具有高伸出光纤的插芯组件及相关的制造方法

专利名称：具有高伸出光纤的插芯组件及相关的制造方法
技术领域：
本发明大体上涉及一种插芯组件，具有高伸出光纤，例如伸出于插芯的正面之外至少约3.5μm的光纤。本发明还涉及改进的制造插芯组件的方法，特别是涉及制造具有高伸出光纤的插芯组件的方法，其中在整个制造过程中，光纤伸出于插芯的正面之外。
背景技术：
为了有效匹配多纤连接器，一般必须使安装有一个连接器的数根光纤的端部与安装有另一个连接器的相应光纤的端部进行物理接触(physicalcontact)。对于那些用于北美的多纤连接器来说，在相应的光纤对的端部之间尤其需要直接的物理接触，因为指数匹配凝胶(index matching gel)几乎不用于协助光纤的相互连接。这样，如果在匹配多纤连接器时不在相应的光纤之间建立直接的物理接触，那么沿着光纤传播的信号会显著地衰减，而且信号受到的反射率会大大增加。
多纤连接器通常包括一个多纤插芯，限定有数个穿透插芯正面的孔。该多纤连接器还包括数根光纤，穿过上述各孔。为了在相应的光纤的端部之间建立直接的物理接触，光纤的端部伸出于插芯正面之外限定一个伸出距离。传统地，伸出距离相对于正面测量为1μm到最多3μm。这样，光纤通常会伸出插芯正面任何缺陷和灰尘、脏物或其他杂物之外。
建立插芯正面之外所期望的光纤伸出的典型程序，通常是首先对光纤和插芯正面进行研磨或打磨，使得光纤的端部与插芯正面齐平。然后，首选对插芯正面和光纤端部进行打磨，以便较好地去除插芯的正面相对于光纤的端部的部分。完成该首选打磨程序之后，光纤的端部伸出于插芯正面之外预定的长度，典型的是，在1μm与3μm之间。遗憾的是，光纤的端部伸出于插芯正面之外的量有时是不充分的。在这种情况下，一对匹配的多纤连接器的插芯正面在接触时有可能在相应的光纤的端部之间产生间隙。
起初1μm到3μm的伸出距离或许会是充分的；然而，具有该长度的光纤伸出会由于几个原因变得不够。例如，设置于热固或热塑模型中融熔石英形成的插芯易吸收水气。所吸收的水气反过来会引起插芯变形。这种变形通常的迹象是插芯的正面形成杯状。水气和湿气的出现还会使光纤稍微缩入插芯中，而相应地引起插芯正面膨胀。如果发生这种情况，伸出距离会显著缩短。另外，灰尘、脏物或其他杂物也会堆积在插芯的正面。而且，施加在光纤上的机械载荷会进一步引起光纤的变形。例如，施加于12根光纤上两磅的弹簧载荷可以引起插芯的正面相对于光纤的端部的变形达到约4μm。作为插芯正面的杯形和膨胀作用、光纤的部分缩入插芯、灰尘、脏物或其他杂物在插芯正面的堆积，以及光纤上施加的载荷等综合作用的结果，伸出距离可以减少到妨碍纤到纤的接触。光纤的端部会因而彼此分开或隔开，这样不需要地增加了经由光纤传送的信号的衰减和反射。
上述这些问题随着匹配的插芯对的正面之间的可能接触区域的面积的增加而恶化，即，匹配的插芯对的正面会在没有光纤伸出时会产生接触的区域增加而恶化。鉴于这一点，由于为灰尘、脏物或其他杂物不利地堆积在可能的接触区域之内提供了更多机会，，导致了问题的恶化。当可能的接触区域还包括导引引脚孔时，灰尘、脏物或其他杂物堆积的问题更加严重，这是因为灰尘、脏物或其他杂物在导引引脚附近比插芯正面其他部分堆积得更多。另外，如果可能的接触区域面积较大，由于暴露在水气和湿气中，会增加不需要的插芯变形和膨胀效应。而且，当匹配的插芯对的正面以较大面积接触时，施加在光纤上促使光纤接触的力可能会减小。
为了在一对匹配的多纤连接器的相应光纤之间建立物理接触，光纤的端部不仅必需伸出于各自插芯的正面之外，而且还必须相对地共面，即，每个各自匹配部分的光纤的端部必须大体上位于相同的平面内。传统的程序通常是不能够建立比约250μm更近的共面，引起伸出距离的变化。如显而易见，随着光纤伸出的变化的增加，在每一个相应的光纤对的端部之间建立直接的物理接触的难度也增加。
每根光纤包括一根芯线，由包层包裹。由于在芯线里掺有氧化锗，芯线常常先于包层磨蚀，特别是在光纤的端部用较粗的研磨颗粒打磨的情况下。包层的芯线首先被磨蚀引起芯线下陷，进一步减小了所需的纤对纤接触的可能性，且特别是，减小了相应光纤对的芯线之间的物理接触的可能性。因为信号是通过光纤的芯线传送，所以不能在相应的光线对的芯线之间建立物理接触尤为不利。
多纤连接器安装在多模式光纤上的情况下可产生更多问题。鉴于这一点，为了获得所需的伸出距离，用于传统的程序打磨光纤端部和插芯正面的相对粗糙的研磨颗粒，可以引起或至少加剧多模式光纤的芯线开裂。虽然某些类型的芯线开裂会通过进一步的处理弥补。但是这种额外的处理只会增加制造光纤连接器所需的时间和费用。然而，其他一些类型的芯线开裂是不能够校正的，必须将多纤连接器废弃。
因此，有必要开发一种改进的插芯组件，在该插芯组件中，伸出距离增加了一对匹配的多纤连接器的相应光纤的端部之间会建立直接的物理接触的可能性。同样，有必要开发更有效、准确和可重复的制造具有一致共面性的高伸出光纤的插芯组件方法。而且，对于安装于数根多模式光纤上的连接器，有必要开发一种制造连接器的改进程序，以减少芯线开裂的发生率。
由此可见，上述现有的插芯组件及相关的制造方法在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决插芯组件及相关的制造方法存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的插芯组件及相关的制造方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的具有高伸出光纤的插芯组件及相关的制造方法，能够改进一般现有的插芯组件及相关的制造方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容
本发明的目的在于，克服现有的插芯组件存在的缺陷，而提供一种新型结构的具有高伸出光纤的插芯组件，所要解决的技术问题是使其可以匹配，即使由于环境条件、负荷或类似情况使插芯变形和光纤缩入时，光纤的端部之间仍可保持直接的物理接触，从而更加适于实用。
本发明的另一目的在于，克服现有的插芯组件的制造方法存在的缺陷，而提供一种新的插芯组件的制造方法，所要解决的技术问题是使其高效、准确、可重复制造插芯组件，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种制造光纤插芯组件的方法，该插芯组件包括一插芯，其具有一正面且限定穿透该正面的数个孔和穿过插芯对应孔的数根光纤，该方法包括以下步骤将光纤的端部定位于插芯的正面之外；和研磨数根光纤的端部，以减少光纤伸出于插芯的正面之外，继续上述的研磨，至少到光纤的端部彼此在位置上的差异到不超过预定的量为止。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的制造光纤插芯组件的方法，其进一步包括，在上述的光纤的端部的研磨之后，用被植材料打磨光纤的端部。
前述的制造光纤插芯组件的方法，其进一步包括在研磨光纤的端部之前，用粗被植材料打磨光纤的端部，其中粗被植材料具有比在光纤端部研磨之后，打磨光纤的端部所用的被植材料大的研磨颗粒。
前述的制造光纤插芯组件的方法，其中所述的研磨至少继续到数根光纤的端部彼此在位置上的差异不超过100nm为止。
前述的制造光纤插芯组件的方法，其中给插芯组件提供具有伸出于插芯的正面之外的光纤的端部包括，将光纤在与插芯正面隔开的一位置割断。
前述的制造光纤插芯组件的方法，其中割断光纤包括用激光束切割光纤。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种制造插芯组件的方法，该插芯组件包括一插芯，具有一正面且限定穿透该正面的第一部分的数个孔，该插芯的正面包括至少一个打磨件，根据上述的第一部分偏移，该插芯组件进一步包括数根光纤，穿过插芯的各孔，其包括将上述的光纤的端部定位于插芯的正面之外；缩减上述的光纤在插芯的正面之外的伸出，到光纤的端部根据上述的至少一个打磨件具有一预定的关系；以及缩减光纤的伸出之后，至少部分去除至少一个打磨件，使光纤的端部伸出于插芯正面的所有部分之外。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的制造插芯组件的方法，其中至少一个插芯打磨件包括至少一个底座，向外伸出于上述的第一部分之外，且其中缩减光纤的伸出包括，缩减光纤的伸出，至少到光纤的端部伸出于插芯正面的第一部分不超过上述的至少一个底座。
