專利名稱：定位光纖的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常有關(guān)定位一光纖的方法及設(shè)備。特別是，本發(fā)明與一種用以在纖維光學(xué)連接器的套筒形成的通道上定位一光纖的方法及設(shè)備有關(guān)，用以補(bǔ)償相對于套筒縱軸的通道的偏離，以使相對于該通道的光纖位置是平直一預(yù)定的距離。
背景技術(shù)：
與傳統(tǒng)電導(dǎo)體相比較，因為所提供的高頻寬和高處理量的能力，使用光纖使得聲音、視訊、數(shù)據(jù)等的通信信號的傳輸越來越多。然而，相異于該電導(dǎo)體的連結(jié)，必須極小心且精準(zhǔn)地執(zhí)行纖維光學(xué)連結(jié)，以使發(fā)送的信號損失減到最少。如眾所周知，藉由將兩光纖的末端面對齊軸心，使該光纖的末端面相距僅一微小距離，從而連接該兩光纖。通過這個方法，兩光纖形成實(shí)質(zhì)上連續(xù)的波導(dǎo)以發(fā)送信號。通常，每一光纖定位在一通道上(例如，孔槽、通道、槽、或者任何其他類似架構(gòu))，經(jīng)過一套筒，其可是用如陶器或塑膠材料制成的一筒狀或者非筒狀物體。
通常將該套筒定位在纖維光學(xué)連接器的一本體上，設(shè)定該纖維光學(xué)連接器以使配合當(dāng)中定位有一套筒的另一連接器。又該連接器經(jīng)設(shè)定以同軸對齊該套筒及其中的該光纖，例如，一SC套筒可設(shè)定為每一套筒中的孔槽相對于其外表面為表面居中的。
光纖彼此對齊的精確度影響到兩光纖間連接的表現(xiàn)。能夠影響由連接所產(chǎn)生的信號損失或衰減的幾個因素包括(1)該光纖的配合末端面的橫向位移，即，在其中配合的末端面的該光纖的二軸間的橫向距離；(2)該光纖的角度差；以及(3)該光纖末端表面間的軸間隔。能夠影響光纖至光纖間連接的信號的損失或衰減的其他因素包括折射率失配、模式范圍半徑失配、末端面的形狀及結(jié)束、以及可存在于末端表面的物理損害。
在這些因素中，橫向位移和角度差對信號衰減上有重大影響。兩配合連接器的光纖的橫向位移或偏移值可能導(dǎo)因于各種原因。兩重要原因(1)相對于套筒外部表面的套筒通道的偏離；以及(2)通道的內(nèi)光纖的偏移值。關(guān)于后者，套筒中的通道通常在直徑方面比光纖稍大，因此光纖可在通道中移動，直到該光纖被一黏劑固定于通道上。因此，根據(jù)在通道中固定光纖的地方，相對于套筒的光纖偏離可能較高或較低。
發(fā)明人已知利用光纖在通道中移動的能力，以使套筒中的光纖偏離減到最小，又該套筒的通道并非在該套筒中完全集中或?qū)R。一般而言，即使小心地盡力使通道位于套筒的精確位置(例如，套筒中心)，通道通常仍然在某種程度上偏移套筒的中央軸心。通道的偏移值或偏離通常歸類為兩參數(shù)，偏移量和偏移方向，兩參數(shù)皆測量于套筒的末端面。
例如，具有一中央孔槽的套筒的偏離可以有1μm的量，并且該偏移值也許能夠以指定為0°位置的徑線方向。如上所述，已知是藉由在通道中以一特定方向定位光纖，使在離心通道中布署的一光纖偏離減到最少。這樣，例如，在上述的例子中，能夠把該光纖以徑線方向定位于通道的一側(cè)，又該徑線方向與通道偏移的徑線偏移位移180°。以該模式，假如光纖在通道中確切地居中，為1μm的光纖偏離減少通道直徑及光纖直徑差值之半。因此，舉例來說，假設(shè)具有126μm直徑的通道，及具有125μm直徑的光纖，如果光纖定位于通道偏移的反向邊，則光纖的偏離可以降低至0.5μm。相反地，如果光纖定位于通道偏移的同向邊，則光纖偏離為1.5μm。
美國專利第4,880,291號揭示以一預(yù)定的方向在一套筒的通道中定位一光纖的設(shè)備及方法。又該方向與相對于套筒縱軸的通道離心方向相關(guān)。該設(shè)備具有多個插孔或插座，用以接收多個連接器物體，其每一個具有一其中孔槽插有一光纖的套筒。每一連接器物體中的套筒方向是可旋轉(zhuǎn)的，以使套筒中孔槽偏離方向相反于在連接器物體外部表面上形成的突出標(biāo)號的方向。設(shè)備中的每一插座具有一栓孔，用以配合連接器物體上的標(biāo)號，以使該連接器物體在巢中以一已知模式定向。該設(shè)備包括多個線狀拎環(huán)，其施力防止光纖自套筒突出，以強(qiáng)迫光纖位于連接器物體的標(biāo)號方向的孔槽側(cè)，從而使光纖偏離減到最少。而后，在孔槽中固化黏劑以固定光纖。
