CN108027488A - 用于在高速度下标记光学部件的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于标记光纤电缆的移动表面的系统和方法。所述系统包括所述光纤电缆的供应件；激光生成装置，所述激光生成装置被配置来生成通过与所述光纤电缆的所述移动表面的材料相互作用来形成标记的激光束。所述系统包括移动装置，所述移动装置以每分至少50m的速度移动所述光纤电缆通过所述系统。所述系统包括激光引导装置，所述激光引导装置位于所述激光束的路径中并且被配置来改变所述激光束的所述路径以将所述激光束引导至所述移动表面上的多个离散位置以便在所述移动表面上形成一系列标记。所述移动表面包括多个追踪标识以允许确定所述移动表面的位置。

Description

用于在高速度下标记光学部件的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年8月11日提交的美国临时申请号62/203,504的优先权的权益并且通过引用的方式并入本文。

背景技术

本公开总体涉及包括表面标记的光电缆部件，并且具体地涉及用于光纤电缆部件的高速标记系统和方法。可以看到，光通信电缆在多种多样的电子器件和电信领域中的使用增加。光传输电缆可包含或包围一根或多根通信光纤。电缆为电缆内的光纤提供结构和保护。

发明内容

本公开的一个实施方案涉及用于标记光纤电缆的移动表面的系统。所述系统包括光纤电缆的供应件；以及激光生成装置，所述激光生成装置被配置来生成通过与光纤电缆的移动表面的材料相互作用来形成标记的激光束。所述系统包括移动装置，所述移动装置以每分至少50m的速度移动光纤电缆通过所述系统；以及激光引导装置，所述激光引导装置位于激光束的路径中。激光引导装置被配置来改变激光束的路径以将激光束引导至移动表面上的多个离散位置以便在移动表面上形成一系列标记。

本公开的另外的实施方案涉及用于标记光纤电缆的移动表面的方法。所述方法包括提供被配置来生成激光的激光生成装置，以及以每分至少50m的速度移动光纤电缆部件的表面经过激光生成装置。所述方法包括在移动表面上的多个离散位置处引导激光。所述方法包括通过在激光与表面之间的相互作用在移动表面上形成一系列标记。

本公开的另外的实施方案涉及光电缆部件，所述光电缆部件包括具有外表面和限定内腔的内表面的主体。光电缆部件包括位于内腔内的一个或多个光传输元件和沿主体的长度彼此间隔开的多个追踪标识。每个邻近的追踪标识对限定主体的外表面上的位于每个邻近追踪标识对之间的标签区域。追踪标识具有由第一标识形成方法形成的第一标记结构并且追踪标识是非字母数字标识。光电缆部件包括在标签区域中的每一个中形成的多个标签标记。标签标记具有由第二标识形成方法形成的第二标记结构。第一标记结构不同于第二标记结构，并且第一标识形成方法不同于第二标识形成方法。

另外的特征和优点将在接下来的详细描述中进行阐述，并且本领域的技术人员将借助于所述描述很容易理解或通过实践如书面描述及其权利要求书以及附图中描述的实施方案很容易认识其部分内容。

应理解，上述概述和以下详述仅是示例性的，并且意图提供用于理解权利要求的性质和特征的概观或框架。

包括附图以提供进一步理解并且所述附图并入本说明书并且构成本说明书的一部分。附图示出一个或多个实施方案并且所述描述用来解释各实施方案的原理和操作。

附图说明

图1是根据示例性实施方案的光纤电缆的透视图。

图2是根据示例性实施方案的处于图1的光纤电缆的外表面上的标记的详细视图。

图3是根据另一个示例性实施方案的处于图1的光纤电缆的外表面上的标记的详细视图。

图4是根据示例性实施方案的示出用于形成包括高速激光形成的标记的光电缆的系统和过程的示意图。

图5是根据示例性实施方案的高速激光标记系统的示意图。

图6是根据示例性实施方案的激光束位置传感器的示意图。

图7A示出根据示例性实施方案的可用图5的高速激光标记系统形成的形成字母“C”的像素矩阵。

图7B示出根据示例性实施方案的在不同像素位置下和在不同时间处的激光功率变化以用图5的高速激光标记系统形成图7A的字母“C”。

图8A示出根据示例性实施方案的可用图5的高速激光标记系统形成的形成星形图案的标记图案。

图8B示出根据示例性实施方案的在不同电缆表面位置和时间处的激光功率变化以用图5的高速激光标记系统形成图8A的星形图案。

图9A示出根据示例性实施方案的在不具有电缆速度校正的情况下形成字母“C”的像素矩阵。

图9B和图9C示出根据示例性实施方案的具有电缆速度校正的激光标记系统的操作。

图10是根据另一个示例性实施方案的高速激光标记系统的示意图。

图11是根据另一个示例性实施方案的高速激光标记系统的示意图。

图12A和图12B是根据示例性实施方案的示出包括基于油墨的盖写的高速激光标记系统的操作的示意图。

具体实施方式

总体参考附图，示出和描述了用于在高速度下在光电缆部件的外表面上形成标记(例如，标识、标签等)的系统和方法。具体地，在此论述的系统和方法被配置来在电缆部件的外表面(例如，外电缆护套的外表面、缓冲管的外表面、紧密缓冲光纤的外表面、光纤微模块的外表面、光纤子单元的外表面和光纤带的外表面等)上以大于50米/分，具体地，大于100米/分，并且更具体地大于200米/分的产生速度形成标记。

本文所论述的系统和方法通过利用激光标记系统来实现这些高的产生速率，所述激光标记系统能够通过在高速度下改变激光方向来将标记的激光束引导到移动电缆部件表面的不同部分或区段上。为了完成高速激光定位，所述系统包括能够以高的速率改变激光方向的激光引导装置。在一个特定实施方案中，本文使用的系统利用沿镜的外围表面包括反射表面或小面的旋转的镜。镜在一个方向上绕轴旋转并且将激光反射到移动电缆部件表面的希望的位置上。通过绕轴线旋转镜，反射小面相对于激光的成角位置连续地改变，并且激光标记系统(例如，通过控制功率调制，通过用外部调制器控制激光)使激光操作与反射小面的旋转位置同步，使得当小面处于恰当的成角位置处时激光入射在小面上以将激光引导到表面上形成希望的标记的位置处。与利用在多个方向上旋转以便适当地引导激光的镜的常规激光标记系统相反，本文所论述的系统避免了由在这类系统中需要的减速和方向反向引起的速度匮乏。

