CN1867847A

CN1867847A - 光互联器件

Info

Publication number: CN1867847A
Application number: CNA2004800305076A
Authority: CN
Inventors: 杨立章; 塞尔吉奥·D·卡兰萨; 迈克尔·A·杰赛普
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2004-09-23
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2024-09-23
Also published as: US20050084216A1; CN100549742C; US7186031B2; WO2005040879A1; EP1673648A1

Abstract

这里公开了一种光互联器件，该光互联器件包括：(a)多根光缆(30)，每根光缆具有两个端部并且包括至少一根被保护套围绕的光纤(32)，其中，光缆的直径大于光纤的直径，且至少该光缆的第一端部处的保护套被除去，从而使光纤露出；(b)带状组件，其包住光缆的第一端部和光纤的一部分，其中，位于带状组件中的光纤彼此平行放置并且具有第一间距；以及(c)联接在该带状组件上的套管，该套管具有多个内槽，该内槽具有第二间距。光纤的第一间距基本上等于套管的第二间距。

Description

光互联器件

发明领域

本发明涉及一种光互联器件，该光互联器件具有转换区，该转换区的作用是将多个直径较大的光缆转换并带状化为直径较小的光纤。

背景技术

在光学或光电系统中常用的是，包括多个器件，用以控制所使用的光缆数。这种器件可需要将多纤带或者多纤带缆中的光纤分割开，有时被称作“分叉”，或者将光纤连接起来，通常被称作“带状化”。在这些情况下，可以使用分叉器件或者带状化器件。

虽然，现有技术中描述的分叉和带状化器件可用于各种应用，仍不断需要研制其它能够容易制造的器件。

发明内容

这里公开了一种用于转换和带状化光缆以制作带状组件的装置和方法，其中，光缆至光纤的转换部分被设计成具有不影响所使用的光缆的最小弯曲半径的几何形状。该转换部分捕获了从大直径光缆到小直径光纤的变化。该带状组件还可以被终接到套管上，作为并联带状光纤连接器(例如，MTP连接器，可以从美国北卡罗来纳州希柯利的US Conec公司购得，以及OGI连接器，可以从美国明尼苏达州圣保罗市的3M公司购得)的一部分。因此，这里还公开了包括带状化组件的光互联器件。

在一方面中，本发明涉及一种用于带状化光缆的装置。该装置包括至少一个通道，每个通道都包括：(a)用于保持多根光缆的输入区，每个光缆都具有至少一根光纤；(b)邻近该输入区的转换区；和(c)邻近该转换区的输出区，该输出区包括至少一个槽，每个槽都具有等于光纤直径的倍数的宽度。在一个示例实施例中，该转换区具有不会影响光缆最小弯曲半径的几何形状。

在另一方面中，本发明涉及一种制造带状组件的方法。该方法包括以下步骤：(a)提供多根光缆，每根光缆具有至少一根被保护套围绕的光纤；然后，(b)剥去所述光纤的至少一端部周围的保护套，从而露出光纤；(c)将该光纤设置在本发明装置的通道中，使得光纤位于输入区，并且暴露出的光纤位于输出区；然后，(d)将紫外光可固化树脂涂敷于转换区上；以及(d)使该紫外光可固化树脂固化。

在另一方面中，本发明涉及一种光互联器件，该光互联器件包括：(a)多根光缆，每根光缆都具有两个端部并且包括至少一根被保护套围绕的光纤，其中，光缆的直径大于光纤的直径，至少光缆的第一端部处的保护套被除去，从而露出光纤；(b)带状组件，其包住光缆的第一端部和光纤的一部分，其中，位于该带状组件中的光纤彼此平行放置并且具有第一间距；以及(c)联接在带状组件上的套管，该套管具有多个内槽，该内槽具有第二间距。光纤的第一间距基本上等于套管的第二间距。在一个示例实施例中，转换区具有不影响光缆最小弯曲半径的几何形状。