雖然用以將一光纖推向通道的一側(cè)的一通用方法已為眾所周知，但已有技術(shù)并不提供任何完成最佳方法的指引。實(shí)際上，現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)，把一光纖推向一較佳位置，例如，通道的一側(cè)，能夠在套筒的末端面改進(jìn)光纖的偏離。然而，如供說明之用而放大顯示的圖1所示，為了把光纖推向通道的一側(cè)所施加的作用力可能使該光纖彎曲或折曲。當(dāng)切除光纖的末端并且磨平光纖和套筒的末端面，把光纖和套筒的材料從套筒的原始末端面移回一些距離，圖1的虛線所示為磨平后套筒及光纖的末端面位置。結(jié)果，與磨平以后的通道相對的光纖位置相異于磨平之前的光纖位置。此外，因為配合通道的角度差而產(chǎn)生衰減。如圖1所示，由于纖維彎曲，與套筒軸心相對的光纖軸心的一角度差存在。
因此，對定位光纖于通道的方法及設(shè)備存在一需求，用以補(bǔ)償與套筒縱向中心軸相對的通道偏離，以使光纖位置相對于通道一距離且為平直，又該光纖位置與套筒末端面的距離至少相等于在磨平期間將移走的材料最大長度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明藉由提供一光纖定位設(shè)備及方法滿足上述需要，該設(shè)備及方法減少在通道中的特定方向推擠光纖時所產(chǎn)生的光纖彎曲量。因而，光纖的位置實(shí)質(zhì)上平直，并且與套筒的末端面相距一相當(dāng)距離，因此光纖仍位于通道中所要求位置，即使在光纖及套筒被磨平后。在本文中，術(shù)語「通道(passageway)」包括包裝的通道(例如，孔槽(bore)及類似架構(gòu))、非包裝通道(例如，通道(channel)、槽(groove)及類似架構(gòu))及其結(jié)合。在本文中，術(shù)語「套筒(ferrule)」包括套住一單一纖維的筒狀和非筒狀的套筒，例如，SC、LC、MU、BLC及其他類似套筒。
依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在套筒的通道中定位光纖的方法涉及把流體黏劑固化于套筒的通道，及其后把一光纖插入套筒通道，以使光纖的末端部分自通道突出于套筒的末端面，光纖直徑小于通道直徑。以一大致垂直于通道縱軸的方向，一作用力F自套筒施加于光纖的末端部分，該作用力足夠強(qiáng)以克服流體黏劑的黏性，且能夠定位光纖以補(bǔ)償與通道偏離，以使光纖位置相對于通道距離一預(yù)定的距離且平直。相異于已有方法，減小通道中光纖的彎曲，是藉由在末端面距離D處施加作用力F，以使對光纖施加的所得力矩(F.D)，在自末端面至通道至少約100μm的距離，維持光纖軸心平直至少約0.025μm之內(nèi)。因此，在磨平期間最高可移除約100μm的材料(套筒、光纖、及黏劑)，而在磨平之后，光纖位置在磨平之前相同位置的至少約0.025μm之內(nèi)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，對光纖的施力通常是將該光纖定向為水平及把一重物懸掛于突出于通道的光纖的末端部分。重物最好落在距離套筒末端至少大約0.5毫米處的光纖上，尤以0.5至1.0毫米為佳，以及重物約0.1至5.0克，尤以0.3至0.5克為佳。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，用以定位一光纖的設(shè)備包括一固定裝置，其定義為至少一插孔，而多個插孔尤佳，其每一用以接受及固定其中有光纖延伸的套筒。該設(shè)備包含在支架的每一插孔的重物，每一重物被設(shè)定為置于對應(yīng)的插孔的突出于套筒的光纖的末端部分，以施加一向下作用力至該光纖上。架構(gòu)及安排該設(shè)備的重物安置機(jī)構(gòu)為自對應(yīng)光纖脫離的一舉高位置，降低每一重物至光纖上的降低位置。能夠把該整個設(shè)備放在一爐中，以使套筒的通道中固化黏劑。在替代性實(shí)施例中，可以由其他適合固化技術(shù)，如UV等等，固化該黏劑。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，一種新的固化方法及設(shè)備導(dǎo)引低能激光輻射光束至光纖的末端部分，該光纖延伸自套筒末端面。該低能光束加熱該光纖的末端部分，并且熱沿著延伸的光纖傳導(dǎo)至通道里。由于熱沿著延伸的光纖傳導(dǎo)至通道里，在熱作用下固化黏劑。此后，一高能激光光束可以切割黏劑固化的光纖。在替代性的實(shí)施例中，可以在套筒末端面的磨平期間切割該光纖。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，藉由引導(dǎo)加壓流體(空氣尤佳)以大約垂直于通道縱軸的方向，施加作用力于光纖上，把光纖推向所要求位置，例如，通道一側(cè)?？諝庾詈媚芤越咏淄材┒嗣娴奈恢茫瑳_擊光纖。在替代性的實(shí)施例中，加壓流體可以沖擊于沿著光纖軸心的多個位置沖擊光纖。一旦定位好光纖，藉由固化黏劑以固定光纖。
