用于多芯光纖電纜的多光纖連接器的制造方法
【專利摘要】描述了與將多芯光纖在多光纖連接器內(nèi)對準(zhǔn)相關(guān)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)。這些結(jié)構(gòu)和技術(shù)包括：具有多種不同形狀的多芯光纖，例如包括圓形、橢圓形、D形、雙D形和多邊形；多光纖套管，在其中具有多個不同形狀的光纖引導(dǎo)孔；對準(zhǔn)固定裝置，其用于將多芯光纖在多光纖套管中對準(zhǔn)；以及不同的多芯光纖對準(zhǔn)技術(shù)。
【專利說明】用于多芯光纖電纜的多光纖連接器
[0001]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]本申請要求2010年3月16日提交的美國臨時(shí)專利申請N0.61/314，165的優(yōu)先權(quán)，該專利申請由本申請的受讓人所有，并且通過引用全部結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明總體涉及纖維光學(xué)的領(lǐng)域，尤其涉及改進(jìn)的用于多芯光纖電纜的多光纖連接器。
【背景技術(shù)】
[0004]對于用于超級計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的高密度、高速并行光學(xué)數(shù)據(jù)鏈路的日益增長的需求，使人們對設(shè)計(jì)用于有利于節(jié)省成本的有效部署的無源光學(xué)裝置產(chǎn)生了很高的興趣。在用于超級計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)中心的多通道并行鏈路中，可以利用以lGb/s到lOGb/s運(yùn)行的成千上萬的光學(xué)鏈路。
[0005]在傳統(tǒng)的構(gòu)型中，一維的并行光學(xué)鏈路典型地利用1X12的多模式線性光纖陣列，每根光纖用作單獨(dú)的通道。在該布置中，典型地在條帶內(nèi)成250 μ m間距的光纖終止在諸如MT套管的成型多光纖套管中。MT終止光纖然后用于在多通道VSCEL與PiN光電探測器陣列之間形成連接。對于組裝更艱難的應(yīng)用，典型地呈條帶構(gòu)型的加套光纖終止于MT套管中，然后將MT套管放入MT-RJ、MPO、MTPTM或者M(jìn)PX連接器外殼內(nèi)，以生成堅(jiān)固的轉(zhuǎn)接線。
[0006]MT套管能夠以多種尺寸和不同的孔數(shù)量進(jìn)行利用，以滿足寬范圍的連接器和信號通路應(yīng)用。例如，mini MT2和mini MT4用于MT-RJ轉(zhuǎn)接線中。MT4、MT8和MT12用于一維陣列的MPO和MPX轉(zhuǎn)接線中。
[0007]對于更高的密度，制造商將光纖終止在2D陣列的MT16、MT24、MT48、MT60或MT72套管中。然而，利用標(biāo)準(zhǔn)單芯光纖組裝的高密度構(gòu)型已經(jīng)被證明生產(chǎn)及其昂貴，因?yàn)楫?dāng)兩個連接器匹配時(shí)在所有光纖之間實(shí)現(xiàn)物理接觸需要非常精確地控制拋光工藝以確保共面度(尤其在72光纖變型中)。而且，成型的MT套管生產(chǎn)非常昂貴。2D陣列的MT套管的產(chǎn)品合格率導(dǎo)致明顯更高的成本，因?yàn)橐粋€孔的位置不當(dāng)就導(dǎo)致套管廢棄。例如，如果72光纖套管有一個孔不符合位置要求，那么即使有71個正確定位的孔，套管也要丟棄。
[0008]另外，堆疊光纖條帶來生產(chǎn)2D構(gòu)型所需的光纖帶纜導(dǎo)致比較大而笨重昂貴的封裝件。而且，光纖帶纜的柔性受到不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的多個方面涉及與將多芯光纖在多光纖連接器內(nèi)對準(zhǔn)相關(guān)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)。這些結(jié)構(gòu)和技術(shù)包括:具有多種不同形狀的多芯光纖，例如包括圓形、橢圓形、D形、雙D形和多邊形；多光纖套管，在其中具有多個不同形狀的光纖引導(dǎo)孔；對準(zhǔn)固定裝置，其用于將多芯光纖在多光纖套管中對準(zhǔn)；以及不同的多芯光纖對準(zhǔn)技術(shù)。
[0010]本發(fā)明的一個方面提供了 一種多芯光纖,該多芯光纖包括在光纖本體內(nèi)縱向延伸的多個芯。光纖本體包括至少一個平直側(cè)表面。多個芯具有相對于平直側(cè)表面的截面幾何構(gòu)型，使得所述至少一個平直側(cè)表面確認(rèn)多個芯的特定旋轉(zhuǎn)定向，使得至少一個平直側(cè)表面的精確對準(zhǔn)導(dǎo)致多個芯的精確旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。
[0011]本發(fā)明的另一方面提供了一種對準(zhǔn)固定裝置。固定裝置具有底架，該底架成形為接收多光纖套管，該多光纖套管具有帶端面的本體，從端面延伸出多個多芯光纖，每個多芯光纖均具有確認(rèn)每個多芯光纖在套管本體內(nèi)的相應(yīng)引導(dǎo)孔中的特定旋轉(zhuǎn)定向的平直側(cè)表面。底架包括具有切口的基部，該切口成形為緊密接收套管本體并將其定位成使得多芯光纖的平直側(cè)表面抵靠固定裝置內(nèi)的對準(zhǔn)表面。對準(zhǔn)固定裝置還包括用于將多芯光纖的平直側(cè)表面推靠光纖對準(zhǔn)表面從而使每個多芯光纖在其相應(yīng)引導(dǎo)孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)的光纖對準(zhǔn)裝置。
