CN100383578C - 包含光纤的导体棒 - Google Patents

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Abstract

一种包括导体棒(20)和光纤(30)的装置。该导体棒具有一孔、一第一端部(22)以及一第二端部(24)。该光纤安装在该导体棒的孔内。该光纤具有一第一端部(32)和一第二端部(34)。光纤的第一端部被研磨以便其与导体棒的第一端部相平齐。光纤的第二端部在一预定位置被劈裂，以便从光纤的第一端部量至光纤的第二端部而提供该光纤的一预定的长度。

Description

包含光纤的导体棒
技术领域
本发明属于光纤领域。本发明尤其涉及一种安装在导体棒上的光纤，其中，光纤的一端是劈裂的，而其另一端是抛光的。玻璃物质被用于构造光纤或波导。
背景技术
通过机械手段劈裂光纤在本领域已为人们所知，通过激光或切割束劈裂在本领域也已为人们所知并且被公开在美国专利No.4710605和No.6139196中。美国专利No.4710605和No.6139196在本申请中作为参考而被结合使用。美国专利No.4710605公开了单个光纤被安装在一夹具上，其中，激光劈裂一裸露的光纤。美国专利No.6139196公开了单个光纤被安装在一夹具上，一纤维罩包围该光纤，其中，激光劈裂纤维罩和光纤。在两种情形下，被劈裂的光纤随后从其各自的夹具移开并作进一步处理。
此外，通过激光在光纤的一个端部形成透镜在本领域已为人们所知并且被公开在美国专利No.4932989和No.5011254以及No.5256851中。美国专利No.4932989和No.5011254以及No.5256851在这里作为参考而被结合使用。美国专利No.4932989公开了单个光纤被安装在一夹具上，其中，光纤在其一端具有一通过激光形成的锥形透镜。美国专利No.5011254公开了单个光纤被安装在一夹具上，其中，光纤在其一端具有一个通过激光形成的双曲透镜。美国专利No.5256851公开了单个光纤被安装在一夹具上，其中，光纤在其一端具有一个通过激光形成的非对称的双曲透镜。在所有这三种情形中，被劈裂的并具有透镜的光纤随后从其各自的夹具移开并作进一步处理。
典型地，被劈裂的并具有透镜的光纤被安装在一外壳内，该外壳包含光电子发射机或光电子接收机。在包含光电子发射机这一情形下，该光电子发射机发射一光信号，该光信号照射到光纤的透镜，其中，光信号被有效地引入到光纤。在包含光电子接收机这一情形下，光信号沿光纤的长度传播并离开光纤，于是在光电子接收机上以一有效的方式聚焦该光信号。
现有技术中的劈裂步骤以及形成透镜的步骤都需要花费大量的时间来安排操作，其产量低，且在组件中难于处理和移动光纤。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种设备，其可容易地安装到其它结构或外壳中。
本发明的另一目的是提供一端接的光纤，其包括一连接到光纤的导体棒，该导体棒可使装配时间较短并因此增大生产率。
本发明的另一目的是提供一劈裂的并装有透镜的光纤，其足够坚固并且耐震，以使其不为震动的进料机所破坏，该进料机为装配流水作业工艺的一部分，其将设备输送到另一结构以用于装配。
在本发明的一形式中，该装置包括一导体棒，和一光纤，该导体棒具有一个孔，一第一端部和一第二端部。光纤安装在该导体棒的孔内。该光纤具有一第一端部和一第二端部。光纤的第一端部被研磨以便其与导体棒的第一端部相平齐。其研磨端符合物理接触表面光洁度标准。光纤的第二端部终止于一预定位置，以便从光纤的第一端部量至光纤的第二端部而提供该光纤的一预定的长度。
