本發(fā)明涉及用于使光纖相互連接的光纖連接器。本發(fā)明也涉及光纖的光學(xué)路徑的校準(zhǔn)。該光纖連接器可以用于光纖的一般領(lǐng)域，包括光學(xué)測試和測量領(lǐng)域。更具體地，該光纖連接器應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，其中，該光纖連接器可以用于校準(zhǔn)在基于光譜學(xué)的組織分析中使用的光纖。

背景技術(shù)：

光纖連接器用于終止光纖。光纖連接器也可以用于機械地保持兩根光纖，使得由一根光纖承載的光能夠耦合到對應(yīng)的光纖中，以在其間形成光傳輸路徑。多年來為特定目的已經(jīng)開發(fā)了多種光纖連接器類型，包括PC、SMA、LC和ST類型連接器。公知的FC類型的光纖連接器例如提供具有高達500次配合周期的高對準(zhǔn)準(zhǔn)確性，并且應(yīng)用于電信領(lǐng)域中，其中，在光纖核心之間的小的未對準(zhǔn)將導(dǎo)致顯著的光學(xué)插入損失。

由于制造公差的變化和材料的年齡相關(guān)的退化，光纖連接器的光學(xué)路徑的透射率可能經(jīng)受一些變化。一些應(yīng)用(尤其是光學(xué)測試和測量應(yīng)用)對光纖所承載的光的不同波長的絕對透射率和/或相對透射率的變化高度敏感，這是因為這種變化會導(dǎo)致測量出的信號中的誤差。校準(zhǔn)光纖的光學(xué)路徑的能力因此在光學(xué)測試和測量裝備中非常重要。在光學(xué)測試和測量領(lǐng)域中的一個示范性應(yīng)用中，所謂的光子針在R.Nachabé,B.H.W.Hendriks、A.E.Desjardins、M.van der Voort、M.B.van der Mark以及H.J.C.M.Sterenborg的文獻“Estimation of lipid and water concentrations in scattering media with diffuse optical spectroscopy from 900to 1600nm”(J.Biomed.Opt.15，037015，2010年)中公開了使用光纖來輸送光并在針的端部處執(zhí)行光譜感測測量，以便分析與針端部接觸的組織。在該范例應(yīng)用中，在控制臺內(nèi)安置光源和光學(xué)測量裝置。由光源生成的光學(xué)輻射被通過輸送光纖傳輸?shù)结樁瞬浚诖伺c和針端部接觸的組織相互作用。在由輸送光纖發(fā)射的光與組織的相互作用之后，通過收集光纖收集返回的光，并將返回的光傳遞到控制臺內(nèi)的光學(xué)測量裝置。光學(xué)相互作用可以包括例如從組織的漫反射或鏡面反射，或者從組織中的生色團的熒光發(fā)射或者在組織中存在熒光標(biāo)記。因此，返回的光包括例如漫反射光或鏡面反射光、拉曼散射光或者熒光發(fā)射光。隨后可以通過比較收集光纖所收集的光的光譜含量與輸送光纖所發(fā)射的光的光譜含量來分析組織。由于該光譜分析的敏感本質(zhì)，在輸送和收集光學(xué)信號中使用的光纖的傳輸譜中的變化可以混淆分析。尤其地，這是在該傳輸譜中導(dǎo)致誤差的相對變化。因此，有益的是，在使用之前測量輸送光纖和收集光纖的傳輸譜，以便執(zhí)行校準(zhǔn)。這種校準(zhǔn)在校準(zhǔn)以對抗在光學(xué)測量路徑中的其它光學(xué)部件的光學(xué)性能的變化中也可以是有益的，包括光譜儀和光源，這是因為敏感度、發(fā)射率和衰減也根據(jù)這些光學(xué)部件的波長和環(huán)境參數(shù)而變化。因此，有益的是，校準(zhǔn)在光源與光學(xué)檢測器之間的整個光學(xué)路徑，以便改善該分析的準(zhǔn)確性。

在美國專利US4050450中公開了一種用于校準(zhǔn)光纖探頭(例如，導(dǎo)管)的設(shè)備。該專利公開了將一般管狀的反射構(gòu)件附接到導(dǎo)管的遠端，使得位于導(dǎo)管內(nèi)的輸送光纖所輸送的光被反射到導(dǎo)管內(nèi)的收集光纖中。隨后基于管狀構(gòu)件的光學(xué)反射率來校準(zhǔn)光學(xué)路徑。

在美國專利US7005623B2中公開了用于校正光纖的光學(xué)路徑的另一設(shè)備。該專利公開了在其內(nèi)表面上的具有一個或多個檢測器的校準(zhǔn)護套。在使用中，檢測器測量用于調(diào)節(jié)傳輸?shù)墓β实陌l(fā)射輻射的部分，以便符合期望的處置參數(shù)。

然而，這些解決方案所要求的額外部件的缺點在于它們使得工作流復(fù)雜化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種允許在兩根或更多根光纖之間制造可靠的光學(xué)路徑的光纖連接器。本發(fā)明的其它方面在權(quán)利要求和相關(guān)聯(lián)的附圖中得以描述。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種光纖連接器包括主體和遮光器。所述主體具有共享公共軸線的兩個端口。第一端口在所述主體的一端處，并且被配置為容納第一組的一根或多根光纖；并且第二端口在所述主體的另一端處，并且被配置為容納第二組的一根或多根光纖。光纖優(yōu)選沿著與所述公共軸線平行的方向被容納。兩個端口都沿著所述公共軸線延伸到腔中。所述腔被設(shè)置在所述主體內(nèi)，并且沿著所述公共軸線在所述第一端口與所述第二端口之間。所述遮光器能以鉸鏈方式被安裝到所述第一端口；所述遮光器選擇性地在所述遮光器阻擋所述第一端口的第一狀態(tài)與打開狀態(tài)之間移動。所述遮光器優(yōu)選地具有平面形式。所述遮光器具有外表面和相反的內(nèi)表面。通過在沿著所述公共軸線的方向向所述遮光器的所述外表面施加力，所述遮光器能在閉合狀態(tài)與所述打開狀態(tài)之間移動。所述遮光器優(yōu)選地被設(shè)置在所述腔內(nèi)，并且通過沿著朝向所述腔的方向向所述遮光器的所述外表面施加力而能打開到所述腔。備選地，所述遮光器可以被設(shè)置在所述端口的端處，并通過向所述遮光器的所述外表面施加力而能打開并遠離所述腔?？梢允褂酶軛U來促進施加期望的力。

