一种光纤检测用抗污膜及使用这种膜的光纤连接器

技术领域

本申请涉及光纤技术领域，尤其是涉及一种光纤检测用抗污膜及使用这种膜的光纤连接器。

背景技术

光纤是一种由透明玻璃或者塑料制成的纤维状的导光体，可用来传输讯号,是目前市场上比较常见的一种光传导工具，被广泛应用于通信领域；光纤一般包括高折射率玻璃芯、低折射率硅玻璃包层以及最外层加强用的树脂涂层；光线在纤芯中传送，当光线射到纤芯和外层界面的角度大于产生全反射的临界角时，光线透不过界面，会全部反射回来，形成连续的全反射现象，从而使光线持续不断的在纤芯内向前传送，直至光接收器。

光纤连接器是与光纤之间进行可拆卸连接的器件，它把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射的光能量能最大限度地到接收光纤中去。光在纤芯内传输的过程中，由于受到光纤材料的自身吸收影响和连接器的阻挡等，会造成光的损耗，从而会影响光纤的正常使用，因此在光纤使用前，通常需要利用插回损测试仪对光纤进行衰减、插入损耗和回波损耗等方面的检测；插回损测试仪是一种造价比较昂贵的仪器，因此在插回损测试仪使用过程中，通常会在插回损测试仪的连接线上连接一个测试连接线，然后再利用光纤连接器将测试连接线和待检线连接在一起，使得测试连接线与不同的待检线连接，从而减少插回损测试仪的连接线的损耗。

在一定程度上，光纤连接器会直接影响插回损测试仪的可靠性和检测精准度；因此，应当将光纤连接器介入而对检测系统造成的影响减到最小。

由于测试连接线的光纤端面和待检线的光纤端面需要紧密接触，而光纤连接器在使用过程中，测试连接线的光纤端面暴露在空气中并且反复使用，不可避免地造成光纤端面的脏污，因此插拔过程中，脏污颗粒在测试连接线的光纤端面和待检线的光纤端面间被挤压，容易造成测试连接线的光纤端面和待检线的光纤端面出现严重的损坏状况，影响检测精度。

另外，目前常规的光纤连接器每次只能单个的进行拆卸和连接；工作效率偏低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，为了有效减少光纤端面的污损，提高检测精度及检测效率。本申请提供一种光纤检测用抗污膜及使用这种膜的光纤连接器。

第一方面，本申请提供的一种光纤检测用抗污膜采用如下的技术方案：

一种光纤检测用抗污膜，包括采用硅元素制成的基层、采用二硫化钼制成的耐磨损层、采用氟化镁或二氧化锆制成的减反射层以及采用二氧化钛制成的抗污层；所述基层、耐磨损层、减反射层和抗污层由内到外依次设置。

通过采用上述技术方案，采用硅元素制成的基层能够有效保护光纤的端面，特别是保护塑料制成的光纤，同时起到衔接过渡的作用，有利于耐磨损层的粘附连接。测试连接线的光纤端面和待检线的光纤端面需要频繁的对接碰撞，采用二硫化钼制成的耐磨损层能够进一步的保护测试连接线的光纤端面，减少磨损；测试连接线的光纤端面和待检线的光纤端面对接时，两者之间不可避免的会存在间隙，从而形成空气夹层，当光线进入不同传递物质时，大约有5%会被反射掉，通过设置减反射层，至少可使反射的光线减少至1.5%，通过设置多层减反射层，甚至可让反射降低至0.25%。本申请中抗污膜的最外层设置采用二氧化钛制成的抗污层，由于二氧化钛薄膜是一种亲水性物质，水珠在它表面的浸润角很小（小于5°），具有较好的抗水和抗油污性能，其附着的水滴少，能够保持干燥状态，从而减少污染物的附着；且二氧化钛薄膜的透光性很高，不会影响光线的正常穿透。

可选的，所述基层的厚度为1μm～3μm，所述耐磨损层的厚度为0.5μm～1μm,所述减反射层的厚度为0.1μm～0.5μm，所述抗污层的厚度为0.003μm～0.006μm。

目前市面上标准的单模光纤芯层直径为6μm,包层直径为125μm，如果各层厚度太厚，不但会增大制造成本，还会影响光线的正常穿过，造成光的额外损耗；如果各层厚度太薄，不能达到预期的目标效果，采用上述参数布局各层的厚度数值，能够达到保障光线正常穿透以及各层发挥各自基本作用的双重目的。