这里所使用的“光缆”(如图9中所示)包括至少一根玻璃纤芯92，每根纤芯都被包层94围绕。缓冲层96围绕纤芯/包层的组合，并且保护套98围绕缓冲层。光缆可以包括一根以上的玻璃纤芯和包层的组合。信息和数据被以光波的形式打包，沿玻璃纤芯的长度传播。术语“光纤”定义为玻璃纤芯、包层和缓冲层的组合，并且是指有源光纤，即，信息在光纤中传输。“无源”光纤是没有信息在其中传输的光纤。在使用时，无光纤的直径基本上与光纤的直径相同，并且可以、但不必须具有与光纤相同的材料。光缆及与其相关联的光纤的“最小弯曲半径”(MBR)是由光缆制造商推荐的一个数值，或者是由客户指定的一个数值，用以获得希望的光缆寿命和希望的光纤寿命。当光缆及其光纤经受小于MBR的半径的弯曲时，即当MBR受破坏(violated)时，光纤衰减增加并且光纤寿命减小。对于玻璃直径为125微米的光纤来说，通常被接受的MBR约为1英寸(2.54cm)。

本发明的一个示例实施例的优点在于：提供一种用于将多根较大直径光缆转换并带状化为多根较小直径光纤的有效方法。本发明的另一个优点在于：转换区被设计为使光缆及其光纤的MBR受破坏的可能性减到最小。如这里所进一步说明的，转换区的几何形状可以被设计成以便于适应这种具体需求。

本发明的另一个示例实施例的优点在于：由于光纤被紫外光可固化树脂包住，因而光纤在后续的加工中受到保护，从而使操作简单。此外，装置的输出端被设计为强迫彼此平行设置的光纤以特定的间距，间距与所使用的套管的间距相同。在这里所使用的术语“间距”意为两相邻物体之间的中心线距离，例如两相邻的光纤、无论它们是有源的还是无源的之间的中心线距离，或者光纤套管的两相邻内槽之间的中心线距离。

本发明上述的概述并无意描述本发明的每个公开的实施例或者每个示例。以下附图和详细描述更具体地举例说明了实施例。

附图说明

可以参照附图描述本发明，其中：

图1为用于将大直径光缆带状化为小直径光纤的装置的一个示例装置的顶视图；

图2为图1中2-2截面的详细视图；

图3为加工中的带状组件的一个示例的示意性顶视图；

图4为带状组件的一个示例的示意性顶视图；

图5为可以在本发明中使用的光纤套管的一个示例的透视图；

图6为图4所示的带状组件联接到图5所示的连接器上、以产生光互联器件的透视图；

图7为加工中的带状组件的另一个示例的示意图，其中，该装置在输出区中具有多个保持槽；

图8为加工中的带状组件的另一个示例的示意图，其中，该装置在输出区中具有多个保持槽；

图9为可以在本发明中使用的光缆的一个示例的截面图；

这些附图是理想化的，它们没有按照比例绘制，且意为说明的目的。

具体实施方式

图1示出用于将大直径光缆转换并带状化为小直径光纤的装置的一个示例装置。装置10包括至少一个通道14。每个通道都具有用于保持多根光缆的输入区16。每个通道还具有邻接该输入区的转换区18和邻接该转换区的输出区20。输出区20具有至少一个槽。

尽管图1示出限定出每个区的括弧，但是该附图并不应当解释为意味每个区存在明显的区别。相反，且正如在其它附图之中的图3中所更好地说明的，输入区通常包含光缆。转换区通常包括被剥离的光缆和露出的光纤的一部分。并且，输出区包括彼此接触或几乎接触的彼此平行放置的光纤。任选地是，该装置可以包括指示装置22，该指示装置将靠近转换区的区域括起。如该图所示，存在两个通道，如果需要的话，则最左手边的通道还包括位于转换区中的区域17，该区域17用于制造机械锁定装置。如果需要的话，则可以采用多个区域17。

