專利名稱：光互聯(lián)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光互聯(lián)器件，該光互聯(lián)器件具有轉(zhuǎn)換區(qū)，該轉(zhuǎn)換區(qū)的作用是將多個直徑較大的光纜轉(zhuǎn)換并帶狀化為直徑較小的光纖。
背景技術(shù)：
在光學(xué)或光電系統(tǒng)中常用的是，包括多個器件，用以控制所使用的光纜數(shù)。這種器件可需要將多纖帶或者多纖帶纜中的光纖分割開，有時被稱作“分叉”，或者將光纖連接起來，通常被稱作“帶狀化”。在這些情況下，可以使用分叉器件或者帶狀化器件。
雖然，現(xiàn)有技術(shù)中描述的分叉和帶狀化器件可用于各種應(yīng)用，仍不斷需要研制其它能夠容易制造的器件。

發(fā)明內(nèi)容
這里公開了一種用于轉(zhuǎn)換和帶狀化光纜以制作帶狀組件的裝置和方法，其中，光纜至光纖的轉(zhuǎn)換部分被設(shè)計成具有不影響所使用的光纜的最小彎曲半徑的幾何形狀。該轉(zhuǎn)換部分捕獲了從大直徑光纜到小直徑光纖的變化。該帶狀組件還可以被終接到套管上，作為并聯(lián)帶狀光纖連接器(例如，MTP連接器，可以從美國北卡羅來納州希柯利的US Conec公司購得，以及OGI連接器，可以從美國明尼蘇達(dá)州圣保羅市的3M公司購得)的一部分。因此，這里還公開了包括帶狀化組件的光互聯(lián)器件。
在一方面中，本發(fā)明涉及一種用于帶狀化光纜的裝置。該裝置包括至少一個通道，每個通道都包括(a)用于保持多根光纜的輸入?yún)^(qū)，每個光纜都具有至少一根光纖；(b)鄰近該輸入?yún)^(qū)的轉(zhuǎn)換區(qū)；和(c)鄰近該轉(zhuǎn)換區(qū)的輸出區(qū)，該輸出區(qū)包括至少一個槽，每個槽都具有等于光纖直徑的倍數(shù)的寬度。在一個示例實(shí)施例中，該轉(zhuǎn)換區(qū)具有不會影響光纜最小彎曲半徑的幾何形狀。
在另一方面中，本發(fā)明涉及一種制造帶狀組件的方法。該方法包括以下步驟(a)提供多根光纜，每根光纜具有至少一根被保護(hù)套圍繞的光纖；然后，(b)剝?nèi)ニ龉饫w的至少一端部周圍的保護(hù)套，從而露出光纖；(c)將該光纖設(shè)置在本發(fā)明裝置的通道中，使得光纖位于輸入?yún)^(qū)，并且暴露出的光纖位于輸出區(qū)；然后，(d)將紫外光可固化樹脂涂敷于轉(zhuǎn)換區(qū)上；以及(d)使該紫外光可固化樹脂固化。
在另一方面中，本發(fā)明涉及一種光互聯(lián)器件，該光互聯(lián)器件包括(a)多根光纜，每根光纜都具有兩個端部并且包括至少一根被保護(hù)套圍繞的光纖，其中，光纜的直徑大于光纖的直徑，至少光纜的第一端部處的保護(hù)套被除去，從而露出光纖；(b)帶狀組件，其包住光纜的第一端部和光纖的一部分，其中，位于該帶狀組件中的光纖彼此平行放置并且具有第一間距；以及(c)聯(lián)接在帶狀組件上的套管，該套管具有多個內(nèi)槽，該內(nèi)槽具有第二間距。光纖的第一間距基本上等于套管的第二間距。在一個示例實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換區(qū)具有不影響光纜最小彎曲半徑的幾何形狀。