可选的，所述基层的厚度为2μm，所述耐磨损层的厚度为0.8μm,所述减反射层的厚度为0.2μm，所述抗污层的厚度为0.004μm。

通过采用上述技术方案，能够保证光线的正常穿透，减少损耗，同时能够提高本抗污膜的使用寿命，实现最佳的使用效果。

第二方面，本申请提供一种包含上述抗污膜的光纤连接器，具体采用如下的技术方案：

一种包含上述抗污膜的光纤连接器,该光纤连接器包括相匹配的测试线端插接头和光接口端插接头，所述测试线端插接头和光接口端插接头均包括外壳和位于外壳内的插芯，所述插芯内设置有一排用于插接光纤的插接孔，所述测试线端插接头的插接孔内插接有测试连接线，所述光接口端插接头的插接孔内插接有待检线；所述测试连接线的光纤端面设有上述抗污膜。

利用插回损测试仪对光纤进行衰减、插入损耗和回波损耗等方面的检测时，在插回损测试仪上连接一个测试连接线，将测试连接线的一端插接在测试线端插接头的插接孔内，待检线插接在光接口端插接头的插接孔内；然后将测试线端插接头和光接口端插接头进行对接，从而将测试连接线和待检线连接在一起；通过采用上述技术方案，测试连接线的光纤端面设有抗污膜，该抗污膜具有耐磨损性和抗污性，因此测试线端插接头和光接口端插接头在频繁的插拔过程中，能够大大减少测试连接线的光纤端面的脏污和磨损现象，保证检测的精准可靠性，并提高其使用寿命。

可选的，所述光纤连接器包括两组安装板，每一组安装板的数量为两个且两个安装板平行间隔设置，一组安装板内设置有至少两个所述测试线端插接头，另一组安装板内设置有至少两个所述光接口端插接头，一组安装板内的测试线端插接头与另一组安装板内的光接口端插接头数量相同且两者一一对应设置。

每一组安装板上的测试线端插接头或光接口端插接头的数量可以是2个、3个、4个或5个，每个插芯内插接孔可以是4个、5个或6个，通过采用上述技术方案，每次对接安装能够同步检测多组待检线，大大提高了工作效率。

可选的，所述外壳上开设有卡接槽，所述安装板的内侧设有与所述卡接槽相对应的凸键；所述凸键能够卡入对应的所述卡接槽内。进一步的，每个外壳的左右两侧各有两个间隔的卡接槽，每一组安装板对应一个外壳设置有四个凸键，四个凸键与四个卡接槽一一对应且凸键与对应的卡接槽匹配形成卡接安装结构。

通过采用上述技术方案，能够方便测试线端插接头和光接口端插接头安装于安装板上，并保证其连接的稳固可靠性。

可选的，所述插芯的一端为头端，另一端为尾端，所述测试连接线和待检线从所述插芯的尾端插向所述插芯的头端，所述测试线端插接头的插芯头端与所述光接口端插接头的插芯头端相对接；所述测试线端插接头的外壳内侧底面上设置有滑轨，所述测试线端插接头的插芯底部滑动连接在所述滑轨上且该插芯的尾端与所述外壳之间还设有压缩弹簧。

通过采用上述技术方案，测试线端插接头的插芯滑动设置在测试线端插接头的外壳内，当测试线端插接头与光接口端插接头对接时，压缩弹簧给测试线端插接头的插芯一个力，驱使测试线端插接头的插芯朝向光接口端插接头方向移动，从而保证测试线端插接头的插芯与光接口端插接头的插芯紧密对接，减小对接的待检线与测试连接线端面之间的间隙，进而减少光损，提高检测精度。

可选的，所述测试线端插接头的插芯底部设有两个平行间隔设置的燕尾槽，所述滑轨的数量为两个且与所述燕尾槽一一对应设置，所述滑轨与对应的所述燕尾槽滑动配合连接，所述测试线端插接头的外壳内侧底面上位于两个所述滑轨之间固设有限位块，所述测试线端插接头的插芯底部具有能够与所述限位块相抵靠的限位抵靠台阶。

通过采用上述技术方案，两个滑轨和两个燕尾槽实现插芯与外壳的滑动连接，两侧受力平衡，使得插芯在外壳内移动稳定，不会出现摇摆和方向偏差，从而实现待检线与测试连接线的精准对接。通过设置限位抵靠台阶和限位块配合形成限位结构，能够有效防止插芯的过度移动。

可选的，所述测试线端插接头与所述光接口端插接头之间设有能将两者可拆卸连接的卡扣组件。

通过采用上述技术方案，在利用插回损测试仪进行检测工作时，能够方便快捷的实现测试线端插接头与光接口端插接头之间的连接和拆卸，从而便于更换不同的待检线与测试连接线进行连接。

