专利名称：对光纤接插组件进行结构整形的方法和装置及由其产生的产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及对光纤接插组件进行结构整形的方法和装置，以及由其产生的产品。
对于单光纤的光缆来说，可以通过一种叫作双圆锥形插座的连接器来进行连接。可分别参见于1978年8月15日及1985年4月23日以P.K.Runge的名字公开的美国专利4107242和4512630。这种插座包括一个外壳，其中装有一个双圆锥形对正用套管。此套管包括两个截头的圆锥形空腔，在其最小直径处通过一个公共平面使空腔彼此相联。两根待接光纤中的每一根的末端都有一个插头，插头包括一个与主插脚相连的圆柱部分及一个适于容纳在套管空腔中的截头圆锥形端部。插头和套管的圆锥形表面作为对正用表面。插头应与容纳它的空腔边壁密闭贴合。光纤伸到插头的一个通道中，其端部接在插头的辅助插脚上。插头一般是围绕光纤端部模制成，但要求在插头内模制有通道，以便进行光纤的现场对接。
当接在插头上的光纤的芯共心对正、沿插头轴心的水平偏移为零以及平坦的光纤端面在一个公共表面上相接触时，此连接光纤可获得最小损耗。考虑到光纤的尺寸太小，以芯径8微米包层直径为125微米的单模光纤为例，要提供能满足对正及端部分开所需要的插头和套管的圆锥形表面是非常困难的。一般说来，插头是由传递模塑的环氧合成材料模制成的。尽管在模制对正用套管和圆锥体时其表面精度是很好的，但并不总能获得满意的对正和端部分开的效果。
问题的出现是由于插脚端面的开口以至于光纤不能与截头圆锥形部分的迴转轴对正。端部圆锥形对正表面的迴转轴，也可以叫做圆锥中心轴。其结果是套在套管中两个插头上的光纤的芯会产生很大的横向偏移，从而就对信号的传输产生不利影响。此外，置于通道中的光纤芯端部的中心轴线也可能与插头的圆锥形端部的迴转轴不一致，因而，从一根光纤发出的光线可能不与接收光纤的轴线平行。当插头是围绕光纤端部模制时，便可能产生这种叫作角偏移的问题。光纤轴线与插头端部对正表面的迴转轴线之间的角度，通常称之为插头的出口角。
控制出口角和横向偏移，对于获得低损耗的连接和提高光纤连接器的生产量是很重要的。控制这些参数，就能保证两插头在插入对正用套管时不仅端面正好相接触，而且光纤的轴线基本上共轴。
在美国专利4721357公开的连接器制造方法中，上述问题也可以得到解决。对于接在一根被照射的光纤上带有一个垂直于插头圆锥形对正表面的抛光端面的插头来说，可由上述美国专利4721357提出的方法精确测定有关角度的信息。
美国专利4787698提出的计算机辅助观测方法，可被用来协助对由通道边界确定的区域形心的定位。遗憾地是，同样的技术应用于背景照明的通过中，会产生由于外部材料或模制毛边造成通道的缺陷或沾污而引起不均匀照明的缺点。其结果是，通过轴向观测射出通道的光线进行现场安装连接器的角度和形心对正，就不如通道中的光纤被照明时精确。
上述方法的一个缺点是，当单光纤的光缆接在连接器上时，一般说来通道中光束形心的位置，与准备装在通道中的光纤端面的形心不同。这在模制的塑料插头时尤其这样，如在软化的塑料流入模具时由于模制条件的变化，譬如为形成通道而施加在圆棒芯上的机械力变化时，会造成通道在圆度和直线性上都有误差。此外，通道的弯曲及圆度偏差会引起阴影，会使边界的实际位置模糊不清，这在目测或计算机观测以确定通道的边界和轴心时就会产生误差。已有技术的另一个缺点是，通过轴向观测射出通道的光线难以确定通道的倾斜轴。
虽然上述申请公开及要求保护的方法和装置会在产量方面有所改进，但在现场安装连接器方面仍需进一步改进。所需要的是以简单的方法解决以较高的产量提供用于双圆锥形插座的插头问题，它可被用于在现场对多模或单模光纤进行对接。应使每一个成品插头在插头端面附近的所有光纤截面的形心与插头的截头圆锥形表面的迴转轴一致，且在插头中光纤端部的形心轴基本上与插头端部的迴转轴共轴。解决方案最好是在连接过程中不增加附加元件或时间，而以对模制插头进行结构整形取代。
