專利名稱：包括具有下凹光纖的連接器的光纖組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及用于重復(fù)地進(jìn)行光學(xué)連接和斷連的光纖組件。具體地，本公開涉及具有從套圈的端面下凹的光纖的光纖組件，以允許在其使用期限內(nèi)進(jìn)行大量連接和斷連 (艮P，配接)，同時提供適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)性能。
背景技術(shù)：
光纖的優(yōu)點(diǎn)包括非常寬的帶寬和低噪聲操作。由于這些優(yōu)點(diǎn)，光纖正逐漸用于例如寬帶語音、視頻傳輸和數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷喾N應(yīng)用。傳統(tǒng)的光纖組件通常利用連接器中的套圈， 該套圈用于在與另一互補(bǔ)連接器配接時固持和對準(zhǔn)光纖。盡管有利于技術(shù)人員進(jìn)行可斷連、重新配置和/或置換的光學(xué)連接，但是這種組件無法以使它們進(jìn)行相對大量的配接循環(huán)(即，斷連和連接的循環(huán))的方式利用它們。相反，傳統(tǒng)的光連接器通常被設(shè)計(jì)為具有低的光學(xué)插入損耗。為了實(shí)現(xiàn)低的光學(xué)插入損耗，傳統(tǒng)的光連接器使用并爭取光纖之間的物理接觸。 換句話說，光纖的端部實(shí)際上物理地接觸，從而通過盡量最小化/降低間隙、反射等等來提供低損耗的光路徑。如此，傳統(tǒng)的光連接器的光纖需要使光纖位于、或穿過套圈的前部端面，以實(shí)現(xiàn)物理接觸和最小化光損耗。同樣地，由于在提供低損耗性能的同時進(jìn)行多光纖的光連接是更加困難且復(fù)雜的，傳統(tǒng)的多光纖設(shè)計(jì)也利用物理接觸。換句話說，多光纖的光連接器利用光纖陣列的物理接觸。當(dāng)然，也存在不利用物理接觸的傳統(tǒng)光纖連接器設(shè)計(jì)，例如基于透鏡式光纖連接器。基于透鏡式光纖連接器設(shè)計(jì)通常利用在光纖的端部附近的透鏡進(jìn)行光束放大，從而提供更大的用于檢測光信號的面積。與物理接觸的連接器類似，基于透鏡式光纖連接器在經(jīng)歷大量的配接循環(huán)時也存在缺點(diǎn)。例如，基于透鏡式光纖連接器具有例如灰塵和碎屑之類的污染物導(dǎo)致的性能問題。本文公開的組件解決了現(xiàn)有技術(shù)中對于可靠、耐用和堅(jiān)固的光纖連接器的需求，此種光纖連接器在大量的配接循環(huán)中具有穩(wěn)定的性能。

發(fā)明內(nèi)容
具體描述中公開的實(shí)施例涉及光纖組件，所述光纖組件在包括套圈的連接器中具有多根光纖。所述套圈具有前部端面和多個孔，多根光纖分別設(shè)置在多個孔中的一個內(nèi)。該光纖組件的優(yōu)點(diǎn)在于，多根光纖從套圈的前部端面下凹，以便在配接時防止多根光纖的物理接觸。因此，該光纖組件適合用于幾百或幾千次的連接和斷連(即，配接循環(huán))，并且降低了灰塵、碎屑等造成的損壞和光衰減的影響，從而使該光纖組件適用于需要進(jìn)行大量配接的設(shè)備，例如家用電子設(shè)備。而且，該光纖組件不允許可給光纖帶來損壞和/或碎屑的光纖之間的物理接觸。在隨后的具體描述中將列出其它的特征和優(yōu)點(diǎn)，這些特征和優(yōu)點(diǎn)的一部分對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是可以從該描述中容易明白的，或者可以通過對本文隨后的具體描述、 權(quán)利要求以及附圖中描述的發(fā)明進(jìn)行實(shí)踐而意識到。應(yīng)當(dāng)理解前文的概括性描述和隨后的具體描述都是為了表現(xiàn)實(shí)施例，旨在提供用于理解本發(fā)明的本質(zhì)和特征的概述和架構(gòu)。所包括的附圖用于提供進(jìn)一步的理解，合并于并構(gòu)成說明書的一部分。附示了多個實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本文所公開的概念的原理和作用。