可选的，所述卡扣组件包括一组安装板的外侧面设置的卡槽和另一组安装板的外侧面设置的连接板，所述连接板呈长条形，所述连接板的一端固连在所述安装板上，所述连接板的另一端向外延伸且改端设有能够卡入所述卡槽的倒钩。

通过采用上述技术方案，能够方便快捷的实现两组安装板的可拆卸连接，且两组安装板连接后，多个测试线端插接头就能够与各自对应的光接口端插接头实现对接，高效的完成检测工作。

进一步的，连接板的数量为两个，分设在一组安装板的两侧，卡槽的数量也为两个，分设在另一组安装板的两侧；或者一组安装板的一侧安装连接板，另一侧设置卡槽，另一组安装板的一侧设置卡槽，另一侧设置安装安装连接板。这样测试线端插接头和光接口端插接头的两侧均实现可拆卸连接，能够保证两者连接的稳固性。

作为另一种方案，两组安装板之间还可以采用螺杆进行连接。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请中的抗污膜最外层设置采用二氧化钛制成的抗污层，具有较好的抗水和抗油污性能，其附着的水滴少，能够保持干燥状态，大大减少了污染物的附着；且二氧化钛薄膜的透光性很高，不会影响光线的正常穿透。

2.本申请中的抗污膜具有采用二硫化钼制成的耐磨损层，能够保护测试连接线的光纤端面，减少磨损。

3.本申请中的抗污膜设置有减反射层，可大大减少待检线与测试连接线两者对接位置处光的反射现象，减少光的损耗，提高检测结构的精准度。

4.本申请中的光纤连接器可以同时连接多组测试线端插接头和光接口端插接头，且每组测试线端插接头和光接口端插接头内可以插接多根光纤，每次对接安装能够同步检测多组待检线，大大提高了工作效率。

5.本申请中测试线端插接头的插芯滑动设置在测试线端插接头的外壳内，当测试线端插接头与光接口端插接头对接时，压缩弹簧给测试线端插接头的插芯一个力，驱使测试线端插接头的插芯朝向光接口端插接头方向移动，从而保证测试线端插接头的插芯与光接口端插接头的插芯紧密对接，减小对接的待检线与测试连接线端面之间的间隙，进而减少了光损，提高了检测精度。

附图说明

图1是本申请中抗污膜的剖面结构示意图。

图2是本申请中光纤连接器的立体结构示意图。

图3是测试线端插接头的局部剖视结构示意图。

图中，1、基层；2、耐磨损层；3、减反射层；4、抗污层；5a、测试线端插接头；5b、光接口端插接头；51、外壳；51a、卡接槽；51b、滑轨；51c、限位块；52、插芯；52a、插接孔；52b、燕尾槽；52c、限位抵靠台阶；53、压缩弹簧；6、测试连接线；7、待检线；8、安装板；81、凸键；9、卡扣组件；91、卡槽；92、连接板；92a、倒钩。

具体实施方式

以下结合附图1-附图3，对本申请作进一步详细说明。

本实施例公开一种光纤检测用抗污膜，参照图1，该光纤检测用抗污膜包括采用硅元素制成的基层1、采用二硫化钼制成的耐磨损层2、采用氟化镁或二氧化锆制成的减反射层3以及采用二氧化钛制成的抗污层4；基层1、耐磨损层2、减反射层3和抗污层4由内到外依次设置；基层1的厚度为1μm～3μm，耐磨损层2的厚度为0.5μm～1μm,减反射层3的厚度为0.1μm～0.5μm，抗污层4的厚度为0.003μm～0.006μm。

其中，采用硅元素制成基层1的具体制作工艺是：

利用化学气相沉积技术，通过硅烷等气体的热分解，在光纤端部表面沉积而形成薄膜基层1。

采用二硫化钼制成耐磨损层2的具体制作工艺是：

将1g二硫化钼溶于100mL异丙醇中，在避光低温环境下用超声波振荡30min。将1.5g二氧化锡溶于100mL的异丙醇中，在磁力搅拌器上连续搅拌30min，使二硫化钼和二氧化锡充分分散在异丙醇中。分别取10 mL以上溶液于烧杯中，在避光低温环境下用超声波振荡30min。将其分散好的溶液滴加在具有基层1的光纤端部表面，10min后取出，在200°C下煅烧10min；重复上述方法镀膜3次，最后在150°C的环境下干燥2h。

