專利名稱：36根光纖的macⅱ型光路片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖連接器，更具體地說，涉及用于連接帶狀光纜的光路片。
在70年代中期出現(xiàn)纖維光學(xué)時，工程師們曾在使用單獨光纖連接器的24根光纖上把數(shù)據(jù)傳輸速率提高到45Mb/S。20年以后，一種32根纖維的并聯(lián)陣列系統(tǒng)已能傳輸16Gb/S，用于需要較快傳輸速率的計算機技術(shù)；該系統(tǒng)在容量和長度上優(yōu)于同軸系統(tǒng)。一些陣列技術(shù)公司和財團已逐漸組成并聯(lián)光纖陣列技術(shù)公司。這種公司包括光電技術(shù)聯(lián)合公司(OETC)，它由AT&T，IBM，Honeywell和Martin Marietta等公司組成。
OETC集團已開發(fā)一種32通道的光鏈路，它采用一些新的封裝技術(shù)，用于設(shè)備和光纖。發(fā)射機和接收機組件被設(shè)計成通過直接連接到纖維光纜組件來消除尾光纖。通過在纖維之間保持較小的間距，使設(shè)備、連接器和光纜中纖維密度增加。已開發(fā)一些用于18根光纖試驗裝置的新試驗程序，以開發(fā)新的32根纖維光纜。標(biāo)準(zhǔn)連接器外殼中較高密度的MACII(II型綜合用途光纜)，可保持現(xiàn)有連接器結(jié)構(gòu)的兼容性。
常規(guī)的MACII布置包括18和32根纖維光路片。18根纖維的光路片按照250微米的纖心安置，因為纖維的結(jié)構(gòu)在MACII硬件的情況下會以單一尺寸限制較高的密度。帶狀光纖(以微米計的纖心/包層/緩沖層的尺寸為62.5/125/250)是以單行并排地安置的。當(dāng)18根纖維以一個單層、18×1、從緩沖層到緩沖層的方式成帶狀時，纖心需要250微米的間隔，因為緩沖層控制著線性配置。在組裝時，從纖維端除去9.5毫米的緩沖層材料，以露出125微米的包層。雖然18根纖維的MACII型光路片安置125微米直徑的光纖，但250微米直徑的緩沖層使這些光纖分開250微米的距離，在OETC中，用一種32根纖維的光路片結(jié)構(gòu)作成MACII型標(biāo)準(zhǔn)部件。在32根纖維的光路片中，按照140微米的纖心安置一種62.5/125/135光纖，以提高其密度。下面將了解，參照圖36-38a公開的優(yōu)選槽尺寸可用于圖35a所示的纖維，并且可調(diào)節(jié)這些尺寸，以用于圖38b所示的較大的纖維。
在本發(fā)明的連接器中，由一個上光路片和一個下光路片形成一個中央塊，其中每個光路片都具有多個縱向槽，這些槽與另一光路片的槽共同形成塊中多個纖維接收孔。上光路片重迭在下光路片上，用一種粘合劑或類似方法連接它們。從一個帶狀光纜取出絕緣材料，并且每隔一個V形槽把它插入下光路片中。把第二個帶狀光纜重迭在第一個帶狀光纜上，取出其絕緣材料，把來自這個上面帶纜的諸光纖插入剩下的V形槽中。用這種結(jié)構(gòu)能夠在一對特定的鄰接光路片中有效地接收更多的光纖，例如接收16至36根光纖是可取的，而36根光纖是更可取的。
下面參照附圖進一步描述本發(fā)明的連接器和方法，在附圖中

圖1示意地說明一個OETC系統(tǒng)，其中可使用本發(fā)明的連接器；圖2示意地說明一個帶有接收機部件的VCSEL和陣列塊的側(cè)視圖；圖3是一個可用于本發(fā)明的連接器和方法的光纖的橫截面圖；圖4和5是光纖的縱截面圖，用來說明構(gòu)成本發(fā)明連接器和方法基礎(chǔ)的理論原則；圖6和7是帶狀光纜的橫截面圖，該帶狀光纜可和本發(fā)明的連接器與方法一起使用；圖8-17是光纖連接器的各種縱向圖和一個立體圖，說明構(gòu)成本發(fā)明方法與設(shè)備的各種原理；圖18是一個常規(guī)的SC光纖連接器的縱截面圖，用于理解本發(fā)明的連接器和方法；圖19和20是能適用于本發(fā)明方法的多纖維陣列連接器的端視圖，說明從纖心到纖心的間距；圖21是一個能適用于本發(fā)明方法的端接光學(xué)連接器的側(cè)視圖；圖22是光纖的一個縱截面圖，用來示意地說明本發(fā)明的連接器與方法的基本原理；圖23-34示意地說明能適用于本發(fā)明方法的各種試驗程序；
