CN109642998B - 柔性光纤带 - Google Patents

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Abstract

柔性光纤带可以可逆地顺应于平面形状和非平面形状两者(例如，通过折叠或卷曲来包装)，而不损坏光纤带或其组成光纤。该光纤带通过将多根光纤与在20℃下具有至少200％的断裂伸长率和1～20MPa的低杨氏模量的固化的带基质(14)结合来获得。

Description

柔性光纤带
技术领域
本发明涉及光纤带。
背景技术
光纤提供优于常规通信线路的优点。如与传统的基于导线的网络相比，光纤通信网络可以以显著更高的速度传输显著更多的信息。因此，光纤日益增加地用于通信网络。美国专利号5,682,454公开了示例性的光纤光缆(optical-fiber cable)，该美国专利号5,682,454通过引用整体并入本文。
光纤可以结合在一起以形成平面(planar)光纤带，其本身可分为子单元(例如，可分裂成6个光纤子单元的十二芯光纤带(a twelve-fiber ribbon))。多个光纤带可以聚集(aggregated)以形成带堆叠(ribbon stack)，带堆叠具有各种尺寸和形状，例如矩形带堆叠或其中最上部的光纤带和/或最下部的光纤带与朝向堆叠的中心的那些光纤带相比具有更少的光纤的梯形带堆叠。带堆叠构造有助于增加圆形缓冲管和/或圆形光纤光缆内的光学元件(例如，带状光纤)的密度。即便如此，平面光纤带作为矩形或梯形带堆叠放置在圆形管内在空间上效率仍不充分。
光纤带的多路熔接(mass-fusion splicing)需要平面带几何形状，然而，使得非平面光纤带不适合于带多路熔接操作(mass-fusion ribbon splicing operations)。
发明内容
因此，一方面，本发明包括柔性光纤带，其可顺应于(adapted to)平面形状和非平面形状两者(例如，通过折叠或卷曲(rolling)来包装)而不损坏光纤带或其组成光纤。
光纤带可以制造成基本上(substantially)平面的光纤带，其可以可逆地折叠成或卷曲成紧凑的构造以便于在光纤光缆内有效包装。在平面构造中，光纤带适用于多路熔接。
在示例性实施方案中，柔性光纤带包括通过主要单侧施加带基质材料以并排配置(side-by-side arrangement)结合的多根光纤。基本上固化的带基质材料具有促进光纤带的可逆折叠和卷曲的断裂伸长率(elongation-to-break)和模量特性。
前述说明性概述、以及本发明的其它示例性目的和/或优势、和完成其的方式在以下详细的说明及其附图中进一步解释。
附图说明
图1描绘示例性的两侧边缘结合的光纤带的截面透视图。
图2和3描绘主要具有单侧边缘结合的示例性的单侧边缘结合的光纤带的截面透视图。
图4描绘另一示例性的两侧边缘结合的光纤带的截面透视图。
图5描绘各种带基质材料的作为温度的函数的杨氏模量。
图6描绘有效包装在微型模件(micromodule)中的示例性的单侧边缘结合的带。
图7和8分别描绘为平面构造和折叠构造的主要具有单侧边缘结合的示例性的单侧边缘结合的光纤带的截面透视图。
图9描绘示例性的光纤带的尺寸参数。
具体实施方式
一方面，本发明包括柔性光纤带，其可以折叠或卷曲成紧凑的形状、然后打开或展开成平行光纤的平面配置而不破坏带结构或损坏组成光纤。在基本上平面的几何形状中，柔性光纤带促进多路熔接。在基本上非平面的几何形状中，柔性光纤带促进例如微型模件或缓冲管等光纤光缆结构内空间效率的提高。
如图1-4所示，示例性的柔性光纤带10各自包括以使得光纤11基本上彼此平行的方式并排配置的多根光纤11。包括组分玻璃纤维12和一层或多层周围涂层(surroundingcoating layers)13的各光纤11可以紧密地间隔或与相邻的光纤11邻接，但通常不应当沿光纤带10的长度彼此交叉。光纤11可以通过基本上固化的带基质材料14被夹在中间(sandwiched)、包封、边缘结合、连接(joined)、或其它聚集。所得光纤带具有基本上平面的(即，平坦的)几何形状，该形状限定相对窄的高度、相对宽的宽度、和基本上连续的长度(例如，超过1,000米，如5,000米以上)。
如本文所使用的，如图1-4所示的光纤带10固有地限定了上侧(即，顶部)、下侧(即，底部)、左边缘和右边缘。相应的上侧和下侧限定光纤带的主表面。本领域普通技术人员将理解，将光纤带沿其长横轴(major transverse axis)翻转180度将反转顶部和底部，因此根据参照系，本文中术语可互换地使用。相似地，本领域普通技术人员将理解，将光纤带偏转旋转180度将反转右边缘和左边缘，因此根据参照系，本文中术语可互换地使用。因此，如本文所使用的，术语“第一侧”和“第二、相对侧(second,opposite side)”是指光纤带的相应的上侧和下侧，或反之，其取决于参照系。
