[发明专利]光导纤维连接件

说明书

本发明涉及光导纤维连接件，即一种经改进的用于光导纤维端头连接和对准的光导纤维对中夹紧装置。

在先有技术中有许多为达到光导纤维端头的连接而使其端头对准的，以便沿着纤维连续传送光线的光导纤维对中装置。用于电信工业的光导纤维主要是简单形状的玻璃纤维。这种纤维包括一根传递光信号的、直径为8微米±1微米的中心玻璃芯。这种芯由直径为125微米±3微米的玻璃包层包围。该包层的折射率与玻璃芯的稍有差别。

先有技术中已设计出许多装置可将简单形状的玻璃纤维永久连接起来。为了较好起作用以及减少连接纤维的损失，这些装置必须把要连接的两个纤维端头的芯部件对准到偏差约为它们芯部直径的10%或少于1微米。

一些先有技术的装置尝试通过将纤维压入一个非整合形的“V”形槽中或者置入非整合形的杆之间来使纤维端头对中和对准。只要被连接的光导纤维直径相同，这些装置的作用是令人满意的。这些装置的例子在美国专利第4，029，390号;第4，274，708号和第4，729，619号中已公开。

当要连接的纤维的相对两端的直径误差范围在122微米和128微米时，非整合形的“V”形槽装置很难达到所要求的把芯对准的精确度。

其他的先有技术装置通过把纤维端头放置在三个等间距的可延伸或有弹性的表面之中的方法来使两根纤维中心线对准。这些表面确定了一个横剖面为等边三角形的放置纤维的通道。纤维端头的连接点通常是位于通道的中点。这些装置比非整合形的“V”型槽类的装置能提供更好的纤维连接，因为这些装置能较好适应纤维直径的误差。在美国专利第4，391，487号;第4，435，038号和第4，593，971号中可以见到这些装置的例子。

另一个先有技术专利是美国专利第4，339，172号，其利用了一个可折褶的抓手构件，该抓手构件位于一个弹性套筒之中，该弹性套筒对着抓手构件施加压缩力以便在抓手构件圆周的许多等距离的点上抓住所有的电缆线。

本发明的装置如其它先有技术装置一样利用构成一个纤维对中通道的三个接触面，但是本发明的装置比先有技术有容易限定的作用和功能上的改进。下面讨论一下这些结构上的以及操作构件的区别。

本发明的连接件提供了三个高精度的纤维接触面，并且至少一个表面相对于在一个整件执行机构上的其他表面移动，该执行机构的结构能够在一个易于制造的简单零件上作移动。操作开始时纤维夹紧表面要分离开，使得纤维能容易地插入渐渐变窄的通道直到端面相互接触。这种结构通过接触反馈以及或者通过相对的纤维的弯曲来探测在通道中第一根纤维是否已推到并对着相对的那根纤维。当纤维端头互相接触时，连接件闭合以及纤维端头互相对准并且夹紧。

先有技术，如美国专利第4，391，487号的装置和由美国专利第4.391，487号的转让者售出的商业形式的连接件利用成形的弹性块来将纤维对中心和对准。这些块包括一个横剖面为基本三角形的通道，该通道的直径比纤维直径略小。当纤维插入成形通道中时，它们通过使弹性接触表面弹性变形，用力使弹性体表面打开。这就要求作用在纤维上的有效的压缩力把纤维推入通道。由于这种高嵌入力，经常很难识别纤维端面在连接中实际上是否处于接触状态。另外，由于它们被用力置入弹性体对中块中，所以有可能在压紧时纤维折断。

本发明的连接件要求只纤维固定表面产生很小的延伸或弹性变形，就可达到纤维准确对中和夹紧。这种变形使得在平行于纤维轴线的方向没有外部材料流动并且在夹紧表面周围的铰链结构不产生延伸变形。其他先有技术装置例如专利第4，435，038号的连接器要求纤维夹紧表面及其周围结构有特别大的变形会引起纤维啮合面的所不希望的变形以及在这些面上产生不相等的夹紧力。反过来这还会产生纤维中心线的偏移以及纤维端面的轴向分离。

本发明的连接件通过腿所提供的由铰链接合的杆结构很轻易地产生足够大的力，使得通过可塑变形把纤维一起置入夹紧面。一旦被夹紧，连接件就在纤维上保持均匀的压紧力，产生纤维的高张紧负载保留以及极佳的热循环稳定。纤维夹紧力通过储存在连接件上的腿以及夹紧结构中的弹性能量来保持。其他的先有技术装置，例如美国专利第4，435，038的联接器在移开连接约束件的力以后就会处于释放位置并且弹性复位。这种释放会引起纤维在放置的通道中微微松开，这种放松能够导致减少拉出力并且在热循环期间纤维端面分离。