圖35a和35b是能適用于本發(fā)明連接器的光纖的橫截面圖；圖36是本發(fā)明連接器一個優(yōu)選實施例的上視平面圖；圖37是在圖36中所示連接器的側(cè)視圖；圖38a是在圖36中所示連接器的端視圖；和圖38b是一個常規(guī)連接器的端視圖；在本發(fā)明方法的實際應(yīng)用中，該常規(guī)連接器能夠和圖36所示連接器一起使用。
參看圖1，一個光學(xué)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中涉及的基本部件包括一個發(fā)送機，一個帶有連接器14和16的光纜12，和一個接收機18。發(fā)送機把電信號變成光信號，光信號通過光纜傳播到接收機。接收機把光信號變成電信號。該系統(tǒng)中的光纖連接器是容易在發(fā)送機與接收機之間安裝和調(diào)節(jié)的。
發(fā)送機通過激光二極管把電信號變成光信號。常規(guī)裝置把激光器封裝在一個外殼中，該外殼裝在基板上?；迕芏认拗萍す馄鲾?shù)量。參看圖2，圖中示出一個垂直空腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)，它把各個激光二極管封裝成一個單獨的模塊封裝保存基板空間。這個設(shè)備包括一個發(fā)光二極管(LED)20，和一個標(biāo)號為22的通常以斷片示出的光纖陣列塊。光纖陣列塊包括一個以斷片24示出的光纖，和一個以斷片26示出的多根光纖陣列連接器(MACII型)光路片。OETC發(fā)送機模塊把32路垂直空腔表面發(fā)射激光器封裝到一個單獨的模塊中。各個激光器把激光垂直地射入光纖陣列塊中。光纖陣列塊的后部27以45°角拋光且鍍金，以便把從VCSEL射出的光反射到光纖中。
接收機把光信號變成電信號。傳統(tǒng)裝置把接收機封裝在一個外殼中，該外殼裝在基板上?；迕芏认拗平邮諜C模塊容量。OETC集團設(shè)計了一種32個信道的檢測器/接收機陣列，其中31個數(shù)據(jù)信道和1個時鐘信道。接收機陣列設(shè)備類似于源設(shè)備，裝有鍍金45°后角的光纖陣列塊，以便把進入光纖的光反射到在140微米中心的各個檢測器。光纖鏈路由帶有端接于兩個光纜端的光連接器的光纜組件組成，用于把發(fā)射機連接到接收機上。單根光纖或多根光纖皆可形成光纖鏈路。
參看圖3，光纖由三個形成一個單獨單元的主要部件組成。內(nèi)部件叫作纖心28，其周圍是叫作包層的第二層30。為了保護纖心和包層以免破壞元件，就添加一個一個緩沖材料層32。纖心和包層材料提供傳輸光信號的媒體。光纖是以尺寸、類型和模容量分類的。光纖尺寸由兩個數(shù)字組成，它們代表以微米計的纖心和包層直徑。一根62.5/125光纖意味著一個由125微米包層圍繞的62.5微米纖心。第三個數(shù)字表示以微米計的復(fù)蓋包殼的叫作緩沖層的保護層的直徑。纖心、包層和緩沖層的直徑在尺寸上和配置上是根據(jù)其性能要求而改變的。下表1著重示出最常用的尺寸。
表1常用光纖尺寸尺寸應(yīng)用8/125/250 單模式8/125/5008/125/90050/125/250 多模式50/125/50050/125/90062.5/125/250 多模式62.5/125/50062.5/125/900100/140/250多模式100/140/500100/140/900參看圖4-5，示出一種具有一個纖心28和一個包層30但沒有復(fù)蓋材料層的光纖。遵循斯奈爾定律，即向較高折射率的物質(zhì)折射的定律，光沿著光纖在纖心與包復(fù)阻擋層之間反射。如圖4所示，在光纖中，光被折射進入纖心，因為纖心的折射率大于包層的折射率。具體參看圖5，會看出，為了保持內(nèi)反射，光必須以臨界角A進入纖心，即光不會反射進入纖心。
參看圖6，光纖陣列包括一個常以標(biāo)號34表示的光纖帶，光纖帶34具有以36、38和40表示的按單行列成一行的多根光纖。因為光纖的直徑?jīng)Q定從纖心到纖心的橫距，所以累加光纖的直徑可得出光纖的寬度。光纖帶還包括一個護套，常以數(shù)字42表示，護套42包括一個主帶緩沖層44和一個次帶緩沖層46。護套可保護和保持光纖帶結(jié)構(gòu)。加到光纖上的拉力負載會使光纖中產(chǎn)生負的性能特征。圍繞光纖帶護套的加強件可使光纖減輕那些從外部引入光纜的拉力負載。