在本发明的另一形式中，该装置包括一导体棒，一粘性物质，和一光纤，该导体棒具有一个孔，一第一端部和一第二端部。光纤通过该粘性物质连接到导体棒的孔。该光纤具有一第一端部和一第二端部。该光纤的第一端部被研磨以便其与导体棒的第一端部相平齐。该研磨端部符合物理接触表面光洁度标准。导纤维的第二端部在一预定位置处被劈裂，以便从光纤的第一端部量至光纤的第二端部而提供该光纤的一预定的长度。
在本发明的另一形式中提供了一种制造上述装置的方法。该方法包括如下步骤：选择一具有孔的导体棒；将光纤插入到该导体棒的孔中；研磨导体棒的第一端部和光纤的第一端部，以便形成一物理接触表面光洁度；以及终止该光纤，以便形成光纤的第二端部。
在本发明的另一形式中提供了一种制造上述第二种装置的方法。该方法包括如下步骤：选择一具有孔的导体棒；将粘性物质施加到至少该导体棒的一个孔和光纤；将光纤插入到导体棒的孔中，以便通过该粘性物质将光纤粘附到导体棒；研磨导体棒的第一端部和光纤的第一端部，以便形成一物理接触表面光洁度；以及劈裂该光纤，以形成该光纤的第二端部。
这样，由于具有光纤的导体棒被制成了连接器，本发明的装置优于现存的解决方案。该装置可被大量装配和储存。该装置可被安装到一包括光电设备的外壳或被安装到一电路板上，电路板具有需要被终止的未完成的或未连接的光纤。因此，本发明的装置比现有装置具有更好的成本效率。
附图说明
结合附图并通过参照下面的详细说明可对本发明及其附加优点进行清楚的理解。其中：
图1所示为具有导体棒和光纤的一种装置的平面图；
图2所示为图1中装置的一个端部的平面图；
图3所示为图1中装置的剖视图；
图4所示为该装置另一实施例的剖视图；
图5所示为图4中的装置与一光电设备和一独立的聚焦透镜被一起安装到一外壳上的剖视图；
图6所示为该装置另一实施例的剖视图，其具有一形成在光纤的一个端部的透镜；
图7所示为图6中的装置与一光电设备被一起安装到一外壳的剖视图；
图8所示为该装置另一实施例的剖视图，其具有容纳在导体棒内的光纤。
具体实施方式
现在参照附图，在所有附图中，同样的附图标记指示相同或相应的部件，具体地，在附图1-3中，装置10包括一导体棒20和一光纤30。
图1所示为包括导体棒20和光纤30的装置10的平面图。导体棒20包括一第一端部22和一第二端部24。光纤包括一第一端部32和一第二端部34。
图2所示为装置10的一个端部的平面图，其示出了导体棒20的圆柱形表面26的侧面。还示出了导体棒20的孔21。
图3所示为图1中装置10的剖视图。光纤30的第一端部32被研磨以便其与导体棒20的第一端部22相平齐。导体棒20的第一端部22和光纤30的第一端部32被研磨以便符合物理接触(PC)表面光洁度标准从而允许装置10与一光连接器(未示出)相配合。光纤30的第二端部34延伸超过导体棒的第二端部24。光纤30的第二端部34相对于光纤30的长度可以是除如图3所示的为90度之外的其它任何角度，但是，典型地，其被切割的角度从垂直于光纤30的长度方向为6至10度。光纤30的第二端部34延伸超过导体棒20的第二端部24约300微米，这样光纤30的悬臂部分相对较硬并且基本上不会弯曲或扭曲。该装置的整体长度L1大约为0.5英寸。导体棒20的第二端部24可以任何角度被切割，但是，典型地，其从垂直于光纤30的长度方向为6至10度的角度被切割。
最初，被挑选的导体棒20包括一适当的孔21。导体棒20的孔21的尺寸取决于光纤30的尺寸。典型地，孔21的直径大于光纤30的直径。在装配过程中，光纤30在其外表面施加有粘性物质38(为清楚起见，粘性物质38未显示在图3，4和6中)。光纤30连同粘性物质38一起被引入导体棒20的孔21中。此时，光纤30的一些部分伸出导体棒20的第一和第二端部22，24。粘性物质38将光纤30固定到导体棒20。典型地，该粘性物质38为环氧树脂材料。光纤30的第一端部32和导体棒20的第一端部22按照前面的描述被研磨。研磨后所产生的表面符合物理接触标准并且其可以是很多标准的形状，例如SC，LC等。物理接触标准需要光纤30的第一表面32接触相关联的连接器的光纤(未显示)。该物理接触消除了造成插入损失的表面之间的空气间隙。
