CN105518498A - 光纤带 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤带，包括：光纤，每个光纤均包括被包层包围的芯；以及边缘粘结物，使得所述光纤彼此刚性连接。所述带进一步包括包围所述光纤和所述边缘粘结物的应力隔离层以及包围所述应力隔离层的硬化壳体。所述边缘粘结物使得所述光纤在所述应力隔离层内相对于彼此的独立移动得以减缓。在摄氏25度和在海平面高度，所述硬化壳体的杨氏弹性模量平均来说为所述应力隔离层的杨氏弹性模量的至少两倍。因此，所述硬化壳体减缓由外磨损源对所述应力隔离层造成的损坏，所述应力隔离层相对于外应力源而为所述光纤做出缓冲，并为所述硬化壳体内的所述光纤提供一定柔性，并且所述边缘粘结物减缓与所述应力隔离层内的光纤对光纤负载相关联的光纤衰减。

Description

光纤带

相关的申请案

本申请案根据35U.S.C.§119要求2013年7月26日提交的美国临时申请案第61/858,741号的优先权权益，所述申请案的内容是本申请案的基础并以全文引用方式并入本文。

背景

本公开案总体涉及光学信号或通信光纤，并且更具体来地涉及光学通信或光纤带。光纤已经越来越多用于各种各样的电子设备和电信领域。光纤带可以将多个光纤保持在一起以成组或成阵列。光纤带包括主体，所述主体是由将光纤保持在一起和/或提供有助于操纵带的光纤并将其连接至各种部件或装置的结构的材料形成。

光纤可包括被玻璃包层包围的玻璃芯。所述包层继而可被聚合物层包围。通常，聚合物层包括应力隔离或吸收层并且接着包括较硬的壳体层。聚合物层趋向于是相当厚的，并且与芯和包层成比例，使得聚合物层可使光纤直径加倍或更大。因此，利用此类光纤制成的光纤带相对单个光纤或其玻璃部分为较宽的。光纤带需要对应大量基质材料来将光纤结合在一起，并且在接插到小形状因子连接器中时可能较为麻烦，因为可能需要将光纤从带基质取出，剥去光纤的聚合物涂层并且随后在插入连接器中时重新对准。

例如，通过将单个光纤的聚合物层去除并随后将光纤一起放置在带中，一些光纤带可为实质上较窄的。例如，带中光纤可以包括玻璃以及仅单个聚合物涂层，诸如硬壳；而非上述双涂层的系统。利用此类光纤构造的一些带会将用于整个光纤带的单个组合的应力隔离层围绕单个光纤放置，单个组合的应力隔离层随后可由硬质壳体包围以用于保护光纤带。

然而，光纤的单独聚合物层、尤其是应力隔离层的去除以及随后光纤在光纤带中的紧密放置可能导致光纤衰减增加，这归因于光纤对光纤的接触和/或光纤带内的光纤对光纤负载，诸如当带弯曲或扭结时，尤其是在单独光纤的应力隔离层不存在的情况下。另外，在一些这样的光纤带中，聚合物涂层的去除可能由于使得基质内的光纤透明和/或使得光纤彼此不可区分而使光纤带中的单个光纤的标识(identity)变得模糊。

需要的是：(1)窄且紧凑的光纤带，从而减少与常规的光纤带相关联的基质材料的体积和/或允许直接接插在小形状因子连接器中；(2)将窄且紧凑的光纤带构造成使得减缓光纤对光纤的接触和/或光纤带内的光纤对光纤负载，诸如在带弯曲或扭结时，以便提高此类光纤带在光纤衰减方面的性能；和/或(3)实现对光纤带内的单个光纤的区别，诸如同时維持光纤带的较窄几何形状和/或衰减减缓属性。

概述

本公开案的实施方式涉及一种光纤带。所述带包括：光纤，每个光纤包括被包层包围的芯；以及边缘粘结物，所述边缘粘结物使得光纤以并排布置来彼此刚性连接。边缘粘结物减缓光纤在光纤带内相对于彼此的独立移动。所述带进一步包括包围光纤和边缘粘结物的应力隔离层以及包围光纤、边缘粘结物和应力隔离层的硬化壳体，所述硬化壳体限定光纤带的外部。在摄氏25度和在海平面高度，硬化壳体的杨氏弹性模量平均来说为应力隔离层的杨氏弹性模量的至少两倍。因此，硬化壳体减缓由外磨损源对应力隔离层造成的损坏，应力隔离层相对于外应力源而为光纤做出缓冲，并为硬化壳体内的光纤提供至少一些柔性，并且边缘粘结物减缓与光纤带内的光纤对光纤负载相关联的光纤的衰减。

本公开案的另一实施方式涉及一种光纤带。所述光纤带包括带体，所述带体由聚合物材料形成并且限定光纤带的外部。所述光纤带进一步包括被带体的聚合物材料包围的光纤的阵列。每个光纤包括被包层包围的光学芯，并且所述包层是被聚合物材料的连续单层所形成的涂层包围。所述涂层具有接触包层的内表面以及限定光纤的外表面的外表面。所述涂层是由应力隔离材料形成，所述应力隔离材料具有至少小于带体的聚合物材料中的限定光纤带的外部的部分的弹性模量。

本公开案的另一实施方式涉及一种光纤带。所述光纤带包括具有外层和内层的多层带体。所述光纤带包括多个光纤的阵列，并且所述阵列嵌入内层的材料中。阵列中的光纤的光学芯之间距离小于150μm。

