CN104937461A - 用于束起光纤的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本文中公开的主题涉及用于束起光纤(200)的装置(112)和方法。装置(112)具有接收通道(404)，接收通道(404)具有用于接收光纤(200)的腔体(422)。具有突起部(414)的盖(402)构造成插入到腔体(422)中，用于压缩光纤(200)。接收通道(404)具有在接收通道(404)或盖(402)中的至少一个孔(500)，其构造成接收由于压缩光纤(200)而产生的任何过多粘合剂(304)。

Description

用于束起光纤的装置和方法
技术领域
本文中公开的主题涉及光纤束和用于制作光纤束的方法。
背景技术
光纤束提供用于将光从光源传送到期望位置的机构。在多个领域中使用此类光纤束，包括光纤通信以及照明应用(例如医疗应用、机加工应用等)。例如，光纤可在柔性的管道镜(borescope)中用来照亮有限空间和容许可视化。
光纤束连接于视源，诸如发光二极管(LED)。光纤束由多个光纤组成。随着光离开光源，发射光的一部分进入包括光纤束的各个光纤。接着，该光的一部分沿着光纤束的长度传送到远程的终端。光离开终端并且照亮目标。所提供的照明量随进入光纤束的光量改变。合乎需要的是提供用以减少光损失的机构。常规地，使光纤熔化或者对其进行环氧处理，以形成光纤束。熔化方法需要昂贵的加工和高热。过多热可引起其它处理问题。环氧纤维通常具有较低的敛集率，具有大约30%的光损失(即，70%芯部敛集率)。
以上论述仅仅提供一般的背景信息，并且不意于用来协助确定声明的主题的范围。
发明内容
本文中公开的主题涉及一种用于束起光纤的装置和方法。装置具有接收通道，该接收通道具有用于接收光纤的腔体。具有突起部的盖构造成插入到腔体中，用于压缩光纤。接收通道具有在接收通道或盖中的至少一个孔，其构造成接收由于光纤压缩而产生的任何过多粘合剂。
在第一示例性实施例中，公开一种用于束起光纤的套圈。套圈包括接收部件，该接收部件具有接收通道，该接收通道包括用于接收光纤的腔体。套圈包括具有突起部的盖，该突起部构造成插入到腔体中，以压缩光纤。在接收通道或盖中存在至少一个孔，其接收由于光纤压缩而产生的任何过多粘合剂。
在第二示例性实施例中，公开一种光纤束。光纤束包括多个伸长光纤，其中，套圈设置在其端部部分上。第一套圈包括接收部件，该接收部件具有接收通道，该接收通道包括用于接收光纤的腔体。套圈包括盖，该盖包括突起部，该突起部构造成插入到腔体中，以压缩光纤。在接收通道或盖中存在至少一个孔，其接收由于光纤压缩而产生的任何过多粘合剂。
在第三示例性实施例中，公开一种用于束起光纤的方法。该方法包括以下步骤：将光纤的端部部分设置在套圈的接收部件的接收通道内。接收通道包括用于接收光纤的腔体。将粘合剂引入到接收通道中。将具有突起部的盖置于接收通道上面，并且将其插入到腔体中，以压缩光纤。容许过多粘合剂流过接收通道或盖中的孔，该孔构造成接收由于压缩而产生的任何过多粘合剂。容许粘合剂固定。
本发明的该简要描述仅意于提供本文中公开的根据一个或更多个示范性实施例的主题的简要概述，并且不用来指导解释权利要求或限定或限制本发明的范围，本发明的范围仅由所附权利要求限定。提供该简要描述是为了介绍简化形式的构思的示范性选择，在下面在详细描述中进一步描述该构思。该简要描述不意于标识声明的主题的关键特征或基本特征，也不意于用来协助确定声明的主题的范围。声明的主题不限于解决背景中提到的任何或所有缺点的实施。
附图说明
为了可理解本发明的特征，本发明的详细描述可参照某些实施例，在附图中示出该某些实施例中的一些。然而将注意的是，附图仅示出本发明的某些实施例，并且因此不认为限制本发明的范围，因为本发明的范围包含其它等效实施例。附图不必按比例，重点大体放置在示出本发明的某些实施例的特征。在附图中，相同标记遍及各个视图指示相同部件。因而，为了进一步理解本发明，可结合附图阅读来参照以下详细描述，在该附图中：
图1是用于使用管道镜来照亮目标位置的系统的示例性示意图；
图2是示例性光纤的截面图：
图3是由多个光纤组成的光纤束的绘图；
图4是图1的第一套圈的截面图；
图5是显示孔的图1的第一套圈的透视图；
图6是套圈的绘图，其中，接收通道具有U形；
