對準工具、對準方法、光纖插芯組件和光纖連接器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種對準工具,用于校準光纖在多孔光纖插芯的光纖通孔中的位置,其中,所述對準工具包括高精度對準導引元件和高精度光纖位置對準元件,所述光纖插芯通過高精度對準導引元件與所述對準工具對接,并且多根光纖分別穿過光纖插芯的多個光纖通孔并插入到高精度光纖位置對準元件的多個校準孔中,用于使光纖在光纖插芯的光纖通孔中的位置精度達到光纖在高精度光纖位置對準元件的校準孔中的位置精度,從而用低精度光纖插芯制造出高精度的光纖連接器,降低了制造成本。本發(fā)明還公開一種對準方法,以及采用該對準工具和對準方法制造出的精度達到或超過單模光纖連接器的高精度光纖連接器。
【專利說明】對準工具、對準方法、光纖插芯組件和光纖連接器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖連接器領域,本發(fā)明涉及一種用于校準光纖(包括常規(guī)單芯光纖、多芯單纖、成束多光纖或多光纖束,本文件以下提到“光纖”具有與此處標明所涵蓋的相同指意)在多芯光纖插芯(具有多孔,容納多根光纖)的光纖通孔中的位置的對準工具和對準方法以及通過這種對準工具和對準方法制造出的光纖插芯組件和光纖連接器。具體地,本發(fā)明提出了一種使用基于低精度的插芯(具有較大光纖通孔孔徑及偏心,如類似多模插芯或比多模插芯更低要求的規(guī)格)制造低成本、高性能(低插入損耗)、易于操作的單模光纖連接器的新工藝技術,徹底改變了單模光纖連接器必須使用高精度插芯(越是超低損耗的連接器越是使用高成本的超高精密單模插芯)的現(xiàn)有技術方案。
【背景技術】
[0002]應用于光纖連接器的插芯,又稱插針體。插芯是光纖連接器的核心部件,它是一種通過精密加工技術而成的高精度元件。在光纖連接器生產制造過程中,通常采用將剝離并清潔好的裸光纖穿過充滿膠水的光纖通孔,然后使膠水固化,將光纖固定在插芯內,然后經由打磨、拋光、測試等一系列程序制成所需的光纖連接器件。由于所有制造過程會產生不可避免的誤差以及為了尺寸配合/裝配需要而人為地引入了公差,例如,光纖通孔直徑要大于光纖外徑以便光纖能穿入光纖通孔中,這樣光纖外徑和光纖通孔尺寸需要存在先天的偏差,再如,光纖軸心與光纖通孔由于有空隙而存在不同心以及光纖通孔與對準基準(對多芯光纖插芯連接器而言主要是指對準針孔)存在加工制造誤差等,這些因素都會引起光纖軸心的橫向偏移,從而影響光纖連接器對接時的插入損耗。
[0003]由于單模光纖的模場直徑比多模光纖的模場直徑要小得多(對大多數(shù)通信用光纖而言,大致是1/5至1/6的關系,例如,標準的單模光纖的纖芯的典型直徑約為9 μ m,標準的多模光纖的纖芯的直徑一般為50 μ m或62.5 μ m),因此,單模光纖的對準精度要求要遠遠高于對多模光纖的對準精度要求,這樣,單模光纖連接器使用的插芯精度要遠遠高于多模光纖連接器所使用的插芯精度。
[0004]單模多孔光纖插芯對插芯的相關尺寸要求主要是在插芯光纖通孔直徑精度和光纖通孔相對對準引導針孔的位置精度精度以及互相匹配的一對對準引導針孔的配合精度要求很高,下面將對比單模插芯和多模插芯在以下幾個方面的尺寸精度要求:
[0005]I)對準弓丨導針孔配合精度
[0006]單模:插芯對準引導針直徑精度一般為+/-0.0005mm,匹配的引導針孔內徑精度為+/-0.0Olmm ;對低損耗要求,對準引導針直徑的精度要求達到+/-0.0OOlmm ;同時匹配的引導針孔內徑精度為+/-0.0003mm ;
[0007]多模:插芯對準引導針直徑精度和匹配的引導針孔內徑精度為+/-0.001mm。
[0008]2)插芯光纖通孔直徑:
[0009]單模:插芯光纖通孔直徑精度要求在+/-0.00075mm,對于低損耗的單模插芯光纖通孔尺寸甚至要求到+/-0.0003mm ;
[0010]多模:插芯光纖通孔直徑精度要求在+/-0.001mm。
[0011]3)插芯光纖通孔與對準引導針孔的位置精度:
[0012]單模:位置精度一般要求達到0.003_,對于低損耗的單模插芯,位置精度要求甚至達到0.0018mm ;
[0013]多模:位置精度一般要求達到0.006mm。
[0014]為了保證在制造過程中確保單模光纖連接器達到行業(yè)標準相關指標要求,目前在光纖連接器生產制造領域,通常針對單、多模光纖分別使用不同精度要求的插芯,即多模光纖連接器用插芯和單模光纖連接器用插芯加以區(qū)分。光纖連接器使用的單模/多模插芯其外觀、結構看似完全相同,但是單模插芯對插芯的相關尺寸要求很高,尤其是插芯光纖通孔孔徑的大小以及與對準導引孔之間的位置精度要求極高(通常要在3微米以內,為了滿足對接連接時的超低插入損耗,精度甚至要控制在亞微米級別),高精度要求最直接的結果是,單模插芯成本/價格的高昂導致單模連接器的成本高,對于超低損耗多芯光纖插芯連接器尤其突出,單模和多模的插芯成本幾乎是數(shù)倍的差異。
[0015]如上所述,依現(xiàn)有技術,不能使用低精度的多模插芯來制造出高精度的單模光纖連接器插芯。
【發(fā)明內容】
[0016]本發(fā)明的目的旨在解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題和缺陷的至少一個方面。
[0017]本發(fā)明的一個目的在于提供一種用于校準光纖(包括常規(guī)單芯光纖、多芯單纖、成束多纖或多光纖束,本文件以下提到“光纖”具有與此處標明所涵蓋的相同指意)在多孔光纖插芯(具有多孔,容納多根光纖)中的位置的對準工具,其能夠提高光纖在光纖插芯的光纖通孔中的位置精度,使其達到或超過在單模插芯的光纖通孔中的位置精度。
[0018]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種用于校準光纖在低精度的光纖插芯中的位置的對準方法,其能夠提高光纖在光纖插芯的光纖通孔中的位置精度,使其達到或超過在單模插芯的光纖通孔中的位置精度。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供一種對準工具,用于校準光纖在光纖插芯的光纖通孔中的位置,其中,所述對準工具包括高精度對準導引元件和高精度光纖位置對準元件,所述光纖插芯通過高精度對準導引元件與所述對準工具對接,并且多根光纖分別穿過光纖插芯的多個光纖通孔并插入到高精度光纖位置對準元件的多個校準孔中,用于使光纖在光纖插芯的光纖通孔中的位置精度達到光纖在高精度光纖位置對準元件的校準孔中的位置精度。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個實例性實施例,所述光纖插芯的精度等于或低于標準的多模插芯的精度;并且所述高精度光纖位置對準元件的精度等于或高于標準的單模插芯的精度。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述高精度對準導引元件為高精度導引針工具,所述高精度導引針工具從高精度光纖位置對準元件的端面水平地向前延伸;并且所述高精度對準導引元件插入所述光纖插芯的對應的對準導引孔中,用于使所述光纖插芯的對準導引孔的軸線與高精度對準導引元件的軸線對準,從而使穿入光纖插芯的多個光纖通孔中的多個光纖的軸線分別與所述高精度光纖位置對準元件的多個校準孔的軸線對準。