对准工具、对准方法、光纤插芯组件和光纤连接器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种对准工具，用于校准光纤在多孔光纤插芯的光纤通孔中的位置，其中，所述对准工具包括高精度对准导引元件和高精度光纤位置对准元件，所述光纤插芯通过高精度对准导引元件与所述对准工具对接，并且多根光纤分别穿过光纤插芯的多个光纤通孔并插入到高精度光纤位置对准元件的多个校准孔中，用于使光纤在光纤插芯的光纤通孔中的位置精度达到光纤在高精度光纤位置对准元件的校准孔中的位置精度，从而用低精度光纤插芯制造出高精度的光纤连接器，降低了制造成本。本发明还公开一种对准方法，以及采用该对准工具和对准方法制造出的精度达到或超过单模光纤连接器的高精度光纤连接器。
【专利说明】对准工具、对准方法、光纤插芯组件和光纤连接器
【技术领域】
[0001]本发明属于光纤连接器领域，本发明涉及一种用于校准光纤(包括常规单芯光纤、多芯单纤、成束多光纤或多光纤束，本文件以下提到“光纤”具有与此处标明所涵盖的相同指意)在多芯光纤插芯(具有多孔，容纳多根光纤)的光纤通孔中的位置的对准工具和对准方法以及通过这种对准工具和对准方法制造出的光纤插芯组件和光纤连接器。具体地，本发明提出了一种使用基于低精度的插芯(具有较大光纤通孔孔径及偏心，如类似多模插芯或比多模插芯更低要求的规格)制造低成本、高性能(低插入损耗)、易于操作的单模光纤连接器的新工艺技术，彻底改变了单模光纤连接器必须使用高精度插芯(越是超低损耗的连接器越是使用高成本的超高精密单模插芯)的现有技术方案。
【背景技术】
[0002]应用于光纤连接器的插芯，又称插针体。插芯是光纤连接器的核心部件，它是一种通过精密加工技术而成的高精度元件。在光纤连接器生产制造过程中，通常采用将剥离并清洁好的裸光纤穿过充满胶水的光纤通孔，然后使胶水固化，将光纤固定在插芯内，然后经由打磨、抛光、测试等一系列程序制成所需的光纤连接器件。由于所有制造过程会产生不可避免的误差以及为了尺寸配合/装配需要而人为地引入了公差，例如，光纤通孔直径要大于光纤外径以便光纤能穿入光纤通孔中，这样光纤外径和光纤通孔尺寸需要存在先天的偏差，再如，光纤轴心与光纤通孔由于有空隙而存在不同心以及光纤通孔与对准基准(对多芯光纤插芯连接器而言主要是指对准针孔)存在加工制造误差等，这些因素都会引起光纤轴心的横向偏移，从而影响光纤连接器对接时的插入损耗。
[0003]由于单模光纤的模场直径比多模光纤的模场直径要小得多(对大多数通信用光纤而言，大致是1/5至1/6的关系，例如，标准的单模光纤的纤芯的典型直径约为9 μ m，标准的多模光纤的纤芯的直径一般为50 μ m或62.5 μ m),因此,单模光纤的对准精度要求要远远高于对多模光纤的对准精度要求，这样，单模光纤连接器使用的插芯精度要远远高于多模光纤连接器所使用的插芯精度。
[0004]单模多孔光纤插芯对插芯的相关尺寸要求主要是在插芯光纤通孔直径精度和光纤通孔相对对准引导针孔的位置精度精度以及互相匹配的一对对准引导针孔的配合精度要求很高，下面将对比单模插芯和多模插芯在以下几个方面的尺寸精度要求:
[0005]I)对准弓丨导针孔配合精度
[0006]单模:插芯对准引导针直径精度一般为+/-0.0005mm,匹配的引导针孔内径精度为+/-0.0Olmm ;对低损耗要求，对准引导针直径的精度要求达到+/-0.0OOlmm ;同时匹配的引导针孔内径精度为+/-0.0003mm ；
[0007]多模:插芯对准引导针直径精度和匹配的引导针孔内径精度为+/-0.001mm。
[0008]2)插芯光纤通孔直径:
[0009]单模:插芯光纤通孔直径精度要求在+/-0.00075mm,对于低损耗的单模插芯光纤通孔尺寸甚至要求到+/-0.0003mm ；
[0010]多模:插芯光纤通孔直径精度要求在+/-0.001mm。
[0011]3)插芯光纤通孔与对准引导针孔的位置精度:
[0012]单模:位置精度一般要求达到0.003_，对于低损耗的单模插芯，位置精度要求甚至达到0.0018mm ；
[0013]多模:位置精度一般要求达到0.006mm。
[0014]为了保证在制造过程中确保单模光纤连接器达到行业标准相关指标要求，目前在光纤连接器生产制造领域，通常针对单、多模光纤分别使用不同精度要求的插芯，即多模光纤连接器用插芯和单模光纤连接器用插芯加以区分。光纤连接器使用的单模/多模插芯其外观、结构看似完全相同，但是单模插芯对插芯的相关尺寸要求很高，尤其是插芯光纤通孔孔径的大小以及与对准导引孔之间的位置精度要求极高(通常要在3微米以内，为了满足对接连接时的超低插入损耗，精度甚至要控制在亚微米级别)，高精度要求最直接的结果是，单模插芯成本/价格的高昂导致单模连接器的成本高，对于超低损耗多芯光纤插芯连接器尤其突出，单模和多模的插芯成本几乎是数倍的差异。
[0015]如上所述，依现有技术，不能使用低精度的多模插芯来制造出高精度的单模光纤连接器插芯。
【发明内容】
[0016]本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
