專利名稱：高精度光纖對(duì)準(zhǔn)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電系統(tǒng)、子系統(tǒng)和元件，更加特別地涉及用于在單纖維或多纖維光纖連接中對(duì)準(zhǔn)光纖的精密公差元件。
背景技術(shù)：
基于光纖的通訊頻道是多種國防和商業(yè)應(yīng)用中的選擇的系統(tǒng)，因?yàn)槠涓咝阅芎托〕叽纭Ｌ貏e地，纖維光學(xué)在長(zhǎng)距離應(yīng)用中有“優(yōu)勢(shì)(proved-in)”，諸如城市對(duì)城市和大陸對(duì)大陸通訊跨接，因?yàn)殡?光-電(E-O-E)轉(zhuǎn)化元件、光纖放大器、以及光纜相對(duì)于使用無需E-O-E的同軸銅質(zhì)電纜的純電學(xué)系統(tǒng)成本較低。這些長(zhǎng)途纖維在終端之間可以有數(shù)百公里。
較短距離的系統(tǒng)在終端之間通常僅有幾十公里的光纖，而超短距(VSR)系統(tǒng)在終端之間僅有幾十米的光纖。盡管用于地鐵、接入和辦公區(qū)域的電信和數(shù)據(jù)通信的光纖連接與長(zhǎng)途連接相比較短，但有大量這類的應(yīng)用。在這些類型應(yīng)用中采用光纖需要的元件數(shù)量很大。在這些短距離系統(tǒng)中，光纖的“優(yōu)勢(shì)”對(duì)于E-O-E終端轉(zhuǎn)化裝置和支持電路，以及連接在終端之間的無源和有源光電裝置和設(shè)備的成本十分敏感。因此，對(duì)于在短距離和VSR系統(tǒng)中具有“優(yōu)勢(shì)”的光電有源和無源系統(tǒng)、子系統(tǒng)和元件，其平均售價(jià)必須降低。平均售價(jià)的降低將幫助促進(jìn)判斷在高速制造技術(shù)上投資所必需的單位容量。
有源和無源光纖元件和連接電纜兩者成本的重要組成在于光纖連接器本身。插芯(Ferrule)和用于對(duì)準(zhǔn)插芯的相關(guān)裝置(例如用于單纖連接的分裂套管(split sleeve)，用于多纖連接的接地針(ground pin))決定了現(xiàn)有光纖連接器的成本。一般需要對(duì)準(zhǔn)元件來將光纖與有源和無源裝置對(duì)準(zhǔn)，以及對(duì)準(zhǔn)兩根光纖，用來可拆卸地連結(jié)和用來銜接。需要兩個(gè)拋光光纖端端部的精確對(duì)準(zhǔn)，從而確保光纖鏈中的總體光損耗等于或小于對(duì)于系統(tǒng)的具體光連接器損耗預(yù)算。對(duì)于單模電信級(jí)光纖，這通常對(duì)應(yīng)于小于1000nm的連接器光纖對(duì)準(zhǔn)公差。在平行光纖和單光纖鏈中，在多個(gè)G比特速率下工作的連接器都必須與以亞微米精度制造的次級(jí)元件組裝。若以這種精度水平生產(chǎn)部件仍嫌不夠，為了使所得的最終產(chǎn)品更加經(jīng)濟(jì)，其必須以全自動(dòng)、高速工藝完成。
目前的連接器已有超過20年基本設(shè)計(jì)未改變了。插芯、分裂套管和凹槽的基本設(shè)計(jì)上溯到19世紀(jì)70年代。傳統(tǒng)的插芯為固體圓柱，圓柱的軸中心具有孔，直徑通常為0.125mm的光纖插入并固定在其中。圓柱的外徑通常為0.25mm，其長(zhǎng)度通常為10mm。對(duì)于絕大部分，現(xiàn)在市場(chǎng)上的產(chǎn)品采用與此相同的設(shè)計(jì)，但從不同材料制造且通過不同的制造方法制造。對(duì)于單一的光纖對(duì)光纖應(yīng)用，插芯通常由機(jī)械成型的金屬片或氧化鋯陶瓷制成。在多步驟工藝中，將氧化鋯片塑模成近似尺寸，隨后加些加工并研磨該片至期望的尺寸和公差。對(duì)于多纖應(yīng)用，插芯通常由注入了石英球的熱固塑料制成。石英球使得復(fù)合塑料-玻璃材料系統(tǒng)的熱膨脹系數(shù)比純塑料更接近于石英纖維。通常可以接受，目前的光纖連接器制造成本過大。若光纖成為短途和VSR應(yīng)用的通訊介質(zhì)的選擇，制造光纖連接器的成本必須降低。
壓印工藝已應(yīng)用于低成本大批量生產(chǎn)零件的制造工藝中。壓印是在沖模套件之間壓迫諸如金屬帶的工件至預(yù)定形狀或圖案的制造工藝。沖模套件可以在工件上執(zhí)行各種壓印操作，諸如切割、成形(例如，沖孔、拉伸、彎曲、形成凸緣和包邊)、以及鍛壓(例如，壓花)。通常，成形是指基本不改變工件厚度的壓印操作，而鍛壓是指充分改變工件厚度的壓印操作。與機(jī)械加工塑模的氧化鋯片或塑模的充入石英的熱固塑料的工藝相比，壓印是相對(duì)較快的工藝。
然而，壓印工藝對(duì)于制造用于光電元件的具有可接受公差的零件沒有效果。授予Balliet等人的美國專利No.4,458,985教導(dǎo)了一種光纖連接器。Balliet粗略介紹了一些可以通過壓花或壓印工藝(例如，col.3，20至21、55至57行)制造的連接器元件。然而，Balliet未提供這種壓印工藝可用公開內(nèi)容，僅提出了制造1000nm內(nèi)零件的壓印工藝的可用公開內(nèi)容。
在我們的名為“用于制造精密公差零件的壓印系統(tǒng)”，提交于2003年7月15日的待審查美國專利申請(qǐng)[序列號(hào)未獲]中，其全文在此作為參考引入，我們介紹了壓印公差在1000nm內(nèi)的諸如光電系統(tǒng)、子系統(tǒng)和元件的零件。圖1為示出用于壓印公差低于1000nm的光電元件的系統(tǒng)10的示意圖。部分地，壓印系統(tǒng)10包括壓印壓板20、一個(gè)或一系列壓印臺(tái)25、以及界面系統(tǒng)35。每個(gè)壓印臺(tái)25可以包括器具，諸如用于在工件上執(zhí)行具體壓印操作的沖頭或模具、用于在線度量和器具保護(hù)的傳感器、以及諸如焊機(jī)的其它設(shè)備。壓印臺(tái)25包括一種新穎的結(jié)構(gòu)，用于以精密的公差與模具基本對(duì)準(zhǔn)地引導(dǎo)沖頭。另外，壓印臺(tái)25設(shè)計(jì)為最小化在引導(dǎo)沖頭至模具時(shí)包括在支撐結(jié)構(gòu)中的活動(dòng)元件的數(shù)量。壓印壓板20為一系列壓印臺(tái)25提供動(dòng)力。界面系統(tǒng)35便于結(jié)合壓板20與沖頭的力，但結(jié)構(gòu)上將壓板20從沖頭分開。界面系統(tǒng)35還允許每個(gè)壓印臺(tái)隔開，使得一個(gè)臺(tái)處的操作不會(huì)影響另一臺(tái)處的操作。
