用于大芯径光纤的光纤连接器和结构以及制作所述光纤连接器和结构的方法
专利名称：用于大芯径光纤的光纤连接器和结构以及制作所述光纤连接器和结构的方法
技术领域：
本发明涉及光纤连接器和其它结构以及制作所述光纤连接器和其它结构的方法。 更具体地，本发明涉及用于大芯径光纤的光纤连接器和其它结构以及制作所述光纤连接器和结构的方法。
背景技术：
光纤正在越来越多地应用于各种应用，包括但不限于宽带语音、视频和数据传输。 光纤可以根据应用领域由诸如塑料、玻璃等不同类型的材料制成。典型地，由于塑料光纤相对容易被非专业人员进行端接，所以塑料光纤已用于短距离光纤网络。然而，塑料光纤具有局限性，如不适合于远距离光纤网络，因为使用塑料光纤造成的损耗会随着传输距离的增大而急剧增加。另一方面，玻璃光纤具有极大的带宽，工作噪声低，且长距离传输中造成的损耗相对较少。但是，端接或连接常规玻璃光纤比端接塑料光纤要复杂，因为端接或连接常规玻璃光纤通常需要专业的切割工具和/或除皮工具以制备光纤。再者，玻璃光纤的常规端接和拼接可能需要专业技术人员和/或专用设备。例如，用于常规玻璃光纤的光纤连接器通常需要在保持该玻璃光纤的套圈的端面进行精密抛光，此操作做好在工厂里用专用设备完成。具有机械拼接功能的现场端接用光纤连接器能够用于该操作，但是不常用于短距离光纤网络，即使它们适合于此应用。因此，需要一种用于玻璃光纤的光纤连接器或其它结构，所述光纤连接器或其它结构简单、成本低廉、可靠、容易组装，并且为短距离光纤网络提供较容易的连接和拆卸。
发明内容
本发明的实施例涉及可以容易且快速通过手动制备以在施工现场进行端接和/ 或连接的光纤连接器和其它结构。更具体地，所揭示的该光纤连接器和其它结构意图用在大芯径玻璃光纤中。本文也公开了制作光纤连接器和其它结构的方法。所公开的方法允许对带有缓冲层的光纤进行“粗切”。下面详细描述中将会说明本发明的其它特征和优势，通过此描述，这些特征和优势对于本领域的普通技术人员将是部分明显的，或者通过实现本文中描述的这些特征和优势而得到认识。将会理解的是，前面的大体说明和后面的详细说明提供了实施方式，其意在为理解本申请的本质和特点提供总览或框架。包含
，以更好地理解本发明，
合并到本说明书，且构成了本说明书的一部分。附图示出了各种实施方式，并与具体实施方式
部分一起用于解释原理和操作。
图1是被“粗切”后用于本文公开的光纤连接器的具有缓冲层的大芯径光纤的端视图；图2示出了被“粗切”后的光纤的轮廓；图3示出了在切割部设置有缓冲层的光纤“粗切”的情况和在切割部未设置有缓冲层的光纤“粗切”的情况之间的对比；图4-6示出了具有图1中的光纤的光纤连接器的各种视图，其中该光纤连接器的套圈内孔尺寸被定为用以将光纤和缓冲层接纳在套圈前端面处；图7示出了有防尘盖附接到其上的光纤连接器，其中该防尘盖用作光纤插入时的止挡部件；图8到图10示出了另一光纤连接器，该光纤连接器不需要套圈将带有缓冲层的光纤进行保持和对中；图11示意性地示出了图8到图10的光纤连接器；图12示意性地示出了使用简单适配器将图11的光纤连接器匹配到另一相似的光纤连接器；图13示出了另一光纤连接器的部分分解图；图14到图17示出了用以组装图13的光纤连接器的各部分的说明性步骤；图18到图22A示出了将带有缓冲层的“粗切”光纤附接到图13的光纤连接器的说明性步骤；图22B示出了光纤连接器的另一实施例；
图22C和图22D示出了图22B的光纤连接器；图23示出了另一光纤连接器的各种视图；图M示出了说明性的机械拼接本体；和图25用图表示出了与常规塑料光纤对比的大芯径玻璃光纤的损耗。
具体实施例方式下面将详细参照本发明的优选实施方式，附图中示出了这些优选实施方式的例子。只要可能，相同的附图标记都用于表示相同的部件或零件。本文中描述的实施例和方法适用于形成短距离光纤网络的光学连接。有利地，本发明的概念允许玻璃光纤之间的简单、快捷且经济的连接和拆卸。下面将具体参照本发明的优选实施方式，附图中示出了这些优选实施方式的例子。只要可能，相同的附图标记都用于表示相同的部件或零件。
图1是被“粗切”后用于本文公开的光纤连接器或其它结构的光纤10的端视图， 其中该光纤10具有缓冲层18，二者形成光纤/缓冲层组件20。光纤10具有较大的玻璃芯，该玻璃芯具有诸如塑料包层等的薄包层，该包层又由本文中更详细描述的保护涂层所保护。也就是说，光纤10是诸如硅基光纤等的玻璃基光纤(glass-based)。本文中所使用的“较大的玻璃芯”意思是光纤的芯线直径大于等于80微米。使用带有较大玻璃芯的光纤有助于抵接的光纤芯线的对准。在此实施例中，光纤10的芯线直径大约为200微米，并具有大约15微米厚的包层。光纤10的保护涂层大体上覆盖所述包层，并且也相对较薄，如大约10微米厚。聚氯乙烯(PVC)缓冲层18包覆(upcoat)光纤10，使之达到1. 5毫米，但是该缓冲层也可以使用其它合适的材料和/或尺寸。再者，优选地，光纤10与缓冲层18之间具有20微米或更小的同心度误差。由于在连接器连接过程中制备简单，所以带有缓冲层18 的光纤10的结构在短距离光纤网络或其它应用中是有利的。例如，不需要专业切割工具和 /或除皮工具来制备光纤10。相反，可以使用普通的刀片将光纤10和缓冲层18在单次步骤之中“粗切”。例如，在使用诸如通用刀片等简单工具进行切割的过程中，保护涂层防止光纤10的芯线被推动偏离中心。简单而言，该涂层的结构有助于维持光纤10相对于缓冲层 18的中心度，因此允许损耗小的光学连接。由此，优选地，缓冲层在切割期间和切割之后都保持在光纤上，并且不需要除皮。图2示出了使用具有表面成像功能的基恩士(Keyence)显微镜所观察到的“粗切” 后的光纤10的轮廓。光纤10使用普通通用刀片进行切割，而不使用在典型通信光纤网络中用于端接光纤的精密刀具。如图所示，光纤10的表面是多层面的；然而，并没有受到破坏。 带有缓冲层18的光纤10的结构允许“粗切”。图3示出了带有缓冲层18的光纤10(图A) 和移除该缓冲层后的光纤10(图B)被“粗切”后的情况之间的对比。这两种光纤都分别被新制的通用刀片所“粗切”。图A中，缓冲层18已从光纤10移去，使得可以看到缓冲层18 下面光纤10的情况，以便于和图B中的光纤进行比较。具体地，图A示出了在粗切后，光纤 10比图B中的光纤处于相对较好的状态。换句话说，图B中的光纤比图A中示出的带有缓冲层18的被切光纤10受到了更多的破坏。本文中公开的光纤连接器和其它结构使用这种缓冲层18在该光纤的前端面未受损伤(intact)的粗切过的光纤。简单而言，连接器连接和/或拼接此粗切光纤不需使用专用工具及履行专用程序。另外，由于这些结构允许使用高质量的玻璃光纤而无需如对小芯径玻璃光纤的传统做法中一样抛光出精密抛光面，所以这些结构也是有利的；然而，如果需要，还是要将光纤/ 缓冲层的“粗切”端面变得光滑。因此，有利地，当使用玻璃光纤而非塑料光纤时，非专业人员可以很快并且容易地为光纤网络做出高质量的连接。图4-6示出了光连接器100的各种视图。