專利名稱：多終端連接器光纖互連系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光纖互連系統(tǒng)，尤其是一種多終端連接器(MT)平行光纖互連系統(tǒng)。
在光波通信中，通過直接將光纖對接到有源器件上，來將光發(fā)射器件如激光器或發(fā)光二極管(LED)連接到光纖上，同時用透鏡或鏡面來收集從激光器或LED發(fā)出的光，供傳送到下一級，或是利用中間光制導機構來收集從有源器件發(fā)出的光，并將它導向光纖，及采用來自光纖的光用于將它導向接收光學數(shù)據(jù)的器件。此處使用多根光纖連接器，并且有源器件包括一光纖陣列，一中間光纖套管典型地用來使有源發(fā)送器件與安裝在光纖連接器末端處的連接器對準和配合。有源器件可以是一種光發(fā)送裝置或光接收裝置。光纖套管是由塑料或玻璃制的塊體，它有一些小孔或導光管，這些導光管貫穿塊體，用于將光從塊體的一端導引到另一端。光導向裝置的小孔或導光管預定使裝置中套管的光纖在待配合的器件中對準，用于傳送光學數(shù)據(jù)。
在本技術領域中已知具有多根光纖的光纖連接器。這類多根光纖連接器日益必要，因為需要要大的應用帶寬。
多根光纖連接器，如美國專利5214730中的那樣，顯示出光纖套管由一對多根光纖連接器插塞形成，該多根光纖連接器插塞具有彈簧件，用于在與光纖帶纜插入該連接器的方向成軸向的方向上將插塞彼此相互地壓緊。一般應用導銷來對準多根光纖連接器插塞，極力使光纖陣列中的各個光纖端部彼此貼著配合，以保證良好的光耦合，并因此保證有效的傳輸。
一般說來，光纖陣列安裝在V形槽中(美國專利4753515)，這些V形槽是在硅材料中蝕刻而成，以便為光纖的精確定位作準備。光纖在硅塊中的精確定位是絕對必要的，以便當兩個連接器配合時，各光纖盡可能靠近對準，從而限制任何的信號損失。
在Stevens等人申請的美國專利5809191中示出一種典型的光纖連接器套管。它示出一單塊模制件光纖套管，用于安放一多根光纖帶纜，以便在一開口處提供具有許多孔的光纖套管面，光纖穿過這些孔。銷相互平行地從光纖套管延伸，用于插入另一個光纖套管中，供將導銷安放在導銷凹槽中。
蝕刻的V形槽可以有良好的精度，但難以將它們結合在一起，并且將它們拋光也是有問題的。這造成終端連接的光纖套管具有脆性的表面和邊緣。
在由Grindersier所申請的美國專利5664039中，示出另一種對準光纖的解決方案，此處將光纖陣列保持在光纖套管內的槽中，然后用一第二平滑(不帶槽的)光纖套管件將這些光纖夾入槽中，那樣光纖可以精確地保持在槽中。按照Grindersier的意見，這讓通過連接器的傳輸具有最小的光纖錯位，因為槽可牢固地保持住光纖。Grindersier還說明了利用各種設計來優(yōu)化傳輸數(shù)據(jù)的另一些裝置，這些裝置通過可供選擇的槽設計-V形、半圓形等，將光纖固定在槽中。
在US Pat Shiflett,USP 5619604中，示出另一種用于改善MT式光纖套管中對準光纖的方法。它說明了一種導向插腳和該導向插腳上的槽，上述導向插腳用于在插孔內預先對準光纖套管，而導向插腳上的槽用于與插孔的加強筋配合。
在光纖連接器領域中，存在有一種長期感覺到的需要，即需要一種光纖連接器，其可在亞微米范國內高精度和高準確度進行機加工，以便保持光纖陣列的各個光纖與光纖帶纜插入其中的光纖套管及用導向銷與其配合的光纖套管二者實現(xiàn)配準。