這種精密壓印工藝能夠制造具有1000nm的“6∑”幾何公差帶的零件。統(tǒng)計(jì)上，這意味著每100萬個(gè)零件中最多3.4個(gè)零件將不滿足有1000nm公差帶限定的尺寸要求。對(duì)于正態(tài)分布，為了實(shí)現(xiàn)6∑工藝，完整工藝的標(biāo)準(zhǔn)偏差必須小于或等于83nm[(1000nm/2)/6＝83nm]，假設(shè)工藝手段保持穩(wěn)定。實(shí)際上，公差必須適應(yīng)工藝手段的偏差。對(duì)于適應(yīng)±1.5*∑的工藝手段偏差情況，最大標(biāo)準(zhǔn)偏差減小至67nm[(1000nm/2)/7.5＝67nm]。再一次的，假定正態(tài)分布，為在具有n精度級(jí)的多級(jí)工藝中實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，n級(jí)的每一個(gè)必須具有∑/n^0.5。若在此示例中n＝4，則∑(每級(jí))小于或等于33nm。
因此期望有這樣的精密光電系統(tǒng)、子系統(tǒng)和元件，其為了以能夠在1000nm內(nèi)公差生產(chǎn)的高速壓印工藝的可制造性而設(shè)計(jì)。還期望有這樣的精密光電系統(tǒng)、子系統(tǒng)和元件，其為了以在我們的待審查美國專利申請(qǐng)(序列號(hào)未獲)中介紹的壓印系統(tǒng)中的可制造性而設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明教導(dǎo)了一種光電系統(tǒng)、子系統(tǒng)和元件，其具有新穎的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)使得其本身可以通過能夠生產(chǎn)公差在1000nm以內(nèi)的零件的高速壓印工藝制造。本發(fā)明的光電系統(tǒng)、子系統(tǒng)和元件可以是，但不限于，光纖連接器，諸如精密插芯和套管。本發(fā)明的光電系統(tǒng)包括一對(duì)互補(bǔ)插芯、以及套管，插芯支撐一根或更多根光纖。插芯和套管具有亞微米公差，使得在插芯插入套管中時(shí)，套管精確地將由插芯支撐的光纖端部彼此對(duì)準(zhǔn)，用于互連。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，光電系統(tǒng)的元件設(shè)計(jì)用于通過鍛壓工藝制造。在一個(gè)實(shí)施例中，插芯包括兩個(gè)互補(bǔ)的半插芯。每個(gè)半插芯包括具有限定于其上的一個(gè)或更多個(gè)凹槽的平坦表面。凹槽的尺寸和形狀可以適于套住光纖端部或?qū)蜾N。半插芯和凹槽的形狀可以通過鍛壓工藝形成?；パa(bǔ)半插芯可以組裝在一起從而形成插芯。在將半插芯組裝在一起時(shí)，凹槽限定出一個(gè)或更多個(gè)用于套住光纖或?qū)蜾N的軸。在一些實(shí)施例中，半插芯具有半圓形端截面。在一些實(shí)施例中，半插芯具有部分半圓端截面。
在本發(fā)明的另一方面中，光電系統(tǒng)的元件設(shè)計(jì)用于通過成形工藝制造。在一個(gè)實(shí)施例中，插芯具有兩個(gè)或更多個(gè)通過成形工藝生產(chǎn)在單片工件上的點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，插芯具有星形形狀。在插入互補(bǔ)套管中時(shí)，該些點(diǎn)與分裂套管的內(nèi)表面接觸，便于彼此相對(duì)引導(dǎo)光纖。在另一實(shí)施例中，套管通過成形工藝在單片工件上生產(chǎn)。
在本發(fā)明的又一方面中，光電系統(tǒng)的元件設(shè)計(jì)用于通過鍛壓和成形工藝制造。在一個(gè)實(shí)施例中，插芯包括兩個(gè)具有環(huán)形構(gòu)造的互補(bǔ)半插芯。每個(gè)半插芯具有限定于其上的一個(gè)或更多個(gè)凹槽的平坦表面。凹槽的尺寸和形狀可以適于套住光纖端部。凹槽可以通過鍛壓工藝形成。半插芯的環(huán)形形狀可以通過成形工藝生產(chǎn)?；パa(bǔ)半插芯可以組裝在一起從而形成插芯。在將半插芯組裝在一起時(shí)，凹槽限定出一個(gè)或更多個(gè)套住光纖的軸。在另一實(shí)施例中，半插芯從將單獨(dú)成形和/或鍛壓的零件組裝在一起而形成。
在本發(fā)明的再一方面中，光電系統(tǒng)包括插芯和用于固定地持住光纖加強(qiáng)部件的卷曲部件。在一個(gè)實(shí)施例中，插芯設(shè)計(jì)為通過鍛壓工藝生產(chǎn)。在一些實(shí)施例中，插芯包括其上限定有凹槽的兩個(gè)互補(bǔ)的半插芯。當(dāng)半插芯組裝在一起時(shí)，凹槽限定出用于支撐光纖端部的軸。在一些實(shí)施例中，插芯設(shè)計(jì)為通過成形工藝生產(chǎn)。在一些實(shí)施例中，插芯具有通過成形單片工件生產(chǎn)的星形形狀。插芯結(jié)合于卷曲部件。卷曲部件包括具有縫隙的套管，用于容納和固定地持住光纖加強(qiáng)部件。


為更全面的理解本發(fā)明的性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，以及優(yōu)選使用模式，應(yīng)結(jié)合附圖閱讀說明書的以下詳細(xì)介紹。以下附圖中，相同的附圖標(biāo)記始終表示相同或相似的零件。附圖中圖1為示出用于壓印公差低于1000nm的光電元件的系統(tǒng)的示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光電系統(tǒng)的透視圖；圖3為圖2所示的光電系統(tǒng)的分解圖；圖4和5為諸如圖3所示支撐光纖的插芯的的后視和前視透視圖；圖6為圖4和5所示的插芯和光纖的分解圖；圖7為諸如圖6所示的半插芯的透視圖；圖8為圖5所示的插芯的端面圖；圖9a為沿圖3所示的線9-9截取的分裂套管的截面圖；圖9b至9e為圖3所示的分裂套管的截面圖，示出了分裂套管從工件形成最終的分裂套管構(gòu)造；圖10是為鍛壓圖4和5中所示的插芯的“兩上構(gòu)造帶布局(two-upconfiguration strip layout)”設(shè)計(jì)；圖11為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光電系統(tǒng)的透視圖；圖12為圖11所示的光電系統(tǒng)的分解圖；圖13為圖12所示的插芯的端面圖；圖14為諸如圖13所示的半插芯的透視圖；圖15為封裝的插芯陣列的端面圖；圖16是為鍛壓圖12中所示的插芯的“兩上構(gòu)造帶布局”設(shè)計(jì)；圖17為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的多纖光電系統(tǒng)的透視圖；圖18為不帶分裂套管的該光電系統(tǒng)的透視圖；圖19為圖18所示的一對(duì)插芯中的一個(gè)的透視圖；圖20為圖19所示的插芯和光纖的分解圖；圖21為諸如圖20所示的半插芯的透視圖；圖22為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光電系統(tǒng)的透視圖；圖23為圖22所示的光電系統(tǒng)的分解圖；圖24為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例支撐光纖的星形插芯的透視圖；