在输出区中，每个槽的最大宽度等于光纤直径的倍数加上光纤直径的一半。在这里，术语“倍数”意为光纤直径与一个从1开始的整数的乘积，该整数等于所使用的光纤数。因此，如果使用一根光纤，并且光纤的直径为250微米，槽的最大宽度将为375微米。如果使用两根光纤，并且每根光纤的直径为250微米，则槽的最大宽度将为625微米(如果用一个槽来容纳两根光纤)。每个槽的最小宽度等于光纤直径的倍数。例如，如果使用两根光纤，则槽的最小宽度为500微米(如果用一个槽来容纳两根光纤)。

图2示出了一个示例实施例，其中转换区包括从输入区的深度D1开始到输出区的深度D2为止的斜面24，其中，D1的值大于D2的值。采用不同于斜面的其它几何形状或者根本不采用斜面在本发明的范围内。

在一个实施例中，输入区的宽度W1(如图1所示)基本上等于所使用的全部数量光缆的总宽度。该实施例的优点在于使所使用的光缆紧密配合。在另一个示例实施例中，输入区的宽度为保持光缆的任何适宜宽度。

图3示出加工中的本发明的带状组件的一个示例的一部分。为了促进理解本发明，在该图中仅示出了两根光缆30。装置10旨在容纳四根光缆。作为开始的步骤(在该图中未示出)，剥离位于光缆30第一端部上的保护套，以使光纤露出。将被剥离的光缆放置在该装置的通道中，使得光缆的未被剥离的部分位于输入区16中，而暴露出的光纤则位于转换区18和输出区20中。暴露出的光纤可以延伸超出输出区。被剥离的光缆被放置成使得未剥离的光缆与暴露出的光纤之间的界面31位于指示装置22之间的转换区中(如果存在指示装置22)。在界面31处的转换区中，暴露出的光纤之间开始有很大的间隙，而当光纤到达输出区时，光纤互相接触或几乎接触地彼此平行放置。

制造带状组件的方法还包括未示于图3中的以下步骤。如果需要的话，则可以使用例如压敏粘合剂或机械装置将光缆固定到装置上。在将被剥离的光缆放置在装置中后，将一些紫外光可固化树脂涂布到所述装置上，至少涂布到指示装置之间的转换区上(如果存在指示装置)。可以借助于使用装有树脂的注射器进行涂布。如果涂布了过量的树脂，则可以借助于任何适当的装置、例如橡皮刮板或剃刀的锋利刀刃除去。例如，如果过量了，则可以通过将过量的树脂扩散到暴露出的光纤、即向输出区扩散来除去该过量的树脂。在涂敷树脂之后，使安装在该装置上的光缆暴露在紫外光辐射下，以使树脂固化，从而产生带状组件。在固化之后，将带状组件从该装置上取下。如果需要的话，则带状组件可以在输出区进行进一步带状化。但是，任何进一步的带状化都将是对于与输出区中光纤的直径相同的光纤和/或无源光纤进行的。

图7示出加工中的带状组件的另一示例。与图3一样，光缆30的第一端处的保护套被剥离，从而露出光纤32。在装置70中放置了四根被剥离的光缆，使得光缆未被剥离的部分位于输入区(由于其全部被光缆占据，因而未示出)，并且暴露出的光纤部分位于转换区78和输出区(由于其全部被光纤占据，未示出)中。在该具体实施例中，输出区具有至少一个槽。换句话说，可以有四个单槽，每个单槽都保持一根光纤，以致于单槽的宽度为光纤直径的一倍。或者，可以有两个双槽，每个双槽都保持两根光纤，以致于双槽的宽度为光纤直径的两倍。可以有两个槽，其中第一槽保持三根光纤，而第二槽保持一根光纤。或者，可以只有一个槽，用以保持全部的四根光纤。不管所采用的槽的数量如何，槽的总宽度(用W2表示)大约为光纤直径的四倍(即四的倍数)。装置70还包括用于保持无源光纤(未示出)的至少一个保持槽72。图7示出四个保持槽，光纤32的每侧上各两个。保持槽的长度并不重要，如果需要的话，则它可以延伸到转换区。所制造的带状组件将为包括四根光纤和四根无源光纤的8光纤带。带状组件可以被终接到8纤套管上。如图5(所示为12纤套管)中所更好地描述的，每个套管都包括彼此平行放置的若干内槽。通用的工业实践是给这些槽编号并且按照光纤的位置从左到右给它们命名。当图7所示的8纤带状组件被终接到8纤套管时，光纤位置3至6(包括3和6在内)作为通信通道，这是因为它们保持光纤，而光纤位置1，2，7和8则保持无源光纤。这样，在该实施例中，光纤位于无源光纤之间。

