CN107272121B - 具有粘合材料的光学连接器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种预载有粘合剂(34)的光纤连接器。所述光学连接器包括：主体(20)，所述主体具有通道，所述通道具有从所述主体的第一面(22)向内延伸的第一区段(28)、从所述主体的第二面(24)向内延伸的第二区段(30)、以及位于所述第一区段(28)与所述第二区段(30)之间的过渡区段(32)。所述通道的所述第一区段具有第一宽度，并且所述通道的所述第二区段具有第二宽度，所述第二宽度小于所述第一宽度。可熔粘合剂组合物(34)位于所述通道的所述过渡区段内，并且被配置成在所述粘合剂组合物的熔融和凝固后，将光纤(54)粘结至所述第二区段的内表面。

Description

具有粘合材料的光学连接器

本申请案是2014年5月29日提交的PCT国际申请PCT/US2014/039941的中国国家阶段申请201480038996.3的分案申请。

交叉参考

本申请案主张提交于2013年6月3日的美国申请案序列号13/908,227的优先权权益，该申请案的内容为本文依据并且全文以引用的方式并入本文。

背景技术

本公开案总体涉及光纤连接器，并且更具体地涉及用于耦接至光纤的具有粘合剂的光纤连接器。光纤越来越多用于各种各样的电子和通讯领域。光纤可耦接至光学连接器(例如，套圈)。该连接器允许光纤被耦接至多种器件，例如，各种电子器件、其他光纤等等。

本申请人并不承认本文中引用的任何参考内容构成先前技术。本申请人明确保留对任何引用文献的准确性和相关性提出质疑的权利。

发明内容

本公开案的一个实施方式涉及一种预载有粘合剂的光纤连接器。所述光纤连接器包括：主体，所述主体具有具有第一面和第二面；以及通道，所述通道限定在所述主体中，在形成于所述第一面中的第一开口与形成于所述第二面中的第二开口之间延伸。所述通道被配置成接收光纤。所述通道包括第一通道区段，所述第一通道区段从所述第一面向内延伸，并且具有第一宽度。所述通道还包括了第二通道区段，所述第二通道区段从所述第二面向内延伸，并且具有第二宽度。所述第二宽度小于所述第一宽度。所述通道还包括了过渡区段，所述过渡区段在所述第一通道区段与所述第二通道区段之间。所述粘合剂组合物在所述过渡通道区段内，并且为一固体材料。所述粘合剂组合物被配置成在上所述粘合剂组合物的熔融和凝固后，将光纤粘结至所述第二通道区段的内表面。

在一些实施方式中，所述粘合剂组合物在所述过渡区段内，以便阻塞在所述第二通道区段的内端处的内部入口。所述过渡区段可以具有第一端部和第二端部，其中所述第一通道区段的内端过渡到所述过渡区段的所述第一端部中，并且所述过渡区段的所述第二端部过渡到所述第二通道区段的所述内端中。

在另外实施方式中，所述第一通道区段为圆柱孔，所述圆柱孔从所述第一面延伸至所述过渡区段的所述第一端部，并且所述第一宽度为第一直径。所述第二通道区段为圆柱孔，所述圆柱孔从所述第二面延伸至所述过渡区段的所述第二端部，并且所述第二宽度为第二直径。所述第一直径为所述第二直径的至少两倍。另外，所述第一通道区段的轴向长度大于所述主体的轴向长度的一半，并且所述第二通道区段的轴向长度大于所述过渡区段的轴向长度并且小于所述主体的所述轴向长度的三分之一。

这些以及其他实施方式中的所述过渡区段可以具有可变宽度，所述可变宽度随与所述第二面的距离的减小而减小。例如，所述过渡可以包括截头圆锥形内表面，所述截头圆锥形内表面可以位于所述主体的轴向中点与所述第二面之间。

另外，在这些以及其他实施方式中，所述粘合剂组合物可为固体粉状粘合剂组合物，所述固体粉状粘合剂组合物通过使固体粉状粘合剂压缩在所述过渡区段内来耦接至过渡区段。例如，所述粘合剂组合物可以包含可交联的树脂和偶联剂，并且在一些实施方式中，每100重量份数可交联的树脂可存在有在0.1至10重量份数之间的偶联剂。

还提供了一种形成光纤连接器(如上所述光学连接器)的方法。这样一种方法包括：提供所述光纤连接器的主体和通道；将所述粘合剂组合物放置在所述通道的过渡区段内；以及在所述放置步骤后，将所述光纤连接器储存至少一天，而不将所述光纤连接器耦接至光纤。

在一些实施方式中，所述方法可另外地包括：将所述粘合剂组合物制备为固体粉末。在此类实施方式中，将所述粘合剂组合物放置在所述过渡区段内包括经由压缩将所述固体粉末耦接至所述主体、在所述过渡区段内。所述方法可进一步包括：加热所述粘合剂组合物至高于所述粘合剂组合物的熔融温度，由此致使所述固体粉末变为可流动的；插入光纤使其穿过所述光纤接收通道；以及冷却所述主体以使所述粘合剂组合物凝固，并由此将所述光纤固定在所述第二通道区段内。

