光缆的连接器套箍中的对准系统

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一般地说，本发明涉及光纤连接器技术，具体地说，涉及包含一条或多条光 纤的光缆连接器套箍中的对准系统。\n在光纤传输系统中，各种信号以诸如LED源、激光源等产生的光频波(光)沿 着光纤传送。光纤通常用玻璃制作，而且，作为改进的光纤线路，必须提供连接 装置，可使一条光纤与另一光纤仅以首尾相接的方式连接。\n传统的使各光纤端头间相连的方法是，先在拟予结合之光纤的端部除去给定 长度的保护套膜。除去所述套膜之后，露出250微米(OD)的缓冲带，再剥去它们， 露出125微米(OD)的光纤。然后使光纤穿过一个套箍内的通孔，在那里，它通过 黏合剂和/或压接而被固定在应有的位置。把光纤插入，使之很好地伸到套箍的前 部表面。此后，使裸露的光纤材料被切开并抛光。除去所有剩余的黏合剂。再将 各套箍组装到连接器组件中，这意味着使各光纤以它们的光轴对准的方式被定位 于与相连的连接器或其它适当的连接装置的光纤连在一起的位置。\n带状复式光缆已日益成为通用的，在信号光缆结构中提供多条通道。带状光 缆与所有其它公知的带状电缆类似，从而沿着一条线或一般的共面关系布置很多 通常为平行的光纤或光学通道。带状复式光缆各条光纤的连接通常与上述方法相 似。一般地说，除去成排光纤的整体不可分的保护套膜，露出带缓冲带的光纤， 然后除去缓冲带，并使无保护的光纤从扁平的光缆周围伸出。通常，必须使这些 单个的光纤分别被插入预制的连接器套箍内的每个孔或通道中。这些通道在用以 连接各光纤端头的预定位置对准一个互补的连接器套箍或其它连接装置中的各光 纤。\n这种复式光缆各单个光纤的连接过程引发出很多问题。首先，由于各个极为 细小的尺寸和各光纤的极脆的特性之故，将一条光纤插入一个对准的孔或通道内 可能是件费神的事。而把一条光缆的大量这种光纤插入大量的通道中就可能是极 为困难的。如果光缆的一条光纤折断，则或者必须令所述被剥开的光缆端头及套 箍作废，以及/或者必须返工。由于这些过程通常都是用手工进行的，可使它们是 效率低下的，并可由此造成不必要的耗损。\n在现有技术中，将一条复式光缆的单个光纤放入连接器套箍的单个孔或通道 中造成高百分比的报废。必须逐个孔检查各个套箍。除了光纤被折断外，各个孔 本身可能是太大、太小或不圆。连接器套箍包括实质上为透明的主体，常见为陶 瓷材料的。但它们可为塑料等材料模注的。对于多通道的套箍，必须使接纳光纤 的孔或通道精确地成形，保持合适的形式或对准，以及光纤间的间隙，以避免在 配合期间引起传输损耗的配合公差问题。\n上述对准/配合公差问题还使连接器组件复杂化，其中由两个定位销使一对配 合的连接器套箍本身处于配合状态。此二定位销中的每一个通常有一端伸入所述 连接器套箍，而该销的另一端被插入配合的连接器套箍中的通道内，用以对准的 销上有一个开槽的引人端。对于光缆中各个光纤来说，必须将保持二定位销与它 们的通道精确的配合公差问题附加到保持精确的间隙及对准每个孔的配合公差问 题上。可以理解，为什么在制作现有技术连接器套箍的过程中存在如此高的报废 量。本发明旨在解决制作复式光纤套箍过程中的这些问题。\n本发明的目的在于提供一种新改进的光缆连接器套箍中的对准系统，所述光 缆包含一条以上光纤。\n在本发明的示例性实施例中，设置一接纳光缆的套箍主体，它包括用以接纳 光纤的光纤通道，以及与所述光纤通道隔开的定位销通道。该定位销通道接纳自 所述套箍主体伸出的定位销，使所述套箍主体与一相连的套箍主体或与任何其它 辅助连接装置对准。一定位套管位于所述定位销通道内，用以直接接纳定位销。 