专利名称：用于光纤维的可重复使用的机械连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤维连接器，例如可以将二个光纤维共轴相互连接的连接器或可以将一个光纤维连到一个光电元件上的连接器。本发明特别涉及连接极化或保持极化的光纤维。
先前的光纤连接器倾向于成本高，通常需要被永久固定于光纤的机械元件，加上将二个之中每一个这样的元件固定到一个辅助元件或一个定位装置上。这样做需要特殊的设备。
一个相对便宜的光纤连结器可以象美国专利第4，470，180号(Blomgren)披露的那样被构成。一个较好的Blomgren连接器包括一细长形带有基本均匀的椭园形面的框架，该框架被一弹性可形变外壳所包围，该外壳在其相对未形变状态时，可以对着在框架表面里的至少一个直的纵向沟来紧压一光纤的一个自由端。通过压挤使外壳形变，一个第二光纤的一个自由端可以与第一光纤共轴互连，如Blomgren图6c中所示。
现在市场上的一个光纤连接器(“Dorran”3米机械拼接)是如Blomgren专利里所说而构成的，也具有一个松紧垫块，它夹紧一个缓冲器层，该层保护除去其裸露自由端的光纤。典型地，这个缓冲器反过来由一护套和一个“Kevlar”纤维的中间层所覆盖，该中间层可以卸去来暴露该缓冲器。
本发明提供一用于光纤的、可重复使用的机械连接器，它带有一个防护缓冲器。象Blomgren专利一样，新型的连接器在构造上是便宜的且包括(a)一个细长型框架，在它的表面上至少形成一个直的纵向沟，(b)一个环绕所说框架的可形变外壳，当未形变时，该外壳基本是园柱形的且可以对着纵向沟紧压一个光纤的一个裸露端。象Blomgren专利的细长框架一样，本发明的框架较好地具有一个基本均匀的椭园形截面。
新型光纤连结器与Blomgren专利的不同在于框架里的沟具有均匀浅的和均匀深的部分，它的分别接受一光纤的一个裸露端及其缓冲器的相邻部分，以便裸露端的与缓冲器的最外表面置于一个基本上直的线上。这就允许可形变外壳对着框架同时紧压光纤和缓冲器。
用一“裸露端”意味着光纤上的缓冲器被卸去的部分，如一个包芯层。当在缓冲器下有一不可卸保护层时，这个保护层就是裸露端的部分。
与orran机械拼接相比，光纤可更快更容易地安装进新型连结器，因为光纤的裸露端及其缓冲器都可固定在一单个机械装置中。
为了使用新型连结器来相互连结二个光纤，在基座里形成的沟具一中央浅的部分和外层深的部分，当裸露端在沟的浅的部分邻接时，所说可变形外壳可同时紧压二个纤维的裸露端及其缓冲器。新型连结器对于相互连结极化或保持极化光纤特别有用，因为这个连结可以被测试，通过纤维转动来调试，再测试直至获得取希望的传输。
新型连结器的框架可以是一单件，它最好是陶瓷块，因为(1)陶瓷可紧密地与机械和热性玻璃相配合，大部分光纤是由这种材料制成的，(2)一个陶瓷块可以被制成带有精确几何形状及表面。其它具有类似特性的材料包括一定的金属合金及一液晶聚合物，这样的聚合物可做为“Xydar”从Amoca下示产品中获得。
由于目前销售的是带有几种不同尺寸的缓冲器的同一尺寸的光纤，最理想的可能是对每一个光纤和其缓冲器，由分离件形成这个框架，这些分离件可以以一种确保其沟放在同一直线上的方式来互相连结。因为缓冲器不需要象光纤的裸露端那样精确的排列，支承缓冲器的框架部分(这里称作垫块)可以较便宜地用比如合成树脂来形成。一个合成树脂的使用可以使对新型连结器容易地进行色标，一个较好的合成树脂是聚碳酸酯，它是坚固的，尺寸上稳定的，及从化学上基本稳定的热塑树脂。
为了接纳带有不同直径的缓冲器的光纤，本发明的连结器的沟可以形成其深的部分使不配合的缓冲器的最外部分定出一基本直的线。同样，新型连接器的沟的中浅的部分也可具有两个不同深度来允许具有不同尺寸的裸露端的光纤的相互结合。