另外的特征和优点将在以下具体实施方式中阐述，并且部分将对本领域的技术人员显而易见或者通过实践本说明书和权利要求书中描述的实施方式以及借助附图了解。

应当理解，前述一般描述以及以下具体实施方式两者仅为示例性的，并且旨在提供概述或框架以理解权利要求书的性质和特征。

包括附图以提供进一步理解，并且这些附图并入本文而且构成本说明书之一部分。附图示出一或多个实施方式，并且连同描述一起用于说明各种实施方式的原理和操作。

附图说明

图1为根据示例性实施方式的光学连接器的透视图。

图2为根据示例性实施方式的光学连接器的剖视图。

图3为根据示例性实施方式的类似于图2的剖视图，但是示出光学连接器的部分正被加热。

图4为根据示例性实施方式的类似于图2的剖视图，但是示出光纤被插入到光学连接器中。

图5为图4中圈出的区域的细节图。

图6为根据示例性实施方式的光学连接器的剖视图。

图7为根据示例性实施方式的多光纤连接器的透视图。

具体实施方式

大体参考附图，示出预载有粘合剂组合物的光学连接器的各种实施方式。一般来说，该光学连接器包括在第一端部(例如，第一面)与第二端部(例如，第二面)之间延伸的中心光纤接收通道或者说是通孔(也称为“套圈孔”)。光纤接收通道包括从连接器的第一面向内延伸的大直径的通道区段以及从连接器的第二面向内延伸的小直径的通道区段(也称为“微孔区段”或简称为“微孔”)。微孔区段经调整大小以接收在光纤的外表面与微孔的内表面间具有少量间隙的光纤。过渡区段在大直径的通道区段与微孔之间，并且可为渐缩或截头圆锥形区段，以提供从大直径的通道区段至较小直径微孔的过渡。

可熔、基本上固体的粘合剂组合物被预载至光学连接器中，并且主要维持在过渡区段和/或大直径的通道区段中。当该光学连接器将耦接至光纤时，热量可例如经由一或多个激光器来集中在光学连机器的包含预载粘合剂组合物的位置处，致使粘合剂组合物熔融。随着粘合剂被熔时，光纤从第一面穿过该连接器至第二面，并且光纤穿过熔融粘合剂组合物以便拉动熔融的粘合剂随着光纤一起进入微孔。过渡区段角度用于将光纤的尖端导向至微孔中，并且还用于将熔融粘合剂组合物汇入微孔。大直径的通道区段和过渡区段的较大直径(与微孔的直径相比)提供充足空间以供在加热前使得粘合剂组合物储存在该连接器的孔内。

如下更详细地论述，装载至连接器中的可熔粘合剂组合物可为这样的粘合剂：在相对较高温度(例如，高于290摄氏度的温度)下熔融，并且一旦冷却，就会快速凝固、变硬、或固化。由于本文所论述的粘合剂组合物在加热后快速凝固以将光纤粘结在该连接器内，因此本文所论述的光学连接器实质上会增加能够将光纤耦接至连接器的速率。比起需要相对长的时间来固化以将光纤粘结至连接器的典型光纤连接器粘合剂，在本文所论述的连接器内的粘合剂的快速凝固可以在光纤连接器附接期间实现显著增加的生产量。增加的生产量在光纤连接器处理期间还会允许单片处理(而非由于长粘合剂固化时间而导致的成批处理)。另外，本文所论述的可熔粘合剂组合物中的每者可为固体、固体粉状、或其他稳定形态的稳定的组合物，使得粘合剂组合物可以在粘合剂组合物熔融并耦接至光纤前很长时间(例如，1天以上、一周以上、一年以上)，装载至连接器的通道中。因此，该光学连接器以及预载粘合剂组合物可消除刚好在光纤插入前将粘合剂注入或以其他方式来放置到光学连接器中的需要。

参考图1，示出根据示例性实施方式的机械、光纤连接器组件10。一般来说，连接器组件10包括壳体12以及压接主体14。位于壳体12内的是光纤连接器，示为套圈16。一般来说，连接器组件10在将套圈16耦接至光纤所需的各种处理步骤期间保持套圈16。

参考图2，示出连接器组件10的剖视图。连接器组件10包括位于壳体12内的套圈保持器18。套圈保持器18接合套圈16的外表面，由此将套圈16保持在适当位置。

如图所示，套圈16一般包括主体20。在所示实施方式中，主体20为在第一端部处包括第一面22以及在第二端部处包括第二面24的基本上圆柱形主体。光纤接收通道(示为中心孔26)穿过主体20在第一面22与第二面24之间延伸。中心孔26包括第一区段(示为孔区段28)、第二区段(示为微孔30)、以及过渡区段(示为渐缩区段32)。一般来说，孔区段28具有大于微孔30的直径的直径，并且渐缩区段32具有随与第二面24的距离的减小而减小的直径(例如，在图2的取向中从左至右的方向上)。渐缩区段32的减小的直径提供从较大直径的孔区段28至较小直径的微孔30的过渡。在所示实施方式中，主体20为中心孔26形成穿过其中的单个整片材料。

粘合剂组合物或粘结剂(示为粘合剂塞34)在套圈16的中心孔26内。如下更详细地论述，粘合剂塞34的粘合剂组合物为可熔材料，其配置成将光纤粘结至微孔30内的套圈16。在各种实施方式中，粘合剂塞34为基本上固体的主体或固体粉状，这种粘合剂塞在光纤将耦接至套圈16前，可预载或储存在套圈16内长达一定量的时间(例如，1小时、一天、一年等等)。在一个此类实施方式中，粘合剂塞34可以通过套圈的制造商形成在套圈16内。

如图所示，粘合剂塞34主要在渐缩区段32内以及在孔区段28的内端内，并且被定位成邻近从渐缩区段32至微孔30的入口。在一个实施方式中，当套圈16处于正常处理温度或室温时(例如，在约15℃至30℃之间，低于40℃等等)，粘合剂塞34是基本固体的，使得粘合剂塞34在渐缩区段32的相对的内表面之间延伸，并且基本阻塞从渐缩区段32至微孔30中的开口。

大体参考图3至图5，示出根据示例性实施方式的粘合剂塞34的熔融以及光纤至套圈16的耦接。参考图3，在一个实施方式中，连接器组件10被配置成结合将热量集中至套圈16上的加热系统使用，使得粘合剂塞34熔融，而不使得第一面22和/或套圈16邻近第一面22的大约三分之一的主体20不达到高至足以损坏壳体12和/或压接主体14的温度。