所述連接器因此可以用于配合第一組的一根或多根光纖與在第二組的一根或多根光纖中的一根或多根對應(yīng)光纖。因此，可以在第一組中的對應(yīng)光纖與第二組中的對應(yīng)光纖之間形成光學(xué)路徑。所述遮光器防止例如灰塵和沙粒的碎片進入所述連接器，如果在所述光學(xué)連接器中存在所述碎片則將使所述連接器歸因于磨損配合的光纖核心而減少壽命。此外，由于通過向所述遮光器的所述外表面施加力而進入所述第一端口，所述遮光器能夠在其被插入到端口時利用所述第一組的一根或多根光纖的插入力而被打開。簡化的插入機構(gòu)促進用單只手插入所述第一組，從而改善工作流。此外，當(dāng)所述第二組的一根或多根光纖被容納于所述第二端口內(nèi)時，所述遮光器相對所述第二組的取向以及所述內(nèi)表面的固有的非零折射率準(zhǔn)許將所述內(nèi)表面用作光學(xué)參考表面，以用于校準(zhǔn)所述第二組的一根或多根光纖。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述遮光器的所述內(nèi)表面具有在至少第一校準(zhǔn)波長區(qū)間內(nèi)的預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識，其中，所述預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識是從以下的組中選擇的：漫反射光譜、鏡面反射光譜、拉曼散射光譜、熒光發(fā)射光譜。這些預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識中的任一個或其組合可以被有利地用于校準(zhǔn)在第二組被插入所述第二端口時所述第二組中的一根或多根光纖的光傳輸。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述光纖連接器包括機械阻抗器件，所述機械阻抗器件與所述遮光器和所述主體機械連通。所述機械阻抗器件確保當(dāng)所述第一端口未被占據(jù)時所述遮光器可靠地保持閉合在所述閉合狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述光纖連接器的所述主體和所述遮光器兩者對于在至少第一校準(zhǔn)波長區(qū)間內(nèi)的光學(xué)波長是不透明的。此外，所述遮光器在所述閉合狀態(tài)下阻擋所述第一端口，以在所述第一端口與所述腔之間形成不透光的屏障。從而提供連接器，所述連接器能夠用于對于與占據(jù)所述第二端口的光纖進行光學(xué)通信的光纖檢測器執(zhí)行檢測器暗電流校準(zhǔn)流程。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述光纖連接器包括碎片收集區(qū)。有利地，進入到所述腔中的任何灰塵或沙?；蛭⒘Ｔ谒鏊槠占瘏^(qū)處被捕獲(在所述碎片收集區(qū)，所述灰塵或沙?；蛭⒘１还潭?，從而防止磨損光纖核心的配合表面。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種光纖連接器布置。所述布置包括光纖連接器和第二組的一根或多根光纖；所述第二組的一根或多根光纖被容納于所述第二端口內(nèi)，使得當(dāng)所述第二組中的一根或多根光纖發(fā)射到所述腔中的輸送光入射到處于所述閉合狀態(tài)的所述遮光器的所述內(nèi)表面時，伴隨所發(fā)射的輸送光而由所述遮光器的所述內(nèi)表面散射或反射或發(fā)射的返回的光至少部分地被所述第二組中的一根或多根光纖所收集。這種布置可以有利地用于校準(zhǔn)在所述第二組中的一根或多根光纖的光學(xué)路徑的傳輸。優(yōu)選地，伴隨所發(fā)射的輸送光而由所述第二組中的一根或多根光纖所收集的返回的光功率是輸送光功率的0.1％或更多、或者1％或更多、或者5％或更多、或者10％或更多、或者20％或更多、或者50％或更多。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了另一光纖連接器布置。在該布置中，所述光纖連接器的遮光器處于打開狀態(tài)，并且所述光纖連接器布置包括第一組的一根或多根光纖。所述第一組被容納于第一端口內(nèi)，使得所述第一組至少部分地填充腔。此外，所述第一組相對所述第二組被布置為使得所述第一組中的每根光纖與所述第二組中的一根或多根對應(yīng)光纖進行光學(xué)通信。通過沿著公共軸線的方向向遮光器的外表面施加力而能打開的遮光器，允許連接器在閉合狀態(tài)與連接狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，在所述閉合狀態(tài)下，防止灰塵或光中的任一個進入連接器或者能夠執(zhí)行光學(xué)校準(zhǔn)或暗測量；在所述連接狀態(tài)下，第一組和第二組中的對應(yīng)光纖之間實現(xiàn)光學(xué)通信。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了另一光纖連接器布置。該布置包括光纖連接器，所述光纖連接器具有插入到第二端口的第二組的一根或多根光纖、光源和光譜儀。第二組包括第二組輸送光纖和第二組返回光纖。此外，第二組輸送光纖與光源進行光學(xué)通信，并且第二組返回光纖與光譜儀進行光學(xué)通信。遮光器處于閉合狀態(tài)，使得第二組輸送光纖和第二組返回光纖形成在源與光譜儀之間的包括遮光器的內(nèi)表面的光學(xué)路徑。因此，所述布置定義了這樣的配置：在該配置中，遮光器的內(nèi)表面可以被用作光學(xué)參考表面，利用所述光學(xué)參考表面，基于內(nèi)表面的光學(xué)屬性，校準(zhǔn)第二組輸送光纖和第二組返回光纖的光學(xué)傳輸。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了另一光纖連接器布置。該布置包括光纖連接器，所述光纖連接器具有插入到第一端口的第一組的一根或多根光纖、以及插入到第二端口的第二組的一根或多根光纖。在該布置中也包括光源、光譜儀和光學(xué)探頭。所述第一組包括第一組輸送光纖和第一組返回光纖，并且所述第二組包括第二組輸送光纖和第二組返回光纖。所述第一組輸送光纖和所述第一組返回光纖各自都具有位于所述光學(xué)探頭的遠端處的遠端。此外，所述第二組輸送光纖和所述第一組輸送光纖形成在所述光源與所述光學(xué)探頭的所述遠端之間的光學(xué)路徑。并且，所述第一組返回光纖和所述第二組返回光纖形成在所述光學(xué)探頭的所述遠端與所述光譜儀之間的光學(xué)路徑。所述布置可以用于在所述光學(xué)探頭的所述遠端處執(zhí)行光學(xué)測量。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了另一光纖連接器布置。該布置包括連接器，所述連接器具有插入到第一端口中的第一組的一根或多根光纖，以及插入到第二端口中的第二組的一根或多根光纖。所述第一組相對所述第二組被布置，使得所述第一組中的每根光纖與所述第二組中的一根或多根對應(yīng)光纖進行光學(xué)通信。所述第一組包括第一組輸送光纖和第一組返回光纖，并且所述第二組包括第二組輸送光纖和第二組返回光纖。此外，以下中的至少一種為真：i)所述第二組輸送光纖(1031)的數(shù)值孔徑(NA2D)超過所述第一組輸送光纖(1035)的數(shù)值孔徑(NA1D)；或ii)所述第二組輸送光纖(1031)的核心直徑(D2D)超過所述第一組輸送光纖(1035)的核心直徑(D1D)，或iii)所述第二組返回光纖(1032)的數(shù)值孔徑(NA2R)超過所述第一組返回光纖(1036)的數(shù)值孔徑(NA1R)，或iv)所述第二組返回光纖(1032)的核心直徑(D2R)超過所述第一組返回光纖(1036)的核心直徑(D1R)。通過將在第二組側(cè)上的連接器中的至少一根光纖的圓錐角布置為超過在與其通信的第一組側(cè)上的對應(yīng)光纖的圓錐角，放寬第一組相對第二組的對準(zhǔn)公差。術(shù)語“超過”在此表示兩個參數(shù)的比率優(yōu)選是1.1或更多，或者1.2或更多，或者1.5或更多。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種校準(zhǔn)光纖路徑的方法。該方法例如可以校準(zhǔn)光學(xué)路徑的傳輸。該方法包括以下步驟：利用根據(jù)權(quán)利要求10所述的光纖連接器布置中的所述光譜儀來測量參考光譜(S1)；利用根據(jù)權(quán)利要求11所述的光纖連接器布置中的所述光譜儀來測量信號光譜(S2)；并且在由所述光譜儀檢測到的在光譜范圍內(nèi)的一個或多個光學(xué)波長處，基于以下中的任一項來計算經(jīng)調(diào)節(jié)的光譜(S3)：i)所述參考光譜(S1)與所述信號光譜(S2)之間的差，或ii)所述參考光譜(S1)與所述信號光譜(S2)之間的比率。所述方法可以將遮光器的內(nèi)表面用作光學(xué)參考表面而有利地用于校準(zhǔn)第一組的一根或多根光纖，并且用于校正利用光探頭測量的后續(xù)測量出的信號光譜。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種計算機程序或計算機程序產(chǎn)品。這包括這樣的指令：所述指令當(dāng)在計算機上被運行時令所述計算機進行以下操作中的任一項：i)利用根據(jù)權(quán)利要求10所述的光纖連接器布置來生成參考光譜；或ii)利用根據(jù)權(quán)利要求11所述的光纖連接器布置中的所述光譜儀來生成信號光譜(S2)。所述計算機程序或計算機程序產(chǎn)品因此準(zhǔn)許基于遮光器的閉合狀態(tài)或打開狀態(tài)而自動采集光譜。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了另一計算機程序或計算機程序產(chǎn)品。這包括這樣的指令：所述指令當(dāng)在計算機上被運行時令所述計算機基于第一組的一根或多根光纖的配合表面的或者支撐第一組的一根或多根光纖的套圈的配合表面的預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識將來根據(jù)多種類型的與預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識相關(guān)聯(lián)的第一組的一根或多根光纖以確定哪種類型的第一組的一根或多根光纖在光纖連接器的腔中。查找表可以存儲每種類型的第一組的一根或多根光纖與其預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識之間的關(guān)聯(lián)性。可以在確定過程期間查閱查找表。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了另一計算機程序或計算機程序產(chǎn)品。這包括這樣的指令：所述指令當(dāng)在計算機上被運行時令所述計算機執(zhí)行以下步驟：基于根據(jù)權(quán)利要求10所述的光纖連接器布置的所述遮光器的所述內(nèi)表面的所述預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識來識別所述遮光器是否處于所述閉合狀態(tài)；當(dāng)所述遮光器處于所述閉合狀態(tài)時，利用根據(jù)權(quán)利要求10所述的光纖連接器布置中的所述光譜儀來測量參考光譜(S1)；基于根據(jù)權(quán)利要求11所述的光纖連接器布置的所述遮光器的所述內(nèi)表面的所述預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識來識別所述遮光器是否處于所述打開狀態(tài)；并且當(dāng)所述遮光器處于所述打開狀態(tài)時，利用根據(jù)權(quán)利要求11所述的光纖連接器布置中的所述光譜儀來測量信號光譜(S2)；并且在由所述光譜儀檢測到的在光譜范圍內(nèi)的一個或多個光學(xué)波長處，基于以下中的任一項來計算經(jīng)調(diào)節(jié)的光譜(S3)：i)所述參考光譜(S1)與所述信號光譜(S2)之間的差，或ii)所述參考光譜(S1)與所述信號光譜(S2)之間的比率；其中，相對同一光纖連接器執(zhí)行上述步驟中的每個。因此，所述計算機程序和計算機程序產(chǎn)品可以有利地基于遮光器的閉合狀態(tài)或打開狀態(tài)而自動測量參考光譜和信號光譜，并且使用參考光譜來重新計算信號光譜，從而改善測量出的光譜的準(zhǔn)確性。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了具有對應(yīng)的對準(zhǔn)孔和對準(zhǔn)銷的光纖連接器的各種配置，其以改善的可靠性促進光纖連接器的配合。

附圖說明

圖1圖示了光纖連接器101，其具有遮光器105、單獨的第一組的一根或多根光纖102以及單獨的第二組的一根或多根光纖103。

圖2圖示了具有遮光器205的光纖連接器201的立體視圖。

圖3圖示了具有打開狀態(tài)的遮光器305的光纖連接器，其中，第一組的一根或多根光纖302被容納于連接器的第一端口306內(nèi)，并且第二組的一根或多根光纖303被容納于連接器的第二端口307內(nèi)。

圖4圖示了光纖連接器401，其具有機械阻抗器件414，所述機械阻抗器件414被配置為提供恢復(fù)力以抵消遮光器從閉合狀態(tài)向打開狀態(tài)的移動。

圖4A圖示了具有打開狀態(tài)的遮光器的光纖連接器，其中，第一組光纖被容納于連接器的第一端口內(nèi)，并且第二組光纖被容納于連接器的第二端口內(nèi)，連同機械阻抗器件414a一起，所述機械阻抗器件414a被配置為提供恢復(fù)力以抵消遮光器從閉合狀態(tài)向打開狀態(tài)的移動。

圖5圖示了具有碎片收集區(qū)515的光纖連接器501。

圖5A圖示了具有碎片收集區(qū)515a的光纖連接器，其中，連接器具有被容納于連接器的第一端口506a內(nèi)的第一組光纖502a以及被容納于連接器的第二端口507a內(nèi)的第二組光纖503a。

圖6圖示了光纖連接器601，其具有用于將第一組602的一根或多根光纖保留在連接器601的第一端口606中的第一保留器件616，以及用于將第二組603的光纖保留在連接器601的第二端口607中的第二保留器件618。

圖6A圖示了具有第一保留器件和第二保留器件的光纖連接器，其中，連接器具有被容納于連接器的第一端口內(nèi)的第一組光纖，以及被容納于連接器的第二端口內(nèi)的第二組光纖。

圖7圖示了光纖連接器布置720，其包括光纖連接器以及被容納于連接器的第二端口707內(nèi)的第二組光纖703，其中，連接器的遮光器705處于閉合狀態(tài)710。

圖8圖示了光纖連接器布置828，其包括光纖連接器、被容納于連接器的第二端口807內(nèi)的第二組803的光纖、光源829以及光譜儀830，其中，連接器的遮光器805處于閉合狀態(tài)810。

圖9圖示了光纖連接器布置923，其包括光纖連接器、被容納于連接器的第二端口907內(nèi)的第二組光纖903、以及被容納于連接器的第一端口906內(nèi)的第一組光纖902，其中，連接器的遮光器處于打開狀態(tài)911。

圖10圖示了光纖連接器布置1033，其包括光纖連接器、被容納于連接器的第二端口1007內(nèi)的第二組光纖1003、被容納于連接器的第一端口1006內(nèi)的第一組光纖1002、光源1029、光譜儀1030以及光學(xué)探頭1034，其中，連接器的遮光器處于打開狀態(tài)1011。