虽然新型光纤连结器是可重复使用的，它也可以以一种防止其被再次使用的方式来使用。例如，当用新型连结器来相互联结二个光学纤维时，一种可固树脂可被用来将裸露纤维端永久连在一起。这样做可以提供一密封封口并且增强了抗拉力。当固化树脂具有一与光纤维配合的折射指数时，它可加强穿过相互连接处的光的传输。
在一些情况中，最理想的可能需要选择一种树脂，它可凝固达到折射指数所需的失配，因而使相互连结解离来衰减传输信号。无论何时存在一个危险即光信号的传递可能被强化以至引起检测器饱和，解离都是理想的。
解调也能在新型连结器里通过保持相互连结间的所希望的间隙或通过在框架里形成一纵向沟来完成，该沟使得在中间有一间断处，将相连光纤安置在稍微偏离一至的共轴排列的位置上。当被传递的光从一其输出是逐渐减弱的半导体激光器中发出时，该框架可以很快且便宜地经常变化来减少这种衰减，因而保持了所传输信号水平基本上恒定。
参照附图，本发明可能更易理解，它的所有图都是示意性的。附图除了图2的连结器是将一光纤连到一光电元件上外，其它每一个图都示出了可以连接二个光纤的本发明的一个光纤连结器。图示的连接器的一些部分被剖开来揭示细节。在附图中
图1是本发明的一个第一光纤连接器的等比例图;
图2是本发明的一个第二光纤连接器的纵向剖面;
图3是本发明一个第三光纤连结器的等比例图;
图4是本发明一个第四光纤连接器的等比例图;
图5是沿图4的5-5线的一个放大剖面;
图6是本发明一个第五光纤连接器的截面;
图7是本发明一个第六光纤连结器的一个截面。
图1的光纤连接器10具有一个细长框架，该框架是由一带有基本均匀截面的陶瓷块11，组成该截面近似于椭园形，其表面上形成一直的纵向V字形沟13，该沟在椭园形的长轴上延伸整个块的长度。该纵向沟具有一均匀浅的中央部分，在这里，一对光纤的裸露端14和14A可以嵌套，纵向沟还有均匀较深的外端部分，在这里相邻(接)的缓冲器16和16A可以嵌套以便所嵌套的裸露端及缓冲器的最外表面限定一个基本直的线，该线置于由椭园形框架的长轴所限定的平面里。
围绕陶瓷块的是一可形变外壳18，在未形变时，外壳18基本是一园柱形的。当在块11的短轴的方向上挤压外壳18时，光纤可以自由地被插入或移去。在其终端的每一端，沟13通向一个锥形口19、19A来加强光纤对沟的穿入。在光纤连结后，放松外壳使其回到基本园柱形的状态，对着纵向沟13来紧压裸露端14和14A及缓冲器16及16A的每一个。
较好地，可形变外壳18足够地透明，以便允许一个人看到裸露端14和14A的每一个大致延伸到连结器10的中央。当光纤的一个被插入到达连结器的中央时，它就对另一个光纤起制动作用。
如在图2中看到的，一个在结构上与图1中的光纤连结器10的一半相同的光纤连结器20，允许一个单个光纤25在其被一可形变外壳28所紧压时被连结到一个光电元件27上。
图3中的光学连结器30具有一细长形框架，其组成为一中央陶瓷块31及一对塑料垫块32和32A，该框架具有一近似于一椭园形的基本均匀的截面。在该椭园形框架的长轴上形成的是一以直线延伸整个框架长度的直纵向V字形沟33，因为块和垫块(a)为对抗相对转动被相连，(b)块和垫块用一可形变外壳38来保持一成一直线，(c)块和垫块用一锁销装置来可放松地相连，该锁销装置在块和垫块里在37形成。在块31里形成的沟33的部分是均匀浅的，在垫块32和32A里形成的部分是均匀深的部分直到分别在框架的终端的锥形口39和39A。当一对光纤被穿出外壳38与框架间的空间里时，嵌套的裸露端34及34A及缓冲器36和36A的最外端表面置于一基本直的线上。
虽然外壳38的长度近似于框架的长度，但它由于各种原因可以是短些，如为了使在移去垫块32和32A时抓住它们容易些或允许垫块的端进入连结器固定装置(未示出)。