采用本发明提供的方法和装置可以解决上述问题。本发明提出的方法是对插头的端部进行结构整形，此插头包括一个通道，该通道适于安置光纤的端部，以使光纤安在插头中时光纤的端面和端部能相对插头端部的对正表面处在预定位置。
插头被安在转台的支架上，转台有一个转轴，安装方式应使插头的端部暴露在外。典型的作法是使一个额定规格的校准件例如一段光纤或其它通常为刚性的细杆被临时固定在通道中并伸在插头之外。这段光纤就作为通道的固体延长线，用来更准确地确定通道末端的位置、角度以及通道支撑光纤并与之相互影响的状态。在本申请中，光纤或通道的形心被定义为具有与光纤或通道相同横截面的均匀平板的质量中心。纵轴是由沿光纤或通道的直线长度上由两个分开的形心所确定的一条直线。安装插头的支撑架，可以绕着水平面内的两个正交轴作角度调整。
在本发明的最佳实施例中，当支撑架迴转时，由激光器射出的光束将沿垂直于光纤纵轴的方向射向光纤。从光纤散射的光则射向有一条水平分布的靶线的靶区。此靶线就表示安在通道中的、其在邻近插头端面处的端部平行于支撑架转轴的校准件散射光线的位置。转台的旋转是不连续的，而且散射光条纹在靶区的位置，可在靶区观察到。操作附属装置使支撑架在Φ平面内绕轴转过一个角度，以使散射光的条纹移向靶线。在距第一个位置90°角度的第二个位置上重复进行这一过程，并可观察到第二个散射光条纹。再将支撑架在θ平面内绕轴转动，以使散射光条纹运动到与该靶线重合。其结果是在邻近插头端面处的光纤部分的形心轴，就变得与此转轴平行了。
随后再进行邻近插头端面处光纤的形心轴与转台转轴之间偏心率的校正。首先要确定转轴的位置，这要通过观察在由一个非相干光源发出的水平准直光束照射下的光纤位置来完成，并在转过180°的位置上重复这一步骤。将此两位置之间的距离除以2，便得到从参考点到转轴的距离。
在确定转轴位置时第一个位置上的光纤的形心早已被确定了。在转台转过90°角之后再观察光纤的附加图形。由参考轴到光纤几何中心的圆形轨迹上每一点的水平距离，就可以确定偏心率，即从转轴到邻近于插头端面的光纤校准件形心之间的距离。
在两个位置中的每个位置上确定了偏差之后，对此装置进行调节以使插头支撑架在X和Y坐标方向上移动，从而就使邻近插头端面处的光纤中心基本上与转轴重合。其结果是使插头端部内的光纤校准件的形心轴，能够相对于结构整形过的对正表面处在预定的位置。
应当明白，结构整形一词，意指各种使插头结构调整以使其所具有的圆锥形表面的迴转轴能同光纤端部形心轴重合的技术措施。此技术包括对模制的塑料插头研磨或金属插头切削。
图1表示一种根据本发明所述方法对截头圆锥形光纤接插头进行结构整形用的装置的主视图;
图2为图1所示用于插头圆锥面形整形的装置在测量角偏移和横向偏移时的部分平面图;
图3为用于光纤缆的双圆锥形接插件结构剖面图，其中包括一个对正用的套管和两个接在光纤上的插头;
图4为接在双圆锥形接插件插头上的光纤部分的详细图;
图5为包括两个柱状插头及一个对正用套管的接插件结构详细剖面图;
图6为插在对正用套管中的两个插头端部的详细示意图;
图7为接在光纤上的插头端部的详细示意图，用来表示横向偏移和出口角条件，为便于理解，图中的光纤芯被放大了;
图8是在一个对正用套管中的两个插头端部的放大图，显示出光纤芯未对准;
图9为表示一种理想构形的插头的详细示意图，其中光纤的形心轴与插头端部的迴转轴一致;
图10为插头端部的放大图，表示一段校准长度光纤从插头通道中伸出;
图11为表示由于通道的微小弯曲而造成插头通道与插在其中的光纤之间相对偏离时插头端面的平面图;
图12为本发明所述方法实施时采用的坐标系示意图;
图13为表示出口角的角度分量的立体图;
图14为双圆锥形接插件插头支撑架的侧视图;
图15为图14所示支撑架的平面图;
图16为表示图1所示装置一部分的立体图，用来将插头通道中的校准长度光纤端部的轴线与转台的转轴对准;
图17为接于光纤上并经过抛光后的插头端部的放大示意图;
