專利名稱：包括v形槽鏡片陣列的多光纖mt型連接器和套管以及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及光纖套管，特別涉及一種具有整體式V形槽鏡片陣列 的套管。
背景技術(shù)：
光纖連接器系統(tǒng)典型地包括由它們各自的殼體固定的對接套管。這些 套管使光纖保持在光纖通道內(nèi)部的固定位置上。將光纖的端面進(jìn)行拋光， 使其與套管的端面齊平或從套管的端面微微伸出。這些由套管固定的光 纖，特別是這些光纖端面，通過鏡面拋光來磨光。當(dāng)互補(bǔ)的兩套管貼近， 典型地以一種對接關(guān)系毗連時(shí)，兩個(gè)磨光的光纖以共軸對準(zhǔn)的方式對接從 而實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。在光纖拋光中的任何不規(guī)則、毛口或刮傷都是成問題的。這 樣的缺陷會(huì)使光在互聯(lián)處色散或反射，這對光的傳輸起到負(fù)面的影響。實(shí)際上，光纖的中心部分即芯傳輸光學(xué)編碼信息。對接套管中的光纖 芯接收沿著固定于上述套管內(nèi)的光纖芯傳送的信息，上述套管可以容置不 止--個(gè)的光纖。光纖芯的正確同心可允許通過互聯(lián)提供最大的光傳輸。對 接光纖芯的偏心會(huì)增加插入損耗。總體錯(cuò)位的狀態(tài)可能會(huì)完全地阻礙傳 輸。因此，光纖芯以共軸對準(zhǔn)的方式對接是很重要的。而且，這樣的光纖連接器需要各個(gè)光纖芯在可重復(fù)且可分離的互連中 相互對準(zhǔn)。即，連接器應(yīng)當(dāng)在各種環(huán)境條件下在多次對接和分離期間都保 持工作特性?？煞蛛x的光纖連接器帶來一種可能，即灰塵或其他致污物可 能在光纖芯的端面上積聚，這會(huì)使光束色散和/或削弱光束。因此，對于適 應(yīng)環(huán)境的光纖連接器而言，需要對光纖芯的不對準(zhǔn)有更強(qiáng)的抵抗力，且需 要對諸如污垢和灰塵等致污物不怎么敏感。適合于單個(gè)以及多終端(MT)連接器的擴(kuò)束型連接器在本領(lǐng)域內(nèi)是已知的。兩者利用的概念是將離散的鏡片緊挨著第一光纖的端面安裝。這 些鏡片從第一光纖接收光，并將光束擴(kuò)大到相對較大的直徑。用于接收光束的第二光纖類似地成形，在第二光纖的端面前部安置有鏡片用于接收擴(kuò) 大的光束，并將光束再次聚焦到第二光纖的端面上。這樣一種系統(tǒng)不需要 點(diǎn)對點(diǎn)接觸，因而較少地受到環(huán)境條件諸如灰塵、污垢和溫度變化的影響， 不受影響的原因還在于擴(kuò)大的較大直徑的光束對于偏心問題更能忍受。然 而，這些有鏡片的系統(tǒng)的制造成本相當(dāng)高，需要將大量高精度元件組裝在一起，例如， 一種MT套管需要典型的端面磨光和附加到其上的鏡片陣列。 因此，提供一種相對低成本且便于組裝的帶有鏡片的光纖套管是有利的。發(fā)明內(nèi)容簡要地，本發(fā)明提供一種包括整體式V形槽鏡片陣列的MT光纖套管 和連接器設(shè)計(jì)，所述鏡片陣列包括多個(gè)鏡片和相應(yīng)的多個(gè)開口 V形槽以將 光纖與所述多個(gè)V形鏡片對準(zhǔn)。每個(gè)V形槽包括靠近其相應(yīng)鏡片的焦點(diǎn) 的光纖終端(fiber terminus)。由于V形槽鏡片陣列是整體式結(jié)構(gòu)，只需 要針對V形槽鏡片陣列而不需要針對形成套管的其它元件進(jìn)行高精度制 造。所述其它元件可以包括防護(hù)罩，該防護(hù)罩設(shè)置成將光纖帶和殼體接合， 反過來該殼體容納V形槽鏡片陣列并優(yōu)選包括一個(gè)懸臂，該懸臂設(shè)計(jì)為將 光纖充分保持在它們的相應(yīng)V形槽內(nèi)。