圖11圖示了用于支撐一組一根或多根光纖1103的套圈1103’的實施例。

圖12圖示了具有套圈殼體1240的套圈1203’的另一實施例。

圖13圖示了光纖連接器組件，其包括光纖連接器1301、第一組的一根或多根光纖1302和第二組的一根或多根光纖1303。

圖14圖示了另一光纖連接器組件，其包括光纖連接器1401和第二組的一根或多根光纖1403。

圖15圖示了在經(jīng)過套圈部分1545的光纖內(nèi)的射線路徑1544。

圖16圖示了相對處于閉合狀態(tài)的遮光器1605的內(nèi)表面1612的光纖組件1603，其中，第二組輸送光纖1631具有輸送光纖視場FOV_D，所述輸送光纖視場FOV_D與在遮光器1605的內(nèi)表面1612上的返回光纖1632的視場FOV_R重疊。

圖17圖示了相對處于閉合狀態(tài)的遮光器1705的內(nèi)表面1712的光纖組件1703，其中，光束轉(zhuǎn)向器1753位于第二組輸送光纖1731與第二組返回光纖1732之間的光學(xué)路徑中。

圖18圖示了光纖連接器組件1850，在所述光纖連接器組件1850中，光纖連接器組件的遮光器1805處于閉合狀態(tài)1810，以及一起圖示了單獨的第一組的一根或多根光纖1802。

圖19圖示了光纖連接器布置1923，其包括光纖連接器組件、以及被容納于光纖連接器組件的第一端口1906內(nèi)的第一組光纖1902，其中，光纖連接器組件的遮光器處于打開狀態(tài)1911。

圖20圖示了光纖連接器布置2028，其包括光纖連接器組件、光源2029以及光譜儀2030，其中，連接器的遮光器2005處于閉合狀態(tài)2010。

圖21圖示了可以用于執(zhí)行光源的波長校準(zhǔn)的遮光器的內(nèi)表面的示范性預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識。

圖22圖示了可以用于校準(zhǔn)光纖的傳輸?shù)恼诠馄鞯膬?nèi)表面的示范性預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識。

具體實施方式

光纖連接器的下列描述參考其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的使用。尤其參考其在低成本一次性連接器應(yīng)用中的使用，然而，還應(yīng)當(dāng)意識到，本發(fā)明也可以應(yīng)用于一般光纖應(yīng)用領(lǐng)域中的光纖互連。

為了在第一組的一根或多根光纖與在第二組的一根或多根光纖中的一根或多根對應(yīng)光纖之間提供可靠的光傳輸路徑，提供了光纖連接器。所述光纖連接器具有主體和遮光器。所述主體具有適合于容納第一組的一根或多根光纖的第一端口、適合于容納第二組的一根或多根光纖的第二端口，以及被設(shè)置在第一端口與第二端口之間的腔。第一端口與第二端口共享共同的軸線。遮光器被設(shè)置在腔內(nèi)，并且能以鉸鏈方式被安裝到第一端口；遮光器能選擇性地在閉合狀態(tài)與打開狀態(tài)之間移動，在閉合狀態(tài)中，遮光器阻擋第一端口并且遮光器位于與公共軸線橫向相交的平面內(nèi)，在打開狀態(tài)中，遮光器位于與公共軸線形成銳角的平面中。此外，遮光器具有在腔的最深處的內(nèi)表面，以及相對的外表面，并且遮光器通過在沿著公共軸線的方向向遮光器的外表面施加力而能在閉合狀態(tài)與打開狀態(tài)之間移動。

圖1圖示了光纖連接器101，其具有遮光器105、單獨的第一組的一根或多根光纖102以及單獨的第二組的一根或多根光纖103。參考圖1的示范性實施例，連接器101因此可以用于使第一組的一根或多根光纖102與第二組的一根或多根光纖103中的一根或多根對應(yīng)光纖配合。單獨組的光纖可以由各自的套圈102’、103’支撐。因此，可以在第一組與第二組的對應(yīng)光纖之間形成光學(xué)路徑。以濃陰影如項目110圖示處于閉合狀態(tài)的遮光器105，并以斜線陰影如項目111圖示處于打開狀態(tài)的遮光器105。遮光器105防止諸如灰塵和沙粒的碎片進入連接器，如果在光學(xué)連接器中存在碎片則將使連接器歸因于磨損配合的光纖核心而減少壽命。此外，由于通過向遮光器105的外表面113施加力(標(biāo)示為項目F)而進入第一端口106，因此遮光器能夠在其被插入到第一端口106中時利用第一組的一根或多根光纖102的力而被打開。簡化的插入機構(gòu)促進了用單只手插入第一組，從而改善了工作流。

雖然在圖1中圖示了具有單個遮光器105的連接器，但是應(yīng)當(dāng)意識到，連接器可以備選地具有額外的第二遮光器，所述第二遮光器同樣能以鉸鏈方式被安裝于第二端口以提供相同的優(yōu)點，并且此外具有雙向功能。合適的遮光器和主體材料包括塑料、陶瓷和金屬。

光纖固有地能夠?qū)⒐廨斔偷筋A(yù)定的圓錐角，并且同時也固有地對在預(yù)定的圓錐角內(nèi)的光敏感，圓錐軸向地與光纖的末端對準(zhǔn)。該圓錐角由光纖的數(shù)值孔徑NA確定。具有低NA的光纖將光輸送到窄角(因此，窄的圓錐角)范圍并對該范圍內(nèi)的光敏感，而較高的NA光纖與較大的圓錐角相關(guān)聯(lián)。在任意情況下，光纖將光輸送到光纖軸線并對與光纖軸線對準(zhǔn)的光敏感。參考圖1，當(dāng)?shù)诙M光纖103被容納于連接器101的第二端口107內(nèi)并且遮光器105處于閉合狀態(tài)110時，第二組光纖103面向遮光器105的內(nèi)表面112。這是因為在閉合狀態(tài)110，遮光器105位于與公共軸線109橫向相交的平面中。因此，由第二組103中的光纖發(fā)射的輻射(即，UV、可見光或紅外光)中的至少一些將入射到遮光器105的內(nèi)表面112上，并且這種光中的至少一些將隨后被第二組103中的相同光纖的或另一光纖所收集。優(yōu)選地，遮光器位于與公共軸線垂直相交的平面中，但是提供該相交在垂直的每側(cè)的大約5度內(nèi)，將基本實現(xiàn)相同的效果。在一個配置中，遮光器的內(nèi)表面具有在至少第一校準(zhǔn)波長區(qū)間內(nèi)的非零的反射率；這是幾乎所有實際材料滿足的情形。期望的是，在至少第一校準(zhǔn)波長區(qū)間內(nèi)，在預(yù)定波長處，內(nèi)表面的反射率超過1％、或超過10％、或超過50％。校準(zhǔn)波長區(qū)間例如可以是可見光譜、紅外光譜或UV光譜，或者是其任意組合。因此，遮光器105的內(nèi)表面112固有地允許光纖連接器101用于校準(zhǔn)光纖的傳輸。為了執(zhí)行校準(zhǔn)，第二組的一根或多根光纖103應(yīng)當(dāng)被插入到圖1中的連接器101的第二端口107中，并且遮光器應(yīng)當(dāng)處于閉合狀態(tài)。在第二組103內(nèi)的至少一根光纖應(yīng)當(dāng)輸送輻射(即，UV、可見光或紅外光)到腔108中，并且應(yīng)當(dāng)使用例如光譜儀或光學(xué)檢測器來檢測通過第二組103內(nèi)的至少一根光纖收集到的光。然后，比較被耦合到輸送光纖中的光的量或光譜與收集光纖所返回的光的量或光譜，以便校正光學(xué)路徑。

這樣做，光纖連接器101的遮光器105用于防止碎片進入并促進光學(xué)校準(zhǔn)流程，而不需要單獨的光學(xué)參考表面，例如現(xiàn)有技術(shù)的校準(zhǔn)帽。重新使用遮光器的相同的內(nèi)表面作為用于連續(xù)校準(zhǔn)流程的光學(xué)校準(zhǔn)表面的能力是有利的，這是因為其準(zhǔn)許利用相同的光學(xué)參考表面進行連續(xù)校準(zhǔn)。該效果不能由現(xiàn)有技術(shù)的校準(zhǔn)帽所實現(xiàn)，所述校準(zhǔn)帽通常在一次使用之后被丟棄。因此，通過使用遮光器的內(nèi)表面作為光學(xué)校準(zhǔn)表面來實現(xiàn)更可靠的校準(zhǔn)流程。

參考圖1，優(yōu)選地，遮光器105的內(nèi)表面112具有在至少第一校準(zhǔn)波長區(qū)間內(nèi)的預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識，其中，預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識是從以下的組中選擇的：漫反射光譜、鏡面反射光譜、拉曼散射光譜、熒光發(fā)射光譜。如上所述，這些預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識的任一個或其組合可以有利地用于在第二組103中的一根或多根光纖插入第二端口107時校準(zhǔn)其光傳輸。這可以通過比較被耦合到輸送光纖的光的量或光譜與由收集光纖返回的光的量或光譜并基于預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識來實現(xiàn)。如上所述，這有利地得到可靠的校準(zhǔn)流程，這是因為對每個校準(zhǔn)流程使用遮光器的相同的內(nèi)表面。校準(zhǔn)波長區(qū)間可以在紫外、可見或紅外光譜范圍內(nèi)，并期望在由第二組的一根或多根光纖傳輸?shù)牟ㄩL的光譜內(nèi)。校準(zhǔn)波長區(qū)間可以是單寬帶的光學(xué)波長，例如從300nm到2000nm、從400nm到1700nm或者從400nm到800nm；或者具有例如100nm或50nm或10nm的波長區(qū)間的一個或多個窄帶。單個寬帶準(zhǔn)許在寬范圍的波長上執(zhí)行校準(zhǔn)，而窄帶可以僅在特定窄組的波長內(nèi)提供預(yù)訂的光學(xué)特性標(biāo)識。

可以通過散射表面來提供漫反射光譜。適合的散射表面的范例包括聚四氟乙烯、PTFE、毛玻璃、或者粗糙的塑料表面。優(yōu)選地，所述表面提供Lambertian反射剖面。用于提供漫反射光譜的適合的可商業(yè)獲得的材料(包括PTFE)在美國專利NO.4912720中得以描述，并以Labsphere,Inc.(North Sutton，N.H)的商標(biāo)SPECTRALON售賣。該材料已知提供優(yōu)良的漫反射光譜，利用其能夠進行期望的光學(xué)路徑校準(zhǔn)。對于Spectralon和PTFE兩者，應(yīng)當(dāng)使用優(yōu)選為5mm或更厚的層來提供可重復(fù)的漫反射測量。

