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用于光纤连接器的快速处理的传导加热组件和方法

阅读:618发布:2020-05-08

专利汇可以提供用于光纤连接器的快速处理的传导加热组件和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本公开的方面和技术涉及一种传导组件,该传导组件提供了比常规 对流 烘炉更快的用于组装光纤连接器的 粘合剂 的 固化 时间。本公开还涉及允许快速 抛光 过程的光纤连接器的设计。本公开还涉及一种用于将光纤锚固在所述类型的连接器中的方法,其中,固化时间比对流烘炉更快。,下面是用于光纤连接器的快速处理的传导加热组件和方法专利的具体信息内容。

1.一种用于将光纤固定到光纤连接器的套圈的传导加热组件,所述传导加热组件包括:
加热器装置,其包括相互配合的第一加热器和第二加热器块,所述第一加热器块和第二加热器块均具有套圈安装部分,所述套圈安装部分限定具有半柱形界面的纵向槽;
所述第一加热器块和第二加热器块相互协作,以使所述纵向槽的半柱形界面限定出加热腔室,所述加热腔室适于容纳所述套圈的一部分;
其中,热量通过所述第一加热器块和第二加热器块直接传导到安装在所述加热腔室中的套圈的所述部分,以快速固化所述套圈中的粘合剂
2.根据权利要求1所述的传导加热组件,所述传导加热组件还包括至少一个加热元件,所述至少一个加热元件嵌入在限定于所述加热器装置中的开口中。
3.根据权利要求1所述的传导加热组件,所述传导加热组件还包括隔离板,所述隔离板与所述加热器装置导热接触,以隔离由所述加热器装置产生的热量。
4.根据权利要求1所述的传导加热组件,所述传导加热组件还包括具有主体的连接器负载托架,所述主体限定了用于容纳所述光纤连接器的至少一个连接器开口。
5.根据权利要求1所述的传导加热组件,其中,所述光纤连接器通过卡扣配合连接的方式连接在所述至少一个连接器开口内。
6.根据权利要求1所述的传导加热组件,其中,连接器负载托架适于与所述第一加热器块和第二加热器块相关地保持所述光纤连接器。
7.根据权利要求1所述的传导加热组件,其中,当连接器负载托架与所述第一加热器块和第二加热器块联接时,所述光纤连接器的主连接器主体不直接接触所述第一加热器块和第二加热器块,从而保护所述主连接器主体免受热变形或损坏。
8.根据权利要求1所述的传导加热组件,其中,当所述套圈的所述部分被安装在所述加热腔室中时,所述套圈的接口能够被布置和配置成与所述第一加热器块和所述第二加热器块直接接触。
9.根据权利要求1所述的传导加热组件,其中,在所述第一加热器块和所述第二加热器块中的至少一个上提供夹持,以将所述套圈的所述部分以起作用关系与所述加热器装置保持在一起。
10.根据权利要求1所述的传导加热组件,其中,所述第一加热器块和第二加热器块包括适于接收光纤连接器的保持结构。
11.根据权利要求10所述的传导加热组件,所述传导加热组件还包括位于所述加热腔室底部处的垫,当将光纤连接器安装在所述保持结构中的一个中时,所述垫为所述套圈形成确定的止动并精确定位经过所述套圈的端面的经切割的光纤。
12.根据权利要求11所述的传导加热组件,其中,碰触所述垫的粘合剂变平以在所述套圈的端面上形成薄的粘合剂层,所述薄的粘合剂层在抛光过程中容易被去除。
13.一种将光纤固定到套圈连接器的方法,该方法包括以下步骤:
(a)将填充有预装载粘合剂的光纤连接器插入包括加热元件的传导加热器装置中;
(b)将所述光纤连接器的套圈的至少一部分暴露成与传导加热器装置直接热接触,所述传导加热器装置包括第一加热器块和第二加热器块,所述第一加热器块和第二加热器块的每一者均具有半柱形的界面,其与所述套圈相互作用以用于围绕所述套圈的周向施加传导加热;
(c)保持所述套圈与所述加热器装置处于起作用的关系,直到实现粘合剂的固化,以将光纤固定在所述套圈内。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,保持所述套圈与所述加热器装置处于起作用的关系的步骤包括在所述第一加热器块和所述第二加热器块中的至少一个上施加夹持力。
15.根据权利要求13所述的方法,其中,所述加热器装置包括多个不同尺寸的保持结构,所述保持结构适于在其中容纳各种类型的光纤连接器。
16.根据权利要求13所述的方法,其中,所述粘合剂的固化进行约10秒至约60秒的时间段。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,所述加热元件被设置在约73F至约500F的操作温度下。
18.根据权利要求16所述的方法,所述方法还包括使流体循环通过所述加热器装置以控制操作温度的步骤。
19.根据权利要求13所述的方法,其中,所述光纤连接器的塑料部件不由于所述传导加热而变形。
20.根据权利要求13所述的方法,还包括以下步骤:切割所述光纤的端部,并且抛光经切割的所述光纤的端部。
21.一种制造光纤连接器的方法,包括:
将垫相对于所述光纤连接器定位,从而使得所述垫在所述光纤连接器的套圈的端面处形成弹性止挡;
将粘合剂注入所述光纤连接器的套圈的套圈孔中;
将光纤插入所述套圈孔,其中,在插入光纤之后,光纤的预先切割的光纤端部突出到套圈的端面之外,并通过垫被精确定位,其中,光纤的插入将一定量的粘合剂移位,从而使所述一定量的粘合剂积累在套圈的端面的区域中并碰触所述垫;其中,所述垫将所述一定量的粘合剂散布在所述套圈的端面上以形成薄膜层;和
在固化所述一定量的粘合剂之后,抛光预先切割的光纤端部和套圈的端面,其中,通过抛光去除所述薄膜层并使经抛光的预先切割的光纤端部与套圈的端面平齐。