另外，所述殼體可以包括開口，該 幵口最好設(shè)置于懸臂內(nèi)，以允許放入粘合劑與殼體、光纖和V形槽鏡片接 觸，從而使各種元件以確定的關(guān)系固定。V形槽鏡片陣列內(nèi)的鏡片可以包 括準(zhǔn)直鏡片或聚焦鏡片，所述殼體和陣列都包括對應(yīng)于鏡片類型的視覺指 示器。而且，鏡片最好凹入V形槽鏡片陣列的對接面內(nèi)，以在對接時(shí)產(chǎn)生 有限而固定的相互分離。光纖連接器可以包括依照本發(fā)明的設(shè)置在適當(dāng)連 接器殼體內(nèi)的光纖套管。通過首先將劈開的帶狀光纖陣列插入并穿過防護(hù)罩和殼體中的通道 來制造依照本發(fā)明的光纖套管，從而光纖駐留在V形槽內(nèi)，并且光纖末端 駐留在每一 V形槽的相應(yīng)終點(diǎn)處。優(yōu)選以基本接近所述終點(diǎn)的方式來提供 折射率匹配凝膠體或折射率匹配粘合劑。然后，V形槽鏡片陣列被置于殼 體內(nèi)部，同時(shí)防護(hù)罩同樣地與殼體接緊密配合。該防護(hù)罩最好包括有臺(tái)階 的外壁，從而限制防護(hù)罩的插入。接著，粘合劑通過窗口放入殼體內(nèi)并被 允許凝固，從而將光纖套管的元件以相對彼此固定關(guān)系的方式保持。以這種方式，本發(fā)明滿足了對于堅(jiān)固光纖套管和連接器的需要，為有鏡片的MT套管提供了降低成本和減少復(fù)雜性的優(yōu)勢。


本發(fā)明的特征在所附權(quán)利要求中詳細(xì)闡述。本發(fā)明本身和更多的特征 及附帶優(yōu)點(diǎn)將會(huì)通過下面的詳細(xì)說明及對附圖的結(jié)合而變得清晰?，F(xiàn)在， 借助于(僅僅是)例子并參考附圖來描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式， 其中圖1是依照本發(fā)明的有鏡片的MT套管的從前看的立體分解圖； 圖2是依照本發(fā)明的有鏡片的MT套管的從后看的立體分解圖； 圖3是依照本發(fā)明的有鏡片的MT套管部分組裝后從前看的立體圖； 圖4是依照本發(fā)明的有鏡片的MT套管完全組裝后從前看的立體圖； 圖5是圖4的有鏡片的MT套管完全組裝后的截面圖； 圖6是例示用于依照本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式的光纖套管的制造方 法的流程圖。
具體實(shí)施方式
圖1和圖2例示了依照本發(fā)明的有鏡片的MT套管。如圖所示，該套 管包括V形槽鏡片陣列("V形鏡片")100、殼體112、防護(hù)罩124和 光纖帶電纜132。該V形鏡片100包括前框架102,該前框架具有對接表 面103。 V形鏡片100由光學(xué)等級(jí)的塑料諸如聚碳酸酯或Ultem制成，這 種塑料的折射率與光纖的折射率相近。在前框架102內(nèi)加工有多個(gè)鏡片 106，為防止套管在與相應(yīng)連接器或套管對接過程中擦傷鏡片106，這些鏡 片106最好稍微凹進(jìn)前框架102內(nèi)并低于對接表面103。在本發(fā)明的備選 實(shí)施方式中，鏡片106可以包括準(zhǔn)直鏡片或聚焦鏡片，準(zhǔn)直鏡片適合于套 管要與互補(bǔ)套管對接的那些場合，而聚焦鏡片適合于套管要與有源器件， 即光源或接收器對接的那些場合。一對包括銷孔104的銷通道108設(shè)置在V形鏡片100中用于接收定位 銷(圖未示)。和V形鏡片100 —體形成有若干用于接收光纖134的V 形槽109 (即，每個(gè)都具有V形截面形狀的槽)。在當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施方式中，且最佳如圖5所例示，每一V形槽都包括靠近相應(yīng)鏡片106的焦點(diǎn)的 終點(diǎn)lll。