CN102460256A - 激光成形光纤以及光学总成和用于激光成形光纤的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有激光成形光纤的光学总成(诸如，现场安装型连接器)以及用于使光纤激光成形的方法。现场安装型连接器包括：套管，所述套管具有相对的正面和背面以及纵向穿过所述套管界定的至少一个光纤孔；短光纤，所述短光纤(stub optical fiber)具有远端，所述远端具有激光成形端面，所述短光纤设置于所述套管的至少一个光纤孔内，所述短光纤延伸超过所述套管的背面预定距离；以及对准特征结构，所述对准特征结构可操作用于对准短光纤与现场光纤。一种使光纤激光成形的方法包括：旋转所述光纤并将激光束在所述光纤间扫描，并且随后基本上停止所述光纤的旋转并将所述激光束在所述光纤间扫描，以将所述光纤切割为具有渐缩状并成角度端面。其它方法可包括将激光相对于光纤移动，以在所述光纤上产生“铅笔尖端”末端。

Description

激光成形光纤以及光学总成和用于激光成形光纤的方法

相关申请

本申请请求在2009年5月29日提出申请并且标题为“Laser-Shaped OpticalFibers Along with Optical Assemblies and Methods Therefor”的美国专利申请第12/474,923号的优先权，所述美国专利申请的内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开一般涉及激光成形光纤和具有机械接合的光学总成(诸如，现场安装型连接器)以及用于激光成形光纤的方法。在一个实施例中，本公开针对一种用于切割光纤和使光纤激光成形的方法以及使用所述光纤的光学总成，所述光纤具有渐缩状并且成角度的端面。

背景技术

将光纤用于各种应用，所述应用包括语音通讯、数据传输和类似应用。很明显，随着光纤日益增加和变化的用途，需要接合光纤的有效方法。为了有效地耦合在各个光纤之间传输的信号，接合所述光纤的方法必须不会显著地衰减或改变所传输的信号。目前，存在两种用于接合光纤的主要方法：熔接和机械接合。机械接合是光纤配套系统，在所述光纤配套系统中，两根光纤的末端彼此进行实体接触并通过机械力(诸如，“凸轮”闭锁机构或压接机构)固定在适当位置。换句话说，将光纤对准并对接在一起，并随后将所述光纤在适当位置夹紧，以抑制光纤的机械接合之间的移动。

传统的机械接合方法通常涉及：用折射率匹配凝胶填充光纤端面之间的任何间隙(以下称为“芯间隙”)。所述凝胶充当在现场光纤与短光纤之间传送光的介质。虽然机械接合通常提供可接受的信号传输特性，但是机械接合也可以反射一部分传输信号，以致产生相应的回波损耗。反射比至少部分是由现场光纤与短光纤各自的折射率之间的差异造成的。所述折射率匹配凝胶有助于减小纤芯与芯间隙之间折射率的差异。

为产生传统的机械接合，通常将两根光纤的末端切割开并插入具有精确光纤对准特征结构的机械接合总成(诸如，纵向运行穿过总成的机械加工的或蚀刻的沟槽)中。沟槽的数目与沟槽各自的尺寸为容许光纤安置在沟槽内的数目和大小。通常，使用机械切割刀将光纤切割开，所述机械切割刀垂直或以相对于所述光纤的纵轴预定角度来产生基本上平坦的光纤端面。机械切割物/切割刀可具有若干缺点。第一，所述机械切割物/切割刀具有固有的玻璃缺陷区域，所述玻璃缺陷区域是由机械刀刃敲击玻璃光纤造成的。第二，所述机械切割物/切割刀在切割面与光纤外径之间具有锋利的边缘。这种锋利的边缘可能会磨损机械接合总成的沟槽组件。第三，所述机械切割物/切割刀具有基本上平坦的光纤端面，所述光纤端面具有可能并不垂直于光纤外径的切割角度。此角度可能在机械接合总成中光纤对接时增加纤芯间隙，这样会增加衰减。除这些缺点之外，机械切割刀需要定期更换切割刀刃，并且由于长期不稳定性，机械切割刀并不是自动化友好的装置。

