多端口光器件的加工方法与流程

本发明涉及一种主要用于光通信系统中的多端口有源光电器件本体。尤其是集成了多个发射光组件和多个接收光组件结合一体的光器件osa（opticalsub-assembly）。

背景技术：

光有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件，是光传输系统的心脏，其基本作用是光路的耦合和固定，而光路的耦合和固定都需要器件本体（base）设计和加工保证。多端口光器件主要应用在高速率pon接入网、三网合一网络、点对点数据传输网等通信网络中。多端口光器件发射组件将激光器产生的激光耦合进入光纤传输，接收光组件负责探测接收从光纤发送过来光信号。这种高集成度的器件对于金属本体的依赖和要求非常高，所以其设计和加工是osa设计和生产的核心所在。普通光器件osa封装构件包括：ldto-can、pdto-can、ld封焊管体、pd陶瓷压配管体、方形外套、插针适配器、发射光透射，接收光反射的45度膜片、透射45度膜片反射过来的接收光的0度膜片。多端口光器件osa包括多个to-can端口和多片45°，13°等分光玻片及多片0°带通滤波片，光器件osa本体设计非常复杂，由于受外部尺寸，内部空间，滤波片装配精度等的限制，导致了机械加工的方式无法保证设计要求。目前行业内通用做法是采用粉末冶金注塑（mim）方式来实现设计。使用粉末冶金注塑mim需要模具成型，高额的开模费用和漫长的周期成为瓶颈，而且加工复杂。滤波片作为osa设计中的核心无源器件,其特性是对入射光角度非常敏感,1度的偏差或造成光滤波片光谱曲线偏移6nm左右,这对osa的光学性能影响非常巨大。透反射滤波片承靠面加工角度和装配定位角度的精度要求高。为了保证端口3上承靠面两个滤波片放置后的角度是45度或是13度，底部需要清根，铣刀需从端口3口部深入，加工红线标记的面，角度很难保证。用于放置滤波片的底部很难完全清根，加之金属碎屑残留,所以无法保证滤波片装配后的角度。在图7所示的传统机加工异性体多端口光器件本体在进行加工中，滤波片的第一透反射滤波片承靠面和第二透反射滤波片承靠面，由于空间限制需要使用特殊刀具来进行加工，第一透反射滤波片承靠面2和第二透反射滤波片承靠面3面上留有大量毛刺很难清除，同时第一透反射滤波片承靠面2和第二透反射滤波片承靠面3的根部90°位置无法清根，影响装配角度。由于多端口osa本体都采用sus304不锈钢加之机加工存在内部空间小，使用常规钻，铣，削，磨等方法都无法精准加工，只能采用特殊定制刀具，多次装夹来进行加工，根本无法实现批量生产，同时多次装夹也会带来加工精度差等问题。目前采用特殊刀具或者定制刀具加工多端口osa本体，刀具的价格非常昂贵，即使使用特殊刀具加工出来也会在滤波片底部和承靠平面留下大量的金属毛刺，如果不采用人手工使用刮刀去毛刺根本无法使用，但由于内部尺寸非常狭小（加工尺寸都是毫米量级），有些地方根本无法清除，这样导致良品率很低加工件价格昂贵。不论是机加工还是粉末冶金注射成型的方法加工多端口osa本体，一个osa本体产品只能用在一个设计上面，如果设计上有小改动，要么就是机加工刀具或工艺变化，要么就是要修改粉末冶金的模具，这些更改都需要半个月到一个月的周期。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术机加工制作多端口光器件（osa）存在的缺陷，提供一种加工简单，费用低廉，快速灵活的多端口光器件的加工方法。

本发明的上述目的可以通过以下方式方案予以实现，一种多端口光器件的加工方法，其特征在于包括如下步骤：为简化加工，首先制备一个六面制有通光孔的多端口光器件本体17，然后将背面制有螺钉状的十字槽定位盘及其垂直柱头上制有滤波片承靠面的滤波片镜架,压配入多端口光器件本体侧面的定位配合孔，将十字槽定位盘定位在压配定位夹具对角线的下模十字定位柱14上，并将多端口光器件本体插入夹具上模板中部的限位槽12中，用冲压头冲压将多端口光器件本体与滤波片镜架压为一体，组装成一个将两个透反射滤波片的旋转角度控制在±0.5度以内的矩形体形状的多端口光器件组件。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

加工简单。本发明采用一个六面制有通光孔的多端口光器件本体17和背面制有螺钉状的十字槽定位盘及其柱头上制有滤波片承靠面的滤波片镜架两件组装成整体，滤波片镜架使用常规铣刀一次加工，就可以将两个透反射滤波片承靠面加工出来。多端口光器件外壳加工只需要普通机加工设备配合通用刀具将几个通光孔加工出来即可，而且对加工的精度要求不高。这些加工不仅非常简单而且滤波片放置角度有保证，最重要的是多端口光器件两个透反射承靠面采用一刀成型，解决了角度精度和底部清根问题和现有技术只能采用特殊定制刀具，多次装夹来进行加工带来加工精度差等问题。

