CN109716193A - 具有断续结合的聚合物层的柔性光纤带 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种柔性光带(10)和相关联的制造系统和方法。所述带(10)包含多个光学传输元件(16)和内层(24)，所述内层包括交联聚合物材料和外表面(26)。所述内层(24)的所述外表面(26)包含具有第一未交联聚合物材料浓度的第一区域和具有第二未交联聚合物材料浓度的第二区域。所述第一浓度大于所述第二浓度。所述带(10)包含外部聚合物层(12)，所述外部聚合物层具有与所述内层的所述外表面介接的内表面。由于外部聚合物材料与所述第一区域中的更大量的未交联聚合物材料结合或交联的能力，所以所述外部聚合物层(12)在所述第一区域处具有比在所述第二区域处对所述内层更高的结合水平。

Description

具有断续结合的聚合物层的柔性光纤带

优先权申请

本申请根据35U.S.C.§119要求在2016年8月8日提交的美国申请序列号62/371,911的优先权权益，所述申请的内容作为依据并且以引用的方式整体并入本文。

背景技术

本公开总体涉及光纤，并且更具体地涉及光纤带。光纤已经越来越多地用于广泛多种电子器件和电信领域中。光纤带可以使多根光纤成组或阵列地保持在一起。所述光纤带包含由一种材料形成的主体，所述材料使所述光纤保持在一起且/或提供辅助处置所述带的光纤并且将所述光纤连接到各种组件或装置的结构。

发明内容

本公开的一个实施方案涉及一种光纤带。所述带包含多个光学传输元件和内层，所述内层包含交联聚合物材料和外表面。所述内层包围所述多个光学传输元件。所述内层的所述外表面包含具有第一未交联聚合物材料浓度的第一区域和具有第二未交联聚合物材料浓度的第二区域。所述第一未交联聚合物材料浓度大于所述第二未交联聚合物材料浓度。所述带包含包围并支撑所述多个光学传输元件的外部聚合物层，并且所述外部聚合物层具有与所述内层的所述外表面介接的内表面。

本公开的额外的实施方案涉及一种柔性光纤带。所述带包含多根细长光纤和包围所述多根光纤的内部聚合物涂层。所述内部聚合物涂层具有面向所述光纤的内表面和与所述内表面相对的外表面。所述带包含包围所述内部聚合物涂层的外部带主体。所述外部带主体具有面向所述内部聚合物涂层的所述外表面的内表面。所述带主体的所述内表面包含各自具有对所述内部聚合物涂层的所述外表面的第一结合水平的多个第一区，和各自具有对所述内部聚合物涂层的所述外表面的第二结合水平的多个第二区。所述第一结合水平大于所述第二结合水平。

本公开的额外的实施方案涉及一种形成柔性光带的方法。所述方法包含将第一UV可固化聚合物材料涂敷到多根光纤上。所述方法包含在存在氧的情况下使用UV光来固化所述多根光纤周围的所述第一UV可固化聚合物材料，使得形成第一UV固化的聚合物层，所述第一UV固化的聚合物层具有由于氧的所述存在而至少部分未固化的外表面，从而导致在所述外表面处存在未交联的UV可固化聚合物材料。所述方法包含对所述外表面的多个部分进行改质以形成经过改质的区域，所述经过改质的区域具有比在所述外表面上在所述经过改质的区域之外存在的未交联的UV可固化聚合物材料的水平低的未交联的UV可固化聚合物材料的水平。所述方法包含将第二UV可固化聚合物材料涂敷到所述第一UV固化的聚合物层的所述外表面上。所述方法包含使用UV光来固化所述多根光纤周围的所述第二UV可固化聚合物材料以形成第二UV可固化聚合物层。

将在以下详细描述中陈述额外的特征和优点，并且本领域技术人员将通过所述描述来部分明白所述额外的特征和优点，或通过实践以书面描述进行描述的实施方案以及其权利要求书和附图来认识到所述额外的特征和优点。

应理解，前述的一般描述和以下详细描述两者仅仅是示例性的，并且意在提供用于理解权利要求书的性质和特征的概述或框架。

包含附图以提供进一步的理解，并且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。图式说明各种一个或多个实施方案，并且与描述一起用于阐释各种实施方案的原理和操作。