该套管的外部尺寸小于定位销通道的内部尺寸，以在其间限定一个间隙。将填充 黏合剂加于所述定位套管外侧与所述定位销通道内侧之间。因此，可使所述套管 从定位销通道外部精确地对准在该通道内，而且所述填充黏合剂可按精确对准所 述通道内部的方式固定所述套管。\n有如这里所揭示的，套箍主体适于接纳具有多条通常为成排平行之光纤的光 纤带缆。设置一对定位销通道及定位套管，并距成排光纤的相对端留有间隔。将 所述定位套管是像套箍主体中的定位销通道那样的普通圆柱体。\n本发明的其它特点包括设置所述定位销通道中的止档机构，以限定一个定位 套管插入定位销通道的极限位置。所述定位销通道在套箍主体的前表面，并在所 述主体内远离前表面设有开口，与所述定位销通道连通。这使得填充黏合剂经该 开口被嵌入定位销通道的后部区域。\n从以下参照附图的详细描述，将使本发明的其它目的、特性及优点愈加清晰。\n相信本发明的特点是新颖的，它们被详细地置于所附各权利要求之前。通过 参照以下连同附图的描述，可使本发明与它的目的及优点一起得到最佳的理解， 各图中同样的参考标号代表相同的部件，其中：\n图1是现有技术连接器套箍的主透视图；\n图2是沿图1的2-2线所取的普通纵断面图；\n图3是关于现有技术连接器套箍用一对定位销连接于连接套箍的透视图；\n图4是体现本发明原则的连接器套箍主透视图；\n图5是沿图4的5-5线所取不完全的横断面图，只示出套箍主体和一个套管；\n图6是沿图4的6-6线所取的普通纵断面图，只示出套箍的外壳；\n图7是套箍外壳的正视图；\n图8是套箍外壳的后视图；\n图9是在图4连接器套箍中用于连接带状复式光缆各光纤的夹紧装置的顶视 平面图，图中夹紧装置处于打开状态，用以接纳光缆及套箍主体；\n图10是夹紧装置处于关闭状态的顶视平面图，一个套箍和光缆位于其中；\n图11是夹紧装置光纤定位座的端部视图；\n图12是光纤定位座中定位槽关于一个放大标尺的不完全的端部视图；\n图13是沿图11的13-13线所取的普通纵断面图；\n图14是沿图11的14-14线所取的普通纵断面图；\n图15是完成制作的连接器套箍的放大端部视图，图中示出一个定位套管和一 些被填充黏合剂围绕的已精确对准的光纤。\n以更为详细的方式参照附图，其中图1-3表示按照现有技术原理的连接器套 箍，图4-15按照本发明原理制作的连接器套箍。正如上面在“背景技术”中所说 明的那样，在把一光缆连接于所述套箍内之后，再将该套箍组合于一个总体光纤 连接器组件内。\n在开始描述现有技术和本发明之前，应当说明，所述连接器套箍适于连接以 标号20所一般性地表示的带状复式光缆，它包括许多单个的通常为平行的光纤 22，它们通常为在一条线上或者为共面的关系。但应理解，本发明的许多原则同 样可用于任何包含许多单个光纤的复式光缆，这些光纤必须对准并且适当地隔开。\n先回到图1-3，按照现有技术表示一种以标号24一般性地表示的连接器套箍。 这种套箍包括具有前部平面连接面28的套箍主体26。如图2所见者，有多个光 纤通道30穿过主体26，进到前部连接面28。有如图1所见者，这些光纤通道 30在一条直线或一排上，相应于带状光缆20的成排光纤22的共面关系。弹性保 护套31在套箍主体26的后部围绕着光缆20，对光缆提供消除张紧。用比如环氧 树脂将此套管31固定在所述主体后部的开口31a内。\n现有技术的连接器套箍24适于与一个图3中用标号32一般性表示的互补的 套箍或类似的连接装置连接。所述连接装置类以于套箍24，正如同它具有前部平 面连接面34和一排用以接纳第二带状复式光缆20A各个光纤的光纤通道36。