专利名称：具有断续轮廓的光纤阵列及其制造方法
技术领域：
本发明涉及具有断续外形的光纤阵列及其制造方法。更具体地，本发明涉及提供容易且可靠地拆分光纤子组的解决方案的光纤阵列，特别是用于中跨应用的光纤阵列，而无需可对光纤阵列起有害作用的工具或物体。
背景技术：
现有技术有多种方法和装置用于将光纤阵列分开为包含光纤的子集或子组。一种从具有单一基体材料的阵列分离光纤的现有技术方法需要使用特殊的工具用于从光纤阵列准确分离预定数量的光纤。特殊工具防止技术工人损坏光纤。然而，该工具相当昂贵。同样，技术工人可能不具有必要的工具并将简单地使用实用的刀或其它利刃工具，或试图扭绞光纤阵列以从阵列分离正确数量的光纤。然而，这些分离方法通常不可靠，因为它们可导致杂散光纤或损害光纤如磨损、切割或其它影响光学性能的损害。另外，如果光纤阵列正执行活动业务，则可能增加中断信息传输的光学衰减，从而导致传输错误。
因此，部署使用具有不同基体材料的多个子组的光纤阵列，即每一子组具有各自的子组主基体，由将各个子组保持在一起的共同基体包围。因而，由于这种构造，当分离时光纤阵列的各个子组保持无损伤。然而，具有多个子组的光纤阵列也有缺点。例如，技术工人很难开始分离子组。另外，如果技术工人能开始分离子组，共同基体的破裂可能是随机的，从而在拆分子组期间在共同基体上产生不合需要的翼。翼之所以不合需要是因为它们妨碍熔化接合、组织、剥离和拼接。同样，翼也可导致识别标记的消除。因此，技术工人仍然选择使用特殊工具用于分离子组并避免在分离子组期间形成翼。
因而，本发明致力于可实质上消除现有技术中的一个或多个问题和缺点的光纤阵列。本发明的另外的特征和优点将在随后的描述中提出，且部分将从所述描述明显看出，或可通过实践本发明认知。本发明的目标和其它优点将通过在书面描述、权利要求及附图中特别指出的装置和方法实现。
附图被包括在此以提供对本发明的进一步理解，并通过组合于此构成说明书的一部分。附图示出了本发明的几个实施例，其与相应描述一起用于阐释本发明的原理。
图1为根据本发明的光纤阵列的一实施例的透视图。
图1a为图1的光纤阵列实施例的截面图。
图2为根据本发明另一实施例的光纤阵列的透视图。
图3示出了图1的光纤阵列中子组的分离。
图4所示为在光纤阵列中产生弱化部分的方法。
图5为光纤阵列的截面图及图4的辊子的部分截面图。
图6示出了在光纤阵列的共同基体中弱化部分的形成。
图7所示为根据本发明，在光纤阵列的共同基体中形成弱化部分的方法。
图8为根据图7所示的方法制造的光纤阵列的部分的截面图。
图9为根据本发明的光纤阵列的另一实施例的截面图。及图10为根据本发明的光纤阵列的另一实施例的截面图。
具体实施例方式
图1和1a示出了根据本发明的光纤阵列的示例性实施例10。图1中的光纤阵列的实施例10具有多根光纤12。在该例子中，多根光纤12最好位于分开的子组14、14’和14″中。子组14、14’和14″中的每一个最好具有各自的子组基体16、16’和16″，其连接但最好包围相应的每一根光纤12中。如图所示，每一子组具有相同数量的光纤，即4根光纤。然而，在各个子组中可以有更多或更少的光纤12。另外，在光纤阵列10中示出3个子组14的同时，在光纤阵列中也可以有任何适当数量的子组。光纤阵列10还包括共同基体18，其连接但最好包围子组14、14’和14″中的每一个的至少一部分。如图1a中所见，共同基体18最好将子组14中的每一个在平面P中保持为固定的平面关系。子组14、14’和14″以多个界面区I和I’相互相邻安置，其沿光纤阵列10的长度方向延伸。界面区I和I’通常位于各自的轴A和A’上，其也沿光纤阵列10的纵向长度方向延伸。