盡管V形槽例示于附圖中并在此描述，應(yīng)當(dāng)理解的是，可以同 等地使用具有不同截面形狀的槽，例如半圓形槽或長方形槽。無論如何， 本MT套管的特別優(yōu)勢在于只有套管的V形鏡片IOO的部分需要精密機(jī)加 工和切削(tooling)。這有助于將成本控制得非常低，例如比當(dāng)V形鏡片 100和殼體112作為一個(gè)構(gòu)件制造時(shí)，或當(dāng)V形槽109與殼體112 —體形 成時(shí)成本低。殼體U2最好包括壁114、緊挨著殼體112的后部設(shè)置的軸環(huán)116和 優(yōu)選具有朝向內(nèi)的突起115 (圖5)的懸臂118，該殼體112可能更適宜由 玻璃填充的熱塑材料制成，諸如液晶聚合物。而且，還要設(shè)置用于接收V 形鏡片100的前開口 122和用于接收防護(hù)罩124的后開口 119，該前開口 122和后開口 119限定了穿過殼體112形成的縱向槽道的端部。此外，還 設(shè)置銷孔117用于接收定位銷(圖未示)?？紤]到包括V形槽109的V 形鏡片100的那部分的尺寸，懸臂U8設(shè)計(jì)成基本將光纖134保持在相應(yīng) 的V形槽109內(nèi)并與相應(yīng)的V形槽109對準(zhǔn)。在例示的優(yōu)選實(shí)施方式中， 突起115通過由懸臂U8提供的偏置力與光纖134接合。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，殼體112包括在其上形成并提供通向形成于 殼體112內(nèi)的槽道的開口或窗口。盡管該開口可以形成于殼體112的任何 壁U4上，在當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施方式中，開口或窗口 120形成于懸臂118上。 而且，在一種備選實(shí)施方式中，懸臂118可以通過一塊單獨(dú)的下垂板來代 替，這塊下垂板放置于殼體U2中形成的開口內(nèi)，具有與懸臂頭115相近 的尺寸并包括開口 120，由此通過由下垂板施加的力對光纖134提供更好 的控制。窗口 120的區(qū)域以及兩光束的區(qū)域是敞開的，從而在組裝過程中 方便地視覺監(jiān)控光纖的放置和粘合劑的應(yīng)用。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，殼 體112或V形鏡片100可以包括放入V形鏡片100內(nèi)的直觀指示型鏡片 106 (例如準(zhǔn)直或聚焦)。舉例來說，殼體112或部分V形鏡片100可以 根據(jù)放入的鏡片106類型涂上不同的顏色，盡管對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言同等適用的備選種類是非常顯然的。防護(hù)罩124可由熱塑性橡膠例如聚丙烯硫化人造橡膠制成，其包括用 于插入后開口 119內(nèi)的前插入部128和突起的或有臺(tái)階的止擋部130，該止擋部130由防護(hù)罩124的外壁形成，用于通過與軸環(huán)116的接合來限制 所述插入的深度。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到殼體112內(nèi)用于限制防護(hù)罩 124插入的其他機(jī)構(gòu)可以同等地適用。在防護(hù)罩124內(nèi)設(shè)置用于接收光纖 帶電纜132的狹槽即槽道126。該狹槽的大小最好使其與電纜護(hù)套輕微過 盈配合。不過，仍有足夠的空隙使得粘合劑滲透到護(hù)套內(nèi)部。電纜132包 括多個(gè)光纖134和護(hù)套136。