图4示出了光连接器100的部分组装图，图5示出了组装好的光连接器100。光连接器100包括套圈30，套圈30的内孔(未用标号标记)尺寸被定为用以将光纤10和缓冲层18接纳在套圈30的前端面32处，如图6 中最佳示出的。换句话说，套圈30的内孔从该套圈的后部延伸到该套圈30的前部(即前端面)，在此范围内，该内孔尺寸被定为将带有缓冲层18的粗切光纤10接纳在套圈30的前端面32处。在前端面32处，套圈30的内孔直径大于等于250微米，但是套圈内孔的尺寸可以是与环绕该光纤的缓冲层的外径相配的任何合适的值。示例性地，套圈30的内孔直径稍大于1. 5毫米以将光纤10和外径为1. 5毫米的缓冲层18接纳在前端面32处，以抵接另一光纤。例如，在前端面32处，其它合适的内孔尺寸是900微米、700微米和500微米，但也可以是与缓冲层外径相配的其它尺寸。光纤连接器100可以包括其它合适的部件。示例性地，图6是光连接器100的端视图，示出了用以对准和/或闩锁(latch)光连接器100和内壳80的外壳90，内壳80与外壳90配合。另外，光纤连接器可以包括一个或多个用以将光纤固定到光纤连接器的锁紧结构。优选地，该锁紧结构不需要使用粘结剂。在本实施例中，使用缓冲层18上的压接结构件来固定光纤/缓冲层，但是也可以使用其它结构件。其它合适的锁紧结构的例子包括凸轮型结构或者其它合适的用以将光纤固定到光纤连接器的结构。另一实施例中，该保持结构可以是可逆的，在光纤需要重新定位的情况下，可以解除该保持。例如凸轮型结构可以逆转松开光纤以在光纤连接器中将光纤重新定位。当然，光纤连接器可以有其它部件和/或结构。图7示出了有防尘盖95附接到其上的光纤连接器。防尘盖95可以作为光纤插入的止挡部件。换句话说，在组装过程中，防尘盖95保持附接到套圈30，将光纤/缓冲层插入直到光纤/缓冲层与该防尘盖95抵接时， 说明光纤/缓冲层已插到正确的位置。在另一实施例中，防尘盖95可以在其内预加载折射率匹配凝胶，使得当光纤10抵接到防尘盖时，折射率匹配凝胶施加于该光纤的端面。其它合适的部件包括护罩，弹簧等。同样地，公开的这些概念可以用在具有诸如SC、FC、ST、LC等任何合适构型的光纤连接器中，这些概念也可以用在多芯光纤连接器中。图8到图10示出了适合于连接器连接如上所讨论的带有粗切口的大芯径光纤的光纤连接器200，但是该光纤连接器200不需要用以保持光纤/缓冲层和将光纤/缓冲层对中的套圈。而是，光纤连接器200的本体具有带着用以固定光纤的锁紧结构的部分，光纤连接器200的本体还具有前部，该前部带有尺寸被定为用以接纳光纤和缓冲层穿过该本体前端的通道。由此，光纤连接器200允许光纤/缓冲层延伸到光纤连接器200的匹配前表面。 具体地，图8示出了在附接光纤/缓冲层组件20之前的、已组装的光纤连接器200，图9示出了附接到光纤连接器200的光纤/缓冲层。图10示出了安装有护罩的、完全组装好的光纤连接器200。另外，光纤连接器200可以包括其它合适的部件和/或诸如防尘盖、折射率匹配凝胶、一个或多个外壳、弹簧等。例如，光纤连接器200包括附接到其上的防尘盖四5。防尘盖295可以作为如所讨论的光纤/缓冲层组件20插入时的止挡部件。另外，防尘盖295可以用折射率匹配凝胶进行预加载，使得当光纤10抵接到防尘盖295时，折射率匹配凝胶施加于光纤10的端面。如图所示，防尘盖295通过使用悬臂闩锁件四8固定到光纤连接器200。由此，当将光纤/缓冲层组件20插到抵接防尘盖四5的合适位置时，防止防尘盖295被无意移动。图11示意性地示出了带有本体250的光纤连接器200，该本体250带有用以固定光纤/缓冲层组件20的锁紧结构沈0。更具体地，本体250具有前部(未用标号标记)，该前部具有尺寸被定为以接纳光纤/缓冲层组件20穿过如图所示的本体250前端的通道。与光纤连接器100类似，光纤连接器200的通道的直径大于或等于约250微米。本体250的锁紧结构260包括一个或多个如图所示的悬臂。使用诸如压接器、凸轮、螺纹箍、护罩等合适的夹紧结构将该锁紧结构260同时偏置到光纤/缓冲层组件20上。如图11所示，护罩四0 作为夹紧结构，用以将一个或多个悬臂向彼此偏置。另外，护罩290可以将前向偏置力施加到光纤/缓冲层组件20，以维持其在光纤连接器中的位置。其它实施例中，可以将压接带等CN 102576128 A 置于该护罩之上或者该护罩之下，以增加夹紧力。在使用凸轮或螺纹箍作为夹紧结构的实施例中，该锁紧结构可以是可逆的，通过将凸轮反转或者松开螺纹箍以将锁紧结构从光纤/ 缓冲层组件20松开。图12示意性地示出了图11中的光纤连接器200，该光纤连接器200使用适配器与另一个相似的光纤连接器200匹配。示意性示出了一个单管形式的适配器220例子，该单管的尺寸被定为用以将光纤/缓冲层组件20接纳在相应端中，但是该适配器可以具有已知的诸如壳体等的结构，用以匹配和固定具有适当占据区域的光纤连接器，如LC连接器。适配器220可以包含折射率匹配凝胶，当将光纤插入适配器时折射率匹配凝胶施加于光纤的端部。(即凝胶的折射率与光纤的波导部分的折射率大体相等)。例如折射率匹配凝胶的折射率大于1. 0，优选地，在1. 3到1. 6之间，更优选地，在1. 4到1. 5之间。普通折射率匹配材料的例子是低粘度折射率的聚合物，其分子量通常小于30，000道尔顿，少量的诸如气相二氧化硅或金属皂等粘结剂加入该聚合物使得该胶具有触变性。由于这些材料价格低且不需要很多的专门技术知识来生产，所以受到了普遍欢迎。优选地，光纤不通过粘结剂彼此附接。图13示出了使用本公开概念的、说明性的SC型光纤连接器300的部分分解图。如图所示，光纤连接器300包括套圈330、套圈保持部332、压接体360、弹簧370、弹簧推动部 375、内壳380和外壳390。套圈330的内孔尺寸被定为将光纤/缓冲层组件20接纳在其前端面。类似地，套圈保持部332的内孔尺寸被定为接纳压接体360从中穿过。在此实施例中，压接体360的内孔尺寸被定为诸如约1. 5毫米等以接纳光纤/缓冲层组件20，但是该内孔可以具有其它适合于接纳光纤/缓冲层组件20的尺寸。图14到图17示出了光连接器 300的这些部件的组装过程。更具体地，图14示出了附接到套圈保持部332的套圈330，其中压接体360保持在套圈保持部332中，弹簧345在该子组件上滑动。然后，如图15所示， 将图14中的子组件插入内壳380，然后将弹簧推动部375在压接体360上滑动，以配合内壳380的后部，直到弹簧推动部375如图16完全安置好为止。然后，如图17所示，将外壳 390附接到内壳380上的一部分，如果需要，可以将带有或未带有折射率匹配凝胶的防尘盖固定到套圈330。该光纤连接器组件准备将光纤/缓冲层组件附接到其上。图18到图22A示出了将“粗切”光纤/缓冲层组件20附接到图17的子组件的说明性步骤。图18示意性地示出了由通用刀片“粗切”的光纤/缓冲层组件20。光纤/缓冲层组件20的“粗切”过程可以仅通过以合适的方式将刀片7按下并穿过该组件而完成，不需要任何专业工具。然后，将“粗切”光纤/缓冲层组件20插入组装好的光纤连接器300。 如图19所示，将光纤/缓冲层组件20插入直到其抵接防尘盖395为止。在此实施例中，防尘盖395具有包括折射率匹配凝胶(未示出)的储存器，由此将折射率匹配凝胶施加于光纤/缓冲层组件20的端面。然后将光纤/缓冲层组件20固定到光纤连接器。图20和图21示出了用压接工具399将光纤/缓冲层组件20固定到光纤连接器 300的过程。如图20所示，将插有光纤/缓冲层组件20的光纤连接器300置于压接工具 399的钳口中。然后致动压接工具399以使压接体360绕缓冲层18变形，由此将光纤/缓冲层组件20固定到光纤连接器300。然后将光纤连接器300从压接工具399移出，并且可以将先前螺纹连接在光纤/缓冲层组件20上的护罩392滑动到光纤连接器300的后部，由此形成图22A中所示的组件。虽然，该实施例使用了压接工具399以将光纤/缓冲层组件
