光纤连接器中位于光纤端部的聚合物层及相关方法.pdf

一种用于多根光纤(106-107)的连接器(100)，其包括沉积在位于连接器(100)的面板处的光纤端部上的聚合物层，以减少插入损耗。聚合物层(110)可以是包围住多根光纤(106-107)全部端部的单一层，或者是沉积在多根光纤各个端部处的分离的层。这些层可以设置成大致正方形、矩形、圆形或椭圆形。另外的聚合物层可以沉积在位于定位孔和壳体之间的面板上。

1.  一种用于光纤的连接器，其包括：
用于所述连接器的壳体；
设置在所述壳体中的面板；
至少一根光纤，其具有设置在所述面板处的端部；以及
聚合物层，其沉积在所述至少一根光纤的端部上。

2.  如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述至少一根光纤包括多根光纤，所述多根光纤中的每一根都具有设置在所述面板处的端部。

3.  如权利要求2所述的连接器，其特征在于，所述聚合物层沉积在所述多根光纤的各个端部上。

4.  如权利要求3所述的连接器，其特征在于，所述聚合物层的形状大致是矩形。

5.  如权利要求4所述的连接器，其特征在于，所述大致为矩形的聚合物层包围着所述多根光纤的各个端部。

6.  如权利要求3所述的连接器，其特征在于，所述面板中设置有至少一个孔，并且在所述至少一个孔和壳体之间沉积有另外的聚合物层。

7.  如权利要求2所述的连接器，其特征在于，所述聚合物层包括设置在所述多根光纤的各个端部的分离的层。

8.  如权利要求7所述的连接器，其特征在于，设置在所述多根光纤的各个端部的所述分离的层的形状大致是正方形或者矩形。

9.  如权利要求7所述的连接器，其特征在于，设置在所述多根光纤的各个端部的所述分离的层的形状大致是圆形或者椭圆形。

10.  如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述紫外线固化聚合物层的厚度高达约20微米。

11.  如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述聚合物层沉积在所述面板的未抛光或部分抛光的表面上。

12.  如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述聚合物层在所关注的波长具有大约1.4-1.5的折射率。

13.  一种制造用于光纤的连接器的方法，其包括以下步骤：
为连接器提供壳体；
将面板设置在所述壳体中；
将至少一根光纤的端部设置在所述面板处；以及
将聚合物层沉积在所述至少一根光纤的端部上。

14.  如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述至少一根光纤包括多根光纤，所述方法进一步包括附加步骤：
将所述多根光纤的各个端部设置在所述面板处。

