[发明专利]具有高伸出光纤的插芯组件及相关的制造方法

说明书

本申请系申请人于2003年5月5日提交的申请号为03820118.6的分案申请。上述专利申请的公开内容可资参考。

技术领域

本发明大体上涉及一种插芯组件，具有高伸出光纤，例如伸出于插芯的正面之外至少约3.5μm的光纤。本发明还涉及改进的制造插芯组件的方法，特别是涉及制造具有高伸出光纤的插芯组件的方法，其中在整个制造过程中，光纤伸出于插芯的正面之外。

背景技术

为了有效匹配多纤连接器，一般必须使安装有一个连接器的数根光纤的端部与安装有另一个连接器的相应光纤的端部进行物理接触(physicalcontact)。对于那些用于北美的多纤连接器来说，在相应的光纤对的端部之间尤其需要直接的物理接触，因为指数匹配凝胶(index matching gel)几乎不用于协助光纤的相互连接。这样，如果在匹配多纤连接器时不在相应的光纤之间建立直接的物理接触，那么沿着光纤传播的信号会显著地衰减，而且信号受到的反射率会大大增加。

多纤连接器通常包括一个多纤插芯，限定有数个穿透插芯正面的孔。该多纤连接器还包括数根光纤，穿过上述各孔。为了在相应的光纤的端部之间建立直接的物理接触，光纤的端部伸出于插芯正面之外限定一个伸出距离。传统地，伸出距离相对于正面测量为1μm到最多3μm。这样，光纤通常会伸出插芯正面任何缺陷和灰尘、脏物或其他杂物之外。

建立插芯正面之外所期望的光纤伸出的典型程序，通常是首先对光纤和插芯正面进行研磨或打磨，使得光纤的端部与插芯正面齐平。然后，首选对插芯正面和光纤端部进行打磨，以便较好地去除插芯的正面相对于光纤的端部的部分。完成该首选打磨程序之后，光纤的端部伸出于插芯正面之外预定的长度，典型的是，在1μm与3μm之间。遗憾的是，光纤的端部伸出于插芯正面之外的量有时是不充分的。在这种情况下，一对匹配的多纤连接器的插芯正面在接触时有可能在相应的光纤的端部之间产生间隙。

起初1μm到3μm的伸出距离或许会是充分的；然而，具有该长度的光纤伸出会由于几个原因变得不够。例如，设置于热固或热塑模型中融熔石英形成的插芯易吸收水气。所吸收的水气反过来会引起插芯变形。这种变形通常的迹象是插芯的正面形成杯状。水气和湿气的出现还会使光纤稍微缩入插芯中，而相应地引起插芯正面膨胀。如果发生这种情况，伸出距离会显著缩短。另外，灰尘、脏物或其他杂物也会堆积在插芯的正面。而且，施加在光纤上的机械载荷会进一步引起光纤的变形。例如，施加于12根光纤上两磅的弹簧载荷可以引起插芯的正面相对于光纤的端部的变形达到约4μm。作为插芯正面的杯形和膨胀作用、光纤的部分缩入插芯、灰尘、脏物或其他杂物在插芯正面的堆积，以及光纤上施加的载荷等综合作用的结果，伸出距离可以减少到妨碍纤到纤的接触。光纤的端部会因而彼此分开或隔开，这样不需要地增加了经由光纤传送的信号的衰减和反射。

上述这些问题随着匹配的插芯对的正面之间的可能接触区域的面积的增加而恶化，即，匹配的插芯对的正面会在没有光纤伸出时会产生接触的区域增加而恶化。鉴于这一点，由于为灰尘、脏物或其他杂物不利地堆积在可能的接触区域之内提供了更多机会，，导致了问题的恶化。当可能的接触区域还包括导引引脚孔时，灰尘、脏物或其他杂物堆积的问题更加严重，这是因为灰尘、脏物或其他杂物在导引引脚附近比插芯正面其他部分堆积得更多。另外，如果可能的接触区域面积较大，由于暴露在水气和湿气中，会增加不需要的插芯变形和膨胀效应。而且，当匹配的插芯对的正面以较大面积接触时，施加在光纤上促使光纤接触的力可能会减小。

为了在一对匹配的多纤连接器的相应光纤之间建立物理接触，光纤的端部不仅必需伸出于各自插芯的正面之外，而且还必须相对地共面，即，每个各自匹配部分的光纤的端部必须大体上位于相同的平面内。传统的程序通常是不能够建立比约250μm更近的共面，引起伸出距离的变化。如显而易见，随着光纤伸出的变化的增加，在每一个相应的光纤对的端部之间建立直接的物理接触的难度也增加。

每根光纤包括一根芯线，由包层包裹。由于在芯线里掺有氧化锗，芯线常常先于包层磨蚀，特别是在光纤的端部用较粗的研磨颗粒打磨的情况下。包层的芯线首先被磨蚀引起芯线下陷，进一步减小了所需的纤对纤接触的可能性，且特别是，减小了相应光纤对的芯线之间的物理接触的可能性。因为信号是通过光纤的芯线传送，所以不能在相应的光线对的芯线之间建立物理接触尤为不利。