這里所使用的“光纜”(如圖9中所示)包括至少一根玻璃纖芯92，每根纖芯都被包層94圍繞。緩沖層96圍繞纖芯/包層的組合，并且保護(hù)套98圍繞緩沖層。光纜可以包括一根以上的玻璃纖芯和包層的組合。信息和數(shù)據(jù)被以光波的形式打包，沿玻璃纖芯的長度傳播。術(shù)語“光纖”定義為玻璃纖芯、包層和緩沖層的組合，并且是指有源光纖，即，信息在光纖中傳輸?！盁o源”光纖是沒有信息在其中傳輸?shù)墓饫w。在使用時，無光纖的直徑基本上與光纖的直徑相同，并且可以、但不必須具有與光纖相同的材料。光纜及與其相關(guān)聯(lián)的光纖的“最小彎曲半徑”(MBR)是由光纜制造商推薦的一個數(shù)值，或者是由客戶指定的一個數(shù)值，用以獲得希望的光纜壽命和希望的光纖壽命。當(dāng)光纜及其光纖經(jīng)受小于MBR的半徑的彎曲時，即當(dāng)MBR受破壞(violated)時，光纖衰減增加并且光纖壽命減小。對于玻璃直徑為125微米的光纖來說，通常被接受的MBR約為1英寸(2.54cm)。
本發(fā)明的一個示例實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于提供一種用于將多根較大直徑光纜轉(zhuǎn)換并帶狀化為多根較小直徑光纖的有效方法。本發(fā)明的另一個優(yōu)點(diǎn)在于轉(zhuǎn)換區(qū)被設(shè)計為使光纜及其光纖的MBR受破壞的可能性減到最小。如這里所進(jìn)一步說明的，轉(zhuǎn)換區(qū)的幾何形狀可以被設(shè)計成以便于適應(yīng)這種具體需求。
本發(fā)明的另一個示例實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于由于光纖被紫外光可固化樹脂包住，因而光纖在后續(xù)的加工中受到保護(hù)，從而使操作簡單。此外，裝置的輸出端被設(shè)計為強(qiáng)迫彼此平行設(shè)置的光纖以特定的間距，間距與所使用的套管的間距相同。在這里所使用的術(shù)語“間距”意為兩相鄰物體之間的中心線距離，例如兩相鄰的光纖、無論它們是有源的還是無源的之間的中心線距離，或者光纖套管的兩相鄰內(nèi)槽之間的中心線距離。
本發(fā)明上述的概述并無意描述本發(fā)明的每個公開的實(shí)施例或者每個示例。以下附圖和詳細(xì)描述更具體地舉例說明了實(shí)施例。


可以參照附圖描述本發(fā)明，其中圖1為用于將大直徑光纜帶狀化為小直徑光纖的裝置的一個示例裝置的頂視圖；圖2為圖1中2-2截面的詳細(xì)視圖；圖3為加工中的帶狀組件的一個示例的示意性頂視圖；圖4為帶狀組件的一個示例的示意性頂視圖；圖5為可以在本發(fā)明中使用的光纖套管的一個示例的透視圖；
圖6為圖4所示的帶狀組件聯(lián)接到圖5所示的連接器上、以產(chǎn)生光互聯(lián)器件的透視圖；圖7為加工中的帶狀組件的另一個示例的示意圖，其中，該裝置在輸出區(qū)中具有多個保持槽；圖8為加工中的帶狀組件的另一個示例的示意圖，其中，該裝置在輸出區(qū)中具有多個保持槽；圖9為可以在本發(fā)明中使用的光纜的一個示例的截面圖；這些附圖是理想化的，它們沒有按照比例繪制，且意為說明的目的。
具體實(shí)施例方式
圖1示出用于將大直徑光纜轉(zhuǎn)換并帶狀化為小直徑光纖的裝置的一個示例裝置。裝置10包括至少一個通道14。每個通道都具有用于保持多根光纜的輸入?yún)^(qū)16。每個通道還具有鄰接該輸入?yún)^(qū)的轉(zhuǎn)換區(qū)18和鄰接該轉(zhuǎn)換區(qū)的輸出區(qū)20。輸出區(qū)20具有至少一個槽。
盡管圖1示出限定出每個區(qū)的括弧，但是該附圖并不應(yīng)當(dāng)解釋為意味每個區(qū)存在明顯的區(qū)別。相反，且正如在其它附圖之中的圖3中所更好地說明的，輸入?yún)^(qū)通常包含光纜。轉(zhuǎn)換區(qū)通常包括被剝離的光纜和露出的光纖的一部分。并且，輸出區(qū)包括彼此接觸或幾乎接觸的彼此平行放置的光纖。任選地是，該裝置可以包括指示裝置22，該指示裝置將靠近轉(zhuǎn)換區(qū)的區(qū)域括起。如該圖所示，存在兩個通道，如果需要的話，則最左手邊的通道還包括位于轉(zhuǎn)換區(qū)中的區(qū)域17，該區(qū)域17用于制造機(jī)械鎖定裝置。如果需要的話，則可以采用多個區(qū)域17。