圖1是示出具有套圈的解釋性光纖組件的一部分的俯視圖，光纖從套圈的前部端面下凹；圖2是具有套圈并且還包括電接觸的另一解釋性光纖組件的透視圖，光纖從套圈的前部端面下凹；圖3示出了利用本文所公開的下凹概念的組件，該組件包括具有USB封裝的連接器；圖4A和4B描繪了表示標(biāo)準(zhǔn)光纖和下凹光纖的測量結(jié)果，出于比較的目的示出了合格和不合格條件。圖5是示出本文所討論的多種光纖組件的插入損耗的示圖。圖6是示出在存在污染物時的插入損耗的示圖。
具體實(shí)施例方式下面將具體參考特定實(shí)施例，附圖中示出了實(shí)施例的一些例子，但是只示出了部分特征，而非全部特征。事實(shí)上，本文所公開的實(shí)施例可以按照多種不同的形式來實(shí)施，而不應(yīng)被理解為限制于本文所列出的實(shí)施例；而是，提供這些實(shí)施例，是使得本公開滿足適用法律的規(guī)定。在可能的情況下，使用相似的參考數(shù)字表示相似的部件或部分。具體描述中所公開的實(shí)施例包括光纖連接器和光纖組件，例如具有光纖連接器的光纜。本文所公開的概念是相對于解釋性實(shí)施例的形式而示出的，并且可以與光纜或家用設(shè)備/電子器件上的合適多光纖連接器一起使用，以在其使用期限內(nèi)實(shí)現(xiàn)大量配接循環(huán)。圖1示出了代表性光纖組件的一部分，該光纖組件包括例如光纖12的多個波導(dǎo)管和具有套圈10的連接器。套圈10具有前部端面IOa和多個孔(未編號)，所述多根光纖12 的每一個被設(shè)置在所述多個孔中的一個內(nèi)。在本實(shí)施例中，如圖所示，所述多個孔位于套圈的對接的前部端面IOa下方的表面上，并且凹入距離d。距離d通常在約1至25微米之間， 例如2微米或更大，以便維持光學(xué)性能，但是任何適合的值都是可行的，只要該值滿足光學(xué)性能和/或進(jìn)行大量配接的使用壽命長久的要求。因此，在與第二互補(bǔ)連接器配接時，多根光纖將不與互補(bǔ)光纖物理接觸。該光纖的無物理接觸與不使用透鏡的傳統(tǒng)組件配接結(jié)構(gòu)相反。無物理接觸的優(yōu)點(diǎn)在于，其防止例如幾百或幾千次配接數(shù)量級的多次配接對光纖造成損壞，由此在光纖面臨大量配接循環(huán)時為其提供了延長的使用期限。大量的配接循環(huán)并不用于電信應(yīng)用；但是，其適用于經(jīng)常在“不干凈”的環(huán)境中定期發(fā)生連接/斷連的家用電子器件/設(shè)備等等。光纖12從套圈的前部端面下凹的距離d可以具有任意適當(dāng)?shù)闹?；然而，如果該距離過大將對光學(xué)性能造成影響。舉例來說，光纖組件100的多根光纖12可以從套圈10的前部端面IOa下凹1至10微米之間的距離d。在其它變化形式中，下凹距離d在1至5微米之間，并且可以在2微米至3微米之間。下凹距離d是從對接的前部端面IOa開始測量的， 而依據(jù)光纖組件的光纖連接器所采用的套圈的類型，該前部端面IOa可以與或不與包括光纖孔的表面共平面。例如，套圈的前部端面IOa可以由套圈的一個或多個緩沖器(bumper) 限定，并且套圈的孔被設(shè)置在不同表面上(圖1)，或者套圈的前端表面可以與套圈的孔共平面(圖2)。在本文公開的組件中所使用的連接器使用了用于固持和對準(zhǔn)光纖的套圈，但是并不包括透鏡。而且，可以利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的傳統(tǒng)的和/或激光處理進(jìn)行波導(dǎo)管或光纖末端的修剪和/或拋光。在本文公開的組件中可以使用任何適當(dāng)類型、尺寸和/或構(gòu)造的光纖12。此外，具有相對大的芯徑的光纖有助于保持光學(xué)性能。