CN100472256C - 缓冲光波导管 - Google Patents
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Abstract
一种缓冲光波导管(20)包括具有纤芯(21a)、包层(21b)、和至少一个涂层(21c)的光波导管(21)以及缓冲层(25)。缓冲层(25)包围光波导管(21)设置用于保护光波导管从而减少缓冲层(25)的连接/粘接。在一个实施方式中，光波导管(21)上的至少一个涂层(21c)具有用于减少光波导管(21)的接触面积的波浪外形，从而减少缓冲层(25)的连接/粘接。在另一实施方式中，缓冲层(25)具有沿缓冲层(25)的纵向长度延伸用于减少缓冲层(25)的接触面积的至少一个凹陷部分(23)的内侧面以用于减少连接粘接。在优选实施方式中，缓冲光波导管(20)是约900微米或更小。
Description
相关申请
本申请与同日申请的题为“缓冲光波导管”的美国专利申请第_______号相关，所述申请的公开在此全部引用以作参考。
技术领域
本发明一般涉及一种光纤波导管。更具体的，本发明涉及一种缓冲层和光波导管之间的粘接被裁剪(tailored)从而影响缓冲层的可剥离性(stripability)的缓冲光波导管。
背景技术
光波导管用于传送例如声音、视频、数据传输等的多种信号。光波导管相对较脆并且当经受拉伸、弯曲、或扭曲应力和/或张力时经历相对较高的光学衰减的增加。因此，光波导管可以在其周围包括用于保护光波导管的缓冲层。
图1示出了传统的缓冲光波导管7。传统的缓冲光波导管7包括光波导管1、界面层3和缓冲层5。光波导管1通常包括纤芯1a、包层1b和涂层1c。纤芯1a具有比包层1b大的折射率，从而促进用于沿波导管传输光学信号的内部反射。在制造的时候，包层1b通常被涂敷有例如UV固化丙烯酸类聚合物(UV-curable acrylate polymer)的一个或多个涂层1c，从而保护包层1b不被损坏。光波导管的典型的直径大约是单模式纤芯的10微米或者多模式纤芯的50-62.5微米，包层的125微米，以及涂层的250微米，但是可以制造其他的尺寸。
如图所示，缓冲层5通常包围光波导管1并且保护光波导管1免受应力和/或张力。缓冲层5通常具有约900微米的外径，但是例如500微米的其他合适的尺寸是可以的。缓冲层5通常以相对较热的液态形状挤压在光纤1上并在水槽中冷却以形成缓冲光波导管。然而，在做出到光纤的光学连接之前，缓冲层5必须从光波导管1剥离。终端用户具有从光纤1剥离缓冲层5的不同要求从而可以容易地进行光学连接。例如，GR-409标准需要最小和最大力来从光波导管1剥离例如15mm的长度的缓冲层5。为了满足这些要求，一些缓冲光纤使用界面层3，所述界面层3用作光波导管1的涂层1c和缓冲层5之间的润滑剂，从而帮助剥离。然而，提供润滑剂增加了制造复杂性并且增加制造成本。另外，有应用需要从光波导管1剥离例如50cm或更多的长度的缓冲层5。为了避免对光波导管1的损坏，剥离长的长度的缓冲层5通常通过剥离几个较短长度的缓冲层5直到从光波导管1剥离期望长度的缓冲层5来完成。剥离几个较短长度是费力和耗时的过程。因而，需要容易地制造允许剥离相对较长的长度的缓冲层的低成本缓冲光波导管。
附图说明
图1示出了传统的紧密缓冲光波导管的截面图。
图2示出了根据本发明的缓冲光波导管的截面图。
图3示出了根据本发明的另一缓冲光波导管的截面图。
图4示出了根据本发明的又一缓冲光波导管的截面图。
图5-7示出了根据本发明使用多种缓冲层材料的缓冲光波导管的截面图。
图8示出了根据本发明的另一缓冲光波导管的截面图。
图9示出了根据本发明的缓冲光波导管的另一实施方式的截面图。
具体实施方式
现在将参照示出了本发明的优选实施方式的附图来更全面地描述本发明。然而，本发明可以包括在许多不同的形式中并且不应当被理解为限制于此处所述的实施方式；然而，提供这些实施方式从而本公开可以全面地将本发明的范围传达给本领域技术人员。附图不一定是按比例绘制的，但是被用来清楚地说明本发明。