在輸出區(qū)中，每個槽的最大寬度等于光纖直徑的倍數(shù)加上光纖直徑的一半。在這里，術(shù)語“倍數(shù)”意為光纖直徑與一個從1開始的整數(shù)的乘積，該整數(shù)等于所使用的光纖數(shù)。因此，如果使用一根光纖，并且光纖的直徑為250微米，槽的最大寬度將為375微米。如果使用兩根光纖，并且每根光纖的直徑為250微米，則槽的最大寬度將為625微米(如果用一個槽來容納兩根光纖)。每個槽的最小寬度等于光纖直徑的倍數(shù)。例如，如果使用兩根光纖，則槽的最小寬度為500微米(如果用一個槽來容納兩根光纖)。
圖2示出了一個示例實(shí)施例，其中轉(zhuǎn)換區(qū)包括從輸入?yún)^(qū)的深度D1開始到輸出區(qū)的深度D2為止的斜面24，其中，D1的值大于D2的值。采用不同于斜面的其它幾何形狀或者根本不采用斜面在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在一個實(shí)施例中，輸入?yún)^(qū)的寬度W1(如圖1所示)基本上等于所使用的全部數(shù)量光纜的總寬度。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于使所使用的光纜緊密配合。在另一個示例實(shí)施例中，輸入?yún)^(qū)的寬度為保持光纜的任何適宜寬度。
圖3示出加工中的本發(fā)明的帶狀組件的一個示例的一部分。為了促進(jìn)理解本發(fā)明，在該圖中僅示出了兩根光纜30。裝置10旨在容納四根光纜。作為開始的步驟(在該圖中未示出)，剝離位于光纜30第一端部上的保護(hù)套，以使光纖露出。將被剝離的光纜放置在該裝置的通道中，使得光纜的未被剝離的部分位于輸入?yún)^(qū)16中，而暴露出的光纖則位于轉(zhuǎn)換區(qū)18和輸出區(qū)20中。暴露出的光纖可以延伸超出輸出區(qū)。被剝離的光纜被放置成使得未剝離的光纜與暴露出的光纖之間的界面31位于指示裝置22之間的轉(zhuǎn)換區(qū)中(如果存在指示裝置22)。在界面31處的轉(zhuǎn)換區(qū)中，暴露出的光纖之間開始有很大的間隙，而當(dāng)光纖到達(dá)輸出區(qū)時，光纖互相接觸或幾乎接觸地彼此平行放置。
制造帶狀組件的方法還包括未示于圖3中的以下步驟。如果需要的話，則可以使用例如壓敏粘合劑或機(jī)械裝置將光纜固定到裝置上。在將被剝離的光纜放置在裝置中后，將一些紫外光可固化樹脂涂布到所述裝置上，至少涂布到指示裝置之間的轉(zhuǎn)換區(qū)上(如果存在指示裝置)。可以借助于使用裝有樹脂的注射器進(jìn)行涂布。如果涂布了過量的樹脂，則可以借助于任何適當(dāng)?shù)难b置、例如橡皮刮板或剃刀的鋒利刀刃除去。例如，如果過量了，則可以通過將過量的樹脂擴(kuò)散到暴露出的光纖、即向輸出區(qū)擴(kuò)散來除去該過量的樹脂。在涂敷樹脂之后，使安裝在該裝置上的光纜暴露在紫外光輻射下，以使樹脂固化，從而產(chǎn)生帶狀組件。在固化之后，將帶狀組件從該裝置上取下。如果需要的話，則帶狀組件可以在輸出區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步帶狀化。但是，任何進(jìn)一步的帶狀化都將是對于與輸出區(qū)中光纖的直徑相同的光纖和/或無源光纖進(jìn)行的。