圖25為圖24所示的星形插芯的端面圖；圖26為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光電系統(tǒng)的透視圖；圖27為沿圖26所示的線27-27截取的光電系統(tǒng)的截面圖；圖28示出了為制造星形的、成形的和點(diǎn)焊的插芯的“帶布局”設(shè)計(jì)；圖29為支撐兩根光纖的星形插芯的透視圖；圖30為圖29所示的星形插芯的端面圖；圖31為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光電系統(tǒng)的透視圖；圖32為支撐光纖的插芯的透視圖；圖33為圖32所示的插芯的端面圖；圖34為圖32所示的半插芯的透視圖；圖35為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例支撐光纖的中空插芯的透視圖；圖36為圖35所示的半插芯的透視圖；圖37為圖35所示的插芯的分解圖；圖38為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光電系統(tǒng)的透視圖；以及圖39為圖38所示的插芯和卷曲部件的透視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖參照各實(shí)施例介紹本發(fā)明。雖然以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的最佳模式的方式介紹本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將可理解，可以在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)或范圍的基礎(chǔ)上，從在此所教導(dǎo)的角度出發(fā)實(shí)現(xiàn)各種變化。
本發(fā)明教導(dǎo)了一種高精度光纖連接器，用于對(duì)準(zhǔn)和將光纖連接在一起。該光纖連接器包括用于支撐和精確對(duì)準(zhǔn)用于互連的光纖的高精度元件。光纖連接器的元件設(shè)計(jì)為使得其可以通過高速壓印系統(tǒng)和能夠生產(chǎn)公差低于1000nm的零件的工藝制造。為說明本發(fā)明原理的目的且不構(gòu)成限制，通過參照針對(duì)諸如插芯和分裂套管的光電元件的實(shí)施例介紹本發(fā)明。
全半圓半插芯圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光電系統(tǒng)100的透視圖。圖3為圖2所示的光電系統(tǒng)100的分解圖。光電系統(tǒng)100包括光纖110和120、一對(duì)相同精度的插芯130和140、以及精密分裂套管150。光纖110和120可以是本領(lǐng)域所熟知的任何類型的光纖，諸如單?；蚨嗄９饫w。另外，根據(jù)特定的需要，光纖110和120可以具有任何外徑，諸如0.125mm。
插芯130和140分別固定地支撐光纖110和120的端部，便于將光纖110和120耦接在一起。圖4和5為諸如圖3所示支撐光纖120的插芯140的支撐光纖的插芯的后視和前視透視圖。插芯140具有一般為實(shí)心、均勻圓柱形主體145、前后面表面160和170、以及弓形/接觸外周表面180，主體145的長(zhǎng)度為L(zhǎng)。插芯140還包括穿過且沿著插芯主體145的長(zhǎng)度L延伸的軸/孔190。軸190的尺寸和形狀能夠適合于容納光纖120的外直徑。光纖120套在軸190內(nèi)，使得光纖120的端部200基本共面且平齊于插芯140的前表面160(如圖5所示)。前表面160基本平坦。前表面160的平面可以以相對(duì)于軸190的縱軸固定的角度取向。這分別便于更好的光纖對(duì)光纖連接和減小返回光纖的光反射。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到前表面或者可以是非平坦的(未示出)。
圖6為圖4和5所示的插芯140和光纖120的分解圖。插芯主體145包括兩個(gè)相同的半插芯210和220。圖7為諸如圖6所示的半插芯220的半插芯的透視圖。半插芯220具有為全半圓的末截面以及平坦的表面230。兩個(gè)半插芯210和220沿著其平坦表面230組裝在一起。在平坦表面230上限定出沿半插芯220的長(zhǎng)度延伸的凹槽240，用于套住光纖120的端部200。凹槽240沿其整個(gè)長(zhǎng)度具有均勻的形狀。凹槽240可以是半圓形凹槽(如圖7所示)、V形凹槽(未示出)、或任何其它能夠套住光纖外徑的凹槽構(gòu)造。當(dāng)兩個(gè)半插芯結(jié)合在一起時(shí)，兩個(gè)半插芯210和220的凹槽240限定出插芯140的軸190。凹槽或者可以具有沿其長(zhǎng)度不均勻的形狀。例如，凹槽可以具有這樣的形狀，使得在將半插芯組裝在一起時(shí)，凹槽限定出具有圓錐形末端的軸。這便于光纖更加輕易地插入軸中并固定于插芯。
半插芯220包括沿平坦表面230的邊緣限定的槽口250，其有利于將兩個(gè)半插芯210和220組裝在一起。半插芯220可以包括在沿平坦表面230長(zhǎng)度延伸的兩側(cè)邊緣232和233上(如圖7所示)、在側(cè)邊緣232和233任意一個(gè)上(未示出)、或在端側(cè)邊緣234和235兩個(gè)或任意一個(gè)上(未示出)的槽口250。槽口250可以基本沿著半插芯220的整個(gè)長(zhǎng)度延伸(如圖7所示)，或僅沿著半插芯的部分長(zhǎng)度延伸(未示出)。圖8為圖5所示的插芯140的端面圖。當(dāng)兩個(gè)半插芯210和220沿其平坦表面230組裝在一起時(shí)，半插芯210和220的槽口250限定出插芯140弓形外周表面180上的凹陷260。如下面更加全面介紹的，半插芯210和220沿凹槽260結(jié)合在一起。例如，半插芯210和220可以沿凹陷260焊接在一起。凹陷260具有足夠的深度，使得焊接材料保留在凹陷260內(nèi)且不升出弓形外周表面180以上，其可以影響光纖120的對(duì)準(zhǔn)?；蛘?，可以使用粘結(jié)材料將半插芯210和220結(jié)合在一起。
在圖4和5所示的實(shí)施例中，插芯140的尺寸可以是端截面直徑2.5mm或1.25mm，長(zhǎng)度10mm。然而，可以理解，該尺寸僅為示例，其它的尺寸也是可以的。