图8示出加工中的带状组件的另一示例。与图7一样，剥离光缆30的第一端处的保护套，以露出光纤32。被剥离的光纤与图7中描述的方式类似地被放置在装置80中。装置80具有转换区88，并且还包括位于输出区内设置在光纤32之间的至少一个保持槽82。在该具体实施例中，该装置在输出区内具有两个槽，每个槽的宽度都基本上等于光纤的直径，即直径的一倍。当图8所示的带状组件被终接到8纤套管上时，光纤位置1和8作为通信通道，而光纤位置2至7(包括2和7在内)则保持无源光纤。这样，在该实施例中，无源光纤位于光纤之间。本领域技术人员将理解，在本发明的实际应用中，光纤和无源光纤的位置的任何组合都是可能的。

如图4所示，带状组件40具有多个输入光缆30；转换区，其通常用44表示；和多根光纤32a至32d，它们彼此基本平行地放置。在该实施例中，转换区从界面31开始，并且延续直至光纤彼此基本平行，使得相邻的光纤之间存在一致的间距P2。在转换区中，光纤32a和32d在x-y平面、即在由装置的长度和宽度限定的平面内经受最大程度的弯曲。一些弯曲还会发生在x-z平面、即沿装置的厚度或高度的平面内。在一个示例实施例中，转换区具有使光纤的弯曲不会破坏其最小弯曲半径的几何形状。转换区可以基本上为直的或者可以是弯曲的。块42示意性地表示紫外光固化树脂。如果沿着该块的纵向侧面(即光缆长度的侧面)有毛刺(flash)，则可以在进一步加工之前，例如在将带状组件终接到套管上之前通过锋利的工具去除。虽然图4示出块42从界面31开始，但是使该块延伸到光缆在本发明的范围内。使UV光可固化树脂包住光缆的一部分的优点在于：它将光缆保持在一起，以便于后续加工，并且给予制造加工宽容度，从而不需要对树脂的精确切割点。图4所示的示例实施例还包括位于转换区内的可选择的机械锁定装置47。

如上所述，转换区被设计为具有适应光缆的最小弯曲半径的几何形状。转换区的几何形状可以通过各种计算机软件、例如计算机辅助设计(CAD)或者所有几何算式来计算。如果采用CAD，则通常的输入变量包括例如光缆的最小弯曲半径、所使用的光缆数量和每个光缆中的光纤数量以及其它变量。

图5示出套管的一个示例，在这种情况下，可以在本发明中使用的工业标准MT套管终接在图4所示的带状组件上。在图5中，套管50在套管体56中具有多个内槽54。该套管还具有用于对准插针的若干对准孔52(未示出)。槽的间距为P1，该间距P1为一个内槽与下一个邻接内槽之间的中心距。在本发明中，带状组件被制造成使得光纤间距P2(示于图4中)将基本上等于内槽间距P1。“基本上等于”意为每根光纤的位置与套管中槽的位置错过不超过套管槽间距的一半。可以通过目前在工业制造中实施的任何已知方法，将带状组件终接于套管上，以制造光纤连接器(未示出)。例如，通常实行的是定位带状组件，使得光纤从套管的前表面突出。在将带状组件联接在套管上之后，通过例如采用如环氧树脂的树脂，抛光套管的前表面。