本公开案的另一实施方式涉及一种光纤带，所述光纤带包括第一光纤和第二光纤。所述光纤带包括主体层，所述主体层是由包围第一光纤和第二光纤两者的连续的聚合物材料形成。第一光纤和第二光纤均包括光学芯、包围光学芯的包层以及包围包层的双涂层。每个光纤的双涂层包括接触包层的、第一硬涂层材料的内层以及限定光纤的外表面的、具有第二硬涂层材料的外层。第一光纤和第二光纤的第一硬涂层材料为相同的材料，而第一光纤和第二光纤的第二硬涂层材料在第一光纤与第二光纤之间有所不同。在一些实施方式中，第二涂层之间的差异是颜色上的差异。双涂层的这两种层具有大于第一模量的弹性模量，诸如为第一模量的至少两倍和/或至少三倍。

另外的特征和优点将会在以下详述中阐述，并且部分将对本领域的技术人员而言从描述中显而易见，或者通过实践如本说明书和其权利要求书、以及附图所描述的实施方式来认识到。

应当理解，前述一般描述以及以下详述仅为示例性的，并且意图提供用于理解权利要求书的性质和特征的概述和框架。

附图被包括来提供对本说明书的进一步的理解，并且并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图例示一或多个实施方式，并且与说明书一起用于解释各种实施方式的原理和操作。

附图简述

图1是根据示例性实施方式的光纤带的横截面图。

图2是根据示例性实施方式的支持多个光纤带(诸如图1的光纤带)的光纤电缆的透视图。

图3是根据另一示例性实施方式的光纤带的透视图，所述光纤带具有从光纤带向前延伸的光纤。

图4是根据另一示例性实施方式的光纤带的横截面图。

图5是根据另一示例性实施方式的光纤带的透视图。

图6为根据示例性实施方式的光纤带的横截面图。

图7是根据另一示例性实施方式的光纤带的透视图。

图8是根据示例性实施方式的图7的光纤带的横截面图。

图9是根据另一示例性实施方式的光纤带的透视图。

图10是根据示例性实施方式的图9的光纤带的横截面图。

详述

在转向例示现在详细描述的示例性实施方式的附图前，应当理解，本发明的技术并不限于详述中阐述或附图中例示的细节或方法论。例如，如本领域的普通技术人员将理解，与其中一个附图中示出的实施方式相关联的特征和属性可应用于附图中的其他附图中示出的实施方式。

大体参考附图，示出光学带的各种实施方式。一般说来，本文所公开的带实施方式配置成在带体内提供致密地填充的光纤，并且带体可配置成提供可改进光学带的使用的各种特性。例如，本文中讨论的带体实施方式可以提供应力隔离性质。本文中讨论的带体实施方式可以提供耐磨蚀和磨损性质。本文中讨论的带体实施方式也可允许电缆结构内的所需带弯曲或定位，同时最小化或减少光学信号衰减和/或提供芯对芯的对准，以便实现大量光学拼接/接插目的。一般说来，本文中讨论的带包括带体(例如，带基质)以及嵌入带体中的至少两个光纤。通过使用新颖且创新的带和/或光纤结构，本文所公开的光纤带可实质上要比许多常规的光纤带更小并且更为紧凑和/或具有更佳性能。

确切地说参考图1，本公开案的实施方式涉及光纤带110。带110包括光纤112，每个光纤112包括被玻璃包层116包围的玻璃芯114以及将光纤112以并排布置来彼此刚性连接的边缘粘结物118。边缘粘结物118减缓光纤112在光纤带110内相对于彼此的独立移动。根据示例性实施方式，带110进一步包括包围光纤112和边缘粘结物118的应力隔离层120以及包围光纤122、边缘粘结物118和应力隔离层120的硬化壳体122，所述硬化壳体122限定光纤带110外部。

根据示例性实施方式，在摄氏25度和在海平面高度，硬化壳体122的杨氏弹性模量平均来说为应力隔离层120的杨氏弹性模量的至少两倍。因此，硬化壳体122减缓由外磨损源(诸如电缆内的磨耗元件)对应力隔离层122造成的损坏。应力隔离层120相对于外应力源(诸如电缆150的扭结或夹紧护套)而为光纤112做出缓冲。应力隔离层120进一步为硬化壳体122内的光纤112提供至少一些柔性。

边缘粘结物118通过限制光纤112在带110内相对于彼此的移动和彼此相互作用的能力而减缓与光纤带110内的光纤对光纤负载相关联的光纤112的衰减。根据示例性实施方式，边缘粘结物118比应力隔离层120硬。例如，在一些实施方式中，在摄氏25度和在海平面高度，边缘粘结物118的杨氏弹性模量平均来说为应力隔离层120的杨氏弹性模量的至少两倍。

根据示例性实施方式，边缘粘结物118仅是整个光纤带110的尤其小的部分。例如，在一些实施方式中，边缘粘结物118就体积来说小于光纤带110的10％，诸如就体积来说小于光纤带110的6％、5％或甚至4％。根据示例性实施方式，边缘粘结物118实质上与光纤形状相符，所述光纤由所述边缘粘结物粘结在一起，诸如在邻接光纤之间形成空隙。应力隔离层120可类似地实质上与光纤112形状相符，如图1所示；或者可为其他形状，如图6和图8所示。

在一些实施方式中，边缘粘结物118是单层各向同性材料，紧紧包裹由所述材料连接的光纤112。根据示例性实施方式，边缘粘结物118周向包围光纤112中的每个，诸如形成包围光纤中的每个的连续闭环，如图1所示。环的厚度可以变化，诸如在邻接光纤之间较厚。然而，根据示例性实施方式，边缘粘结物118从由边缘粘结物118连接的光纤112的最靠近的光纤112平均来说延伸不大于50微米，诸如从由所述边缘粘结物连接的光纤的最靠近的光纤平均来说延伸不大于20微米。

