CN100392456C - 光纤套圈 - Google Patents

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Abstract

一种套圈(1000)具有主体(1002)，周围的尺寸被设计得可以接收商用光纤连接器，主体(1002)有包括前侧和后侧的向前的部分(1014)，该前侧界定套圈的面(1010)，后侧界定内表面(1012)。向前的部分有大规格的光纤孔(1016)的阵列，阵列中的每个光纤孔(1016)在前侧和后侧之间延伸，尺寸设计得可以接受光纤插入其中，并且向前的部分(1014)有厚度T，该厚度比3000微米小，但至少是足够支撑插入光纤孔(1016)的光纤的最小厚度。文中还描述了具有套圈(1000)光缆组件的光纤连接器。

Description

光纤套圈
技术领域
本发明涉及一种光学接连器，更具体地说，涉及用在光学连接器中用来夹持光纤的套圈。
背景技术
商用光纤连接器组件100，如图1中的立体分解图所示，被用于将光纤耦合在一起使得从在连接器组件100的一端104的一根或多根光纤组成的光纤束102中射出的光穿过连接器组件100，到达光纤或和连接器组件100的另一端106相连的设备。套圈108是连接器100的典型组成部分，该部分是用来在套圈108被插入到整个连接器本身之前，将光纤110插入其中。套圈108在一个精确的位置上夹持光纤110，并确保当连接器组件被连接到匹配的连接器组件或其他什么设备时，连接器组件的光纤被夹持得成一致的直线。
在现有的多光纤连接器中，如专利号为5214730的美国专利所披露的那样，大部分是用于设置成单排的2到12根光纤之间的光纤阵列(虽然已经一些商用连接器用于2×12的构型)。根据制造者不同，那些连接器被称作各种名字。在1×2的阵列中，连接器被称为ST，LC，MT-RJ连接器，而1×12以及一些2×12阵列连接器被称为MTP
Figure C0380513700091
，MPO，MPX和SMC，等等连接器。在1×2或2×12的领域中，所有的各种连接器使用一种从美国Conec有限公司，Alcoa Fujikura有限公司等公司的商用套圈。而且，在很多情况中，用在小阵列(如，用于少于12根光纤)连接器的套圈被形成并适用于MTP，MPO，MPX和SMC连接器。而且，其他类型的用于小阵列光纤(小于12)的商用连接器已经可以得到或已经被提出，例如，如专利号为5743785的美国专利所示。
图2是一张放大的照片，是现有的外形尺寸适合现有的MTP，MPO，MPX或SMC连接器的1×12的套圈的透视图。这样的套圈200通过塑料或环氧树脂铸造制成。例如，现有的商用1×12(如图所示)和类似的2×12套圈技术是以采用一种叫传递模塑法的通用铸造技术来铸造和固化填充玻璃的环氧树脂为基础的。
光纤领域的用户对于大数目的光纤组的需求正在增加，因此对于处理超过12根光纤的光纤阵列的单个连接器的需求也在增加。今天，如图2所示的由环氧树脂或塑料铸造而成的套圈200可以被制造得到必要的公差以用于小阵列的多模式光纤，可以到1排或2排最多12根光纤的数量级，但是在制造中需要特别仔细。塑性铸造技术是对过程非常敏感的，而且对每个小阵列都有必要的精度要求的模具制造起来极度困难。即使这样，由于塑性铸造中存在的固有的加工误差，成品率往往很低。因为这些部件的公差必须非常精确(在1到2微米)，当阵列的尺寸必须是两排时高成品率变得非常困难，对于多于两排的情况就更加困难。
套圈整体体积非常小，由于用于上述的MTP，MPO，MPX或SMC连接器的套圈200的尺寸为高2mm，宽6mm，深8mm左右，并且有至少3mm厚的面部分来支撑并夹持光纤，因此通过面部分以夹持多根光纤(这些光纤通常有用于多模光纤和单模光纤的125微米的包层直径，并各自以中心距“孔距”为250微米分隔)所需要的数量和尺寸铸造或加工特征到套圈的面表面202上是非常困难的。
而且，制造用于更大阵列的套圈变得更加困难，因为当孔靠近套圈的外围时，靠近孔的外壁的结构完整性降低。而且，在生产过程中过程的变化导致在外围的部分有较差的公差。因此，它们变得非常脆弱，导致孔和某些场合下元件断裂，和/或它们有变形或多余的材料，这就阻止或妨碍了光纤插入，而且它们太脆弱而不能成功地去除这些材料。问题是在同样的小的面积上铸造用于夹持大数量的多模光纤的套圈导致每个铸造部件的更低的结构完整性。
但是，为了满足日益增长的工业需求，各公司已经努力采用现在用于制造小阵列套圈(如2到12光纤孔构成的单排)的技术来制造用于大阵列的连接器，但是都很少成功。例如，一个公司已经制造出5×12阵列的套圈和5×16阵列的套圈。5×12阵列的套圈的一个例子如图3的照片所示，两种套圈都在Ohta的在Fujikura技术评论(2000)上二维阵列光纤连接器的文章中描述。但是，虽然没在文章中讨论，申请人得知在根据现有的铸造技术制造那些套圈的过程中，他们得到如此低的成品率，以致生产这些部件的商业花费非常高昂，也就是说所遇到的问题和极低的成品率将导致它们要以每个500美元的价格出售，如果它们能被售出的话。而且，这样的生产过程使得用于生产部件的模子在生产过程中被损坏。因此，他们认为那样尺寸(如5排的阵列)的阵列采用现有的铸造工艺是不能制造的。其他公司，当问及它们是否能够提供类似的大阵列套圈时，没有尝试就认为它们不可制造，都说甚至不会尝试做此事。
如Ohta在文章中所描述的，套圈也包括一排用于每一排孔的导引凹槽。在图3的套圈中，入口通路已经被扩大并且上排导引凹槽已经被去除以使得用于光纤的孔可以通过套圈的入口通路被看见。
图4，6和7是图3的5×12套圈从不同的角度拍的进一步的照片。
图4是从入口通路以与图3相同的角度看进去暴露出来的那排导引凹槽的近距离照片。导引凹槽的目的是方便光纤的插入，并且通过有效地将面部分的厚度增加到1.5mm或更多以在光纤插入后支撑光纤。