为了减少背反射，尤其是大功率应用中的背反射，可以将光纤以预定角度机械切割。例如，机械接合可具有两根配套光纤，所述配套光纤具有以一定角度(诸如，8度)切割的各自端面，以消除任何折射率转变处的背反射。理想地，将机械接合中光纤的两个角度(即，配套光纤上的端面角度)匹配或对准，以减小芯间隙，从而减小机械接合的光信号损耗。实际上，以可重复并且可再现的方式执行成角度的切割是较为困难的任务。

因此，需要在光纤中形成成角度的切割，以克服光学总成(诸如，机械接合连接器，尤其是载送大功率光信号的机械接合连接器)的上述缺点。所述方法应是可重复的、可靠的并且产生基本上没有缺陷的光纤端面。产生可最小化应用中芯间隙的成形光纤端面也是所期望的，在所述应用中，所述成形光纤端面与使用机械成角度切割的现场制备光纤配套。处理方法优选为自动化友好、稳定的并且不具有会随着不断的使用而损耗并影响所述成角度切割的效能的消耗。

发明内容

公开了具有激光成形光纤的光学总成(诸如，现场安装型连接器)以及用于制造激光成形光纤的方法。本公开描述一般用于使用激光切割光纤端面并使光纤端面成形的各种方法，以及现场安装型连接器的短光纤。以下所述光纤激光处理方法实质上减少或消除玻璃缺陷区域、产生有助于在最小化磨损的同时将光纤插入机械接合总成中的边缘半径，并产生通常为凸形或半球形角度的光纤端面，所述凸形或半球形角度的光纤端面最小化机械接合区段中的芯间隙。激光成形光纤可用于任何适合的光学总成，诸如，机械接合装置，如现场安装型连接器。

在一个实施例中，现场安装型连接器包含：套管，所述套管具有正面和背面以及纵向穿过所述套管界定的至少一个光纤孔；短光纤，所述短光纤设置于所述套管的至少一个光纤孔内，所述短光纤具有远端端面，所述短光纤的远端端面延伸超过所述套管背面预定的距离；以及对准特征结构，所述对准特征结构用于对准短光纤和现场光纤。短光纤的远端端面经激光成形以具有渐缩状并成角度的端面。在使用期间，将短光纤和现场光纤进行端对端的实体接触并紧固于现场安装型连接器内的适当位置。

在其它实施例中，现场安装型连接器可进一步包含：弹簧元件，所述弹簧元件可操作用于向连接器壳体内的套管提供浮动；以及套管固定器，所述套管固定器界定引入的特征结构，所述引入的特征结构可操作用于引导现场光纤进入对准特征结构。现场安装型连接器可在现场进行装配并机械接合至光纤电缆的端点。短光纤是通过首先旋转光纤并将激光束在旋转光纤间扫描而激光成形的，其中激光成形步骤是通过将形式为高斯(Gaussian)型强度分布的一定量预定激光强度照射在短光纤上实现的。在光纤在光纤旋转运动期间已充分“颈缩”之后，旋转运动基本上停止，并且通过穿过光纤的扫描激光束而以预定角度(诸如，八度或类似度数)割断或切断光纤。

本公开也针对一种制造现场安装型连接器的方法，所述现场安装型连接器用于机械接合应用中。所述方法包含：旋转紧固于现场安装型连接器的套管内的短光纤，并且通过首先将以垂直于短光纤的纵轴的预定角度引导的一束激光旋转光纤间来回扫描来切割短光纤的末端并使短光纤的末端成形。在光纤在光纤旋转运动期间已充分“颈缩”之后，旋转运动基本上停止，并且通过穿过光纤的扫描激光束而以预定角度割断或切断光纤。在一个实例中，以连续模式操作所述激光，但其它模式也是可行的。激光的振荡运动可由间歇式正弦信号驱动，从而导致能量两次沉积于光纤中，紧接于所述能量两次沉积之后的是下次能量沉积发生之前的冷却期。可预定并调整激光的脉冲持续时间和能量强度，以便光纤材料逐渐地脱落，而不会使脱落的材料再沉积或使剩余的光纤几何结构变形。