相较于许多常规的光纤带的光纤，本文中讨论的实施方式的光纤112可以具有小横截面，这通过限制限定光纤112外部的聚合物涂层的厚度来实现。例如，在本文中讨论的实施方式中，光纤112可以具有双层外聚合物涂层124，其由具有高弹性模量的材料形成，所述材料为光纤112内部的材料提供保护，诸如保护玻璃包层116免受磨耗以及其他形式磨损。另外，在一些实施方式中，聚合物涂层124的最外层带有颜色，以便提供带110内的光纤112的唯一标识。

双层涂层124是尤其薄的，如以下针对光纤416所进一步讨论，并且双层涂层可针对将一卷光纤112从一个位置运输到另一位置来仅提供防止光纤包层116损坏所需要的最小保护。由于双层涂层124厚度有限并且低模量应力隔离材料120并入带110中而在每个光纤112的聚合物涂层中，本文中讨论的实施方式提供带110内的尤其致密填充的光纤112，所述带用来使光纤112与来自外部源和内部源的可由带经受的局部应力或其他应力隔离。

参考图2，示出根据示例性实施方式的光纤电缆150。光纤电缆150包括护套152，所述护套具有限定内腔154或空腔的内表面。一或多个光纤带156位于内腔(例如，空腔、通路、导管)154内。例如，多个光纤带156的堆叠可如此定位。带156可为本文所公开的带的任何组合，诸如本文所公开的多个带110和/或其他带，并且可在带中具有不同数目光纤，诸如四个四光纤带和两个八光纤带。2013年1月17日提交的名称为“光纤带电缆(FiberOpticRibbonCable)”的美国申请案号13/743,852以全文引用的方式并入本文。

在一个实施方式中，电缆150可以包括强化元件158，诸如玻璃纤维和/或Kevlar股线或纱线，所述强化元件为围绕带156定位的电缆150提供抗拉强度和/或在带156与护套152之间提供抗拉强度。如图2所示，由于如本文中讨论的带156的紧凑的横截面尺寸，在一些实施方式中，内腔154内的空间允许带156在电缆150按需要弯曲并定位时在内腔154内旋转并重新对准。在内腔154内的这种旋转和重新对准减小在电缆150弯曲并定位时带156的光纤经受的力，从而限制光纤112内的信号衰减。

在其他实施方式中，护套156和内腔154可相应地减小尺寸以便提供尤其窄的光纤电缆150，诸如具有8mm或更小(如5mm或更小)的最大外部尺寸(例如，直径、宽度)，这是尤其小的光纤电缆，并且对于运载一或多个光纤带110的光纤电缆150(诸如在光纤电缆150中支持总共至少四个光纤112、至少八个或至少十六个光纤)来说是尤其小的。根据示例性实施方式，光纤电缆150可以具有如下光学密度：每二十平方毫米的电缆150的横截面面积具有至少一个光纤112，诸如每十平方毫米具有至少一个光纤112和/或每五平方毫米具有至少一个光纤112。例如，具有在横截面中由电缆150的外部周边限定的不大于80mm²的横截面面积的电缆150具有至少16个光纤(如至少16个光纤)，从而提供尤其致密的光纤电缆150并且可尤其适用于空间很宝贵的环境(诸如数据中心)。

现在参考图3，可与类似于光纤电缆150的光纤电缆以及其他实施方式一起使用的光纤带210包括多个光纤212，所述光纤彼此并列布置并且在共同基质材料214中彼此耦接，所述共同基质材料诸如交联和/或固化树脂、热固性材料、丙烯酸酯材料、热塑性材料或其他基质。根据示例性实施方式，光纤是玻璃光纤，具有玻璃芯216和玻璃包层218，并且可进一步包括包围玻璃包层218的一或多个聚合物涂层，诸如以上针对光纤112讨论的那些聚合物涂层。

在一些实施方式中，光纤112和/或带210的光纤212可为弯曲不敏感的光纤212。在一些此类实施方式中，包层218可以包括多个环形层220、222、224或区段。在一些实施方式中，至少两个环形区段222、224具有彼此不同的折射率，诸如用于捕捉在光纤弯曲时从芯216逸出的光的向上掺杂层(up-dopedlayer)222，以及具有纯二氧化硅或其他材料的邻接层220、224(例如，外部层和/或内部层)，所述邻接层具有比向上掺杂层222和/或芯216更低的折射率。在其他实施方式中，环形区段222、224包括向下掺杂层(down-dopedlayer)。

如图3所示，与光纤112、416(以下讨论)的双涂层124、426对比，图3的带210中的光纤212的涂层226包括包围并接触包层218的单一、各向同性且均匀的聚合物涂层226。进一步与双涂层相比，聚合物涂层226是软应力隔离层，并可具有类似于图6中的带410的层432(以下讨论)的模量。另外，光纤212上的应力隔离涂层226可实质上比图1和6的硬双涂层124、426厚，诸如为涂层426(如以下所讨论)的厚度的至少两倍，诸如为层426的厚度、范围、比率等的至少三倍。图3中的带的基质214可仅包括单一、均匀、各向同性基质材料，这种基质材料为硬涂层，具有类似于图6中的层434的涂层(以下讨论)的性质。因而，光纤212的应力隔离层226与硬基质214一起作用以保护光纤免受磨损和应力相关的衰减。

利用与图3相关联的至少一些实施方式，应力隔离涂层226可另外用于在光纤212的制造之后并在带210的制造之前和期间向光纤212提供有限保护。因而，应力隔离涂层226足以由专业光纤技术人员和专业化设备在工厂内操纵，但是可能不会针对与标准光纤在工厂外的操纵和使用相关联的磨损和撕裂进行配置。带110和210可以具有以下所公开的带410的尺寸，或者可为稍微更薄和更窄的，诸如具有的尺寸为以下针对带410所公开的范围、数量和比率的90％。