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述高精度光纖位置對準元件為精度超過單模插芯的超精密插芯工具。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,在校準時,所述高精度光纖位置對準元件和所述光纖插芯的端面相距預定距離。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,在校準時,所述光纖的插入到所述高精度光纖位置對準元件的校準孔內的部分具有預定長度。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述對準工具還包括:夾緊裝置,用于將所述光纖插芯和所述高精度光纖位置對準元件保持在一起。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述夾緊裝置為夾緊彈片。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述夾緊裝置為螺旋夾具。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述螺旋夾具包括:殼體,具有在殼體的第一端和第二端之間延伸的容納槽,光纖插芯和高精度光纖位置對準元件容納在該容納槽中,并且光纖插芯抵靠在殼體的第一端的內壁上;推壓塊,容納在殼體的容納槽中,并位于高精度光纖位置對準元件和殼體的第二端之間;和螺紋桿,與殼體的第二端的端壁上的螺紋孔配合并穿過該螺紋孔進入殼體的容納槽內,其中,通過旋轉螺紋桿來推動推壓塊,從而推壓高精度光纖位置對準元件和光纖插芯,將兩者保持在一起。根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述對準工具還包括:間隔控制件,設置在光纖插芯和高精度光纖位置對準元件的端面之間,用于控制校準時光纖插芯和高精度光纖位置對準元件的端面之間的距離。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述高精度對準導引元件穿過間隔控制件。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述高精度光纖位置對準元件上的多個校準孔排成一排或多排;并且所述對準工具包括一對高精度對準導引元件,所述一對高精度對準導引元件對稱地布置在一排或多排校準孔的兩側。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述高精度光纖位置對準元件為僅由一個部件形成的一個整體式元件,并且所述校準孔為圓形孔或者符合光纖外型特殊形狀的特征孔。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述高精度光纖位置對準元件為由至少兩個獨立的部件形成的一個分體式元件。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述高精度光纖位置對準元件包括:基座,所述基座中形成有一個凹口,一排校準孔形成在凹口的底壁上;和壓塊,所述壓塊放置在所述基座的凹口中,用于將插入校準孔的光纖保持在校準孔中。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述校準孔為U型槽孔或V型槽孔。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,提供一種用于校準光纖在光纖插芯的光纖通孔中的位置的對準方法,所述方法包括如下步驟:
[0036]SlOO:提供一個獨立的對準工具,所述對準工具的精度高于光纖插芯的精度;和
[0037]S200:使用對準工具校準光纖在光纖插芯的光纖通孔中的位置。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一個實例性實施例,所述對準工具為前述對準工具。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述步驟S200包括以下步驟:
[0040]S201:通過高精度對準導引元件將所述光纖插芯與所述對準工具對接在一起,并用夾緊裝置將所述光纖插芯與所述對準工具保持在一起;和
[0041]S202:將多根光纖分別穿過光纖插芯的多個光纖通孔并插入到高精度光纖位置對準元件的多個校準孔中,用于使光纖在光纖插芯的光纖通孔中的位置精度達到光纖在高精度光纖位置對準元件的校準孔中的位置精度。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,在所述光纖插芯的光纖通孔中填充有膠水或等效可固化體,用于將所述光纖固定在所述光纖插芯的光纖通孔中,所述膠水在光纖插入光纖插芯的光纖通孔之前或之后被填充到光纖插芯的光纖通孔中。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,在步驟S200之后還包括步驟:
[0044]S300:通過固化膠水將光纖固定在光纖插芯內。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,在光纖插芯和高精度光纖位置對準元件的端面之間設置有間隔控制件,用于在校準時控制光纖插芯和高精度光纖位置對準元件的端面之間的距離。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,在校準時,所述高精度光纖位置對準元件和所述光纖插芯的端面相距預定距離。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,在校準時,所述光纖的插入到所述高精度光纖位置對準元件的校準孔內的部分具有預定長度。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,提供一種光纖插芯組件,包括光纖插芯和位于光纖插芯的多個光纖通孔中的多根光纖,其中,所述光纖插芯組件利用前述對準工具和/或前述對準方法制成。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的一個實例性實施例,在校準之后,插入所述光纖插芯的光纖通孔的光纖相對于所述光纖插芯的對準導引孔的位置精度在O?0.002_。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述光纖插芯的對準導引孔的直徑尺寸公差在-0.0Olmm ?0.001mm。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述光纖插芯的光纖通孔的直徑尺寸公差在
0.0OOmm ?0.030_。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述光纖插芯的對準導引孔的直徑尺寸公差在-0.0Olmm?0.0Olmm ;并且所述光纖插芯的光纖通孔的直徑尺寸公差在0.0OOmm?