图5显示具有和图3所示的套圈中所用的类似光纤孔502和导引凹槽504的3×4阵列的套圈的一部分500的简化示意图。这些排是阶梯状的，最低的那排506最长，每个后续的排508，510渐渐变短。根据特定的套圈，导引槽的截面做成半圆柱形或“V”字形。在制造过程中，光纤被插入最低排的导引槽，然后再到高一点的下一排，等等，直到所有的需要的光纤被插入。如它们的名字所示的那样，导引凹槽将光纤导引或指向套圈的光纤孔。
图6是以一个角度通过入口通路看到套圈里面拍摄的图3的套圈的套圈孔的近照。如上所述，一些排的导引凹槽已经被去除使得几排孔暴露出来被看见。如图4的照片所示，在图6的照片中看得更加清楚，这些孔以及将这些孔分隔开来的壁的尺寸和形状都有明显的差别。这些差别是由于上面所述的问题所造成。根据具体的缺陷的不同，孔的变化可以阻止光纤插入，影响孔距或影响所插入的光纤角度(相对于其他插入的光纤)——所有的不理想的结果。而且，虽然这些孔在图6中清楚可见，实际上，光纤孔将被导引凹槽遮住。而且，导引凹槽的存在使得固定一个部分堵塞和塌陷的孔而不损伤套圈变得如果不是不可能的话也是非常困难。
图7同样的孔的照片，是从套圈的后端看到图3所示的套圈的里面所拍摄的照片。从这张照片可以清楚地看见，这些孔以及将这些孔分隔开来的壁的尺寸和形状都有明显的差别，包括孔尺寸的明显差别，部分被堵塞或坍塌的孔已经相邻孔之间的壁厚的差别。
同样地，现有技术已经被迫不使用这样大阵列的商用连接器，因为这样的阵列不能被可靠地制作出来，用作更大的规格阵列的商用连接器中的套圈对那些现有技术来说仍被认为是不可制造的或及其困难的，从而不敢尝试一下。而且，由于单模光纤有比多模光纤更小的芯直径，因此有更小的整体直径，目前，对于所有的实际应用而言，把套圈铸造或加工成以现有的规格容纳大阵列单模光纤的商用连接器同样是非常困难的，如果不是不可能的话——特别是在一个有效的商业可行的成本规模上。
从而，我们的寻找一种能够铸造和商用的连接器兼容，能容纳5排×12根光纤的阵列或任何大规格阵列(排数超过2，不管每排的光纤数有多少)的塑料套圈的机构的努力使我们失望，并且，像那些寻找类似的部件的技术一样，得出这样的套圈不但不能在一个有效的商业可行的成本规模上被制造，而且根本不能被制造的结论。
从而，尽管对能够用于大阵列光纤的套圈的需求，以及完成这些需求的尝试有多强烈和快速增长，这项技术还没能被成功完成。而且，对于任何人已经能够铸造的上述5×12或5×16的塑料套圈的有限范围，不管商品的数量是多少，一致并稳定的生产这些套圈以达到这项技术的要求的能力还很难以捉摸。
发明内容
我们已经发现，和常规的知识以及现有技术的启示相反，通过制造一个其前向部分的总体厚度(包括任何方便光纤插入的结构)小于在现有技术中使用的3mm(即，3000微米)或更多的套圈，大规格阵列套圈可以通过常规的铸造技术来形成。而且，它可以被制造得具有商业可行的，具有价格竞争力的成品率。
而且，我们已经发现，通过将前向部分的厚度减小到小于现有技术中使用的3mm，这样的大规格阵列套圈不仅可以通过传递模塑法，还可以通过浇注，铸造或粉末冶金压法来形成，而且适用于用聚合物(包括热塑性材料，聚酰亚胺，可硬化的树脂，热固性树脂，等等)，陶瓷和金属。
我们已经发现，和常规的知识以及现有技术的启示相反，作为一个独立的和重要的部分，被认为是光纤导引和/或支撑所必须的导引凹槽可以几乎完全被省掉，而不会对光纤的插入或光纤支撑产生任何不可接受的影响，只要前向部分加上导引凹槽的总厚度(沿着光纤孔的轴测量所得)小于3000微米。
根据本发明的套圈的前向部分被减小的厚度，特别是和去除或实际上去除导引凹槽结合在一起时，使得和商用连接兼容的大规格阵列套圈可以采用现有的技术，以商用可行的数量，有价格竞争力的方式被重复铸造。这样的本发明的套圈同以前根据现有技术所制造的套圈相比，在大规格中孔以及孔之间的壁的尺寸和形状的均匀性更好，且无需将套圈在该面附近的结构完整性降低到需要考虑的程度。
从而，根据本发明的套圈代表了在技术上的显著的，有价值的进步，并且满足了技术上显著的需求。
本发明提供了一种套圈，包括：具有主体，主体的外围尺寸可放在接收商用光纤连接器内；该主体的外围界定一个腔体；该主体包括具有前侧和后侧的前向部分；该前侧界定该套圈的正面；该后侧界定该腔体的内表面；该前向部分具有大规格的孔距大约为250微米或更小的二维光纤孔阵列，阵列中的每个光纤孔在该前侧和该后侧之间延伸，并且其大小能接纳插入其中的一根光纤，其中，该前向部分具有厚度T，该厚度T小于3000微米，但至少是足够支撑插入各光纤孔中的所有光纤的最小厚度。
本发明还提供了一种光学连接器，包括：连接器壳体；放入连接器壳体内的套圈；和在该套圈中的多根光纤，该套圈包括不带导引凹槽的成形主体，成形主体具有包括多个孔的导向端，该多个孔通过该导向端延伸到正面的表面，所述多个孔以预定大约为250微米或更小的孔距在规则的二维阵列排列中相互隔开，该多个孔中的每一个包含所述多根光纤中的一根，其中，孔距指一个光纤孔的中心与相邻光纤孔的中心之间的距离，其中，该导向端具有在最小结构厚度和3000微米以下之间的厚度。
本发明还提供了一种光缆组件，包含：多根单独的光纤构成的具有第一端、第二端和在两者之间的有一定长度的一束光纤；位于所述第一或第二端的至少一端的连接器，其中该连接器包含如权利要求1到67中任一个所述的套圈，并且，至少一端的所述一束中的单独的光纤被分别约束在所述大规格的光纤孔阵列中的单个的光纤孔中。这里所述的优点和特点只是这些代表性实施例中能得到地很多优点和特点中的一些，仅用来帮助理解该发明。需要理解的是，它们不应该被认为是对由权利要求所定义的发明的一种限定，或对权利要求的等同替换的一种限定。例如，这些优点中的一些是相互对立的，因为它们不能同时出现在一个单个的实施例中。类似地，一些优点适用于本发明的一个方面，且不适用于其他方面。从而，这些特点和优点的总和在确定等同替换是不应该被认为是决定性的。本发明的其他特点和优点将在下面的对附图和权利要求的描述中变得更为明显。