图18为图1所示装置中用来校正偏心率部分的立体图;
图19为表示安在插头通道中的校准长度光纤邻近插头端面处的中心在转台转动时的几个位置的平面图;
图20为表示在插头通道中的校准长度光纤正面光象窗的正视示意图，用来确定光纤几何截面的中心;
图21为表示插头旁的整形工具正视图。
参见图1和图2，图中表示的装置30包括有可转动及上下移动的磨削刀具37，被用来对标号为40的双圆锥形接插件的局部进行结构整形，接插件40可参见图3和图4。图3中的双圆锥形接插件包括一个用来容纳两个插头44-44的外壳42，每个插头都与具有芯43的光导或光纤45相接。插头及外壳部分是由例如碎石英及传递模塑的环氧合成材料制成。如图4所示，每个插头44包括带有中心孔48的圆柱形部分46及一个圆锥形端部50。被称为主插脚的端部50，包括一个与中心孔48相通的通道52。图5表示另一种结构，其中两个插头51-51是圆柱形的。
一根包覆有聚氯乙烯之类塑性材料的涂覆单光纤45，其末端接在插头44上。端部带包层的光纤叫作单光纤光缆或跨接光缆55。包覆材料及涂层可从单光纤光缆的端部54上去掉。光缆被插入中心孔48中，直到裸露的端部54进入通道52且光纤45的端部伸到具有端面57的辅助插脚56中为止。此外，插头也可以围绕光纤的端部模制而成。在经过抛光之后，光纤45的端面就与辅助插脚56的端面57重合了。光缆在其中心孔48的出口处安装有出气冒口件58(见图4)。
每个插头44都带有挡圈60和62(图3)。挡圈60靠在固定于插头44上的套环65上。在套环65和67之间有一个压簧64绕在插头的圆柱形部分46上。插头44被安在带螺纹的座66的端部，其套环67与该螺纹座内部的环形凸缘68相配合。挡圈62在凸缘68的另一面套在插头44的圆柱形部分46上，以便将插头保持在螺纹座内。螺扣部分74从螺纹座66延伸出去，且单光纤光缆55从螺纹座66内伸向另一个方向。
外壳42的中心部分76，适于容纳两个带螺纹的插头座及两个插头44-44。中心部分76还包括两个相对的内螺纹空腔78-78及一个供安装于支撑面上用的凸缘80。凸缘80与一个向内伸向插头纵轴83的环形凸缘82对准。轴线84(参见图3)是截头圆锥形端部50的迴转轴，常被称为圆锥轴线。外壳的中心部分76也适于容纳对正用套管86，此套管包括两个相对的截头圆锥形的空腔88和90，两空腔在公共面92处相联。
对正用套管86置于外壳中部76之内，从而当插头44-44安在螺纹座66-66中且螺扣部分74-74被拧进螺纹空腔78-78时，插头端部50-50就被插进空腔88和90中，且辅助插脚落在公共面92附近。此外，当螺扣部分74-74被拧进外壳的中心部分76中时，插头的圆柱部分46-46将移过凸缘68-68的开口，使得挡圈62-62与凸缘脱开(参见图3的左半部分)。图3中左边插头的挡圈60紧靠在套管的挡圈94上。挡圈94靠螺纹固定在外壳的中部76内，虽然它不必与套管啮合，但能够防止套管从外壳中脱落出来。弹簧64能使插头的端部50与对正用套管的侧壁96紧密贴合在一起。进一步说来，图3中右边插头的端部50就会被移到对正用套管86的空腔88中并与壁98相接触。套管86可被支撑在凸缘82的开口99中，以便实现两个插头44-44的对正。
为了获得最小损耗，在理想情况下，套管86中的两个插头44-44的圆锥形端部50-50应当具有彼此对准的迴转轴，而且辅助插脚56-56中的光纤端面57-57彼此接触(参见图5)，并使光纤芯端部的形心轴基本上与迴转轴重合。每个插头44的圆锥形端部50的外表面以及套管空腔的边壁96和98(图3)表面构成了相关的对正表面，当插头的圆锥形端部插入套管86时，靠它们来使插脚56-56处于所需要的位置。
问题是在模制的插头中通道的中心轴(参见图7)101不一定与插头端部的圆锥轴线84重合。一般说来，对于低损耗而言，插头44中通道端部的中心轴应相对插头的横向对正表面处在预定的位置上。而对于插头44来说，其横向对正表面也就是圆锥形端部50的迴转表面。