根据示例性实施方式，带210的光纤212中的一个的涂层226带有颜色或被染色，并且呈现明显不同于带210中的至少一个其他光纤212的颜色。颜色或染料与光纤212的涂层226整合，但也可将颜色或染料与图6中的光纤416的双涂层426中的其中一层整合，或整合在本文所公开的任何其他实施方式中的单个光纤的涂层中。在一些实施方式中，带颜色的光纤处于带210中的光纤阵列的末端或边缘，并且带210的其他光纤212可无颜色或带有彼此不同的颜色。

在其他实施方式中，带210的光纤212中的每个具有区别性的颜色，所述颜色不同于带210中的任何其他光纤。例如，在一些预期实施方式中，每个光纤212、416上的涂层226(图3)或涂层426(图6)是带颜色的涂层，并还提供对光纤212、416的有限刮擦保护。在本文所公开的制造带的一些预期方法中，颜色涂层226、426可在制造光纤212、416的玻璃芯和包层时“在拉丝上”涂覆。另外，基质材料214、432、434可选择为至少部分半透明的，以便颜色可从带210、410外部来辨别和区别。

现参考图4，可与类似于以上所讨论的电缆(诸如电缆150)的电缆一起使用的带310包括多个光纤212，所述光纤彼此并列布置并且在共同基质材料中彼此耦接。光纤212是具有玻璃芯216和玻璃包层218的玻璃光纤，并且在一些实施方式中，可为弯曲不敏感的光纤212。光纤212嵌入基质材料中，所述基质材料包括应力隔离层326和耐磨损层314，如本文针对尤其与图6相关联的实施方式所述。带310的一个边缘或侧面可被染色或以其他方式标记以便指示带310的取向。

图4的带类似于图1、图3和图6的带，但是在单个光纤112、212、416上并不具有离散聚合物涂层124、226、426。例如，带310可由直接来自形成光纤的拉丝塔(drawtower)的光纤而“在拉丝上(onthedraw)”制造，其中在制带前不从拉丝上切下光纤，使得光纤在带制造的至少部分期间仅仅具有一个自由末端。在一些此类实施方式中，在将光纤212与带310整合前，可不用力拉扯光纤212，将光纤绕成卷，或运输至单独的带制造设施。

因此，带310的大小和材料可以是尤其有效的，其中每个光纤212的玻璃包层218处于共同的聚合物基质中，并且每个光纤212的玻璃包层218与带310中的至少一个其他光纤212的包层218相邻(例如，两者之间触碰，或在制造公差内接触，诸如平均来说小于50微米、30微米或甚至20微米)。如图4所示，并且如可为本文所公开的其他实施方式的情况，带310的大部分体积是光纤212的玻璃(玻璃芯216和玻璃包层218)，诸如至少55体积％或甚至60体积％，从而形成尤其紧凑且有效的带310，其中带310(或其他实施方式)的剩余部分可由聚合物(基质、涂层和油墨)组成。

在一些实施方式中，光纤212通过边缘粘结物来彼此结合，诸如关于带110所公开，如图1所示。例如，在一些制造工艺中，光纤利用UV可固化材料的薄硬涂层在拉丝上进行边缘粘结，所述UV可固化材料诸如用于耐磨损层314的材料或具有类似所述材料的性质的材料。在一些制造方法中，光纤212的边缘粘结阵列随后可绕成卷，并且‘原样’售给光纤带制造商，光纤带制造商随后可向带添加另外层，诸如应力隔离层326和硬壳314。边缘粘结物可具有类似于图6的双层涂层326(以下讨论)的尺寸，不同之处在于，邻接光纤212通过边缘粘结物来彼此粘结(参见如图1所示边缘粘结物118)。在一些预期实施方式中，带310的至少一个光纤212是带颜色的，诸如在拉丝上着色，并且至少一个光纤212位于带310中的光纤212的阵列的末端，诸如带310中的两个带颜色的光纤212在光纤212阵列的相反侧上。

现在参考图5和图6，示出根据示例性实施方式的光纤带，所述光纤带示为光纤带410。带410包括示为带基质412(例如，结合材料)的带体，并还包括示为光纤416的多个光纤的阵列414。光纤416被带基质412的材料包围并嵌入所述材料中。在所示实施方式中，阵列414是光纤的平行阵列，其中每个光纤的中心轴418(每个光纤416的垂直于图6中示出的横截面的轴)是实质上平行于彼此的。在其他实施方式中，光纤可在带体412内布置成非平行的阵列(例如，二乘二阵列、交错阵列等)，诸如其中每个阵列沿带着的长度并且在带与带之间形成一致的芯对芯间隔，诸如在最宽分开距离的为25％的公差内的均匀间隔。

在所示实施方式中，阵列414中的每个光纤416仅在结构上不同于其他光纤416，如果存在所述不同，那么所述不同是针对阵列的最外层来说的。光纤416包括中心部分420，所述中心部分包括光学传输光学芯422或芯422以及包围并邻接一个芯422或多个芯422的包层424。在一些实施方式中，光纤416各自还包括了在包层424外的涂层426。光学芯422是由传输光的材料形成，诸如向上掺杂二氧化硅或纯二氧化硅。包围芯422的包层424也由传输光的材料形成，所述材料诸如其中具有向上或向下掺杂的环形层的二氧化硅，但是所述材料具有不同于芯422的折射率，诸如比光学芯422低的净折射率，由此光纤416充当在光学芯422内保持光信号的波导。

根据示例性实施方式，双涂层426包围光学芯422和包层424两者。具体来说，涂层426具有接触并粘结至包层424的外表面的内层428。内层428可在带410的所有光纤416中为均匀的。在一些此类实施方式中，双涂层426也具有限定每个光纤416的外表面(例如，外部)的外层430。外层430可在带的光纤416的一或多个之间有所不同，如就颜色来说，在以孟塞尔标度(Munsellscale)来计的色调、值和/或色度方面具有至少为3的差异，以便提供清晰视觉区别。双涂层426可能对光纤的聚合物涂层来说是尤其薄的，如以下所讨论，并且外层430可实质上比内层428薄，诸如小于所述内层的厚度的一半。在图5至图6所示实施方式中，涂层426由向光纤416提供保护(例如，保护免受刮擦、碎片等)的材料形成。

