CN106255908B - 光纤校准连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光纤连接器，用于配合第一组的一根或多根光纤(102)与第二组的一根或多根光纤(103)中的一根或多根对应光纤。所述光纤连接器包括遮光器(105)，所述遮光器防止碎片进入连接器，并且提供光学参考表面，利用所述光学参考表面来校准被插入到所述连接器中的光纤。所述光纤连接器应用于一般的光纤领域，更具体地应用于医学领域，在医学领域中，所述光纤连接器可以在光子针应用中用于连接光纤。

Description

光纤校准连接器
技术领域
本发明涉及用于使光纤相互连接的光纤连接器。本发明也涉及光纤的光学路径的校准。该光纤连接器可以用于光纤的一般领域，包括光学测试和测量领域。更具体地，该光纤连接器应用于医学领域中，其中，该光纤连接器可以用于校准在基于光谱学的组织分析中使用的光纤。
背景技术
光纤连接器用于终止光纤。光纤连接器也可以用于机械地保持两根光纤，使得由一根光纤承载的光能够耦合到对应的光纤中，以在其间形成光传输路径。多年来为特定目的已经开发了多种光纤连接器类型，包括PC、SMA、LC和ST类型连接器。公知的FC类型的光纤连接器例如提供具有高达500次配合周期的高对准准确性，并且应用于电信领域中，其中，在光纤核心之间的小的未对准将导致显著的光学插入损失。
由于制造公差的变化和材料的年龄相关的退化，光纤连接器的光学路径的透射率可能经受一些变化。一些应用(尤其是光学测试和测量应用)对光纤所承载的光的不同波长的绝对透射率和/或相对透射率的变化高度敏感，这是因为这种变化会导致测量出的信号中的误差。校准光纤的光学路径的能力因此在光学测试和测量装备中非常重要。在光学测试和测量领域中的一个示范性应用中，所谓的光子针在R.Nachabé,B.H.W.Hendriks、A.E.Desjardins、M.van der Voort、M.B.van der Mark以及H.J.C.M.Sterenborg的文献“Estimation of lipid and water concentrations in scattering media withdiffuse optical spectroscopy from 900to 1600nm”(J.Biomed.Opt.15，037015，2010年)中公开了使用光纤来输送光并在针的端部处执行光谱感测测量，以便分析与针端部接触的组织。在该范例应用中，在控制台内安置光源和光学测量装置。由光源生成的光学辐射被通过输送光纤传输到针端部，在此与和针端部接触的组织相互作用。在由输送光纤发射的光与组织的相互作用之后，通过收集光纤收集返回的光，并将返回的光传递到控制台内的光学测量装置。光学相互作用可以包括例如从组织的漫反射或镜面反射，或者从组织中的生色团的荧光发射或者在组织中存在荧光标记。因此，返回的光包括例如漫反射光或镜面反射光、拉曼散射光或者荧光发射光。随后可以通过比较收集光纤所收集的光的光谱含量与输送光纤所发射的光的光谱含量来分析组织。由于该光谱分析的敏感本质，在输送和收集光学信号中使用的光纤的传输谱中的变化可以混淆分析。尤其地，这是在该传输谱中导致误差的相对变化。因此，有益的是，在使用之前测量输送光纤和收集光纤的传输谱，以便执行校准。这种校准在校准以对抗在光学测量路径中的其它光学部件的光学性能的变化中也可以是有益的，包括光谱仪和光源，这是因为敏感度、发射率和衰减也根据这些光学部件的波长和环境参数而变化。因此，有益的是，校准在光源与光学检测器之间的整个光学路径，以便改善该分析的准确性。
在美国专利US4050450中公开了一种用于校准光纤探头(例如，导管)的设备。该专利公开了将一般管状的反射构件附接到导管的远端，使得位于导管内的输送光纤所输送的光被反射到导管内的收集光纤中。随后基于管状构件的光学反射率来校准光学路径。
在美国专利US7005623B2中公开了用于校正光纤的光学路径的另一设备。该专利公开了在其内表面上的具有一个或多个检测器的校准护套。在使用中，检测器测量用于调节传输的功率的发射辐射的部分，以便符合期望的处置参数。
然而，这些解决方案所要求的额外部件的缺点在于它们使得工作流复杂化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种允许在两根或更多根光纤之间制造可靠的光学路径的光纤连接器。本发明的其它方面在权利要求和相关联的附图中得以描述。
根据本发明的一个方面，一种光纤连接器包括主体和遮光器。所述主体具有共享公共轴线的两个端口。第一端口在所述主体的一端处，并且被配置为容纳第一组的一根或多根光纤；并且第二端口在所述主体的另一端处，并且被配置为容纳第二组的一根或多根光纤。光纤优选沿着与所述公共轴线平行的方向被容纳。两个端口都沿着所述公共轴线延伸到腔中。所述腔被设置在所述主体内，并且沿着所述公共轴线在所述第一端口与所述第二端口之间。所述遮光器能以铰链方式被安装到所述第一端口；所述遮光器选择性地在所述遮光器阻挡所述第一端口的第一状态与打开状态之间移动。所述遮光器优选地具有平面形式。所述遮光器具有外表面和相反的内表面。通过在沿着所述公共轴线的方向向所述遮光器的所述外表面施加力，所述遮光器能在闭合状态与所述打开状态之间移动。所述遮光器优选地被设置在所述腔内，并且通过沿着朝向所述腔的方向向所述遮光器的所述外表面施加力而能打开到所述腔。备选地，所述遮光器可以被设置在所述端口的端处，并通过向所述遮光器的所述外表面施加力而能打开并远离所述腔。可以使用杠杆来促进施加期望的力。
所述连接器因此可以用于配合第一组的一根或多根光纤与在第二组的一根或多根光纤中的一根或多根对应光纤。因此，可以在第一组中的对应光纤与第二组中的对应光纤之间形成光学路径。所述遮光器防止例如灰尘和沙粒的碎片进入所述连接器，如果在所述光学连接器中存在所述碎片则将使所述连接器归因于磨损配合的光纤核心而减少寿命。此外，由于通过向所述遮光器的所述外表面施加力而进入所述第一端口，所述遮光器能够在其被插入到端口时利用所述第一组的一根或多根光纤的插入力而被打开。简化的插入机构促进用单只手插入所述第一组，从而改善工作流。此外，当所述第二组的一根或多根光纤被容纳于所述第二端口内时，所述遮光器相对所述第二组的取向以及所述内表面的固有的非零折射率准许将所述内表面用作光学参考表面，以用于校准所述第二组的一根或多根光纤。
根据本发明的另一方面，所述遮光器的所述内表面具有在至少第一校准波长区间内的预定的光学特性标识，其中，所述预定的光学特性标识是从以下的组中选择的：漫反射光谱、镜面反射光谱、拉曼散射光谱、荧光发射光谱。这些预定的光学特性标识中的任一个或其组合可以被有利地用于校准在第二组被插入所述第二端口时所述第二组中的一根或多根光纤的光传输。
根据本发明的另一方面，所述光纤连接器包括机械阻抗器件，所述机械阻抗器件与所述遮光器和所述主体机械连通。所述机械阻抗器件确保当所述第一端口未被占据时所述遮光器可靠地保持闭合在所述闭合状态。
根据本发明的另一方面，所述光纤连接器的所述主体和所述遮光器两者对于在至少第一校准波长区间内的光学波长是不透明的。此外，所述遮光器在所述闭合状态下阻挡所述第一端口，以在所述第一端口与所述腔之间形成不透光的屏障。从而提供连接器，所述连接器能够用于对于与占据所述第二端口的光纤进行光学通信的光纤检测器执行检测器暗电流校准流程。
根据本发明的另一方面，所述光纤连接器包括碎片收集区。有利地，进入到所述腔中的任何灰尘或沙粒或微粒在所述碎片收集区处被捕获(在所述碎片收集区，所述灰尘或沙粒或微粒被固定)，从而防止磨损光纤核心的配合表面。
根据本发明的另一方面，公开了一种光纤连接器布置。所述布置包括光纤连接器和第二组的一根或多根光纤；所述第二组的一根或多根光纤被容纳于所述第二端口内，使得当所述第二组中的一根或多根光纤发射到所述腔中的输送光入射到处于所述闭合状态的所述遮光器的所述内表面时，伴随所发射的输送光而由所述遮光器的所述内表面散射或反射或发射的返回的光至少部分地被所述第二组中的一根或多根光纤所收集。这种布置可以有利地用于校准在所述第二组中的一根或多根光纤的光学路径的传输。优选地，伴随所发射的输送光而由所述第二组中的一根或多根光纤所收集的返回的光功率是输送光功率的0.1％或更多、或者1％或更多、或者5％或更多、或者10％或更多、或者20％或更多、或者50％或更多。
根据本发明的另一方面，公开了另一光纤连接器布置。在该布置中，所述光纤连接器的遮光器处于打开状态，并且所述光纤连接器布置包括第一组的一根或多根光纤。所述第一组被容纳于第一端口内，使得所述第一组至少部分地填充腔。此外，所述第一组相对所述第二组被布置为使得所述第一组中的每根光纤与所述第二组中的一根或多根对应光纤进行光学通信。通过沿着公共轴线的方向向遮光器的外表面施加力而能打开的遮光器，允许连接器在闭合状态与连接状态之间转换，在所述闭合状态下，防止灰尘或光中的任一个进入连接器或者能够执行光学校准或暗测量；在所述连接状态下，第一组和第二组中的对应光纤之间实现光学通信。
根据本发明的另一方面，公开了另一光纤连接器布置。该布置包括光纤连接器，所述光纤连接器具有插入到第二端口的第二组的一根或多根光纤、光源和光谱仪。第二组包括第二组输送光纤和第二组返回光纤。此外，第二组输送光纤与光源进行光学通信，并且第二组返回光纤与光谱仪进行光学通信。遮光器处于闭合状态，使得第二组输送光纤和第二组返回光纤形成在源与光谱仪之间的包括遮光器的内表面的光学路径。因此，所述布置定义了这样的配置：在该配置中，遮光器的内表面可以被用作光学参考表面，利用所述光学参考表面，基于内表面的光学属性，校准第二组输送光纤和第二组返回光纤的光学传输。