參看圖7，示出常以48表示的另一帶狀光纜以說明其外套50。象帶狀光纜34一樣，帶狀光纜48包括位于中央的多根光纖52，一個主帶緩沖層54和一個光纜緩沖層56。帶狀光纜48還包括一個加強件58，加強件58最好是從杜邦(Dupont)公司購買的KEVLAR產(chǎn)品，它插在外套與光纜緩沖層之間。外套對帶狀光纜和加強件提供環(huán)境保護。外套材料隨應(yīng)用而異，但柔韌的塑料是最常用的材料。塑料的化學(xué)性質(zhì)可改變，以滿足豎管敷設(shè)和壓力通風(fēng)的技術(shù)條件和要求。
在需要幾千米帶纜的長距離應(yīng)用中，安裝者會以串聯(lián)方式永久地連接帶纜，使帶纜總長度上的衰減最小。帶纜與接頭連成一體而不中斷。光連接器提供另一種永久接頭，使安裝者可以隨時變更或改變帶纜安裝。上述光纖連接器被設(shè)計成，既連接兩個光纖，又使互連損耗最小。本征損耗和非本征損耗是上述互連損耗的兩種主要損耗。本征損耗起因于光纖幾何形狀不規(guī)則，包括數(shù)值孔徑(光接收角)，和纖心與包層的直徑不配、同心度和橢圓度。參看圖8，說明數(shù)值孔徑不配所引起的損耗，圖中一個具有纖心62和包層64的第一光纖試圖對準(zhǔn)一個具有纖心68和包層70的第二光纖。會看出，在這種配置中存在本征損耗，這是由光纖60與光纖66之間的光接收角b和c不匹配引起的。參看圖9，光纖72具有大直徑的纖心74和包層76。光纖78具有小直徑的纖心80和外包層82。由于這種纖心直徑不匹配，也會產(chǎn)生本征損耗。參看圖10，光纖84具有纖心86和外包層88。被定位的光纖90具有與纖心86相同的直徑的纖心92。然而，光纖90的外包層94具有大于光纖84的包層88的直徑，從而也產(chǎn)生本征損耗。參看圖11，示出一種光纖96，它具有一個橢圓形的纖心98和一個包層100。這種纖心橢圓也會產(chǎn)生本征損耗。參看圖12，示出一種發(fā)生本征損耗的情況光纖102具有圓形截面的纖心104，但具有橢圓狀的包層106。參看圖13，說明另外一種本征損耗的情況光纖108雖有圓形截面的纖心110和圓形截面的包層112，但纖心與包層不同心。參看圖14，說明產(chǎn)生非本征損耗的一種情況具有纖心116和包層118的光纖114在橫向未對準(zhǔn)光纖120，光纖120具有橫向偏離光纖114的纖心122和包層122。尤其看出，光纖114的中心線126偏離光纖120的中心線128一段距離X。參看圖15，有纖心131和包層132的光纖130雖然對準(zhǔn)有相應(yīng)于光纖130的纖心和包層的光纖133，但光纖130和光纖133的端部偏離一段距離Y。從而也產(chǎn)生非本征損耗。參看圖16，也產(chǎn)生一種非本征損耗的情況有纖心136和包層138的光纖134偏離光纖140一個角度Z，光纖140具有相應(yīng)于光纖134的纖心和包層。參看圖17，示出非本征損耗因素的又一個實例其中光纖142具有一個帶有粗糙表面144的端部。在連接器設(shè)計時期考慮的非本征損耗因素包括橫向偏移，端部分離，角度誤差，和表面精整。端部分離和表面精整取決于光纜組件制作的精加工階段。
參看圖18，示出一個SC光纖連接器。這個連接器包括一個耦合部件146，一個前外殼148，一個后外殼150和一個引出罩152。耦合部件146還包括一個彈簧154，一個環(huán)155和一個夾環(huán)156。象常規(guī)情況一樣，連接器還包括一個套筒，一個插入件，主和次對準(zhǔn)部件和一個應(yīng)力釋放部件(都未示出)。在單獨的終端，套筒緊固和安放光纖。插入件起中央件的作用，使套筒在連接器內(nèi)活動地連接，同時保持耦合機構(gòu)和提供粗對準(zhǔn)。插入件通常包含一個把適當(dāng)?shù)牧拥教淄采系膹椈?。耦合機構(gòu)把連接器和光纜組件連接到鄰接光連接器、適配器或部件。應(yīng)力釋放部件把光纜加強件固定到連接器組件上，而不干擾套筒的活動連接能力。引出罩可使光纜在連接器內(nèi)的光纜引出點保持最小彎曲半徑。