附图说明
图1是现有的商用光纤连接器组件；
图2是一张放大的照片，是现有的外形尺寸适合现有的MTP，MPO，MPX或SMC连接器的1×12的套圈的透视图；
图3是现有的5×12的套圈的照片；
图4是套圈暴露出来的那排导引凹槽的近距离照片，该照片是从图3的套圈看进去拍摄的；
图5显示具有光纤孔和导引凹槽的3×4阵列的套圈的一部分的简化示意图；
图6是图3的套圈的光纤孔的更近距离的照片；
图7是图6中的孔的照片，该照片是从套圈的后端看到图3所示的套圈的里面所拍摄的照片；
图8是现有的塑料套圈的简化的，大概的俯视图；
图9A到图9G是构成大阵列光纤的套圈排列的例子；
图10是根据本发明的多排套圈的俯视图的简化的，代表例子。
图11是结合本发明的套圈的代表实施例；
图12A到图12C是结合本发明的各种套圈变体的可选例子的剖面部分；
图13是另一个示例的套圈的部分剖视截面图；
图14是图13的套圈部分的部分俯视图；
图15是另一个和图13中类似的示例的套圈变体的部分剖视截面图；
图16是图15的套圈部分的部分俯视图；
图17是另一个和图13中类似的示例的套圈变体的部分剖视截面图；
图18是图17的套圈部分的部分俯视图；
图19A到图19C是具有不同的面和内表面的套圈的例子；
图20A到图20C是具有不同的面和内表面的套圈的进一步的例子
图21是结合根据本发明的内容的套圈的光缆组件；
图22是图21的光缆组件的可选的变体；
图23是容纳根据本发明的套圈的MTP，MPO，MPX型的连接器的凸起的那一半的例子；
图24是容纳根据本发明的套圈的SMC型的连接器的凸起的那一半的代表性例子。
具体实施方式
图8是现有的塑料套圈的简化的，大概的俯视图。一般地说，套圈800有外表面或面表面802，后表面804和由套圈800的主体808界定的腔体806。套圈800的前向部分810被面表面802和腔体806的最内的部分之间的分隔所界定，该腔体806的最内的部分被简化地称为“内表面”。套圈800也有靠近后表面804用来对准并且/或起到在连接器中定位套圈800的作用的台肩814。
在现有的套圈800中，前向部分810的厚度“k”，根据现有技术的启示，至少要3mm(3000微米)。孔，所说的光纤孔816，每个孔的尺寸设计得接受一个单个的光纤，用面表面802连接内表面812。单个孔与相邻孔相距一个中心到中心的距离，所谓的“孔距”。很多阵列是线性的或者是矩形的，并且具有250微米的孔距(±几微米的制造公差)。
而且，分别用于每排孔中的每一个孔816的导引凹槽818位于前向部分810的腔体一侧，使得，如上所述，光纤的插入更加方便并有效地延长了提供了更多光纤支撑的面部分。这些导引凹槽818一般1.5mm长，虽然它们也可以更长或更短。在Ohta等在文章所描述的套圈的情况下，导引凹槽被如图5所示的那样台阶化，使得每排导引凹槽比直接在其上面的那排凹槽要稍长。
在一些情况下，套圈也可以包括一个或多个附加(无光纤)的开口或孔，如导引销孔，这些是用于其他的目的。这样的非光纤孔，不管存不存在，和本发明无关，因此在这里就不讨论了。
为了组装套圈800，一组单根光纤，通常是一光纤带或光缆，被通过后表面804被插入到腔体806，在后表面804这些光纤被分隔，并且分别通过导引凹槽818被指向内表面812中的单个孔816。光纤通过孔816被插入到或穿过面表面802。
入口窗820提供一个进入腔体的开口，使在制造过程中将光纤放入导引凹槽818变得容易，并且在合适的地方，使得在光纤都被放置好后，将如环氧树脂等材料插入到腔体806，从而使它们固定在套圈800中。
根据具体的套圈，入口窗820的前向边缘822可以和内表面812重合或者前向边缘822可以比如图8所示的内表面812短。在任何一种情况，根据现有的技术，前向部分810的厚度“k”是3mm或更多的理由是为了保证从孔816插入的光纤的每端有足够的支撑，并且保证靠近面表面802的套圈800本身有足够的结构完整性。特别是在以下的情况下，由于在其中使用套圈的连接器的原因，套圈面802的面积不能随着其中孔的数目的增加而增加(也就是说保持常值)。
常规的知识告诉我们，套圈的前向部分的厚度要变得厚一些以增加套圈的强度并且支撑插入其中的孔当中的光纤，并且导引凹槽不管是对于给在光纤孔中的光纤提供足够的支撑，还是帮助光纤孔中的光纤正确定位都是必须的。常规的知识具体地告诉我们，对于套圈的结构强度和给插入到其中的孔中间的光纤提供足够的支撑，套圈的前向部分的厚度至少要3mm或更厚。如我们所发现的那样，这些常规的思考方法牺牲了铸造用于大阵列的套圈的能力。
我们已经讨论过，和常规的知识以及现有技术的指示相反，本发明的套圈的前向部分的厚度要比现在用于现有技术中的3mm或更大的厚度要小。而且，我们已经讨论过，和常规的知识以及现有技术的指示相反，导引凹槽可以几乎完全省掉，如果不是完全省掉的话，特别是对于3排或更多的阵列。这种方法的有效性在实际制造出带有小于3mm的前向部分的套圈，并且测试其正确地支撑，约束大阵列的光纤，同时保持必要的结构套圈强度的能力之前并不是很明显。
和常规的知识相反，本发明的套圈的前向部分将比在平常的套圈中所发现的薄，和常规的套圈中的3mm或更厚相反。而且，和常规的知识相反，本发明的套圈最少可以没有导引，和每排孔有长的或阶梯化长度导引凹槽相反。
因此，本发明的套圈的构型使得采用现有技术铸造大阵列套圈成为可能，并且使得以和现有套圈的相近的成本达到商业生产水平的成品率从而相对于现有技术显著减小成本成为可能。套圈前向部分减少的厚度使得采用现有技术制造用于大阵列的聚合套圈成为可能，并且在孔的尺寸和形状上，以及孔之间的壁的尺寸和形状上获得更好的均匀性，且不会将套圈的结构完整性减小得太多。从而，本发明的套圈可以可靠地，重复地以多于三排，250微米或更小的孔距的形式制造，而不会有以前所遇到的变形和问题。