根据本发明的概念，光纤阵列10最好还具有多个弱化部分20和20’，如示意性示出的，其沿光纤阵列10的长度断续布置。如图1所示，弱化部分20具有长度L1，光纤阵列10具有正常部分22，其被图示为具有子组14和14’之间的长度L2。在图1中示出的第二弱化部分20具有长度L3，其可以也可不与L1的长度一样。同样，弱化部分20’具有多个长度L1和L3，且光纤阵列10具有正常部分22’，其被图示为具有子组14’和14″之间的长度L2。断续弱化部分和正常部分的模式可沿光纤阵列10的长度重复，但弱化部分20和20’可具有任何适当的间隔。应注意，弱化部分20和20’与界面区I相邻，从而允许技术工人快速且容易地分开子组，同时还提供结实的结构。在具有两个以上子组的实施例中，可沿光纤阵列10在各个子组14的所有或部分界面区I处具有弱化部分。类似地，也可有通常可与其它各个界面区I一致的更多或更少个轴A。
换言之，各个子组14、14’和14″的边缘通常在各个界面区I相互邻近。在弱化部分20和20’，共同基体18最好或被断开，或如图2中所示，在邻近该位置的厚度(T2)较共同基体18的其余部分的厚度(T1)小以使用户能够容易地沿光纤阵列10’的长度分开各个子组。图2示出了从共同基体18的具有厚度T1的部分逐渐倾斜或过渡到具有厚度T2的弱化部分。换言之，光纤阵列10’包括多个在界面区I具有减少厚度并具有预定长度L1的弱化部分，其由相应的具有预定长度的正常部分分隔开。然而，这种过渡可更像台阶(即更陡的边缘)或更平缓，取决于制造光纤阵列包括弱化部分的方式。另外，当弱化部分为如图2中所示的减少的厚度时，其可跨光纤阵列的宽度的一部分或跨光纤阵列的整个宽度延伸。
在弱化部分断开共同基体18或减少其厚度，使得技术工人能够快速且容易地接近包含在光纤阵列内的子组。弱化部分20最好与子组的界面区邻近，例如，通过平缓的扭转光纤阵列—在关于轴A的一方向推挤外部，如图3中的箭头F所示，技术工人可容易地分开子组14和14’。如果弱化部分20已经导致子组分开或部分分开有限的长度(例如，L1或L3)，如上所述，则技术工人可更容易接近所需的子组和/或其中的光纤。然而，与现有的光纤阵列不同，技术工人将意识到本发明提供结实的结构，由于弱化部分是断续的，其将不会无意分开或扩大无意的分开。另外，本发明不应与在共同基体中具有连续应力集中的光纤阵列混淆。这些具有连续应力集中的设计可导致不合需要的分开或不合需要地扩大分开程度，从而出现问题。另一方面，本发明是有利的，因为从弱化部分到正常部分的改变抑制了子组或光纤子集之间的不希望有的分离。
此外，通过使用光纤阵列10的断续弱化部分20，本发明使技术工人能够快速、容易且可靠地接近各个子组及其中的光纤。例如，本发明是有利的，因为技术工人还满意阵列中相对高密度光纤的优点，在用于端接、布线或接近目的时其易弯曲。在一实施例中，弱化部分20使得技术工人能容易地沿轴A(及在界面区I)弯曲光纤阵列10以在弱化部分20将子组14和14’分开，如图3中所示。技术工人还可使用现有工具，但这些工具对于光纤阵列10的结构并不是必须的。在其它实施例中，弱化部分20已经具有沿光纤阵列长度方向在断续位置相互分开的子组。因而，本发明不需要使用任何工具用于光纤阵列，从而使能快速且容易地接近子组以进行连接、组织和/或布线。如现有技术中公知的，本发明的光纤阵列可用于光缆和/或光管组件并可被堆叠，从而产生相当高的光纤密度。