參看圖19，通常以標(biāo)號157表示的一個優(yōu)選多路陣列連接器(MACII型)反映單光纖連接器的結(jié)構(gòu)，但該陣列連接器同時把一些象158之類光纖在塊159內(nèi)進行對準(zhǔn)。MACII型塊由一對帶有V形槽的硅光路片160和162組成；例如在164，蝕刻V形槽，使之具有緊密接合公差。這些光路片把光纖夾入用環(huán)氧樹脂粘合的V形槽中。在較深端槽166和168中固定的定位銷(未示出)提供從光路片到光路片和從光纖到光纖的定位。光路片能夠接納120到178微米直徑范圍的光纖，因為帶纜光纖的直徑控制著光路片的間距。會了解，作為組裝過程的一部分，全部光纖，例如表1所示的光纖，都必須剝掉緩沖層。18光纖MACII型光路片把光纖置于250微米的中心；光纖緩沖層的直徑限定光纖之間的距離。
圖20示出一種常以170表示的MACII型連接器，它基本上類似于圖19所示的連接器，但它由兩個OETC光路片172和174組成。OETC光路片把光纖置于140微米的中心，以便把32根光纖裝入標(biāo)準(zhǔn)的MACII型外殼中。使用一種不必剝掉的聚酰亞胺涂復(fù)的光纖。這種光纖涂料可按商標(biāo)名稱PYROCOAT從Spectran公司買到。在光纜上安裝連接器是簡單的。操作者用一個小刀或剝離工具把光纜外殼去除到預(yù)定的尺寸，以露出加強件和帶緩沖層的光纖。用鋸齒形剪刀把加強件修整到需要的尺寸。使用從Fujikuta公司購買的商標(biāo)名稱為HOT JACKET STRIPPER(部件號為HJS-01)的光纖剝層器，在公差范圍內(nèi)剝離緩沖層材料。據(jù)了解，還可使用等效的化學(xué)剝離方法。用酒精清洗裸露的光纖，以去除可能污染環(huán)氧樹脂的雜質(zhì)。用一個注射器把環(huán)氧樹脂入套筒中。在MACII中，環(huán)氧樹脂是在插入光纖后加入的。套筒、插入件和耦合件保持環(huán)氧樹脂干凈。光纖是轉(zhuǎn)動地進入套筒的，借助套筒內(nèi)徑找到其進入途徑。把光纖帶插入MACII型V形槽。當(dāng)光纖從其前端面伸出時，緩沖材料會到達套筒或塊后部的底部。在端面伸出部位，環(huán)氧樹脂罩圍繞和支承底光纖。該罩在初始研磨和拋光階段支承光纖。操作者用應(yīng)力釋放部件把光纖固定到連接器上。應(yīng)力釋放部件式樣雖然在變，但在大多數(shù)連接器工業(yè)中仍使用彎邊和環(huán)氧樹脂方法。在環(huán)氧樹脂固化以后，操作者把光纖拋光到鏡面光潔度。拋光程序需要粗磨以去除環(huán)氧樹脂罩，和細磨以便把玻璃纖維中刮痕減至最少。最后的步驟包括端面情況，以去除來自拋光過程的污染。圖21示出一個端接的光連接器，在此，所連接的光纖以176表示，帶有連結(jié)器的前外殼178，耦合部件180和環(huán)氧樹脂182。
多模式光纜組件需要進行插入損耗測試，而單模式光纜則需要進行插入損耗測試和后向反射測試。從互連處反射的光會干擾單模式應(yīng)用時所用的激光信號。在制定的標(biāo)準(zhǔn)中，列舉各種級別的以損耗單位dB測量的合格后向反射。參看圖22，圖中示出對準(zhǔn)的光纖184和186，每個光纖皆有以188表示的纖心和以190表示的包層，且皆載有一個信號192。以虛線194表示信號的后向反射成分。
在安裝之前，用標(biāo)準(zhǔn)方法測試光鏈路。這需要比較測試時有光鏈路的閉環(huán)損耗和測試時沒有光鏈路的閉環(huán)損耗。在單模式應(yīng)用中最常用的激光應(yīng)用，可能需要進行后向反射測試。當(dāng)一個信號碰到光纖端部時，可能一部分信號反射回來，進入光纖。光學(xué)工業(yè)界按照電子工業(yè)協(xié)會的《纖維光學(xué)試驗程序(FOTP)》進行常規(guī)試驗。按常規(guī)，后向反射試驗是根據(jù)FOTP-107即用于光纖的《后向反射測量》來進行的。FOTP-171編入4種方法，用于主要的鏈路結(jié)構(gòu)，如下表2所示。方法A使用戶可以單獨測試一個串聯(lián)鏈路，使一個連續(xù)鏈路小型化。