采用氟化镁或二氧化锆制成减反射层3的具体制作工艺是：

首先将具有基层1和耐磨损层2的光纤放置在清洗槽中进行预清洗，清洗槽中盛有清洗液，采用超声波加强清洗效果；

预清洗后，将光纤放进真空舱内再次进行清洗；该清洗过程要求很高，达到分子级，在此过程中要特别注意避免空气中的灰尘和垃圾再黏附在光纤表面；

最后再采用高硬度的二氧化锆材料进行真空镀制，利用离子束轰击二氧化锆材料，使得二氧化锆材料与耐磨损层2的表面结合形成减反射层3；或者作为另一种方案，减反射层3采用氟化镁材料，采用真空蒸发镀膜工艺，在高于200°C的环境下进行，使其附着于基层1的表面，该工艺方法能够保证将纯质的镀膜材料镀于光纤的表面，同时在蒸发过程中，对镀膜材料的化学成分严密控制，对于膜层的厚度精确控制，并保证连接的牢固性。

采用二氧化钛制成抗污层4的具体制作工艺是：

将氟钛酸铵的水溶液与硼酸的水溶液混合并搅拌均匀，使溶液中氟钛酸铵与硼酸的浓度分别为0.1mol/L和0.2mol/L，形成沉积液，过滤后待用；

将超声清洗过的光纤（该光纤端部表面已有基层1、耐磨损层2和减反射层3）浸在溶液中，进行下列的配位体交换平衡反应：

［TiF6］2- +nH2O⟺ TiF6-nOHn2-+nHF

加入的硼酸与F-反应形成络离子，使这个平衡反应向右移动，并加速了配位体的交换反应 ：

H3BO3+4HF⟺ BF4-+H3O++2H2O

最终消耗了未配位的F-，加速了水解反应的进行，由［TiF6］2-的水解形成的［TiOH6］2-脱水，使 TiO2薄膜在浸入溶液的光纤表面形成，粘附于减反射层3上；然后用去离子水冲洗干净，自然晾干。

上述沉积液的组成决定了沉积膜的透明性，当NH42TiF6溶液浓度在1.0*10-3mol/L时，由于溶液浓度过稀，成膜时间很长；浓度在0.01～0.1mol/L的范围内，能得到透明性好的薄膜。在已选定的NH42TiF6溶液浓度范围内，当加入NH42TiF6和H3BO3的摩尔比为 1：2～1:4时，能得到透明锐钛矿型TiO2的薄膜，超出此范围时，不能得到透明性好的薄膜。

其实施原理是：采用硅元素制成的基层1能够有效保护光纤的端面，特别是保护塑料制成的光纤，同时起到衔接过渡的作用，有利于耐磨损层2的粘附连接。测试连接线6的光纤端面和待检线7的光纤端面需要频繁的对接碰撞，采用二硫化钼制成的耐磨损层2能够进一步的保护测试连接线6的光纤端面，减少磨损；测试连接线6的光纤端面和待检线7的光纤端面对接时，两者之间不可避免的会存在间隙，从而形成空气夹层，当光线进入不同传递物质时，大约有5%会被反射掉，通过设置减反射层3，至少可使反射的光线减少至1.5%，通过设置多层减反射层3，甚至可让反射降低至0.25%。本申请中抗污膜的最外层设置采用二氧化钛制成的抗污层4，由于二氧化钛薄膜是一种亲水性物质，水珠在它表面的浸润角很小（小于5°），具有较好的抗水和抗油污性能，其附着的水滴少，能够保持干燥状态，从而减少污染物的附着；且二氧化钛薄膜的透光性很高，不会影响光线的正常穿透。

进一步的，作为优选方案，本实施例中基层1的厚度为2μm，耐磨损层2的厚度为0.8μm,减反射层3的厚度为0.2μm，抗污层4的厚度为0.004μm。目前市面上标准的单模光纤芯层直径为6μm,包层直径为125μm，如果各层厚度太厚，不但会增大制造成本，还会影响光线的正常穿过，造成光的额外损耗；如果各层厚度太薄，不能达到预期的目标效果。经过大量的实验数据证明，采用上述参数布局各层的厚度数值，能够保证光线的正常穿透，减少损耗，同时能够提高本抗污膜的使用寿命，实现最佳的使用效果。