[0017]本发明的一个目的在于提供一种用于校准光纤(包括常规单芯光纤、多芯单纤、成束多纤或多光纤束，本文件以下提到“光纤”具有与此处标明所涵盖的相同指意)在多孔光纤插芯(具有多孔，容纳多根光纤)中的位置的对准工具，其能够提高光纤在光纤插芯的光纤通孔中的位置精度，使其达到或超过在单模插芯的光纤通孔中的位置精度。
[0018]本发明的另一个目的在于提供一种用于校准光纤在低精度的光纤插芯中的位置的对准方法，其能够提高光纤在光纤插芯的光纤通孔中的位置精度，使其达到或超过在单模插芯的光纤通孔中的位置精度。
[0019]根据本发明的一个方面，提供一种对准工具，用于校准光纤在光纤插芯的光纤通孔中的位置，其中，所述对准工具包括高精度对准导引元件和高精度光纤位置对准元件，所述光纤插芯通过高精度对准导引元件与所述对准工具对接，并且多根光纤分别穿过光纤插芯的多个光纤通孔并插入到高精度光纤位置对准元件的多个校准孔中，用于使光纤在光纤插芯的光纤通孔中的位置精度达到光纤在高精度光纤位置对准元件的校准孔中的位置精度。
[0020]根据本发明的一个实例性实施例，所述光纤插芯的精度等于或低于标准的多模插芯的精度；并且所述高精度光纤位置对准元件的精度等于或高于标准的单模插芯的精度。
[0021]根据本发明的另一个实例性实施例，所述高精度对准导引元件为高精度导引针工具，所述高精度导引针工具从高精度光纤位置对准元件的端面水平地向前延伸；并且所述高精度对准导引元件插入所述光纤插芯的对应的对准导引孔中，用于使所述光纤插芯的对准导引孔的轴线与高精度对准导引元件的轴线对准，从而使穿入光纤插芯的多个光纤通孔中的多个光纤的轴线分别与所述高精度光纤位置对准元件的多个校准孔的轴线对准。
[0022]根据本发明的另一个实例性实施例，所述高精度光纤位置对准元件为精度超过单模插芯的超精密插芯工具。
[0023]根据本发明的另一个实例性实施例，在校准时，所述高精度光纤位置对准元件和所述光纤插芯的端面相距预定距离。
[0024]根据本发明的另一个实例性实施例，在校准时，所述光纤的插入到所述高精度光纤位置对准元件的校准孔内的部分具有预定长度。
[0025]根据本发明的另一个实例性实施例，所述对准工具还包括:夹紧装置，用于将所述光纤插芯和所述高精度光纤位置对准元件保持在一起。
[0026]根据本发明的另一个实例性实施例，所述夹紧装置为夹紧弹片。
[0027]根据本发明的另一个实例性实施例，所述夹紧装置为螺旋夹具。
[0028]根据本发明的另一个实例性实施例，所述螺旋夹具包括:壳体，具有在壳体的第一端和第二端之间延伸的容纳槽，光纤插芯和高精度光纤位置对准元件容纳在该容纳槽中，并且光纤插芯抵靠在壳体的第一端的内壁上；推压块，容纳在壳体的容纳槽中，并位于高精度光纤位置对准元件和壳体的第二端之间；和螺纹杆，与壳体的第二端的端壁上的螺纹孔配合并穿过该螺纹孔进入壳体的容纳槽内，其中，通过旋转螺纹杆来推动推压块，从而推压高精度光纤位置对准元件和光纤插芯，将两者保持在一起。根据本发明的另一个实例性实施例，所述对准工具还包括:间隔控制件，设置在光纤插芯和高精度光纤位置对准元件的端面之间，用于控制校准时光纤插芯和高精度光纤位置对准元件的端面之间的距离。
[0029]根据本发明的另一个实例性实施例，所述高精度对准导引元件穿过间隔控制件。
[0030]根据本发明的另一个实例性实施例，所述高精度光纤位置对准元件上的多个校准孔排成一排或多排；并且所述对准工具包括一对高精度对准导引元件，所述一对高精度对准导引元件对称地布置在一排或多排校准孔的两侧。
[0031]根据本发明的另一个实例性实施例，所述高精度光纤位置对准元件为仅由一个部件形成的一个整体式元件，并且所述校准孔为圆形孔或者符合光纤外型特殊形状的特征孔。
[0032]根据本发明的另一个实例性实施例，所述高精度光纤位置对准元件为由至少两个独立的部件形成的一个分体式元件。
[0033]根据本发明的另一个实例性实施例，所述高精度光纤位置对准元件包括:基座，所述基座中形成有一个凹口，一排校准孔形成在凹口的底壁上；和压块，所述压块放置在所述基座的凹口中，用于将插入校准孔的光纤保持在校准孔中。
[0034]根据本发明的另一个实例性实施例，所述校准孔为U型槽孔或V型槽孔。
[0035]根据本发明的另一个方面，提供一种用于校准光纤在光纤插芯的光纤通孔中的位置的对准方法，所述方法包括如下步骤:
[0036]SlOO:提供一个独立的对准工具，所述对准工具的精度高于光纤插芯的精度；和
[0037]S200:使用对准工具校准光纤在光纤插芯的光纤通孔中的位置。
[0038]根据本发明的一个实例性实施例，所述对准工具为前述对准工具。
[0039]根据本发明的另一个实例性实施例，所述步骤S200包括以下步骤:
[0040]S201:通过高精度对准导引元件将所述光纤插芯与所述对准工具对接在一起，并用夹紧装置将所述光纤插芯与所述对准工具保持在一起；和
[0041]S202:将多根光纤分别穿过光纤插芯的多个光纤通孔并插入到高精度光纤位置对准元件的多个校准孔中，用于使光纤在光纤插芯的光纤通孔中的位置精度达到光纤在高精度光纤位置对准元件的校准孔中的位置精度。