方法A限定測試為總計10個鏈路。使用者用一個基準(zhǔn)鏈路適應(yīng)一個基線；在串聯(lián)鏈路中包含光纜1。在基準(zhǔn)與光纜1之間的差別可確定光纜1的損耗。把光纜2加到光纜1上，并且在光纜2測量值與帶有基準(zhǔn)的光纜1測量值之間的差值可確定光纜2的損耗。在圖23中示意地示出方法A。參看圖24，圖中示出方法B的試驗設(shè)計，它可測量相同連接器的損耗。把試驗中光纜放在兩個基準(zhǔn)光纜之間。使用者在有和沒有試驗中光纜的情況下，比較環(huán)路中發(fā)出的功率。操作者反轉(zhuǎn)試驗中光纜，以測量相反方向的性能。從正向與反向平均可得出光纜衰減。在相同連接器端情況下，光纜是容易反轉(zhuǎn)的。參看圖25，試驗方法C可以測試不同的連接器，用兩種連接器適應(yīng)兩個基準(zhǔn)。試驗中的光纜從基準(zhǔn)A接收輸入，但它的輸出要引到連接器B。在反轉(zhuǎn)時，連接器B變成輸入，且連接器A接收其輸出。該試驗裝置使光纜可在兩個方向測試。參看圖26，方法D的程序通過把相反端直接放入檢測器探頭，可集中測試一個單光纜端。把試驗中的光纜放在基準(zhǔn)與檢測器裝置之間。在基準(zhǔn)功率與帶有試驗中光纜的基準(zhǔn)功率之間的差值，可得出光纜的損耗。這程序使用戶可以測試尾光纖，帶有單獨連接器端的光纜，和有故障閃光問題的光纜。各端有連接器的故障鏈路會在其故障連接器有較高的損耗。如果方法B或C不能檢測光纜端之間的損耗偏差，則方法D可通過單獨測試諸連接器來放大損耗偏差。圖27示意地示出這種試驗程序。
表2方法 光纜類型A串聯(lián)B相同連接器C不同連接器D單端FOTP-107詳述測量光端面后向反射特征的程序。該程序需要利用光耦合器，光源和功率計。光耦合器提供一種媒質(zhì)，供操作者比較反射光的功率水平之用；然而，光學(xué)工業(yè)界制作了可靠的后向反射計，用于替代手工調(diào)零方法、后向反射計使測量容易和快速，且免除附加的計算。后向反射計在裝有功率計模件時可用作功率計。圖22示意地說明一個光信號的端面后向反射。
工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提出各級后向反射的要點，以滿足用戶的需要。表3列出各級后向反射性能的要點。雖然美國尚未制訂其標(biāo)準(zhǔn)，但已預(yù)定用綠色去標(biāo)記那些產(chǎn)生最低后向反射損耗的角拋光端面。平面拋光技術(shù)起因于對玻璃表面的拋光。在拋光表面下面的一個橡膠墊可在端面上建立一個使端面物理接觸(PC)的半徑。高級物理接觸(SPC)和超級物理接觸(UPC)類型是拋光過程中端面制備的更高的控制水平。角度物理接觸(APC)引用一個針對未拋光連接器的端面角，它位于連接器的關(guān)鍵位置。該角度隨制造商和國家而不同，對單光纖連接器為8°至12°，而對MACII型連接器為5.5°。
表3端面類型和后向反射性能拋光類型后向反射平面＞20dBPC ＞30dBSPC ＞40dBUPC ＞50dBAPC ＞65dB陣列連接器組件利用類似于單光纖鏈路的插入損耗(FOTP-171)和后向反射程序(FOTP-107)。試驗技術(shù)容許單獨地或同時地測試陣列的單個光纖。兩種方法都需要一個基準(zhǔn)片，該片帶有一些分支進入一個MACII型組件的單獨連接器，如圖28示意地所說明。手工方法需要一個單獨的光源，一個功率計和2個MACII型基準(zhǔn)片。在示出一個帶有單獨光源和功率計的陣列連接器基線的圖29中，示意地示出一些進入單獨合并成MACII型連接器對的光發(fā)射，這些連接器是分支進入一個耦合于功率計的第二連接器的。試驗中的光纜被置于兩個基準(zhǔn)片之間，如圖30中示意地所示，該圖示出一個帶有試驗中光纜的陣列連接器基線。損耗測量包括基準(zhǔn)測量和試驗中光纜測量。從基準(zhǔn)與試驗中光纜之間的差值得出光纜損耗，如方程1所表達。