舉例來說，大芯徑的光纖12可以具有25微米或更大的芯徑。本文公開的組件優(yōu)選地具有至少兩個光纖，但是也可以具有多于兩個的光纖。圖2是另一解釋性光纖組件100的透視圖。光纖組件100具有混合型連接器，該混合型連接器包括與光纜80連接的光連接性和電連接性。換句話說，該組件具有連接器，而該連接器進(jìn)一步包括套圈以及至少一個電接觸，該套圈具有從前部端面IOa下凹的光纖。 具體地，組件100包括具有第一電接觸16和第二電接觸18的連接器。如圖所示，第一和第二電接觸16、18設(shè)置在套圈10’的相對側(cè)邊上，但是其它布置方式也是可行的。如圖所示， 電接觸16設(shè)置在具有安裝功能部件(例如，電接觸和套圈之間的孔/洞)的套圈10’的各個側(cè)邊內(nèi)的凹口中。此外，套圈10’具有至少一個反斜度結(jié)構(gòu)(baCkdraft)13，以便可以對光纖進(jìn)行激光處理。換句話說，該反斜度結(jié)構(gòu)13防止激光接觸和損壞連接器的套圈。為了實(shí)現(xiàn)本文所公開的下凹光纖，制造商可以使用對遞交于2008年12月19日的美國專利申請 12/339，238所公開的相關(guān)概念進(jìn)行利用的激光處理，在此結(jié)合該申請的內(nèi)容作為參考。該組件的連接器還可以包括用于將連接器的相互配合的套圈對準(zhǔn)和配接的定位銷。該定位銷為組件的光連接器的配接提供對準(zhǔn)；并且通常來說，有助于防止光學(xué)性能發(fā)生光纖未對準(zhǔn)。換句話說，該定位銷將配接的套圈對準(zhǔn)。所公開的概念可以與任何適當(dāng)?shù)墓饫w連接器一起使用。舉例來說，圖3示出了利用具有本文所公開的下凹光纖概念的套圈10”的組件100’，該組件100’包括具有USB封裝(footprint)的連接器。此外，該組件具有混合型連接器，該混合型連接器具有在USB封裝中的光連接性和電連接性。換句話說，該混合型連接器包括電接觸16。除了不同類型的連接器之外，本文所公開的概念還可以與任何適當(dāng)類型的光纖一起使用，例如單模態(tài)、多模態(tài)、耐彎型、塑料光纖(POF)等等。說明性地，光纖可以具有相對大的芯徑，例如25微米或更大，但是其它的更小芯徑也是可行的，例如在單模態(tài)光纖中使用的。對于需要例如與電子器件/設(shè)備進(jìn)行大量配接(S卩，連接和斷連)的應(yīng)用，包括具
6有使用凹入光纖的多光纖套圈的連接器的組件是有優(yōu)勢的。非物理接觸組件在經(jīng)過多次配接之后令人吃驚地提供了可接受的插入損耗、耐用性和可重復(fù)的性能，并且與例如基于透鏡式設(shè)計(jì)的其它連接器設(shè)計(jì)相比，提供了對污染物(環(huán)境灰塵顆粒和/或污染物)的抵抗性。另外，光纖的端面可以包括一個或多個用于改進(jìn)抗劃性、防止碎屑附著和/或防止反射的涂層，例如抗反射涂層。圖4A和4B是表示在合格和不合格條件中的標(biāo)準(zhǔn)物理接觸型套圈的軟件圖。具體地，圖4A示出了具有與套圈的前部端面共平面的光纖(即，經(jīng)過拋光使得光纖與套圈的端面是平齊的，以便進(jìn)行物理接觸)的標(biāo)準(zhǔn)LC套圈、和具有位于套圈的前部端面下方的下凹 (即，底部切割)的光纖的套圈的測量結(jié)果。對于物理接觸型的連接器，如圖所示，圖4B中的下凹光纖沒有通過檢查。換句話說，具有底部切割型光纖的套圈降低了光學(xué)性能，因此對于電信應(yīng)用是不理想的。然而，如本文所公開的，在例如對于家用電子器件/設(shè)備之類的預(yù)期經(jīng)歷高配接循環(huán)的多光纖套圈和/或多光纖連接器中使用下凹光纖，在多個配接循環(huán)中提供了穩(wěn)定的光學(xué)性能。說明性地，對具有大芯徑光纖的三種不同類型連接器進(jìn)行初始損耗測量的測試， 然而對其進(jìn)行在2500個配接循環(huán)期間進(jìn)行測量的測試，以便比較隨著配接循環(huán)次數(shù)增加的插入損耗結(jié)果。