发明人和他们的合作者进行的测试已经证明了和常规的知识和现有技术的指示相反的本发明的特征和益处。具体地说，和现有技术的指示相反，测试揭示直到某一特定的材料特殊点，减少前向部分的厚度，并且去除导引凹槽对套圈的支撑光纤的能力或让光纤插入孔中的能力没有影响。而且，在150微米或更小的厚度(根据具体使用的材料)，套圈的结构完整性，虽然被绝对度量稍稍减小，但还是比足够用于所需要的目的的完整性多。这个结果在测试之前不明显，并且是与现有技术中所预料的，常规的工程判断和我们的经验相反。
根据本发明，用于大阵列光纤的套圈，带有比现有技术的1×12和2×12的阵列更大的二维形式，包括图9A到图9G所示的具体排列可以使用常规的铸造技术生产。虽然以具体的定位，孔距和阵列中光纤的数量表示的阵列特定的构型和布置对本发明来说不重要，一些现在可以很容易地被制造出来的代表例子的布置包括矩形形式的单模或多模光纤的大阵列(图9A)，孔距小于250微米(例如，用于常规的125微米直径(芯+包层)的单模和多模光纤的150微米的孔距，或用于小到7-9微米直径(5微米的芯+2微米包层)的单模光纤的65微米或更小的孔距)。另外，单模或多模光纤在3排矩形阵列的布置(图9B)，6排矩形阵列(图9C)，9排矩形阵列(图9D)，正方形阵列(图9E)，六边形阵列(图9F)和环形阵列(图9G)可以以250微米或更小的孔距被制造。
图10是根据本发明的多排套圈1000的俯视图的简化的代表例子。套圈1000的尺寸可以设计得用作商用的连接器，如ST，LC，MT-RJ，MTP，MPO，MPX或SMC连接器等等。套圈1000有主体1002，由主体1002界定的腔体1004，台肩1006，(可选)入口窗1008，面表面1010，内表面1012，由面表面1010和内表面1012之间的分隔界定的前向部分1014，多个光纤孔1016(如图所示，它们被设置得每排12个孔，对准排成一排)，和与(可选的)本发明无关的用于其他目的的附加特征或孔(未示出)。
然后，和现有技术相反，前向部分的厚度“T”比3000微米小，但是比T的最小值大，在这个例子中，没有导引凹槽。
前向部分1014(包括导引结构)的最大厚度比3000微米小，特定厚度T可以在由材料决定的一个范围内选用，从而，随着材料的不同而不同。这是因为T比允许套圈采用适当的过程，以商品的大量成品率，被正确并且反复从这种材料制造的厚度小或等于该厚度。
通常，前向部分1014的最小厚度，Tmin，可以根据用于制造套圈的具体材料的不同而变化。但是，Tmin可以很容易地通过经验获得，即通过使用具有好的厚度T，如250微米，的理想材料制造套圈，然后(非破坏性地)例如通过切削，研磨或抛光，以10，20或甚至50微米的量，减小前向部分1014的厚度，直到这个厚度不能正确地支撑光纤或套圈1000的结构强度的构成变得不被接受。
在实践中，所预期的是，前向部分1014的厚度将在T＜3000微米和Tmin之间，并且，更有可能的是，在1000微米和150微米或Tmin中任一个之间。
图11是结合本发明的套圈1100的示例性实施例。套圈主体1102有常规的形状，和用于现有的套圈中的入口窗-在这种情况下，该形状用于MPO型连接器-并且在这种情况下是由聚合物制成，具体地说，由硬化的，填充玻璃的环氧树脂。套圈具有位于套圈1100的面表面1106上，并且穿过前向部分1108延伸到内表面(未示出)的72个光纤孔1104构成的6×12矩形阵列。光纤孔1104的尺寸被设计得比平常的多模光纤的125微米的外径稍大，并且以250微米为孔距。虽然从这个角度看不是很明显，前向部分1108的厚度T1比3000微米小(仅为了说明的目的，它等于250微米)，并且没有导引凹槽。如图所示，套圈1100也有如导引销孔1110，1112和定位缺口1114，1116等与本发明的无关的方面相联系的可选结构特征。
图12A到图12C是结合本发明的各种套圈变体的可选例子的剖面部分。
图12A是图11的套圈的沿着Y方向，和Y垂直，穿过X-X线的剖面的部分截面图1208，从这个视角，腔体1202，套圈1100的主体1102的侧壁1204，1206，十二个光纤孔1210-1232构成的一排光纤孔。从这个视角，前向部分1108的厚度1234T1可以被看见，并且如上所述，为了说明的目的，取250微米。很明显的，在这个示例实施例中，光纤孔1210-1232是在可接受的公差范围内的圆柱。
图12B是和图11的套圈类似的套圈的另一个可选变体的部分剖面图，所不同的是，在这种情况下，光纤孔1236只是在穿过前向部分1240的延伸的一部分1238的，在可接受的公差内的圆柱。和图12A的光纤孔1210-1232不同，在内表面1242的每个光纤孔的尺寸比在面表面1244上的同样的光纤孔的尺寸大。这是因为，虽然正式的“导引凹槽”不是必需的，每个孔可以制造得部分变宽或变尖1246以作为一个小的导引，并且帮助光纤插入(如它们可以被认为是很小的导引结构)。但是，即使包括这种很小的导引结构，套圈前向部分的整体厚度，包括这样的“导引结构”也小于3000微米。如图12B，前向部分1240的厚度T2大约为150微米。
图12C是和图11的套圈类似的套圈的又另一个可选变体的部分剖面图，唯一不同的是，在种情况下，光纤孔1246在可接受的公差内，沿着它们整个长度1248逐渐变小以同时起到光纤孔和小导引的作用。如上所述的，尽管包括另一种类型的最小导引结构，套圈前向部分的整体厚度，包括导引结构，也比3000微米小。前向部分1250的厚度T3在这个例子中是Tmin。
图13是和图11所示的套圈类似的另一个套圈1300变体的沿着S方向，和Y垂直，穿过W-W线的部分剖面图。在这个视角，面表面1302，腔体1304，套圈1300的主体1310的上壁1306和下壁1308，入口窗1312的一部分，六个光纤孔1314的一段，内表面1316都是可见的。而且，可选的导引孔1318中的一个的位置也是可识别的。在这个视角可以看出，和图11和12的套圈不同，内表面1316是倾斜的，以形成各排孔之间自然的台阶。这种变体的一个优点是，如果特定的用户要求需要台阶化的排来容纳特定的光纤插入技术，这种要求可以在无需牺牲制造能力或成品率的情况下被实现。