損耗(dB)基準(zhǔn)(dBm)-＝測量(dBm)(1)自動方法利用一些供單個的光纖用的單個的光源和檢測器。一個計算機程序通過陣列的光纖逐步測定基準(zhǔn)和測量的功率水平。操作者只需要把試驗中光纜安裝到諸基準(zhǔn)片之間；其余的試驗由計算機去作，包括計算和列出數(shù)據(jù)表。一個不同的基準(zhǔn)片可測試較大數(shù)量的大于18個端口容量的試驗設(shè)備。這個片把數(shù)量從32個光纖連接器分成兩組獨立的連接器。操作者只測試第一光纖組1-16，而不測試通道17-32。試驗站的軟件程序控制著計算，以適應(yīng)各種光纖密度。該程序遵循單獨光纖試驗方法，但同時測試多光纖除外。圖31示意地示出用于光纖1-16的基準(zhǔn)片。試驗中光纜置于基準(zhǔn)片與檢測器探頭之間，以測量光纖1-16，如圖32中示意地所示。在基準(zhǔn)值與測量值之間的差值是用于各個光纖的損耗。反轉(zhuǎn)光纜，以測量相反方向的損耗。操作者改變基準(zhǔn)，以測量其余光纖的性能?；鶞?zhǔn)片的光纖17-32連接于一些光源，以建立基線，如圖33所示。操作者把試驗中光纜裝入基準(zhǔn)裝置，以測量光纖17-32中損耗，如圖34所示。18通道的計算機裝置在測試多于18根光纖的光纜時需要兩個裝置。試驗裝置是有效的，它們可提供大于18個通道的容量。
參看圖35a和35b，示出一些可用于本發(fā)明的連接器的光纖。其中，圖35a示出一個常規(guī)的光纖，它具有一個優(yōu)選直徑為.0625mm的纖心190，一個優(yōu)選直徑為.125mm的包層192，和一個最好擴大到如圖所示的.25mm直徑的.25mm直徑緩沖層193。會了解，將在下面公開的優(yōu)選尺寸和光路片中槽數(shù)就是用于這種尺寸光纖的。
為了得到250微米緩沖層光纖的強度，可把一個135微米的聚酰亞胺涂料涂復(fù)到62.5/125光纖上，如圖35b所示。從圖35b可看出，該光纖包括一個有.0625mm優(yōu)選直徑的纖心190，一個最好擴大到.125mm直徑的包層192，和一個最好擴大到.140mm直徑的聚酰亞胺涂層194。雖然聚酰亞胺涂層可提高MACII的密度，但聚酰亞胺涂層通常會增加光纖的成本，因為聚酰亞胺涂復(fù)的光纖常常明顯地比緩沖層光纖貴。
參看圖36-38a，常以標(biāo)號196示出本發(fā)明的連接器。這種連接器包括多個光纖，例如光纖198、200和202。該連接器還包括一個塊204，該塊由基本上相同的光路片206和208組成。諸光纖裝于多個V形槽，例如210中，諸V形槽介于兩有定位銷(未示出)的端槽212與214之間。在把上光路片重迭在下光路片上時，兩個毗連的V形槽就形成所產(chǎn)生塊中的軸向孔。光纖198和202是帶狀光纜216的一部分，帶纜216包括圍繞各個光纖，例如222和224的絕緣材料，例如218和220。在連接器的相對側(cè)，有這些光纖的伸出端226和228。帶纜216也重迭在另一帶纜230上。這個帶纜也有復(fù)蓋各個234之類光纖的絕緣材料，例如232，它從纖心和帶纜216的下面伸入連接器，以接合一個塊中的V形槽，并且從V形槽的相對側(cè)伸出，進入一個伸出端，例如236。在諸光纖進入塊中諸軸向孔以前，使它們交替地進入各垂直面中，參看圖38b，會看出，本發(fā)明的連接器適合同常規(guī)連接器一起使用，在圖38b中常以標(biāo)號238表示常規(guī)連接器。這種常規(guī)連接器包括一個由兩個光路片242和244組成的塊240，它們具有246之類的V形槽和248與250之類的接合定位銷(未示出)的端槽。這個連接器還包括一些光纖，例如252、254和256。同時參看圖38a和38b，從圖可看出，可在連接器238中接收來自連接器196的光纖，就象光纖200的情況一樣。還可看出，在連接器196中的連接器V形槽也可以接收連接器238中的光纖252、254和256。圖在36-38a所示的連接器中，上光纖帶中心線最好從下光纖帶中心線偏離125微米。圖36和37說明2×18陣列合并成1×36陣列，以進入光路片。因為兩個陣列形成一個單獨陣列，所以上陣列的光纖置于下光路片槽的偶數(shù)位置，而下陣列的光纖則置于下光路片的奇數(shù)槽中。在圖38a中，一個36根光纖光路片說明保持18根光纖光路片兼容性所需的槽和光纖結(jié)構(gòu)。圖38a把36根光纖光路片與圖38b所示18根光纖光路片進行比較，并說明同時相容地使用諸光路片所需的光纖。例如，16根光纖配合32根光纖，在32根光纖中只有16根光纖是有效的。在其后的一個時間，用戶能夠改進全部構(gòu)件，以利用全部32根光纖。還會知道，雖然在所說明的實施例中只示出兩個帶狀光纜，但應(yīng)有可能把一個或多個附加的帶狀光纜重迭在這些帶纜上，以進一步增加連接器中接收的光纖數(shù)目。