在一較佳實(shí)施例中，在光纖如上所述般裝置之后，一束激光射線撞擊末端面以加熱黏劑，從而至少部分固化鄰近末端面的通道部分的黏劑，從而固定光纖于套筒的末端面。而后，藉由加熱在一爐中的組件物或藉由任何其他適合的固化技術(shù)，可以沿著整個通道徹底固化黏劑。
進(jìn)一步，本發(fā)明使用一種方法及設(shè)備，其提供與下列至少之一共同作用的工作站(1)將光纖置入套筒的通道，(2)將黏劑注入該套筒的通道，(3)以補(bǔ)償通道相對于套筒縱向中心軸的偏離距離定位該光纖，以使該光纖的位置相對于通道距離一預(yù)定距離且平直，(4)固定該光纖的末端部分至該套筒的末端面，(5)固化黏劑至該套筒的通道，(6)切除突出于該套筒末端面的該光纖末端部分，以及(7)磨平該光纖及該套筒末端面。
為進(jìn)一步說明本發(fā)明的上述目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。


圖1圖示已有定位方法，在一孔槽中彎曲一光纖；圖2是一立體圖，其圖示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，用以定位多個纖維光學(xué)連接器至定位及在每一連接器的套筒中固定光纖的設(shè)備；圖3是圖2的立體分解示意圖；圖4是圖2部分設(shè)備的立體分解示意圖，圖示重物定位機(jī)構(gòu)的細(xì)節(jié)；圖5是一放大的部分立體圖，圖示定位于圖2設(shè)備的一纖維光學(xué)連接器，自上方望至該纖維光學(xué)連接器后方；圖6是一進(jìn)一步放大的部分立體圖，圖示定位于圖2設(shè)備的一纖維光學(xué)連接器，自上方及該纖維光學(xué)連接器前方觀之；圖7是圖6所示的重物的放大立體圖，自重物前方觀之，其顯示延伸自纖維光學(xué)連接器的光學(xué)纖維的末端部分；圖8圖示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，使用一氣體注射在一通道上定位光學(xué)纖維的設(shè)備；圖9圖示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在一通道上定位光學(xué)纖維的設(shè)備；圖10是一圖9的部分設(shè)備的部分放大立體圖，圖示定位于該設(shè)備的一纖維光學(xué)連接器。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖具體描述本發(fā)明的細(xì)節(jié)，其中該附圖揭示了本發(fā)明的較佳實(shí)施例。然而，還可以多種不同形式實(shí)施本發(fā)明，且不該理解為本發(fā)明是由本文實(shí)施例限制；進(jìn)一步來說，實(shí)施例的提供是為了徹底和完全揭示本發(fā)明，并且對那些熟悉本項技術(shù)的人士而言，將徹底傳達(dá)本發(fā)明的范圍。相同的數(shù)字代表相同的元件。
如先前所述，圖1說明引導(dǎo)一光纖12的一末端部分至一套筒10的孔槽14中所要求位置。圖示的光纖12定位在套筒10的孔槽14中。在圖1中把作用力F向下施加于光纖12，以將光纖12推至孔槽14的一較低側(cè)13。光纖12因此承受彎曲力矩，致使光纖12如圖示那樣向孔槽14的較高側(cè)15彎曲；為能清楚描述，圖示中夸大了彎曲的程度。如果光纖12被固定在末端面16的較低側(cè)13，而套筒10被磨平，以使移回材料至圖1的虛線，則所獲得的光纖12末端部分由于光纖12的彎曲形狀，將不再位于孔槽14的較低側(cè)13。本發(fā)明尋求克服上述問題。
圖2至圖7是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，描述一光纖定位設(shè)備20。該設(shè)備包括由一板狀底壁22形成的空間、一板狀加強(qiáng)背板24覆蓋底壁、一外殼26設(shè)定為定位該加強(qiáng)背板24的一中空盒，以及一基板28其在它的底壁22上定位外殼26。一連接器托盤組件30以及一固化區(qū)塊組件40被裝置在基板28上的外殼26。該連接器托盤組件30包括具有一面直立壁32的一可水平滑動的托盤31，其中沿著壁32的間隔形成多個連接器接收凹槽或切口34。與該凹槽34對齊的是在該固化塊區(qū)塊組件40的一固化區(qū)塊42中形成的多個連接器插座44。