現(xiàn)有技術(例如，Grindersiev的專利)說明了通過改善一個光纖套管內光纖的對準情況，來改善兩個光纖連接器中光纖的對準。另一些現(xiàn)有技術解決方案如Shiflett,USP 5619604等，通過附加一些機構到光纖套管上來解決光纖套管對準問題；這不僅增加了連接器的成本和復雜性，而且還增加了在對附加的元件(如Shiflett,USP 5619604中所述的那些)進行機加工時產(chǎn)生誤差的機會。
一種對連接MT光纖套管時對準光纖問題的慎重解決方案已經(jīng)避開了現(xiàn)有技術，而且它對光纖工業(yè)將會是非常有利的。
本發(fā)明的目的是提供一種多根終端連接器光纖套管，該多根終端連接器光纖套管提供用于在MT光纖套管中保持光纖的槽，同時消除了在制造帶槽光纖套管時的常見誤差。
按照本發(fā)明，光纖MT式光纖套管包括形狀互配的兩半，這兩半在它們具有垂直支腳的范圍內是L形，每個L形光纖套管一半的一個支腳在其配合端處有若干平行的細長槽，并且在光纖接收端處有一凹槽，每個L形光纖套管一半的另一個支腳構成一個壁，并具有一平行于上述槽的導銷孔，該孔提供該光纖套管與另一MT光纖套管的對準件或導銷的對準，以便當兩半結合在一起時，槽或凹槽疊加，以便安放在由疊加凹槽所形成的開口中的光纖帶纜延伸到上述疊加槽內的光纖中，該光纖可以從上述用于光學數(shù)據(jù)傳送的配合端發(fā)送到另一個光纖套管。
光纖套管容納多根光纖。光纖套管是一種注塑塑料，塑料其中有槽用于接收光纖。光纖套管通過將多根光纖插入光纖套管的槽內，并通過化學粘結將光纖固定在槽內及拋光光纖套管的端面來實現(xiàn)終端連接。光纖套管由兩半形成，每個一半都有一主表面，該主表面中有V形槽，而且每個一半都有一對壁，這對壁包括若干對準導銷用的孔。光纖套管包括一配合端和有一卡圈安裝于其上的后端。光纖套管兩半用膠粘劑結合在一起，并且光纖固定于其中。
本發(fā)明的光纖套管的一個優(yōu)點在于它的具有形狀互配的設計減少了制造成本，因為它的各光纖套管兩半是相同的。另一個優(yōu)點是第一個優(yōu)點的結果，該優(yōu)點在于在制造光纖套管第一個一半時發(fā)生的偏差對光纖套管功能的影響減至最小，因為光纖套管的另一半有相同的偏差，但它們位于相反的方向，結果是兩半元件是彼此互補的。例如，如果兩個光纖套管A、B待配合，則A，B其中每個都包括相同的兩半。因此，套管A具有頂部一半和底部一半，而光纖套管B也具有頂部一半和底部一半，并且所有4個一半都相同。如果造好的光纖套管A頂部一半在位置“X”處具有槽，而該槽打算用于位置“Y”，則這種不規(guī)則性將被光纖套管B頂部一半中即使有也很少的相同不規(guī)則性相匹配-光纖套管A與該光纖套管B配合。
現(xiàn)有技術回避不了這種誤差，在現(xiàn)有技術中光纖套管用單個模制件制成，該單個模制件具有導銷孔和用于光纖的孔。在現(xiàn)有技術MT光纖套管中，中心銷的數(shù)量等于待由此光纖套管封閉的光纖實際數(shù)，然后將中心銷插入該單個模制件中，用于形成光纖用孔。本發(fā)明要解決的，這種方法的問題在于，每次重復中心銷的插入都與先有的重復不同，因此沒有兩次重復產(chǎn)生相同的光纖套管。誤差引到兩個光纖套管中，這兩個光纖套管是待配合的，但可能具有未對準的光纖。在制造也許是數(shù)十萬光纖套管的過程中，產(chǎn)生誤差的機會是很大的。
按照本發(fā)明，設計的光纖套管與制造的實際光纖套管之間的差異很少導致光纖套管的不合格配合，即使在光纖套管中有制造不規(guī)則性也是如此。而且，在連續(xù)批量制造的光纖套管之間的差異將全都正確而同等地起作用，即使連續(xù)批量產(chǎn)生了不完全等同的光纖套管兩半也是如此。
下面以對優(yōu)選實施例的詳細敘述，說明本發(fā)明的這些和另一些特點。