可以通過拋光表面(例如，拋光的金屬層(如鉻、銀或金層)或拋光的塑料或玻璃表面)提供鏡面反射光譜。例如，BK7玻璃已知跨可見波長范圍的實質(zhì)部分具有大約4％反射率。多層光學(xué)涂層也可以用于生成期望的鏡面反射光譜。多層涂層還可以被設(shè)計為具有在單個寬帶內(nèi)或在一個或多個更窄帶處的預(yù)定反射率。在一個范例實施方式中，多層光學(xué)涂層可以被設(shè)計為具有例如對紅色波長的50％的特定反射率，以及例如對綠色波長的10％的另一特定反射率。這樣，可以提供校準(zhǔn)光學(xué)表面，其在光學(xué)檢測器的動態(tài)范圍內(nèi)的不同點處測試光譜的不同部分。由納米壓印平板印刷過程形成的涂層也適合于提供期望的鏡面反射光譜。

拉曼散射光譜在許多材料中是固有的，并且對于特定的材料是唯一的。粉末涂層可以用于提供增強的具有較大反射信號的拉曼散射光譜?？梢酝ㄟ^使用激光源輻照表面(例如，遮光器的內(nèi)表面)并收集光學(xué)檢測器上的散射光來檢測拉曼散射光譜。波長接近光源波長的散射光通常指示瑞利散射并被濾除掉。

可以通過在遮光器的內(nèi)表面上包括熒光材料層而提供熒光發(fā)射光譜。備選地，遮光器可以由并入有熒光染料的塑料形成。熒光發(fā)射光譜尤其適合于在熒光應(yīng)用中校準(zhǔn)光學(xué)路徑。

預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識還可以用于確定遮光器是處于打開狀態(tài)還是閉合狀態(tài)。參考圖1，這可以通過比較當(dāng)?shù)诙M103內(nèi)的輸送光纖被插入到第二端口107時被耦合到第二組103內(nèi)的輸送光纖上的光的量或光譜與在第二組103內(nèi)的收集光纖所返回的光的量或光譜來實現(xiàn)。當(dāng)遮光器出于閉合狀態(tài)時，將檢測到基于預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識的可預(yù)測信號，而對該可預(yù)測信號的任意偏差指示遮光器處于打開狀態(tài)。這隨后可以用作自動校準(zhǔn)流程的部分，其中，計算機運行的方法例程被配置為利用處于閉合狀態(tài)的遮光器來執(zhí)行校準(zhǔn)流程，并且被配置為當(dāng)遮光器處于打開狀態(tài)時執(zhí)行光學(xué)信號測量流程。在一個范例配置中，遮光器的內(nèi)表面可以具有針對紅色光學(xué)波長的預(yù)定反射率值。因此，可以通利用光學(xué)檢測器或光譜儀測量由收集光纖返回的信號來確定閉合狀態(tài)，當(dāng)紅色光學(xué)波長的反射率對應(yīng)于根據(jù)預(yù)定的反射值所預(yù)期的反射率時，確認閉合狀態(tài)?？梢酝ㄟ^使用遮光器的內(nèi)表面上的熒光或漫反射涂層來實現(xiàn)相同的效果。

預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識還可以與連接器的特定類型相關(guān)聯(lián)。因此通過比較被耦合到輸送光纖中的光的量或光譜與收集光纖所返回的光的量或光譜，并基于預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識，可以確定被連接到光纖的連接器的特定類型。在一個配置中，這可以通過確保遮光器的內(nèi)表面在例如紅色和綠色光學(xué)波長處具有預(yù)定的反射率來實現(xiàn)，紅色反射率與綠色反射率的特定比率指示特定的連接器類型。因此，光學(xué)檢測器或光學(xué)分析器(例如，光譜儀)可以用于分析返回的光，以便確定從每個都具有相關(guān)聯(lián)的預(yù)定反射率的多個光學(xué)連接器選擇出的哪個具體的連接器被連接到光纖上。

同樣地，預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識還可以與特定類型的第一組的一根或多根光纖相關(guān)聯(lián)。通過布置第一組的一根或多根光纖的配合表面的至少部分、或者支撐第一組的套圈的配合表面，具有如上所述的預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識，預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識與特定類型的套圈或特定類型的第一組的一根或多根光纖相關(guān)聯(lián)，能夠使用相同的技術(shù)來識別多個第一組光纖中的哪個第一組被插入到連接器中。這能夠通過如上所述在將第一組插入到第一端口中期間測量或分析返回的光來實現(xiàn)。

優(yōu)選地，在圖1中的光纖連接器101的主體104和遮光器105兩者對于至少第一校準(zhǔn)波長區(qū)間內(nèi)的光學(xué)波長是不透明的。此外，遮光器105優(yōu)選阻擋處于閉合狀態(tài)110的第一端口106，以形成在第一端口106與腔108之間的不透光屏障。因此，提供適合于為在第二組103內(nèi)的光纖占據(jù)第二端口107時與第二組103內(nèi)的光纖進行光學(xué)通信的光學(xué)連接器執(zhí)行檢測器暗電流校準(zhǔn)流程的連接器。執(zhí)行檢測器暗電流校準(zhǔn)的能力在光學(xué)測試和校準(zhǔn)儀器中是有利的，這是因為其允許由檢測器暗電流生成的基線偏置信號被從測量出的光學(xué)信號中減去。這尤其應(yīng)用在光譜組織感測應(yīng)用中，準(zhǔn)許基線暗光譜被從隨后測量出的光譜減去，從而改善組織類型的后續(xù)分析。主體和遮光器的適合材料包括塑料和金屬。

圖2圖示了具有遮光器205的光纖連接器201的立體視圖。光纖連接器201具有由第一端口206和第二端口(未示出)共享的公共軸線209。遮光器205被示為處于閉合狀態(tài)。連接器201可以用于第一組的兩根光纖202a、202b中的光纖202a與第二組的兩根光纖203a、203b中的對應(yīng)光纖203a之間進行光學(xué)通信。光纖202b和203b同樣可以與光纖連接器201連接。

圖3圖示了具有處于打開狀態(tài)的遮光器305的光纖連接器，其中，第一組的一根或多根光纖302被容納于連接器的第一端口306內(nèi)，并且第二組的一根或多根光纖303被容納于連接器的第二端口307內(nèi)。第一端口306和第二端口307共享公共軸線309。這樣，在第一組302和第二組303中的對應(yīng)光纖之間形成光學(xué)路徑。在圖3中，對應(yīng)光纖的耦合面被示為是接觸的，然而，在一些配置中，可以預(yù)期具有氣隙或正透鏡(例如，球透鏡)的單獨的對應(yīng)光纖，以便放寬針對光纖的對準(zhǔn)公差要求。

圖4圖示了光纖連接器401，其具有機械阻抗器件414，所述機械阻抗器件414被配置為提供恢復(fù)力以抵消遮光器從閉合狀態(tài)向打開狀態(tài)的移動。因此，在缺少任何額外力的情況下，遮光器被保持在閉合狀態(tài)。圖4A圖示了具有處于打開狀態(tài)的遮光器的光纖連接器，其中，第一組光纖被容納于連接器的第一端口內(nèi)，并且第二組光纖被容納于連接器的第二端口內(nèi)，連同機械阻抗器件414a一起，所述機械阻抗器件414a被配置為提供恢復(fù)力以抵消遮光器從閉合狀態(tài)向打開狀態(tài)的移動。機械阻抗器件414、414a與圖4、圖4A中的遮光器和主體機械連通。機械阻抗器件例如可以是彈簧、壓縮構(gòu)件(例如，橡膠棒、松緊帶或橡皮筋、彈性可變型葉片)或者事實上被配置為提供恢復(fù)力的任何可變形的構(gòu)件，機械阻抗器件被配置為向遮光器提供恢復(fù)力以防止遮光器在閉合狀態(tài)與打開狀態(tài)之間的移動。這樣，機械阻抗器件確保當(dāng)?shù)谝欢丝谖幢徽紦?jù)時遮光器可靠地保持在閉合狀態(tài)中。這進一步改善了遮光器防止進入碎片的可靠性，并且可靠地在光學(xué)校準(zhǔn)流程期間將遮光器保持在期望的閉合狀態(tài)中。

圖5圖示了具有碎片收集區(qū)515的光纖連接器501。圖5A圖示了具有碎片收集區(qū)515a的光纖連接器，其中，連接器具有被容納于連接器的第一端口506a內(nèi)的第一組光纖502a以及被容納于連接器的第二端口507a內(nèi)的第二組光纖503a。碎片收集區(qū)515、515a分別在腔508、508a內(nèi)，并由粘滯表面或靜電帶電表面形成。有利地，進入到腔內(nèi)的任何灰塵或沙?；蛭⒘Ｔ谒槠占瘏^(qū)(在所述碎片收集區(qū)，所述灰塵或沙?；蛭⒘１还潭?被捕獲。因此改善了連接器的壽命，這是因為防止碎片磨損由連接器配合的光纖的光配合表面。尤其地，這樣改善了連接器配合周期的次數(shù)。

圖6圖示了光纖連接器601，其具有用于將第一組602的一根或多根光纖保留在連接器601的第一端口606中的第一保留器件616，以及用于將第二組603光纖保留在連接器601的第二端口607中的第二保留器件618。遮光器605處于閉合狀態(tài)610。圖6A圖示了具有第一保留器件和第二保留器件的光纖連接器，其中，連接器具有被容納于連接器的第一端口內(nèi)的第一組光纖，以及被容納于連接器的第二端口內(nèi)的第二組光纖。遮光器處于打開狀態(tài)611a。雖然示出的示范性保留器件為搭扣連接保留器件，但是其可以備選地通過例如摩擦適配、螺紋或卡口適配來提供。

圖7圖示了光纖連接器布置720，其包括光纖連接器以及被容納于連接器的第二端口707內(nèi)的第二組光纖703，其中，連接器的遮光器705處于閉合狀態(tài)710。在圖7中，第二組的一根或多根光纖703被容納于第二端口707內(nèi)，使得當(dāng)由第二組703中的一根或多根光纖發(fā)射到腔708中的輸送光721入射到處于閉合狀態(tài)710的遮光器705的內(nèi)表面712上時，伴隨所發(fā)射的輸送光而由遮光器705的內(nèi)表面712散射或反射或發(fā)射的返回的光722至少部分地被第二組703中的一根或多根光纖所收集。這種布置可以有利地用于校準(zhǔn)在第二組703中的一根或多根光纖的光學(xué)路徑的傳輸。這種布置還可以用于通過將主體704和遮光器705布置為對在至少第一校準(zhǔn)波長區(qū)間內(nèi)的光學(xué)波長不透明并且通過將遮光器705布置為阻擋處于閉合狀態(tài)710的第一端口706以形成在第一端口706與腔708之間的不透光屏障來執(zhí)行被連接到在第二組703的光纖內(nèi)的光纖的光學(xué)檢測器的暗校準(zhǔn)。

