[发明专利]齿形的光缆保持结构

说明书

优先权要求

本申请要求2011年11月2日提交的美国临时专利申请61/554,938的优先权，该申请的全部内容通过引用合并于此，如同其在本文中被完整地阐述。以下指出的所有公布的全部内容通过引用合并于此，如同其在本文中被完整地阐述。

技术领域

本发明涉及光纤连接器，具体地涉及光纤连接器中的光缆保持结构。

背景技术

经由光纤波导传输光信号有许多优点，并且其用途是多样的。单个或者多个光波导可以简单地用于将可见光传输到偏僻地区。复用的电话和数据通信系统可以传输多路规定的光信号。这些装置将光纤以端对端的关系联接，其中联接器是一个光损源。光纤的两个抛光端部的精确对准是需要的，以确保光纤链路中的总体光损耗等于或小于系统的规定光连接器损耗预算。对于单模通讯级光纤，其典型地对应于小于1000nm的连接器光纤对准公差。这意味着，在以数千兆位速率运行的并联光纤链路以及单光纤链路中，被用以使光纤对准的部件必需以亚微米的精度来组装和制造。

在光纤连接中，光纤连接器端接包含一根或多根光纤的光缆的端部，并且与拼接(splicing)相比允许更快的连接和脱开。该连接器以机械方式使光纤芯部相联和对准，以便能够端到端地通过光。更好的连接器几乎不会因光纤的反射或者错位而损失光。在以数千兆位速率运行的并联/多路光纤链路和单光纤链路两者中，连接器必须利用以亚微米精度制成的子部件来组装。如果生产具有这样精度水平的部件并不具有足够挑战性，为使结果形成最终产品是经济的，则其必需以完全自动化的、非常高速的工艺来完成。

目前的光纤连接器的基本设计多年来未有改变。基本的连接器单元是连接器组件。图1示出了用于包含光纤1412的光缆1410的光纤连接器1400的示例，其由美国Conec Ltd.出售。该连接器包括零部件的组件，包括：套筒(ferrule)1402、套筒壳体1404、光缆套管(cable boot)1406、对准定位销1408和设置在壳体内或外的其它五金件(例如，光缆变形间隙(strain relief)、弯边、偏压弹簧、分隔器等等)。套筒1402以及光纤1412的端接端面被抛光。光纤连接器1400中的套筒1402被弹簧加载以提供轴向偏压，以将两个连接器中的光纤的抛光端面以端对端的构造压在一起。在大多数情形中，意图建立相联的光纤之间的物理接触，以防止光损失。物理接触避免了在两个光纤之间的封闭的空气层，该封闭的空气层增大连接器插入损耗和反射损失。需要适配器(未示出)以将两个连接器的套筒牢固地相联(各连接器的套筒壳体1404被插入适配器中)。

图1所示的光纤连接器(由美国Conec Ltd.制造)据称与转让给Nippon Telegraph and Telephone Corporation的美国专利号5,214,730公开的结构一致。如在该专利中示出的，光纤连接器接收具有多个单独光纤的带状光缆并且将各个光纤以预定关系保持。所述光纤连接器能够与另一光纤连接器配合(例如，使用适配器)，以将一个光纤连接器中的多个单独光纤与另一光纤连接器中的多个光纤对准。

美国Conec Ltd.的套筒1402总体上采用如下塑料块的形式，该塑料块具有一系列加大尺寸的通孔以提供足够的余隙用于将光纤1412的端接端和定位销1408插入到该塑料块中。套筒1402由塑料聚合物的模制件形成，该塑料聚合物通常由玻璃颗粒加强。为将多路光纤1412的端接端插入通过套筒块1402中的孔，光纤的保护性缓冲护套(树脂)层被剥离以暴露端接端附近的履层，并且所述履层被涂覆有环氧树脂层。光纤的端接端然后被旋入套筒中的加大尺寸孔。光纤1412的端部在环氧树脂固化时被牢固地保持在套筒1402中。类似地，定位销1408在插入套筒1402中的设置用于该销的加大尺寸孔之后，用环氧树脂保持。

上述套筒具有多个明显缺陷。注塑的结构固有地无法良好保持其公差。聚合物不是刚性的，并且当光缆或者连接器壳体被施加有载荷(力或力矩)时，聚合物变形。聚合物在较长的时间段上还易于蠕变和热膨胀/收缩。套筒中加大尺寸孔的余隙进一步影响光纤的端到端对准的公差。环氧树脂在固化时收缩，这导致塑料套筒的弯曲。另外，环氧树脂随时间而蠕变，导致光纤端部(其被推靠于邻接的光纤的端部)在连接器中的弹簧载荷施加的轴向偏压作用下在套筒中的孔内活塞运动或退回。这影响到对接的光纤端面的表面接触界面的完整性。这些及其它缺陷导致得到差的公差，而现代光纤应用对于该公差有更高的期望。