專利名稱：緩沖光波導(dǎo)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種光纖波導(dǎo)管。更具體的，本發(fā)明涉及一種緩沖層和光波導(dǎo)管之間的粘接被裁剪(tailored)從而影響緩沖層的可剝離性(stripability)的緩沖光波導(dǎo)管。
背景技術(shù)：
光波導(dǎo)管用于傳送例如聲音、視頻、數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊亩喾N信號。光波導(dǎo)管相對較脆并且當經(jīng)受拉伸、彎曲、或扭曲應(yīng)力和/或張力時經(jīng)歷相對較高的光學(xué)衰減的增加。因此，光波導(dǎo)管可以在其周圍包括用于保護光波導(dǎo)管的緩沖層。
圖1示出了傳統(tǒng)的緩沖光波導(dǎo)管7。傳統(tǒng)的緩沖光波導(dǎo)管7包括光波導(dǎo)管1、界面層3和緩沖層5。光波導(dǎo)管1通常包括纖芯1a、包層1b和涂層1c。纖芯1a具有比包層1b大的折射率，從而促進用于沿波導(dǎo)管傳輸光學(xué)信號的內(nèi)部反射。在制造的時候，包層1b通常被涂敷有例如UV固化丙烯酸類聚合物(UV-curable acrylate polymer)的一個或多個涂層1c，從而保護包層1b不被損壞。光波導(dǎo)管的典型的直徑大約是單模式纖芯的10微米或者多模式纖芯的50-62.5微米，包層的125微米，以及涂層的250微米，但是可以制造其他的尺寸。
如圖所示，緩沖層5通常包圍光波導(dǎo)管1并且保護光波導(dǎo)管1免受應(yīng)力和/或張力。緩沖層5通常具有約900微米的外徑，但是例如500微米的其他合適的尺寸是可以的。緩沖層5通常以相對較熱的液態(tài)形狀擠壓在光纖1上并在水槽中冷卻以形成緩沖光波導(dǎo)管。然而，在做出到光纖的光學(xué)連接之前，緩沖層5必須從光波導(dǎo)管1剝離。終端用戶具有從光纖1剝離緩沖層5的不同要求從而可以容易地進行光學(xué)連接。例如，GR-409標準需要最小和最大力來從光波導(dǎo)管1剝離例如15mm的長度的緩沖層5。為了滿足這些要求，一些緩沖光纖使用界面層3，所述界面層3用作光波導(dǎo)管1的涂層1c和緩沖層5之間的潤滑劑，從而幫助剝離。然而，提供潤滑劑增加了制造復(fù)雜性并且增加制造成本。另外，有應(yīng)用需要從光波導(dǎo)管1剝離例如50cm或更多的長度的緩沖層5。為了避免對光波導(dǎo)管1的損壞，剝離長的長度的緩沖層5通常通過剝離幾個較短長度的緩沖層5直到從光波導(dǎo)管1剝離期望長度的緩沖層5來完成。剝離幾個較短長度是費力和耗時的過程。因而，需要容易地制造允許剝離相對較長的長度的緩沖層的低成本緩沖光波導(dǎo)管。


圖1示出了傳統(tǒng)的緊密緩沖光波導(dǎo)管的截面圖。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的緩沖光波導(dǎo)管的截面圖。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一緩沖光波導(dǎo)管的截面圖。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的又一緩沖光波導(dǎo)管的截面圖。
圖5-7示出了根據(jù)本發(fā)明使用多種緩沖層材料的緩沖光波導(dǎo)管的截面圖。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的另一緩沖光波導(dǎo)管的截面圖。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的緩沖光波導(dǎo)管的另一實施方式的截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的附圖來更全面地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以包括在許多不同的形式中并且不應(yīng)當被理解為限制于此處所述的實施方式；然而，提供這些實施方式從而本公開可以全面地將本發(fā)明的范圍傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。