專利名稱：用于對準(zhǔn)多芯塑料光纖組件的系統(tǒng)及方法
用于對準(zhǔn)多芯塑料光纖組件的系統(tǒng)及方法
背景技術(shù)：
通過使用現(xiàn)有的玻璃光纖鏈接可實(shí)現(xiàn)高速和安全通信需求的快速增長。當(dāng)單個(gè)物理鏈路出現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用極限，多個(gè)鏈接可以被聚合起來。光纖鏈路的聚合體通常是由多個(gè)光纖所制成的束狀或帶狀物來實(shí)現(xiàn)。玻璃光纖電纜更適用于遠(yuǎn)距離通信鏈接。電纜連接器的使用和玻璃光纖聚合體的鋪設(shè)過程是復(fù)雜且昂貴的。另一種選擇是使用塑料光纖(POF, Plastic Optic Fibers)。塑料光纖具有直徑相對較大的纖芯，其直徑范圍值為0. 2-1. 0_。塑料光纖用于通信和控制產(chǎn)業(yè)中的光傳導(dǎo)。塑料光纖電纜更適用于短距離鏈接。塑料光纖單芯電纜在直線低成本連接過程方面更為突出。在某些應(yīng)用中，光纖電纜可突顯出具有與簡單刀具一樣的切割性能。多芯塑料光纖(MC-POF，Multi-Core P0F)是一種具有多個(gè)小直徑光學(xué)纖芯的光纖。該類光纖的主要優(yōu)點(diǎn)在于其改良的彎曲半徑，這與其較小纖芯直徑有關(guān)。多芯塑料光 纖的其中一種實(shí)際應(yīng)用是與光收發(fā)器(由共用同一殼體及某些電路的光發(fā)送器和光接收器構(gòu)成)的結(jié)合，光收發(fā)器用于將電信號轉(zhuǎn)換成光信號和將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。圖IA展示了現(xiàn)有多芯塑料光纖(MC-POF) 10的截面圖。該多芯塑料光纖由排列成一圓形結(jié)構(gòu)、嵌入在一非透明柔性粘接材料內(nèi)且由一纖衣14所包覆的多個(gè)塑料纖芯12所制成。例如，圖IA所示，37個(gè)纖芯環(huán)繞在中心纖芯12的四周且排列成三個(gè)同心圓。日本ASHAI公司所生產(chǎn)的型號為SMCK1000P的多芯塑料光纖中，每一光纖具有不同數(shù)量的纖芯12，例如，19個(gè)纖芯或37個(gè)纖芯。在具有19個(gè)纖芯的光纖中，每個(gè)纖芯12的直徑可為例如0.2_，而其光纖外直徑可為1.5_?，F(xiàn)有多芯塑料光纖更適于作為單鏈路數(shù)據(jù)通信，其中，光纖中的部分或全部纖芯傳導(dǎo)來自單個(gè)光源的光。與單芯塑料光纖相比，使用多芯塑料光纖的好處是有一改良的彎曲半徑，其有利于光纖電纜的鋪設(shè)。多芯塑料光纖在工業(yè)和本領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用是需要將光纖的兩端與現(xiàn)有的光收發(fā)器進(jìn)行連接。圖IB展示了由多芯塑料光纖10及連接在光纖10兩端的兩光收發(fā)器18a和18b組成的光學(xué)組件。理論上，多芯塑料光纖可以通過使用光纖中的單個(gè)纖芯作為獨(dú)立的數(shù)據(jù)鏈路來實(shí)現(xiàn)多條數(shù)據(jù)鏈路平行通信。因此，需要一種設(shè)備或方法來實(shí)現(xiàn)高效且有效的連接，包括多芯塑料光纖中各個(gè)纖芯之間及與其相關(guān)的多發(fā)送/接收的光收發(fā)器之間的對準(zhǔn)。


本發(fā)明的主旨在本說明書的結(jié)論部分進(jìn)行清楚和詳細(xì)的說明?？赏ㄟ^結(jié)合以下附圖的詳細(xì)描述來更好地理解關(guān)于本發(fā)明的操作機(jī)構(gòu)和操作方法及其目的、特征和優(yōu)點(diǎn)圖IA展示了現(xiàn)有技術(shù)中日本ASHAI公司的37芯塑料光纖的橫截面；圖IB展示了與光收發(fā)器連接的、用于現(xiàn)有單通道通信鏈路的多芯塑料光纖組件；圖2A展示了本發(fā)明某一實(shí)施例中與兩對準(zhǔn)模塊相連的多芯塑料光纖；圖2B展示了本發(fā)明某一實(shí)施例的對準(zhǔn)模塊；
