通过将紫外能量传输通过光纤包层使与光纤相邻的环氧树脂选择性紫外固化的制作方法
通过将紫外能量传输通过光纤包层使与光纤相邻的环氧树脂选择性紫外固化的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤以及用于使光纤端部连接器化的硬件。更特别地，本发明涉及用于对一个或多个多纤芯光纤定位(Clock)并使用可光固化的环氧树脂将其粘贴于连接器套圈内的系统和方法。
【背景技术】
[0002]光网络运营商正在继续寻找获得提高光纤网络的密度的方式。一种用于将数量更多的导光通路封装于小空间内的方法是多芯光纤(“MCF”)。MCF通常包含中心纤芯，其由若干卫星纤芯按包围着中心纤芯的辐射状图形包围。每个纤芯都可能是载光通路，并且MCF因此在单个光纤内提供用于光信号传输和/或接收的多个平行通路。
[0003]MCF是现有技术中所已知的。参见例如美国专利5，734，773和6，154，594以及美国公开申请2011/0229085、2011/0229086和2011/0274398，每个都通过引用在此处并入本文。如图1和2中所示的，美国公开申请2011/0274398的【背景技术】中，MCF 180在共同的包层184内具有中心纤芯181和多个卫星(satellite)纤芯182，例如，6个卫星纤芯182-1、182-2、182-3、182-4、182-5和182-6。卫星纤芯182被对称地放置于中心纤芯181的周围，位于正六边形183的顶点。
[0004]中心纤芯和卫星纤芯181和182每个展现出相同的直径。中心纤芯181和每个卫星纤芯182具有大约26微米(μπι)的直径，被示为图2中的距离Α。相对于相邻的卫星纤芯182的中心到中心的间距为大约39μπι，被示为图2中的距离B。除了在美国公开申请2011/0274398中示出的那些尺寸和间距(如图1和2所示)之外，其它尺寸和间距也是【背景技术】中所已知的。此外，更多的或更少的卫星纤芯182在【背景技术】中也是已知的。
[0005]中心纤芯和卫星纤芯181和182每个都可以传送独特的光信号，并且每个MCF 180都粘贴于连接器的套圈的通道内，用于经由端口将中心纤芯和卫星纤芯181和182的独特信号传递到器件，或者经由适配器进一步传递到电缆线路。图3示出了典型的连接器201，该连接器201具有呈现单个MCF 180的端部的圆柱形套圈203，所述单个MCF 180的端部用于经由适配器与另一个连接器联接的或者用于与器件的端口通信。图4示出了具有用于接受联接套圈的定位销的第一及第二接孔305和307的MT型套圈303。在第一及第二接孔305和307之间，MT型套圈303呈现了用于与联接套圈的MCF通信的MCF 180-1至180-12的12个光纤端部的阵列。光纤端部位于套圈303内的V形槽与附接于套圈303的板件308之间。进入窗口 309对位于V形槽内的MCF 180-1至180-12敞开，并且能够被用来将环氧树脂灌注到V形槽内，这是本技术领域的常规操作。尽管将板件308附接于套圈303是现有技术所已知的，如美国专利6，550, 980和8，529，138 (这两个专利此处通过引用全文并入本文)所示，但是在V形槽之上的结构(例如，由图4中的板件308表示)作为套圈303的集成部分是现有技术中最常见的。例如，美国专利申请公开2004/0189321(该公开此处通过引用并入本文)示出了典型的MT套圈，在该MT套圈内，在光纤之上的结构是套圈的集成部分，并且V形槽由圆形通道代替。在下文，术语夹持器(holder)是宽泛的概念，足以囊括固定光纤的所有结构(诸如，圆形通道和V形槽)，并且套圈并不限定于由两个块件形成的套圈，而是还包括由单个块件形成的套圈。例如，附图标记308指的是位于夹持器之上的任一板件，例如，V形槽或者套圈的通道，或者是位于夹持器之上的套圈303的一部分。
[0006]尽管图3示出了 LC型连接器201，并且图4示出了 MT套圈303，该MT套圈303能够用于ΜΡ0/ΜΤΡ型连接器内，而用于按照有序阵列来呈现单个MCF或多个MCF的其它连接器样式在现有技术中是已知的，例如，ST、SC和MT-RJ。而且，由套圈303呈现的MCF行可以包含更多的或更少的MCF，诸如，在一行或两行或更多行内有8个或16个MCF。
[0007]传统的光纤具有沿着其轴线的单个中心纤芯。联接两个连接器要求在封端的光纤连接器之间的中心轴向纤芯的精确对准，以提供可接受的丢失性能特性。对于MCF 180，除了中心纤芯181外，还存在同样要求横向和轴向对准的多个卫星纤芯182-X。在MCF 180内的每个纤芯181和182-X必须与在它将要连接的另一个MCF或端口内的对应纤芯对准。因此，在进行连接时，还必须对一个MCF 180的端面相对于另一个MCF 180的“定位”或旋转角度予以考虑。具体地，对连接器(诸如，LC、SC、ST、MTRJ, MTP或MPO连接器)内的个体MCF的角度位置进行控制将是有益的，使得每个MCF的纤芯在联接的连接器/端口处与光纤的纤芯对准并准确地定位。在下文，术语“连接器”将同样包括器件端口。
[0008]MPO、MTP和MTRJ阵列型连接器使在一个连接器的终端面上的多个光纤端部与在另一个连接器的终端面上的对应多个光纤端部对准。在这些阵列型连接器中，光纤对准通过将在一个阵列型连接器内的一对精确对准销与在另一个阵列型连接器内的对应接孔(诸如图4所示的接孔305和307)联接来处理。当插销被插入接孔内时，一个连接器的每个个体光纤端部的中心轴与另一个连接器的每个个体光纤端部的中心轴对准。然而，这些连接器的对准销和接孔并不控制阵列内的每个MCF的轴向旋转位置，因为阵列型连接器为单芯光纤设计的，并且这种角度关系在单芯光纤联接时并不是关键的。
[0009]LC、SC和ST连接器使在第一连接器的圆柱形套圈203内捕获的单个光纤端部与在第二连接器的圆柱形套圈203内捕获的单个光纤端部对准。像图4的阵列型套圈303 —样，单个光纤使用环氧树脂黏合于圆柱形套圈203内。第一连接器的圆柱形套圈203使用具有在每个端部处接纳圆柱形套圈203的圆形内表面的套管与第二连接器的圆柱形套圈203对准。通常，套管被捕获于适配器的外壳内，并且用来使第一及第二套圈203形成端到端对接的轴向对准。然而，适配器的套管和圆柱形套圈203也不控制由套圈203保持住的光纤端部的轴向旋转或“计时”位置，因为单个光纤型连接器是为单芯光纤设计的，并且这种角度关系在使用单芯光纤时不是关键的。
【发明内容】
[0010]本申请人已经意识到，如果将要在图3和4分别示出的套圈203或套圈303中使用MCF，则必须在套圈203和303内提供MCF 180的正确定位。用于将MCF 180安装到MT型套圈303内的一种方法牵涉将每个MCF 180-1至180-12单独插入其在套圈303中的适当的夹持器(例如，通道或V形槽)内。环氧树脂被用来将每个MCF 180-1至180-12固定到其通道内。环氧树脂可以在插入之前或者在插入之后通过例如注射、灌注或/和芯吸工艺施加于MCF 180-1至180-12，通常会使用进入窗口 309。环氧树脂通过施加光和/或加热来固化。
[0011]在固化环氧树脂之前，MCF 180-1至180-12每个都被定位到其适当的角度取向。例如，套圈303被夹到检查台之上，并且每个MCF 180-1至180-12的端面使用固定于检查台的观测仪或测光表来检查。在检查观测仪的标线或者测光表的强度传感器上的参照标记被估计，并且MCF 180-1在通道内被旋转或者被定位，直到卫星纤芯182-1准确地位于12点位置(如图1和2所示)或者某个别的期望位置。一旦MCF 180-1的端面被准确地定位了，技术人员就将MCF 180-1夹到该位置上。MCF按照180-1、180-2等的顺序来定位和夹住，直到最终的MCF 180-12被定位并被夹到位。然后，环氧树脂通过施加紫外(UV)光和/或加热来固化。环氧树脂可以在MCF 180-1至180-12插入之前或者在MCF 180-1至180-12插入之后被添加到夹持器内。在固化环氧树脂之 后，MCF 180的端部可以被分开和/或被抛光。