本实施例还提供一种包含上述抗污膜的光纤连接器，参照图2,该光纤连接器包括相匹配的测试线端插接头5a和光接口端插接头5b，测试线端插接头5a和光接口端插接头5b均包括外壳51和位于外壳51内的插芯52，插芯52内设置有一排用于插接光纤的插接孔52a，测试线端插接头5a的插接孔52a内插接有测试连接线6，光接口端插接头5b的插接孔52a内插接有待检线7；测试连接线6的光纤端面设有上述抗污膜。进一步的，光纤连接器包括两组安装板8，每一组安装板8的数量为两个且两个安装板8平行间隔设置，一组安装板8内设置有至少两个测试线端插接头5a，另一组安装板8内设置有至少两个光接口端插接头5b，一组安装板8内的测试线端插接头5a与另一组安装板8内的光接口端插接头5b数量相同且两者一一对应设置。外壳51上开设有卡接槽51a，安装板8的内侧设有与卡接槽51a相对应的凸键81；凸键81能够卡入对应的卡接槽51a内。具体来说，每个外壳51的左右两侧各有两个间隔的卡接槽51a，每一组安装板8对应一个外壳51设置有四个凸键81，四个凸键81与四个卡接槽51a一一对应且凸键81与对应的卡接槽51a匹配形成卡接安装结构。这样能够方便的将测试线端插接头5a和光接口端插接头5b安装于安装板8上，并保证其连接的稳固可靠性。

参照图2,测试线端插接头5a与光接口端插接头5b之间还设有能将两者可拆卸连接的卡扣组件9；该卡扣组件9具体包括一组安装板8的外侧面设置的卡槽91和另一组安装板8的外侧面设置的连接板92，连接板92呈长条形，连接板92的一端固连在安装板8上，连接板92的另一端向外延伸且改端设有能够卡入卡槽91的倒钩92a；连接板92的数量为两个，分设在一组安装板8的两侧，卡槽91的数量也为两个，分设在另一组安装板8的两侧；或者一组安装板8的一侧安装连接板92，另一侧设置卡槽91，另一组安装板8的一侧设置卡槽91，另一侧设置安装安装连接板92。在利用插回损测试仪进行检测工作时，能够方便快捷的实现测试线端插接头5a与光接口端插接头5b之间的连接和拆卸，从而便于更换不同的待检线7与测试连接线6进行连接。

参照图3所示，插芯52的一端为头端，另一端为尾端，测试连接线6和待检线7从插芯52的尾端插向插芯52的头端，测试线端插接头5a的插芯52头端与光接口端插接头5b的插芯52头端相对接；测试线端插接头5a的外壳51内侧底面上设置有滑轨51b，测试线端插接头5a的插芯52底部滑动连接在滑轨51b上且该插芯52的尾端与外壳51之间还设有压缩弹簧53。具体来说，测试线端插接头5a的插芯52底部设有两个平行间隔设置的燕尾槽52b，滑轨51b的数量为两个且与燕尾槽52b一一对应设置，滑轨51b与对应的燕尾槽52b滑动配合连接，测试线端插接头5a的外壳51内侧底面上位于两个滑轨51b之间固设有限位块51c，测试线端插接头5a的插芯52底部具有能够与限位块51c相抵靠的限位抵靠台阶52c。

本实施例中作为优选方案，每一组安装板8上的测试线端插接头5a或光接口端插接头5b的数量可以是2个、3个、4个或5个，每个插芯52内插接孔52a可以是4个、5个或6个，这样每次对接安装能够同步检测多组待检线7，大大提高了工作效率。

其实施原理是：利用插回损测试仪对光纤进行衰减、插入损耗和回波损耗等方面的检测时，在插回损测试仪上连接一个测试连接线6，将测试连接线6的一端插接在测试线端插接头5a的插接孔52a内，待检线7插接在光接口端插接头5b的插接孔52a内；然后将测试线端插接头5a和光接口端插接头5b进行对接，从而将测试连接线6和待检线7连接在一起；测试连接线6的光纤端面设有抗污膜，该抗污膜具有耐磨损性和抗污性，因此测试线端插接头5a和光接口端插接头5b在频繁的插拔过程中，能够大大减少测试连接线6的光纤端面的脏污和磨损现象，保证检测的精准可靠性，并提高其使用寿命。

本实施例中测试线端插接头5a的插芯52滑动设置在测试线端插接头5a的外壳51内，当测试线端插接头5a与光接口端插接头5b对接时，压缩弹簧53给测试线端插接头5a的插芯52一个力，驱使测试线端插接头5a的插芯52朝向光接口端插接头5b方向移动，从而保证测试线端插接头5a的插芯52与光接口端插接头5b的插芯52紧密对接，减小对接的待检线7与测试连接线6端面之间的间隙，进而减少光损，提高检测精度。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。