如本文所使用的，术语“固化”是指达到其最大可达到的模量(例如，杨氏模量)的至少90％的带基质材料。在柔性光纤带的示例性实施方案中，固化的带基质材料的至少95％是固化的(即，带基质材料达到其最大可达到的杨氏模量的至少95％)。
示例性的柔性光纤带可以使用模具以选择性地将带基质材料施加至并排的光纤阵列的一个或两个主表面来制备。随后，在光纤上固化的带基质材料，通常通过一个(或多个)紫外线固化灯来引发固化，从而形成光纤带。也可使用串联热炉(in-line thermalovens)来增强带基质材料的固化。
在图1所示的一个示例性实施方案中，光纤带10包括与固化的带基质材料14双边缘结合的光纤11(即，两侧边缘结合的光纤带)。带基质材料14施加至(i)平行光纤11的第一侧(即，如图1所示的上侧)，从而完全填充由相邻的光纤11限定的弯曲的三角形区域，和(ii)平行光纤11的第二、相对侧(即，如图1所示的下侧)，从而完全填充由相邻的光纤11限定的弯曲的三角形区域。
在另一示例性实施方案中，光纤带包括与固化的带基质材料(即，至少90％为固化的)单侧边缘结合的光纤。在这方面，“单侧边缘结合”是指其中带基质材料表面地施加至平行光纤配置的一侧(例如，通过将带基质材料主要单侧施加至平行光纤)的光纤带几何形状。本领域普通技术人员将理解，当将带基质材料施加至平行光纤的并排配置的一侧时，会发生一些泄露。
通常，固化的带基质材料边缘结合并排配置的多根光纤，使得至少70％(例如，75％以上)的固化的带基质材料存在于光纤带的一侧(即，在光纤带的上侧或下侧中的一者上)。在光纤带的一些实施方案中，固化的带基质材料边缘结合并排配置的多根光纤，使得至少80％(例如，90％以上)的固化的带基质材料位于光纤带的一侧(即，在光纤带的上侧或下侧中的一者上)。
如图2和3分别所示，可以将带基质材料14施加至平行光纤11的仅一侧，从而部分地填充(图2)或完全地填充(图3)由相邻的光纤11限定的弯曲的三角形区域。以该方式，固化的带基质材料14单侧边缘结合并排配置的平行光纤11。本领域普通技术人员将理解，即使在将带基质材料14主要地选择性施加至光纤带10的仅一侧(即，光纤带10的顶部或底部之一)的情况下，一些带基质材料14也可以在相邻的光纤11之间迁移或者在最外侧的光纤11周围漏出，使得一些固化的带基质材料14位于光纤带10的两侧(例如，上侧上85％和下侧上15％，或反之，其取决于参照系)。
在图4所示的另一示例性实施方案中，光纤带10包括与固化的带基质材料14双边缘结合的光纤11。带基质材料14施加至(i)平行光纤11的第一侧(即，如图4所示的上侧)，从而完全地填充由相邻的光纤11限定的弯曲的三角形区域，和(ii)平行光纤11的第二、相对侧(即，如图4所示的下侧)，从而部分地填充由相邻的光纤11限定的弯曲的三角形区域。任选地，带基质材料可施加至平行光纤的第一侧和第二侧，从而部分地填充光纤带的上侧和下侧两者的弯曲的三角形区域。
基本上固化的带基质材料具有促进光纤带的可逆折叠和/或卷曲的断裂伸长率和模量特性。如本文所使用的，带基质材料的性质在标准温度和压力(STP)，即，室温(即，20℃)和大气压(即，760托(torr))下报告。
在示例性的实施方案中，固化的带基质材料的断裂伸长率(即，断裂应变)在20℃下为至少200％，例如在20℃下为至少300％(例如，350％以上)。通常，固化的带基质材料的断裂伸长率在20℃下为至少400％，例如在20℃下为至少500％(例如，600％以上)。在光纤带的一些实施方案中，固化的带基质材料的断裂伸长率在20℃下为至少700％，例如在约800％和1,500％之间(例如，在约1,000％和1,200％之间)。如果断裂伸长率过低，则当折叠或卷曲光纤带时带基质材料将断裂并分离(例如，如果带基质材料在折叠或卷曲之前未固化)。带基质材料的断裂伸长率(即，断裂应变)可以通过ISO527-3:1995(拉伸性能的测定(Determination of Tensile Properties))或ASTM D882-12(薄塑料片材的拉伸性能的标准试验方法(Standard Test Method for Tensile Properties of Thin PlasticSheeting))来测定，其各自通过引用整体并入本文。
固化的带基质材料通常在宽温度范围内具有低的杨氏模量。在示例性的实施方案中，固化的带基质材料的杨氏模量在20℃下在约0.5MPa和20MPa之间(例如，1～20MPa)，例如在20℃下在1MPa和15MPa之间(包括端点)。通常，固化的带基质材料的杨氏模量在20℃下在1.5MPa和10MPa之间(包括端点)，例如在20℃下在2MPa和5MPa之间(包括端点)。在光纤带的一些实施方案中，固化的带基质材料的杨氏模量在20℃下小于3MPa。带基质材料的模量(例如，杨氏模量)可以通过ISO 527-3:1995(拉伸性能的测定)或ASTM D882-12(薄塑料片材的拉伸性能的标准试验方法)来测定。