圖8圖示了光纖連接器布置828，其包括光纖連接器、被容納于連接器的第二端口807內(nèi)的第二組803光纖、光源829以及光譜儀830，其中，連接器的遮光器805處于閉合狀態(tài)810。第二組803包括第二組輸送光纖831和第二組返回光纖832。此外，第二組輸送光纖831與光源829進行光學(xué)通信，并且第二組返回光纖832與光譜儀830進行光學(xué)通信。遮光器805處于閉合狀態(tài)810，使得第二組輸送光纖831和第二組返回光纖832形成光源829與光譜儀830之間的包括遮光器805的內(nèi)表面812的光學(xué)路徑。因此，遮光器的內(nèi)表面面向第二組輸送光纖831和第二組返回光纖832兩者的遠端。因此，該布置定義了這樣的配置：在該配置中，遮光器的內(nèi)表面可以用作光學(xué)參考表面，利用該表面，基于內(nèi)表面的光學(xué)屬性，校準(zhǔn)第二組輸送光纖和第二組返回光纖的光學(xué)傳輸。適合的光譜儀包括光柵、基于棱鏡的或基于干涉儀的光譜儀(例如，傅里葉變換紅外光譜)，以及基于波長的不對光學(xué)閱讀進行區(qū)分并且因此生成指示跨光譜的部分的總能量的信號的光學(xué)檢測器。這種光學(xué)檢測器包括固態(tài)半導(dǎo)體檢測器(例如，硅和InGaAs檢測器)以及光電倍增器管(PMT)檢測器。合適的光源包括固態(tài)源(例如，LED和激光)以及基于燈絲的燈和放電燈，其中的許多可用于生成在UV、可見和紅外光譜內(nèi)的光學(xué)信號。

如上所述，使用該布置以利用第二組返回光纖收集信號的最小條件是遮光器具有非零反射率。由于幾乎所有的實際材料都滿足該要求，因此遮光器可以在對內(nèi)表面不具有特殊要求的情況下執(zhí)行期望的光學(xué)校準(zhǔn)。優(yōu)選地，內(nèi)表面的反射率在至少第一校準(zhǔn)波長區(qū)間內(nèi)的預(yù)定波長處超過1％、或超過10％、或超過50％。如上有關(guān)于本發(fā)明的其它方面所述，遮光器的內(nèi)表面可以備選地在至少第一校準(zhǔn)波長區(qū)間內(nèi)具有預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識，其中，預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識是從以下的組中選擇的：漫反射光譜、鏡面反射光譜、拉曼散射光譜、熒光發(fā)射光譜。這種備選可以用于改善光學(xué)校準(zhǔn)的性能。如上所述，可以基于遮光器的內(nèi)表面的預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識，通過從光源829經(jīng)由第二組輸送光纖831將光輸送到遮光器的內(nèi)表面812，并且通過測量由第二組返回光纖832與光譜儀830(或者替代光譜儀830的光學(xué)檢測器)收集的來自遮光器的內(nèi)表面的光，并且通過基于預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識比較收集到的光與期望的光，來確定遮光器的打開狀態(tài)和閉合狀態(tài)以及特定類型的檢測器的存在。可以同樣地使用該配置，如上所述通過使特定的光學(xué)特性標(biāo)識與套圈或第一組光纖相關(guān)聯(lián)，來確定被插入到第一端口中的特定類型的第一組的一根或多根光纖。

圖9圖示了光纖連接器布置923，其包括光纖連接器、被容納于連接器的第二端口907內(nèi)的第二組光纖903、以及被容納于連接器的第一端口906內(nèi)的第一組光纖902，其中，連接器的遮光器處于打開狀態(tài)911。第一組902被容納于第一端口906內(nèi)，使得第一組至少部分地填充腔908。此外，第一組相對第二組被布置，使得第一組902中的每根光纖(924、925)與第二組903中的一根或多根對應(yīng)光纖(926、927)進行光學(xué)通信。第一組和第二組中的對應(yīng)的光纖可以被配合，使得其端面在所謂的對頭耦合布置中接觸，并且還任選地通過沿著每根光纖的軸線施加相反的軸向力而軸向地被按壓在一起，以確保實現(xiàn)可靠的配合。備選地，光纖的端面可以通過氣隙或正透鏡被分離，這兩者都有助于減少傳輸中由光纖核心的未對準(zhǔn)引起的變化。在該配置中，通過在沿著公共軸線的方向向遮光器的外表面施加力而能打開遮光器，所述遮光器允許連接器在閉合狀態(tài)與連接狀態(tài)之間快速轉(zhuǎn)換。在所述閉合狀態(tài)下，防止灰塵或光進入連接器或者能夠執(zhí)行光學(xué)校準(zhǔn)或暗測量；在所述連接狀態(tài)下，實現(xiàn)第一組和第二組中的對應(yīng)光纖之間的光學(xué)通信。有利地，能夠由用戶用一只手來執(zhí)行該簡單轉(zhuǎn)換，而不需要單獨的校準(zhǔn)表面，從而改善了在校準(zhǔn)流程期間的工作流。

圖10圖示了光纖連接器布置1033，其包括光纖連接器、被容納于連接器的第二端口1007內(nèi)的第二組光纖1003、被容納于連接器的第一端口1006內(nèi)的第一組光纖1002、光源1029、光譜儀1030以及光學(xué)探頭1034，其中，連接器的遮光器處于打開狀態(tài)1011。第一組的一根或多根光纖1002至少部分地填充腔1008。此外，第一組的一根或多根光纖相對第二組被布置，使得第一組1002中的每根光纖與第二組1003中的一根或多根對應(yīng)光纖進行光學(xué)通信。第一組1002包括第一組輸送光纖1035和第一組返回光纖1036，并且第二組1003包括第二組輸送光纖1031和第二組返回光纖1032。第一組輸送光纖和第一組返回光纖中的每個具有位于光學(xué)探頭1034的遠端1037處的遠端。此外，第二組輸送光纖1031和第一組輸送光纖1035形成光源1029與光學(xué)探頭1034的遠端1037之間的光學(xué)路徑。而且，第一組返回光纖1036和第二組返回光纖1032形成光學(xué)探頭1034的遠端1037與光譜儀1030之間的光學(xué)路徑。所述布置可以用于在光學(xué)探頭的遠端處執(zhí)行光學(xué)測量。光學(xué)探頭可以是任意的光學(xué)探頭，例如，用于檢查表面的材料屬性或測量表面的光學(xué)屬性的探頭。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的合適的光學(xué)探頭的范例包括針、切割工具(例如，手術(shù)刀)、組織結(jié)合工具。雖然在圖10中圖示了兩根單獨的光纖以用于執(zhí)行從光源輸送和返回的光，但是這些功能可以備選地被組合到單根光纖中，或者其功能可以跨多根光纖而被分布。

參考圖10，在優(yōu)選配置中，第二組輸送光纖1031與第一組輸送光纖1035具有相同的核心直徑和數(shù)值孔徑，并且第二組返回光纖1032與第一組返回光纖1036具有相同的核心直徑和數(shù)值孔徑。然而，通過將以下中的至少一個布置為真，第一組1003與第二組1002之間的對準(zhǔn)公差被放寬：i)第二組輸送光纖(1031)的數(shù)值孔徑(NA2D)超過第一組輸送光纖(1035)的數(shù)值孔徑(NA1D)，或ii)第二組輸送光纖(1031)的核心直徑(D2D)超過第一組輸送光纖(1035)的核心直徑(D1D)，或iii)第二組返回光纖(1032)的數(shù)值孔徑(NA2R)超過第一組返回光纖(1036)的數(shù)值孔徑(NA1R)，或iv)第二組返回光纖(1032)的核心直徑(D2R)超過第一組返回光纖(1036)的核心直徑(D1R)。術(shù)語“超過”在此意指兩個參數(shù)的比率優(yōu)選是1.1或更多，或者1.2或更多，或者1.5或更多。該原理以類似方式應(yīng)用于圖9的布置。

數(shù)值孔徑定義了由光纖發(fā)射的兩個光束的圓錐角以及光纖的敏感度的圓錐角。可以通過調(diào)節(jié)核心的折射率和光纖的包層來調(diào)節(jié)數(shù)值孔徑。通過將在第二組側(cè)上的連接器中的至少一根光纖的圓錐角布置為超過在與其通信的第一組側(cè)上的對應(yīng)光纖的圓錐角，放寬第一組相對第二組的對準(zhǔn)公差。這有利地準(zhǔn)許在第一組側(cè)上的連接器側(cè)上使用更便宜的材料，例如，塑料，從而使得連接器的這一側(cè)更適合于用作一次性部分。同樣地，通過將在第二組輸送光纖或返回光纖的核心直徑布置為分別超過在第一組輸送光纖或返回光纖的核心直徑，放寬對準(zhǔn)公差。該布置不限于在特定領(lǐng)域使用，并且可以用于任何的光學(xué)互連領(lǐng)域(例如，電信)，以及光學(xué)測試和測量領(lǐng)域。連接第一組的一個范例裝置是光學(xué)探頭，其中，光學(xué)探頭可以被直接連接到第一組的一根或多根光纖，以促進其與第一組一起處理，而可重新使用的裝置(例如，測量控制臺)可以被連接到第二組的一根或多根光纖。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的合適的光學(xué)探頭的范例包括針、切割工具(例如，手術(shù)刀)、組織結(jié)合工具。

現(xiàn)在關(guān)于上述光纖連接器和連接器布置公開各種方法和計算機程序產(chǎn)品。

公開了校準(zhǔn)光纖的方法，該方法包括以下步驟：在圖8的光纖連接器布置中利用光譜儀測量參考光譜(S1)；在圖10的光纖連接器中利用光譜儀測量信號光譜(S2)；以及在由光譜儀檢測到的光學(xué)范圍內(nèi)的一個或多個光學(xué)波長處，基于i)參考光譜(S1)與信號光譜(S2)之間的差，或ii)參考光譜(S1)與信號光譜(S2)之間的比率，來計算經(jīng)調(diào)節(jié)的光譜(S3)。該方法因此有利地用于使用遮光器的內(nèi)表面作為光學(xué)參考表面來校準(zhǔn)第一組的一根或多根光纖的光學(xué)路徑，并且用于校正利用光學(xué)探頭測量的后續(xù)測量出的信號光譜。該方法例如可以用于校準(zhǔn)光學(xué)路徑的傳輸。

