用于多芯光纤电缆的单工连接器的制造方法
【专利摘要】光纤电缆连接器包括套管子组件，其中套管安装在容器中，该容器包括在基部具有凸缘的圆筒形节段。套管子组件装载在包封件中，该包封件在其前端处包括插头外壳。该插头外壳在安装在套管中的多芯光纤的端面与匹配插座中的对应表面之间提供连接。环圈可旋转地安装到圆筒形节段上，使该环圈抵靠凸缘。圆筒形节段装配在环圈内，环圈装配在插头外壳内。所述套管、容器、圆筒形节段、安装的多芯光纤、包封件、以及插头外壳具有公共的纵向轴线。因而所述套管、容器、圆筒形节段以及安装的多芯光纤能够相对于包封件和插头外壳连续旋转，从而能够使多芯光纤在包封件内精确地旋转对准。
【专利说明】用于多芯光纤电缆的单工连接器
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求2010年3月16日提交的美国临时专利申请N0.61/314，165的优先权，该专利申请由本申请的受让人所有，并且通过引用全部结合于此。
【技术领域】
[0003]本发明总体涉及纤维光学的领域，尤其涉及改进的用于多芯光纤电缆的单工连接器。
【背景技术】
[0004]对于用于超级计算机和数据中心应用的高密度、高速并行光学数据链路的日益增长的需求，使人们对设计用于有利于节省成本的有效部署的无源光学装置产生了很高的兴趣。在用于超级计算机和数据中心的多通道并行链路中，可以利用以lGb/s到lOGb/s运行的成千上万的光学链路。
[0005]在传统的构型中，一维的并行光学链路典型地利用1X12的多模式线性光纤阵列，每根光纤用作单独的通道。在该布置中，典型地在条带内成250 μ m间距的光纤终止在诸如MT套管的成型多光纤套管中。MT终止光纤然后用于在多通道VSCEL与PiN光电探测器阵列之间形成连接。对于组装更艰难的应用，典型地呈条带构型的加套光纤终止于MT套管中，然后将MT套管放入MT-RJ、MPO、MTP?或者MPX连接器外壳内，以生成坚固的转接线。
[0006]MT套管能够以多种尺寸和不同的孔数量进行利用，以满足宽范围的连接器和信号通路应用。例如，mini MT2和mini MT4用于MT-RJ转接线中。MT4、MT8和MT12用于一维阵列的MPO和MPX转接线中。
[0007]对于更高的密度，制造商将光纤终止在2D阵列的MT16、MT24、MT48、MT60或MT72套管中。然而，利用标准单芯光纤组装的高密度构型已经被证明生产及其昂贵，因为当两个连接器匹配时在所有光纤之间实现物理接触需要非常精确地控制抛光工艺以确保共面度(尤其在72光纤变型中)。而且，成型的MT套管生产非常昂贵。2D阵列的MT套管的产品合格率导致明显更高的成本，因为一个孔的位置不当就导致套管废弃。例如，如果72光纤套管有一个孔不符合位置要求，那么即使有71个正确定位的孔，套管也要丢弃。
[0008]另外，堆叠光纤条带来生产2D构型所需的光纤带缆导致比较大而笨重昂贵的封装件。而且，光纤带缆的柔性受到不利影响。
【发明内容】
[0009]本发明的一个方面提供了光纤电缆连接器。在套管子组件中，套管安装在容器中，该容器包括在基部具有凸缘的圆筒形节段。套管子组件安装在包封件中，该包封件在其引导端处具有插头外壳。插头外壳构造成在安装在套管中的多芯光纤的端面与具有匹配插座的光学传输装置之间提供连接。可选地，多芯光纤能够经由通过转接器连接到另一多芯光纤，连接器安装在转接器的相反端部中。环圈可旋转地安装到套管子组件的圆筒形节段上，使其抵靠凸缘。环圈具有围绕圆筒形节段装配的开口、以及装配到插头外壳内的接收空腔中的外周边。套管、容器、容器圆筒形节段、安装的多芯光纤、包封件、以及插头外壳具有公共的纵向轴线。因此，套管、容器、容器圆筒形节段以及安装的多芯光纤能够相对于包封件和插头外壳连续旋转，从而能够使多芯光纤在包封件内精确地旋转对准。
[0010]本发明的其它方面旨在这样的连接器，其中套管子组件装载至可旋转框架中，并且其中凸缘延伸构件和延伸器用于控制多芯光纤在包封件内的旋转对准。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1A和IB分别示出了在本申请受让人拥有的共同未决专利申请中描述的示例性7芯多芯光纤(MCF)设计的截面图和等距图。
[0012]图2A示出了在图1A和IB中示出的7芯MCF的断层折射率分布图。
[0013]图2B示出了六边形布置的VCSEL阵列的图像，该VCSEL阵列能够用于与图1A和IB所示的MCF的外部六芯相接。
[0014]图2C示出了发射器子组件的图像，包括四个并排的图2B所示类型的VCSEL阵列。
[0015]图3示出了根据现有技术的墙后(BTW)LC连接器的分解图。
[0016]图4示出了根据现有技术的跳接LC连接器的分解图。
[0017]图5示出了适用于与图3和4所示的连接器结合使用的类型的调整扳手的立体图。
[0018]图6示出了根据本发明一个方面的BTW LC连接器的分解图，其中可旋转的环圈用于提供安装到连接器上的多芯光纤的连续旋转对准。
[0019]图7示出了在图6的连接器中使用的可旋转套管子组件的近视图。
[0020]图8示出了图7所示的可旋转套管子组件的端视图。
[0021]图9示出了图6的连接器的插头外壳的后视立体图。
[0022]图10示出了根据本发明另一方面的跳接LC连接器。
[0023]图1lA -1lB包含适于在图6和10所示的连接器中使用的可旋转环圈的替代几何结构的示例。
[0024]图12包含根据本发明另一方面的BTW LC连接器的分解图，其中套管子组件容纳在一框架中，该框架在组装后的连接器内可作为一单元旋转。
[0025]图13示出了在图12的连接器中使用的保持器元件的近视图。
[0026]图14示出了部分组装的图12的连接器的分解图。
[0027]图15示出了图12的连接器的LC跳接形式的分解图。
[0028]图16示出了部分组装的图15的连接器的分解图。