[0042]根据本发明的另一个实例性实施例，在所述光纤插芯的光纤通孔中填充有胶水或等效可固化体，用于将所述光纤固定在所述光纤插芯的光纤通孔中，所述胶水在光纤插入光纤插芯的光纤通孔之前或之后被填充到光纤插芯的光纤通孔中。
[0043]根据本发明的另一个实例性实施例，在步骤S200之后还包括步骤:
[0044]S300:通过固化胶水将光纤固定在光纤插芯内。
[0045]根据本发明的另一个实例性实施例，在光纤插芯和高精度光纤位置对准元件的端面之间设置有间隔控制件，用于在校准时控制光纤插芯和高精度光纤位置对准元件的端面之间的距离。
[0046]根据本发明的另一个实例性实施例，在校准时，所述高精度光纤位置对准元件和所述光纤插芯的端面相距预定距离。
[0047]根据本发明的另一个实例性实施例，在校准时，所述光纤的插入到所述高精度光纤位置对准元件的校准孔内的部分具有预定长度。
[0048]根据本发明的另一个方面，提供一种光纤插芯组件，包括光纤插芯和位于光纤插芯的多个光纤通孔中的多根光纤，其中，所述光纤插芯组件利用前述对准工具和/或前述对准方法制成。
[0049]根据本发明的一个实例性实施例，在校准之后，插入所述光纤插芯的光纤通孔的光纤相对于所述光纤插芯的对准导引孔的位置精度在O?0.002_。
[0050]根据本发明的另一个实例性实施例，所述光纤插芯的对准导引孔的直径尺寸公差在-0.0Olmm ?0.001mm。
[0051]根据本发明的另一个实例性实施例，所述光纤插芯的光纤通孔的直径尺寸公差在
0.0OOmm ?0.030_。
[0052]根据本发明的另一个实例性实施例，所述光纤插芯的对准导引孔的直径尺寸公差在-0.0Olmm?0.0Olmm ;并且所述光纤插芯的光纤通孔的直径尺寸公差在0.0OOmm?
0.030mm。
[0053]根据本发明的另一个实例性实施例，在通过胶水将光纤固定在光纤插芯的光纤通孔中之后，所述光纤插芯的光纤通孔的内壁面与所述光纤的外周面之间的最大间距大于或等于所述光纤的轴心相对于由所述光纤插芯的对准导引孔的轴心所确定的对应光纤的理论轴心的位置偏差。
[0054]根据本发明的另一个方面，提供一种光纤连接器，其中，所述光纤连接器包括前述光纤插芯组件。
[0055]根据本发明的另一个方面，提供一种光纤连接器，包括精度等于或低于标准的多模插芯的低精度光纤插芯，其中，在制造过程中，利用前述对准工具和/或前述对准方法对光纤在低精度光纤插芯的光纤通孔中的位置进行校准，从而使光纤在低精度光纤插芯的光纤通孔中的位置精度达到或超过在标准的单模插芯的光纤通孔中的位置精度，并且在校准之后，将光纤固定在低精度光纤插芯内，从而使制造出的光纤连接器的精度达到或超过标准的单模光纤连接器的精度。
[0056]根据本发明的一个实例性实施例，所述光纤为常规的单芯光纤。
[0057]根据本发明的另一个实例性实施例，所述光纤为包括多个纤芯的多纤芯光纤。
[0058]根据本发明的另一个实例性实施例，所述光纤为包括多根光纤的成束光纤。
[0059]本发明与现有技术相比区别在于，将单模光纤置于低精度的光纤插芯的光纤通孔中，低精度插芯的光纤通孔与光纤之间的空隙可以远大于现有技术中使用的高精度单模插芯与光纤之间的空隙(空隙由胶水填充并固化使光纤固定于光纤通孔内)，并将突出于插芯端面的光纤头端引导进入独立的高精度光纤位置对准元件的校准孔中，对光纤在低精度的光纤插芯中的位置进行精密校准，并将之固定在在制的低精度光纤插芯内，从而制作出高精度连接器。
[0060]基于该发明突破的工艺和工具，实现了使用低精度的插芯组件制作高性能(低插入损耗)、低成本的单模光纤连接器。基于该发明技术制作的光纤连接器，与现有使用高精度插芯制作的连接器相比，具有更好的在制光纤的位置精度的可控性、可预测性、个体到个体的精度重复再现性，这样大大提高了连接器的性能及随机互配性(低插入损耗及低随机互配插入损耗)。
[0061]对多孔/多芯光纤插芯连接器而言(如MT)，高精度的对准工具最基础的功能包含高精度对准导引元(如高精度导引针工具)和光纤位置高精度校准元(如超精密多孔插芯工具)两个部分特征组成，分别用来对准光纤通孔和校准多根光纤在光纤通孔中的位置，使两者物理轴心的偏差降到亚微米级别。
[0062]上述两部分特征可通过两个或多个零件组装而成工具套件，也可设计成一体化的工具件。
[0063]本发明利用新工艺技术实现了采用低精度的多模插芯生产低成本、低损耗的高品质单模光纤连接器件。
[0064]通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
【专利附图】
【附图说明】
[0065]图1为根据本发明的第一实例性实施例的用于制造多孔光纤插芯的对准工具的示意图；
[0066]图2为图1所示的对准工具的示意图，其中显示出对准工具的夹紧装置和间隔控制件；
[0067]图2A为适用于图1所示的对准工具的夹紧装置的另一种实施例的示意图；
[0068]图3为图1和图2和图2A中所不的对准工具的立体不意图；
[0069]图4为根据本发明的第二实施例的对准工具的高精度光纤位置对准元件的立体示意图；
