專利名稱：位于海底壓力容器的端蓋和箍圈之間的電絕緣環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光中繼器領(lǐng)域，并且更加具體地，涉及海底光傳輸系統(tǒng)中使用的光中繼器。
背景技術(shù)：
在海底光傳輸系統(tǒng)中，通過光纜傳輸?shù)墓庑盘?hào)在可能跨越數(shù)千英里的光纜的長度之上變得衰減。為了補(bǔ)償這種信號(hào)衰減，在關(guān)鍵地方沿著光纜的長度安置光中繼器。
在典型的光中繼器中，運(yùn)送光信號(hào)的光纜進(jìn)入中繼器，并且在退出中繼器之前，通過至少一個(gè)放大器和諸如光耦合器和退耦器之類的各種部件耦合。這些光學(xué)部件經(jīng)由光纖相互耦合。在保護(hù)中繼器免受環(huán)境損壞的密封結(jié)構(gòu)中容納中繼器。在部署的過程期間，將光纜盤繞到位于船上的大光纜盤上。因此，中繼器變得與光纜一起在光纜盤周圍纏繞。由于信號(hào)的性質(zhì)，以及光纖中傳輸?shù)男畔⒌牟粩嘣黾拥牧浚欣^器正在變得更大，并且當(dāng)它們圍繞光纜盤盤繞時(shí)，它們增加的長度造成了問題。盡管光纜盤直徑可能高達(dá)9-12英尺，但是當(dāng)前的中繼器長度可能大于5英尺，并因而不能沿著光纜盤放平，或者甚至基本上平坦。特別是在光纜的放出和卷繞期間，在中繼器及其連接的光纜之間的連接點(diǎn)處遭遇到由高達(dá)100,000磅量級(jí)的力引起的巨大應(yīng)力。由于施加到與中繼器接頭處的光纜上的嚴(yán)重局部彎曲，可能發(fā)生穿過光纜的非等軸加載。這種加載在遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于光纜自己的抗拉強(qiáng)度的負(fù)荷下會(huì)不可避免地導(dǎo)致光纜部件故障。
為了防止中繼器部署期間光纜的故障，常常提供彎曲限制器，其目的是為了平衡光纜上施加的力。另外，在彎曲限制裝置連接到的中繼器的每個(gè)縱向末端處可以提供萬向架。萬向架在兩個(gè)方向上提供了自由的角運(yùn)動(dòng)。中繼器和彎曲限制裝置之間的萬向架所允許的彎曲角度進(jìn)一步減少了光纜上施加的局部彎曲。
傳統(tǒng)中繼器的大物理尺寸在它們的部署方面造成困難的同時(shí)增加了它們的復(fù)雜性和成本。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了在海底環(huán)境中使用的壓力容器。所述壓力容器包括壓力殼體和至少兩個(gè)光纜接收元件，所述光纜接收元件布置在所述壓力殼體的相對(duì)端，用于分別接收每個(gè)在其中都包括電導(dǎo)線的光纜的末端，所述光纜接收元件適合于與所述光纜中的所述各個(gè)電導(dǎo)線電接觸。至少一個(gè)光放大器位于所述壓力容器中。所述光放大器包括至少一個(gè)電氣部件，其用于從所述光纜中的所述電導(dǎo)線接收電功率。所述壓力容器還包括電絕緣元件，其使所述光纜接收元件中的至少一個(gè)與所述壓力殼體電隔離。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述電絕緣元件包含陶瓷元件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述壓力殼體和所述電絕緣元件形狀為圓柱形并且直徑相等。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述壓力殼體由金屬材料形成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了包含所述光放大器的光放大器模塊。所述模塊包括內(nèi)殼，其具有基本上和海底光纜接頭的內(nèi)部光纖接續(xù)殼體的外部尺寸相等的外部尺寸。