在另一个实施方案中，本文所论述的激光标记系统利用由控制器控制的光偏转器。在这类实施方案中，光偏转器可以是声光偏转器或电光偏转器。在这类实施方案中，光偏转器从激光生成装置接收激光束并且将激光引导至电缆部件的形成标记所在的适当部分。在这类实施方案中，因为光偏转器基于声或电信号改变激光路径而无需移动零件，所以光偏转器能够以足够高的速度改变激光的路径以容纳本文所论述的系统的高吞吐量。

在一些实施方案中，激光标记系统可用标记激光在电缆的移动表面(例如，电缆护套的外表面)中形成凹进部，并且然后用高对比度材料(诸如油墨材料)盖写或填充凹进部，以便促进观察/检测激光打印的标识。在各种实施方案中，盖写可使用喷墨打印系统形成。在特定实施方案中，这类激光标记系统可追踪激光标记相对于喷墨打印标记的位置，并且调整系统操作来提高两个标记之间的对准。在这些实施方案中，激光标记系统可利用本文公开的标记激光的二维扫描或瞄准能力来基于在喷墨打印标记与激光标记之间的测量的相对位置来瞄准激光以在激光形成的凹进部与油墨标记之间提供更好的对准。

本文所论述的激光标记系统和方法的各种实施方案被认为能够以快于常规的烫箔打印技术和常规的激光打印技术的速度标记或打印光电缆的表面。另外，与表面打印技术相反，本文所论述的激光形成的标记具体地并不易于损坏、磨蚀或磨损，这些通常在具有基于沉积油墨的标记的情况下被发现。在一些实施方案中，由激光形成的凹进部提供的油墨层的凹陷可对油墨层提供耐磨性。

除本文所论述的系统和方法实施方案之外，本申请还涉及被配置来促进使用本文所论述的高速激光系统进行标记的电缆部件表面布置。在各种实施方案中，将要被标记的电缆部件表面包括沿电缆部件的长度彼此间隔开、限定邻近追踪标识之间的标签区域的多个追踪标识。这些追踪标识具有第一标记结构(例如，沉积的油墨层)并且由第一标识形成方法(例如，喷墨打印)形成并且是非字母数字标识。在这类实施方案中，电缆部件还包括在标签区域中的每一个中形成的多个标签标记，并且标签标记具有由第二标识形成方法(例如，高速激光标记)形成的第二标记结构(例如，激光形成的标记)。在这类布置中，第一标记结构不同于第二标记结构，并且第一标识形成方法不同于第二标识形成方法。具体地，追踪标识在高速激光标记期间(例如，通过视觉系统)被监测以确定电缆速度和位置，并且这一类信息用来调整或校准激光标记系统以确保激光标记在适当的位置中适当地形成。

参考图1，根据示例性实施方案示出光通信电缆，如电缆10所示。电缆10包括电缆主体(如电缆护套12所示)，所述电缆主体具有限定内通道、通路或空腔(如中心孔16所示)的内表面14。如将大体所理解，护套12的内表面14限定下文所论述的各种电缆部件所位于的内部区域或区。多个光传输元件(如光纤18所示)位于孔16内。通常，电缆10在安装期间和安装之后向光纤18提供结构和保护(例如，在处置期间进行保护、保护以免受元件影响、保护以免受害虫影响等)。

在图1所示的实施方案中，电缆10包括位于中心孔16内的多个核心元件。第一类型的核心元件是光传输核心元件，并且在图1的实施方案中，核心元件包括位于管(诸如缓冲管20)内的一根或多根光纤18。一个或多个另外的核心元件(如填充棒22所示)也可位于孔16内。在示出的实施方案中，填充棒22和缓冲管20围绕由材料(诸如玻璃加强的塑料或金属(例如，钢))形成的中心支撑件(如中心强度构件24所示)布置或卷绕。合起来，包含光纤18、填充棒22和中心强度构件24的缓冲管20形成电缆10的核心26。在各种实施方案中，核心26可包括呈包括光微模块、光纤子单元、光纤子单元束、紧密缓冲光纤、填充管等的任意组合的任意类型的光核心元件。

在各种实施方案中，诸如图1中所示，电缆10可包括位于处于核心26与内表面14之间的护套孔16内的多种另外的层或结构。例如，阻水材料(诸如挡水带28)可定位为围绕卷绕的缓冲管20和填充棒22。电缆10还可包括位于挡水件28外侧的加强片或层(如铠装层30所示)。铠装层30围绕电缆10的内部元件(包括光纤18)卷绕，使得铠装层30将光纤18包围在孔16内。铠装层30通常向电缆10内的光纤18提供另外的保护层，并且可提供抗性以免损坏(例如，在安装期间由接触或压缩引起的损坏，来自元件的损坏，来自侵蚀的损坏等)。在各种实施方案中，铠装层30可由多种强化材料或抗损坏材料形成。在各种实施方案中，电缆护套12可包括嵌入电缆护套12中的一个或多个中断部分(诸如共挤出的中断部分32)。通常，中断部分32在护套12中提供允许用户剥开护套12以便触及核心26的弱化区域。

在各种实施方案中，电缆护套12由挤出的热塑性材料形成。在各种实施方案中，电缆护套12可以是在电缆制造中使用的多种材料，诸如聚乙烯、中间密度的聚乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、尼龙、聚酯或聚碳酸酯以及它们的共聚物。此外，电缆护套12的材料可包括向电缆护套12的材料提供不同特性的小数量的其他材料或填充物。例如，电缆护套12的材料可包括提供着色、阻挡UV/光(例如，碳黑)、耐燃等的材料。

电缆护套12包括外表面34。电缆护套12包括用来接收标签标记的区域，如标签区域36所示。在标签区域36内，标记(如激光形成的点38)形成在外表面34上。如在下文更加详细地解释，点38是使用高速激光标记系统形成的激光形成的标记。

