包括光纤对准装置的光纤连接系统的制作方法
【专利说明】包括光纤对准装置的光纤连接系统
[0001]本申请是于2014年10月8日进入中国国家阶段的PCT专利申请(中国申请号为201380018911.0，国际申请号为？(:17^?2013/052345，国际申请日为2013年2月6日，发明名称为“包括光纤对准装置的光纤连接系统”)的分案申请。
技术领域
[0002]本公开涉及光纤连接系统，且涉及用于端对端地对准两条纤维的装置和方法。
【背景技术】
[0003]现代光学装置和光学通信系统广泛使用纤维光学线缆。光纤为经处理的玻璃纤维束，以便经由玻璃纤维透射的光束经历全内反射，其中，引导到纤维中的光的入射强度的较大部分在纤维的另一端处被接收到。
[0004]实现纤维对准的许多途径可在现有技术中找到，它们中有V形凹槽和套圈(ferrule)。基于套圈的对准系统包括套圈连接器，其使用圆柱形插头(称为套圈)，插头配合在对准套筒(例如，具有弹性特性的圆柱形对开套筒)内，以执行纤维对准。通过套圈的中心钻取或模制精确的孔。光纤固连(例如，封装)在精确孔内，其中光纤的抛光端位于套圈的端面处。精确的光纤对准取决于各个套圈的中心孔的准确性。当两个套圈插入对准套筒中，使得套圈的端面与彼此相对，且由套圈支承的光纤与彼此同轴地对准时，发生纤维对准。一般而言，套圈连接器使用其中钻有精确中心孔的陶瓷或金属套圈。不利的是，对于对准而言足够准确的此种中心孔的钻取可能很难。此外，包含套圈的连接器具有很高的制造成本。因此，寻找包含无套圈连接器的适合的对准解决方案将是更合乎需要的。
[0005]V形凹槽通常用于现有技术无套圈纤维光学对准装置中。一个实例为用于对准光纤端部的在US 6，516，131中描述的V形凹槽方法。V形凹槽为单向或双向地成锥形，以用于实现纤维的容易定位。光纤被压入V形凹槽中，且光纤与V形凹槽的表面之间的线接触有助于提供光纤的精确对准。在一个实例中，期望光学地连接在一起的两条光纤端对端地定位在V形凹槽内，使得V形凹槽作用为同轴地对准光纤。对准的光纤的端面可抵接彼此。
【发明内容】
[0006]本公开的一个方面涉及一种用于端对端地对准两条纤维的装置和方法。同轴对准可提供在两个纤维光学连接器的光纤之间，以便提供光纤之间的光学联接。在此种实施例中，光学连接器可为无套圈光学连接器。同轴对准还可在纤维光学线缆的光纤端部与由套圈支承的光纤插芯(stub)端之间提供。在某些实施例中，根据本公开的原理的纤维对准装置可准确地对准光纤，同时使用最少数目的零件来降低成本且便于组装。
[0007]如本文使用的用语“纤维”涉及单个光学透射元件，其具有通常具有8_12μπι直径的芯和通常具有120_130μπι直径的包层，其中，芯为纤维的中心透光区，且包层为包绕芯的材料，以形成用于芯内的光传播的引导结构。芯和包层可涂布有主涂层，其通常包括一个或更多个有机或聚合层，其包绕包层以向透光区提供机械和环境保护。主涂层可具有范围在例如200到300μπι之间的直径。芯、包层和主涂层通常涂布有副涂层，所谓的“缓冲层”，没有光学性质的保护性聚合层应用到主涂层上。缓冲层或副涂层通常取决于线缆制造者而具有范围在300到11 ΟΟμπι之间的直径。
[0008]如本文使用的用语“光”涉及电磁辐射，其包括电磁波谱的根据波长而分类为红夕卜、可见区和紫外的一部分。
[0009]折射率匹配凝胶可与根据本公开的原理的对准装置一起使用，以改善第一与第二光纤的开放透光路径之间的光学连接。折射率匹配凝胶的折射率优选为很接近用于在裸露光纤端的表面处减小菲涅尔反射的光纤的折射率。在不使用折射率匹配材料的情况下，菲涅尔反射将在纤维的光滑端面处发生，且降低光学连接的效率且因此降低整个光学回路的效率。
【附图说明】
[0010]图1为根据本公开的原理的光纤对准装置的透视图；
图2为图1的光纤对准装置的另一个透视图；
图3为图1的光纤对准装置的又一个透视图；
图4-6为图1的光纤对准装置的分解视图；
图7为沿图2的线7-7截取的截面视图；
图8为图1的光纤对准装置的顶视图，其中除去了光纤对准装置的夹具；
图9为沿图7的线9-9截取的截面视图，其中除去了夹具；
图10为图1的光纤对准装置的端视图；