再參照?qǐng)D3，光電系統(tǒng)100包括分裂套管150。圖9a為沿圖3所示的線9-9截取的分裂套管150的截面圖。分裂套管150基本長(zhǎng)度1、直徑d略小于插芯130和140外徑的中空的圓筒形狀，以及內(nèi)表面265。例如，插芯的外徑為約2.499±0.0005mm，分裂套管150可以具有約2.493±0.004-0.000mm的內(nèi)直徑d。分裂套管150包括沿其整個(gè)長(zhǎng)度1延伸的縫隙270?？p隙270便于分裂套管150的內(nèi)徑d膨脹從而容納較大直徑的插芯210和220。
分裂套管150有利于光纖110和120的端部200彼此相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。分別支撐光纖110和120的插芯130和140通過分裂套管150的相對(duì)端部280和290插入。分裂套管150的內(nèi)徑d經(jīng)縫隙270稍微擴(kuò)展，從而容納更大外徑的插芯130和140。當(dāng)插芯130和140插在分裂套管150內(nèi)時(shí)，分裂套管150夾在插芯130和140的弓形外周表面180上。隨著插芯130和140朝向彼此移動(dòng)，分裂套管150的內(nèi)表面265引導(dǎo)插芯130和140到一起，直到光纖110和120的端部彼此接觸。一旦插芯130和140在分裂套管150內(nèi)彼此對(duì)準(zhǔn)，光纖110和120的端部200精確地彼此鄰接，由此將光纖110和120耦接在一起。
插芯130和140和分裂套管150的構(gòu)造便于這些元件通過能夠生產(chǎn)公差低于1000nm的零件的壓印工藝生產(chǎn)和組裝，諸如我們的待審查美國專利申請(qǐng)(序列號(hào)未獲)中介紹的壓印工藝。
插芯130和140可以通過各種工藝生產(chǎn)，諸如鍛壓工藝。圖10是為鍛壓圖4和5中所示的插芯140的“兩上構(gòu)造帶布局”設(shè)計(jì)。該序列包括例如9個(gè)模具位置S1至S9。如帶狀布局設(shè)計(jì)所示，兩個(gè)半插芯210和220在“兩上”構(gòu)造中可以從單根體材料一次生產(chǎn)，諸如位置S1至S4。前后面表面160和170、以及弓形外周表面180在這些位置鍛壓。在另一位置，諸如S5，在半插芯210和220的平坦表面230上鍛壓凹槽240。半插芯210和220還設(shè)置有用于將兩個(gè)半插芯210和220組裝在一起的槽口250。兩個(gè)半插芯210和220在位置S6至S8處組裝在一起并與光纖對(duì)準(zhǔn)，為位置S9處的激光焊接做準(zhǔn)備。半插芯210和220還可以在沒有光纖的情況下焊接在一起。在此情況下，光纖在晚些時(shí)候插入。由Rofin Inc.制造的Starweld20激光焊接機(jī)是激光焊接機(jī)的一個(gè)示例，其中激光脈沖發(fā)送至待焊接的零件。除了進(jìn)行焊接的功能，激光系統(tǒng)可以用于從光纖上剝落涂層，以及適當(dāng)?shù)刂苽涔饫w端面。當(dāng)兩個(gè)半插芯210和220在凹陷260處焊接在一起時(shí)，插芯140安全且精確地定位光纖的端面。
分裂套管150可以通過成形工藝形成。分裂套管150可以在包括4個(gè)切割位置和5至6個(gè)成形位置的序列中形成。圖9b至e為分裂套管150的截面圖，示出了分裂套管從工件152形成最終的分裂套管構(gòu)造。如圖9b所示，形成分裂套管開始于單個(gè)、平坦工件152。平坦工件152隨后逐步在成形位置(如圖9b至9d所示)為最終的分裂套管構(gòu)造(如圖9e所示)。
插芯130和140、以及分裂套管150設(shè)計(jì)為與本領(lǐng)域現(xiàn)存的傳統(tǒng)插芯向后兼容。如上所述，傳統(tǒng)插芯為具有圓形端截面的圓柱形狀。插芯130和140具有圓形端截面，其便于耦接由插芯130和140支撐的光纖與由傳統(tǒng)插芯支撐的光纖。分裂套管150適于容納具有圓柱形狀的插芯，諸如傳統(tǒng)插芯?？梢岳斫?，可以設(shè)計(jì)插芯130和140使其不具有這種向后兼容特征。諸如，插芯130和140、以及分裂套管150可以具有其它的端截面，諸如方形或矩形(未示出)。
部分半圓半插芯在圖7所示的實(shí)施例中，半插芯220具有全半圓端截面。該半插芯可以設(shè)計(jì)為具有其它的形狀，諸如部分半圓端截面。圖11為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光電系統(tǒng)400的透視圖。圖12為圖11所示的光電系統(tǒng)400的分解圖。光電系統(tǒng)400包括光纖410和420、一對(duì)插芯430和440、以及分裂套管450。
每個(gè)插芯430和440具有一般為均勻圓柱形主體442、前后面表面470和475、弓形/接觸外周表面480、以及沿主體442的長(zhǎng)度L延伸的軸/孔490，主體442的長(zhǎng)度為L(zhǎng)。圖13為圖12所示的插芯440的前面表面470的端面圖。例如，軸490的尺寸和形狀適合于容納光纖420的外直徑。
插芯主體442包括連接在一起的兩個(gè)相同的半插芯510和520。圖14為諸如圖13所示的半插芯520的半插芯的透視圖。半插芯520具有局部半圓形端截面，其中半插芯520具有平坦表面530和535、以及弓形外周表面536和537。兩個(gè)半插芯510和520沿著其平坦表面530組裝在一起。在平坦表面530上限定出沿半插芯520的長(zhǎng)度延伸的凹槽540，用于套住光纖420。凹槽540沿其整個(gè)長(zhǎng)度具有均勻的形狀。當(dāng)兩個(gè)半插芯510和520結(jié)合在一起時(shí)，兩個(gè)半插芯510和520的凹槽540限定出插芯440的軸490。凹槽或者可以具有沿其長(zhǎng)度不均勻的形狀。例如，凹槽可以具有這樣的形狀，使得在將半插芯組裝在一起時(shí)，凹槽限定出具有圓錐形末端的軸。這便于光纖更加輕易地插入軸中并固定于插芯。
半插芯520包括沿平坦表面530的邊緣限定的槽口550，其有利于將兩個(gè)半插芯510和520組裝在一起。半插芯520可以包括在沿平坦表面530長(zhǎng)度延伸的兩側(cè)邊緣531和532上(如圖14所示)、在側(cè)邊緣531和532任意一個(gè)上(未示出)、或在端側(cè)邊緣533和534兩個(gè)或任意一個(gè)上(未示出)的槽口550。槽口550可以基本沿著半插芯520的整個(gè)長(zhǎng)度延伸(如圖14所示)，或僅沿著半插芯的部分長(zhǎng)度延伸(未示出)。當(dāng)兩個(gè)半插芯510和520沿其平坦表面530組裝在一起時(shí)，半插芯510和520的槽口550限定出插芯440弓形外周表面480上的凹陷560。
在圖12所示的實(shí)施例中，插芯430和440的尺寸可以是端截面直徑2.5mm或1.25mm，長(zhǎng)度10mm。然而，可以理解，該尺寸僅為示例，其它的尺寸也是可以的。
