ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ РАЗЪЕМНЫЙ АКТИВНЫЙ МОДУЛЬ
FIBRE-OPTIC SPLIT ACTIVE MODULE

Изобретение относится к устройствам волоконно-оптических линий передачи информации и может быть использовано в качестве составной части устройства вывода или ввода оптического сигнала в волокно.
Известен волоконно-оптический активный модуль, содержащий корпус с установленным в нем лазерным диодом, в фокусе которого закреплен торец оптического волокна - пигтейл, противоположный конец которого оканчивается оптическим разъемом типа FC/PC или FC/APC. Недостатком данного волоконно-оптического активного модуля является невозможность непосредственной стыковки коннектора с модулем из-за использования в его конструкции пигтейла [1].
Известен волоконно-оптический разъемный активный модуль, содержащий корпус с установленным в нем узлом юстировки лазерного излучателя, в фокусе линзы которого находится торец укороченной феррулы, закрепленный в металлической втулке, второй торец феррулы закреплен в укороченном центраторе, выполненном в виде разрезной керамической втулки, на внешней цилиндрической поверхности корпуса выполнена резьба для крепления накидной гайки коннектора FC типа [2].
Данный волоконно-оптический разъемный активный модуль имеет низкий коэффициент ввода оптического излучения в волокно, обусловленный использованием в конструкции модуля оптической микролинзы. Использование укороченных феррулы и разрезной керамической втулки для уменьшения габаритов модуля накладывают ограничения на качество стыковки волоконно-оптических коннекторов, а также снижают вибрационную стойкость.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является взятый нами за прототип волоконно-оптический разъемный активный модуль, содержащий адаптер, в котором установлена удерживающая втулка с центратором, выполненным в виде разрезной втулки, в адаптере соосно установлен узел, содержащий феррулу, один конец которой входит в центратор, элемент крепления феррулы и корпус разъемного модуля с соосно установленным в нем модулем лазерного излучателя с выходным пигтейлом, конец которого закреплен в ферруле [3].
Данный волоконно-оптический разъемный активный модуль имеет большое количество деталей, сложную технологию сборки и герметизации внутреннего объема корпуса, обусловленную наличием в конструкции активного модуля - короткого отрезка пигтейла. Использование разрезной керамической втулки накладывает ограничения на вибрационную устойчивость при стыковке одномодовых оптических волокон, обусловленную конструктивными особенностями исполнения разрезной керамической втулки.
Поэтому использование данного волоконно-оптического разъемного активного модуля на подвижных объектах, например, в линиях волоконно-оптической передачи, установленных на изделиях ракетно-космической техники, приводит к нарушению работоспособности бортовых волоконно-оптических линий, вызванному взаимными резонансными колебаниями феррул, обусловленными наличием зазора между корпусом модуля и установленным в нем центратором, что ограничивает области применения данного волоконно-оптического разъемного активного модуля.
Целью изобретения является повышение технологичности, уменьшение его длины с сохранением универсальности стыковки с коннекторами FC-типа, унификация конструкции передающего и приемного активных модулей, а также повышение ударной и вибрационной стойкости волоконно-оптического разъемного активного модуля.
Поставленная цель достигается тем, что в волоконно-оптическом разъемном активном модуле, содержащем адаптер, в котором установлена удерживающая втулка с центратором, в адаптере соосно установлен узел, содержащий феррулу, один конец которой входит в центратор, элемент крепления феррулы и корпус разъемного модуля с соосно установленным в нем модулем лазерного излучателя, феррула выполнена ступенчатой, а второй конец феррулы с установленным волокном расположен в непосредственной близости от излучающей площадки кристалла лазерного излучателя.
При этом в волоконно-оптическом разъемном активном модуле элемент крепления феррулы и корпус разъемного модуля могут быть выполнены в виде одной детали, в корпусе разъемного модуля может быть соосно установлен модуль оптического фотоприемника, на внешней поверхности корпуса модуля лазерного излучателя или модуля оптического фотоприемника могут быть выполнены кольцевые канавки, на внутренней поверхности корпуса разъемного модуля могут быть выполнены кольцевые канавки, на торце корпуса разъемного активного модуля может быть выполнен центрирующий выступ, центратор может быть выполнен в виде цангового элемента.
Таким образом, основными отличительными признаками заявляемого изобретения от прототипа являются замена пигтейла на встроенную в лазерный излучатель феррулу, замена гладкой цилиндрической феррулы на ступенчатую феррулу, объединение элемента крепления феррулы и корпуса разъемного модуля, возможность установки лазерного излучателя или модуля оптического фотоприемника, наличие канавок на лазерном излучателе или модуле оптического фотоприемника, наличие канавок на внутренней поверхности корпуса разъемного модуля, наличие центрирующего выступа, а также замена разрезной керамической втулки на центратор в виде цангового элемента.