参考图3，套圈16示为是由加热端口40支撑。加热端口40包括开口42，并且当支撑在加热端口40内时，套圈16的第二面24延伸穿过开口42。加热端口40包括反射器44，该反射器环绕开口42。反射器44包括成角度的反射表面，所述反射表面相对于套圈16而定位以将热量集中到套圈16的一部分上，以便熔融粘合剂塞34。在一个实施方式中，加热是由CO2激光射束46完成，CO2激光射束通过反射器44集中在套圈16的大约前面三分之一(即，套圈16邻近第二面24的三分之一)上。

在各种实施方式中，热量集中在包括粘合剂塞34和微孔30的套圈16的部分上，使得粘合剂塞34熔融，同时套圈16的其他区域的加热受到限制。在一个实施方式中，加热期间，包括粘合剂塞34的套圈16的部分被加热至290℃以上，而套圈16的第一面22的温度维持处于250℃以下。在另一实施方式中，加热期间，包括粘合剂塞34的套圈16的部分被加热至350℃以上，而套圈16的第一面22的温度维持处于250℃以下。在另一实施方式中，加热期间，包括粘合剂塞34的套圈16的部分被加热至400℃以上，而套圈16的第一面22的温度维持处于250℃以下。在另一实施方式中，加热期间，包括粘合剂塞34的套圈16的部分被加热至350℃以上，而套圈16的第一面22的温度维持处于200℃以下。在另一实施方式中，加热期间，包括粘合剂塞34的套圈16的部分被加热至在400℃与600℃之间，而套圈16的第一面22的温度维持处于250℃以下。

在一个实施方式中，壳体12包括夹紧构件50，并且在此类实施方式中，套圈16包括内部部分52，所述内部部分位于壳体12内的夹紧构件50向内位置。在图3的取向中，套圈16的内部部分52为套圈16位于夹紧构件50左边的部分。在此类实施方式中，在粘合剂34的加热和熔融期间，套圈16的内部部分52维持处于将损害壳体12的温度以下。在一个此类实施方式中，包括粘合剂塞34的套圈16的部分被加热至290℃以上，而套圈16的内部部分52的温度维持处于250℃以下。在另一实施方式中，包括粘合剂塞34的套圈16的部分被加热至290℃以上，而套圈16的内部部分52的温度维持处于200℃以下。在另一实施方式中，包括粘合剂塞34的套圈16的部分被加热至350℃以上，而套圈16的内部部分52的温度维持处于200℃以下。在另一实施方式中，包括粘合剂塞34的套圈16的部分被加热至在400℃与600℃之间，而套圈16的内部部分52的温度维持处于200℃以下。

孔区段28的较大直径(与微孔30的较小直径相比)导致套圈16体积的大部分填充空气，并且套圈16内的空气可以充当沿套圈长度的传热的缓冲剂或绝缘体。因而，如上所述，孔区段28内空气的绝缘效应可促成在加热期间将套圈16的内部部分52维持处于低温。应当理解，包括粘合剂组合物的套圈16的部分加热至的温度将会基于在套圈16内的特定粘合剂组合物的熔融温度。

参考图4和图5，一旦粘合剂塞34已加热至高于粘合剂塞熔融温度(例如，290℃、350℃、400℃等等)，那么粘合剂组合物变为可流动的，从而允许光纤54插入穿过套圈16的中心孔26。如图所示，光纤54在从第一面22朝第二面24的方向上插入孔26。光纤54穿过较大直径的孔区段28，并且随后遇到可流动粘合材料56(即，熔融粘合剂塞34)。光纤54穿过渐缩区段32，并且进入微孔30。渐缩区段32用于将熔融粘合剂组合物56汇入或引入微孔30，并且熔融粘合剂组合物56的粘度允许光纤54将粘合剂56拉入微孔30中。因此，由于光纤54穿过微孔30，粘合剂58的薄层环绕光纤54的外表面并且填充光纤54与微孔30的内表面之间的空间。随后，在光纤54处于适当位置情况下，套圈16冷却，从而允许熔融的粘合剂凝固，以将处于适当位置处的光纤54粘结在微孔30内。在粘合剂组合物凝固后，就可执行磨光连接器的另外步骤(例如，在第二面24处来对光纤54进行抛光)。在一些实施方式中，套圈16可以例如通过吹送空气进行主动冷却，以便使冷却和凝固工艺加速。在其他实施方式中，套圈16可以例如通过仅仅允许套圈16以及粘合剂组合物返回至粘合剂组合物凝固的温度进行被动冷却。

参考图6，示出根据示例性实施方式的包括粘合剂塞34的套圈16的细节图。如上所述，套圈16包括从第一面22延伸至第二面24的中心孔26。在所示实施方式中，第一面22和第二面24中的每个限定套圈16相应的第一端部和第二端部处的平面，并且这些平面基本上平行于彼此。然而，在其他实施方式中，第一面22和/或第二面24可以限定相对于彼此而成角度定位的平面(即，非平行的平面)。在其他实施方式中，第一面22和/或第二面24可以不是平坦表面，并且例如可以是凸出或凹入表面。

中心孔26包括从第一面22延伸至内端60的较大直径的孔区段28。孔区段28的内端60过渡到渐缩区段32的第一端部62中。渐缩区段32从第一端部62延伸至渐缩区段32的第二端部64，并且第二端部64过渡到微孔30的内端66中。微孔30从内端66延伸至第二面24。因此，以此方式，孔区段28、微孔30、以及渐缩区段32限定从第一面22延伸至第二面24的连续光纤接收通道。

在各种实施方式中，套圈16并且具体地是中心孔26的部分的结构布置、定位以及相关大小提供具有本文所论述的各种功能特性的套圈。在所示实施方式中，套圈16为基本上圆柱形的，具有外表面70，其外径示为D1，并且孔区段28和微孔300为圆柱形或基本上圆柱形的孔，孔区段28和微孔30中的每个沿其长度具有恒定或基本恒定的直径。在图6中，孔区段28的内径示为D2，并且微孔30的内径示为D3。应当理解，在其他实施方式中，外表面70、孔区段28、以及微孔30可以具有非圆形横截面形状(例如，椭圆形、正方形、长方形、三角形等等)，并且在此类实施方式中，外表面70、孔区段28、以及微孔30可以具有与本文所论述的D1、D2和D3的各种实施方式基本上匹配的宽度。