在另一个实施例中，一种使光纤的端面激光成形的方法包括：首先旋转光纤，并且将以垂直于光纤的纵轴的预定角度引导的一束激光旋转光纤间来回扫描。在光纤已充分“颈缩”之后，旋转运动基本上停止，并且扫描激光束以预定角度切割所述光纤。如先前实施例中，可以连续模式操作激光，激光的振荡运动可由间歇式正弦信号驱动，从而导致能量两次沉积于光纤中，紧接于所述能量两次沉积之后的是下次能量沉积发生之前的冷却期，并且可预定并调整激光的脉冲持续时间和能量强度，以便光纤材料逐渐地脱落，而不会使脱落的材料再沉积或使剩余的光纤几何结构变形。激光的预定入射角

范围可为从约10°至约60°，更优选为从约15°至约25°。激光成形方法产生具有渐缩状或圆形光纤末端的半球形光纤，所述光纤末端具有成角度的端面和伸出的纤芯。在另一个方法中，旋转光纤，同时在第一位置处将激光束旋转光纤间扫描，此后移动所述激光束或移动所述光纤，以便所述激光束的扫描发生在第二位置处，从而在光纤上形成“铅笔尖端”端面。

附图说明

当参阅附图阅读以下详细描述时，更易理解这些和其它特征、目的和优点，其中：

图1为拆卸后的现场安装型连接器的立体图，所述拆卸后的现场安装型连接器具有短光纤，所述短光纤具有根据示范性实施例的激光成形的端面；

图2为图1的连接器在根据示范性实施例的装配配置中的剖面立体图；

图3为根据示范性实施例的激光处理期间的光纤和套管总成的示意图；

图4为间歇式正弦信号的图式，所述间歇式正弦信号在根据示范性实施例的光纤处理期间控制激光的路径；

图5为示出相对于根据示范性实施例的激光路径的光纤位置的示意图；

图6为示出激光相对于根据示范性实施例处理的光纤的方向的示意图；

图7为图示激光成形光纤的端面相对于垂直于光纤纵轴的平面的角度的图；

图8和图9分别示意性地呈现根据示范性实施例的正在激光成形的光纤和已激光成形光纤的放大图；

图10为如本文所述正在激光成形的光纤的影像；

图11为放大情况下取得的激光成形光纤端面的影像；

图12和图13示意性示出与传统机械切割的光纤相比，使本文所述的光纤激光成形的优点；以及

图14和图15分别示意性地呈现根据另一个实施例的正在激光成形的光纤和已激光成形光纤的放大图。

具体实施方式

现在将参阅附图在下文中更充分地描述概念，在所述附图中图示优选的实施例。然而，可以许多不同的形式实施本发明，并且不应将本发明阐释为限于本文所阐述的实施例。提供这些示范性实施例，以便本公开将是透彻和完整的，并且本公开将向本领域的技术人员充分地传达所述概念的保护范围。在各图中相同元件符号代表相同的元件。

现在参阅所述图，图1图示现场安装型连接器20(即，机械接合连接器)的示范性实施例，所述现场安装型连接器20具有短光纤22，所述短光纤22具有激光成形的渐缩状并成角度端面24。激光成形的短光纤代替现场安装型连接器中传统机械切割的短光纤。在安装连接器20期间，在工厂或现场装配应用中，可将光纤在机械接合总成内进行实体接触。短光纤22为本领域中已知的任何光纤类型，例如，由二氧化硅或一或更多种其它适合的材料组成的单模或多模光纤。单模光纤中内芯区域的直径为约10μm，并且多模光纤中内芯区域的直径为约50μm。外包层区域通常的直径为约125μm，并且所述包层包含比芯区的折射率更低的折射率。在现场中，将光纤电缆的光纤(通常称为现场光纤，连接器20将连接至所述现场光纤)的末端部分从与套管26相对的末端插入连接器20中。将短光纤22与现场光纤接触，并将短光纤22通过凸轮闭锁构件(诸如，由Coming Cable Systems，Hickory，NC提供出售的UniCam^TM机械接合总成)固定在机械接合总成内的适当位置。现场安装型连接器20包含极其精确的光纤对准特征结构，所述光纤对准特征结构可操作用于对准(即，自动定心)短光纤22和现场光纤。