圖1是本發(fā)明光纖套管的透視圖；圖2是本發(fā)明光纖互連系統(tǒng)光纖套管的透視圖；圖3是本發(fā)明光纖套管一半的透視圖；圖4是本發(fā)明光纖套管的部件分解圖。
在圖1,2中示出一對本發(fā)明的MT光纖套管10、11。每個光纖套管10、11還包括兩個兩半12,13,14,15。每個光纖套管的一半12,13,14,15都具有一配合端20,21和一光纖接收端24,26,在配合端20,21處，光纖套管10,11中疊加的槽36,37,51,52內的光纖在它們的配合端20,21處相互連接，而光纖接收端24,26用于安放一對光纖帶纜27,28，該光纖帶纜封閉在槽36,37,51,52中。為了形成每個光纖套管10,11，光纖套管的兩半12,13、14、15，除了沿著間隙30,31之外，用膠粘劑(未示出)粘結在一起，由此允許過量的膠粘劑穿過間隙30、31滲出并離開槽36、37、51,52。每個一半12、13、14、15都包括孔22a、22b、23a、23b，它們從其光纖套管12的配合端20、21延伸到光纖接收端27。光纖套管兩半12、13、14、15中的孔22,23的用途是用于安放導銷25，導銷25使引導光纖對準的光纖套管10、11對準，并提供一低的光學通信損失。光纖套管10中的開口34用于安放帶狀光纜27，該開口34由每個光纖套管一半12、13中的凹槽57a、57b形成。同樣，光纖套管11具有一由光纖套管一半14,15形成的開口，用于安放帶狀光纜28。
圖2示出光纖套管10，它包括除了在間隙30處外其余部分接合的光纖套管兩半12,13。孔22a、22b還從光纖接收端24延伸到配合端20。每個一半12,13都包括一表面41,42，表面41,42具有多個疊加的V形槽36、37,V形槽3637是共同存在于由這些槽36所形成的表面41之外的空間范圍內，它們有點象同心的頂部和底部半圓，疊加在一起可形成一個圓形。這里，槽36,37疊加，以便形成一金剛石形的槽，用于封閉光纖。光纖套管兩半12,13相同而形狀互配，并且一個的元件與另一個的相同。
單個光纖套管的一半12包括如圖2所示的配合端20和如圖3所示的光纖接收端24。光纖套管的一半12包括配合端20附近的表面41。表面41中形成多個光纖槽36。在優(yōu)選實施例中，這些是光纖對準槽36，也叫做V形槽36，因為這些槽成楔形。在一個實施例中，沿著光纖套管的一半12的主上表面41形成12個V形槽，而且數(shù)目還可以不同于12個。V形槽36精確成形，以便夾持光纖。
在光纖套管的一半12的光纖接收端處，是一個凹槽57b，它由底部表面59形成，用于接收光纖帶纜27(圖1)。凹槽57b與V形槽36連通，以便當光纖帶纜27安放在凹槽57b中時，可以將各個分開的光纖安裝在V形槽中。兩個光纖套管的一半12,13的凹槽57a、b(圖1、2、4)疊加，以便在光纖套管10的光纖接收端24處，形成一開口34(圖1)。表面59,62,63可以是平的一用于形成一系列臺階，或者是斜的一用于將通常是可撓曲的光纖帶纜27或光纖集中于表面41成V形槽36上。當兩個光纖套管的一半12安裝在一起時，由疊加凹槽57a、b所形成的開口34通常是矩形?？ㄈ?5是光纖套管的一半12在光纖接收端24處整體式的模制部分。
在圖4中，光纖套管10包括光纖套管的一半12，該光纖套管的一半12位于光纖套管的一半13下方，因為這兩半剛好在帶狀光纖27(圖1)和光纖插入光纖套管10中的前面。一個對準柄腳70從光纖套管的一半12第二側邊39中凸出。柄腳70可以是矩形形狀，并與光纖套管的一半12整體式模制。槽口45是在光纖套管的一半12第一側邊38上的柄腳70上方。槽口45是與柄腳70的形狀相同，但比柄腳70稍大，以便在光纖套管的兩半12,13配合期間容納它。槽口45接收套管的一半12的柄腳70。而光纖套管的一半12的槽口46安放套管的一半13的柄腳71。