前述的制造插芯组件的方法，其中至少一个插芯打磨件包括一凹部，具有从插芯的正面的第一部分向后方伸出的一参考表面，且其中缩减光纤的伸出包括，缩减光纤的伸出，至少到光纤的端部沿着插芯正面的凹部的参考表面限定的一假想的表面放置为止。
前述的制造插芯组件的方法，其中所述的插芯的正面的凹部具有平面参考表面，且其中缩减光纤的伸出进一步包括，缩减光纤的伸出，至少到光纤的端部与插芯的正面的凹部的平面参考表面共面为止。
前述的制造插芯组件的方法，其中所述的插芯的正面的凹部具有弯曲的参考表面，且其中缩减光纤的伸出进一步包括，缩减光纤的伸出，至少到光纤的端部沿着插芯的正面的凹部的弯曲的参考表面限定的一假想的曲面放置为止。
前述的制造插芯组件的方法，其中所述的缩减光纤的伸出包括打磨光纤的端部，至少到打磨媒介也开始打磨至少一个打磨件为止。
前述的制造插芯组件的方法，其中所述的缩减光纤的伸出包括用细研磨颗粒研磨光纤的端部。
前述的制造插芯组件的方法，其中所述的缩减光纤的伸出进一步包括，在光纤端部的研磨之后，用被植材料打磨光纤的端部。
前述的制造插芯组件的方法，其中所述的缩减光纤的伸出进一步包括，在研磨光纤的端部之前，用粗被植材料打磨光纤的端部，其中粗被植材料比在光纤的端部研磨之后，打磨光纤的端部所用的被植材料有更大的研磨颗粒。
前述的制造插芯组件的方法，其中给插芯组件提供伸出于插芯正面的光纤包括，在与插芯正面隔开的一位置，割断光纤。
前述的制造插芯组件的方法，其中割断光纤包括用激光束切割光纤。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种制造插芯组件的方法，该插芯组件包括一插芯，具有一正面且限定至少部分穿透该正面的第一部分的数个孔，该插芯的正面进一步包括一凹部，具有从插芯的正面的第一部分向后方伸出的一参考表面，该插芯组件进一步包括数根光纤，穿过插芯的各孔，其包括给上述的插芯组件提供伸出于插芯正面之外的光纤的端部；和缩减上述的光纤在插芯正面之外的伸出，至少到光纤的端部沿着插芯正面的凹部的参考表面限定的一假想平面放置为止，其中，在缩减光纤的伸出过程中，上述的光纤的端部保持伸出于插芯的正面之外。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的制造插芯组件的方法，其中插芯的正面的凹部具有平面参考表面，且其中缩减光纤的伸出进一步包括缩减光纤的伸出，至少到光纤的端部与插芯正面的凹部的平面参考表面共面为止。
前述的制造插芯组件的方法，其中插芯的正面的凹部具有弯曲的参考表面，且其中缩减光纤的伸出进一步包括缩减光纤的伸出，至少到光纤的端部沿着插芯正面的凹部的弯曲参考表面限定的假想的弯曲表面放置为止。
前述的制造插芯组件的方法，其中缩减光纤的伸出距离包括用打磨媒介打磨光纤的端部，至少到打磨媒介也开始打磨插芯正面的凹部的参考表面为止。
前述的制造插芯组件的方法，其中插芯的正面还包括，至少一个缓冲部，根据凹部向前方伸出，且其中缩减光纤的伸出包括，在同时打磨光纤的端部时，打磨至少一个缓冲部。
前述的制造插芯组件的方法，其中缩减光纤的伸出包括，用细研磨颗粒研磨光纤的端部。
前述的制造插芯组件的方法，其中缩减光纤的伸出进一步包括，在光纤端部的研磨之后，用被植材料打磨光纤的端部。
前述的制造插芯组件的方法，其中缩减光纤的伸出进一步包括，在研磨光纤的端部之前，用粗的被植材料打磨光纤的端部，其中粗的被植材料比在光纤端部的研磨之后，打磨光纤的端部所用的细被植材料的研磨颗粒大。
前述的制造插芯组件的方法，其中给插芯组件提供伸出于插芯正面之外的光纤的端部包括，在与插芯的正面间隔的一距离处割断光纤。
前述的制造插芯组件的方法，其中割断光纤包括用激光束切割光纤。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种制造插芯组件的方法，该插芯组件包括一插芯，具有正面，且限定至少部分穿透正面的第一部分的一个孔，该插芯的正面还包括一凹部，具有从插芯的正面相邻部分相交线向后伸出的参考表面，该插芯组件进一步包括至少一根光纤，穿过插芯各孔，其包括缩减上述的至少一根光纤伸出于插芯的正面；在缩减上述的至少一根光纤的伸出时，监测交叉线与至少一根光纤之间的间距，且继续缩减上述的至少一根光纤的伸出，至少到交叉线与至少一根光纤之间的间隔不超过预定的间隔为止。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的制造插芯组件的方法，其中插芯限定数个孔，且上述的插芯组件包括数根光纤，穿过插芯各孔，且其中所述的监测包括，监测交叉线与穿过数根光纤的参考线之间的间隔。
前述的制造插芯组件的方法，其中所述的监测包括还监测交叉线与参考线之间的角度。
前述的制造插芯组件的方法，其中缩减至少一根光纤伸出于插芯正面之外包括，打磨至少一根光纤和参考表面两者。
前述的制造插芯组件的方法，其中打磨至少一根光纤和参考表面包括，以参考表面相对于插芯正面的第一部分的参考表面限定的角度打磨至少一根光纤和参考表面两者。
前述的制造插芯组件的方法，其中缩减至少一根光纤的伸出进一步包括，在打磨至少一根光纤和参考表面两者之前，先只打磨至少一根光纤。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种插芯组件，其包括一插芯，具有正面且限定穿透该正面的数个孔；和数根光纤，穿过各孔，使上述光纤的端部至少伸出于上述插芯的正面的所有部分之外至少约3.5μm，其中光纤的端部具有至少部分磨圆的边缘。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的插芯组件，其中光纤的端部彼此之间在位置上的差异不超过100nm。
前述的插芯组件，其中每根光纤的端部与直接相邻的光纤的端部在位置上的差异不超过约50nm。
前述的插芯组件，其中每根光纤包括由包层包裹的芯线，且每根光纤的端部具有一芯线下陷，其中包层伸出于芯线之外不超过10nm。
前述的插芯组件，其中所述的光纤的端部伸出于所述的插芯的正面之外至少5μm。
前述的插芯组件，其中所述的光纤的端部伸出于所述的插芯的正面之外至少10μm。
前述的插芯组件，其中所述的光纤的端部伸出于所述的插芯的正面之外至少20μm。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种纤体光互连，其包括第一和第二插芯组件，每个插芯组件包括一插芯，具有一正面且限定穿透该正面的数个孔，每个插芯组件还包括数根光纤，穿过各孔，其中至少上述的第一插芯组件的光纤的端部伸出于上述的各插芯的正面所有部分之外至少约3.5μm，上述的第一和第二插芯组件配合，使伸出于上述的第一插芯组件的插芯正面之外的光纤的端部，与上述的第二插芯组件的相应的光纤端部接触，这样间隔上述的第一和第二插芯组件的各插芯正面，彼此分开。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的纤体光互连，其中所述的第一插芯组件的光纤的端部彼此在位置上的差异不超过100nm。
前述的纤体光互连，其中所述的第一插芯组件的每根光纤的端部与直接相邻的光纤的端部在位置差异不超过50μm。
前述的纤体光互连，其中所述的第一插芯组件的每根光纤包括一包层包裹的芯线，且其中第一插芯组件的每根光纤的端部具有芯线下陷，其中包层伸出于芯线之外不超过10nm。
前述的纤体光互连，其中所述的第一插芯组件的光纤的端部伸出于各插芯的正面之外至少5μm。
前述的纤体光互连，其中所述的第一插芯组件的光纤的端部伸出于各插芯的正面之外至少10μm。