所述內(nèi)殼包括一對(duì)相對(duì)的端面，其每一個(gè)都具有保持元件，用于將所述內(nèi)殼保持在所述海底光纜接頭的外殼之內(nèi)。所述內(nèi)殼還包括互連所述相對(duì)端面的側(cè)壁，其在所述相對(duì)端面之間縱向延伸。由導(dǎo)熱材料形成的所述側(cè)壁包括插孔部分，其具有多個(gè)通孔，每個(gè)所述通孔依尺寸制造，以接收光放大器中使用的無源光學(xué)部件。所述模塊還包括至少一個(gè)電路板，在所述電路板上駐留諸如與所述光放大器相關(guān)的至少一個(gè)降壓元件之類的電子器件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，至少一個(gè)光泵源與所述端面中的一個(gè)熱接觸。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述端面每個(gè)都包括至少一個(gè)向內(nèi)延伸的凸臺(tái)。所述光泵源駐留在所述向內(nèi)延伸的凸臺(tái)中的一個(gè)上。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述電路板的第一面駐留在通過所述側(cè)壁延伸的表面上。導(dǎo)熱墊片安裝到所述電路板的所述第一面，并且提供了所述降壓元件和所述側(cè)壁之間的導(dǎo)熱路徑。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述降壓元件安裝到所述導(dǎo)熱墊片。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述降壓元件為穩(wěn)壓二極管。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述多個(gè)通孔通過所述側(cè)壁的所述插孔部分水平地縱向延伸。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述內(nèi)殼具有普通圓柱形的形狀。所述側(cè)壁的所述插孔部分具有規(guī)定所述圓柱形形狀直徑的曲率。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述海底光纜接頭是通用的接頭，用于連接具有不同構(gòu)造的光纜。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，光纖存放區(qū)包括至少一個(gè)光纖線軸，在所述線軸周圍能夠纏繞光纖。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述內(nèi)殼由一對(duì)半單元形成，每個(gè)所述半單元包括所述保持元件中的一個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述側(cè)壁包括一對(duì)從所述側(cè)壁的所述插孔部分縱向延伸的肋式部件。所述肋式部件每個(gè)都具有從中水平地縱向延伸的拉桿通孔，用于支撐所述海底光纜接頭使用的拉桿。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述內(nèi)殼的外部尺寸小于大約15cm×50cm。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述內(nèi)殼的外部尺寸大約為7.5cm×15cm。


圖1顯示了海底光纜的例子；圖2顯示了供海底光學(xué)電信系統(tǒng)之用的用于連接光纜的通用光纜接頭的簡化示意圖；