此外，即使在低温下，固化的带基质材料通常也保持低的杨氏模量。在示例性的实施方案中，固化的带基质材料的杨氏模量在-40℃下为100MPa以下，例如在-40℃下为75MPa以下(例如，在-40℃下为60MPa以下)。通常，固化的带基质材料的杨氏模量在-40℃下为50MPa以下，例如在-40℃下为25MPa以下。在光纤带的一些实施方案中，固化的带基质材料的杨氏模量在-40℃下小于15MPa(例如，在-40℃下在1MPa和10MPa之间)。在光纤带的值得注意的示例性的实施方案中，固化的带基质材料在-40℃和20℃之间的温度范围内保持在1MPa和20MPa之间的杨氏模量。低温杨氏模量可以通过动态机械分析(DMA)，还称为动态机械热分析(DMTA)，例如通过使用TA 2980动态机械分析仪来测定。
通过对比，折叠或卷曲具有高模量的带基质材料的常规的光纤带倾向于赋予组成光纤高的局部应力，特别是在低温下(在0℃和-50℃之间)。此类极端的带形变不仅可以导致增加的光纤衰减，还导致例如光纤的玻璃和周围主涂层之间、或者在光纤的外涂层(例如，二次涂层或三次墨层)和周围带基质材料之间的界面分层。另一方面，如果带基质材料的模量过低，则光纤带的折叠和卷曲倾向于不可逆(例如，光纤带抵抗从紧凑的构造恢复至平面构造，如促进多路熔接操作所需的那样)。
在光纤带的其它示例性的实施方案中，固化的带基质材料的肖氏A硬度(Shore Ahardness)在40和75之间，例如肖氏A硬度在50和70之间。带基质材料的硬度(例如，肖氏A硬度)可以通过ISO 868:2003(借助于硬度计的压痕硬度(肖氏硬度)的测定来测定，其通过引用整体并入本文。
带基质材料的合适组成包括低模量弹性体和硅氧烷(silicones)，例如紫外线可固化硅氧烷(UV-curable silicones)和RTV硅氧烷(即，室温硫化硅氧烷)。紫外线固化的硅氧烷(UV-cured silicones)与RTV硅氧烷相比具有一些优势，该优势包括更快的固化和减少的收缩。此外，与紫外线固化的硅氧烷不同，RTV硅氧烷需要较长时间段暴露于湿度和高温下，并且可在固化期间产生不需要的副产物(例如，乙酸)。合适的紫外线可固化硅氧烷包括
Figure BDA0001958125870000071
SI 5240TM紫外线固化的硅氧烷和Addisil紫外线固化的硅氧烷(例如，UV 50EX、UV 60 EX、和UV 70 EX)。如本领域普通技术人员将理解的，紫外线固化可通过改变紫外线灯构造、引入更多光引发剂、引入不同的光引发剂、进行轻微的化学改性(例如，混合的硅氧烷/丙烯酸酯体系)和/或采用补充热固化来增强。对于硅氧烷丙烯酸酯，示例性的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(HMPP)(例如，Ciba Additives’
Figure BDA0001958125870000072
1173)。具有类似的光分解机制的其它光引发剂为
Figure BDA0001958125870000073
PC 750或
Figure BDA0001958125870000074
A16。
图5描绘各种带基质材料的作为温度的函数的杨氏模量，该各种带基质材料包括合适的紫外线可固化硅氧烷(即，
Figure BDA0001958125870000075
SI 5240TM紫外线固化的硅氧烷)和常规的紫外线可固化丙烯酸酯(即，分别为DSM 9D9-464和DSM 9D9-518)。通过动态材料分析(DMA)来测量模量。
***
柔性光纤带可制造成平面光纤带。在其基本上平面几何形状下，光纤带适用于多路熔接。与如果强制折叠或卷曲则将变得被损坏的常规的光纤带不同，本发明的柔性光纤带能够可逆地折叠或可逆地卷曲成紧凑的构造而没有持续的损坏。在其基本上非平面的紧凑几何形状下，光纤带可以在光纤光缆例如可撕裂的微型模件或缓冲管中更有效地包装(例如，折叠或卷曲)。在示例性的光缆实施方案中，一、二、三或四芯柔性光纤带(例如，十二芯光纤带)可位于微型模件例如Prysmian’s
Figure BDA0001958125870000081
微型模件内。
图6描绘了有效包装在具有约1.2毫米内径的可撕裂的
Figure BDA0001958125870000082
微型模件20内的柔性的单侧边缘结合的十二芯光纤带(twelve-optical-fiber ribbon)10。本领域普通技术人员将理解，当从微型模件拆开时柔性光纤带恢复至其平面几何形状，由此促进多路熔接。
在其平面几何形状下，光纤带限定最大带截面宽度(Wmax)(例如，长横轴)。光纤带足够柔软和耐久以承受—不损坏包括其组成光纤在内的光纤带的结构—从其最大带截面宽度重复的横向折叠或卷曲(Wmax)至显著减小的带截面宽度(Wf)(即，Wmax>>Wf)。在这方面，对光纤带的损坏将包括固化的带基质材料的断裂或裂缝(splits)，以及光纤和固化的带基质材料的界面处的分层。