附图说明

图1示出根据示例性实施方案的柔性光纤带的剖开透视图。

图2示出根据示例性实施方案的内部带层的遮掩表面的详细视图。

图3A和图3B示出根据示例性实施方案的图1的光纤带的沿着线3-3取得的示出不同遮掩图案的横截面视图。

图4A示出根据示例性实施方案的图1的光纤带沿着线4-4取得的横截面视图。

图4B示出根据示例性实施方案的示出断续结合的图1的光纤带的剖开透视图。

图5示出根据示例性实施方案的用于形成光纤带的系统和方法。

图6示出根据另一示例性实施方案的用于形成光纤带的系统和方法。

图7示出根据另一示例性实施方案的柔性光纤带的剖开透视图。

图8示出根据另一示例性实施方案的用于形成光纤带的系统和方法。

具体实施方式

大体上参看图，示出光带的各种实施方案。一般来说，本文公开的带实施方案利用发明性设计来控制带结构内的邻近聚合物层之间的结合水平。如在下文更详细地论述，所述带实施方案包含在所述带内的结构之间的高结合水平区和低结合水平区。举例来说，所述带可以包含所述带结构内的内部聚合物层(例如，带光纤的邻接的内部带层、主要聚合物涂层)与外部聚合物带层之间的差分结合水平，且/或所述带可以包含所述带内的邻近的光纤的主要涂层之间的差分结合水平。

在特定实施方案中，通过沿着内层的外表面产生高未交联聚合物材料(例如，未固化的丙烯酸酯单体/低聚物)浓度的区与低或零未交联聚合物材料浓度的区而形成差分结合图案。在涂敷并固化外部聚合物之后，外层的聚合物与高浓度区域中的未交联聚合物材料交联，从而在内部聚合物层与外部聚合物层之间形成高结合水平区。在具有可用于交联的低水平或零水平的未交联聚合物材料的区域中，在内部聚合物带层与外部聚合物带层之间形成可忽略的结合水平的区。通过类似的方式，还可以控制在邻近的主要光纤涂层之间的结合。因此，在这些实施方案中，可以通过控制带的内部聚合物层与外部聚合物层之间和/或邻近的光纤之间的交联水平来提高和控制所述带的柔性。

在特定实施方案中，通过由在存在氧的情况下在光纤周围固化的UV可固化聚合物材料形成内部聚合物层来控制未交联聚合物材料的浓度。氧抑制内部聚合物层的表面上的薄区域(例如，小于2μm)中的UV可固化材料的交联，这导致沿着内部聚合物层的外表面的高未交联材料浓度。在特定实施方案中，在相同的条件下固化带的全部内部聚合物层，使得氧交联抑制区域基本上占据内部聚合物层的整个外表面。为了形成未交联材料浓度的差分区域，对内层的外表面进行改质。

在一个示例性实施方案中，将遮掩材料的图案涂敷(例如，经由喷墨涂敷)到内层的UV可固化聚合物的外表面。在此实施方案中，所述遮掩材料通过实际上减小可用于与掩模部位处的外层交联的未交联材料的浓度来阻止或限制所述外层与内层的材料交联的能力。具体来说，在这些实施方案中，所述掩模减少/消除内层的未交联材料与外层的内表面之间的接触。在另一实施方案中，移除(例如，通过激光切除)沿着内层的外表面的未交联聚合物材料的部分，并且进而实际上减小可用于与移除部位处的外层进行交联的未交联材料的浓度。

与用于形成柔性带的一些先前设计(例如，通过在个别的光纤或光纤子单元之间形成分立的聚合物桥)相比，本文描述的设计能够使用高速过程(例如，喷墨印刷或激光切除)进行制造。此外，本文论述的高/低未交联材料浓度的图案的形成允许对带主体内的柔性的水平和位置的高水平控制，这方面相信要优于先前的柔性带设计，包含利用分立的聚合物桥来实现提高的柔性的柔性带设计。

参看图1至图4，示出根据示例性实施方案的光带，例如光纤带10。带10包含示出为外部带主体12的外部聚合物层或外部带主体，并且还包含示出为光纤16的多个光学传输元件的阵列14。光纤16被外部带主体12的材料包围并且嵌入所述材料中，使得带主体12耦合到光纤16并且支撑所述光纤。