[0029]图17示出了根据本发明另一方面的保持器元件的立体图，其中保持器元件设有多个卡销元件。
[0030]图18和19分别示出了 BTW LC连接器和跳接连接器的立体图，其中图17所示类型的保持器元件用于将套管子组件保持在可旋转框架内。
[0031]图20示出了根据本发明另一方面的BTW LC连接器的分解图，其中后端保持器元件用于将套管子组件保持在可旋转框架内。
[0032]图21示出了部分组装的图20的连接器，后端保持器被压入适当位置。
[0033]图22示出了根据本发明另一方面的跳接LC连接器的分解图，其中后端保持器元件用于将套管子组件保持在可旋转框架内。
[0034]图23示出了部分组装的图22的连接器的分解图。
[0035]图24示出了根据本发明另一方面的BTW LC连接器的分解图，其中凸缘延伸构件和延伸器用于提供安装在连接器中的多芯光纤的旋转对准。
[0036]图25示出了在部分组装之后图24所示连接器的后视立体图。
[0037]图26示出了根据本发明另一方面的跳接LC连接器的分解图，其中凸缘延伸构件和延伸器用于提供安装在连接器中的多芯光纤的旋转对准。
[0038]图27示出了在部分组装之后图26所示连接器的分解图。
[0039]图28示出了在完全组装之后图26所示连接器的立体图。
[0040]图29示出了根据现有技术的标准BTW SC连接器的分解图。
[0041]图30示出了根据现有技术的标准跳接SC连接器的分解图。
[0042]图31示出了根据本发明一个方面的BTW SC连接器的分解图，其中可旋转的环圈用于提供安装到连接器上的多芯光纤的连续旋转对准。
[0043]图32示出了安装在带缓冲光纤上的图31的连接器的套管子组件的近视图。
[0044]图33示出了图32所示的套管子组件的端视图。
[0045]图34示出了图31的连接器的插头框架的后视图。
[0046]图35示出了根据本发明另一方面的跳接SC连接器的分解图，该跳接SC连接器结合有在图31的连接器中使用的类型的可旋转环圈。
[0047]图36A-36B示出了适于与图31和35所示类型的连接器结合使用的可旋转环圈的其它可能的几何结构的立体图。
[0048]图37包含根据本发明另一方面的BTW SC连接器的分解图，该BTW SC连接器结合有卡合在插头框架的背部中的可旋转电缆保持构件。
[0049]图38示出了图37所示的连接器的组装的套管子组件和可旋转保持构件的立体图。
[0050]图39示出了根据本发明另一方面的插头框架的后视立体图。
[0051]图40示出了在组装插头框架和可旋转电缆保持构件之后，图37所示的连接器的分解图。
[0052]图41示出了根据本发明另一方面的连接器的分解图，该连接器包括图37所示连接器的跳接形式。
[0053]图42示出了在组装插头框架、套管子组件和可旋转保持构件之后，图41的连接器的分解图。
[0054]图43和44示出了根据本发明多个方面的通用技术的流程图。
【具体实施方式】
[0055]本发明的多个方面旨在一种用于与单模式和多模式多芯光纤一起使用的单工(即，单光纤)连接器。如下面讨论的，本文所述类型的连接器安装到多芯光纤电缆的端部。该连接器提供了在多芯光纤电缆与具有匹配插座的光学传输装置之间的插入连接性。当连接器插入插座中时，成缆多芯光纤的端面被推靠插座内的对应表面。可选地，多芯光纤能够经由通过转接器连接到另一多芯光纤，连接器安装在转接器的相反端部中。
[0056]本文所述类型的单工连接器的一个应用是在多通道传输系统中，在该系统中多芯光纤的部段与专门设计的2维VCSEL和PiN光电探测器阵列抵靠联接，以有利于在每根光纤中若干芯上的同时传输。该传输系统在2010年3月16日提交的美国临时专利申请N0.61/314, 184中描述，该专利申请由本申请的受让人所有，并且通过引用全部结合于此。
[0057]图1A和IB分别示出了在2010年3月16日提交的美国临时专利申请N0.61/314，184中描述的示例性7芯MCF 10的截面图和等距图，该专利申请由本申请的受让人所有，并且通过引用全部结合于此。MCF 10包括在公共覆层区域14内的七个芯区域12a — 12g的阵列。第一芯区域12a位于光纤的中央。六个芯区域12b — 12g布置成围绕中央芯12a的六边形16。七个芯区域12a — 12g构造成沿着MCF 10的纵向轴线18将相应的光传输沿着MCF 10的长度传送。
[0058]利用堆一拉技术从布置成六边形阵列的七个渐变折射率的激光波光纤芯棒制造MCF 10。拉制光纤具有26 μ m的芯直径，39 μ m的芯一芯间距、以及直径125 μ m的圆形外覆层，与传统的光学连接性产品相容。应理解，本发明的一个方面的当前描述也可应用于单模式多芯光纤、以及具有不同外径和外覆层形状的多芯光纤。例如，虽然图1A — IB所示的外覆层具有圆形截面，但是本文描述的结构和技术也可与具有椭圆截面的光纤结合使用(实际上，圆形能够看作是椭圆几何结构的特殊情况)。
[0059]图2A示出了 7芯MCF 10的断层折射率分布图20。图2B示出了六边形布置的VCSEL阵列22的图像，该VCSEL阵列能够用于与MCF的外部六芯相接。图2C示出了发射器子组件24的图像，包括四个并排的VCSEL阵列22，每个阵列包括六个VCSEL。该装置能够用于通过7芯多芯光纤的六个外芯发射。当然，其它芯数量和VSCEL构型也是可行的，例如2X2等等。
[0060]根据下述本发明的一个方面，多芯光纤终止在诸如LC、FC、MU、ST或SC连接器等的单工连接器的圆筒形套管内。利用诸如图2B所示的阵列22的2维VCSEL阵列，可以在与经由传统的单芯光纤进行单通道传输所需相同的空间中实现沿多个通道并行传输。当然，由于能够生产具有任何数量的芯的多芯光纤，所以具有不同通道数量的多芯连接器也是可行的。
[0061]为了有利于信号传输，单工连接器中的每个芯必须与有源装置的对应VCSEL精确对准。对于匹配的连接器，多芯光纤的对应芯(即，传输路径)必须终止在相对连接器中精确对准的位置。