如上所述，带基质材料可施加至平行光纤的仅一侧以部分地填充由相邻的光纤限定的弯曲的三角形区域，从而获得示例性的单侧边缘结合的光纤带。图7描绘此类平面带构造的示例性单侧边缘结合的光纤带。图8描绘围绕(about)光纤带的长度横向折叠后，紧凑的带构造的相同的示例性单侧边缘结合的光纤带。
在一个示例性的实施方案中，光纤带可在不损坏光纤带的结构的情况下，由限定最大带截面宽度(Wmax)的平面带构造可逆地横向折叠(或可逆地横向卷曲)为限定减小的带截面宽度(Wf)的非平面带构造，该减小的带截面宽度(Wf)为最大带截面宽度(Wmax)的75％以下(例如，60％以下)。此外，光纤带可承受此类可逆包装至少3个周期(three cycles)(例如，5个周期以上)，通常至少10个周期(例如，20个周期以上)。
在另一示例性的实施方案中，光纤带可在不损坏光纤带的结构的情况下，由限定最大带截面宽度(Wmax)的平面带构造可逆地横向折叠(或可逆地横向卷曲)为限定减小的带截面宽度(Wf)的非平面带构造，该减小的带截面宽度(Wf)为最大带截面宽度(Wmax)的50％以下(例如，40％以下)。此外，光纤带可承受此类可逆包装至少3个周期(例如，5个周期以上)，通常至少10个周期(例如，20个周期以上)。
在又一示例性的实施方案中，光纤带可在不损坏光纤带的结构的情况下，由限定最大带截面宽度(Wmax)的平面带构造可逆地横向折叠(或可逆地横向卷曲)为限定减小的带截面宽度(Wf)的非平面带构造，该减小的带截面宽度(Wf)为最大带截面宽度(Wmax)的35％以下(例如，25％以下)。此外，光纤带可承受此类可逆包装至少3个周期(例如，5个周期以上)，通常至少10个周期(例如，20个周期以上)。
本领域普通技术人员将认识到，压紧较大数量的光纤带(例如，十二芯光纤带、24芯光纤带、或36芯光纤带)，例如如图8所示，通常比压紧较少数的光纤带更有效(例如，四芯光纤带或六芯光纤带)。
可选地，可使用由光纤带内的相对的、最外侧光纤限定的横长轴(例如，12芯光纤带中第一根光纤和第十二根光纤之间的距离)作为初始测量来计算相似的柔性和耐久性。
可以制造本发明的柔性光纤带以符合Telcordia Technologies GR-20-CORE(第4期，2013年7月)中提出的一般要求，即，第5节(“对光纤带的要求”)，其本身参考了公开号ANSI/ICEA S-87-640-2011的“光纤外线设备通信光缆的标准(Standard for OpticalFiber Outside Plant Communication Cable)”(第五版—2011)，例如第7.14节(“带尺寸(Ribbon Dimensions)”)。GR-20-CORE(第4期，2013年7月)和公开号ANSI/ICEA S-87-640-2011(第五版，2011)各自通过引用整体并入本文，以上二者提供以下光纤带的最大尺寸：
表1(最大带尺寸)
Figure BDA0001958125870000101
因此，在示例性的实施方案中，光纤带符合如GR-20-CORE(第4期，2013年7月)和公开号ANSI/ICEA S-87-640-2011(第五版，2011)两者所公开的表1(上述)提供的带尺寸要求。图9描绘表1中存在的尺寸参数。
可选地，光纤带内的光纤平面度可表述为光纤宽度(即，光纤直径)的函数。例如，光纤平面度可定义为相对于由光纤带内相对的、最外部光纤限定的横向基线(例如，连接两根最外部光纤的相应中心或者两根最外部光纤的相应玻璃包层边缘的基线)，光纤带内最上部和最下部光纤之间的法向距离。参见图9。在建立合适的横向基线并识别光纤带内最上部和最下部光纤后，可以将光纤平面度确定为从限定的横向基线(i)至最上部和最下部光纤的玻璃芯的相应中心或者(ii)至最上部和最下部光纤的相应玻璃包层边缘的法向距离的总和。本领域普通技术人员将理解，在使用玻璃包层边缘确定光纤平面度时，必须对光纤带内的相对的、最外侧光纤(即，建立基线)和最上部和最下部光纤的相应玻璃包层边缘(即，确定与基线的法向距离)选择相同的对应位置(例如，六点钟)。
在光纤带的示例性的实施方案中，最上部和最下部光纤之间的法向距离小于光纤带内光纤的平均宽度(即，光纤直径)的40％。在光纤带的其它示例性的实施方案中，最上部和最下部光纤之间的法向距离小于光纤带内光纤的平均宽度的30％(例如，小于20％，如10％以下)。该规范化的光纤平面度应当从由光纤带内相对的、最外侧光纤限定的横向基线来测量，即，从光纤的玻璃芯的相应中心或者从光纤的相应玻璃包层边缘(例如，各自的六点钟位置)测量。在Telcordia Technologies GR-20-CORE(第4版，2013年7月)的第5节(“光纤带的要求”)中讨论了该概念。