参考图2，示出了标签区域36的详细视图。在所示出的实施方案中，点38以标记图案形成以形成希望的标签或指示(例如，如图所示的字母数字标识、符号、商标“Corning”等)。通过举例，在图2中，点38示出在由图2中未标记或未填充的点40表示的位置阵列内。如下文更加详细地解释，点38和40一起表示标签区域36内的标记激光可瞄准以形成点38的不同离散位置。在各种实施方案中，点38可以是激光创建的凹陷、激光创建的隆起、基于与标记激光相互作用由护套12内的材料形成的着色的标记或任何其他激光形成的标记标识。应理解，虽然在图2中示出单一标签区域36，但是在图2中示出的标记的布置可沿电缆10的整个长度每隔一段距离重复。

如图2中所示，电缆10可包括如追踪的点阵列44所示、沿电缆护套12的外表面34在彼此间隔开的间隔处形成的多个追踪标识。在这类实施方案中，每对追踪点阵列44限定标签区域36(所述点38在其中形成)。追踪点阵列44被定形成当由适当的视觉系统检测时，提供二维位置信息(例如，在x方向和y方向两者上的位置)。通常，追踪点阵列44在形成点38期间被检测(例如，通过视觉系统)，并且所检测的点阵列44的位置用来适当地瞄准激光以在标签区域36内的正确位置处形成点38。追踪点阵列44被形成使得位置检测的精确度小于一个点38的大小(即，直径)，并且优选小于一个点38的大小(即，直径)的一半。例如，对于具有<800um的像素大小8mm的字体高度，由追踪点阵列44提供的电缆位置检测的精确度应高于800μm，并且更优选高于400μm。

在各种实施方案中，点阵列44具有不同于激光形成的点38的结构的第一结构，并且点阵列44还由第一形成或打印方法形成，所述第一形成或打印方法不同于用来产生点38的高速激光打印。在这类实施方案中，用来形成点阵列44的方法是并不利用电缆护套12的位置追踪来形成点阵列44的方法，并且因此可在形成点38之前在空白电缆护套上形成。在特定实施方案中，追踪点阵列44可由借助于喷墨打印方法沉积的油墨液滴形成。据信，喷墨打印可适于形成追踪点阵列44，因为它允许高速沉积，并且典型的喷墨打印在聚合物电缆护套上的有限的附着和现场中对应的有限的耐磨损性并不是问题，因为一旦点38形成，追踪点阵列44就不再被需要。

参考图3，电缆护套12根据另一个示例性实施方案被示出具有多个追踪标识，如追踪标记46所示。追踪标记46起作用并且以类似于追踪点阵列44的方式形成，并且还限定成对的追踪标记46之间的标签区域36。在其他实施方案中，追踪标识可以是允许在高速度下追踪标签区域36并且提供将要标记的表面的位置和速度的二维信息的标记(marks)或标记(markings)的任何合适布置。

参考图4，根据示例性实施方案示出用于形成具有高速激光打印的标记的光电缆(诸如电缆10)的方法和系统100的示意图。在一个实施方案中，在围绕光纤18形成缓冲管20之后，缓冲管20可储存在卷轴102上。此外，一个或多个填充管22可储存在卷轴102上并且中心强度构件24可储存在卷轴104上。

为了产生电缆(诸如电缆10)，缓冲管20从卷轴102退绕。在各种实施方案中，系统100可包括被配置来以高的速率移动电缆部件和/或装有护套的电缆10通过系统100的一个或多个移动装置106。在各种实施方案中，移动装置106被配置来以每分至少50米，具体地每分至少100米并且更具体地，每分至少200米的速度移动电缆部件和装有护套的电缆10。移动装置106可包括适于在制造环境内移动电缆和电缆部件的任何合适的装置或设备，包括拉拔件、绕线机、输送机等。

在各种实施方案中，当部件从线轴102和104退绕时，部件可移动到合股站108中。通常，合股站108将缓冲管20以及任何填充管22和中心强度元件24联接在一起。在一个实施方案中，缓冲管20和填充管22以一定图案(诸如螺旋图案)或以反向的螺旋图案(诸如SZ合股图案)围绕强度元件24联接。在联接在一起之后，将电缆10的部件送入一个或多个另外的站110中以添加任何另外的内部部件(诸如阻水器28、铠装件30等)并且然后围绕内部部件施加护套12。在特定的实施方案中，另外的站110包括围绕电缆部件挤出聚合物护套12的护套挤出器。应理解，站108和110是电缆形成系统的实例并且在此论述的高速激光标记系统可结合任何光电缆形成系统和任何式样的光电缆或在形成任何光电缆部件期间使用。

在护套挤出之后，电缆10移动到高速标记系统112中。通常，标记系统112被配置来精确地控制多个激光参数，包括激光功率、脉冲重复频率、脉冲持续时间和激光束扫描，以便以系统100的高吞吐速度精确地形成激光标记(诸如点38)。此外，通过标记系统112进行激光束定位或瞄准是使用来自一个或多个位置传感器的输入数据精确地控制的，所述输入数据提供与电缆护套12上的目标区域(例如，标签区域36)相关的信息和与生成的激光束的实际位置相关的信息。

如图4所示，标记系统112包括视觉系统114、激光标记装置116、激光位置传感器118和控制器120。通常，视觉系统114检测追踪标识(诸如追踪点阵列44和追踪标记46)以基于追踪标识的检测生成表示标签区域36的位置和/或速度的信号。将来自视觉系统114的信号通信至控制器120，并且控制器120将控制信号发送至激光标记装置116以便基于来自视觉系统114的信号生成希望的标记(例如，图2中所示的激光形成的点38)。在一个实施方案中，控制器120将信号发送至激光标记装置116从而致使激光标记装置响应于检测到前面的追踪标识的而开始形成标记，并且将信号发送至标记装置116以响应于检测到后面追踪标识而使标记形成停止。在各种实施方案中，为了以本文所论述的高吞吐速度形成希望的激光标记，激光标记装置116被配置来以高速度瞄准、反射或以其他方式改变生成的激光的方向，并且在各种实施方案中，这一控制可基于来自视觉系统114的位置信息。在各种实施方案中，如下文更加详细地论述，激光标记装置116被配置来改变生成的激光的路径每秒至少2000次。另外，应理解，标记系统112可用来标记光纤形成系统的任何移动表面，包括但不限于缓冲管20的外表面、紧密缓冲光纤的外表面、光纤微模块的外表面、光纤子单元的外表面、光纤带的外表面等。