附圖不一定是按比例繪制的，但是被用來清楚地說明本發(fā)明。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的緩沖光波導(dǎo)管20(以下稱緩沖波導(dǎo)管)。緩沖波導(dǎo)管20包括光波導(dǎo)管21和緩沖層25，其間設(shè)置有可選松脫層(optionalrelease layer)23。光波導(dǎo)管21包括纖芯21a、包層21b、以及至少一個涂層21c。緩沖層25具有預(yù)定最大壁厚t并且通常包圍光波導(dǎo)管21，從而保護光波導(dǎo)管1。緩沖層25的內(nèi)側(cè)面(internal profile)具有沿緩沖層25的縱向長度延伸的至少一個凹陷部分25a，所述至少一個凹陷部分25a是圍繞緩沖層連續(xù)按順序設(shè)置的。在凹陷部分25a，最小壁厚tr小于壁厚t從而在這點上緩沖層25與光波導(dǎo)管21分離設(shè)置。tr/t的比小于1并且優(yōu)選地為約O.95或更少，更優(yōu)選地為約0.9或更少。在該實施方式中，緩沖層25具有四個凹陷部分25a，其通常設(shè)置在圍繞緩沖層25的對稱方向上。換句話說，已經(jīng)減少在緩沖層25和光波導(dǎo)管21之間的接觸面面積。因此，可以通過裁剪凹陷部分來影響緩沖層25和光波導(dǎo)管21之間的連接/粘接。另外，因為可以影響連接/粘接，可以不需要使用設(shè)置在光波導(dǎo)管21上的松脫層23；然而，松脫層23在一些應(yīng)用中可以是有用的。
緩沖層25根據(jù)光纖21和緩沖層25之間的連接的期望程度可以在光波導(dǎo)管21上是緊的或者松的。凹陷部分25a的尺寸和/或數(shù)量可以影響連接程度。另外，凹陷部分可以限制擠壓后徑向的和縱向的應(yīng)力和收縮，因為凹陷部分減少緩沖層的圓周應(yīng)力。至少一個凹陷部分25a可以在緩沖層25的內(nèi)側(cè)面上具有不同方位。作為例子，凹陷部分25a可以在緩沖層25的內(nèi)側(cè)面上具有直線布置、螺旋布置、或反螺旋布置。具有螺旋或反螺旋布置的凹陷部分25a可以在限制偏振模色散(PMD)特性方面是有利的，因為它們導(dǎo)致與光波導(dǎo)管21的接觸點具有多個無規(guī)則圖案。在另一方面，有的應(yīng)用中PMD是期望的從而具有直線布置的凹陷部分25a是優(yōu)選的。
本發(fā)明的緩沖層不應(yīng)當與緩沖管或電纜外殼混淆。緩沖管通常包括在水封油脂(water-blocking grease)，即觸變膠體中漂浮的緩沖管內(nèi)設(shè)置的一根或多根光纖。另外，緩沖管通常具有與其中的光波導(dǎo)管的外徑相比相對較大的內(nèi)徑。另外，水封油脂不應(yīng)當與松脫層混淆。水封油脂用來限制緩沖管的水的侵入并且提供連接，然而緩沖層用來改善從光波導(dǎo)管剝離緩沖層的可剝離性。另外，緩沖層通常與光波導(dǎo)管連接。
用于本發(fā)明的緩沖層的合適的材料包括聚合材料；然而，例如輻射固化材料的其他材料是可以的。作為例子，可以從例如從具有約900微米的外徑(OD)的商品名為GW 2052 Special下的Leominster，MA的AlphaGary Corporation獲得的聚氯乙烯(PVC)形成緩沖層。例如700或500微米的緩沖層25的其他OD以及其他合適的尺寸是可以的。同樣，緩沖層的其他合適的材料和/或構(gòu)造是可以的，例如在此討論的泡沫聚合物或多層。例如，緩沖層還可以包括用于改善例如阻燃的特性的添加劑，但是出于其他目的可以添加其他合適的添加劑。
在該實施方式中，光波導(dǎo)管21是具有由具有比纖芯低的折射率的硅基包層21b包圍的硅基纖芯21a的單模式光纖，從而使其可用來傳輸光學(xué)信號。另外，一個或多個涂層21c涂敷到包層上，從而保護光波導(dǎo)管和/或識別光波導(dǎo)管。例如，軟的主涂層包圍包層，并且相對較硬的副涂層包圍主涂層。涂層還可以包括例如墨水或其他合適的標記的識別部件用于光纖的識別。光波導(dǎo)管的涂層或附加層(futher layer)可以包括在制造光纖之后應(yīng)用的潤滑劑，所述潤滑劑用來通過傳統(tǒng)剝離方法改善從光纖的緊密緩沖層的可剝離性。另外，其他合適的光波導(dǎo)管可以與本發(fā)明的概念一起使用，例如多模式、塑料光纖、摻雜鉺的、偏振保持(polarization-maintaining)、光子、特制品(specialty)、或任何其他的光波導(dǎo)管。