在圖4中，槽口45形成具有后壁47的開槽區(qū)域。槽口46沿著套管的一半12的第二側邊39敞開，以便那時光纖套管的一半13的柄腳71朝槽口46方向移動并配合在槽口46的內部。同樣，底部光纖套管的一半12的柄腳70可以插在套管的一半13的槽口45內部。光纖套管的兩半12,13的具有不同形狀的設計能對單一模具提供兩個一半，然后可以通過插在另一個光纖套管一半12,13的槽口45,46內的柄腳70,71相互配合在一起。
這些柄腳70,71和槽口45、46為光纖套管兩半12,13的對準提供準備，以便幫助裝配光纖套管10。光纖套管的兩半12,13可以按下述步驟裝配將光纖安裝在光纖套管的一半12的V形槽內部；然后在配合端20處沿著表面41涂布環(huán)氧樹脂以固定光纖；然后將光纖套管的一半13安裝到光纖套管的另一半12上；光纖槽36,37中的光纖在配合端20,21處起對準導向件作用，而柄腳70,71在光纖接收端24處起光纖套管兩半12,13的對準裝置作用。通過使柄腳70,721對準到槽口45、46中，將光纖套管的兩半12,13安裝在一共平面的方位中。
在實施例中，光纖套管的一半12用一種聚合物材料如液晶聚合物模制而成。V形槽36采用上述精密模制技術注塑。與模制包括對準槽36的配合端20同時，模制包括上述全部對準零件的光纖接收端24?？梢钥闯?，模制光纖套管10的優(yōu)點允許同時模制與光纖套管一半的配合端14整體式模制的這些對準零件，并提供快速而廉價制造包括這些對準零件的光纖套管，因此在連接器組件內部不需要任何附加的部件或元件。
一個向上的壁80從第一主平面41朝光纖套管的一半13上的第二主平面42凸出。壁80在第一側邊38處或其附近留出間隔，其中限定包括與表面41正交或相交方向上延伸的表面。向上的壁80具有第一外表面85和第一內表面83。
在圖4中，頂部光纖套管一半13包括壁90，壁90面朝下，當?shù)撞抗饫w套管一半12的壁80面朝上時，它沿著配合方向在軸向上與第二主表面42間隔開。在此實施例中，當?shù)撞恳话牒晚敳恳话?2,13并置成光纖套管10時，向上和向下的壁80,90防止膠粘劑穿過間隙30、31之外的地方滲出(圖1,2)。該實施例達到一個優(yōu)于現(xiàn)有技術的優(yōu)點是頂部和底部光纖套管的一半12,13可以用膠粘劑接合而不分離。
本發(fā)明的優(yōu)點在于光纖套管10可以在野外裝配，以便接合光纖插孔并與相同或不同形狀因素的對置連接器精確對準。而且，盡管現(xiàn)有技術的MT光纖套管是單個模制件，但本發(fā)明的光纖套管是由兩半構成。這種設計的一個優(yōu)點是，由于頂部一半和底部一半12,13二者由同樣的形狀相配元件形成，所以在形成V形槽時的不規(guī)則性被V形槽中同樣的不規(guī)則性所消除。因此，光纖套管的一半13溝槽中的誤差與同其配合的光纖套管一半14中的誤差一致。換句話說，當使光纖套管的兩半配合時，光纖套管一半13V形槽的位置間距被光纖套管一半14相應V形槽中相應的間距配合。有誤差的配合相互抵消掉。