此外，如下文更加详细地解释，激光标记系统112包括被配置来检测由激光标记装置116生成的激光(如激光束122所示)的位置的激光位置传感器或位置敏感的检测器118(“PSD 118”)。在一些实施方案中，当激光束122行进到电缆护套12的外表面34上时，激光位置传感器118可位于激光束122的路径内。在另一个实施方案中，激光位置传感器118可位于别处，并且激光标记系统112被配置来将激光束122定期地引导、反射或瞄准到激光位置传感器118上。在各种实施方案中，激光位置传感器118生成表示激光定位的信号并且将这一信号通信至控制器120。在各种实施方案中，控制器120基于激光定位信息生成到达激光标记系统116的控制信号，以控制激光标记系统116的操作，以便确保激光形成的标识(例如，点38)形成在外表面34上的适当位置处。在形成激光标记之后，电缆10可然后储存在卷轴124上

参考图5，根据示例性实施方案详细示出了激光标记装置116。激光标记装置116包括被配置来生成允许在电缆护套12上形成点38的一定强度和/或波长的激光束122的激光生成装置(如激光装置130所示)。在各种实施方案中，激光装置130是在用于电缆护套12的材料的高度可吸收的波长下操作的激光器。在各种实施方案中，激光装置130是在9μm至11μm范围中的波长下操作的CO₂激光器，并且在其他实施方案中，可以是具有200nm至8000nm范围中的波长的其他类型的激光器。在特定实施方案中，激光装置130包括具有近似0.5m×0.5m×1m的尺寸的激光头，从而允许激光标记装置116具有大约0.8m×0.8m的覆盖面积。

激光标记装置116包括激光引导装置，如镜132所示。通常，镜132包括多个反射表面或小面134。在示出的实施方案中，每个反射小面134大致是位于相对于邻近小面的角度A处的平面小面。在示出的实施方案中，角度A大于90度并且小于180度，并且与小面134的数目成比例。镜132可旋转地联接到轴136和马达138。马达138被配置来使镜132在由箭头140表示的一个方向上连续地自旋，并且在这类布置中，当镜132自旋时，小面134在环绕轴136的箭头140的方向上的路径中行进。当镜132绕轴136旋转时，离开反射小面134的激光束122的反射角度改变，并且当电缆护套12移动通过激光标记站时，这一改变的反射角度进而将激光束122引导到外表面34上的不同的、离散的位置上。除允许激光束122定期地与激光位置传感器118相互作用之外，激光束122还在镜132的各种旋转位置处朝向位置传感器118引导。通常，因为镜132在单一方向上自旋并且因此消除了在一些基于电流计的激光标记系统中使用的减速和方向反向，所以激光标记装置116能够以比典型的激光标记系统更快的标记速率操作。

在示出的特定实施方案中，镜132是具有第一主表面142和与第一主表面142相对的第二主表面的多边形镜。在这类实施方案中，反射小面134沿在相对的主表面之间延伸的外围边缘表面144形成。在这类实施方案中，外围边缘表面144和反射小面大致垂直于第一主表面和第二主表面，并且轴136和相应的旋转轴线大致垂直于第一主表面和第二主表面。

激光标记装置116还可包括位于沿处于激光装置130与电缆护套12之间的激光束122的路径的一个或多个光学透镜146。通常，光学透镜146聚焦激光束122，使得所述激光束122的功率强度很好地适于在电缆护套12上作出相对较小大小的点38。在各种实施方案中，光学透镜146可以位于镜132与激光装置130之间(如图5中所示)或镜132与电缆护套12之间(如图10所示)。通常，光学透镜146的定位基于各种因素确定，所述各种因素包括系统100的物理布置、希望的像素大小、激光装置130的功率强度、处理吞吐速度等。应理解，激光标记装置116可包括各种部件或布置以减轻光学部件的污染，诸如使用真空喷嘴，将光学透镜定位在距电缆10远的位置中和/或使光学透镜具有各种光学涂层以减少潜在的损坏。

如上文所指出，为了以高速率形成点38，激光束122必须以高速率引导至电缆护套12的外表面上的不同位置。在图5所示的实施方案中，激光束122被引导至不同点的速度至少部分地基于反射小面134的大小和位置以及镜132的旋转速度。在各种实施方案中，旋转马达138被配置来以等于或大于2000转/分钟的旋转速度，并且具体地以等于或大于4000转/分钟的旋转速度，并且在特定实施方案中以处于2000转/分钟与50,000转/分钟之间的旋转速度使镜132自旋。在特定实施方案中，本文所论述的标记系统112可用来形成处于2mm至8mm的大小范围内、具有0.2mm至0.8mm的像素大小范围的符号或字符。在下文参考表1，根据示例性实施方案示出激光标记装置116的各种配置。

表1

参考图6，根据示例性实施方案示出了激光束位置传感器118。如上文所指出，激光束位置传感器118监测激光束122的位置并且向控制器120提供反馈，并且然后控制器120控制激光标记装置116以确保激光形成的点38在适当的位置处被创建以便形成希望的标识、符号或字符。如将被理解，激光束122的所需的位置精确度取决于将由激光130创建的标记的像素大小和分辨率。在示例性实施方案中，激光束122的位置容差是像素大小的四分之一或更大。

如图6所示，激光位置感测装置(PSD)118位于激光束122扫描的路径中，使得激光束可由PSD 118检测。在各种实施方案中，在PSD 118与电缆10之间的距离维持恒定，并且激光标记系统116被配置来使激光束的变化或漂移维持小于像素大小的四分之一。在图6的示例性实施方案中，激光束122由透镜150聚焦到小于检测器152的大小的斑点中。具有小于检测器152的直径但稍微大于激光束122的直径的孔径154位于检测器152的前面。孔径154的使用可增加PSD 118的位置精确度。作为图6中所示的布置的结果，激光束122的仅非常窄的角度可由检测器152检测。可实现更小的孔径154、更高的位置分辨率PSD 118。