0.030mm。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,在通過膠水將光纖固定在光纖插芯的光纖通孔中之后,所述光纖插芯的光纖通孔的內壁面與所述光纖的外周面之間的最大間距大于或等于所述光纖的軸心相對于由所述光纖插芯的對準導引孔的軸心所確定的對應光纖的理論軸心的位置偏差。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,提供一種光纖連接器,其中,所述光纖連接器包括前述光纖插芯組件。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,提供一種光纖連接器,包括精度等于或低于標準的多模插芯的低精度光纖插芯,其中,在制造過程中,利用前述對準工具和/或前述對準方法對光纖在低精度光纖插芯的光纖通孔中的位置進行校準,從而使光纖在低精度光纖插芯的光纖通孔中的位置精度達到或超過在標準的單模插芯的光纖通孔中的位置精度,并且在校準之后,將光纖固定在低精度光纖插芯內,從而使制造出的光纖連接器的精度達到或超過標準的單模光纖連接器的精度。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的一個實例性實施例,所述光纖為常規(guī)的單芯光纖。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述光纖為包括多個纖芯的多纖芯光纖。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,所述光纖為包括多根光纖的成束光纖。
[0059]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比區(qū)別在于,將單模光纖置于低精度的光纖插芯的光纖通孔中,低精度插芯的光纖通孔與光纖之間的空隙可以遠大于現(xiàn)有技術中使用的高精度單模插芯與光纖之間的空隙(空隙由膠水填充并固化使光纖固定于光纖通孔內),并將突出于插芯端面的光纖頭端引導進入獨立的高精度光纖位置對準元件的校準孔中,對光纖在低精度的光纖插芯中的位置進行精密校準,并將之固定在在制的低精度光纖插芯內,從而制作出高精度連接器。
[0060]基于該發(fā)明突破的工藝和工具,實現(xiàn)了使用低精度的插芯組件制作高性能(低插入損耗)、低成本的單模光纖連接器?;谠摪l(fā)明技術制作的光纖連接器,與現(xiàn)有使用高精度插芯制作的連接器相比,具有更好的在制光纖的位置精度的可控性、可預測性、個體到個體的精度重復再現(xiàn)性,這樣大大提高了連接器的性能及隨機互配性(低插入損耗及低隨機互配插入損耗)。
[0061]對多孔/多芯光纖插芯連接器而言(如MT),高精度的對準工具最基礎的功能包含高精度對準導引元(如高精度導引針工具)和光纖位置高精度校準元(如超精密多孔插芯工具)兩個部分特征組成,分別用來對準光纖通孔和校準多根光纖在光纖通孔中的位置,使兩者物理軸心的偏差降到亞微米級別。
[0062]上述兩部分特征可通過兩個或多個零件組裝而成工具套件,也可設計成一體化的工具件。
[0063]本發(fā)明利用新工藝技術實現(xiàn)了采用低精度的多模插芯生產低成本、低損耗的高品質單模光纖連接器件。
[0064]通過下文中參照附圖對本發(fā)明所作的描述,本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將顯而易見,并可幫助對本發(fā)明有全面的理解。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0065]圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實例性實施例的用于制造多孔光纖插芯的對準工具的示意圖;
[0066]圖2為圖1所示的對準工具的示意圖,其中顯示出對準工具的夾緊裝置和間隔控制件;
[0067]圖2A為適用于圖1所示的對準工具的夾緊裝置的另一種實施例的示意圖;
[0068]圖3為圖1和圖2和圖2A中所不的對準工具的立體不意圖;
[0069]圖4為根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的對準工具的高精度光纖位置對準元件的立體示意圖;
[0070]圖5為圖4所示的對準工具的端面視圖;
[0071]圖6為根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的對準工具的高精度光纖位置對準元件的立體示意圖;
[0072]圖7為圖6所示的對準工具的端面視圖;
[0073]圖8顯不圖1中的多孔/多芯光纖插芯300的端面的局部視圖;
[0074]圖9顯示根據(jù)本發(fā)明的另一種光纖的示意圖;
[0075]圖10顯示多根松散的光纖的立體示意圖;
[0076]圖11顯示圖10中的多根松散的光纖的端面視圖;
[0077]圖12顯示圖10和圖11中的多根松散的光纖在本發(fā)明的校準孔中被校準之后形成的成束光纖的立體示意圖;和
[0078]圖13顯示圖12中的校準之后形成的成束光纖的端面視圖。
【具體實施方式】