圖3顯示了通用光纜接頭的特殊例子，該通用光纜接頭可以從全球海運(yùn)系統(tǒng)有限公司(Global Marine Systems Limited)和通用接頭聯(lián)盟(the Universal Joint Consortium)得到；圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的光放大器模塊的側(cè)視圖；圖5顯示了形成圖4中描繪的光放大器模塊的半單元中的一個(gè)的透視圖；圖6顯示了形成圖4中描繪的光放大器模塊的半單元中的一個(gè)的側(cè)視圖；圖7顯示了形成圖4中描繪的光放大器模塊的半單元中的一個(gè)的橫截面?zhèn)纫晥D；圖8是圖4中顯示的光放大器模塊的橫截面?zhèn)纫晥D；圖9是與端蓋互連的光放大器模塊的部分的放大橫截面?zhèn)纫晥D；圖10顯示了電路板中的一個(gè)的底面的平面圖，其顯示了安裝穩(wěn)壓二極管以利于傳熱的方式；圖11顯示了容納光放大器組件的壓力容器的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到，通過首先減少中繼器的長度，能夠得到顯著較小的中繼器，以便大大減輕其部署期間施加于其上的應(yīng)力，從而消除對(duì)萬向架的需要。萬向架的消除又允許進(jìn)一步減少中繼器的尺寸。
本發(fā)明人已進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，能夠在這樣的單元中容納尺寸顯著減小的中繼器，所述單元從適合于海底環(huán)境的現(xiàn)成部件形成。具體地，本發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到，傳統(tǒng)上用于互連不同海底光纜的殼體也能夠用作極小形狀因數(shù)的中繼器殼體。如下面討論的那樣，一種這樣的殼體，其通常被稱作通用接頭，已成為用于維護(hù)海底光纜的事實(shí)上的全世界的標(biāo)準(zhǔn)，而且擁有成功部署的長遠(yuǎn)歷史。本發(fā)明因而提供了一種中繼器，其中，由于其小的尺寸，所述中繼器易于部署，并且位于經(jīng)濟(jì)的、適合于海底的殼體中，所述殼體已經(jīng)在海底光通信工業(yè)中沿用已久。此外，因?yàn)橥ㄓ媒宇^能夠互連不同的光纜，所以中繼器能夠用來連接來自不同制造商的多種光纜和系統(tǒng)。
為了便于理解本發(fā)明，結(jié)合圖1來說明海底光纜的例子。盡管不同的光纜產(chǎn)品使用具有不同構(gòu)造和尺寸的光纜，但是大多數(shù)光纜都以一種形式或其他形式使用圖1中描繪的大多數(shù)部件。光纜330包含由諸如鋁或不銹鋼之類的金屬制成的單個(gè)的、位于中心的充滿凝膠的緩沖管332。充滿凝膠的緩沖管332包含光纖335。在某些情況下，緩沖管332被替換為由嵌入聚合物中的光纖所包圍的置于中心的光纜主鋼絲(kingwire)。在緩沖管的周圍纏繞充當(dāng)強(qiáng)力層的兩層絞合線。一層包括絞合線338，而另一層則包括絞合線339。銅導(dǎo)線340包圍絞合線，并且充當(dāng)電導(dǎo)線和密封屏障。由聚乙烯形成的外套342封裝銅導(dǎo)線340并且充當(dāng)絕緣層。
圖2顯示了供海底光學(xué)電信系統(tǒng)之用的用于連接光纜的通用光纜接頭的簡化示意圖。這樣的接頭被稱作通用光纜接頭，因?yàn)樗軌蚧ミB許多不同類型的海底光學(xué)電信光纜而不管其制造商是誰。光纜接頭包括光纖接續(xù)位于其中的公共部件組件10。光纖接續(xù)由兩個(gè)光纖形成，所述兩個(gè)光纖分別來自兩個(gè)光纜，其每一個(gè)在光纜端接單元12中端接。保護(hù)組件15包圍公共部件組件10和光纜端接單元12，以提供免于外部環(huán)境的保護(hù)。
圖3顯示了通用光纜接頭的特殊例子，該通用光纜接頭可以從全球海運(yùn)系統(tǒng)有限公司和通用接頭聯(lián)盟得到，如前所述，該通用光纜接頭通常被簡稱為通用接頭。在圖2和圖3以及后面的附圖中，同樣的參考數(shù)字指示同樣的元件。在圖3中，圖2中描繪的保護(hù)組件15包括不銹鋼套筒14，其包圍公共部件組件10；以及聚乙烯套筒16，其被模制于公共部件組件10之上。不銹鋼套筒14提供對(duì)拉力、扭力和壓力負(fù)荷的抵抗，并進(jìn)一步提供導(dǎo)電路徑，通過該導(dǎo)電路徑，能夠從一個(gè)光纜的銅導(dǎo)線向另一個(gè)光纜的銅導(dǎo)線傳輸電功率。