费用低廉。本发明将背面制有螺钉状的十字槽定位盘及其垂直柱头上制有滤波片承靠面的滤波片镜架,压配入多端口光器件本体侧面的定位配合孔，将十字槽定位盘定位在压配定位夹具对角线的下模十字定位柱14上，并将多端口光器件本体插入夹具上模板中部的限位槽12中，用冲压头冲压将多端口光器件本体与滤波片镜架压为一体，可以采用常规加工方法，使用市面通用刀具，完成多端口光器件本体17和滤波片镜架装配，从而对加工精度要求也降低了不少，同时不存在毛刺问题，从根本上解决了良品率问题，所以费用低廉。

快速灵活。本发明采用多端口光器件本体17和滤波片镜架两件式设计，滤波片镜架可以通用到所有两端口,三端口甚至是四端口产品上，而不同的只是对多端口光器件本体17进行修改，这样改动非常简单，机加工的刀具是没什么变化的，同时加工的夹具和工艺也没有大的变化。这样就实现了快速支持多产品平台，机动灵活的作用。

提高了加工精度。本发明采用图3和图4多端口光器件本体17和滤波片镜架两个零件机动快速压配，灵活组合多端口光器件本体的方式，别降低了图3器件和图4多端口光器件本体17和滤波片镜架器件的加工难度和成本。采用一刀加工图2中第一透反射滤波片承靠面2和第二透反射滤波片承靠面3，采用滤波片镜架十字槽定位盘定位角度与多端口光器件本体17压配组合为一体的方式组装,滤波片角度控制精度可达到0.5度以内.不仅解决了滤波片承靠面角度精度,两个承靠面夹角底部完全无圆角的问题。

附图说明

图1是本发明多端口光器件的外形构造示意图。

图2是图1剖视图。

图3是图1多端口器件外壳本体的构造示意图。

图4是图1滤波片镜架的构造示意图

图5是本发明压配定位夹具的分解构造示意图。

图6是图5压配多端口光器件的定位原理示意图。

图7是传统多端口光器件本体的剖视构造示意图。

图中：1压配孔，2第一透反射滤波片承靠面，3第二透反射滤波片承靠面，4第一端口，5第二端口，6第三端口，7第四端口，8配合孔，9十字槽定位盘，10夹具上模板，11夹具下模板，12限位槽，13夹具上模板定位孔，14夹具下模板定位柱，15十字定位柱，16夹具下模板定位孔，17光器件多端口光器件本体。

具体实施方式

参阅图1-图3。根据本发明，为简化加工，首先制备一个图3所示，六面制有通光孔的多端口光器件本体17具有第一端口4、第二端口5、第三端口6和第四端口7四个端口和一个配合孔8。再制备一个图4所示的螺钉状带有十字定位槽9的滤波片镜架，然后将背面制有螺钉状的十字槽定位盘及其垂直柱头上制有滤波片承靠面的滤波片镜架,压配入多端口光器件本体侧面的定位配合孔，将十字槽定位盘定位在压配定位夹具对角线的下模十字定位柱14上，并将多端口光器件本体插入夹具上模板中部的限位槽12中，用冲压头冲压将多端口光器件本体与滤波片镜架压为一体，组装成一个将两个透反射滤波片的旋转角度控制在±0.5度以内的矩形体形状的多端口光器件组件。

参阅图4。滤波片镜架包括：十字槽定位盘9及其垂直在十字槽定位盘9背面上的v形开槽柱头，以及位于所述开槽柱头末端上，呈v形状分布的第一透反射滤波片承靠面2和第二透反射滤波片承靠面3。第一透反射滤波片承靠面2和第二透反射滤波片承靠面3互为90°，透反射滤波片贴装在v形承靠面上，第一透反射滤波片承靠面2和第二透反射滤波片承靠面3与十字定位槽盘9的十字定位槽的横竖槽成45°。

参阅图5、图6。定位压配夹具包括长方体夹具上模板10和夹具下模板11，其中，夹具上模板10中部开有用于限定多端口光器件本体的限位槽12和对角上的夹具上模板定位孔13，在使用中夹具上模板定位孔13与夹具下模板定位柱14套合在一起，用于准确定位限位槽12与十字定位柱15的相对位置。夹具下模板11中部制有对应限位槽12的十字定位柱15和对应夹具上模板定位孔13夹具下模板定位孔16，夹具下模板定位孔16与冲击机固定，以提高压配过程中的稳定性，精准的完成压配的定位。滤波片镜架的压配过程包括四个具体组装步骤：第一步将图6中的十字槽定位盘9与十字定位柱15对准安装，第二步将图6中夹具上模板定位孔13与夹具下模板定位柱14套合，并将夹具上模板10与夹具下模板放平压紧夹具下模板11；第三步将图3多端口光器件本体17通过限位槽12与图4滤波片镜架对准放置。在放置中需要将多端口光器件本体的配合孔8冲下，将滤波片镜架突出部分置于多端口光器件本体内部，最后，通过冲压设备进行压力配合，通过压配定位夹具将图4滤波片镜架和图3多端口器件多端口光器件本体进行压配组装，就可以完成多端口光器件本体的组装，形成图1的多端口器件本体。