應(yīng)當(dāng)知道，上述的光路片可以具有許多的V形槽，和接納許多的光纖。尤其是，期待可取的事是，在每個光路片中應(yīng)有可接枘16-36根光纖的16-36個縱向V形槽；更可取的事是，在每個光路片中應(yīng)有可接納36根光纖的36個縱向V形槽。可取的是諸V形槽應(yīng)互相間隔開一定的距離，以中心線計隔開.124mm到.126mm，在其邊緣之間間隔為.07到.013mm，和槽深度為.050mm到.070mm。更可取的是在諸槽的中心線之間間距為125微米，其邊緣之間為10微米，和深度為.050mm到.070mm。象常規(guī)情況一樣，每個光路片都具有約6.09mm到約6.35mm的長度，約5.843mm的寬度和約.71mm至約.76mm的高度。
為了滿足降低光纖成本和125微米間隔的需要，也有可能在本發(fā)明的MACII型外殼中的125微米中心安放36根光纖。通過在常規(guī)的MACII型250微米間隔之間添加另外的一些光纖，當(dāng)前的密度能夠加倍。如果兩個18根光纖的帶偏離125微米，則36根剝除外皮的光纖會在一維陣列中處于125微米的中心，使一個2×18光纖陣列轉(zhuǎn)接成一個1×36光纖陣列。
實例用32光纖光路片制作一個帶有兩個18光纖帶的2×16光纖陣列。兩維陣列被合并成一個在140微米中心的一維陣列(因為一個36光纖光路片此時無效)。為了把光纖裝入在140微米中心的槽，就獨立地把兩個陣列送入光路片。在上陣列定位于32光纖光路片的奇數(shù)槽以后，下光纖就由上光纖引入偶數(shù)槽中。
應(yīng)當(dāng)知道，已描述的連接器和方法會使一個特定連接器中接收的光纖數(shù)能夠經(jīng)濟和有效地增加。
雖然結(jié)合各圖的優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但要了解，可以使用其他類似的實施例，或者可以對所描述的實施例作出修正和補充，以執(zhí)行本發(fā)明的相同任務(wù)，而不偏離本發(fā)明。因此，本發(fā)明不應(yīng)限于任何單獨的實施例，而應(yīng)按照所附權(quán)利要求書中陣述的寬度和范圍來解釋。
權(quán)利要求
1.一種用于光纖的多心陣列連接器，包括(a)一個連接器塊，它具有多個用于接納纖的軸向孔；(b)一個第一光纖帶狀光纜，它包含多根光纖，它們在其一部分長度上隔離保護，而在其接頭端部不隔離保護，并且通過塊元件伸入第一組軸向孔中；和(c)一個第二光纖帶狀光纜，它包含多根光纖，并且在它的一部分長度上隔離保護，而在所述光纖的接頭端部不隔離保護，并且所述光纖伸過第二組軸向孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其中，第一和第二組軸向孔是交替關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其中，所述的塊由一個下光路片和一個上光路片組成，下光路片具有上和下表面，且在它的上表面上具有多個縱向V形槽，而上光路片則具有上和下表面，且在它的下表面上具有多個上和下V形槽，每個所述槽被定位成重迭在所述下光路片上的一個所述槽上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連接器，其中，槽是V形的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連接器，其中，槽具有中心線，且中心線按照從約.124mm到約.126mm的距離隔開。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連接器，其中，槽具有邊緣，且所述邊緣按照從約.007mm至約.013mm的距離隔開。