类似地，光纤带内的光纤间距可以表述为光纤宽度(即，光纤直径)的函数，例如光纤带内相邻光纤(例如，从光纤的相应的最外涂层)之间的平均间隔。在光纤带的示例性的实施方案中，光纤带内相邻光纤之间的平均间隔小于光纤带内光纤的平均宽度(即，光纤直径)的15％(例如，小于10％)。在光纤带的示例性的实施方案中，光纤带内相邻光线之间的平均间隔小于光纤带内光纤的平均宽度的5％，例如其中光纤带内相邻光纤基本上彼此邻接的情况。
相比之下，一些常规的光纤带通过与高模量带基质材料的断续结合(intermittent bonding)实现柔性(例如，300MPa)，例如在美国专利号9,086,555中公开的，其通过引用整体并入本文。此类断续结合的光纤带内的光纤，例如“蛛网带(spider webribbon)”，可以在未夹紧(clamped)或以其它方式固定时自由移动。无论光纤是否夹紧，断续结合的光纤带都采用复杂的结合方式，并且通常不能满足GR-20-CORE(第4期，2013年7月)和公开号ANSI/ICEAS-87-640-2011(第五版，2011)两者中公开的间距和平面度要求。这使得常规的断续结合的光纤带(例如，“蛛网带”)成为用于多路熔接的差的候选物。
***
期望增大缓冲管或光缆中光纤带的密度，受制于其它限制(例如，光缆或中跨衰减(mid-span attenuation))。在这方面，对于增大的包装密度，可以设计光纤本身。例如，光纤可具有改进的性质，例如改进的折射率分布(refractive-index profile)、芯或包层尺寸、或一次涂层(primary coating)厚度和/或模量，以改进微弯曲和宏弯曲特性(microbending and macrobending characteristics)。
在一个实施方案中，本光纤带中所采用的光纤可以为常规的标准单模光纤(SSMF)。符合ITU-T G.652.D推荐的合适的单模光纤(例如，增强型单模光纤(enhancedsingle-mode fibers，ESMF))例如从Prysmian Group(Claremont,North Carolina,USA)商购可得。ITU-T G.652(2009年11月)推荐和其各属性(即，A、B、C和D)通过引用整体并入本文。
在另一实施方案中，对弯曲不敏感的单模光纤可用于根据本发明的光纤带。对弯曲不敏感的光纤较不易受衰减(例如，由微弯曲或宏弯曲引起)影响。用于本发明的光纤带的示例性单模玻璃纤维从Prysmian Group(Claremont,North Carolina,USA)在商品名
Figure BDA0001958125870000121
下商购可得，其符合ITU-T G.652.D推荐。也就是说，采用满足ITU-TG.657.A推荐(例如，ITU-T G.657.A1(2009年11月)和ITU-T G.657.A2(2009年11月)子类)和/或ITU-T G.657.B推荐(例如，ITU-T G.657.B2(2009年11月)和ITU-T G.657.B3(2009年11月)子类)的对弯曲不敏感的玻璃纤维在本发明的范围内。在这方面，ITU-T G.657.A1(2009年11月)子类完全涵盖先前的ITU-T G.657.A(2006年12月)类别，ITU-T G.657.B2(2009年11月)子类完全涵盖先前的ITU-T G.657.B(2006年12月)类别。ITU-T G.657.A/B推荐通过引用整体并入本文。
在这方面，用于本发明的示例性的对弯曲不敏感的单模玻璃纤维从PrysmianGroup(Claremont,North Carolina,USA)在商品名
Figure BDA0001958125870000122
和BendBright-EliteTM下商购可得。
Figure BDA0001958125870000123
光纤和BendBright-EliteTM光纤不仅符合ITU-TG.652.D和ITU-T G.657.A/B推荐两者，而且在宏弯曲和微弯曲两方面也显示显著的改进。与此类对弯曲不敏感的单模光纤相比，常规的单模光纤通常不符合ITU-T G.657.A推荐或ITU-T G.657.B推荐，但通常符合ITU-T G.652推荐(例如，ITU-T G.652.D推荐)。
如共同转让的美国专利号8,265,442、美国专利号8,145,027、美国专利号8,385,705、和国际专利申请公开号WO 2009/062131 A1所述，配对对弯曲不敏感的玻璃纤维(例如，在商品名
Figure BDA0001958125870000131
下可得的Prysmian Group的单模玻璃纤维)和具有非常低的模量的一次涂层得到具有极低损耗的光纤(例如，与利用常规涂层系统的单模光纤相比微弯曲敏感度降低至少10倍)。根据本发明的光纤带在单模光纤或多模光纤的情况下可以采用美国专利号8,265,442、美国专利号8,145,027、美国专利号8,385,705和国际专利申请公开号WO 2009/062131 A1(这些专利通过引用整体并入本文)所公开的光纤涂层。