22.根据权利要求21所述的方法,其中固化所述一定量的粘合剂的步骤通过对流加热进行。
23.根据权利要求21所述的方法,其中固化所述一定量的粘合剂的步骤通过传导加热进行。

说明书全文

用于光纤连接器的快速处理的传导加热组件和方法

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请作为PCT国际专利申请于2018年9月28日提交,并要求2017年9月29日提交的美国专利申请序列号62/565,667的优先权,其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

[0003] 本公开总体上涉及光纤连接器。更特别地,本公开涉及一种用于处理在光纤连接器中使用的套圈和相应的光纤的组件和方法。

背景技术

[0004] 光纤通信系统采用光纤缆线网络在相对长的距离上传输大量数据和语音信号。光纤连接器是大多数光纤通信系统的重要组成部分。光纤连接器使两根光纤可以快速进行光学连接,而无需进行粘接。光纤连接器可用于光学互连两段光纤。光纤连接器还可用于将一段光纤互连到无源和有源设备。
[0005] 典型的光纤连接器包括支撑在连接器壳体的远端处的套圈组件。套圈组件包括套圈和安装到套圈的后端的接口弹簧用于相对于连接器壳体在远侧方向上偏压套圈组件。套圈用作于支撑至少一根光纤的端部(在多光纤套圈的情况下,支撑多根光纤的端部)。套圈具有远端面,光纤的抛光端位于该远端面处。当两个光纤连接器互连时,套圈的远端面彼此邻接,并且套圈相对于它们各自的连接器壳体被迫使向近侧抵抗它们的相应的弹簧的偏压。在连接光纤连接器的情况下,它们各自的光纤同轴对准,使得光纤的端面彼此直接相对。这样,光信号可以通过光纤的对准的端面从光纤传输到光纤。对于许多类型的光纤连接器,通过使用光纤适配器来提供两个光纤连接器之间的对准,该光纤适配器容纳连接器、对准套圈并以相对于彼此的连接方位机械地保持连接器。
[0006] 通常,通过将缆线的强度结构锚固到连接器的连接器壳体,将光纤连接器固定到相应的光纤缆线的端部。通常通过使用诸如压接或粘合剂之类的常规技术来完成锚固。在直接端接过程中,通过将光纤缆线的光纤的端部固定在连接器的套圈内,来将连接器安装在光纤缆线上。可以将环树脂粘合剂装入注射器中并注入连接器中。要固化环氧树脂粘合剂,可以将连接器插入烘炉,然后对光纤进行刻痕和断开并抛光,直到光纤的端部和固化的环氧树脂粘合剂与连接器的端面齐平,以在光纤的端部处提供可接受的光学界面。
[0007] 需要进行改进以减少组装光纤连接器的时间和成本。发明内容
[0008] 本公开的一个方面涉及一种传导组件,该传导组件提供了比常规对流烘炉更快的用于组装光纤连接器的粘合剂的固化时间。本公开还涉及允许快速抛光过程的光纤连接器的设计。
[0009] 本公开的另一方面涉及一种用于将光纤锚固在所述类型的连接器中的方法,其中,固化时间比对流烘炉快。
[0010] 本公开的另一方面涉及一种用于将光纤固定到光纤连接器的套圈的传导组件。传导组件可包括具有相互配合的第一加热器和第二加热器块的加热器装置。第一加热器块和第二加热器块可各自具有套圈安装部分,该套圈安装部分限定具有半柱形界面的纵向槽。第一加热器块和第二加热器块可以一起协作,以使得纵向槽的半柱形界面限定适于容纳套圈的一部分的加热腔室。热量可以通过第一加热器块和第二加热器块直接传导到安装在加热腔室中的套圈部分,以固化其中的粘合剂。
[0011] 本公开的另一方面涉及一种用于将光纤固定到套圈连接器的方法。该方法可以包括以下步骤:(a)将填充有预加载的粘合剂的光纤连接器插入包含加热元件的传导加热器装置中;(b)将所述光纤连接器的套圈的至少一部分暴露成与传导加热器装置直接热接触,所述传导加热器装置可包括第一加热器块和第二加热器块,所述第一加热器块和第二加热器块的每一者均具有半柱形的界面,其与所述套圈相互作用,以用于围绕所述套圈的周向施加传导加热;和(c)保持所述套圈与所述加热器装置处于起作用的关系,直到实现粘合剂的固化,以将光纤固定在所述套圈内。
[0012] 本公开的另一方面涉及一种制造光纤连接器的方法。该方法可以包括以下步骤:相对于光纤连接器定位垫,使得垫在光纤连接器的套圈的端面处产生弹性止挡。该方法可以包括以下步骤:将粘合剂注入到光纤连接器的套圈的套圈孔中,并将光纤插入到套圈孔中。在插入光纤之后,光纤的经预先切割的光纤端部可以突出到套圈的端面之外,并且可以通过垫精确定位。光纤的插入使一定量的粘合剂移位,使得所述一定量的粘合剂积聚在套圈端面的区域中并碰触垫,并且垫将粘合剂的所述量散布在套圈的整个端面上以形成薄的薄膜层。在固化所述一定量的粘合剂之后,抛光经预先切割的光纤端部和套圈的端面,其中,抛光去除薄膜层,并使经抛光的经预先切割的光纤端部与套圈的端面齐平。
[0013] 在下面的描述中将阐述各种其他方面。这些方面涉及单个特征以及特征的组合。应当理解,前面的一般描述和下面的详细描述都仅是示例性和说明性的,并且不限制本文所公开的实施例所基于的广泛的发明构思。
附图说明
[0014] 图1是根据本公开原理的套圈组件的前视立体剖视图;
[0015] 图2是图1的套圈组件的后视立体图;
[0016] 图3是图1的套圈组件的纵向剖视图,其中防尘帽安装在套圈上;
[0017] 图4是沿图3的剖面线4-4截取的剖视图,该剖视图示出了套圈组件的光纤的裸光纤部分;
[0018] 图5是沿图3的剖面线5-5截取的剖视图,该剖视图示出了套圈组件的经涂覆的光纤部分;
[0019] 图6是图5的经涂覆的光纤部分的替代构造的剖视图;
[0020] 图7是根据本公开原理的示例性传导组件的立体图;