在这个示例的变体中，前向部分1320的厚度将在最小的厚度TA和最大的厚度TB之间变化，但是TA比Tmin大或与其相等，并且TB比3000微米小。
在这个示例的变体中，光纤孔1322-1332是在可接受的公差内，在长度的截面上是圆柱形(虽然，在内表面圆柱被截断)。
图14是图13的套圈部分的从入口窗1312看进去的部分俯视图(虽然相对于图14不成比例)，由于内表面1316的倾斜而造成的光纤孔1322-1332的台阶是很明显的。
图15是和图13所示的套圈类似的另一个套圈1500变体的部分剖视图。但是这个变体有如图12C所示的逐渐变宽或变尖的孔1502-1512。
图16是从入口窗1514看进去的图15的套圈部分的部分俯视图。在图16(虽然相对于图15不成比例)中，由于内表面1516的倾斜而造成的光纤孔1502-1512的台阶同样是很明显的。
图17是和图13所示的套圈类似的另一个套圈1700变体的部分剖视图。但是这个变体有如图12B所示的部分变宽或变尖的孔1704-1714。
图18是从入口窗1702看进去的图17的套圈部分1700的部分俯视图。在图18中(虽然相对于图17不成比例)，由于内表面1716的倾斜而造成的光纤孔1704-1714的台阶同样也很明显。
作为边注，要明白的是，虽然在这里整个讨论过程中，所示的内表面和面表面为了简化都是平面的，它们中任一个也可以是弯曲的，例如，如图19A，19B，19C，20A，20B，20C所示的代表性例子，以适用特定的应用场合或连接器而不偏离本发明。而且，需要明白的是，为了简化，面表面一直被说明为和套圈的侧壁垂直。但是，需要明白的是，在光纤插入之前，面表面也可以或可选地是倾斜的。而且，作为制造过程的一部分，面表面可以在光纤插入之后被角抛光。因此，在面表面抛光后的一些场合，前向部分的厚度可以比Tmin小。从而，需要明白的是，最小厚度Tmin是基于光纤插入之前的前向部分的厚度，随着光纤的插入和固定，光纤和套圈主体可以被足够地支撑而与前向部分的固定后的厚度是多少无关。
在类似的情况中，虽然光纤孔为了简化，都表示成圆形截面，在某些场合，可能需要把这些孔做成基本椭圆，正方形，长方形或其他截面形状以适应特定的应用场合或需求。
需要明白的是，虽然套圈被表示成或默认描述成由单个部件形成，一般来自于一种均匀的材料，根据本发明的套圈可以通过由至少两个是或不是一种材料的部件(或多个)形成主体的方式制成。在这些多部件的变体中，套圈主体的制造必须要求采用合适的键合或连接工艺将这些部件连接在一起。对于这样的多部件套圈，可以预料多个部件中的一个包括前向部分。
我们已经进一步讨论，通过和常规相反的做法，减小套圈的前向部分的厚度，用于大阵列光纤的套圈可以采用其他的在常规的知识下由于和上面所讨论的类似的原因而不能使用的工艺和材料来制造。从而，和现有的用于小数量的光纤的商用连接器兼容的大阵列套圈可以采用现有的传递模塑法，热压铸成形法，浇注，铸造或粉末冶金压法中间的任何一种来制造。这意味着这样的大阵列套圈可以由聚合体(包括热塑，聚酰亚胺，可硬化树脂，热固性树脂，等等)，陶瓷和金属制成。
图21是结合根据本发明的启示的套圈的光缆组件2100。组件2100包括由多根光纤组成的一束长条光缆2102，在这种情况下是几排带状光纤光缆，其中每个带由至少六根光纤组成。连接器2104，2106位于光缆2102的两端。如图所示，一个连接器2104是凹式连接器，而另一个连接器2106是凸式连接器。凸式连接器2106包括根据本发明制造的大规模阵列套圈2108，使得用于该束中的每根光纤被约束在套圈2108的一个单独的光纤孔中。
图22是图21的光缆组件的一个可选定变体。在这种变体2200中，容纳套圈2108的连接器2106被附接到另一个元件2202上，例如，不同种类型的连接器，在输出(fan-out)构型中的一系列连接器，一个模块(如发射器，接收器，收发器，转发器，等等)或一些其他的可以发射，接收或将光线引入或引出光纤2102的设备。
图23是容纳根据本发明的套圈2302的MTP，MPO，MPX型的连接器2300的凸起的那一半的代表性例子。如图所示，套圈具有由以125微米的孔距被约束在那里的光纤2304构成的7×12的长方形阵列的形式。在图23的连接器2300中，套圈也包括可选的导引孔，导引销2306，2308从这些孔中突起，用于准直的目的。
图24是容纳根据本发明的套圈2402的SMC型的连接器2400的凸起的那一半的代表性例子。如图所示，套圈具有由以25微米的孔距被约束在那里的15微米直径(9微米的芯)的单模光纤2404的8×16的大规格矩形阵列的形式。在图24的连接器2400中，套圈也包括可选的导引孔，2406，2408，但是在这个具体的连接器2400中，它们没被使用。
因此，虽然我们已经显示并描述采用本发明的各种例子，需要明白的是上述的描述仅是示意性的实施例的代表。为了方便读者，上述的描述都集中在所有可能的实施例中的一个代表性的样品，一个用于体现本发明原理的样品。这种描述并没有试图穷举所有可能的变化。可选的实施例可能没有作为本发明的一个具体部分来描述，或没有描述的可选的实施例或现有的描述的部分的其他组合，这不能被认为是对这些可选的，没被描述的实施例的放弃。可以理解的是，很多没有描述的实施例是在所附的权利要求和范围内的，并且其他的是其等同物。

Claims (112)

1.一种套圈，包括：
主体，主体的外围尺寸可放在接收商用光纤连接器内；
该主体的外围界定一个腔体；
该主体包括具有前侧和后侧的前向部分；
该前侧界定该套圈的正面；
该后侧界定该腔体的内表面；
该前向部分具有大规格的孔距大约为250微米或更小的二维光纤孔阵列，阵列中的每个光纤孔在该前侧和该后侧之间延伸，并且其大小能接纳插入其中的一根光纤，