裝配和終端連接光纖套管10的另一種優(yōu)選方法如下在光纖套管10注塑成型之后，通過將一中心銷(未示出)安裝在第一半12的槽36中(參見圖3)，完成光纖套管10的裝配。然后將配對一半12的主表面41放在一起，以便將中心銷封閉在兩半12,13之間。然后，例如通過化學粘結或超聲波焊接將兩個一半12,13固定在一起?？ㄈ?5(見圖2,3)作為光纖套管一半12的一部分同時注塑成型，它包括一個中心銷可以由其凸出的凹槽57b。在可供選擇的實施例中，圍繞光纖套管的兩半12,13后身將分開的卡圈固定。中心銷的直徑剛好稍大于待放大槽中的光纖的直徑。例如，中心銷可以具有約0.1255微米的直徑。取出中心銷，留下的光纖套管30具有V形槽通道，該通道在頂部一半13和底部一半12之間精確對準，并且沿著它們的通道壁沒有任何的偏差如光纖套管兩半12,13的V形槽未對準的情況。以這種方式裝配的光纖套管10因此可以快速而方便地按照下述說明進行終端連接。
接著通過化學粘結，如將一種厭氧性膠粘劑注入光纖套管內，將光纖固定在光纖套管10的內部。例如，將一種底層涂料如LocquicPrimer N 7649(Loctite Corp.,Rocky Hill,Conn.)和一種硬化劑如RCTM680 Retaining Compound High Strength(Loctite Corp.,RockyHill,Conn.)一起使用。厭氧性膠粘劑是優(yōu)選的，因為它們一旦暴露于空氣中就固化并完全粘附到塑料上。也可以采用另一些化學粘結法，如和固化爐一起使用的環(huán)氧樹脂。膠粘劑可以從光纖套管10的無論哪一側注入或是經(jīng)由開口34注入。膠粘劑將光纖固定在光纖套管10的V形槽36內，并且還使兩半12,13固定在一起。
在膠粘劑已固化之后，將光纖切開并拋光。光纖套管配合端20還可以圍繞V形槽模制一拋光基座，如美國專利Nos.5,333,223和5,193,133中所公開的那種。此處將它們合并參考。采用標準的拋光操作將光纖套管10的端面拋光，以便光纖處于最佳傳送狀態(tài)。上述終端連接操作可以由技術人員很容易在野外完成。這種終端連接與單根光纖的終端連接方法(如SC連接器)相似，并可用一種高成功速率重復。由于本發(fā)明多根光纖套管的新穎構造，及預先將光纖套管的兩半裝配成單個光纖套管單元10，所以終端連接過程可快速而方便地完成。
應該理解，對此處所述的本優(yōu)選實施例進行各種改變和修改，對本技術領域的技術人員來說，將是顯而易見的。這些改變和修改可在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內進行，并且不減少其具有的優(yōu)點。因此，所附權利要求書應包括這些改變和修改。
權利要求
1．一種具有對準元件的多根光纖平面陣列的光纖套管，包括一對配合的、具有形狀互配的光纖套管一半；每個光纖套管的一半，它們都具有光纖接收端和配合端，上述光纖接收端用于在一凹槽中接收至少有兩根光纖的平面光纖陣列，而配合端用于安置每一根光纖；每個光纖套管的一半都具有一第一支腳；每個套管的一半都具有一第二支腳；每個光纖套管一半的第一支腳都具有用于安置光纖的平行細長槽；每個光纖套管一半的第二支腳都具有用于接收導銷的孔；其中，上述具有形狀互配的光纖套管兩個一半這樣裝配，使它們的配合端相互匹配，使它們的帶纜接收端相互匹配，并使每個光纖套管一半的第二支腳與另一光纖套管一半的第一支腳匹配，裝配好的兩半具有一個用于帶纜，即平面光纖陣列的開口，該開口由上述兩半的光纖接收端處的凹槽疊加而形成，結合好的兩半具有一空間，供兩個結合好的一半疊加的平行細長槽中的光纖用，該光纖位于光纖接收端至少有兩根光纖的平面光纖陣列內，并在配合端處引出光纖套管。
2．根據(jù)權利要求1所述的光纖套管，其特征在于，每個光纖套管一半還包括光纖接收端處的對準柄腳和上述光纖接收端處的槽口，每個一半的柄腳用于配合并插入另一半的槽口中。
3．根據(jù)權利要求1所述的連接器，其特征在于，每個一半在光纖接收端處都包括第一側邊處的對準柄腳和第二側邊處的槽口，當兩半配合時，一個一半的柄腳裝填另一個一半的槽口。