根据本发明的另一方面，公开了另一光纤连接器布置。该布置包括光纤连接器，所述光纤连接器具有插入到第一端口的第一组的一根或多根光纤、以及插入到第二端口的第二组的一根或多根光纤。在该布置中也包括光源、光谱仪和光学探头。所述第一组包括第一组输送光纤和第一组返回光纤，并且所述第二组包括第二组输送光纤和第二组返回光纤。所述第一组输送光纤和所述第一组返回光纤各自都具有位于所述光学探头的远端处的远端。此外，所述第二组输送光纤和所述第一组输送光纤形成在所述光源与所述光学探头的所述远端之间的光学路径。并且，所述第一组返回光纤和所述第二组返回光纤形成在所述光学探头的所述远端与所述光谱仪之间的光学路径。所述布置可以用于在所述光学探头的所述远端处执行光学测量。
根据本发明的另一方面，公开了另一光纤连接器布置。该布置包括连接器，所述连接器具有插入到第一端口中的第一组的一根或多根光纤，以及插入到第二端口中的第二组的一根或多根光纤。所述第一组相对所述第二组被布置，使得所述第一组中的每根光纤与所述第二组中的一根或多根对应光纤进行光学通信。所述第一组包括第一组输送光纤和第一组返回光纤，并且所述第二组包括第二组输送光纤和第二组返回光纤。此外，以下中的至少一种为真：i)所述第二组输送光纤(1031)的数值孔径(NA2D)超过所述第一组输送光纤(1035)的数值孔径(NA1D)；或ii)所述第二组输送光纤(1031)的核心直径(D2D)超过所述第一组输送光纤(1035)的核心直径(D1D)，或iii)所述第二组返回光纤(1032)的数值孔径(NA2R)超过所述第一组返回光纤(1036)的数值孔径(NA1R)，或iv)所述第二组返回光纤(1032)的核心直径(D2R)超过所述第一组返回光纤(1036)的核心直径(D1R)。通过将在第二组侧上的连接器中的至少一根光纤的圆锥角布置为超过在与其通信的第一组侧上的对应光纤的圆锥角，放宽第一组相对第二组的对准公差。术语“超过”在此表示两个参数的比率优选是1.1或更多，或者1.2或更多，或者1.5或更多。根据本发明的另一方面，公开了一种校准光纤路径的方法。该方法例如可以校准光学路径的传输。该方法包括以下步骤：利用根据权利要求10所述的光纤连接器布置中的所述光谱仪来测量参考光谱(S1)；利用根据权利要求11所述的光纤连接器布置中的所述光谱仪来测量信号光谱(S2)；并且在由所述光谱仪检测到的在光谱范围内的一个或多个光学波长处，基于以下中的任一项来计算经调节的光谱(S3)：i)所述参考光谱(S1)与所述信号光谱(S2)之间的差，或ii)所述参考光谱(S1)与所述信号光谱(S2)之间的比率。所述方法可以将遮光器的内表面用作光学参考表面而有利地用于校准第一组的一根或多根光纤，并且用于校正利用光探头测量的后续测量出的信号光谱。
根据本发明的另一方面，公开了一种计算机程序或计算机程序产品。这包括这样的指令：所述指令当在计算机上被运行时令所述计算机进行以下操作中的任一项：i)利用根据权利要求10所述的光纤连接器布置来生成参考光谱；或ii)利用根据权利要求11所述的光纤连接器布置中的所述光谱仪来生成信号光谱(S2)。所述计算机程序或计算机程序产品因此准许基于遮光器的闭合状态或打开状态而自动采集光谱。
根据本发明的另一方面，公开了另一计算机程序或计算机程序产品。这包括这样的指令：所述指令当在计算机上被运行时令所述计算机基于第一组的一根或多根光纤的配合表面的或者支撑第一组的一根或多根光纤的套圈的配合表面的预定的光学特性标识将来根据多种类型的与预定的光学特性标识相关联的第一组的一根或多根光纤以确定哪种类型的第一组的一根或多根光纤在光纤连接器的腔中。查找表可以存储每种类型的第一组的一根或多根光纤与其预定的光学特性标识之间的关联性。可以在确定过程期间查阅查找表。
根据本发明的另一方面，公开了另一计算机程序或计算机程序产品。这包括这样的指令：所述指令当在计算机上被运行时令所述计算机执行以下步骤：基于根据权利要求10所述的光纤连接器布置的所述遮光器的所述内表面的所述预定的光学特性标识来识别所述遮光器是否处于所述闭合状态；当所述遮光器处于所述闭合状态时，利用根据权利要求10所述的光纤连接器布置中的所述光谱仪来测量参考光谱(S1)；基于根据权利要求11所述的光纤连接器布置的所述遮光器的所述内表面的所述预定的光学特性标识来识别所述遮光器是否处于所述打开状态；并且当所述遮光器处于所述打开状态时，利用根据权利要求11所述的光纤连接器布置中的所述光谱仪来测量信号光谱(S2)；并且在由所述光谱仪检测到的在光谱范围内的一个或多个光学波长处，基于以下中的任一项来计算经调节的光谱(S3)：i)所述参考光谱(S1)与所述信号光谱(S2)之间的差，或ii)所述参考光谱(S1)与所述信号光谱(S2)之间的比率；其中，相对同一光纤连接器执行上述步骤中的每个。因此，所述计算机程序和计算机程序产品可以有利地基于遮光器的闭合状态或打开状态而自动测量参考光谱和信号光谱，并且使用参考光谱来重新计算信号光谱，从而改善测量出的光谱的准确性。
根据本发明的另一方面，提供了具有对应的对准孔和对准销的光纤连接器的各种配置，其以改善的可靠性促进光纤连接器的配合。
附图说明
图1图示了光纤连接器101，其具有遮光器105、单独的第一组的一根或多根光纤102以及单独的第二组的一根或多根光纤103。
图2图示了具有遮光器205的光纤连接器201的立体视图。
图3图示了具有打开状态的遮光器305的光纤连接器，其中，第一组的一根或多根光纤302被容纳于连接器的第一端口306内，并且第二组的一根或多根光纤303被容纳于连接器的第二端口307内。
图4图示了光纤连接器401，其具有机械阻抗器件414，所述机械阻抗器件414被配置为提供恢复力以抵消遮光器从闭合状态向打开状态的移动。
图4A图示了具有打开状态的遮光器的光纤连接器，其中，第一组光纤被容纳于连接器的第一端口内，并且第二组光纤被容纳于连接器的第二端口内，连同机械阻抗器件414a一起，所述机械阻抗器件414a被配置为提供恢复力以抵消遮光器从闭合状态向打开状态的移动。
图5图示了具有碎片收集区515的光纤连接器501。
图5A图示了具有碎片收集区515a的光纤连接器，其中，连接器具有被容纳于连接器的第一端口506a内的第一组光纤502a以及被容纳于连接器的第二端口507a内的第二组光纤503a。
图6图示了光纤连接器601，其具有用于将第一组602的一根或多根光纤保留在连接器601的第一端口606中的第一保留器件616，以及用于将第二组603的光纤保留在连接器601的第二端口607中的第二保留器件618。
图6A图示了具有第一保留器件和第二保留器件的光纤连接器，其中，连接器具有被容纳于连接器的第一端口内的第一组光纤，以及被容纳于连接器的第二端口内的第二组光纤。
图7图示了光纤连接器布置720，其包括光纤连接器以及被容纳于连接器的第二端口707内的第二组光纤703，其中，连接器的遮光器705处于闭合状态710。
图8图示了光纤连接器布置828，其包括光纤连接器、被容纳于连接器的第二端口807内的第二组803的光纤、光源829以及光谱仪830，其中，连接器的遮光器805处于闭合状态810。
图9图示了光纤连接器布置923，其包括光纤连接器、被容纳于连接器的第二端口907内的第二组光纤903、以及被容纳于连接器的第一端口906内的第一组光纤902，其中，连接器的遮光器处于打开状态911。
图10图示了光纤连接器布置1033，其包括光纤连接器、被容纳于连接器的第二端口1007内的第二组光纤1003、被容纳于连接器的第一端口1006内的第一组光纤1002、光源1029、光谱仪1030以及光学探头1034，其中，连接器的遮光器处于打开状态1011。
图11图示了用于支撑一组一根或多根光纤1103的套圈1103’的实施例。
图12图示了具有套圈壳体1240的套圈1203’的另一实施例。
图13图示了光纤连接器组件，其包括光纤连接器1301、第一组的一根或多根光纤1302和第二组的一根或多根光纤1303。
图14图示了另一光纤连接器组件，其包括光纤连接器1401和第二组的一根或多根光纤1403。
图15图示了在经过套圈部分1545的光纤内的射线路径1544。
图16图示了相对处于闭合状态的遮光器1605的内表面1612的光纤组件1603，其中，第二组输送光纤1631具有输送光纤视场FOVD，所述输送光纤视场FOVD与在遮光器1605的内表面1612上的返回光纤1632的视场FOVR重叠。
图17图示了相对处于闭合状态的遮光器1705的内表面1712的光纤组件1703，其中，光束转向器1753位于第二组输送光纤1731与第二组返回光纤1732之间的光学路径中。
图18图示了光纤连接器组件1850，在所述光纤连接器组件1850中，光纤连接器组件的遮光器1805处于闭合状态1810，以及一起图示了单独的第一组的一根或多根光纤1802。
图19图示了光纤连接器布置1923，其包括光纤连接器组件、以及被容纳于光纤连接器组件的第一端口1906内的第一组光纤1902，其中，光纤连接器组件的遮光器处于打开状态1911。
图20图示了光纤连接器布置2028，其包括光纤连接器组件、光源2029以及光谱仪2030，其中，连接器的遮光器2005处于闭合状态2010。
图21图示了可以用于执行光源的波长校准的遮光器的内表面的示范性预定的光学特性标识。
图22图示了可以用于校准光纤的传输的遮光器的内表面的示范性预定的光学特性标识。
具体实施方式
光纤连接器的下列描述参考其在医学领域中的使用。尤其参考其在低成本一次性连接器应用中的使用，然而，还应当意识到，本发明也可以应用于一般光纤应用领域中的光纤互连。