[0012]本申请人已经确定，需要改进的终结方法来处理MCF连接器化，特别是在阵列型连接器的情形中。对于阵列型连接器，通常难以精确地将几个MCF 180-X在套圈303内进行定位并夹住。一旦最终的MCF端部的位置被准确地定位了，一个之前已定位且已夹住的MCF光纤的位置就可能已经滑动或者略微移动。由于卫星纤芯182具有很小的直径A，因而即使是在定位中的轻微移位也会造成在卫星纤芯182从第一连接器到所联接的第二连接器的卫星纤芯182的连接中的毁灭性的衰减。此外，如果即使是一个MCF 180-X只是轻微偏出定位对准，整个连接器也会被认为是有缺陷的，并且必须被回收，从而导致资源和努力被浪费，以及生产成本增加。
[0013]本发明的一个目的是解决现有技术中的一个或多个缺陷，如本申请人所期望的。
[0014]本申请人已经意识到，以下方式将是有益的:每次一个地将个体MCF光纤定位并定位于套圈中，并然后在进行到正由套圈保持着的下一个MCF之前部分或完全固化仅包围该已定位的光纤的环氧树脂以使其保持在相对于套圈或连接器外壳的所要求的角度位置。
[0015]在遵循这个过程的尝试中，人们已经发现，在多光纤的套圈中每次给一个光纤分配环氧树脂已经被证明是困难的。为了对光纤进行单独附接，必须在没有使环氧树脂到达多光纤阵列中的任意周围光纤上的情况下将很小滴的环氧树脂置于个体光纤上。最好是灌注或半灌注光纤-套圈黏合区，并且然后在个体光纤已经被正确地定位或对准之后选择性地固化在个体光纤上的环氧树脂。
[0016]这些及其它目的通过用于将多芯光纤(MCF)粘贴于套圈内的方法和系统来实现，该系统包含UV光源和光导管。MCF被安置于套圈的环氧树脂填充的夹持器(例如，通道或V形槽)内。在第一夹持器中的第一 MCF被定位以使其纤芯取向至期望位置。光源被激活，并且来自光导管的光被发射到第一 MCF的包层之内。在包层内的光将停留于包层内，直到它到达第一 MCF的与环氧树脂接触的部分，在该部分内，光将会由于折射率的相似性而漏出。漏出的光将会至少部分地固化环氧树脂以使第一 MCF粘贴于第一夹持器内。该过程然后可以针对剩余的MCF重复进行，使得每个MCF都可以被选择性地而不是集体地定位并粘贴。
[0017]本发明的更广的应用范围通过下文给出的详细描述将会变得显而易见。然而，应当理解，该详细描述和具体示例(同时指出了本发明的优选实施例)仅通过说明的方式来给出，因为对于本领域技术人员而言，根据该详细描述，属于本发明的精神和范围的各种变更和修改将会变得显而易见。
【附图说明】
[0018]本发明通过下文给出的详细描述和附图将会得到更全面的理解，这些附图仅通过说明的方式给出，因而并不是对本发明的限定，并且在附图中:
[0019]图1是根据现有技术的多芯光纤的端视图；
[0020]图2是根据现有技术的图1的多芯光纤的示出纤芯的尺寸和间距的端视图；
[0021]图3是根据现有技术的LC光纤连接器的透视图；
[0022]图4是根据现有技术的用于ΜΤΡ/ΜΡ0光纤连接器中的MT套圈的透视图；
[0023]图5是例示根据本发明的用于将MCF粘贴于套圈内的机器的框图；
[0024]图6是例示根据本发明的将MCF粘贴于套圈内的方法的流程图；
[0025]图7是附接于图5的机器的源套圈的截面图，其中该源套圈是用于将UV光选择性地灌注到目标套圈的目标光纤之内的；
[0026]图8是图5的目标套圈在第一目标光纤的角对准步骤之后的截面图；
[0027]图9是图5的目标套圈在第一目标光纤的UV固化步骤之后的截面图；
[0028]图10是图5的目标套圈在第二目标光纤的角对准步骤和UV固化步骤之后的截面图；
[0029]图11是例示用于将MCF粘贴于图5的套圈内的机器的框图，该机器被配置为将MCF粘贴于套圈内以将光传送到光纤电缆的远端；
[0030]图12是根据本发明的第二实施例的MCF的端视图；以及
[0031]图13是根据本发明的第三实施例的MCF的端视图。
【具体实施方式】
[0032]现在，本发明将在下文参照附图更详细地描述，在附图中示出了本发明的实施例。然而，本发明可以按照许多不同的形式来实施，并且不应当被解释为仅限于本文所阐明的实施例；相反，这些实施例被提供以将本公开内容变得详尽和全面的，并且将会给本领域技术人员充分地传达本发明的范围。
[0033]相同的附图标记通篇指代相同的元件。在图中，某些线的厚度、层、组件、元件或特征可以为了清晰起见而放大。虚线例示可选的特征或操作，除非另有说明。
[0034]此处所用的术语只是为了描述特定的实施例，而并非旨在对本发明的限定。除非另有定义，否则此处所用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本领域技术人员通常所理解的相同的本发明所属于的意思。还应当理解，术语(诸如，在通常使用的词典中所定义的那些)应当被解读为具有与它们在本说明书及相关技术领域的环境下的含义一致的含义，而不应按照理想化的或过分正式的程度来解读，除非此处明确这样定义。众所周知的功能或构造出于简洁和/或明了起见可以不再详细描述。
[0035]如同此处所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意指同样包括复数形式，除非上下文另有明确说明。还应当理解，术语“包括”和/或“包含”在用于本说明书中时指出所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其它的特征、整数、步骤、操作、元件、组件，和/或它们的组。如同此处所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的一项或多项的任意或全部组合。如同此处所使用的，诸如“在X与Y之间”以及“在大约X与Y之间”之类的短语应当被解读为包括X和Y。如同此处所使用的，诸如“在大约X与Y之间”之类的短语意指“在大约X与大约Y之间”。如同此处所使用的，诸如“从大约X至Y”之类的短语意指“从大约X至大约Y”。
[0036]应当理解，当元件被称为“位于”另一个元件“之上”、“附接”于另一个元件，与另一个元件“连接”、“耦接”、“接触”等时，它能够直接“位于”另一个元件“之上”、直接“附接”于另一个元件，与另一个元件直接“连接”、“耦接”、“接触”，或者也可以存在中间元件。相比之下，当元件被称为例如“直接位于”另一个元件“之上”、“直接附接”于另一个元件，与另一个元件“直接连接”、“直接耦接”或“直接接触”时，则不存在中间元件。本领域技术人员还应当理解，对被置为与另一个特征“相邻”的结构或特征的参照可以具有覆盖相邻特征或位于相邻特征之下的部分。
[0037]例如“之下”、“下方”、“下部”、“之上”、“上部”、“横向”、“左”、“右”等空间关系术语用于此处是为了便于描述一个元件或特征如附图所例示的相对另一个元件或特征的关系。应当理解，空间关系术语旨在除了附图所示的取向外还囊括在使用或操作中的器件的不同取向。例如，如果图中的器件翻转过来，则被描述为在其它元件或特征“之下”或“下方”的元件则被取向为在所述其它元件或特征“之上”。器件可以另外取向(旋转90度或者按照其它取向)，并且此处所使用的相对空间关系的描述语作相应的解读。
[0038]图5是例示根据本发明的用于将MCF(例如，MCF 180-1)粘贴于目标套圈27内的机器11的框图。机器11包括用于生成可用来固化光敏性环氧树脂15 (见图8)的光波(诸如，紫外UV光)的光源13。光导管17具有用于接收来自光源13的光的第一端部19以及远离第一端部19的第二端部21。光导管17的第二端部21供应光，以照射目标MCF 180-1的外层(诸如，包层184)，使得光从目标MCF 180-1的外层漏出到与目标MCF 180-1的外层接触的光敏性环氧树脂15之内，这将在下文的方法描述中被更详细地描述。工作站33包括用于夹持套圈的固定物、用于将MCF保持于定位的位置的夹具以及用于精确定位MCF的检查观 测仪和/或测光表。