涂层426相对于光纤416的总直径的小厚度(即，图6所示涂层426的横截面尺寸，所述涂层垂直于光纤416的外表面，包括内层428和外层430)促成光纤416被尤其致密地填充在带410内。在各种实施方式中，涂层426的厚度平均来说小于50μm(例如，小于50微米(micrometer)或“微米(micron)”)，确切地说小于30μm并且更确切地说小于20μm。在具体实施方式中，涂层426的厚度为约12.5μm(例如，12.5μm加或减5μm、12.5μm加或减2.5μm、12.5μm加或减1μm)。在其他实施方式中，涂层426较厚。光纤416的属性和特征也可以应用于以上所讨论的光纤112。

在各种实施方式中，涂层426的厚度使得通过涂层426得到的占光纤416的直径的百分比尤其小。在各种实施方式中，涂层426的厚度占光纤416的直径的小于50％，诸如光纤416的直径的实质上小于50％并且更确切地说小于30％，诸如光纤416的直径的小于甚至25％。在具体实施方式中，涂层426占光纤416的直径的约20％。在某些实施方式中，每个光纤的中心部分420的直径为约100μm，并且涂层426的厚度为约12.5μm，使得光纤416的所得外径为约125μm。在其他实施方式中，涂层426较大和/或光纤的中心部分420以其他方式设定大小。

虽然一些常规光纤可包括硬聚合物涂层，但是涂层可实质上比本文所公开的涂层426厚(例如，厚至少五倍)。例如，在一些实施方式中，涂层426可不被设计来保护抗抵使常规光纤承受的标准程度的磨损和撕裂。作为替代，涂层426可能太薄以致无法承受这样的磨损和撕裂。涂层426可能仅仅足够保护光纤416免受与自身的磨耗接触和/或由自身引起的其他磨损，诸如当由专业光纤技术人员在光纤部件制造设施约束下操纵时的情况。因而，涂层426的厚度对设计用于更苛刻用途的光纤的光纤制造商来说可能是违反直觉的，因为涂层26可以在一些实施方式中提供此类有限保护。

根据示例性实施方式，对本文中讨论的涂层426的尤其窄的大小设定有助于光纤416在带410的带体412内的致密填充，从而实质减少带410的总体大小以及所述带消耗的材料的量两者。例如，在各种实施方式中，阵列414的相邻光纤的中心轴之间的距离D1小于200μm，确切地说小于175μm并且更确切地说小于150μm。在具体实施方式中，D1为约125μm。如将理解，在每个光纤416抵接和/或紧密邻接阵列中的相邻光纤的实施方式中，D1(图6)实质上等同于相邻光纤416的平均直径加小余量，诸如小于平均直径的10％。

另外，在所示实施方式中，除了涂层426的较小厚度大小之外，阵列414内光纤的定位有助于提供致密填充。例如，如图所示，光纤416嵌入带基质412中，使得在一些实施方式中，每个光纤416的由每一涂层426的外表面430限定的外表面与阵列中的相邻光纤的外表面430接触(例如，表面之间的实际接触或近似接触，在制造公差内紧密相邻，诸如分开小于5微米等)。边缘粘结物可用于将光纤416在带410的基质内保持在一起，如以上所讨论。

除了带基质412内的间隔之外，光纤416的大小和定位促成具有实质上小于许多常规的带的外部尺寸的带410。如图6所示，带410具有宽度W1和高度H1。在各种实施方式中，带410包括四个光纤416，并且W1介于500μm与700μm之间，而H1介于150μm与300μm之间。本文所公开的其他带可类似设定大小。

在各种实施方式中，由于涂层426的相对小的厚度，因此从光纤416的中心部分420的直径(例如，仅跨光学芯422和包层424或在所述光学芯和所述包层上的直径；即，光纤416的玻璃部分的直径)得到的占带410的尺寸H1、W1的百分比大于许多常规的带。在各种实施方式中，每个光纤416的中心部分420(例如，玻璃部分)的直径大于带的高度H1的50％，从而提供异常地薄的光纤带。在一些此类实施方式中，中心部分420的直径可以大于H1的60％并且更确切地大于H1的65％。在一些实施方式中，光纤416的所有中心部分420(例如，玻璃部分)的累计直径占带的宽度W1的50％与95％之间，这也提供异常地窄的带。在一些此类实施方式中，中心部分420的直径可介于W1的60％与90％之间，其中百分比随带中的光纤数目而增加。

如上所述，带410的基质414结构化来提供应力隔离和/或所需弯曲特性。在所示实施方式中，带基质412包括示为内层432的第一层以及外层434。内层432是由聚合物材料的连续单层形成，并且包括与光纤416的外层430和/或外部接触的至少一个内表面436。在这种布置中，光纤416是嵌入的，并且每个光纤至少部分地被内层432的材料包围。在光纤416的外表面彼此接触(例如，表面之间的实际接触或近似接触)的一个实施方式中，内层432内的、光纤416的外部表面的区域的95％至100％之间接触内层432的材料。在光纤416的外表面彼此接触的一个实施方式中，内层432内光纤416的外表面的区域的小于100％但大于95％接触内层432的材料。