如图1中所示，连接器20形成了电缆总成的一部分，所述部分具有SC套管26，所述SC套管26以可固定的方式紧固于短光纤22的一端。将短光纤22紧固于套管26的光纤孔27内，并且短光纤22延伸超过套管26的背面预定距离，例如，从约2毫米至约15毫米，更优选为从约5毫米至约8毫米。尽管图示了SC套管26和相关连接器类型，但所述套管和连接器组件可用任何其它套管和连接器组件来代替，其它套管和连接器组件包括(但不限于)SC、ST、LC、FC、DC、MTP、MU、MT-RJ、UniCam^TM和其它类似的类型。现场安装型连接器20进一步包含连接器壳体28，套管26存在于连接器壳体28中。弹簧元件30(诸如，压缩弹簧)可操作用于向连接器壳体28内的套管26提供浮动。对浮动程度的限制由各种因素来设定，所述因素诸如，可以从压缩弹簧元件30获得的压缩量和压缩弹簧元件30所需要的力。

为装配连接器20，将激光成形(即，渐缩状并成角度的端面)短光纤22插入由接合部分32界定的纵向延伸的对准特征结构(例如，V形槽31)中。接合部分32示出为交错配置图示。短光纤22和现场光纤在接合部分32内进行端对端的实体接触。套管固定器34可操作用于罩住接合部分32。套管固定器34界定引入管35，引入管35可操作用于引导现场光纤进入套管固定器34并进入接合部分32。凸轮系统机构由两个组件36、38组成，并且凸轮系统机构可操作用于对接合部分32的中肋39施加压力，以便向内径向地压缩接合部分32。凸轮系统机构组件38界定凹槽40，将凹槽40插入由套管固定器34界定的沟槽41中。在短光纤22和现场光纤进行实体接触之后，旋转凸轮系统组件38，而凸轮系统组件38接着旋转套管固定器34，套管固定器34又接着对接合部分32的中肋39施加力。在装配时，现场安装型连接器20将短光纤22和现场光纤紧固在适当位置。

参阅图2，图示装配后的现场安装型连接器。尽管未图示，但现场光纤将被插入由套管固定器34界定的开孔中并紧固于接合部分32内。使光纤的端面激光成形的方法应用于短光纤、现场光纤，然而，可使用用于现场光纤的传统技术机械切割所述光纤中的一种。可在现场装配连接器20并将连接器20机械接合至端点。尽管未图示，但可在装配之后将橡胶护套放置于连接器20上方，所述护套可操作用于密封并保护连接器20和机械接合点与环境隔离。

参阅图3，图示套管旋转总成50的示意图。总成50包括安装于光纤22上的套管26。为了为光纤22绕光纤22的纵轴旋转作准备，将所述光纤固定在界定反向V形槽的静态套管固定器52与适合的旋转机构54(诸如，伺服驱动轮)之间的适当位置。静态套管固定器52表示可操作以在旋转期间维持套管26的位置的任何已知构件。旋转机构54表示可操作以使套管26旋转并使套管26各自的光纤22围绕光纤22的纵轴旋转的任何已知构件。静态套管固定器52应在没有过度摩擦的情况下提供支撑。举例来说，在所述方法的第一步骤期间，光纤22可以任何适合的旋转速率(诸如，约2Hz)旋转，但其它旋转速度也是可行的。对于第二步骤，光纤/套管总成基本上停止旋转。光纤22的尖端由第二静态固定器58支撑，所述第二静态固定器58包含V形槽，以最小化滑出的影响。伸出第二静态固定器58外的光纤量应足够长，以容许使用激光切割光纤22的末端并使光纤22的末端成形，并且所述伸出的光纤量不应过长，过长会导致在第一步骤期间正在成形的部分可能发生旋转偏心。尽管使用术语第一步骤和第二步骤，但其它步骤也可能发生在本文所述的第一步骤和第二步骤之前、第一步骤和第二步骤期间、第一步骤和第二步骤之间或之后。例如，可在处理期间将激光相对于光纤分度，以形成具有更多如“铅笔尖端”的剖面的光纤。