[0039]在实施例中，光导管17由包括用于传输来自光源13的光的多个源光纤25-1至25-8的光纤电缆形成。(除了具有作为导孔305和307的替代的导销之外)与套圈303类似的源套圈23附接于光导管17的第二端部21。源套圈23给多个源光纤25_1至25_8的端部呈现保持于目标套圈27中的目标MCF 180-1至180-8。源光纤25_1至25_8每个都能够将光分别发射到目标MCF 180-1至180-8的包层184内。
[0040]光纤开关29可以通过载光链路14置于光源13与光导管17的第一端部19之间。光纤开关29将光源13的光选择性地连接至源光纤25-1、25-2、25-3、25-4,25-5、25-6、25-7或25-8中的选定的一个，使得选定的源光纤(如由源套圈23呈现的)的各自端部被照射以将光分别传递到目标套圈27的单个目标MCF 180-1、180-2、180-3、180-4、180-5、180-6、180-7或180-8内。光纤开关29是可选的，因为技术人员可以将由光链路14射出的固化光手动地照射到所期望的源光纤25-1、25-2、25-3、25-4、25-5、25-6、25-7或25-8的端部上，或者直接照射到目标 MCF 180-1、180-2、180-3、180-4、180-5、180-6、180-7 或 180-8 的端部上，从而完全排除对光导管17的任何要求。
[0041]根据本发明的实施例的方法包括:提供具有包括用于传输通信信号的至少一个载光纤芯181或182-X以及包围着至少一个载光纤芯181或182-X的外层(诸如，包层184)的第一目标光纤的光纤电缆50。如图6的步骤SlOl所不，第一目标光纤(诸如，MCF 180-1)被放置于目标套圈27的第一夹持器31-1 (诸如，通道或V形槽)内。第二目标光纤(诸如，MCF 180-2)被放置于目标套圈27的第二夹持器31_2内，等等，直到所有目标光纤(例如，直至MCF 180-8)被安装到夹持器内(例如，直至目标套圈27的夹持器31-8)。
[0042]然后，在步骤S103中，可光固化的环氧树脂15被安装到夹持器31_1至31_8内，并且位于每个相应的目标光纤(例如，MCF 180-1至180-8)的至少一部分周围。环氧树脂15可以在目标光纤180-1至180-8被放置于夹持器31_1至31_8内之前或之后施加于夹持器，并且可以通过灌注穿过进入窗口 309来施加。换言之，步骤S103可以先于步骤S101。在图8中示出了物理布局，图8是在步骤S103之后沿图5中的线Y-Y截取的截面图。尽管图8-10示出了每个MCF光纤180有4个卫星纤芯182，但是更多的或更少的卫星纤芯182可以被包括于MCF光纤180内。
[0043]然后，在步骤S105中，第一 MCF 180_1在夹持器31_1内被旋转以将卫星纤芯182-1放置到期望位置。然后，在步骤S107中，使用夹具将第一 MCF 180-1夹于期望位置。图8是目标套圈27在第一目标光纤180-1已经被旋转并被夹到将第一卫星纤芯182-1安置于其期望位置的位置之后(例如，在步骤S107之后)沿图5的线Y-Y截取的截面图。
[0044]然后，源套圈23与目标套圈27联接，并且第一源光纤25_1由光纤开关29选定并由光源13照射。图7是沿图5中的线X-X截取的截面图。从图7中可看出，源光纤25-1包括具有大直径的单个中心纤芯26-1。中心纤芯26-1的直径足够大以对第一目标MCF 180-1的外层(例如，包层184)发射光照，如图6的流程步骤S109所定义的。
[0045]图9是在步骤S109之后沿图5中的线Y-Y截取的截面图。在第一目标MCF 180-1的外层内的光向外漏出到可光固化的环氧树脂15内，并且至少部分地固化了在第一夹持器31-1内的可光固化的环氧树脂15’。固化的环氧树脂15’已通过交叉影线且通过给附图标记15添加符号“’”来例示。固化的环氧树脂15’的程度或范围受到控制，使得触及相邻的或第二目标MCF 180-2的外层的环氧树脂15保持为未固化的。固化的范围可以通过控制由光源13输出的光的强度或者光源13发射光的时长或两者来控制。此外，还能够可选地控制从第一源光纤25-1到第一目标MCF 180-1的外层(例如，包层184)内的固化光的发射角，由此控制在外层内传播的光的入射角，以提高或降低分别取决于陡角或小斜角的从第一目标MCF 180-1的外层逸出的光的水平。
[0046]然后，在步骤Slll中，对剩余的目标光纤(例如，MCF 180-2至180_8)重复步骤S105至S109。具体地，第二目标MCF 180-2被旋转并被夹于第二夹持器31_2内，以将其卫星纤芯放置于期望位置内。然后，光被传输通过第二目标MCF 180-2的外层(例如，包层184)，使得光向外漏出到可光固化的环氧树脂15内，以至少部分地固化在第二夹持器31-2内的环氧树脂15’。图10是目标套圈27在第二目标光纤180-2已经被定位并被夹住并且相邻的环氧树脂15’已经被部分固化以将第二目标MCF 180-2的第一卫星纤芯182-1保持于它的期望位置之后沿图5的线Y-Y截取的截面图。此外，还应当注意，在第二目标MCF180-2上使用的固化光并不固化与相邻的第三目标MCF 180-3关联的环氧树脂15。还可以将物理屏障添加给在夹持器31之间的套圈303的结构以阻挡从一个夹持器31-X迀移至相邻的夹持器31-(X+1)的固化光，这同样属于本发明的范围。此处所使用的术语“可光固化的环氧树脂”包括能够由光固化的环氧树脂，并且还包括能够由光和热固化的环氧树脂。例如，固化光能够被用来至少部分地固化环氧树脂，并且完全固化能够通过最终的加热来完成。
[0047]图11是用于例示图5的机器可以被用来从光纤电缆50的远侧发射用于将目标光纤180-X粘贴于目标套圈27内的光的框图。在图11中，光导管17已经被缩短，并且不再到达工作站33。相反，源套圈23现在与在光纤电缆50的第一端部上的组装的套圈27’联接。已经使MCF被定位、被夹住并被固化的目标套圈27位于光纤电缆50的远端的第二端部处。目标套圈27通过固定物临时附接于工作站33。
[0048]技术人员然后可以执行图6的方法步骤，如上文所述，不需要将源套圈23附接于目标套圈27及脱离目标套圈27，因为每个目标MCF 180被定位、被夹住并被固化。换言之，源套圈23在光纤电缆50的第一端部处保持为附接于远端的套圈27’。一旦第一目标光纤180-1的端面被定位并被夹于目标套圈27，光源13就被供能以将光发送穿过第一源光纤
25-1，在位于光纤电缆50的第一端部处的远端套圈27’处进入第一目标光纤180-1。固化光将在包层184内传播通过光纤电缆50的距离，直至它到达在目标套圈27中的第一夹持器31-1内的环氧树脂15。此时，固化光将会向外漏出并产生与第一目标MCF 180-1相邻的已固化的环氧树脂15’。
[0049]光将传播通过在第一目标MCF 180-1的包层184内的光纤电缆50的距离，因为第一目标MCF 180-1的除了与可光固化的环氧树脂15接触的那些表面之外的全部包层184的外表面被具有比包层184低的折射率的元件所包围。光将会从包层184漏出到可光固化的环氧树脂15内，因为可光固化的环氧树脂15具有比包围着其它位置的包层184的元件更接近第一目标MCF 180-1的包层184的折射率。在一种实施例中，包围着包层184的元件是空气，并且可光固化的环氧树脂15的折射率略微大于包层184的折射率。
[0050]在图12所示的第二实施例中，包围着外层(例如，包层184)的元件是涂层52。涂层52被施加于包层184之上，以产生MCF 180’。该涂层52被选择为具有比包层184的折射率低得多的折射率，以确保穿过包层184的光在涂层52的内表面处被反射回到包层184内。在将MCF 180’插入夹持器31-1内之前，涂层52可以被化学地或机械地去除，使包层184暴 露给环氧树脂15。因此，在包层184内的固化UV光将轻易地传播通过光纤电缆50的距离，没有显著损失，直到它到达目标MCF 180’的没有涂层52的且包层184的外表面与可光固化的环氧树脂15接触的部分。此时，光将从包层184内逸出到可光固化的环氧树脂15之内，并且促使MCF 180’将被固定于在夹持器31-1内的位置。涂层52可以是为了增加对包层184的保护而施加于包层184之上的聚合物或者其它类型的薄膜涂层，该聚合物/薄膜涂层被选择为具有比包层184低的折射率以促进在包层184内传播的UV固化光的反射。