[0062]本发明的多个方面旨在有利于芯一装置对准和芯一芯对准的多芯光纤连接器。如下所述，根据本发明一个方面的连接器系统通过提供套管框架组件，提供了多芯光纤相对于第二元件的连续旋转对准，多芯光纤的一端可旋转地安装在套管框架组件中。根据本发明的另一方面，在对准之后，多芯光纤的旋转定向然后相对于套管轴线固定。根据本发明多个方面的旋转对准结构在LC型和SC型连接器的上下文中描述。列出了墙后(BTW)和跳接(即，转接线)的变型。
[0063]匹配的多芯连接器之间的连接的光学性能大部分取决于两个多芯光纤端面的对应芯对准的精度。多种条件影响多芯光纤端面的对准，包括侧向偏移、角度偏移和纵向偏移。
[0064]侧向偏移和角度偏移的起作用因素包括:套管外径公差、相对于套管外径的套管一毛细管同心度、相对于套管外径的套管一毛细管角度、光纤直径与套管一毛细管间隙、光纤芯位置误差、以及相对于连接器关键特征的芯定向。这些因素经由套管和光纤几何结构的严密尺寸控制、可旋转连接器部件的应用以及本文所述的相关结构和技术而解决。
[0065]多芯光纤芯之间的纵向偏移受到多个因素影响，这些因素包括:作用在多芯光纤端面上的轴向力(例如，由于弹簧加载)、套管的曲率半径、球形套管端面的顶点偏移、以及光纤从套管端面的突出或者下陷。为了确保匹配的多芯连接器的所有芯物理接触，假定已经实现旋转对准，必须控制套管接触力和连接器的端面几何结构。
[0066]在抛光之后，多芯光纤将具有凸起形状；因此，接触力必须足以利用一些最小的力将芯匹配。套管端面的曲率半径应该典型地大于7mm，光纤突出应该典型地范围从-0.125 μ m到+4.0 μ m，端面的顶点偏移应该典型地小于70 μ m,套管上的接触力应该大于4.1N,以确保在操作期间保持芯一芯接触。
[0067]为了当前描述，假定所述连接器与包含单个多芯光纤的光纤电缆结合使用。然而，明显的是，所述结构和技术也可与包含多个光纤和光纤类型的光纤电缆结合使用。
[0068]应理解，本发明的各种实践的当前示例是例示性而不是限制性的，所述结构和技术可以利用所需的适当修改而应用于其它类型的光纤电缆和连接器。
[0069]在下面的节段中组织了本发明的多个方面的描述，其中列出了本发明的多个不同的实践:
[0070]1.多芯单工连接器:LC型
[0071]1.1.现有技术的LC连接器
[0072]1.2.具有可旋转凸缘环圈的LC连接器
[0073]1.2.1.多边形环圈
[0074]1.2.2.其它环圈几何结构
[0075]1.3.具有可旋转框架的LC连接器
[0076]1.3.1.具有前端压配合保持器的可旋转框架
[0077]1.3.2.具有卡销式保持器的可旋转框架
[0078]1.3.3.具有后端压配合保持器的可旋转框架
[0079]1.4.具有延伸凸缘的LC连接器
[0080]2.多芯单工连接器:SC型
[0081]2.1.现有技术的SC连接器
[0082]2.2.具有可旋转凸缘环圈的SC连接器
[0083]2.2.1.具有键槽或键的环圈
[0084]2.2.2.其它环圈几何结构
[0085]2.3.具有可旋转电缆保持构件的SC连接器
[0086]2.3.1.具有键的可旋转保持构件
[0087]3.技术
[0088]4.结论
[0089]1.多芯单工连接器:LC型
[0090]1.1.现有技术的LC连接器
[0091]为了提供之后节段的背景，已经包括节段1.1。
[0092]一般来说，光纤连接器是安装到光纤电缆的一端，从而提供将电缆端部连接到具有适当形状的插座的装置并且将电缆端部与该装置分离的容易方式的机械装置。
[0093]将连接器安装到光纤电缆的端部是多步骤过程。首先，通过剥离外保护层露出裸露光纤的一段长度而准备光纤电缆的端部。然后将裸露光纤沿着通过套管子组件纵向延伸的毛细管的长度与位于套管尖端的裸露光纤的端部螺接。
[0094]套管子组件被加载到插头外壳中，插头外壳成形为“卡合”在适当形状的插座中，使得在套管尖端处的光纤端面与容纳在插座中的对应表面(例如光学装置的上述阵列)接近或者与另一连接器的光纤端面直接接触地操作。
[0095]图3示出了根据现有技术的墙后(BTW) LC连接器的分解图。LC连接器30从左到右包括以下部件:插头外壳31 ;套管子组件32 ;弹簧33 ;延伸器34 ；以及缓冲器罩35。为了当前描述，形容词“前部”和“引导”指的是连接器的插头端(即，图3的左侧)。形容词“后部”和“尾部”指的是连接器的罩端(即，图3的右侧)。部件31 - 35共用公共的纵向轴线36。
[0096]在组装后的连接器30中，套管子组件32、安装到其上的电缆端部在包封件内沿着纵向轴线36“浮动”，该包封件包括插头外壳31、延伸器34和缓冲器罩35。弹簧33提供了套管子组件32在包封件内的弹簧加载，使得套管凸缘组件32被朝向插头外壳31的前端偏置。罩35减轻光纤电缆上的机械应变。
[0097]套管子组件32包括套管322、容器325和管子326。套管322具有沿着轴线36沿其长度延伸的精确孔。该孔成形为从光纤电缆的剥离端(未示出)紧密地接收裸露光纤。裸露光纤在套管尖端321处被修整并抛光，从而产生具有凸起周边的露出的光纤端面。容器325包括在周边中具有一对狭槽323的六边形凸缘324。
[0098]当连接器30完全组装时，能够通过在插头外壳31前部的开口 311接近套管尖端324。插头外壳31包括闩锁臂312，该闩锁臂用于将连接器可释放地锁定到对应插座(未示出)中。
[0099]当连接器30完全组装时，六边形凸缘324座靠在插头外壳31内的对应六边形空腔中，从而防止凸缘/套管组件32围绕轴线36旋转。
[0100]图4示出了根据现有技术的跳接LC连接器40的分解图。LC连接器40从左到右包括以下元件:插头外壳41 ;套管子组件42 ;弹簧43 ;电缆保持构件44 ;压接/套筒子组件45 ；以及应变减轻罩46。将看到，跳接LC连接器40的部件大致对应于BTW LC连接器30的部件，如图1所示。具体地，将看到BTW LC连接器30中的插头外壳31和套管子组件32的元件的以上描述同样应用于跳接LC连接器40中的插头外壳41和套管子组件42。