[0070]图5为图4所示的对准工具的端面视图；
[0071]图6为根据本发明的第三实施例的对准工具的高精度光纤位置对准元件的立体示意图；
[0072]图7为图6所示的对准工具的端面视图；
[0073]图8显不图1中的多孔/多芯光纤插芯300的端面的局部视图；
[0074]图9显示根据本发明的另一种光纤的示意图；
[0075]图10显示多根松散的光纤的立体示意图；
[0076]图11显示图10中的多根松散的光纤的端面视图；
[0077]图12显示图10和图11中的多根松散的光纤在本发明的校准孔中被校准之后形成的成束光纤的立体示意图；和
[0078]图13显示图12中的校准之后形成的成束光纤的端面视图。
【具体实施方式】
[0079]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
[0080]图1为根据本发明的第一实例性实施例的用于制造多孔光纤插芯300的对准工具的示意图。图2为图1所示的对准工具的示意图，其中显示出对准工具的夹紧装置和间隔控制件。图3为图1和图2中所示的对准工具的立体示意图。
[0081]如图1、图2和图3所示，光纤插芯为适用于多芯光纤连接器的多孔光纤插芯300，并且高精度光纤位置对准元件200为适用于多光纤连接器的高精度光纤位置校准元件。
[0082]在图1、图2和图3所示的实施例中，多孔光纤插芯300的精度可以等于或低于标准的多模插芯的精度，高精度光纤位置对准元件200的精度可以等于或高于标准的单模插芯的精度，并且光纤400的直径可以等于或小于标准的单模光纤的直径。这样，就可以通过使用本发明的对准工具和对准方法，用低精度的多模插芯制造出达到单模插芯的精度要求的高精度光纤插芯。
[0083]在图1、图2和图3所所示的实施例中，对准工具包括高精度对准导引元件100。在图示的实施例中，高精度对准导引元件100为一对高精度对准导引针工具，所述一对高精度对准导引针工具形成在高精度光纤位置对准元件200的端面上并且水平地向前延伸。在多孔光纤插芯300的端面中形成与一对高精度对准导引元件100相对应的一对对准导引孔(未图示)。高精度光纤位置对准元件200的高精度对准导引元件100插入多孔光纤插芯300的对应的对准导引孔中，用于使对准导引孔的轴线与高精度对准导引元件100的轴线对准，从而使穿入多孔光纤插芯300的多个光纤通孔(未标示)中的多根光纤400的轴线分别与高精度光纤位置对准元件200的多个校准孔201的轴线对准，从而保证光纤400在多孔光纤插芯300的光纤通孔中的相对于对准导引孔的位置精度。
[0084]固定光纤的胶水或等效可固化体可以预置在多孔光纤插芯300的光纤通孔内，也可以在光纤400被对准和准直后从后端通过注入模式和/或毛细现象填充在光纤400和多孔光纤插芯300的光纤通孔之间的空隙中。
[0085]由于在制多孔光纤插芯300端面会有溢出的胶水，该端面不能与光纤位置校准工具端面接触，因此，在图2所示的实施例中，当高精度光纤位置对准元件200和多孔光纤插芯300对接在一起时，高精度光纤位置对准元件200和多孔光纤插芯300的端面相距预定距离。
[0086]如图1和图2所示，对准工具包括间隔控制件610，该间隔控制件610设置在多孔光纤插芯300和高精度光纤位置对准元件200的端面之间，用于控制校准时多孔光纤插芯300和高精度光纤位置对准元件200的端面之间的距离。如图1所示，高精度对准导引元件100穿过间隔控制件610。
[0087]由于高精度光纤位置对准元件200和光纤插芯300的端面之间的间隙距离以及光纤400穿入高精度光纤位置对准元件200的校准孔201内的光纤长度均直接影响校准效果和工艺难度，因此在实施中需要有效控制光纤位置校准工具和在制多模插芯端面之间的距离和插入高精度光纤位置对准元件200的校准孔201内的光纤长度。为了保证光纤的位置精度，在校准时，光纤400的插入到高精度光纤位置对准元件200的校准孔201内的部分应具有预定长度。
[0088]如图1和图2所示，光纤插芯300通过高精度对准导引元件100与高精度光纤位置对准元件200对接在一起，为了使光纤插芯300和高精度光纤位置对准元件200可靠地保持在对接状态，因此，如图2所示，在对接过程中还需要加入一个夹紧装置来提供保持力。
[0089]在图2所示的一个示例性实施例中，夹紧装置为夹紧弹片700，该夹紧弹片700将高精度光纤位置对准元件200和光纤插芯300夹持在一起，从而提供保持力。
[0090]但是，本发明不局限于此，夹紧装置也可以为螺旋夹具(未图示)，例如，通过旋转螺旋推动挡片来将高精度光纤位置对准元件200和光纤插芯300夹持在一起。
[0091]例如，图2A显示了适用于将图1所示的对准工具保持在对接状态的夹紧装置的另一种实施例的不意图。