[0051]图13是根据本发明的第三实施例的MCF 180”的端视图。MCF 180”表明:承载固化光的MCF 180”的外层并不一定是包层184。如图13的截面图所示，包层184由载光层54包围着。载光层54被优化以承载UV固化光。涂层56被施加于载光层54之上。涂层56具有被优化以防止UV固化光向外远离载光层54而逸出的折射率。当然，这样的涂层56同样可以处于包层184与载光层54之间以防止UV固化光向内从载光层54逸出到包层184内。
[0052]在将MCF 180”插入夹持器31_1之前，涂层56可以被化学地或机械地去除，以使载光层54暴露给环氧树脂15。因此，在载光层54内的固化UV光将轻易地传播通过光纤电缆50的距离，没有显著损失，直到它到达目标MCF 180”的其中没有涂层56的且载光层54的外表面与可光固化的环氧树脂15接触的部分。此时，光将从载光层54逸出到可光固化的环氧树脂15之内，并且促使MCF 180”将被固定于在夹持器31-1内的位置。
[0053]在本发明的一种实施例中，可光固化的环氧树脂15能够具有比包层184稍微高的折射率。诸如EPO-TEK 0G142-112、0G142-87和0G198-54之类的环氧树脂可以是合适的，然而包括具有不同的折射率的那些环氧树脂以及通过除UV光外的光来固化的环氧树脂在内的其它环氧树脂应当被认为是属于本发明的范围之内的。
[0054]在另一种实施例中，图7的源光纤25-X可以具有大直径(诸如，125 μπι)的纤芯
26-Χ。由于在其离开源光纤25-Χ的纤芯26-Χ时以某一角度向外传播的光，它同样可以使用具有直径比包层184的直径略小的纤芯26-Χ的源光纤25-Χ，因为传播的光将完全照射目标光纤180的包层184。
[0055]尽管本文的描述主要集中于阵列型套圈303内的MCF 180上，但是如果期望的话，同样可以使用本发明的原理将单个MCF固定于单个光纤套圈203内，以及将一个单芯光纤固定于单个光纤套圈203内或者将多个单芯光纤固定于阵列型套圈303内。
[0056]很明显，这样描述的本发明同样可以按照许多方式来改变。此类变化并不应被看作是对本发明的精神和范围的背离，并且对本领域技术人员而言显而易见的所有此类修改都应当落入本发明的范围内。
【主权项】
1.一种方法，包括: 提供包含用于传输通信信号的至少一个导光纤芯以及包围着所述至少一个导光纤芯的外层的第一光纤； 将所述第一光纤安置于第一夹持器内； 在所述第一光纤的至少一部分周围的所述第一夹持器内提供可光固化的环氧树脂的主体；以及 传输光通过所述第一光纤的所述外层，使得从所述第一光纤的所述外层漏出到所述可光固化的环氧树脂内的光至少部分地固化所述第一夹持器内的所述可光固化的环氧树脂。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述可光固化的环氧树脂的折射率大于所述第一光纤的所述外层的折射率，并且其中所述可光固化的环氧树脂可通过紫外UV光谱内的光来固化。3.根据权利要求1所述的方法，其中传输光包括:控制所述光的强度或者传输光的时长，或两者，以便选择性地固化所述第一光纤的所述部分周围的所述第一夹持器内的可光固化的环氧树脂的所述主体。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一光纤具有所述第一夹持器处的第一端部以及第二端部，并且其中传输UV光包括:将UV光传输到所述第一光纤的所述第二端部内。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个导光纤芯包含中心纤芯以及与所述中心纤芯间隔开的多个卫星纤芯。6.根据权利要求5所述的方法，其中包围着所述中心纤芯和多个卫星纤芯的所述外层是与所述中心纤芯和多个卫星纤芯直接接触的包层。7.根据权利要求5所述的方法，还包括: 在传输光通过所述第一光纤的所述外层之前，旋转在所述第一夹持器内的所述第一光纤以将所述卫星纤芯置于期望位置。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一夹持器位于套圈内，所述方法还包括: 提供包含中心纤芯和与所述中心纤芯间隔开的多个卫星纤芯以及包围着所述中心纤芯和多个卫星纤芯的外层的第二光纤； 将所述第二光纤安置于位于所述套圈中的第二夹持器内； 在所述第二光纤的至少一部分周围的所述第二夹持器内提供可光固化的环氧树脂的主体；以及 传输光通过所述第二光纤的所述外层，使得从所述第二光纤的所述外层漏出到所述可光固化的环氧树脂的光至少部分地固化在所述第二夹持器内的所述可光固化的环氧树脂。9.根据权利要求8所述的方法，还包括以下步骤: 在传输光通过所述第二光纤的所述外层之前，旋转所述第二夹持器内的所述第二光纤以将所述第二光纤的所述卫星纤芯置于期望位置，并且其中用于传输光通过所述第一光纤的所述外层的处理在旋转所述第二夹持器内的所述第二光纤之前进行。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一光纤的所述外层的除了与所述可光固化的环氧树脂接触的那些区域外的所有区域由具有比所述第一光纤的所述外层低的折射率的元件包围，并且其中所述可光固化的环氧树脂具有比所述元件更接近所述第一光纤的所述外层的折射率。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述元件是空气。12.根据权利要求10所述的方法，其中所述元件是施加于所述第一光纤的所述外层上的涂层。13.一种用于将多芯光纤MCF按照相对于所述套圈的期望角对准来粘贴于套圈内的机器，所述机器包含: 产生可用来固化光敏性环氧树脂的光波长的光源； 光导管，具有附接于所述光源的第一端部以及与所述第一端部远离的第二端部，所述光导管的所述第二端部供应光以照射目标MCF的外层，使得光从所述目标MCF的所述外层漏出到与所述目标MCF的所述外层接触的光敏性环氧树脂中。14.根据权利要求13所述的机器，其中所述光导管是包含用于传输光的多个源光纤的光纤电缆，并且还包含与所述光纤电缆的所述第二端部附接的源套圈，所述源套圈将所述多个源光纤的端部呈现给保持于目标套圈内的目标MCF，并且还包含: 布置于所述光源与所述源套圈之间的光纤开关，所述光纤开关将所述光源选择性地连接至所述多个源光纤中的选定的源光纤，使得由所述源套圈呈现的所述选定源光纤的各个端部被照射以使光传递到所述目标套圈的单个MCF内。15.根据权利要求13所述的机器，其中所述光源产生紫外光，并且所述光导管的所述第二端部供应光以照射所述目标MCF的包层。
【专利摘要】一种用于将多芯光纤(MCF)粘贴于套圈内的方法和系统，该系统包含UV光源和光导管。MCF被安置于套圈的环氧树脂填充的夹持器(例如，通道或V形槽)内。在第一夹持器内的第一MCF被定位到使其纤芯取向至期望位置。光源被激活，并且来自光导管的光被发射到第一MCF的包层之内。在包层内的光将停留于包层内直到它到达第一MCF的与环氧树脂接触的部分，在该部分内，光将由于折射率的相似性而漏出。漏出的光将会至少部分地固化环氧树脂，以使第一MCF粘贴于第一夹持器内。该过程然后可以针对剩余的MCF重复进行，使得每个MCF都可以被选择性地而不是共同地定位并粘贴。
【IPC分类】G02B6/40
【公开号】CN104903768
【申请号】CN201480004119
【发明人】T·W·安德森, J·D·尼尔森
【申请人】美国北卡罗来纳康普公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年1月7日