有 如现有技术所公知的那样，使用一对定位销38使套箍24与连接装置32相连，所 述定位销被插入套箍24的定位通道40(图1)内和连接装置32中的定位通道42(图 3)内。定位销38使套箍(24)的光纤通道30(图1)与连接装置32的光纤通道36(图 3)有效地对准，相应地，也使光缆20的光纤与光缆20A的光纤对准。\n在按照现有技术的原则制作连接器套箍24的过程中，应予说明的是，所述套 箍主体26的顶部有一开口44，用以与主体内部联系。接下去参照图2，可以看 到，带状复式光缆20有一已被除去保护套膜46前端部，露出了光纤22的外围部 分。制作过程中，沿箭号“A”的方向(图2)将光缆插人套箍主体26。插入过程 中，必须分别使每一条光纤被插入其各自分开的光纤通道30内。必须使所有光纤 同时插入各通道。虽然未予示出，但通常各光纤都将延伸至套箍主体的前部连接 面28以外。在所有裸露的光纤被插入它们各自的光纤通道30之后，将预先调好 的环氧树脂48(图2)灌入顶部开口44内，以将光缆、光纤和保护套固定在套箍主 体内。在使得环氧树脂凝固后，使各光纤的端部在靠近套箍主体的前部连接面附 近被分开，并像现有技术那样被抛光。\n以上并未重复“背景技术”中所述的所有问题，但可以很容易地理解，将裸 露的光纤20插入它们各自的光纤通道30会是何等困难。另外，采用图1-3这种 对现有技术套箍的描述，在保持适当的间隙以及光纤通道30的对准中的配合公差 问题，采用定位通道40所附带的适当间隙及对准的配合公差问题，现在尚不能完 全理解。\n图4-8表示一种体现本发明原则的连接器套箍50。该套箍仍是被构成用于连 接带状复式光缆20，它包括多个通常为平行的沿一直线或共面关系的光纤22。 但将能看出，本发明的很多原则也能用于其它复式光缆结构。\n具体地说，连接器套箍50包括带有一个光纤通道54的套箍主体52，这个光 纤通道沿着截面延伸，用以接纳整排光纤22。换句话说，设置一个细长的通道54， 用以将光缆的所有光纤均接纳于其内。这是与现有技术不同的，对于光缆的每一 条个别的光纤来说，它要求单独一个通道。连接器主体52也有一个前部平面的连 接面56、一个部开口58、以及一对相对于细长光纤通道54两端分开的通道 60。通道60可被称为“定位销通道”，尽管该二通道不像现有技术那样直接接 纳定位销38(图3)，但将在以下更为详细地描述它。\n按照本发明，将环氧树脂嵌入或灌入开口58内，围绕住细长通道54内成排 的各光纤22。这就是为什么以下将把该环氧树脂称为“填充黏合剂”。\n图9和10表示一个用标号62一般性表示的夹紧装置，它被用来在主体的细 长通道54内保持套箍主体52和精确地对准光纤22。图9中表示该夹紧装置处于 打开或装载的状态，图10表示其关闭或组合的状态。\n具体地说，夹紧装置62包括一个通常为长方形的底座或固定座64，该座有 一个穿过内部细长腔(图中不可见)走行的外部细长杆或轴66。用手转动的调节器 68安装在轴66的外端。最好如图9所见那样，设置通道70，用以容纳带状光缆 20，还设置插孔72，用以接纳套箍主体52。通道70的水平宽度较大，而纵向 深度较小，以接纳扁平的带状光缆。成罩盖形的光缆夹子74在底座64的一侧可 绕轴转动地安装在枢轴杆76上。光缆夹子可枢轴转动地从图9所示的打开状态移 至图10所示的关闭状态。在打开位置时，该光缆夹子对于底座64向上伸成一个 角度，露出通道70。在关闭位置时，该光缆夹子将带状光缆保持在通道70内。 夹紧装置62的大部分部件可用金属材料制成，一对磁铁78(图9)可被用来使光缆 夹子74保持在关闭的夹持状态。\n套箍夹子79使套箍保持在插孔72内。