[0021] 图8是图7的传导组件的一部分的分解图,其示出了根据本公开原理的加热器装置;
[0022] 图9是图8的传导组件的底视立体图;
[0023] 图10是图8的加热器装置的立体图;
[0024] 图11是图8的加热器装置的侧面立体图;
[0025] 图12是图8的加热器装置的第一加热器块的立体图;
[0026] 图13是示出了结合有图1和3的套圈和接口组件的LC型连接器的分解图;
[0027] 图14是图13的连接器的剖视图;
[0028] 图15是图10的加热器装置的分解正视图,示出了根据本公开原理的第一加热器块和第二加热器块和连接器负载托架;
[0029] 图16是图15的加热器装置的分解后视图,示出了在第一加热器块和第二加热器块上方升高的连接器负载托架;
[0030] 图17是图16的连接器负载托架的另一分解前视图;
[0031] 图18是图7的传导组件的分解立体图,示出了根据本公开原理的第一隔离板和第二隔离板;
[0032] 图19是图7的传导组件的前立体图;
[0033] 图20是图7的传导组件的顶视立体图;
[0034] 图21是沿图19的剖面线21-21截取的剖视图;
[0035] 图22是沿图20的剖面线22-22截取的剖视图;
[0036] 图23是图7的传导组件的立体图,示出了根据本公开原理的气缸夹具;
[0037] 图24是图21的传导组件的一部分的放大剖视图,其示出了安装在加热器装置的内部腔室中的光纤连接器,其中没有光纤,并且其中垫位于内部腔室的底部,以为光纤连接器的套圈创建止挡;
[0038] 图25是图21的传导组件的一部分的放大截面图,其示出了在将光纤引入套圈之前位于套圈中的粘合剂;
[0039] 图26是图21的传导组件的一部分的放大剖视图,其示出了光纤位于套圈中;
[0040] 图27是图21的传导组件的一部分的放大剖视图,其根据本公开原理的示出了垫,该垫精确地将光纤定位成刚好越过套圈的端面;和
[0041] 图28是图21的传导组件的一部分的放大剖视图,其描绘了根据本公开的原理的在套圈的端面上形成的薄粘合剂层的最终状态。

具体实施方式

[0042] 如本文所使用的,“套圈”是相对硬的结构,其适于在光纤的末端附近或末端处接收和支撑光纤。套圈通常适于帮助提供光纤与配合的光纤连接器的对应光纤的对准。对于单纤套圈,这种套圈通常是柱形的,并且通常具有由陶瓷或相对硬的塑料制成的结构。这些类型的套圈的示例可以包括SC套圈和LC套圈。套圈还可以包括容纳并支撑多根光纤的多光纤套圈。示例性的多光纤套圈可以包括MPO套圈。
[0043] 如本文所使用的,裸光纤是光纤的不包括任何涂层的一部分。而是,裸光纤包括被包层围绕的芯。光纤是“裸露的”,因为包层暴露在外,而没有被诸如丙烯酸酯的辅助涂层覆盖
[0044] 图1和图2示出了根据本公开原理的套圈组件20。套圈组件20包括套圈22和固定到套圈22的光纤短线24。套圈22包括与后端28(例如,近端)相对定位的前端26(例如,远端)。前端26优选地包括端面30,光纤短线24的接口端32位于该端面30处。套圈22限定了从前端
26到后端28穿过套圈22延伸的套圈孔34。光纤短线24包括固定在套圈孔34内的第一部分36和从套圈22的后端28向后延伸的第二部分38。第二部分38可被称为“尾纤”或“自由端部”。
[0045] 套圈22优选地由相对硬的材料构成,该材料能够保护和支撑光纤短线24的第一部分36。在一个实施例中,套圈22具有陶瓷构造。在其他实施例中,套圈22可以由替代材料制成,诸如聚醚酰亚胺、热塑性材料(例如聚苯硫醚(PPS))、其他工程塑料或各种金属。在示例实施例中,套圈22具有在5-15毫米(mm)范围内或在8-12mm范围内的长度L1(见图3)。
[0046] 光纤短线24的第一部分36优选地由结合剂(例如,粘合剂,环氧树脂)固定在套圈22的套圈孔34内。当被分配到套圈孔34中时,结合剂可以呈液体、粉末或凝胶的形式。接口端32优选地包括抛光的端面,该抛光的端面可在套圈22的前端32处接近。
[0047] 参照图3,套圈孔34具有阶梯结构,其具有第一孔段40和第二孔段42,第一孔段具有第一直径d1,第二孔段具有第二直径d2。第二直径d2大于第一直径d1。直径台阶部44提供从第一直径d1到第二直径d2的过渡。第一孔段40从套圈22的前端26延伸到直径台阶部44。第二孔段42从直径台阶部44朝向套圈22的后端28延伸。套圈孔34还包括锥形过渡部39,该锥形过渡部从第二孔段42延伸到套圈22的后端28。在某些实施例中,第一直径d1约为125.5微米,公差为+1微米。在某些实施例中,第二直径d2可以为大约250微米以容纳经涂覆的光纤,或者为大约900微米以容纳经涂覆和经缓冲保护的光纤。在一个示例中,d1在230-260微米的范围内,并且d2在500-1100微米的范围内。
[0048] 光纤短线24的第一部分36包括装配在套圈22的第一孔段40内的裸光纤段46和装配在套圈22的第二孔段42内的经涂覆光纤段48。裸光纤段46优选是裸玻璃,并且如图4所示,包括由包覆层49围绕的芯47。在一个优选的实施例中,裸光纤段46的外径小于第一直径d1的量不超过0.4微米。在某些实施例中,经涂覆光纤段48包括围绕包覆层49的一个或多个涂覆层51(见图5)。在某些实施例中,一个或多个涂覆层51可包括聚合材料(例如丙烯酸酯),其具有在大约230-260微米范围内的外径。在其他实施例中,一个或多个涂覆层51可以被缓冲层53(例如,紧密或疏松的缓冲层)(见图6)围绕,其具有在大约500-1100微米范围内的外径。
[0049] 光纤短线24的第二部分38优选具有相对短的长度L2。例如,在一个实施例中,第二部分38的长度L2小于套圈22的长度L1。在其他实施例中,长度L2不大于20mm,或不大于15mm,或不大于10mm。在其他实施例中,第二部分38的长度L2在1-20mm的范围内,或在1-