在各种实施方式中，孔区段28的直径D2的大小可以允许将粘合材料容易或有效地插入套圈16，以便形成粘合剂塞34。另外，如上所述，相对于外径D1的较大直径D2提供较大内腔，所述内腔在套圈16的加热期间保持空气，空气可以用作限制套圈16的内部区段52的加热的缓冲剂或绝缘体。另外，D3的尺寸设定为密切匹配光纤54外径，但允许粘合剂具有足够空间来将光纤54粘结在微孔30内。

在各种实施方式中，D2可为在D1的20％与80％之间，或具体地在D1的20％与60％之间，或甚至更具体在D1的30％与50％之间。在特定实施方式中，D2为D1的约40％。另外，在各种实施方式中，D2可以大于D3两倍，或具体地大于D3四倍，并甚至更具体大于D3的7倍与9倍之间。在一个特定实施方式中，D3在0.1255mm与0.1260mm之间。在一个实施方式中，D2在0.250mm与1.0mm之间，并且在另一实施方式中，D2在0.500mm与1.0mm之间。在特定实施方式中，D1为约2.5mm，D2为约1mm，并且D3为约0.1255mm。在另一特定实施方式中，D1为约1.25mm，并且D3为约0.1255mm。

渐缩区段32具有在图6的取向中从左至右减小的直径(例如，渐缩区段32直径随与第二面24的距离的减小而减小)，并且渐缩区段32的减小的直径提供从D2至D3的过渡。在所示实施方式中，渐缩区段32为基本上截头圆锥形区段，所述区段具有内表面72，该内表面定位成相对于套圈16的纵轴74成角度A。在各种实施方式中，角度A可为在30℃与80℃之间，或具体地在50℃与70℃之间，并甚至更具体为约60℃。

同时，图6将中心孔26的过渡区段示为截头圆锥形的渐缩区段32，其具有与第二面24的距离成比例(例如，线性相关)的直径。在其他实施方式中，内表面72可以具有其他形状，这些其他形状大体具有随与第二面24的距离的减小而减小的可变宽度/直径。例如，表面72可以包括直径减小步骤，或可以是具有连续弯曲但与至第二面24的距离非线性相关的表面。如上所述，插入期间，渐缩区段32的减小的直径用于将熔融的粘合剂汇入微孔30中，并且还用于将光纤54导向至微孔30中。

另外，套圈16、孔区段28、微孔30、以及渐缩区段32的相对长度可进一步促成本文所论述的功能。例如，这些相对长度在结构上允许粘合剂塞34邻近微孔30放置。如上所述，这样放置就可允许套圈加热，以便熔融粘合剂塞34，同时限制套圈16的内部部分的加热。

如图所示，套圈16具有轴向长度L1，孔区段28具有轴向长度L2，渐缩区段32具有轴向长度L3，并且微孔30具有轴向长度L4。在所示实施方式中，L2大于L3和L4，并且L4大于L3。在各种实施方式中，L2可为大于L1的50％，大于L1的55％，或甚至是大于L1的60％。L2可为例如在L1的50％与70％之间。在各种实施方式中，L4可为小于L1的40％，小于L1的三分之一，或甚至是小于L1的30％。L4可为例如在L1的20％与40％之间。在各种实施方式中，L3可为小于L1的30％，小于L1的20％，或甚至是小于L1的10％。L3可为例如在L1的5％与15％之间。

在所示实施方式中，粘合剂塞34主要在渐缩区段32以及邻近其内端60的孔区段28内。在所示实施方式中，粘合剂塞34的小部分可延伸至微孔30之中，使得塞34的粘合材料在粘合材料熔融前，基本阻塞渐缩区段32与微孔30之间的开口。

在所示实施方式中，粘合剂塞34全部在中心孔26内，在轴向中点76与第二面24之间。在各种实施方式中，在塞34熔融前，粘合剂塞34的至少80％或至少90％或甚至是至少95％可在轴向中点76与渐缩区段32的第二端部64之间。在各种实施方式中，50％以上的粘合剂塞34可以在渐缩区段32内。在各种实施方式中，粘合剂塞34质量可为在0.5mg与5mg之间，或在0.5mg与3mg之间，或甚至更具体在1mg与2mg之间。在特定实施方式中，粘合剂塞34质量可为约1.2mg。

在一些实施方式中，在加热并流入微孔30中前，渐缩区段32以及孔区段28会为粘合材料提供储存区域。在一些此类实施方式中，粘合剂塞34的粘合材料可以包含粘合材料的颗粒或球团，这种粘合材料具有相较于微孔30的直径而言足够大的平均直径，使得在熔融前无法将粘合材料放入微孔30中。例如，在某些实施方式中，粘合剂塞34的粘合剂颗粒的平均直径可为大于D3的25％、大于D3的50％、或大于D3的75％。

一般而言，粘合剂塞34可由多种可熔粘合剂组合物形成。在一些实施方式中，粘合剂塞34可由具有相对较高熔点(例如，290℃以上)的可熔粘合剂形成。在此类实施方式中，高的熔融温度对应这样的粘合剂：一旦停止加热，就会相对快速(例如，不到30秒、不到20秒、不到15秒)凝固。相较于使用常规环氧树脂耦接的套圈(固化可能需要长达20至30分钟)，较少冷却/凝固时间允许光纤相对快速被耦接至套圈16。另外，在各种实施方式中，套圈16的粘合剂组合物可为可部分交联的，使得粘合剂在加热、熔融和凝固后部分交联。如果使用期间，套圈/光纤组件达到粘合剂的熔融温度，那么此类部分交联的粘合剂随后防止再次熔融。本文所公开的粘合剂组合物的各种实施方式还可具有用于将光纤固定在套圈内的工艺的其他所需特性，诸如但不限于，经缩短的工艺循环时间、没有所要求的混合和/或没有使用时限问题。