在當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施方式中，電纜132包括12 個(gè)光纖134，而V形鏡片100包括相應(yīng)數(shù)目的V形槽109。然而，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，作為設(shè)計(jì)選擇，更大量或更少量的光纖134和相應(yīng) 的V形槽109可以同等地適用。光纖的數(shù)量最好與V形槽的數(shù)量相等或 更少?？墒?，本發(fā)明的套管允許兩個(gè)或多個(gè)光纖帶或單獨(dú)光纖端接在同一 套管內(nèi)。圖1-5中例示的光纖套管可以并入光纖連接器中。在此情況下，本發(fā) 明的套管可以設(shè)置在連接器殼體內(nèi)部，該殼體配置成以基本固定的關(guān)系來 容納并固定套管，從而提供了例如用于將套管與互補(bǔ)連接器和套管或其它 設(shè)備重復(fù)對接或分開的機(jī)構(gòu)。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，為此目的的各 種類型的連接器殼體都將是已知的，本發(fā)明并不局限于這點(diǎn)上。依照本發(fā)明的光纖套管的當(dāng)前優(yōu)選制造方法通過參考圖6并進(jìn)一步參 考圖3-5得以例示。盡管圖6例示了種種步驟，如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的 那樣，并不是所有步驟都需要實(shí)施。因此，根據(jù)文本框148，光纖帶電纜 132穿過防護(hù)罩124的狹槽126，并穿過殼體112的槽道。根據(jù)文本框150， 利用已知的技術(shù)將光纖帶電纜132劈開或者切斷，以針對每一根光纖134 提供相對統(tǒng)一的光纖末端。特別地，沿著與光纖帶132的縱向軸線大致垂 直的平面來劈開光纖134是理想的，從而提供具有大致等同長度的光纖 134。另外，根據(jù)文本框150，封裝光纖134的護(hù)套136的一部分被移除， 從而將單個(gè)的光纖暴露出，如圖1和圖2所示。從光纖帶132移除的護(hù)套 136的長度最好足以將至少與V形槽109 —樣長長度的光纖134暴露出。 根據(jù)文本框152，可選擇地將光纖末端弄圓整以去除任何毛邊，從而減少 光纖134在插入V形槽109內(nèi)時(shí)絆住并磨到或者另外損傷到V形槽109。 根據(jù)設(shè)計(jì)選擇，可以使用用于圓整光纖末端的各種技術(shù)，例如火焰磨光或 "violining，，。繼續(xù)根據(jù)文本框154并如圖3的進(jìn)一步例示，通過前開口 122將V形 鏡片100部分帶到殼體112內(nèi)。如圖所示，前開口 122的形狀最好能容納 V形鏡片100的銷通道108，從而該組件可提供緊密可靠的配合。 一旦部 分地置于殼體112內(nèi)部，根據(jù)文本框156，正如本領(lǐng)域已知的那樣將折射 率匹配凝膠體或折射率匹配粘合劑放入V形槽109內(nèi)，最好至少放入到V 形槽109的終點(diǎn)111內(nèi)或基本接近終點(diǎn)111。隨后，根據(jù)文本框158,將 光纖134放入并定位在相應(yīng)的V形槽109內(nèi)。光纖134最好放入V形槽 109內(nèi)使得光纖末端接觸或至少非常緊密接近V形槽109的終點(diǎn)111。接 著，根據(jù)文本框160，將V形鏡片IOO推進(jìn)殼體112內(nèi)，光纖帶電纜132 也隨同推入殼體112內(nèi)，從而容許V形鏡片IOO與殼體112如圖4例示的 完全接合。