15.  如权利要求14所述的方法，其进一步包括附加步骤：
将所述聚合物层沉积在所述多根光纤的各个端部上。

16.  如权利要求15所述的方法，其进一步包括附加步骤：
将所述聚合物层设置为大致矩形。

17.  如权利要求16所述的方法，其进一步包括附加步骤：
用所述大致矩形的聚合物层包围住所述多根光纤的各个端部。

18.  如权利要求15所述的方法，其进一步包括附加步骤：
在所述面板中设置至少一个孔；以及
在所述至少一个孔和所述壳体之间沉积另外的聚合物层。

19.  如权利要求14所述的方法，其进一步包括附加步骤：
在所述多根光纤的各个端部处沉积分离的聚合物层。

20.  如权利要求19所述的方法，其进一步包括附加步骤：
将在所述多根光纤的各个端部处的所述分离的聚合物层设置为大致正方形或者矩形。

21.  如权利要求19所述的方法，其进一步包括附加步骤：
将在所述多根光纤的各个端部处的所述分离的聚合物层设置为大致圆形或椭圆形。

22.  如权利要求13所述的方法，其包括将所述聚合物层沉积至高达约20微米厚度的附加步骤。

23.  如权利要求13所述的方法，其包括将所述聚合物层沉积在所述面板的未抛光或部分抛光的表面上的附加步骤。

24.  如权利要求13所述的方法，其包括选择所述聚合物层使其在所关注的波长具有大约1.4-1.5的折射率的附加步骤。

25.  如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述聚合物层是固化聚合物层。

26.  如权利要求25所述的连接器，其特征在于，所述聚合物层是紫外线固化聚合物层。

27.  如权利要求25所述的连接器，其特征在于，所述聚合物层是热固化聚合物层。

光纤连接器中位于光纤端部的聚合物层及相关方法
技术领域
本专利申请是于2006年6月30日提交的在先美国临时专利申请No.60/817,816的非临时申请，因此，本专利申请要求其优先权。
本发明一般地涉及用于一根光纤或用于多根光纤的连接器。特别是，本发明涉及沉积在一根光纤或者多根光纤的端部上以减少在一对对接连接器之间的插入损耗的聚合物层。
背景技术
现有光纤连接器中越过端板(end face)的插入损耗可以变化至一种无法接受的程度，这取决于光纤端部的抛光方法。在低温操作中，薄冰层也可以形成于光纤端部之间的空气间隙中。这样的冰层可以改变连接器的性能，并且可能使插入损耗增加到无法接受的较高级别。
发明内容
因而，本发明总的目的是在连接器的端板上提供一种聚合物层。这种聚合物层可以是通过紫外线(UV)处理或热处理而完成固化的固化层。
本发明的另一个目的是，通过在连接器的端板上使用这样一种聚合物层来有效地去除存在于光纤之间的任何空气间隙。
本发明进一步的目的是，利用连接器的机械弹性压力来充分地消除在具有聚合物层的光纤之间的任何空气间隙。
本发明的再一个目的是，充分减少在具有聚合物层的光纤之间的插入损耗。
本发明的再一个目的是，利用聚合物层的疏水性来防止在低温条件下在光纤之间形成冰层。
本发明的另一个目的是，减少制造包括聚合物层的光纤连接器所需的时间和劳动力。
本发明针对用于光纤的连接器，并且优选地针对用于多根光纤的连接器，该连接器包括沉积在光纤端部上的聚合物层。所述聚合物层可以是利用热处理或紫外线处理而固化的固化聚合物层。这种连接器包括壳体、设置在壳体中的面板(face)、具有设置在所述面板处的端部的至少一根光纤以及沉积在所述至少一根光纤的端部上的聚合物层。在一个实施方式中，多根光纤的每一个都具有设置在所述面板处的端部以及沉积在这些多根光纤的各个端部上的聚合物层。
聚合物层可以是包围住这些多根光纤各个端部的单一层。例如，这个单一层在形状上可以是大致的矩形。作为选择，可以在这些多根光纤的各个端部处沉积分离的聚合物层。这些分离的聚合物层在各个光纤端部周围可以被设置成大致的正方形、矩形、圆形或椭圆形。
连接器的面板中可以设置有至少一个孔，并且在所述至少一个孔和壳体之间可以沉积另外的聚合物层。优选地，所述聚合物层在所关注的波长具有大约1.4-1.5的折射率，聚合物层的厚度可以高达大约20微米。
本发明进一步针对用于光纤的连接器(优选地是用于多根光纤的连接器)的制造方法，所述连接器包括沉积在光纤端部上的聚合物层。聚合物层可以是通过紫外线固化或者热固化而成。这一方法包括如下步骤：为所述连接器提供壳体，将面板设置在所述壳体中；将至少一根光纤的端部设置在所述面板处；以及在所述至少一根光纤的端部上沉积聚合物层。
