[发明专利]激光抛光被连接的光学纤维的方法和由此形成的被连接的光学纤维

说明书

激光抛光通过在具有金属箍的被连接的纤维的纤维端部表面处垂直地引导激光束而被实现。该激光束的光斑尺寸大于暴露的光学纤维的直径，提供纤维端部表面上的辐射能量的更均匀的空间分布。该金属箍提供了热传导以阻止纤维末端处过热，过热将导致不期望的表面瑕疵和几何形状。该被连接的光学纤维可在激光抛光之前预成形。随后激光抛光平坦该纤维端部表面。

背景技术

1、优先权

本申请要求2014年11月12日申请的美国临时专利申请No.62/078,868的优先权，其通过参考而全部并入犹如在本文中完全地陈述。下文中指出的所有公开文献通过参考完全地并入犹如完全地在本文中陈述。

2、技术领域

本发明涉及一种光学纤维，更特别地涉及光学纤维的端部表面的精加工。

3、现有技术

通过光学纤维波导传输光能具有许多优势，且它的使用是各种各样的。单个或多个纤维波导可被简单地用于传输可见光到远程位置。复杂的通讯系统可传输多个特殊光学信号。这些设备通常需要以端部到端部关系的光学纤维耦合，以面对面并置的方式有效定位两个光学纤维的端部表面，其中在端部面之间具有基本没有或没有间隙。这个面对面光学耦合变现为光损耗的来源。光学纤维和波导在中心处的切割端部应该是平滑且无缺陷的。

如果纤维的端部是不平坦的，由于光在切割的端部表面(例如粘接或接合区域)处光的反射和折射，过多的光损失可发生。光学表面的粗糙度是对光学信号传输的效率的限制，通过散射光和引入连接器配合中的接触间隙两者。当将光学纤维以端部到端部关系放置时，为了将从传输纤维的端部表面的内部向回反射的光损耗最小化且最小化插入损耗(例如从一个纤维到另一个的传输中的信号强度的损耗)，切割的纤维端部表面需要尽可能地平滑和无划伤，以最优化纤维之间的光学耦合(例如可拆卸连接，永久粘接和光激性设备)。

考虑到在纤维的切割的端部处产生的缺陷，当前终端处理包含传统的光学纤维的切割，随后对得到的端部表面的机械抛光，以清除切割表面非平面形式的缺陷。传统方法使用几十年来用于移除表面的粗糙不平的各种研磨和抛光。纤维的端部表面的精加工包含艰苦的过程，其需要放置一定量的未固化环氧树脂在氧化锆端箍(纤维被插入其中)的通道中。纤维被插入箍中且被推动穿过箍的端部表面处的环氧树脂以确保至少一些环氧树脂被推出超过箍的端部表面，以在它被手动抛光以平滑其表面时提供用于光学纤维的稳固支撑。在定位纤维之后抛光之前，该环氧树脂被固化约二十四小时。该纤维的从箍和固化的环氧树脂突出的端部部分在接近于箍的端部表面处被折断。纤维的较小一部分在折断之后从箍的端部表面突出且由固化的环氧树脂稳固地支撑。该环氧树脂还从箍的端部表面突出较小距离，且还支撑纤维在箍通道内。用于纤维的刚性支撑是必要的，以使得它能够抵抗磨盘的磨擦运动(其具有不同硬度的预定量中的一个)。这个盘通过纤维端部的压力被压靠到纤维的端部以凹进盘表面较小的量。该盘在纤维的端部表面上方滑动。磨盘研磨通过用手或自动化机械完成，且它偶尔中断以检测端部表面以测量背反射的量。盘表面和盘硬度可在这个过程期间被改变。