圖2C展示了 19芯塑料光纖的橫截面；圖3展示了本發(fā)明某一實(shí)施例中三個(gè)光發(fā)射器和六個(gè)光檢測器面向19芯塑料光纖的同心圓布局及其中心的附加鏈路；圖4A為本發(fā)明某實(shí)施例中多芯塑料光纖連接兩對準(zhǔn)模塊的示意圖；圖4B展示了本發(fā)明某實(shí)施例中具有凹槽的對準(zhǔn)管的橫截面；圖4C展示了本發(fā)明某實(shí)施例中去除纖衣后的19芯塑料光纖的橫截面示例；圖5為本發(fā)明某實(shí)施例的方法流程圖。為了簡單清楚地描述，圖中所示的元部件未必按照規(guī)定比例描繪。例如，某些元部件的尺寸可相對于其它元部件被放大以清楚示意。此外，附圖中類似的標(biāo)號代表類似的元器件。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例的多芯塑料光纖可通過使用光纖中的各個(gè)纖芯作為單獨(dú)的數(shù)據(jù)鏈路來實(shí)現(xiàn)多個(gè)數(shù)據(jù)鏈路的平行通信。本發(fā)明的主旨在本說明書的結(jié)論部分進(jìn)行清楚和詳細(xì)的說明?？赏ㄟ^以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述來更好地理解關(guān)于本發(fā)明的操作機(jī)構(gòu)和操作方法及其目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。為了簡單清楚地描述，圖中所示的元部件未必按照規(guī)定比例描繪。例如，某些元部件的尺寸可相對于其它元部件被放大以清楚示意。此外，附圖中類似的標(biāo)號代表類似的元器件。在以下詳細(xì)描述中，提及多個(gè)具體細(xì)節(jié)以便清楚、完整地理解本發(fā)明。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，沒有這些具體細(xì)節(jié)本發(fā)明也可被實(shí)施。在其它實(shí)施例中，熟知的方法、流程和部件將不會被詳細(xì)描述以免模糊本發(fā)明。圖IA和圖IB展示了現(xiàn)有光纖的一般示意圖。圖IA展示了 37芯塑料光纖10的橫截面。如圖IA所示，多芯塑料光纖10可被一纖衣14所包覆，多個(gè)纖芯12圍繞一中心纖芯12c呈同心圓排列。如圖所示，下面以纖芯12f作為示例纖芯12f來進(jìn)行說明。圖IB展不了多芯塑料光纖10與光收發(fā)器18a和18b連接后的組合。光收發(fā)器18a和18b可包括一個(gè)或多個(gè)用于發(fā)送光信號的發(fā)射器及一個(gè)或多個(gè)用于接收光信號的接收器。圖2A展示了便于圖IB所示的光收發(fā)器18a和18b與多芯塑料光纖10的裸露端連接的對準(zhǔn)裝置的第一實(shí)施例。理論上，單個(gè)多芯塑料光纖中可實(shí)現(xiàn)的有效通信鏈路數(shù)量為I個(gè)到N個(gè)，N的最大取值為置于光纖內(nèi)的纖芯數(shù)量。圖IB所不的光收發(fā)器18a和18b可與多鏈路多芯塑料光纖一起使用，每一光收發(fā)器18a或18b具有一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)有的光發(fā)射或傳送裝置，如發(fā)光二極管(LED)，和一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)有的光接收器、檢測器或傳感器。以下更一步來說明光發(fā)射器和光檢測器面向多芯塑料光纖的裸露芯時(shí)的定位。通信鏈路的成功運(yùn)作需要依賴于這些光發(fā)射器和光檢測器與光纖纖芯的正確定位或?qū)?zhǔn)。如圖2A所示，具有多芯塑料光纖的兩端裸露，該光纖的兩端可被“映射”以確定示例纖芯12f的第一裸露端和其第二裸露端之間的一致性。多芯塑料光纖的制造商已給出每個(gè)單獨(dú)纖芯12，例如圖IA所示的光纖10的橫截面中的纖芯12f的“映射”和定位。一旦完成映射，多芯塑料光纖則可用于連接相應(yīng)的可自動對齊光纖纖芯的多鏈路光收發(fā)器。因此，多芯塑料光纖可作為多鏈路數(shù)據(jù)通信器件。參照圖IA所不的多芯塑料光纖10的橫截面來說明一段多芯塑料光纖10中的纖芯“映射”。選用位于上述橫截面中外環(huán)的光纖纖芯12f作為“示例纖芯”。實(shí)際上，光纖10中每個(gè)纖芯12的幾何橫截面為壓扁的環(huán)形，然而為了解釋自我對準(zhǔn)特性，我們可假設(shè)光纖10中每個(gè)纖芯12的幾何橫截面為圓形。代表光纖10纖芯12的每個(gè)環(huán)形的幾何中心位置由制造商給出。