专利名称：纤维光学连接器和相关的方法
技术领域：
本发明一般地涉及纤维光学，以及更具体地说，涉及纤维光学连接器的领域。
相关技术的说明在引入接合器件之前，它接合光学纤维在一个单独的接合体内(详见下述)，单独的纤维(不连续的)接合器件使用于接合光学纤维。这种方法是非常消耗时间的，然而，还导致大量的接合体，它们挤满了接合盒，或者需要专门的接合托盘以保持这些纤维是整齐的。
已设计若干系统以解决多个纤维接合的问题。一种技术是物体熔化焊接，要求每个纤维放置在具有几个沟槽的一个刚性基板的一个沟槽内。最好的配合均化法是使用于对准各个纤维对和产生的一个电弧，熔化纤维的末端和永久地熔化它们到一起。熔化接合的主要的和非常大的局限性是熔化焊机的大量浪费。熔化焊还阻碍以后纤维的取出和重新定位。
另一个普通的多重接合技术需使用粘接剂，再次地需要带有一组沟槽的一个基板或托盘。使用粘接剂一般是不希望的，因为它增加了接合过程的其它步骤，以及可能引入污染至纤维界面。使用粘接剂的接合器件还需要纤维端面大量的抛光，以达到可接受的光传输性，以及某些粘接的接合还要求使用一个真空装置以清除捕获的空气。
对早期技术的一项改进是一个器件，它使用一个可折叠的保持器，具有一系列的V形沟槽在一个中心铰链区的两个侧面上。连接纤维至保持器的方法，然而，存在着补充的问题，它在早期的接合中并不存在。首先，纤维的劈开成为一个关键的步骤，因为劈开的长度必须精确，以避免纤维端面的任何偏移，它对接合性能是非常有害的。其次，重要的是，相对的V形沟槽应精确地对准，它是难以达到的；否则，这里将有横向的纤维偏移，导致增加的信号损失。最后，保持相对的板完全地平行，它是使纤维对横向对准最佳化必须的，也是难以达到的。
本发明的概述纤维光学连接器和通过纤维光学连接器接合光学纤维的方法在此公开。一个纤维光学连接器的一个实施例，它构造为接合一个第一光学纤维至一个第二光学纤维，包括一个插座，具有一个隧道延伸通过插座的一部分，隧道具有一个第一开口，通过一个第一插座表面，以及一个第二开口，通过一个第二插座表面，第一表面与第二表面相对，一个第一插头，具有一个第一插销，它构造为支承第一光学纤维的一部分，以及准备与第一光学纤维的一部分一起插入第一开口，以及第二插头具有一个第二插销，它构造为支承第二光学纤维的一部分，以及准备与第二光学纤维的部分一起插入第二开口。
光学纤维连接器的另一个实施例包括一个底面部分，具有一个沟槽，一个顶面部分，以及一个第一楔块及一个第二楔块，它们构造为可配合至少部分地在顶面部分和底面部分之间，而顶面部分是连接至顶面部分。其中第一楔块构造为当第一楔块借助滑动接近第二楔块激励时挤压第一光学纤维进入沟槽，以及其中第二楔块构造为当第二楔块借助滑动接近第一楔块激励时挤压第二光学纤维进入沟槽。
接合一个第一光学纤维至一个第二光学纤维的一种方法的一个实施例包括插入一个第一光学纤维和一个支承第一光学纤维的插销进入延伸通过一个插座的一部分的一个隧道用的一个第一开口，以及插入一个第二光学纤维和一个支承第二光学纤维的插销进入隧道用的一个第二开口，第一开口和第二开口是在隧道的相对的末端处。
接合一个第一光学纤维至一个第二光学纤维的一种方法的另一个实施例包括在相对于连接器的一个第一方向上滑动一个第一楔块以引起第一光学纤维被挤压进入模压在连接器的一部分上的一个沟槽，以及在相对于连接器与第一方向相反的一个第二方向上滑动一个第二楔块，以引起第二光学纤维被挤压进入沟槽。
在研究以下的附图和详细的说明之后，本发明的其它系统、方法、特点和优点对于本领域一个熟练的技术人员是容易理解的。应该指出，所有这些补充的系统、方法、特点和优点是包括在下列说明的范围内以及受所附权利要求书的保护。