前述的纤体光互连，其中所述的第一插芯组件的光纤的端部伸出于各插芯的正面之外至少20μm。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种插芯组件，其包括一插芯，具有一正面且限定穿透该正面的数个孔；和数根光纤，穿过各孔，使光纤的端部伸出于上述的插芯的正面之外，其中所述的光纤的端部彼此在位置上的差异不超过100nm。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的插芯组件，其中所述的每根光纤的端部与直接相邻的光纤的端部在位置上的差异不超过50nm。
前述的插芯组件，其中所述的每根光纤的端部伸出于所述的插芯正面之外至少3.5μm。
前述的插芯组件，其中所述的每根光纤的端部伸出于所述的插芯正面之外至少5μm。
前述的插芯组件，其中所述的每根光纤的端部伸出于所述的插芯正面之外至少10μm。
前述的插芯组件，其中所述的每根光纤的端部伸出于所述的插芯正面之外至少20μm。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种光纤插芯组件，其包括一插芯，具有一正面且限定穿透该正面的数个孔，其中所述的插芯的正面包括第一部分，数个孔至少部分穿透该第一部分，和凹部，具有从正面的第一部分向后方伸出的参考表面；及数根光纤，穿过上述的插芯的各孔，其中光纤的端部沿着上述插芯的正面的凹部的参考表面限定的假想表面放置。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的插芯组件，其中所述的凹部包括至少一个底座，具有限定假想表面的参考表面，所述的光纤的端部沿着该假想表面放置。
前述的插芯组件，其中所述的插芯的正面的凹部的参考表面为平面，且与所述的光纤的端部以共面关系放置。
前述的插芯组件，其中所述的插芯的正面的凹部的参考表面为曲面，且其中所述的光纤的端部沿着上述插芯的正面的凹部的弯曲参考平面限定的弯曲的假想表面放置。
前述的插芯组件，其中所述的插芯的正面还包括至少一个缓冲部，根据凹部向前方伸出。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种插芯，其包括一插芯体，具有一正面且限定穿透该正面的数个孔，其中所述的插芯体的正面包括第一部分，数个孔至少部分穿透该第一部分，及第一和第二底座，位于上述的第一部分的对面，且向外伸出上述第一部分之外，其中所述的第一和第二底座具有以共面关系放置的各自相应的平的表面。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的插芯，其特征在于其中所述的数个孔沿着上述插芯组件对面之间延伸的参考线穿透正面，且其中所述的第一和第二底座沿参考线位于紧邻上述插芯体对面。
前述的插芯，其中所述的第一和第二底座伸出正面的第一部分之外至少3.5μm。
前述的插芯，其中所述的第一和第二底座伸出正面的第一部分之外至少5μm。
前述的插芯，其中所述的第一和第二底座伸出正面的第一部分之外至少10μm。
前述的插芯，其中所述的第一和第二底座伸出正面的第一部分之外至少20μm。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下本发明提供一种具有高伸出光纤的插芯组件和相应的高效、准确、可重复制造插芯组件的方法。根据本发明的一方面，提供一种包括多根光纤的插芯组件，考虑常用的制造公差，伸出于插芯正面的所有部位之外，至少约3.5μm。根据一实施例，插芯组件的光纤的端部还可以是实质上的共面，因为光纤的端部彼此在位置上的差异不超过100nm。这样，本发明的一对插芯组件可以匹配，即使由于环境条件、负荷或类似情况使插芯变形和光纤缩入时，光纤的端部之间仍可保持直接的物理接触。
根据本发明的一个方面，是制造具有高伸出光纤的插芯组件的方法。其中，在整个制造程序的过程中光纤可以保持伸出于插芯的正面之外。根据该方法，起初先为插芯组件提供伸出插芯正面之外的光纤端部。例如，可以在使用在与插芯正面隔开一定距离的某一位置上切断光纤。然后，抛磨光纤的端部，通常用细的研磨颗粒，以缩短光纤在插芯的正面之外的伸出。继续研磨光纤的端部，直到光纤的端部彼此在位置上的差异不超过预定的量，比如，不超过100nm。这样，抛磨光纤的端部会导致光纤实质上成为共面阵列。
光纤的端部还可以用被植材料(flocked material)打磨。例如，在光纤的端部研磨之后，光纤的端部可以用被植材料，典型的是用细被植材料打磨，以磨圆光纤的边缘。另外，在研磨光纤的端部之前，可以用粗的被植材料打磨光纤的端部，以缩短光纤的伸出，并从插芯的正面去除至少一些或者全部的环氧树脂。通常，与在光纤的端部的研磨之后，打磨光纤的端部所用的被植材料相比，粗被植材料具有较大的研磨颗粒。根据本发明的该方面，该方法有效地制造一种具有伸出光纤的插芯组件，因为在整个过程期间，光纤的端部通常保留伸出于插芯的正面之外，这样，在较好地将插芯的正面相对于光纤的端部磨蚀之前，避免需要如传统技术所用的，将光纤的端部打磨或打磨与插芯的正面齐平。
这样，可以制造一种插芯组件，其包括一插芯，具有一正面且限定穿透该正面的数个孔。该插芯组件还包括数根光纤，穿过上述各孔。根据本发明的一个有利方面，光纤的端部至少部分磨圆，且伸出于插芯正面的所有部分之外至少约3.5μm。在一些实施例中，光纤的端部可以伸出于插芯的正面之外甚至更长，如伸出至少5μm、至少10μm或至少20μm。
与伸出的量无关，根据本发明一方面的插芯组件的光纤的端部实质上为共面，因为端部彼此在位置上的差异不超过100nm。另外，每根光纤的端部较好的是与直接相邻光纤的端部差异不超过50nm。通过使用细研磨颗粒，减少了芯线下陷，例如减少到小于10nm，以及多模式光纤的芯线开裂的可能性。通过伸出于各插芯的正面之外至少约3.5μm，以及，在一些实施例中，通过展现改进的共面性和减少的芯线下陷，即使环境条件、负载和其他因素发生变化，也可以匹配一对插芯组件，以便相应的光纤对的端部保持直接的物理接触。
根据本发明的一方面，插芯的正面至少开始时包括至少一个打磨件，以进一步提高产生的插芯组件的制造程序的效率、质量和重复性。除了打磨件，插芯正面还包括一第一部分，穿透该部分的孔至少部分是张开的。打磨件根据一第一部分偏移。例如，打磨件可以为凹部，其具有从正面的第一部分向后伸出的一参考表面，例如平的或弯曲的参考表面。可以选择，打磨件可以为至少一个底座，其具有从插芯的正面的第一部分伸出的平表面，例如，伸出大约等于所需的光纤的伸出的距离。在此实施例中，插芯可以包括第一和第二底座，位于正面的第一部分的对面且伸出其外。例如，数个孔可以沿着一参考线穿透正面，该参考线在插芯的相对边之间延伸。这样，本实施例的第一和第二底座可以沿着该参考线位于插芯体的相对侧附近。
为了制造包括开始时具有至少一个打磨件的插芯的插芯组件，光纤典型的是在与插芯的正面间隔的一定位置切割。然后减少光纤在插芯正面之外的伸出，到光纤的端部根据至少一个打磨件有预定的关系为止。然后可以至少部分去除打磨件，使得光纤的端部伸出插芯正面的所有剩余部分之外。
在包括至少一底座，从插芯的正面的第一部分向外伸出的实施例中，例如，减少光纤的伸出，到光纤的端部伸出于正面之外不超过底座在正面之外的伸出为止。因此，光纤会伸出产生的插芯组件的插芯的正面之外约等于底座高度的长度。
在包括一凹部，具有从插芯正面的第一部分向后伸出的参考表面的实施例中，缩短光纤的伸出，到光纤的端部沿着由凹部的参考表面限定的一假想表面排放为止。在凹部具有平面参考表面的情况下，缩短光纤的伸出，至少到光纤的端部与其共面为止。可选择的是，在凹部具有弯曲参考表面的情况下，减少光纤的伸出，至少到光纤的端部沿着由弯曲的参考表面限定的弯曲的假想表面排放为止。