为了在第一组的一根或多根光纤与在第二组的一根或多根光纤中的一根或多根对应光纤之间提供可靠的光传输路径，提供了光纤连接器。所述光纤连接器具有主体和遮光器。所述主体具有适合于容纳第一组的一根或多根光纤的第一端口、适合于容纳第二组的一根或多根光纤的第二端口，以及被设置在第一端口与第二端口之间的腔。第一端口与第二端口共享共同的轴线。遮光器被设置在腔内，并且能以铰链方式被安装到第一端口；遮光器能选择性地在闭合状态与打开状态之间移动，在闭合状态中，遮光器阻挡第一端口并且遮光器位于与公共轴线横向相交的平面内，在打开状态中，遮光器位于与公共轴线形成锐角的平面中。此外，遮光器具有在腔的最深处的内表面，以及相对的外表面，并且遮光器通过在沿着公共轴线的方向向遮光器的外表面施加力而能在闭合状态与打开状态之间移动。
图1图示了光纤连接器101，其具有遮光器105、单独的第一组的一根或多根光纤102以及单独的第二组的一根或多根光纤103。参考图1的示范性实施例，连接器101因此可以用于使第一组的一根或多根光纤102与第二组的一根或多根光纤103中的一根或多根对应光纤配合。单独组的光纤可以由各自的套圈102’、103’支撑。因此，可以在第一组与第二组的对应光纤之间形成光学路径。以浓阴影如项目110图示处于闭合状态的遮光器105，并以斜线阴影如项目111图示处于打开状态的遮光器105。遮光器105防止诸如灰尘和沙粒的碎片进入连接器，如果在光学连接器中存在碎片则将使连接器归因于磨损配合的光纤核心而减少寿命。此外，由于通过向遮光器105的外表面113施加力(标示为项目F)而进入第一端口106，因此遮光器能够在其被插入到第一端口106中时利用第一组的一根或多根光纤102的力而被打开。简化的插入机构促进了用单只手插入第一组，从而改善了工作流。
虽然在图1中图示了具有单个遮光器105的连接器，但是应当意识到，连接器可以备选地具有额外的第二遮光器，所述第二遮光器同样能以铰链方式被安装于第二端口以提供相同的优点，并且此外具有双向功能。合适的遮光器和主体材料包括塑料、陶瓷和金属。
光纤固有地能够将光输送到预定的圆锥角，并且同时也固有地对在预定的圆锥角内的光敏感，圆锥轴向地与光纤的末端对准。该圆锥角由光纤的数值孔径NA确定。具有低NA的光纤将光输送到窄角(因此，窄的圆锥角)范围并对该范围内的光敏感，而较高的NA光纤与较大的圆锥角相关联。在任意情况下，光纤将光输送到光纤轴线并对与光纤轴线对准的光敏感。参考图1，当第二组光纤103被容纳于连接器101的第二端口107内并且遮光器105处于闭合状态110时，第二组光纤103面向遮光器105的内表面112。这是因为在闭合状态110，遮光器105位于与公共轴线109横向相交的平面中。因此，由第二组103中的光纤发射的辐射(即，UV、可见光或红外光)中的至少一些将入射到遮光器105的内表面112上，并且这种光中的至少一些将随后被第二组103中的相同光纤的或另一光纤所收集。优选地，遮光器位于与公共轴线垂直相交的平面中，但是提供该相交在垂直的每侧的大约5度内，将基本实现相同的效果。在一个配置中，遮光器的内表面具有在至少第一校准波长区间内的非零的反射率；这是几乎所有实际材料满足的情形。期望的是，在至少第一校准波长区间内，在预定波长处，内表面的反射率超过1％、或超过10％、或超过50％。校准波长区间例如可以是可见光谱、红外光谱或UV光谱，或者是其任意组合。因此，遮光器105的内表面112固有地允许光纤连接器101用于校准光纤的传输。为了执行校准，第二组的一根或多根光纤103应当被插入到图1中的连接器101的第二端口107中，并且遮光器应当处于闭合状态。在第二组103内的至少一根光纤应当输送辐射(即，UV、可见光或红外光)到腔108中，并且应当使用例如光谱仪或光学检测器来检测通过第二组103内的至少一根光纤收集到的光。然后，比较被耦合到输送光纤中的光的量或光谱与收集光纤所返回的光的量或光谱，以便校正光学路径。
这样做，光纤连接器101的遮光器105用于防止碎片进入并促进光学校准流程，而不需要单独的光学参考表面，例如现有技术的校准帽。重新使用遮光器的相同的内表面作为用于连续校准流程的光学校准表面的能力是有利的，这是因为其准许利用相同的光学参考表面进行连续校准。该效果不能由现有技术的校准帽所实现，所述校准帽通常在一次使用之后被丢弃。因此，通过使用遮光器的内表面作为光学校准表面来实现更可靠的校准流程。
参考图1，优选地，遮光器105的内表面112具有在至少第一校准波长区间内的预定的光学特性标识，其中，预定的光学特性标识是从以下的组中选择的：漫反射光谱、镜面反射光谱、拉曼散射光谱、荧光发射光谱。如上所述，这些预定的光学特性标识的任一个或其组合可以有利地用于在第二组103中的一根或多根光纤插入第二端口107时校准其光传输。这可以通过比较被耦合到输送光纤的光的量或光谱与由收集光纤返回的光的量或光谱并基于预定的光学特性标识来实现。如上所述，这有利地得到可靠的校准流程，这是因为对每个校准流程使用遮光器的相同的内表面。校准波长区间可以在紫外、可见或红外光谱范围内，并期望在由第二组的一根或多根光纤传输的波长的光谱内。校准波长区间可以是单宽带的光学波长，例如从300nm到2000nm、从400nm到1700nm或者从400nm到800nm；或者具有例如100nm或50nm或10nm的波长区间的一个或多个窄带。单个宽带准许在宽范围的波长上执行校准，而窄带可以仅在特定窄组的波长内提供预订的光学特性标识。
可以通过散射表面来提供漫反射光谱。适合的散射表面的范例包括聚四氟乙烯、PTFE、毛玻璃、或者粗糙的塑料表面。优选地，所述表面提供Lambertian反射剖面。用于提供漫反射光谱的适合的可商业获得的材料(包括PTFE)在美国专利NO.4912720中得以描述，并以Labsphere,Inc.(North Sutton，N.H)的商标SPECTRALON售卖。该材料已知提供优良的漫反射光谱，利用其能够进行期望的光学路径校准。对于Spectralon和PTFE两者，应当使用优选为5mm或更厚的层来提供可重复的漫反射测量。
可以通过抛光表面(例如，抛光的金属层(如铬、银或金层)或抛光的塑料或玻璃表面)提供镜面反射光谱。例如，BK7玻璃已知跨可见波长范围的实质部分具有大约4％反射率。多层光学涂层也可以用于生成期望的镜面反射光谱。多层涂层还可以被设计为具有在单个宽带内或在一个或多个更窄带处的预定反射率。在一个范例实施方式中，多层光学涂层可以被设计为具有例如对红色波长的50％的特定反射率，以及例如对绿色波长的10％的另一特定反射率。这样，可以提供校准光学表面，其在光学检测器的动态范围内的不同点处测试光谱的不同部分。由纳米压印平板印刷过程形成的涂层也适合于提供期望的镜面反射光谱。
拉曼散射光谱在许多材料中是固有的，并且对于特定的材料是唯一的。粉末涂层可以用于提供增强的具有较大反射信号的拉曼散射光谱。可以通过使用激光源辐照表面(例如，遮光器的内表面)并收集光学检测器上的散射光来检测拉曼散射光谱。波长接近光源波长的散射光通常指示瑞利散射并被滤除掉。
可以通过在遮光器的内表面上包括荧光材料层而提供荧光发射光谱。备选地，遮光器可以由并入有荧光染料的塑料形成。荧光发射光谱尤其适合于在荧光应用中校准光学路径。
预定的光学特性标识还可以用于确定遮光器是处于打开状态还是闭合状态。参考图1，这可以通过比较当第二组103内的输送光纤被插入到第二端口107时被耦合到第二组103内的输送光纤上的光的量或光谱与在第二组103内的收集光纤所返回的光的量或光谱来实现。当遮光器出于闭合状态时，将检测到基于预定的光学特性标识的可预测信号，而对该可预测信号的任意偏差指示遮光器处于打开状态。这随后可以用作自动校准流程的部分，其中，计算机运行的方法例程被配置为利用处于闭合状态的遮光器来执行校准流程，并且被配置为当遮光器处于打开状态时执行光学信号测量流程。在一个范例配置中，遮光器的内表面可以具有针对红色光学波长的预定反射率值。因此，可以通利用光学检测器或光谱仪测量由收集光纤返回的信号来确定闭合状态，当红色光学波长的反射率对应于根据预定的反射值所预期的反射率时，确认闭合状态。可以通过使用遮光器的内表面上的荧光或漫反射涂层来实现相同的效果。
预定的光学特性标识还可以与连接器的特定类型相关联。因此通过比较被耦合到输送光纤中的光的量或光谱与收集光纤所返回的光的量或光谱，并基于预定的光学特性标识，可以确定被连接到光纤的连接器的特定类型。在一个配置中，这可以通过确保遮光器的内表面在例如红色和绿色光学波长处具有预定的反射率来实现，红色反射率与绿色反射率的特定比率指示特定的连接器类型。因此，光学检测器或光学分析器(例如，光谱仪)可以用于分析返回的光，以便确定从每个都具有相关联的预定反射率的多个光学连接器选择出的哪个具体的连接器被连接到光纤上。
同样地，预定的光学特性标识还可以与特定类型的第一组的一根或多根光纤相关联。通过布置第一组的一根或多根光纤的配合表面的至少部分、或者支撑第一组的套圈的配合表面，具有如上所述的预定的光学特性标识，预定的光学特性标识与特定类型的套圈或特定类型的第一组的一根或多根光纤相关联，能够使用相同的技术来识别多个第一组光纤中的哪个第一组被插入到连接器中。这能够通过如上所述在将第一组插入到第一端口中期间测量或分析返回的光来实现。
优选地，在图1中的光纤连接器101的主体104和遮光器105两者对于至少第一校准波长区间内的光学波长是不透明的。此外，遮光器105优选阻挡处于闭合状态110的第一端口106，以形成在第一端口106与腔108之间的不透光屏障。因此，提供适合于为在第二组103内的光纤占据第二端口107时与第二组103内的光纤进行光学通信的光学连接器执行检测器暗电流校准流程的连接器。执行检测器暗电流校准的能力在光学测试和校准仪器中是有利的，这是因为其允许由检测器暗电流生成的基线偏置信号被从测量出的光学信号中减去。这尤其应用在光谱组织感测应用中，准许基线暗光谱被从随后测量出的光谱减去，从而改善组织类型的后续分析。主体和遮光器的适合材料包括塑料和金属。