附图的简要说明在附图内的部件没有必要按照比例绘制。在附图中相同的图号表示在几个图内相关的部件。
图1A，1B，1C和1D是示意图，分别地示出一个插头的一个实施例的侧视图，前视图，剖面图和后视图；图2A，2B，2C和2D是示意图，分别地示出一个插座的一个实施例的侧视图，剖面图，前视图和后视图；图3A和3B是示意图，示出图1A-1D所示的插头和图2所示的插座的工作；图4A，4B，4C和4D是示意图，分别地示出一个底板的一个实施例的前视图，剖面图，侧视图和顶视图；图5A，5B，5C和5D是示意图，分别地示出一个楔块的一个实施例的第一透视图，第二透视图，顶视图和底视图，楔块准备插入在图4A-4D所示的底板和图6A-6D所示的一个盖子之间；图6A，6B，6C和6D是示意图，分别地示出一个盖子的一个实施例的顶视图，底视图，侧视图和剖面图，盖子构造为连接至图4A-4D所示的底板；图7A-7B是示意图，示出一个连接器的一个实施例的剖面图；图8是一个流程图，示出使用图1A-1D所示的插头和图2所示的插座接合一个光学纤维的一种方法的一个实施例；图9是一个流程图，示出使用图7A和7B所示连接器接合光学纤维的方法的一个实例。
优选的实施例的详细说明纤维光学连接器和通过纤维光学连接器接合光学纤维的方法在此公开。在一个实施例中，一个纤维光学连接器包括一个插座和两个插头。每个这些插头包括至少一个插销，构造为支承一个光学纤维。借助插入这些插头进入插座的相对的末端，光学纤维成为光学上接合的。一个纤维光学连接器的另一个实施例包括两个楔块和一个底面部分，具有至少一个沟槽。光学纤维可以放置在沟槽上和楔块可以移动彼此接近，以挤压光学纤维进入沟槽。挤压光学纤维进入沟槽，引起光学纤维光学上彼此接合。这些和那些实施例在下面参见附图讨论。
图1A，1B，1C和1D是示意图，分别地示出按照一个实施例的一个插头110的侧视图，前视图，剖面图和后视图。每个插头110具有一个隧道113从其中通过延伸，用于通过隧道入口111接收纤维。并且，每个插头110具有两个插销112，它们构造为插入一个插座120(图2)的相应的插座隧道，以及脊岭118，它们构造为设置对着插座120的引导销钉。每个插销112具有一个支承表面116，它构造为支承一个纤维(以及它最好是平坦的)。
图2A，2B，2C和2D是示意图，分别地示出按照一个实施例的一个插座120的侧视图，剖面图，前视图和后视图。插座120具有支臂122，它们构造为保持插座120与插头110(图1A-1D)接合。每个支臂122具有一个卡子123，它构造为配合在一个插头110的一个凹槽114内，每个卡子123具有一个卡子表面124，它构造为设置对着一个插头110的一个表面115，而插座120是与插头110接合的。
一个第一对纤维，它们是连接至一个第一插头110-1，可以光学上连接至一个第二对纤维，它们是连接至一个第二插头110-2。这点的达到是借助插入第一插头110-1的插销112(图1)和第二插头110-2的插销112进入插座隧道121的相应的开口。更具体地说，第一插头110-1和第二插头110-2是插入在位于插座120的相对的表面上的开口内。以这样的方式，每个第一对纤维能够进入与在一个插座隧道121内的第二对纤维之一的接触。