在包括一凹部的一实施例中，参考表面可以限定与插芯的正面的相邻部分交叉的一条线。虽然缩短光纤的伸出可以开始时包括只打磨光纤的端部，继续的打磨通常会在开始时打磨光纤的端部和参考表面。随着参考表面被打磨，交叉线典型地移向光纤。这样交叉线与光纤之间的间隔，例如穿过数根光纤的参考线，提供了对光纤的伸出量的测量。
在减少根据一实施例的至少一光纤的伸出的同时，可以监测交叉线与至少一根光纤之间的间隔，且可以继续减少至少一根光纤的伸出，至少到交叉线与至少一根光纤之间的间隔不超过预定的间隔。由于交叉线和光纤之间的间隔提供了至少一根光纤的伸出量的测量，可以根据至少一根光纤的所需的伸出选择预定的间隔。一旦监测到预定的间隔，通过停止进行至少一根光纤伸出的进一步缩短，产生的插芯会具有所需的伸出的光纤。而且，通过监测交叉线与至少一根光纤之间的间隔，例如用视觉系统，本发明的该方面的方法可以可靠制造具有所需伸出的光纤的插芯，而不需要相对昂贵的干涉仪来测量光纤的伸出，干涉仪是大多数传统技术所需要的。另外，交叉线与穿过数根光纤的参考线之间的角度，还可以被监测，因为该角度对应于光纤的端部打磨的角度。
根据本发明，因而提供了具有高伸出的插芯组件，例如伸出于插芯正面之外约3.5μm～约5μm或更多的光纤。另外，也提供具有实质上为共面的伸出光纤，例如具有变化不超过100nm的端部的光纤的插芯组件。在匹配一对多纤连接器时，相应的光纤对的端部之间的直接的物理接触因而可以建立和保持。另外，通过打磨光纤的端部建立所需的伸出，而不需要去除插芯的正面的实体部分，可以增加制造效率，特别是在插芯包括至少一个打磨件，以限定所需的伸出距离的情况下。
经由上述可知，本发明提供一种具有高伸出光纤的插芯组件，及相应的有效、准确、重复制造该插芯组件的方法。鉴于这一点，本发明提供一种插芯组件，包括数根光纤，伸出于正面之外至少约3.5μm。该插芯组件的光纤的端部也可以本质上与彼此位置上的差异不超过100nm的光纤的端部共面。该插芯组件可以通过将光纤打磨到所需的伸出，而不先磨削或打磨光纤与插芯的正面齐平。该光纤可以在一些情况下更有效地制造，其中该插芯包括至少一个打磨件，例如向外伸出的底座或者凹部。
借由上述技术方案，本发明特殊的具有高伸出光纤的插芯组件及相关的制造方法，具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品及制造方法中未见有类似的结构设计及方法公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构、制造方法或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的插芯组件及相关的制造方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。


图1是根据本发明一方面的一个插芯的立体图，该插芯包括一对底座，从插芯的正面的第一部分向外伸出。
图2是图示根据本发明一方面的方法进行的操作的流程图。
图3A～图3H为随着根据图2的流程图所示的方法，处理插芯时，插芯正面的一组序列立体图。
图4是图示根据本发明另一方面的方法进行的操作的流程图。
图5为图1描述的类型的一对匹配的插芯组件的侧视图。
图6A和6B为本发明另一实施例的插芯组件的立体图和横剖面图，其包括一个平的凹陷表面，作为打磨件。
图7A和7B为本发明另一实施例的插芯组件的立体图和横剖面图，其包括一个具有复杂参考表面的向外伸出的底座。
图8A和8B为本发明另一实施例的插芯组件的立体图和横剖面图，其包括一个弯曲的凹陷表面，作为打磨件。
图9A和9B为本发明另一实施例的插芯组件的立体图和横剖面图。
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的具有高伸出光纤的插芯组件及相关的制造方法其具体实施方式
、结构、制造方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
本发明提供了一种具有高伸出光纤的插芯组件及制造插芯组件的相关方法。如图1所示，插芯组件10包括一个多纤插芯12，延伸于具有多段正面的前端部14与相对的后端部16之间。该正面包括一表面14a，通常根据光纤的纵向横放。虽然图中所示为MT插芯，应当明白的是，如果需要的话，该插芯可以具有任意传统的波形因数或可以具有不标准的波形因数(formfactor)。不考虑波形因数的情况，该插芯限定了多数个孔，在后端部与前端部之间，且穿透该插芯正面。典型的是，该插芯限定4个、8个、或12个孔，来容纳相应数目的光纤。然而，根据应用，该插芯可以限定任意数目的孔。另外，如果需要，该插芯可以限定以二维矩阵或其他图案排列的数个孔。
插芯组件10还可以包括多根光纤18，穿过上述各孔，使得光纤的端部开始时，典型的是伸出于一个或者多个表面14a之外1mm～3mm，如图3A中所示。光纤可以包括单模式光纤或多模式光纤，这取决于插芯组件的应用。光纤18通过环氧树脂固定在各孔中。如图2的方块20所示。本领域的技术人员可知，可以使用各种环氧树脂。根据多模式光纤，然而，环氧树脂较好的为热固化(heat-curable)，以便提供必须的放射状压缩。为了最小化芯线开裂的可能性，较好的是，选择环氧树脂减少弯曲所需的温度。
一旦光纤18穿过并且固定(secure)在各孔中，光纤通常在与正面14a间隔一定的距离切断。如图2的方块22所示。虽然可以通过划开光纤，然后沿着划线破开光纤而切断光纤，较好的是，用激光束来割断光纤。通过使用激光束切开光纤，包括多模式光纤的插芯组件10的芯线开裂可能性会进一步减少。光纤通常在距离插芯的正面比所需的伸出量更长的距离割断。例如，光纤可以在距离插芯的正面80μm与125μm之间的距离切断，如通常图3B中所示。由于所需的光纤的伸出量典型的是在3.5μm与50μm之间，光纤的端部因而必须打磨或者为了减少光纤的伸出而进行处理。
光纤18伸出于正面14a之外，可以用各种方式缩短，包括通过磨削或者通过各种打磨操作。以一种方式有利地缩短伸出，不仅可靠、准确而且还相对简单、迅速和便宜，且在一实施例中，具有最少数目的步骤。这样，为了进行说明，以下提供几种不同的以可靠、准确的方式缩短光纤伸出的方法，包括一种更复杂的技术，其一开始就需要，且包括许多步骤来缩短光纤的伸出，以及一种更为流线型的技术，下面会叙述到，也是缩短光纤的伸出，其只有几个处理步骤。
在一实施例中，至少开始时用被植材料打磨光纤18的端部。如美国专利No.6,106,368所述，其内容在此处引作参考。被植材料包括研磨颗粒，附着于一些从基底，例如聚乙烯对苯二酸酯基底，伸出的光纤。由于被植材料的光纤相对柔韧且易弯曲，被植材料不仅打磨光纤的端部，而且去除大部分的，如果不是全部环氧树脂珠19，形成于光纤的周围，在正面14a的附近。为了更有效地从插芯正面去除环氧树脂，光纤的端部可以先用至少两种不同类型的被植材料打磨。例如，光纤的端部可以先用第一被植材料，包括粗研磨颗粒打磨，然后由包括细研磨颗粒的被植材料打磨。请分别参考图2的方块24和26所示。还请参考图3C，描述的是，在用第一被植材料打磨的插芯的正面之后，图3D描述的是在用第二被植材料打磨之后的光纤的端部。虽然可以使用各种类型的被植材料，一个实施例的插芯组件先由，包括具有约40μm平均大小的氧化铝颗粒的被植材料打磨，然后由，包括具有平均约16μm大小的碳化硅的被植材料打磨。如果需要，光纤的端部可以用另外类型的被植材料打磨，虽然人们发现先用粗被植打磨，然后用细被植打磨的光纤端部比较合适，而最少化不同处理步骤的数目。
虽然用被植材料打磨，缩短了光纤18在正面14a之外的伸出距离，而用被植材料打磨光纤的端部，通常为相对缓慢的程序。这样，一旦从插芯的正面去除环氧树脂，通过附加的更强(aggressive)的打磨步骤，通过以更快的速率缩短光纤的伸出，光纤的伸出典型地进一步缩短了。例如，在切割光纤以便伸出于插芯正面14a之外在约80μm与125μm之间(如图3B所示)的一实施例中，用被植材料打磨光纤的端部，缩短了光纤的伸出在约30μm与40μm之间(参阅图3D所示)。这样，光纤的端部会进一步打磨，以缩短光纤伸出到所需的伸出，例如在一实施例中的5um。