4．根據(jù)權利要求1所述的連接器，其特征在于，所述第一、第二兩個一半形成一種套管結構，在所述槽中含有兩根光纖。
5．根據(jù)權利要求1所述的連接器，其特征在于，當將兩半裝配好形成單一結構時，第一和第二支腳相互平行。
6．根據(jù)權利要求1所述的連接器，其特征在于，所述槽在表面處比在基底處寬。
7．根據(jù)權利要求1所述連接器，其特征在于，第一和第二塊體包括一配合端和后端，該后端有一卡圈安裝于其上。
8．根據(jù)權利要求1所述的連接器，其特征在于，所述槽是楔形，所述兩個一半是L形。
9．根據(jù)權利要求1所述的光纖套管，其特征在于，上述光纖套管的一半是L形，上述第一支腳構成L形的第一支腳，而第二支腳構成L形的第二支腳。
10．一種形成多根光纖平面陣列的光纖套管的方法，包括以下步驟模制兩個一半，每個一半都具有一個配合端和一個光纖接收端，該配合端在其第一平面中具有若干多根光纖對準槽，而光纖接收端具有由其凸出的對準柄腳，上述光纖接收端具有一與上述第一平面垂直的壁，上述壁保持在與光纖對準槽平行的方向上，用于接收將安放在上述V形槽內的光纖進行對準的導銷。將兩半配合，其中，將一半的對準柄腳插入另一半的槽口并對準，將它們的配合端對準并將它們的光纖接收端對準，以形成單個光纖套管結構。
11．根據(jù)權利要求10所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟將光纖插入光纖對準槽內并將光纖套管兩半固定在一起，同時光纖夾在套管兩半之間，從而形成單個光纖套管結構。
12．根據(jù)權利要求10所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟將光纖插入V形槽內，并用環(huán)氧樹脂將光纖和光纖套管兩半固定；模制第一光纖套管一半，使之包括與第一對準柄腳相對的第二光纖套管一半；模制第二對準的一半，使之包括在與第二槽口相對的第二光纖套管一半一個側邊上的第二對準柄腳。
13．根據(jù)權利要求10所述的方法，其特征在于，包括將光纖插入V形槽內及用環(huán)氧樹脂固定光纖和光纖套管兩半的步驟。
14．一種光纖套管的一半，具有光纖接收端和配合端，光纖接收端用于將有許多光纖的帶纜安放在凹槽中，配合端用于提供光纖；包括平行的細長槽，用于裝入光纖；包括用于安裝導銷的孔。
15．根據(jù)權利要求14所述的光纖套管一半，其特征在于，上述光纖套管一半是L形，上述第一支腳構成上述L形的一部分，而第二支腳構成另一個支腳。
16．根據(jù)權利要求14所述的光纖套管，其特征在于，光纖套管一半還包括在光纖接收端處的對準柄腳和在上述光纖接收端處的槽口，每個一半的柄腳用于配合并插入另一半的槽口中。
17．根據(jù)權利要求14所述的連接器，其特征在于，每個一半在其光纖接收端處，包括在第一側邊處的對準柄腳和第二側邊處的第一槽口，當?shù)谝缓偷诙话肱浜显谝黄饡r，每個一半的槽口和柄腳用于安放另外一半的柄腳。
全文摘要
一種聚合物光纖多終端連接器(MT)、套管(10),包括具有形狀互配的L形兩半(12,13),它們容納多根光纖,這些光纖安裝在光纖套管兩半的表面內形成的V形槽中。光纖套管兩半包括與V形槽主平面垂直的帶孔壁,用于提供使光纖套管對準MT插口的導銷(25),該MT插口具有一對準組件和安裝在該對準組件內的對準件,以便提供精確的對準。
文檔編號G02B6/38GK1313955SQ00800994
公開日2001年9月19日 申請日期2000年5月12日 優(yōu)先權日1999年5月24日
發(fā)明者菲利普·W·斯科菲爾德, 阿納斯塔西婭·巴杜尼奧提斯 申請人:斯特拉托斯光波公司