补充参见图1A-1D和2A-2D，以及3A及3B是示意图，示出按照一个实施例的插头110(图1A-1D)和插座120(图2)的工作。当一个第一插销112-1插入一个插座隧道121的一个第一开口131-1时(图2A-2D)，第一插销112-1的一个第一表面117-1挤压对着插座隧道121的一个第一表面127-1。这样引起第一插销112-1挤压一个第一纤维130-1进入一个V形沟槽128，它限定插座隧道121的一部分。类似地，当一个第二插销112-2插入插座隧道121的一个第二开口131-2时，第二插销112-2的一个第二表面117-2挤压对着插座隧道121的一个第二表面127-2。这样引起第二插销112-2挤压第二纤维130-2进入V形沟槽128。在第一插销112-1和第二插销112-2插入插座隧道121之后，第一纤维130-1变为对准和光学上连接至第二光学纤维130-2。
图4A，4B，4C和4D是示意图，分别地示出按照一个实施例的一个底板250的前视图，剖面图，侧视图和顶视图。底板250具有一个第一系列的较大的V形沟槽251和一个第二系列的较大的V形沟槽251，它们是纵向上彼此对准，并且使较小的V形沟槽252的一个系列定位在较大的V形沟槽251的第一系列和较大的V形沟槽251的第二系列之间。换句话说，每个较大的V形沟槽251是纵向上与一个相应的较小的V形沟槽252对准，以及与一个相应的较大的V形沟槽251对准。较大的V形沟槽251构造为支承纤维的缓冲(涂层)部分，而较小的V形沟槽构造为支承纤维的暴露部分。虽然仅示出两个较小的V形沟槽252和相关的较大的V形沟槽251，底板250可以具有任何数目的V形沟槽用于支承任何数目的光学纤维，这取决于希望的应用。
图5A，5B，5C和5D是示意图，分别地示出一个楔块260的第一透视图，第二透视图，顶视图和底视图，它构造为插入在底板250(图4A-4D)和一个盖子240(图6A-6D)之间，是按照一个实施例。楔块260包括一个头部263和一个身部265。头部263具有一个激励表面266，它能够挤压以激励楔块260，以及一个去激励表面264，它能够挤压以去激励楔块。身部265具有一个倾斜的楔表面262和一个底楔表面261。
图6A，6B，6C和6D是示意图，分别地示出一个盖子240的顶视图，底视图，侧视图和剖面图，它构造为连接至底板250(图4A-4D)，是按照一个实施例。盖子240包括托架243，它构造为保持盖子240连接至底板250。当盖子240连接至底板250时，托架243的内表面244设置为对着底板250的相应的侧表面253，以及托架243的脊岭245设置为对着底板250的底表面。在连接盖子240至底板250之前，楔块260可以放置在盖子240和底板250之间(例如，在连接盖子240至底板250之前，楔块可以设置在底板250上面。在盖子240连接至底板250之后，每个倾斜的楔表面262面对一个倾斜的盖表面242，以及每个楔块头部263是通过盖子240的一个开口241可以达到的。
图7A和7B是示意图，示出按照一个实施例的一个连接器200的剖面图。每个纤维130可以插入在底板250和一个相应的楔块260之间，以及可以借助纵向地滑动楔块260而夹紧，从而使一个倾斜的楔表面262挤压对着一个相应的倾斜的盖表面242。当一个倾斜的楔表面262挤压对着一个相应的倾斜的盖表面242时，一个相应的底楔表面261(图5D)挤压一个纤维130进入一个较小的V形沟槽252(图4A，4B和4C)，如图7B所示。
一个纤维130可以借助纵向地滑动一个楔块260而解卡，从而使一个倾斜的楔表面262移动离开一个相应的倾斜的盖表面242，如图7A所示。当一个倾斜的楔表面262移动离开一个倾斜的盖表面242，由一个底楔表面261施加在一个纤维130上的压力降低，从而允许纤维130由连接器200移出。
