[发明专利]用于固化光纤上的涂料的系统和方法

说明书

本发明涉及用于固化光纤上的涂料的系统和方法。特别地，在此描述并且要求保护固化灯系统、LED焊盘组件、和使用此类固化灯系统和/或LED焊盘组件生产涂覆的光纤的方法，其中维持每线功率输入低于某些值和/或维持能量密度高于某些值。此类固化灯系统和其使用方法包括多个发光二极管，这些发光二极管被配置成通过最大化辐射强度同时最小化功率输入提供商业上可行的涂覆的光纤的生产。还描述并且要求保护的是包括至少一排非接触的连续的LED焊盘组件，其中至少一个焊盘包括呈各种有效配置的细长部分。

技术领域

本披露的方面总体上涉及用于固化光纤上的涂料的系统和方法。具体的，本披露的不同方面涉及使用发光二极管(LED)来固化光纤上的可辐射固化的涂料的装置、系统和方法。

背景

光纤已经在各种应用中使用并且具有优于其他介质的一些优点。例如，数据可以以比经过电线更高的数据速率经过光纤传输。光纤比电线更轻并且更柔性，因此光纤经常在电信行业中用于数据传输。然而，如果没有受到保护，因为穿过其传输光学信号的薄玻璃原丝的易碎性，光纤不适合于现场使用。除了其对物理损坏的敏感性，未涂覆的光纤还将受到水分接触的负面影响。其结果是，典型地将表面涂料施用到光纤上用于保护并且确保高水平的性能。

通过牵引生产光纤经常立即用两种或更多种叠加的可辐射固化的涂料涂覆。直接接触光纤的涂料称为“内层一次涂料”并且覆盖涂料称为“外层二次涂料”。在一些参考文献中，内层一次涂料又简单地称为“一次涂料”并且外层二次涂料称为“二次涂料”。典型地将内层一次涂料配制成具有比二次涂料显著更低的模量。

相对柔软的内层一次涂料提供对于微弯曲的抵抗，该微弯曲导致涂覆的光纤的信号传输衰减增加，因此是不希望发生的。微弯曲是涉及几微米的局部轴向位移和几毫米的空间波长的光纤中的微观曲率。微弯曲可以由热应力和/或机械侧向力诱发。涂料可以提供保护光纤免受微弯曲的侧向力作用的保护，但是随着涂料厚度降低，所提供的保护的量降低。例如在D.Gloge，“光纤包覆及其对于光纤直线度和损耗的影响(Optical-fiberpackaging and its influence on fiber straightness and loss)”贝尔系统技术杂志(BellSystem Technical Journal)，第54卷，2，245(1975)；W.B.Gardner，“光纤中的微弯曲损耗(Microbending Loss in Optical Fibers)”，贝尔系统技术杂志，第54卷，第2期，第457页(1975)；J.Baldauf，“双涂覆的单模光纤的机械特性与微弯曲损耗的关系(Relationship of Mechanical Characteristics of Dual Coated Single ModeOptical Fibers and Microbending Loss)”，IEICE通信学报(IEICE Trans.Commun.)，第E76-B卷，第4期，352(1993)；和K.Kobayashi，“薄涂覆的光纤和光纤带中的微弯曲损耗研究(Study of Microbending Loss in Thin Coated Fibers and Fiber Ribbons)”，IWCS，386(1993)中讨论了在涂料与免受导致微弯曲的侧向应力的保护之间的关系。更硬的外层二次涂料(即，二次涂料)提供对于处理力(如当将涂覆的光纤形成带状和/或拧成缆时所遇到的那些)的抵抗。

在固化之前，光纤二次涂料组合物总体上包含以下项的混合物：经常由溶解或分散在液体烯键式不饱和稀释剂中的一种或多种低聚物组成的烯键式不饱和化合物和光引发剂。典型地将该涂料组合物以液体形式施用到光纤上，并且然后暴露于光辐射下以进行固化。

一次涂料优选具有比相关联的光纤的包层更高的折射率，以便允许其将错误的光学信号从该光纤的芯剥离。一次涂料应该在热和水解老化期间维持与玻璃光纤的足够的粘附，还(如果需要的化)能够出于接合目的是由其可剥离的。该一次涂料典型的厚度在20-50μm范围内(例如，约25或32.5μm)，薄一些的厚度在15-25μm范围内(对于200μm的光纤)。