【公告号】EP2943829A1, US20140191427, WO2014110037A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤以及用于使光纤端部连接器化的硬件。更特别地，本发明涉及用于对一个或多个多纤芯光纤定位(Clock)并使用可光固化的环氧树脂将其粘贴于连接器套圈内的系统和方法。
【背景技术】
[0002]光网络运营商正在继续寻找获得提高光纤网络的密度的方式。一种用于将数量更多的导光通路封装于小空间内的方法是多芯光纤(“MCF”)。MCF通常包含中心纤芯，其由若干卫星纤芯按包围着中心纤芯的辐射状图形包围。每个纤芯都可能是载光通路，并且MCF因此在单个光纤内提供用于光信号传输和/或接收的多个平行通路。
[0003]MCF是现有技术中所已知的。参见例如美国专利5，734，773和6，154，594以及美国公开申请2011/0229085、2011/0229086和2011/0274398，每个都通过引用在此处并入本文。如图1和2中所示的，美国公开申请2011/0274398的【背景技术】中，MCF 180在共同的包层184内具有中心纤芯181和多个卫星(satellite)纤芯182，例如，6个卫星纤芯182-1、182-2、182-3、182-4、182-5和182-6。卫星纤芯182被对称地放置于中心纤芯181的周围，位于正六边形183的顶点。
[0004]中心纤芯和卫星纤芯181和182每个展现出相同的直径。中心纤芯181和每个卫星纤芯182具有大约26微米(μπι)的直径，被示为图2中的距离Α。相对于相邻的卫星纤芯182的中心到中心的间距为大约39μπι，被示为图2中的距离B。除了在美国公开申请2011/0274398中示出的那些尺寸和间距(如图1和2所示)之外，其它尺寸和间距也是【背景技术】中所已知的。此外，更多的或更少的卫星纤芯182在【背景技术】中也是已知的。
[0005]中心纤芯和卫星纤芯181和182每个都可以传送独特的光信号，并且每个MCF 180都粘贴于连接器的套圈的通道内，用于经由端口将中心纤芯和卫星纤芯181和182的独特信号传递到器件，或者经由适配器进一步传递到电缆线路。图3示出了典型的连接器201，该连接器201具有呈现单个MCF 180的端部的圆柱形套圈203，所述单个MCF 180的端部用于经由适配器与另一个连接器联接的或者用于与器件的端口通信。图4示出了具有用于接受联接套圈的定位销的第一及第二接孔305和307的MT型套圈303。在第一及第二接孔305和307之间，MT型套圈303呈现了用于与联接套圈的MCF通信的MCF 180-1至180-12的12个光纤端部的阵列。光纤端部位于套圈303内的V形槽与附接于套圈303的板件308之间。进入窗口 309对位于V形槽内的MCF 180-1至180-12敞开，并且能够被用来将环氧树脂灌注到V形槽内，这是本技术领域的常规操作。尽管将板件308附接于套圈303是现有技术所已知的，如美国专利6，550, 980和8，529，138 (这两个专利此处通过引用全文并入本文)所示，但是在V形槽之上的结构(例如，由图4中的板件308表示)作为套圈303的集成部分是现有技术中最常见的。例如，美国专利申请公开2004/0189321(该公开此处通过引用并入本文)示出了典型的MT套圈，在该MT套圈内，在光纤之上的结构是套圈的集成部分，并且V形槽由圆形通道代替。在下文，术语夹持器(holder)是宽泛的概念，足以囊括固定光纤的所有结构(诸如，圆形通道和V形槽)，并且套圈并不限定于由两个块件形成的套圈，而是还包括由单个块件形成的套圈。例如，附图标记308指的是位于夹持器之上的任一板件，例如，V形槽或者套圈的通道，或者是位于夹持器之上的套圈303的一部分。
[0006]尽管图3示出了 LC型连接器201，并且图4示出了 MT套圈303，该MT套圈303能够用于ΜΡ0/ΜΤΡ型连接器内，而用于按照有序阵列来呈现单个MCF或多个MCF的其它连接器样式在现有技术中是已知的，例如，ST、SC和MT-RJ。而且，由套圈303呈现的MCF行可以包含更多的或更少的MCF，诸如，在一行或两行或更多行内有8个或16个MCF。
[0007]传统的光纤具有沿着其轴线的单个中心纤芯。联接两个连接器要求在封端的光纤连接器之间的中心轴向纤芯的精确对准，以提供可接受的丢失性能特性。对于MCF 180，除了中心纤芯181外，还存在同样要求横向和轴向对准的多个卫星纤芯182-X。在MCF 180内的每个纤芯181和182-X必须与在它将要连接的另一个MCF或端口内的对应纤芯对准。因此，在进行连接时，还必须对一个MCF 180的端面相对于另一个MCF 180的“定位”或旋转角度予以考虑。具体地，对连接器(诸如，LC、SC、ST、MTRJ, MTP或MPO连接器)内的个体MCF的角度位置进行控制将是有益的，使得每个MCF的纤芯在联接的连接器/端口处与光纤的纤芯对准并准确地定位。在下文，术语“连接器”将同样包括器件端口。
[0008]MPO、MTP和MTRJ阵列型连接器使在一个连接器的终端面上的多个光纤端部与在另一个连接器的终端面上的对应多个光纤端部对准。在这些阵列型连接器中，光纤对准通过将在一个阵列型连接器内的一对精确对准销与在另一个阵列型连接器内的对应接孔(诸如图4所示的接孔305和307)联接来处理。当插销被插入接孔内时，一个连接器的每个个体光纤端部的中心轴与另一个连接器的每个个体光纤端部的中心轴对准。然而，这些连接器的对准销和接孔并不控制阵列内的每个MCF的轴向旋转位置，因为阵列型连接器为单芯光纤设计的，并且这种角度关系在单芯光纤联接时并不是关键的。
[0009]LC、SC和ST连接器使在第一连接器的圆柱形套圈203内捕获的单个光纤端部与在第二连接器的圆柱形套圈203内捕获的单个光纤端部对准。像图4的阵列型套圈303 —样，单个光纤使用环氧树脂黏合于圆柱形套圈203内。第一连接器的圆柱形套圈203使用具有在每个端部处接纳圆柱形套圈203的圆形内表面的套管与第二连接器的圆柱形套圈203对准。通常，套管被捕获于适配器的外壳内，并且用来使第一及第二套圈203形成端到端对接的轴向对准。然而，适配器的套管和圆柱形套圈203也不控制由套圈203保持住的光纤端部的轴向旋转或“计时”位置，因为单个光纤型连接器是为单芯光纤设计的，并且这种角度关系在使用单芯光纤时不是关键的。
【发明内容】
[0010]本申请人已经意识到，如果将要在图3和4分别示出的套圈203或套圈303中使用MCF，则必须在套圈203和303内提供MCF 180的正确定位。用于将MCF 180安装到MT型套圈303内的一种方法牵涉将每个MCF 180-1至180-12单独插入其在套圈303中的适当的夹持器(例如，通道或V形槽)内。环氧树脂被用来将每个MCF 180-1至180-12固定到其通道内。环氧树脂可以在插入之前或者在插入之后通过例如注射、灌注或/和芯吸工艺施加于MCF 180-1至180-12，通常会使用进入窗口 309。环氧树脂通过施加光和/或加热来固化。
[0011]在固化环氧树脂之前，MCF 180-1至180-12每个都被定位到其适当的角度取向。例如，套圈303被夹到检查台之上，并且每个MCF 180-1至180-12的端面使用固定于检查台的观测仪或测光表来检查。在检查观测仪的标线或者测光表的强度传感器上的参照标记被估计，并且MCF 180-1在通道内被旋转或者被定位，直到卫星纤芯182-1准确地位于12点位置(如图1和2所示)或者某个别的期望位置。一旦MCF 180-1的端面被准确地定位了，技术人员就将MCF 180-1夹到该位置上。MCF按照180-1、180-2等的顺序来定位和夹住，直到最终的MCF 180-12被定位并被夹到位。然后，环氧树脂通过施加紫外(UV)光和/或加热来固化。环氧树脂可以在MCF 180-1至180-12插入之前或者在MCF 180-1至180-12插入之后被添加到夹持器内。在固化环氧树脂之 后，MCF 180的端部可以被分开和/或被抛光。