光電系統(tǒng)400包括分裂套管450，分裂套管450具有略小于插芯430和440外徑的內(nèi)徑、內(nèi)表面565、以及用于便于分裂套管450的內(nèi)徑擴(kuò)展從而容納較大直徑的插芯430和440的縫隙570。
分裂套管450有利于光纖410和420的端部彼此相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)插芯430和440插在分裂套管450內(nèi)時(shí)，分裂套管450夾在插芯430和440的弓形外周表面480上。如圖11所示，插芯430和440未完全填入分裂套管450的內(nèi)徑。然而，插芯430和440的弓形外周表面480保持與分裂套管450的內(nèi)表面565接觸，用于引導(dǎo)光纖410和420到一起。與具有圓柱形狀的插芯相比，部分半圓半插芯510和520的設(shè)計(jì)有利于插芯430和440更少地與分裂套管450的內(nèi)表面565接觸。因此，最小化了分裂套管450的內(nèi)表面565上的任何瑕疵對(duì)引導(dǎo)插芯430和440的影響。
與傳統(tǒng)的實(shí)心圓柱形插芯相比，部分半圓形半插芯510和520需要較少的材料生產(chǎn)每個(gè)零件。因此，可以以較低的材料成本生產(chǎn)插芯430和440。另外，在恰當(dāng)?shù)貥?gòu)造并與適當(dāng)設(shè)計(jì)的分裂套管匹配時(shí)，部分半圓設(shè)計(jì)提供了緊密封裝在一或二位陣列中的一組光纖的封裝密度方面的優(yōu)勢(shì)。圖15為封裝插芯陣列600的端面圖。插芯陣列600例如包括三根插芯610、620和630。插芯610、620和630分別支撐光纖612、622和632。平坦表面535便于插芯610、620和630，且由此便于光纖612、622和632緊密地封裝在一起。分裂套管640的尺寸和形狀適于容納緊密封裝的插芯610、620和630。
另外，插芯430和440的構(gòu)造便于這些元件通過鍛壓工藝生產(chǎn)。圖16是為鍛壓圖12中所示的插芯440的“兩上構(gòu)造帶布局”設(shè)計(jì)。該序列包括例如9個(gè)模具位置S1至S9。如帶狀布局設(shè)計(jì)所示，兩個(gè)半插芯510和520在“兩上”構(gòu)造中可以從單根體材料一次生產(chǎn)，諸如位置S1至S4。前后面表面470和475、以及弓形外周表面480在這些位置鍛壓。在另一位置，諸如S5，在半插芯510和520的平坦表面530上鍛壓凹槽540。半插芯510和520還設(shè)置有用于將兩個(gè)半插芯510和520組裝在一起的槽口550。兩個(gè)半插芯510和520在位置S6至S8處組裝在一起并與光纖對(duì)準(zhǔn)，為位置S9處的激光焊接作準(zhǔn)備。半插芯510和520還可以在沒有光纖的情況下焊接在一起。在此情況下，光纖在晚些時(shí)候插入。當(dāng)兩個(gè)半插芯510和520在凹陷560處焊接在一起時(shí)，插芯440安全且精確地定位光纖的端面。
插芯430和440、以及分裂套管450設(shè)計(jì)為與本領(lǐng)域現(xiàn)存的傳統(tǒng)插芯向后兼容。如上所述，傳統(tǒng)插芯為具有圓形端截面的圓柱形狀。插芯430和440具有部分圓形端截面，其便于耦接由插芯430和440支撐的光纖與由傳統(tǒng)插芯支撐的光纖。分裂套管450適于容納具有圓柱形狀的插芯，諸如傳統(tǒng)插芯?？梢岳斫猓梢栽O(shè)計(jì)插芯430和440使其不具有這種向后兼容特征。諸如，插芯430和440、以及分裂套管450可以具有其它的端截面，諸如方形或矩形(未示出)。
多纖插芯圖4和12中所示的插芯的實(shí)施例是為對(duì)準(zhǔn)單根光纖而設(shè)計(jì)。該插芯可以設(shè)計(jì)用于支撐和對(duì)準(zhǔn)多根光纖。圖17為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的多纖光電系統(tǒng)700的透視圖。例如，光電系統(tǒng)700支撐并相對(duì)于光纖720和722對(duì)準(zhǔn)兩根光纖710和712。然而，光電系統(tǒng)700可以構(gòu)造為支撐任意數(shù)量的光纖。光電系統(tǒng)700包括分裂套管750。圖18為不帶分裂套管750的光電系統(tǒng)700的透視圖。光電系統(tǒng)700包括一對(duì)插芯730和740。插芯730和740分別固定地支撐光纖710、712、720和722的端部，以便于將該些光纖耦接在一起。
圖19為一對(duì)插芯中的一個(gè)，諸如插芯730的透視圖。插芯730能夠支撐兩根光纖710和712。插芯730包括一般為均勻的、圓柱形主體732，插芯主體732具有前面表面760和兩根軸790和792，其尺寸和形狀適于容納光纖710和712的外徑。
圖20為圖19所示的插芯730和光纖710和712的分解圖。插芯主體732包括兩個(gè)相同的半插芯810和820。圖21為諸如圖20所示的半插芯820的半插芯的透視圖。半插芯820具有平坦表面830。在平坦表面830上限定出凹槽840和845，用于套住光纖710和712的端部。凹槽840和845沿其整個(gè)長(zhǎng)度具有均勻的形狀。當(dāng)兩個(gè)半插芯810和820結(jié)合在一起時(shí)，兩個(gè)半插芯810和820的凹槽840和845限定出插芯730的軸790和792。凹槽或者可以具有沿其長(zhǎng)度不均勻的形狀。例如，凹槽可以具有這樣的形狀，使得在將半插芯組裝在一起時(shí)，凹槽限定出具有圓錐形末端的軸。這便于光纖更加輕易地插入軸中并固定于插芯。
半插芯820包括沿平坦表面830的邊緣限定的槽口850，其有利于將兩個(gè)半插芯810和820組裝在一起。當(dāng)兩個(gè)半插芯810和820沿其平坦表面830組裝在一起時(shí)，半插芯810和820的槽口850限定出插芯730表面上的凹陷860(如圖19所示)。如下面更加全面介紹的，半插芯810和820沿凹槽860結(jié)合在一起。例如，半插芯810和820可以沿凹陷860焊接在一起。凹陷860具有足夠的深度，使得焊接材料保留在凹陷860內(nèi)且不升出插芯730的表面以上。
光電系統(tǒng)700可以包括用于彼此相對(duì)地對(duì)準(zhǔn)插芯730和740，且由此對(duì)準(zhǔn)光纖的導(dǎo)向銷755。半插芯820包括限定在平坦表面830上用于套住導(dǎo)向銷755的凹槽870。當(dāng)半插芯810和820結(jié)合在一起時(shí)，凹槽870限定出銷軸或孔875。銷軸875的尺寸適于容納導(dǎo)向銷755。導(dǎo)向銷755配合在插芯730的銷軸875內(nèi)，使得導(dǎo)向銷755從插芯730的前面760沿伸出來。從插芯730的前面760沿伸出來的部分導(dǎo)向銷755配合入插芯740的銷軸875中。導(dǎo)向銷755引導(dǎo)并相對(duì)于插芯740對(duì)準(zhǔn)插芯730，由此引導(dǎo)并對(duì)準(zhǔn)光纖710和712到光纖720和722。