820固定到光纤连接器300，具有不同锁紧结构的其它实施例中，可以不需要压接工具来固定光纤/缓冲层组件20。例如，锁紧结构可以使用压紧螺母以将一个或多个悬臂一起偏置， 以将光纤/缓冲层组件20夹紧。其它实施例可以使用凸轮结构，该凸轮结构通过旋转凸轮来固定光纤/缓冲层组件20。例如图22B到图22D示出了光纤连接器锁紧结构的一个实施例，该锁紧结构使用压紧螺母将一个或多个悬臂一起偏置，以夹紧光纤/缓冲层组件20。更具体地，图22C示出了组装好的光纤连接器。图22B示出了说明性SC型光纤连接器400的部分分解图。如图所示，光纤连接器400包括套圈430、组合的套圈保持部和悬臂结构460’、压紧螺母478、弹簧470、弹簧推动部475、内壳480和外壳490。套圈430的内孔尺寸被定为以将光纤/缓冲层组件20接纳在其前端面。在此实施例中，悬臂结构460’具有至少一个内孔460’ A，内孔 460’ A的尺寸被定为诸如大约1. 5毫米等的以接纳光纤/缓冲层组件20，但是该内孔也可以有其它适合于接纳光纤/缓冲层组件20的尺寸。图22D示出了光纤连接器400的各部件的组装。套圈430附接到悬臂结构460’，弹簧445滑到该子组件上。然后，将该子组件插入内壳480，然后将弹簧推动部465滑到压接体460上，以与内壳480的后部配合，直到弹簧推动部465完全安置好为止。然后，将外壳490附接到内壳480上的一部分外，如果需要，可以将带有或未带有折射率匹配凝胶的防尘盖固定到套圈430。也可以将压紧螺母478 安装在悬臂结构460’上。光纤连接器组件准备好将光纤/缓冲层组件20附接到其上。图 22C到图22D示出了将“粗切”后的光纤/缓冲层组件20附接到光纤连接器400的说明性步骤。图18示意性地示出了用通用刀片“粗切”的光纤/缓冲层组件20。光纤/缓冲层组件20的“粗切”过程可以仅通过以合适的方式将刀片7按下并穿过该组件而完成，不需要任何专业工具。然后，将“粗切”后的光纤/缓冲层组件20插入组装好的光纤连接器400。 如图19所示，将光纤/缓冲层组件20插入直到其抵接防尘盖395为止。在此实施例中，防尘盖395具有包括折射率匹配凝胶(未示出)的储存器，由此将折射率匹配凝胶施加于光纤/缓冲层组件20的端面。然后通过旋紧压紧螺母而将光纤/缓冲层组件20固定到光纤连接器，螺纹旋紧螺母将悬臂结构压在光纤线缆20上以固定光纤线缆20。制作光纤连接器组件的方法可以包括以下步骤提供其中具有内孔和前端面的套圈，并提供具有芯和保护层的光纤。如果需要，“粗切”所述光纤/缓冲层组件，然后，将光纤插入套圈的内孔，使得所述芯和所述保护层延伸到所述套圈的前端面。该制作光纤组件的方法还可以包括如下步骤即将光纤抵接到包括折射率匹配凝胶的防尘盖。同样地，该方法包括以下步骤即，将光纤固定到光纤连接器、将护罩固定到光纤连接器，和/或本文中描述的其它步骤，如组装该光纤连接器。如本文所述，优选地，该光纤包括缓冲层，并且被切割时保持该缓冲层，然后将切割好的光纤插入连接器中，而不对缓冲层除皮。优选地，该方法包括如下至少一项特点光纤端面无需抛光，不需要对任何涂层进行除皮；不使用和/或不固化粘结剂。优选地，将该切割好的光纤置于光纤连接器中，并且将另一光纤也置于该光纤连接器中，使得将切割好的光纤光耦合到另一光纤。优选地，将一定量油或上述折射率匹配凝胶(少于0. 5ml，优选地少于0. Iml)置于这两个光纤之间。于是，光纤不通过粘结剂彼此附接。因此，优选地，制作该光纤组件的方法包括以下特点光纤端面无需抛光，不需要对任何涂层进行除皮；不使用和/或不固化粘结剂。可替换地，制作光纤连接器组件的方法可以包括如下步骤提供如图11中示意性示出的本体，所述本体具有带锁紧结构的部分和穿过该本体的通道；提供具有芯和保护层的光纤；如果需要，“粗切”光纤/缓冲层组件；并且将光纤插入所述本体的通道，使得该芯和保护层延伸到光纤连接器的匹配前表面。该制作光纤组件的方法还可以包括如下步骤 即，将光纤抵接到包括折射率匹配凝胶的防尘盖、将光纤固定到光纤连接器，将护罩固定到光纤连接器，和/或本文中描述的其它步骤，如组装该光纤连接器。图23示出了又一光纤连接器500的各种视图。光纤连接器500包括壳体580，壳体580包括在前端用以将光纤/缓冲层组件20对中在其中的孔圈插入部502。因为光纤连接器500可以通过简单地使用壳体580中不同尺寸的孔圈插入部502容纳不同尺寸的光纤/缓冲层组件，所以光纤连接器500是有利的。例如，第一孔圈插入部502可以具有尺寸被定为用于1.5毫米外径(OD)的内孔，第二孔圈插入部502可以具有尺寸被定为用于900 微米外径的内孔，由此允许在光纤连接器500上使用不同尺寸的光纤/缓冲层组件20。另外，光纤连接器500包括将前向偏置力作用到光纤/缓冲层组件20的护罩592。换句话说， 护罩592允许将光纤/缓冲层组件20朝套圈插入该护罩592，但是防止光纤/缓冲层组件 20从护罩592中抽出。护罩592可以包括任何合适的结构，如提供在前进方向上的前向偏置力/运动并防止朝后移动的柔性内指(internal finger)。另外，本文中公开的其它光纤连接器可以使用相似的施加前向偏置力的护罩。如图所示，光纤/缓冲层组件20延伸越过光纤连接器500的前端面，以与相似的光纤匹配。图M示出了说明性的机械拼接本体600，该本体包括在第一端602和第二端604 之间具有通道(未用标记标出)的管(未用标记标出)。该通道尺寸被定为以将第一光纤/ 缓冲层组件20接纳到第一端602中，并将第二光纤/缓冲层组件20接纳到第二端604中。 该机械拼接本体600也包括用以固定第一光纤/缓冲层组件20的第一锁紧结构601，和固定第二光纤/缓冲层组件20的第二锁紧结构603。机械拼接本体600的锁紧结构可以具有诸如压接结构和凸轮型结构等任何用以固定光纤/缓冲层组件的合适结构。另外，该锁紧结构可以是可逆的，由此允许重新定位光纤/缓冲层组件。图25通过图表示出了与常规塑料光纤相比，大芯径的玻璃光纤10的光学损耗和距离之间的关系。如图所示，y轴上的截距表示不同光学波导的初始耦合损耗，两条曲线的斜率表示基于传输距离的、增加的损耗(即，当距离增加时，光学损耗增加)。