在各种实施方式中，套圈16可在远离光纤附接的时间和位置的时间和/或位置上装载粘合剂塞34。在一个实施方式中，粘合剂塞34可在第一物理位置或设备(例如，套圈制造设备)处装载至套圈16中，并且随后已装载有粘合剂的套圈16可运送至将套圈16耦接至光纤的第二物理位置或设备。因此，粘合剂塞34可以各种方式耦接在渐缩区段32内，使得粘合剂塞34在套圈16的处理、运送、包装等操作的期间保持在套圈16内。

在一个实施方式中，粘合剂塞34为固体粉状粘合剂组合物，这种固体粉状粘合剂组合物在加热或以其他方式固化前，经由粉状粘合剂的压缩耦接在渐缩区段32内。在另一实施方式中，粘合材料被挤压或注塑成型至渐缩区段32中，以便形成粘合剂塞34，并且在此类实施方式中，粘合材料可包括热塑性材料。因此，本文所论述的套圈能够在加热以将光纤粘结在套圈内前较长时间段内(诸如8小时、16小时、1天、1周、1个月、6个月、1年或甚至若干年)容纳粘合材料。

如本文中所使用，“粘合剂”(或“粘合材料”或“粘合剂组合物”)为能够通过表面附接将材料保持在一起的物质。在一个实施方式中，粘合剂塞34的粘合剂组合物一般可以包含部分交联树脂和偶联剂。在一些实施方式中，每100重量份数的部分交联树脂可存在有约0.1至约10重量份数的偶联剂。在各种实施方式中，每100重量份数的部分交联树脂可存在有约0.1、约0.5、约1、约2、约4、约6、约8、或约10重量份数的偶联剂，或存在有在上述的重量比的任何组合之间的范围的偶联剂。

如本文所使用，“热塑性树脂”为包括聚合材料的材料，这种聚合材料在没有聚合物链交联情况下，将会在加热时重复软化并且在冷却时硬化。例如，热塑性树脂可经由加热和冷却的循环来重复变软和变硬。如本文所使用，“交联”或“被交联的”是指聚合物链连接至邻近聚合物链的化学键合，“可交联的”描述当施加足够热量时变为至少可部分交联的化学形态。如本文所使用，“部分交联”或“被部分交联的”是指聚合物链连接至邻近聚合物链的化学键合，其中相较于热塑性和热固性树脂而言，并非所有邻近的链都被键合；“可部分交联的”描述当施加足够热量时变为至少可部分交联的化学形态。应当理解，当术语“部分交联”和“可部分交联的”用于描述本文所述粘合剂组合物的聚合物时，在交联前或交联后的特定时间上描述的是同一树脂。

例如，树脂可描述为当树脂包装至套圈中并且还未经加热以部分交联时可部分交联的。在加热后，树脂可以部分交联。在另一实施方式中，树脂刚好在光纤插入前，可以在加热步骤前交联，诸如如果粘合剂组合物在放置至套圈中前注塑成型。然而，由于刚好在插入光纤前交联可以发生在加热步骤中，所注塑成型的粘合剂组合物仍然可描述为可部分交联的。另外，应当理解，当本文描述粘合剂组合物时，如果表明粘合剂组合物包含部分交联树脂，则等同于表示粘合剂组合物在交联步骤前包含可部分交联的树脂。虽然交联可以在连接器组装期间持久性地将结构牢固固定在一起且热塑性树脂可允许材料以受控方式流动以供制造套圈，但是部分交联材料也可唯一且协同地具有两种类型的材料的此类优势。

在一个实施方式中，粘合剂组合物可以包括以下特性：至少约5重量％的树脂交联或可交联，并且至少约5重量％的树脂未交联或不可交联。在另一实施方式中，粘合剂组合物可以包括以下特性：至少约10重量％的树脂交联或可交联，并且至少约10重量％的树脂未交联或不可交联。在另一实施方式中，粘合剂组合物可以包括以下特性：至少约20重量％的树脂交联或可交联，并且至少约20重量％的树脂未交联或不可交联。

在一些实施方式中，部分交联树脂材料可以具有在至少约250℃、270℃或290℃的温度下的熔点。在一些实施方式中，部分交联树脂材料可以在存在空气时在至少约300℃、325℃或350℃的温度下交联。另外，部分交联树脂能够在不到约5分钟、3分钟、1分钟、30秒或甚至是15秒内粘结。在所预见的实施方式中，部分交联树脂无需混合、不用除气和/或没有使用时限问题。在一个实施方式中，粘合剂组合物可以包含一或多种部分交联树脂，诸如但不限于部分交联聚苯硫醚。

在其他实施方式中，粘合剂组合物可以包含一或多种部分或非部分交联树脂，诸如但不限于，聚苯醚、聚酰胺－酰亚胺、液晶高分子、聚醚酮、环烯烃共聚物或以上的组合。例如，聚苯硫醚可包括但不限于，来自得克萨斯州Chevron Phillips Chemical CompanyLLC of The Woodlands的V-I，或来自德国Ticona GmbH of Frankfurt的0205P4或0203P6。聚苯醚可以包括但不限于沙特阿拉伯SABIC ofRiyadh的Sabic SA-102。液晶聚合物可以包括来自美国肯塔基州Ticona of Florence的A950VF300I。聚醚酮可包括来自比利时Solvay S.A.of Brussels的KT-85I。环烯烃共聚物可以包括来自Topas Advanced Polymers的5013L-10。

偶联剂可包括各种各样一或多种适当的偶联剂。在一个实施方式中，偶联剂可包括环氧树脂、氨基、或巯基官能硅烷。偶联剂上的硅烷基可以包括烷氧基硅烷、酮肟基硅烷、乙酰氧基硅烷。可替代地，或者结合上述的硅烷偶联剂，该偶联剂可以包括锆酸盐、钛酸盐、或它们的组合。在一个实施方式中，该偶联剂可以包括丙氧基，诸如伽马－丙氧基。例如，该偶联剂可以包括来自康涅狄格州Crompton Corp.of Middlebury的A-I87、A-1100，或来自新泽西州Kenrich Petrochemicals,Inc.of Bayonne的KR55。

