用于在套环或生产夹具内对准多芯纤维的结构和技术的制作方法_2

文档序号:9239943阅读:来源:国知局
MCF平坦部18的角度。如果两个MCF完全对准,则Θ = Oo
[0048]还将发现,第二 MCF相对于第一 MCF的旋转导致相应的伴行芯的中心之间发生偏移。如果已知伴行圆环的直径,则能够精确地计算由给定倾角所导致的偏移长度。此外,如果已知偏移量,则基于MCF伴行芯的已知属性,能够预测出所产生的插入损耗量。
[0049]图3示出了表格30,其列出了对于MCFlO而言基于旋转角度的预测损耗。如上所述,伴行圆的直径为74.6 μ m(因而,半径是37.3 μ m)。根据表格30,将发现的是,为了获得0.1OdB的预测损耗,将需要限制第一 MCF相对于第二 MCF的最大旋转量不超过2度。
[0050]图4示出了套环40或类似结构的一部分的图,其具有毛细管42,所述毛细管的D形轮廓对应于MCFlO的形状。为了进行讨论,套环部分40设置有两个相同的毛细管42。左侧毛细管42是空的;右侧毛细管含有已安装的MCF10。
[0051]将发现的是,毛细管42具有被成形以紧密地装配在MCFlO周围的D形轮廓。特别地,每个毛细管包括对应于MCF平坦部18的平坦部分48以及对应于MCF圆筒部的圆形部分46。MCF的旋转受到毛细管平坦部48的限制,所述毛细管平坦部与MCF平坦部18对接。
[0052]如图5中所示,MCFlO的旋转范围根据MCF平坦部18和毛细管平坦部48之间的间隙量C而发生改变。由于MCFlO的尺寸是已知的,因而能够精确地计算获得给定旋转范围所需的间隙量。
[0053]根据表格30 (图3),将发现的是,为了使获得的最大插入损耗为0.1OdB,需要使旋转未对准限制为不大于约2度。因而,如果第一 MCFlO将要被连接至方向完全水平的第二MCF,则通过使用间隙为约0.9微米的套环毛细管,将能够获得符合需求的损耗水平。
[0054]如果另一方面MCFlO将要被连接至旋转自由度范围相同的第二 MCF,则应当允许每个MCF沿着相反方向倾斜的可能性,由此使得可能的旋转未对准的范围加倍。因此,0.9微米的间隙将导致多达4度的旋转未对准,而最大的可能插入损耗约为0.29dB。为了使得所需的损耗水平为0.1OdB,因而将需要将MCFlO的旋转运动限制至±1度。
[0055]预期的是,为了满足当前发展的MCF应用的插入损耗要求,每对匹配芯的相应中心之间的最大偏移应当为约0.65微米。根据表格30 (图3),可以看出的是,0.65微米的偏移对应于2度的倾角。因而,MCFlO的旋转运动应当被限制在近似±1度的旋转范围。这个旋转范围对应于约0.46微米的间隙C。
[0056]已经证明的是,使用现有技术难以获得符合需要的公差。例如,在一种方法中,通过以下方式对D形MCF进行极性对准,所述方式将一个或多个MCF放置在沿着纤维的轴线对准纤维中心的固定装置内,随后将超平坦的对准杆压在全部的相应MCF平坦部上,以使得每个MCF旋转为极性对准。一旦对准之后,使用环氧树脂封装或其它合适的手段,将每个MCF固定在固定装置后方数毫米处的位置处。随后,将MCF插入圆形连接器套环中,以用于进行清理和端面抛光。
[0057]到目前为止,利用上述方法获得的损耗特性的平均插入损耗是约ldB,而最大的插入损耗为约2dB。这种损耗水平比支持数据通信系统(诸如,10Gb、40Gb、100Gb或400Gb以太网或光纤通道数据链接)的结构化布线系统容许的损耗大两倍至三倍。
[0058]本发明提供了损耗特性显著改善的结构和技术。通常参照“对准装置”来描述本发明的操作,对准装置在本文中通常用来指代用于向光纤提供对准连接器化的套环、生产夹具以及类似结构的术语。
[0059]图6A和6B分别示出了示例性对准装置60的等距视图和后视图,所述示例性对准装置包括具有前部面62、后部面64的主体、以及在所述前部面、后部面之间延伸的毛细管70。将意识到的是,如本文中所使用的,术语“前”和“后”是任意的。为了进行讨论,术语“后部面”用于指示对准装置中的将装载MCF的一侧。术语“前部面”指的是对准装置的这样的侧部,多芯纤维段的引导端在行进了纤维毛细管70的长度之后从所述侧部离开。