如图所示，曲线700表示塑料光纤，曲线704表示光纤10。如图所示，曲线704的耦合损耗范围与曲线 700所表示的塑料光纤的耦合损耗范围相近(即，y轴上的截距相近)；然而，塑料光纤的总体损耗远远大于光纤10的总体损耗。因此，除了最短距离联接外，光纤10具有比塑料光纤大大改进的光学性能。光纤10的一个实施例包括(i)直径在80-300 μ m之间、折射率为nl的多模二氧化硅基玻璃芯；(ii)厚度< 2(^111、折射率112 < nl的包覆该玻璃芯的包层，芯和包层之间的折射率之差(delta)定义为nl-n2。该包层包括(a)相对折射率差(index of refraction)小于0的掺氟的二氧化硅；或者(b)相对折射率差小于0的聚合物；(iii)杨氏弹性模量大于700MPa、厚度≤15 4!11、折射率113>112的保护涂层。另外，光纤10包括本文所讨论的缓冲层18。光纤10的更具体的变体可以包括带有缓变折射率的、直径在175μπι到225 μ m 之间的玻璃芯，其中，包层是氟化聚合物，厚度在ΙΟμπι到15μπι之间，并且保护涂层厚度^ IOum0另外，缓冲层18的肖氏硬度至少为60。本文中公开的光纤的一个优势在于由于保护涂层强烈地粘合到包层和缓冲层， 在“粗切”过程中和以后光纤连接器的使用过程中，保护涂层使得光纤在缓冲层中的运动最小化。本公开的光纤另一优势在于该保护涂层防止光纤芯线在“粗切”过程中偏离中心， 因此光纤耦合到另一光纤时，耦合损耗最小。本公开的光纤另一优势在于如果在使用保护涂层的同时未使用缓冲层，那么保护涂层也可以在操作和储存(storage)期间提供保护功能。虽然在本文中参照优选实施方式和其具体示例示出并描述了本发明，但很明显地，对本领域的普通技术人员，其它实施方式和示例可以执行相似的功能和/或达到相似的结果。所有这些等同的实施例和示例都在本发明的精神和范围之内，并意为由所附权利要求所包含。也是明显地，对于本领域的普通技术人员，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改和变体。由此，如果这些修改和变体在所附权利要求和其等同物范围之内，那么本发明意在包含本发明的这些修改和变体。
权利要求
1.一种光纤连接器，包括套圈，所述套圈具有内孔，所述内孔从所述套圈的后部延伸到所述套圈的前部，其中， 所述内孔的尺寸被定为用以将光纤和缓冲层接纳在所述套圈的前端面；以及壳体。
2.如权利要求1所述的光纤连接器，其特征在于，所述内孔在所述前端面处的直径大约为250微米，或者更大。
3.如权利要求1-2所述的光纤连接器，其特征在于，还包括具有缓冲层的光纤，其中所述光纤延伸到所述套圈中，使得所述缓冲层的一部分延伸到所述套圈的所述前表面。
4.如权利要求3所述的光纤连接器，其特征在于，所述光纤是二氧化硅基光纤。
5.如权利要求3所述的光纤连接器，其特征在于，所述光纤未被抛光成具有高度光洁度。
6.如权利要求3所述的光纤连接器，其特征在于，所述光纤的芯为大于等于80微米。
7.如权利要求3所述的光纤连接器，其特征在于，所述光纤具有杨氏弹性模量大于 700MPa、厚度小于等于15微米的保护涂层。
8.如以上权利要求中任一项所述的光纤连接器，其特征在于，所述光纤连接器还包括用以将所述光纤固定到所述光纤连接器的保持结构。
9.如权利要求1-7所述的光纤连接器，其特征在于，进一步包括限定压接型结构或凸轮型结构的保持结构，或者包括带有压紧螺母的悬臂结构，所述锁紧结构和所述悬臂结构用以将所述光纤固定到所述光纤连接器。
10.如权利要求1-7所述的光纤连接器，其特征在于，还包括锁紧结构，其中，所述保持构造是可逆的。
11.如权利要求1-7所述的光纤连接器，其特征在于，还包括防尘盖，所述防尘盖用作所述光纤插入时的止挡部件。
12.如权利要求1-7所述的光纤连接器，其特征在于，还包括防尘盖，所述防尘盖中具有折射率匹配凝胶。
13.如前述权利要求的光纤连接器，其特征在于，还包括闩锁机构。
14.如权利要求1-13所述的光纤连接器，其特征在于，还包括套圈保持部、压接体、弹簧、弹簧推动部和护罩。
15.一种用以制作光纤连接器组件的方法，包括提供套圈，所述套圈有内孔和前端面；提供具有芯和保护层的光纤；以及和将所述光纤插入所述套圈的所述内孔，使得所述芯和所述保护层延伸到所述套圈的所述前端面。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，光纤是二氧化硅基光纤，且未经过抛光。
17.如权利要求15和16所述的方法，其特征在于，光纤的芯为大于等于80微米。
18.如权利要求1-17所述的方法，其特征在于，所述光纤具有杨氏弹性模量大于 700MPa、厚度小于等于15微米的保护涂层。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述插入步骤还包括将所述光纤抵接到包含有折射率匹配凝胶的防尘盖。
20.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括将所述光纤紧固到所述连接器的步骤。
21.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述光纤连接器还包括闩锁机构。
22.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括将所述切割好的光纤插入连接器， 而不对所述缓冲层(除皮。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下至少一个步骤未对光纤端面进行抛光、未对任何涂层进行除皮；未将粘结剂固化。
24.如权利要求22和23所述的方法，其特征在于，所述方法包括将所述切割好的光纤置于光学连接器中；将另一光纤置于所述连接器中，其中，将所述切割好的光纤光耦合到所述另一光纤。
25.如权利要求22-M所述的方法，其特征在于，包括将一定量的凝胶置于所述光纤之间。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述光纤未通过粘结剂彼此附接。
全文摘要
本文公开了可以通过手动方式简单而快速地制备以用于现场端接和/或连接的光纤连接器和其它结构。更具体地，公开的该光纤连接器和其它结构意在用于大芯径玻璃光纤。在一个实施例中，光纤连接器包括套圈，该套圈的内孔尺寸被定为用以将光纤和缓冲层安置在套圈的前端面。本文也公开了制作所述光纤连接器和其它结构的方法。所公开的方法允许手动“粗切”带有缓冲层的光纤。
文档编号G02B6/38GK102576128SQ201080046994
公开日2012年7月11日 申请日期2010年10月13日 优先权日2009年10月15日
发明者D·M·克内西特, J·P·卢瑟, M·C·伊森奥尔, M·德琼, R·L·麦克卢尔, R·霍尔, S·D·本杰明 申请人:康宁股份有限公司