在另一实施方案中，本光纤带所采用的光纤为具有50微米(micron)芯(例如，OM2多模光纤)并符合ITU-T G.651.1推荐的常规的多模光纤。ITU-T G.651.1(2007年7月)推荐通过引用整体并入本文。可采用的示例性的多模光纤包括从Prysmian Group(Claremont,North Carolina,USA)商购可得的MaxCapTM多模光纤(OM2+、OM3、或OM4)。
可选地，本发明的光纤带可包括对弯曲不敏感的多模光纤，例如从PrysmianGroup(Claremont,North Carolina,USA)商购可得的MaxCapTM-BB-OMx多模光纤。在这方面，对弯曲不敏感的多模光纤通常具有如下宏弯曲损失：(i)对于围绕具有15毫米的弯曲半径的卷轴的两圈绕组(winding)、在850纳米的波长下不大于0.1dB的宏弯曲损失，和(ii)对于围绕具有15毫米的弯曲半径的卷轴的两圈绕组、在1300纳米的波长下不大于0.3dB的宏弯曲损失。
相对地，根据ITU-T G.651.1推荐的常规的多模光纤具有如下宏弯曲损失：(i)对于围绕具有15毫米的弯曲半径的卷轴的两圈绕组、在850纳米的波长下不大于1dB的宏弯曲损失，和(ii)对于围绕具有15毫米的弯曲半径的卷轴的两圈绕组、在1300纳米的波长下不大于1dB的宏弯曲损失。此外，如使用围绕具有15毫米的弯曲半径的卷轴的两圈绕组所测量的，常规的多模光纤通常具有如下宏弯曲损失：(i)在850纳米的波长下大于0.1dB，典型地进一步大于0.2dB(例如，0.3dB以上)的宏弯曲损失，和(ii)在1300纳米的波长下大于0.3dB，典型地进一步大于0.4dB(例如，0.5dB以上)的宏弯曲损失。
多模光纤可以是有利的，这是因为它们的相对较大的芯直径有助于容易的连接。因此，采用具有扩大的芯直径(例如，62.5微米以上)、例如在约70微米和100微米之间(例如，约80微米)的多模光纤在本发明的范围内。具有扩大的芯直径的示例性的多模光纤公开于关于耐弯曲多模光纤(Bend-Resistant Multimode Optical Fiber)(Molin等人)的共同转让的美国专利号9,341,771中，该专利通过引用整体并入本文。特别地，美国专利号9,341,771公开了具有增强的耐弯曲性的沟槽辅助(trench-assisted)多模光纤。
光纤通常具有在约235微米和265微米之间的外径，尽管具有更小直径的光纤可以用于本发明的光纤带。
举例而言，组分玻璃纤维可以具有约125微米的外径。关于光纤的周围涂层，一次涂层可以具有在约175微米和195微米之间的外径(即，在约25微米和35微米之间的一次涂层厚度)，二次涂层可以具有在约235微米和265微米之间的外径(即，在约20微米和45微米之间的二次涂层厚度)。任选地，光纤可以包括通常在2微米和10微米之间的最外墨层。
在一个可选的实施方案中，光纤可以具有减小的直径(例如，在约150微米和230微米之间的最外径)。在该可选的光纤构造中，一次涂层和/或二次涂层的厚度减小，同时组分玻璃纤维的直径保持在约125微米。(本领域普通技术人员将理解，除非另有说明，否则直径测量是指外径。)
作为说明，在此类示例性的实施方案中，一次涂层可以具有在约135微米和约175微米之间的外径(例如，约160微米)，典型地小于165微米(例如，在约135微米和150微米之间)，并且通常大于140微米(例如，在约145微米和155微米之间，例如约150微米)。
此外，在此类示例性的实施方案中，二次涂层可以具有在约150微米和约230微米之间的外径(例如，大于约165微米，例如约190～210微米等)，典型地在约180微米和200微米之间。换言之，光纤的总直径减少至小于约230微米(例如，在约195微米和205微米之间，特别是约200微米)。作为进一步说明，光纤可以采用+/-5微米的公差的约197微米的二次涂层(即，在192微米至202微米之间的二次涂层外径)。通常，二次涂层将保持至少约10微米的厚度(例如，具有在15微米和25微米之间的减小厚度的二次涂层的光纤)。
在另一可选的实施方案中，组分玻璃纤维的外径可减小至小于125微米(例如，在约60微米和120微米之间)，可能在约70微米和115微米之间(例如，约80～110微米)。这可以例如通过减小一层或多层包层的厚度来实现。如与前述可选的实施方案相比，(i)可以减小光纤的总直径(即，根据前述可选的实施方案维持一次涂层和二次涂层的厚度)；或者(ii)相对于前述可选的实施方案可以增加一次涂层和/或二次涂层的相应厚度(例如，使得可以维持光纤的总直径)。
作为说明，对于前者，具有在约90微米和100微米之间的直径的组分玻璃纤维可以与具有在约110微米和150微米之间(例如，约125微米)的外径的一次涂层以及具有在约130微米和190微米之间(例如，约155微米)的外径的二次涂层组合。对于后者，具有在约90微米和100微米之间的直径的组分玻璃纤维可以与具有在约120微米和140微米之间(例如，约130微米)的外径的一次涂层以及具有在约160微米和230微米之间(例如，约195～200微米)的外径的二次涂层组合。
