CN100470286C - 光纤接合部件 - Google Patents

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Abstract

一种光纤接合部件，提供有其中具有开口的套管(12)，容纳套管的外壳(14a，b)，以及在外壳中用于熔合插入到开口(26)中的光纤的至少一个电极(22)。本发明还提供了一种在光纤接合部件中熔合光纤的方法和装置，其中该方法和装置能够熔化在熔合的光纤周围的保护件。本发明还提供了一种在套管的各端具有引入部分(38)的接合套管。

Description

光纤接合部件
技术领域
本发明涉及一种光纤接合部件以及在光纤接合部件中熔合光纤(fusingoptical fiber)的方法。更具体的，本发明涉及一种允许在单个部件或单个装置中的光纤的接合以及接头的密封的光纤接合部件。
背景技术
现有技术中有光纤接合部件以及用于熔接(fusion splicing)光纤和密封光纤接头的方法。然而，该部件和方法不允许在单个光纤接合部件中或用单个装置接合并密封接头。
因此，本发明涉及一种光纤接合部件和装置，其能够基本上消除现有技术中的问题和缺点的一个或多个问题。本发明的其他特征和优点将在下面的说明书中描述，并且部分将从说明书变得明显，或者可以通过本发明的实施而得以了解。本发明的这些目的和其他优点将通过在所写的说明书和附图以及所附权利要求中指出的光纤接合部件、装置和方法来实现和获得。
发明内容
为了实现这些和其它优点，按照本发明的目的，具体和概括性地讲，本发明涉及一种光纤接合部件，其包括具有从第一端延伸到其第二端以固定从各端插入的光纤的通道并且具有在第一端和第二端之间与通道连通的开口的套管；被设计用于固定其中的套管的外壳，以及设置在外壳中、与套管中开口相邻并用于熔接(fusion splicing)光纤的电极，其中所述外壳具有作为底部和顶部的至少两个互相结合部分，所述外壳具有用于将顶部和底部结合在一起的肋片，所述底部具有在套管的两侧上的至少两个电极，所述电极邻近在套管中形成的、围绕光纤通道呈大于或小于180度的开口，所述电极与底部一体形成并朝向光纤通道向内突出，所述顶部具有设置在开口中的热反应保护件，用于在接合过程中被加热时熔化并在光纤接合点周围流动。
应当理解，前面概况描述和下面的详细描述仅是示例性和说明性的，并且其目的是提供权利要求保护的本发明的进一步理解。
附图同样被包括以提供本发明的进一步理解并被结合进来，并且构成本说明书的一部分。附图说明了本发明的几个实施方式并且与书面说明书一起用于说明本发明的原理。
附图说明
图1示出了根据本发明的光纤接合部件的示例性实施方式的分解图；
图2示出了图1的光纤接合部件的横向截面图；
图3a示出了正插入到图1的光纤接合部件中的相对的光纤的示意图；
图3b示出了在图1的光纤接合部件中的接合区域中的相对的光纤的示意图；
图3c示出了在图1的光纤接合部件中被接合的相对的光纤的示意图；
图3d示出了与接合的光纤对准的接合保护件的示意图；
图3e示出了在进行了接合和密封操作后的光纤接合部件的示意图；
图4示出了根据本发明用于在光纤接合部件中接合和保护光纤接头的装置的示例性实施方式；
图5示出了图4的装置的横向截面图；以及
图6示出了根据本发明在光纤接合部件中接合和保护光纤接头的装置的另一示例性实施方式的部分顶视图。
具体实施方式
图1示出了光纤接合部件10的示例性实施方式。光纤接合部件10优选地是预先组装的，其中套管12已经设置在外壳的底部14a中。底部14a也将拉紧调节元件(strain relief elements)16保持在套管12的两端。光纤接合部件10还具有其中设置有保护件20(protection element)的外壳的顶部14b。
外壳被示出为具有通常圆柱形的构造。当然，外壳可以是任何期望的构造，包括例如矩形、椭圆形等。外壳优选地由塑料制成，但可以由包括金属的任何合适的材料制成。底部14a优选地具有在套管12的两侧上的两个电极22。电极22可以连接到底部14a的顶部边缘或者可以与底部14a一体形成并向内突出穿过外壳。底部14a也可以具有连接到其外表面以允许顶部14b上的相应的结构协助将底部14a与顶部14b结合的肋片24a。将两个外壳部分14a、14b结合在一起的其他方法也在本发明的范围内。该方法可以包括铰链、突起/凹槽等。
套管12优选地在使用前设置在底部14a中。套管12具有开口26，其优选地在套管12的中央(从两端算)附近。开口26允许进入到从套管12的第一端30延伸到第二端32的通道28。开口26足够大以允许电极22连接到光纤34、36而用于熔合。开口26围绕套管12延伸略大于180°以全部暴露从通道28延伸的光纤34、36。然而，开口26根据电极22的位置和将光纤34、36的整个周长暴露到电极22之间产生的电弧的需要，可以大于或小于180°，如图2所示，。开口26仅需要充分到使电极22被连接并且使产生的电弧达到熔合光纤34、36所必需的程度。套管12也优选地在第一端30和第二端32上具有引入部分38。引入部分在套管12的各端较大并且变窄到与穿过套管12的通道28的直径相同的直径。套管12可以由热固树脂、热固塑料、或陶瓷材料制成。
顶部14b具有设置在其中的保护件20。保护件20通常是提供相似熔化和流动特性的EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)或一些其他热敏材料。保护件20会被熔化并且会在套管12中熔合的光纤周围流动以提供对接头的进一步保护。顶部14b也可以具有如图2所示的咬合底部14a的相应肋片24a的肋片24b。