[0092]如图2A所示，该夹紧装置为一个螺旋夹具，其主要包括壳体10、螺纹杆20和推压块30。如图2A所示，在壳体10中形成有一个容纳槽14，该容纳槽14在壳体10的第一端11和第二端12之间延伸，对接在一起的光纤插芯300和高精度光纤位置对准元件200容纳在壳体10的容纳槽14中，并且光纤插芯300的端部抵靠在壳体10的第一端11的内壁上，多个光纤400从壳体10的第一端11上的凹口 13穿过。推压块30容纳在壳体10的容纳槽14中，位于高精度光纤位置对准元件200和壳体10的第二端12之间。螺纹杆20与壳体10的第二端12的端壁上的螺纹孔(未图示)配合并穿过该螺纹孔进入壳体10的容纳槽14内，螺纹杆20的进入容纳槽14的一端推压在或连接到推压块30上，通过旋转螺纹杆20就可以推动推压块30，从而推压高精度光纤位置对准元件200和光纤插芯300，从而将高精度光纤位置对准兀件200和光纤插芯300夹持在壳体10的第一端11和推压块30之间，从而将高精度光纤位置对准元件200和光纤插芯300保持在一起。如图3所示，高精度光纤位置对准元件200上的多个校准孔201排成一排(也可以排成多排，即排成多行X多列的阵列形式)，并且高精度光纤位置对准元件200包括一对高精度对准导引元件100，一对高精度对准导引元件100对称地布置在一排或多排校准孔201的两侧。在图3所示的实施例中，高精度光纤位置对准元件200为仅由一个部件形成的一个整体式元件，并且校准孔201为圆形孔或者符合光纤外型特殊形状的特征孔。
[0093]在制作光纤插芯300的过程中，将在制的光纤插芯300通过高精度对准导引元件100与高精度光纤位置对准元件200对接，并控制两者之间的间隔距离，通过夹紧装置700固定保持光纤插芯300和高精度光纤位置对准元件200，从而使光纤插芯300的光纤通孔与高精度光纤位置对准元件200的校准孔201对准。再将多根光纤分别穿入高精度光纤位置对准元件200的高精度的校准孔201内，以复制该高精度光纤位置对准元件200的高精度的校准孔201的位置。然后通过合适的注胶、固化和研磨工艺即可实现高性能低成本的连接器。
[0094]在图1至图3所示的实施例中，对准工具的高精度光纤位置对准元件200为仅由一个部件形成的一个整体式元件。但是，本发明不局限于此，对准工具的高精度光纤位置对准元件也可以为由至少两个独立的部件形成的一个分体式元件。
[0095]例如，图4为根据本发明的第二实施例的对准工具的高精度光纤位置对准元件的另一种变化例的立体示意图；图5为图4所示的对准工具的端面视图。
[0096]如图4和图5所示，高精度光纤位置对准元件包括:基座200’，基座200’中形成有一个凹口 202，一排校准孔201’形成在凹口 202的底壁上；和压块800，压块800放置在基座200’的凹口 202中，用于将插入校准孔201’的光纤保持在校准孔201’中。
[0097]在图4和图5所示的实施例中，校准孔201’为U型槽孔。
[0098]图6为根据本发明的第三实施例的对准工具的高精度光纤位置对准元件的又一种变化例的立体不意图；和图7为图6所不的对准工具的端面视图。
[0099]与图4和图5所示的实施例相比，图6和图7所示的高精度光纤位置对准元件的差别仅在于校准孔为V型槽孔201”。
[0100]在前述实例性的实施例中，描述了一种用于校准光纤在光纤插芯的光纤通孔中的位置的对准方法，所述方法包括如下步骤:
[0101]SlOO:提供一个独立的对准工具，所述对准工具的精度高于光纤插芯的精度；和
[0102]S200:使用对准工具校准光纤在光纤插芯的光纤通孔中的位置。
[0103]根据本发明的一个实例性实施例，所述步骤S200包括以下步骤:
[0104]S201:通过高精度对准导引元件100将所述光纤插芯300与所述对准工具对接在一起，并用夹紧装置将所述光纤插芯300与所述对准工具保持在一起；和
[0105]S202:将多根光纤400分别穿过光纤插芯300的多个光纤通孔并插入到高精度光纤位置对准元件200的多个校准孔201中，用于使光纤400在光纤插芯300的光纤通孔中的位置精度达到光纤400在高精度光纤位置对准元件200的校准孔201中的位置精度。
[0106]根据本发明的另一个实例性实施例，在步骤S200之后还包括步骤:
[0107]S300:通过固化胶水将光纤固定在光纤插芯内，所述胶水在光纤插入光纤插芯的光纤通孔之前或之后被填充到光纤插芯的光纤通孔中。
[0108]本发明的保护对象不仅仅限于前述对准工具和/或前述对准方法，还包括利用前述对准工具和/或前述对准方法制成的光纤插芯组件和包括该光纤插芯组件的光纤连接器。
[0109]在本发明的另一个实例性的实施例中，描述了一种光纤连接器，其包括精度等于或低于标准的多模插芯的低精度光纤插芯，在制造该光纤连接器的过程中，利用前述对准工具和/或前述对准方法对光纤在低精度光纤插芯的光纤通孔中的位置进行校准，从而使光纤在低精度光纤插芯的光纤通孔中的位置精度达到或超过在标准的单模插芯的光纤通孔中的位置精度，并且在校准之后，将光纤固定在低精度光纤插芯内，从而使制造出的光纤连接器的精度达到或超过标准的单模光纤连接器的精度。
[0110]图8显不图1中的光纤插芯300的端面的局部视图。在图8中仅显不了光纤插芯300的一个光纤通孔301和一个对准导引孔320。