[0079]下面通過實施例,并結合附圖,對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。在說明書中,相同或相似的附圖標號指示相同或相似的部件。下述參照附圖對本發(fā)明實施方式的說明旨在對本發(fā)明的總體發(fā)明構思進行解釋,而不應當理解為對本發(fā)明的一種限制。
[0080]圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實例性實施例的用于制造多孔光纖插芯300的對準工具的示意圖。圖2為圖1所示的對準工具的示意圖,其中顯示出對準工具的夾緊裝置和間隔控制件。圖3為圖1和圖2中所示的對準工具的立體示意圖。
[0081]如圖1、圖2和圖3所示,光纖插芯為適用于多芯光纖連接器的多孔光纖插芯300,并且高精度光纖位置對準元件200為適用于多光纖連接器的高精度光纖位置校準元件。
[0082]在圖1、圖2和圖3所示的實施例中,多孔光纖插芯300的精度可以等于或低于標準的多模插芯的精度,高精度光纖位置對準元件200的精度可以等于或高于標準的單模插芯的精度,并且光纖400的直徑可以等于或小于標準的單模光纖的直徑。這樣,就可以通過使用本發(fā)明的對準工具和對準方法,用低精度的多模插芯制造出達到單模插芯的精度要求的高精度光纖插芯。
[0083]在圖1、圖2和圖3所所示的實施例中,對準工具包括高精度對準導引元件100。在圖示的實施例中,高精度對準導引元件100為一對高精度對準導引針工具,所述一對高精度對準導引針工具形成在高精度光纖位置對準元件200的端面上并且水平地向前延伸。在多孔光纖插芯300的端面中形成與一對高精度對準導引元件100相對應的一對對準導引孔(未圖示)。高精度光纖位置對準元件200的高精度對準導引元件100插入多孔光纖插芯300的對應的對準導引孔中,用于使對準導引孔的軸線與高精度對準導引元件100的軸線對準,從而使穿入多孔光纖插芯300的多個光纖通孔(未標示)中的多根光纖400的軸線分別與高精度光纖位置對準元件200的多個校準孔201的軸線對準,從而保證光纖400在多孔光纖插芯300的光纖通孔中的相對于對準導引孔的位置精度。
[0084]固定光纖的膠水或等效可固化體可以預置在多孔光纖插芯300的光纖通孔內,也可以在光纖400被對準和準直后從后端通過注入模式和/或毛細現(xiàn)象填充在光纖400和多孔光纖插芯300的光纖通孔之間的空隙中。
[0085]由于在制多孔光纖插芯300端面會有溢出的膠水,該端面不能與光纖位置校準工具端面接觸,因此,在圖2所示的實施例中,當高精度光纖位置對準元件200和多孔光纖插芯300對接在一起時,高精度光纖位置對準元件200和多孔光纖插芯300的端面相距預定距離。
[0086]如圖1和圖2所示,對準工具包括間隔控制件610,該間隔控制件610設置在多孔光纖插芯300和高精度光纖位置對準元件200的端面之間,用于控制校準時多孔光纖插芯300和高精度光纖位置對準元件200的端面之間的距離。如圖1所示,高精度對準導引元件100穿過間隔控制件610。
[0087]由于高精度光纖位置對準元件200和光纖插芯300的端面之間的間隙距離以及光纖400穿入高精度光纖位置對準元件200的校準孔201內的光纖長度均直接影響校準效果和工藝難度,因此在實施中需要有效控制光纖位置校準工具和在制多模插芯端面之間的距離和插入高精度光纖位置對準元件200的校準孔201內的光纖長度。為了保證光纖的位置精度,在校準時,光纖400的插入到高精度光纖位置對準元件200的校準孔201內的部分應具有預定長度。
[0088]如圖1和圖2所示,光纖插芯300通過高精度對準導引元件100與高精度光纖位置對準元件200對接在一起,為了使光纖插芯300和高精度光纖位置對準元件200可靠地保持在對接狀態(tài),因此,如圖2所示,在對接過程中還需要加入一個夾緊裝置來提供保持力。
[0089]在圖2所示的一個示例性實施例中,夾緊裝置為夾緊彈片700,該夾緊彈片700將高精度光纖位置對準元件200和光纖插芯300夾持在一起,從而提供保持力。
[0090]但是,本發(fā)明不局限于此,夾緊裝置也可以為螺旋夾具(未圖示),例如,通過旋轉螺旋推動擋片來將高精度光纖位置對準元件200和光纖插芯300夾持在一起。
[0091]例如,圖2A顯示了適用于將圖1所示的對準工具保持在對接狀態(tài)的夾緊裝置的另一種實施例的不意圖。
[0092]如圖2A所示,該夾緊裝置為一個螺旋夾具,其主要包括殼體10、螺紋桿20和推壓塊30。如圖2A所示,在殼體10中形成有一個容納槽14,該容納槽14在殼體10的第一端11和第二端12之間延伸,對接在一起的光纖插芯300和高精度光纖位置對準元件200容納在殼體10的容納槽14中,并且光纖插芯300的端部抵靠在殼體10的第一端11的內壁上,多個光纖400從殼體10的第一端11上的凹口 13穿過。推壓塊30容納在殼體10的容納槽14中,位于高精度光纖位置對準元件200和殼體10的第二端12之間。螺紋桿20與殼體10的第二端12的端壁上的螺紋孔(未圖示)配合并穿過該螺紋孔進入殼體10的容納槽14內,螺紋桿20的進入容納槽14的一端推壓在或連接到推壓塊30上,通過旋轉螺紋桿20就可以推動推壓塊30,從而推壓高精度光纖位置對準元件200和光纖插芯300,從而將高精度光纖位置對準兀件200和光纖插芯300夾持在殼體10的第一端11和推壓塊30之間,從而將高精度光纖位置對準元件200和光纖插芯300保持在一起。如圖3所示,高精度光纖位置對準元件200上的多個校準孔201排成一排(也可以排成多排,即排成多行X多列的陣列形式),并且高精度光纖位置對準元件200包括一對高精度對準導引元件100,一對高精度對準導引元件100對稱地布置在一排或多排校準孔201的兩側。在圖3所示的實施例中,高精度光纖位置對準元件200為僅由一個部件形成的一個整體式元件,并且校準孔201為圓形孔或者符合光纖外型特殊形狀的特征孔。
