动部分和进口部分也作了改进,使得能够更好地成形而不受加入的大量填料所产生的高粘度树脂的影响。

  成形条件

  为了在多次成形中能够取得精确的尺寸和尺寸稳定性,必须保持优异的复制能力,并减少成形件中的残余应力。对于MT套筒的注入成形,成形条件尤为重要,因为在成形过程中用了直径非常小的针和高粘度的树脂。最佳的成形条件是通过实验来确定的,即成形温度、树脂温度、注入速度、注入压力和冷却条件。实验证明,较低的注入速度和较低的注入压力展示出良好的结果。

      导引针孔周围的倒角

  在传统的包含MT套筒的MPO连接器中,当反复接插时对面来的导引针会使导引孔周围近端面处发生开裂或损伤,它们能够最终影响介入损耗的稳定性。对这个问题的解决方法是在导引孔近端面处打倒角。这使得导引针能够更容易和更圆滑地插入导引针孔内。而且,当反复接插时,这在连接损耗的稳定性方面也是起作用的。

  对具有同样倒角直径但不同倒角锥度(60°,90°与120°)的连接器进行了评价试验。结果证实了具有120°倒角的连接器比具有其他倒角的连接器更容易和更圆滑地把导引针插进导引针孔内而一点没有损伤。它们展示出在三种不同倒角中在介入损耗的稳定性方面的性能也最佳。图3示出倒角型MPO连接器的照片。

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