图7是套圈的绘图，其中，接收通道具有圆形形状；
图8是具有多个腔室的套圈的绘图；
图9是一种束起光纤的方法的流程图；以及
图10是具有多个腔室的另一个套圈的绘图。
具体实施方式
图1是用于使用管道镜104来照亮目标位置102的系统100的示例性示意图。管道镜104包括设置在壳体108内的光源106。适当的光源的示例包括发光二极管(LED)、弧光灯等。壳体108包括配件110。配件110在形状上设置成可释放地接收第一套圈112，第一套圈112连接于光纤束114。
来自光源106的光从第一端部分116到第二端部分118，横过光纤束114的长度，光在第二端部分118处离开第二套圈120。第二套圈120与第一套圈112基本上相同。由于光纤束114是柔性的，故可在装置124中的弯曲路径122中或者通过该弯曲路径122操纵光纤束114，以照亮目标位置102。在图1的示例性实施例中，第一套圈112压缩光纤(包括光纤束)，以最小化损失的光量。
图2是示例性光纤200的截面图。光纤200包括透光芯部202和覆层204。空间有限的照明光纤试图最大化芯部202的截面面积，同时最小化覆层202的截面面积。接触覆层204的任何光不由光纤束传输并且失去。
如图3中显示的，光纤束300由以间隙302分开的多个光纤200组成。进入间隙302的任何光不传输穿过光纤束300的长度并且典型地作为辐射热失去。常规的环氧树脂捆扎(其中，间隙302填充有环氧树脂)提供大约70%的芯部敛集率，其中，芯部202占70%的截面面积，而覆层204和间隙302占其余的30%。通过熔化的捆扎提供大约90%的敛集率，但需要昂贵的加工和不合乎需要的大量热。如图3中显示的，可在间隙302中添加粘合剂304。
第一套圈112(参见图1)提供用以在形成光纤束300时紧紧地捆扎光纤200的机构。产生的光纤束300超过常规环氧树脂捆扎束的芯部敛集率，但不需要昂贵的通过熔化的捆扎处理条件。
第一套圈112的形状设计成匹配对应的光源出口的形状和大小。例如，特定光源(例如LED)可具有长方形形状。常规地，圆形光纤束无法捕捉从此类长方形光源的角部发射的光。这导致失去来自光源的光的一部分。失去光的一部分浪费能量，导致过多的热并且是不合乎需要的。有利地，第一套圈112的形状可控制成更好地匹配光源的形状。这导致更高效地使用来自光源的光。
图4描绘垂直于光纤束114的轴线截取的第一套圈112的截面。在图4的实施例中，第一套圈112具有长方形形状。第一套圈112包括接收部件400和盖402。接收部件400包括接收通道404，接收通道404具有用于接收多个光纤200(参见图2)的腔体422。这些光纤200共同形成光纤束300(参见图3)。接收通道404由接收部件400的三个表面形成，包括第一表面406、第二表面408和第三表面410。在描绘的示例性实施例中，第一表面406和第二表面408两者连接于第三表面410，以形成整体接收部件400。在示例性实施例中，盖402包括盖子412和突起部414，突起部414从盖子412延伸，以提供第四表面416。盖402可为整体的，其中盖子412和突起部414集成为单件。在示例性实施例中，突起部414是平突起部，并且具有宽度420，宽度420略微小于腔体422的宽度432，以容许突起部414与腔体422牢固地配合。虽然在示例性实施例中，盖412包括具有宽度418的盖子414，宽度418大于突起部414的宽度420并且与接收部件400的宽度419基本上相同，但在另一个实施例中，盖412可设有具有宽度418的盖子414，宽度418小于突起部420的宽度420。在又一个实施例中，盖412可不设有盖子414，使得盖412具有基本上一致的宽度(即，突起部416的宽度420)。
再次参照图4的示例性实施例，盖子412和接收部件400两者可具有基本上相同的宽度418，以产生具有基本上长方形截面的套圈。宽度418可为例如3.5毫米，而接收部件400的厚度424可为例如4.0毫米，在另一个实施例中，套圈112具有基本上正方形截面。第一套圈112的侧部434和底部436可具有1.0毫米的厚度426，并且接收通道404的宽度可为1.5毫米。在一个实施例中，接收通道404的宽度438在其整个深度428上是一致的，包括腔体422的宽度432。在另一个实施例中，接收通道404的宽度438可在其深度428上增大或减小。盖子412可具有1.0毫米厚的厚度426，而突起部414可具有例如1.5毫米的厚度430。接收通道404的截面形状可为正方形、长方形或任何其它适当的形状。在图6和图7中显示其它适当的截面形状的示例。