偶联剂和部分交联树脂组合可使粘合强度增强。具体来说，偶联剂可提供以下两者之间的化学偶联：a)光纤和/或套圈的无机表面，以及b)粘合剂的聚合物基体。在冷却后，可能不具有能够与无机表面反应的官能基的部分交联树脂可通过偶联剂来共价键合至光纤或套圈的一或两者。偶联剂可包括尤其能够共价键合至无机材料的官能基和尤其能够与有机官能基反应的基。偶联剂上的有机官能基可以包括环氧树脂、氨基、巯基、丙烯酸酯、或任何其他有机官能基。在一个实施方式中，偶联剂上的与无机材料反应的官能基可为烷氧基硅烷。其他可能的基包括肟或乙酰氧基硅烷。除了硅烷偶联剂之外，锆酸盐和钛酸盐也表现出具有此类偶联能力。

本文所述粘合剂组合物可进一步包括至少一种热固性树脂。各种各样的热固性树脂材料可以作为粘合剂组合物组分。如本文所使用，“热固性树脂”是包含至少一种聚合材料的材料，所述至少一种聚合材料将会经历或已经历通过热量、催化剂、紫外光等的作用而进行的化学反应，从而导致相对难熔状态。合适热固性树脂的实例可以包括但不限于环氧树脂，诸如双酚基A环氧或环氧酚醛树脂(epoxy novo lacs)。在一个实施方式中，每100重量份数的部分交联树脂可存在有在约1至约85重量份数之间的热固性树脂。在各种实施方式中，每100重量份数的部分交联树脂可存在有约1、约5、约10、约30、约50、约70、约80或约85重量份数的热固性树脂，或存在有在上述重量比的任何组合之间的范围内的重量份数的热固性树脂。

热固性树脂和部分交联树脂组合可以使粘合强度增强。具体来说，在300℃以上的温度下固化后，该粘合剂可以在整个基底上形成热塑性塑料的整体体系以及交联网络结构。这种交联结构不仅可由热固性塑料形成，而且可由热塑性塑料和热固性塑料形成。例如，部分交联的热塑性树脂可以通过聚合物链端部处的酚基在升高温度下与热固性树脂反应。所形成的网络结构可以提高粘合剂和对应光纤连接器的完整性，以便防止在剪切应力下发生环境老化以及蠕变，并有利于提升基板上的粘结强度。

在一个实施方式中，粘合剂组合物可进一步包含了固化剂。如果粘合剂组合物包括该热固性树脂，那么该固化剂可帮助固化热固性树脂(诸如环氧树脂)，和/或可帮助固化偶联剂。例如，固化剂可与偶联剂和/或热固性树脂的环氧基进行反应。该固化剂可以包括一或多种可获得固化剂，诸如但不限于酸酐固化剂、酰胺固化剂、芳香胺固化剂、二酐、一元酸酸酐、胍化合物、氨固化剂、或它们的组合。例如，该固化剂可以包括双氰胺、焦蜜石酸二酐、十二烷基琥珀酸酐、糖醛、尿素、三聚氰胺、双氰胺、或它们的组合。在一个实施方式中，粘合剂组合物在每100重量份数的偶联剂中该进一步包括在约0.2至约50重量份数之间的固化剂。在各种实施方式中，每100重量份数的偶联剂可存在有约0.2、约0.5、约1、约5、约10、约20、约30、约40或约50重量份数的固化剂，或存在有在上述重量比的任何组合之间的范围内的重量份数的固化剂。在另一实施方式中，粘合剂组合物在每100重量份数的热固性树脂中还进一步包括在约0.2至约50重量份数之间的固化剂。在各种实施方式中，每100重量份数的热固性树脂可存在有约0.2、约0.5、约1、约5、约10、约20、约30、约40或约50重量份数的固化剂，或存在有在上述重量比的任何组合之间的范围的重量份数的固化剂。在又一实施方式中，粘合剂组合物在总共每100重量份数的热固性树脂和偶联剂中还进一步包括在约0.2至约100重量份数之间的固化剂。在各种实施方式中，总和每100重量份数的热固性树脂和偶联剂中存在有约0.2、约0.5、约1、约5、约10、约30、约50、约70、约90或约100重量份数的固化剂，或存在有在上述重量比的任何组合之间的范围的重量份数的固化剂。

在一个实施方式中，粘合剂组合物可进一步包括一或多种填充材料。填充材料可为矿物质组合物，诸如金属的至少一种焦磷酸盐。例如，金属可以包括钴或镁，使得填充材料为焦磷酸镁、焦磷酸钴、或它们的组合。在一个实施方式中，粘合剂组合物在每100重量份数的部分交联树脂中还进一步包括在约0.5至约85重量份数之间的填充材料。在各种实施方式中，每100重量份数的热固性树脂可存在有约0.5、约1、约5、约10、约30、约50、约70、约80或约85重量份数的填充材料，或存在有在上述重量比的任何组合之间的范围内的重量份数的填充材料。

在一个实施方式中，填充材料可以包括具有负热膨胀系数的材料。如本文所使用，具有负热膨胀系数的材料是指在接近部分交联树脂的玻璃转变温度的温度下(例如在约50℃、约30℃、约20℃或约10℃内)随着容量的减少而经历相转换的材料。具有负热膨胀系数的材料的内含物可有助于维持加热时的粘合剂组合物密度，并且因此维持粘合剂组合物体积，使得粘合剂组合物不会膨胀并施加过度压力至套圈，从而在一些情况下导致该套圈破裂或断裂。