因此，被選作“示例纖芯”的環(huán)形12f的中心位置和標(biāo)記可自動確定同個(gè)光纖中的其它纖芯的中心位置。參照圖2A和圖2B來說明用于確定表示纖芯12f的環(huán)形的中心位置和標(biāo)記。如圖2A和圖2B所示，圖2B所示的對準(zhǔn)裝置20是包括對準(zhǔn)管22、選擇性濾光器24和光源26的組合。對準(zhǔn)管22可為開縫圓柱狀結(jié)構(gòu)，其具有可與多芯塑料光纖的纖衣直徑相適配的內(nèi)徑。對準(zhǔn)管22可設(shè)計(jì)為可繞選擇性濾光器24旋轉(zhuǎn)且可與其相脫離的部件。裝置34(圖未示)可使組件20a和20b相對于多芯塑料光纖進(jìn)行旋轉(zhuǎn)且使這些組件連接到多芯塑料光纖10和使其相分離。例如，光源26a、選擇性濾光器24及對準(zhǔn)管22可被設(shè)計(jì)為可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或 一起操作或各自作為單個(gè)部件。光源26a、選擇性濾光器24及對準(zhǔn)管22可被設(shè)計(jì)為相脫離。例如，光源26a和選擇性濾光器24可從對準(zhǔn)管22上拆卸下來。對準(zhǔn)管22具有有利于進(jìn)行對準(zhǔn)操作的缺口 32。選擇性濾光器24設(shè)計(jì)為非透明圓盤以防止光線進(jìn)入對準(zhǔn)管22的內(nèi)部空間，該非透明圓盤上與缺口 32相對的預(yù)設(shè)位置上設(shè)置有一小直徑通孔28，該通孔28的位置與圖IA中的環(huán)形12c的中心位置一致。選擇性濾光器24中的通孔28直徑及其位置取決于與對準(zhǔn)裝置20 —起使用的多芯塑料光纖的規(guī)格。對于日本ASHAI公司型號為SMCK1000P的19芯光纖，其通孔28的直徑為0. 1mm。光源26優(yōu)選地為LED器件，該LED器件安裝在對準(zhǔn)裝置20內(nèi)且可發(fā)射直徑與選擇性濾光器24相同的平行光束。選擇性濾光器24的另一個(gè)實(shí)施例是選擇一小段同樣的光纖，除了處于外環(huán)的纖芯外其所有纖芯均被覆蓋或密封。這種情況下，LED光源26被固定在選擇性濾光器上，該選擇性濾光器被固定在與缺口 32相對的預(yù)設(shè)位置處。上述組件20、20a和20b可包括一光源。特別地，這些裝置可被設(shè)計(jì)和/或配置在預(yù)設(shè)部位、區(qū)域或?qū)w的部分表面處來產(chǎn)生光。例如，選擇性濾光器24可使得由組件20內(nèi)光源發(fā)射的光僅到達(dá)多芯塑料光纖10的一個(gè)纖芯上。例如，光源26、濾光器24和對準(zhǔn)管22可被進(jìn)行設(shè)計(jì)和/或組構(gòu)，使得當(dāng)組裝或連接到多芯塑料光纖10的一個(gè)裸露橫截端面時(shí)，單個(gè)纖芯(如示例纖芯12f)被暴露在由組件26中的光源所發(fā)射的光中。為了簡化說明，只展示了單個(gè)通孔28。可理解地，也可設(shè)計(jì)為多種其它布局。例如，多芯塑料光纖10的纖芯12數(shù)量是可選的且其可通過使用具有多個(gè)通孔28或其它開口的選擇性濾光器24而被裸露在光中。因此，導(dǎo)體表面的任何部位例如多芯塑料光纖10的開口端可根據(jù)任何設(shè)計(jì)被裸露在光中。當(dāng)連接到導(dǎo)體的開口端，例如多芯塑料光纖10、組件26、濾光器24和對準(zhǔn)管22可相對于光纖的開口面旋轉(zhuǎn)。例如，濾光器24和對準(zhǔn)管22可相對于與多芯塑料光纖的軸線相一致的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。因此，多芯塑料光纖10的開口端的表面上用于接收光的部位或區(qū)域是可控制的。例如，過濾器24和對準(zhǔn)管22可被旋轉(zhuǎn)到使得通孔28和纖芯12f產(chǎn)生最大交集的位置處。也即，上述組件可被旋轉(zhuǎn)而使得經(jīng)過通孔28到達(dá)纖芯12f的光達(dá)到最大量。在一個(gè)實(shí)施例中，為了確定由組件26發(fā)射的光可到達(dá)纖芯12f或?qū)w的第一端中的纖芯束中的任何其它纖芯的最大值，可測量從導(dǎo)體第二端發(fā)射出來的信號且該測量信號的最大值可被記錄下來。當(dāng)該最大值被記錄下來時(shí)，對準(zhǔn)管22可被固定或夾緊在第一端。