15mm的范围内,或在1-10mm的范围内,或在2-10mm的范围内,或在1-5mm的范围内,或在2-
5mm的范围内,或小于5mm,或小于3mm,或在1-3mm的范围内。
[0050] 图7-9示出了根据本公开原理的示例性传导组件50的立体图。在该示例中,传导组件50包括加热器装置52、第一隔离板54a和第二隔离板54b、连接器负载托架56、气缸夹具58和基板60。在图8-9中,加热器装置52示出为从传导组件50移除。
[0051] 加热器装置52可以安装在由第一隔离板54a和第二隔离板54b限定的容纳部62内(即,内部区域、腔、开口、腔室、凹部)。加热器装置52可用于将传导热传递到光纤连接器64(例如,SC型连接器、LC型连接器、MPO等)的套圈22的一部分,以将光纤短线24固定在其中。参照图10-12和19-22更详细地示出和描述了加热器装置52。
[0052] 第一隔离板54a和第二隔离板54b可以是具有形成容纳部62的多个壁的任何装置。第一隔离板54a和第二隔离板54b与加热器装置52导热接触,从而由加热器装置52产生的热量保持隔离。参照图18更详细地示出和描述了第一隔离板54a和第二隔离板54b。
[0053] 连接器负载托架56可以被配置为容纳一个或多个光纤连接器64。连接器负载托架56可以被用于提供连接器64在加热器装置52中的精确定位。连接器负载托架56可以具有合适的结构以用于允许连接器负载架56可拆卸地联接(例如,单独地联接)到加热器装置52。
连接器负载托架56参照图15-17更详细地示出和描述。
[0054] 气缸夹具58可以布置和构造在基板60上,但是可以有替代形式。气缸夹具58可以彼此相邻布置或彼此叠置以在加热器装置52上提供夹紧。参考图23更详细地示出和描述了气缸夹具58。
[0055] 图10至图12示出了加热器装置52的特征。加热器装置52可包括第一加热器块66a和第二加热器块66b,但是可以有替代形式。在所描绘的示例中,第一加热器块66a和第二加热器块66b并排放置,使得第一加热器块66a和第二加热器块66b可以成对使用,但是可以有替代形式。在某些示例中,可以使用单个加热器块。第一加热器块66a和第二加热器块66b可以被布置和构造成在由第一隔离板54a和第二隔离板54b限定的容纳部62内相配或配合在一起。加热器块66a、66b可以由具有合适的热导率的材料制成,例如金属(例如,等),其可以快速地传递热量。将理解的是,第一加热器块66a和第二加热器块66b可以具有相同的材料组成和几何形状,但是可以有替代形式。
[0056] 尽管描绘了矩形的加热器块,但是应当理解,加热装置52可以被布置和配置为柱形块、截顶的三形块、楔形块、柱体的一部分、环状部的一部分或其他形状。
[0057] 在所示的示例中,第一加热器块66a与第二加热器块66b相同;因此,本文仅描述第一加热器块66a。本领域技术人员将理解,对第一加热器块66a的讨论同样适用于第二加热器块66b。而且,在某些示例中,第一加热器块66a和第二加热器块66b可以不相同。
[0058] 在某些示例中,可以在第一加热器块66a中形成预成形的凹口68(例如,开口、孔),以容纳加热元件(未示出),例如筒式电加热器,但是可以有替代形式。
[0059] 在现有技术中已知筒式电加热器的各种构造。典型的筒式加热器包括围绕电阻丝加热元件的金属护套,该电阻丝加热元件卷绕在隔离材料的芯上。具有适当的导热性和电隔离性能的隔离填充材料用于填充线圈和护套之间的空间。粒状氧化镁通常用作隔离填充材料。在护套被填充之后,护套例如通过型锻而受到压缩力。压缩使粒状氧化镁致密,并改善其介电和导热性能。导线可以在填充护套之前或之后被附接到线圈,并可以使用由诸如聚四氟乙烯、母和橡胶等材料制成的端塞被保持在适当的位置
[0060] 在某些示例中,第一加热器块66a的预成形的凹口68可以是固定尺寸的孔(例如,刚性孔),每个孔限定用于容纳加热元件的通道70。
[0061] 在本文中,术语“固定”及其变体在本文中是指当将加热元件插入其中时,固定尺寸的孔的直径不会改变。
[0062] 通道70可沿着插入轴线72延伸。第一加热器块66a限定纵向轴线74,该纵向轴线以从第一加热器块66a的前端76延伸到后端78的取向延伸通过第一加热器块66a。固定尺寸的孔可以各自具有固定的有效直径,但是可以有替代形式。固定尺寸的孔的固定有效直径可以大于旨在插入其中的加热元件的标称直径。固定尺寸的孔通常是圆形孔。第一加热器块66a的固定尺寸的孔可以具有刚性结构,该刚性结构允许将固定尺寸的孔加工成非常严格的公差。固定尺寸的孔被布置和构造成保持相同的尺寸并且不随时间变化。
[0063] 在某些示例中,可以在第一加热器块66a的前端和后端76、78两者处限定预成形的凹口68,使得通道70从前端76到后端78完全延伸穿过第一加热器块66a的长度L1(见图12),但是可以有替代形式。例如,通道70可从前端76和/或从后端沿着第一加热器块66a的长度L1部分地延伸。插入轴线72对应于第一加热器块66a的纵向轴线74。
[0064] 在某些示例中,预成形的凹口68的通道70可具有不同的横截面形状,例如八边形、圆形、三角形、正方形或其他形状。
[0065] 图12示出了在没有第二加热器块66b的情况下的第一加热器块66a。在某些示例中,第一加热器块66a和第二加热器块66b通过其间的两个销钉80保持在一起。销钉80插入由第一加热器块66a和第二加热器块66b的每一个中的配合表面84限定的孔82(例如,开口、孔)(见图16)。当施加夹紧力时,每个销80可滑动到第一加热器块66a和第二加热器块66b中,以将第一加热器块66a和第二加热器块66b并到一起。