在第一和第二步骤期间，将激光束光纤22来回扫描。市售CO₂激光器(诸如，由Synrad Inc.(Mukilteo，Washington)提供出售的60瓦特密封管CO₂激光器)的能量聚焦至约150μm至200μm的光斑。在一个实例中，所述激光可聚焦至略大于光纤22外径的光斑大小。可以频率为约20kHz的连续模式操作所述激光。激光的振荡运动可由如图4中所示的间歇式正弦信号驱动。举例来说，个别正弦波的频率可为约50Hz，而间歇式色同步脉冲频率可为约12Hz。以元件符号60示出峰间幅值。以元件符号62示出1/色同步脉冲频率。以元件符号64示出1/信号频率。

图5为示出相对于激光路径的光纤22位置的示意图。在一个实施例中，光纤22的位置可位于正弦激光路径的波峰与激光的无效或暂停位置之间的半途周围。这种定位使得能量两次沉积于光纤22中，紧接于所述能量两次沉积之后的是下次能量沉积发生之前的冷却期。以元件符号66示出激光的烧痕，并且以元件符号68示出激光扫描的中心。在图5中也示出激光扫描的峰间幅值60。

使用至少两步法来实现本文所公开的光纤的端面的激光成形。第一步骤在光纤旋转时形成光纤的端面，并且第二步骤在旋转基本上停止之后形成光纤的端面。如本文所使用的，“基本上停止”或“已基本上停止”指的是光纤的旋转停止或减慢至(诸如)较小的旋转速度，在所述旋转速度下，激光束可在光纤间扫描，以在光纤芯处产生成角度的端面。例如，两个步骤都将形式为高斯型强度分布的一定量预定激光强度照射在将要成形的光纤22上。在CO₂激光的辐射与光纤22接触之后，在光纤22的表面处吸收所述CO₂激光的辐射。当热量传导至光纤22的材料中时，表面处的玻璃温度升高至玻璃的汽化温度以上并脱落掉。激光在表面处维持的时间越久，热量穿透的深度越深。因此，强烈的短脉冲可用以引起表面包层脱落，而使下层材料熔化最少。预定并调整激光束的脉冲持续时间和能量强度，以便光纤材料逐渐地脱落，而不会使脱落的材料再沉积或使剩余的光纤几何结构变形。所述光纤处理方法容许使光纤的末端精确成形。激光以振荡运动光纤22间扫描，以实现光纤的脱落并优选地最小化由非剥离性区域中能量造成的过热。此外，在旋转光纤时用激光使光纤成形也抑制由重力或类似原因造成的光纤外表面附近的下垂形变。

图6为示出激光相对于光纤22的方向的示意图。来自激光源70的激光束可以入射角9引导，转至所示光纤22的端面中，所述入射角9自垂直于光纤22的纵轴的方向偏离约5度至约60度之间。在优选的实施例中，所述角度范围可为自垂直于光纤22的纵轴的方向偏离约5度至约35度。在更优选的实施例中，所述角度范围可为约15度至约25度。所述角度用以克服激光束的直径间近似的高斯型能量分布并在光纤上产生成角度的端面。

如图7中所示，激光成形的光纤22具有以角度α形成的成角度端面部分。光纤端面的角度α相对于与光纤芯处的光纤纵轴LA垂直的平面PP为介于2度与12度之间。更具体地说，所述成角度的光纤端面的角度测量为光纤芯处半球形表面的切线与垂直于光纤的纵轴LA的平面PP之间的角度。在优选的实施例中，成角度端面的角度介于4度与8度之间，但使用所公开的概念，其它适合的角度也是有可能的。光纤芯将具有半球形表面，其中光纤的边缘也为弯曲(即，圆形)的，以抑制锋利的边缘(图11)。