公開了另一計算機程序或計算機程序產(chǎn)品。這包括這樣的指令：所述指令當(dāng)在計算機上被運行時令計算機基于遮光器的內(nèi)表面的預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識來確定在圖9或圖10的光纖連接器布置中的遮光器是處于打開狀態(tài)還是處于閉合狀態(tài)。所述計算機程序或計算機程序產(chǎn)品可以比較檢測到的光譜與和特定遮光器類型相關(guān)聯(lián)的光譜的查找表，以便確定連接器處于打開狀態(tài)還是處于閉合狀態(tài)，或者確定連接器的類型。

公開了另一計算機程序或計算機程序產(chǎn)品。這包括這樣的指令：所述指令當(dāng)在計算機上被運行時令計算機基于第一組的一根或多根光纖的配合表面的或者支撐第一組的一根或多根光纖的套圈的配合表面的預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識從多種類型的與預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識相關(guān)聯(lián)的第一組的一根或多根光纖中確定哪種類型的第一組的一根或多根光纖在光纖連接器的腔中。查找表可以存儲每類第一組的一根或多根光纖與其預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識之間的關(guān)聯(lián)性?？梢栽诖_定過程期間查閱查找表。所述計算機程序或計算機程序產(chǎn)品可以與圖9或圖10的布置一起使用。

公開了另一計算機程序或計算機程序產(chǎn)品。這包括這樣的指令：所述指令當(dāng)在計算機上被運行時令計算機生成以下中的任一項：i)利用圖8的光纖連接器布置生成的參考光譜S1，或者ii)利用圖10的光纖連接器布置中的光譜儀生成信號光譜S2。所述計算機程序或計算機程序產(chǎn)品因此準(zhǔn)許基于遮光器的閉合狀態(tài)或打開狀態(tài)來自動采集光譜。對光譜的后續(xù)分析可以用于解讀光學(xué)探頭的遠端處的材料的類型或本質(zhì)，或者用于基于參考光譜校正信號光譜。

公開了另一計算機程序或計算機程序產(chǎn)品。這包括這樣的指令：所述指令當(dāng)在計算機上被運行時令計算機執(zhí)行以下步驟：基于遮光器的內(nèi)表面的預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識來識別圖8的光學(xué)連接器布置的遮光器是否處于閉合狀態(tài)；當(dāng)遮光器處于閉合狀態(tài)時，利用在圖8的光纖連接器布置中的光譜儀來測量參考光譜(S1)；基于遮光器的內(nèi)表面的預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識來識別圖10的光學(xué)連接器布置的遮光器是否處于打開狀態(tài)；并且當(dāng)遮光器處于打開狀態(tài)時，利用在圖10的光纖連接器布置中的光譜儀來測量信號光譜(S2)；并且在由光譜儀檢測到的光譜范圍內(nèi)的一個或多個光學(xué)波長處，基于i)參考光譜(S1)與信號光譜(S2)之間的差，或ii)參考光譜(S1)與信號光譜(S2)之間的比率，來計算經(jīng)調(diào)節(jié)的光譜(S3)；其中，上述步驟中的每個關(guān)于相同的光纖連接器而被執(zhí)行。所述計算機程序或計算機程序產(chǎn)品因此可以有利地基于遮光器的閉合狀態(tài)或打開狀態(tài)來自動測量參考光譜和信號光譜，并且用于使用參考光譜來重新計算信號光譜，從而改善測量出的光譜的準(zhǔn)確性。有利地，工作流被改善，這是因為操作者僅僅需要從連接器移除第一組的一根或多根光纖以便執(zhí)行校準(zhǔn)，并且連接第一組以執(zhí)行信號測量。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了具有對應(yīng)的對準(zhǔn)孔的光纖連接器的各種配置，其促進以改善的重復(fù)性配合光纖連接器。

圖11圖示了用于支撐一組一根或多根光纖1103的套圈1103’的實施例。所述套圈可以用于支撐光纖，使得它們可以被插入到圖1中的光纖連接器的第一端口106或第二端口107中。例如，可以由模制塑料形成套圈1103’。例如可以利用環(huán)氧樹脂或其它粘合劑將光纖緊固到套圈中。套圈1103’包括任選的彈簧部分1139，所述彈簧部分1139在被按壓時提供沿著套圈的軸的軸向力，以便維持鄰接套圈之間的良好接觸。軸向彈簧部分1139例如可以被模制成套圈本身，或者由單獨的彈簧提供。套圈1103’包括任選的對準(zhǔn)孔1138，所述對準(zhǔn)孔1138與在對應(yīng)套圈中的補充對準(zhǔn)銷配合，使得在圖1的光纖連接器101內(nèi)形成光學(xué)互連。這些對準(zhǔn)特征改善了在配合時對應(yīng)光纖的對準(zhǔn)準(zhǔn)確性。在圖11中示出了兩個相同的對準(zhǔn)特征；然而，所述對準(zhǔn)特征可能具有不同的形狀，或者被定位在距套圈的中心線的不同距離處，以便確保連接器只能在一個取向上連接到配合部分。

圖12圖示了具有套圈殼體1240的套圈1203’的另一實施例。圖12的套圈可以用于與圖11的套圈配合。任選的套圈殼體1240包括套圈殼體部分，所述套圈殼體部分延伸超過光纖的端面，以便在經(jīng)由圖1中的光纖連接器的遮光器被插入到第一端口中時保護它們。圖12中的殼體2140包括任選的防護物1241，所述防護物1241用于改善握緊并呈現(xiàn)對握持套圈1203’的戴手套的手與握持對應(yīng)套圈1203’的戴手套的手之間的接觸的物理屏障，從而減小兩個套圈之間的醫(yī)學(xué)污染的風(fēng)險。

圖13圖示了光纖連接器組件，其包括光纖連接器1301、第一組的一根或多根光纖1302和第二組的第一根或多根光纖1303。連接器1301包括遮光器1305，所述遮光器1305經(jīng)由鉸鏈1342被安裝到連接器的主體上。遮光器1305的內(nèi)表面包括白參考表面1312，所述白參考表面1312用于校準(zhǔn)被容納于第二端口1307內(nèi)的第一組光纖1302。套圈1303’、1303a’分別支撐第二組和第一組中的光纖，并且軸向彈簧部分1339提供軸向力以維持對應(yīng)的光纖的配合表面之間的良好接觸。由搭扣動作卡鉤1319提供的任選的第二保留器件經(jīng)由卡鉤桿1319a被可釋放地緊固，并且用于臨時將第一組光纖1302的殼體1340連接到第二組1303，以便實現(xiàn)它們之間的有效的光學(xué)通信。任選的應(yīng)力消除件1343在光纖離開第二端口1307時消除光纖上的應(yīng)力。因此，在圖13中圖示的布置能夠用于將一根或多根光纖連接到一起。

圖14圖示了另一光纖連接器組件，其包括光纖連接器1401和第二組的第一根或多根光纖1403。也示出了任選的對準(zhǔn)銷1438a、任選的軸向彈簧1439、任選的應(yīng)力消除件1443、任選的搭扣動作卡鉤1419以及卡鉤釋放桿1419a。連接器1401的遮光器1405處于閉合狀態(tài)，使得白參考表面1412位于與第一端口和第二端口共享的公共軸線1409橫向相交的平面中。圖14的布置因此可以用于通過使得一根或多根這樣的光纖將光發(fā)射到腔1408中來校準(zhǔn)第二組的一根或多根光纖1403的光學(xué)傳輸，伴隨白參考表面1412的定向，所述光中的一些將被散射回到第二組的一根或多根光纖1403中。因此，通過比較被插入到輸送光纖的光的功率或光譜與返回光纖所收集到的光的功率或光譜來確定第二組的一根或多根光纖的傳輸。

任選地，可以通過彈簧來閉合遮光器，以便在連接器內(nèi)形成不透光的圍繞物，并且從而準(zhǔn)許暗光譜或暗電流測量。在一個范例實施方式中，由Spectralon形成光學(xué)參考表面，并且所述光學(xué)參考表面具有5mm的厚度，以提供可再生且準(zhǔn)確的白參考表面。遮光器的內(nèi)表面可以備選地包括具有如上所述的預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識的光學(xué)參考表面。任選地，遮光器被配置為是打開的，使得當(dāng)其被完全打開時，在光學(xué)參考表面與面向遮光器的光學(xué)連接器的鄰近內(nèi)壁之間存在氣隙，使得在被打開時不會損壞光學(xué)參考表面。通過提供具有遮光器的光纖連接器，在本發(fā)明中改善了工作流，所述遮光器在閉合時提供光密閉的環(huán)境，在該環(huán)境中當(dāng)光源被關(guān)閉時能夠執(zhí)行暗參考測量，并且所述遮光器在光源被打開時能夠用于白參考測量。這促進了自動白參考校準(zhǔn)以及自動確認何時將特定的光纜連接到光學(xué)路徑。通過將光學(xué)參考表面集成到連接器中，改善了工作流，這是因為校準(zhǔn)流程不要求單獨的光學(xué)參考部件。此外，通過針對每個校準(zhǔn)流程重新使用相同的光學(xué)參考表面，可以實現(xiàn)更可靠的光學(xué)校準(zhǔn)。連接器中的光纖的配合配置的任選的不對稱設(shè)計防止光學(xué)探頭的錯誤連接。通過將白參考集成到連接器中，本發(fā)明改善了工作流；同時通過減少對照明光纖的對準(zhǔn)要求而降低了成本。在一些應(yīng)用中，圖13中的套圈1303’可以是可重新使用的部分，并且由高耐用材料(例如，陶瓷或不銹鋼)形成，而配合套圈1303a’可以被連接到一次性光學(xué)探頭(例如，光子針)，一次性套圈1303a’由塑料套圈形成，以便改善持久性并減少連接器的一次性部分的成本。一般，連接器的主要成本驅(qū)動中的一項是需要達到的公差，以便獲得在連接器處接觸的光纖的光學(xué)面的最優(yōu)對準(zhǔn)。當(dāng)光不再直接從核心插入而是通過包層反射到緩沖器上并然后重新插入到核心時，光纖彼此接觸處的任何同心度誤差將增加衰減并可能導(dǎo)致對光譜傳輸?shù)钠?。在后一種情況下，緩沖器的“顏色”將在連接器的光學(xué)傳輸光譜中變得可見。由于緩沖器的顏色通?？鐜着饫w而不穩(wěn)定，并且由于插入到光中的緩沖器顏色的量取決于與經(jīng)由核心傳輸?shù)墓獾牧肯啾容^的經(jīng)由包層傳輸?shù)墓獾牧?，因此這可能影響傳輸光譜本身。