仍然参考图5至图6，带基质414的外层434是包围所述带基质的内层432的聚合物材料的连续单层。外层434包括内表面438和外表面440。外表面440可以限定带410的外表面。外层434的内表面438与内层432的外表面442接触(例如，表面之间的实际接触或近似接触)。在一个此类实施方式中，外层434的内表面438的大于95％与内层432的外表面442接触。以此方式，基质414的内层432与外层434之间的界面限定边界444。在所示实施方式中，边界444具有带圆角拐角的大体上矩形的横截面形状。如图1所示，边界444可以其他方式成形。在图5至图6的这个实施方式中，边界444的上侧、下侧、左侧和右侧是大体上平面的区段，使得外层434具有沿着带基质412的上侧、下侧、右侧和左侧实质上一致的厚度。

在各种实施方式中，涂层426、基质414的内层432和基质414的外层434中的每个的一或多种材料性质被选择来提供本文中讨论的各种功能性。一般说来，涂层426和外层434两者是由相对刚性材料(例如，具有相对高的杨氏弹性模量的材料)形成，并且内层432是由相对顺应性的材料(例如，具有相对低的杨氏弹性模量的材料)形成。在一些实施方式中，涂层426的高模量材料用来保护光纤416的包层424的外表面，并且外层434的高模量材料用来向带410提供强度和耐久性。在此类实施方式中，内层432的低模量材料提供顺应层，所述顺应层用来使光纤416与可施加于带410的应力隔离或隔绝，并且因此有助于限制或防止可因光纤416的光学芯经受的应力发生的光学信号衰减。

在各种实施方式中，各种层的材料的弹性被选择来提供本文中讨论的各种功能性。在各种实施方式中，外层434的材料的杨氏弹性模量和涂层426的材料的杨氏弹性模量大于内层432的材料的杨氏弹性模量。在一个实施方式中，外层434的材料的杨氏弹性模量介于50至200MPa之间，内层432的材料的杨氏弹性模量介于1至20MPa之间，并且涂层426的材料的杨氏弹性模量介于50至200MPa之间。在一个实施方式中，外层434和涂层426两者的材料的杨氏弹性模量比内层32的材料的杨氏弹性模量大至少2倍和/或不大于200倍，诸如大5倍与100倍之间。

现参考图7和图8，示出根据示例性实施方式的另一光纤带，所述光纤带示为光纤带460。除了本文中讨论的之外，带460实质上类似于带410。带460包括示为带基质462的带体。包括四个光纤416的光纤阵列嵌入带基质462中。类似于以上所讨论的带基质412，带基质462包括内层464和外层466。内层464是由聚合物材料的连续(例如，纵向连续)单层形成，并且包括与光纤416的外表面430接触的至少一个内表面468。在这种布置中，光纤416是嵌入的，并且被内层464的材料包围。在各种实施方式中，内层464由如以上所讨论的低模量材料形成，并且外层466由如以上所讨论的高模量材料形成。

如图8所示，带460具有宽度W2和高度H2。在各种实施方式中，带460包括四个光纤416，并且W2介于500μm与600μm之间并且更确切地为约550μm。在这个实施方式中，H1介于150μm与200μm之间并且更确切地为约180μm。在其他实施方式中，带460具有以上针对与图5至图6相关联的实施方式所公开的尺寸H1和W1。

根据示例性实施方式，外层466是包围内层464的聚合物材料的连续单层。外层466包括内表面470和外表面472。外表面472限定带460的外表面。外层466的内表面470与内层464的外表面474接触。以此方式，内层464与外层466之间的界面限定边界476。

相较于图5和图6所示边界444，边界476具有膨起或突出的圆形拐角区段478。圆形拐角区段478是由内层464形成，所述内层具有位于内层464拐角处的四个膨起部分480。膨起部分480被成形来使得在垂直于光纤416的外表面430的方向上测量的内层464的厚度沿着扫过45度的弧增加并且沿着扫过45度的相邻弧减小，以便在边界476拐角处形成膨起部分80。另外，由于膨起部分480所占据的另外体积，外层466包括拐角区段482，所述拐角区段所具有的厚度小于外层466的沿着外层466的上方部分和下方部分的厚度。膨起部分480向内层464提供了厚度可变区段，所述区段充当对准特征以将带恰当对准并将所述带引导穿过形成外层466的挤出或涂布设备的工作台(stage)。

参考图8，边界476包括第一实质上平面的区段484和第二实质上平面的区段486，两个区段都平行于带460的长轴(例如，在图8的取向中的水平轴)延伸并且分别位于光纤416的上方和下方。第一实质上平面的区段484实质上与光纤416的外表面430的上方部分相切，并且第二实质上平面的区段486实质上与光纤416的外表面的下方部分相切。

如图所示，第一实质上平面的区段484和第二实质上平面的区段486实质上平行于彼此，并且以实质上与光纤416的横截面直径相等(诸如大于所述直径不到415微米)的距离分离。边界476还包括了接触阵列414的最左侧光纤416的外表面430的第一侧向区段488以及接触阵列414的最右侧光纤416的外表面430的第二侧向区段490。在一个实施方式中，内层464被挤出在光纤416之上，并且在这个实施方式中，具有切向平面区段484和486的内层464的形成有助于确保光纤416在内层464的挤出期间保留在平行阵列中，并且具有侧向区段488和490的内层464的形成有助于确保阵列414的宽度并有助于确保准确的芯对芯间隔。

在一个实施方式中，边界区段484、486、488和490通过挤出工具几何形状得到，所述挤出工具几何形状在光纤416的外表面内、在这些边界区段位置处进行接触(例如，表面之间的实际接触或近似接触)，并且这种接触(例如，表面之间的实际接触或近似接触；光纤416与工具之间无间隙)有助于在光纤416移动穿过形成内层464的挤出设备时对光纤416的间隔和定位。

参考图9和图10，示出根据示例性实施方式的另一光纤带，所述光纤带示为光纤带500。除了本文中讨论的之外，带500实质上类似于带410和带460。带500包括示为带基质502的带体。包括四个光纤416的光纤阵列嵌入带基质502中。带基质502包括内层504、中间层506以及外层508。