为了不断缩短光纤18的伸出，光纤的端部有利地使用粗研磨颗粒打磨。如此处所使用的，通常粗研磨颗粒指的是具有平均约1μm大小或更小的研磨颗粒。附加的用细研磨颗粒打磨光纤的端部，可以继续在一个单个步骤进行，如以下所述，产生具有伸出于插芯12的正面之外预定量的插芯组件10，例如通过用细研磨颗粒研磨光纤的端部。但是在一实施例中，在至少两个步骤中，光纤的端部进一步用细打磨颗粒打磨，鉴于这一点，在用被植材料打磨光纤的端部之后，接下来可以用打磨层或其他具有平均1μm或更小的研磨颗粒的介质打磨。请参考图2的方块28所示。一直继续打磨，直到光纤的端部伸出于插芯正面之外到预定距离为止，例如3.5μm，5μm或更多，如图3E中所示及以下所述。虽然打磨层可以带有多种研磨颗粒，一个实施例中的打磨层包括碳化硅研磨颗粒。
之后，光纤18的端部的位置变化有利地减小了，使得光纤的端部更接近于共面。鉴于这一点，光纤的端部通常用硬研磨物打磨，例如通过用细研磨颗粒研磨光纤的端部。请参阅图2的方块30所示。研磨物可以使用多种带有研磨颗粒的衬里。但是，通常，较好的结果，即改进了的共面性，由较硬的研磨物获得。例如，硬磨物可以使用铈、碳化硅或具有由携带平均1μm大小的碳化硅的衬底。可以选择，光纤的端部相对位置的变化可以通过用小块粗砂层打磨端部。在两种情况下产生的光纤的端部实质上与位置差异彼此不超过100nm的光纤端部为共面，如图3F中所示。通常，临近的光纤的端部在位置上的变化为更小的量。例如，每根光纤的端部有利地与直接相邻的光纤，即临近光纤的端部，在位置上差异不超过50nm。
典型地，然后进一步用被植材料打磨光纤18的端部，以磨圆光纤的边缘，同时保持光纤的端部有所需的伸出，并且为实质上的共面关系。请参阅图2的方块32和图3G所示，描述的是在上述附加的打磨步骤之后的插芯12的正面。虽然可以使用各种类型的被植材料，合适的被植材料具有平均约0.05μm大小的碳化硅研磨颗粒。但是，可以使用其他具有细研磨颗粒的被植材料。
在图4中所示的又一实施例中，用于缩减光纤18的伸出的步骤数目相对于前述的方法显著减少。在该实施例中，光纤穿过插芯12的各孔且在与插芯正面间隔的位置割断，光纤的伸出基本上，如果不是绝对的，通过硬研磨的方式缩短了。在环氧树脂珠(bead)形成于靠近插芯的正面附近的光纤周围的情况下，在硬研磨之前，光纤的端部可以用方块60中所示的被植材料打磨。虽然可以使用各种类型的被植材料，一示例性的被植材料相对粗糙，且包括具有平均约40μm大小的碳化硅颗粒。在用粗被植打磨光纤之后，光纤的端部为硬研磨。但是，如前所述，光纤不必先用被植材料打磨，相反，光纤的端部的硬研磨可以作为开始步骤执行。
硬研磨用来缩短光纤18的伸出到所需的高度，并减少光纤之间的高度差，这样改善光纤的相对共面性。鉴于这一点，用硬研磨物打磨，例如是通过用细研磨颗粒研磨光纤的端部。请参阅图4的方块62所示，研磨物可以使用各种带有各种研磨颗粒的衬里。但是，通常，由较硬的研磨物获得较好的结果，即改善的共面性。例如硬研磨可以使用铈、碳化硅或铝，具有平均1μm大小或更小的研磨颗粒进行。一旦硬研磨完成，较好的是，光纤伸出于插芯的正面之外到预定的距离，例如3.5μm、5μm或更多。另外，产生的光纤端部实质上与彼此之间位置差异不超过100nm的光纤为共面。通常，临近的光纤的端部在位置上的差异具有更小量。例如，每根光纤的端部较好地与直接相邻光纤，即临近光纤的端部在位置上的差异不超过50nm。
在硬研磨之后，光纤18的端部边缘通常十分尖锐。这样，可以用被植材料打磨光纤的端部，以磨圆其边缘，而保持光纤的端部有所需的伸出，且为实质上的共面关系。请参考图14的方块64所示。典型的是，用于磨圆边缘的被植材料比开始时用于去除环氧树脂珠19或类似的被植材料要细。例如，虽然可以使用各种类型的被植材料，合适的被植材料具有平均为1μm大小的铈研磨颗粒。
作为上述方法两者中任意一种的结果，产生的插芯组件10包括，插芯12和穿透各孔，使光纤的端部伸出于该插芯正面的所有部位之外预定距离的数根光纤18。鉴于这一点，光纤的端部可以具有伸出于插芯的正面14a的所有部位之外至少约3.5μm的距离，该距离至少略大于积累效应，根据插芯的正面的光纤的端部的相应位置上，具有灰尘、杂物、负重和其他改变伸出量的情况，该伸出量为光纤的端部伸出于插芯的正面14a的所有部位之外所达到的。鉴于这一点，随着插芯用于各种环境和负重条件下，具有至少5μm的伸出通常会允许光纤的端部继续伸出于插芯的正面之外。这样，一实施例的插芯组件包括数根光纤，伸出于插芯的正面之外至少5μm。在另一实施例中，光纤伸出至少10μm，且在又一实施例中，在插芯的正面之外至少20μm。仍旧在另一实施例中，光纤的端部伸出于插芯的正面14a至少50μm。虽然光纤的伸出可以以各种方式测量，由通信工业协会(TIA)授权的光纤测试程序(FOTR)219，阐述了一种合适的技术来测量光纤的伸出。除了相对于插芯12的正面高伸出外，光纤18的端部有利地为实质上的共面。鉴于这一点，按长度方向测量，一实施例的插芯组件10的光纤的端部彼此在位置上的差异不超过约100nm。相对的共面性可以以传统的方法确定，如本领域技术人员所知，通过基于最小平方拟合(least square fit)方法，拟合穿过光纤端部的线，然后确定任意一根光纤与该最小平方拟合线的最大偏差。不仅光纤在覆盖整个光纤阵列的全局基础上为实质上的共面，而且光纤根据临近光纤的局部基础上为更靠近排列。鉴于这一点，光纤的端部较好的是与直接接近的光纤，即临近光纤的端部在位置上的差异不超过50nm。作为光纤在全局和局部上的实质上的共面结果，本发明的插芯组件更能够在每根光纤和另一插芯组件的相应光纤之间建立物理接触。在插芯组件辅助建立光纤的端部的共面性的整个过程中，光纤的端部的硬研磨显著缩短了光纤的端部在位置上的变化。
作为在大多数处理步骤过程中使用的相对小尺寸的研磨颗粒的结果，光纤18的端部没有显著的芯线下陷，即，光纤通常具有小于10nm的芯线下陷。虽然芯线下陷还可以以各种方式测量，FOTP219还描述了一种合适的技术。上述相对小的芯线下陷进一步增加了光纤的端部与另一插芯组件的相应光纤之间建立的直接物理接触。打磨光纤的端部，基本上，如果不是绝对的，用细研磨颗粒打磨还具有其他优良效果。鉴于这一点，用相对小尺寸的研磨颗粒打磨光纤的端部，进一步减少了在多模式光纤中芯线开裂的可能性。
通过具有伸出于各插芯12的正面14a之外3.5μm或更多的光纤，且在一些实施例中，显示改进的共面性和减少了芯线下陷，本发明的插芯组件10可以与另一插芯组件匹配，以便于保持相应的光纤对在直接的物理接触，即使随着环境条件、负重、和其他因素的变化。鉴于这一点，光纤充分伸出，使得光纤由于水气、负重、杂物或类似的光纤的伸出量改变不能使匹配的插芯的正面接触，这样不会引起光纤的端部分开。通过以上例子，本发明的插芯组件可以与另一插芯组件匹配，形成光纤的互连，其中插芯的各正面彼此间隔分开到至少预定的距离，该距离为光纤伸出于插芯正面之外达到的，如约3.5μm到5μm或更多。这样，本发明的插芯组件很容易地与传统的插芯组件兼容，且允许在相应的光纤对之间有利地建立物理接触。而且，如果根据本发明制造的光纤互连的两个插芯组件，以具有高伸出光纤，产生的光纤互连的插芯正面会由于积累的距离彼此间隔开，这样光纤伸出于其各自光纤的正面之外，例如7μm、10μm或总的来说更多，如图5所示。
为了进一步改善本发明制造光纤的效率、准确性和重复性，插芯12的正面可以具有第一部分40，形成于正面端部14的中心部分14a之上，孔至少部分穿透该正面14，以及至少一个打磨件，从第一部分偏移，例如相对于第一部分向前或向后伸出。典型的是，正面的第一部分为平面，虽然该第一部分可以具有另一形状，如果需要这样的话。在一些第一部分为平面的情况下，或如图1所示，或如图5所示，该第一部分还可以根据垂直于光纤构建的假想平面，以预定角度，例如8°，定位于垂直光纤18。另外，上述的孔典型的是完全穿透插芯的正面的第一部分。然而，上述的孔可以通常与打磨件和第一部分的交叉部对齐，以便至少部分穿透第一部分和打磨件。