[0012]本發(fā)明的另一方面提供了一種多光纖套管，該多光纖套管包括套管本體，套管本體在其中具有多個引導(dǎo)孔，用于引導(dǎo)位于多光纖光纖電纜的一端處的相應(yīng)的多個多芯光纖。多芯光纖均具有確認(rèn)多個芯的特定旋轉(zhuǎn)定向的至少一個平直側(cè)表面。套管引導(dǎo)孔均具有這樣的形狀，包括與多芯光纖的至少一個平直側(cè)表面對應(yīng)的平直側(cè)表面，使得每個多芯光纖的至少一個平直側(cè)表面在其相應(yīng)引導(dǎo)孔內(nèi)抵靠對應(yīng)平直表面的精確對準(zhǔn)導(dǎo)致多個芯的旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。
[0013]本發(fā)明的另一方面涉及用于將多芯光纖在多光纖套管內(nèi)對準(zhǔn)的方法。將容納多個多芯光纖的多芯光纖電纜的一端部剝離，從而露出裸露的多芯光纖。將露出的多芯光纖插入到縱向穿過套管子組件限定的多個引導(dǎo)孔中。將光纖的芯相對于套管沿預(yù)定定向旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。將多芯光纖結(jié)合在套管內(nèi)。修整套管端面處的光纖，從而生成從套管端面突出的多個多芯光纖端面。然后拋光多芯光纖端面。
[0014]本發(fā)明的另一方面涉及用于將多芯光纖在多光纖套管內(nèi)對準(zhǔn)的方法。將容納多個多芯光纖的多芯光纖電纜的一端部剝離，從而露出裸露的多芯光纖。將露出的多芯光纖插入到縱向穿過套管子組件限定的多個引導(dǎo)孔中。將多芯光纖結(jié)合在套管內(nèi)。修整套管端面處的多芯光纖，從而生成從套管端面突出的多個多芯光纖端面。然后拋光多芯光纖端面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1A和IB分別示出了示例性MCF 10的截面照片和圖。
[0016]圖2A示出了在圖1A和IB中示出的7芯MCF的斷層折射率分布圖。圖2B示出了六邊形布置的VCSEL陣列的圖像，該VCSEL陣列能夠用于與圖1A和IB所示的MCF的外部六芯相接。圖2C示出了發(fā)射器子組件的圖像，包括四個并排的圖2B所示類型的VCSEL陣列。
[0017]圖3示出了示例性12光纖MT套管的立體圖，在該套管中終止有12根7芯MCF。
[0018]圖4示出了圖3所示的套管的前部經(jīng)過穿過MCF的縱軸線的平面的截面。
[0019]圖5和6不出了根據(jù)本發(fā)明的多個方面的不例性D形7芯多芯光纖50、60的立體圖。
[0020]圖7示出了圖5所示的D形MCF的截面圖。
[0021]圖8示出了圖3所示的套管的立體圖,在該套管中裝載有容納多個個體MCF的多MCF電纜。[0022]圖9是示出了用于提供光纖在它們相應(yīng)的套管引導(dǎo)孔內(nèi)的對準(zhǔn)的通用技術(shù)的圖。
[0023]圖1OA和IOB示出了根據(jù)本發(fā)明的方面采用“斜坡”技術(shù)的對準(zhǔn)固定裝置的立體圖。
[0024]圖11A-11D是示出了圖10A-10B所示的對準(zhǔn)固定裝置的操作的一系列圖。
[0025]圖12A-12C示出了根據(jù)本發(fā)明的另一方面采用“錐形狹槽”技術(shù)的對準(zhǔn)固定裝置的立體圖。
[0026]圖13A和13B是示出錐形狹槽技術(shù)的操作的一對圖。
[0027]圖14A和14B示出了根據(jù)本發(fā)明的另一方面采用“側(cè)入狹槽”技術(shù)的對準(zhǔn)固定裝置的立體圖。
[0028]圖15示出了側(cè)入狹槽技術(shù)的操作的圖。
[0029]圖16A和16B示出了根據(jù)本發(fā)明的另一方面采用“楔入”技術(shù)的對準(zhǔn)固定裝置的立體圖。
[0030]圖17A-17C是示出了圖16A和16B所示的對準(zhǔn)固定裝置的操作的一系列圖。
[0031]圖18示出了具有預(yù)對準(zhǔn)D形孔的MT套管端面的端面的近視圖。
[0032]圖19示出了插入有光纖的圖18所示的套管的端面的近視前視圖。
[0033]圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的另一方面具有多邊形形狀的多芯光纖的立體圖。
[0034]圖21和22示出了根據(jù)本發(fā)明的多個方面的通用技術(shù)的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本發(fā)明的當(dāng)前描述組織為以下節(jié)段:
[0036]1.使用圓形光纖的多芯多光纖連接器
[0037]2.使用D形光纖的多芯多光纖連接器
[0038]3.用于D形多芯光纖的對準(zhǔn)技術(shù)
[0039]3.1斜坡法
[0040]3.2錐形狹槽法
[0041]3.3狹槽法
[0042]3.4楔入法
[0043]4.具有D形孔和D形光纖的多光纖套管
[0044]5.使用多邊形光纖的多芯多光纖連接器
[0045]6.使用其它光纖形狀的多芯多光纖連接器
[0046]7.通用技術(shù)
[0047]8.結(jié)論
[0048]1.使用圓形光纖的多芯多光纖連接器
[0049]為了克服當(dāng)前技術(shù)的缺點(diǎn)，利用多芯光纖(MCF)，該MCF能夠與專門設(shè)計(jì)的2維VCSEL和PiN光電探測器陣列抵靠聯(lián)接，以有利于在每根光纖中若干芯上的同時(shí)傳輸。
[0050]圖1A和IB分別示出了在美國專利申請N0.13/045,065中更詳細(xì)描述的示例性MCF 10的截面照片和圖，該專利申請由本申請的受讓人所有，并且通過引用全部結(jié)合于此。
[0051]MCF 10包括七個漸變折射率的芯，由七個漸變折射率的激光波光纖芯棒使用堆一拉工藝制成。芯布置成六邊形陣列，在覆層14中包括中央芯11和位于正六邊形13的頂點(diǎn)處的六個外部芯12。每個芯的直徑是26 μ m，芯間距是39 μ m。覆層直徑是125 μ m，丙烯酸鹽雙涂覆層(未示出)是250μπι。這些直徑與傳統(tǒng)的光學(xué)連接產(chǎn)品相容，但是其它覆層直徑和幾何構(gòu)型也是可行的。應(yīng)注意，此處描述的本發(fā)明的多個方面還可以實(shí)踐成具有不同類型的芯(例如階躍折射率或單模式芯)的多芯光纖。