如图6所示，如果PSD 118检测到激光束122已经偏移或漂移至如122'所示的位置，那么检测器152识别激光束122已经偏移。将这一位置信息通信至控制器120，并且控制器120控制激光标记装置116的操作以根据需要重新定位激光束122。在各种实施方案中，控制器120可控制功率调制(例如，激光装置130的开定时和关定时)以使激光束122的生成与旋转的镜132同步，和/或可将镜132的旋转速度调整成使镜132的旋转位置与激光束122的生成同步。

标记系统112可根据需要包括各种另外的传感器以将激光束122的精确定位提供到电缆护套12上。例如，在各种实施方案中，替代PSD 118或除PSD 118之外，标记系统112可包括附接到镜132、轴136或马达138以监测反射小面134的位置的旋转编码器(也被称为轴杆编码器)。在这类实施方案中，编码器是将轴杆或轴(例如，轴136)的成角位置或运动转化成模拟或数字信号的机电式装置。在一个实施方案中，旋转编码器是提供轴的绝对位置，向控制器120提供成角信息的绝对型编码器。在这类实施方案中，这些传感器可以是角度换能器。在使用PSD和旋转编码器两者的实施方案中，将来自编码器和PSD 118两者的信号通信至将要使用的控制器120以使激光操作和镜132的旋转同步。

参考图7A和图7B，根据示例性实施方案示出形成字母“C”的说明。在这类实施方案中，字母“C”由具有总数为100个斑点(像素)的10×10矩阵构成。阴影的像素38通过在激光束122与电缆10的外表面之间的相互作用生成，并且未阴影的像素40表示未改变的区域。在各种实施方案中，在特定位置处形成阴影的像素38还是空白像素40由激光装置130是否在当反射小面134将激光束引导至特定像素时的时间点处打开来确定。激光装置130相对于不同像素位置的这一开/关循环在图7B中示出。如图7B中所示，激光在短的间歇中被脉冲式开和关，并且然后激光朝向适当的像素位置反射离开反射小面134以形成呈适当的图案的适当的点38以便形成希望的字母。在一个实施方案中，激光装置130打开至少70％的时间。在另一个实施方案中，不是将激光装置130完全地打开和关闭，可将激光功率或波长调整成低于当激光束122朝向电缆护套12上的应保持未标记的位置引导的时，形成可见像素38所需的阈值。

如将被理解，阴影的像素38的像素大小和形状由激光束形状、功率以及波长和电缆材料确定。在各种实施方案中，像素38可以是凹进的斑点、具有凸面形状的隆起、褪色或颜色改变、表面结构改变等。在各种实施方案中，特定类型的像素38将基于激光与电缆护套12的材料之间的特定类型的相互作用。在各种实施方案中，像素38的大小处于2微米与1mm之间，并且每平方毫米的像素数目处于50至10,000的范围中，这取决于分辨率要求。

参考图8A和图8B，根据示例性实施方案示出在标签区域36中形成的标记(示出为激光形成的符号156)。激光形成的符号156与由上文论述的点38形成的字符大致相同，不同的是激光形成的符号156由一系列激光形成的条或带158生成。激光形成的条158由长于用来创建点38的那些激光脉冲的激光脉冲形成。图8B示出用来形成符号156的示例性激光脉冲波形。

参考图9A至图9C，因为电缆护套12以高速率移动通过标记系统112，所以标记系统112被配置来以说明电缆护套12的速度的方式引导激光束122。如图9A和图9B所示，因为电缆10在由箭头160指示的方向上移动，所以如果激光标记速率162垂直于电缆10的移动，那么实际的(或净)标记速率164处于相对于电缆10的一定角度处，并且形成的字符将畸变，如图9A所示。因此，在一个实施方案中，为了在希望位置处形成字符，如图7A中所示，将激光束的扫描平面倾斜，由图9C中所示的箭头166表示，使得实际的(或净)标记速率168垂直于电缆10。

参考图10，根据示例性实施方案示出了激光标记装置170。除了本文所论述的之外，激光标记装置170与激光标记装置116大致相同。如图10中所示，激光标记装置170包括定位在镜132与电缆10之间的透镜146。在这类实施方案中，透镜146可起作用来将激光束122聚焦到电缆护套12上并且用作透镜150作为PSD 118的一部分起作用。

激光标记装置170还包括调制器172。在这一实施方案中，激光装置130被操作来连续地生成激光束122，并且调制器172作为光学开关操作来交替地允许和阻挡激光束122经过调制器172。因此，通过控制激光通路通过调制器172，在图7B和图8B中所示的激光脉冲图案可在无需直接打开和关闭激光装置130的情况下生成。在各种实施方案中，调制器172可增加标记速度，因为调制器172可在快于使激光装置130通电和断电的经过模式和阻挡模式之间循环。在各种实施方案中，因为更快的速度，与其他标记系统相比，可生成更高分辨率标记图案。在各种实施方案中，调制器172可以是光电调制器或声光调制器，并且这类装置的操作频率通常落在2kHz至100MHz的范围内。

如图10所示，调制器172可由控制器120控制。在这类实施方案中，来自PSD 118的信号可由控制器120使用以控制调制器172的操作，以便调整由PSD118检测的激光的位置漂移。此外，来自视觉系统114的位置信息可由控制器120使用来控制调制器172的经过和阻挡循环，以便使激光脉冲与镜132的旋转同步。

在各种实施方案中，调制器172可由控制器120控制以当电缆10通过电缆形成系统的速度在产生开始处增加时，调整在初始产生阶段期间的打印速度(例如，直线斜升)，并且调制器172可由控制器120控制以当电缆10通过电缆形成系统的速度在产生结束处降低时，调整在最后产生阶段期间的打印速度(例如，直线斜降)。在一个实施方案中，由激光130每单位时间产生的位置或打印列(例如，图7A中所示的位置p1-p10)的数目可增加或降低以进行调整以便分别增加或降低电缆速度。在这类实施方案中，控制调制器172以调整电缆速度的改变允许镜132的旋转速度保持恒定。