图11和12示出了已并入有图1的光纤对准装置的连接器；
图13是双纤维光学适配器的透视图，其中并入了图1处所示类型的两个对准装置；
图14为图13的双纤维光学适配器的端视图；
图15为图13的双纤维光学适配器的顶视图；
图16为沿图15的截面线16-16截取的截面视图；
图17和18示出单纤维光学适配器，其中已并入有图1的光纤对准装置中的一个；
图19示出了图17和18的单纤维光学适配器，其中插入有纤维光学连接器；
图20示出了处于非连接状态中的纤维光学连接器；
图21示出了处于连接状态中的图20的纤维光学连接器；
图22为图20的纤维光学连接器的前顶部透视图，其中纤维光学连接器的闸板(shutter)处于闭合位置；
图23为图22的纤维光学连接器的前底部透视图，其中闸板处于闭合位置；
图24为图20的纤维光学连接器的前顶部透视图，其中纤维光学连接器的闸板处于开启位置；
图25为图22的纤维光学连接器的前底部透视图，其中闸板处于开启位置；
图26为图22的纤维光学连接器的前端的底视图，其中闸板锁闩机构处于闩锁位置；
图27为图22的纤维光学连接器的前端的底视图，其中闸板闩锁机构处于释放位置；
图28为图22的纤维光学连接器的闸板闩锁机构的透视图；
图29示出了图16的纤维光学适配器，其中第一纤维光学连接器载入左端口中，且第二纤维光学连接器与右端口对准；
图30示出了图29的纤维光学适配器，其中第二纤维光学连接器插入以下位置，在该位置，闸板锁闩机构已移动到释放位置；
图31示出了图30的纤维光学适配器，其中第二纤维光学连接器插入以下位置，在该位置，闸板已通过与纤维光学适配器的右端口内的闸板促动柱接触来从闭合位置朝开启位置部分地枢转；
图32示出了图31的纤维光学适配器，其中第一和第二纤维光学连接器完全载入且固连在纤维光学适配器中，且其中第一和第二纤维光学连接器的光纤通过纤维光学适配器内的对准装置同轴地对准；
图33示出了图32的纤维光学适配器，其中第二纤维光学连接器从纤维光学适配器的右端口部分地取出，且其中第二纤维光学连接器的闸板接触纤维光学适配器的右端口内的闸板促动柱；
图34示出了图33的纤维光学适配器，其中闸板通过与闸板促动柱接触来枢转至闭合位置；
图35为图29的纤维光学适配器的截面视图，其中第二纤维光学连接器插入纤维光学适配器的右端口至一点，在该处，第二纤维光学连接器的闸板闩锁机构首先接合纤维光学适配器的释放轨道，且闸板闩锁机构仍在图26的闩锁位置中；
图36为图29的纤维光学适配器的截面视图，其中第二纤维光学连接器插入纤维光学适配器的右端口至一点，在该处，第二纤维光学连接器的闸板闩锁机构首先接合纤维光学适配器的释放轨道，且释放轨道将闸板R锁机构保持在图27的释放位置中；
图37为分解视图，示出了用于将图20的纤维光学连接器转换成套圈纤维光学连接器的纤维光学适配器和转换器；
图38为图37的转换器的分解视图；
图39为图38的转换器的组装视图；
图40为图39的转换器的截面视图；
图41为图39的转换器的截面视图，其中图20的纤维光学连接器插入其中；
图42示出了用于将纤维对准装置安装到套圈组件的备选安装构造；
图43为根据本公开的原理的另一个光纤对准装置的透视图；
图44为图43的光纤对准装置的另一个透视图；
图45为图43的光纤对准装置的另一个透视图；
图46为图43的光纤对准装置的侧视图；
图47为图43的光纤对准装置的顶视图；
图48为图43的光纤对准装置的第一端视图；
图49为图43的光纤对准装置的第二端视图；
图50为沿截面线50-50截取的图48的光纤对准装置的纵截面视图；
图51为图50的纵截面视图，其中除去了内部构件；
图52为图43的光纤对准装置的分解视图；并且图53为沿截面线53-53截取的图47的光纤对准装置的横截面视图。
【具体实施方式】
[0011]图1-10示出了根据本公开的原理的光纤对准装置20。光纤对准装置20用于同轴地对准和光学地连接两条光纤，使得光学透射可从光纤传递到光纤。当第一和第二光纤沿纤维插入轴线22插入光纤对准装置20的相对端中时，光纤被引导成以下定向，在该定向下，光纤彼此同轴地对准，其中光纤的端面抵接彼此或很接近彼此。机构可设在光纤对准装置20内，以用于将光纤机械地固持在光学地连接的定