接著，包括組件26、濾光器24和對準(zhǔn)管22及連接到導(dǎo)體第二端的相似組件可以上述方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，對于該旋轉(zhuǎn)，發(fā)射自第一端的信號的最大值可被記錄。當(dāng)在第一端觀察到信號的最大值或最大等級時(shí)，連接到第二端的對準(zhǔn)管22可被固定或夾緊在其第二端。光導(dǎo)體和被連接的對準(zhǔn)管可組構(gòu)成可對準(zhǔn)組件。可對準(zhǔn)光導(dǎo)體可為一可與光接收器和/或光發(fā)射器對準(zhǔn)的導(dǎo)體。例如，在一可對準(zhǔn)導(dǎo)體上的標(biāo)記可標(biāo)示著導(dǎo)體內(nèi)纖芯的位置。因此，導(dǎo)體內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)纖芯的位置可與一個(gè)或多個(gè)接收器或發(fā)射器相對準(zhǔn)。例如，牢固地連接到此處所述導(dǎo)體的對準(zhǔn)管22上的缺口 32可用于對準(zhǔn)導(dǎo)體以使導(dǎo)體內(nèi)的纖芯位置便于確定。因此，多芯塑料光纖的纖芯可與對應(yīng)的接收器或發(fā)射器相對準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提供了一種制造可對準(zhǔn)導(dǎo)體的裝置和方法。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，還提供了一種制造可對準(zhǔn)導(dǎo)體的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)和方法可生產(chǎn)兩端具有標(biāo)記的光導(dǎo)體使得可根據(jù)標(biāo)記來確定導(dǎo)體內(nèi)纖芯的一個(gè)或多個(gè)端部或開口的位置。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)可包括兩個(gè)與上述圖2B所示組件20相類似的組件。系統(tǒng)中的組件20可被連接到一個(gè)控制器，該控制器用于控制這些組件且接收這些組件 的輸出。特別地，控制器可通過組件例如組件26中的光源來控制光的傳輸，還可接收該組件所接收光的指示。與連接到選擇性濾光器24和對準(zhǔn)管22的導(dǎo)體一起提供的還有控制器，其可使組件20連接到導(dǎo)體的第一端以產(chǎn)生光，系統(tǒng)的組件可使得濾光器和對準(zhǔn)管相對于導(dǎo)體的第一端進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。控制器可記錄導(dǎo)體第二端所接收的信號且在最大或預(yù)設(shè)信號強(qiáng)度被記錄時(shí)使第一端停止旋轉(zhuǎn)。系統(tǒng)可包括一部件，該部件用于當(dāng)?shù)诙说念A(yù)定或最大信號值被記錄時(shí)將對準(zhǔn)管固定或夾緊到第一端。第一對準(zhǔn)管被牢固地連接到導(dǎo)體(連接到選擇性濾光器和對準(zhǔn)管)的第一端時(shí)，導(dǎo)體的第二端可被旋轉(zhuǎn)，而第二端接收的信號可被記錄。根據(jù)第一端所接收信號的最大值，控制器可使對準(zhǔn)管連接到第二端以夾緊第二導(dǎo)體的端部和開口。參照圖5，其展示了本發(fā)明實(shí)施例所述方法的流程圖。對準(zhǔn)方法的步驟如圖4和圖2A所示。如方框510所示，該方法流程可包括獲取一個(gè)導(dǎo)體，例如，提供被切成所需長度的多芯塑料光纖10。如方框515所示，該流程可包括使導(dǎo)體的第一端裸露且在該裸露端上安裝一對準(zhǔn)裝置，例如，可在多芯塑料光纖10的第一裸露端插入對準(zhǔn)裝置20a的對準(zhǔn)管22a。如方框520所示，該流程可包括提供光到導(dǎo)體的開口，例如，光源26a可被打開而發(fā)射一圓形光束到過濾器圓盤24a上。直徑為例如0. Imm的光束通過通孔28a而打到多芯塑料光纖10的第一裸露表面，圖2C不意性地顯不了其橫截面。圖2C中的圓圈36表不光束所打到的表面。如方框525所示，該流程可包括記錄導(dǎo)體第二端的信號強(qiáng)度。例如，將一光傳感裝置(圖未示)連接到多芯塑料光纖10的第二裸露端。所述光傳感裝置可為一(手動或帶有光傳感器的)顯微鏡或現(xiàn)有技術(shù)中的電子光傳感器。