其特征在于，该前向部分具有厚度T，该厚度T小于3000微米，但至少是足够支撑插入各光纤孔中的所有光纤的最小厚度。
2.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述厚度T在250微米和所述最小厚度之间。
3.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述厚度T为250微米。
4.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述厚度T为150微米。
5.权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述厚度T在小于3000微米和150微米之间。
6.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述厚度T在1000微米和150微米之间。
7.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述厚度T在1000微米和所述最小厚度之间。
8.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述厚度T在500微米和所述最小厚度之间。
9.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述厚度T在150微米和所述最小厚度之间。
10.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述厚度T在小于3000微米和1000微米之间。
11.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列被排列成矩形阵列。
12.如权利要求11所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列包括至少9个孔。
13.如权利要求11所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列包括每排至少有3个孔的至少3排光纤孔。
14.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列包括至少32个孔。
15.如权利要求14所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列包括至少3排。
16.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列包括至少60个孔。
17.如权利要求16所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列包括每排至少有12个孔的多排光纤孔。
18.如权利要求16所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列包括每排至少有12个孔的至少5排光纤孔。
19.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列包括至少72个孔。
20.如权利要求19所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列包括每排至少有6的倍数个孔的多排光纤孔。
21.如权利要求19所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列包括至少6排孔。
22.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述主体由聚合物构成。
23.如权利要求22所述的套圈，其特征在于，所述聚合物是硬化环氧树脂。
24.如权利要求23所述的套圈，其特征在于，所述硬化环氧树脂是填充玻璃的环氧树脂。
25.如权利要求22所述的套圈，其特征在于，所述聚合物是热塑性塑料。
26.如权利要求22所述的套圈，其特征在于，所述聚合物是聚酰亚胺。
27.如权利要求22所述的套圈，其特征在于，所述聚合物是由可硬化树脂衍生的聚合物。.
28.如权利要求27所述的套圈，其特征在于，所述可硬化树脂是热固性树脂。
29.如权利要求27所述的套圈，其特征在于，所述可硬化树脂是紫外可硬化的。
30.如权利要求27所述的套圈，其特征在于，所述可硬化树脂是电子束可硬化的。
31.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述主体由金属构成。
32.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述主体由陶瓷构成。
33.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列中的光纤孔在所述套圈的所述正面的直径比多模光纤的外径稍大。
34.如权利要求33所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列中的光纤孔在所述套圈的所述正面的孔距为250微米，其中，孔距指一个光纤孔的中心与相邻光纤孔的中心之间的距离。
35.如权利要求33所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列中的光纤孔在所述套圈的所述正面的孔距小于250微米，其中，孔距指一个光纤孔的中心与相邻光纤孔的中心之间的距离。
36.如权利要求35所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列中的光纤孔在所述套圈的所述正面的孔距为125微米。