拉紧调节元件16用于为光纤34、36提供拉紧调节。当拉紧调节元件16被示出为截头圆锥体形状时，其可以是任何构造。然而，拉紧调节元件16优选地用来将光纤34、36引入到套管12中。如图3a-3e中最佳地示出的，各拉紧调节元件16的内部直径优选地在远离套管12的端部较大，并且在朝向套管12的端部较窄。虽然不是必要的，拉紧调节元件16的构造在将光纤34、36引导入套管12的引入部分38中是有帮助的。实际上，拉紧调节元件16可以是内径和外径不变的圆柱形并且仍然在本发明的范围内。拉紧调节元件16优选地具有两层。第一层40由EVA或其他可加热材料制成以在光纤34、36周围提供粘结并且固定第二层42。第二层42是提供抗磨损性以进一步保护光纤的聚烯烃。第二层42也可以向光纤接合部件10提供某种防潮保护。拉紧调节元件16的双层材料可以从Woburn，MA的INSULTB，Inc.获得。
现在将参照图3a-3e描述在光纤接合部件10中的光纤的熔合。光纤接合部件10具有从两端插入的光纤34、36。光纤34、36穿过拉紧调节元件16并且经由套管12的引入部分38(图1)插入到通道28中。最后，光纤34、36穿过开口26。如图3b所示，操作者随后可以向前移动光纤34、36直到它们在开口26中衔接。虽然光纤34、36的端部被示出为在开口26的中心，它们不需要确切地位于开口中心。然而，光纤34、36越接近开口26(或电极22所处的位置)的中心，熔接效果将越好。如图3c所示，通过电极22产生电弧44，使得光纤34、36被熔合。如图3d所示，在光纤34、36被熔合在一起之后，保护件20被设置在熔合的光纤上面并被加热。熔化的保护件20随后在光纤34、36周围流动并且填充开口26的至少一部分。在保护件20被加热的同时，拉紧调节元件16也被加热。因为拉紧调节元件16优选地由与保护件20相同的材料制成，它们也会变软并形成在光纤接合部件10的两端的光纤34、36周围。应当注意，拉紧调节元件16可以沿光纤34、36移动到最适于特定应用的位置并且不必位于图中所示的位置。
在图4和图5中示例性地示出了接合和加热光纤接合部件10的装置50的实施方式。装置50具有优选地通过合页56(hinge)连接的底座部分52和顶盖部分54。底座部分52具有位于其中用于容纳光纤接合部件的光纤接合托架58，该托架可以与上述公开的一样，但是也可以是不同的构造。光纤接合托架58具有相邻的电触点60以连接光纤接合部件10的电极22。底座部分52也具有电弧发生器62(图5)，其与连接电极22的电触点60电连通以熔合光纤34、36。
在底座部分52中也有加热元件64(图5)。加热元件64优选地直接设置在光纤接合托架58的下面以最高效地加热光纤接合部件10并从而熔化保护件20和拉紧调节元件16。典型地，一旦光纤34、36被熔化时，加热元件64开始加热。然而，根据所使用的加热元件的类型和保护件20到达温度以及拉紧调节元件16熔化所需的时间，加热元件64可以在接合光纤34、36的同时或者甚至之前开始加热。接合光纤34、36和加热光纤接合部件10的次序可以由操作者通过按下按钮或者通过当光纤接合部件10插入到装置50中时关闭顶盖部分54来启动。
底座部分52还具有电池66用以为电弧发生器62和加热元件64供电。电池66优选地是可充电电池，其可以在充电器或通过例如汽车中的12V DC电源来再充电。
装置50的顶盖部分54具有在其中的开口68用于容纳光纤接合部件10的顶部14b。顶部14b可以例如通过松弛按压装置(loose press fit)插入并固定在开口68内，直到在光纤接合部件10的电极22之间产生电弧并且光纤34、36被熔化在一起。如前所述，顶部14b可以随后从开口68去除并且固定到底部14a。可选地，当装置50的顶盖部分54相对于合页56旋转并且关闭在底座部分52上时，顶部14b可以固定到底部14a。
图6示例性地示出了与前面的实施方式相似的接合装置70的另一实施方式。然而，在装置70的该实施方式中为一个固定光纤34、36的至少一个的加紧装置72。例如，操作者将光纤36插入到加紧装置72中，其紧密地包围光纤36。随后加紧装置72相对于光纤接合部件10移动并且将光纤36插入到用于将两根光纤34、36熔接在一起的正确位置中的开口26中。可以依靠压电驱动装置按公知的方式来移动加紧装置72。然而，也可以通过弹簧式装置来驱动加紧装置。典型地，加紧装置72最初地将光纤36插入到开口26中以使在光纤34、36之间保持小间隙，从而可以在熔合之前清洗或处理光纤的端部。随后加紧装置72工作以移动光纤36的端部以使其在熔合过程中与光纤34的端部物理接合。然而，加紧装置72也可以工作以将光纤36插入到开口26中以使光纤34、36的端部被最初地物理接合或者甚至被预加负荷(pre-loaded)。无论如何，加紧装置72优选地当光纤34、36被熔合在一起时使光纤36的端部向光纤34的端部偏移，以避免在光纤之间形成任何空隙。
对于本领域技术人员显而易见，在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以对本发明的光纤接合部件和用于熔合光纤的方法做出不同的修改和变型。因而，如果本发明的修改和变型在所附权利要求及其等效物的范围内，那么本发明旨在涵盖本发明的这些修改和变型。