如方框530所示，該流程可包括旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)管和濾光器以獲取導(dǎo)體第二端的最大信號強(qiáng)度。例如，可使對準(zhǔn)裝置20a相對于置于對準(zhǔn)管22a內(nèi)的多芯塑料光纖10在一第一方向上緩慢地旋轉(zhuǎn)(如箭頭30所示)直到最大光信號被獲取，其表示光束通過通孔28a (如斑點(diǎn)36所示)而打到示意單元12f的中心處。在“選擇性濾光器”旋轉(zhuǎn)的第二實(shí)施例中，照明光束慢慢與光纖的外環(huán)纖芯保持一致直到完全相對準(zhǔn)而在檢測器內(nèi)產(chǎn)生最大信號。在某些實(shí)施例中，在第一方向的旋轉(zhuǎn)可被執(zhí)行直到發(fā)現(xiàn)所接收光信號減少，而后，進(jìn)行相反方向的旋轉(zhuǎn)以到達(dá)可獲取所接收信號的最大值的位置。如方框535所示，該流程可包括將對準(zhǔn)管固定到導(dǎo)體上，例如，該方法可包括使用現(xiàn)有工具卷動對準(zhǔn)管22a。從而，多芯塑料光纖可被固定在對準(zhǔn)管22a內(nèi)。接著，對準(zhǔn)工具20a可從對準(zhǔn)管22a中移除(該對準(zhǔn)管22a可被固定在多芯塑料光纖10的第一端)。如方框540所示，該流程可包括將第二和第一端顛倒過來而重復(fù)至少部分上述步驟。從而，多芯塑料光纖10的第二裸露端被插入到對準(zhǔn)裝置20b的對準(zhǔn)管22b內(nèi)。除了選擇性濾光器圓盤24b的通孔28b的位置及上述步驟的重復(fù)操作是針對第二端之外，對準(zhǔn)裝置20b具有與對準(zhǔn)裝置20a相類似的結(jié)構(gòu)和功能。附圖標(biāo)記中的“a”替換為“b”。需要說明的是，該對準(zhǔn)方法的主要步驟可通過人手或?qū)嶒?yàn)工具進(jìn)行人工操作來完成，也可通過現(xiàn)有技術(shù)中的自動化生產(chǎn)線來實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，多芯塑料光纖可被連接到圖IB所示的光收發(fā)器18a和18b。光收發(fā)器18a和 18b在實(shí)際應(yīng)用中與對準(zhǔn)管22a和22b配合使用而構(gòu)成一自對準(zhǔn)組件。這些光收發(fā)器自帶有用于與纖芯12的裸露端相配合以形成多鏈接多芯塑料光纖的光發(fā)射器和光檢測器。所述光收發(fā)器(圖未示)的外殼帶有精確機(jī)械“牙齒”，其可與對準(zhǔn)管22的導(dǎo)向缺口緊密配合。為了確定多芯塑料光纖10安裝和卷入對準(zhǔn)管22的長度，我們使用數(shù)字100標(biāo)識可使用的部分。導(dǎo)體例如多芯塑料光纖可被提供原始長度使得當(dāng)連接到組件22a和22b時(shí)其長度可根據(jù)需要，例如預(yù)定長度來選擇。另一種光對準(zhǔn)管如圖4所示。圖4A展示了圖2A和圖2B所示的便于將圖IB所示的收發(fā)器18c和18d連接到多芯塑料光纖10的裸露端的對準(zhǔn)裝置的一種可選實(shí)施例。該可選實(shí)施例是基于圖4C所示的典型19芯多芯塑料光纖的基本結(jié)構(gòu)特征。本實(shí)施例中所給出的一段光纖的端部為使用現(xiàn)有工具剝除其纖衣14后的結(jié)構(gòu)。被剝?nèi)サ睦w衣14的長度L可為20mm。裸露光纖110的橫截面如圖4C所示。需要注意的是，非透明柔性粘接材料50 (纖芯埋入其內(nèi))在纖衣下沒有形成完整圓圈，而是在光纖110的12個(gè)外環(huán)纖芯的旁邊形成具有12個(gè)凹槽13的“鋸齒狀”樣式。這些凹槽13用于對準(zhǔn)裝置的可選實(shí)施例中。對準(zhǔn)裝置的另一個(gè)可選實(shí)施例為選用中空的對準(zhǔn)管52 (圖4A和4B)，其具有形成有“鋸齒狀”樣式54的內(nèi)表面以與光纖110的裸露部分L的外周樣式相配合。該中空對準(zhǔn)管52用于滑過光纖110的裸露部分L。對準(zhǔn)管52的后部53具有與已包覆纖衣的光纖的外徑相配合的內(nèi)徑。該后部開縫以便于卷邊。對準(zhǔn)管52的前部具有一導(dǎo)向缺口(與圖2中標(biāo)號為22的部件相類似)。由于具有12個(gè)凹槽，對準(zhǔn)管52可被安裝在光纖110的裸露部分L的12個(gè)可選件。