图2图示了具有遮光器205的光纤连接器201的立体视图。光纤连接器201具有由第一端口206和第二端口(未示出)共享的公共轴线209。遮光器205被示为处于闭合状态。连接器201可以用于第一组的两根光纤202a、202b中的光纤202a与第二组的两根光纤203a、203b中的对应光纤203a之间进行光学通信。光纤202b和203b同样可以与光纤连接器201连接。
图3图示了具有处于打开状态的遮光器305的光纤连接器，其中，第一组的一根或多根光纤302被容纳于连接器的第一端口306内，并且第二组的一根或多根光纤303被容纳于连接器的第二端口307内。第一端口306和第二端口307共享公共轴线309。这样，在第一组302和第二组303中的对应光纤之间形成光学路径。在图3中，对应光纤的耦合面被示为是接触的，然而，在一些配置中，可以预期具有气隙或正透镜(例如，球透镜)的单独的对应光纤，以便放宽针对光纤的对准公差要求。
图4图示了光纤连接器401，其具有机械阻抗器件414，所述机械阻抗器件414被配置为提供恢复力以抵消遮光器从闭合状态向打开状态的移动。因此，在缺少任何额外力的情况下，遮光器被保持在闭合状态。图4A图示了具有处于打开状态的遮光器的光纤连接器，其中，第一组光纤被容纳于连接器的第一端口内，并且第二组光纤被容纳于连接器的第二端口内，连同机械阻抗器件414a一起，所述机械阻抗器件414a被配置为提供恢复力以抵消遮光器从闭合状态向打开状态的移动。机械阻抗器件414、414a与图4、图4A中的遮光器和主体机械连通。机械阻抗器件例如可以是弹簧、压缩构件(例如，橡胶棒、松紧带或橡皮筋、弹性可变型叶片)或者事实上被配置为提供恢复力的任何可变形的构件，机械阻抗器件被配置为向遮光器提供恢复力以防止遮光器在闭合状态与打开状态之间的移动。这样，机械阻抗器件确保当第一端口未被占据时遮光器可靠地保持在闭合状态中。这进一步改善了遮光器防止进入碎片的可靠性，并且可靠地在光学校准流程期间将遮光器保持在期望的闭合状态中。
图5图示了具有碎片收集区515的光纤连接器501。图5A图示了具有碎片收集区515a的光纤连接器，其中，连接器具有被容纳于连接器的第一端口506a内的第一组光纤502a以及被容纳于连接器的第二端口507a内的第二组光纤503a。碎片收集区515、515a分别在腔508、508a内，并由粘滞表面或静电带电表面形成。有利地，进入到腔内的任何灰尘或沙粒或微粒在碎片收集区(在所述碎片收集区，所述灰尘或沙粒或微粒被固定)被捕获。因此改善了连接器的寿命，这是因为防止碎片磨损由连接器配合的光纤的光配合表面。尤其地，这样改善了连接器配合周期的次数。
图6图示了光纤连接器601，其具有用于将第一组602的一根或多根光纤保留在连接器601的第一端口606中的第一保留器件616，以及用于将第二组603光纤保留在连接器601的第二端口607中的第二保留器件618。遮光器605处于闭合状态610。图6A图示了具有第一保留器件和第二保留器件的光纤连接器，其中，连接器具有被容纳于连接器的第一端口内的第一组光纤，以及被容纳于连接器的第二端口内的第二组光纤。遮光器处于打开状态611a。虽然示出的示范性保留器件为搭扣连接保留器件，但是其可以备选地通过例如摩擦适配、螺纹或卡口适配来提供。
图7图示了光纤连接器布置720，其包括光纤连接器以及被容纳于连接器的第二端口707内的第二组光纤703，其中，连接器的遮光器705处于闭合状态710。在图7中，第二组的一根或多根光纤703被容纳于第二端口707内，使得当由第二组703中的一根或多根光纤发射到腔708中的输送光721入射到处于闭合状态710的遮光器705的内表面712上时，伴随所发射的输送光而由遮光器705的内表面712散射或反射或发射的返回的光722至少部分地被第二组703中的一根或多根光纤所收集。这种布置可以有利地用于校准在第二组703中的一根或多根光纤的光学路径的传输。这种布置还可以用于通过将主体704和遮光器705布置为对在至少第一校准波长区间内的光学波长不透明并且通过将遮光器705布置为阻挡处于闭合状态710的第一端口706以形成在第一端口706与腔708之间的不透光屏障来执行被连接到在第二组703的光纤内的光纤的光学检测器的暗校准。
图8图示了光纤连接器布置828，其包括光纤连接器、被容纳于连接器的第二端口807内的第二组803光纤、光源829以及光谱仪830，其中，连接器的遮光器805处于闭合状态810。第二组803包括第二组输送光纤831和第二组返回光纤832。此外，第二组输送光纤831与光源829进行光学通信，并且第二组返回光纤832与光谱仪830进行光学通信。遮光器805处于闭合状态810，使得第二组输送光纤831和第二组返回光纤832形成光源829与光谱仪830之间的包括遮光器805的内表面812的光学路径。因此，遮光器的内表面面向第二组输送光纤831和第二组返回光纤832两者的远端。因此，该布置定义了这样的配置：在该配置中，遮光器的内表面可以用作光学参考表面，利用该表面，基于内表面的光学属性，校准第二组输送光纤和第二组返回光纤的光学传输。适合的光谱仪包括光栅、基于棱镜的或基于干涉仪的光谱仪(例如，傅里叶变换红外光谱)，以及基于波长的不对光学阅读进行区分并且因此生成指示跨光谱的部分的总能量的信号的光学检测器。这种光学检测器包括固态半导体检测器(例如，硅和InGaAs检测器)以及光电倍增器管(PMT)检测器。合适的光源包括固态源(例如，LED和激光)以及基于灯丝的灯和放电灯，其中的许多可用于生成在UV、可见和红外光谱内的光学信号。
如上所述，使用该布置以利用第二组返回光纤收集信号的最小条件是遮光器具有非零反射率。由于几乎所有的实际材料都满足该要求，因此遮光器可以在对内表面不具有特殊要求的情况下执行期望的光学校准。优选地，内表面的反射率在至少第一校准波长区间内的预定波长处超过1％、或超过10％、或超过50％。如上有关于本发明的其它方面所述，遮光器的内表面可以备选地在至少第一校准波长区间内具有预定的光学特性标识，其中，预定的光学特性标识是从以下的组中选择的：漫反射光谱、镜面反射光谱、拉曼散射光谱、荧光发射光谱。这种备选可以用于改善光学校准的性能。如上所述，可以基于遮光器的内表面的预定的光学特性标识，通过从光源829经由第二组输送光纤831将光输送到遮光器的内表面812，并且通过测量由第二组返回光纤832与光谱仪830(或者替代光谱仪830的光学检测器)收集的来自遮光器的内表面的光，并且通过基于预定的光学特性标识比较收集到的光与期望的光，来确定遮光器的打开状态和闭合状态以及特定类型的检测器的存在。可以同样地使用该配置，如上所述通过使特定的光学特性标识与套圈或第一组光纤相关联，来确定被插入到第一端口中的特定类型的第一组的一根或多根光纤。
图9图示了光纤连接器布置923，其包括光纤连接器、被容纳于连接器的第二端口907内的第二组光纤903、以及被容纳于连接器的第一端口906内的第一组光纤902，其中，连接器的遮光器处于打开状态911。第一组902被容纳于第一端口906内，使得第一组至少部分地填充腔908。此外，第一组相对第二组被布置，使得第一组902中的每根光纤(924、925)与第二组903中的一根或多根对应光纤(926、927)进行光学通信。第一组和第二组中的对应的光纤可以被配合，使得其端面在所谓的对头耦合布置中接触，并且还任选地通过沿着每根光纤的轴线施加相反的轴向力而轴向地被按压在一起，以确保实现可靠的配合。备选地，光纤的端面可以通过气隙或正透镜被分离，这两者都有助于减少传输中由光纤核心的未对准引起的变化。在该配置中，通过在沿着公共轴线的方向向遮光器的外表面施加力而能打开遮光器，所述遮光器允许连接器在闭合状态与连接状态之间快速转换。在所述闭合状态下，防止灰尘或光进入连接器或者能够执行光学校准或暗测量；在所述连接状态下，实现第一组和第二组中的对应光纤之间的光学通信。有利地，能够由用户用一只手来执行该简单转换，而不需要单独的校准表面，从而改善了在校准流程期间的工作流。
图10图示了光纤连接器布置1033，其包括光纤连接器、被容纳于连接器的第二端口1007内的第二组光纤1003、被容纳于连接器的第一端口1006内的第一组光纤1002、光源1029、光谱仪1030以及光学探头1034，其中，连接器的遮光器处于打开状态1011。第一组的一根或多根光纤1002至少部分地填充腔1008。此外，第一组的一根或多根光纤相对第二组被布置，使得第一组1002中的每根光纤与第二组1003中的一根或多根对应光纤进行光学通信。第一组1002包括第一组输送光纤1035和第一组返回光纤1036，并且第二组1003包括第二组输送光纤1031和第二组返回光纤1032。第一组输送光纤和第一组返回光纤中的每个具有位于光学探头1034的远端1037处的远端。此外，第二组输送光纤1031和第一组输送光纤1035形成光源1029与光学探头1034的远端1037之间的光学路径。而且，第一组返回光纤1036和第二组返回光纤1032形成光学探头1034的远端1037与光谱仪1030之间的光学路径。所述布置可以用于在光学探头的远端处执行光学测量。光学探头可以是任意的光学探头，例如，用于检查表面的材料属性或测量表面的光学属性的探头。在医学领域中的合适的光学探头的范例包括针、切割工具(例如，手术刀)、组织结合工具。虽然在图10中图示了两根单独的光纤以用于执行从光源输送和返回的光，但是这些功能可以备选地被组合到单根光纤中，或者其功能可以跨多根光纤而被分布。