图2示出了根据本发明的缓冲光波导管20(以下称缓冲波导管)。缓冲波导管20包括光波导管21和缓冲层25，其间设置有可选松脱层(optionalrelease layer)23。光波导管21包括纤芯21a、包层21b、以及至少一个涂层21c。缓冲层25具有预定最大壁厚t并且通常包围光波导管21，从而保护光波导管1。缓冲层25的内侧面(internal profile)具有沿缓冲层25的纵向长度延伸的至少一个凹陷部分25a，所述至少一个凹陷部分25a是围绕缓冲层连续按顺序设置的。在凹陷部分25a，最小壁厚tr小于壁厚t从而在这点上缓冲层25与光波导管21分离设置。tr/t的比小于1并且优选地为约0.95或更少，更优选地为约0.9或更少。在该实施方式中，缓冲层25具有四个凹陷部分25a，其通常设置在围绕缓冲层25的对称方向上。换句话说，已经减少在缓冲层25和光波导管21之间的接触面面积。因此，可以通过裁剪凹陷部分来影响缓冲层25和光波导管21之间的连接/粘接。另外，因为可以影响连接/粘接，可以不需要使用设置在光波导管21上的松脱层23；然而，松脱层23在一些应用中可以是有用的。
缓冲层25根据光纤21和缓冲层25之间的连接的期望程度可以在光波导管21上是紧的或者松的。凹陷部分25a的尺寸和/或数量可以影响连接程度。另外，凹陷部分可以限制挤压后径向的和纵向的应力和收缩，因为凹陷部分减少缓冲层的圆周应力。至少一个凹陷部分25a可以在缓冲层25的内侧面上具有不同方位。作为例子，凹陷部分25a可以在缓冲层25的内侧面上具有直线布置、螺旋布置、或反螺旋布置。具有螺旋或反螺旋布置的凹陷部分25a可以在限制偏振模色散(PMD)特性方面是有利的，因为它们导致与光波导管21的接触点具有多个无规则图案。在另一方面，有的应用中PMD是期望的从而具有直线布置的凹陷部分25a是优选的。
本发明的缓冲层不应当与缓冲管或电缆外壳混淆。缓冲管通常包括在水封油脂(water-blocking grease)，即触变胶体中漂浮的缓冲管内设置的一根或多根光纤。另外，缓冲管通常具有与其中的光波导管的外径相比相对较大的内径。另外，水封油脂不应当与松脱层混淆。水封油脂用来限制缓冲管的水的侵入并且提供连接，然而缓冲层用来改善从光波导管剥离缓冲层的可剥离性。另外，缓冲层通常与光波导管连接。
用于本发明的缓冲层的合适的材料包括聚合材料；然而，例如辐射固化材料的其他材料是可以的。作为例子，可以从例如从具有约900微米的外径(OD)的商品名为GW 2052 Special下的Leominster，MA的AlphaGary Corporation获得的聚氯乙烯(PVC)形成缓冲层。例如700或500微米的缓冲层25的其他0D以及其他合适的尺寸是可以的。同样，缓冲层的其他合适的材料和/或构造是可以的，例如在此讨论的泡沫聚合物或多层。例如，缓冲层还可以包括用于改善例如阻燃的特性的添加剂，但是出于其他目的可以添加其他合适的添加剂。
在该实施方式中，光波导管21是具有由具有比纤芯低的折射率的硅基包层21b包围的硅基纤芯21a的单模式光纤，从而使其可用来传输光学信号。另外，一个或多个涂层21c涂敷到包层上，从而保护光波导管和/或识别光波导管。例如，软的主涂层包围包层，并且相对较硬的副涂层包围主涂层。涂层还可以包括例如墨水或其他合适的标记的识别部件用于光纤的识别。光波导管的涂层或附加层(futher layer)可以包括在制造光纤之后应用的润滑剂，所述润滑剂用来通过传统剥离方法改善从光纤的紧密缓冲层的可剥离性。另外，其他合适的光波导管可以与本发明的概念一起使用，例如多模式、塑料光纤、掺杂铒的、偏振保持(polarization-maintaining)、光子、特制品(specialty)、或任何其他的光波导管。