技术领域：
本发明涉及光纤连接器和其它结构以及制作所述光纤连接器和其它结构的方法。 更具体地，本发明涉及用于大芯径光纤的光纤连接器和其它结构以及制作所述光纤连接器和结构的方法。
背景技术：
光纤正在越来越多地应用于各种应用，包括但不限于宽带语音、视频和数据传输。 光纤可以根据应用领域由诸如塑料、玻璃等不同类型的材料制成。典型地，由于塑料光纤相对容易被非专业人员进行端接，所以塑料光纤已用于短距离光纤网络。然而，塑料光纤具有局限性，如不适合于远距离光纤网络，因为使用塑料光纤造成的损耗会随着传输距离的增大而急剧增加。另一方面，玻璃光纤具有极大的带宽，工作噪声低，且长距离传输中造成的损耗相对较少。但是，端接或连接常规玻璃光纤比端接塑料光纤要复杂，因为端接或连接常规玻璃光纤通常需要专业的切割工具和/或除皮工具以制备光纤。再者，玻璃光纤的常规端接和拼接可能需要专业技术人员和/或专用设备。例如，用于常规玻璃光纤的光纤连接器通常需要在保持该玻璃光纤的套圈的端面进行精密抛光，此操作做好在工厂里用专用设备完成。具有机械拼接功能的现场端接用光纤连接器能够用于该操作，但是不常用于短距离光纤网络，即使它们适合于此应用。因此，需要一种用于玻璃光纤的光纤连接器或其它结构，所述光纤连接器或其它结构简单、成本低廉、可靠、容易组装，并且为短距离光纤网络提供较容易的连接和拆卸。
发明内容
本发明的实施例涉及可以容易且快速通过手动制备以在施工现场进行端接和/ 或连接的光纤连接器和其它结构。更具体地，所揭示的该光纤连接器和其它结构意图用在大芯径玻璃光纤中。本文也公开了制作光纤连接器和其它结构的方法。所公开的方法允许对带有缓冲层的光纤进行“粗切”。下面详细描述中将会说明本发明的其它特征和优势，通过此描述，这些特征和优势对于本领域的普通技术人员将是部分明显的，或者通过实现本文中描述的这些特征和优势而得到认识。将会理解的是，前面的大体说明和后面的详细说明提供了实施方式，其意在为理解本申请的本质和特点提供总览或框架。包含
，以更好地理解本发明，
合并到本说明书，且构成了本说明书的一部分。附图示出了各种实施方式，并与具体实施方式
部分一起用于解释原理和操作。
图1是被“粗切”后用于本文公开的光纤连接器的具有缓冲层的大芯径光纤的端视图；图2示出了被“粗切”后的光纤的轮廓；图3示出了在切割部设置有缓冲层的光纤“粗切”的情况和在切割部未设置有缓冲层的光纤“粗切”的情况之间的对比；图4-6示出了具有图1中的光纤的光纤连接器的各种视图，其中该光纤连接器的套圈内孔尺寸被定为用以将光纤和缓冲层接纳在套圈前端面处；图7示出了有防尘盖附接到其上的光纤连接器，其中该防尘盖用作光纤插入时的止挡部件；图8到图10示出了另一光纤连接器，该光纤连接器不需要套圈将带有缓冲层的光纤进行保持和对中；图11示意性地示出了图8到图10的光纤连接器；图12示意性地示出了使用简单适配器将图11的光纤连接器匹配到另一相似的光纤连接器；图13示出了另一光纤连接器的部分分解图；图14到图17示出了用以组装图13的光纤连接器的各部分的说明性步骤；图18到图22A示出了将带有缓冲层的“粗切”光纤附接到图13的光纤连接器的说明性步骤；图22B示出了光纤连接器的另一实施例；
图22C和图22D示出了图22B的光纤连接器；图23示出了另一光纤连接器的各种视图；图M示出了说明性的机械拼接本体；和图25用图表示出了与常规塑料光纤对比的大芯径玻璃光纤的损耗。
具体实施例方式下面将详细参照本发明的优选实施方式，附图中示出了这些优选实施方式的例子。只要可能，相同的附图标记都用于表示相同的部件或零件。本文中描述的实施例和方法适用于形成短距离光纤网络的光学连接。有利地，本发明的概念允许玻璃光纤之间的简单、快捷且经济的连接和拆卸。下面将具体参照本发明的优选实施方式，附图中示出了这些优选实施方式的例子。只要可能，相同的附图标记都用于表示相同的部件或零件。
图1是被“粗切”后用于本文公开的光纤连接器或其它结构的光纤10的端视图， 其中该光纤10具有缓冲层18，二者形成光纤/缓冲层组件20。光纤10具有较大的玻璃芯，该玻璃芯具有诸如塑料包层等的薄包层，该包层又由本文中更详细描述的保护涂层所保护。也就是说，光纤10是诸如硅基光纤等的玻璃基光纤(glass-based)。本文中所使用的“较大的玻璃芯”意思是光纤的芯线直径大于等于80微米。使用带有较大玻璃芯的光纤有助于抵接的光纤芯线的对准。在此实施例中，光纤10的芯线直径大约为200微米，并具有大约15微米厚的包层。光纤10的保护涂层大体上覆盖所述包层，并且也相对较薄，如大约10微米厚。聚氯乙烯(PVC)缓冲层18包覆(upcoat)光纤10，使之达到1. 5毫米，但是该缓冲层也可以使用其它合适的材料和/或尺寸。再者，优选地，光纤10与缓冲层18之间具有20微米或更小的同心度误差。由于在连接器连接过程中制备简单，所以带有缓冲层18 的光纤10的结构在短距离光纤网络或其它应用中是有利的。例如，不需要专业切割工具和 /或除皮工具来制备光纤10。相反，可以使用普通的刀片将光纤10和缓冲层18在单次步骤之中“粗切”。例如，在使用诸如通用刀片等简单工具进行切割的过程中，保护涂层防止光纤10的芯线被推动偏离中心。简单而言，该涂层的结构有助于维持光纤10相对于缓冲层 18的中心度，因此允许损耗小的光学连接。由此，优选地，缓冲层在切割期间和切割之后都保持在光纤上，并且不需要除皮。图2示出了使用具有表面成像功能的基恩士(Keyence)显微镜所观察到的“粗切” 后的光纤10的轮廓。光纤10使用普通通用刀片进行切割，而不使用在典型通信光纤网络中用于端接光纤的精密刀具。如图所示，光纤10的表面是多层面的；然而，并没有受到破坏。 带有缓冲层18的光纤10的结构允许“粗切”。图3示出了带有缓冲层18的光纤10(图A) 和移除该缓冲层后的光纤10(图B)被“粗切”后的情况之间的对比。这两种光纤都分别被新制的通用刀片所“粗切”。图A中，缓冲层18已从光纤10移去，使得可以看到缓冲层18 下面光纤10的情况，以便于和图B中的光纤进行比较。具体地，图A示出了在粗切后，光纤 10比图B中的光纤处于相对较好的状态。换句话说，图B中的光纤比图A中示出的带有缓冲层18的被切光纤10受到了更多的破坏。本文中公开的光纤连接器和其它结构使用这种缓冲层18在该光纤的前端面未受损伤(intact)的粗切过的光纤。简单而言，连接器连接和/或拼接此粗切光纤不需使用专用工具及履行专用程序。另外，由于这些结构允许使用高质量的玻璃光纤而无需如对小芯径玻璃光纤的传统做法中一样抛光出精密抛光面，所以这些结构也是有利的；然而，如果需要，还是要将光纤/ 缓冲层的“粗切”端面变得光滑。因此，有利地，当使用玻璃光纤而非塑料光纤时，非专业人员可以很快并且容易地为光纤网络做出高质量的连接。图4-6示出了光连接器100的各种视图。图4示出了光连接器100的部分组装图，图5示出了组装好的光连接器100。光连接器100包括套圈30，套圈30的内孔(未用标号标记)尺寸被定为用以将光纤10和缓冲层18接纳在套圈30的前端面32处，如图6 中最佳示出的。