為了減少光譜不穩(wěn)定性并減少由未對準(zhǔn)引起的衰減，在系統(tǒng)線纜中的照明光纖和檢測光纖可能尺寸過大，其量等于最壞情況下能夠在模制和組裝過程中預(yù)計到的公差。

在照明或輸送光纖中，尺寸過大要求光源將光從第二組輸送光纖傳輸?shù)降谝唤M輸送光纖中，其中，起源的第二組輸送光纖具有較大的直徑。在光學(xué)感測應(yīng)用中使用的普通光源是具有燈絲的鹵素光源。由于鹵鎢光源的燈絲尺寸通常比光纖的直徑大，相對第一組輸送光纖的尺寸增加該第二組輸送光纖的尺寸對插入到第二組輸送光纖中的光的量具有有益的效果。例如，400微米核心直徑的第二組輸送光纖可以這樣使用，以將來自鹵素源的光耦合到較小的200微米核心直徑的第一組輸送光纖。然而，光纖也將光插入到包層中，這是因為系統(tǒng)線纜照明光纖的核心總是與光學(xué)插入光纖的包層完全重疊。

為了防止插入到包層中的光影響照明纖維中的光譜，基于環(huán)氧樹脂的膠水可以任選地用于將連接器粘合到玻璃填充的模制塑料套圈中。假設(shè)環(huán)氧樹脂具有比包層材料和照明纖維的核心更高的折射率，則泄漏到環(huán)氧樹脂中的光將不被引導(dǎo)回光纖。套圈的玻璃填充的塑料散射并吸收在包層與環(huán)氧樹脂之間反射的光。術(shù)語“更高”在這里意指兩個參數(shù)的比率優(yōu)選是1.01或更多，或者1.02或更多，或者1.05或更多。

圖15圖示了在經(jīng)過套圈部分1545的光纖內(nèi)的射線路徑1544。因此在圖15中，射線路徑1544指示從具有折射率n＝1.46的光纖核心1546逸出的光，并且該光在光纖包層1547中行進，并被引導(dǎo)到在其處光衰減的環(huán)氧樹脂層1548。因此，圖15圖示了使用折射率高于包層的環(huán)氧樹脂以將光纖緊固到套圈同時使得光從包層泄漏并因此防止包層光耦合到配合的光纖中的原理。相同的原理也可以用在返回光纖路徑中，以放寬其對準(zhǔn)公差。

圖16圖示了相對處于閉合狀態(tài)的遮光器1605的內(nèi)表面1612的光纖組件1603，其中，第二組輸送光纖1631具有輸送光纖視場FOV_D，所述輸送光纖視場FOV_D與在遮光器1605的內(nèi)表面1612上的返回光纖1632的視場FOV_R重疊。圖16更詳細地圖示了在圖1的第二組103中的光纖的相對取向，尤其示出了當(dāng)遮光器處于閉合狀態(tài)時這些光纖的視場的重疊。光纖的視場主要由每根光纖的數(shù)值孔徑確定，但是額外的光學(xué)部件(例如，透鏡或光束中止器)可以被定位在第二組中的任何光纖的光學(xué)路徑中，以便進一步控制視場。輸送光纖1631的視場FOV_D與返回光纖1632的視場FOV_R視場之間的重疊確保了伴隨從輸送光纖1631發(fā)射的輸送光而由遮光器1605的內(nèi)表面1612散射或反射或發(fā)射的返回的光1622中的至少部分被第二組返回光纖1632所收集。換言之，來自輸送光纖的由遮光器的內(nèi)表面反射或散射的輻射(即，UV、可見或紅外光)，或者由在遮光器的內(nèi)表面上的熒光材料層發(fā)射的熒光發(fā)射光，因此被返回光纖1632收集。優(yōu)選地，遮光器的內(nèi)表面上的FOV_D與FOV_R之間存在本質(zhì)上的重疊，也就是說，當(dāng)遮光器處于閉合狀態(tài)時在與遮光器的內(nèi)表面一致的平面上，以便優(yōu)化由返回光纖1632收集的光的量。這樣做，遮光器的內(nèi)表面可以用于校準(zhǔn)和第二組輸送光纖1631進行通信的光源與和第二組返回光纖1632進行光學(xué)通信的光學(xué)檢測器之間的光學(xué)路徑。優(yōu)選地，F(xiàn)OV_D與FOV_R之間的重疊是這樣的：由輸送光纖1631發(fā)射的功率的10％或更多、或者20％或更多、或者50％或更多、或者75％或更多、或者90％或更多落入到遮光器的內(nèi)表面1612上的第二組返回光纖1632的功率敏感剖面的半高全寬(FWHM)的空間范圍內(nèi)?？梢酝ㄟ^圖16中的光纖1631、1632的橫向分離來控制重疊。在圖16中，光纖1631和1632鄰近彼此并且彼此接觸，以便實現(xiàn)各自視場的高度重疊。在另一配置中，光纖可以具有增加的橫向間距，以便提供更多的設(shè)計自由度，同時確保由光纖1631發(fā)射的大部分光被返回光纖1632所收集。圖17是一種具有增加的橫向間距的這樣的配置。在圖中未示出的另一配置中，光纖可以相互定向，使得每根光纖的光軸的投影在遮光器的內(nèi)表面上相交，以便改善輸送光纖1631與返回光纖1632之間耦合的光的量。

圖17圖示了相對處于閉合狀態(tài)的遮光器1705的內(nèi)表面1712的光纖組件1703，其中，光束轉(zhuǎn)向器1753被定位在第二組輸送光纖1731與第二組返回光纖1732之間的光學(xué)路徑中。在操作中，來自光纖1731的輸送光1721入射到遮光器1712的內(nèi)表面上。伴隨所發(fā)射的輸送光而由遮光器1705的內(nèi)表面1712散射或反射或發(fā)射的返回的光1722被光束轉(zhuǎn)向器1753轉(zhuǎn)向到第二組返回光纖1732，使得返回的光中的至少部分被第二組返回光纖1732所收集。這樣做，可以使用光纖之間的較寬分離。這放寬了第二組光纖1703的對準(zhǔn)公差。在備選配置中，可以反轉(zhuǎn)光纖的部分，由此入射光1731可以首先入射在光束轉(zhuǎn)向器上。光束轉(zhuǎn)向器1753例如可以是平面、凸曲面或凹曲面，并可以額外地是鏡面表面、鏡面反射表面、散射表面或棱鏡。這可以用于控制或改善伴隨所發(fā)射的輸送光而由第二組返回光纖1732收集的光的量。此外，額外的光束轉(zhuǎn)向器可以例如用在遮光器的內(nèi)表面中內(nèi)表面部分1712與光束轉(zhuǎn)向器1753之間的部分上，以進一步控制或改善伴隨所發(fā)射的輸送光而由第二組返回光纖1732收集到的光的量。內(nèi)表面1712可以具有預(yù)定的光譜特性標(biāo)識，并且可以例如是白參考表面，其中，遮光器的內(nèi)表面可以由以下形成或包括以下的層：PTFE、硫酸鋇、或二氧化鈦，或者內(nèi)表面可以是波長校準(zhǔn)表面。如圖16一樣，圖17的實施例可以同樣地用于校準(zhǔn)和輸送光纖1631進行通信的光源與和第二組返回光纖1632進行光學(xué)通信的光學(xué)檢測器之間的光學(xué)路徑。

圖18的實施例圖示了由第二組1803中的第二組返回光纖對返回的光1822的收集，其伴隨由第二組1803中的輸送光纖所發(fā)射的輸送光而由遮光器1805的內(nèi)表面1812散射或反射或發(fā)射。

圖19的實施例圖示了在被容納于光纖連接器組件的第一端口1906內(nèi)的第一組光纖1902中的光纖1924和1925與在第二組光纖1903中的對應(yīng)的光纖1926和1927之間的光學(xué)連接，其中，光纖連接器組件的遮光器處于打開狀態(tài)1911。

圖20的實施例可以用于以有關(guān)于圖8描述的相同方式來執(zhí)行光源2029與光譜儀2030之間的光纖路徑的光學(xué)校準(zhǔn)。

圖21圖示了可以用于執(zhí)行光源的波長校準(zhǔn)的遮光器的內(nèi)表面的示范性預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識。預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識可以是在遍及該申請所使用的遮光器的內(nèi)表面的屬性，示范性地，在圖10和圖20的配置中，其中，預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識2150的特性波峰或波谷2151提供參考波長，相對該參考波長校準(zhǔn)光源1029、2029或光學(xué)檢測器1030、2030。在圖21的范例中，預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識是漫反射光譜，并且通過由Labsphere(North Sutton NH，USA)供應(yīng)的摻雜氧化鏑的波長校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)來提供該光譜?？梢詡溥x地使用其它波長校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，例如，熒光發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)或反射標(biāo)準(zhǔn)。圖21中的水平軸線表示納米級的波長，并且垂直軸線表示漫反射率。圖21中圖示的漫反射率2150在具有光譜半高全寬Δλ的400nm到1700nm的校準(zhǔn)波長區(qū)間內(nèi)在波長λ₁處具有波谷2151。優(yōu)選地，Δλ小于或等于20nm，更優(yōu)選地，小于或等于10nm或5nm。窄化Δλ的窗口提供了改善的波長校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。校準(zhǔn)波長區(qū)間400nm到1700nm表示傳統(tǒng)光纖的光譜傳輸窗口的有用部分。此外，在波長λ₁處的波谷2151處漫反射率的值R₁與鄰近波峰或波谷的波長λ₂處的參考值R₂處的漫反射率之間的差優(yōu)選大于或等于10％。將R₂與R₁之間的差增加到例如大于或等于20％或者大于或等于50％，進一步提高了波長校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。當(dāng)在圖19的實施例中使用時，圖21的預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識可以用于提供預(yù)定的參考波長，所述預(yù)定的參考波長能夠用于校準(zhǔn)光源或光學(xué)檢測器。

圖22圖示了可以用于校準(zhǔn)光纖的傳輸?shù)恼诠馄鞯膬?nèi)表面的示范性預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識。圖22中的示范性預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識是漫反射光譜，所述漫反射光譜跨波長區(qū)間400nm到1700nm基本恒定。通過提供跨該校準(zhǔn)波長區(qū)間的預(yù)定的或優(yōu)選基本恒定的反射率，使用圖20的配置，預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識可以用于校準(zhǔn)第二組輸送光纖2031和第二組返回光纖2032的光學(xué)傳輸。如上所述，預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識可以例如由PTFE層或?qū)踊蛄蛩徜^層或二氧化鈦層來提供。優(yōu)選地，由遮光器105的內(nèi)表面112所提供的預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識具有在400nm到1700nm的校準(zhǔn)波長區(qū)間內(nèi)的大于或等于90％的平均漫反射值，以及在400nm到1700nm的校準(zhǔn)波長區(qū)間內(nèi)的小于或等于10％的漫反射值的變化ΔR。將漫反射值的變化ΔR窄化到小于或等于5％或者小于或等于1％進一步改善了校準(zhǔn)的精確性。

