[发明专利]光纤中的微型弯曲接头及其形成方法

说明书

本申请依据美国的35 U.S.C.§119(e)要求1999年8月11日提交的临时申请No.60/148，375的在先权利，该申请所公开的内容结合在此作为参考。

永久性连接光通信纤维的普通方法是应用熔接接头(fusion splice)，由此形成连续的玻璃丝。通过仔细地除去在将要连接的端部附近包裹着光纤的保护性聚合物隔离层而形成接头。将裸露的光纤端头分开并进行清洁。使光纤的端表面相接触，并应用喷灯或电弧加热使光纤熔接在一起。这种类型的接头使得所连接的光纤段之间的传输损耗很低。在接头区中，将光纤再次涂敷，以保护裸露的玻璃丝，或者将它包裹在环绕着的保护性壳体中。

然而，这种类型的接头有几个缺点。保护性接头壳体一般很长。有些接头壳体长达2.375英寸。此外，光纤从接头壳体的两端露出。因为光纤的较佳弯曲半径大约为1英寸，所以有必要使接头壳体的每端尽可能留出额外的长度，以使光纤能够弯曲到另一方向。

长的接头壳体、较大的光纤弯曲半径以及光纤从壳体的两端露出的组合使得很难紧凑地包装接头。例如，如果希望将从两个光纤分离器中引出的引出端连接在一起(每个光纤分离器都放置在超过两英寸长的外壳中)，则接头将使总长度附加地增加三或四英寸，以能够弯曲并从部件中抽出引出端。所连接的两个分离器的端部与端部之间的长度很容易达到10英寸或更长(参见图5)。为容纳这种不方便的较长长度，经常将光纤盘绕在一个箱子中，如图6所示。这种结构使得总长度变短，但是总面积增大。

如上所述，光纤中的转向或弯曲一般要求2cm或更大的弯曲半径，以避免光损失，并保持未经处理的弯曲光纤的使用寿命。人们还知道，应用微型弯头能够将这种半径降低至大约为50μ。为形成这种微型弯头，可通过例如拉制、蚀刻或这些方法的结合，将沿着裸露的光纤长度上的直径减小到1μ。在直径减小了的区域中，通过至少部分由于在光纤和周围环境(一般为空气)之间的界面处的折射率的差异引起的内部反射，光纤可以传导光。因此，在该区域中，可以将光纤弯曲，而基本上不造成光损失。这一点可参见美国专利US 5，138，676和US 5，452，393，在此以引用的方式将这两篇专利所公开的内容结合在本申请中。

本发明提供了一种纤维光学装置，这种装置具有用于在紧凑的空间中沿着纤维光学路径改变方向的微型弯曲接头。

更具体地说，该装置包括具有第一端部的第一光纤和具有第二端部的第二光纤。该第一端部和第二端部在熔接接合区中的熔接接头处连接。在熔接接合区的至少一部分中形成一微型弯头，该部分的直径被减小到小于第一光纤和第二光纤的直径，并且能够使由弯曲引起的光损失基本上比直径未减小的光纤部分的光损失更小地传输光。优选的是，接头和弯头都装在合适的支撑结构或壳体中。以这种方式，弯头能够提供在紧凑空间中的第一光纤和第二光纤之间的方向改变。

在野外的光纤铺设中，熔接接头和微型弯曲纤维光学装置尤其有用。通常，铺设新光纤或修补已有光纤的技术人员必需确定或调整合适的和有效的野外铺设线路，并且根据需要弯曲光纤，以实现这种线路。本发明允许技术人员将两个光纤连接起来，然后将接合区弯曲到所需的角度，以使光纤对着所需的方向。该装置与必须连接在一起的两个光纤分离器结合使用尤其有用。相结合的两个分离器和微型弯曲接头可以放置在非常紧凑的外壳中。

下面，结合附图并通过下文的详细描述能够更充分地理解本发明，其中：

图1为根据本发明的180°微型弯头和接头的横截面视图；

图2为90°微型弯头和接头的平面视图；

图3为45°微型弯头和接头的平面视图；

图4为与两个分离器相结合的180°微型弯头和接头的横截面视图；

图5为连接有两个2×2的分离器和接头的现有技术；和

图6为以盘绕的结构形式包装的、连接有两个1×2的分离器和接头的已有技术。

根据本发明的纤维光学装置10具有熔接接头和微型弯头，如图1所示。装置1O由两个光纤12，14形成，它们具有端部16，18，在该端部16，18中已经除去了聚合物隔离层或外壳20，22。光纤在接合区24中通过熔接接头连接。在具有减少了的直径的接合区中的至少一部分上形成有微型弯头26。

应用公知的熔接设备并采用常规的熔接技术，可形成两光纤12，14之间的接头。因此，可以将光纤端部分开并加以清洁。将光纤端部对齐并使它们的端面相接触。然后通过加热熔化区(例如应用喷灯或电弧加热)将光纤连接起来。