在連接器托盤壁32中的每一凹槽34最好設(shè)定為接收一纖維光學(xué)連接器的外空管18。在替代性實(shí)施例中(未見于圖示)，能設(shè)定每一凹槽34為接收纖維光學(xué)連接器的任何部分。進(jìn)一步來說，雖然纖維光學(xué)連接器可以包括許多具有不同設(shè)定通道(例如，孔槽、通道、槽等)的單一纖維套筒，包括SC、LC、MU、BLC及類似套筒，圖示的實(shí)施例的空管18顯示為一例示性方法的SC連接器，但不局限于此。因此，之后將參照本發(fā)明的設(shè)備及方法描述該SC連接器。空管18具有一大致筒狀外表，其中形成一槽，以使該槽固定一對墊片19，其位于空管18的相反側(cè)且互相平行，用以作為在連接器托盤31的壁32上的凹槽34的壁36的介面。由于在該凹槽34的該壁36及在連接器空管18中槽的墊片19間的緊固作用，連接器空管18僅以一個旋轉(zhuǎn)方向插入該凹槽34。該套筒10定位在空管18，以平直向上的該連接器的套筒10上的孔槽14的偏離方向，把該連接器插入該凹槽34。實(shí)際上，上述的達(dá)成可藉由在套筒10中測量孔槽14偏離量及方向，在連接器的內(nèi)空管11中定位套筒10，以使孔槽14偏離方向為相對于內(nèi)空管11的一預(yù)定方向，及之后以該預(yù)定方向在外空管18上定位內(nèi)空管11。當(dāng)然，在把該套筒直接定位在外空管的一種連接器中(即，沒有內(nèi)空管)，該套筒將以一預(yù)定的方向定位在外空管。上述的達(dá)成可藉由，例如，以相對于通道的偏離方向的一預(yù)定位置在套管中形成一栓孔，用以使一鍵形成于該空管或任何適合的路徑。把該套筒定位在連接器上以用所要求方向定位偏離方向的特定技術(shù)對本發(fā)明而言并不重要。
圖示的固化區(qū)塊42固定用以接收該連接器的插座44。該插座44在結(jié)構(gòu)上是筒狀，其具有比該連接器的空管18的外部直徑稍大的直徑，以使該連接器能夠軸向滑入該插座44。固定該連接器的連接器托盤組件30的托盤31藉由一滑動裝置38可相對于固化區(qū)塊的插座44軸向滑動。一旦該連接器定位在連接器托盤組件30，托盤31向固化區(qū)塊42滑動，從而把該連接器插入該固化區(qū)塊42的該插座44，直到托盤31緊接一擋件39，定位該擋件以使光纖及套筒的末端面位在相對于該設(shè)備的定位組件的一所要求軸向位置，本文將在下文中進(jìn)一步介紹。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，定位組件包括詳述于圖4-7的重物組件。該重物組件包括一長條狀的提舉條46，其延伸平行于該列插座44，并被該列插座44所間隔。對于固化區(qū)塊42中的每一插座44，一對重物支架48從該提舉條46延伸至該插座44，并被間隔在各自插座44的中心軸的相反側(cè)。圖示的實(shí)施例的重物支架48被設(shè)定為筒狀棒，在其中的自由端形成一環(huán)狀槽。一平板重物50具有稍寬于環(huán)狀槽區(qū)域中重物支架48的直徑的一對插縫52，懸掛該平板重物50在每對重物支架48上，以使插縫52接合重物支架48的槽。該插縫52比該重物支架48的直徑狹窄；因此，固定重物50以保留在重物支架48的自由末端的槽中。每一重物都有藉以接收光纖12的孔洞54。
提舉條46可在提舉和降低位置間垂直移動。在提舉位置中，該提舉條46和其中的重物支架48提舉重物50，以使他們不會承受該連接器的該光纖12；圖7圖示一重物50的位置。在該提舉條的降低位置中，降低該重物50，以使它們?yōu)樵摴饫w12所支撐。該重物施加一向下力于該光纖，推擠該光纖至套筒10中孔槽14的較低側(cè)的光纖。在一實(shí)施例中，該重物50的每一個所具有的質(zhì)量，大約0.1至5.0克，約0.3至0.5毫米尤佳，及位于離套筒10的末端面，約0.5至1.0毫米尤佳。因此，由一重物50在一光纖上施加的彎曲力矩是小于約4.9×10-5N-m，小于約1×10-5N-m尤佳，最佳為小于約3.9×10-6N-m，其中力矩的水平臂的測量是自套筒末端面16至光纖上重物的支撐點(diǎn)。請注意，雖然想將重物的放置盡量接近套筒的末端面，以減少光纖的彎曲力矩，如果重物50被置于太接近套筒的末端面，則該重物可能黏附至該套筒，因為來自孔槽的黏劑可能出現(xiàn)在末端面上。因此，最好能在該最筒末端面及重物間提供一小間距(例如，從約0.5毫米至約1.0毫米)。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)該重物50懸掛于該光纖12上，在室溫下結(jié)合具有適當(dāng)黏度的黏劑使用于上述布置。(即通常是室溫)，把該光纖定位至該套筒10中孔槽14的較低側(cè)13，而該光纖基本上不會發(fā)生彎曲。尤其是，沿著該孔槽自套筒末端面至少約50μm的距離，光纖軸心保持平直約0.025μm至0.05μm。在較佳的實(shí)施例中，使用環(huán)氧樹脂黏劑以固定通道中的光纖，并且該黏劑在室溫下最好具有低于27,000cps的粘度，室溫下約27,000cps的黏性尤佳。然而，本發(fā)明能夠涂布于具有大范圍黏性的各種黏劑。較重要的考慮是選擇該重物的質(zhì)量、該重物的施力點(diǎn)(即，自套筒末端面到該重物的軸心距離)以及該黏劑黏性，以使該重物足夠重，以對該光纖施加一向下作用力，以克服該黏劑的黏劑力，但又不至于過重以致于發(fā)生大量光纖彎曲。人們將了解，可以使用重物、與套筒末端面的距離以及黏劑黏性的各種結(jié)合以達(dá)成該上述目標(biāo)。