减小组分玻璃纤维的直径可以使得所得光纤更易受微弯曲衰减的影响。也就是说，对于一些光纤用途，进一步减小光纤直径的优点可能是值得的。
如上所述，本发明的光纤可以包括一层或多层涂层(例如，一次涂层和二次涂层)。涂层中的至少一层—典型地二次涂层—可以着色和/或具有其它标记以帮助识别各光纤。可选地，三次墨层可以包围一次涂层和二次涂层。
***
在说明书和/或附图中，已经公开了本发明的典型实施方案。本发明不限于此类示例性的实施方案。使用术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目中的任意者和所有组合。附图为示意性表示，并因此不一定按比例绘制。除非另有说明，否则特定术语用于一般性和描述性意义，而非用于限制的目的。

Claims (37)

1.一种光纤带，其包括：
多根光纤；和
固化的带基质材料边缘，其结合并排配置的所述多根光纤，使得至少70％的所述固化的带基质材料位于所述光纤带的一侧，所述固化的带基质材料具有：(i)20℃下至少200％的断裂伸长率，(ii)20℃下1～20MPa的杨氏模量，和(iii)-40℃下100MPa以下的杨氏模量。
2.根据权利要求1所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料具有20℃下至少300％的断裂伸长率。
3.根据权利要求1或2所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料具有-40℃下75MPa以下的杨氏模量。
4.一种光纤带，其包括：
多根光纤；和
固化的带基质材料，其结合并排配置的所述多根光纤，所述固化的带基质材料具有(i)20℃下至少350％的断裂伸长率、(ii)20℃下1～15MPa的杨氏模量、和(iii)-40℃下60MPa以下的杨氏模量；
其中所述光纤带在不损坏所述光纤带的结构的情况下，由限定最大带截面宽度Wmax的平面带构造可逆地横向折叠为限定减小的带截面宽度Wf的非平面带构造，所述减小的带截面宽度Wf为所述最大带截面宽度Wmax的75％以下。
5.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料边缘结合并排配置的所述多根光纤，使得至少75％的所述固化的带基质材料位于所述光纤带的一侧。
6.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料边缘结合并排配置的所述多根光纤，使得至少80％的所述固化的带基质材料位于所述光纤带的一侧。
7.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料边缘结合并排配置的所述多根光纤，使得至少90％的所述固化的带基质材料位于所述光纤带的一侧。
8.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述光纤带在不损坏所述光纤带的结构的情况下，由限定最大带截面宽度Wmax的平面带构造可逆地横向折叠为限定减小的带截面宽度Wf的非平面带构造，所述减小的带截面宽度Wf为所述最大带截面宽度Wmax的60％以下。
9.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述光纤带在不损坏所述光纤带的结构的情况下，由限定最大带截面宽度Wmax的平面带构造可逆地横向折叠为限定减小的带截面宽度Wf的非平面带构造，所述减小的带截面宽度Wf为所述最大带截面宽度Wmax的50％以下。
10.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述光纤带在不损坏所述光纤带的结构的情况下，由限定最大带截面宽度Wmax的平面带构造可逆地横向折叠为限定减小的带截面宽度Wf的非平面带构造，所述减小的带截面宽度Wf为最大带截面宽度Wmax的35％以下。
11.根据权利要求8所述的光纤带，其中，对于至少5个折叠周期，所述光纤带在不损坏所述光纤带的结构的情况下，由限定最大带截面宽度Wmax的平面带构造可逆地横向折叠为限定减小的带截面宽度Wf的非平面带构造。
12.根据权利要求8所述的光纤带，其中，对于至少10个折叠周期，所述光纤带在不损坏所述光纤带的结构的情况下，由限定最大带截面宽度Wmax的平面带构造可逆地横向折叠为限定减小的带截面宽度Wf的非平面带构造。
13.根据权利要求8所述的光纤带，其中，对于至少20个折叠周期，所述光纤带在不损坏所述光纤带的结构的情况下，由限定最大带截面宽度Wmax的平面带构造可逆地横向折叠为限定减小的带截面宽度Wf的非平面带构造。