圖7示出加工中的帶狀組件的另一示例。與圖3一樣，光纜30的第一端處的保護(hù)套被剝離，從而露出光纖32。在裝置70中放置了四根被剝離的光纜，使得光纜未被剝離的部分位于輸入?yún)^(qū)(由于其全部被光纜占據(jù)，因而未示出)，并且暴露出的光纖部分位于轉(zhuǎn)換區(qū)78和輸出區(qū)(由于其全部被光纖占據(jù)，未示出)中。在該具體實(shí)施例中，輸出區(qū)具有至少一個槽。換句話說，可以有四個單槽，每個單槽都保持一根光纖，以致于單槽的寬度為光纖直徑的一倍?；蛘?，可以有兩個雙槽，每個雙槽都保持兩根光纖，以致于雙槽的寬度為光纖直徑的兩倍?？梢杂袃蓚€槽，其中第一槽保持三根光纖，而第二槽保持一根光纖?；蛘?，可以只有一個槽，用以保持全部的四根光纖。不管所采用的槽的數(shù)量如何，槽的總寬度(用W2表示)大約為光纖直徑的四倍(即四的倍數(shù))。裝置70還包括用于保持無源光纖(未示出)的至少一個保持槽72。圖7示出四個保持槽，光纖32的每側(cè)上各兩個。保持槽的長度并不重要，如果需要的話，則它可以延伸到轉(zhuǎn)換區(qū)。所制造的帶狀組件將為包括四根光纖和四根無源光纖的8光纖帶。帶狀組件可以被終接到8纖套管上。如圖5(所示為12纖套管)中所更好地描述的，每個套管都包括彼此平行放置的若干內(nèi)槽。通用的工業(yè)實(shí)踐是給這些槽編號并且按照光纖的位置從左到右給它們命名。當(dāng)圖7所示的8纖帶狀組件被終接到8纖套管時，光纖位置3至6(包括3和6在內(nèi))作為通信通道，這是因?yàn)樗鼈儽３止饫w，而光纖位置1，2，7和8則保持無源光纖。這樣，在該實(shí)施例中，光纖位于無源光纖之間。
圖8示出加工中的帶狀組件的另一示例。與圖7一樣，剝離光纜30的第一端處的保護(hù)套，以露出光纖32。被剝離的光纖與圖7中描述的方式類似地被放置在裝置80中。裝置80具有轉(zhuǎn)換區(qū)88，并且還包括位于輸出區(qū)內(nèi)設(shè)置在光纖32之間的至少一個保持槽82。在該具體實(shí)施例中，該裝置在輸出區(qū)內(nèi)具有兩個槽，每個槽的寬度都基本上等于光纖的直徑，即直徑的一倍。當(dāng)圖8所示的帶狀組件被終接到8纖套管上時，光纖位置1和8作為通信通道，而光纖位置2至7(包括2和7在內(nèi))則保持無源光纖。這樣，在該實(shí)施例中，無源光纖位于光纖之間。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用中，光纖和無源光纖的位置的任何組合都是可能的。
如圖4所示，帶狀組件40具有多個輸入光纜30；轉(zhuǎn)換區(qū)，其通常用44表示；和多根光纖32a至32d，它們彼此基本平行地放置。在該實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換區(qū)從界面31開始，并且延續(xù)直至光纖彼此基本平行，使得相鄰的光纖之間存在一致的間距P2。在轉(zhuǎn)換區(qū)中，光纖32a和32d在x-y平面、即在由裝置的長度和寬度限定的平面內(nèi)經(jīng)受最大程度的彎曲。一些彎曲還會發(fā)生在x-z平面、即沿裝置的厚度或高度的平面內(nèi)。在一個示例實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換區(qū)具有使光纖的彎曲不會破壞其最小彎曲半徑的幾何形狀。轉(zhuǎn)換區(qū)可以基本上為直的或者可以是彎曲的。塊42示意性地表示紫外光固化樹脂。如果沿著該塊的縱向側(cè)面(即光纜長度的側(cè)面)有毛刺(flash)，則可以在進(jìn)一步加工之前，例如在將帶狀組件終接到套管上之前通過鋒利的工具去除。雖然圖4示出塊42從界面31開始，但是使該塊延伸到光纜在本發(fā)明的范圍內(nèi)。使UV光可固化樹脂包住光纜的一部分的優(yōu)點(diǎn)在于它將光纜保持在一起，以便于后續(xù)加工，并且給予制造加工寬容度，從而不需要對樹脂的精確切割點(diǎn)。圖4所示的示例實(shí)施例還包括位于轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)的可選擇的機(jī)械鎖定裝置47。