[0093]在制作光纖插芯300的過程中,將在制的光纖插芯300通過高精度對準導引元件100與高精度光纖位置對準元件200對接,并控制兩者之間的間隔距離,通過夾緊裝置700固定保持光纖插芯300和高精度光纖位置對準元件200,從而使光纖插芯300的光纖通孔與高精度光纖位置對準元件200的校準孔201對準。再將多根光纖分別穿入高精度光纖位置對準元件200的高精度的校準孔201內,以復制該高精度光纖位置對準元件200的高精度的校準孔201的位置。然后通過合適的注膠、固化和研磨工藝即可實現(xiàn)高性能低成本的連接器。
[0094]在圖1至圖3所示的實施例中,對準工具的高精度光纖位置對準元件200為僅由一個部件形成的一個整體式元件。但是,本發(fā)明不局限于此,對準工具的高精度光纖位置對準元件也可以為由至少兩個獨立的部件形成的一個分體式元件。
[0095]例如,圖4為根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的對準工具的高精度光纖位置對準元件的另一種變化例的立體示意圖;圖5為圖4所示的對準工具的端面視圖。
[0096]如圖4和圖5所示,高精度光纖位置對準元件包括:基座200’,基座200’中形成有一個凹口 202,一排校準孔201’形成在凹口 202的底壁上;和壓塊800,壓塊800放置在基座200’的凹口 202中,用于將插入校準孔201’的光纖保持在校準孔201’中。
[0097]在圖4和圖5所示的實施例中,校準孔201’為U型槽孔。
[0098]圖6為根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的對準工具的高精度光纖位置對準元件的又一種變化例的立體不意圖;和圖7為圖6所不的對準工具的端面視圖。
[0099]與圖4和圖5所示的實施例相比,圖6和圖7所示的高精度光纖位置對準元件的差別僅在于校準孔為V型槽孔201”。
[0100]在前述實例性的實施例中,描述了一種用于校準光纖在光纖插芯的光纖通孔中的位置的對準方法,所述方法包括如下步驟:
[0101]SlOO:提供一個獨立的對準工具,所述對準工具的精度高于光纖插芯的精度;和
[0102]S200:使用對準工具校準光纖在光纖插芯的光纖通孔中的位置。
[0103]根據(jù)本發(fā)明的一個實例性實施例,所述步驟S200包括以下步驟:
[0104]S201:通過高精度對準導引元件100將所述光纖插芯300與所述對準工具對接在一起,并用夾緊裝置將所述光纖插芯300與所述對準工具保持在一起;和
[0105]S202:將多根光纖400分別穿過光纖插芯300的多個光纖通孔并插入到高精度光纖位置對準元件200的多個校準孔201中,用于使光纖400在光纖插芯300的光纖通孔中的位置精度達到光纖400在高精度光纖位置對準元件200的校準孔201中的位置精度。
[0106]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例,在步驟S200之后還包括步驟:
[0107]S300:通過固化膠水將光纖固定在光纖插芯內,所述膠水在光纖插入光纖插芯的光纖通孔之前或之后被填充到光纖插芯的光纖通孔中。
[0108]本發(fā)明的保護對象不僅僅限于前述對準工具和/或前述對準方法,還包括利用前述對準工具和/或前述對準方法制成的光纖插芯組件和包括該光纖插芯組件的光纖連接器。
[0109]在本發(fā)明的另一個實例性的實施例中,描述了一種光纖連接器,其包括精度等于或低于標準的多模插芯的低精度光纖插芯,在制造該光纖連接器的過程中,利用前述對準工具和/或前述對準方法對光纖在低精度光纖插芯的光纖通孔中的位置進行校準,從而使光纖在低精度光纖插芯的光纖通孔中的位置精度達到或超過在標準的單模插芯的光纖通孔中的位置精度,并且在校準之后,將光纖固定在低精度光纖插芯內,從而使制造出的光纖連接器的精度達到或超過標準的單模光纖連接器的精度。
[0110]圖8顯不圖1中的光纖插芯300的端面的局部視圖。在圖8中僅顯不了光纖插芯300的一個光纖通孔301和一個對準導引孔320。
[0111]如圖8所示,在圖示的實施例中,在通過膠水301將光纖400固定在光纖插芯300的光纖通孔301中之后,光纖插芯300的光纖通孔301的內壁面與光纖400的外周面之間的最大間距(即由膠水301形成的膠圈的最大厚度)大于或等于光纖400的軸心C400相對于由光纖插芯300的對準導引孔320的軸心C320所確定的光纖的理論軸心C400’的位置偏差,即,插入光纖通孔301的光纖400相對于對準導引孔320的位置精度。