在各种实施方案中，调制器172可以各种图案打开或关闭以适应各种电缆速度或线速度。例如，当线速度更慢时，调制器172可由控制器120控制以针对每个列或位置交替地阻挡/解除阻挡激光束122，使得仅奇数列或偶数列被打印。在各种实施方案中，调制器172可如由控制器120控制以各种图案被打开或关闭以适应各种线速度。例如，调制器172可由控制器120控制来打印一列并针对三列进行阻挡、打印一列以及针对三列进行阻挡等以说明减慢的电缆速度。

取决于调制格式/图案和激光类型，激光装置130和储存的功率的占空比可被调整来确保激光形成的像素一致(例如，相同大小、形状、深度等)，而不管调制格式如何。在各种实施方案中，可控制电缆上由激光装置130生成的有效的斑点大小。例如，更快的电缆速度可导致更“模糊的”斑点(有效地创建更长的斑点)，因为在更快的电缆速度下，特定脉冲持续时间的激光束122将与处于更慢速度下的电缆表面的更大区域相互作用。因为更小的像素大小可用来使这一线速度模糊效应最小化，所以控制器120可用来控制激光束122的大小以便在更高的线速度下形成更小的像素。在各种实施方案中，激光功率和/或快门曝光时间还可由控制器120控制以便基于希望的字符准确性来说明线速度并且以便控制像素模糊。

参考图11，根据示例性实施方案示出了激光标记装置180。除了本文所论述的之外，激光标记装置180与激光标记装置116大致相同。激光标记装置180包括激光引导装置，如光偏转器182所示。通常，光偏转器182是可使激光束122转向不同位置(例如在123处所示)以在电缆护套12上形成标记(诸如激光形成的点38或条158)的装置。在各种实施方案中，偏转器182可以是基于声或电的装置，在所述基于声或电的装置中激光束122的成角的偏移与电信号成比例。因为偏转器182的性质和对控制信号的响应时间，据信使用偏转器182可允许甚至更高的标记速度和分辨率。

通常，为了生成希望的图案，激光功率、扫描角度和电缆位置/速度信息由控制器120同步并且偏转器182的操作的定时基于这类信息而由控制器120控制。类似于上文论述的实施方案，可将电缆位置信息从检测如上文所论述的位置追踪标识的视觉系统114提供给控制器120并且可将激光束位置信息从PSD118提供给控制器120。因此，在这类实施方案中，引导激光束122的角度基于关于来自视觉系统114的电缆位置和速度的数据以及基于来自PSD 118的激光束位置信息。此外，由偏转器182控制的激光束扫描平面被控制来减轻如上文关于图9A至图9C所论述的速度畸变。

此外，如图11所示，激光标记系统180可包括两个透镜184和186，一个位于激光装置130与偏转器182之间，并且一个位于偏转器182之后。在各种实施方案中，由透镜184和186提供的激光束122的聚焦可使激光调制频率增加，在所述激光调制频率下，偏转器182改变激光束122的角度，因为偏转器响应时间与激光束122的大小成比例。通过减少偏转器182内侧的激光束122的大小，可缩短上升和下降时间两者。因此，出于这些原因，由透镜184和186提供的束122的聚焦使激光束122可朝向电缆护套12的外表面上的离散位置引导所处的速率增加。激光标记系统180还包括朝向电缆10以直角引导激光束122的镜188。与激光束122跟随从激光装置130到电缆10的大体线性路径相比，使用镜188以重定向激光束122允许激光标记系统180的覆盖面积更小。

参考图12A和图12B，根据示例性实施方案示出了高速激光标记装置200。除了本文所论述的之外，高速激光标记装置200大致与系统112相同。系统200包括与控制器120通信的激光标记系统116。应理解，系统200可包括本文所论述的激光标记系统中的任一个取代图12A和图12B中所示的标记系统116。

系统200包括盖写系统(如喷墨系统202所示)和视觉系统204。通常，如图12A所示，激光系统116在电缆10的外表面中形成点38以形成希望的标识，并且在示出的实施方案中，点38是通过激光与电缆10的外表面相互作用形成的凹进部。喷墨系统202位于激光标记系统116的下游并且定位成将油墨液滴206引导至电缆10的外表面上以便形成油墨打印标识208。通常，油墨打印标识208形成在点38上方或与点38对准，使得油墨打印标识208的至少一部分在点38的凹进部分内驻留在电缆10的外表面上。如将理解，在示出的实施方案中，激光系统116和喷墨系统202利用相同的打印字符串来形成呈相同字体和相同字体大小的相同的标识。通过将高对比度油墨用于油墨打印标识208，激光形成的点38的可见性可通过使高对比度的油墨位于激光形成的凹陷内来增强。另外，油墨打印标识208的耐磨性可通过使油墨标识位于激光形成的凹陷内来增强。在各种实施方案中，系统200可包括表面处理装置以处理电缆10的表面以便促进油墨粘合到电缆10的表面上。在特定实施方案中，电缆10的表面可通过等离子处理而被极化或氧化以创建用来自喷墨系统202的液体喷墨液滴浸湿/黏合的表面。

系统200还被配置来使油墨打印标识208在激光形成的点38内准确地打印。通常，系统200被配置来说明和调整系统200可体验的点38与油墨打印标识208之间的未对准的各种源中的任一个。如由图12A中的盒210所指示，视觉系统204被配置来观察油墨打印标识208在点38上方的相对位置并且将表示相对位置的信号通信至控制器120。控制器120然后使用这类位置信息来控制激光标记系统116和/或喷墨系统202以便确保点38和油墨打印标识208在后续打印经过期间(如由图12B中的盒212所指示)更好地对准(例如，在点38与油墨打印标识208之间的相对距离降低)。

