[发明专利]裸纤维连接器

说明书

发明领域

本发明总的涉及连接器，具体地涉及诸如无线电远程通讯所用的光纤之类的光学波导的可再装配式连接器。

背景技术

现今所用的多种单模不连续光纤插头都具有精密的圆柱形陶瓷套管，套管都安装在插头中。裸玻璃光纤都粘结在这些套管中紧密配合的轴向孔中，并且光纤和套管末端都抛光以形成低插入损耗且低背向反射的连接。用于这种套管式插头的连接器外壳可具有开口的陶瓷套，当插头插入外壳的相对端时其使套管定中心并且对齐。套管对齐可使纤维中心对齐而提供相对较低的插入损耗。插头中的弹簧迫使抛光的纤维端面紧密接触，而提供较低的背向反射。陶瓷套管式连接器还有多种形式，即含有成角度的抛光套管/纤维末端，当与类似插头配合时，可提供非常低的背向反射。

在过去的几年中，具有陶瓷套管的单模不连续光纤维连接器的价格已下跌并且性能也有所提高。这种价格下降的趋势有望继续，这是因为陶瓷套管和陶瓷对齐套的成本下降；但是与陶瓷套管和套的较低成本下限有关的光纤连接器的价格下降也是有限的。同样，现今所用的大多数单模陶瓷套管连接器都是在工厂中装于光纤引线或跨接电缆上的。这些连接器引线通常都是熔接或机械地拼接到纤维光缆上的。由于在陶瓷套管中难以粘结纤维，且难以精密地抛光纤维末端，所以现场安装中陶瓷套管式单模连接器是极少数的。因此，先前技术中单模陶瓷套管连接器的较高成本和缺乏现场安装性能尚未引起足够的重视。

另一种连接产品的管线、尤其是用于永久接头的产品采用一纤维夹紧元件，即以压出使纤维定位和对齐的多个槽和纤维导管为特点。这种产品的一个例子是Fibrlok接头元件，目前是由单片的塑性铝制成(Fibrlok是3M公司的一个商标)。这种元件的外形通常呈矩形，并且是通过从其运载带冲切该件所制成。一弯曲聚焦槽将矩形元件坯料分成两个相等的基本上矩形的区域或板件。至少一个板件具有V形的纤维定位和夹紧槽，槽与弯曲聚焦槽平行。V形槽的深度是当125μm的纤维置于这槽中时将从槽中露出50μm。漏斗形纤维导槽都设置在V形纤维定位槽的各个端部。相对的板件也具有漏斗形纤维导槽，并且离开弯曲聚焦槽的距离与第一板件中的漏斗形导槽相同。

平Fibrlok坯料沿着弯曲聚焦槽折叠，直至一块板件与另一板件近似成5至10度的角度，而形成由两块基本上刚性板件构成的结构，其中具有面向内的纤维夹紧V形槽，它们沿着一边缘通过一可弹性动作而使板件作小范围运动的铰链连接。当用于Fibrlok接头时，这种折叠的V形元件位于一塑料夹套内，它具有与该件中的纤维定位和夹紧V形槽对齐的端口。一塑料盖盖在开口元件板件或腿部的外边缘上。该盖具有倾斜的凹口区域，当盖关闭时该区域可下滑到该元件腿部的外侧，而使该元件的两条腿部移动到一起，而使一对纤维夹紧并在V形槽中定中心。

选择塑性铝作为制造Fibrlok元件的材料是因其成本低，以及其易于模压和折叠而不会发生破裂或折断。另外，铝的塑性使其更易于与外侧纤维表面相符，在将纤维夹持在V形定位槽中时不会在纤维上施加特别高的应力负载。然而，这种塑性材料也存在一些缺陷。例如，由于纤维多次再夹持在一塑性元件中而使纤维本身不能充分地嵌在对齐槽中，而难以通过使夹持板作用和不作用来重复使用这种元件，并且重复再关闭方面所可能具有的元件夹持力或纤维对齐精密度降低。所以，这种元件一般不适用于一可再装配的连接器。铝元件的另一弱点是其较高的热膨胀系数。这种膨胀可引起被夹持的纤维端面实际上在高温下分离。虽然如果连接器在室温下组装这是没有多大关系的，但如果连接器在非常低的温度下组装这是很重要的。

铝元件的另一个潜在弱点是当各种模压和折叠操作后企图对其作清洁时难以碰到。当在铝元件带材料上形成V形槽和导引锥时，经常产生细小的铝粉，铝粉会粘到V形槽的侧壁和边缘上。当折叠元件时也会沿弯曲聚焦槽产生小颗粒或粉状铝。如果在裸光纤插入到元件的过程中，这些铝粉或颗粒中的任一种移动，那么它们将粘到一个纤维端面和阻塞其芯子的一部分，而严重地影响插入损耗。在折叠之前企图清洁位于软塑性铝的V形槽中纤维经常会损坏或擦伤V形槽。也不能采用磨料清洁剂，因为它们会嵌在V形槽的软铝侧壁中。在折叠后清洁元件实际上也是不可能，这是因为元件腿部之间空间很小。