[0112]在本發(fā)明的一個實例性的實施例中,在校準之后,插入光纖插芯300的光纖通孔的光纖400相對于所述光纖插芯300的對準導引孔的位置精度在O?0.002mm。
[0113]在本發(fā)明的另一個實例性的實施例中,光纖插芯300的對準導引孔的直徑尺寸公差在-0.0Olmm ?0.001mm。
[0114]在本發(fā)明的另一個實例性的實施例中,光纖插芯300的光纖通孔的直徑尺寸公差在 0.0OOmm ?0.030mm。
[0115]在圖1所示的實施例中,光纖為常規(guī)的單芯光纖400。但是,本發(fā)明不局限于此,光纖也可以為其它類型的光纖。例如,圖9和圖12所示的另外兩種光纖。
[0116]圖9顯示根據(jù)本發(fā)明的另一種光纖的示意圖。如圖9所示,光纖為包括多個纖芯411的多纖芯光纖410。在圖不的實施例中,該多纖芯光纖410包括十九根纖芯411,但是,本發(fā)明不局限于此,該多纖芯光纖410也可以包括兩根或更多根纖芯411。在圖示的實施例中,多根纖芯411被外包覆層412包裹和固定在合適的位置,并且外包覆層412形成一個外圓柱體。
[0117]圖10顯示多根松散的光纖的立體示意圖;圖11顯示圖10中的多根松散的光纖的端面視圖;圖12顯示圖10和圖11中的多根松散的光纖在本發(fā)明的校準孔中被校準之后形成的成束光纖的立體示意圖;和圖13顯示圖12中的校準之后形成的成束光纖的端面視圖。
[0118]如圖10和圖11所示,七根松散的光纖421不規(guī)則地排放在一起,這些松散的光纖421之間的相互位置是不確定的。但是,當將這些松散的光纖421插入到本發(fā)明的校準工具的校準孔201中之后,如圖12和圖13所示,這七根松散的光纖421就被保持到合適的位置,形成一個包括七根光纖421的成束光纖(或稱為多光纖束)420。
[0119]如圖12和圖13所示,在該成束光纖420中,任意兩根相鄰的光纖421之間相互相切。例如,在圖示的實施例中,一根光纖在中間,另六根光纖圍繞這根光纖,并且這七根光纖兩兩相切。
[0120]盡管在圖示的實施例中,該成束光纖420包括七根光纖421,但是,本發(fā)明不局限于此,該成束光纖420也可以包括兩根或更多根光纖421。
[0121]在本發(fā)明的一個實施例中,成束光纖420中的每根光纖421可以為圖1所示的常規(guī)的單芯光纖400或圖9所不的多纖芯光纖410。
[0122]為了校準圖10和圖11所示的多根松散的光纖421,校準孔201可以為圓形孔、梅花形孔、多邊形孔或其它合適形狀的孔,只要該校準孔的形狀能夠將多根松散的光纖校準成任意兩根相鄰的光纖421都相互相切的成束光纖420即可。
[0123]在本發(fā)明的一個實施例中,具有多個纖芯(單纖多芯、多光纖束)的光纖在位置精度校準后、被固化在低精度插芯內前,光纖的徑向方位角調整到特定分布方位,固化在插芯內后光纖的徑向方位角滿足多芯連接器的互配對接。
[0124]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比,摒棄了現(xiàn)有技術中通過區(qū)隔不同精度規(guī)格的插芯來制造單模和多模光纖連接器。
[0125]特別地,當需要制作低損耗或者超低損耗光纖連接器,現(xiàn)有技術人員使用的方法是通過提高插芯的精度規(guī)格(縮小光纖通孔孔徑,以及提高光纖通孔的中心與對準導向孔的位置精度)來實現(xiàn)超低損耗的目標,這樣做的明顯缺點是,其一,那意味著一種高成本;其二,由于超精密插芯光纖通孔變得更小,且光纖的實際外徑亦存在批次的變化,對于穿纖(穿過整個插芯光纖通孔)而言是一個極大的挑戰(zhàn),導致斷纖概率增加,特別是暗損傷會導致光線連接器的可靠性降低;其三,對于批量制造,總存在某些個體偏心的離散性,只要出現(xiàn),光線連接器件的隨機互配插入損耗即遭到破壞,等缺點。
[0126]而采用本發(fā)明技術,即利用高精度的對準工具對位于低精度插芯(比如多模插芯)內的單模光纖的物理位置準直,由于在制光纖復制了對面的高精度對準工具的位置精度,實現(xiàn)了在低精度的插芯內,制造出高性能(低損耗)的單模光纖連接器件。此一發(fā)明,大幅度降低了對插芯精度要求,從技術設計上降低了產品的物料成本,同樣地,該技術無論是使用手動還是自動化穿纖,穿纖動作變得更為容易,尤其有利于工藝過程的自動化,增加產能和進一步降低成本成為可能;需更進一步地指出,該技術通過工具的精度獲知產品的性能,具有可控性、可預測性、個體到個體的精度能夠重復再現(xiàn)。這樣,此發(fā)明同時實現(xiàn)了低成本及高性能的連接器件制作技術。
[0127]本領域的技術人員可以理解,上面所描述的實施例都是示例性的,并且本領域的技術人員可以對其進行改進,各種實施例中所描述的結構在不發(fā)生結構或者原理方面的沖突的情況下可以進行自由組合。
[0128]雖然結合附圖對本發(fā)明進行了說明,但是附圖中公開的實施例旨在對本發(fā)明優(yōu)選實施方式進行示例性說明,而不能理解為對本發(fā)明的一種限制。