换句话说，套圈30的内孔从该套圈的后部延伸到该套圈30的前部(即前端面)，在此范围内，该内孔尺寸被定为将带有缓冲层18的粗切光纤10接纳在套圈30的前端面32处。在前端面32处，套圈30的内孔直径大于等于250微米，但是套圈内孔的尺寸可以是与环绕该光纤的缓冲层的外径相配的任何合适的值。示例性地，套圈30的内孔直径稍大于1. 5毫米以将光纤10和外径为1. 5毫米的缓冲层18接纳在前端面32处，以抵接另一光纤。例如，在前端面32处，其它合适的内孔尺寸是900微米、700微米和500微米，但也可以是与缓冲层外径相配的其它尺寸。光纤连接器100可以包括其它合适的部件。示例性地，图6是光连接器100的端视图，示出了用以对准和/或闩锁(latch)光连接器100和内壳80的外壳90，内壳80与外壳90配合。另外，光纤连接器可以包括一个或多个用以将光纤固定到光纤连接器的锁紧结构。优选地，该锁紧结构不需要使用粘结剂。在本实施例中，使用缓冲层18上的压接结构件来固定光纤/缓冲层，但是也可以使用其它结构件。其它合适的锁紧结构的例子包括凸轮型结构或者其它合适的用以将光纤固定到光纤连接器的结构。另一实施例中，该保持结构可以是可逆的，在光纤需要重新定位的情况下，可以解除该保持。例如凸轮型结构可以逆转松开光纤以在光纤连接器中将光纤重新定位。当然，光纤连接器可以有其它部件和/或结构。图7示出了有防尘盖95附接到其上的光纤连接器。防尘盖95可以作为光纤插入的止挡部件。换句话说，在组装过程中，防尘盖95保持附接到套圈30，将光纤/缓冲层插入直到光纤/缓冲层与该防尘盖95抵接时， 说明光纤/缓冲层已插到正确的位置。在另一实施例中，防尘盖95可以在其内预加载折射率匹配凝胶，使得当光纤10抵接到防尘盖时，折射率匹配凝胶施加于该光纤的端面。其它合适的部件包括护罩，弹簧等。同样地，公开的这些概念可以用在具有诸如SC、FC、ST、LC等任何合适构型的光纤连接器中，这些概念也可以用在多芯光纤连接器中。图8到图10示出了适合于连接器连接如上所讨论的带有粗切口的大芯径光纤的光纤连接器200，但是该光纤连接器200不需要用以保持光纤/缓冲层和将光纤/缓冲层对中的套圈。而是，光纤连接器200的本体具有带着用以固定光纤的锁紧结构的部分，光纤连接器200的本体还具有前部，该前部带有尺寸被定为用以接纳光纤和缓冲层穿过该本体前端的通道。由此，光纤连接器200允许光纤/缓冲层延伸到光纤连接器200的匹配前表面。 具体地，图8示出了在附接光纤/缓冲层组件20之前的、已组装的光纤连接器200，图9示出了附接到光纤连接器200的光纤/缓冲层。图10示出了安装有护罩的、完全组装好的光纤连接器200。另外，光纤连接器200可以包括其它合适的部件和/或诸如防尘盖、折射率匹配凝胶、一个或多个外壳、弹簧等。例如，光纤连接器200包括附接到其上的防尘盖四5。防尘盖295可以作为如所讨论的光纤/缓冲层组件20插入时的止挡部件。另外，防尘盖295可以用折射率匹配凝胶进行预加载，使得当光纤10抵接到防尘盖295时，折射率匹配凝胶施加于光纤10的端面。如图所示，防尘盖295通过使用悬臂闩锁件四8固定到光纤连接器200。由此，当将光纤/缓冲层组件20插到抵接防尘盖四5的合适位置时，防止防尘盖295被无意移动。图11示意性地示出了带有本体250的光纤连接器200，该本体250带有用以固定光纤/缓冲层组件20的锁紧结构沈0。更具体地，本体250具有前部(未用标号标记)，该前部具有尺寸被定为以接纳光纤/缓冲层组件20穿过如图所示的本体250前端的通道。与光纤连接器100类似，光纤连接器200的通道的直径大于或等于约250微米。本体250的锁紧结构260包括一个或多个如图所示的悬臂。使用诸如压接器、凸轮、螺纹箍、护罩等合适的夹紧结构将该锁紧结构260同时偏置到光纤/缓冲层组件20上。如图11所示，护罩四0 作为夹紧结构，用以将一个或多个悬臂向彼此偏置。另外，护罩290可以将前向偏置力施加到光纤/缓冲层组件20，以维持其在光纤连接器中的位置。其它实施例中，可以将压接带等CN 102576128 A 置于该护罩之上或者该护罩之下，以增加夹紧力。在使用凸轮或螺纹箍作为夹紧结构的实施例中，该锁紧结构可以是可逆的，通过将凸轮反转或者松开螺纹箍以将锁紧结构从光纤/ 缓冲层组件20松开。图12示意性地示出了图11中的光纤连接器200，该光纤连接器200使用适配器与另一个相似的光纤连接器200匹配。示意性示出了一个单管形式的适配器220例子，该单管的尺寸被定为用以将光纤/缓冲层组件20接纳在相应端中，但是该适配器可以具有已知的诸如壳体等的结构，用以匹配和固定具有适当占据区域的光纤连接器，如LC连接器。适配器220可以包含折射率匹配凝胶，当将光纤插入适配器时折射率匹配凝胶施加于光纤的端部。(即凝胶的折射率与光纤的波导部分的折射率大体相等)。例如折射率匹配凝胶的折射率大于1. 0，优选地，在1. 3到1. 6之间，更优选地，在1. 4到1. 5之间。普通折射率匹配材料的例子是低粘度折射率的聚合物，其分子量通常小于30，000道尔顿，少量的诸如气相二氧化硅或金属皂等粘结剂加入该聚合物使得该胶具有触变性。由于这些材料价格低且不需要很多的专门技术知识来生产，所以受到了普遍欢迎。优选地，光纤不通过粘结剂彼此附接。图13示出了使用本公开概念的、说明性的SC型光纤连接器300的部分分解图。如图所示，光纤连接器300包括套圈330、套圈保持部332、压接体360、弹簧370、弹簧推动部 375、内壳380和外壳390。套圈330的内孔尺寸被定为将光纤/缓冲层组件20接纳在其前端面。类似地，套圈保持部332的内孔尺寸被定为接纳压接体360从中穿过。在此实施例中，压接体360的内孔尺寸被定为诸如约1. 5毫米等以接纳光纤/缓冲层组件20，但是该内孔可以具有其它适合于接纳光纤/缓冲层组件20的尺寸。图14到图17示出了光连接器 300的这些部件的组装过程。更具体地，图14示出了附接到套圈保持部332的套圈330，其中压接体360保持在套圈保持部332中，弹簧345在该子组件上滑动。然后，如图15所示， 将图14中的子组件插入内壳380，然后将弹簧推动部375在压接体360上滑动，以配合内壳380的后部，直到弹簧推动部375如图16完全安置好为止。然后，如图17所示，将外壳 390附接到内壳380上的一部分，如果需要，可以将带有或未带有折射率匹配凝胶的防尘盖固定到套圈330。该光纤连接器组件准备将光纤/缓冲层组件附接到其上。图18到图22A示出了将“粗切”光纤/缓冲层组件20附接到图17的子组件的说明性步骤。图18示意性地示出了由通用刀片“粗切”的光纤/缓冲层组件20。光纤/缓冲层组件20的“粗切”过程可以仅通过以合适的方式将刀片7按下并穿过该组件而完成，不需要任何专业工具。然后，将“粗切”光纤/缓冲层组件20插入组装好的光纤连接器300。 如图19所示，将光纤/缓冲层组件20插入直到其抵接防尘盖395为止。在此实施例中，防尘盖395具有包括折射率匹配凝胶(未示出)的储存器，由此将折射率匹配凝胶施加于光纤/缓冲层组件20的端面。然后将光纤/缓冲层组件20固定到光纤连接器。图20和图21示出了用压接工具399将光纤/缓冲层组件20固定到光纤连接器 300的过程。如图20所示，将插有光纤/缓冲层组件20的光纤连接器300置于压接工具 399的钳口中。然后致动压接工具399以使压接体360绕缓冲层18变形，由此将光纤/缓冲层组件20固定到光纤连接器300。然后将光纤连接器300从压接工具399移出，并且可以将先前螺纹连接在光纤/缓冲层组件20上的护罩392滑动到光纤连接器300的后部，由此形成图22A中所示的组件。虽然，该实施例使用了压接工具399以将光纤/缓冲层组件