图8和图9示意性地呈现根据示范性实施例正在激光成形的光纤22的放大图。所述方法的第一步骤通过如图8中所示当光纤正在旋转时使一部分光纤脱落而使光纤“颈缩”。光纤的旋转脱落可继续进行达到任何适合的深度并且甚至进入光纤芯中，但并未割断或切断光纤。在割断或切断光纤之前，光纤的激光脱落和旋转运动基本上停止。如图8所示，一部分光纤显示出由第一方法步骤的旋转运动期间的光纤脱落造成的沙漏形状。可选地，可通过在处理期间对光纤施加拉力来拉长光纤的沙漏形状。

当光纤基本上停止并且以相对于垂直于光纤纵轴的平面的预定角度切断光纤时，第二方法步骤重新开始进行激光脱落。图9示意性地示出切断或割断之后的光纤。成角度端面被切割的位置通常符合通过第一方法步骤产生的光纤的一部分“颈缩”区域。在优选的实施例中，光纤的旋转运动停止，以便光纤为静态的，从而产生高质量的成角度端面。通过所公开的方法处理的光纤优选为具有渐缩状或较大的边缘半径，所述渐缩状或较大的边缘半径使得芯间隙在成角度的机械接合(诸如，如在图13中示意性地图示的类似现场安装型连接器)中有所减小并有助于光纤插入机械接合总成中。换句话说，光纤的远端端面具有圆形边缘，以便所述远端端面易于滑入机械接合连接器的对准机构或类似物中。此外，将纤芯定位于半球形和渐缩状端面的顶点附近，以便光纤芯可与邻接的光纤进行实体接触。

图10为在成角度部分形成于端面上之前，如本文所述正在激光成形的光纤的影像。换句话说，所述光纤并未完全割断。如图所示，激光成形步骤形成渐缩状区域(即，“颈缩”区域)，在所述渐缩状区域处，激光剖面使一部分光纤脱落。激光使光纤的外环形部分脱落，从而形成“颈缩”或沙漏部分。因为激光具有有限束宽，所述有限束宽具有近似高斯(psedo-gaussian)强度分布(即，强度在中心附近大些，并且强度向着如图8中所示出的光束的边缘下降)，所以形成“颈缩”或沙漏部分，从而在光束中心附近脱落的光纤最多。

图11为约600X放大情况下取得的激光成形光纤端面的影像。如图所示，所述光纤具有圆形边缘以及渐缩状并成角度的端面。使用60瓦特CO₂激光器并以约2Hz旋转光纤使此光纤激光成形。个别正弦波的频率为约40Hz，而间歇式色同步脉冲频率为约6Hz。以30百分比工作周期操作所述激光器。旋转步骤花费约1.5秒，并且静态步骤花费约1秒。当然，使用许多其它参数(诸如，旋转速度、频率、功率电平、入射角等等)可能得到其它适合的结果。

本文所公开的概念有利于机械接合连接器和类似物。说明性地，图12和图13分别示意性地示出传统的机械地成角度切割的短光纤122和激光成形的短光纤222与现场切割光纤112的邻接，以图示激光成形的短光纤222的优点。具体地说，图12图示传统的机械地成角度切割的短光纤122的对准和邻接的最坏情形，所述传统的机械地成角度切割的短光纤122与现场切割光纤112配套，其中机械切割的成角度端面相位差为约180度。如图12中所示，在光纤芯(由中心阴影部分表示)之间存在实质的间隙。图12中光纤芯之间的此间隙通过增加背反射比并抑制光信号在光纤芯之间传输而降低光学效能(即，增加光衰减)，从而降低所述机械接合的质量。