[0111]如图8所示，在图示的实施例中，在通过胶水301将光纤400固定在光纤插芯300的光纤通孔301中之后,光纤插芯300的光纤通孔301的内壁面与光纤400的外周面之间的最大间距(即由胶水301形成的胶圈的最大厚度)大于或等于光纤400的轴心C400相对于由光纤插芯300的对准导引孔320的轴心C320所确定的光纤的理论轴心C400’的位置偏差，即，插入光纤通孔301的光纤400相对于对准导引孔320的位置精度。
[0112]在本发明的一个实例性的实施例中，在校准之后，插入光纤插芯300的光纤通孔的光纤400相对于所述光纤插芯300的对准导引孔的位置精度在O?0.002mm。
[0113]在本发明的另一个实例性的实施例中，光纤插芯300的对准导引孔的直径尺寸公差在-0.0Olmm ?0.001mm。
[0114]在本发明的另一个实例性的实施例中，光纤插芯300的光纤通孔的直径尺寸公差在 0.0OOmm ?0.030mm。
[0115]在图1所示的实施例中，光纤为常规的单芯光纤400。但是，本发明不局限于此，光纤也可以为其它类型的光纤。例如，图9和图12所示的另外两种光纤。
[0116]图9显示根据本发明的另一种光纤的示意图。如图9所示，光纤为包括多个纤芯411的多纤芯光纤410。在图不的实施例中，该多纤芯光纤410包括十九根纤芯411,但是，本发明不局限于此，该多纤芯光纤410也可以包括两根或更多根纤芯411。在图示的实施例中，多根纤芯411被外包覆层412包裹和固定在合适的位置，并且外包覆层412形成一个外圆柱体。
[0117]图10显示多根松散的光纤的立体示意图；图11显示图10中的多根松散的光纤的端面视图；图12显示图10和图11中的多根松散的光纤在本发明的校准孔中被校准之后形成的成束光纤的立体示意图；和图13显示图12中的校准之后形成的成束光纤的端面视图。
[0118]如图10和图11所示，七根松散的光纤421不规则地排放在一起，这些松散的光纤421之间的相互位置是不确定的。但是，当将这些松散的光纤421插入到本发明的校准工具的校准孔201中之后，如图12和图13所示，这七根松散的光纤421就被保持到合适的位置，形成一个包括七根光纤421的成束光纤(或称为多光纤束)420。
[0119]如图12和图13所示，在该成束光纤420中，任意两根相邻的光纤421之间相互相切。例如，在图示的实施例中，一根光纤在中间，另六根光纤围绕这根光纤，并且这七根光纤两两相切。
[0120]尽管在图示的实施例中，该成束光纤420包括七根光纤421，但是，本发明不局限于此，该成束光纤420也可以包括两根或更多根光纤421。
[0121]在本发明的一个实施例中，成束光纤420中的每根光纤421可以为图1所示的常规的单芯光纤400或图9所不的多纤芯光纤410。
[0122]为了校准图10和图11所示的多根松散的光纤421，校准孔201可以为圆形孔、梅花形孔、多边形孔或其它合适形状的孔，只要该校准孔的形状能够将多根松散的光纤校准成任意两根相邻的光纤421都相互相切的成束光纤420即可。
[0123]在本发明的一个实施例中，具有多个纤芯(单纤多芯、多光纤束)的光纤在位置精度校准后、被固化在低精度插芯内前，光纤的径向方位角调整到特定分布方位，固化在插芯内后光纤的径向方位角满足多芯连接器的互配对接。
[0124]本发明与现有技术相比，摒弃了现有技术中通过区隔不同精度规格的插芯来制造单模和多模光纤连接器。
[0125]特别地，当需要制作低损耗或者超低损耗光纤连接器，现有技术人员使用的方法是通过提高插芯的精度规格(缩小光纤通孔孔径，以及提高光纤通孔的中心与对准导向孔的位置精度)来实现超低损耗的目标，这样做的明显缺点是，其一，那意味着一种高成本；其二，由于超精密插芯光纤通孔变得更小，且光纤的实际外径亦存在批次的变化，对于穿纤(穿过整个插芯光纤通孔)而言是一个极大的挑战，导致断纤概率增加，特别是暗损伤会导致光线连接器的可靠性降低；其三，对于批量制造，总存在某些个体偏心的离散性，只要出现，光线连接器件的随机互配插入损耗即遭到破坏，等缺点。
[0126]而采用本发明技术，即利用高精度的对准工具对位于低精度插芯(比如多模插芯)内的单模光纤的物理位置准直，由于在制光纤复制了对面的高精度对准工具的位置精度，实现了在低精度的插芯内，制造出高性能(低损耗)的单模光纤连接器件。此一发明，大幅度降低了对插芯精度要求，从技术设计上降低了产品的物料成本，同样地，该技术无论是使用手动还是自动化穿纤，穿纤动作变得更为容易，尤其有利于工艺过程的自动化，增加产能和进一步降低成本成为可能；需更进一步地指出，该技术通过工具的精度获知产品的性能，具有可控性、可预测性、个体到个体的精度能够重复再现。这样，此发明同时实现了低成本及高性能的连接器件制作技术。
[0127]本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。
[0128]虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。
[0129]虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