缓冲波导管20还包括提供用于从光波导管21剥离缓冲层25的润滑剂的可选松脱层23。松脱层23通常涂敷到光波导管21的外表面并且通常能改善剥离性能。松脱层23可以由例如硅油(siliconeoils)的任何合适的材料或合成物来形成，但是其他合适的松脱层是可以的。作为例子，美国专利第5,181,268号公开了例如聚四氟乙烯的固体润滑剂和用作松脱层的非交联膜形成粘合剂。松脱层23的其他构造包括设置在如美国专利第5,408,564号中公开的是UV固化的交联膜形成粘合剂中的固体润滑剂。另外，松脱层23可以包括具有低聚物和单体的丙烯酸脂和在基质(matrix)内的反应松脱物质，如在2001年1月29日申请的美国专利申请第09/771,672号中所公开的。具体地，例如反应硅树脂的反应松脱物质具有分子官能团并且至少一些分子官能团与基质交联。关于松脱层23的所有上述专利和专利申请的公开在此结合进来以作参考。当然，松脱层对于在此公开的任何实施方式是可选的，并且可以具有例如图3所示的波浪外形的任何合适的厚度和形状。另外，其他合适的材料对于松脱层来说是可以的。
图3示出了根据本发明的概念的另一缓冲波导管30。在该实施方式中，光波导管21具有其上涂敷(upcoat)有波浪外形的涂层或附加层31，从而提供可以减少附加层31和缓冲层35之间的接触面积以裁剪两者之间的连接/粘接的表面。换句话说，具有通常均匀壁厚的缓冲层35仅接触光波导管31的波浪外形的高点，从而在不改变缓冲层35的情况下减少表面接触点。作为说明，具有约250微米的外径的标准光波导管21被涂敷，从而波浪外形的最大和最小直径分别为约400和300微米。然而，可以使用其他合适的尺寸并且波浪外形可以在光纤的涂层中制造，而不使用附加层。
图4示出了根据本发明的又一实施方式的缓冲光波导管40。缓冲光波导管40包括具有波浪外形的附加层31的光波导管21和缓冲层45。在该实施方式中，缓冲层45具有多个凹陷部分45a并且由泡沫材料形成。因为附加层31和缓冲层45具有波浪表面或凹陷部分，两者之间的接触被进一步减小。然而，泡沫缓冲层45对于没有涂敷附加层的光波导管来说也是有用的。
可以通过化学、机械、热或其他合适的手段来产生缓冲层45的泡沫材料。泡沫材料通过将可压缩性提供给缓冲层来允许光波导管的缓冲。换句话说，由泡沫材料提供的缓冲可以保持在特定条件下的光波导管的光学性能，因为可以压缩泡沫材料。另外，压缩力被分配到更大的区域，从而减少压力。因此，泡沫缓冲层当其连接时允许缓冲层的可压缩性以增加包装密度，但是允许缓冲层当其从电缆被去除以用于标准连接组件时膨胀到其未压缩尺寸。另外，因为需要较少材料，可以减少材料成本。
图5示出了根据本发明的另一实施方式的缓冲波导管50。缓冲波导管50包括光波导管21和由多种材料形成的缓冲层55。如图所示，缓冲层55具有内部材料55a和外部材料55b，但是缓冲层的不同构造可以包括更多的材料。在该实施方式中，内部材料55a由泡沫聚合物形成并且将缓冲提供给光波导管21。在另一方面，外层55b由例如PVC的较硬聚合物形成并且将例如抗破碎性提供给缓冲波导管50。换句话说，贴近光波导管21使用较软材料用于缓冲和保持光学性能并且将较硬材料用作外壳。当然，可以在多层结构中采用其他材料组合。作为例子，光波导管21具有约250微米的外径，内层55a是具有约600微米的外径的泡沫聚合物，并且外层55b是具有约900微米的外径的PVC。其他合适的尺寸也是可以的并且总的外径可以超过900微米。图6示出了与缓冲波导管50相似的缓冲波导管60。换言之，缓冲波导管60包括内层65a和外层65b。如图所示，内层65a包括通常围绕内层65a对称设置的三个凹陷部分65c。因而，内层65a和光波导管21之间的接触面积减小从而两者之间的连接/粘接可以被裁剪。