[0101]图5示出了能够用于使套管子组件32、42围绕其纵向轴线在组装后的连接器30、40中旋转从而改进芯对准的调整扳手50的立体图。如图5所示，调整扳手50包括在其中具有开口 52的中空轴51，该中空轴穿过插头外壳开口 311、411围绕套管322、422装配。齿53与凸缘狭槽323、423接合。
[0102]在使用中，调整扳手50将套管子组件32、42沿其纵向轴线推向组装后的连接器
30、40的尾端，使得弹簧33、43被压下，并且使得六边形凸缘325、425从其在插头外壳31、41中的接收空腔移开。一旦凸缘325、425移开，套管子组件32、42就可以围绕其纵向轴线自由旋转。松开调整扳手50导致六边形凸缘325、425重新座靠在其接收空腔中。应理解，套管子组件32、42只能相对于插头外壳31、41旋转到六个定向中的一个(即，60度位置调整)，与凸缘325、425在其对应的六边形空腔中的六个可能的旋转对应。
[0103]1.2.具有可旋转凸缘环圈的LC连接器
[0104]1.2.1.多边形环圈
[0105]图6示出了根据本发明一个方面的BTW LC连接器60的分解图。连接器60包括以下部件(从左到右):具有开口 611和闩锁臂612的插头外壳61 ;可旋转凸缘环圈62 ;套管子组件63 ;管子64 ;弹簧65 ;延伸器66 ；以及缓冲器罩67。部件61 — 67共用公共的纵向轴线68。
[0106]套管子组件63包括安装在容器630的前端中的套管632。套管632具有沿着纵向轴线68的精确孔。该孔定尺寸为从光纤电缆的剥离端紧密地接收裸露光纤。
[0107]容器630包括锥形引导端634，该锥形引导端具有多个狭槽633和在引导端中的开口，套管632座靠在开口中，狭槽633构造成被图5所示类型的调整扳手接合。容器630还包括圆筒形节段635和凸缘636。
[0108]环圈62在其中具有开口 621，该开口定尺寸为围绕圆筒形节段635紧密装配，同时允许套管子组件63在环圈开口 621内围绕纵向轴线68旋转。在组装后的连接器60中，环圈62抵靠凸缘636。此外，在组装后的连接器60中，环圈62座靠在插头外壳61内对应形状的空腔中。该空腔的一个示例在图9中示出，如下所述。这样,环圈62在套管子组件63与插头外壳61之间提供了机械接口。
[0109]图7示出了组装后的套管子组件70的近视图，套管子组件70包括环圈62、套管子组件63、管子64和安装的带缓冲多芯光纤71。从图7能看到，组装后的套管632以及容器630的包括狭槽633的锥形引导端634穿过环圈62中的开口突出。根据以上讨论，光纤71的外层被剥离以露出裸露的多芯光纤，该多芯光纤穿过精确孔螺接在套管632中，并且利用环氧树脂或者其它适当的粘合剂保持在适当位置。光纤的端部被修整并抛光以在套管尖端631处生成凸起光纤端面。
[0110]—旦光纤被终止并抛光,环圈62就能相对于组件63旋转，以允许多芯光纤的芯以期望定向对准。图8示出了组装后的套管子组件70的端视图，其中环圈62定位成使得光纤71的特定芯紧邻六边形环圈62的一个平坦侧。
[0111]在一种情形下，当套管子组件63在环圈62内旋转的同时六边形环圈62保持固定在固定装置中。一旦环圈62位于相对于套管子组件63的期望位置，其就能利用环氧树脂或其它适当的粘合剂保持在适当位置。可选地，环圈62能够构造成提供在凸缘圆筒形部分635上的轻的压配合，这会在定向之后阻碍旋转。一旦凸缘环圈62被定向，凸缘/套管组件就能安装在连接器插头外壳61中。
[0112]图9示出了插头外壳61的后视立体图，其内部包括严密定公差的内部六边形空腔613。六边形环圈62将套管子组件63相对于位于外壳61顶部上的连接器悬臂闩锁612保持在期望定向。
[0113]可选地，套管子组件63和其它连接器部件(即，外壳、弹簧、延伸器等)能够完全组装，并且能使用类似之前图5所示的专用LC调整扳手来将套管子组件63相对于环圈62定向。调整扳手与狭槽633接合并允许使用者相对于六边形环圈(和外壳)旋转套管凸缘圆筒。
[0114]图10示出了采用上述结构的跳接LC连接器100。LC连接器100从左到右包括以下元件:插头外壳101 ;可旋转环圈102 ;套管子组件103 ;管子104 ;弹簧105 ;电缆保持构件106 ;压接/套筒子组件107 ;以及应变减轻罩108。
[0115]关于BTW连接器60 (图6)的上述定向技术同样可应用于跳接连接器100。跳接部件(即，电缆保持构件106、压接一套筒子组件107和应变减轻罩108)替代它们的BTW部件使用。
[0116]1.2.2.其它环圈几何结构
[0117]其它环圈几何结构也是可行的。六边形形状只是许多可行的多边形形状中的一种，多边形形状例如包括方形、矩形、三角形等。可旋转环圈也能是D形或者双D形的。插头外壳的内部几何结构将改变以与环圈几何结构匹配。图1lA — IlB包含替代的环圈几何结构110、115的示例。
[0118]1.3.具有可旋转框架的LC连接器
[0119]1.3.1具有前端压配合保持器的可旋转框架
[0120]图12包含根据本发明另一方面的BTW LC连接器120的分解图，其中套管子组件容纳在一框架中，该框架在组装后的连接器内可作为一单元旋转。连接器包括以下元件(从左到右):插头外壳121 ;保持器122 ;套管子组件123 ;管子124 ;弹簧125 ;可旋转框架126 ；以及缓冲器罩127。框架126具有基本圆筒形形状，并且在其中具有定形为接收套管子组件123的空腔。
[0121]图13示出了保持器122的近视图，保持器122被压配合到框架126的口部中以将套管子组件123、管子124和弹簧125保持在框架126中。保持器具有与套管子组件123的形状匹配的内部几何结构(例如，六边形、方形、矩形、D形、双D形等)。