应当理解，本文所描述的粘合剂组合物实施方式的各种组分可以本文所公开的任何比率以任何组合来进行组合。此类各种组分包括部分交联的热塑性树脂、偶联剂、热固性树脂、固化剂、以及填充材料。此外，虽然粘合剂组合物的理想特性可由各种组分中的仅两种或多种组合产生，但是在本文中也预见了任何组分组合。另外，应当理解，当提到粘合剂组合物组分时，在一些实施方式中，组分可为任选组分，并且这个组分无需在所有实施方式中都要在粘合剂组合物中。

例如，在一个实施方式中，粘合剂组合物可以包含部分交联树脂、偶联剂、固化剂、以及部分交联树脂。粘合剂组合物对于每100重量份数的部分交联树脂可包括有在约0.1至约10重量份数之间的偶联剂、对于每100重量份数的部分交联树脂可包括有在约0.2至约5重量份数之间的固化剂，并且对于每100重量份数的部分交联树脂可包括有在约0.5至约85重量份数之间的填充材料。

在一些实施方式中，粘合剂组合物可制备为固体粉末。该粘合剂组合物的各种组分中的至少一些可为固体，并且可研磨成粉末，所述组分诸如部分交联树脂、热固性树脂、固化剂和/或填充材料的任何或所有。固体粉末材料可以完全共混。在一个实施方式中，偶联剂可以是液体。然而，共混物中的偶联剂份数可能相对较小，因此，该偶联剂可与粘合剂组合物的固体组分的一者组合，并且所得的共混物可为可自由流动的粉末。例如，在一个实施方式中，该偶联剂可以在回流条件下在有机溶剂中与热塑性粉末预先反应。在去除溶剂后，保留处理过的粉末。在回流溶剂条件下，偶联剂的一些可能已经变为永久粘结至聚合物。美国专利号8,696,215详细公开可用于形成粘合剂塞34和/或与本文所论述的光学连接器结合的粘合剂组合物的另外实施方式，该专利的全文以引用的方式并入本文。

应当理解，虽然图1至图6描述被配置成耦接至单个光纤的装载有粘合剂套圈，但是粘合剂组合物、套圈中心孔结构、以及粘合剂塞34结构也可用于各种各样的光纤连接器。例如，根据本文所论述的各种实施方式，如图7所示多光纤连接器100可以包括多个中心孔26以及多个粘合剂塞34。本文所论述的原理也可用于机械对接型光纤连接器。美国专利号4,755,018、4,923,274、5,040,867和5,394,496提供各种单光纤式机械对接型连接器实例。美国专利号6,173,097、6,379,054、6,439,780和6,816,661提供各种多光纤式机械对接型连接器实例。

在各种实施方式中，提供形成预载在粘合剂组合物内的光纤连接器的方法。所述方法包括提供光学连接器，并且该光学连接器包括：主体，所述主体具有第一面和第二面；以及光纤接收通道，所述光纤接收通道限定在所述主体中，并且在形成于所述第一面中的第一开口与形成于第二面中的第二开口之间延伸。所述光纤接收通道包括从第一面向内延伸的第一通道区段，并且所述第一通道区段具有第一直径。光纤接收通道包括从第二面向内延伸的第二通道区段，并且所述第二通道区段具有第二直径。所述第二直径小于所述第一直径。光纤接收通道包括位于第一通道区道与第二通道区段之间的渐缩通道区段，并且具有可变直径，并且所述渐缩区段的可变直径随与第二面的距离的减小而减小。所述方法包括将粘合剂组合物放置在渐缩通道区段内，并且在放置步骤后，将光学连接器储存至少一天，而不将光学连接器耦接至光纤。在各种实施方式中，所述方法可以包括在渐缩通道区段处将粘合剂组合物耦接至所述主体的内表面。在各种实施方式中，耦接步骤包括在放置粘合剂组合物后，凝固渐缩通道区段内的粘合剂组合物。在各种实施方式中，所述放置步骤可以在第一位置处(例如，制造连接器的设备)进行，并且所述方法可进一步包括将光学连接器输送至第二位置处，在所述第二位置处，光纤被耦接至该光学连接器。

本文所论述的光纤可为玻璃或塑料制成的柔性、透明光纤。光纤可起波导作用，以在光纤两个端部之间来传输光。光纤可以包括由具有低折射率的透明覆盖材料环绕的透明芯。光可通过全内反射保持在该芯中。玻璃光纤可以包含二氧化硅，但也可以使用一些其他材料(诸如氟锆酸盐、氟铝酸盐、以及硫属化物)以及晶体材料(诸如蓝宝石)。光可通过具有较低折射率的光学覆层沿光纤的芯向下引导，这种光学覆层通过全内反射将光限制在该芯中。覆层可由保护其不受潮和/或防止物理损害的缓冲剂和/或另外一或多个涂层进行涂布。这些涂层可为在拉制工艺期间施加至光纤外部的UV固化聚氨酯丙烯酸酯复合材料。涂层可以保护玻璃纤维的纤维束。光纤可以包括内部主要涂层以及外部次要涂层。光纤涂层可施加在同心层中。

本文所论述的光学连接器通常可以包含陶瓷材料，诸如但不限于氧化锆、氧化铝、钛掺杂氧化铝、玻璃填充PPS、或它们的组合。然而，在本文中也预见了用于套圈的构造的其他材料，诸如金属、陶瓷、聚合物、或它们的组合。

除非另外明确表明，否则本文所阐述的任何方法决不旨在被理解为要求其步骤以特定次序执行。因此，在方法权利要求实际上未陈述其步骤遵循的次序或在权利要求书或描述中并未另外明确规定步骤被限制为特定次序的情况下，决不旨在推断任何特定次序。

本领域的技术人员将会清楚，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以做出各种修改以及变化。由于本领域的技术人员可以想出结合本发明的精神和实质的所公开的实施方式的修改组合、子组合和变化，因此，应将本发明理解为包括所附权利要求书及其等效物范围内的所有内容。

Claims (26)