在所示出的实施方案中，阵列14是并联光纤阵列，其中每根光纤16的纵轴线(垂直于在图3和图4中示出的横向横截面的每根光纤16的轴线)基本上彼此并联。在其它实施方案中，光纤可以按照非并联的阵列布置在带主体12内(例如，二乘二阵列、交错阵列等)。

在所示出的实施方案中，带10包含光纤16的单个线性阵列14。在一些其它实施方案中，带10包含光纤16的多个阵列14。在一些实施方案中，带10包含至少两个线性阵列14。在一些其它实施方案中，带10包含至少四个线性阵列14。在其它实施方案中，带10包含至少八个线性阵列14。在其它实施方案中，带10包含至少16个线性阵列14。在一些实施方案中，带10的每个线性阵列14具有至少两根光纤16。在一些其它实施方案中，带10的每个线性阵列14具有至少四根光纤16。在其它实施方案中，带10的每个线性阵列14具有至少8根光纤16。在其它实施方案中，带10的每个线性阵列14具有至少12根光纤16。在所示出的实施方案中，每根光纤16被单独地和个别地支撑在带结构内。在其它实施方案中，可以通过包围和支撑带10的光纤16的子集的内部子单元层来将光纤16分组为多个子单元。

在所示出的实施方案中，阵列14中的每根光纤16与其它光纤16相同。将大体上理解并且如图3和图4中所示，光纤16包含被包覆层20包围的光学芯18。在各种实施方案中，光纤16还各自包含涂层22。光学芯18是由传输光的材料形成，并且光学芯18被包覆层20包围，所述包覆层具有与光学芯18不同的折射率(例如，更低的折射率)，使得光纤16充当使光信号保持在光学芯18内的波导。

涂层22包围光学芯18和包覆层20两者。在特定实施方案中，涂层22结合到包覆层20的外表面，并且涂层22的外表面界定每根光纤16的外表面。一般来说，涂层22是由向光纤16提供保护(例如，免于刮伤、碎裂等)的材料形成的一种或多种聚合物材料(例如，UV可固化聚合物材料)的层。在一个实施方案中，在涂层22的外表面处所测得的光纤16的直径是约250μm。在各种实施方案中，每根光纤16还可以包含油墨层、条纹等，从而提供用于光纤识别的基于色彩的指示。

再参看图1和图2，带10包含具有外表面26的内部聚合物层24。在各种实施方案中，至少部分由聚合物材料，例如UV可固化聚合物材料(例如，UV可固化丙烯酸酯材料)，形成内层24，所述聚合物材料已经于在光纤16周围涂敷之后经由向所述材料施加UV光而固化。在一个实施方案中，如图3和图4中所示，内层24是由每根光纤16的聚合物涂层22形成。在其它实施方案中，内层24可以是包围所有光纤16或光纤16的子集的光纤涂层22并且定位在涂层22与外部带主体12之间的邻接的单独的聚合物带层。

在各种实施方案中，可以使用各种材料来形成内层24和外部带主体12。一般来说，内层24和外部带主体12两者是由UV可固化聚合物材料形成，并且在更特定的实施方案中，内层24和外部带主体12两者是由UV可固化丙烯酸酯聚合物材料形成。在一个特定实施方案中，内层24是可以从PhiChem Corporation得到的KG400光纤涂层聚合物，并且外部带主体12是由可以从Hexion Inc得到的BondShield聚合物材料形成。在另一特定实施方案中，内层24是可以从Fiber Optic Center,Inc得到的AngstromBond,DSM 950-706光纤涂层聚合物，并且外部带主体12是由可以从Hexion Inc得到的BondShield聚合物材料形成。

在其它实施方案中，如本文所述，内层24包含每根光纤16的一个或多个外部聚合物层(例如，外部涂层22和任何相关联的油墨层)。在一些此类实施方案中，外部涂层22和/或相关联的油墨层是UV可固化聚合物材料，并且具体来说，可以是在每根光纤周围的UV可固化丙烯酸酯材料。在各种实施方案中，内层24的外表面26是由定位在每根光纤16的外表面上的提供基于色彩的识别的UV可固化丙烯酸酯油墨材料形成(全部或部分)，并且在特定实施方案中，光纤16的UV可固化丙烯酸酯油墨材料是可以从Farbwerke HerkulaSA/AG得到的FibreCoat UV固化油墨。在其它实施方案中，内层24和/或外部带主体12可以由其它合适的聚合物材料制成，包含热塑性材料。