37.如权利要求35所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列中的光纤孔在所述套圈的所述正面的孔距小于125微米。
38.如权利要求33所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列中的光纤孔在所述套圈的所述正面的最小直径比光纤包层的直径稍大。
39.如权利要求38所述的套圈，其特征在于，所述光纤包层的直径为70微米。
40.如权利要求38所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列中的该光纤孔在所述套圈的所述正面有非圆形的截面形状。
41.如权利要求40所述的套圈，其特征在于，所述形状为椭圆形。
42.如权利要求40所述的套圈，其特征在于，所述形状为正方形。
43.如权利要求40所述的套圈，其特征在于，所述形状为长方形。
44.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列中的光纤孔的直径比单模光纤的外径稍大。
45.如权利要求44所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列中的光纤孔在所述套圈的所述正面的孔距为250微米。
46.如权利要求44所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列中的光纤孔在所述套圈的所述正面的孔距小于250微米。
47.如权利要求46所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列中的光纤孔在所述套圈的所述正面的孔距为125微米。
48.如权利要求46所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列中的光纤孔在所述套圈的所述正面的孔距小于120微米。
49.如权利要求46所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列中的光纤孔在所述套圈的所述正面的孔距在125微米和25微米之间。
50.如权利要求44所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列中的光纤孔在所述套圈的所述正面的最小直径比光纤包层的直径稍大。
51.如权利要求50所述的套圈，其特征在于，所述大规格的光纤孔阵列中的该光纤孔在所述套圈的所述正面有非圆形的截面形状。
52.如权利要求51所述的套圈，其特征在于，所述形状为椭圆形。
53.如权利要求51所述的套圈，其特征在于，所述形状为正方形。
54.如权利要求51所述的套圈，其特征在于，所述形状为长方形。
55.如权利要求50所述的套圈，其特征在于，所述光纤包层的直径为125微米。
56.如权利要求50所述的套圈，其特征在于，所述光纤包层的直径为17微米。
57.如权利要求50所述的套圈，其特征在于，所述光纤包层的直径在125微米和17微米之间。
58.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述商用光纤连接器包括MTP，MPX，MPO或SMC型的连接器中的一种。
59.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述商用光纤连接器包括ST，LC或MT-RJ型的连接器中的一种。
60.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述主体由单一均质部件构成。
61.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述主体包括至少两个部件，并且其中该至少两个部件中的一个包括所述前向部分。
62.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述正面和所述内表面相互平行。
63.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述内表面相对于所述正面有一个角度。
64.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述正面或所述内表面的至少一个是弯曲的。
65.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述光纤孔沿着它们的长度是圆柱形。
66.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述光纤孔沿着它们的整个长度逐渐变小。
67.如权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述光纤孔沿着它们的长度的一部分逐渐变小。
68.一种光学连接器，包括：
连接器壳体；
放入连接器壳体内的套圈；和
在该套圈中的多根光纤，该套圈包括不带导引凹槽的成形主体，成形主体具有包括多个孔的导向端，该多个孔通过该导向端延伸到正面的表面，所述多个孔以预定大约为250微米或更小的孔距在规则的二维阵列排列中相互隔开，该多个孔中的每一个包含所述多根光纤中的一根，其中，孔距指一个光纤孔的中心与相邻光纤孔的中心之间的距离，
其特征在于，该导向端具有在最小结构厚度和3000微米以下之间的厚度。
69.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述厚度在250微米和所述最小厚度之间。
70.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述厚度在1000微米和所述最小厚度之间。
71.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述厚度在500微米和所述最小厚度之间。
