包括光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的光纖連接系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】包括光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的光纖連接系統(tǒng)
[0001]本申請(qǐng)是于2014年10月8日進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的PCT專利申請(qǐng)(中國(guó)申請(qǐng)?zhí)枮?01380018911.0，國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮椋?:17^?2013/052345，國(guó)際申請(qǐng)日為2013年2月6日，發(fā)明名稱為“包括光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的光纖連接系統(tǒng)”)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本公開涉及光纖連接系統(tǒng)，且涉及用于端對(duì)端地對(duì)準(zhǔn)兩條纖維的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)代光學(xué)裝置和光學(xué)通信系統(tǒng)廣泛使用纖維光學(xué)線纜。光纖為經(jīng)處理的玻璃纖維束，以便經(jīng)由玻璃纖維透射的光束經(jīng)歷全內(nèi)反射，其中，引導(dǎo)到纖維中的光的入射強(qiáng)度的較大部分在纖維的另一端處被接收到。
[0004]實(shí)現(xiàn)纖維對(duì)準(zhǔn)的許多途徑可在現(xiàn)有技術(shù)中找到，它們中有V形凹槽和套圈(ferrule)?；谔兹Φ膶?duì)準(zhǔn)系統(tǒng)包括套圈連接器，其使用圓柱形插頭(稱為套圈)，插頭配合在對(duì)準(zhǔn)套筒(例如，具有彈性特性的圓柱形對(duì)開套筒)內(nèi)，以執(zhí)行纖維對(duì)準(zhǔn)。通過(guò)套圈的中心鉆取或模制精確的孔。光纖固連(例如，封裝)在精確孔內(nèi)，其中光纖的拋光端位于套圈的端面處。精確的光纖對(duì)準(zhǔn)取決于各個(gè)套圈的中心孔的準(zhǔn)確性。當(dāng)兩個(gè)套圈插入對(duì)準(zhǔn)套筒中，使得套圈的端面與彼此相對(duì)，且由套圈支承的光纖與彼此同軸地對(duì)準(zhǔn)時(shí)，發(fā)生纖維對(duì)準(zhǔn)。一般而言，套圈連接器使用其中鉆有精確中心孔的陶瓷或金屬套圈。不利的是，對(duì)于對(duì)準(zhǔn)而言足夠準(zhǔn)確的此種中心孔的鉆取可能很難。此外，包含套圈的連接器具有很高的制造成本。因此，尋找包含無(wú)套圈連接器的適合的對(duì)準(zhǔn)解決方案將是更合乎需要的。
[0005]V形凹槽通常用于現(xiàn)有技術(shù)無(wú)套圈纖維光學(xué)對(duì)準(zhǔn)裝置中。一個(gè)實(shí)例為用于對(duì)準(zhǔn)光纖端部的在US 6，516，131中描述的V形凹槽方法。V形凹槽為單向或雙向地成錐形，以用于實(shí)現(xiàn)纖維的容易定位。光纖被壓入V形凹槽中，且光纖與V形凹槽的表面之間的線接觸有助于提供光纖的精確對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)例中，期望光學(xué)地連接在一起的兩條光纖端對(duì)端地定位在V形凹槽內(nèi)，使得V形凹槽作用為同軸地對(duì)準(zhǔn)光纖。對(duì)準(zhǔn)的光纖的端面可抵接彼此。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開的一個(gè)方面涉及一種用于端對(duì)端地對(duì)準(zhǔn)兩條纖維的裝置和方法。同軸對(duì)準(zhǔn)可提供在兩個(gè)纖維光學(xué)連接器的光纖之間，以便提供光纖之間的光學(xué)聯(lián)接。在此種實(shí)施例中，光學(xué)連接器可為無(wú)套圈光學(xué)連接器。同軸對(duì)準(zhǔn)還可在纖維光學(xué)線纜的光纖端部與由套圈支承的光纖插芯(stub)端之間提供。在某些實(shí)施例中，根據(jù)本公開的原理的纖維對(duì)準(zhǔn)裝置可準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)光纖，同時(shí)使用最少數(shù)目的零件來(lái)降低成本且便于組裝。