如图12A中所示，在前面的打印经过期间的原始未对准在盒210中由△x和△y所示，并且将表示△x和△y的信号通信至控制器120。在一个实施方案中，控制器120利用来自视觉系统204的位置信息来控制激光标记系统116以便调整形成点38所处的位置，使得点38在后续打印经过期间与油墨打印标识208更好地对准。在这类实施方案中，因为激光标记系统116已经被配置来调整激光束122的位置以用于在不同位置处形成点38以便形成如上文所论述的希望的标识，所以系统200能够容易地调整点38的形成以确保在后续打印经过期间与油墨打印标识208对准。在至少某些实施方案中，据信这类布置提供比在其中识别点38的位置的系统更快和更稳健的对准系统，并且喷墨系统202被调整成将油墨打印标识208与点38对准。然而，在其他实施方案中，可调整由喷墨系统202进行的打印以在点38与油墨打印标识208之间提供对准。

在各种实施方案中，激光标记系统116的一个或多个部件可由控制器120控制以将点38的定位调整成与油墨打印标识208对准。在一个实施方案中，激光标记系统116的激光装置130的开/关定时可基于油墨打印标识208和点38的相对位置由控制器120控制。在这类实施方案中，因为油墨打印标识208和点38的位置监测和调整在电缆打印形成期间连续地发生，所以未对准通常仅将在启动之后开始打印时潜在地重要。另外，因为系统200的位置监测和调整是连续的，所以系统200能够甚至在改变线速度期间(诸如在斜升或斜降期间)提供一致的标记。

视觉系统204可被配置来以多种方式(诸如使用图像处理)监测或测量油墨打印标识208和点38的相对位置。这一处理可以任何合适的方式(包括通过为视觉系统204的一部分的本地处理电路或装置和/或包括通过控制器120)执行。在各种实施方案中，油墨打印标识208和点38的相对位置可通过检测打印的标识208和点38的上边界和下边界和左边界和右边界来监测。在其他实施方案中，油墨打印标识208和点38的相对位置可通过检测一个或多个特定字符(例如，参考字符)的边缘与标识打印字符串之间的相对位置来监测。不管使用的测量技术如何，相对位置可被量化和使用以调整如上文论述的激光标记系统116的操作。在各种实施方案中，系统200可替代视觉系统204或除视觉系统204之外包括任何合适的检测装置，包括位置敏感检测器、行扫描摄像机等。另外，系统200可替代喷墨系统202而包括任何合适的打印装置，包括旋转接触打印机。

在各种实施方案中，提供一种用于标记光纤电缆的移动表面的方法。通常，所述方法涉及高速激光打印光电缆部件的移动表面。在一个实施方案中，所述方法包括提供被配置来生成激光的激光生成装置的步骤，并且包括以每分至少50m的速度移动光纤电缆部件的表面经过激光生成装置的步骤。所述方法包括在所述移动表面上的多个离散位置处引导所述激光，以及通过在激光与表面之间的相互作用在移动表面上形成一系列标记。在各种实施方案中，所述方法可利用上文所论述的部件中的任一个，包括激光标记装置116、170和180和高速激光标记系统200。

本文所论述的光纤可以是由玻璃或塑料制成的柔性的、透明的光纤。光纤可作为波导管起作用以在光纤的两个端部之间传输光。光纤可包括由具有更低折射率的透明的覆层材料包围的透明的核心。光可通过全内反射保持在核心中。玻璃光纤可包括硅，但可使用一些其他材料(诸如氟锆酸盐、氟代铝酸盐和硫族玻璃)以及晶体材料(诸如蓝宝石)。光可通过具有更低折射率的光覆层沿光纤的核心向下导引，所述光覆层通过全内反射将光捕集在核心中。覆层可由保护它以免湿气和/或物理损坏的缓冲液和/或另一个涂层涂覆。这些涂层可以是在拖拽过程期间施加至光纤外侧的UV固化的聚氨酯丙烯酸酯复合材料。涂层可保护玻璃光纤股。

通常，应理解，本文所论述的各种控制部件(包括控制器120)可以是被配置来提供本文所论述的激光标记装置的功能的任何合适的控制电路、处理器或计算装置，包括通用处理器、专用处理器(ASIC)，包含一个或多个处理部件、分布式处理部件的组、分布式计算机的组的电路等。在各种实施方案中，控制器120可根据需要包括或可通信地联接到硬件(存储器、通信硬件等)或计算机代码或软件部件(例如，目标代码、程序代码、编译代码、脚本代码、可执行代码、指令、程序指令、非瞬变程序指令或其任意组合)以便提供本文所论述的控制器功能。

除非另外明确说明，否则决不意图将本文陈述的任何方法解释为要求以特定顺序执行其步骤。因此，在方法权利要求项没有实际叙述其步骤遵循的顺序或在权利要求书或描述中没有另外具体说明各步骤要限于特定顺序的情况下，决不意图推断任何特定顺序。

对本领域技术人员将显而易见的是，可在不背离所公开的实施方案的精神或范围的情况下进行各种修改和变更。由于本领域的技术人员可结合实施方案的精神和实质而想到对所公开的实施方案的修改、组合、子组合和变更，因而所公开的实施方案应被理解为包括在所附权利要求书及其等同物的范围内的任何内容。如本领域的普通技术人员将理解，于附图中的一个中所示出或于与实施方案中的一个相关的文本中描述的实施方案相关联的特征和属性将应用到附图中的另一个中所示出和/或在文本中其他地方描述的其他实施方案。

Claims (25)

1.一种用于标记光纤电缆的移动表面的系统，其包括：

所述光纤电缆的供应件；

激光生成装置，所述激光生成装置被配置来生成通过与所述光纤电缆的所述移动表面的材料相互作用来形成标记的激光束；

移动装置，所述移动装置以每分至少50m的速度移动所述光纤电缆通过所述系统；以及

激光引导装置，所述激光引导装置位于所述激光束的路径中并且被配置来改变所述激光束的所述路径以将所述激光束引导至所述移动表面上的多个离散位置以便在所述移动表面上形成一系列标记。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述激光引导装置被配置来改变所述激光束的所述路径每秒至少2000次。