在这个实施方式中，中间层506具有接触内层504的外表面512的内表面510，并且中间层506具有接触外层508的内表面516的外表面514。在一个实施方式中，内层504和外层508两者由类似于以上所讨论的带410的外层434的高模量材料形成，并且中间层506由类似于以上所讨论的带410的内层432的低模量材料形成。在一些实施方式中，内层504可充当边缘粘结物，并可具有上述边缘粘结物结构和材料(参见例如如图1所示边缘粘结物118)；并且在其他实施方式中，内层504是由中等模量材料形成，使得内层504的材料具有介于中间层506的模量与外层508模量之间的杨氏弹性模量。

内层504是与以上所讨论的带460的内层464类似的形状。如以上所讨论，内层504的形状在其外表面与相邻外层之间产生边界，所述边界加强光纤416在移动穿过挤出工具期间的定位。中间层506被成形成一或多个厚度可变部分，所述部分示为突起520。突起520的作用类似于带460的膨起部分480，原因在于所述突起充当对准特征以便将带恰当对准并将所述带引导穿过形成外层508的挤出设备的工作台。

如图10所示，带500具有宽度W3和高度H3。在各种实施方式中，带500包括四个光纤416，并且W3介于550μm与650μm之间，并且更确切地为约600μm。在这个实施方式中，H1介于200μm与300μm之间，并且更确切地为约250μm。在其他实施方式中，带500具有乘以1至2之间的倍数(诸如1.1至1.5)的以上针对与图5至图6相关联的实施方式所公开的尺寸H1和W1(例如，实际尺寸、比率、百分比等)。

在各种实施方式中，涂层426、内层432、464和504与外层434、466和508以及中间层506可由具有如上文讨论的各种弹性模量的多种聚合物材料制成。在一个实施方式中，涂层426、内层432、464和504与外层434、466和508以及中间层506是由UV可固化丙烯酸酯材料形成。在其他实施方式中，涂层426、内层432、464和504与外层434、466和508以及中间层506可由热塑性材料和/或热固性材料形成。

虽然本文中讨论的实施方式主要涉及具有四个光纤的带实施方式，但是上文所讨论的应力隔离带体以及光纤可用于其他带应用。在其他示例性实施方式中，本文中讨论的光学带可包括2个、6个、8个、10个、12个、14个、16个等光纤或传输元件(例如，光纤16)。虽然本文中讨论的带实施方式示为具有布置成实质上平行的阵列的光纤416，但是光纤416可布置成方形阵列、矩形阵列、交错阵列、或可适于特定应用的任何其他空间图案。

在另一实施方式中，本文中讨论的光学带可包括位于带基质412内的一或多个多芯光纤。在一些预期实施方式中，可以提供具有多个光学传输元件(例如，被包层包围的多个光学芯)的单个整体光学结构，并且多芯光纤嵌入在应力隔离的带基质实施方式中的一个中和/或利用如本文讨论的涂层(例如，涂层426)涂布。

本文中讨论的光纤可为玻璃和/或塑料所制成的柔性透明光纤。光纤可以用作波导以在光纤的两个末端之间传输光。光纤可以包括被具有较低折射率的透明包层材料包围的透明芯。光可通过全内反射而保持在芯中。玻璃光纤可以包含二氧化硅，但是也可使用一些其他材料，诸如氟锆酸盐、氟铝酸盐和硫属元素化物玻璃以及结晶材料(如蓝宝石)。光可以由具有较低折射率的光学包层沿光纤的芯向下引导，所述光学包层捕捉光和/或通过反射(例如，全内反射)将光在芯中或朝芯导向。包层可由聚合物缓冲剂和/或保护所述包层免受湿气和/或物理损坏的另一涂层涂布。这些涂层可为UV固化聚氨酯丙烯酸酯复合材料，所述复合材料在拉制工艺期间被涂覆在光纤的外部。涂层可保护成股的玻璃纤维。光纤可如上文所讨论那样为弯曲不敏感的，和/或可为单模、多模和/或多芯光纤。

除非另外明确说明，否则决不意图将本文阐述的任何方法解释为要求以特定顺序执行所述方法的步骤。因此，在方法权利要求实际并未叙述方法步骤所遵循的顺序或者权利要求书或本说明书并未另外具体陈述步骤将受限于特定顺序的情况下，决不意图推断任何特定顺序。本领域的技术人员将会清楚，在不脱离所公开的实施方式的精神或范围的情况下，可做出各种修改和变化。由于本领域的技术人员可以想到结合所公开的实施方式的精神和实质的实施方式的修改组合、子组合和变化，因此所公开的实施方式应解释为包括所附权利要求书和其等效物范围内的任何内容。

Claims (20)

1.一种光纤带，所述光纤带包括：

光纤，每个光纤均包括被包层包围的芯；

边缘粘结物，所述边缘粘结物使得所述光纤以并列布置来彼此刚性连接；

应力隔离层，所述应力隔离层包围所述光纤和所述边缘粘结物，其中所述边缘粘结物限制所述光纤在所述应力隔离层内相对于彼此的独立移动；以及

硬化壳体，所述硬化壳体包围所述光纤、所述边缘粘结物以及所述应力隔离层，所述硬化壳体限定所述光纤带的外部，

其中，在摄氏25度和在海平面高度，所述硬化壳体的杨氏弹性模量平均来说为所述应力隔离层的杨氏弹性模量的至少两倍。

2.根据权利要求1所述的光纤带，其特征在于，所述边缘粘结物就体积来说小于所述光纤带的10％。

3.根据权利要求2所述的光纤带，其特征在于，所述边缘粘结物就体积来说小于所述光纤带的6％。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光纤带，其特征在于，所述边缘粘结物周向包围所述光纤中的每个。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤带，其特征在于，所述边缘粘结物是连续单层的，紧紧包裹由其所连接的所述光纤，使得所述边缘粘结物从所述边缘粘结物的任何给定位置到所述光纤中的最靠近的光纤平均来说延伸不大于50微米。