現(xiàn)在參考多個范例描述本發(fā)明。

第一個范例：一種光纖連接器(101)，用于配合第一組的一根或多根光纖(102)與第二組的一根或多根光纖(103)中的一根或多根對應(yīng)光纖；所述光纖連接器組件包括主體(104)和遮光器(105)；

其中，所述主體(104)具有公共軸線(109)、沿著所述公共軸線(109)布置的腔(108)、用于容納所述第一組的一根或多根光纖(102)的第一端口(106)，以及用于容納所述第二組的一根或多根光纖(103)的第二端口(107)，其中，所述第一端口(106)在所述主體(104)的一端處并沿著所述公共軸線(109)延伸到所述腔(108)中，并且所述第二端口(107)在所述主體(104)的相對端處并沿著所述公共軸線(109)延伸到所述腔(108)中；

其中，所述遮光器(105)能以鉸鏈方式被安裝到所述第一端口；所述遮光器能夠在閉合狀態(tài)(110)與打開狀態(tài)(111)之間選擇性地移動，在所述閉合狀態(tài)下，所述遮光器阻擋所述第一端口并且所述遮光器位于與所述公共軸線橫向相交的平面上，在所述打開狀態(tài)下，所述遮光器位于與所述公共軸線形成銳角的平面上；并且其中，所述遮光器具有在所述腔的最里面的內(nèi)表面(112)，以及相對的外表面(113)；

其中，通過沿著所述公共軸線的方向向所述遮光器的所述外表面施加力(F)，所述遮光器能夠在所述閉合狀態(tài)與所述打開狀態(tài)之間移動。

第二個范例：根據(jù)范例1所述的光纖連接器(101)，其中，所述遮光器(105)能夠在所述閉合狀態(tài)(110)與所述打開狀態(tài)(111)之間移動，使得在打開狀態(tài)(111)下所述遮光器在所述腔內(nèi)。

第三個范例：根據(jù)范例2所述的光纖連接器，還包括機械阻抗器件(414)，所述機械阻抗器件與所述遮光器和所述主體機械連通；其中，所述機械阻抗器件被配置為提供恢復(fù)力，以抵消所述遮光器從所述閉合狀態(tài)向所述打開狀態(tài)的移動。

第四個范例：根據(jù)范例1至3中的任一個所述的光纖連接器，其中，所述主體和所述遮光器兩者對于在至少第一校準(zhǔn)波長區(qū)間內(nèi)的光學(xué)波長是不透明的，并且其中，所述遮光器在所述閉合狀態(tài)下阻擋所述第一端口，以在所述第一端口與所述腔之間形成不透光的屏障；所述不透光的屏障對于在所述第一校準(zhǔn)波長區(qū)間內(nèi)的光學(xué)波長是不透明的。

第五個范例：根據(jù)范例1至4中的任一個所述的光纖連接器，其中，所述遮光器的所述內(nèi)表面具有在至少第一校準(zhǔn)波長區(qū)間內(nèi)的預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識，并且其中，所述預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識是從以下的組中選擇的：漫反射光譜、鏡面反射光譜、拉曼散射光譜、熒光發(fā)射光譜。

第六個范例：根據(jù)范例5所述的光纖連接器，其中，所述遮光器的所述內(nèi)表面由聚四氟乙烯材料形成，并且所述漫反射光譜由所述聚四氟乙烯材料提供。

第七個范例：根據(jù)范例1至6中的任一個所述的光纖連接器，還包括碎片收集區(qū)(515)；其中，所述碎片收集區(qū)被設(shè)置在所述腔內(nèi)并由粘滯表面或靜電帶電表面形成。

第八個范例：一種光纖連接器布置(720)，包括根據(jù)范例1至7中的任一個所述的光纖連接器，以及第二組的一根或多根光纖(703)；

所述第二組的一根或多根光纖被容納于所述第二端口(707)內(nèi)，使得當(dāng)由所述第二組(703)中的一根或多根光纖發(fā)射到所述腔(708)中的輸送光(721)入射到處于所述閉合狀態(tài)(710)的所述遮光器(705)的所述內(nèi)表面(712)上時，伴隨所發(fā)射的輸送光而由所述遮光器的所述內(nèi)表面散射或反射或發(fā)射的返回的光(722)至少部分地由所述第二組(703)中的一根或多根光纖收集。

第九個范例：根據(jù)范例8所述的光纖連接器布置(923)，其中，所述遮光器處于所述打開狀態(tài)(911)，并且所述光纖連接器布置還包括第一組的一根或多根光纖(902)；

其中，所述第一組被容納于所述第一端口(906)內(nèi)，使得所述第一組(902)至少部分地填充所述腔(908)；

所述第一組相對第二組被布置，使得所述第一組(902)中的每根光纖(924、925)與所述第二組(903)中的一根或多根對應(yīng)光纖(926、927)進行光學(xué)通信。

第十個范例：根據(jù)范例8所述的光纖連接器布置(828)，還包括光源(829)和光譜儀(830)；

其中，所述第二組包括第二組輸送光纖(831)和第二組返回光纖(832)；其中，所述第二組輸送光纖(831)與所述光源(829)進行光學(xué)通信，并且其中，所述第二組返回光纖(832)與所述光譜儀(830)進行光學(xué)通信；

并且其中，所述遮光器(805)處于所述閉合狀態(tài)(810)，使得所述第二組輸送光纖(831)與所述第二組返回光纖(832)形成在所述源與所述光譜儀之間的包括所述遮光器(805)的所述內(nèi)表面(812)的光學(xué)路徑。

第十一個范例：根據(jù)范例9所述的光纖連接器布置(1033)，還包括光源(1029)、光譜儀(1030)和光學(xué)探頭(1034)；

其中，所述第一組(1002)包括第一組輸送光纖(1035)和第一組返回光纖(1036)；并且其中，所述第二組(1003)包括第二組輸送光纖(1031)和第二組返回光纖(1032)；

其中，所述第一組輸送光纖(1035)和所述第一組返回光纖(1036)各自都具有位于所述光學(xué)探頭(1034)的遠端(1037)處的遠端；并且其中，所述第二組輸送光纖(1031)和所述第一組輸送光纖(1035)形成在所述光源(1029)與所述光學(xué)探頭(1034)的所述遠端(1037)之間的光學(xué)路徑；

并且其中，所述第一組返回光纖(1036)和所述第二組返回光纖(1032)形成在所述光學(xué)探頭(1034)的所述遠端(1037)與所述光譜儀(1030)之間的光學(xué)路徑。

第十二個范例：根據(jù)范例11所述的光纖連接器布置(1033)，其中，具有以下中的至少一項：

i)所述第二組輸送光纖(1031)的數(shù)值孔徑(NA2D)超過第一組輸送光纖(1035)的數(shù)值孔徑(NA1D)；或

ii)所述第二組輸送光纖(1031)的核心直徑(D2D)超過所述第一組輸送光纖(1035)的核心直徑(D1D)，或

iii)所述第二組返回光纖(1032)的數(shù)值孔徑(NA2R)超過所述第一組返回光纖(1036)的數(shù)值孔徑(NA1R)，或

iv)所述第二組返回光纖(1032)的核心直徑(D2R)超過所述第一組返回光纖(1036)的核心直徑(D1R)。

第十三個范例：一種校準(zhǔn)光纖路徑的方法，包括以下步驟：

利用范例10所述的光纖連接器布置(828)中的光譜儀來測量參考光譜(S1)；

利用范例11所述的光纖連接器布置(1033)中的光譜儀來測量信號光譜(S2)；并且

在由所述光譜儀檢測到的在光譜范圍內(nèi)的一個或多個光學(xué)波長處，基于以下中的任一項來計算經(jīng)調(diào)節(jié)的光譜(S3)：

i)所述參考光譜(S1)與所述信號光譜(S2)之間的差，或

ii)所述參考光譜(S1)與所述信號光譜(S2)之間的比率。

第十四個范例：一種包括指令的計算機程序或計算機程序產(chǎn)品，當(dāng)所述指令在計算機上被運行時令所述計算機進行以下操作：

i)利用根據(jù)范例10所述的光纖連接器布置(828)來生成參考光譜；或

ii)利用根據(jù)范例11所述的光纖連接器布置(1033)中的所述光譜儀來生成信號光譜(S2)。

第十五個范例：一種包括指令的計算機程序或計算機程序產(chǎn)品，當(dāng)所述指令在計算機上被運行時令所述計算機執(zhí)行以下步驟：

基于根據(jù)范例10所述的光纖連接器布置(828)的遮光器的內(nèi)表面的預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識來識別所述遮光器是否處于閉合狀態(tài)；

當(dāng)所述遮光器處于所述閉合狀態(tài)時，利用根據(jù)范例10所述的光纖連接器布置(828)中的所述光譜儀來測量參考光譜(S1)；

基于根據(jù)范例11所述的光纖連接器布置(1033)的遮光器的內(nèi)表面的預(yù)定的光學(xué)特性標(biāo)識來識別所述遮光器是否處于打開狀態(tài)；并且

當(dāng)所述遮光器處于所述打開狀態(tài)時，利用根據(jù)范例11所述的光纖連接器布置(1033)中的所述光譜儀來測量信號光譜(S2)；并且

在由所述光譜儀檢測到的在光譜范圍內(nèi)的一個或多個光學(xué)波長處，基于以下中的任一項來計算經(jīng)調(diào)節(jié)的光譜(S3)：

i)所述參考光譜(S1)與所述信號光譜(S2)之間的差，或

ii)所述參考光譜(S1)與所述信號光譜(S2)之間的比率；

其中，相對同一光纖連接器執(zhí)行上述步驟中的每個步驟。

總而言之，公開了一種光纖連接器，所述光纖連接器用于配合第一組的一根或多根光纖與第二組的一根或多根光纖中的一根或多根對應(yīng)光纖。所述光纖連接器包括遮光器，所述遮光器防止碎片進入連接器，并且提供光學(xué)參考表面，利用所述光學(xué)參考表面來校準(zhǔn)要被插入到所述連接器中的光纖。所述光纖連接器尤其應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，其中，所述光纖連接器可以用于在光子針應(yīng)用中對光纖的互連。

雖然已經(jīng)在附圖和前述說明中詳細圖示和描述了本發(fā)明，但是這種圖示和描述被認為是說明性或示范性的而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實施例，并且能夠用于在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)或外的各種應(yīng)用中的光學(xué)連接光纖。