[0130]应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另夕卜，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。
【权利要求】
1.一种对准工具，用于校准光纤在多孔光纤插芯的光纤通孔中的位置，所述光纤插芯(300)的精度等于或低于标准的多模插芯的精度，其特征在于， 所述对准工具包括高精度对准导引元件(100)和高精度光纤位置对准元件(200)，所述高精度光纤位置对准元件(200)的精度等于或高于标准的单模插芯的精度， 所述光纤插芯(300)通过高精度对准导引元件(100)与所述对准工具对接，并且多根光纤(400)分别穿过光纤插芯(300)的多个光纤通孔并插入到高精度光纤位置对准元件(200)的多个校准孔(201)中，用于使光纤(400)在光纤插芯(300)的光纤通孔中的位置精度达到光纤(400)在高精度光纤位置对准元件(200)的校准孔(201)中的位置精度。
2.根据权利要求1所述的对准工具，其特征在于， 所述闻精度对准导引兀件(100)为闻精度导引针工具，所述闻精度导引针工具从闻精度光纤位置对准元件(200)的端面水平地向前延伸；并且 所述高精度对准导引元件(100)插入所述光纤插芯(300)的对应的对准导引孔中，用于使所述光纤插芯(300)的对准导引孔的轴线与高精度对准导引元件(100)的轴线对准，从而使穿入多孔光纤插芯(300)的多个光纤通孔中的多个光纤(400)的轴线分别与所述高精度光纤位置对准元件(200)的多个校准孔(201)的轴线对准。
3.根据权利要求2所述的对准工具，其特征在于，所述高精度光纤位置对准元件(200)为精度超过单模插芯的超精密多孔插芯工具。
4.根据权利要求3所述的对准工具，其特征在于， 在校准时，所述高精度光纤位置对准元件(200)和所述多孔光纤插芯(300)的端面相距预定距离。
5.根据权利要求4所述的对准工具，其特征在于， 在校准时，所述光纤(400)的插入到所述高精度光纤位置对准元件(200)的校准孔(201)内的部分具有预定长度。
6.根据权利要求5所述的对准工具，其特征在于，还包括: 夹紧装置，用于将所述多孔光纤插芯(300)和所述高精度光纤位置对准元件(200)保持在一起。
7.根据权利要求6所述的对准工具，其特征在于，所述夹紧装置为夹紧弹片(700)。
8.根据权利要求6所述的对准工具，其特征在于，所述夹紧装置为螺旋夹具。
9.根据权利要求8所述的对准工具，其特征在于，所述螺旋夹具包括: 壳体(10),具有在壳体的第一端(11)和第二端(12)之间延伸的容纳槽(14),多孔光纤插芯(300)和高精度光纤位置对准元件(200)容纳在该容纳槽(14)中，并且多孔光纤插芯(300)抵靠在壳体的第一端(11)的内壁上； 推压块(30)，容纳在壳体的容纳槽(14)中，并位于高精度光纤位置对准元件(200)和壳体的第二端(12)之间；和 螺纹杆(20)，与壳体的第二端(12)的端壁上的螺纹孔配合并穿过该螺纹孔进入壳体的容纳槽(14)内， 其中，通过旋转螺纹杆(20)来推动推压块(30)，从而推压高精度光纤位置对准元件(200)和多孔光纤插芯(300)，将两者保持在一起。
10.根据权利要求2所述的对准工具，其特征在于，还包括: 间隔控制件￠10)，设置在多孔光纤插芯(300)和高精度光纤位置对准元件(200)的端面之间，用于控制校准时多孔光纤插芯(300)和高精度光纤位置对准元件(200)的端面之间的距离。
11.根据权利要求10所述的对准工具，其特征在于，所述高精度对准导引元件(100)穿过间隔控制件(610)。
12.根据权利要求2所述的对准工具，其特征在于， 所述高精度光纤位置对准元件(200)上的多个校准孔(201)排成一排或多排；并且 所述对准工具包括一对高精度对准导引元件(100)，所述一对高精度对准导引元件(100)对称地布置在一排或多排校准孔(201)的两侧。
13.根据权利要求12所述的对准工具，其特征在于， 所述高精度光纤位置对准元件(200)为仅由一个部件形成的一个整体式元件，并且所述校准孔(201)为圆形孔或者符合光纤外型特殊形状的特征孔。
14.根据权利要求12所述的对准工具，其特征在于， 所述高精度光纤位置对准元件(200)为由至少两个独立的部件形成的一个分体式元件。
15.根据权利要求14所述的对准工具，其特征在于，所述高精度光纤位置对准元件包括: 基座(200’)，所述基座(200’)中形成有一个凹口(202)，一排校准孔形成在凹口(202)的底壁上；和 压块(800)，所述压块(800)放置在所述基座(200’ )的凹口(202)中，用于将插入校准孔的光纤保持在校准孔中。
16.根据权利要求15所述的对准工具，其特征在于，所述校准孔为U型槽孔(201’)或V型槽孔(201，，)。
17.一种用于校准光纤在多孔光纤插芯的光纤通孔中的位置的对准方法，所述方法包括如下步骤: SlOO:提供一个独立的对准工具，所述对准工具的精度高于光纤插芯的精度；和 5200:使用对准工具校准光纤在光纤插芯的光纤通孔中的位置。