与光缆夹子74类似，套箍夹子79可 于标号79a处对底座64在露出所述插孔的打开位置与使套箍保持在该插孔内的关 闭位置之间绕轴转动。\n用标号80一般性表示的可动滑架是可沿箭号“B”的方向，在底座64对着 容纳光缆的通道70及光缆夹子74的一端作往复移动的。滑架80可由各种各样的 机械可动地安装在底座64上。一种简单的机械是使用穿过底座64走行的轴66， 并使轴66的远端连至所述滑架，从而以穿过方式转动的该轴引起该轴移动，同时 以此而移动所述滑架。\n夹紧装置62的可动滑架80包括由标号82一般性表示的固定定位座和可绕轴 转动的光纤夹子84。与光缆夹子74类似，光纤夹子84关于转轴杆86对底座64 的一侧绕轴转动。光纤夹子84有一舌状物87，它凸向插孔72的方向。该光纤夹 子可如图9中所示的向上成角度的打开位置与图10中所示的关闭位置间绕轴转 动。正如后面将会看到的那样，光纤夹子84可将带状光缆的光纤有效地保持在光 纤定位座82的位置。可借助光纤夹子84的重量简单地使光纤得以被保持，或者 可采用适当的磁铁(同样的磁铁78)使光纤夹子向下保持在光纤上。图9中表示一 对定位杆88自光纤定位座82伸向接纳一个套箍主体52的插孔72。正如以下将 要描述的那样，所述定位杆可插入套箍主体52中的通道60。\n图11-14表示由夹紧装置62移动的光纤定位座82，以简化图示。具体地说， 所述光纤定位座是一个实心的部件，在其顶部形成一个斜口槽90。正如图11和 12所见者，斜口槽90的侧面向下逐渐变细，以会聚方式朝向底面，该底面有很 多通常为平行的槽92。这些槽在图12中被放大，示出它们的截面是半圆形的。 应予理解的是，这些槽的截面还可以是三角形的或其它多边形的。正如以下将要 更详细地描述的那样，在任何情况下，这些槽将精确对准的光纤22间隔地放置于 套箍主体的细长光纤通道54内。可将光纤定位座82制成为一个高精度制作的金 属部件，或制成为一个高精度制作的透明部件。不论哪种情况，都可按以极高的 准确度和精度互相间隔和对准关系的方式制作槽92。\n再参照图11-13，光纤定位座82还有一对精确定位的孔94，它们接纳定位 杆88，就像上面关于图9所描述的那样。再有，可使孔94以极高的准确度和精 度形成于光纤定位座82内。\n从上面对连接器套箍50和包含光纤定位座82的夹紧装置62结构的详细描 述，以下将描述制作这种连接器套箍的方法。但在详细开始描述所述方法之前， 应该对图15做要点的参考，使套箍主体52中光纤22与细长光纤通道54之间的 尺寸关系形象化。正如现有技术那样，通过从光缆的一端除去保护套膜，露出该 端部处的成排光纤，而对带状光缆20做准备工作。在使光缆定位于夹紧装置内之 前，将一对圆柱形的套管100(图15)套在定位杆88上。再由处于如图9所示之打 开位置的光缆夹子74，将光缆放入夹紧装置62的通道70内。将套箍主体52之 一定位在套箍的插孔72内。然后使光缆在通道70内移向套箍主体的后端，直至 光纤22穿过套箍主体内扩张的细长光纤通道54而伸出。按照另一种选择，可将 光缆及光纤插入套箍主体内，并使所述光缆和主体作为应该组合件简单地落到夹 紧装置的顶端，同时使光缆定位于通道70内，和使套箍主体定位于插孔72内。 无论哪种情况，再由磁铁78保持光缆夹子落在光缆上，使光缆夹子74从其打开 位置(图9)至其关闭位置(图10)。\n采用有如上面所述的被合适地定位于夹紧装置62内的光缆和套箍主体，再转 动外部细长轴66端头处的调节器68，以使滑架80沿箭号“C”的方向(图10) 移动。在此运动期间，先使定位杆88(图9)的远端进入套箍主体内的通道60(图 4)。