图5是显示孔500的第一套圈112的透视图。在描绘的实施例中，孔500是具有宽度502和高度504的长方形。在一个实施例中，孔500是具有宽度502为大约1.5毫米的长方形。在另一个实施例中，孔为正方形。在又一个实施例中，孔为圆形。第一套圈112具有长度506，在一个实施例中，长度506为大约18毫米。如在图5中看到的，孔500与第一套圈112的前表面和顶表面间隔开距离508、510。在一个实施例中，选择距离508使其对应于突起部414的厚度430。在此类实施例中，孔的高度504可基本上等于接收通道404的深度428减去突起部414的厚度430。在一个实施例中，距离508为大约1毫米，而距离510为大约三毫米。孔500中的各个与相邻的孔间隔开距离512。在一个实施例中，距离512为大约1.5毫米。在图5的示例性实施例中，盖402包括至少一个孔500。
在使用中，光纤200(参见图2和3)设置在接收通道404内，并且添加粘合剂304。在一个实施例中，光纤200刷有粘合剂304。接着盖402设置在接收通道404上方，并且沿向下方向压制，使得突起部416压缩光纤200。该压缩最小化光纤200之间的间隙。粘合剂304可存在于任何其余间隙302中(参见图3)。压缩将过多的粘合剂304推到至少一个孔500中(参见图5)，以进一步最小化光纤200之间的间隙302。粘合剂304的一部分接触突起部416。在粘合剂304凝固之后，凝固的粘合剂304将盖402保持于接收部件400，以形成第一套圈112。在一个实施例中，过多粘合剂304在孔500内凝固。粘合剂304的示例包括环氧树脂和其它类似的液体固定剂。在图中描绘的示例性实施例中，孔500存在于第一表面406和第二表面408上。在其它实施例中，一个或更多个孔可存在于第一表面406、第二表面408、第三表面410、第四表面416和它们的任何组合上。
图6是套圈600的绘图，其中，接收通道602具有由弯曲表面604形成的U形截面，弯曲表面604将第三表面606连接于第一表面608和第二表面610，以对第三表面606提供凹形形状。图7的实施例类似于图6，除了盖700具有凹形突起部702。当盖700连接于接收部件704时，形成圆形接收通道706。在另一个实施例中，形成椭圆形接收通道。
图8是具有用于多个光纤束300的多个腔室的套圈800的绘图。在示例性实施例中，第一腔室802和第二腔室804被板806分开。当壳体具有多个光源时，此类多腔室套圈是有用的。第一多个光纤设置在第一腔室802内。接着，板806添加至套圈。之后，第二多个光纤设置在第二腔室804内，然后用盖808密封。此类实施例对于防止第一多个和第二多个光纤束300相互混合是有用的。当使用两个光源(例如两个不同的波长)时，使光学路径分开容许了两个波长中的一个的受控制使用。在图8的实施例中，板806是水平的，使得第一腔室802和第二腔室804竖直地堆叠。在此类实施例中，板806沿基本上平行于盖808的方向延伸。在图10中显示的另一个实施例中，板1006是竖直的，使得第一腔室1002和第二腔室1004水平地布置，在此类实施例中，盖包括对应于第一和第二腔室的第一和第二突起部。板1006沿基本上垂直于盖1008的方向延伸。在此类实施例中，板可为关于接收部件不同的件，或者板可关于接收部件为整体的。在图10的实施例中，盖1008包括第一突起部1014和第二突起部1015，它们分别构造成压缩第一腔室1002和第二腔室1004。
参照图9和其中显示的方法900，在操作中，在步骤902中，将多个光纤的第一端设置在套圈的接收通道内。在步骤904中，将液体粘合剂304引入到接收通道中。可直接引入粘合剂304，或者可通过首先将粘合剂304刷在第一光纤上来引入粘合剂304。在步骤906中，将盖置于接收通道上，并且向下推盖，使得盖上的突起部压缩光纤。在步骤908中，容许过多的粘合剂304流入套圈中的至少一个孔中。在步骤910中，容许粘合剂304固定。可使光纤的第一端部经受切割和抛光操作，以产生平滑端部。
该说明书中描述的套圈可由将经受住光源的操作温度的任何材料形成。在一个实施例中，套圈由诸如铝的金属形成，以更好地散热。
