[发明专利]具有对准销通道的套管

说明书

技术领域

本发明大体上涉及一种用于光学连接器的套管(ferrule)，并且更具体地，涉及MT套管。

背景技术

光纤连接器是几乎所有光纤通信系统的基本零件。例如，这样的连接器用于将光纤的段连结到一起，以将光纤连接至诸如辐射源、检测器和重发器的有源装置，以及将光纤连结至诸如交换器(switch)、多路复用器(multiplexer)和衰减器的无源装置。

一般的光纤连接器包括外壳和外壳内的套管组件。套管组件包括具有容纳光纤的一个或更多的光纤通道的套管，和固定在每个通道中的光纤，其中光纤的端部被呈现以通过套管进行光学耦合。外壳设计成接合具有光学路径的“配合结构”，其中光纤在配合过程中光学地耦合至该光学路径。配合结构可以是另一个连接器或如以上提及的有源装置或无源装置。光学路径可以是例如套管中的光纤、基板中的波导、透镜、或光学透明的物质。光纤连接器的主要功能是保持光纤端部，使得光纤的芯与配合结构的光路轴线向和横向对准。这样，来自光纤的光光学地耦合至光路。如果配合光纤的芯没有精确地对准，那么光学耦合将衰减。

这里特别关注的是具有对准特征的套管，例如，图2所示的可机械转换的(mechanically transferrable，MT)套管200。MT套管200通常用于多光纤应用并因此具有光纤通道202的行201，其特征在于限定在套管的正面的每个端部处的对准销通道203和204。对准销(未示出)插入配合套管的对准销通道使得套管精确定向地配合，由此确保保持在配合套管中的光纤的芯被对准。

为了确保准确对准，定位对准销通道以使角错位(misalignment)最小。具体地，参照图2，对准销通道203、204分别具有沿着轴线205对准的中心203a、204a。该轴线尽可能精密地与光纤通道203的行201平行非常重要。(图2所示的套管200中，行与轴线205重合，虽然在多行的MT套管中不是这种情形)。轴线205平行于行201是确保配合套管的光纤的芯对准的重要参数。通过比较，如果对准销通道204’如所示(大大夸大)沿着y轴线偏移，连结中心203a和204a的轴线205’与行201之间形成了角度α。这个角度α在这里称为角错位。

随着MT套管的使用的逐渐发展，用于MT套管的角错位的公差变得更加严格。初始MT套管作为多模(multi-mode)套管被引入。多模光纤具有相对较大的大约50微米的芯直径，因此配合套管的芯的对准相比单模应用较简单。此外，因为多模应用通常为短距离应用，所以可以容忍相对较大的例如大约1dB的损失。因此，多模套管的公差相对较松，允许大约1度的角错位。

随着MT套管的逐渐发展并应用到单模应用，角公差被减小。具体地，单模光纤具有相对较窄的大约9微米的芯。因而，单模光纤的任何错位将引起显著的衰减。此外，给定的一般使用单模光纤应用的长范围应用，能够容忍非常小的例如小于0.2dB的损失。因此，MT套管为了适应这个低损失需要，单模MT连接器的角错位公差为大约0.5度。这显著地小于多模应用。此外，在某些“低损失”单模应用中，这个角错位进一步限制到仅0.2度。

尽管单模MT套管具有苛刻的角错位公差和其它严格的公差，申请人还是发现了有关其性能的几个问题。具体地，配合的单模MT套管的性能可重复性变化相当大。例如，在配合的单模MT套管中的具体光学耦合在一个情形中可以是令人满意的，然而当套管重新配合时，其性能可能下降相当大。此外，申请人还发现光纤之间的光学耦合性能在单模MT套管的热循环过程中变化相当大。例如，参照图5，给定的光学耦合的衰减量随着60℃和-10℃之间的温度循环变化。此外，申请人发现了初始温度循环过程中的衰减的初始跳跃。光学耦合的性能再也没有从该初始跳跃中恢复过来，即使在温度降低后。

因此，所需要的是在重复的配合循环和热循环期间提供一致的光学性能的适用于单模应用的MT套管。本发明满足了这个需求以及其它需求。

发明内容