該設(shè)備的提舉條46的提舉及降低是藉由一制動機(jī)構(gòu)進(jìn)行，該制動機(jī)構(gòu)包含藉由軸承62(在圖4中僅見其一)在固化區(qū)塊42支撐的可轉(zhuǎn)動制動桿60。該制動桿60在固化區(qū)塊42上延伸平行于該列插座44，并被置于提舉條46之下。該提舉條46可移動接合固定在固化區(qū)塊42的一對垂直指標(biāo)64，以使提舉條46上下滑動而不會旋轉(zhuǎn)或搖動(即，提舉條46遭遇一上純粹的移動)。該指標(biāo)64延伸經(jīng)過在提舉條46上的孔隙66，以及指標(biāo)64的上方末端在提舉條46上延伸。線圈壓縮彈簧68可在指標(biāo)64的上方末端上滑動，藉由一對E型扣(E-clips)70頂住提舉條46的上面表面，固定在一壓縮狀態(tài)的軸承。因此，彈簧68緊迫提舉條46至它的較低位置，其中重物50是懸掛在連接器的光纖12的末端。藉由定位在制動條60上的離心凸輪把該提舉條46以相反于該彈簧力方向舉起。一旋鈕74固定在固化區(qū)塊42一側(cè)延伸出并延伸出外殼26的一側(cè)的制動棒60末端，使用該旋鈕74以旋轉(zhuǎn)制動棒60，以使凸輪72提升提舉條46。藉由制動棒60的一抓取機(jī)構(gòu)(未見于圖示)固定該提舉條46在它的最上方位置。
在使用上，提供設(shè)備20供旋轉(zhuǎn)旋鈕74的操作，以在它的提舉位置，提舉或固定提舉條46。連接器托盤組件30的托盤31可軸向移離固化區(qū)塊42的插座44，以使連接器可被插入托盤31的凹槽34。該連接器藉由注入液態(tài)黏劑至套筒10的孔槽14中，以及插入一光纖12至每一孔槽14，以使光纖末端突出于套筒10的末端面16。一旦該連接器被固定在該凹槽，托盤31滑向固化區(qū)塊41，據(jù)以插入該連接器至該固化區(qū)塊的插座44，直到托盤31連接擋件39。在托盤31的位置，套筒的末端面最好能在軸向大約間隔重物50至少約0.5毫米至1.0毫米，并且該連接器的光纖12能經(jīng)由重物50的孔洞插入，但不使重物50和光纖12接觸。其次，轉(zhuǎn)動旋鈕74以降低該提舉條46到它的較低位置，從而降低重物50至該光纖12上。光纖12因而在該套筒10向該孔槽14的較低側(cè)13下擠。而后，將整個設(shè)備20至于一爐上以固化在孔槽14的黏劑。在較佳的實(shí)施例中，使用較佳類型的環(huán)氧樹脂黏劑，該爐應(yīng)置于約150℃，雖然固化溫度取決于所使用的特定類型黏劑。而后，把該設(shè)備從該爐移走并把該連接器從該設(shè)備移走。在替代性實(shí)施例中，可以使用如UV等等的其他適當(dāng)?shù)墓袒夹g(shù)。
圖8至10描述依據(jù)本發(fā)明的一設(shè)備的一替代性實(shí)施例。在該實(shí)施例中，藉由導(dǎo)入一加壓流體或氣體到該光纖的至少一部分，提供將該光纖12定位在套筒10的孔槽14中的作用力。圖8圖示設(shè)備120。該設(shè)備包括一噴嘴122，其藉由一可控制的閉鎖閥門126，自一適合來源124提供加壓流體。在較佳的實(shí)施例中，該流體為空氣；然而，替代性實(shí)施例可以使用其他適合流體。定位噴嘴122，以使用以排放流體的噴嘴緊臨光纖12和末端面16，以使藉由噴嘴所產(chǎn)生的流體的噴射被安排為大至垂直于光纖12的軸方向。在較佳的實(shí)施例中，流體噴射應(yīng)該射至的一位置，該位置距離套筒10的末端面16不超過至少約0.5到1.0毫米。加壓的空氣供應(yīng)124最好具有約5至15psig的充分壓力。
噴嘴122的排放口最好不是圓形，而是橫向拉長至光纖軸向，以產(chǎn)生一道細(xì)氣流。在較佳實(shí)施例中，該噴嘴排放口是橢圓形，其中該橢圓的較長側(cè)具有一段至少約0.8毫米，而孔口寬度(即，平直側(cè)之間的間距)是至少大約0.5毫米。
來自噴嘴122的空氣噴射在套筒10中推擠該光纖12到孔槽14的較低側(cè)13。一旦光纖12已被定位于該孔槽14中，藉由一聚焦鏡頭132，將來自一激光130的一束激光射線導(dǎo)入環(huán)繞該光纖的末端面16的一部分，以在末端面16局部加熱該套筒或黏劑。這使鄰近末端面16的孔槽14中的黏劑至少一部份被固化，或至少部分被固化，以在孔槽14中希望的位置固定該光纖12。此時，把該連接器放入一爐中或以他種適合固化溫度加熱一段充足的時間以沿著孔槽14的全部長度，完成黏劑的固化。如上所述，使用較佳類型的環(huán)氧樹脂黏劑的適合固化溫度約150℃。