一个第一纤维130-1可以独立地卡紧和/或解卡离开一个相对的纤维130-2。因此，第一组纤维可以使用第一楔块260-1在一个组装工厂卡紧，而第二组纤维可以使用第二楔块260-2在一个外场位置卡紧和/或解卡。此外，如果第二组纤维是准备在一个外场位置切短，随后它们可以由连接器200移出，切割至一个希望的长度，以及随后使用连接器200重新接合至第一组纤维，如以上所述。
图8是一个流程图，示出接合一个第一光学纤维130-1至一个第二光学纤维130-2(图3A)用的方法800的一实例。如在步骤801中所示，第一光学纤维130-1和支承第一光学纤维130-1的一个第一插销112-1插入一个隧道121的一个第一开口，延伸通过插座120的一个部分。随后，一个第二光学纤维130-2和支承第二光学纤维130-2的一个第二插销112-2插入隧道121的一个第二开口131-2，如在步骤802中所示。第一开口131-1和第二开口131-2是在隧道121的相对的末端。因此，插入第二插销112-2进入第二开口131-2和插入第一插销112-1进入第一开口131-1引起第二光学纤维130-2光学上接合至第一光学纤维130-1。
在一个实施例中，第一插销112-1是第一插头110的一部分(图1A)它具有一个隧道121延伸通过它，用于接收第一光学纤维130-1的一部分。类似地，第二插销112-2是第二插头110的一部分，它具有一个隧道121延伸通过它用于接收第二光学纤维130-2的一部分。第一和第二插头110每个最好包括多个插销112，它们构造为插入插座120内的相应的开口131。每个这些插销112具有一个支承表面116，它构造为可支承一个光学纤维130的一部分。
图9是一个流程图，示出通过一个连接器200接合一个第一光学纤维130-1至一个第二光学纤维130-2用的方法900的一个实例。
如在步骤901中所示，一个第一楔块260在相对于连接器200的一个第一方向上滑动，以引起第一光学纤维130-1被挤压进入一个沟槽252(图4D)，它模压在连接器200的一部分内。随后，一个第二楔块260在相对于连接器200的一个与第一方向相反的第二方向上滑动，以引起第二光学纤维130-2被挤压进入沟槽252，如在步骤902中所示。作为在相反的方向上第一和第二楔块260滑动的一个结果，第一光学纤维和第二光学纤维变成光学上接合的。
在一个实施例中，第一楔块260在第一方向上的滑动引起第一组光学纤维130被挤压进入一组相应的沟槽252，它们是模压在连接器200的一部分内。类似地，第二楔块260在相反的方向上滑动引起第二组光学纤维130被挤压进入相同的一组相应的沟槽252。作为第一和第二楔块260在相反的方向上的滑动，每个第一组光学纤维130变成光学上与第二组光学纤维130的相应的光学纤维接合的。
应该强调，以上所述的实施例仅是可能的实现实例，对上述的实施例可做出许多变化和改进。所有这些变化和改进有意地包括在公开的范围内以及受下列权利要求书的保护。
权利要求
1.一种纤维光学连接器，它构造为连接一个第一光学纤维至一个第二光学纤维，纤维光学连接器包括一个插座，具有一个隧道延伸通过插座的一部分，隧道具有一个第一开口，通过一个第一插座表面，以及一个第二开口，通过一个第二插座表面，第一表面与第二表面相对；一个第一插头，具有一个第一插销，它构造为支承第一光学纤维的一部分，以及准备与第一光学纤维的一部分一起插入第一开口；以及一个第二插头，具有一个第二插销，它构造为支承第二光学纤维的一部分，以及准备与第二光学纤维一起插入第二开口。
2.按照权利要求1的连接器，其特征在于，第一插头具有一个隧道，延伸通过它，用于接收第一光学纤维的一部分。