3.如权利要求1所述的系统，其还包括轴和联接到所述轴的马达，其中所述激光引导装置包括镜，所述镜包括多个反射小面，每个小面相对于彼此呈一定角度，其中所述镜联接到所述轴并且所述马达使所述镜绕所述轴旋转，使得所述反射小面绕所述轴旋转从而限定环绕所述轴的路径。

4.如权利要求3所述的系统，其中所述镜是具有如下的多面镜：第一主表面，与所述第一主表面相对的第二主表面，以及位于所述第一主表面与所述第二主表面之间的外围边缘表面，其中所述多个反射小面位于所述外围边缘表面上，并且所述轴限定延伸通过所述第一主表面和所述第二主表面中的至少一个的旋转轴线。

5.如权利要求3所述的系统，其中所述马达和所述轴在操作所述激光生成装置以形成所述标记期间使所述镜在单一方向上连续地旋转，其中所述马达以大于或等于2000转/分钟的旋转速度控制所述镜的所述旋转。

6.如权利要求1所述的系统，其还包括控制器和被配置来检测所述激光束的所述位置的激光束位置传感器，所述控制器被配置来从所述激光束位置传感器接收指示激光束位置的信号并且基于来自所述激光束位置传感器的所述信号将控制信号发送至所述激光生成装置和所述激光引导装置中的至少一个。

7.如权利要求6所述的系统，其中到达所述激光生成装置的功率由所述控制器调制以生成形成在所述移动表面上一起形成标识的离散标记的激光束脉冲，其中所述控制器基于来自所述激光束位置传感器的所述信号来控制所述调制的定时。

8.如权利要求1所述的系统，其还包括表面位置传感器，所述表面位置传感器被配置来检测位于所述移动表面上的追踪标识的所述位置，所述追踪标识提供关于所述移动表面上的所述激光束将被引导以形成所述标记的所述位置的指示，其中控制器被配置来从所述表面位置传感器接收指示所述追踪标识的所述位置的信号并且基于来自所述表面位置传感器的所述信号将所述控制信号发送至所述激光生成装置和所述激光引导装置中的至少一个。

9.如权利要求1所述的系统，其还包括控制器，其中所述激光引导装置包括定位在所述激光的所述路径中的光偏转器，所述光偏转器被配置来从所述控制器接收控制信号并且响应于所述控制信号来改变所述激光的方向。

10.如权利要求1所述的系统，其中所述移动表面是外电缆护套、缓冲管、紧密缓冲光纤、光纤微模块、光纤子单元和光纤带中的至少一个的外表面。

11.如权利要求1所述的系统，其中由所述激光束形成的所述标记包括在所述光纤电缆的所述移动表面中形成的凹进部，其中所述系统还包括被配置来将油墨标识沉积在所述凹进部中的打印系统。

12.如权利要求11所述的系统，其还包括控制器和被配置来检测所述油墨标识相对于所述凹进部的所述位置的视觉系统，其中所述控制器被配置来从所述视觉系统接收指示所述油墨标识相对于所述凹进部的所述位置的信号并且基于来自所述视觉系统的所述信号将控制信号发送至所述激光生成装置和所述激光引导装置中的至少一个以降低所述形成的凹进部与所述油墨标识之间的距离。

13.如权利要求12所述的系统，其中所述打印系统是喷墨打印系统并且所述油墨标识由喷墨沉积的油墨液滴形成。

14.一种用于标记光纤电缆的移动表面的方法，其包括：

提供被配置来生成激光的激光生成装置；

以至少每分50m的速度移动光纤电缆部件的表面经过所述激光生成装置；

在所述移动表面上的多个离散位置处引导所述激光；以及

通过在所述激光与所述表面之间的相互作用在所述移动表面上形成一系列标记。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述激光改变方向每秒至少2000次。

16.如权利要求14所述的方法，其中所述引导步骤使用与所述激光相互作用以改变所述激光的方向的激光引导装置执行。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述激光引导装置包括轴、联接到所述轴的马达和包括多个反射小面的镜，其中所述镜联接到所述轴并且所述马达使所述镜绕所述轴旋转，使得所述反射小面绕所述轴旋转从而限定环绕所述轴的路径。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述多个反射小面位于所述镜的外围边缘表面上，其中所述轴位于所述镜的所述外围边缘表面的内侧并且所述反射小面环绕所述轴。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述马达在所述形成步骤期间使所述镜在单一方向上连续地旋转，其中所述马达以大于或等于2000转/分钟的旋转速度控制所述镜的所述旋转。

20.如权利要求16所述的方法，其中所述激光引导装置包括定位在所述激光的路径中的光偏转器，所述光偏转器被配置来从控制器接收控制信号并且响应于所述控制信号来改变所述激光的方向。

21.如权利要求14所述的方法，其中所述移动表面是外电缆护套、缓冲管、紧密缓冲光纤、光纤微模块、光纤子单元和光纤带中的至少一个的外表面。

22.如权利要求14所述的方法，其还包括将油墨施加到所述移动表面上的所述一系列标记中的至少一些上。

23.一种光电缆部件，其包括：

主体，所述主体具有外表面和限定内腔的内表面；

一个或多个光传输元件，所述一个或多个光传输元件位于所述内腔内；

多个追踪标识，所述多个追踪标识沿所述主体的长度彼此间隔开，每个邻近的追踪标识对限定所述主体的所述外表面上的位于每个邻近追踪标识对之间的标签区域，所述追踪标识具有由第一标识形成方法形成的第一标记结构，其中所述追踪标识是非字母数字标识；以及

在所述标签区域中的每一个中形成的多个标签标记，其中所述标签标记具有由第二标识形成方法形成的第二标记结构，其中所述第一标记结构不同于所述第二标记结构并且所述第一标识形成方法不同于所述第二标识形成方法。

24.如权利要求23所述的光电缆部件，其中所述多个追踪标识是喷墨打印的标识并且所述多个标签标记是激光形成的标识，其中所述主体的所述外表面是外电缆护套、缓冲管、紧密缓冲光纤、光纤微模块、光纤子单元和光纤带中的一个的外表面。

25.如权利要求24所述的光电缆部件，其中所述激光形成的标识包括多个凹进部，并且还包括位于所述凹进部内的多个喷墨打印的点。