銷軸875和導(dǎo)向銷755提供了插芯730和740與本領(lǐng)域現(xiàn)存的傳統(tǒng)多纖插芯的兼容性。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，插芯730和740可以構(gòu)造為不具有銷軸875和導(dǎo)向銷755。
另外，光電系統(tǒng)700可以包括分裂套管750，便于對(duì)準(zhǔn)光纖710和712的端部與光纖720和722的端部。在另一實(shí)施例中，插芯可以包括對(duì)準(zhǔn)槽，便于光纖的對(duì)準(zhǔn)。圖22為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光電系統(tǒng)900的透視圖。圖23為圖22所示的光電系統(tǒng)900的分解圖。光電系統(tǒng)900包括分裂套管910和支撐多個(gè)光纖陣列914和915的一對(duì)多纖插芯920和930。插芯920和930包括一對(duì)結(jié)合在一起的相同半插芯940和950。對(duì)準(zhǔn)槽960限定在半插芯940和950的外表面970上。對(duì)準(zhǔn)槽960可以是V形槽，或其它形狀的槽。槽960可以通過例如鍛壓工藝形成。分裂套管910包括互補(bǔ)突起990，其尺寸和形狀適于容納在插芯920和930的凹槽960中。對(duì)于V形槽的插芯920和930，突起990為V形，從而與凹槽960的V形相匹配。當(dāng)插芯920和930插入分裂套管910中時(shí)，突起990套在凹槽960內(nèi)。突起990引導(dǎo)一對(duì)插芯920和930，由此引導(dǎo)光纖陣列914和915到一起。插芯920和930的對(duì)準(zhǔn)槽960和分裂套管910的匹配突起990消除對(duì)導(dǎo)向銷的需求。由此，插芯可以設(shè)計(jì)得更小，且需要更少的材料來制造。
圖19和23所示的多纖插芯構(gòu)造便于插芯通過鍛壓工藝生產(chǎn)。在我們的待審查申請(qǐng)(序列號(hào)未獲)中，我們公開了用于生產(chǎn)多纖插芯的沖壓機(jī)(未示出)。該沖壓機(jī)能夠鍛壓用于套住光纖的凹槽840和845、以及用于套住導(dǎo)向銷的凹槽。使用這種特定的沖壓機(jī)鍛壓的光纖凹槽840和845的頂點(diǎn)位置上的公差為平行于表面830為±160nm，垂直于表面830為±190nm。
星形插芯光電系統(tǒng)的元件可以通過成形工藝生產(chǎn)。圖24為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例支撐光纖1010的星形插芯1000的透視圖。插芯1000具有一般為均勻的圓柱形主體1012、以及三個(gè)突起或點(diǎn)1020、1025和1030，主體長(zhǎng)度為L(zhǎng)，但其可以有任意數(shù)量的點(diǎn)，包括僅有兩個(gè)。圖25為圖24所示的星形插芯的端面圖。在插芯主體1012的中心為沿著主體1012的長(zhǎng)度L延伸的軸/孔1040。軸1040的尺寸適于容納光纖1010的外徑。突起1020、1025和1030從軸1040延伸。插芯1000的尺寸可以為端截面直徑2.5mm至1.25mm，長(zhǎng)10mm。然而，可以理解，該尺寸僅為示例，其它的尺寸也是可以的。
插芯1000設(shè)計(jì)為精確地配合在分裂套管內(nèi)達(dá)到實(shí)現(xiàn)低損耗光纖對(duì)光纖連接所需的亞微米公差。圖26為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光電系統(tǒng)1050的透視圖。圖27為沿圖26所示的線27-27截取的光電系統(tǒng)的截面圖。光電系統(tǒng)1050包括分裂套管1060和一對(duì)星形插芯1000。當(dāng)星形插芯1000插入分裂套管1060內(nèi)時(shí)，插芯的點(diǎn)1020、1025和1030與分裂套管1060的內(nèi)表面接觸。星形插芯1000不完全填充分裂套管1060的內(nèi)徑。然而，插芯1000的點(diǎn)1020、1025和1030保持與分裂套管1060的內(nèi)表面接觸，用來彼此相對(duì)地引導(dǎo)一對(duì)插芯1000，由此引導(dǎo)光纖。與具有圓柱形狀的插芯相比，星形插芯1000的設(shè)計(jì)有利于減消與分裂套管450內(nèi)表面的接觸。由此，最小化分裂套管內(nèi)表面上的瑕疵對(duì)引導(dǎo)插芯1000的影響。另外，星形插芯1000的設(shè)計(jì)需要較少的材料來生產(chǎn)每個(gè)插芯。因此，生產(chǎn)插芯1000可以導(dǎo)致較低的材料成本。
如上所述，星形插芯1000可以通過成形工藝生產(chǎn)。圖28示出了為制造星形的、成形的和點(diǎn)焊的插芯1000的“帶布局”設(shè)計(jì)。該序列包括10個(gè)位置，例如S1至S10，該序列為從右至左。插芯1000的星形形狀在例如為自S1至S8形成。光纖(未示出)可以夾在插芯1000的軸1040中。插芯1000可以在位置S10點(diǎn)焊封閉。上述成形工藝與例如鍛壓工藝相比對(duì)材料的壓迫更小。
圖24所示的星形插芯1000的實(shí)施例支撐了一根光纖1010。在其它實(shí)施例中，星形插芯可以構(gòu)造為支撐多根光纖。圖29為支撐兩根光纖1110和1120的星形插芯1100的透視圖。圖30為圖29所示的多纖、星形插芯1100的端面圖。插芯1100包括兩軸1130和1140，其尺寸適于容納光纖1110和1120的外徑。插芯1100還包括突起/點(diǎn)1150、1155、1160和1170。當(dāng)插芯1100插入相配套的分裂套管(一般由虛線1172示出)內(nèi)時(shí)，點(diǎn)1150、1155、1160和1170與分裂套管1172的內(nèi)表面接觸。此多纖、星形插芯1100可以通過與上述用于單纖星形插芯1000類似的成形工藝生產(chǎn)，其中插芯1000的形狀在一個(gè)或更多個(gè)壓印位置成形并點(diǎn)焊封閉。