图7示出了具有多种材料的缓冲层75的另一缓冲波导管70。与图5和图6相似，缓冲层75包括由泡沫材料形成的内层75a和外部聚合物层75b；然而，内层75a具有非圆形状。如图所示，内层75a具有以180度分开的两个凹陷74，但是其他实施方式可以具有其他的间隔和/或其他深度和宽度的更多凹陷。凹陷74允许圆形外层75b接近，甚至接触光波导管21，从而影响可以到达光波导管21的力的转移。例如，间隔和形成凹陷74的方式允许力从外层75b转移到光波导管21以作用在沿凹陷分开180度的位置。因而，该特定的实施方式可以影响PMD。例如，如果凹陷不围绕纵向轴旋转，PMD可以增加并且如果凹陷围绕纵向轴旋转，PMD可以被限制。另外，虽然优选实施方式具有通常为圆形的外径，其他构造可以具有例如椭圆的除了圆形的其他合适形状。
图8示出了根据本发明的概念的另一缓冲波导管80。缓冲波导管80包括光波导管21、至少一根细丝87、以及缓冲层85。在该情况下，缓冲波导管80包括四个位置中的细丝，其通常围绕光波导管21均等地间隔，但是可以使用不同数量的位置和/或间隔。将细丝87放置接近或接触光波导管21或者其上的松脱层通常减少缓冲层的接触面积，从而减少缓冲层的连接/粘接。细丝87还可以用作加强部件。另外，细丝87也可以用作用于去除长的长度的缓冲层的开伞索。细丝87可以由任何合适的材料形成，例如芳纶纤维(aramid fibre)、聚酯、玻璃纤维原丝、尼龙、及其组合、或者合成材料。细丝还可以具有螺旋状或S-Z束以使组件具有非优选性(non-preferentia1)弯曲。另外，缓冲层85可以包括例如内部泡沫聚合物和外部聚合物的多于一种的材料。同样，缓冲层可以包括一个或多个凹陷部分。
图9示出了本发明的另一实施方式。缓冲波导管90包括光波导管21、具有至少一个凹陷部分95a的缓冲层95、以及触变材料97的缓冲层95。在该实施方式中，凹陷部分95a至少部分填充有例如油脂的触变材料。与其他的实施方式相似，缓冲层95可以包括例如内部泡沫聚合物和外部聚合物的多于一种的材料。同样，缓冲层可以包括具有不同形状和/或间隔的任何合适数量的凹陷部分。
在所附权利要求的范围内的本发明的许多修改和其他实施方式对于本领域技术人员是明显的。例如，根据本发明的缓冲波导管可以用于分支电缆(breakout cable)或跨接电缆。因此，应当理解本发明不限于在此公开的具体实施方式并且在所附权利要求的范围内可以做出修改和其他实施方式。虽然在此使用了特定术语，它们仅用于普通和描述性的意义并且不是出于限制的目的。已经参照硅基光波导管描述了本发明，但是本发明的发明概念适用于其他合适的光波导管和/或电缆构造。
Claims (11)
1、一种缓冲光波，导管包括：
光波导管，所述光波导管具有纤芯、包层、和至少一个涂层；以及
缓冲层，所述缓冲层围绕光波导管设置并且具有内侧面，所述内侧面具有沿缓冲层的纵向长度延伸的至少一个凹陷部分，所述至少一个凹陷部分至少部分填充有触变材料，
所述光波导管的至少一个涂层具有用于减少光波导管和缓冲层之间的接触面积的波浪外形。
2、根据权利要求1所述的缓冲光波导管，其特征在于，所述至少一个凹陷部分是围绕缓冲层连续按顺序设置的。
3、根据权利要求1所述的缓冲光波导管，其特征在于，所述至少一个凹陷部分是设置在围绕缓冲层的对称方位的多个凹陷部分之一。
4、根据权利要求3所述的缓冲光波导管，其特征在于，所述多个凹陷部分是围绕缓冲层连续按顺序设置的。
5、根据权利要求1所述的缓冲光波导管，其特征在于，至少一部分缓冲层由聚合物形成。
6、根据权利要求1所述的缓冲光波导管，其特征在于，至少一部分缓冲层是泡沫材料。
7、根据权利要求1所述的缓冲光波导管，其特征在于，至少一部分缓冲层由聚氯乙烯形成。
8、根据权利要求1所述的缓冲光波导管，其特征在于，至少一部分缓冲层是阻燃材料。
9、根据权利要求1所述的缓冲光波导管，其特征在于，所述缓冲层具有900微米或更少的外径。
10、根据权利要求1所述的缓冲光波导管，其特征在于，所述缓冲层包括两个或更多的材料。
11、根据权利要求1所述的缓冲光波导管，其特征在于，还包括至少一根细丝。
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