在一个实施方式中，这一方法针对具有多根光纤的连接器，并且这一方法包括如下步骤：将所述多根光纤中的每一根的端部设置在所述面板处，并且将所述聚合物层沉积在所述多根光纤的各个端部上。另一步骤可能包括：用单一聚合物层包围住所述多根光纤的各个端部，其中单一聚合物层的形状可以是矩形。
在另一个实施方式中，这一方法可以包括在所述多根光纤的各个端部处沉积单独的聚合物层的步骤。这些单独的聚合物层在各个光纤端部周围可以被设置成大致的正方形、矩形、圆形或椭圆形。
根据本发明的另一个方面，这一方法可以包括将至少一个孔设置在所述面板中的步骤和将另外的聚合物层沉积在所述至少一个孔和壳体之间的步骤。本方法的其它步骤包括：选择聚合物层，使其在所关注的波长具有大约1.4-1.5的折射率，以及将所述聚合物层沉积至高达大约20微米的厚度。
附图说明
通过结合附图并参考下列描述，可以更好地理解本发明及其目的和优点，其中同样的附图标记表示附图中同样的部件，其中：
图1是根据本发明的包括聚合物涂层的多芯光纤连接器的端视图，其中聚合物涂层在多根光纤周围以大致矩形形状(pattern)沉积在端板上；
图2是根据本发明的另一个方面的包括有聚合物涂层的多芯光纤连接器的端视图，其中聚合物涂层以和图1相似的方式在多根光纤周围以大致矩形形状位于端板上，但是在各个引导孔和连接器壳体之间的连接器端板上包括另外的聚合物涂覆区；
图3是根据本发明的又一方面的与图1相似的多芯光纤连接器的端视图，但该光纤连接器在端板上的聚合物涂层由在多根光纤的每一根光纤周围呈大致正方形形状的聚合物涂层组成；
图4是根据本发明的再一个方面的与图1相似的多芯光纤连接器的端视图，但该光纤连接器在端板上的聚合物涂层由在多根光纤的每一根光纤周围呈大致圆形的聚合物涂层组成；以及
图5是图1-4所示的多芯光纤连接器的侧视图。
具体实施方式
应当理解的是，本发明在不偏离其精神的前提下可以通过其它特定方式实施。因此，这里的例子和实施方式在各个方面都是解释性的而非限定性的，并且本发明并不限于在此给出的详细描述。
参照图1，显示了标示为100的连接器。在图1所显示的实施方式中，连接器100可以包括使用合适材料制成的外壳或壳体101。在壳体101的内部是连接器的大致平面的面板(face)102。设置在面板102内部的可以是多根光纤(例如最上方的光纤106和最下方的光纤107)的端部。在图1所示的例子中，在面板102上定位孔103-104之间存在十二根光纤(包括光纤106和107)的端部。例如，多根光纤的端部可以与定位孔103-104的中心大致成一直线。光纤的端部也可以在每对相邻的光纤端部之间具有大致相等的间隔。
通过现有公知的方式，面板102中的这对定位孔103和104用于接收和定位关于连接器100的对接连接器(图中未显示)，这样，光纤端部(包括光纤端部106和107)将与在对接连接器中的对应光纤端部对准并且彼此非常接近。
根据本发明的一个方面，聚合物层110沉积在一根光纤的端部，或者在多根光纤例如光纤106和107的端部。应当注意的是，聚合物层可以是固化聚合物层，其中通过热或紫外线(UV)固化而完成固化。为了便于这里讨论并且仅仅是举例而已，通篇使用紫外线固化聚合物层。但是，应当注意的是，热固化也是一种可行的替代方案，其中可以使用例如红外线灯来固化热敏聚合物。
如图1所示，紫外线固化聚合物层110沉积在定位孔103和104之间。它是单个紫外线固化聚合物层，在布局上大致呈矩形，并且包围住出现在面板102处的全部十二个光纤端部(包括光纤端部106和107)。优选地，这一紫外线固化聚合物层细薄且柔软，并且在所关注的波长(例如在大约850-1550nm)具有大约1.4-1.5的折射率。例如，这一紫外线固化聚合物层可以具有高达大约为20微米的厚度。
图1中的连接器100与图2中显示的连接器200相类似。但是，在孔103和壳体101之间以及在孔104和壳体101之间，沉积了另外区域的紫外线固化聚合物层的201和202。尽管这些另外的紫外线固化聚合物层201和202在图2中显示为矩形的形状，但是可以使用任何所想要的形状。当连接器200与另一个连接器相对接时，这些另外的区域可以有助于确保对接的连接器的面板平坦地靠着紫外线固化聚合物层110，即在区域201和202处的相应的突起高度将会与面板102由于沉积紫外线固化聚合物层110而突起的高度相匹配。