如上所述，轉(zhuǎn)換區(qū)被設(shè)計為具有適應(yīng)光纜的最小彎曲半徑的幾何形狀。轉(zhuǎn)換區(qū)的幾何形狀可以通過各種計算機(jī)軟件、例如計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)或者所有幾何算式來計算。如果采用CAD，則通常的輸入變量包括例如光纜的最小彎曲半徑、所使用的光纜數(shù)量和每個光纜中的光纖數(shù)量以及其它變量。
圖5示出套管的一個示例，在這種情況下，可以在本發(fā)明中使用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT套管終接在圖4所示的帶狀組件上。在圖5中，套管50在套管體56中具有多個內(nèi)槽54。該套管還具有用于對準(zhǔn)插針的若干對準(zhǔn)孔52(未示出)。槽的間距為P1，該間距P1為一個內(nèi)槽與下一個鄰接內(nèi)槽之間的中心距。在本發(fā)明中，帶狀組件被制造成使得光纖間距P2(示于圖4中)將基本上等于內(nèi)槽間距P1?！盎旧系扔凇币鉃槊扛饫w的位置與套管中槽的位置錯過不超過套管槽間距的一半?？梢酝ㄟ^目前在工業(yè)制造中實(shí)施的任何已知方法，將帶狀組件終接于套管上，以制造光纖連接器(未示出)。例如，通常實(shí)行的是定位帶狀組件，使得光纖從套管的前表面突出。在將帶狀組件聯(lián)接在套管上之后，通過例如采用如環(huán)氧樹脂的樹脂，拋光套管的前表面。
圖6示出光學(xué)互聯(lián)器件60。該器件具有被聯(lián)接到套管根部58上并終接于套管50上的帶狀組件40。每根光纜的另一端被終接于單個光纖連接器62上，光纖連接器62為光學(xué)組件的一種。有用的光學(xué)組件包括、但不限于單芯光纖連接器、雙芯光纖連接器、并聯(lián)光纖連接器，例如、但不限于MT連接器、單芯熔接片(fusion splint)、并聯(lián)熔接片、機(jī)械接合片、單芯V形槽、分叉塊(furcation block)、混合塊(shuffleblock)及它們的組合。
盡管在本發(fā)明中實(shí)際上可以使用任何類型的光纜，但緊包光纜尤其適合，這是因?yàn)樗鼈內(nèi)菀讋冸x并且有用于許多應(yīng)用。如在工業(yè)制造中所通常理解的，緊包光纜(TBF)為具有直接涂敷于緩沖層上的塑料涂層的光纜。在一個示例實(shí)施例中，采用了具有直徑250微米光纖的直徑900微米的TBF光纜。在本發(fā)明中還可以使用強(qiáng)化(ruggedized)光纜。強(qiáng)化光纜為包含例如芳族聚酰胺光纖的強(qiáng)度部件的光纜，該強(qiáng)度部件通常位于緩沖層與保護(hù)套之間或者作為該保護(hù)套的一部分。
本發(fā)明的裝置可以由低粘著性聚合物或包括涂有低粘著性聚合物的基底的復(fù)合物制成。在一個實(shí)施例中，該低粘著性聚合物為四氟化乙烯聚合物。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所可以預(yù)見的，只要選擇得能夠使UV可固化樹脂從裝置上除去，可以使用其它低粘著性聚合物。在一個實(shí)施例中，基底是金屬，其從例如鋁、不銹鋼、鋼、銅以及銅合金的材料中選擇。在本發(fā)明中可以使用任何紫外光可固化樹脂。一種商業(yè)上可以獲得的材料為美國伊利諾斯州埃爾金的DSM Desotech公司的CABLELITETM母體材料。