820固定到光纤连接器300，具有不同锁紧结构的其它实施例中，可以不需要压接工具来固定光纤/缓冲层组件20。例如，锁紧结构可以使用压紧螺母以将一个或多个悬臂一起偏置， 以将光纤/缓冲层组件20夹紧。其它实施例可以使用凸轮结构，该凸轮结构通过旋转凸轮来固定光纤/缓冲层组件20。例如图22B到图22D示出了光纤连接器锁紧结构的一个实施例，该锁紧结构使用压紧螺母将一个或多个悬臂一起偏置，以夹紧光纤/缓冲层组件20。更具体地，图22C示出了组装好的光纤连接器。图22B示出了说明性SC型光纤连接器400的部分分解图。如图所示，光纤连接器400包括套圈430、组合的套圈保持部和悬臂结构460’、压紧螺母478、弹簧470、弹簧推动部475、内壳480和外壳490。套圈430的内孔尺寸被定为以将光纤/缓冲层组件20接纳在其前端面。在此实施例中，悬臂结构460’具有至少一个内孔460’ A，内孔 460’ A的尺寸被定为诸如大约1. 5毫米等的以接纳光纤/缓冲层组件20，但是该内孔也可以有其它适合于接纳光纤/缓冲层组件20的尺寸。图22D示出了光纤连接器400的各部件的组装。套圈430附接到悬臂结构460’，弹簧445滑到该子组件上。然后，将该子组件插入内壳480，然后将弹簧推动部465滑到压接体460上，以与内壳480的后部配合，直到弹簧推动部465完全安置好为止。然后，将外壳490附接到内壳480上的一部分外，如果需要，可以将带有或未带有折射率匹配凝胶的防尘盖固定到套圈430。也可以将压紧螺母478 安装在悬臂结构460’上。光纤连接器组件准备好将光纤/缓冲层组件20附接到其上。图 22C到图22D示出了将“粗切”后的光纤/缓冲层组件20附接到光纤连接器400的说明性步骤。图18示意性地示出了用通用刀片“粗切”的光纤/缓冲层组件20。光纤/缓冲层组件20的“粗切”过程可以仅通过以合适的方式将刀片7按下并穿过该组件而完成，不需要任何专业工具。然后，将“粗切”后的光纤/缓冲层组件20插入组装好的光纤连接器400。 如图19所示，将光纤/缓冲层组件20插入直到其抵接防尘盖395为止。在此实施例中，防尘盖395具有包括折射率匹配凝胶(未示出)的储存器，由此将折射率匹配凝胶施加于光纤/缓冲层组件20的端面。然后通过旋紧压紧螺母而将光纤/缓冲层组件20固定到光纤连接器，螺纹旋紧螺母将悬臂结构压在光纤线缆20上以固定光纤线缆20。制作光纤连接器组件的方法可以包括以下步骤提供其中具有内孔和前端面的套圈，并提供具有芯和保护层的光纤。如果需要，“粗切”所述光纤/缓冲层组件，然后，将光纤插入套圈的内孔，使得所述芯和所述保护层延伸到所述套圈的前端面。该制作光纤组件的方法还可以包括如下步骤即将光纤抵接到包括折射率匹配凝胶的防尘盖。同样地，该方法包括以下步骤即，将光纤固定到光纤连接器、将护罩固定到光纤连接器，和/或本文中描述的其它步骤，如组装该光纤连接器。如本文所述，优选地，该光纤包括缓冲层，并且被切割时保持该缓冲层，然后将切割好的光纤插入连接器中，而不对缓冲层除皮。优选地，该方法包括如下至少一项特点光纤端面无需抛光，不需要对任何涂层进行除皮；不使用和/或不固化粘结剂。优选地，将该切割好的光纤置于光纤连接器中，并且将另一光纤也置于该光纤连接器中，使得将切割好的光纤光耦合到另一光纤。优选地，将一定量油或上述折射率匹配凝胶(少于0. 5ml，优选地少于0. Iml)置于这两个光纤之间。于是，光纤不通过粘结剂彼此附接。因此，优选地，制作该光纤组件的方法包括以下特点光纤端面无需抛光，不需要对任何涂层进行除皮；不使用和/或不固化粘结剂。可替换地，制作光纤连接器组件的方法可以包括如下步骤提供如图11中示意性示出的本体，所述本体具有带锁紧结构的部分和穿过该本体的通道；提供具有芯和保护层的光纤；如果需要，“粗切”光纤/缓冲层组件；并且将光纤插入所述本体的通道，使得该芯和保护层延伸到光纤连接器的匹配前表面。该制作光纤组件的方法还可以包括如下步骤 即，将光纤抵接到包括折射率匹配凝胶的防尘盖、将光纤固定到光纤连接器，将护罩固定到光纤连接器，和/或本文中描述的其它步骤，如组装该光纤连接器。图23示出了又一光纤连接器500的各种视图。光纤连接器500包括壳体580，壳体580包括在前端用以将光纤/缓冲层组件20对中在其中的孔圈插入部502。因为光纤连接器500可以通过简单地使用壳体580中不同尺寸的孔圈插入部502容纳不同尺寸的光纤/缓冲层组件，所以光纤连接器500是有利的。例如，第一孔圈插入部502可以具有尺寸被定为用于1.5毫米外径(OD)的内孔，第二孔圈插入部502可以具有尺寸被定为用于900 微米外径的内孔，由此允许在光纤连接器500上使用不同尺寸的光纤/缓冲层组件20。另外，光纤连接器500包括将前向偏置力作用到光纤/缓冲层组件20的护罩592。换句话说， 护罩592允许将光纤/缓冲层组件20朝套圈插入该护罩592，但是防止光纤/缓冲层组件 20从护罩592中抽出。护罩592可以包括任何合适的结构，如提供在前进方向上的前向偏置力/运动并防止朝后移动的柔性内指(internal finger)。另外，本文中公开的其它光纤连接器可以使用相似的施加前向偏置力的护罩。如图所示，光纤/缓冲层组件20延伸越过光纤连接器500的前端面，以与相似的光纤匹配。图M示出了说明性的机械拼接本体600，该本体包括在第一端602和第二端604 之间具有通道(未用标记标出)的管(未用标记标出)。该通道尺寸被定为以将第一光纤/ 缓冲层组件20接纳到第一端602中，并将第二光纤/缓冲层组件20接纳到第二端604中。 该机械拼接本体600也包括用以固定第一光纤/缓冲层组件20的第一锁紧结构601，和固定第二光纤/缓冲层组件20的第二锁紧结构603。机械拼接本体600的锁紧结构可以具有诸如压接结构和凸轮型结构等任何用以固定光纤/缓冲层组件的合适结构。另外，该锁紧结构可以是可逆的，由此允许重新定位光纤/缓冲层组件。图25通过图表示出了与常规塑料光纤相比，大芯径的玻璃光纤10的光学损耗和距离之间的关系。如图所示，y轴上的截距表示不同光学波导的初始耦合损耗，两条曲线的斜率表示基于传输距离的、增加的损耗(即，当距离增加时，光学损耗增加)。如图所示，曲线700表示塑料光纤，曲线704表示光纤10。