参见图7，其中表示在使用模制的插头时可能存在于端面的横向偏差和角度偏差。如从图7中看出的那样，光纤的端面接在辅助插脚56的端面57上并与圆锥轴线84垂直。然而通道端部的形心轴101一般不与圆锥轴线84重合。一般说来，在辅助插脚56的端面与光纤交接处存在有横向偏差，进一步还可能存在有角度偏差，或者叫相对于该轴线的出口角，于是从光纤端部射出的光线便相对圆锥轴线构成一定角度。其结果是，当两个插头44-44插在对正用套管中时，相对这些对正表面应当处在预定位置的光纤芯43-43的形心轴并未对准(参见图8)。最好是使成品包括一个截头圆锥形端部，其中通道端部的形心轴能与插头44端部50的迴转轴重合(参见图9)。通过对插头44端部的结构整形，便可以校正横向偏差和角度偏差。
对于现场安装的插头来说，当它们被做成时在通道中是没有光纤的。以往是通过轴向观察从插头通道中射出的光线来对这类插头校正的，是通过转动插头时由那束光确定角偏移和横向偏移之后调整插头在其支架上的位置及对插头整形来校正的。出于前面对已有技术描述时提到的原因，这种方法不具备所需要的高产率。与此相应，本发明可用来提供一种产量较高的现场安装插头。
本发明提出采用一段伸长了的校准元件100，它从外面插入通道(见图10)。此校准元件垂直于纵轴的截面相当于将要接在插头上的光纤截面，并稍微小于所要插入通道的横截面。由于通道的弯曲，任何插入其中的刚性校准件例如一段光纤，都会在其中处于同样位置。虽然光纤可能不在通道中心，但重要的是由几何中心确定的光纤形心轴会与插头对正表面的迴转轴对正。将本发明所述的方法用在现场安装的插头时，假定光纤的形心轴与其纤芯的形心轴重合。出口角的校正，用来保证光纤轴线101(见图9)在对插头圆锥形端部50结构整形之后能与转轴或圆锥轴线84平行。
总的说来，对插头44进行处理和整形需要将插头支撑起来，这一般会存在圆锥轴线84与支架转轴105(见图1)之间偏离的问题。进一步说来，由于制造过程的不完备，插头44中通道端部的轴线101也会偏离轴线84。本发明所述的方法和装置，在使得邻近于插头44端面57处光纤端部的中心轴106(参见图11，它与将要接在插头上的光纤形心轴位置一致)基本上与转轴105重合之后，就可有效地对插头44进行结构整形。整形之后插头端部的迴转轴就变得与转台的转轴重合。随后又使得邻近于端面57处的校准元件端部中心轴106变成基本上与插头端部的迴转轴重合。当然，如图11所示，校准光纤的轴线106可能会稍微偏离通道的轴线101。但是，由于需要接在插头上的光纤将占据与校准光纤同样的位置，故对插头进行整形以使插头迴转轴84能与光纤轴线106重合是很重要的。
在转台上对插头位置的调整是通过插头通道中的一小段标准直径的光纤100来进行的。这一小段光纤被称作校准光纤，而且实际上就是该通道的延伸。应当指出的是，插头中的通道一般都会稍微弯曲(见图10)。这可由插头一端的出口角与另一端的出口角不同这一事实来验证。这样作的好处是，只要有一根现场待接的光纤处于通道中，它在通道中总是处于与校准光纤基本相同的位置。结果就能保证位置调整的重复性。随后在现场当光缆接在插头上时，光缆中的光纤在插头通道中也将位于与校准光纤相同的位置。
为了对插头44的端部50整形以使光纤轴线106能与圆锥轴线84重合，首先需要校正转轴105与邻接在插头端部50处的校准光纤端部的轴线之间的出口角。检测出口角的第一个步骤是建立一个三维坐标系，它可表示每个待测插头的角度和位置。
在本说明书中、基本上平行于转轴的坐标轴定为Z轴。X轴和Y轴则垂直于Z轴(见图12)。邻近于端面的光纤形心轴与转轴之间的角度标定为ψ(见图13)。在最佳实施例中，转轴取为竖直方向。
顾及在与Z轴相交的X和Y轴平面上的坐标，就有可能确定角度ψ的分量。假设通道的延长线即校准光纤100可以用空间矢量来表示，则该矢量在XZ平面上的投影Y＝0，由一条与Z轴交角为Φ的线来表示。同样，该矢量在另一个竖直平面YZ平面上的投影X＝0，由一条与Z轴交角为θ的直线来表示。