光纤30的长度L1被预先确定，从而将装置10预先确定。这样，在第一端部22，32被研磨后，用于在第二端部34处切割光纤30的确切位置可被确定以得到整体长度L1。一旦光纤第二端部34的位置被确定，可进行劈裂步骤以实行该切割。该切割步骤可通过机械或激光来实行。
机械劈裂包括通过顶部装有金刚石或蓝宝石的工具在光纤30的表面进行刻划，以便在光纤30的第二端部34的位置处产生裂缝。光纤30随后被加压，典型地通过弯曲，以便使裂缝横跨光纤30的直径而扩散。
激光劈裂包括在指定位置对光纤30的部分进行烧蚀。激光并不损害导体棒20的材料。导体棒20典型地由陶瓷材料制成。但是，导体棒20也可由聚合物或金属材料制成。
与研磨相比，劈裂工艺快且精确，并且增加了产量，长度L1也可被控制。
图4所示为装置50另一实施例的侧视图，其包括一相似于导体棒20的导体棒60，和一光纤70。光纤70的第二端部在其底部与导体棒60的表面相平齐。导体棒60包括一凹槽62，其能使激光或切割束在导体棒60的表面之下切割光纤70。
图5所示为组件80的部分剖视图，其包括一光电设备90，一外壳或盖子94，一聚焦单元100，例如球形透镜，以及装置10。该组件的整体长度以L2表示。组件80包括一金属箍接收孔82，其用于接收与装置10物理接触的光连接器的金属箍。如果光电设备90为一发射机，光能从光电设备90流出并沿光轴102流入聚焦单元100。聚焦单元100沿着光轴103聚焦装置10的光纤劈裂端部上的光能。随后，光能流过装置10的光纤并随后沿着光轴101进入装置10第一端部处的光连接器。如果光电设备为一接收机，则反向进行上述过程。能量流入或流出光电设备发生在光电设备的光活动部分。罩子或盖子94密封地封住光电设备90以使其远离外部有害环境。
在本发明的另一实施例中，图6所示为图1-3所示装置10的剖视图，其具有一形成在光纤30第二端部上的透镜36。该透镜可通过选择性地将激光束能量施加到光纤的端部以将该端部定形而形成。这样的透镜36不再需要在图5中示出并描绘的单独的聚焦单元100。
图7所示为图6所示装置10的部分剖视图，其被用在具有一光电设备90的组件110中。由于在光纤的端部形成有透镜36，则不再需要如图5所示的聚焦单元100。这样，图5中组件80的罩子或盖子94可被除掉。罩子94的去除提供了更紧凑的装配。组件110的整体长度L3小于图5中组件80的整体长度L2。组件110的剩余结构提供了密封性。
在本发明的另一实施例中，图8所示为装置210的剖视图，其具有一被容纳在导体棒220内的光纤230。装置210与图4中的装置50相似。与图4中的装置50不同，图8中的装置210的导体棒220的一个端部终止在相对于导体棒220的长度大约90度的位置处。光纤230容纳在导体棒220内，这导致导体棒220的一部分延伸超出光纤230从而提供了机械坚固性和刚性设计。而且，装置210允许相对于光电设备或者相对于独立的聚焦单元如球形透镜(如果有一个透镜被设置在该组件中的话)来调节光纤230的端部。这种调节是在装置210的制造过程中进行的。