参考图10，在优选配置中，第二组输送光纤1031与第一组输送光纤1035具有相同的核心直径和数值孔径，并且第二组返回光纤1032与第一组返回光纤1036具有相同的核心直径和数值孔径。然而，通过将以下中的至少一个布置为真，第一组1003与第二组1002之间的对准公差被放宽：i)第二组输送光纤(1031)的数值孔径(NA2D)超过第一组输送光纤(1035)的数值孔径(NA1D)，或ii)第二组输送光纤(1031)的核心直径(D2D)超过第一组输送光纤(1035)的核心直径(D1D)，或iii)第二组返回光纤(1032)的数值孔径(NA2R)超过第一组返回光纤(1036)的数值孔径(NA1R)，或iv)第二组返回光纤(1032)的核心直径(D2R)超过第一组返回光纤(1036)的核心直径(D1R)。术语“超过”在此意指两个参数的比率优选是1.1或更多，或者1.2或更多，或者1.5或更多。该原理以类似方式应用于图9的布置。
数值孔径定义了由光纤发射的两个光束的圆锥角以及光纤的敏感度的圆锥角。可以通过调节核心的折射率和光纤的包层来调节数值孔径。通过将在第二组侧上的连接器中的至少一根光纤的圆锥角布置为超过在与其通信的第一组侧上的对应光纤的圆锥角，放宽第一组相对第二组的对准公差。这有利地准许在第一组侧上的连接器侧上使用更便宜的材料，例如，塑料，从而使得连接器的这一侧更适合于用作一次性部分。同样地，通过将在第二组输送光纤或返回光纤的核心直径布置为分别超过在第一组输送光纤或返回光纤的核心直径，放宽对准公差。该布置不限于在特定领域使用，并且可以用于任何的光学互连领域(例如，电信)，以及光学测试和测量领域。连接第一组的一个范例装置是光学探头，其中，光学探头可以被直接连接到第一组的一根或多根光纤，以促进其与第一组一起处理，而可重新使用的装置(例如，测量控制台)可以被连接到第二组的一根或多根光纤。在医学领域中的合适的光学探头的范例包括针、切割工具(例如，手术刀)、组织结合工具。
现在关于上述光纤连接器和连接器布置公开各种方法和计算机程序产品。
公开了校准光纤的方法，该方法包括以下步骤：在图8的光纤连接器布置中利用光谱仪测量参考光谱(S1)；在图10的光纤连接器中利用光谱仪测量信号光谱(S2)；以及在由光谱仪检测到的光学范围内的一个或多个光学波长处，基于i)参考光谱(S1)与信号光谱(S2)之间的差，或ii)参考光谱(S1)与信号光谱(S2)之间的比率，来计算经调节的光谱(S3)。该方法因此有利地用于使用遮光器的内表面作为光学参考表面来校准第一组的一根或多根光纤的光学路径，并且用于校正利用光学探头测量的后续测量出的信号光谱。该方法例如可以用于校准光学路径的传输。
公开了另一计算机程序或计算机程序产品。这包括这样的指令：所述指令当在计算机上被运行时令计算机基于遮光器的内表面的预定的光学特性标识来确定在图9或图10的光纤连接器布置中的遮光器是处于打开状态还是处于闭合状态。所述计算机程序或计算机程序产品可以比较检测到的光谱与和特定遮光器类型相关联的光谱的查找表，以便确定连接器处于打开状态还是处于闭合状态，或者确定连接器的类型。
公开了另一计算机程序或计算机程序产品。这包括这样的指令：所述指令当在计算机上被运行时令计算机基于第一组的一根或多根光纤的配合表面的或者支撑第一组的一根或多根光纤的套圈的配合表面的预定的光学特性标识从多种类型的与预定的光学特性标识相关联的第一组的一根或多根光纤中确定哪种类型的第一组的一根或多根光纤在光纤连接器的腔中。查找表可以存储每类第一组的一根或多根光纤与其预定的光学特性标识之间的关联性。可以在确定过程期间查阅查找表。所述计算机程序或计算机程序产品可以与图9或图10的布置一起使用。
公开了另一计算机程序或计算机程序产品。这包括这样的指令：所述指令当在计算机上被运行时令计算机生成以下中的任一项：i)利用图8的光纤连接器布置生成的参考光谱S1，或者ii)利用图10的光纤连接器布置中的光谱仪生成信号光谱S2。所述计算机程序或计算机程序产品因此准许基于遮光器的闭合状态或打开状态来自动采集光谱。对光谱的后续分析可以用于解读光学探头的远端处的材料的类型或本质，或者用于基于参考光谱校正信号光谱。
公开了另一计算机程序或计算机程序产品。这包括这样的指令：所述指令当在计算机上被运行时令计算机执行以下步骤：基于遮光器的内表面的预定的光学特性标识来识别图8的光学连接器布置的遮光器是否处于闭合状态；当遮光器处于闭合状态时，利用在图8的光纤连接器布置中的光谱仪来测量参考光谱(S1)；基于遮光器的内表面的预定的光学特性标识来识别图10的光学连接器布置的遮光器是否处于打开状态；并且当遮光器处于打开状态时，利用在图10的光纤连接器布置中的光谱仪来测量信号光谱(S2)；并且在由光谱仪检测到的光谱范围内的一个或多个光学波长处，基于i)参考光谱(S1)与信号光谱(S2)之间的差，或ii)参考光谱(S1)与信号光谱(S2)之间的比率，来计算经调节的光谱(S3)；其中，上述步骤中的每个关于相同的光纤连接器而被执行。所述计算机程序或计算机程序产品因此可以有利地基于遮光器的闭合状态或打开状态来自动测量参考光谱和信号光谱，并且用于使用参考光谱来重新计算信号光谱，从而改善测量出的光谱的准确性。有利地，工作流被改善，这是因为操作者仅仅需要从连接器移除第一组的一根或多根光纤以便执行校准，并且连接第一组以执行信号测量。
根据本发明的另一方面，提供了具有对应的对准孔的光纤连接器的各种配置，其促进以改善的重复性配合光纤连接器。
图11图示了用于支撑一组一根或多根光纤1103的套圈1103’的实施例。所述套圈可以用于支撑光纤，使得它们可以被插入到图1中的光纤连接器的第一端口106或第二端口107中。例如，可以由模制塑料形成套圈1103’。例如可以利用环氧树脂或其它粘合剂将光纤紧固到套圈中。套圈1103’包括任选的弹簧部分1139，所述弹簧部分1139在被按压时提供沿着套圈的轴的轴向力，以便维持邻接套圈之间的良好接触。轴向弹簧部分1139例如可以被模制成套圈本身，或者由单独的弹簧提供。套圈1103’包括任选的对准孔1138，所述对准孔1138与在对应套圈中的补充对准销配合，使得在图1的光纤连接器101内形成光学互连。这些对准特征改善了在配合时对应光纤的对准准确性。在图11中示出了两个相同的对准特征；然而，所述对准特征可能具有不同的形状，或者被定位在距套圈的中心线的不同距离处，以便确保连接器只能在一个取向上连接到配合部分。
图12图示了具有套圈壳体1240的套圈1203’的另一实施例。图12的套圈可以用于与图11的套圈配合。任选的套圈壳体1240包括套圈壳体部分，所述套圈壳体部分延伸超过光纤的端面，以便在经由图1中的光纤连接器的遮光器被插入到第一端口中时保护它们。图12中的壳体2140包括任选的防护物1241，所述防护物1241用于改善握紧并呈现对握持套圈1203’的戴手套的手与握持对应套圈1203’的戴手套的手之间的接触的物理屏障，从而减小两个套圈之间的医学污染的风险。
图13图示了光纤连接器组件，其包括光纤连接器1301、第一组的一根或多根光纤1302和第二组的第一根或多根光纤1303。连接器1301包括遮光器1305，所述遮光器1305经由铰链1342被安装到连接器的主体上。遮光器1305的内表面包括白参考表面1312，所述白参考表面1312用于校准被容纳于第二端口1307内的第一组光纤1302。套圈1303’、1303a’分别支撑第二组和第一组中的光纤，并且轴向弹簧部分1339提供轴向力以维持对应的光纤的配合表面之间的良好接触。由搭扣动作卡钩1319提供的任选的第二保留器件经由卡钩杆1319a被可释放地紧固，并且用于临时将第一组光纤1302的壳体1340连接到第二组1303，以便实现它们之间的有效的光学通信。任选的应力消除件1343在光纤离开第二端口1307时消除光纤上的应力。因此，在图13中图示的布置能够用于将一根或多根光纤连接到一起。
图14图示了另一光纤连接器组件，其包括光纤连接器1401和第二组的第一根或多根光纤1403。也示出了任选的对准销1438a、任选的轴向弹簧1439、任选的应力消除件1443、任选的搭扣动作卡钩1419以及卡钩释放杆1419a。连接器1401的遮光器1405处于闭合状态，使得白参考表面1412位于与第一端口和第二端口共享的公共轴线1409横向相交的平面中。图14的布置因此可以用于通过使得一根或多根这样的光纤将光发射到腔1408中来校准第二组的一根或多根光纤1403的光学传输，伴随白参考表面1412的定向，所述光中的一些将被散射回到第二组的一根或多根光纤1403中。因此，通过比较被插入到输送光纤的光的功率或光谱与返回光纤所收集到的光的功率或光谱来确定第二组的一根或多根光纤的传输。
任选地，可以通过弹簧来闭合遮光器，以便在连接器内形成不透光的围绕物，并且从而准许暗光谱或暗电流测量。在一个范例实施方式中，由Spectralon形成光学参考表面，并且所述光学参考表面具有5mm的厚度，以提供可再生且准确的白参考表面。遮光器的内表面可以备选地包括具有如上所述的预定的光学特性标识的光学参考表面。任选地，遮光器被配置为是打开的，使得当其被完全打开时，在光学参考表面与面向遮光器的光学连接器的邻近内壁之间存在气隙，使得在被打开时不会损坏光学参考表面。通过提供具有遮光器的光纤连接器，在本发明中改善了工作流，所述遮光器在闭合时提供光密闭的环境，在该环境中当光源被关闭时能够执行暗参考测量，并且所述遮光器在光源被打开时能够用于白参考测量。这促进了自动白参考校准以及自动确认何时将特定的光缆连接到光学路径。通过将光学参考表面集成到连接器中，改善了工作流，这是因为校准流程不要求单独的光学参考部件。此外，通过针对每个校准流程重新使用相同的光学参考表面，可以实现更可靠的光学校准。连接器中的光纤的配合配置的任选的不对称设计防止光学探头的错误连接。通过将白参考集成到连接器中，本发明改善了工作流；同时通过减少对照明光纤的对准要求而降低了成本。在一些应用中，图13中的套圈1303’可以是可重新使用的部分，并且由高耐用材料(例如，陶瓷或不锈钢)形成，而配合套圈1303a’可以被连接到一次性光学探头(例如，光子针)，一次性套圈1303a’由塑料套圈形成，以便改善持久性并减少连接器的一次性部分的成本。一般，连接器的主要成本驱动中的一项是需要达到的公差，以便获得在连接器处接触的光纤的光学面的最优对准。当光不再直接从核心插入而是通过包层反射到缓冲器上并然后重新插入到核心时，光纤彼此接触处的任何同心度误差将增加衰减并可能导致对光谱传输的偏差。在后一种情况下，缓冲器的“颜色”将在连接器的光学传输光谱中变得可见。由于缓冲器的颜色通常跨几批光纤而不稳定，并且由于插入到光中的缓冲器颜色的量取决于与经由核心传输的光的量相比较的经由包层传输的光的量，因此这可能影响传输光谱本身。