在已有技术中，支撑在转台上的插头其截头圆锥形部分的端面图象可被观测;与已有技术不同的是，本发明提出来用在垂直于插头通道的方向上照射和观察插头通道的延长部分以测定和校正出口角及偏心率。与此相应，必须将插头在下部支撑以便将圆锥形端部暴露在刀具37下面。此外操作人员还应将具有截头圆锥形端部的插头夹在卡盘111(见图14)上，从而使其截头圆锥形端部暴露在外面。
卡盘111被安装在支架120上(见图14)，令其暴露在磨削刀具37下面。支架120则通过安装环123由球形轴承124支撑，而轴承装在具有固定转轴105的转台130上(见图14和15)。插头44的凸起部被抬高以使其处于球面轴承的曲率中心。
插头44在其下部被夹住，以使其能在X和Y方向上作少许倾斜。如图14及15所示，轴承124与支架134的配合面132接合，而支架134安装在转台130上。通过定位器140可使轴承124沿角度坐标θ和Φ的方向转动，此定位器140包括横杆136和138，每个横杆皆从横杆139伸到支架134中，而横杆139则被可转动地安在支架141上。θ轴控制平行于X＝0平面的转动(见图13)，而Φ轴控制平行于Y＝0平面的转动。横杆139的端部靠在一个精密马达143的柱塞142上。弹簧145则使每个横杆136和138处在使轴承向外的方向上。
由图14及15可进一步看出，轴承支架134可通过定位器140的传动部分沿X和Y轴方向移动。每个传动部件包括一个安在横杆153一端的推杆151，而横杆153则靠在精密马达157的柱塞155上。横杆153被支撑在轴承158中并可转动，而且通过弹簧159偏向外方。
应当清楚，尽管本发明的最佳实施例中转台130的转轴105是竖直的，但并不仅限于此。转轴也可处在水平方向，而且光纤和插脚的端面是竖直的并与转轴垂直。
采用插头的圆柱形部分作为参考面来安装每个插头。虽然尽量要使圆柱部分的轴线83与圆锥轴线84对正，但小的干扰例如模塑毛刺或夹紧时未对正，都会使圆锥轴线相对于转台转轴105发生角偏移。
为了确定插头通道端部的出口角和偏心度，需将校准光纤100插入通道的端部(见图10)。在进行磨削操作以对插头端部整形之前，邻近于插头端面处校准光纤100的形心应处于转台的转轴上，而且校准光纤的轴线应平行于转台的转轴。
通过检测从非相干光源162(参见图1及2)射到由插头插脚伸出来的校准光纤侧面上的光线，通过计算机观测系统160的显微镜164对检测到的光进行处理，就可获得由于横向偏移而未对准的信息。实用的计算机观测系统例子，有由InternationalRobomationIntelligenceInc.制造及设计的P256及由ViewEngineeringCo.制造及设计的719型。计算机观测系统，是一种接收从物体产生的图象并对所接收的图象进行分析以提供输出信号的系统。这种分析可被用来确定物体的性质，例如根据输出信号采取某种措施时，用来确定这些性质的变化和趋势。利用这种信息，可确保此装置30能形成一个围绕与光纤纵轴重合的适当轴线的截头圆锥体，从而使其配合部件能在与其表面垂直方向上的确定位置接收到发射的光线。
在插头被夹到装置30上之前，将校准光纤100插入插头通道中，并使转台130转动(见图1及图2)。采用本发明所述的方法，可以确定校准光纤的轴线106和转轴105。
为了能对模制的插头整形以使在插头一端的光纤轴线能与插头的转动轴重合，有必要在整形操作之前进行两步调整。首先将插头夹于其上的支架转动，以使插头通道中光纤的轴线与转轴平行。其次，插头的支架可在X轴和Y轴方向上移动，直到转轴能通过邻近于插头端面57处光纤的形心。
通过把从相干光源166例如激光器发出的光线水平地导向安在插头通道中的竖直取向的光纤上，可进行插头定位过程的第一个步骤。使插头绕轴线105旋转并测量散射图案相对一条基准线的偏移量，便可以确定校准光纤以致于通道的角位移。这种技术是以光散射原理为基础的，其中当物体遮在相干光例如由激光器产生的相干光上时，会在360°的物体周围产生衍射图案。