在制造过程中，装置210通过选择一具有适当孔的导体棒220来构造。一光纤230被插入到该孔，以使光纤230延伸并超过导体棒220的两端。延伸超过具有锥形孔的导体棒220的光纤230被劈裂或者在其插入之前被劈裂，并且光纤230的端部可装上透镜或着如果需要透镜的话被预先装上透镜。随后，将粘结剂放置在靠近延伸超过导体棒220的锥形孔的那部分光纤230上。光纤230随后相对于导体棒220移动，以使光纤230的端部位于导体棒220的孔的锥形部分的顶点附近。任何延伸超过导体棒220另一端部的光纤230被研磨并如前述实施例那样与导体棒220的表面平齐。根据本申请，导体棒220锥形孔附近的光纤230的端部的位置可相对于位于锥形孔附近的导体棒230的端部被控制且被确定。因此，在锥形孔附近的光纤230的端部可与圆锥体的顶部相平齐或者其可延伸到锥形区域。这样，导体棒的机械长度和光纤的长度可在装置210的装配过程中被分开。孔的锥形部分的尺寸被确定，以便阻止光能从光纤230的端部发散，或者进入，以及阻止光能撞击到该孔的锥形部分的表面上。
显然，根据上述示教内容对本发明进行大量改进和变形是可能的。因此，可以理解，在附加的权利要求所限定的范围内可以与本申请所述的具体方式不同的方式来实现本发明。

Claims (4)

1.一种装置，包括：
含有一个孔的导体棒，该导体棒具有一第一端部和一第二端部，该导体棒的第一端部与该导体棒的第二端部分开一第一棒长，所述孔具有一与导体棒的第二端部相邻的锥形部分，该孔的该锥形部分具有一个锥顶；
安装在该导体棒的孔内的光纤，该光纤具有一第一端部和一第二端部，其中该光纤的第一端部被研磨以使其与导体棒的第一端部大体上相平齐，并且光纤的第二端部终止在一预定位置，以从光纤的第一端部量至光纤的第二端部而提供该光纤的一预定的长度，该光纤的第二端部基本上与导体棒上的孔的锥形部分的锥顶相邻，所述第一棒长大于光纤的预定长度，所述导体棒上的孔的所述锥形部分的尺寸适合于防止光能从光纤的第二端部散发到导体棒上的所述孔的所述锥形部分的一个面上。
2.一种装置，包括：
含有一个孔的导体棒，该导体棒具有一第一端部和一第二端部，该导体棒的第一端部与该导体棒的第二端部分开一第一棒长，所述孔具有一与导体棒的第二端部相邻的锥形部分，该孔的该锥形部分具有一个锥顶；
粘性物质；
光纤，其通过该粘性物质连接到该导体棒的孔，该光纤具有一第一端部和一第二端部，其中该光纤的第一端部被研磨以便其与导体棒的第一端部大体上相平齐，并且光纤的第二端部在一预定位置处被劈裂，以便从光纤的第一端部量至光纤的第二端部而提供该光纤的一预定的长度，该光纤的第二端部基本上与导体棒上的孔的锥形部分的锥顶相邻，所述第一棒长大于光纤的预定长度，所述导体棒上的孔的所述锥形部分的尺寸适合于防止光能从光纤的第二端部散发到导体棒上的所述孔的所述锥形部分的一个面上。
3.一种制造装置的方法，该方法包括步骤：
选择一具有孔的导体棒，该导体棒的第一端部与该导体棒的第二端部分开一第一棒长；
在导体棒的第二端部附近形成所述孔的一个具有一锥形的部分，该锥形具有一锥顶；
将一光纤插入到该导体棒的孔中；
研磨导体棒的第一端部和光纤的第一端部，以便形成一物理接触表面光洁度；
为光纤的第二端部选择一个与导体棒上的孔的锥形部分的锥顶相邻的位置；
终止该光纤，以便形成光纤的第二端部。
4.一种制造装置的方法，该方法包括步骤：
选择一具有孔的导体棒，该导体棒具有一第一端部和一第二端部，该导体棒的第一端部与该导体棒的第二端部分开一第一棒长；
在导体棒的第二端部附近形成所述孔的一个具有一锥形的部分，该锥形具有一锥顶；
将粘性物质施加到至少该导体棒的一个孔或光纤；
将光纤插入到导体棒的孔中，以便通过该粘性物质将光纤粘附到导体棒；
研磨导体棒的第一端部和光纤的第一端部，以便形成一物理接触表面光洁度；
为光纤的第二端部选择一个与导体棒上的孔的锥形部分的锥顶相邻的位置；
劈裂该光纤，以便形成该光纤的第二端部，该导体棒的第一端部与该导体棒的第二端部分开一第一棒长，所述第一棒长大于第一光纤的长度；
为所述孔的具有锥形的部分定尺寸，使得该尺寸适合于防止光能从光纤的第二端部散发到导体棒上的所述孔的所述锥形部分的一个面上。
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