用于本實(shí)施例的第一對準(zhǔn)工具70c與圖2B中標(biāo)號為20的部件相類似，其不同點(diǎn)在于“選擇性濾光器”和LED被一桿件64所替代，該桿件64具有設(shè)置在對準(zhǔn)管52內(nèi)的光發(fā)射器62 (圖4C所示)以精確對準(zhǔn)圖4C中第二個(gè)同心圓中的12個(gè)纖芯的其中一個(gè)以及導(dǎo)向缺口 55。該第二對準(zhǔn)工具70d裝配有一光傳感器(圖未示)，其固定在工具70d內(nèi)且直接感應(yīng)圖4C中第二個(gè)同心圓中的12個(gè)纖芯的其中一個(gè)纖芯所發(fā)出的光。參照圖4A、4B、4C及圖2A來說明另一個(gè)可選方法。多芯塑料光纖110根據(jù)現(xiàn)有方式被切斷為所需長度且光纖兩端被剝?nèi)ラL度L的纖衣。接著，多芯塑料光纖110的第一裸露端被插入對準(zhǔn)裝置70c的管52c內(nèi)。被剝衣光纖將會插入管52c中12個(gè)位置的其中一個(gè)。此時(shí)，可采用現(xiàn)有工具將管53c卷入。多芯塑料光纖被固定在管52c內(nèi)。接著，多芯塑料光纖110的第二裸露端被插入對準(zhǔn)裝置70d的管52d內(nèi)。當(dāng)對準(zhǔn)裝置70c中的光發(fā)射器62且裝置70d內(nèi)相應(yīng)的光傳感器被激活時(shí)，對準(zhǔn)裝置70d逐步重復(fù)標(biāo)示在圖4C中的位置56,58和60。僅需進(jìn)行六次可選操作的嘗試則可得到光傳感器中的最大信號，該最大信號是光纖兩端的纖芯之間實(shí)現(xiàn)全對準(zhǔn)。接著，使用現(xiàn)有工具將管53d進(jìn)行卷動。此時(shí)，多芯塑料光纖110被固定在管52d內(nèi)。光收發(fā)器18c和18d (圖未不)在實(shí)際使用中是與對準(zhǔn)管52c和52d配合使用以共同形成一自對準(zhǔn)組件。這些光收發(fā)器具有與纖芯12的裸露端相連接的光發(fā)射器和光檢測器以形成多鏈接多芯塑料光纖。所述光收發(fā)器的外殼帶有精密機(jī)械“牙齒”，其與對準(zhǔn)管52的導(dǎo)向缺口 55緊密配合。該使用被切斷且被剝衣光纖110的方法可用于簡單的發(fā)射接收對，該處有五個(gè)發(fā) 射器沿著圖4C中的桿件64排布。光發(fā)射器將會被設(shè)置在光收發(fā)器內(nèi)以面向五個(gè)相應(yīng)的纖芯12。連接到光纖110的第二端的光收發(fā)器的接收部具有五個(gè)以相似方式排布在發(fā)射器內(nèi)的光傳感器。發(fā)射組和接收組的對準(zhǔn)只需要最少的可選順序。另一實(shí)施例中，發(fā)射器和接收器可被混合設(shè)置在光纖110每一端的單個(gè)桿件64內(nèi)，以制成一雙邊直通多鏈接通信設(shè)備。在更多其它實(shí)施例中，發(fā)射器和接收器也可被設(shè)置在圖4C所示的直徑58和60上。收發(fā)器與多芯塑料光纖在多鏈接應(yīng)用中的自對準(zhǔn)方法在圖3中已進(jìn)行了描述。圖3展示了由日本ASHAI公司生產(chǎn)的型號為SMCK1000P的典型19芯光纖的橫截面。該方法無需圖2和圖4所示實(shí)施例所描述的對準(zhǔn)管或機(jī)械對準(zhǔn)過程。在本實(shí)施例中，通過兩組通信鏈接來使用以同心圓排布的19個(gè)纖芯12 :a)其中一種鏈接使用中心纖芯44，該中心鏈接將無需進(jìn)行對準(zhǔn)，在此不再進(jìn)一步討論；b)第二組通信鏈接使用環(huán)繞著中心纖芯44而排布成同心圓的纖芯，該第二組鏈接可用作一個(gè)或多個(gè)通信鏈接。假如第二組鏈接作為單個(gè)通信鏈接，光纖橫截面和收發(fā)器的光發(fā)射器和光傳感器布局之間的相對角度則不重要。該情況下無需進(jìn)行對準(zhǔn)。第二組鏈接作為三個(gè)通信鏈接的情況如圖3和圖IB所示。圖IB表示被切斷且暴露a、b兩端的一段19芯光纖10。收發(fā)器18a和18b以現(xiàn)有方式連接在上述a、b兩端。光纖的兩裸露端的纖芯結(jié)構(gòu)如圖3所示圍繞中心纖芯44的同心圓上。三個(gè)光發(fā)射器42 (收發(fā)器18a中的發(fā)射器的一部分)與纖芯12的相對位置關(guān)系如圖3所示。