連接過程始于剝?nèi)ス饫|的各層以露出預(yù)定長度的外套、銅導(dǎo)線、絞合線和光纖組(例如包含光纖的緩沖管或被光纖包圍的光纜主鋼絲)。在位于光纜端接單元12中的套圈組件中夾緊絞合線。光纖組延伸進(jìn)入公共部件組件10，在那里通過一系列的夾具被固定就位。在公共部件組件10中，單獨(dú)的光纖被分開并接續(xù)到來自另一個(gè)光纜的它們的相應(yīng)光纖。接頭和多余的光纖一起在公共部件組件10內(nèi)形成的通道中被打成環(huán)并纏繞。在不銹鋼套筒14中插入公共部件組件10，并將端蓋13擰到組件10的每個(gè)末端。兩個(gè)拉桿17和19通過端蓋13和公共部件組件10延伸。設(shè)計(jì)拉桿17和19以支撐拉力負(fù)荷，其中，在接頭從船上向其海底環(huán)境轉(zhuǎn)移時(shí)的部署期間，所述拉力負(fù)荷被施加到通用接頭上。最后，在模具中放置接頭，所述模具被注入熔化的聚乙烯以提供絕緣(亦即聚乙烯套筒16)，其與光纜的外套相連。不銹鋼套筒14和端蓋13規(guī)定的組件充當(dāng)在其中容納光纜接頭的壓力容器。
本發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到，能夠修改諸如圖2-3中描繪的通用光纜接頭之類的光纜接頭，以充當(dāng)一個(gè)或多個(gè)光放大器位于其中的中繼器殼體。圖4-9顯示了取代圖1-4中看到的公共部件組件10的光放大器模塊400的一個(gè)實(shí)施例。光放大器模塊400必須具有和公共部件組件大體相同的尺寸，其僅為大約7.5cm×15cm。如前所述，這在尺寸上遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的中繼器殼體，其通常為幾英尺長。附圖中描繪的光放大器模塊400能夠支持4個(gè)鉺摻雜光纖放大器(EDFA)，其中，對(duì)于兩個(gè)光纖對(duì)中的每一個(gè)，其在物理上被歸類為雙重放大器單元。當(dāng)然，本發(fā)明包含了能夠支持任意數(shù)目EDFA的光放大器模塊。
每個(gè)光放大器都包括鉺摻雜光纖、光泵源、隔離器和增益平整過濾器(GFF)。放大器為單級(jí)，用交叉耦合泵激光器向前泵送。如果兩個(gè)泵激光器中的一個(gè)故障，則3dB耦合器允許雙重放大器中的鉺摻雜光纖的兩個(gè)線圈都被泵送。在輸出端，隔離器保護(hù)防止反向散射光進(jìn)入放大器。增益平整過濾器被設(shè)計(jì)用來在設(shè)計(jì)的輸入功率下平整放大器增益?？紤]到COTDR類型的線路監(jiān)測，可以提供另外的光學(xué)路徑，以允許任一光纖中的反向散射光的過濾部分被耦合返回到相反的方向上。當(dāng)然，光放大器模塊400可以支持諸如多級(jí)放大器、向前和相反泵送放大器之類的具有不同構(gòu)造的EDFA，以及使用除了鉺之外的稀土元素的光纖放大器。
光放大器模塊400被設(shè)計(jì)以與其他的光纜接頭兼容，以便它連接到光纜端接單元12，并以與公共部件組件10相同的方式安裝在不銹鋼套筒14內(nèi)。
以端蓋13就位的方式在圖4中顯示了光放大器模塊400的側(cè)視圖。通常用圓柱形結(jié)構(gòu)來規(guī)定模塊400，所述圓柱形結(jié)構(gòu)具有位于相對(duì)端面403上的凸緣402(見圖5)?？v向平面405通過光放大器模塊400延伸，從而將模塊400切成兩個(gè)半單元404和404’，其關(guān)于垂直于縱向平面405的旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱。亦即，最好如圖5中看到的那樣，不是將端面403分成位于不同半單元404上的兩個(gè)部分，而是每個(gè)半單元404都包括各個(gè)凸緣402位于其上的端面403中的一個(gè)的部分。圖5顯示了單元404中的一個(gè)的透視圖。在圖4-9中描繪的本發(fā)明的實(shí)施例中，每個(gè)半單元404容納兩個(gè)鉺摻雜光纖放大器。