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連接器，其中，槽具有深度，且所述槽的深度為從約.050mm到約.070mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連接器，其中，每個光路片皆有約6.09mm至約6.35mm的長度，約5.843mm的寬度和約.71mm至約.76mm的高度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的連接器，其中，每個光路片皆有約16個到約36個縱向槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的連接器，其中，在每個光路片上皆有37個縱向槽。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連接器，其中，光路片是硅。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其中，第一帶狀光纜的光纖的接頭端部和第二帶狀光纜的光纖的接頭端部是交錯的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接器，其中在軸向孔的附近每個光纖的接頭端部皆位于獨立垂面內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的連接器，其中，光纖的每個接頭端部皆有從.120mm到.125mm的直徑。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連接器，其中，上光路片和下光路片用一種粘合劑連接。
16.一種組裝用于光纖的多心陣列連接器的方法，包括以下步驟(a)在一個包括多個封裝入隔離材料中的光纖的第一光纖帶狀光纜中，取出一部分所述的隔離材料以露出所述光纖的未隔離接頭端部，并且把所述光纖的所述接頭端部的所述未隔離接頭端部放入下光路片的上表面上的第一組縱向槽中；(b)在一個包括多個封裝入隔離材料中的光纖的第二光纖帶狀光纜中，取出一部分所述的隔離材料以露出所述光纖的未隔離接頭端部，并且把所述光纖的所述接頭端部的所述未隔離接頭端部放入下光路片的上表面上的第二組縱向槽中；(c)這樣定位一個具有一個帶有多個軸向槽的下表面的上光路片，以致于所述上光路片的所述下表面被重迭在所述下光路片的所述上表面上，并且所述諸光路片上的諸槽在一個包含所述上和下光路片的塊中形成諸軸向孔，和所述光纖伸過所述軸向孔。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，在每個光路片上有從約16個至約36個槽。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，在每個光路片上有37個縱向槽。
19.一種硅光路片，用于連接具有相對平面?zhèn)鹊墓饫|，并且在各個所述平面?zhèn)冉杂袕募s16個到約37個縱向槽。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的硅光路片，其中，在各個平面?zhèn)冉杂?7個縱向槽。
全文摘要
公開一種多心纖光纜陣列連接器(196),它包括一個有多個孔的中央塊(204),該塊由一個在其上表面上有V形槽(210)的下光路片(208),和一個在其下表面上有V形槽(210)的上光路片(206)組成,上光路片重疊在下光路片上以形成諸孔。一個第一光纖帶狀光纜(230)具有一端被去除的隔離材料(232),且諸光纖每隔一個孔插入塊(204)中。一個第二光纖帶狀光纜(216)同樣具有在一端被去除的隔離材料(218,220),并且重疊在第一帶狀光纜(230)上,它的光纖插過其余的孔。由于這種結(jié)構(gòu)而在這種連接器(196)中可接收大量光纖。
文檔編號G02B6/38GK1192277SQ96196013
公開日1998年9月2日 申請日期1996年7月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月28日
發(fā)明者理查德Z·詹姆羅茲齊茲克, 特洛伊·保羅·米利恩 申請人:連接器系統(tǒng)技術(shù)股份有限公司