[0052]圖2Α示出了 MCF 10的斷層折射率分布圖20。圖2Β示出了六邊形布置的VCSEL陣列22的圖像，該VCSEL陣列能夠用于與MCF的外部六芯相接。圖2C示出了四個VCSEL陣列22的示例，每個陣列包括六個VCSEL。該裝置能夠用于通過7芯多芯光纖的六個外部芯發(fā)射。當(dāng)然，其它芯數(shù)量和VSCEL構(gòu)型也是可行的(例如2X2等等)。
[0053]針對包括在單個線性陣列中并排布置的多個個體MCF的示例性多光纖條帶電纜描述本發(fā)明的多個方面。然而應(yīng)理解，通過在需要時(shí)進(jìn)行適當(dāng)修改，所述的結(jié)構(gòu)和技術(shù)還可以實(shí)踐為其它構(gòu)型。
[0054]如上所述，MCF 10具有與已經(jīng)存在的單芯光纖連接產(chǎn)品相容的外直徑。因而，多MCF電纜將與對于單芯多光纖電纜開發(fā)的套管和其它連接器相容。然而如下所述，除了配合的問題以外，存在關(guān)于在給定連接裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)每個個體MCF的適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)對準(zhǔn)的問題。
[0055]圖3示出了示例性12光纖MT套管30的立體圖，在該套管中終止有12根7芯MCF
31。圖4示出了套管30的前部經(jīng)過穿過MCF 31的縱軸線的平面的截面。
[0056]套管30包括具有兩個塊狀節(jié)段:基部32和頭部33的成型塑料體。并排布置成線性陣列的多個引導(dǎo)孔40延伸穿過終止于套管端面34處的套管頭部33。引導(dǎo)孔40成形和定尺寸為緊密接收光纖31。在套管安裝過程結(jié)束時(shí)，每個光纖在其相應(yīng)的引導(dǎo)孔中通過環(huán)氧樹脂或其它適當(dāng)材料牢固地保持在適當(dāng)位置。
[0057]在用環(huán)氧樹脂將光纖結(jié)合到套管上之前，每個光纖相對于套管縱向旋轉(zhuǎn)，使得每個光纖的芯沿預(yù)定定向?qū)?zhǔn)。例如，每個光纖能定向成使其一個芯位于12點(diǎn)鐘位置。定向能夠手動執(zhí)行或者經(jīng)由自動過程執(zhí)行。
[0058]套管30還包括一對對準(zhǔn)孔35。如下所述，對準(zhǔn)孔35構(gòu)造成接收相應(yīng)的對準(zhǔn)銷，以在套管30置于匹配結(jié)構(gòu)中時(shí)幫助對準(zhǔn)套管30。
[0059]將看到，通過將容納適當(dāng)對準(zhǔn)的MCF 31的套管30與圖2C所示類型的適當(dāng)構(gòu)型的
2維VCSEL陣列(陣列24)進(jìn)行組合，可以在與利用傳統(tǒng)的單芯光纖進(jìn)行12通道傳輸所需相同的空間中實(shí)現(xiàn)沿72通道并行傳輸。
[0060]由于能利用具有較少的孔的MT套管，所以也能制成具有較少光纖的終端變型。而且，能夠如前所述在類似MT-RJ和MPX連接器的其它多光纖連接器構(gòu)型中利用多芯光纖。MT-RJ連接器通常容納2到4根光纖，MPX連接器能夠利用4、8或12根多芯光纖制成。此夕卜，能夠制成具有任何數(shù)量的芯的多芯光纖、以及具有任何數(shù)量的孔的MT套管。因此，具有不同通道數(shù)量的多光纖連接器是可能的。
[0061]當(dāng)兩個多光纖連接器匹配時(shí)，為了在光纖之間的可靠連接，所有光纖芯必須在壓力下接觸。這對于多芯光纖是特別重要的，因?yàn)樾灸軌蚺c光纖軸線相距一些距離定位。當(dāng)連接器拋光時(shí)，光纖的端面凸起。因而，需要光纖一光纖接觸壓力使凸起端面充分變形(即，變平)以允許外部芯完全相遇。通過將多光纖套管拋光使得光纖在套管表面上方突出幾微米而實(shí)現(xiàn)多光纖連接器之間的光纖一光纖接觸。
[0062]上述圖4示出了 MCF 31從套管端面34的突出。如上所述，MCF具有近似125 μ m的外覆層直徑。在組裝之后，每個MCF通常從套管端面34突出Ιμπι到15μπι的距離。
[0063]2.使用D形光纖的多芯多光纖連接器
[0064]圖5和6示出了根據(jù)本發(fā)明的多個方面的示例性D形7芯多芯光纖50、60的立體圖。每個多芯光纖50、60設(shè)有沿著光纖長度延伸的平直側(cè)平直表面52、62。應(yīng)注意,盡管光纖50和60均示出為具有單個平直側(cè)表面，但本發(fā)明的多個方面也可實(shí)踐為光纖包括多個平直側(cè)表面。
[0065]在每個多芯光纖50、60中，平直部52、62戰(zhàn)略上定位成有利于芯相對于光學(xué)連接器的鍵控特征的定向。在圖5中，平直部鄰近一個MCF芯54，因此該芯的位置以及其余芯的位置能夠相對于多光纖連接器的鍵控特征定向和固定。如圖6所示，平直部能夠鄰近任意兩個并排芯64定位，這還允許這兩個芯的位置以及其余芯的位置能夠相對于連接器的鍵控特征定向和固定。
[0066]3.用于D形多芯光纖的對準(zhǔn)技術(shù)
[0067]在將套管安裝到多MCF電纜的端部上時(shí)要解決的重要問題是使個體MCF在套管內(nèi)旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。應(yīng)理解，當(dāng)多MCF電纜的端部被剝離時(shí)，以及當(dāng)個體MCF被裝載到套管中時(shí)，通常存在一些量的MCF芯的旋轉(zhuǎn)失準(zhǔn)。因而，即使個體MCF在加套電纜內(nèi)精確對準(zhǔn)，并且即使套管引導(dǎo)孔與裸露MCF精確配合，通常仍然必須在個體MCF利用環(huán)氧樹脂結(jié)合到它們相應(yīng)的引導(dǎo)孔中之前執(zhí)行精確的最終旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。