[0066] 配合表面84限定了连接器安装部分86(例如,保持结构)和套圈安装部分88(例如,光纤连接器的加热部分)。连接器安装部分86可用于提供用于光纤连接器64的开口90(例如,容纳部)。连接器安装部分86的开口90从第一加热器块66a的配合表面84延伸到顶表面92(参见图10和图15),使得光纤连接器64可以侧向滑入并接合连接器安装部分86,但是也可以有替代形式。在某些示例中,光纤连接器64可以从第一加热器块66a的上方竖直地插入以接合连接器安装部分86,但是也可以有替代形式。第一加热器块66a和第二加热器块66b可被构造成具有多个不同尺寸的连接器安装部分和/或被构造的凹陷部或孔,以适于在其中容纳各种尺寸或类型的光纤终端。
[0067] 可以在第一加热器块66a和第二加热器块66b两者的套圈安装部分88中设置一个或多个纵向开口94(例如,狭槽、凹陷部、腔、凹槽)。第一加热器块66a和第二加热器块66b可以是相互配合的半件,以协作来限定用于容纳套圈22的一部分的加热腔室96(例如,腔、通道)(见图21)。加热腔室96可以由第一加热器块66a和第二加热器块66b的纵向开口94限定。限定在第一加热器块66a和第二加热器块66b中的每个中的纵向开口94可在套圈安装部分
88中包括半柱形界面87。这样,当第一加热器块66a和第二加热器块66b与安装在其间的套圈22配合在一起时,由第一加热器块66a和第二加热器块66b的纵向开口94形成的半柱形界面87一起完全且周向地围绕套圈22并且与其直接热接触。
[0068] 第一加热器块66a和第二加热器块66b一起协作,使得限定在第一加热器块66a和第二加热器块66b中的纵向开口94的半柱形界面87一起形成适于容纳套圈的一部分的加热腔室96。热量通过第一加热器块66a和第二加热器块66b直接传导到安装在加热腔室96中的套圈22的部分,以固化其中的粘合剂。
[0069] 因为第一加热器块66a和第二加热器块66b由具有良好导热性的材料制成,所以在加热时,固化(硬化)在套圈内的粘合剂的过程设置成具有较短的固化时间(在大约5秒钟到大约90秒钟之间),但也可以有替代方案。通常,固化时间不超过约60秒,但也可以有替代方案。通常,固化时间至少为10秒。快速固化是通过传导加热实现的,其中第一加热器块66a和第二加热器块66b与套圈22的一部分直接接触。第一加热器块66a和第二加热器块66b的设计允许热量从其快速传递到套圈22的被处理部分。快速固化过程将在下文中更详细地讨论。
[0070] 在某些示例中,第一加热器块66a和第二加热器块66b的工作温度可以在大约73℉至大约500℉的范围内,但也可以有替代方案。通常,第一加热器块66a和第二加热器块66b的工作温度可以是大约300℉,但也可以有替代方案。
[0071] 图13和图14示出了示例性光纤连接器64,其包括套圈组件20和接口98。光纤连接器64包括主连接器主体100,该主连接器主体具有标准的LC样式的形状因数和机械闩布置。光纤连接器64还包括弹簧102,该弹簧用于沿向前方向偏置套圈组件20和接口98,使得接口98的斜切部分104坐置于主连接器主体100内。光纤连接器64还包括后壳体106,其将弹簧102保持在主连接器主体100内。
[0072] 在某些示例中,套圈22、光纤24和粘合剂的组合可以例如在组装期间使用的夹具中从外部支撑,直到粘合剂固化,从而提供足够的机械支撑来将光纤24固定在套圈内。在某些示例中,套圈连接器未被预加载。套圈连接器可以在制造过程中从外部被支撑,在制造过程中,光纤和粘合剂被插入其中。
[0073] 转向图15至图17,连接器负载托架56包括主体108,该主体限定了多个连接器开口110,但是也可以有替代方式。一个或多个光纤连接器64可以分别安装(例如,卡扣)在连接器负载托架56的连接器开口110中。在某些示例中,连接器负载托架56可以配置成具有多个不同尺寸的连接器开口和/或配置的凹陷部或孔,以适于在其中容纳各种尺寸或类型的光纤终端。
[0074] 连接器负载托架56可适于与第一加热器块66a和第二加热器块66b相关地保持光纤连接器64,但是也可以有替代方式。当连接器负载托架56定位在第一加热器块66a和第二加热器块66b上或与所述第一加热器块和第二加热器块连接(例如,附接、联接、接合)时,主连接器主体100不直接接触第一加热器块66a和第二加热器块66b。即,主连接器主体100位于加热器装置52的第一加热器块66a和第二加热器块66b的外部,使得主连接器主体100不直接暴露于传导加热。主连接器主体100不被加热到会引起明显的热变形或损坏的温度。
[0075] 光纤连接器64定位在加热腔室96内,使得套圈22的接口98可以被布置和构造成与第一加热器块66a和第二加热器块66b直接接触。
[0076] 当具有光纤连接器64的连接器负载托架56被安装(例如,连接、定位、接合)在第一加热器块66a和第二加热器块66b上时,第一加热器块66a和第二加热器块66b与套圈22的一部分热接触。可以通过第一加热器块66a和第二加热器块66b将来自电操作加热元件的热量传导至套圈22,从而促进其中的粘合剂的快速固化。即,可以从第一加热器块66a和第二加热器块66b直接进行至套圈22的传导热传递,以快速固化套圈孔34内的粘合剂,同时减小主连接器主体100过热的可能性。粘合剂可以被快速固化,而不会对光纤连接器64的塑料部件施加过多的热量。