本发明的这个方面的插芯12可以包括各种类型的打磨件。在一实施例中，例如，打磨件为至少一个，且更典型的是，数个底座42形成于伸出于插芯正面的第一部分之外的正面14a的水平部分之上。如图1和3A-3H所示，每个底座通常限定一个表面，该表面与第一部分40隔开至少到预定的距离，该距离是光纤18伸出于插芯的正面之外所需要的。虽然如图1和3A-3H所示，每个底座可以具有平表面，但是每个底座也可以具有更为复杂的形状的表面。例如图7A和图7B所示，每个底座可以包括第一和第二平表面42a和42b，该第一表面伸出与光纤垂直，且第二表面伸出与插芯正面的第一部分平行。为了在光纤的端部露出所需的角度，在打磨操作期间，该第二表面可以作为打磨件。虽然该实施例的打磨件可以为单底座，向外伸出于插芯的正面的第一部分40之外，例如，沿着正面的整个边缘或者约为正面的整个外围，该插芯可以包括数个底座。例如，插芯可以包括第一和第二底座，与光纤以对称的关系设置，例如在光纤的对边。在光纤为线性方式排列的一实施例中，该第一和第二底座可以放置在如图1，3A-3H和7A所示的相对端，或者在光纤线性排列的相对面。
在另一实施例中，打磨件为插芯12的正面的凹部44。该凹部具有一参考表面，其从插芯的正面的第一部分40向后伸出。这样，伸出光纤18的插芯的正面的第一部分通常为该实施例的插芯的最朝前部分。该参考表面可以为平表面，如图6A和图6B所示，或者弯曲表面，如图8A和8B所示。在二实施例任意的一个中，该参考表面限定一假想表面44a，其反过来，限定光纤的端部的位置，和因此产生的光纤的伸出。除了限定光纤的伸出量，该参考表面还可以限定光纤端部的形状或外观。鉴于这一点，可以设计参者表面，使产生的光纤的端部会位于其中的假想表面，在光纤的端部上产生预定的外观或形状，例如具有预定倾斜角的端面。例如，在凹部具有平参考表面的实施例中，该平参考表面可以根据插芯正面的第一部分以8°的角度θ放置，使光纤的端部有利地具有8°的角度(图6B)。
虽然该实施例的凹部44可以限定一连续的参考表面，从插芯12的正面的第一部分40向后伸出，例如沿着该正面的一完整边缘，凹部可以包括一个或多个底座，共同限定该参考表面。然而，在一实施例中，凹部水平伸过插芯的整个正面或者至少插芯的正面的某些范围。
对于一对匹配的插芯，其中至少一个插芯12的正面具有凹部44，作为凹部向后延伸的结果，与传统组件相比较，可能的接触范围的大小或面积很好地减小了。在凹部沿着一对匹配插芯的每个插芯的正面的一侧延伸的情况下，该可能的接触范围的大小和光纤的伸出距离量通常直接相关。鉴于这一点，随着线46，凹部与正面的第一部分40沿其交叉处，从光纤18移开，可能的接触范围的大小的光纤的伸出距离都会增加。相反，随着上述的线，凹部与正面的第一部分沿其交叉处，向光纤移动，可能的接触范围大小和光纤的伸出都减小。这样，可以设计插芯的正面，使产生的插芯组件10具有所需的纤体伸出和具有可接受大小的可能接触范围。
通过相对于光纤18的线46的位置与光纤的伸出之间的相关性指定，光纤的伸出可以通过监测上述的线与光纤之间的间隔间接测量。鉴于这一点，光纤的伸出通常等于上述的线与光纤之间的间隔乘上凹部44和光纤穿透的插芯12的正面14a的第一部分40之间的夹角的正切值。如下所述，通过监测上述的线与光纤之间，且特别是，线16与架构穿过光纤的中心线的参考线之间的间隔，也可以监测到光纤的伸出，使得一旦光纤具有所需的伸出，便可以停止打磨。通常，该间隔可以通过视觉系统监测，该视觉监测系统比干涉仪便宜得多，通常需要干涉仪直接测量光纤的伸出。另外，线46与架构穿过光纤的参考线之间的角度还对应于打磨光纤的端面角度，这样，在打磨过程中，提供额外的信息。
不考虑该配置，在缩短光纤18的伸出过程中使用打磨件。鉴于这一点，在割断光纤之后(参考步骤22)，光纤的端部可以通过，例如硬研磨的方式打磨(参考步骤62)。根据该实施例，继续研磨光纤的端部，至少到光纤的端部根据打磨件具有一限定关系为止。鉴于这一点，光纤的端部通常研磨到光纤的端部位于由打磨件参考表面限定且包括打磨件的参考表面限定的假想表面44a。在打磨件为一个或多个向上伸出的底座42的实施例中，如图3E所示。可以选择，在打磨件为插芯12的正面的凹部44的实施例中，可以研磨光纤的端部，到光纤的端部位于凹部的参考表面限定的假想表面44a为止。如上所述，通过由凹部的参考表面限定且包括凹部的参考表面的假想表面典型为平面或曲面，这分别取决于该凹部为平面或者曲面。由于根据插芯的正面的第一部分40凹部向后伸出，一旦光纤的端部位于凹部的参考表面限定的假象线，光纤仍伸出于插芯的正面之外。
可以设计本发明的这个方面的插芯12，使一旦光纤的端部与打磨件有预定的关系，例如通过放置在由打磨件的参考表面限定且包括打磨件的参考表面的假想表面44a中，使光纤18伸出于插芯正面到所需的长度。可以选择，设计该插芯，使一旦光纤的端部与打磨件具有预定的关系，光纤伸出于插芯的正面之外略微大于所需的长度，因此，需要再打磨光纤，通常还包括打磨件，目的是获得具有所需要的伸出的光纤。如果在开始打磨打磨件之后，还需继续打磨，由于如上所述，在光纤伸出与光纤和凹部与正面的第一部分交叉所沿着的线46之间的间隔有直接关系，该附加的打磨程度可以立即在实施例中确定，在该些实施例中，插芯包括一凹部44，沿着正面的一侧延伸。在此实施例中，因而可以监测到，例如通过视觉系统，凹部与正面的第一部分40交叉所沿着的线，且一旦上述的线在一预定的位置时，可以间断额外的打磨件，典型的是，该预定的位置限定为与光纤预定的间隔。
打磨操作通常从打磨光纤18的端部开始，而不同时打磨或反而使插芯12接触。但是，可以设计插芯组件10，使光纤同时与至少插芯的正面的一部分打磨，目的是至少部分保护光纤不受到在打磨操作过程中施加的压力。鉴于这一点，图9A和图9B图示具有凹部44的插芯的插芯组件的又一实施例，设计上述的凹部44为至少在打磨操作期间保护光纤。在此实施例中，插芯包括缓冲部(buffer)52，向前伸出凹部。该缓冲部较好的是，向前伸出于凹部一距离，使在接触凹部之前打磨媒介与缓冲部接触，虽然典型的是在与光纤接触之后。在粗打磨光纤的过程中，缓冲部还会在开始打磨或反而接触凹部之间打磨去除。
虽然图9A和图9B所示的实施例缓冲部与凹部44以同样的角度成为斜面(taper)，缓冲部52可以具有各种形状。另外，该缓冲部还可以与插芯12的正面的第一部分40齐平，或如果需要，可以伸出于其之外。另外，虽然图9A和图9B在居中的凹部的对面具有一对缓冲部，该插芯可以具有其他的缓冲部和凹部配置，如在一单个、居中放置的缓冲部的对面具有一对凹部的一配置。
在至少一些实施例中，然后可以去除打磨件，例如通过磨削，如图2的步骤34所示。在插芯12先包括至少一个向外伸出的底座42的实施例中，可以去除每个底座。所产生的插芯的正面典型地为平面或者在底座的移去之后切为斜面。如图3H所示，其描述的是去除底座之后的插芯组件10。在至少一些插芯包括一凹部44的实施例中，也可以去除该凹部，如通过进一步凹化。例如，如果需要的话，可以去除图6B中的斜线区域50。通过对凹部的进一步凹化，一对匹配的插芯的正面会开始接触的可能性会进一步减少。而且，即使让要一对匹配插芯的正面接触，接触的区域会很好地减少，如果没有消失的话，且可以确定大小和定位，使得不包括引导引脚孔，因而避免了通常落在引导引脚孔的周围的灰尘、脏物或其他杂物的不利影响。