套管100将随该定位杆移入通道60。滑架的进一步移动将引起光纤定位座82 移到裸露的光纤远端之下，所述光纤远端已经穿过扩展的细长光纤通道54，完全 伸出于主体的前部平面56之外。随着滑架及定位座82移至如图10所示的充分“组 装”的位置，将使所有的光纤都被并列于所述光纤定位座中各槽92(图12)的上面。 为保证各个光纤在每个槽内，可能需要少量的手动操作。然后再使光纤夹子84从 其打开位置(图9)至其关闭位置(图10)。在光纤夹子关闭期间，突出的舌状物87 进入光纤定位座82的斜口槽90，将光纤保持在正确的槽92内。\n随着光缆和套箍主体现在被安装于夹紧装置62内，以及光缆的各光纤被定位 座82内的各槽精确地对准，再将填充黏合剂放入套箍主体顶部的开口内，直至黏 合剂基本上填满腔内。细长的定位销通道54将会把黏合剂接纳于套管100的侧面， 把它们吸引固定在应有的位置。图15表示填充黏合剂98围绕细长通道中的各个 单个光纤，以及通道60中的套管100的周围。然后再使黏合剂凝固。按照另一种 选择，如果需要，可在这之后将整个夹紧装置，包括被定位的光缆及套箍主体， 与所加的黏合剂一道放入炉内，以热固化所述黏合剂。\n在黏合剂被固化之后，随着滑架80从被固化的连接器套箍倒退移动，定位杆 88移出精确定位的套管。为了促进这一过程，在加填充黏合剂之前，给定位杆88 涂油。再使从套箍主体的连接面56伸出的光纤端部分开并被抛光。如果有任何填 充黏合剂略为从光纤通道54突出于连接面56之外，则还需除去或磨掉这样的黏 合剂。\n放大了的图15表示，本发明的最终结果，用于使光纤22在细长的光纤通道 54及通道60中的套管100内精确地对准，所述通道60以互补的套箍或其它连接 装置，如关于图3现有技术的套箍32精确地对准连接器套箍50。图15表示圆柱 形套管100被插在连接器套箍的套箍主体52中的一个通道60内。重新参照图5， 可以看到，每个通道60内形成一个台肩102。此台肩为插入的保护套31规定一 个止位限制。在图15中可以看到，通道60的直径略大于套管100的外径。因此， 毛细作用将会引起填充黏合剂98落入每个该套管100的外侧与每个所述通道60 的内侧之间的间隙，并相对于每个其它的套管，也相对于固定在所述连接器套箍 内的光纤22精确地对准该两个套管100。在图15中可以看到，各套管在100a处 是裂开的。因此，当把所述套管插到定位杆88上时，它会张开成严格的定位杆直 径。可准确地和精确地制作定位杆，并使这种精度转移到所述套管上。但填充黏 合剂98凝固时，所述套管被严格按照定位杆直径被紧固。\n从上面所述的易于明白，本发明是对整个现有技术的重大改进。就本质而言， 本发明套箍主体中的光纤通道和定位销通道并不用于对准光纤及定位销。高精度 的分离夹紧装置被用在连接器套箍的外侧，本质上说，这些精度参数会传递给所 述套箍。当按本发明实现将这些精度参数从夹紧装置传递到所述套箍时，最终各 套箍的参数就是非常一致且可重复的。可通过调整夹紧装置而使这种过程很好地 被再现或者简单地受到调整。更进一步说，可以考虑使光纤通道54大于光纤自 身，可将同样的套箍主体用于不同尺寸的光纤，这对于现有技术是不可能的。事 实上，单独一个具有扩展的、细长的光纤通道的套箍主体可被用于接纳不同光纤 数目的光缆。而这在现有技术是不可能的，因为在试图得到诸如此类的相容性， 必须改变光纤通道的数目和尺寸。\n应能理解，可按其它特定形式具体实施本发明，而不致脱离其精髓的和核心 的特征。因此，目前的举例及具体实施例无论从哪方面而言，都被认为是说明性 的而非限制性的，而且，本发明并不被限制于这里给出的细节。