该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。

Claims (20)

1. 一种用于束起涂覆有粘合剂的光纤的套圈，所述套圈包括：
接收部件，其具有接收通道，所述接收通道包括用于接收所述光纤的腔体；
盖，其包括突起部，所述突起部构造成插入到所述接收通道的所述腔体中，所述盖用以压缩所述光纤；以及
在所述接收通道或所述盖中的至少一个孔，其构造成接收由于压缩所述光纤而产生的任何过多粘合剂。
2. 根据权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述接收通道由三个表面形成，包括第一表面、第二表面和第三表面，其中，所述接收通道的所述腔体由所述第一表面和所述第二表面之间的间隙限定。
3. 根据权利要求2所述的套圈，其特征在于，所述突起部形成所述接收通道的第四表面，所述第四表面接触所述第一表面和所述第二表面两者。
4. 根据权利要求3所述的套圈，其特征在于，所述接收通道中的所述孔设置在选自由下者组成的组的至少一个表面上：所述第一表面、所述第二表面、所述第三表面、所述第四表面和它们的组合。
5. 根据权利要求3所述的套圈，其特征在于，所述第四表面是平表面。
6. 根据权利要求3所述的套圈，其特征在于，所述第四表面是凹形表面。
7. 根据权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述盖进一步包括盖子，所述盖子具有大于所述突起部的宽度的宽度。
8. 根据权利要求1所述的套圈，其特征在于，盖具有基本上一致的宽度。
9. 根据权利要求2所述的套圈，其特征在于，在所述第一表面和所述第二表面上存在多个孔。
10. 根据权利要求2所述的套圈，其特征在于，所述第三表面具有凹形表面。
11. 根据权利要求2所述的套圈，其特征在于，所述第三表面是平表面。
12. 根据权利要求1所述的套圈，其特征在于，所述套圈进一步包括设置在所述接收通道内的板，所述板将所述接收通道分成第一隔室和第二隔室。
13. 根据权利要求12所述的套圈，其特征在于，所述板沿基本上垂直于所述盖的方向延伸。
14. 一种光纤束，包括：
多个伸长光纤，其包括第一端部分和第二端部分；
设置在所述第一端部分上的第一套圈，所述第一套圈包括：
具有接收通道的接收部件，所述接收通道包括用于接收所述光纤的腔体；
盖，所述盖包括突起部，所述突起部构造成插入到所述接收通道的所述腔体中，用于压缩所述光纤；以及
在所述接收通道或所述盖中的至少一个孔，其构造成接收由于所述光纤的压缩而产生的任何过多粘合剂。
15. 根据权利要求14所述的光纤束，其特征在于，所述光纤束进一步包括设置在所述光纤的所述第二端部分上的第二套圈，所述第二套圈与所述第一套圈基本上相同。
16. 根据权利要求14所述的光纤束，其特征在于，所述接收通道由三个表面形成，所述三个表面包括第一表面、第二表面和第三表面，其中，所述接收通道的所述腔体由所述第一表面和所述第二表面之间的间隙限定，并且其中，在所述第一表面和所述第二表面上存在多个孔。
17. 根据权利要求14所述的光纤束，其特征在于，所述盖进一步包括盖子，所述盖子具有大于所述突起部的宽度的宽度。
18. 根据权利要求14所述的光纤束，其特征在于，所述突起部形成所述接收通道的第四表面，所述第四表面接触所述第一表面和所述第二表面两者，其中，所述第四表面是平表面。
19. 根据权利要求14所述的光纤束，其特征在于，所述突起部形成所述接收通道的第四表面，所述第四表面接触所述第一表面和所述第二表面两者，其中，所述第四表面是凹形表面。
20. 一种用于束起光纤的方法，所述方法包括以下步骤：
将光纤的第一端部分设置在套圈的接收部件的接收通道内，所述接收通道包括用于接收所述光纤的腔体；
将粘合剂引入到所述接收通道中；
将盖置于所述接收通道上，所述盖包括突起部，所述突起部构造成插入到所述接收通道的所述腔体中，用于压缩所述光纤；
容许过多的粘合剂流过所述接收通道或所述盖中的孔，所述孔构造成接收由于所述光纤的压缩而产生的任何过多粘合剂；以及
容许所述粘合剂固定。
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