另一方面，图13图示本文所公开的激光成形的短光纤222与现场切割光纤112的邻接的最坏情形。如图所示，不管光纤之间的旋转方向如何，各个光纤的光纤芯(由中心阴影部分表示)都非常接近。因此，由于不管光纤的位置如何，机械接合的光衰减都相对较低，所以所述工艺可在现场执行高质量的机械接合。换句话说，由于光纤之间的方向不会趋向于增加或减小光纤之间的间隙，所以由光纤的旋转位置造成的机械接合的光学效能(即，衰减)通常是可重复的。因此，所述工艺可有利地在现场中以可靠的和可重复的方式进行高质量机械接合。

使光纤的端面激光成形的其它方法也是可行的。例如，图14和图15分别示出形成有“铅笔尖端”端面的光纤322和完成的光纤的端面。“铅笔尖端”指的是所述端面具有相对较长的渐缩状部分，所述相对较长的渐缩状部分产生具有光纤芯的端面。所述铅笔尖端端面可具有如以上所论述的成角度端面，或者所述铅笔尖端端面可具有非成角度的端面。形成铅笔尖端端面的方法类似于本文所述的方法的第一步骤，但形成铅笔尖端端面的方法进一步涉及移动激光束或移动光纤以使激光束的扫描发生在第二位置304处的步骤。换句话说，当旋转光纤以形成如图8中所示的“颈缩”区域时，在光纤的第一位置302处执行第一步骤。随后向着光纤将被割断的部分移动(即，移动激光及/或光纤)脱落，以产生光纤的较长渐缩状部分(即，铅笔尖端形状)。图14示出由箭头表示的从第一位置302至第二位置304的移动。例如，所述移动可以是适合的距离(诸如，介于2微米与300微米之间)，但任何适合的距离也是可行的。此后，所述激光束在光纤间扫描，以切割所述光纤。当光纤在第二位置处旋转时，将激光束在光纤间扫描形成如图15中所示的光纤端面。换句话说，所述铅笔尖端端面具有与垂直于光纤纵轴的平面成约零度的角度。或者，可通过在光纤如所描述的基本上停止时将激光束在光纤间扫描，而在光纤的末端上形成成角度端面(例如，介于2度与12度之间的角度)。

尽管已参阅方法的优选的实施例和实例描述使光纤的端面激光成形的方法，其他实施例和实例可执行类似的功能及/或实现类似的结果。所有这些等效实施例和实例都在本发明的精神和保护范围内，并且所有这些等效实施例和实例意欲由以上权利要求书涵盖。

Claims (26)

1.一种现场安装型连接器，所述现场安装型连接器包含：

套管，所述套管具有正面和背面以及纵向穿过所述套管界定的至少一个光纤孔；

短光纤，所述短光纤设置于所述套管的所述至少一个光纤孔内，并且所述短光纤具有远端端面，所述短光纤的所述远端端面延伸超过所述套管的所述背面预定距离，所述短光纤的所述远端端面经激光成形以具有渐缩状并成角度的端面；以及

对准特征结构，所述对准特征结构用于对准所述短光纤与现场光纤。

2.如权利要求1所述的现场安装型连接器，其中所述短光纤的所述远端端面具有成角度端面，所述成角度端面相对于垂直于所述短光纤轴的平面的角度介于2度与12度之间。

3.如权利要求1或2所述的现场安装型连接器，其中使用凸轮系统结构将所述短光纤和所述现场光纤紧固在适当位置。

4.如权利要求1至3所述的现场安装型连接器，所述现场安装型连接器进一步包含弹簧元件，所述弹簧元件用于向连接器壳体内的所述套管提供浮动。

5.如权利要求1至4所述的现场安装型连接器，所述现场安装型连接器进一步包含套管固定器，所述套管固定器界定引入特征结构，所述引入特征结构可操作用于将所述现场光纤引导至所述对准特征结构中。

6.如权利要求1至5所述的现场安装型连接器，其中所述连接器可在现场进行装配并机械地接合至光纤电缆的端点。

7.如权利要求1至6所述的现场安装型连接器，其中通过包含以下步骤的方法产生所述短光纤的所述远端：旋转所述光纤并将激光在所述旋转光纤间扫描，并且随后基本上停止所述短光纤的所述旋转，并将所述激光束在所述光纤间扫描，以形成所述渐缩状并成角度的端面。