如圖4的進(jìn)一步例示，應(yīng)當(dāng)注意到，即使在V形鏡片100與殼 體112完全對接時(shí)，窗口 120提供了進(jìn)入殼體112內(nèi)部的入口，并且V形 槽109的敞開結(jié)構(gòu)允許暴露光纖134。根據(jù)文本框162，套管的光學(xué)連續(xù)性可以利用已知技術(shù)選擇性地進(jìn)行 測試。盡管V形鏡片100和殼體112的尺寸最好使得彼此之間緊密配合， 在制造工藝這點(diǎn)上，它們保持相對弱的機(jī)械接合，從而允許V形鏡片IOO 和殼體U2在需要時(shí)脫離接合和重新接合。例如，如果連續(xù)性測試表明一 個(gè)或多個(gè)所述光纖134沒有正確地就位于其相應(yīng)的V形槽內(nèi)，V形鏡片 IOO可以移動(dòng)離開殼體112,從而允許光纖134的重新就位。繼續(xù)根據(jù)文本框164,防護(hù)罩124完全與殼體112接合，如圖4所示。 如上所述，防護(hù)罩124的有臺(tái)階的部分130接合殼體112，最佳如圖5所 示，以限制防護(hù)罩124到殼體U2的插入。隨后，根據(jù)文本框166，通過 開口 120將粘合劑140放入殼體112內(nèi)并充分包繞光纖134，該粘合劑140 可以包括適當(dāng)?shù)臒峁绦哉澈蟿T如TraBondF253。請注意，粘合劑140的粘性使其能夠充分填充套管的各元件之間出現(xiàn)的空隙。因而，當(dāng)粘合劑 140完全固化，套管的各個(gè)元件(即V形鏡片IOO、殼體112、光纖134、 電纜132和防護(hù)罩124)仍然相對彼此保持在固定位置上。接著，根據(jù)文 本框168，進(jìn)一步的光學(xué)連續(xù)性測試可以根據(jù)需要選擇性地進(jìn)行。雖然示出并描述了本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方式，但對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員而言顯然可以在不背離本發(fā)明的教示的情況下作出變化和修改。因此，本發(fā)明預(yù)期覆蓋落入上述和本文所要求的基本原理的精神和范圍內(nèi)的 任何和所有修改、變更或等同。
權(quán)利要求
1.一種光纖套管，包括V形槽鏡片陣列，其包含多個(gè)鏡片和相應(yīng)多個(gè)用于接收光纖的開口的V形槽；殼體，其用于容納所述V形槽鏡片陣列；和防護(hù)罩，其用來固定用于插入殼體內(nèi)的光纖。
2. 權(quán)利要求1的光纖套管，其中，所述多個(gè)鏡片包括至少一個(gè)準(zhǔn)直 鏡片。
3. 權(quán)利要求1的光纖套管，其中，所述多個(gè)鏡片包括至少一個(gè)聚焦 鏡片。
4. 權(quán)利要求l的光纖套管，其中，所述多個(gè)相應(yīng)V形槽的每一個(gè)都 包括終點(diǎn)，該終點(diǎn)靠近所述多個(gè)鏡片的相應(yīng)的--個(gè)鏡片的焦點(diǎn)，每個(gè)所述 光纖的光纖末端駐留在相應(yīng)終點(diǎn)處。
5. 權(quán)利要求4的光纖套管，還包括折射率匹配介質(zhì)，其至少置于所述多個(gè)相應(yīng)V形槽的每一個(gè)的終點(diǎn)內(nèi)。
6. 權(quán)利要求5的光纖套管，其中，所述折射率匹配介質(zhì)是一種折射 率匹配凝膠體。
7. 權(quán)利要求5的光纖套管，其中，所述折射率匹配介質(zhì)是一種可固 化的光學(xué)粘合劑。
8. 權(quán)利要求l的光纖套管，其中，所述V形槽鏡片陣列包括框架， 其具有用于容納多個(gè)鏡片的凹孔。
9. 權(quán)利要求1的光纖套管，其中，所述殼體包括設(shè)置成將光纖大致 保持在所述多個(gè)開口的V形槽內(nèi)的懸臂。