[0122]图14示出了连接器120的分解图，其中套管子组件123、管子124和弹簧125已经装载到框架126中，并且其中压配合保持器122已经座靠在框架126的口部中以形成单元140，单元140具有装配到外壳121中的前端和装配到缓冲器罩127中的后端。
[0123]一旦连接器120已经组装到多芯光纤上，就能通过相对于外壳121旋转框架126，将光纤芯相对于外壳上的R锁臂定向。一旦光纤芯相对于连接器外壳121处于期望位置，框架126就能利用环氧树脂保持在适当位置。
[0124]图15示出了可旋转框架组装概念的LC跳接器形式的分解图。连接器150包括以下元件(从左到右):插头外壳151 ;保持器152 ;套管子组件153 ;弹簧154 ;可旋转框架155 ;压接/套筒子组件156以及缓冲器罩157。框架126具有基本圆筒形形状，并且在其中具有定形为接收套管子组件123的空腔。
[0125]图16示出了部分组装的连接器150，包括组装后的可旋转框架组件160、组件160包括部件152 — 155，压配合保持器52处于适当位置。定向方法与上述用于BTW连接器120 (图12 - 14)的相同；然而，使用LC跳接部件。
[0126]1.3.2.具有卡销式保持器的可旋转框架
[0127]图17示出了根据本发明另一方面的保持器170的立体图，其中保持器170设有多个卡销元件(例如，保持器突片)171，卡销元件171构造成锁定在位于上述类型的可旋转框架上的匹配的卡销元件中(例如，接收狭槽)。
[0128]图18和19分别示出了 BTW连接器180和跳接连接器190的立体图。连接器180、190包括单元182、192,单元182、192包括可旋转框架,套管子组件已经装载到该可旋转框架中，并且图17所示类型的卡销式保持器已经插入该可旋转框架中并旋转，保持器突片由对应的卡销狭槽1821、1921俘获。
[0129]保持器将套管子组件俘获在可旋转框架内，从而执行上述压配合保持器的功能。
[0130]组装后的单元182、192的前端被插入插头外壳181、191中，组装后的单元182、192的后端被插入连接器180的罩183、以及连接器190的压接/套筒子组件193和罩194中。
[0131]1.3.3具有后端压配合保持器的可旋转框架组件
[0132]在可选实施例中，通过安装在后端处的压配合保持器，将套管子组件和弹簧俘获在可旋转框架组件内。
[0133]图20示出根据本发明该方面的BTW连接器200的分解图。连接器200包括以下部件:插头外壳201 ;可旋转框架202 ;套管子组件203 ;弹簧204 ;压配合保持器205 ；以及缓冲器罩206。
[0134]图21示出了连接器200的分解图，其中可旋转框架202、套管子组件203、弹簧204和压配合保持器205已经一起组装为单个单元。
[0135]图22示出根据本发明该方面的跳接LC连接器220的分解图。连接器220包括以下部件:插头外壳221 ;可旋转框架222 ;套管子组件223 ;弹簧224 ;压配合保持器225 ;压接/套筒子组件226 ；以及应变减轻罩227。
[0136]图23示出了连接器220的分解图，其中可旋转框架222、套管子组件223、弹簧224和压配合保持器225已经一起组装为单个单元。
[0137]1.4.具有延伸凸缘的LC连接器
[0138]根据本发明的另一方面，延伸套管/凸缘和可旋转延伸器用于提供在多芯光纤电缆连接器内套管子组件的连续旋转对准。如下所述，延伸套管凸缘和可旋转延伸器的使用允许从连接器的罩端部控制套管子组件的旋转对准。
[0139]图24示出根据本发明另一方面的BTW LC连接器240的分解图。从左到右，连接器240包括以下元件:插头外壳241 ;延伸套管子组件242 ;弹簧243 ;可旋转延伸器244 ;以及罩245。
[0140]套管子组件242在其后端包括凸缘延伸构件2421,凸缘延伸构件2421具有贯穿的开口 2422(图25)，开口 2422定尺寸为接收带缓冲光纤的引导端。
[0141]在所述示例中，凸缘延伸构件2421具有六边形外周边，但是也能使用其它多边形形状，例如方形、矩形等。凸缘延伸构件2421也能具有D形或双D形周边。另外，凸缘延伸构件2421能够与子组件242的其它部件制造为单个单元。
[0142]可旋转延伸器244的内部几何结构2441包括紧密定公差的孔，该孔具有与凸缘延伸构件2421的外周边相同的形状，从而允许两个部件之间的滑动配合。
[0143]图25示出了部分组装的连接器240的后视立体图，示出了凸缘延伸构件2421如何装配在可旋转延伸器244中。将看到可旋转延伸器244、凸缘延伸构件2421和套管子组件242相对于插头外壳241作为一个单元旋转。
[0144]一旦光纤终止并抛光，可旋转延伸器244就能相对于插头外壳241旋转，这导致凸缘延伸构件2421围绕套管轴线旋转，从而允许多芯光纤的芯沿期望旋转定向对准。一旦光纤芯相对于连接器外壳241上的闩锁臂处于期望位置，延伸器244就能利用环氧树脂保持在适当位置。
[0145]图26示出结合有上述凸缘延伸构件和可旋转延伸器的跳接LC连接器260的分解图。连接器260包括:插头外壳261 ;具有延伸构件2621的套管子组件262 ;弹簧263 ;具有开口 2641的电缆保持可旋转延伸器264 ;压接/套筒子组件265 ;以及应变减轻罩266。
[0146]图27示出在部分组装之后跳接LC连接器260的分解图，其中延伸构件2621与可旋转延伸器264的六边形内部开口 2641接合。
[0147]当电缆保持可旋转延伸器264相对于插头外壳261旋转时，套管子组件262和延伸构件2621也会旋转。因此，定向技术基本与上述用于BTW连接器240 (图24)的相同。