鍛壓和成形光纖插芯該光電系統(tǒng)的元件可以通過組合鍛壓和成形工藝生產(chǎn)。圖31為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光電系統(tǒng)1200的透視圖。光電系統(tǒng)1200包括分裂套管1210、光纖1220和1230、以及一對(duì)相同的插芯。圖32為支撐光纖1220的插芯1240的透視圖。圖33為圖32所示的插芯1240的端面圖。插芯1240包括一般為均勻的圓柱形主體1242、以及通過主體1242限定且尺寸適于容納光纖1220的軸/孔1245。插芯主體1242包括結(jié)合在一起的兩個(gè)相同的半插芯1250和1260。圖34為圖32和33所示的半插芯1260的透視圖。半插芯1260具有開放環(huán)形端截面(如圖34所示)，或可以具有封閉環(huán)形端截面(未示出)。半插芯1260包括平坦表面1270，其上限定出凹槽1280。凹槽1280的尺寸和形狀適于套住光纖1220。凹槽1280可以通過例如模壓工藝形成。半插芯1280還包括弓形/接觸外周表面1290，其可以通過成形工藝形成。當(dāng)插芯1240插入分裂套管1210內(nèi)時(shí)，弓形外周表面1290與分裂套管1210的內(nèi)表面接觸。這種插芯設(shè)計(jì)可以“兩上”制造，且使用激光焊接工藝組裝。如圖32和33所示，兩個(gè)半插芯1250和1260沿其平坦表面1270結(jié)合(焊接)在一起。
該光電系統(tǒng)的元件還可以從分開鍛壓和成形的零件組裝在一起。圖35為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例支撐光纖1410的中空插芯1400的透視圖。中空插芯1400包括一般為均勻的圓柱形主體1412、以及通過主體1412限定且尺寸適于容納光纖1410的軸/孔1415。中空插芯主體1412包括兩個(gè)相同的半插芯1420和1430。圖36為圖35所示的半插芯1430的透視圖。圖37為圖35所示的插芯1400的分解圖。每個(gè)中空插芯1420和1430包括端帽1440、主體桶1450、以及具有平坦表面1470的主體板1460，端帽1440可以是平坦的(如圖37所示)或圓拱形的(未示出)。在平坦表面1470上限定出尺寸適于套住光纖1410的凹槽1480。端帽1440和主體板1460可以通過鍛壓工藝生產(chǎn)。凹槽1480可以通過鍛壓工藝限定。主體桶1450可以通過成形工藝生產(chǎn)。半插芯1420和1430通過組裝和焊接端帽1440、主體桶1450、以及主體板1460至完整的單元(如圖36所示)來生產(chǎn)。兩個(gè)插芯半1420和1430隨后可以沿主體板1460組裝在一起。當(dāng)兩個(gè)半插芯1420和1430結(jié)合在一起時(shí)，凹槽1480限定出軸1415。因此，插芯1400具有中空?qǐng)A筒構(gòu)造，與生產(chǎn)具有實(shí)心圓筒構(gòu)造的傳統(tǒng)插芯相比生產(chǎn)該插芯需要較少的材料。
具有卷曲部件的插芯。
圖38為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光電系統(tǒng)1500的透視圖。光電系統(tǒng)1500包括插芯1510、卷曲部件1520、光纖加強(qiáng)部件1530、以及光纖1540。圖39為圖38所示的插芯1510和卷曲部件1520的透視圖。插芯1510可以具有圖4、12、18、24、29、32和35所示的構(gòu)造。插芯1510結(jié)合于卷曲部件1520。插芯可以是結(jié)合于卷曲部件的獨(dú)立結(jié)構(gòu)，或者插芯和卷曲部件可以是單個(gè)結(jié)構(gòu)。卷曲部件1520包括具有縫隙1560的圓柱套1550。卷曲部件1520適于容納和固定地持住光纖加強(qiáng)部件1530的外徑。光纖加強(qiáng)部件1530支撐并保護(hù)光纖1540，且有利于將光纖1540組裝于插芯1510。光纖加強(qiáng)部件可以從例如Kevelar紗線材料制得。卷曲套管1550的縫隙1560便于套管1550的直徑擴(kuò)展從而容納光纖加強(qiáng)部件1530和縮短從而夾在光纖加強(qiáng)部件1530上。插芯1510可以結(jié)合于另一插芯1510、使用分裂套管的前述實(shí)施例中的任何一個(gè)、或使用分裂套管的傳統(tǒng)插芯。
雖然以參照優(yōu)選實(shí)施例示出和介紹了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解可以在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)、范圍和教導(dǎo)技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)形式和細(xì)節(jié)作各種變化。例如，半插芯不具有相同的半件，但包括互補(bǔ)的表面，其利于將兩個(gè)半插芯組裝在一起。另外，光電系統(tǒng)不必包括相同的插芯。進(jìn)而，本發(fā)明的光電系統(tǒng)向后兼容于傳統(tǒng)插芯，諸如光電系統(tǒng)可以包括本發(fā)明的插芯和互補(bǔ)的傳統(tǒng)插芯。因此，在此公開的發(fā)明應(yīng)僅視為說明，范圍的限制僅作為所附權(quán)利要求的具體化。
權(quán)利要求
1.一種插芯，用于支撐光纖，包括第一和第二半插芯，其一同限定出尺寸和形狀適于容納光纖的軸。
2.如權(quán)利要求1所述的插芯，其中第一和第二半插芯具有一般互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)，其一同形成一般為圓柱形的主體。
3.如權(quán)利要求2所述的插芯，其中主體具有一般為圓形、部分圓形、矩形和環(huán)形中的至少一種的截面。
4.如權(quán)利要求3所述的插芯，其中主體對(duì)于主體的整個(gè)長(zhǎng)度截面一般為均勻的。
5.如權(quán)利要求2所述的插芯，其中第一和第二半插芯的每個(gè)包括中空結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的插芯，其中第一和第二半插芯彼此結(jié)合在一起。
7.如權(quán)利要求1所述的插芯，還包括用于與互補(bǔ)插芯對(duì)準(zhǔn)的導(dǎo)向銷。
8.如權(quán)利要求1所述的插芯，其中第一和第二半插芯一同限定出尺寸和形狀適于容納導(dǎo)向銷的軸。
9.如權(quán)利要求1所述的插芯，其中第一和第二半插芯連結(jié)為一體結(jié)構(gòu)。
10.一種插芯，用于支撐光纖，包括一般為圓柱形的主體，具有限定至少兩個(gè)接觸面的外周；以及限定在主體中的軸，軸的尺寸和形狀適于容納光纖。
11.如權(quán)利要求10所述的插芯，其中接觸面位于主體的外周，使得在所述接觸面與包圍的外部表面接觸時(shí)，朝軸偏置接觸壓力。
12.如權(quán)利要求11所述的插芯，其中主體限定出多于一個(gè)用于容納多于一根光纖的軸，且其中主體的外周限定出至少兩個(gè)與每個(gè)軸相關(guān)的接觸面。
13.如權(quán)利要求10所述的插芯，還包括從主體延伸出的部件，其支撐光纖未容納在主體的軸中的部分。