[0012]本申请人已经确定，需要改进的终结方法来处理MCF连接器化，特别是在阵列型连接器的情形中。对于阵列型连接器，通常难以精确地将几个MCF 180-X在套圈303内进行定位并夹住。一旦最终的MCF端部的位置被准确地定位了，一个之前已定位且已夹住的MCF光纤的位置就可能已经滑动或者略微移动。由于卫星纤芯182具有很小的直径A，因而即使是在定位中的轻微移位也会造成在卫星纤芯182从第一连接器到所联接的第二连接器的卫星纤芯182的连接中的毁灭性的衰减。此外，如果即使是一个MCF 180-X只是轻微偏出定位对准，整个连接器也会被认为是有缺陷的，并且必须被回收，从而导致资源和努力被浪费，以及生产成本增加。
[0013]本发明的一个目的是解决现有技术中的一个或多个缺陷，如本申请人所期望的。
[0014]本申请人已经意识到，以下方式将是有益的:每次一个地将个体MCF光纤定位并定位于套圈中，并然后在进行到正由套圈保持着的下一个MCF之前部分或完全固化仅包围该已定位的光纤的环氧树脂以使其保持在相对于套圈或连接器外壳的所要求的角度位置。
[0015]在遵循这个过程的尝试中，人们已经发现，在多光纤的套圈中每次给一个光纤分配环氧树脂已经被证明是困难的。为了对光纤进行单独附接，必须在没有使环氧树脂到达多光纤阵列中的任意周围光纤上的情况下将很小滴的环氧树脂置于个体光纤上。最好是灌注或半灌注光纤-套圈黏合区，并且然后在个体光纤已经被正确地定位或对准之后选择性地固化在个体光纤上的环氧树脂。
[0016]这些及其它目的通过用于将多芯光纤(MCF)粘贴于套圈内的方法和系统来实现，该系统包含UV光源和光导管。MCF被安置于套圈的环氧树脂填充的夹持器(例如，通道或V形槽)内。在第一夹持器中的第一 MCF被定位以使其纤芯取向至期望位置。光源被激活，并且来自光导管的光被发射到第一 MCF的包层之内。在包层内的光将停留于包层内，直到它到达第一 MCF的与环氧树脂接触的部分，在该部分内，光将会由于折射率的相似性而漏出。漏出的光将会至少部分地固化环氧树脂以使第一 MCF粘贴于第一夹持器内。该过程然后可以针对剩余的MCF重复进行，使得每个MCF都可以被选择性地而不是集体地定位并粘贴。
[0017]本发明的更广的应用范围通过下文给出的详细描述将会变得显而易见。然而，应当理解，该详细描述和具体示例(同时指出了本发明的优选实施例)仅通过说明的方式来给出，因为对于本领域技术人员而言，根据该详细描述，属于本发明的精神和范围的各种变更和修改将会变得显而易见。
【附图说明】
[0018]本发明通过下文给出的详细描述和附图将会得到更全面的理解，这些附图仅通过说明的方式给出，因而并不是对本发明的限定，并且在附图中:
[0019]图1是根据现有技术的多芯光纤的端视图；
[0020]图2是根据现有技术的图1的多芯光纤的示出纤芯的尺寸和间距的端视图；
[0021]图3是根据现有技术的LC光纤连接器的透视图；
[0022]图4是根据现有技术的用于ΜΤΡ/ΜΡ0光纤连接器中的MT套圈的透视图；
[0023]图5是例示根据本发明的用于将MCF粘贴于套圈内的机器的框图；
[0024]图6是例示根据本发明的将MCF粘贴于套圈内的方法的流程图；
[0025]图7是附接于图5的机器的源套圈的截面图，其中该源套圈是用于将UV光选择性地灌注到目标套圈的目标光纤之内的；
[0026]图8是图5的目标套圈在第一目标光纤的角对准步骤之后的截面图；
[0027]图9是图5的目标套圈在第一目标光纤的UV固化步骤之后的截面图；
[0028]图10是图5的目标套圈在第二目标光纤的角对准步骤和UV固化步骤之后的截面图；
[0029]图11是例示用于将MCF粘贴于图5的套圈内的机器的框图，该机器被配置为将MCF粘贴于套圈内以将光传送到光纤电缆的远端；
[0030]图12是根据本发明的第二实施例的MCF的端视图；以及
[0031]图13是根据本发明的第三实施例的MCF的端视图。
【具体实施方式】
[0032]现在，本发明将在下文参照附图更详细地描述，在附图中示出了本发明的实施例。然而，本发明可以按照许多不同的形式来实施，并且不应当被解释为仅限于本文所阐明的实施例；相反，这些实施例被提供以将本公开内容变得详尽和全面的，并且将会给本领域技术人员充分地传达本发明的范围。
[0033]相同的附图标记通篇指代相同的元件。在图中，某些线的厚度、层、组件、元件或特征可以为了清晰起见而放大。虚线例示可选的特征或操作，除非另有说明。
[0034]此处所用的术语只是为了描述特定的实施例，而并非旨在对本发明的限定。除非另有定义，否则此处所用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本领域技术人员通常所理解的相同的本发明所属于的意思。还应当理解，术语(诸如，在通常使用的词典中所定义的那些)应当被解读为具有与它们在本说明书及相关技术领域的环境下的含义一致的含义，而不应按照理想化的或过分正式的程度来解读，除非此处明确这样定义。众所周知的功能或构造出于简洁和/或明了起见可以不再详细描述。
[0035]如同此处所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意指同样包括复数形式，除非上下文另有明确说明。还应当理解，术语“包括”和/或“包含”在用于本说明书中时指出所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其它的特征、整数、步骤、操作、元件、组件，和/或它们的组。如同此处所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的一项或多项的任意或全部组合。如同此处所使用的，诸如“在X与Y之间”以及“在大约X与Y之间”之类的短语应当被解读为包括X和Y。如同此处所使用的，诸如“在大约X与Y之间”之类的短语意指“在大约X与大约Y之间”。如同此处所使用的，诸如“从大约X至Y”之类的短语意指“从大约X至大约Y”。
[0036]应当理解，当元件被称为“位于”另一个元件“之上”、“附接”于另一个元件，与另一个元件“连接”、“耦接”、“接触”等时，它能够直接“位于”另一个元件“之上”、直接“附接”于另一个元件，与另一个元件直接“连接”、“耦接”、“接触”，或者也可以存在中间元件。相比之下，当元件被称为例如“直接位于”另一个元件“之上”、“直接附接”于另一个元件，与另一个元件“直接连接”、“直接耦接”或“直接接触”时，则不存在中间元件。本领域技术人员还应当理解，对被置为与另一个特征“相邻”的结构或特征的参照可以具有覆盖相邻特征或位于相邻特征之下的部分。
[0037]例如“之下”、“下方”、“下部”、“之上”、“上部”、“横向”、“左”、“右”等空间关系术语用于此处是为了便于描述一个元件或特征如附图所例示的相对另一个元件或特征的关系。应当理解，空间关系术语旨在除了附图所示的取向外还囊括在使用或操作中的器件的不同取向。例如，如果图中的器件翻转过来，则被描述为在其它元件或特征“之下”或“下方”的元件则被取向为在所述其它元件或特征“之上”。器件可以另外取向(旋转90度或者按照其它取向)，并且此处所使用的相对空间关系的描述语作相应的解读。
[0038]图5是例示根据本发明的用于将MCF(例如，MCF 180-1)粘贴于目标套圈27内的机器11的框图。机器11包括用于生成可用来固化光敏性环氧树脂15 (见图8)的光波(诸如，紫外UV光)的光源13。光导管17具有用于接收来自光源13的光的第一端部19以及远离第一端部19的第二端部21。光导管17的第二端部21供应光，以照射目标MCF 180-1的外层(诸如，包层184)，使得光从目标MCF 180-1的外层漏出到与目标MCF 180-1的外层接触的光敏性环氧树脂15之内，这将在下文的方法描述中被更详细地描述。工作站33包括用于夹持套圈的固定物、用于将MCF保持于定位的位置的夹具以及用于精确定位MCF的检查观 测仪和/或测光表。