[0077] 在某些示例中,光纤连接器24可以被预加载有热塑性粘合剂,该热塑性粘合剂在暴露于来自加热器装置52的传导热时可以迅速硬化。在某些示例中,在将光纤连接器24安装在加热器装置52内之前,可以将光纤24定位在光纤连接器24的套圈22内。在某些示例中,可以在将光纤连接器24安装在加热器装置52中之后将光纤24插入光纤连接器24的套圈22中。
[0078] 连接器负载托架56可以限定凹槽112(例如,凹陷部、通道等),该凹槽提供用于容纳光纤连接器64的闩锁114的卡扣配合连接,使得光纤连接器64卡扣安装到光纤连接器负载托架56。在某些示例中,连接器负载托架56可包括连接器开口110的线性阵列(例如,一行),但是也可以有替代方式。可以提供两个或更多个阵列。在某些示例中,光纤连接器64可以沿着平线HL对准,使得光纤连接器64如图16所示并排成排地对准在一起,尽管也可以有替代方式。在一些示例中,光纤连接器64可以以交错配置定位。在某些示例中,可以在不利用连接器负载托架56的情况下将光纤连接器24安装在加热器装置52中。
[0079] 连接器负载托架56可以包括从主体108延伸的手柄构件116。手柄构件116可以与主体108制成一体(例如,单个整体模制件,形成为一个无缝件)或联接至主体108,尽管可以有替代方案。通过握住手柄构件116可以手动地抬起连接器负载托架56,以相对于第一加热器块66a和第二加热器块66b插入或移除连接器负载托架56的主体108,但是可以有替代方案。
[0080] 在某些示例中,一个或多个固件118(例如,钉子、螺钉、螺栓、大头钉、凸台等)可用于将手柄构件116联接至主体108。紧固件118可容纳在手柄构件116中限定的孔120(例如,开口)中。孔120可以与主体108中限定的适于接收紧固件118的开口(未示出)对准。紧固件118穿过手柄构件116中的孔120和主体108中的开口,以将手柄构件116固定到主体108。手柄构件116和主体108可以由金属材料制成,但是可以有替代方案。
[0081] 转到图18,示出了第一隔离板54a和第二隔离板54b的分解图。尽管第一隔离板54a和第二隔离板54b通常被显示为矩形形状,但是应当理解,其他形状也是可能的。第一隔离板54a和第二隔离板54b可以附接到或连接在一起。在某些示例中,第一隔离板54a和第二隔离板54b可以通过柱状物或一些其他紧固件附接或联接在一起,但是替代方式也是可行的。第一隔离板54a和第二隔离板54b可限定当附接第一隔离板54a和第二隔离板54b时对齐的相应的开口122、124,以容纳这种紧固件。在某些示例中,第一隔离板54a和第二隔离板54b可以永久地附接在一起。
[0082] 在某些示例中,加热器装置52可以包括单个隔离板54或其他结构,尽管替代方案是可能的。在其他示例中,加热器装置52可以包括多个隔离板54,但是替代方案是可能的。
[0083] 第一隔离板54a可包括相对的第一侧壁126a和第二侧壁126b以及相对的第一端壁128a和第二端壁128b。第一端壁128a和第二端壁128b可分别在第一侧壁126a和第二侧壁
126b之间大致垂直地延伸。在某些示例中,可以在第一隔离板54a的相应的第一端壁128a和第二端壁128b附近形成双通道130a、130b(例如,狭槽、凹槽)。相对的第一端壁128a和第二端壁128b可限定开口132。当加热器装置52安装在容纳部62内时,开口132可布置和构造成与第一加热器块66a和第二加热器块66b的通道70对准。这样,加热元件可被引导穿过第一隔离板54a的开口132、第一隔离板54a的双通道130a、130b并进入加热器块66a、66b的通道
70。在某些示例中,第一隔离板54a的第一侧壁126a和第二侧壁126b中的至少一个可以包括在其中形成的用于容纳线性致动器57的一个或多个通道凹槽134(例如,半圆、球形等)。
[0084] 第一隔离板54a还可以限定通向第二隔离板54b的顶表面138的中央开口136。在某些示例中,顶表面138限定了多个通道140(例如,纵向平行凹槽),当加热器装置52被安装在容纳部62中时,该多个通道适于减少与加热器装置52的表面接触。加热器装置52和第二隔离板54b之间在通道140处的表面接触的减小使从加热器装置52到第二隔离板54b的热传递最小化。
[0085] 参照图19-22,示出了传导组件50的多个视图。当使用时,第一加热器块66a和第二加热器块66b的连接器安装部分86接收并保持设置在连接器负载托架56中的光纤连接器64,使得套圈22的一部分位于由第一加热器块66a和第二加热器块66b的套圈安装部分88形成的加热腔室96内,如图21-22所示。
[0086] 第一加热器块66a和第二加热器块66b的套圈安装部分88一起周向地围绕套圈22的一部分,以将传导热直接传递到套圈22的一部分中。套圈22的任何部分都可以位于加热腔室96内。在某些示例中,套圈22的末端可以是位于加热腔室96中的唯一部分。传导热加速了粘合剂的固化过程,以将光纤短线24的第一部分36固定在套圈孔34内,而不损坏光纤连接器64的塑料部件。由于通过与套圈22直接热接触来进行传导加热,因此快速固化的结果要比常用的烘炉或其他传递热量的加热源快得多。套圈22的任何部分都可以与加热器装置52直接热接触,使得在套圈22与加热器装置52之间不使用附加的盖、插入物或其他结构。
[0087] 在粘合剂固化之后,可以通过例如从容纳部62抬起连接器负载托架56,来从第一加热器块66a和第二加热器块66b移除光纤连接器64。接下来,可以将光纤24切割,并且光纤24的未抛光的光纤端部被抛光。在某些示例中,可以以一定程度执行对光纤端部的抛光,使得所得的经抛光的光纤端部与套圈22的端面30齐平。