每一部分的长度最好由光纤阵列的预计用法确定。例如，如果光纤阵列用在FTTx情形下，则正常部分22的长度可大约等于、或小于、相当于弱化部分20的长度。然而，正常部分22的每一长度L2最好是弱化部分20的长度L1的约10倍。作为例子，对于每1.1米光纤阵列，对于约1∶10的弱化部分对正常部分比，约1米的光纤阵列是正常部分，约0.1米为沿纵向长度的弱化或断开部分。在示例性的FTTx应用中，所示比值可被改变，通过沿纵向长度具有更频繁、容易的接入点，使得有更频繁的弱化部分20区域从而使能更容易地安装、布线和连接。例如，对于5∶1的弱化部分对正常部分比，对于每约0.2米正常部分，有约1米的弱化部分。
由于光纤阵列10的结构和共同基体18的使用，子组14和14’连同子组14和14″通常将容易地且首先在弱化部分20和20’分开。自然地，安装人员可使用一些力来沿光纤阵列10的较长长度分开子组14，一旦共同基体18被断开，其仅是弱化部分20的长度L1。换言之，一旦子组被分开，对于技术工人而言，其很容易沿光纤阵列的纵向长度扩大子组的分开。另外，如图1a中所见，弱化部分20可形成在共同基体18的一个或多个表面上。在两侧均具有断开的共同基体使能非常容易为技术工人接近。在随后的制造步骤中，在沿光纤阵列10的长度的不同位置分开光纤阵列10的子组14往往还降低优先弯曲特性，从而允许更容易地布线光纤阵列10，其中使用相当高的比如5∶1。
根据本发明，光纤阵列的弱化部分可采用多种不同的结构和/或用多种不同的方法形成。说明性地，图2示出了截面形状具有非均匀厚度的子组14和14’，如2003年4月10日申请的美国专利申请10/411,406中所公开的那样，其通过引用组合于此。在该例子中，子组具有大致狗骨头样的形状，其在端部的厚度较大以控制共同基体的破裂位置。换言之，子组基体截面厚度大致增加约子组的一根或多根端部光纤。
在制造过程期间在共同基体中形成弱化部分或分开部分的一种方法如图4-5中所示。如图4中所示，在共同基体18已固化之后，光纤阵列10被绕辊子24、26滚压，两个辊子均具有配置来在共同基体18中产生裂口30的部分28，从而在共同基体中产生弱化或断开部分20。在该例子中，辊子24、26的部分28为如图5中所示的圆形部分，其用于沿界面区I出现裂口30。辊子的曲率半径R将指示裂口30将在光纤阵列10中穿透多深。通常，光纤阵列10在两个辊子24、26上传送以在两侧产生裂口。然而，根据辊子24、26的半径或外形，只有一个辊子是必须的。或者，辊子可具有带凸起部分的偏移外形以使子组将沿界面区I分开，但其它适当的辊子外形也是可能的。
用于制造光纤阵列10的弱化部分20的一些另外的方法如图6-8中所示。应注意，在共同基体能够以图2中所示的结构直接应用于光纤阵列10的同时，通常基体材料的应用要求处理速度比正常应用基体材料的速度慢。在根据本发明可预计这样的方法的同时，它们目前在商业化方面尚不可行。因此，公开其它方法。如图6中所示，光纤阵列10″的端视图被示出用设备在光纤阵列10″中产生弱化部分。例如，设备32可以是切掉共同基体18″的一部分从而形成弱化部分的激光器。设备32还可以是按如箭头所示的方向提升和下降的陡沿或刀片，以切掉共同基体18″的一部分或简单地在界面区I″上方的共同基体18″中弄出切口。这样的实施例如图9和10中所示。在图9中，光纤阵列40具有与图2中的实施例类似的另一结构。然而，光纤阵列40具有通过切割共同基体44形成的多个弱化部分42。另外，子组46和46’具有更传统的、均匀的截面形状，而不是上述的大致狗骨头样的形状。如图10中所示的光纤阵列50具有在共同基体54中断续切成的凹槽52。凹槽52可以是任何深度，包括完成穿过光纤阵列50。类似地，设备32还可以是气刀，其同样在固化骨头基体之前如图9中那样切掉共同基体的一部分或在共同基体内断续切出如图10中那样的凹槽52。