最好可控制激光130以調(diào)節(jié)套筒或黏劑的加熱強(qiáng)度，以在套筒的末端面16產(chǎn)生所要求溫度。能夠校準(zhǔn)激光130，以了解在激光射線的能量和末端面的溫度之間的關(guān)系。然后能夠調(diào)節(jié)激光能量以產(chǎn)生所要求溫度。在較佳的實(shí)施例中，末端溫度約為150℃，但是，應(yīng)知不同黏劑可能要求不同溫度以充分固化該黏劑以在位置上固定光纖12。
圖9圖示依據(jù)本發(fā)明，藉由來自噴嘴122的空氣噴射，固定連接器于位置上的操作。固定裝置140包含至少一插座142，其延伸經(jīng)過該固定裝置的一壁144，用以接收一連接器。被稱作「子彈」146的一固定架構(gòu)支撐該連接器，并且如同箭頭150指示，自左至右固定在該插座142，以使具有光纖12的套筒10的末端面16在右方突出于該插座，如圖10所示。以固定的噴嘴尖端，將空氣噴嘴122置于固定裝置140，以使它緊臨從連接器的套筒10突出的光纖12，以及套筒10的末端面16。圖10說明與光纖12和套筒10相關(guān)的噴嘴位置。
如圖9所示，較佳的固定裝置140還可包含一第二插座148，用以接收連接器。在藉由固化黏劑將光纖12固定在套筒10的孔槽14。該第二插座148固定該連接器，以使自套筒突出的光纖末端部分可由一切除裝置(未見于圖示)切除，以供磨平末端面16及光纖12。當(dāng)然，應(yīng)了解依據(jù)本發(fā)明的一固定裝置能包括多個插座和與每一插座連接的多個空氣噴嘴，才能夠同時處理多個連接器，并且包括多個插座，用以把多個連接器固定以使該光纖末端切除。
此外，本發(fā)明使用一種方法與設(shè)備，其提供與下列的至少之一共同作用的工作站臺(1)將光纖置入套筒的通道，(2)將黏劑注入該套筒的通道，(3)以補(bǔ)償通道相對于套筒縱向中心軸的偏離距離定位該光纖，以使該光纖的位置相對于通道距離一預(yù)定距離且平直，(4)固定該光纖的末端部分至該套筒的末端面，(5)固化黏劑至該套筒的通道，(6)切除突出于該套筒末端面的該光纖末端部分，以及(7)磨平該光纖及該套筒末端面。最后，本發(fā)明包括光纖組件，其與本文所述的各種實(shí)施例所產(chǎn)生的套筒或連接器共同作用。
本發(fā)明的許多修正和其他的實(shí)施例將使熟悉本項技術(shù)的人士了解獲益于上文敘述及相關(guān)圖示所呈現(xiàn)的教示的本發(fā)明相關(guān)技術(shù)。例如，本文所討論的實(shí)施例是指具有作為通道的中央孔槽的一套筒。然而，本發(fā)明的定位方法及設(shè)備亦適用于具有其他類型通道的套筒，例如具有非包裝或部分包裝通道的套筒，例如通道和槽。舉例而言，本發(fā)明的另一修正或?qū)嵤├梢园ㄆ渌ぞ撸淠軌蚴┝τ诳墒褂玫墓饫w，例如，承受光纖張力的一細(xì)電線。
雖然本發(fā)明已參照當(dāng)前的具體實(shí)施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，在沒有脫離本發(fā)明精神的情況下還可作出各種等效的變化或替換，因此，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)對上述實(shí)施例的變化、變型都將落在本申請的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用以制造一纖維光學(xué)組件的方法，包含下列步驟提供一套筒，其具有一通道沿著該套筒的一縱軸延伸經(jīng)過其中且終止于該套筒的一末端面；涂布一流體黏劑至該套筒的該通道中；插入一光纖至該套筒的該通道中，以使該光纖的末端部分突出于該通道，而超出該套筒的末端面，其中該光纖具有一直徑小于該通道的直徑；以及施加一作用力F于自該套筒突出的一光纖上，其中該作用力足夠大以移動該光纖的該末端部分至該通道中所要求位置，以及其中在該通道中該光纖的彎曲的最小化，是藉由施加該作用力F至距離該套筒末端面一距離D處，以使該光纖的該末端部分所獲得的力矩F.D維持該光纖自該套筒末端面至該通道中的平直。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該力被施加在自該套筒突出的該光纖的該末端部分。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于施加該作用力F于自該套筒突出的該光纖的該末端部分的步驟還包含施加該作用力F至距離該套筒末端面一距離D處，以使在該光纖上所獲得的力矩F.D自該套筒末端面至該通道中的至少約50μm距離，維持該光纖平直在至少約0.05μm。