14.如權(quán)利要求13所述的插芯，其中該部件包括用于容納光纖的加強(qiáng)部件的支撐。
15.一種連接器，用于連接光電系統(tǒng)的第一和第二光纖，包括第一插芯，支撐第一光纖；第二插芯，支撐第二光纖；以及用于相對(duì)于第二光纖對(duì)準(zhǔn)第一光纖的裝置；第一和第二插芯中的至少一個(gè)包括第一和第二半插芯，其一同限定出形狀和尺寸適于容納光纖的軸。
16.如權(quán)利要求15所述的連接器，其中用于對(duì)準(zhǔn)的裝置包括尺寸適于容納第一和第二插芯的套管。
17.如權(quán)利要求16所述的連接器，其中至少第一和第二插芯在其表面上包括凹槽和突起，且套管包括互補(bǔ)的突起或凹槽。
18.如權(quán)利要求15所述的連接器，其中用于對(duì)準(zhǔn)的裝置在第一和第二插芯中的一個(gè)中包括導(dǎo)向銷，其容納在第一和第二插芯中的另一個(gè)中的導(dǎo)向孔中。
19.如權(quán)利要求18所述的連接器，其中包括在第一和第二插芯中的一個(gè)中的導(dǎo)向銷包括容納在限定在第一和第二插芯中的所述一個(gè)中的孔中的銷。
20.如權(quán)利要求15所述的連接器，其中對(duì)準(zhǔn)部件包括導(dǎo)向銷、以及第一和第二插芯，第一和第二插芯的每一個(gè)包括尺寸和形狀適于容納導(dǎo)向銷的銷軸。
21.一種連接器，用于連接光電系統(tǒng)的第一和第二光纖，包括第一插芯，支撐第一光纖；第二插芯，支撐第二光纖，其中第一和第二插芯中的至少一個(gè)具有基本為圓柱形的主體，其具有限定至少兩個(gè)接觸面的外周；以及用于相對(duì)于第二光纖對(duì)準(zhǔn)第一光纖的套管，其中套管的尺寸和形狀適于與所述外周上的接觸面接觸，朝第一和第二光纖中對(duì)應(yīng)的一個(gè)偏置接觸壓力。
22.如權(quán)利要求21所述的連接器，其中第一和第二插芯的至少一個(gè)具有一般為圓形、部分圓形、矩形和環(huán)形中的至少一種的截面。
23.一種工藝，用于生產(chǎn)用于支撐光纖的插芯，該工藝包括以下步驟壓印主體；以及在主體上壓印軸，其中軸的尺寸和形狀適于容納光纖。
24.如權(quán)利要求23所述的工藝，其中壓印主體的步驟還包括壓印具有第一表面的第一插芯半件；壓印具有第二表面的第二插芯半件；以及在第一和第二表面處將第一和第二插芯半件組裝在一起。
25.如權(quán)利要求24所述的工藝，其中壓印第一插芯半件的步驟和壓印第二插芯半件的步驟同時(shí)發(fā)生。
26.如權(quán)利要求24所述的工藝，其中壓印第一插芯半件的步驟和壓印第二插芯半件的步驟包括從單個(gè)工件壓印第一和第二插芯半件。
27.如權(quán)利要求24所述的工藝，其中壓印第一插芯半件的步驟和壓印第二插芯半件的步驟包括沖壓第一和第二插芯半件。
28.如權(quán)利要求24所述的工藝，其中將第一和第二插芯半件組裝在一起的步驟包括在第一和第二表面處壓印具有槽口的第一和第二插芯半件；以及在第一和第二插芯半件的槽口處將第一和第二插芯半件結(jié)合在一起。
29.如權(quán)利要求28所述的工藝，其中壓印具有槽口的第一和第二插芯半件包括鍛壓槽口。
30.如權(quán)利要求28所述的工藝，其中將第一和第二半件結(jié)合在一起的步驟包括在槽口處焊接。
31.如權(quán)利要求28所述的工藝，其中將第一和第二半件結(jié)合在一起的步驟包括在槽口處設(shè)置粘結(jié)材料。
32.如權(quán)利要求24所述的工藝，其中壓印軸的步驟包括在第一半插芯的第一表面上壓印第一凹槽；在第二半插芯的第二表面上壓印第二凹槽；以及在第一和第二表面處將第一和第二半插芯組裝在一起從而限定軸。
33.如權(quán)利要求32所述的工藝，其中壓印第一凹槽和壓印第二凹槽的步驟包括鍛壓第一和第二凹槽。
34.如權(quán)利要求23所述的工藝，其中壓印主體的步驟包括從具有兩端的單片工件形成主體；以及將兩端連接在一起。
35.如權(quán)利要求34所述的工藝，其中形成主體的步驟包括形成從軸延伸的多個(gè)突起。
36.如權(quán)利要求34所述的工藝，其中將兩端連接在一起的步驟包括將兩端焊接在一起。
37.一種元件，用于在光電系統(tǒng)內(nèi)支撐光纖，包括限定出用于支撐光纖的孔的主體，其中主體具有通過壓印工藝構(gòu)造和成形的結(jié)構(gòu)。
38.如權(quán)利要求37所述的元件，其中主體構(gòu)造且成形為通過成形和鍛壓工藝中的至少一種生產(chǎn)。
39.如權(quán)利要求38所述的元件，其中主體一般為圓柱形。
40.如權(quán)利要求39所述的元件，其中主體具有一般為均勻的截面。
41.如權(quán)利要求40所述的元件，其中主體具有一般為圓形、部分圓形、矩形和環(huán)形中的至少一種的截面。
42.如權(quán)利要求41所述的元件，其中主體具有一般為星形的截面，從一般為平坦的材料形成。
43.如權(quán)利要求39所述的元件，還包括一般為圓柱形的套管，其容納主體。
44.如權(quán)利要求38所述的元件，其中主體包括至少兩個(gè)插芯件。
45.如權(quán)利要求44所述的元件，其中至少兩個(gè)插芯件的形狀適于彼此互補(bǔ)，從而限定用于支撐光纖的孔。
46.如權(quán)利要求45所述的元件，其中至少兩個(gè)插芯件基本相同。
47.一種連接器，用于連接光電系統(tǒng)的兩根光纖，包括第一元件，用于支撐第一光纖，包括限定出用于支撐第一光纖的第一孔的第一主體，其中第一主體具有通過壓印工藝構(gòu)造和成形的第一結(jié)構(gòu)；第二元件，用于支撐第二光纖，包括限定出用于支撐第二光纖的第二孔的第二主體，其中第二主體具有通過壓印工藝構(gòu)造和成形的第二結(jié)構(gòu)；以及第三元件，用于對(duì)準(zhǔn)第一元件和第二元件，使得第一光纖與第二光纖對(duì)準(zhǔn)。
全文摘要
一種光電系統(tǒng)(100)，具有設(shè)計(jì)用于在能夠生產(chǎn)公差低于1000nm的零件的壓印工藝上制造的元件。該光電系統(tǒng)包括插芯(130，140)和套管(150)。插芯(130，140)可以包括兩個(gè)相同的半插芯，其鍛壓并組裝在一起從而形成插芯主體。插芯還可以設(shè)計(jì)為通過成形工藝生產(chǎn)或通過鍛壓與成形工藝的組合生產(chǎn)。支撐一根或更多根光纖(110，120)的一對(duì)插芯通過高精度分裂套管(150)引導(dǎo)到一起，用于將光纖(110，120)耦接在一起。
文檔編號(hào)B26F1/40GK1688910SQ03824159
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月16日
發(fā)明者邁克爾·K·巴諾斯基, 安東尼·利維, 弗里茨·普林茲, 亞歷克斯·塔拉休克 申請(qǐng)人:毫微精密產(chǎn)品股份有限公司