[0148]图28示出了在完全组装之后连接器260的立体图。在压接/套筒子组件265和应变减轻罩266永久安装的情况下,能够通过相对于外壳261旋转罩266,将光纤芯相对于插头外壳261上的円锁臂2611定向。一旦芯处于期望定向，可旋转延伸器264就能利用环氧树脂相对于外壳261固定。
[0149]2.多芯单工连接器:SC型
[0150]上述结构和技术也可应用于SC型连接器。提供现有技术的SC连接器的简要描述作为背景，之后讨论根据本发明多个方面的多种设计。
[0151]2.1.现有技术的SC连接器
[0152]图29示出了根据现有技术的标准BTW SC连接器290的分解图。连接器290从左到右包括以下元件:夹持件291 ;插头外壳292 ;套管子组件293 ;管子294 ;弹簧295 ;电缆保持构件296 ;以及缓冲器罩297。
[0153]套管子组件293包括套管和容器，该容器具有带有至少一个键槽2931的凸缘。套管子组件293置于插头外壳292内，插头外壳292具有机械内部键3121 (图34)，以阻碍套管子组件293相对于插头外壳292的旋转。一些SC套管凸缘设计利用达到4个键槽，以允许套管子组件293相对于插头外壳292安装在四个位置中的一个(即，90度位置调整)，从而改进芯一芯对准。
[0154]图30示出了根据现有技术的标准跳接SC连接器300的分解图。连接器300从左到右包括以下元件:夹持件301 (包括键3011);插头外壳302 ;套管子组件303 ;管子304 ；弹簧305 ;电缆保持构件306 ;压接/套筒子组件307 ;以及应变减轻罩308。
[0155]2.2.具有可旋转凸缘环圈的SC连接器
[0156]2.2.1.具有键槽或键的环圈
[0157]图31示出了根据本发明另一方面的BTW SC连接器3100的分解图。连接器3100从左到右包括以下元件:具有键3120的夹持件3101 ;插头外壳3102 ;可旋转环圈3103 ;套管子组件3104 ;管子3105 ;弹簧3106 ;电缆保持构件3107 ;缓冲器罩3108。
[0158]在所示实施例中，可旋转环圈3103具有两个键槽切口 3121。仅具有一个键槽或几个键槽的可选形式也是可行的。
[0159]图32示出了安装在带缓冲光纤3200上的环圈3103、套管子组件3104和管子3105的近视图。一旦光纤3200终止并抛光，套管子组件3104就能相对于环圈3103旋转，以允许多芯光纤3200的芯沿期望定向对准。
[0160]图33示出了单元330的端视图，单元330包括组装后的环圈3103、套管子组件3104、管子3105和光纤3200。环圈3103定位成使得多芯光纤3200的特定光纤紧邻一个环圈平坦部3301。在一个可能的情形下，当套管凸缘圆筒在环圈313内旋转的同时可旋转环圈313保持固定在固定装置中。一旦环圈313位于相对于套管凸缘圆筒的期望位置，其就能利用环氧树脂保持在适当位置。可选地，环圈313能够设计成提供在套管上的轻的压配合，这会在定向之后阻碍旋转。
[0161]图34示出了插头外壳312的后视图。一旦凸缘环圈313定向，凸缘组件就能安装在具有键3120的插头外壳312中，键3120与可旋转凸缘环圈的键槽匹配。内部键将凸缘组件相对于插头外壳保持在期望定向中。在连接器完全安装在光纤电缆上时，安装在顶部上具有键3111的SC夹持件以完全键控连接器。
[0162]图35示出了结合有上述可旋转环圈的跳接SC连接器350的分解图。连接器350从左到右包括以下元件:具有键的夹持件351 ;插头外壳352 ;可旋转环圈353 ;套管子组件354 ;管子355 ;弹簧356 ;电缆保持构件357 ;压接/套筒子组件358 ;以及缓冲器罩359。
[0163]定向技术与用于BTW连接器的相同；不过使用SC跳接部件。
[0164]2.2.2.其它环圈几何结构
[0165]可选的环圈几何结构也是可行的。具有键槽的凸缘环圈只是许多可能的构型中的一种。在可选实施例中，凸缘环圈能够具有键，匹配键槽能够置于插头外壳中。而且，可行的是使用具有其它多边形形状的凸缘环圈，多边形形状例如为方形、矩形、三角形等。环圈也能是D形或者双D形的。同样，插头外壳的内部几何结构将改变以与环圈几何结构匹配。
[0166]图36A和36B示出了其它可能的环圈几何结构360、365的立体图。
[0167]2.3.具有可旋转电缆保持构件的SC连接器
[0168]2.3.1.具有键的可旋转保持构件
[0169]图37包含BTW SC连接器370的分解图，该BTW SC连接器具有卡合在插头外壳的背部中的可旋转电缆保持构件。连接器370从左到右包括以下元件:具有键的夹持件371 ；插头外壳372 ;套管子组件373 ;管子374 ;弹簧375 ;保持构件376 ;以及缓冲器罩377。
[0170]套管子组件373、管子374和弹簧375被保持构件376俘获在插头外壳372中。
[0171]图38示出单元380的立体图，单元380包括以下组装后的部件:套管子组件373 ；管子374 ;弹簧375和可旋转保持构件376。保持构件376具有从其前端延伸的两个键3761，键3761与套管凸缘373上的键槽3731接合。然而，保持构件仅具有一个键或几个键的其它实施例也是可行的。
[0172]图39所示的插头外壳390不具有内部键。因此，当保持构件相对于插头外壳旋转时，套管子组件373也自由旋转。
[0173]图40示出了部分组装的连接器370，包括通过将单元380 (图38)卡合在插头外壳372内的适当位置而形成单元400。一旦完全组装的连接器安装在多芯光纤上，就能通过简单地相对于插头外壳372旋转保持构件而将光纤芯相对于插头外壳定向。一旦光纤芯相对于连接器外壳处于期望位置，可旋转保持构件就能利用环氧树脂保持在适当位置，置于插头外壳后部处的狭槽中。
[0174]图41示出了连接器4100的分解图，连接器4100包括可旋转保持构件概念的跳接形式。连接器4100从左到右包括以下部件:夹持件4101 ;插头外壳4102 ;套管子组件4103 ；弹簧4104 ;可旋转电缆保持构件4105 ;压接/套筒子组件4106 ;以及应变减轻罩4107。