8.如权利要求1至7所述的现场安装型连接器，其中所述远端端面具有圆形边缘。

9.一种切割光纤并使所述光纤的末端成形的方法，所述方法包含：

旋转所述光纤；

将激光束在所述旋转光纤间扫描；以及

基本上停止所述光纤的所述旋转并将所述激光束在所述光纤间扫描，从而以预定角度切割所述光纤的端面，所述预定角度偏离所述光纤纵轴小于90度，以便所述光纤的所述端面具有渐缩状并成角度端面。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述光纤的所述端面具有成角度端面，所述成角度端面相对于垂直于所述短光纤轴的平面的角度介于2度与12度之间。

11.如权利要求9或10所述的方法，其中以连续模式或脉冲模式操作所述激光。

12.如权利要求9至11所述的方法，其中所述激光的振荡运动由间歇式正弦信号驱动，从而导致能量两次沉积于所述光纤中，紧接于所述能量两次沉积之后的是下次能量沉积发生之前的冷却期；以及

其中预定并调整所述激光的脉冲持续时间和能量强度，以便光纤材料逐渐地脱落，而不会使所述脱落的材料再沉积或使剩余的光纤几何结构变形。

13.如权利要求9至12所述的方法，其中所述方法产生半球形光纤末端，所述半球形光纤末端具有伸出的纤芯。

14.如权利要求9至13所述的方法，其中所述光纤为现场安装型连接器的短光纤。

15.一种根据如权利要求9至14所述的方法形成的光纤。

16.一种制造现场安装型连接器的方法，所述现场安装型连接器用于机械接合应用，所述方法包含：

将紧固于所述现场安装型连接器的套管内的短光纤旋转；

将激光束在所述旋转短光纤间扫描；以及

基本上停止所述光纤的所述旋转并将所述激光束在所述光纤间扫描，从而以预定角度切割所述光纤的端面，所述预定角度偏离所述光纤纵轴小于90度，以便所述光纤的所述端面具有渐缩状并成角度端面。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述光纤的所述端面具有成角度端面，所述成角度端面相对于垂直于所述短光纤轴的平面的角度介于2度与12度之间。

18.如权利要求16或17所述的方法，其中以连续模式或脉冲模式操作所述激光。

19.如权利要求16至18所述的方法，其中所述激光的振荡运动由间歇式正弦信号驱动，从而导致能量两次沉积于所述光纤中，紧接于所述能量两次沉积之后的是下次能量沉积发生之前的冷却期；以及

其中预定并调整所述激光的脉冲持续时间和能量强度，以便光纤材料逐渐地脱落，而不会使所述脱落的材料再沉积或使剩余的光纤几何结构变形。

20.如权利要求16至19所述的方法，其中在对准特征结构中以实体接触端对端的方式紧固所述短光纤和现场光纤，所述对准特征结构可操作用于自动定心所述短光纤和所述现场光纤。

21.如权利要求16至20所述的方法，其中使用凸轮系统构件将所述短光纤和所述现场光纤紧固在适当位置。

22.一种切割光纤并使所述光纤的末端成形的方法，所述方法包含：

旋转所述光纤；

在第一位置处将激光束在所述旋转光纤间扫描；

移动所述激光束或移动所述光纤，以便所述激光束的所述扫描发生在第二位置处；以及

在第二位置处将所述激光束在所述光纤间扫描。

23.如权利要求22所述的方法，其中所述光纤在所述激光束在所述第二位置处扫描时旋转。

24.如权利要求22或23所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：基本上停止所述光纤的所述旋转并将所述激光束在所述光纤间扫描，以在所述光纤上产生成角度端面。

25.如权利要求22至24所述的方法，其中所述光纤具有铅笔尖端端面。

26.一种根据如权利要求22至25所述的方法形成的光纤。

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