Claims (4)

1、一种光纤接合部件，其特征在于，包括：
具有从第一端延伸到其第二端以容纳从各端插入的光纤的通道并且具有在第一端和第二端之间与通道连通的开口的套管(12)；
外壳，所述外壳被设计用于固定其中的套管(12)；以及
设置在外壳中、与套管中的开口相邻并用于熔接光纤的电极(22)，其中所述外壳具有作为底部(14a)和顶部(14b)的至少两个互相结合部分，所述外壳具有用于将顶部和底部结合在一起的肋片(24a)，所述底部(14a)具有在套管(12)的两侧上的至少两个电极(22)，所述电极邻近在套管中形成的、围绕光纤通道(28)呈大于或小于180度的开口(26)，所述电极(22)与底部(14a)一体形成并朝向光纤通道(28)向内突出，所述顶部(14b)具有设置在开口(26)中的热反应保护件(20)，用于在接合过程中被加热时熔化并在光纤接合点周围流动。
2、根据权利要求1所述的光纤接合部件，其特征在于，还包括设置在外壳中的拉紧调节元件。
3、根据权利要求1所述的光纤接合部件，其特征在于，还包括与第一端和第二端之一相邻以将光纤引导到通道中的引入部分。
4、根据权利要求1所述的光纤接合部件，其特征在于，还包括设置在外壳中的拉紧调节元件以及与第一端和第二端之一相邻并设置在拉紧调节元件中的引入部分。
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