最好使激光束的直径(例如2000微米)大于裸露光纤的直径(例如125微米)。当光束射到校准光纤上时，便会形成一个从光纤成扇形散开的光面(见图16)。这个光面在包含一条水平靶线172的靶区170呈现一条条纹。此靶线172就是为端部光纤的轴线与转轴重合的插头建立的。
参见图16可以看出，插头处在第一个位置时射在光纤上的激光束会产生由光纤散射的光线，而在靶区形成一条在竖直方向上偏离靶线的条纹174。由操作者操纵该装置让支架转动，以使散射光条纹174移动并与靶线172重合。这要通过在一个叫作Φ平面的平面中转动插头支架来实现。
随后让插头从第一个位置转动90°角，重复上述步骤。在第二位置时激光束再次被导向位于通道中的光纤上，由其散射的光线在靶区显示出一条同样地偏离靶区172的水平条纹176。操作者操纵该装置使支架在与Φ平面垂直的θ平面内转动，直至该条纹与靶线重合。进行这两步调整之后，在插头一端光纤的轴线就应平行于转轴(见图9)。此过程可以重复多次。
应当指出的是，出口角的校正应当在偏心度校正之前进行。如果校正不按这个程序来做，那么在插头端面上方某个平面内所做的偏心度校正，在插头端面上将不会保持与转轴重合(见图17)。虽然在转动插头时由激光器出来经光纤散射的光线都可以显示在靶区，但只要在插头的两个确定位置上显示就够了。这两个位置在圆周上相隔90°角。
在进行出口角的调整之后，移动插头以使邻近插头端面处光纤的形心能与邻近端面处的转轴重合。作为这种平面调整的第一步，必须先确定转轴105的位置。它是通过将非相干源162发出的准直光射到光纤上，并且将显微镜164在光纤的另一侧与其对准而实现的(参见图1和18)。被非相干光源照射的校准光纤的侧面象将显示在监视器181上。从参考轴到图象在X轴上的投影之间的水平距离dx。是可以确定的(见图19)。随后再将转台转动以使光纤移到离第一个位置为180°角的位置。通过使光线照在光纤上，可以确定出从参考轴到光纤在X轴上投影位置间的水平距离dx180。由参考轴到此两点间的距离dx0和dx180，将其和除以2，所得结果就是参考轴到转台转轴105之间的距离。
在确定转轴位置时，所采用的两个插头位置必须相隔180°角。然而为了确定偏心度，邻近于插头端面处光纤形心上的两个位置间只需相隔一个已知的角度。在图18所示的最佳实施例中，此角度为90°。该角度必须是已知的，以使在第一个位置182上光纤形心的位置能用来校正在一个坐标方向上的偏心度，即校正在第一个位置上偏心度的X投影;而在第二个位置184上能用来校正在第二个坐标方向上的偏心度，即校正在与第一个位置正交的第二个位置上偏心度的Y投影。由于此两位置相距90°角，故第二位置的X投影等于第一位置的Y投影(见图19)。进行这些测定之后，沿X及Y坐标方向移动插头支架，一般要重复几次，以使邻近插头端面处校准光纤100的形心能与转台的转轴重合。
应当指出的是，光纤形心的位置是通过出现在图1所示监视器181中的光带里一个较小的窗口190(参见图20)来确定的。计算机观测系统用来监测所感兴趣的窗口区域并计算超过图象阈值部分的形心。这比沿一条线来确定更好，因为对面积的计算更有可能得到准确的形心。在窗口内超过图象阈值的光带部分的形心，用来确定校准光纤的位置。
至此已经完成了所有的定位操作，则移动磨削刀具37以使其圆盘状刀头与插头44的圆锥形端部50接合(参见图21)。由磨削刀头对插头的圆锥形端部50进行结构整形，以便提供一个其轴线能与转台转轴重合的截头圆锥形端部。由于邻近插头端面处校准光纤的轴线平行于转轴105，而且邻近插头端面处校准光纤的形心与转轴重合，故光纤的轴线将基本上与整形后插头的圆锥轴线重合。这可导致一个很小的甚至为零的出口角，且可以提高模制插头的性能和产量。
应当明白上述结构是对本发明的简单说明。本领域的专业人员可以根据本发明的原理设计出其它结构，均将落入本发明的范围。
权利要求