[0088] 可以使用例如抛光膜和/或抛光纸进行抛光。当光纤连接器沿着抛光膜/纸滑动移动时,具有未抛光的光纤端部的套圈22的端面30可以面对抛光膜/纸,其中未抛光的光纤端部与抛光膜/纸接触,直到光纤端部被充分抛光。本领域技术人员将认识到,可以额外地或替代地使用用于抛光纤端部的其他方法。可以在抛光光纤之前执行其他步骤。例如,在抛光之前,可以修整光纤24以缩短过长的光纤。
[0089] 在某些示例中,抛光还在围绕光纤端部的区域中去除了突出超过套圈22的端面30的过量粘合剂。抛光还可以抛光套圈22的端面30。
[0090] 对传导组件50的温度的控制可以包括冷却技术,例如自然冷却(例如,被动冷却)或主动冷却。主动冷却的示例可以包括制冷源、冷却剂或强制通等。在某些示例中,可以在固化期间改变第一加热器块66a和第二加热器块66b的温度分布。在某些示例中,第一加热器块66a和第二加热器块66b可以布置并配置有冷却装置(流体或气体)以改善温度控制
[0091] 技术人员可以通过执行以下步骤,使用传导组件50快速固化套圈孔34中的粘合剂,以固定光纤短线24:
[0092] (a)将光纤连接器64安装到加热器装置52的相应的第一加热器块66a和第二加热器块66b的连接器安装部分86中,从而将光纤连接器64的套圈22的一部分定位成与加热腔室96直接热接触,该加热腔室由在第一加热器块66a和第二加热器块66b的套圈安装部分88中的纵向开口94限定;
[0093] (b)当第一加热器块66a和第二加热器块66b安装在容纳部62中时,在第一加热器块66a和第二加热器块66b上施加夹紧力,以保持围绕套圈22的基本热接触;和[0094] (c)快速固化(例如10-60秒的持续时间)分配在套圈孔34内的粘合剂以将光纤短线24固定在其中。
[0095] 对于步骤(c),每个气缸夹具58可以可调节地安装在支撑安装部142(例如,结构)上,该支撑安装部又可以通过螺栓、焊接或以其他合适的方式紧固到基板60上。
[0096] 图23示出了气缸夹具58。尽管示出了三个气缸夹具58,但是可以使用任何数量的气缸夹具58。气缸夹具58相对于加热器装置52保持水平,以确保精确的对准并确保线性致动器57的同时操作以提供足够的夹紧力。在某些示例中,线性致动器57为气动致动器144的形式,其分别从示意性地与第二加热器块66b相对定位的气缸夹具58延伸,但是替代方式也是可行的。
[0097] 气动致动器144可构造成在流体动力(例如压缩空气)的作用下线性致动(例如,沿方向A和B来回滑动)以接合限定在第一隔离板54a的第二侧壁126b中的通道槽134。气动致动器144能够在加热装置52上、或更具体地在第一加热器块66a和第二加热器块66b上施加夹紧力,以使第一加热器块66a和第二加热器块66b一起靠得更近,以提供与在加热腔室96中的套圈22的实质接触,从而可以将传导热更有效地传递到套圈22。可以断开供能,以释放在第一加热器块66a和第二加热器块66b上的夹持力,从而第一加热器块66a和第二加热器块66b彼此松弛接触。第一隔离板54a。换句话说,气动致动器144可以将第一加热器块66a和第二加热器块66b保持在一起。在其他示例中,动力可以是电的或液压的。
[0098] 可以将具有压力计的气压调节器146(例如,空气开关、开关旋钮)安装在基板60上,以控制至气动致动器144的加压空气。应理解,可以使用来自任何来源的气压,包括空气压缩机、压缩空气罐或其他压缩空气供应。输入压力可以通过手动操作气压调节器146以手动模式调节,或者以自动模式调节。气压调节器146可通过由导管150限定的通道148与气动致动器144连通。气压调节器146可限定用于容纳与导管150连通的供应管线或的开口152。在某些示例中,开口152可包括内螺纹,但是可以有替代形式。
[0099] 本公开的另一方面总体上涉及消除或至少减少光纤连接器的套圈所需的抛光量。可以将光纤连接器设计为通过控制在套圈端面区域内移置和积累的粘合剂的量来进行快速抛光。例如,如果生产大量的光纤连接器,则可以手动或以自动化的方式来制造光纤连接器。
[0100] 光学连接器的制造过程通常包括8至15个步骤,概括为:光纤和缆线制备、环氧树脂和固化、切割、环氧树脂去除、抛光等。可以说,光学连接器的制造中最对性能起最关键作用的步骤在于几何形状的形成过程(从切割到抛光)。这些步骤极大地影响了相邻光学连接器之间的光纤物理接触,并最终确定了连接器的传输(光信号功率耦合损耗)和反射传输信号的能力。
[0101] 抛光可以是一个多步骤的过程,其中,使用不同等级的抛光材料逐渐加工和重塑套圈和光纤的端面,直到获得期望的半径、角度、平坦度和表面质量(粗糙度)为止。抛光步骤的数量取决于连接器,范围为从单工连接器的3步或4步到多光纤连接器的5步或6步。通常,抛光是费时的、劳动密集的且杂乱的。为了减少制造周期时间,降低制造复杂性并最终减去制造成本,期望减少抛光连接器所需的时间。
[0102] 在某些示例中,在将光纤装载到套圈内的填充有粘合剂的套圈孔中之前,可以使用激光来处理光纤的端面。选择激光的特性(焦点强度、相互作用时间、波长、脉冲长度),以使激光有效地使端面变圆和整形,并有助于消除瑕疵。在其他实施例中,可以使用等离子处理或其他能源来处理光纤的端面。
[0103] 参照图24,如本文中所述,光纤连接器64被示出为定位在加热器装置52中。尽管示出了光纤连接器64位于加热器装置52中,但是应当理解,光纤连接器64可以位于烘炉或其他加热源中。
[0104] 示出了在将光纤24插入到套圈22中之前的光纤连接器64。随后将光纤24安装或插入到套圈22中。光纤连接器64还可以被设计为不仅容纳单个光纤,而是容纳多根光纤,而不背离本文的公开内容。