[0129]雖然本總體發(fā)明構思的一些實施例已被顯示和說明,本領域普通技術人員將理解,在不背離本總體發(fā)明構思的原則和精神的情況下,可對這些實施例做出改變,本發(fā)明的范圍以權利要求和它們的等同物限定。
[0130]應注意,措詞“包括”不排除其它元件或步驟,措詞“一”或“一個”不排除多個。另夕卜,權利要求的任何元件標號不應理解為限制本發(fā)明的范圍。
【權利要求】
1.一種對準工具,用于校準光纖在多孔光纖插芯的光纖通孔中的位置,所述光纖插芯(300)的精度等于或低于標準的多模插芯的精度,其特征在于, 所述對準工具包括高精度對準導引元件(100)和高精度光纖位置對準元件(200),所述高精度光纖位置對準元件(200)的精度等于或高于標準的單模插芯的精度, 所述光纖插芯(300)通過高精度對準導引元件(100)與所述對準工具對接,并且多根光纖(400)分別穿過光纖插芯(300)的多個光纖通孔并插入到高精度光纖位置對準元件(200)的多個校準孔(201)中,用于使光纖(400)在光纖插芯(300)的光纖通孔中的位置精度達到光纖(400)在高精度光纖位置對準元件(200)的校準孔(201)中的位置精度。
2.根據(jù)權利要求1所述的對準工具,其特征在于, 所述聞精度對準導引兀件(100)為聞精度導引針工具,所述聞精度導引針工具從聞精度光纖位置對準元件(200)的端面水平地向前延伸;并且 所述高精度對準導引元件(100)插入所述光纖插芯(300)的對應的對準導引孔中,用于使所述光纖插芯(300)的對準導引孔的軸線與高精度對準導引元件(100)的軸線對準,從而使穿入多孔光纖插芯(300)的多個光纖通孔中的多個光纖(400)的軸線分別與所述高精度光纖位置對準元件(200)的多個校準孔(201)的軸線對準。
3.根據(jù)權利要求2所述的對準工具,其特征在于,所述高精度光纖位置對準元件(200)為精度超過單模插芯的超精密多孔插芯工具。
4.根據(jù)權利要求3所述的對準工具,其特征在于, 在校準時,所述高精度光纖位置對準元件(200)和所述多孔光纖插芯(300)的端面相距預定距離。
5.根據(jù)權利要求4所述的對準工具,其特征在于, 在校準時,所述光纖(400)的插入到所述高精度光纖位置對準元件(200)的校準孔(201)內的部分具有預定長度。
6.根據(jù)權利要求5所述的對準工具,其特征在于,還包括: 夾緊裝置,用于將所述多孔光纖插芯(300)和所述高精度光纖位置對準元件(200)保持在一起。
7.根據(jù)權利要求6所述的對準工具,其特征在于,所述夾緊裝置為夾緊彈片(700)。
8.根據(jù)權利要求6所述的對準工具,其特征在于,所述夾緊裝置為螺旋夾具。
9.根據(jù)權利要求8所述的對準工具,其特征在于,所述螺旋夾具包括: 殼體(10),具有在殼體的第一端(11)和第二端(12)之間延伸的容納槽(14),多孔光纖插芯(300)和高精度光纖位置對準元件(200)容納在該容納槽(14)中,并且多孔光纖插芯(300)抵靠在殼體的第一端(11)的內壁上; 推壓塊(30),容納在殼體的容納槽(14)中,并位于高精度光纖位置對準元件(200)和殼體的第二端(12)之間;和 螺紋桿(20),與殼體的第二端(12)的端壁上的螺紋孔配合并穿過該螺紋孔進入殼體的容納槽(14)內, 其中,通過旋轉螺紋桿(20)來推動推壓塊(30),從而推壓高精度光纖位置對準元件(200)和多孔光纖插芯(300),將兩者保持在一起。
10.根據(jù)權利要求2所述的對準工具,其特征在于,還包括: 間隔控制件¢10),設置在多孔光纖插芯(300)和高精度光纖位置對準元件(200)的端面之間,用于控制校準時多孔光纖插芯(300)和高精度光纖位置對準元件(200)的端面之間的距離。
11.根據(jù)權利要求10所述的對準工具,其特征在于,所述高精度對準導引元件(100)穿過間隔控制件(610)。
12.根據(jù)權利要求2所述的對準工具,其特征在于, 所述高精度光纖位置對準元件(200)上的多個校準孔(201)排成一排或多排;并且 所述對準工具包括一對高精度對準導引元件(100),所述一對高精度對準導引元件(100)對稱地布置在一排或多排校準孔(201)的兩側。
13.根據(jù)權利要求12所述的對準工具,其特征在于, 所述高精度光纖位置對準元件(200)為僅由一個部件形成的一個整體式元件,并且所述校準孔(201)為圓形孔或者符合光纖外型特殊形狀的特征孔。
14.根據(jù)權利要求12所述的對準工具,其特征在于, 所述高精度光纖位置對準元件(200)為由至少兩個獨立的部件形成的一個分體式元件。
15.根據(jù)權利要求14所述的對準工具,其特征在于,所述高精度光纖位置對準元件包括: 基座(200’),所述基座(200’)中形成有一個凹口(202),一排校準孔形成在凹口(202)的底壁上;和 壓塊(800),所述壓塊(800)放置在所述基座(200’ )的凹口(202)中,用于將插入校準孔的光纖保持在校準孔中。
16.根據(jù)權利要求15所述的對準工具,其特征在于,所述校準孔為U型槽孔(201’)或V型槽孔(201,,)。
17.一種用于校準光纖在多孔光纖插芯的光纖通孔中的位置的對準方法,所述方法包括如下步驟: SlOO:提供一個獨立的對準工具,所述對準工具的精度高于光纖插芯的精度;和 5200:使用對準工具校準光纖在光纖插芯的光纖通孔中的位置。