3.按照权利要求1的连接器，其特征在于，第二插头具有一个隧道，延伸通过它，用于接收第二光学纤维的一部分。
4.按照权利要求1的连接器，其特征在于，第一插头和第二插头每个包括插销，它们构造为可插入插座内相应的开口。
5.按照权利要求4的连接器，其特征在于，每个插销具有一个支承表面，它构造为支承一个光学纤维的一部分。
6.按照权利要求1的连接器，其特征在于，连接器还构造为这样，使插入第二插销进入第二开口和插入第一插销进入第一开口引起第二光学纤维与第一光学纤维接触。
7.按照权利要求1的连接器，其特征在于，插座包括一个第一支臂，它构造为保持第一插头与插座接合，以及一个第二支臂，它构造为保持第二插头与插座接合。
8.按照权利要求7的连接器，其特征在于，第一支臂和第二支臂每个包括一个卡子，它构造为当第一插头和第二插头与插座接合时，配合在插座内的一个相应的凹槽内。
9.按照权利要求7的连接器，其特征在于，连接器构造为这样，当第一插销插入隧道第一开口时，隧道的一个表面挤压对着第一插销的一个表面，引起第一插销挤压第一纤维的一部分进入一个V形沟槽，它限定隧道的一部分。
10.按照权利要求9的连接器，其特征在于，连接器构造为这样，当第二插销插入隧道的第二开口时，隧道的一个表面挤压对着第二插销的一个表面，引起第二插销挤压第二纤维的一部分进入一个V形沟槽，它限定隧道的一部分。
11.接合一个第一光学纤维至一个第二光学纤维的一种方法，包括插入一个第一光学纤维和一个支承第一光学纤维的插销进入延伸通过一个插座的一部分的一个隧道用的一个第一开口；以及插入一个第二光学纤维和一个支承第二光学纤维的插销进入隧道用的一个第二开口，第一开口和第二开口是在隧道的相对的末端处。
12.按照权利要求11的方法，其特征在于，第一插销是第一插头的一部分，它具有一个隧道延伸通过，用于接收第一光学纤维的一部分，以及第二插销是第二插头的一部分，它具有一个隧道延伸通过，用于接收第二光学纤维的一部分。
13.按照权利要求11的方法，其特征在于，第一插头和第二插头每个包括插销，它们构造为可插入插座内的相应的开口，以及每个插销具有一个支承表面，它构造为支承一个光学纤维的一部分。
14.按照权利要求11的方法，其特征在于，插入第二插销进入第二开口和插入第一插销进入第一开口引起第二光学纤维与第一光学纤维光学上接合。
15.一个光学纤维连接器，包括一个底面部分，具有沟槽；一个顶面部分；以及一个第一楔块和一个第二楔块，它们构造为至少部分地配合在顶面部分和底面部分之间，而顶面部分是连接至底面部分；其中第一楔块构造为当第一楔块借助滑动接近第二楔块激励时挤压第一光学纤维进入沟槽；以及其中第二楔块构造为当第二楔块借助滑动接近第一楔块激励时挤压第二光学纤维进入沟槽。
16.按照权利要求15的光学纤维连接器，其特征在于，连接器构造为这样，当第一楔块和第二楔块激励时，第一光学纤维和第二光学纤维是光学上接合的。
17.按照权利要求15的光学纤维连接器，其特征在于，第一楔块构造为当第一楔块借助于滑动离开第二楔块而去激励时，能够降低由第一楔块施加在第一光学纤维上的压力的数量。
18.按照权利要求15的光学纤维连接器，其特征在于，第一楔块构造为当第一楔块借助滑动离开第二楔块而去激励时，能够使第一光学纤维由光学纤维连接器移出。
19.按照权利要求15的光学纤维连接器，其特征在于，第二楔块构造为当第二楔块借助滑动离开第一楔块而去激励时，能够降低施加在第二光学纤维上的压力的数量。
20.按照权利要求15的光学纤维连接器，其特征在于，第二楔块构造为当第二楔块借助滑动离开第一楔块而去激励时，能够使第二光学纤维由光学纤维连接器移出。