[0068]現(xiàn)在描述多個結(jié)構(gòu)和技術(shù)，它們提供節(jié)省成本的可重復(fù)方式來實(shí)現(xiàn)個體多芯光纖在它們相應(yīng)的套管引導(dǎo)孔內(nèi)的該精確的最終旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。使用圖5所示的D形光纖50和圖3和4所示的套管30描述這些結(jié)構(gòu)和技術(shù)的示例。然而應(yīng)理解，這些示例不是為了限制，通過在需要時(shí)進(jìn)行適當(dāng)修改，可以利用不同類型的MCF和套管實(shí)踐本發(fā)明的多個方面。
[0069]圖7示出了 D形MCF 50的截面圖，MCF 50具有七個芯54，以及接近一個芯54的平直側(cè)表面52。MCF 50裝載到類似于圖4所示的套管引導(dǎo)孔40的圓形套管引導(dǎo)孔70中。將看到，盡管在光纖的平直側(cè)表面52與引導(dǎo)孔70的周邊之間存在小間隙71，但是引導(dǎo)孔70提供了光纖50在所有方向上的徑向限制。
[0070]根據(jù)本發(fā)明的下述方面，MCF平直側(cè)表面52用于實(shí)現(xiàn)MCF 50在圓形引導(dǎo)孔70內(nèi)的精確旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。
[0071]圖8示出了套管30的立體圖，在該套管中裝載有容納多個個體MCF 50的多MCF電纜80。為了當(dāng)前描述，假設(shè)MCF 50以并排線性陣列布置在電纜80中，在電纜80中，MCF具有期望的旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)或者基本近似，其中所有光纖50的平直側(cè)表面52跨過陣列彼此排成直線，并且都面向相同方向。然而應(yīng)注意，也可利用其它類型的對準(zhǔn)方案實(shí)踐本發(fā)明的方面，包括其中一些或全部個體光纖的相應(yīng)的平直側(cè)表面彼此不排成直線的方案。
[0072]通過將護(hù)套和其它保護(hù)層剝離而露出裸露光纖50，使電纜80的端部準(zhǔn)備用于連接。如圖8所示，然后將電纜裝載到套管30中，一定量的過量光纖50延伸到套管端面之外。過量光纖的長度由所使用的具體對準(zhǔn)技術(shù)的需求指示。
[0073]圖9是示出了用于提供光纖50在它們相應(yīng)的套管引導(dǎo)孔內(nèi)的上述最終對準(zhǔn)的通用技術(shù)的圖。根據(jù)下述本發(fā)明的不同方面，套管30和電纜80被裝載到在其中具有對準(zhǔn)表面90的對準(zhǔn)固定裝置中。對準(zhǔn)表面包括用于使個體光纖50的平直側(cè)表面抵靠對準(zhǔn)表面90平放，從而使個體光纖在它們相應(yīng)的引導(dǎo)孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。[0074]一旦已經(jīng)執(zhí)行最終旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)，就能將環(huán)氧樹脂或其它適當(dāng)材料注入到引導(dǎo)孔內(nèi)以將光纖保持就位。然后在套管端面附近修整過量的光纖，然后將修整后的端部拋光以制成用于光纖端面的期望的凸起形狀。
[0075]描述了四種對準(zhǔn)技術(shù):⑴“斜坡”技術(shù)；(2) “錐形狹槽”技術(shù)；⑶“側(cè)入狹槽”技術(shù)；和(4) “楔入”技術(shù)。下面依次描述每種技術(shù)。
[0076]3.1斜坡技術(shù)
[0077]圖1OA和IOB示出了根據(jù)本發(fā)明的方面采用“斜坡”技術(shù)的對準(zhǔn)固定裝置100的立體圖。對準(zhǔn)固定裝置100包括具有基部102、直立件103和斜坡104的L形底架101?；?02的上表面在其中包括切口 105。一對MT對準(zhǔn)銷106從直立件103延伸，與基部102的上表面基本平行。斜坡104位于所述一對MT對準(zhǔn)銷106之間，并且從前面的較低高度與后面的較高高度提供了平滑過渡。
[0078]通過定位套管30使得套管頭部33的前底邊緣抵靠基部102的上表面，使得套管基部32的前底邊緣抵靠切口 105的前部，使得套管對準(zhǔn)孔35與對準(zhǔn)銷106對準(zhǔn)，并且使得裸露光纖50的露出端部抵靠或接近斜坡104的上表面,從而將具有突出光纖50的套管30裝載到對準(zhǔn)固定裝置100中。
[0079]在圖1OA中，套管30已經(jīng)被裝載到固定裝置100中，但是光纖50還沒有與斜坡104接觸。
[0080]然后套管30朝向固定裝置直立件103前進(jìn)。切口 105和套管基部32的相應(yīng)形狀，以及其間的緊密配合，使得套管被沿著基本直線引導(dǎo)，由此對準(zhǔn)銷106置于孔35中。套管的運(yùn)動使得光纖端部被推靠斜坡表面。光纖端部推靠斜坡表面使得光纖平直部相對于斜坡表面對準(zhǔn)。
[0081]在圖1OB中，套管30已經(jīng)朝向固定裝置直立件103前進(jìn)足夠的距離，以使光纖50接觸斜坡104。
[0082]固定裝置100的操作在圖11A-11D中示出。為了圖示，夸大了旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)的量。在實(shí)際使用中，對準(zhǔn)量將明顯較少。
[0083]在圖1lA中，光纖50還沒有接觸斜坡104。
[0084]在圖1lB中，光纖50已經(jīng)接觸斜坡104。