圖3展示了六個(gè)光檢測器40 (或傳感器，設(shè)置在光纖的另一側(cè)且為收發(fā)器18b中接收器的一部分)與纖芯12和光發(fā)射器42的相對位置。光發(fā)射器42、光檢測器40和纖芯12的排布是預(yù)先計(jì)算好的，使得三個(gè)光發(fā)射器42和六個(gè)光檢測器40相對19芯光纖的纖芯12處于任何位置時(shí)至少一個(gè)檢測器會接收到代表三個(gè)通信鏈接的三個(gè)光發(fā)射器中的其中一個(gè)的信號。光收發(fā)器18a (圖IB)的三個(gè)光發(fā)射器42通過與其相對的纖芯進(jìn)行發(fā)射時(shí)，光收發(fā)器18b (六個(gè)可用檢測器)內(nèi)相應(yīng)的三個(gè)光檢測器40會依據(jù)檢測到的最強(qiáng)信號而被選中。用于執(zhí)行上述自動選擇的現(xiàn)有裝置圖未不。主要應(yīng)用于無線通信的多輸入多輸出(Multiple In-Multiple 0ut，MM0)技術(shù)受益于從多路發(fā)射器到多路接收器的不同傳輸通道。參照圖3和圖1B，我們可以將上述方法定義為“3X6MM0”。對19芯光纖有效的其它實(shí)施例為“1X2MM0”，即一個(gè)發(fā)射器和兩個(gè)接收器的三鏈路，以及“4X7MM0”，即四個(gè)發(fā)射器和7個(gè)接收器以實(shí)現(xiàn)更好的性能。
上述“3X6MM0”的實(shí)例使用光纖10來實(shí)現(xiàn)三個(gè)通信鏈路，每個(gè)鏈路使用一個(gè)光發(fā)射器42和兩個(gè)光檢測器。由于大多數(shù)串?dāng)_是因 位于同個(gè)同心圓中的兩相鄰檢測器之間發(fā)生錯(cuò)位而產(chǎn)生的，本技術(shù)方案應(yīng)用可帶來有效的體系結(jié)構(gòu)。在一以同心圓方式排布有N個(gè)纖芯(例如37芯)的多芯塑料光纖中，附加的同軸鏈路群可被增加在第二圓圈上。
權(quán)利要求
1.一種用于對準(zhǔn)多芯塑料光纖中的各個(gè)光導(dǎo)體的裝置，其特征在于，包括 具有與光纖外徑相適配的內(nèi)徑的第一和第二開縫對準(zhǔn)管、設(shè)置在所述開縫管前端的導(dǎo)向缺口、光源及能與所述開縫對準(zhǔn)管相對準(zhǔn)的選擇性濾光器，其中所述開縫管固定到一段多芯塑料光纖的兩端且所述缺口作為對準(zhǔn)所述光纖中各個(gè)光導(dǎo)體的向?qū)б约せ钕嗯鋵Φ墓馐瞻l(fā)器中的光兀件。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述對準(zhǔn)管的內(nèi)周包括有多個(gè)與剝離纖衣的塑料光纖的外周相匹配的凹槽，所述對準(zhǔn)管的前端設(shè)有一缺口而其后端設(shè)有一開縫。
3.一種方法，其特征在于，包括 將一光纖的第一端插入一對準(zhǔn)工具內(nèi)，所述對準(zhǔn)工具包括光源、選擇性濾光器及對準(zhǔn)管； 通過所述對準(zhǔn)工具提供光且旋轉(zhuǎn)所述對準(zhǔn)管直到在所述光纖的第二端處觀察到信號強(qiáng)度； 當(dāng)檢測到上述信號的最大值時(shí)，卷動所述對準(zhǔn)管而將該對準(zhǔn)管固定到所述第一端上；將所述光纖的第二端插入一對準(zhǔn)工具，所述對準(zhǔn)工具包括光源、選擇性濾光器和對準(zhǔn)管，并旋轉(zhuǎn)所述第二對準(zhǔn)管直到在所述光纖的第一端處觀察到信號強(qiáng)度； 當(dāng)檢測到上述信號的最大值時(shí)，卷動所述對準(zhǔn)管而將該對準(zhǔn)管固定到所述第二端上；從而兩端連接有帶導(dǎo)向缺口的對準(zhǔn)管的多芯塑料光纖可被連接到光收發(fā)器而使光纖用于多鏈路通信。
4.一種用于將帶有導(dǎo)向缺口且前端部設(shè)有多個(gè)內(nèi)凹槽的開縫對準(zhǔn)管連接到一段多芯塑料光纖的兩端的方法，所述方法包括以下步驟 將多芯塑料光纖切成預(yù)定長度并將其兩端裸露出來，且將兩端的纖衣剝離； 將光纖的第一剝離端插入一第一對準(zhǔn)工具的后部，卷動該后部而將所述對準(zhǔn)管固定到光纖上； 打開第一對準(zhǔn)工具的光源； 將光纖的第二剝離端插入一第二對準(zhǔn)工具的后部，操作第二對準(zhǔn)工具的傳感器來尋找最大光信號； 逐步旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)工具使其位于六種可選位置以獲取最大信號； 當(dāng)最大光信號被獲取時(shí)，卷動對準(zhǔn)管的后部；以及 將光纖兩端的對準(zhǔn)管從各自的對準(zhǔn)工具中脫離開來，從而兩端固定有帶有導(dǎo)向缺口的對準(zhǔn)管的一段已對準(zhǔn)的多芯塑料光纖可用于連接到光收發(fā)器而使光纖用于多鏈路通信。