[0039]在实施例中，光导管17由包括用于传输来自光源13的光的多个源光纤25-1至25-8的光纤电缆形成。(除了具有作为导孔305和307的替代的导销之外)与套圈303类似的源套圈23附接于光导管17的第二端部21。源套圈23给多个源光纤25_1至25_8的端部呈现保持于目标套圈27中的目标MCF 180-1至180-8。源光纤25_1至25_8每个都能够将光分别发射到目标MCF 180-1至180-8的包层184内。
[0040]光纤开关29可以通过载光链路14置于光源13与光导管17的第一端部19之间。光纤开关29将光源13的光选择性地连接至源光纤25-1、25-2、25-3、25-4,25-5、25-6、25-7或25-8中的选定的一个，使得选定的源光纤(如由源套圈23呈现的)的各自端部被照射以将光分别传递到目标套圈27的单个目标MCF 180-1、180-2、180-3、180-4、180-5、180-6、180-7或180-8内。光纤开关29是可选的，因为技术人员可以将由光链路14射出的固化光手动地照射到所期望的源光纤25-1、25-2、25-3、25-4、25-5、25-6、25-7或25-8的端部上，或者直接照射到目标 MCF 180-1、180-2、180-3、180-4、180-5、180-6、180-7 或 180-8 的端部上，从而完全排除对光导管17的任何要求。
[0041]根据本发明的实施例的方法包括:提供具有包括用于传输通信信号的至少一个载光纤芯181或182-X以及包围着至少一个载光纤芯181或182-X的外层(诸如，包层184)的第一目标光纤的光纤电缆50。如图6的步骤SlOl所不，第一目标光纤(诸如，MCF 180-1)被放置于目标套圈27的第一夹持器31-1 (诸如，通道或V形槽)内。第二目标光纤(诸如，MCF 180-2)被放置于目标套圈27的第二夹持器31_2内，等等，直到所有目标光纤(例如，直至MCF 180-8)被安装到夹持器内(例如，直至目标套圈27的夹持器31-8)。
[0042]然后，在步骤S103中，可光固化的环氧树脂15被安装到夹持器31_1至31_8内，并且位于每个相应的目标光纤(例如，MCF 180-1至180-8)的至少一部分周围。环氧树脂15可以在目标光纤180-1至180-8被放置于夹持器31_1至31_8内之前或之后施加于夹持器，并且可以通过灌注穿过进入窗口 309来施加。换言之，步骤S103可以先于步骤S101。在图8中示出了物理布局，图8是在步骤S103之后沿图5中的线Y-Y截取的截面图。尽管图8-10示出了每个MCF光纤180有4个卫星纤芯182，但是更多的或更少的卫星纤芯182可以被包括于MCF光纤180内。
[0043]然后，在步骤S105中，第一 MCF 180_1在夹持器31_1内被旋转以将卫星纤芯182-1放置到期望位置。然后，在步骤S107中，使用夹具将第一 MCF 180-1夹于期望位置。图8是目标套圈27在第一目标光纤180-1已经被旋转并被夹到将第一卫星纤芯182-1安置于其期望位置的位置之后(例如，在步骤S107之后)沿图5的线Y-Y截取的截面图。
[0044]然后，源套圈23与目标套圈27联接，并且第一源光纤25_1由光纤开关29选定并由光源13照射。图7是沿图5中的线X-X截取的截面图。从图7中可看出，源光纤25-1包括具有大直径的单个中心纤芯26-1。中心纤芯26-1的直径足够大以对第一目标MCF 180-1的外层(例如，包层184)发射光照，如图6的流程步骤S109所定义的。
[0045]图9是在步骤S109之后沿图5中的线Y-Y截取的截面图。在第一目标MCF 180-1的外层内的光向外漏出到可光固化的环氧树脂15内，并且至少部分地固化了在第一夹持器31-1内的可光固化的环氧树脂15’。固化的环氧树脂15’已通过交叉影线且通过给附图标记15添加符号“’”来例示。固化的环氧树脂15’的程度或范围受到控制，使得触及相邻的或第二目标MCF 180-2的外层的环氧树脂15保持为未固化的。固化的范围可以通过控制由光源13输出的光的强度或者光源13发射光的时长或两者来控制。此外，还能够可选地控制从第一源光纤25-1到第一目标MCF 180-1的外层(例如，包层184)内的固化光的发射角，由此控制在外层内传播的光的入射角，以提高或降低分别取决于陡角或小斜角的从第一目标MCF 180-1的外层逸出的光的水平。
[0046]然后，在步骤Slll中，对剩余的目标光纤(例如，MCF 180-2至180_8)重复步骤S105至S109。具体地，第二目标MCF 180-2被旋转并被夹于第二夹持器31_2内，以将其卫星纤芯放置于期望位置内。然后，光被传输通过第二目标MCF 180-2的外层(例如，包层184)，使得光向外漏出到可光固化的环氧树脂15内，以至少部分地固化在第二夹持器31-2内的环氧树脂15’。图10是目标套圈27在第二目标光纤180-2已经被定位并被夹住并且相邻的环氧树脂15’已经被部分固化以将第二目标MCF 180-2的第一卫星纤芯182-1保持于它的期望位置之后沿图5的线Y-Y截取的截面图。此外，还应当注意，在第二目标MCF180-2上使用的固化光并不固化与相邻的第三目标MCF 180-3关联的环氧树脂15。还可以将物理屏障添加给在夹持器31之间的套圈303的结构以阻挡从一个夹持器31-X迀移至相邻的夹持器31-(X+1)的固化光，这同样属于本发明的范围。此处所使用的术语“可光固化的环氧树脂”包括能够由光固化的环氧树脂，并且还包括能够由光和热固化的环氧树脂。例如，固化光能够被用来至少部分地固化环氧树脂，并且完全固化能够通过最终的加热来完成。
[0047]图11是用于例示图5的机器可以被用来从光纤电缆50的远侧发射用于将目标光纤180-X粘贴于目标套圈27内的光的框图。在图11中，光导管17已经被缩短，并且不再到达工作站33。相反，源套圈23现在与在光纤电缆50的第一端部上的组装的套圈27’联接。已经使MCF被定位、被夹住并被固化的目标套圈27位于光纤电缆50的远端的第二端部处。目标套圈27通过固定物临时附接于工作站33。
[0048]技术人员然后可以执行图6的方法步骤，如上文所述，不需要将源套圈23附接于目标套圈27及脱离目标套圈27，因为每个目标MCF 180被定位、被夹住并被固化。换言之，源套圈23在光纤电缆50的第一端部处保持为附接于远端的套圈27’。一旦第一目标光纤180-1的端面被定位并被夹于目标套圈27，光源13就被供能以将光发送穿过第一源光纤
25-1，在位于光纤电缆50的第一端部处的远端套圈27’处进入第一目标光纤180-1。固化光将在包层184内传播通过光纤电缆50的距离，直至它到达在目标套圈27中的第一夹持器31-1内的环氧树脂15。此时，固化光将会向外漏出并产生与第一目标MCF 180-1相邻的已固化的环氧树脂15’。
[0049]光将传播通过在第一目标MCF 180-1的包层184内的光纤电缆50的距离，因为第一目标MCF 180-1的除了与可光固化的环氧树脂15接触的那些表面之外的全部包层184的外表面被具有比包层184低的折射率的元件所包围。光将会从包层184漏出到可光固化的环氧树脂15内，因为可光固化的环氧树脂15具有比包围着其它位置的包层184的元件更接近第一目标MCF 180-1的包层184的折射率。在一种实施例中，包围着包层184的元件是空气，并且可光固化的环氧树脂15的折射率略微大于包层184的折射率。
[0050]在图12所示的第二实施例中，包围着外层(例如，包层184)的元件是涂层52。涂层52被施加于包层184之上，以产生MCF 180’。该涂层52被选择为具有比包层184的折射率低得多的折射率，以确保穿过包层184的光在涂层52的内表面处被反射回到包层184内。在将MCF 180’插入夹持器31-1内之前，涂层52可以被化学地或机械地去除，使包层184暴 露给环氧树脂15。因此，在包层184内的固化UV光将轻易地传播通过光纤电缆50的距离，没有显著损失，直到它到达目标MCF 180’的没有涂层52的且包层184的外表面与可光固化的环氧树脂15接触的部分。此时，光将从包层184内逸出到可光固化的环氧树脂15之内，并且促使MCF 180’将被固定于在夹持器31-1内的位置。涂层52可以是为了增加对包层184的保护而施加于包层184之上的聚合物或者其它类型的薄膜涂层，该聚合物/薄膜涂层被选择为具有比包层184低的折射率以促进在包层184内传播的UV固化光的反射。