[0175]图42示出了包括单元4200的部分组装的连接器4100，单元4200包括套管子组件4103、弹簧4104和卡合在外壳4102内适当位置的可旋转电缆保持构件4105。定向方法与用于BTW连接器的相同；不过使用SC跳接部件。
[0176]3.通用技术
[0177]图43和44示出了根据本发明多个方面的通用技术430、440的流程图。应注意，图43和44旨在例示而不是限制。可以利用这些图中示出的要素的一些或全部的不同组合以及包括这些图中未清楚示出的要素的组合，以多种不同方式实践本发明。
[0178]图43示出了用于为包含多芯光纤的光纤电缆提供对准连接器的技术430的流程图。
[0179]技术430包括以下步骤:
[0180]431:剥去光纤电缆的一端部，从而生成多芯光纤的露出的裸露端部。
[0181]432:将多芯光纤的露出端部插入纵向延伸通过光学连接器的套管子组件的毛细管中。
[0182]433:将多芯光纤的露出端部结合在套管内。
[0183]434:修整套管尖端处的光纤。
[0184]435:将修整的光纤抛光以产生凸起端面。
[0185]436:使套管子组件绕其纵向轴线在光学连接器外壳内旋转，直到光纤芯相对于光学连接器外壳处于期望位置，从而实现精确的旋转对准。
[0186]在步骤436中，可以例如相对于安装在匹配光学连接器中的第二多芯光纤，或者相对于光学装置的阵列实现精确的旋转对准。
[0187]图44示出了用于为包含多芯光纤的光纤电缆提供对准连接器的技术440的流程图。
[0188]技术440包括以下步骤:
[0189]441:剥去光纤电缆的一端部，从而生成多芯光纤的露出的裸露端部。
[0190]442:将多芯光纤的露出端部插入纵向延伸通过光学连接器的套管子组件的毛细管中，其中套管子组件可旋转地安装在围绕套管子组件装配的环圈中。
[0191]443:将多芯光纤的露出端部结合在套管内。
[0192]444:修整套管尖端处的光纤。
[0193]445:将修整的光纤抛光以产生凸起端面。
[0194]446:使套管子组件绕其纵向轴线在环圈内旋转，直到光纤芯相对于环圈处于期望位置。
[0195]447:将对准的套管子组件安装在光学连接器外壳中，从而实现精确的旋转对准。
[0196]在步骤447中，可以例如相对于安装在匹配光学连接器中的第二多芯光纤，或者相对于光学装置的阵列实现精确的旋转对准。
[0197]4.结论
[0198]虽然以上描述包括使本领域技术人员能够实践本发明的细节，但是应认识到，该描述本质上是例示性的，受益于这些教导的本领于技术人员将清楚其许多修改和变型。因此这里本发明旨在仅由所附权利要求限定，权利要求旨在在现有技术的允许下宽泛地理解。
【权利要求】
1.一种光纤电缆连接器，包括: 套管子组件，其中套管安装在容器中，该容器包括在基部具有凸缘的圆筒形节段；包封件，所述套管子组件装载在该包封件中，其中该包封件在前端处包括插头外壳，其中该插头外壳构造成在安装在套管中的多芯光纤的端面与匹配插座中的对应表面之间提供连接；以及 环圈，该环圈可旋转地安装到所述套管子组件的套管或圆筒形节段上，使该环圈抵靠凸缘，其中所述环圈具有围绕所述套管或圆筒形节段装配的开口、以及装配到插头外壳内的接收空腔中的外周边， 其中，所述套管、容器、容器的圆筒形节段、安装的多芯光纤、包封件、以及插头外壳具有公共的纵向轴线，并且 由此所述套管、容器、容器的圆筒形节段以及安装的多芯光纤能够相对于包封件和插头外壳连续旋转， 从而能够使多芯光纤电缆在包封件内精确地旋转对准。
2.根据权利要求1所述的连接器，其中，所述环圈和接收空腔具有多边形周边。
3.根据权利要求2所述的连接器，其中，所述环圈和接收空腔具有六边形周边。
4.根据权利要求2所述的连接器，其中，所述环圈和接收空腔具有矩形周边。
5.根据权利要求4所述的连接器，其中，所述环圈和接收空腔具有方形周边。
6.根据权利要求1所述的连接器，其中，所述环圈和接收空腔具有D形周边。
7.根据权利要求1所述的连接器，其中，所述环圈和接收空腔具有双D形周边。
8.根据权利要求1所述的连接器，其中，所述环圈包括至少一个键槽。
9.根据权利要求8所述的连接器，其中，所述插头外壳包括至少一个键，该至少一个键的形状和位置与所述环圈中的至少一个键槽对应。
10.一种光纤电缆连接器，包括: 套管子组件； 框架，所述套管子组件装载在该框架中；以及 外壳，所述框架和所述套管子组件装载在该外壳中， 其中所述套管子组件、框架和外壳具有公共的纵向轴线， 其中所述框架包括在其中具有空腔的圆柱形本体，该空腔定形为紧密接收所述套管子组件；并且 其中所述框架能够在所述外壳中围绕该框架的纵向轴线连续旋转， 从而能够使安装在所述套管子组件中的多芯光纤电缆在包封件内精确地旋转对准。
11.根据权利要求10所述的光纤电缆连接器，其中，所述框架还包括: 位于一端的开口，该开口用于将所述套管子组件插入所述框架的空腔中；以及 保持器元件，该保持器元件安装在所述开口中，用于将所述套管子组件保持在所述框架内。
12.根据权利要求10所述的光纤电缆连接器，其中，所述开口位于所述框架的前端处。
13.根据权利要求12所述的光纤电缆连接器，其中，所述保持器包括压配合保持器。
14.根据权利要求12所述的光纤电缆连接器，其中，所述保持器和所述框架开口包括用于将所述保持器安装在所述框架开口中的匹配的卡销结构。
15.根据权利要求10所述的光纤电缆连接器，其中，所述开口位于所述框架的尾端处。
16.根据权利要求15所述的光纤电缆连接器，其中，所述保持器包括压配合保持器。
17.根据权利要求10所述的光纤电缆连接器，其中，所述框架在其前缘上具有至少一个键，该至少一个键与所述套管子组件上的至少一个键槽接合。