凸緣402和圖3中顯示的通用接頭的光纜端接單元12配對(duì)。如在圖7和8的截面圖中看到的那樣，通孔407從端面403向內(nèi)延伸，通過該通孔407插入通用接頭的拉桿。端面403還包括隙孔430，用于將通用接頭的端蓋13固定到光放大器模塊400。沿著這樣的直線布置隙孔430，所述直線垂直于連接拉桿通孔407的直線。
如圖4-6所示，每個(gè)單元404包括形成半個(gè)圓柱體的彎曲側(cè)壁412，所述半個(gè)圓柱體規(guī)定了圓柱形結(jié)構(gòu)的一部分。脊椎部件406和彎曲側(cè)壁412構(gòu)成整體并與之相切，而且從那里縱向延伸。包含通用接頭的拉桿的通孔407通過脊椎部件406延伸。陶瓷凸臺(tái)440位于遠(yuǎn)離末端凸緣403的脊椎部件406的末端。如圖5和7所示，通孔407通過陶瓷凸臺(tái)440延伸。如下面討論的那樣，陶瓷凸臺(tái)440防止電流從一個(gè)半單元404流向另一個(gè)。
電路板支撐表面416在縱向平面405上沿著單元404的外圍延伸。在支撐表面416上安裝電路板426。當(dāng)裝配半單元404和404’時(shí)，通過一對(duì)互鎖功率傳導(dǎo)銷423互連電路板426和426’，所述一對(duì)互鎖功率傳導(dǎo)銷423在兩個(gè)電路板426和426’之間提供電連接。位于電路板支撐表面416和脊椎部件406之間的單元404的內(nèi)腔充當(dāng)光纖存儲(chǔ)區(qū)。光纖線軸420位于光纖存儲(chǔ)區(qū)中的脊椎部件406的內(nèi)表面上。圍繞光纖線軸420纏繞鉺摻雜光纖及任何多余的光纖。光纖線軸420具有至少足夠大到可以防止光纖彎曲超過其最小指定彎曲半徑的外部直徑。
彎曲側(cè)壁412足夠厚，以支撐多個(gè)通過那里縱向延伸的通孔418。通孔418充當(dāng)用于光放大器的無源部件的插孔。亦即，每個(gè)插孔418都能夠包含諸如隔離器、增益平整過濾器、耦合器以及類似物之類的部件。
端面403每個(gè)都包括一對(duì)泵支撐凸臺(tái)403a(見圖6和7)，其向內(nèi)延伸并平行于電路板426。電路板426具有切口，以便露出泵支撐凸臺(tái)403a。在每個(gè)泵凸臺(tái)403a上安裝為每個(gè)光放大器提供泵送能量的泵源427。
電連接如前所述，在兩個(gè)光纜端接單元12中的光纜之間必須保持電連接。然而，必須電隔離光放大器模塊400中的各種部件，以使必須供應(yīng)給位于電路板426上的電氣部件的小電壓(例如5-20V)成為可能。
再次參考圖3，充當(dāng)電介質(zhì)的聚乙烯套筒16包圍了光放大器模塊400和套筒14。電功率從位于端接單元12中的光纜中的導(dǎo)線獲得，并通過位于電路板426中的導(dǎo)線傳送。以電路板的環(huán)氧樹脂充當(dāng)局部電介質(zhì)的方式，使電路板從光放大器模塊400電隔離。在電壓降落到電路板中的一個(gè)上的電氣部件之后，電壓經(jīng)由一對(duì)相容導(dǎo)電銷423從電路板426向電路板426’傳遞，其中，所述相容導(dǎo)電銷423每個(gè)都包含銷和套接組件。銷423允許由于拉力或流體靜壓而發(fā)生的任何軸向運(yùn)動(dòng)。