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該力矩F.D小于約4.9×10-5N-m。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該力矩F.D小于約3.9×10-6N-m。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，施加該作用力F于自該套筒突出的該光纖的該末端部分的步驟還包含藉由懸掛一重物于該光纖上以施加該作用力F。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于該重物的質(zhì)量為大約0.1到5.0克。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于該重物的質(zhì)量為大約0.3到0.5克。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于該重物是懸掛在該光纖上，其距離該套筒末端面至少約0.5毫米到1.0毫米。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于施加該作用力F于自該套筒突出的該光纖的該末端部分的步驟還包含藉由導(dǎo)入一流體噴射于該光纖上而施加該作用力F。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于該流體為空氣。
12.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于施加該作用力F于自該套筒突出的該光纖的該末端部分的步驟還包含以對該通道縱軸呈大致直角的一方向施加該作用力F。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括下列步驟固化該黏劑。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于該黏劑的至少部分固化，是藉由導(dǎo)入來自一激光的一光束至該套筒的該末端面以加熱該套筒。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于來自該激光的該光束是被導(dǎo)至該套筒末端面以加熱該套筒，以使臨近該末端面的該通道的一部分中的該黏劑充分固化，以在該通道中的所要求位置中固定該光纖。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于還包括把該套筒放在一爐里以沿著整個通道徹底固化該黏劑。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該黏劑的黏性為大約27,000cps。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該黏劑的黏性為低于27,000cps。
19.一種用以在一套筒的一通道中定位一光纖的設(shè)備，包括一插座，其設(shè)定以接收并支撐該套筒，其中該套筒具有一通道，其沿著該套筒的一縱軸延伸經(jīng)過該套筒，以及其中該光纖的直徑小于該通道的直徑；一黏劑涂布機(jī)構(gòu)，用于在該光纖和該通道的一內(nèi)表面間施作一流體黏劑；一固定件，用于固定該插座，以使該光纖的末端部分突出于該通道而超出該套筒的一末端面；以及一施力機(jī)構(gòu)，用于施加一作用力F于自該套筒突出的該光纖上，其中該力足夠大以移動該光纖的該末端部分至該通道中所要求位置，以及其中在該通道中該光纖的彎曲的最小化，是藉由施加該作用力F至距離該套筒末端面一距離D處，以使該光纖的該末端部分所獲得的力矩F.D維持該光纖自該套筒末端面至該通道中的平直。
20.一種用以在一套筒的一通道中定位一光纖的設(shè)備，包括一插座，其設(shè)定以接收并支撐該套筒，其中該套筒具有一通道，其沿著該套筒的一縱軸延伸經(jīng)過該套筒，以及其中該光纖的直徑小于該通道的直徑；一黏劑涂布機(jī)構(gòu)，用于在該光纖和該通道的一內(nèi)表面間施作一流體黏劑；一固定件，用于固定該插座，以使該光纖的末端部分突出于該通道而超出該套筒的一末端面；一重物，用于每一插座，其中每一重物經(jīng)設(shè)定以置于自對應(yīng)插座的該套筒突出的該光纖的末端部分上，以施加一力于該光纖上；以及一重物定位機(jī)構(gòu)，用以將每一重物由自該光纖脫離的一位置放置于支撐在該光纖上的一位置。