[0085]在圖1lC中，光纖50已經(jīng)沿斜坡104向上行進(jìn)足夠遠(yuǎn)，以導(dǎo)致光纖50部分旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。
[0086]在圖1lD中，光纖50已經(jīng)沿斜坡104向上行進(jìn)足夠遠(yuǎn)，以導(dǎo)致光纖50完全旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。
[0087]應(yīng)理解，所示結(jié)構(gòu)可以通過包括附加或不同的對準(zhǔn)和保持結(jié)構(gòu)而修改，并且可以使用不同形狀的光纖和斜坡而實(shí)踐。
[0088]3.2錐形狹槽技術(shù)
[0089]圖12A-12C示出了根據(jù)本發(fā)明的另一方面采用“錐形狹槽”技術(shù)的對準(zhǔn)固定裝置120的立體圖。(圖12B示出了圖12A的線框形式)。
[0090]對準(zhǔn)固定裝置120包括具有基部122和直立件123的L形底架121?；?22的上表面在其中包括切口 124。直立件123包括與露出的光纖50大致對準(zhǔn)的錐形狹槽125。一對MT對準(zhǔn)銷126從直立件123延伸，與基部122的上表面基本平行。錐形狹槽125位于所述一對MT對準(zhǔn)銷126之間。
[0091]通過定位套管30使得套管頭部33的前底邊緣抵靠基部122的上表面，使得套管基部32的前底邊緣抵靠切口 124的前部，使得套管對準(zhǔn)孔35與對準(zhǔn)銷126對準(zhǔn)，并且使得裸露光纖50的露出端部與錐形狹槽125大致對準(zhǔn)，從而將具有突出光纖50的套管30裝載到對準(zhǔn)固定裝置120中。
[0092]在圖12A和12B中，套管30已經(jīng)被裝載到固定裝置120中，但是光纖50還沒有置于錐形狹槽125中。
[0093]然后套管30朝向固定裝置直立件123前進(jìn)。切口 124和套管基部32的相應(yīng)形狀，以及其間的緊密配合，使得套管被沿著基本直線引導(dǎo)，由此對準(zhǔn)銷126置于孔35中。套管的運(yùn)動使得光纖端部被推靠錐形狹槽125。
[0094]在圖12C中，套管30已經(jīng)朝向固定裝置直立件123前進(jìn)足夠的距離，以使光纖50完全置于錐形狹槽125中。
[0095]狹槽的前側(cè)的高度比D形光纖的直徑大(即，大于125 μ m)。錐形狹槽的后側(cè)的高度比光纖的外徑小(即，小于125μπι)，但是剛剛足夠大以在平直部平行于狹槽時(shí)容許D形光纖穿過。因此，當(dāng)D形光纖被推入狹槽中時(shí)，狹槽將使D形光纖的平直部水平對準(zhǔn)。
[0096]圖13Α和13Β是示出錐形狹槽技術(shù)的操作的一對圖。
[0097]在圖13Α中，未對準(zhǔn)的光纖50僅僅中途裝配到錐形狹槽125中。將光纖50更深地推入狹槽105中使得光纖50旋轉(zhuǎn)，從而允許其裝配到變窄的狹槽中。
[0098]在圖13Β中，光纖50已經(jīng)完全置于狹槽125中。
[0099]應(yīng)理解，所示結(jié)構(gòu)可以通過包括附加或不同的對準(zhǔn)和保持結(jié)構(gòu)而修改，并且可以使用不同形狀的光纖和狹槽而實(shí)踐。
[0100]3.3側(cè)入狹槽技術(shù)
[0101]圖14Α和14Β是根據(jù)本發(fā)明的另一方面采用“側(cè)入狹槽”技術(shù)的對準(zhǔn)固定裝置140的立體圖。對準(zhǔn)固定裝置140包括具有基部142和直立件143的L形底架141?；?42的上表面在其中包括切口 144。直立件143包括側(cè)入狹槽145，側(cè)入狹槽145與基部142的上表面基本平行，位于與從套管30的端面突出的露出光纖50對準(zhǔn)的高度。
[0102]通過定位套管30使得套管頭部33的左底邊緣抵靠固定裝置基部142的上表面，使得套管基部31的左底邊緣置于切口 144中，并且使得露出的光纖50與側(cè)入狹槽145對準(zhǔn)，從而將具有粗略對準(zhǔn)的突出光纖50的套管30裝載到固定裝置140中。
[0103]套管30沿從右到左的方向前進(jìn)。從套管端面突出的粗略對準(zhǔn)的多芯光纖50被側(cè)向推入狹槽145中。狹槽的高度比光纖的外徑小(即，小于125μπι)，但是剛剛足夠大以在光纖的平直側(cè)表面與狹槽145的上表面和下表面平行時(shí)容許D形光纖進(jìn)入。因此，當(dāng)D形光纖被推入狹槽中時(shí)，狹槽將使D形光纖的平直部水平對準(zhǔn)。
[0104]在圖14Α中，套管30已經(jīng)被裝載到固定裝置140中，但是突出光纖50還沒有進(jìn)入狹槽145中。
[0105]在圖14Β中，套管30已經(jīng)在固定裝置140中前進(jìn)足夠遠(yuǎn)，所有的突出光纖50都已經(jīng)被推入側(cè)入狹槽的最窄段中，導(dǎo)致光纖在它們相應(yīng)的套管引導(dǎo)孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。
[0106]圖15表示示出側(cè)入狹槽的操作的圖。如圖15所示，光纖50側(cè)向運(yùn)動至狹槽的最窄段中導(dǎo)致光纖旋轉(zhuǎn)到裝配在上下狹槽表面之間所需的定向。[0107]應(yīng)理解，所示結(jié)構(gòu)可以通過包括附加或不同的對準(zhǔn)和保持結(jié)構(gòu)而修改，并且可以使用不同形狀的光纖和狹槽而實(shí)踐。
[0108]3.4楔入技術(shù)
[0109]圖16A和16B是根據(jù)本發(fā)明的另一方面采用“楔入”技術(shù)的對準(zhǔn)固定裝置160的立體圖。固定裝置160包括具有基部162和直立件163的L形底架161?；?62的上表面在其中包括切口 164。直立件163包括具有內(nèi)表面的空腔165，該空腔包括基座166，基座166與基部162的上表面基本平行并且與突出光纖50基本對準(zhǔn)。直立件163還包括位于基座166的左右側(cè)的第一和第二對準(zhǔn)銷167。