18.一种光纤电缆连接器，包括: 套管子组件，该套管子组件包括: 套管， 容器，该容器具有前端，所述套管安装在该前端处，以及 安装在所述容器的尾端上的凸缘延伸构件； 延伸器，该延伸器具有围绕所述凸缘延伸件紧密装配的内部开口 ；以及 包封件，所述套管子组件装载在该包封件中， 其中所述套管子组件、延伸器和包封件具有公共的纵向轴线， 其中所述套管子组件和延伸器能够在包封件内连续旋转，并且其中通过所述延伸器的露出的后端的旋转，控制所述套管子组件和延伸器在外壳内的旋转。
19.根据权利要求18所述的连接器，其中，所述凸缘延伸构件和所述延伸器的内部开口具有多边形周边。
20.根据权利要求19所述的连接器，其中，所述凸缘延伸构件和所述延伸器的内部开口具有六边形周边。
21.根据权利要求19所述的连接器，其中，所述凸缘延伸构件和所述延伸器的内部开口具有矩形周边。
22.根据权利要求21所述的连接器，其中，所述凸缘延伸构件和所述延伸器的内部开口具有方形周边。
23.根据权利要求18所述的连接器，其中，所述凸缘延伸构件和所述延伸器的内部开口具有D形周边。
24.根据权利要求18所述的连接器，其中，所述凸缘延伸构件和所述延伸器的内部开口具有双D形周边。
25.一种光纤电缆连接器，包括: 套管子组件，其中套管安装在容器中，该容器包括在基部具有凸缘的圆筒形节段；包封件，所述套管子组件装载在该包封件中，其中该包封件在前端处包括插头外壳，其中该插头外壳构造成在安装在套管中的多芯光纤的端面与安装在匹配连接器的套管中的多芯光纤的对应端面之间提供连接， 其中，所述包封件还包括位于所述套管子组件后方的弹簧，该弹簧用于将套管子组件向前推入插头外壳中。
26.根据权利要求25所述的连接器，其中，所述弹簧施加足以引起多芯连接器端面的变形的接触力，该变形足以确保多芯光纤的端面与匹配连接器中的第二多芯光纤的端面之间的芯一芯接触。
27.根据权利要求26所述的连接器，其中，所述接触力为至少4.1N。
28.根据权利要求25所述的连接器，其中，所述多芯光纤的端面具有小于70μ m的顶点偏移。
29.根据权利要求25所述的连接器，其中，所述多芯光纤的端面的曲率半径为至少7mm η
30.根据权利要求25所述的连接器，其中，所述多芯光纤从所述套管端面突出-0.125至 +4.0 μ m。
31.一种用于为容纳多芯光纤电缆的光纤电缆提供对准连接器的方法，该方法包括以下步骤: (a)剥去光纤电缆的一端部,从而生成多芯光纤的露出的裸露端部； (b)将多芯光纤的露出端部插入纵向延伸通过光学连接器的套管子组件的毛细管中； (C)将多芯光纤的露出端部结合在套管内； (d)修整套管尖端处的光纤； (e)将修整的光纤抛光以产生凸起端面；以及 (f)使套管子组件绕其纵向轴线在光学连接器外壳内旋转，直到光纤芯相对于光学连接器外壳处于期望位置，从而实现精确的旋转对准。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，在步骤(f)中，相对于安装在匹配光学连接器中的第二多芯光纤实现精确的旋转对准。
33.根据权利要求31所述的方法，其中，在步骤(f)中，相对于光学装置的阵列实现精确的旋转对准。
34.根据权利要求31所述的方法，其中，在步骤(b)中，将套管子组件装载到光学连接器外壳中的可旋转框架内。
35.根据权利要求34所述的方法，其中，在步骤(f)中，通过旋转可旋转框架而旋转套管子组件。
36.根据权利要求31所述的方法，其中，在步骤(b)中，套管子组件经由滑动配合延伸穿过光学连接器外壳内的延伸器。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，在步骤(f)中，通过旋转延伸器使套管子组件纵向旋转。
38.根据权利要求31所述的方法，其中，步骤(f)还包括:通过视觉检查，改变光纤芯相对于连接器外壳的位置。
39.根据权利要求31所述的方法，其中，步骤(f)还包括:通过光学监控经过匹配的一对连接器的传输功率，改变光纤芯相对于连接器外壳的位置。
40.根据权利要求31所述的方法，其中，步骤(f)还包括:通过光学监控从有源装置经过连接器的传输功率，改变光纤芯相对于连接器外壳的位置。
41.一种用于为容纳多芯光纤的光纤电缆提供对准连接器的方法，该方法包括以下步骤: (a)剥去光纤电缆的一端部,从而生成多芯光纤的露出的裸露端部； (b)将多芯光纤的露出端部插入纵向延伸通过光学连接器的套管子组件的毛细管中，其中套管子组件可旋转地安装在围绕套管子组件装配的环圈中； (C)将多芯光纤的露出端部结合在套管内； (d)修整套管尖端处的光纤； (e)将修整的光纤抛光以产生凸起端面；以及 (f)使套管子组件绕其纵向轴线在环圈内旋转，直到光纤芯相对于环圈处于期望位置；以及 (g)将对准的套管子组件安装在光学连接器外壳中，从而实现精确的旋转对准。
42.根据权利要求41所述的方法，其中，在步骤(g)中，相对于安装在匹配光学连接器中的第二多芯光纤实现精确的旋转对准。
43.根据权利要求41所述的方法，其中，在步骤(g)中，相对于光学装置的阵列实现精确的旋转对准。
44.根据权利要求41所述的方法，其中，步骤(g)还包括:通过视觉检查，改变多芯光纤的芯相对于环圈的位置。
45.根据权利要求41所述的方法，其中，步骤(g)还包括:改变多芯光纤的芯相对于光学连接器外壳的位置。
46.根据权利要求45所述的方法，其中，步骤(g)还包括:通过光学监控经过匹配的一对连接器的传输功率，改变多芯光纤的芯相对于连接器外壳的位置。
47.根据权利要求45所述的方法，其中，步骤(g)还包括:通过光学监控从有源装置经过连接器的传输功率，改变多芯光纤的芯相对于连接器外壳的位置。
【文档编号】G02B6/36GK104169764SQ201180013858
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2011年3月16日 优先权日:2010年3月16日
【发明者】K·B·布拉德利, G·A·桑德尔斯, W·C·怀特 申请人:Ofs菲特尔有限责任公司