18.根据权利要求17所述的对准方法，其中，所述对准工具为权利要求1-16中任一项所述的对准工具。
19.根据权利要求18所述的对准方法，其中，所述步骤S200包括以下步骤: 5201:通过高精度对准导引元件(100)将所述光纤插芯(300)与所述对准工具对接在一起，并用夹紧装置将所述光纤插芯(300)与所述对准工具保持在一起；和 5202:将多根光纤(400)分别穿过光纤插芯(300)的多个光纤通孔并插入到高精度光纤位置对准元件(200)的多个校准孔(201)中，用于使光纤(400)在光纤插芯(300)的光纤通孔中的位置精度达到光纤(400)在高精度光纤位置对准元件(200)的校准孔(201)中的位置精度。
20.根据权利要求19所述的对准方法，其特征在于， 在所述多孔光纤插芯(300)的光纤通孔中填充有胶水，用于将所述光纤(400)固定在所述多孔光纤插芯(300)的光纤通孔中，所述胶水在光纤插入光纤插芯的光纤通孔之前或之后被填充到光纤插芯的光纤通孔中。
21.根据权利要求20所述的对准方法，其中，在步骤S200之后还包括步骤: S300:通过固化胶水将光纤固定在光纤插芯内。
22.根据权利要求21所述的对准方法，其特征在于， 在多孔光纤插芯(300)和高精度光纤位置对准元件(200)的端面之间设置有间隔控制件(610)，用于在校准时控制多孔光纤插芯(300)和高精度光纤位置对准元件(200)的端面之间的距离。
23.根据权利要求22所述的对准方法，其特征在于， 在校准时，所述高精度光纤位置对准元件(200)和所述多孔光纤插芯(300)的端面相距预定距离。
24.根据权利要求23所述的对准方法，其特征在于， 在校准时，所述光纤(400)的插入到所述高精度光纤位置对准元件(200)的校准孔(201)内的部分具有预定长度。
25.—种光纤插芯组件,包括多孔光纤插芯和位于多孔光纤插芯的多个光纤通孔中的多根光纤，其特征在于，所述光纤插芯组件利用前述权利要求1-16中的任一项的对准工具和/或前述权利要求17-24中的任一项的对准方法制成。
26.根据权利要求25所述的光纤插芯组件,其中， 在校准之后，插入所述多孔光纤插芯(300)的光纤通孔的光纤(400)相对于所述多孔光纤插芯(300)的对准导引孔的位置精度在O?0.002mm。
27.根据权利要求25所述的光纤插芯组件，其中， 所述多孔光纤插芯(300)的对准导引孔的直径尺寸公差在-0.0Olmm?0.001mm。
28.根据权利要求25所述的光纤插芯组件，其中， 所述多孔光纤插芯(300)的光纤通孔的直径尺寸公差在0.0OOmm?0.030mm。
29.根据权利要求25所述的光纤插芯组件，其中， 所述多孔光纤插芯(300)的对准导引孔的直径尺寸公差在-0.0Olmm?0.0Olmm;并且 所述多孔光纤插芯(300)的光纤通孔的直径尺寸公差在0.0OOmm?0.030mm。
30.根据权利要求25所述的光纤插芯组件，其中， 在通过胶水或等效可固化体(301)将光纤(400)固定在多孔光纤插芯(300)的光纤通孔中之后，所述多孔光纤插芯(300)的光纤通孔的内壁面与所述光纤(400)的外周面之间的最大间距大于或等于所述光纤(400)的轴心(C400)相对于由所述多孔光纤插芯(300)的对准导引孔的轴心(C320)所确定的理论轴心(C400’ )的位置偏差。
31.一种光纤连接器，其特征在于，所述光纤连接器包括权利要求25所限定的光纤插芯组件。
32.—种光纤连接器，包括精度等于或低于标准的多模插芯的低精度多孔光纤插芯，其特征在于， 在制造过程中，利用前述权利要求1-16中的任一项的对准工具和/或前述权利要求17-24中的任一项的对准方法对光纤在低精度多孔光纤插芯的光纤通孔中的位置进行校准，从而使光纤在低精度多孔光纤插芯的光纤通孔中的位置精度达到或超过在标准的单模插芯的光纤通孔中的位置精度，并且在校准之后，将光纤固定在低精度多孔光纤插芯内，从而使制造出的多芯光纤连接器的精度达到或超过标准的单模多芯光纤连接器的精度。
33.根据权利要求31或32所述的光纤连接器，其特征在于，所述光纤为常规的单芯光纤(400)。
34.根据权利要求31或32所述的光纤连接器，其特征在于，所述光纤为包括多个纤芯(411)的多纤芯光纤(410)，即单纤多芯。
35.根据权利要求31或32所述的光纤连接器，其特征在于，所述光纤为包括多根光纤(421)的成束光纤(420)，即单芯光纤形成的多光纤的集合体。
36.根据权利要求34或35所述光纤连接器，具有多个纤芯(单纤多芯、多光纤束)的光纤在位置精度校准后、被固化在低精度插芯内前，光纤的径向方位角调整到特定分布方位，固化在插芯内后光纤的径向方位角满足多芯连接器的互配对接。
【文档编号】G02B6/38GK104181644SQ201310226188
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年6月7日 优先权日:2013年5月28日
【发明者】童朝阳, 刘蕾, 林麟 申请人:泰科电子(上海)有限公司