显而易见，包括至少一个打磨件的插芯12的实施例可以改善本发明插芯组件10制造程序的质量、效率和可重复性。不管插芯最初是否包括打磨件，根据本发明，通过打磨光纤18的端部，以建立所需的伸出，而不必移去插芯正面的基部，制造的效率进一步改善了。作为好的制造程序的结果，因而提供本发明插芯组件，具有高伸出光纤，例如光纤伸出于插芯正面之外约3.5μm～约5μm或者更多。另外，提供具有实质上共面的伸出光纤，例如具有变化不超过100nm的端部的光纤。在匹配一对多纤连接器时，在相应的光纤对的端部之间的直接的物理接触因而可以建立和保持，甚至是在有水气、杂物、负重及相似情况下。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种制造光纤插芯组件的方法，该插芯组件包括一插芯，其具有一正面且限定穿透该正面的数个孔和穿过插芯对应孔的数根光纤，其特征在于该方法包括以下步骤将光纤的端部定位于插芯的正面之外；和研磨数根光纤的端部，以减少光纤伸出于插芯的正面之外，继续上述的研磨，至少到光纤的端部彼此在位置上的差异到不超过预定的量为止。
2.根据权利要求1所述的制造光纤插芯组件的方法，其特征在于其进一步包括，在上述的光纤的端部的研磨之后，用被植材料打磨光纤的端部。
3.根据权利要求2所述的制造光纤插芯组件的方法，其特征在于其进一步包括在研磨光纤的端部之前，用粗被植材料打磨光纤的端部，其中粗被植材料具有比在光纤端部研磨之后，打磨光纤的端部所用的被植材料大的研磨颗粒。
4.根据权利要求1所述的制造光纤插芯组件的方法，其特征在于其中所述的研磨至少继续到数根光纤的端部彼此在位置上的差异不超过100nm为止。
5.根据权利要求1所述的制造光纤插芯组件的方法，其特征在于其中给插芯组件提供具有伸出于插芯的正面之外的光纤的端部包括，将光纤在与插芯正面隔开的一位置割断。
6.根据权利要求5所述的制造光纤插芯组件的方法，其特征在于其中割断光纤包括用激光束切割光纤。
7.一种制造插芯组件的方法，该插芯组件包括一插芯，具有一正面且限定穿透该正面的第一部分的数个孔，该插芯的正面包括至少一个打磨件，根据上述的第一部分偏移，该插芯组件进一步包括数根光纤，穿过插芯的各孔，其特征在于其包括将上述的光纤的端部定位于插芯的正面之外；缩减上述的光纤在插芯的正面之外的伸出，到光纤的端部根据上述的至少一个打磨件具有一预定的关系；以及缩减光纤的伸出之后，至少部分去除至少一个打磨件，使光纤的端部伸出于插芯正面的所有部分之外。
8.根据权利要求7所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中至少一个插芯打磨件包括至少一个底座，向外伸出于上述的第一部分之外，且其中缩减光纤的伸出包括，缩减光纤的伸出，至少到光纤的端部伸出于插芯正面的第一部分不超过上述的至少一个底座。
9.根据权利要求7所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中至少一个插芯打磨件包括一凹部，具有从插芯的正面的第一部分向后方伸出的一参考表面，且其中缩减光纤的伸出包括，缩减光纤的伸出，至少到光纤的端部沿着插芯正面的凹部的参考表面限定的一假想的表面放置为止。
10.根据权利要求9所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中所述的插芯的正面的凹部具有平面参考表面，且其中缩减光纤的伸出进一步包括，缩减光纤的伸出，至少到光纤的端部与插芯的正面的凹部的平面参考表面共面为止。
11.根据权利要求9所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中所述的插芯的正面的凹部具有弯曲的参考表面，且其中缩减光纤的伸出进一步包括，缩减光纤的伸出，至少到光纤的端部沿着插芯的正面的凹部的弯曲的参考表面限定的一假想的曲面放置为止。
12.根据权利要求7所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中所述的缩减光纤的伸出包括打磨光纤的端部，至少到打磨媒介也开始打磨至少一个打磨件为止。
13.根据权利要求7所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中所述的缩减光纤的伸出包括用细研磨颗粒研磨光纤的端部。
14.根据权利要求13所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中所述的缩减光纤的伸出进一步包括，在光纤端部的研磨之后，用被植材料打磨光纤的端部。
15.根据权利要求14所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中所述的缩减光纤的伸出进一步包括，在研磨光纤的端部之前，用粗被植材料打磨光纤的端部，其中粗被植材料比在光纤的端部研磨之后，打磨光纤的端部所用的被植材料有更大的研磨颗粒。
16.根据权利要求7所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中给插芯组件提供伸出于插芯正面的光纤包括，在与插芯正面隔开的一位置，割断光纤。
17.根据权利要求16所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中割断光纤包括用激光束切割光纤。
18.一种制造插芯组件的方法，该插芯组件包括一插芯，具有一正面且限定至少部分穿透该正面的第一部分的数个孔，该插芯的正面进一步包括一凹部，具有从插芯的正面的第一部分向后方伸出的一参考表面，该插芯组件进一步包括数根光纤，穿过插芯的各孔，其特征在于其包括给上述的插芯组件提供伸出于插芯正面之外的光纤的端部；和缩减上述的光纤在插芯正面之外的伸出，至少到光纤的端部沿着插芯正面的凹部的参考表面限定的一假想平面放置为止，其中，在缩减光纤的伸出过程中，上述的光纤的端部保持伸出于插芯的正面之外。
19.根据权利要求18所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中插芯的正面的凹部具有平面参考表面，且其中缩减光纤的伸出进一步包括缩减光纤的伸出，至少到光纤的端部与插芯正面的凹部的平面参考表面共面为止。
20.根据权利要求18所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中插芯的正面的凹部具有弯曲的参考表面，且其中缩减光纤的伸出进一步包括缩减光纤的伸出，至少到光纤的端部沿着插芯正面的凹部的弯曲参考表面限定的假想的弯曲表面放置为止。
21.根据权利要求18所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中缩减光纤的伸出距离包括用打磨媒介打磨光纤的端部，至少到打磨媒介也开始打磨插芯正面的凹部的参考表面为止。
22.根据权利要求21所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中插芯的正面还包括，至少一个缓冲部，根据凹部向前方伸出，且其中缩减光纤的伸出包括，在同时打磨光纤的端部时，打磨至少一个缓冲部。
23.根据权利要求18所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中缩减光纤的伸出包括，用细研磨颗粒研磨光纤的端部。
24.根据权利要求23所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中缩减光纤的伸出进一步包括，在光纤端部的研磨之后，用被植材料打磨光纤的端部。
25.根据权利要求24所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中缩减光纤的伸出进一步包括，在研磨光纤的端部之前，用粗的被植材料打磨光纤的端部，其中粗的被植材料比在光纤端部的研磨之后，打磨光纤的端部所用的细被植材料的研磨颗粒大。
26.根据权利要求18所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中给插芯组件提供伸出于插芯正面之外的光纤的端部包括，在与插芯的正面间隔的一距离处割断光纤。
27.根据权利要求26所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中割断光纤包括用激光束切割光纤。