[0007]如本文使用的用語(yǔ)“纖維”涉及單個(gè)光學(xué)透射元件，其具有通常具有8_12μπι直徑的芯和通常具有120_130μπι直徑的包層，其中，芯為纖維的中心透光區(qū)，且包層為包繞芯的材料，以形成用于芯內(nèi)的光傳播的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。芯和包層可涂布有主涂層，其通常包括一個(gè)或更多個(gè)有機(jī)或聚合層，其包繞包層以向透光區(qū)提供機(jī)械和環(huán)境保護(hù)。主涂層可具有范圍在例如200到300μπι之間的直徑。芯、包層和主涂層通常涂布有副涂層，所謂的“緩沖層”，沒(méi)有光學(xué)性質(zhì)的保護(hù)性聚合層應(yīng)用到主涂層上。緩沖層或副涂層通常取決于線纜制造者而具有范圍在300到11 ΟΟμπι之間的直徑。
[0008]如本文使用的用語(yǔ)“光”涉及電磁輻射，其包括電磁波譜的根據(jù)波長(zhǎng)而分類為紅夕卜、可見區(qū)和紫外的一部分。
[0009]折射率匹配凝膠可與根據(jù)本公開的原理的對(duì)準(zhǔn)裝置一起使用，以改善第一與第二光纖的開放透光路徑之間的光學(xué)連接。折射率匹配凝膠的折射率優(yōu)選為很接近用于在裸露光纖端的表面處減小菲涅爾反射的光纖的折射率。在不使用折射率匹配材料的情況下，菲涅爾反射將在纖維的光滑端面處發(fā)生，且降低光學(xué)連接的效率且因此降低整個(gè)光學(xué)回路的效率。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為根據(jù)本公開的原理的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的透視圖；
圖2為圖1的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的另一個(gè)透視圖；
圖3為圖1的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的又一個(gè)透視圖；
圖4-6為圖1的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的分解視圖；
圖7為沿圖2的線7-7截取的截面視圖；
圖8為圖1的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的頂視圖，其中除去了光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的夾具；
圖9為沿圖7的線9-9截取的截面視圖，其中除去了夾具；
圖10為圖1的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的端視圖；
圖11和12示出了已并入有圖1的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的連接器；
圖13是雙纖維光學(xué)適配器的透視圖，其中并入了圖1處所示類型的兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)裝置；
圖14為圖13的雙纖維光學(xué)適配器的端視圖；
圖15為圖13的雙纖維光學(xué)適配器的頂視圖；
圖16為沿圖15的截面線16-16截取的截面視圖；
圖17和18示出單纖維光學(xué)適配器，其中已并入有圖1的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置中的一個(gè)；
圖19示出了圖17和18的單纖維光學(xué)適配器，其中插入有纖維光學(xué)連接器；
圖20示出了處于非連接狀態(tài)中的纖維光學(xué)連接器；
圖21示出了處于連接狀態(tài)中的圖20的纖維光學(xué)連接器；
圖22為圖20的纖維光學(xué)連接器的前頂部透視圖，其中纖維光學(xué)連接器的閘板(shutter)處于閉合位置；
圖23為圖22的纖維光學(xué)連接器的前底部透視圖，其中閘板處于閉合位置；
圖24為圖20的纖維光學(xué)連接器的前頂部透視圖，其中纖維光學(xué)連接器的閘板處于開啟位置；
圖25為圖22的纖維光學(xué)連接器的前底部透視圖，其中閘板處于開啟位置；
圖26為圖22的纖維光學(xué)連接器的前端的底視圖，其中閘板鎖閂機(jī)構(gòu)處于閂鎖位置；
圖27為圖22的纖維光學(xué)連接器的前端的底視圖，其中閘板閂鎖機(jī)構(gòu)處于釋放位置；
圖28為圖22的纖維光學(xué)連接器的閘板閂鎖機(jī)構(gòu)的透視圖；
圖29示出了圖16的纖維光學(xué)適配器，其中第一纖維光學(xué)連接器載入左端口中，且第二纖維光學(xué)連接器與右端口對(duì)準(zhǔn)；
圖30示出了圖29的纖維光學(xué)適配器，其中第二纖維光學(xué)連接器插入以下位置，在該位置，閘板鎖閂機(jī)構(gòu)已移動(dòng)到釋放位置；