[0110]如圖16A所示，通過定位套管30使得套管基部32的底面置于切口 164中，使得對準(zhǔn)銷167置于套管孔35中，并且使得突出光纖50的前端位于基座166的頂部上，將具有粗略對準(zhǔn)的突出光纖50的套管30裝載到固定裝置160中。
[0111]如圖16B所示，楔入件168插入空腔165的口部中。楔入件168成形為緊密裝配到空腔165中。因而，將楔入件168推入空腔165中的適當(dāng)位置在光纖上施加向下載荷，這導(dǎo)致平直部水平對準(zhǔn)。
[0112]圖17A-17C是示出對準(zhǔn)固定裝置160的操作的一系列圖。
[0113]在圖17A中，楔入件已經(jīng)被插入，但是還未開始在光纖50上下壓。
[0114]在圖17B中，楔入件已經(jīng)被部分插入，導(dǎo)致光纖50的局部旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。
[0115]在圖17C中，楔入件已經(jīng)被插入到足以導(dǎo)致光纖50完全旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)的深度。
[0116]同樣，結(jié)合有不同套管保持特征的其它結(jié)構(gòu)也是可行的。而且，能使用彈簧或夾持結(jié)構(gòu)作為向光纖施加向下力的替代方法。
[0117]4.具有D形孔和D形光纖的多光纖套管
[0118]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過制造沿期望定向預(yù)對準(zhǔn)的具有D形孔的專用多光纖MT套管解決了提供多芯纖維的精確旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)的問題。這些套管能夠使用適當(dāng)?shù)淖⑷氤尚突騻鬟f成型技術(shù)制造。這些專用MT套管能夠由填充有玻璃的PPS、熱固性環(huán)氧樹脂、或者任意其它適當(dāng)?shù)臒峁绦曰驘崴苄跃酆衔镏瞥伞?br> [0119]圖18示出了具有預(yù)對準(zhǔn)D形孔181的MT套管端面的端面的近視圖。在該方法中，D形光纖在插入到MT套管180的D形孔181時(shí)被自動對準(zhǔn)，因?yàn)楣饫w平直側(cè)表面必須與孔的對應(yīng)平直側(cè)表面182對齊以有利于光纖插入。
[0120]圖19是插入有D形光纖50的套管端面的近視前視圖。
[0121]所述套管180能修改以與不同的其它光纖定向一起使用。例如，在相同套管中不同光纖上的平直側(cè)表面能夠面對不同的方向。而且，能夠使用具有兩個相對平直表面的光纖和套管孔(例如“雙D”構(gòu)型)。
[0122]5.使用多邊形光纖的多芯多光纖連接器
[0123]雖然D形光纖有利于光纖對準(zhǔn)，但是以不同程度提供類似功能性的替代的光纖幾何結(jié)構(gòu)是可行的。例如，也能利用具有多邊形截面的光纖。多邊形光纖的平直表面有助于芯對準(zhǔn)。例如，能夠使用方形、矩形、三角形、五邊形、六邊形、八邊形等的光纖。
[0124]圖20示出了方形光纖200和六邊形光纖201的立體圖。而且，具有多邊形孔的專用多光纖MT套管能夠成型以適應(yīng)并對準(zhǔn)專用的多邊形光纖。
[0125]6.使用其它光纖形狀的多芯多光纖連接器[0126]除了已經(jīng)提到的光纖幾何結(jié)構(gòu)(B卩，圓形(橢圓形)、D形和多邊形)之外，以不同程度提供類似功能性的其它光纖幾何結(jié)構(gòu)是可行的。例如，也能利用具有不規(guī)則截面(即，曲面和平面的組合)的光纖。光纖的對稱表面或平直表面有助于芯對準(zhǔn)。同樣，具有不規(guī)則孔的專用多光纖MT套管能夠成型以適應(yīng)并對準(zhǔn)專用的光纖幾何結(jié)構(gòu)。
[0127]7.通用技術(shù)
[0128]圖21和22示出了根據(jù)本發(fā)明的多個方面的通用技術(shù)210、220的流程圖。應(yīng)注意，圖21和22旨在例示而不是限制?？梢岳眠@些圖中示出的要素的一些或全部的不同組合以及包括這些圖中未清楚示出的要素的組合，以多種不同方式實(shí)踐本發(fā)明。
[0129]圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的多個方面用于在多光纖套管內(nèi)對準(zhǔn)多芯光纖的通用技術(shù)210的流程圖。
[0130]通用技術(shù)210包括以下步驟:
[0131]211:剝?nèi)ト菁{多個多芯光纖的多芯光纖電纜的一端部，從而露出裸露的多芯光纖。
[0132]212:將露出的多芯光纖插入到縱向穿過套管子組件限定的多個引導(dǎo)孔中。
[0133]213:將光纖的芯相對于套管沿預(yù)定定向旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。
[0134]214:將多芯光纖結(jié)合在套管內(nèi)。
[0135]215:修整套管端面處的光纖，從而生成從套管端面突出的多個多芯光纖端面。
[0136]216:拋光多芯光纖端面。
[0137]圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的多個方面用于在多光纖套管內(nèi)對準(zhǔn)多芯光纖的另一通用技術(shù)210的流程圖。
[0138]221:剝?nèi)ト菁{多個多芯光纖的多芯光纖電纜的一端部，從而露出裸露的多芯光纖。
[0139]222:將露出的多芯光纖插入到縱向穿過套管子組件限定的多個引導(dǎo)孔中。
[0140]223:將多芯光纖結(jié)合在套管內(nèi)。
[0141]224:修整套管端面處的光纖，從而生成從套管端面突出的多個多芯光纖端面。
[0142]225:拋光多芯光纖端面。