緩沖波導(dǎo)管20還包括提供用于從光波導(dǎo)管21剝離緩沖層25的潤滑劑的可選松脫層23。松脫層23通常涂敷到光波導(dǎo)管21的外表面并且通常能改善剝離性能。松脫層23可以由例如硅油(silicone oils)的任何合適的材料或合成物來形成，但是其他合適的松脫層是可以的。作為例子，美國專利第5,181,268號公開了例如聚四氟乙烯的固體潤滑劑和用作松脫層的非交聯(lián)膜形成粘合劑。松脫層23的其他構(gòu)造包括設(shè)置在如美國專利第5,408,564號中公開的是UV固化的交聯(lián)膜形成粘合劑中的固體潤滑劑。另外，松脫層23可以包括具有低聚物和單體的丙烯酸脂和在基質(zhì)(matrix)內(nèi)的反應(yīng)松脫物質(zhì)，如在2001年1月29日申請的美國專利申請第09/771,672號中所公開的。具體地，例如反應(yīng)硅樹脂的反應(yīng)松脫物質(zhì)具有分子官能團并且至少一些分子官能團與基質(zhì)交聯(lián)。關(guān)于松脫層23的所有上述專利和專利申請的公開在此結(jié)合進來以作參考。當然，松脫層對于在此公開的任何實施方式是可選的，并且可以具有例如圖3所示的波浪外形的任何合適的厚度和形狀。另外，其他合適的材料對于松脫層來說是可以的。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的概念的另一緩沖波導(dǎo)管30。在該實施方式中，光波導(dǎo)管21具有其上涂敷(upcoat)有波浪外形的涂層或附加層31，從而提供可以減少附加層31和緩沖層35之間的接觸面積以裁剪兩者之間的連接/粘接的表面。換句話說，具有通常均勻壁厚的緩沖層35僅接觸光波導(dǎo)管31的波浪外形的高點，從而在不改變緩沖層35的情況下減少表面接觸點。作為說明，具有約250微米的外徑的標準光波導(dǎo)管21被涂敷，從而波浪外形的最大和最小直徑分別為約400和300微米。然而，可以使用其他合適的尺寸并且波浪外形可以在光纖的涂層中制造，而不使用附加層。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的緩沖光波導(dǎo)管40。緩沖光波導(dǎo)管40包括具有波浪外形的附加層31的光波導(dǎo)管21和緩沖層45。在該實施方式中，緩沖層45具有多個凹陷部分45a并且由泡沫材料形成。因為附加層31和緩沖層45具有波浪表面或凹陷部分，兩者之間的接觸被進一步減小。然而，泡沫緩沖層45對于沒有涂敷附加層的光波導(dǎo)管來說也是有用的。
可以通過化學(xué)、機械、熱或其他合適的手段來產(chǎn)生緩沖層45的泡沫材料。泡沫材料通過將可壓縮性提供給緩沖層來允許光波導(dǎo)管的緩沖。換句話說，由泡沫材料提供的緩沖可以保持在特定條件下的光波導(dǎo)管的光學(xué)性能，因為可以壓縮泡沫材料。另外，壓縮力被分配到更大的區(qū)域，從而減少壓力。因此，泡沫緩沖層當其連接時允許緩沖層的可壓縮性以增加包裝密度，但是允許緩沖層當其從電纜被去除以用于標準連接組件時膨脹到其未壓縮尺寸。另外，因為需要較少材料，可以減少材料成本。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的緩沖波導(dǎo)管50。緩沖波導(dǎo)管50包括光波導(dǎo)管21和由多種材料形成的緩沖層55。如圖所示，緩沖層55具有內(nèi)部材料55a和外部材料55b，但是緩沖層的不同構(gòu)造可以包括更多的材料。在該實施方式中，內(nèi)部材料55a由泡沫聚合物形成并且將緩沖提供給光波導(dǎo)管21。在另一方面，外層55b由例如PVC的較硬聚合物形成并且將例如抗破碎性提供給緩沖波導(dǎo)管50。換句話說，貼近光波導(dǎo)管21使用較軟材料用于緩沖和保持光學(xué)性能并且將較硬材料用作外殼。當然，可以在多層結(jié)構(gòu)中采用其他材料組合。作為例子，光波導(dǎo)管21具有約250微米的外徑，內(nèi)層55a是具有約600微米的外徑的泡沫聚合物，并且外層55b是具有約900微米的外徑的PVC。其他合適的尺寸也是可以的并且總的外徑可以超過900微米。圖6示出了與緩沖波導(dǎo)管50相似的緩沖波導(dǎo)管60。如圖所示，內(nèi)層65a包括通常圍繞內(nèi)層65a對稱設(shè)置的三個凹陷部分65c。因而，內(nèi)層65a和光波導(dǎo)管21之間的接觸面積減小從而兩者之間的連接/粘接可以被裁剪。