圖31示出了圖30的纖維光學(xué)適配器，其中第二纖維光學(xué)連接器插入以下位置，在該位置，閘板已通過(guò)與纖維光學(xué)適配器的右端口內(nèi)的閘板促動(dòng)柱接觸來(lái)從閉合位置朝開啟位置部分地樞轉(zhuǎn)；
圖32示出了圖31的纖維光學(xué)適配器，其中第一和第二纖維光學(xué)連接器完全載入且固連在纖維光學(xué)適配器中，且其中第一和第二纖維光學(xué)連接器的光纖通過(guò)纖維光學(xué)適配器內(nèi)的對(duì)準(zhǔn)裝置同軸地對(duì)準(zhǔn)；
圖33示出了圖32的纖維光學(xué)適配器，其中第二纖維光學(xué)連接器從纖維光學(xué)適配器的右端口部分地取出，且其中第二纖維光學(xué)連接器的閘板接觸纖維光學(xué)適配器的右端口內(nèi)的閘板促動(dòng)柱；
圖34示出了圖33的纖維光學(xué)適配器，其中閘板通過(guò)與閘板促動(dòng)柱接觸來(lái)樞轉(zhuǎn)至閉合位置；
圖35為圖29的纖維光學(xué)適配器的截面視圖，其中第二纖維光學(xué)連接器插入纖維光學(xué)適配器的右端口至一點(diǎn)，在該處，第二纖維光學(xué)連接器的閘板閂鎖機(jī)構(gòu)首先接合纖維光學(xué)適配器的釋放軌道，且閘板閂鎖機(jī)構(gòu)仍在圖26的閂鎖位置中；
圖36為圖29的纖維光學(xué)適配器的截面視圖，其中第二纖維光學(xué)連接器插入纖維光學(xué)適配器的右端口至一點(diǎn)，在該處，第二纖維光學(xué)連接器的閘板閂鎖機(jī)構(gòu)首先接合纖維光學(xué)適配器的釋放軌道，且釋放軌道將閘板R鎖機(jī)構(gòu)保持在圖27的釋放位置中；
圖37為分解視圖，示出了用于將圖20的纖維光學(xué)連接器轉(zhuǎn)換成套圈纖維光學(xué)連接器的纖維光學(xué)適配器和轉(zhuǎn)換器；
圖38為圖37的轉(zhuǎn)換器的分解視圖；
圖39為圖38的轉(zhuǎn)換器的組裝視圖；
圖40為圖39的轉(zhuǎn)換器的截面視圖；
圖41為圖39的轉(zhuǎn)換器的截面視圖，其中圖20的纖維光學(xué)連接器插入其中；
圖42示出了用于將纖維對(duì)準(zhǔn)裝置安裝到套圈組件的備選安裝構(gòu)造；
圖43為根據(jù)本公開的原理的另一個(gè)光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的透視圖；
圖44為圖43的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的另一個(gè)透視圖；
圖45為圖43的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的另一個(gè)透視圖；
圖46為圖43的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的側(cè)視圖；
圖47為圖43的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的頂視圖；
圖48為圖43的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的第一端視圖；
圖49為圖43的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的第二端視圖；
圖50為沿截面線50-50截取的圖48的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的縱截面視圖；
圖51為圖50的縱截面視圖，其中除去了內(nèi)部構(gòu)件；
圖52為圖43的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的分解視圖；并且圖53為沿截面線53-53截取的圖47的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置的橫截面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]圖1-10示出了根據(jù)本公開的原理的光纖對(duì)準(zhǔn)裝置20。光纖對(duì)準(zhǔn)裝置20用于同軸地對(duì)準(zhǔn)和光學(xué)地連接兩條光纖，使得光學(xué)透射可從光纖傳遞到光纖。當(dāng)?shù)谝缓偷诙饫w沿纖維插入軸線22插入光纖對(duì)準(zhǔn)裝置20的相對(duì)端中時(shí)，光纖被引導(dǎo)成以下定向，在該定向下，光纖彼此同軸地對(duì)準(zhǔn)，其中光纖的端面抵接彼此或很接近彼此。機(jī)構(gòu)可設(shè)在光纖對(duì)準(zhǔn)裝置20內(nèi)，以用于將光纖機(jī)械地固持在光學(xué)地連接的定