为了减少光谱不稳定性并减少由未对准引起的衰减，在系统线缆中的照明光纤和检测光纤可能尺寸过大，其量等于最坏情况下能够在模制和组装过程中预计到的公差。
在照明或输送光纤中，尺寸过大要求光源将光从第二组输送光纤传输到第一组输送光纤中，其中，起源的第二组输送光纤具有较大的直径。在光学感测应用中使用的普通光源是具有灯丝的卤素光源。由于卤钨光源的灯丝尺寸通常比光纤的直径大，相对第一组输送光纤的尺寸增加该第二组输送光纤的尺寸对插入到第二组输送光纤中的光的量具有有益的效果。例如，400微米核心直径的第二组输送光纤可以这样使用，以将来自卤素源的光耦合到较小的200微米核心直径的第一组输送光纤。然而，光纤也将光插入到包层中，这是因为系统线缆照明光纤的核心总是与光学插入光纤的包层完全重叠。
为了防止插入到包层中的光影响照明纤维中的光谱，基于环氧树脂的胶水可以任选地用于将连接器粘合到玻璃填充的模制塑料套圈中。假设环氧树脂具有比包层材料和照明纤维的核心更高的折射率，则泄漏到环氧树脂中的光将不被引导回光纤。套圈的玻璃填充的塑料散射并吸收在包层与环氧树脂之间反射的光。术语“更高”在这里意指两个参数的比率优选是1.01或更多，或者1.02或更多，或者1.05或更多。
图15图示了在经过套圈部分1545的光纤内的射线路径1544。因此在图15中，射线路径1544指示从具有折射率n＝1.46的光纤核心1546逸出的光，并且该光在光纤包层1547中行进，并被引导到在其处光衰减的环氧树脂层1548。因此，图15图示了使用折射率高于包层的环氧树脂以将光纤紧固到套圈同时使得光从包层泄漏并因此防止包层光耦合到配合的光纤中的原理。相同的原理也可以用在返回光纤路径中，以放宽其对准公差。
图16图示了相对处于闭合状态的遮光器1605的内表面1612的光纤组件1603，其中，第二组输送光纤1631具有输送光纤视场FOVD，所述输送光纤视场FOVD与在遮光器1605的内表面1612上的返回光纤1632的视场FOVR重叠。图16更详细地图示了在图1的第二组103中的光纤的相对取向，尤其示出了当遮光器处于闭合状态时这些光纤的视场的重叠。光纤的视场主要由每根光纤的数值孔径确定，但是额外的光学部件(例如，透镜或光束中止器)可以被定位在第二组中的任何光纤的光学路径中，以便进一步控制视场。输送光纤1631的视场FOVD与返回光纤1632的视场FOVR视场之间的重叠确保了伴随从输送光纤1631发射的输送光而由遮光器1605的内表面1612散射或反射或发射的返回的光1622中的至少部分被第二组返回光纤1632所收集。换言之，来自输送光纤的由遮光器的内表面反射或散射的辐射(即，UV、可见或红外光)，或者由在遮光器的内表面上的荧光材料层发射的荧光发射光，因此被返回光纤1632收集。优选地，遮光器的内表面上的FOVD与FOVR之间存在本质上的重叠，也就是说，当遮光器处于闭合状态时在与遮光器的内表面一致的平面上，以便优化由返回光纤1632收集的光的量。这样做，遮光器的内表面可以用于校准和第二组输送光纤1631进行通信的光源与和第二组返回光纤1632进行光学通信的光学检测器之间的光学路径。优选地，FOVD与FOVR之间的重叠是这样的：由输送光纤1631发射的功率的10％或更多、或者20％或更多、或者50％或更多、或者75％或更多、或者90％或更多落入到遮光器的内表面1612上的第二组返回光纤1632的功率敏感剖面的半高全宽(FWHM)的空间范围内。可以通过图16中的光纤1631、1632的横向分离来控制重叠。在图16中，光纤1631和1632邻近彼此并且彼此接触，以便实现各自视场的高度重叠。在另一配置中，光纤可以具有增加的横向间距，以便提供更多的设计自由度，同时确保由光纤1631发射的大部分光被返回光纤1632所收集。图17是一种具有增加的横向间距的这样的配置。在图中未示出的另一配置中，光纤可以相互定向，使得每根光纤的光轴的投影在遮光器的内表面上相交，以便改善输送光纤1631与返回光纤1632之间耦合的光的量。
图17图示了相对处于闭合状态的遮光器1705的内表面1712的光纤组件1703，其中，光束转向器1753被定位在第二组输送光纤1731与第二组返回光纤1732之间的光学路径中。在操作中，来自光纤1731的输送光1721入射到遮光器1712的内表面上。伴随所发射的输送光而由遮光器1705的内表面1712散射或反射或发射的返回的光1722被光束转向器1753转向到第二组返回光纤1732，使得返回的光中的至少部分被第二组返回光纤1732所收集。这样做，可以使用光纤之间的较宽分离。这放宽了第二组光纤1703的对准公差。在备选配置中，可以反转光纤的部分，由此入射光1731可以首先入射在光束转向器上。光束转向器1753例如可以是平面、凸曲面或凹曲面，并可以额外地是镜面表面、镜面反射表面、散射表面或棱镜。这可以用于控制或改善伴随所发射的输送光而由第二组返回光纤1732收集的光的量。此外，额外的光束转向器可以例如用在遮光器的内表面中内表面部分1712与光束转向器1753之间的部分上，以进一步控制或改善伴随所发射的输送光而由第二组返回光纤1732收集到的光的量。内表面1712可以具有预定的光谱特性标识，并且可以例如是白参考表面，其中，遮光器的内表面可以由以下形成或包括以下的层：PTFE、硫酸钡、或二氧化钛，或者内表面可以是波长校准表面。如图16一样，图17的实施例可以同样地用于校准和输送光纤1631进行通信的光源与和第二组返回光纤1632进行光学通信的光学检测器之间的光学路径。
图18的实施例图示了由第二组1803中的第二组返回光纤对返回的光1822的收集，其伴随由第二组1803中的输送光纤所发射的输送光而由遮光器1805的内表面1812散射或反射或发射。
图19的实施例图示了在被容纳于光纤连接器组件的第一端口1906内的第一组光纤1902中的光纤1924和1925与在第二组光纤1903中的对应的光纤1926和1927之间的光学连接，其中，光纤连接器组件的遮光器处于打开状态1911。
图20的实施例可以用于以有关于图8描述的相同方式来执行光源2029与光谱仪2030之间的光纤路径的光学校准。
图21图示了可以用于执行光源的波长校准的遮光器的内表面的示范性预定的光学特性标识。预定的光学特性标识可以是在遍及该申请所使用的遮光器的内表面的属性，示范性地，在图10和图20的配置中，其中，预定的光学特性标识2150的特性波峰或波谷2151提供参考波长，相对该参考波长校准光源1029、2029或光学检测器1030、2030。在图21的范例中，预定的光学特性标识是漫反射光谱，并且通过由Labsphere(North Sutton NH，USA)供应的掺杂氧化镝的波长校准标准来提供该光谱。可以备选地使用其它波长校准标准，例如，荧光发射标准或反射标准。图21中的水平轴线表示纳米级的波长，并且垂直轴线表示漫反射率。图21中图示的漫反射率2150在具有光谱半高全宽Δλ的400nm到1700nm的校准波长区间内在波长λ1处具有波谷2151。优选地，Δλ小于或等于20nm，更优选地，小于或等于10nm或5nm。窄化Δλ的窗口提供了改善的波长校准的准确性。校准波长区间400nm到1700nm表示传统光纤的光谱传输窗口的有用部分。此外，在波长λ1处的波谷2151处漫反射率的值R1与邻近波峰或波谷的波长λ2处的参考值R2处的漫反射率之间的差优选大于或等于10％。将R2与R1之间的差增加到例如大于或等于20％或者大于或等于50％，进一步提高了波长校准的准确性。当在图19的实施例中使用时，图21的预定的光学特性标识可以用于提供预定的参考波长，所述预定的参考波长能够用于校准光源或光学检测器。
图22图示了可以用于校准光纤的传输的遮光器的内表面的示范性预定的光学特性标识。图22中的示范性预定的光学特性标识是漫反射光谱，所述漫反射光谱跨波长区间400nm到1700nm基本恒定。通过提供跨该校准波长区间的预定的或优选基本恒定的反射率，使用图20的配置，预定的光学特性标识可以用于校准第二组输送光纤2031和第二组返回光纤2032的光学传输。如上所述，预定的光学特性标识可以例如由PTFE层或层或硫酸钡层或二氧化钛层来提供。优选地，由遮光器105的内表面112所提供的预定的光学特性标识具有在400nm到1700nm的校准波长区间内的大于或等于90％的平均漫反射值，以及在400nm到1700nm的校准波长区间内的小于或等于10％的漫反射值的变化ΔR。将漫反射值的变化ΔR窄化到小于或等于5％或者小于或等于1％进一步改善了校准的精确性。
现在参考多个范例描述本发明。
第一个范例：一种光纤连接器(101)，用于配合第一组的一根或多根光纤(102)与第二组的一根或多根光纤(103)中的一根或多根对应光纤；所述光纤连接器组件包括主体(104)和遮光器(105)；
其中，所述主体(104)具有公共轴线(109)、沿着所述公共轴线(109)布置的腔(108)、用于容纳所述第一组的一根或多根光纤(102)的第一端口(106)，以及用于容纳所述第二组的一根或多根光纤(103)的第二端口(107)，其中，所述第一端口(106)在所述主体(104)的一端处并沿着所述公共轴线(109)延伸到所述腔(108)中，并且所述第二端口(107)在所述主体(104)的相对端处并沿着所述公共轴线(109)延伸到所述腔(108)中；