28.一种制造插芯组件的方法，该插芯组件包括一插芯，具有正面，且限定至少部分穿透正面的第一部分的一个孔，该插芯的正面还包括一凹部，具有从插芯的正面相邻部分相交线向后伸出的参考表面，该插芯组件进一步包括至少一根光纤，穿过插芯各孔，其特征在于其包括缩减上述的至少一根光纤伸出于插芯的正面；在缩减上述的至少一根光纤的伸出时，监测交叉线与至少一根光纤之间的间距，且继续缩减上述的至少一根光纤的伸出，至少到交叉线与至少一根光纤之间的间隔不超过预定的间隔为止。
29.根据权利要求28所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中插芯限定数个孔，且上述的插芯组件包括数根光纤，穿过插芯各孔，且其中所述的监测包括，监测交叉线与穿过数根光纤的参考线之间的间隔。
30.根据权利要求29所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中所述的监测包括还监测交叉线与参考线之间的角度。
31.根据权利要求28所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中缩减至少一根光纤伸出于插芯正面之外包括，打磨至少一根光纤和参考表面两者。
32.根据权利要求31所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中打磨至少一根光纤和参考表面包括，以参考表面相对于插芯正面的第一部分的参考表面限定的角度打磨至少一根光纤和参考表面两者。
33.根据权利要求31所述的制造插芯组件的方法，其特征在于其中缩减至少一根光纤的伸出进一步包括，在打磨至少一根光纤和参考表面两者之前，先只打磨至少一根光纤。
34.一种插芯组件，其特征在于其包括一插芯，具有正面且限定穿透该正面的数个孔；和数根光纤，穿过各孔，使上述光纤的端部至少伸出于上述插芯的正面的所有部分之外至少约3.5μm，其中光纤的端部具有至少部分磨圆的边缘。
35.根据权利要求34所述的插芯组件，其特征在于其中光纤的端部彼此之间在位置上的差异不超过100nm。
36.根据权利要求34所述的插芯组件，其特征在于其中每根光纤的端部与直接相邻的光纤的端部在位置上的差异不超过约50nm。
37.根据权利要求34所述的插芯组件，其特征在于其中每根光纤包括由包层包裹的芯线，且每根光纤的端部具有一芯线下陷，其中包层伸出于芯线之外不超过10nm。
38.根据权利要求34所述的插芯组件，其特征在于其中所述的光纤的端部伸出于所述的插芯的正面之外至少5μm。
39.根据权利要求34所述的插芯组件，其特征在于其中所述的光纤的端部伸出于所述的插芯的正面之外至少10μm。
40.根据权利要求34所述的插芯组件，其特征在于其中所述的光纤的端部伸出于所述的插芯的正面之外至少20μm。
41.一种纤体光互连，其特征在于其包括第一和第二插芯组件，每个插芯组件包括一插芯，具有一正面且限定穿透该正面的数个孔，每个插芯组件还包括数根光纤，穿过各孔，其中至少上述的第一插芯组件的光纤的端部伸出于上述的各插芯的正面所有部分之外至少约3.5μm，上述的第一和第二插芯组件配合，使伸出于上述的第一插芯组件的插芯正面之外的光纤的端部，与上述的第二插芯组件的相应的光纤端部接触，这样间隔上述的第一和第二插芯组件的各插芯正面，彼此分开。
42.根据权利要求41所述的纤体光互连，其特征在于其中所述的第一插芯组件的光纤的端部彼此在位置上的差异不超过100nm。
43.根据权利要求41所述的纤体光互连，其特征在于其中所述的第一插芯组件的每根光纤的端部与直接相邻的光纤的端部在位置差异不超过50μm。
44.根据权利要求41所述的纤体光互连，其特征在于其中所述的第一插芯组件的每根光纤包括一包层包裹的芯线，且其中第一插芯组件的每根光纤的端部具有芯线下陷，其中包层伸出于芯线之外不超过10nm。
45.根据权利要求41所述的纤体光互连，其特征在于其中所述的第一插芯组件的光纤的端部伸出于各插芯的正面之外至少5μm。
46.根据权利要求41所述的纤体光互连，其特征在于其中所述的第一插芯组件的光纤的端部伸出于各插芯的正面之外至少10μm。
47.根据权利要求41所述的纤体光互连，其特征在于其中所述的第一插芯组件的光纤的端部伸出于各插芯的正面之外至少20μm。
48.一种插芯组件，其特征在于其包括一插芯，具有一正面且限定穿透该正面的数个孔；和数根光纤，穿过各孔，使光纤的端部伸出于上述的插芯的正面之外，其中所述的光纤的端部彼此在位置上的差异不超过100nm。
49.根据权利要求48所述的插芯组件，其特征在于其中所述的每根光纤的端部与直接相邻的光纤的端部在位置上的差异不超过50nm。
50.根据权利要求48所述的插芯组件，其特征在于其中所述的每根光纤的端部伸出于所述的插芯正面之外至少3.5μm。
51.根据权利要求48所述的插芯组件，其特征在于其中所述的每根光纤的端部伸出于所述的插芯正面之外至少5μm。
52.根据权利要求48所述的插芯组件，其特征在于其中所述的每根光纤的端部伸出于所述的插芯正面之外至少10μm。
53.根据权利要求48所述的插芯组件，其特征在于其中所述的每根光纤的端部伸出于所述的插芯正面之外至少20μm。
54.一种光纤插芯组件，其特征在于其包括一插芯，具有一正面且限定穿透该正面的数个孔，其中所述的插芯的正面包括第一部分，数个孔至少部分穿透该第一部分，和凹部，具有从正面的第一部分向后方伸出的参考表面；及数根光纤，穿过上述的插芯的各孔，其中光纤的端部沿着上述插芯的正面的凹部的参考表面限定的假想表面放置。
55.根据权利要求54所述的插芯组件，其特征在于其中所述的凹部包括至少一个底座，具有限定假想表面的参考表面，所述的光纤的端部沿着该假想表面放置。
56.根据权利要求54所述的插芯组件，其特征在于其中所述的插芯的正面的凹部的参考表面为平面，且与所述的光纤的端部以共面关系放置。
57.根据权利要求54所述的插芯组件，其特征在于其中所述的插芯的正面的凹部的参考表面为曲面，且其中所述的光纤的端部沿着上述插芯的正面的凹部的弯曲参考平面限定的弯曲的假想表面放置。
58.根据权利要求54所述的插芯组件，其特征在于其中所述的插芯的正面还包括至少一个缓冲部，根据凹部向前方伸出。
59.一种插芯，其特征在于其包括一插芯体，具有一正面且限定穿透该正面的数个孔，其中所述的插芯体的正面包括第一部分，数个孔至少部分穿透该第一部分，及第一和第二底座，位于上述的第一部分的对面，且向外伸出上述第一部分之外，其中所述的第一和第二底座具有以共面关系放置的各自相应的平的表面。
60.根据权利要求59所述的插芯，其特征在于其中所述的数个孔沿着上述插芯组件对面之间延伸的参考线穿透正面，且其中所述的第一和第二底座沿参考线位于紧邻上述插芯体对面。
61.根据权利要求59所述的插芯，其特征在于其中所述的第一和第二底座伸出正面的第一部分之外至少3.5μm。
62.根据权利要求59所述的插芯，其特征在于其中所述的第一和第二底座伸出正面的第一部分之外至少5μm。
63.根据权利要求59所述的插芯，其特征在于其中所述的第一和第二底座伸出正面的第一部分之外至少10μm。
64.根据权利要求59所述的插芯，其特征在于其中所述的第一和第二底座伸出正面的第一部分之外至少20μm。
全文摘要
本发明是有关于一种具有高伸出光纤的插芯组件及相应的有效、准确、重复制造该插芯组件的方法。鉴于这一点，本发明提供一种插芯组件，包括数根光纤，伸出于正面之外至少约3.5μm。该插芯组件的光纤的端部也可以本质上与彼此位置上的差异不超过100nm的光纤的端部共面。该插芯组件可以通过将光纤打磨到所需的伸出，而不先磨削或打磨光纤与插芯的正面齐平。该光纤可以在一些情况下更有效地制造，其中该插芯包括至少一个打磨件，例如向外伸出的底座或者凹部。
文档编号G02B6/38GK1768285SQ03820118
公开日2006年5月3日 申请日期2003年5月5日 优先权日2002年6月24日
发明者J·P·路德, D·M·耐德, H·V·陈, R·B·埃尔金斯二世 申请人:康宁光缆系统有限责任公司