更加具體地，現(xiàn)在參考圖7和8，向電氣部件供應(yīng)功率如下。由于光纜端接單元12是電動(dòng)的或有源的，所以端蓋13也是電有源的。電源線在電路板426和426’中的每一個(gè)內(nèi)延伸。電源線直接從泵支撐凸臺(tái)403a接收電功率。諸如穩(wěn)壓二極管之類的一個(gè)或多個(gè)降壓元件位于電路板426上。將電源線電耦合到電路板上的其他電氣部件的穩(wěn)壓二極管，降落了足以供電電氣部件的電壓。電連接沿著電源線延伸，并且經(jīng)由導(dǎo)電銷423維持穿過電路板到另一個(gè)電路板。用這種方法，電連接從一個(gè)端蓋13延伸，通過與端蓋13接觸的末端凸緣403和泵支撐凸臺(tái)403a，通過位于擱在泵支撐凸臺(tái)403a之上的電路板426上的電源線，通過導(dǎo)電銷423中的一個(gè)，并且通過位于另一個(gè)電路板426中的電源線。最后，電連接經(jīng)由另一個(gè)泵支撐凸臺(tái)403a和末端凸緣403延伸到另一個(gè)端蓋13。
使電路徑從光放大器模塊400隔離如下。在電路板支撐表面416和電路板426之間布置電絕緣墊片。用這種方法，除了通過前述的電源線之外，泵支撐凸臺(tái)403a與電路板426電隔離。陶瓷隔離器442包圍了螺栓，其將電路板426固定到每個(gè)半單元404的側(cè)壁412。陶瓷隔離器442防止從螺栓向位于電路板426上的部件放電。位于每個(gè)半單元404上的陶瓷凸臺(tái)440使與其連接的脊椎部件406從與其接觸的端蓋13和末端凸緣403兩者電隔離。
圖9顯示了下述方式通過通孔407延伸的拉桿409與端蓋13電隔離。如用于最左邊的端蓋13的圖9所示，陶瓷墊圈444包圍了每個(gè)拉桿409的頭部。陶瓷墊圈444使端蓋13與拉桿409電隔離。因?yàn)橥ㄟ^陶瓷墊圈444建立的封閉不是密封的，所以還提供了銅墊圈446和448，以確保在拉桿和端蓋13之間實(shí)現(xiàn)這樣的密封。拉桿409的螺紋末端在相對(duì)的端蓋13中端接，而且螺紋末端與端蓋13并不電隔離。
由于壓力容器的套筒14和壓力容器的端蓋13接觸，所以套筒14應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地由非導(dǎo)電材料形成。例如，套筒14可以由導(dǎo)熱陶瓷形成，所述導(dǎo)熱陶瓷因其強(qiáng)度而有利。然而，因?yàn)檫@樣的陶瓷通常名義上導(dǎo)電，所以它們需要配備氧化物表面以充當(dāng)電介質(zhì)。氧化物的表面加工被優(yōu)選地拋光以利于形成密封。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，如果套筒14由諸如不銹鋼之類的金屬材料形成，則可能是有利的。在這種情況下，借助于端蓋13中的一個(gè)和套筒14之間插入的電絕緣環(huán)，可以打破壓力容器的套筒和端蓋13之間的電連續(xù)性。在圖11中顯示了這樣的環(huán)的例子。在這個(gè)例子中，絕緣環(huán)6被構(gòu)造以具有與套筒14相同的半徑尺寸。絕緣環(huán)6可以由諸如陶瓷之類的任何適當(dāng)材料形成。優(yōu)選地拋光陶瓷環(huán)6的相對(duì)端面，以便每個(gè)端面都與端蓋或箍圈14形成密封。
熱學(xué)管理泵源427和穩(wěn)壓二極管生成相當(dāng)數(shù)量的熱，其必須被消散，以確保各種部件的溫度不超過它們的運(yùn)行極限。這是特別具有挑戰(zhàn)性的問題，因?yàn)楸迷?27和穩(wěn)壓二極管在小區(qū)域之上可以生成幾瓦的功率。此外，在實(shí)現(xiàn)這些相同部件的電隔離的同時(shí)必須消散熱能，兩個(gè)目標(biāo)在某種程度上明顯地相互不一致。如下面詳述的那樣，光放大器模塊400的若干特征增強(qiáng)了熱學(xué)管理，以致熱被充分地消散。
如前所述，泵源427安裝在末端凸緣403的泵支撐凸臺(tái)403a上。來自泵源427的熱從而通過泵支撐凸臺(tái)403a被傳導(dǎo)到了末端凸緣403，其具有相對(duì)大的質(zhì)量，所以充當(dāng)了有效的散熱器。末端凸緣403依次將熱傳導(dǎo)到圖3中看到的端面13。