10. 權(quán)利要求l的光纖套管，其中，所述殼體包括開口，且還包括 下垂板，其設(shè)置在所述開口內(nèi)，并配置成將光纖大致保持在所述多個(gè)開口的V形槽內(nèi)。
11. 權(quán)利要求9的光纖套管，其中，所述懸臂包含窗口。
12. 權(quán)利要求1的光纖套管，還包括粘合劑，所述粘合劑被放入殼體內(nèi)以使所述殼體、v形槽鏡片陣列和光纖以固定的關(guān)系彼此保持。
13. 權(quán)利要求1的光纖套管，其中，所述防護(hù)罩包括至少一個(gè)有臺(tái)階 的外壁以便限制防護(hù)罩插入到殼體內(nèi)。
14. 權(quán)利要求1的光纖套管，其中，所述殼體包括對應(yīng)于所述多個(gè)鏡 片的類型的視覺指示器。
15. 權(quán)利要求1的光纖套管，其中，所述V形槽鏡片陣列以比殼體更 大的精度來制造。
16. —種光纖連接器，包括 V形槽鏡片陣列，其包含多個(gè)鏡片和相應(yīng)多個(gè)用于接收光纖的開口的 V形槽；殼體，其用于容納所述V形槽鏡片陣列；和 防護(hù)罩，其用來固定用于插入殼體內(nèi)的光纖；和連接器殼體，其具有設(shè)置于其內(nèi)的光纖套管。
17. —種光纖套管的組裝方法，該方法包括提供一種V形槽鏡片陣列，其具有多個(gè)鏡片和相應(yīng)多個(gè)用于接收光 纖的開口的V形槽；將所述光纖置于相應(yīng)個(gè)所述多個(gè)開口的V形槽中；將所述V形槽鏡片陣列與殼體對接，并將所述光纖保持在該殼體內(nèi)部。
18. 權(quán)利要求17的所述方法，還包括 將所述光纖送入防護(hù)罩內(nèi)并穿過防護(hù)罩內(nèi)的槽道；且 將所述光纖送入殼體內(nèi)并穿過殼體內(nèi)的槽道。
19. 權(quán)利要求17的所述方法，在將所述光纖置于所述多個(gè)開口的V 形槽中之前，還包括將包繞所述光纖的護(hù)套的一部分移除；將所述光纖劈開以提供所述光纖的劈開的末端；且圓整所述光纖的劈開的末端。
20. 權(quán)利要求17的所述方法，還包括將折射率匹配凝膠體或可固化的光學(xué)粘合劑以充分接近所述多個(gè)相 應(yīng)V形槽的每一個(gè)的終點(diǎn)和所述光纖的末端的方式置入。
21. 權(quán)利要求17的所述方法，還包括 將防護(hù)罩與所述殼體的后開口對接。
22. 權(quán)利要求17的所述方法，還包括將粘合劑置入所述殼體內(nèi)以將所述光纖保持在所述殼體內(nèi)。
全文摘要
提供一種光纖套管，最好是MT型套管，和連接器設(shè)計(jì)，設(shè)置成包括整體式V形槽鏡片陣列(V形鏡片)。所述V形鏡片包括多個(gè)鏡片和相應(yīng)多個(gè)開口的V形槽以將光纖與所述多個(gè)鏡片對準(zhǔn)。由于V形槽鏡片陣列是整體式結(jié)構(gòu)，只需要針對V形槽鏡片陣列而不需要針對形成套管的其它元件進(jìn)行高精度制造。殼體容納V形槽鏡片陣列并優(yōu)選包括一個(gè)懸臂，該懸臂設(shè)計(jì)為將光纖充分保持在它們相應(yīng)的V形槽內(nèi)。所述殼體內(nèi)的開口允許放入粘合劑與殼體、光纖和V形槽鏡片陣列接觸，從而使各種元件以固定的關(guān)系保持。光纖連接器可以包括依照本發(fā)明的設(shè)置在適當(dāng)連接器殼體內(nèi)的光纖套管。
文檔編號(hào)G02B6/38GK101228466SQ200680019812
公開日2008年7月23日 申請日期2006年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月4日
發(fā)明者伊利亞·馬赫林, 迪安·理查森, 陳文宗, 馬爾科姆·H·霍奇 申請人:莫列斯公司