圖7示出了具有多種材料的緩沖層75的另一緩沖波導(dǎo)管70。與圖5和圖6相似，緩沖層75包括由泡沫材料形成的內(nèi)層75a和外部聚合物層75b；然而，內(nèi)層75a具有非圓形狀。如圖所示，內(nèi)層75a具有以180度分開的兩個凹陷74，但是其他實施方式可以具有其他的間隔和/或其他深度和寬度的更多凹陷。凹陷74允許圓形外層75b接近，甚至接觸光波導(dǎo)管21，從而影響可以到達光波導(dǎo)管21的力的轉(zhuǎn)移。例如，間隔和形成凹陷74的方式允許力從外層75b轉(zhuǎn)移到光波導(dǎo)管21以作用在沿凹陷分開180度的位置。因而，該特定的實施方式可以影響PMD。例如，如果凹陷不圍繞縱向軸旋轉(zhuǎn)，PMD可以增加并且如果凹陷圍繞縱向軸旋轉(zhuǎn)，PMD可以被限制。另外，雖然優(yōu)選實施方式具有通常為圓形的外徑，其他構(gòu)造可以具有例如橢圓的除了圓形的其他合適形狀。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的概念的另一緩沖波導(dǎo)管80。緩沖波導(dǎo)管80包括光波導(dǎo)管21、至少一根細絲87、以及緩沖層85。在該情況下，緩沖波導(dǎo)管80包括四個位置中的細絲，其通常圍繞光波導(dǎo)管21均等地間隔，但是可以使用不同數(shù)量的位置和/或間隔。將細絲87放置接近或接觸光波導(dǎo)管21或者其上的松脫層通常減少緩沖層的接觸面積，從而減少緩沖層的連接/粘接。細絲87還可以用作加強部件。另外，細絲87也可以用作用于去除長的長度的緩沖層的開傘索。細絲87可以由任何合適的材料形成，例如芳綸纖維(aramid fibre)、聚酯、玻璃纖維原絲、尼龍、及其組合、或者合成材料。細絲還可以具有螺旋狀或S-Z束以使組件具有非優(yōu)選性(non-preferential)彎曲。另外，緩沖層85可以包括例如內(nèi)部泡沫聚合物和外部聚合物的多于一種的材料。同樣，緩沖層可以包括一個或多個凹陷部分。
圖9示出了本發(fā)明的另一實施方式。緩沖波導(dǎo)管90包括光波導(dǎo)管21、具有至少一個凹陷部分95a的緩沖層95、以及觸變材料97的緩沖層95。在該實施方式中，凹陷部分95a至少部分填充有例如油脂的觸變材料。與其他的實施方式相似，緩沖層95可以包括例如內(nèi)部泡沫聚合物和外部聚合物的多于一種的材料。同樣，緩沖層可以包括具有不同形狀和/或間隔的任何合適數(shù)量的凹陷部分。
在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的本發(fā)明的許多修改和其他實施方式對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是明顯的。例如，根據(jù)本發(fā)明的緩沖波導(dǎo)管可以用于分支電纜(breakout cable)或跨接電纜。因此，應(yīng)當理解本發(fā)明不限于在此公開的具體實施方式
并且在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以做出修改和其他實施方式。雖然在此使用了特定術(shù)語，它們僅用于普通和描述性的意義并且不是出于限制的目的。已經(jīng)參照硅基光波導(dǎo)管描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明的發(fā)明概念適用于其他合適的光波導(dǎo)管和/或電纜構(gòu)造。
權(quán)利要求