图4和图5中的光纤连结器具有一细长形框架，它是由一中央陶瓷块41组成，该陶瓷块嵌套在一凹形垫块42。当这样嵌套时，块41及垫块42具有一近似为一椭园形的基本均匀载面。一个直的纵向V字形沟43在椭园形框架的长轴上形成。块在所图示位置上由一可形变外壳48来支承，该框架48以与图3相同的方式紧压一对光线的裸露的端44和44A及缓冲器46和46A。
图6的光纤连结器60具有一细长框架，框架由一中央陶瓷块61组成，它以与图4和图5中连结器40相似的方式嵌套在一凹形垫块62里。一个直纵向V字沟63延伸到所组装的块61和垫块62的长度。块在所图示位置由一可形变外壳68所支承，该外壳通常紧压一对光纤的裸露端(在64示出了一个)及缓出器(未示出)。
图7的光纤连结器具有一细长形框架，该框架由一中央陶瓷块71组成，该块嵌套在一凹形垫块72里且在那里由一可形变外壳78来支承。所组装的块及垫块一起具有一直的纵向V形沟73。一个光纤的一个裸露端74被示出，正被一可形变外壳78所紧压。
例如在图3中示出的连结器的一个样机，它一直被构造来拼接一对光纤，每一个具有一个直径为125μm的玻璃包芯层及一直径为250μm的缓冲器。块31是陶瓷，垫块32是聚碳酸酯。样机的主要尺寸为块11的长轴 3.3mm块11的短轴 2.9mmV形沟13的角度 75°在V形字之上的纤维高度在裸露端(包芯层) 35μm在缓冲器 50μm
外壳18的直径在未形变时 3.9mm用一测微计测量高度。在V形沟之上的裸露端与缓冲器高度之间的差别部分是由于在V形沟接收缓冲器的部分有较大宽度。此外，缓冲器是弹性的，因而由外壳轻微压缩，由于这个原因，拔拉阻力被加强。
以1300nm测试样机，平均输入损失为0.1dB，拔拉力大于4.5N。
本发明的主要内容是一种用于光纤的可重复使用的连结器，它带有一个保护性缓冲器，这个连结器的组成是(a)一个细长形基座(mount)，该基座的表面上形成有至少一个纵向直沟，(b)一个围绕所说基座的可形变外壳，这个外壳在未形变时基本是园柱形的，可以对着沟紧压一个光纤的一个裸露端，所说连结器的特征为所说的沟具有均匀的浅的和均匀深的部分，在这些部分里光纤的一个裸露端及其缓冲器的一个邻接部分可分别嵌套，这个裸露端和缓冲器的最外端表面限定了一个基本上的直线，因而允许所说可形变外壳对着基座同时紧压光纤和缓冲器。
其特征还在于所说沟具有一个中央浅的部分和一个外端深的部分，所说可形变外壳在纤维在沟的浅的部分连结时可同时紧压二个光纤的裸露端及它们的缓冲器。
其特征还在于基座有一个基本均匀的椭园形截面，且所说的沟在椭园框架的长轴上延伸至整个框架的长度。
其特征还在于基座是一个单块。
其特征还在于该基座包括一个块(block)，在其内形成有浅沟的部分，及一个垫块(chock)，在其内形成有深沟部分，该块和垫块成互连状防止相对转动。
其特征还在于包括一个单个垫块为所述块形成一凹形。
其特征还在于二个垫块，每一个可固定在所说块的一个端。
一种带有一保护缓冲器的用于光纤的可重复重用连结器，其特征为一个其基本均匀的截面近似于椭园的细长形框架，框架的表面在椭园框架的长短上形成一纵向直沟，该沟具有浅的和深的部分，以便被嵌套在浅的部分的光纤的一个裸露端及嵌套在深的部分的光纤的相邻接的缓冲器的最外端表面限定一个基本的直线，且一个围绕所述框架的可形变外壳，该框架在其基本上未形变，而一个裸露光纤端正嵌套在一浅的部分及光纤的相邻接缓冲器正嵌套在深的部分时，可同时对着框架紧压裸露端和缓冲器。
其特征还在于所述的沟有一中央浅部分和外端深部分。