21.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于該固定件界定多個插座，其為并排且間隔配置，以固定多個套筒為多個光纖及實(shí)質(zhì)上在一截面上共平面的該多個套筒的多個末端面，其中多個重物對齊該插座，以及該重物定位機(jī)構(gòu)包含一提舉條，其大致平行于該截面延伸，該提舉條包含重物支撐元件及可垂直移動于一較高位置與一較低位置之間，在該較高位置處該重物支撐元件提舉該重物高于該多個光纖，及在該較低位置處該重物被降至該多個光纖上。
22.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于還包括一致動機(jī)構(gòu)，用以在該較高及較低位置間移動該提舉條。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于該致動機(jī)構(gòu)包括一離心轉(zhuǎn)動凸輪。
24.一種用以在一套筒的一通道中定位一光纖的設(shè)備，包括一插座，其設(shè)定以接收并支撐該套筒，其中該套筒具有一通道，其沿著該套筒的一縱軸延伸經(jīng)過該套筒，以及該光纖的直徑小于該通道的直徑；一黏劑涂布機(jī)構(gòu)，用于在該光纖和該通道的一內(nèi)表面間施作一流體黏劑；一固定件，用于固定該插座，以使該光纖的末端部分突出于該通道而超出該套筒的一末端面；一噴嘴，其可操作以排放大致垂直于該光纖的縱軸的一流體噴射，以移動該光纖的該末端部分至該通道中一所要求位置。
25.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于該噴嘴排放一空氣噴射至該光纖。
26.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于該噴嘴是被定位以排放該空氣噴射至緊臨該末端面的該光纖上。
27.如權(quán)利要求26所述的設(shè)備，還包括一加熱裝置，用以在該套筒的該末端面加熱該套筒，以至少部分固化該黏劑，從而固定該光纖于該通道中所要求位置。
28.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于該加熱裝置包括激光。
29.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于該激光被安排以將一激光光束照射至該末端面上。
30.如權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其特征在于該激光是被安排以使該電射光束的導(dǎo)入大致垂直于該末端面。
31.一種用以制造一纖維光學(xué)組件的方法，包含下列步驟提供一套筒，其具有一通道沿著該套筒的一縱軸延伸經(jīng)過其中且終止于該套筒的一末端面；涂布一流體黏劑至該套筒的該通道中；插入一光纖至該套筒的該通道，以使該光纖的末端部分突出于該通道，而超出該套筒的末端面，其中該光纖具有一直徑小于該通道的一直徑；以及施加一作用力F至該光纖上，其中該力足夠大以移動整段該光纖至該通道中所要求位置，以使該光纖平直且自該末端面起整段該通道中與該通道中所要求位置維持接觸；以及沿著該整個通道固化該黏劑。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于還包括下列步驟切除自該套筒末端面突出的該光纖的末端部分；以及磨平該光纖及該套筒的該末端面。
33.一種纖維光學(xué)組件，包括具有一通道的一套筒，該通道沿著一套筒的一縱軸延伸經(jīng)過以及終止于該套筒的一末端面，其中該套筒具有一光纖，其延伸經(jīng)過該通道，以使該光纖平直并且自該套筒末端面起整段該通道中與一所要求位置維持接觸。
34.如權(quán)利要求33所述的纖維光學(xué)組件，其特征在于自該套筒末端面至該通道中的至少約50μm距離，維持該光纖平直在至少約0.05μm。
全文摘要
在固化用以固定一光纖于一通道的黏劑之前，藉由施加一作用力至自一套筒末端面上的該通道突出的該光纖末端，以推擠該光纖至該通道中所要求位置，可減少定位該光纖于該套筒的該通道的偏離，亦能補(bǔ)償該通道的偏離。在一實(shí)施例中，藉由懸掛一重物于該光纖以施力于該光纖上。在另一實(shí)施例中，藉由使用一流體壓力噴射以施力于該光纖上。力的施力點(diǎn)、力的強(qiáng)度及黏劑的黏度的選擇是求所發(fā)生的光纖彎曲為最小，藉以確保該光纖沿著該通道以距該套筒末端面的適當(dāng)距離置于該通道中所要求位置。
文檔編號G02B6/25GK1735824SQ02821562
公開日2006年2月15日 申請日期2002年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月31日
發(fā)明者J·金貝爾 布賴恩, P·盧瑟 詹姆斯, 托馬斯·塞尤厄科恩, 希尤·V·特蘭, R·奇爾德斯 達(dá)雷爾, M·克內(nèi)克特 丹尼斯 申請人:康寧電纜系統(tǒng)有限公司