14.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中，在平面带构造中，所述光纤带符合公开号ANSI/ICEA S-87-640-2011的带尺寸要求，所述公开号ANSI/ICEA S-87-640-2011为第五版，2011。
15.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中，从由所述光纤带内相对的、最外侧光纤限定的横向基线所测量的，最上部和最下部光纤之间的法向距离小于所述光纤带内所述光纤的平均宽度的40％。
16.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中，从由所述光纤带内相对的、最外侧光纤限定的横向基线所测量的，最上部和最下部光纤之间的法向距离小于所述光纤带内所述光纤的平均宽度的30％。
17.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中，从由所述光纤带内相对的、最外侧光纤限定的横向基线所测量的，最上部和最下部光纤之间的法向距离小于所述光纤带内所述光纤的平均宽度的20％。
18.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述光纤带内相邻光纤之间的平均间隔小于所述光纤带内所述光纤的平均宽度的15％。
19.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述光纤带内相邻光纤之间的平均间隔小于所述光纤带内所述光纤的平均宽度的10％。
20.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述光纤带内相邻光纤之间的平均间隔小于所述光纤带内所述光纤的平均宽度的5％。
21.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述光纤带内相邻光纤基本上彼此邻接。
22.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料包含硅氧烷。
23.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中结合所述多根光纤的所述固化的带基质的至少95％是固化的。
24.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料具有20℃下至少400％的断裂伸长率。
25.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料具有20℃下至少500％的断裂伸长率。
26.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料具有20℃下至少600％的断裂伸长率。
27.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料具有20℃下至少700％的断裂伸长率。
28.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料具有20℃下在800％与1500％之间的断裂伸长率。
29.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料具有20℃下1.5～10MPa的杨氏模量。
30.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料具有20℃下2～5MPa的杨氏模量。
31.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料具有20℃下小于3MPa的杨氏模量。
32.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料具有-40℃下50MPa以下的杨氏模量。
33.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料具有-40℃下25MPa以下的杨氏模量。
34.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料具有-40℃下15MPa以下的杨氏模量。
35.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料具有-40℃下10MPa以下的杨氏模量。
36.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料具有在40与75之间的肖氏A硬度。
37.根据权利要求1、2或4中任一项所述的光纤带，其中所述固化的带基质材料具有在50与70之间的肖氏A硬度。
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