[0051]图13是根据本发明的第三实施例的MCF 180”的端视图。MCF 180”表明:承载固化光的MCF 180”的外层并不一定是包层184。如图13的截面图所示，包层184由载光层54包围着。载光层54被优化以承载UV固化光。涂层56被施加于载光层54之上。涂层56具有被优化以防止UV固化光向外远离载光层54而逸出的折射率。当然，这样的涂层56同样可以处于包层184与载光层54之间以防止UV固化光向内从载光层54逸出到包层184内。
[0052]在将MCF 180”插入夹持器31_1之前，涂层56可以被化学地或机械地去除，以使载光层54暴露给环氧树脂15。因此，在载光层54内的固化UV光将轻易地传播通过光纤电缆50的距离，没有显著损失，直到它到达目标MCF 180”的其中没有涂层56的且载光层54的外表面与可光固化的环氧树脂15接触的部分。此时，光将从载光层54逸出到可光固化的环氧树脂15之内，并且促使MCF 180”将被固定于在夹持器31-1内的位置。
[0053]在本发明的一种实施例中，可光固化的环氧树脂15能够具有比包层184稍微高的折射率。诸如EPO-TEK 0G142-112、0G142-87和0G198-54之类的环氧树脂可以是合适的，然而包括具有不同的折射率的那些环氧树脂以及通过除UV光外的光来固化的环氧树脂在内的其它环氧树脂应当被认为是属于本发明的范围之内的。
[0054]在另一种实施例中，图7的源光纤25-X可以具有大直径(诸如，125 μπι)的纤芯
26-Χ。由于在其离开源光纤25-Χ的纤芯26-Χ时以某一角度向外传播的光，它同样可以使用具有直径比包层184的直径略小的纤芯26-Χ的源光纤25-Χ，因为传播的光将完全照射目标光纤180的包层184。
[0055]尽管本文的描述主要集中于阵列型套圈303内的MCF 180上，但是如果期望的话，同样可以使用本发明的原理将单个MCF固定于单个光纤套圈203内，以及将一个单芯光纤固定于单个光纤套圈203内或者将多个单芯光纤固定于阵列型套圈303内。
[0056]很明显，这样描述的本发明同样可以按照许多方式来改变。此类变化并不应被看作是对本发明的精神和范围的背离，并且对本领域技术人员而言显而易见的所有此类修改都应当落入本发明的范围内。
【主权项】
1.一种方法，包括: 提供包含用于传输通信信号的至少一个导光纤芯以及包围着所述至少一个导光纤芯的外层的第一光纤； 将所述第一光纤安置于第一夹持器内； 在所述第一光纤的至少一部分周围的所述第一夹持器内提供可光固化的环氧树脂的主体；以及 传输光通过所述第一光纤的所述外层，使得从所述第一光纤的所述外层漏出到所述可光固化的环氧树脂内的光至少部分地固化所述第一夹持器内的所述可光固化的环氧树脂。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述可光固化的环氧树脂的折射率大于所述第一光纤的所述外层的折射率，并且其中所述可光固化的环氧树脂可通过紫外UV光谱内的光来固化。3.根据权利要求1所述的方法，其中传输光包括:控制所述光的强度或者传输光的时长，或两者，以便选择性地固化所述第一光纤的所述部分周围的所述第一夹持器内的可光固化的环氧树脂的所述主体。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一光纤具有所述第一夹持器处的第一端部以及第二端部，并且其中传输UV光包括:将UV光传输到所述第一光纤的所述第二端部内。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个导光纤芯包含中心纤芯以及与所述中心纤芯间隔开的多个卫星纤芯。6.根据权利要求5所述的方法，其中包围着所述中心纤芯和多个卫星纤芯的所述外层是与所述中心纤芯和多个卫星纤芯直接接触的包层。7.根据权利要求5所述的方法，还包括: 在传输光通过所述第一光纤的所述外层之前，旋转在所述第一夹持器内的所述第一光纤以将所述卫星纤芯置于期望位置。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一夹持器位于套圈内，所述方法还包括: 提供包含中心纤芯和与所述中心纤芯间隔开的多个卫星纤芯以及包围着所述中心纤芯和多个卫星纤芯的外层的第二光纤； 将所述第二光纤安置于位于所述套圈中的第二夹持器内； 在所述第二光纤的至少一部分周围的所述第二夹持器内提供可光固化的环氧树脂的主体；以及 传输光通过所述第二光纤的所述外层，使得从所述第二光纤的所述外层漏出到所述可光固化的环氧树脂的光至少部分地固化在所述第二夹持器内的所述可光固化的环氧树脂。9.根据权利要求8所述的方法，还包括以下步骤: 在传输光通过所述第二光纤的所述外层之前，旋转所述第二夹持器内的所述第二光纤以将所述第二光纤的所述卫星纤芯置于期望位置，并且其中用于传输光通过所述第一光纤的所述外层的处理在旋转所述第二夹持器内的所述第二光纤之前进行。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一光纤的所述外层的除了与所述可光固化的环氧树脂接触的那些区域外的所有区域由具有比所述第一光纤的所述外层低的折射率的元件包围，并且其中所述可光固化的环氧树脂具有比所述元件更接近所述第一光纤的所述外层的折射率。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述元件是空气。12.根据权利要求10所述的方法，其中所述元件是施加于所述第一光纤的所述外层上的涂层。13.一种用于将多芯光纤MCF按照相对于所述套圈的期望角对准来粘贴于套圈内的机器，所述机器包含: 产生可用来固化光敏性环氧树脂的光波长的光源； 光导管，具有附接于所述光源的第一端部以及与所述第一端部远离的第二端部，所述光导管的所述第二端部供应光以照射目标MCF的外层，使得光从所述目标MCF的所述外层漏出到与所述目标MCF的所述外层接触的光敏性环氧树脂中。14.根据权利要求13所述的机器，其中所述光导管是包含用于传输光的多个源光纤的光纤电缆，并且还包含与所述光纤电缆的所述第二端部附接的源套圈，所述源套圈将所述多个源光纤的端部呈现给保持于目标套圈内的目标MCF，并且还包含: 布置于所述光源与所述源套圈之间的光纤开关，所述光纤开关将所述光源选择性地连接至所述多个源光纤中的选定的源光纤，使得由所述源套圈呈现的所述选定源光纤的各个端部被照射以使光传递到所述目标套圈的单个MCF内。15.根据权利要求13所述的机器，其中所述光源产生紫外光，并且所述光导管的所述第二端部供应光以照射所述目标MCF的包层。
【专利摘要】一种用于将多芯光纤(MCF)粘贴于套圈内的方法和系统，该系统包含UV光源和光导管。MCF被安置于套圈的环氧树脂填充的夹持器(例如，通道或V形槽)内。在第一夹持器内的第一MCF被定位到使其纤芯取向至期望位置。光源被激活，并且来自光导管的光被发射到第一MCF的包层之内。在包层内的光将停留于包层内直到它到达第一MCF的与环氧树脂接触的部分，在该部分内，光将由于折射率的相似性而漏出。漏出的光将会至少部分地固化环氧树脂，以使第一MCF粘贴于第一夹持器内。该过程然后可以针对剩余的MCF重复进行，使得每个MCF都可以被选择性地而不是共同地定位并粘贴。
【IPC分类】G02B6/40
【公开号】CN104903768
【申请号】CN201480004119
【发明人】T·W·安德森, J·D·尼尔森
【申请人】美国北卡罗来纳康普公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年1月7日
【公告号】EP2943829A1, US20140191427, WO2014110037A1
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