5.一種自動對準(zhǔn)多芯塑料光纖與需連接在預(yù)先切好的一段光纖兩端的光收發(fā)器的方法，其特征在于，包括以下步驟 切出一段N芯塑料光纖,其中所述N芯圍繞一中心纖芯而排布成同心圓； 在所述光纖的第一端提供一第一光收發(fā)器，該第一光收發(fā)器具有一個(gè)與所述光纖的中心纖芯相對的光發(fā)射器及與所述光纖的N-I個(gè)纖芯相對的呈幾何對稱的T個(gè)光發(fā)射器；在所述光纖的第二端提供一第二光收發(fā)器，該第二光收發(fā)器具有一個(gè)與所述光纖的中心纖芯相對的光檢測器及與所述T個(gè)光發(fā)射器相對的呈幾何對稱的R個(gè)光檢測器； 將所述第一光收發(fā)器連接到所述多芯塑料光纖的第一裸露端； 將所述第二光收發(fā)器連接到所述多芯塑料光纖的第二裸露端；操作所述第一光收發(fā)器在所述T個(gè)光發(fā)射器中的每一個(gè)光發(fā)射器上發(fā)射光信號以確定T個(gè)通信鏈接； 操作所述第二光收發(fā)器在所述R個(gè)光檢測器中的每一個(gè)光檢測器上檢測光信號；以及 為每一個(gè)光發(fā)射器選擇相應(yīng)的一個(gè)具有最強(qiáng)信號的光檢測器，從而N芯塑料光纖與所述第一和第二光收發(fā)器連接而成的組件被自動自我對準(zhǔn)且所述T個(gè)光發(fā)射器和所述R個(gè)光檢測器中的至少一個(gè)光檢測器提供了 T個(gè)通信鏈路，中心纖芯和附加的發(fā)射檢測對提供一附加的通信鏈路。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述組件包括連接有包括三個(gè)光發(fā)射器的第一光收發(fā)器和包括六個(gè)光檢測器的第二光收發(fā)器的一段19芯塑料光纖，所述組件被自動對準(zhǔn)而提供三條通信鏈路及一由附加的發(fā)射檢測對分別安裝到所述光收發(fā)器而實(shí)現(xiàn)的中心通信鏈路。
7.一種用于通過多芯塑料光纖進(jìn)行多路光數(shù)據(jù)鏈路平行通信的裝置，其特征在于，所述光纖的第一端上的發(fā)射器被排布在橫跨所述光纖直徑的單條直線上，所述光纖的第二端上的接收器被排布在所述光纖直徑的單條直線上，其中，發(fā)射器和接收器通過相應(yīng)的纖芯進(jìn)行對準(zhǔn)。
8.一種用于通過多芯塑料光纖進(jìn)行多路光數(shù)據(jù)鏈路平行通信的裝置，其特征在于，所述光纖的第一端上的發(fā)射器和接收器被排布在橫跨所述光纖直徑的單條直線上，所述光纖的第二端上的接收器和發(fā)射器被排布在所述光纖直徑的單條直線上，其中，發(fā)射器和接收器通過相應(yīng)的纖芯進(jìn)行對準(zhǔn)。
全文摘要
一種多芯塑料光纖被用于多信道通信目的。本發(fā)明提供一種對準(zhǔn)工具，其包括光源、選擇性濾光器和具有導(dǎo)向缺口的可拆卸對準(zhǔn)管，該對準(zhǔn)工具用于映射多芯塑料光纖的各個(gè)纖芯且用于將預(yù)先切好的光纖段的兩裸露端與光收發(fā)器進(jìn)行連接。所公開的對準(zhǔn)方法可使設(shè)有導(dǎo)向缺口的對準(zhǔn)管連接到預(yù)先切好的光纖段的兩端。光收發(fā)器導(dǎo)向凸起和凹槽緊密配合，通過光纖在收發(fā)器有源元件之間創(chuàng)造多條完整的光學(xué)路徑。此外，還描述了一種在不使用對準(zhǔn)工具和對準(zhǔn)管的基礎(chǔ)上將光發(fā)射器組裝到多芯塑料光纖和相應(yīng)的光接收器的自動組裝方法，該方法指定光發(fā)射器位于一相對于纖芯和接收器的特定位置，基于光信號檢測標(biāo)準(zhǔn)而分派每一發(fā)射器到一優(yōu)選的接收器。
文檔編號G02B6/42GK102782543SQ201080061722
公開日2012年11月14日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者以色列·格雷斯, 歐姆尼·雷澤曼, 涅爾·揚(yáng)納, 赫拉爾多·那鴻 申請人:艾可勒考姆有限公司