光放大器模塊400的側(cè)壁412由諸如金屬之類的優(yōu)選地為鋁的導(dǎo)熱材料制成。由于側(cè)壁412具有相對(duì)大的表面積，所以它們充當(dāng)了散布器，其以均勻的方式在它的表面之上散熱，所以它的局部和總的溫升被保持在最小值。穩(wěn)壓二極管優(yōu)選地盡可能接近側(cè)壁412布置，以便能夠容易地將二極管生成的熱傳導(dǎo)到側(cè)壁412。
例如，最好如圖10中看到的那樣，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，穩(wěn)壓二極管484位于電路板426的底面上(亦即與泵源427駐留在其上的面相對(duì)的電路板的面)。在隔離將電路板426固定到支撐表面416的螺栓482的陶瓷隔離器442中的每一個(gè)之下，在這個(gè)底面上布置銅墊片480。穩(wěn)壓二極管484安裝在銅墊片480上，鄰近于螺栓482。銅墊片480充當(dāng)用于穩(wěn)壓二極管484中每一個(gè)的電接觸之一，其他的用參考數(shù)字486指示。每個(gè)銅墊片480的一部分駐留在電路板支撐表面416上。銅墊片480接觸電路板426擱在其上的電絕緣墊片。電絕緣墊片是相對(duì)良好的熱導(dǎo)體，并從而將穩(wěn)壓二極管484生成的熱從銅墊片480傳導(dǎo)到光放大器模塊400的電路板支撐表面416。用這種方法，熱從穩(wěn)壓二極管484流動(dòng)通過銅墊片480和電絕緣墊片，并且進(jìn)入光放大器模塊400。一旦熱已在模塊400的側(cè)壁412之上分散，則熱就直接被傳導(dǎo)到包圍模塊400的不銹鋼套筒14。
端蓋13和箍圈14的相對(duì)大的表面積之上的熱的廣泛分散，允許熱通過周圍的不是特別好的熱導(dǎo)體的聚乙烯套筒16被有效地傳導(dǎo)到海水。
權(quán)利要求
1.一種海底光中繼器，包括壓力容器，用于在海底環(huán)境中使用，所述壓力容器包括壓力殼體和至少兩個(gè)光纜接收元件，所述光纜接收元件布置在所述壓力殼體的相對(duì)端，用于分別接收每個(gè)在其中都包括電導(dǎo)線的光纜的末端，所述光纜接收元件用于與所述光纜中的所述各個(gè)電導(dǎo)線電接觸；至少一個(gè)光放大器，其位于所述壓力容器中，所述光放大器包括至少一個(gè)電氣部件，其用于從所述光纜中的所述電導(dǎo)線接收電功率；并且其中所述壓力容器包括電絕緣元件，其使所述光纜接收元件中的至少一個(gè)與所述壓力殼體電隔離。
2.如權(quán)利要求1所述的海底光中繼器，其中，所述電絕緣元件包含陶瓷元件。
3.如權(quán)利要求1所述的海底光中繼器，其中，所述壓力殼體和所述電絕緣元件形狀為圓柱形并且直徑相等。
4.如權(quán)利要求2所述的海底光中繼器，其中，所述壓力殼體和所述電絕緣元件形狀為圓柱形并且直徑相等。
5.如權(quán)利要求1所述的海底光中繼器，其中，所述壓力殼體由金屬材料形成。
6.如權(quán)利要求1所述的海底光中繼器，其中，所述壓力容器是用于海底光纜接頭的壓力容器。
7.如權(quán)利要求1所述的海底光中繼器，其中，所述壓力容器是適用于用于連接具有不同構(gòu)造的光纜的通用光纜接頭的壓力容器。
8.如權(quán)利要求1所述的海底光中繼器，進(jìn)一步包含光放大器模塊，其位于用于包含所述至少一個(gè)光放大器的所述壓力容器之內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的海底光中繼器，其中，所述光放大器模塊包括內(nèi)殼，其具有基本上和海底光纜接頭的內(nèi)部光纖接續(xù)殼體的外部尺寸相等的外部尺寸，所述內(nèi)殼包括一對(duì)相對(duì)的端面，其每一個(gè)都具有保持元件，用于將所述內(nèi)殼保持在所述海底光纜接頭的外殼之內(nèi)；側(cè)壁，其互連所述相對(duì)端面，并且在所述相對(duì)端面之間縱向延伸，所述側(cè)壁包括插孔部分，其具有多個(gè)通孔，每個(gè)所述通孔依尺寸制造，以接收光放大器中使用的無源光學(xué)部件；以及至少一個(gè)電路板，在所述電路板上駐留與所述光放大器相關(guān)的電子器件。