權(quán)利要求
1.一種光互聯(lián)器件，包括(a)多根光纜，每根光纜都具有兩個端部并且包括至少一根被保護(hù)套圍繞的光纖，其中，光纜的直徑大于光纖的直徑，且至少該光纜的第一端部處的保護(hù)套被除去，從而使光纖露出；(b)帶狀組件，該帶狀組件包住光纜的第一端部的一部分和所述光纖，其中，位于該帶狀組件中的所述光纖彼此平行放置并且具有第一間距；以及(c)聯(lián)接在該帶狀組件上的套管，該套管具有多個內(nèi)槽，該內(nèi)槽具有第二間距，其中，光纖的第一間距基本上等于套管的第二間距。
2.如權(quán)利要求1所述的光互聯(lián)器件，其中，位于帶狀組件中的光纖彼此接觸或幾乎接觸。
3.如權(quán)利要求1所述的光互聯(lián)器件，其中，帶狀組件具有不影響光纖最小彎曲半徑的幾何形狀。
4.如權(quán)利要求1所述的光互聯(lián)器件，其中，光纜為緊包光纜或強(qiáng)化光纜。
5.如權(quán)利要求1所述的光互聯(lián)器件，其中，帶狀組件還包括機(jī)械鎖定裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的光互聯(lián)器件，其中，帶狀組件包括紫外光可固化樹脂。
7.如權(quán)利要求1所述的光互聯(lián)器件，其中，帶狀組件還包括設(shè)置在所述光纖附近的無源光纖。
8.如權(quán)利要求1所述的光互聯(lián)器件，其中，所述無源光纖與所述光纖具有相同的構(gòu)造。
9.如權(quán)利要求8所述的光互聯(lián)器件，其中，所述無源光纖被設(shè)置在所述光纖之間。
10.如權(quán)利要求8所述的光互聯(lián)器件，其中，所述光纖被設(shè)置在所述無源光纖之間。
11.如權(quán)利要求1所述的光互聯(lián)器件，其中，位于光纜兩端處的保護(hù)套已被除去，從而使光纖露出。
12.如權(quán)利要求11所述的光互聯(lián)器件，其中，套管終接于一MT連接器。
13.如權(quán)利要求12所述的光互聯(lián)器件，其中，光纜的第二端終接于一光學(xué)器件。
14.如權(quán)利要求13所述的光互聯(lián)器件，其中，所述光學(xué)器件從由下列構(gòu)成的組中選擇單芯光纖連接器、雙芯光纖連接器、并聯(lián)光纖連接器、MT連接器、單芯熔接片、并聯(lián)熔接片、機(jī)械接合片、單芯V形槽、分叉塊、混合塊及它們的組合。
15.如權(quán)利要求1所述的光互聯(lián)器件，其中，帶狀組件為直的或者彎曲的。
全文摘要
這里公開了一種光互聯(lián)器件，該光互聯(lián)器件包括(a)多根光纜(30)，每根光纜具有兩個端部并且包括至少一根被保護(hù)套圍繞的光纖(32)，其中，光纜的直徑大于光纖的直徑，且至少該光纜的第一端部處的保護(hù)套被除去，從而使光纖露出；(b)帶狀組件，其包住光纜的第一端部和光纖的一部分，其中，位于帶狀組件中的光纖彼此平行放置并且具有第一間距；以及(c)聯(lián)接在該帶狀組件上的套管，該套管具有多個內(nèi)槽，該內(nèi)槽具有第二間距。光纖的第一間距基本上等于套管的第二間距。
文檔編號G02B6/38GK1867847SQ200480030507
公開日2006年11月22日 申請日期2004年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月16日
發(fā)明者楊立章, 塞爾吉奧·D·卡蘭薩, 邁克爾·A·杰賽普 申請人:3M 創(chuàng)新有限公司