72.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述厚度在150微米和所述最小厚度之间。
73.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述多个孔排列成矩形阵列。
74.如权利要求73所述的光学连接器，其特征在于，所述多个孔包括至少9个孔。
75.如权利要求73所述的光学连接器，其特征在于，所述多个孔包括每排至少有3个孔的至少3排孔。
76.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述多个孔包括至少48个孔。
77.如权利要求76所述的光学连接器，其特征在于，所述多个孔包括每排至少有12个孔的多排孔。
78.如权利要求76所述的光学连接器，其特征在于，所述多个孔包括每排至少有12个孔的至少5排孔。
79.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述多个孔包括至少72个孔。
80.如权利要求79所述的光学连接器，其特征在于，所述多个孔包括每排至少有6的倍数个孔的多排孔。
81.如权利要求79所述的光学连接器，其特征在于，所述多个孔包括至少6排孔。
82.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述成形主体由聚合物构成。
83.如权利要求82所述的光学连接器，其特征在于，所述聚合物是硬化环氧树脂。
84.如权利要求83所述的光学连接器，其特征在于，所述硬化环氧树脂是填充玻璃的环氧树脂。
85.如权利要求82所述的光学连接器，其特征在于，所述聚合物是热塑性塑料。
86.如权利要求82所述的光学连接器，其特征在于，所述聚合物是聚酰亚胺。
87.如权利要求82所述的光学连接器，其特征在于，所述聚合物是由可硬化树脂衍生的聚合物。
88.如权利要求87所述的光学连接器，其特征在于，所述可硬化树脂是热固性树脂。
89.如权利要求87所述的光学连接器，其特征在于，所述可硬化树脂是紫外可硬化的。
90.如权利要求87所述的光学连接器，其特征在于，所述可硬化树脂是电子束可硬化的。
91.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述成形主体由金属构成。
92.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述成形主体由陶瓷构成。
93.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述多根光纤为多模光纤，所述多个孔分别比其中所包含的多模光纤的外径稍大。
94.如权利要求93所述的光学连接器，其特征在于，所述预定的孔距为250微米。
95.如权利要求93所述的光学连接器，其特征在于，所述预定的孔距小于250微米。
96.如权利要求95所述的光学连接器，其特征在于，所述预定的孔距为125微米。
97.如权利要求95所述的光学连接器，其特征在于，所述预定的孔距小于125微米。
98.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述多根光纤为单模光纤，所述多个孔分别比其中所包含的单模光纤的外径稍大。
99.如权利要求98所述的光学连接器，其特征在于，所述预定的孔距为250微米。
100.如权利要求98所述的光学连接器，其特征在于，所述预定的孔距小于250微米。
101.如权利要求100所述的光学连接器，其特征在于，所述预定的孔距为125微米。
102.如权利要求100所述的光学连接器，其特征在于，所述预定的孔距小于125微米。
103.如权利要求100所述的光学连接器，其特征在于，所述预定的孔距在125微米和25微米之间。
104.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述光学连接器包括MTP，MPX，MPO或SMC型的连接器中的一种。
105.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述光学连接器包括ST，LC或MT-RJ型的连接器中的一种。
106.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述成形主体进一步包含内表面，其中所述正面的表面和该内表面相互平行。
107.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述成形主体进一步包含相对于所述正面的表面呈一角度的内表面。
108.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述成形主体进一步包含内表面，并且所述正面的表面和所述内表面中的至少一个是弯曲的。
109.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述多个孔沿着它们的长度是圆柱形。
110.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述多个孔沿着它们的整个长度逐渐变小。
111.如权利要求68所述的光学连接器，其特征在于，所述多个孔沿着它们的部分长度逐渐变小。
112.一种光缆组件，其特征在于，包含：
多根单独的光纤构成的具有第一端、第二端和在两者之间有一定长度的一束光纤；
位于所述第一或第二端的至少一端的连接器，其中该连接器包含如权利要求1到67中任一个所述的套圈，并且，至少一端的所述一束中的单独的光纤被分别约束在所述大规格的光纤孔阵列中的单个的光纤孔中。
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