1.一种光纤连接器，所述光纤连接器包括：

主体，所述主体具有第一面和第二面；

通道，所述通道限定在所述主体中，在形成于所述第一面中的第一开口与形成于所述第二面中的第二开口之间延伸，所述通道被配置成接收光纤，所述通道包括：

第一通道区段，所述第一通道区段从所述第一面向内延伸并且具有第一宽度；

第二通道区段，所述第二通道区段从所述第二面向内延伸并且具有第二宽度，其中所述第二宽度小于所述第一宽度；以及

过渡区段，所述过渡区段位于所述第一通道区段与所述第二通道区段之间；以及

粘合剂组合物，所述粘合剂组合物在所述过渡区段内，其中：

所述粘合剂组合物是一固体材料，并且被配置成在所述粘合剂组合物的熔融和凝固后，将光纤粘结至所述第二通道区段的内表面；

所述粘合剂组合物包括交联树脂和偶联剂；以及

所述交联树脂具有大于290℃的熔点。

2.根据权利要求1所述的光纤连接器，其特征在于，所述粘合剂组合物在所述过渡区段内，以便阻塞在所述第二通道区段的内端处的内部入口。

3.根据权利要求2所述的光纤连接器，其特征在于，所述过渡区段具有第一端部和第二端部，其中所述第一通道区段的内端过渡到所述过渡区段的所述第一端部中，并且所述过渡区段的所述第二端部过渡到所述第二通道区段的所述内端中。

4.根据权利要求3所述的光纤连接器，其特征在于：

所述第一通道区段为圆柱孔，所述圆柱孔从所述第一面延伸至所述过渡区段的所述第一端部，并且所述第一宽度为第一直径；

所述第二通道区段为圆柱孔，所述圆柱孔从所述第二面延伸至所述过渡区段的所述第二端部，并且所述第二宽度为第二直径；

所述第一直径为所述第二直径的至少两倍；

所述第一通道区段的轴向长度大于所述主体的轴向长度的一半；以及

所述第二通道区段的轴向长度大于所述过渡区段的轴向长度并且小于所述主体的所述轴向长度的三分之一。

5.根据权利要求4所述的光纤连接器，其特征在于，所述主体具有外径，并且所述第一直径大于所述主体的所述外径的30％。

6.根据权利要求3所述的光纤连接器，其特征在于，至少95％的所述粘合剂组合物在所述主体的轴向中点与所述过渡区段的所述第二端部之间。

7.根据权利要求1所述的光纤连接器，其特征在于，所述过渡区段具有可变宽度，所述可变宽度随与所述第二面的距离的减小而减小。

8.根据权利要求7所述的光纤连接器，其特征在于，所述过渡区段包括截头圆锥形内表面。

9.根据权利要求8所述的光纤连接器，其特征在于，所述截头圆锥形内表面是相对于所述主体的纵轴成角度，所述角度在30°与80°之间，其中所述截头圆锥形内表面从所述过渡区段的第一端部延伸至所述过渡区段的第二端部。

10.根据权利要求8所述的光纤连接器，其特征在于，所述截头圆锥形内表面位于所述主体的轴向中点与所述第二面之间。

11.根据权利要求1所述的光纤连接器，其特征在于，至少50％的所述粘合剂组合物在所述过渡区段内。

12.根据权利要求1所述的光纤连接器，其特征在于，在所述主体温度小于40℃时，所述粘合剂组合物为一固体材料。

13.根据权利要求1所述的光纤连接器，其特征在于，所述粘合剂组合物为一固体粉状粘合剂组合物，所述固体粉状粘合剂组合物通过使得所述固体材料压缩在所述过渡区段内来耦接至所述过渡区段。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的光纤连接器，其中所述粘合剂组合物包括每100重量份数的所述交联树脂有在0.1至10重量份数之间的所述偶联剂。

15.根据权利要求1-13中任一项所述的光纤连接器，其中所述交联树脂被构造成在存在空气时在至少300℃、325℃或350℃的温度下交联。

16.根据权利要求1-13中任一项所述的光纤连接器，其中所述交联树脂包括聚苯硫醚。

17.根据权利要求1-13中任一项所述的光纤连接器，其中所述偶联剂包括硅烷偶联剂。

18.根据权利要求17所述的光纤连接器，其中所述偶联剂包括烷氧基硅烷、酮肟基硅烷、乙酰氧基硅烷。

19.根据权利要求1-13中任一项所述的光纤连接器，其中所述交联树脂不具有能够与无机表面反应的官能基。

20.根据权利要求1-13中任一项所述的光纤连接器，其中所述偶联剂包括能够共价键合至无机材料的官能基和能够与有机官能基反应的基。

21.根据权利要求1所述的光纤连接器，其进一步包括光纤，所述光纤从所述第一面穿过所述通道延伸到所述第二面。

22.根据权利要求1所述的光纤连接器，其特征在于，所述第一宽度为所述第二宽度的至少四倍。

23.一种形成根据权利要求1至22中任一项所述的光纤连接器的方法，所述方法包括：

提供所述光纤连接器的主体和通道；

将所述粘合剂组合物放置在所述通道的过渡区段内；以及

在所述放置步骤后，将所述光纤连接器储存至少一天，而不将所述光纤连接器耦接至光纤。

24.根据权利要求23所述的方法，其进一步包括：

将粘合剂组合物制备为固体粉末，其中将所述粘合剂组合物放置在所述过渡区段内包括经由压缩将所述固体粉末耦接至所述主体、在所述过渡区段内。

25.根据权利要求24所述的方法，其进一步包括：

加热所述粘合剂组合物至高于所述粘合剂组合物的熔融温度，由此致使所述固体粉末变为可流动的；

插入光纤使其穿过所述通道；以及

冷却所述主体以使所述粘合剂组合物凝固，并由此将所述光纤固定在所述第二通道区段内。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，在所述光纤插入穿过所述通道时，所述光纤会将所述熔融粘合剂组合物拉入所述通道的所述第二通道区域内。