21.按照权利要求15的光学纤维连接器，其特征在于，第一楔块构造为当第一楔块激励时，挤压一个第一组光学纤维进入底面部分的一组沟槽，以及第二楔块构造为当第二楔块激励时挤压一个第二组光学纤维进入此沟槽。
22.按照权利要求15的光学纤维连接器，其特征在于，底面部分具有一组较大的V形沟槽和一组较小的V形沟槽，每个较大的V形沟槽比每个较小的V形沟槽宽。
23.按照权利要求22的光学纤维连接器，其特征在于，每个较大的V形沟槽是纵向地与一个相应的较小的V形沟槽对准以及与一个相应的较大的V形沟槽对准。
24.按照权利要求23的光学纤维连接器，其特征在于，一组较大的V形沟槽构造为支承相应的光学纤维的缓冲部分。
25.按照权利要求24的光学纤维连接器，其特征在于，一组较小的V形沟槽构造为支承相应的光学纤维的暴露部分。
26.按照权利要求15的光学纤维连接器，其特征在于，第一楔块和第二楔块每个包括一个头部和一个身部。
27.按照权利要求26的光学纤维连接器，其特征在于，身部具有一个倾斜的楔表面和一个底楔表面。
28.按照权利要求27的光学纤维连接器，其特征在于，每个头部具有一个激励表面，它能够挤压以激励一个相应的楔块，以及一个去激励表面，它能够挤压以去激励相应的楔块。
29.按照权利要求28的光学纤维连接器，其特征在于，第一楔块和第二楔块在底面部分连接至顶面部分之前是放置在顶面部分和底面部分之间的。
30.按照权利要求29的光学纤维连接器，其特征在于，在顶面部分连接至底面部分之后，每个倾斜的楔表面面对顶面部分的一个倾斜的底表面，以及每个楔块头部是通过顶面部分内的一个开口可以到达的。
31.按照权利要求30的光学纤维连接器，其特征在于，滑动第一楔块接近第二楔块引起第一楔块的倾斜的表面挤压以对着顶面部分的倾斜的底表面的相应的一个。
32.通过一个连接器接合一个第一光学纤维至一个第二光学纤维的一种方法，此方法包括在相对于连接器的一个第一方向上滑动第一楔块以引起第一光学纤维被挤压进入在连接器的一部分内模压的一个沟槽，以及在相对于连接器与第一方向相反的一个第二方向上滑动第二楔块以引起第二光学纤维被挤压进入此沟槽。
33.按照权利要求32的方法，其特征在于，在第一方向上滑动第一楔块和在第二方向上滑动第二楔块引起第一光学纤维和第二光学纤维光学上接合。
34.按照权利要求32的方法，还包括在第二方向上滑动第一楔块，以便使第一光学纤维由连接器移出。
35.按照权利要求32的方法，还包括在第一方向上滑动第二楔块，以便使第二光学纤维由连接器移出。
36.按照权利要求32的方法，其特征在于，在第一方向上滑动第一楔块引起一个第一组光学纤维被挤压进入在连接器的一部分内模压的一组沟槽，以及在第二方向上滑动第二楔块引起一个第二组光学纤维被挤压进入此组沟槽。
全文摘要
纤维光学连接器和通过纤维光学连接器接合光学纤维的方法在此公开。一个这样的纤维光学连接器包括1)一个插座，具有一个隧道延伸通过插座的一部分。隧道具有一个第一开口通过一个第一插座表面以及一个第二开口，通过一个第二插座表面，第一表面与第二表面相对，2)一个第一插头，具有一个第一插销，它构造为支承第一光学纤维的一部分，以及它构造为准备与第一光学纤维的一部分一起插入第一开口，以及3)一个第二插头，具有一个第二插销，它构造为支承第二光学纤维的一部分，以及它构造为准备与第二光学纤维的一部分一起插入第二开口。
文档编号G02B6/36GK1611973SQ20041007871
公开日2005年5月4日 申请日期2004年9月17日 优先权日2003年10月27日
发明者凯尔文·B·布拉德利, 威廉·A·维科里, 伊恩·A·怀特, 杰弗里·H·希克斯 申请人:古河电子北美公司