1.一種緩沖光波導(dǎo)管包括光波導(dǎo)管，所述光波導(dǎo)管具有纖芯、包層、和至少一個涂層；以及緩沖層，所述緩沖層圍繞光波導(dǎo)管設(shè)置并且具有內(nèi)側(cè)面，所述內(nèi)側(cè)面具有沿緩沖層的縱向長度延伸的至少一個凹陷部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖光波導(dǎo)管，其特征在于，所述至少一個凹陷部分是圍繞緩沖層連續(xù)按順序設(shè)置的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖光波導(dǎo)管，其特征在于，所述至少一個凹陷部分是通常設(shè)置在圍繞緩沖層的對稱方位的多個凹陷部分之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的緩沖光波導(dǎo)管，其特征在于，所述多個凹陷部分是圍繞緩沖層連續(xù)按順序設(shè)置的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖光波導(dǎo)管，其特征在于，至少一部分緩沖層由聚合物形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖光波導(dǎo)管，其特征在于，至少一部分緩沖層是泡沫材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖光波導(dǎo)管，其特征在于，至少一部分緩沖層由聚氯乙烯形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖光波導(dǎo)管，其特征在于，至少一部分緩沖層是阻燃材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖光波導(dǎo)管，其特征在于，還包括設(shè)置在所述光波導(dǎo)管和緩沖層之間的松脫層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖光波導(dǎo)管，其特征在于，所述光波導(dǎo)管的至少一個涂層具有用于減少光波導(dǎo)管的接觸面積的波浪外形。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖光波導(dǎo)管，其特征在于，所述緩沖層具有約900微米或更少的外徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖光波導(dǎo)管，其特征在于，所述緩沖層包括兩個或更多的材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖光波導(dǎo)管，其特征在于，還包括至少一根細絲。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖光波導(dǎo)管，其特征在于，所述至少一個凹陷部分至少部分填充有觸變材料。
全文摘要
一種緩沖光波導(dǎo)管(20)包括具有纖芯(21a)、包層(21b)、和至少一個涂層(21c)的光波導(dǎo)管(21)以及緩沖層(25)。緩沖層(25)包圍光波導(dǎo)管(21)設(shè)置用于保護光波導(dǎo)管從而減少緩沖層(25)的連接/粘接。在一個實施方式中，光波導(dǎo)管(21)上的至少一個涂層(21c)具有用于減少光波導(dǎo)管(21)的接觸面積的波浪外形，從而減少緩沖層(25)的連接/粘接。在另一實施方式中，緩沖層(25)具有沿緩沖層(25)的縱向長度延伸用于減少緩沖層(25)的接觸面積的至少一個凹陷部分(23)的內(nèi)側(cè)面以用于減少連接粘接。在優(yōu)選實施方式中，緩沖光波導(dǎo)管(20)是約900微米或更小。
文檔編號G02B6/032GK1950735SQ200580013838
公開日2007年4月18日 申請日期2005年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月30日
發(fā)明者戴維·W·恰森, 克雷格·M·康拉德, 威廉·C·赫爾利, 唐納德·R·帕里斯 申請人:康寧光纜系統(tǒng)有限責(zé)任公司