[0143]8.結(jié)論
[0144]雖然以上描述包括使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明的細(xì)節(jié)，但是應(yīng)認(rèn)識到，該描述本質(zhì)上是例示性的，受益于這些教導(dǎo)的本領(lǐng)于技術(shù)人員將清楚其許多修改和變型。因此這里本發(fā)明旨在僅由所附權(quán)利要求限定，權(quán)利要求旨在在現(xiàn)有技術(shù)的允許下寬泛地理解。
【權(quán)利要求】
1.一種多芯光纖,包括: 在光纖本體內(nèi)縱向延伸的多個芯， 其中所述光纖本體包括至少一個平直側(cè)表面，并且 其中多個芯具有相對于平直側(cè)表面的截面幾何構(gòu)型， 使得所述至少一個平直側(cè)表面確認(rèn)多個芯的特定旋轉(zhuǎn)定向，并且 使得所述至少一個平直側(cè)表面的精確對準(zhǔn)導(dǎo)致多個芯的精確旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖，其中，所述平直側(cè)表面接近所述多個芯中的一個
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖，其中，所述平直側(cè)表面與所述多個芯中的多個芯平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖，其中，所述光纖本體具有帶一個平直側(cè)表面的D形輪廓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖，其中，所述光纖本體具有帶多個平直側(cè)表面的多邊形輪廓。
6.一種對準(zhǔn)固定裝置，包括: 底架，該底架成形為接收多光纖套管，該多光纖套管具有帶端面的本體，從端面延伸出多個多芯光纖，每個多芯光纖均具有確認(rèn)每個多芯光纖在套管本體內(nèi)的相應(yīng)引導(dǎo)孔中的特定旋轉(zhuǎn)定向的平直側(cè)表面， 其中底架包括對準(zhǔn)表面， 其中底架包括具有切口的基部，該切口成形為緊密接收套管本體并將套管本體定位成使得多芯光纖的平直側(cè)表面抵靠所述對準(zhǔn)表面，并且 其中對準(zhǔn)固定裝置還包括用于將多芯光纖的平直側(cè)表面推靠光纖對準(zhǔn)表面從而使每個多芯光纖在其相應(yīng)引導(dǎo)孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)的光纖對準(zhǔn)裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的對準(zhǔn)固定裝置，還包括: 從底架壁延伸的至少一個對準(zhǔn)銷， 其中所述至少一個對準(zhǔn)銷構(gòu)造成置于套管本體內(nèi)的接收對準(zhǔn)孔中， 使得當(dāng)套管被裝載到底架中時(shí)，將所述至少一個對準(zhǔn)銷置于對準(zhǔn)孔內(nèi)限定了裝載路徑，套管在被接收到底架的切口內(nèi)時(shí)沿著所述裝載路徑行進(jìn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對準(zhǔn)固定裝置， 其中所述光纖對準(zhǔn)裝置包括斜坡，該斜坡具有包括所述對準(zhǔn)表面的上表面， 其中所述斜坡成形并定位在底架內(nèi)，使得當(dāng)套管沿著所述裝載路徑行進(jìn)時(shí)，多芯光纖的平直側(cè)表面被推靠所述對準(zhǔn)表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的對準(zhǔn)固定裝置， 其中所述多芯光纖構(gòu)造成使得當(dāng)處于特定旋轉(zhuǎn)定向時(shí)，光纖的高度小于在處于其它旋轉(zhuǎn)定向時(shí)光纖的高度，并且 其中所述光纖對準(zhǔn)包括在底架壁中的狹槽，其中該狹槽的至少一部分的高度在公差范圍內(nèi)等于處于特定旋轉(zhuǎn)定向的光纖的高度， 其中所述狹槽具有包括所述光纖對準(zhǔn)表面的內(nèi)表面，并且 其中所述狹槽定位在所述對準(zhǔn)固定裝置內(nèi)，使得將光纖裝載到狹槽中導(dǎo)致光纖的旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的對準(zhǔn)固定裝置， 其中所述狹槽從其前端向其后端從前部高度向后部高度變細(xì)，前部高度足以接收處于任何旋轉(zhuǎn)定向的多芯光纖，后部高度在公差范圍內(nèi)等于處于特定旋轉(zhuǎn)定向的光纖的高度， 使得光纖從狹槽的前端插入狹槽中， 并且使得將光纖置于狹槽的后端中導(dǎo)致光纖的旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的對準(zhǔn)固定裝置， 所述狹槽包括側(cè)開口，所述光纖穿過該側(cè)開口裝載。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的對準(zhǔn)固定裝置， 所述側(cè)開口的高度足以接收處于任何旋轉(zhuǎn)定向的多芯光纖。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的對準(zhǔn)固定裝置， 還包括在底架壁中的空腔，其中該空腔具有內(nèi)部基座，該基座具有包括對準(zhǔn)表面的表面，并且 其中所述光纖對準(zhǔn)裝置包括緊密配合在所述空腔內(nèi)的楔入件，在楔入件與對準(zhǔn)表面之間具有間隙，該間隙在公差 范圍內(nèi)等于處于特定定向的光纖的高度， 使得將楔入件插入空腔內(nèi)導(dǎo)致光纖的平直側(cè)表面被推靠對準(zhǔn)表面。