圖5是示出如本文所討論的在2500次配接的時間內(nèi)在不進(jìn)行清潔的情況下多種光纖組件的插入損耗的示圖。具體地，對以下組件進(jìn)行850nm參考波長下的插入損耗(dB) (1)具有下凹光纖的套圈組件；( 標(biāo)準(zhǔn)套圈組件，其中光纖與套圈的前部端面共平面以形成物理接觸；和C3)基于透鏡式連接器組件。經(jīng)測試的光纖組件包括芯徑為80 微米的光纖；然而，由于在配接過程中產(chǎn)生的導(dǎo)致性能下降的碎屑，預(yù)期使用其它光纖進(jìn)行的測試將顯示出類似的結(jié)果。如圖5所示，用線52表示的具有下凹光纖的組件有利地在 2500次配接時間內(nèi)具有普遍穩(wěn)定的插入損耗。另一方面，用線51表示的標(biāo)準(zhǔn)組件具有隨著配接次數(shù)增加而普遍提高的插入損耗，尤其是在1500次配接之后。特別地，由于物理接觸致使來自光纖涂層的碎屑影響光學(xué)性能，標(biāo)準(zhǔn)組件的重復(fù)配接造成了等級提高的插入損耗。出于比較的目的，還示出了用線討和56表示的基于透鏡式連接器的兩個不同通道的結(jié)果。如圖所示，與使用下凹光纖的組件(即，在0.5dB的數(shù)量級)相比，基于透鏡式方案具有相對較大的插入損耗(即，在2dB或更高的數(shù)量級)。因此，在大量的配接循環(huán)中，具有下凹光纖的組件比物理接觸式設(shè)計(jì)和基于透鏡式設(shè)計(jì)表現(xiàn)得更好。此外，在存在污染物的情況下，基于透鏡式連接器的結(jié)果甚至更糟。舉例來說，圖 6示出了在多個條件中對于如上所測試的具有套圈組件的三種連接器的油/粉塵污染物的測試結(jié)果。具體地，對這些組件的測試是最初在污染之前測試為“干凈”以作為基線基準(zhǔn)， 在被油/粉塵混合物污染后測試，在其間不進(jìn)行清潔而經(jīng)歷5個配接循環(huán)后測試，在經(jīng)過清潔后測試，以及隨后在用酒精清潔后測試。如圖所示，直到進(jìn)行清潔之前，油/粉塵污染物對用線64表示的基于透鏡式組件造成了高等級的光衰減(即，在13dB數(shù)量級)，而清潔處理隨后降低了該損耗。另一方面，用線62表示的使用具有下凹(底部切割)光纖的連接器的組件在暴露于污染物時表現(xiàn)得好得多，但是仍不及用線61表示的在套圈表面具有光纖的組件。一般來說，污染物大大地降低了基于透鏡式組件的光學(xué)性能，但是為用線61和62 表示的基于套圈的應(yīng)用方式提供了適當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。結(jié)合圖6的結(jié)果與圖5的結(jié)果，可以看出具有多個底部切割光纖的套圈在大量配接循環(huán)中和/或污染的條件下表現(xiàn)良好，而對于家用電子器件/設(shè)備應(yīng)用來說污染是可預(yù)料到的環(huán)境。本文還公開了制造光纖組件的方法，其包括提供多根光纖和用于光纖連接器的套圈的步驟。所述套圈包括多個孔和前部端面，將多根光纖分別緊固到多個孔的一個中，以使光纖從所述前部端面下凹。該方法可以包括使用套圈，其中在套圈的前部端面上設(shè)置多個孔，和/或利用本領(lǐng)域已知的傳統(tǒng)方法和/或激光對所述多根光纖進(jìn)行處理。因此，應(yīng)理解實(shí)施例并不限制本文公開的特定實(shí)施例，變型和其它實(shí)施例也意欲包括在所附權(quán)利要求的范圍中。只要實(shí)施例落入所附權(quán)利要求及其等效物的范圍內(nèi)，則該實(shí)施例意欲覆蓋本發(fā)明的變型和變化。盡管本文采用了特定的用語，它們只是在普遍的和敘述意義下使用的，而沒有限制的意圖。
權(quán)利要求
1.一種光纖組件，包括多根光纖；具有套圈的連接器，所述套圈具有前部端面和多個孔，所述多根光纖的每一個被設(shè)置在所述多個孔的一個內(nèi)，其中所述多根光纖從所述套圈的前部端面下凹，以便在與互補(bǔ)連接器配接時，使所述多根光纖不與互補(bǔ)光纖物理接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖組件，其中所述多個孔位于所述套圈的前部端面上。