[0060]毛细管70在对准装置的前部面62处具有前部开口 72,在对准装置的后部面64处具有后部开口 74。通过剥离纤维的端部部分、将已剥离的纤维插入后部开口 64中、以及使纤维沿着毛细管70的长度滑动直至纤维从前部开口 72出来为止,将MCFlO装载在对准装置60中。
[0061]毛细管的前部开口 72紧密地装配在MCFlO周围,以便于将运动的旋转范围限制在上述公差范围内,同时允许MCFlO沿着纵向方向行进通过前部开口 72。根据这些公差,为了实现0.2dB或更佳的插入损耗,应当将MCFlO在前部开口 72处的旋转限制至约±1.5度。这个旋转范围对应于MCFlO的外表面和毛细管70的内表面之间的间隙不大于0.68微米。
[0062]根据本发明,毛细管的后部开口 74被构造以具有相对于MCFlO的外径而言相对较大的孔,由此允许相对容易地将MCFlO插入至毛细管70内。后部开口的相对大孔在插入点和前部开口 72之间呈锥形,以使得MCFlO定向在其预期的角度位置处。上述结构可使得纤维和套环之间的公差能够更小,由此减少由侧向纤维未对准所引起的损耗。
[0063]图7和8是示出了根据本发明的用于构造毛细管的后部开口的第一方法的一对图。
[0064]图7 (a)示出了毛细管70在对准装置60的后部面62处的横截面视图,图7(b)示出了在MCFlO已经安装在毛细管中的毛细管70。在图7中,通过将后部开口构造成具有对应于前部开口形状的D形轮廓,但是在MCF平坦部和毛细管对准表面78之间具有一选定量的间隙79 (示为黑色),形成了松散装配的后部开口 74。
[0065]在本实例中,毛细管的后部开口被构造成向MCFlO提供约±20度的大致角度定向。可以通过将后部开口 74的外径构造成比第一开口的外径约大100微米,可以实现这种大致的角度定向。
[0066]图8是示出了用于与图7中所示的毛细管的后部开口 74 —起使用的示例性毛细管几何形状70的图。将发现的是,毛细管的平坦对准表面78在毛细管的前部开口 72的平坦部分和毛细管的后部开口 74的平坦部分之间延伸,并且毛细管表面的圆柱形部分在毛细管的前部开口的弯曲部分和毛细管的后部开口的弯曲部分之间延伸。
[0067]图9是根据本发明的另一方面的后部开口 94的图。与D形轮廓不同的是,后部开口 94构造成具有圆形形状。在本发明的示例性实施方式中,MCFlO在后部开口 94中具有全范围的旋转运动。
[0068]图10是示出了用于与图9中所示的毛细管后部开口 94 一起使用的示例性毛细管几何形状90的图。由于后部开口 94的圆形形状,毛细管对准表面98沿着毛细管90的长度在某一点处与毛细管表面96的圆柱形部分融合在一起。此外,在后部开口 94和前部开口 92之间设置有光滑的锥形过渡区域。
[0069]应当注意到的是,设计方案1(图7-8)和设计方案2(图9-10)是基于采样原理的。设计方案2的MCF角度位置在插入点处具有更大的公差。然而,如果在插入点处MCF的角度位置超过公差,则设计方案2可能将MCFlO堵塞在毛细管内。
[0070]图11是示出了将MCFlO通过毛细管70而装载在对准装置60内的横截面视图。图11(a)中,将MCFlO的引导端插入在松散装配的毛细管后部开口 74中。在图11(b)中,MCFlO大致部分在毛细管内。最后,在图11(c)中,MCFlO的端部通过紧密装配的毛细管前部开口 72而离开对准装置。
[0071]将发现的是,随着MCFlO沿着毛细管70的长度行进,毛细管装配在MCFlO周围的紧密度增大。因而,MCFlO的非纵向运动的范围逐渐受限。当MCFlO到达毛细管前部开口72时,其达到最大限制,并且其芯此时旋转对准。
[0072]设计方案1(图7和8)和设计方案2(图9-10) 二者与更早期设计相比,都能够减少MM-
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