6.根据权利要求5所述的光纤带，其特征在于，所述边缘粘结物从所述光纤中的所述最靠近的光纤平均来说延伸不大于20微米。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光纤带，其特征在于，所述边缘粘结物硬于所述应力隔离层。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的光纤带，其特征在于，在摄氏25度和在海平面高度，所述边缘粘结物的杨氏弹性模量平均来说为所述应力隔离层的所述杨氏弹性模量的至少两倍，由此所述硬化壳体减缓由外磨损源对所述应力隔离层造成的损坏，所述应力隔离层相对于外应力源而为所述光纤做出缓冲，并为所述硬化壳体内的所述光纤提供至少一些柔性，并且所述边缘粘结物减缓与所述应力隔离层内的光纤对光纤负载相关联的光纤衰减。

9.一种光纤带，所述光纤带包括：

多个光纤，所述多个光纤彼此并列布置，其中所述光纤中的每个包括玻璃芯和玻璃包层，其中所述玻璃包层包围所述玻璃芯并与所述玻璃芯重叠，其中所述光纤中的一个的所述玻璃包层与所述光纤带的所述光纤中邻接的一个光纤的所述玻璃包层的距离小于50微米，并且其中所述光纤具有离散包围所述玻璃包层的聚合物涂层，所述聚合物涂层的厚度小于所述光纤的所述玻璃芯和所述玻璃包层部分的直径的20％，或者其中所述光纤完全没有单独的聚合物涂层；以及

基质，所述基质在所述带中将所述光纤彼此耦接，

其中所述带的体积的大部分是所述光纤的玻璃。

10.根据权利要求9所述的光纤带，其特征在于，所述光纤是弯曲不敏感的光纤，其中所述玻璃包层包括多个玻璃的环形层，其中所述环形层中的一个的折射率不同于环形层中邻接的一个环形层的折射率，并且其中所述环形层的至少一个是掺杂的，由此所述光纤的所述弯曲不敏感性减缓因所述光纤带上的外应力源和内应力源的衰减。

11.根据权利要求9或10所述的光纤带，其特征在于，所述光纤带的高度小于所述带的所述光纤中的一个的所述玻璃芯和所述玻璃包层部分的直径的1.5倍。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的光纤带，其特征在于，所述光纤带的所述光纤各自包括离散包围所述光纤带的所述包层的所述聚合物涂层，并且其中所述光纤中的至少一个的所述聚合物涂层是双层的，具有接触所述包层的第一层和包围所述第一层的第二层，并且其中所述第二层带颜色以便促成经由所述光纤带中的光纤的所述布置内的位置来对所述光纤带的取向进行视觉识别。

13.根据权利要求12所述的光纤带，其特征在于，仅所述光纤带的所述光纤中的一个由于所述光纤相对于所述光纤带的其他光纤的独特着色而包括所述第二层的所述带颜色的材料。

14.根据权利要求12或权利要求13所述的光纤带，其特征在于，所述光纤带的所述光纤中的每个的所述聚合物涂层包括与所述第一层相同材料的层。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的光纤带，其特征在于，所述第一层和所述第二层这两者都由硬聚合物材料形成，所述硬聚合物材料各自在摄氏25度在海平面高度具有至少50MPa的杨氏弹性模量。

16.一种光纤带，所述光纤带包括：

光纤，每个光纤包括被包层包围的芯以及离散包围所述光纤的所述包层的分层的聚合物涂层，其中所述分层的聚合物涂层具有接触所述包层的第一层和包围所述第一层的第二层，其中对于所述光纤中的每个来说，所述第一层都相同，并且其中所述光纤的至少两个的所述第二层的颜色彼此相差至少3的孟塞尔色度；

边缘粘结物，所述边缘粘结物使得所述光纤以并列布置来彼此刚性连接；

应力隔离层，所述应力隔离层包围所述光纤和所述边缘粘结物，其中所述边缘粘结物限制所述光纤在所述应力隔离层内相对于彼此的独立移动；以及

硬化壳体，所述硬化壳体包围所述光纤、所述边缘粘结物以及所述应力隔离层，

其中，在摄氏25度和在海平面高度，所述硬化壳体的杨氏弹性模量平均来说为所述应力隔离层的杨氏弹性模量的至少两倍，

由此所述硬化壳体减缓由外磨损源对所述应力隔离层造成的损坏，所述应力隔离层相对于外应力源而为所述光纤做出缓冲，并为所述硬化壳体内的所述光纤提供至少一些柔性，并且所述边缘粘结物减缓与所述应力隔离层内的光纤对光纤负载相关联的光纤衰减。

17.根据权利要求16所述的光纤带，其特征在于，所述光纤是弯曲不敏感的光纤，其中所述包层包括多个玻璃的环形层，其中所述环形层中的一个的折射率不同于环形层中邻接的一个环形层的折射率，并且其中所述环形层的至少一个是掺杂的，由此所述光纤的所述弯曲不敏感性减缓因所述光纤带上的外应力源和内应力源的衰减。

18.根据权利要求16或权利要求17所述的光纤带，其特征在于，所述光纤的所述分层的聚合物涂层的所述第二层的厚度平均来说小于所述光纤的所述分层的聚合物涂层的所述第一层的厚度的一半。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的光纤带，其特征在于，所述边缘粘结物就体积来说小于所述光纤带的10％。

20.根据权利要求16至19中任一项所述的光纤带，其特征在于，所述边缘粘结物是连续单层的，紧紧包裹由其所连接的所述光纤，使得所述边缘粘结物从所述边缘粘结物的任何给定位置到所述光纤的最靠近的光纤平均来说延伸不大于50微米。