Повышение технологичности предлагаемого волоконно-оптического разъемного активного модуля обеспечивается заменой пигтейла лазерного излучателя, установленного внутри волоконно-оптического разъемного активного модуля, на феррулу, которая установлена непосредственно в корпусе лазерного излучателя, что исключает ряд промежуточных деталей и технологических операций при сборке разъемных активных модулей.
Повышение ударной и вибрационной стойкости предлагаемого волоконно-оптического разъемного активного модуля обеспечивается заменой центратора, выполненного в виде разрезной втулки волоконно-оптического разъемного активного модуля - прототипа, центратором в виде цангового элемента.
Предлагаемое изобретение поясняется рисунками.
На фиг. 1 показан продольный разрез волоконно-оптического разъемного активного модуля, взятого за прототип. Он состоит из узла 1, содержащего элемент крепления 2 феррулы 3. В узле 1 на изоляторе 4 установлен лазерный излучатель 5, пигтейл 6 которого вклеен в феррулу 3. Феррула 3 дополнительно фиксируется от смещения фиксатором 7, а лазерный излучатель 5 и пигтейл 6 залиты компаундом 8 и 9. На корпусе 1 выполнен ободок 10 для установки и крепления модуля. На узле 1 установлена втулка 11, на которой выполнена резьба 12 для подстыковки волоконно-оптических коннекторов и паз 13 для фиксации углового положения коннектора. Центрирование феррул модуля и коннектора обеспечивает центратор 14, выполненный в виде разрезной керамической втулки, который установлен в удерживающей втулке 15.
На фиг. 2 показан продольный разрез предлагаемого волоконно-оптического разъемного активного модуля. Он состоит из корпуса 16, в цилиндрическое концентрическое отверстие которого установлен модуль лазерного излучателя 17, содержащий ступенчатую феррулу 18 с установленным в ней оптическим волокном 19, один конец 20 которого отполирован заподлицо с торцом 21 феррулы 18. Второй конец 21 оптического волокна 19 расположен в непосредственной близости от кристалла излучателя 22. Для защиты феррулы 18 и юстировочных втулок 23 на феррулу 18 одет корпус 24 лазерного излучателя 17 и герметично залит компаундом 25. Для жесткой фиксации лазерного излучателя 17 в корпусе 16 весь объем 26 между этими деталями заполнен компаундом 27, а для большей прочности соединения на корпусах 16 и 24 выполнены цилиндрические канавки 28 и 29 соответственно, их размеры и количество могут варьироваться. Для разъемного соединения волокно-оптических коннекторов типа FC, а также специализированных коннекторов в бортовом исполнении на корпусе 16 активного модуля установлена втулка 30, на которой выполнена резьба 31 для накручивания накидной гайки волоконно-оптического коннектора и паз 32 для фиксации углового положения подстыковываемых коннекторов. Для осевого центрирования феррул волоконно-оптического коннектора и активного модуля на ферруле 18 установлен центратор 33 в виде разрезной керамической втулки. Для большей вибрационной устойчивости волоконно-оптического разъемного активного модуля в качестве центратора 33 может использоваться двухсторонняя упругая микроцанга. В корпусе 30 установлена удерживающая втулка 34, которая не дает выпасть разрезной втулке 33, а упор 35 предотвращает от чрезмерного давления на торцевую полированную поверхность 21 при затягивании накидной гайки волоконно-оптического коннектора. При установке волоконно-оптического активного модуля в отверстие стенки аппаратуры выступ 36 позволяет выставить модуль точно по центру отверстия стенки, а ободок 37 однозначно определяет глубину установки активного модуля. Ободок 37 может быть развит до фланца с крепежными отверстиями, что позволит крепить активный модуль винтами к стенке блока.
Список литературы
1. Патент США №6304322, G02B 6/36.
2. Optoway, URL: http://www.optoway.com.tw/html/products/pdf/DFB_LD/DL-3500.pdf (дата обращения: 11.08.2014).
3. Кузьмичев A.M., Усов А.Л., Шиляев А.Ю. «Обзор активных модулей отечественного производства, для бортовых волоконно-оптических систем передачи информации» // Материалы X юбилейной научно-технической конференции «Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли». - М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова, филиал ФГУП “ГНПРКЦ «ЦСКБ-ПРОГРЕСС»” - НПП «ОПТЭКС» - 2013 - С. 312-319.