在制造光纤阵列10’的方法中使用的另一设备如图7中所示，所得的结构如图8中所示。设备40最好包括两个喷嘴40a、40b，在其施加到光纤阵列10’之后但在固化共同基体18之前，其将喷射如气体喷射引到共同基体18上。气体喷射被控制以沿光纤阵列10’以断续方式将共同基体从界面区I向外推。其后，共同基体18被固化，从而产生弱化部分20，其中共同基体18按图8中所示那样被推出。通常，气体喷射为常规的空气，但也可使用任何适当的气体或液体。在图7中示出两个喷嘴的同时，每次只能使用一个。同样，最好有至少一个喷嘴用于跨光纤阵列宽度的每一界面区。例如，如果有三个子组和两个界面区，则可以有两个喷嘴，如果使用在光纤阵列的上部和底部以在光纤阵列中产生弱化部分，则可以有两组喷嘴。如上所述，由于在相邻界面部分的弱化部分不必须在光纤阵列上的相同纵向位置，喷嘴可被放置在生产线上的不同位置。另外，通过定时气体流，弱化部分的位置可以任何构造置放在光纤阵列上。
此外，本发明的概念可使用具有任何适当设计的子组14。例如，光纤阵列10中的子组截面具有大致均匀的厚度，而图2的子组截面具有狗骨头样或非均匀厚度。换言之，子组的结构对本发明的概念并非关键之处。另外，应注意，子组基体16对共同基体18的附着特性可通过化学、电学、或机械表面技术改变。使用这些技术，附着特性也可沿光纤阵列的长度变化以产生光纤阵列的弱化部分。同样，如现有技术中公知的，共同基体或子组基体的模量可具有相同或不同的值。
在所附权利要求的范围内，本发明的许多修改和其它实施例对本领域技术人员而言将显而易见。例如，本发明的光纤阵列可被布置成堆以增加光缆内的光纤密度。另外，光纤阵列可具有其它适当的、本领域公知的构造或组件。例如，本发明的概念可与具有单一基体材料的光纤阵列一起使用，而不是具有专用基体的子组。因此，应该理解，本发明不限于在此公开的特定实施例，且可在所附权利要求的范围内进行修改和给出其它实施例。尽管在此采用了具体的术语，但它们仅以一般及说明意义使用，并非用于限制目的。
权利要求
1.具有长度的光纤阵列，包括第一子组，第一子组包括至少一光纤和第一子组基体；第二子组，第二子组包括至少一光纤和第二子组基体；共同基体，共同基体连接第一子组和第二子组，从而保持第一和第二子组相互相邻使得界面区由第一子组和第二子组的相邻端部沿纵向平面确定，共同基体具有邻近界面区的多个弱化部分，其中多个弱化部分沿光纤阵列的纵向长度断续延伸以容易地分开第一子组和第二子组。
2.根据权利要求1的光纤阵列，其中多个弱化部分布置在光纤阵列的共同基体的两侧上。
3.根据权利要求1的光纤阵列，其中多个弱化部分由光纤阵列的共同基体的一侧或两侧上的至少部分断裂的共同基体组成。
4.根据权利要求4的光纤阵列，其中共同基体的多个弱化部分贯穿共同基体完全断裂。
5.根据权利要求1的光纤阵列，光纤阵列的弱化部分与正常部分的比值在约1∶10和约5∶1之间。
6.根据权利要求8的光纤阵列，其中多个弱化部分由选自下组的设备产生辊子、激光器、陡沿、刀片、及气刀。
7.根据权利要求1的光纤阵列，其中光纤阵列具有布置在多个弱化部分之间的多个第二纵向部分，其中多个弱化部分的共同基体厚度比多个第二纵向部分的厚度小。