其中，所述遮光器(105)能以铰链方式被安装到所述第一端口；所述遮光器能够在闭合状态(110)与打开状态(111)之间选择性地移动，在所述闭合状态下，所述遮光器阻挡所述第一端口并且所述遮光器位于与所述公共轴线横向相交的平面上，在所述打开状态下，所述遮光器位于与所述公共轴线形成锐角的平面上；并且其中，所述遮光器具有在所述腔的最里面的内表面(112)，以及相对的外表面(113)；
其中，通过沿着所述公共轴线的方向向所述遮光器的所述外表面施加力(F)，所述遮光器能够在所述闭合状态与所述打开状态之间移动。
第二个范例：根据范例1所述的光纤连接器(101)，其中，所述遮光器(105)能够在所述闭合状态(110)与所述打开状态(111)之间移动，使得在打开状态(111)下所述遮光器在所述腔内。
第三个范例：根据范例2所述的光纤连接器，还包括机械阻抗器件(414)，所述机械阻抗器件与所述遮光器和所述主体机械连通；其中，所述机械阻抗器件被配置为提供恢复力，以抵消所述遮光器从所述闭合状态向所述打开状态的移动。
第四个范例：根据范例1至3中的任一个所述的光纤连接器，其中，所述主体和所述遮光器两者对于在至少第一校准波长区间内的光学波长是不透明的，并且其中，所述遮光器在所述闭合状态下阻挡所述第一端口，以在所述第一端口与所述腔之间形成不透光的屏障；所述不透光的屏障对于在所述第一校准波长区间内的光学波长是不透明的。
第五个范例：根据范例1至4中的任一个所述的光纤连接器，其中，所述遮光器的所述内表面具有在至少第一校准波长区间内的预定的光学特性标识，并且其中，所述预定的光学特性标识是从以下的组中选择的：漫反射光谱、镜面反射光谱、拉曼散射光谱、荧光发射光谱。
第六个范例：根据范例5所述的光纤连接器，其中，所述遮光器的所述内表面由聚四氟乙烯材料形成，并且所述漫反射光谱由所述聚四氟乙烯材料提供。
第七个范例：根据范例1至6中的任一个所述的光纤连接器，还包括碎片收集区(515)；其中，所述碎片收集区被设置在所述腔内并由粘滞表面或静电带电表面形成。
第八个范例：一种光纤连接器布置(720)，包括根据范例1至7中的任一个所述的光纤连接器，以及第二组的一根或多根光纤(703)；
所述第二组的一根或多根光纤被容纳于所述第二端口(707)内，使得当由所述第二组(703)中的一根或多根光纤发射到所述腔(708)中的输送光(721)入射到处于所述闭合状态(710)的所述遮光器(705)的所述内表面(712)上时，伴随所发射的输送光而由所述遮光器的所述内表面散射或反射或发射的返回的光(722)至少部分地由所述第二组(703)中的一根或多根光纤收集。
第九个范例：根据范例8所述的光纤连接器布置(923)，其中，所述遮光器处于所述打开状态(911)，并且所述光纤连接器布置还包括第一组的一根或多根光纤(902)；
其中，所述第一组被容纳于所述第一端口(906)内，使得所述第一组(902)至少部分地填充所述腔(908)；
所述第一组相对第二组被布置，使得所述第一组(902)中的每根光纤(924、925)与所述第二组(903)中的一根或多根对应光纤(926、927)进行光学通信。
第十个范例：根据范例8所述的光纤连接器布置(828)，还包括光源(829)和光谱仪(830)；
其中，所述第二组包括第二组输送光纤(831)和第二组返回光纤(832)；其中，所述第二组输送光纤(831)与所述光源(829)进行光学通信，并且其中，所述第二组返回光纤(832)与所述光谱仪(830)进行光学通信；
并且其中，所述遮光器(805)处于所述闭合状态(810)，使得所述第二组输送光纤(831)与所述第二组返回光纤(832)形成在所述源与所述光谱仪之间的包括所述遮光器(805)的所述内表面(812)的光学路径。
第十一个范例：根据范例9所述的光纤连接器布置(1033)，还包括光源(1029)、光谱仪(1030)和光学探头(1034)；
其中，所述第一组(1002)包括第一组输送光纤(1035)和第一组返回光纤(1036)；并且其中，所述第二组(1003)包括第二组输送光纤(1031)和第二组返回光纤(1032)；
其中，所述第一组输送光纤(1035)和所述第一组返回光纤(1036)各自都具有位于所述光学探头(1034)的远端(1037)处的远端；并且其中，所述第二组输送光纤(1031)和所述第一组输送光纤(1035)形成在所述光源(1029)与所述光学探头(1034)的所述远端(1037)之间的光学路径；
并且其中，所述第一组返回光纤(1036)和所述第二组返回光纤(1032)形成在所述光学探头(1034)的所述远端(1037)与所述光谱仪(1030)之间的光学路径。
第十二个范例：根据范例11所述的光纤连接器布置(1033)，其中，具有以下中的至少一项：
i)所述第二组输送光纤(1031)的数值孔径(NA2D)超过第一组输送光纤(1035)的数值孔径(NA1D)；或
ii)所述第二组输送光纤(1031)的核心直径(D2D)超过所述第一组输送光纤(1035)的核心直径(D1D)，或
iii)所述第二组返回光纤(1032)的数值孔径(NA2R)超过所述第一组返回光纤(1036)的数值孔径(NA1R)，或
iv)所述第二组返回光纤(1032)的核心直径(D2R)超过所述第一组返回光纤(1036)的核心直径(D1R)。
第十三个范例：一种校准光纤路径的方法，包括以下步骤：
利用范例10所述的光纤连接器布置(828)中的光谱仪来测量参考光谱(S1)；
利用范例11所述的光纤连接器布置(1033)中的光谱仪来测量信号光谱(S2)；并且
在由所述光谱仪检测到的在光谱范围内的一个或多个光学波长处，基于以下中的任一项来计算经调节的光谱(S3)：
i)所述参考光谱(S1)与所述信号光谱(S2)之间的差，或
ii)所述参考光谱(S1)与所述信号光谱(S2)之间的比率。
第十四个范例：一种包括指令的计算机程序或计算机程序产品，当所述指令在计算机上被运行时令所述计算机进行以下操作：
i)利用根据范例10所述的光纤连接器布置(828)来生成参考光谱；或
ii)利用根据范例11所述的光纤连接器布置(1033)中的所述光谱仪来生成信号光谱(S2)。
第十五个范例：一种包括指令的计算机程序或计算机程序产品，当所述指令在计算机上被运行时令所述计算机执行以下步骤：
基于根据范例10所述的光纤连接器布置(828)的遮光器的内表面的预定的光学特性标识来识别所述遮光器是否处于闭合状态；
当所述遮光器处于所述闭合状态时，利用根据范例10所述的光纤连接器布置(828)中的所述光谱仪来测量参考光谱(S1)；
基于根据范例11所述的光纤连接器布置(1033)的遮光器的内表面的预定的光学特性标识来识别所述遮光器是否处于打开状态；并且
当所述遮光器处于所述打开状态时，利用根据范例11所述的光纤连接器布置(1033)中的所述光谱仪来测量信号光谱(S2)；并且
在由所述光谱仪检测到的在光谱范围内的一个或多个光学波长处，基于以下中的任一项来计算经调节的光谱(S3)：
i)所述参考光谱(S1)与所述信号光谱(S2)之间的差，或
ii)所述参考光谱(S1)与所述信号光谱(S2)之间的比率；
其中，相对同一光纤连接器执行上述步骤中的每个步骤。
总而言之，公开了一种光纤连接器，所述光纤连接器用于配合第一组的一根或多根光纤与第二组的一根或多根光纤中的一根或多根对应光纤。所述光纤连接器包括遮光器，所述遮光器防止碎片进入连接器，并且提供光学参考表面，利用所述光学参考表面来校准要被插入到所述连接器中的光纤。所述光纤连接器尤其应用于医学领域，其中，所述光纤连接器可以用于在光子针应用中对光纤的互连。
虽然已经在附图和前述说明中详细图示和描述了本发明，但是这种图示和描述被认为是说明性或示范性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例，并且能够用于在医学领域内或外的各种应用中的光学连接光纤。

Claims (14)

1.一种光纤连接器组件(1850)，用于将第一组光纤(1802)与第二组光纤(1603、1803)中的对应光纤配合，所述第一组光纤包括第一组输送光纤和第一组返回光纤，所述第二组光纤包括第二组输送光纤(1631)和第二组返回光纤(1632)；所述光纤连接器组件(1850)包括主体(1804)，包括第二组输送光纤(1631)和第二组返回光纤(1632)的第二组光纤(1603、1803)以及遮光器(1605、1805)；
其中，所述主体(1804)具有公共轴线(1809)、沿着所述公共轴线(1809)设置的腔(1808)、用于容纳所述第一组光纤(1802)的第一端口(1806)，其中，所述第一端口(1806)在所述主体(1804)的一端处并沿着所述公共轴线(1809)延伸到所述腔(1808)中，并且其中，所述第二组光纤(1603、1803)被布置在所述主体(1804)的相对端处，使得所述第二组光纤(1603、1803)中的光纤的每个端面面向所述腔(1808)；
其中，所述遮光器(1605、1805)能以铰链方式被安装到所述第一端口；所述遮光器能够在闭合状态(1801)与打开状态(1811)之间选择性地移动，在所述闭合状态下，所述遮光器阻挡所述第一端口并且所述遮光器位于与所述公共轴线横截相交的平面上，在所述打开状态下，所述遮光器位于与所述公共轴线形成锐角的平面上；并且
其中，所述遮光器具有在所述腔的最里面的内表面(1612、1812)，以及相对的外表面(1813)；
其中，通过沿着所述公共轴线的方向向所述遮光器的所述外表面施加力(F)，所述遮光器能够在所述闭合状态与所述打开状态之间移动；