一个用于连结二个光纤，尚光纤上带有保护缓冲器的可重复使用的连结器，其特征为一个其基本均匀截面近似于椭园形的细长框架，在椭园形框架的长轴上形成的且延伸至整个框架长度的沟，该沟具有一个均匀浅的中央部分，在其中每一个光纤的一个裸露端可嵌套并在框架周边之上凸出一个短的长度，及一个在浅的部分每一端的均匀深的部分，在这里面每一个光纤的缓冲器可嵌套，重要的是在框架的周边之上凸出一个与裸露端凸出的基本相同的长度，一个围绕所述框架的可形变外壳，该外壳在其基本未形变，而二连结光纤的裸露端正嵌套在所说浅的中央区及光纤的相邻缓冲器正嵌套在所说深的部分时，可对着框架同时紧压光纤和它们的缓冲器。
权利要求
1.一种用于光纤的可重复使用的连结器，它带有一个保护性缓冲器，这个连结器的组成是(a)一个细长形框架，该框架的表面上形成有至少一个纵向直沟，(b)一个围绕所说框架的可形变外壳，这个外壳在未形变时基本是园柱形的，可以对着沟紧压一个光纤的一个裸露端，所说连结器的特征为所说的沟具有均匀的浅的和均匀深的部分，在这些部分里光纤的一个裸露端及其缓冲器的一个邻接部分可分别嵌套，这个裸露端和缓冲器的最外端表面限定了一个基本上的直线，因而允许所说可形变外壳对着框架同时紧压光纤和缓冲器。
2.如权利要求1中所限定的一个光纤连结器，其特征为所说沟具有一个中央浅的部分和一个外端深的部分，所说可形变外壳在纤维在沟的浅的部分连结时可同时紧压二个光纤的裸露端及它们的缓冲器。
3.如权利要求1中所限定的一个光纤连结器，其特征为框架有一个基本均匀的椭园形截面，且所说的沟在椭园框架的长轴上延伸至整个框架的长度。
4.如权利要求1所限定的一个光纤连结器，其特征为框架是一个单块。
5.如权利要求1所限定的一个光纤连结器，其特征为该基座包括一个块，在其内形成有浅沟的部分，及一个垫块，在其内形成有深沟部分，该块和垫块成互连状防止相对转动。
6.如权利要求5所限定的一个光纤连结器，其特征为包括一个单个垫块为所述块形成一凹形。
7.如权利要求5所限定的一个光纤连结器，其特征为二个垫块，每一个可固定在所说块的一个端。
8.一种带有一保护缓冲器的用于光纤的可重复重用连结器，其特征为一个其基本均匀的截面近似于椭园的细长形框架，框架的表面在椭园框架的长短上形成一纵向直沟，该沟具有浅的和深的部分，以便被嵌套在浅的部分的光纤的一个裸露端及嵌套在深的部分的光纤的相邻接的缓冲器的最外端表面限定一个基本的直线，且一个围绕所述框架的可形变外壳，该框架在其基本上未形变，而一个裸露光纤端正嵌套在一浅的部分及光纤的相邻接缓冲器正嵌套在深的部分时，可同时对着框架紧压裸露端和缓冲器。
9.如权利要求8所限定的一个光纤连结器，其特征在于所述的沟有一中央浅部分和外端深部分。
10.一种用于连结二个光纤，尚光纤上带有保护缓冲器的可重复使用的连结器，其特征为一个其基本均匀截面近似于椭园形的细长框架，在椭园形框架的长轴上形成的且延伸至整个框架长度的沟，该沟具有一个均匀浅的中央部分，在其中每一个光纤的一个裸露端可嵌套并在框架周边之上凸出一个短的长度，及一个在浅的部分每一端的均匀深的部分，在这里面每一个光纤的缓冲器可嵌套，重要的是在框架的周边之上凸出一个与裸露端凸出的基本相同的长度，一个围绕所述框架的可形变外壳，该外壳在其基本未形变，而二连结光纤的裸露端正嵌套在所说浅的中央区及光纤的相邻缓冲器正嵌套在所说深的部分时，可对着框架同时紧压光纤和它们的缓冲器。
全文摘要
一种用于光纤的可重复使用的机械连接器，包括一个基本为均匀椭圆形横截面的长形基座和贯穿基座全长的一个长直沟槽，沟槽具有均匀浅的中部和均匀深的外(端)部。可变形外壳包着基座。在外壳不变形时，两相邻光纤裸端停在所述浅的部分，光纤的相邻缓冲器停在所述深的部分，外壳将它的同时卡住，这样进行了光纤的连接。只要挤压外壳即可去掉光纤。
文档编号G02B6/42GK1053130SQ9110003
公开日1991年7月17日 申请日期1991年1月5日 优先权日1990年1月5日
发明者马歇尔·阿兰·玫斯, 杰克·彼得·布卢格林 申请人:明尼苏达州采矿制造公司