3.如權(quán)利要求1所述的光纖組件，其中所述套圈的前部端面由所述套圈的一個或多個緩沖器限定。
4.如權(quán)利要求1所述的光纖組件，其中所述連接器包括至少一個電連接。
5.如權(quán)利要求1所述的光纖組件，其中所述多根光纖具有25微米或更大的芯徑。
6.如權(quán)利要求1所述的光纖組件，其中所述連接器具有USB封裝。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的光纖組件，其中所述多根光纖從所述前部端面下凹 1微米至5微米之間的距離。
8.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的光纖組件，其中所述多根光纖從所述前部端面下凹 2微米至3微米之間的距離。
9.一種光纖組件，包括多根光纖；具有套圈的連接器，所述套圈具有前部端面，在所述套圈的前部端面上設(shè)置有多個孔， 所述多根光纖中的每一個設(shè)置在所述多個孔中的一個內(nèi)，其中所述多根光纖從所述套圈的前部端面下凹，其中所述連接器具有USB封裝。
10.如權(quán)利要求9所述的光纖組件，其中所述套圈的前部端面由所述套圈的一個或多個緩沖器限定。
11.如權(quán)利要求9所述的光纖組件，其中所述連接器包括至少一個電連接。
12.如權(quán)利要求9所述的光纖組件，其中所述多根光纖具有25微米或更大的芯徑。
13.如權(quán)利要求9-12中任一項(xiàng)所述的光纖組件，其中所述多根光纖從所述前部端面下凹1微米至5微米之間的距離。
14.如權(quán)利要求9-12中任一項(xiàng)所述的光纖組件，其中所述多根光纖從所述前部端面下凹2微米至3微米之間的距離。
15.一種制造光纖組件的方法，包括以下步驟提供多根光纖；提供用于光纖連接器的套圈，所述套圈具有多個孔和前部端面；以及將所述多根光纖分別緊固到所述多個孔中的一個內(nèi)，以使所述光纖從所述前部端面下凹。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括用激光處理所述多根光纖的步驟。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述多根光纖被分別緊固到所述多個孔中，然后用激光對所述多根光纖進(jìn)行處理。
18.如權(quán)利要求15-17中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述多個孔位于所述套圈的前部端面上。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述光纖組件具有USB封裝。
20.如權(quán)利要求15-17或19中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述多根光纖從所述套圈的前部端面下凹1微米至5微米之間的距離。
全文摘要
公開了在具有套圈的連接器中具有多根光纖的光纖組件。所述套圈具有前部端面和多個孔，多根光纖分別設(shè)置在多個孔中的一個內(nèi)。所述光纖組件具有從套圈的前部端面下凹適當(dāng)距離的多根光纖，以便在與互補(bǔ)連接器配接時，防止多根光纖的物理接觸。因此，所述光纖組件適合于幾百或幾千次的連接和斷連(即，配接循環(huán))，并且降低了預(yù)期存在于家用電子器件/設(shè)備環(huán)境中的灰塵、碎屑等造成的損壞和/或光衰減的影響。
文檔編號G02B6/36GK102236134SQ20111011254
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者丹尼斯·M·克內(nèi)克特, 拉達(dá)沃恩·霍爾, 詹姆斯·P·盧瑟, 邁卡·C·艾森豪爾 申請人:康寧光纜系統(tǒng)有限責(zé)任公司