如图所示，曲线704的耦合损耗范围与曲线 700所表示的塑料光纤的耦合损耗范围相近(即，y轴上的截距相近)；然而，塑料光纤的总体损耗远远大于光纤10的总体损耗。因此，除了最短距离联接外，光纤10具有比塑料光纤大大改进的光学性能。光纤10的一个实施例包括(i)直径在80-300 μ m之间、折射率为nl的多模二氧化硅基玻璃芯；(ii)厚度< 2(^111、折射率112 < nl的包覆该玻璃芯的包层，芯和包层之间的折射率之差(delta)定义为nl-n2。该包层包括(a)相对折射率差(index of refraction)小于0的掺氟的二氧化硅；或者(b)相对折射率差小于0的聚合物；(iii)杨氏弹性模量大于700MPa、厚度≤15 4!11、折射率113>112的保护涂层。另外，光纤10包括本文所讨论的缓冲层18。光纤10的更具体的变体可以包括带有缓变折射率的、直径在175μπι到225 μ m 之间的玻璃芯，其中，包层是氟化聚合物，厚度在ΙΟμπι到15μπι之间，并且保护涂层厚度^ IOum0另外，缓冲层18的肖氏硬度至少为60。本文中公开的光纤的一个优势在于由于保护涂层强烈地粘合到包层和缓冲层， 在“粗切”过程中和以后光纤连接器的使用过程中，保护涂层使得光纤在缓冲层中的运动最小化。本公开的光纤另一优势在于该保护涂层防止光纤芯线在“粗切”过程中偏离中心， 因此光纤耦合到另一光纤时，耦合损耗最小。本公开的光纤另一优势在于如果在使用保护涂层的同时未使用缓冲层，那么保护涂层也可以在操作和储存(storage)期间提供保护功能。虽然在本文中参照优选实施方式和其具体示例示出并描述了本发明，但很明显地，对本领域的普通技术人员，其它实施方式和示例可以执行相似的功能和/或达到相似的结果。所有这些等同的实施例和示例都在本发明的精神和范围之内，并意为由所附权利要求所包含。也是明显地，对于本领域的普通技术人员，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改和变体。由此，如果这些修改和变体在所附权利要求和其等同物范围之内，那么本发明意在包含本发明的这些修改和变体。
权利要求
1.一种光纤连接器，包括套圈，所述套圈具有内孔，所述内孔从所述套圈的后部延伸到所述套圈的前部，其中， 所述内孔的尺寸被定为用以将光纤和缓冲层接纳在所述套圈的前端面；以及壳体。
2.如权利要求1所述的光纤连接器，其特征在于，所述内孔在所述前端面处的直径大约为250微米，或者更大。
3.如权利要求1-2所述的光纤连接器，其特征在于，还包括具有缓冲层的光纤，其中所述光纤延伸到所述套圈中，使得所述缓冲层的一部分延伸到所述套圈的所述前表面。
4.如权利要求3所述的光纤连接器，其特征在于，所述光纤是二氧化硅基光纤。
5.如权利要求3所述的光纤连接器，其特征在于，所述光纤未被抛光成具有高度光洁度。
6.如权利要求3所述的光纤连接器，其特征在于，所述光纤的芯为大于等于80微米。
7.如权利要求3所述的光纤连接器，其特征在于，所述光纤具有杨氏弹性模量大于 700MPa、厚度小于等于15微米的保护涂层。
8.如以上权利要求中任一项所述的光纤连接器，其特征在于，所述光纤连接器还包括用以将所述光纤固定到所述光纤连接器的保持结构。
9.如权利要求1-7所述的光纤连接器，其特征在于，进一步包括限定压接型结构或凸轮型结构的保持结构，或者包括带有压紧螺母的悬臂结构，所述锁紧结构和所述悬臂结构用以将所述光纤固定到所述光纤连接器。
10.如权利要求1-7所述的光纤连接器，其特征在于，还包括锁紧结构，其中，所述保持构造是可逆的。
11.如权利要求1-7所述的光纤连接器，其特征在于，还包括防尘盖，所述防尘盖用作所述光纤插入时的止挡部件。
12.如权利要求1-7所述的光纤连接器，其特征在于，还包括防尘盖，所述防尘盖中具有折射率匹配凝胶。
13.如前述权利要求的光纤连接器，其特征在于，还包括闩锁机构。
14.如权利要求1-13所述的光纤连接器，其特征在于，还包括套圈保持部、压接体、弹簧、弹簧推动部和护罩。
15.一种用以制作光纤连接器组件的方法，包括提供套圈，所述套圈有内孔和前端面；提供具有芯和保护层的光纤；以及和将所述光纤插入所述套圈的所述内孔，使得所述芯和所述保护层延伸到所述套圈的所述前端面。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，光纤是二氧化硅基光纤，且未经过抛光。
17.如权利要求15和16所述的方法，其特征在于，光纤的芯为大于等于80微米。
18.如权利要求1-17所述的方法，其特征在于，所述光纤具有杨氏弹性模量大于 700MPa、厚度小于等于15微米的保护涂层。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述插入步骤还包括将所述光纤抵接到包含有折射率匹配凝胶的防尘盖。
20.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括将所述光纤紧固到所述连接器的步骤。
21.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述光纤连接器还包括闩锁机构。
22.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括将所述切割好的光纤插入连接器， 而不对所述缓冲层(除皮。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下至少一个步骤未对光纤端面进行抛光、未对任何涂层进行除皮；未将粘结剂固化。
24.如权利要求22和23所述的方法，其特征在于，所述方法包括将所述切割好的光纤置于光学连接器中；将另一光纤置于所述连接器中，其中，将所述切割好的光纤光耦合到所述另一光纤。
25.如权利要求22-M所述的方法，其特征在于，包括将一定量的凝胶置于所述光纤之间。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述光纤未通过粘结剂彼此附接。
全文摘要
本文公开了可以通过手动方式简单而快速地制备以用于现场端接和/或连接的光纤连接器和其它结构。更具体地，公开的该光纤连接器和其它结构意在用于大芯径玻璃光纤。在一个实施例中，光纤连接器包括套圈，该套圈的内孔尺寸被定为用以将光纤和缓冲层安置在套圈的前端面。本文也公开了制作所述光纤连接器和其它结构的方法。所公开的方法允许手动“粗切”带有缓冲层的光纤。
文档编号G02B6/38GK102576128SQ201080046994
公开日2012年7月11日 申请日期2010年10月13日 优先权日2009年10月15日
发明者D·M·克内西特, J·P·卢瑟, M·C·伊森奥尔, M·德琼, R·L·麦克卢尔, R·霍尔, S·D·本杰明 申请人:康宁股份有限公司
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