14.一種多光纖套管，包括: 套管本體，該套管本體在其中具有多個引導(dǎo)孔，用于引導(dǎo)位于多光纖光纖電纜的一端處的相應(yīng)的多個多芯光纖。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多光纖套管，其中，所述光纖引導(dǎo)孔具有圓形輪廓。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多光纖套管，其中，所述多芯光纖具有圓形輪廓。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多光纖套管，其中，所述多芯光纖均具有確認(rèn)多個芯的特定旋轉(zhuǎn)定向的至少一個平直側(cè)表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的多光纖套管，其中，所述引導(dǎo)孔均具有以下形狀:包括與多芯光纖的至少一個平直側(cè)表面對應(yīng)的平直側(cè)表面，使得每個多芯光纖的至少一個平直側(cè)表面在多芯光纖的相應(yīng)引導(dǎo)孔內(nèi)抵靠對應(yīng)平直表面的對準(zhǔn)導(dǎo)致多個芯的旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的多光纖套管，其中，所述多芯光纖和引導(dǎo)孔具有D形輪廓。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的多光纖套管，其中，所述多芯光纖和引導(dǎo)孔具有雙D形輪廓。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的多光纖套管，其中，所述多芯光纖和引導(dǎo)孔具有多邊形輪廓。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多光纖套管，其中，終止在該多光纖套管中的多芯光纖在拋光后從套管端面突出I μ m至15 μ m的距離。
23.一種用于將多芯光纖在多光纖套管內(nèi)對準(zhǔn)的方法，包括以下步驟: (a)將容納多個多芯光纖的多芯光纖電纜的一端部剝離，從而露出裸露的多芯光纖； (b)將露出的多芯光纖插入到縱向穿過套管子組件限定的多個引導(dǎo)孔中； (C)將光纖的芯相對于套管沿預(yù)定定向旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)； (d)將多芯光纖結(jié)合在套管內(nèi)； (e)修整套管端面處的光纖，從而生成從套管端面突出的多個多芯光纖端面；以及(f)拋光多芯光纖端面。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述多芯光纖具有圓形輪廓。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述多芯光纖具有確認(rèn)多個芯的特定旋轉(zhuǎn)定向的至少一個平直側(cè)表面。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述多芯光纖具有D形輪廓。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述多芯光纖具有雙D形輪廓。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述多芯光纖具有多邊形輪廓。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，步驟(c)包括:使用固定裝置對準(zhǔn)多芯光纖，該固定裝置將多芯光纖的平直側(cè)表面推靠光纖對準(zhǔn)表面，從而使每個多芯光纖在其相應(yīng)的引導(dǎo)孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。
30.一種用于將多芯光纖在多光纖套管內(nèi)對準(zhǔn)的方法，包括以下步驟: 將容納多個多芯光纖的多芯光纖電纜的一端部剝離，從而露出裸露的多芯光纖； 將露出的多芯光纖插入到縱向穿過套管子組件限定的多個引導(dǎo)孔中； 將多芯光纖結(jié)合在套管內(nèi)； 修整套管端面處的多芯光纖，從而生成從套管端面突出的多個多芯光纖端面；以及 拋光多芯光纖端面。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，多個多芯光纖包括具有確認(rèn)多個芯的特定旋轉(zhuǎn)定向的至少一個平直側(cè)表面的至少一個多芯光纖。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，多個引導(dǎo)孔包括具有以下形狀的至少一個引導(dǎo)孔:包括與多芯光纖的至少一個平直側(cè)表面對應(yīng)的平直側(cè)表面，使得每個多芯光纖的至少一個平直側(cè)表面在多芯光纖的相應(yīng)引導(dǎo)孔內(nèi)抵靠對應(yīng)平直表面的對準(zhǔn)導(dǎo)致多個芯的旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，具有平直側(cè)表面的至少一個多芯光纖和至少一個引導(dǎo)孔具有D形輪廓。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，具有平直側(cè)表面的至少一個多芯光纖和至少一個引導(dǎo)孔具有雙D形輪廓。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，具有平直側(cè)表面的至少一個多芯光纖和至少一個引導(dǎo)孔具有雙多邊形輪廓。
【文檔編號】G02B6/40GK103562767SQ201180013854
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日:2010年3月16日
【發(fā)明者】K·B·布拉德利, 金真基, G·A·桑德爾斯 申請人:Ofs菲特爾有限責(zé)任公司