8.根据权利要求1的光纤阵列，其中光纤阵列包括第三子组，且第一子组、第二子组和第三子组均具有相同数量的光纤。
9.根据权利要求1的光纤阵列，其中第一和第二子组基体具有通常关于第一或第二子组的一或两端光纤增加的截面厚度。
10.根据权利要求1的光纤阵列，光纤阵列是光缆的一部分。
11.具有长度的光纤阵列，包括第一子组，第一子组具有至少一光纤和第一子组基体；第二子组，第二子组具有至少一光纤和第二子组基体；及共同基体，共同基体连接第一子组和第二子组，使得第一和第二子组在界面部分相互相邻并以固定平面关系沿纵向平面布置，光纤阵列具有与界面部分相邻的至少一第一部分，其沿光纤阵列的至少一部分以纵向方向延伸并具有第一厚度；及光纤阵列具有与界面部分相邻的至少一第二部分，其以纵向方向沿下游部分的光纤阵列的至少一部分延伸并具有第二厚度；其中第一厚度大于第二厚度，从而产生用于分开第一子组和第二子组的弱化部分。
12.根据权利要求17的光纤阵列，其中光纤阵列包括第三子组，且第一子组、第二子组和第三子组均具有相同数量的光纤。
13.根据权利要求17的光纤阵列，其中至少一第二部分沿光纤阵列的长度断续延伸。
14.根据权利要求17的光纤阵列，其中至少一第二部分仅跨光纤阵列的一部分延伸，所述部分包括至少界面部分。
15.根据权利要求17的光纤阵列，其中光纤阵列具有第一多个第一部分和第二多个第二部分，第二多个第二部分中的每一个沿光纤阵列的纵向方向布置在第一多个第一部分中的两个之间。
16.根据权利要求17的光纤阵列，其中第一部分以纵向方向延伸第一预定长度，第二部分以纵向方向延伸第二预定长度，第一预定长度比第二预定长度长。
17.根据权利要求17的光纤阵列，其中光纤阵列的弱化部分与正常部分的比值在约1∶10和约5∶1之间。
18.根据权利要求17的光纤阵列，光纤阵列是光缆的一部分。
19.具有长度的光纤阵列，包括多根光纤；至少一基体材料，至少一基体材料连接多根光纤，其中至少一基体材料包括沿光纤阵列断续间隔的多个弱化部分，使得多根光纤可被分开为两个不同的组。
20.制造在子组之间具有至少一断续分隔的光纤阵列的方法，包括步骤提供光纤阵列，光纤阵列包括包括第一子组，第一子组具有至少一光纤和第一子组基体；第二子组，第二子组具有至少一光纤和第二子组基体；及共同基体，共同基体连接第一子组和第二子组，使得第一和第二子组在界面部分相互相邻并以固定平面关系沿纵向平面布置，光纤阵列具有与界面部分相邻的至少一第一部分，其沿光纤阵列的至少一部分以纵向方向延伸并具有第一厚度；及光纤阵列具有与界面部分相邻的至少一第二部分，其以纵向方向沿下游部分的光纤阵列的至少一部分延伸并具有第二厚度；使第一子组和第二子组沿光纤阵列的至少纵向长度具有多个断续的弱化部分。
全文摘要
本发明光纤阵列具有多个断续的弱化部分，使得光纤阵列中的子组或光纤组不需特殊的工具即可接近，本发明还公开了制造前述光纤阵列的方法。在一实施例中，光纤阵列包括至少两个子组，每一子组具有各自的子组基体，且光纤阵列还包括具有多个断续弱化部分的共同基体。在另一实施例中，光纤阵列的多个断续弱化部分由沿各自的子组界面部分具有两个不同厚度剖面的共同基体形成。
文档编号G02B6/44GK1977202SQ200580021930
公开日2007年6月6日 申请日期2005年6月29日 优先权日2004年6月30日
发明者戴维·W.·基亚森, 克里斯托弗·M.·坎 申请人:康宁光缆系统有限公司