18.根據(jù)權利要求17所述的對準方法,其中,所述對準工具為權利要求1-16中任一項所述的對準工具。
19.根據(jù)權利要求18所述的對準方法,其中,所述步驟S200包括以下步驟: 5201:通過高精度對準導引元件(100)將所述光纖插芯(300)與所述對準工具對接在一起,并用夾緊裝置將所述光纖插芯(300)與所述對準工具保持在一起;和 5202:將多根光纖(400)分別穿過光纖插芯(300)的多個光纖通孔并插入到高精度光纖位置對準元件(200)的多個校準孔(201)中,用于使光纖(400)在光纖插芯(300)的光纖通孔中的位置精度達到光纖(400)在高精度光纖位置對準元件(200)的校準孔(201)中的位置精度。
20.根據(jù)權利要求19所述的對準方法,其特征在于, 在所述多孔光纖插芯(300)的光纖通孔中填充有膠水,用于將所述光纖(400)固定在所述多孔光纖插芯(300)的光纖通孔中,所述膠水在光纖插入光纖插芯的光纖通孔之前或之后被填充到光纖插芯的光纖通孔中。
21.根據(jù)權利要求20所述的對準方法,其中,在步驟S200之后還包括步驟: S300:通過固化膠水將光纖固定在光纖插芯內。
22.根據(jù)權利要求21所述的對準方法,其特征在于, 在多孔光纖插芯(300)和高精度光纖位置對準元件(200)的端面之間設置有間隔控制件(610),用于在校準時控制多孔光纖插芯(300)和高精度光纖位置對準元件(200)的端面之間的距離。
23.根據(jù)權利要求22所述的對準方法,其特征在于, 在校準時,所述高精度光纖位置對準元件(200)和所述多孔光纖插芯(300)的端面相距預定距離。
24.根據(jù)權利要求23所述的對準方法,其特征在于, 在校準時,所述光纖(400)的插入到所述高精度光纖位置對準元件(200)的校準孔(201)內的部分具有預定長度。
25.—種光纖插芯組件,包括多孔光纖插芯和位于多孔光纖插芯的多個光纖通孔中的多根光纖,其特征在于,所述光纖插芯組件利用前述權利要求1-16中的任一項的對準工具和/或前述權利要求17-24中的任一項的對準方法制成。
26.根據(jù)權利要求25所述的光纖插芯組件,其中, 在校準之后,插入所述多孔光纖插芯(300)的光纖通孔的光纖(400)相對于所述多孔光纖插芯(300)的對準導引孔的位置精度在O?0.002mm。
27.根據(jù)權利要求25所述的光纖插芯組件,其中, 所述多孔光纖插芯(300)的對準導引孔的直徑尺寸公差在-0.0Olmm?0.001mm。
28.根據(jù)權利要求25所述的光纖插芯組件,其中, 所述多孔光纖插芯(300)的光纖通孔的直徑尺寸公差在0.0OOmm?0.030mm。
29.根據(jù)權利要求25所述的光纖插芯組件,其中, 所述多孔光纖插芯(300)的對準導引孔的直徑尺寸公差在-0.0Olmm?0.0Olmm;并且 所述多孔光纖插芯(300)的光纖通孔的直徑尺寸公差在0.0OOmm?0.030mm。
30.根據(jù)權利要求25所述的光纖插芯組件,其中, 在通過膠水或等效可固化體(301)將光纖(400)固定在多孔光纖插芯(300)的光纖通孔中之后,所述多孔光纖插芯(300)的光纖通孔的內壁面與所述光纖(400)的外周面之間的最大間距大于或等于所述光纖(400)的軸心(C400)相對于由所述多孔光纖插芯(300)的對準導引孔的軸心(C320)所確定的理論軸心(C400’ )的位置偏差。
31.一種光纖連接器,其特征在于,所述光纖連接器包括權利要求25所限定的光纖插芯組件。
32.—種光纖連接器,包括精度等于或低于標準的多模插芯的低精度多孔光纖插芯,其特征在于, 在制造過程中,利用前述權利要求1-16中的任一項的對準工具和/或前述權利要求17-24中的任一項的對準方法對光纖在低精度多孔光纖插芯的光纖通孔中的位置進行校準,從而使光纖在低精度多孔光纖插芯的光纖通孔中的位置精度達到或超過在標準的單模插芯的光纖通孔中的位置精度,并且在校準之后,將光纖固定在低精度多孔光纖插芯內,從而使制造出的多芯光纖連接器的精度達到或超過標準的單模多芯光纖連接器的精度。
33.根據(jù)權利要求31或32所述的光纖連接器,其特征在于,所述光纖為常規(guī)的單芯光纖(400)。
34.根據(jù)權利要求31或32所述的光纖連接器,其特征在于,所述光纖為包括多個纖芯(411)的多纖芯光纖(410),即單纖多芯。
35.根據(jù)權利要求31或32所述的光纖連接器,其特征在于,所述光纖為包括多根光纖(421)的成束光纖(420),即單芯光纖形成的多光纖的集合體。
36.根據(jù)權利要求34或35所述光纖連接器,具有多個纖芯(單纖多芯、多光纖束)的光纖在位置精度校準后、被固化在低精度插芯內前,光纖的徑向方位角調整到特定分布方位,固化在插芯內后光纖的徑向方位角滿足多芯連接器的互配對接。
【文檔編號】G02B6/38GK104181644SQ201310226188
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年6月7日 優(yōu)先權日:2013年5月28日
【發(fā)明者】童朝陽, 劉蕾, 林麟 申請人:泰科電子(上海)有限公司