图3中所示的连接器300在许多方面类似于图1和2中的连接器100和200。但是，连接器300的面板102具有沉积在各个光纤端部(例如在光纤106的端部)的单独的(individual)或分离的(separate)紫外线固化聚合物层303或304，而不是如图1、2所示的包围住全部光纤端部的单个紫外线固化聚合物层110。如图3所示，分离的紫外线固化聚合物层303或304可以分别是大致正方形或矩形的形状。如果需要，与聚合物层303相似的另外的紫外线固化聚合物层可以沉积在孔103和104的每一个之间，如图2所示。
图4中所示的连接器400在许多方面类似于图3中所示的连接器300。连接器400的面板102也具有沉积在各个光纤端部(例如在光纤106的端部)的单独的紫外线固化聚合物层403或404，而不是如图1、2所示的包围住全部光纤端部的单个紫外线固化聚合物层110。但是，如图4所示，所述分离的紫外线固化聚合物层403或404可以分别大致是圆形或椭圆形形状。如果需要，与聚合物层403相似的另外的紫外线固化聚合物层可以沉积在孔103和104的每一个之间，如图2所示
本领域技术人员会想到，尽管图3和图4中的独立紫外线固化聚合物层303和403显示为正方形、矩形、圆形或者椭圆形的形状，但是可以类似地使用其他所希望的形状，也能实现本发明的优点。
图5是图1-4中所示的连接器100、200、300和400中使用的典型的壳体101的侧视图。壳体101可以用现有技术中已知的任何合适的材料成形或制作。图1-4中所示的面板102可以与壳体101的对接端501齐平，或者面板102可以凹陷在壳体中。
当光纤接触到用于在这对对接连接器中的各对光纤之间建立光纤连接的相应的或相对的光纤时，紫外线固化聚合物层110、303或403用作对接连接器中相应或相对光纤的衬垫，或者用作对接连接器中多根光纤的衬垫。因此，紫外线固化聚合物层110、303或403有效地排除了在各对互相通信的光纤的端部之间存在的任何空气间隙。典型地，由连接器施加的弹性压力也可以被用来充分地排除或消除在对接连接器中的光纤之间的任何空气间隙。
随着在各对光纤之间的空气间隙被大致排除，越过连接器面板的插入损耗也被显著地减少或消除。插入损耗也可以变得非常均匀。当聚合物层相对均匀地沉积在连接器的面板上时，由于在光纤端部的抛光边缘效应所引起的在各个连接器的相对光纤之间的任何空气间隙也被显著地减少或消除。
根据本发明的另一个方面，两单根光纤可以被连接在套管中，例如直径大约为1.25mm的LC套管，其中一根光纤具有紫外线固化聚合物层，而另一根相对光纤具有劈裂开的端部，即相对的光纤不需要具有抛光的端部。当相对光纤的劈裂端部插入到套管中以接触到聚合物层时，柔性紫外线固化聚合物层为容纳相对光纤的劈裂端部提供了低的插入损耗。
这样的紫外线固化聚合物层110、303或403也具有疏水性。这一特性可以被用来辅助包括一个或多个具有紫外线固化聚合物层的光纤的光纤连接器，以在低温条件下充分发挥性能而不会在具有紫外线固化聚合物层的光纤的端部和相对光纤的端部之间形成任何冰层。当然，任何冰层具有1.0的折射率，如果冰层形成在相对光纤的端部之间，这会导致显著的插入损耗。因此，紫外线固化聚合物层有助于避免在相对光纤的端部之间形成任何冰层，并且可以避免在各对光纤之间的插入损耗有任何变化。
本发明也能节省制作光纤连接器的时间和劳动力。例如，现有技术中将连接器面板和光纤端部抛光的技术，例如通过金刚石磨盘等进行抛光，很耗费时间。而为了最好地粘附紫外线固化聚合物层，例如图1中在面板102上的聚合物层110，面板102的表面优选地有些粗糙。因此，聚合物层110可以沉积在面板102上，而不需要对面板102进行任何耗费时间的抛光处理，或者如果需要的话可以对面板102进行部分抛光的处理。当沉积在粗糙的或者部分抛光的面板102上时，紫外线固化聚合物层110提供了非常平滑的表面而不需要进一步的抛光处理。如果需要，紫外线固化聚合物层110也可以沉积在抛光的表面之上。
尽管显示并描述了本发明的特定实施方式，但是对本领域的技术人员来说，很明显在此可以对方案进行变化和修改，而不会在其更宽泛的方面背离本发明。