其中，所述第二组光纤(1603、1803)还被布置为使得在所述遮光器(1605、1805)处于所述闭合状态(1810)时，由所述第二组输送光纤(1631)发射到所述腔(1808)中的输送光(1621、1821)入射到所述遮光器(1605、1805)的所述内表面(1612、1812)上，并且伴随所发射的输送光而由所述遮光器的所述内表面散射或反射或发射的返回的光(1622、1822)至少部分地被所述第二组返回光纤(1632)收集；并且
其中，所述主体和所述遮光器两者对于至少第一校准波长区间内的光学波长是不透明的，并且其中，所述遮光器在所述闭合状态下阻挡所述第一端口，以在所述第一端口与所述腔之间形成不透光的屏障；所述不透光的屏障对于在所述第一校准波长区间内的光学波长是不透明的。
2.一种光纤连接器(101)，用于将第一组光纤(102、1002)与第二组光纤(103、1003)中的对应光纤配合，所述第一组光纤包括第一组输送光纤(1035)和第一组返回光纤(1036)，所述第二组光纤包括第二组输送光纤(1031)和第二组返回光纤(1032)；所述光纤连接器包括主体(104)和遮光器(105)；
其中，所述主体(104)具有公共轴线(109)、沿着所述公共轴线(109)设置的腔(108)、用于容纳所述第一组的一根或多根光纤(102)的第一端口(106)、以及用于容纳所述第二组的一根或多根光纤(103)的第二端口(107)，其中，所述第一端口(106)在所述主体(104)的一端处并沿着所述公共轴线(109)延伸到所述腔(108)中，并且所述第二端口(107)在所述主体(104)的相对端处并沿着所述公共轴线(109)延伸到所述腔(108)中；
其中，所述遮光器(105)能以铰链方式被安装到所述第一端口；所述遮光器能够在闭合状态(110)与打开状态(111)之间选择性地移动，在所述闭合状态下，所述遮光器阻挡所述第一端口并且所述遮光器位于与所述公共轴线横截相交的平面上，在所述打开状态下，所述遮光器位于与所述公共轴线形成锐角的平面上；并且其中，所述遮光器具有在所述腔的最里面的内表面(112)，以及相对的外表面(113)；
其中，通过沿着所述公共轴线的方向向所述遮光器的所述外表面施加力(F)，所述遮光器能够在所述闭合状态与所述打开状态之间移动；
其中，所述第二端口(107)被配置为使得在所述第二组光纤(103)被容纳于所述第二端口内并且所述遮光器(105、705)处于所述闭合状态(110、710)时，由所述第二组输送光纤(703、1031)发射到所述腔(108、708)中的输送光(721)入射到所述遮光器(105、705)的所述内表面(112、712)上，并且伴随所发射的输送光而由所述遮光器的所述内表面散射或反射或发射的返回的光(722)至少部分地被所述第二组返回光纤(703、1032)收集；并且
其中，所述主体和所述遮光器两者对于至少第一校准波长区间内的光学波长是不透明的，并且其中，所述遮光器在所述闭合状态下阻挡所述第一端口，以在所述第一端口与所述腔之间形成不透光的屏障；所述不透光的屏障对于在所述第一校准波长区间内的光学波长是不透明的。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的光纤连接器(101)，其中，所述遮光器(105)能够在所述闭合状态(110)与所述打开状态之间移动，使得当所述遮光器(105)处于所述打开状态(111)时，所述遮光器在所述腔内。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光纤连接器，其中，所述遮光器的所述内表面具有在至少第一校准波长区间内的预定的光学特性标识，并且其中，所述预定的光学特性标识是从以下的组中选择的：漫反射光谱、镜面反射光谱、拉曼散射光谱、荧光发射光谱。
5.根据权利要求4所述的光纤连接器，其中，所述预定的光学特性标识(2150)在400nm到1700nm的所述第一校准波长区间内具有至少一个波峰或至少一个波谷(2151，λ1)；其中，所述至少一个波峰或至少一个波谷(2151，λ1)具有小于或等于20nm的光谱半高全宽(Δλ)，并且其中，在波峰或波谷(2151，λ1)处的光学特性标识的值(R1)与在与所述波峰或波谷的邻近波长(λ2)处的光学特性标识的参考值(R2)之间的差大于或等于10％。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的光纤连接器，其中，所述遮光器(105)的所述内表面(112)具有在400nm到1700nm的第一校准波长区间内的大于或等于90％的平均漫反射值(2252)，以及在400nm到1700nm的所述第一校准波长区间内的小于或等于10％的漫反射值的变化(ΔR)。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的光纤连接器，其中，所述遮光器(105、1705)的所述内表面(112、1712)包括至少一个光束转向器(1753)；
其中，当所述遮光器(705)处于所述闭合状态(110)时，所述光束转向器(1753)被定位在所述第二组输送光纤(1731)与所述第二组返回光纤(1732)之间的光学路径中，使得当由所述第二组输送光纤(1731)发射的输送光(1721)辐照所述遮光器(1705)的所述内表面(1712)时，伴随所发射的输送光而由所述遮光器的所述内表面散射或反射或发射的返回的光(1722)由所述光束转向器(1753)转向到所述第二组返回光纤(1632)。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的光纤连接器，还包括碎片收集区(515)；其中，所述碎片收集区被设置在所述腔内并由粘滞表面或静电带电表面形成。
9.一种光纤连接器布置(720)，包括根据权利要求2至8中的任一项所述的光纤连接器，其中，包括第二组输送光纤和第二组返回光纤(703)的第二组光纤被容纳于所述第二端口(707)内。
10.根据权利要求1或9所述的光纤连接器布置(923、1923)，其中，所述遮光器处于所述打开状态(911、1911)，所述光纤连接器布置还包括第一组的一根或多根光纤(902、1902)；其中，所述第一组被容纳于所述第一端口(906、1906)内，使得所述第一组(902、1902)至少部分地填充所述腔(908、1908)；
所述第一组相对所述第二组被布置，使得所述第一组(902、1902)中的每根光纤(924、925、1924、1925)与所述第二组(903、1903)中的一根或多根对应光纤(926、927、1926、1927)进行光学通信。
11.根据权利要求1或9所述的光纤连接器布置(828、2028)，还包括光源(829、2029)和光谱仪(830、2030)；其中，所述第二组输送光纤(831、2031)与所述光源(829、2029)进行光学通信，并且其中，所述第二组返回光纤(832、2032)与所述光谱仪(830、2030)进行光学通信；
并且其中，所述遮光器(805、2005)处于所述闭合状态(810、2010)，使得所述第二组输送光纤(831、2031)和所述第二组返回光纤(832、2032)形成在源与所述光谱仪之间的包括所述遮光器(805、2005)的所述内表面(812、2012)的光学路径。
12.根据权利要求10所述的光纤连接器布置(1033)，还包括光源(1029)、光谱仪(1030)和光学探头(1034)；其中，所述第一组(1002)包括第一组输送光纤(1035)和第一组返回光纤(1036)；
其中，所述第一组输送光纤(1035)和所述第一组返回光纤(1036)各自都具有位于所述光学探头(1034)的远端(1037)处的远端；并且其中，所述第二组输送光纤(1031)和所述第一组输送光纤(1035)形成在所述光源(1029)与所述光学探头(1034)的所述远端(1037)之间的光学路径；
并且其中，所述第一组返回光纤(1036)和所述第二组返回光纤(1032)形成在所述光学探头(1034)的所述远端(1037)与所述光谱仪(1030)之间的光学路径。
13.一种校准光纤路径的方法，包括以下步骤：
利用根据权利要求11所述的光纤连接器布置(828)中的所述光谱仪来测量参考光谱(S1)；
利用根据权利要求12所述的光纤连接器布置(1033)中的所述光谱仪来测量信号光谱(S2)；并且
在由所述光谱仪检测到的在光谱范围内的一个或多个光学波长处，基于以下中的任一项来计算经调节的光谱(S3)：
i)所述参考光谱(S1)与所述信号光谱(S2)之间的差，或
ii)所述参考光谱(S1)与所述信号光谱(S2)之间的比率。
14.一种包括指令的计算机程序或计算机程序产品，所述指令当在计算机上被运行时令所述计算机执行以下步骤：
基于根据权利要求11所述的光纤连接器布置(828)的所述遮光器的所述内表面的所述预定的光学特性标识来识别所述遮光器是否处于所述闭合状态；
当所述遮光器处于所述闭合状态时，利用根据权利要求11所述的光纤连接器布置(828)中的所述光谱仪来测量参考光谱(S1)；
基于根据权利要求12所述的光纤连接器布置(1033)的所述遮光器的所述内表面的所述预定的光学特性标识来识别所述遮光器是否处于所述打开状态；并且
当所述遮光器处于所述打开状态时，利用根据权利要求12所述的光纤连接器布置(1033)中的所述光谱仪来测量信号光谱(S2)；并且
在由所述光谱仪检测到的在光谱范围内的一个或多个光学波长处，基于以下中的任一项来计算经调节的光谱(S3)：
i)所述参考光谱(S1)与所述信号光谱(S2)之间的差，或
ii)所述参考光谱(S1)与所述信号光谱(S2)之间的比率；
其中，相对同一光纤连接器执行上述步骤中的每个。
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