1.一种对用于接在光纤端部的插头的端部进行结构整形的方法，包括以下步骤夹紧插头以使它可绕转轴转动；绕转轴转动插头；确定插头转动的转轴位置，所述方法的特征在于还包括下列步骤将一段具有纵轴的伸长了的校准元件插到插头端部的通道中，以使校准元件的一部分能从插头端部的端面中伸出；在垂直于校准元件纵轴的方向上将一束光射到伸出插头端面之外的校准元件一部分上；在插头的第一个位置上确定邻近插头端面处校准元件形心的位置，随后在插头转过一定角度后的第二个位置上确定校准元件形心的位置；确定校准元件对于转轴的偏心度；移动插头以使邻近插头端面处该校准元件的形心能与转轴重合；并且对插头进行结构整形，以使邻近插头端面处该校准元件的形心能与转轴以及整形后插头端部外表面的迴转轴相重合。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定转轴的位置之前，还包括使插头中校准元件轴线的一部分与转轴平行的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其中光纤光缆可接在插头上，而且有一个横截面与待接在插头上的光纤横截面相当的光纤校准元件安在通道中。
4.如权利要求3所述的方法，其中的转轴是通过在两个相隔180°角的位置上向光纤射出一束垂直于光纤轴线的非相干准直光，并通过测量沿一条坐标轴方向上参考点与两个位置中每一位置的距离，然后将这些测量结果相加除以2来确定的，在转轴位置确定之后，再确定沿参考坐标轴在两个相隔90°角位置的每一位置的距离。
5.如权利要求4所述的方法，其中在确定转轴的位置之后，在两个位置中的每个位置上确定邻近插头端面处光纤的形心。
6.如权利要求5所述的方法，其中在确定两个位置中每个位置上的形心位置之后，再确定光纤形心对转轴的偏心度，并移动插头以使偏心度基本上减小到零。
7.如权利要求1所述的方法，其中插头端部具有一个截头圆锥形的对正表面，并且使插头整形，以使该对正表面的迴转轴能与邻近插头端面处的一段光纤的光纤轴线重合。
8.一种对用来接在光纤端部的插头的端部进行整形用的装置，包括用以夹紧插头以使插头端部露出的、带有转轴的支撑架机构以及使上述支架机构转动的机构，插头中包括有通道，用来安置伸长了的校准元件的端部，所述装置的特征在于包括有用来将一束光沿垂直于校准元件纵轴的方向投射到伸出插头端面之外的校准元件一部分上面的光源构件;在第一个位置上以及在插头转过予定角度后的第二个位置上，根据插头的转动以及光束的投影来确定邻近插头端面处校准元件截面形心的构件;在上述支架机构与转轴之间产生相对运动以使邻近插头端面处校准元件截面的形心与转轴重合的运动机构;以及根据插头与转轴之间的相对运动对插头端部进行整形，以使邻近插头端面处校准元件的形心轴能够相对于整形后端部的对正表面处于予定位置的机构。
9.如权利要求8所述的装置，其中还包括在确定转轴之前启用的角度调整机构，以使插头中校准元件的轴线能够平行于转轴。
10.如权利要求9所述的装置，其中还包括能将一束相干的准直光沿垂直于校准元件纵轴的方向投射在校准元件上的构件，以及当插头转动时用来接收来自校准元件散射光的靶机构;散射光被显现在上述靶机构上，由此而使上述角度调整机构启用，以使上述支架机构转动并使散射光移向上述靶机构上的靶线。
全文摘要
一种双圆锥形接插件包括有两个插头，每个插头都有圆锥形端部并被接在单光纤光缆上。接插件还包括一个对正用套管，让夹持插头的夹具转动以使校准光纤的轴线与转轴平行。在一组相隔一定角度的位置上垂直于光纤纵轴方向将光的图象投射到光纤上。由光的这些图象可以确定转轴和校准光纤形心的偏心度。随后进行调整以使光纤形心与转轴重合。然后对插头端部整形，以使整形后端部的回转轴与校准光纤一部分轴线基本上重合。
文档编号G02B6/36GK1044712SQ8910163
公开日1990年8月15日 申请日期1989年2月4日 优先权日1989年2月4日
发明者约翰·马克·帕姆奎斯特, 莫顿·杰裴逊·桑德斯 申请人:美国电话电报公司