[0105] 在将光纤24插入套圈孔34内之前,该方法包括第一步骤:在将光纤24插入至具有结合剂(例如,粘合剂、环氧树脂)的套圈孔34(例如,套圈内的光纤通道)中之前,先对光纤24的端面154(例如,远端端面)进行预处理(例如,切割等)。在某些示例中,端面154也可以被预抛光(这使端面变圆和成形,并有助于去除缺陷),尽管替代方案是可能的。因此,在将光纤24装载到套圈22中之前,光纤24可以具有经预处理的端面。可以通过多种方法来进行光纤24的制备。例如,可以使用激光、等离子体处理或其他能源。
[0106] 切割光纤是指在光纤的表面上形成镜状平面,以将光有效地耦合到光纤中。在某些示例中,预切割的光纤可以具有平坦的端面,尽管替代方案是可能的。有几种技术可用于切割光纤。
[0107] 常规地,使用金刚石刀片进行切割以在光纤的表面上产生小裂缝,然后向光纤施加张力以使该裂缝扩大。机械切割装置在本领域中是已知的并且也可以使用,尽管替代方案是可能的。光纤端部的切割也可以使用激光切割装置精确完成,尽管替代方案是可能的。这些仅是一些示例,可以使用许多其他技术,并且对于本领域技术人员将是显而易见的。
[0108] 在一些优选的实施方式中,仅在将光纤插入套圈之前才将光纤进行切割。在这些实施例中,在将光纤插入套圈并固化粘合剂之后,不进行进一步的切割。在这些优选的连接器和方法中,可以对套圈端进行抛光,而不进行固化后的切割,从而节省了时间并减少了浪费。
[0109] 如图25所示,粘合剂156已经通过套圈22的近端158被分配或注入到套圈孔34中。粘合剂156可以例如经由插管喷嘴注入。粘合剂156的量可以被计量以确保套圈孔34不被装满。即,可以观察或监视被分配的粘合剂156的量,以使粘合剂156不会过量填充、溢出或流过套圈孔34。这样,可以根据需要控制粘合剂的分配,并且突出超过套圈22的端面30的粘合剂156的量可以被显著减少。
[0110] 一旦加热器装置52达到预设温度(可通过温度传感器等确定),光纤24就可以通过套圈22的近端158缓慢地被引入到套圈孔34中。在粘合剂156固化之前,可将光纤24插入套圈孔34中。图26示出了具有经过预处理(即,切割)的端面154的光纤24通过套圈22的近端158插入到部分填充有粘合剂156的套圈孔34中。可以将光纤通过套圈的套圈孔34送入,以突出到套圈22的端面30之外。
[0111] 图27示出了定位在套圈孔34内的光纤24,使得光纤24的经预处理的端面154位于相对于套圈22的远端160的预定轴向位置处。在某些示例中,光纤24可以从套圈的端面30延伸至少约50微米,尽管可以有替代方案。由于光纤24插入到套圈孔34中,一定量的粘合剂156可能被移置并且可能积聚在套圈22的端面30的区域中。也即,在套圈孔34内的粘合剂
156可以用光纤24被推出,以使粘合剂156的一小部分与光纤24的经预处理的端面154一起离开套圈22的前端26或远端160。计量粘合剂的的一个优点在于,它减少了当光纤穿过套圈时通常会积聚在套圈端面上的粘合剂的量。这样,由于需要去除的粘合剂的量减少,因此可以实现快速抛光过程。
[0112] 在某些示例中,具有平坦表面164的垫162(例如,板、块、片、膜)可以位于由第一加热器块66a和第二加热器块66b形成的加热腔室96的底部中。尽管垫162示出为安装在加热器装置52中,但是应当理解,垫162和加热器装置52可以独立使用。例如,垫162可以与对流型加热源(例如烘炉或其他加热源)结合使用。垫162可以包括橡胶或塑料材料,但是替代方案也是可能的。在某些示例中,垫162包括硅橡胶或聚四氟乙烯(PTFE),例如特氟龙(TM)、特氟龙。应当理解,可以使用其他弹性体材料。在某些示例中,垫162是可移除的,尽管替代方案也是可能的。
[0113] 当将光纤连接器64插入加热器装置52内时,垫162可被布置和配置成为套圈22产生确定的止动。即,当套圈22完全插入套圈安装部分88内时,套圈22的鼻部166可被定位成抵靠垫162的平坦表面164贴合。
[0114] 垫162还可以被布置和配置成当将光纤24插入到套圈22中时,将光纤24精确地定位成刚好越过套圈22的端面30。光纤24相对于套圈22的端面30的位置可以根据需要变化。在某些示例中,光纤24可以从套圈22的端面30延伸约50微米,尽管替代方案也是可能的。
[0115] 参照图28,与光纤24一起离开套圈22的远端160的粘合剂156可以流到垫162的平坦表面164上。当粘合剂156碰触垫162时,粘合剂156可以散布在套圈22的整个端面30上,并且变平并在该端面上形成薄膜层168。一旦固化,可以在随后的抛光步骤中容易且快速地去除薄膜层168。具有薄膜层168使得从端面30上被去除的粘合剂较少,相比之下,这消除或至少减少了在抛光过程中传统的对大量粘合剂或粘合剂团的磨去。
[0116] 如本文所述,粘合剂156可以通过由传导组件50的加热器装置52提供的传导加热而固化,从而将光纤24固定在套圈孔34内,使得光纤24的经预处理的端面154固定在相对于套圈22的远端160的预定轴向位置上。在某些示例中,仅在引入光纤24几秒钟之后,光纤连接器64可以从加热器装置52中移出。可以将光纤连接器64从传导组件50上移除,并且可以执行随后的抛光工艺。在某些示例中,光纤24可以被抛光成与套圈22的端面30齐平。在某些示例中,可以通过在包括垫162的对流型加热系统中固化粘合剂来固定光纤24的经预处理端面154。
[0117] 从前面的详细描述中,将显而易见的是,可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下进行修改和变型。
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