图6示出光学互联器件60。该器件具有被联接到套管根部58上并终接于套管50上的带状组件40。每根光缆的另一端被终接于单个光纤连接器62上，光纤连接器62为光学组件的一种。有用的光学组件包括、但不限于单芯光纤连接器、双芯光纤连接器、并联光纤连接器，例如、但不限于MT连接器、单芯熔接片(fusion splint)、并联熔接片、机械接合片、单芯V形槽、分叉块(furcation block)、混合块(shuffleblock)及它们的组合。

尽管在本发明中实际上可以使用任何类型的光缆，但紧包光缆尤其适合，这是因为它们容易剥离并且有用于许多应用。如在工业制造中所通常理解的，紧包光缆(TBF)为具有直接涂敷于缓冲层上的塑料涂层的光缆。在一个示例实施例中，采用了具有直径250微米光纤的直径900微米的TBF光缆。在本发明中还可以使用强化(ruggedized)光缆。强化光缆为包含例如芳族聚酰胺光纤的强度部件的光缆，该强度部件通常位于缓冲层与保护套之间或者作为该保护套的一部分。

本发明的装置可以由低粘着性聚合物或包括涂有低粘着性聚合物的基底的复合物制成。在一个实施例中，该低粘着性聚合物为四氟化乙烯聚合物。如本领域技术人员所可以预见的，只要选择得能够使UV可固化树脂从装置上除去，可以使用其它低粘着性聚合物。在一个实施例中，基底是金属，其从例如铝、不锈钢、钢、铜以及铜合金的材料中选择。在本发明中可以使用任何紫外光可固化树脂。一种商业上可以获得的材料为美国伊利诺斯州埃尔金的DSM Desotech公司的CABLELITE^TM母体材料。

Claims

1.一种光互联器件，包括：

(a)多根光缆，每根光缆都具有两个端部并且包括至少一根被保护套围绕的光纤，其中，光缆的直径大于光纤的直径，且至少该光缆的第一端部处的保护套被除去，从而使光纤露出；

(b)带状组件，该带状组件包住光缆的第一端部的一部分和所述光纤，其中，位于该带状组件中的所述光纤彼此平行放置并且具有第一间距；以及

(c)联接在该带状组件上的套管，该套管具有多个内槽，该内槽具有第二间距，

其中，光纤的第一间距基本上等于套管的第二间距。

2.如权利要求1所述的光互联器件，其中，位于带状组件中的光纤彼此接触或几乎接触。

3.如权利要求1所述的光互联器件，其中，带状组件具有不影响光纤最小弯曲半径的几何形状。

4.如权利要求1所述的光互联器件，其中，光缆为紧包光缆或强化光缆。

5.如权利要求1所述的光互联器件，其中，带状组件还包括机械锁定装置。

6.如权利要求1所述的光互联器件，其中，带状组件包括紫外光可固化树脂。

7.如权利要求1所述的光互联器件，其中，带状组件还包括设置在所述光纤附近的无源光纤。

8.如权利要求1所述的光互联器件，其中，所述无源光纤与所述光纤具有相同的构造。

9.如权利要求8所述的光互联器件，其中，所述无源光纤被设置在所述光纤之间。

10.如权利要求8所述的光互联器件，其中，所述光纤被设置在所述无源光纤之间。

11.如权利要求1所述的光互联器件，其中，位于光缆两端处的保护套已被除去，从而使光纤露出。

12.如权利要求11所述的光互联器件，其中，套管终接于一MT连接器。

13.如权利要求12所述的光互联器件，其中，光缆的第二端终接于一光学器件。

14.如权利要求13所述的光互联器件，其中，所述光学器件从由下列构成的组中选择：单芯光纤连接器、双芯光纤连接器、并联光纤连接器、MT连接器、单芯熔接片、并联熔接片、机械接合片、单芯V形槽、分叉块、混合块及它们的组合。

15.如权利要求1所述的光互联器件，其中，带状组件为直的或者弯曲的。