10.如權(quán)利要求9所述的海底光中繼器，進(jìn)一步包含至少一個(gè)光泵源，其與所述端面中的一個(gè)熱接觸。
11.如權(quán)利要求10所述的海底光中繼器，其中，所述端面每個(gè)都包括至少一個(gè)向內(nèi)延伸的凸臺(tái)，所述至少一個(gè)光泵源駐留在所述向內(nèi)延伸的凸臺(tái)中的一個(gè)上。
12.如權(quán)利要求9所述的海底光中繼器，其中，與所述光放大器相關(guān)的所述電子器件包括至少一個(gè)降壓元件。
13.如權(quán)利要求12所述的海底光中繼器，其中，所述電路板的第一面駐留在通過所述側(cè)壁延伸的表面上，并且進(jìn)一步包含導(dǎo)熱墊片，其安裝到所述電路板的所述第一面，并且提供了所述降壓元件和所述側(cè)壁之間的導(dǎo)熱路徑。
14.如權(quán)利要求13所述的海底光中繼器，其中，所述降壓元件安裝到所述導(dǎo)熱墊片。
15.如權(quán)利要求13所述的海底光中繼器，其中，所述降壓元件為穩(wěn)壓二極管。
16.如權(quán)利要求9所述的海底光中繼器，其中，所述多個(gè)通孔通過所述側(cè)壁的所述插孔部分水平地縱向延伸。
17.如權(quán)利要求9所述的海底光中繼器，其中，所述內(nèi)殼具有普通圓柱形的形狀，所述側(cè)壁的所述插孔部分具有規(guī)定所述圓柱形形狀直徑的曲率。
18.如權(quán)利要求9所述的海底光中繼器，進(jìn)一步包含位于所述內(nèi)殼之內(nèi)的光纖存儲(chǔ)區(qū)。
19.如權(quán)利要求18所述的海底光中繼器，其中，所述光纖存儲(chǔ)區(qū)包括至少一個(gè)光纖線軸，在所述線軸周圍能夠纏繞光纖。
20.如權(quán)利要求9所述的海底光中繼器，其中，所述內(nèi)殼由一對(duì)半單元形成，每個(gè)所述半單元包括所述保持元件中的一個(gè)。
21.如權(quán)利要求20所述的海底光中繼器，其中，每個(gè)電路板位于所述半單元中的不同一個(gè)中。
22.如權(quán)利要求9所述的海底光中繼器，其中，所述側(cè)壁包括一對(duì)從所述側(cè)壁的所述插孔部分縱向延伸的肋式部件，所述肋式部件每個(gè)都具有從中水平地縱向延伸的拉桿通孔，用于支撐所述海底光纜接頭使用的拉桿。
23.如權(quán)利要求9所述的海底光中繼器，其中，所述內(nèi)殼的外部尺寸小于大約15cm×50cm。
24.如權(quán)利要求9所述的海底光中繼器，其中，所述內(nèi)殼的外部尺寸大約為7.5cm×15cm。
全文摘要
提供了用于在海底環(huán)境中使用的壓力容器。所述壓力容器包括壓力殼體和至少兩個(gè)光纜接收元件，所述光纜接收元件布置在所述壓力殼體的相對(duì)端，用于分別接收每個(gè)在其中都包括電導(dǎo)線的光纜的末端，所述光纜接收元件用于與所述光纜中的所述各個(gè)電導(dǎo)線電接觸。至少一個(gè)光放大器位于所述壓力容器中。所述光放大器包括至少一個(gè)電氣部件，其用于從所述光纜中的所述電導(dǎo)線接收電功率。所述壓力容器還包括電絕緣元件，其使所述光纜接收元件中的至少一個(gè)與所述壓力殼體電隔離。
文檔編號(hào)H01S3/00GK1883084SQ200480033932
公開日2006年12月20日 申請日期2004年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月17日
發(fā)明者馬克·K·揚(yáng), 大衛(wèi)·S·德溫森蒂斯, 薩維諾·S·坎波雷亞萊, 史蒂芬·阿瑟·休斯·史密斯 申請人:雷德斯凱薩布斯有限公司