一般来说，在存在氧的情况下固化内层24的UV可固化聚合物材料(无论是单独的内部带层还是由光纤16的涂层22形成)，氧抑制UV可固化聚合物的聚合。此对聚合的氧抑制会沿着内层24的UV可固化聚合物材料的外表面产生薄层(例如，未交联聚合物材料的小于1μm或小于2(μm)的层)。一般来说，外部带主体12的UV可固化材料将具有由于在外部带主体12的所述材料的UV固化期间与内层24的未交联聚合物材料进行交联而引起的高结合程度。

为了控制内层24与外部带主体12之间的结合程度和位置，对内层外表面26进行改质以产生具有高未交联聚合物材料浓度的区和不具有未交联聚合物或具有低未交联聚合物浓度的区。因此，因为带主体12的内表面沿着表面26与不同的未交联材料浓度介接，所以可以控制带主体12与内层24的外层26之间的结合程度。在特定实施方案中，对此结合程度进行控制以向带10提供一定程度的受控的解耦，从而允许个别的光纤/子单元彼此相对地移动，并且因此允许一定的柔性水平，所述柔性水平允许带10采取除了在图1中示出的平坦光纤配置之外的配置，例如滚动配置、堆叠配置、收缩配置或捆绑配置等。

参看图1和图2，在一个实施方案中，经由将掩模28以阵列或图案涂敷在内层24的UV可固化材料的顶部上来形成低未交联材料浓度的区域。在特定实施方案中，掩模28是由与内层24的UV可固化聚合物材料不同的材料形成，并且如图3A和图3B中最佳示出，掩模28的材料用于阻止带主体12的内表面34与内层24的UV可固化材料之间的相互作用。因此，在此类实施方案中，通过掩模28的外表面30部分地形成内层24的外表面26，所述外表面30通过覆盖氧抑制层的一部分而作为低或零未交联聚合物材料浓度。这继而产生在外部带主体12与内层24的外表面26之间具有低结合水平的区。在各种实施方案中，如图3A中所示，掩模28具有跨越带10的宽度的大部分而邻接的区域，并且在其它实施方案中，掩模28形成跨越带10的成区段/点的形式的不连续图案。如图3B中所示，掩模28可以由触碰光纤1和2、光纤3和4、光纤5和6等的掩模材料的分立的点或区段形成。

另外，还通过未交联聚合物材料的暴露区域32部分地形成内层24的外表面26。这些区域未被掩模28覆盖或阻挡。因此，如图4A和图4B中最佳示出，在暴露区域32处，外部带主体12的内表面34直接介接或接触外表面26的具有高未交联聚合物材料浓度的部分。因此，随后在外部带主体12的UV可固化材料的UV固化期间，在内层24的UV可固化材料与外部带主体12的UV可固化材料之间形成交联，从而在所述两个层之间形成具有高结合程度的区域。

参看图1和图2，更详细地示出和描述掩模28。在所示出的实施方案中，以选定的、一致的或重复的图案或阵列涂敷掩模28，使得外表面26具有低未交联材料浓度的区域和高未交联材料浓度的区域的重复图案或阵列。在特定实施方案中，此图案在由箭头40示出的纵向方向上和/或在由箭头42示出的横向方向上重复。如图1中所示，在特定实施方案中，密集遮掩区域44和较不密集或无遮掩区域46沿着带10的长度交替。

在特定实施方案中，掩模28是由利用印刷技术(例如，喷墨印刷)涂敷的材料形成，并且在这些实施方案中，掩模28的材料是油墨材料。在这些实施方案中，掩模28可以由基于染料的油墨和/或基于颜料的油墨形成。相信使用例如喷墨印刷等印刷技术形成掩模28会允许高速地形成柔性带10(与利用分立的桥构造以提供带柔性的方法相比)。

在各种实施方案中，掩模28的图案(和可用于后续的交联的所得的高未交联材料浓度和低未交联材料浓度的图案)被设计或选择成控制带10的一个或多个性质，例如柔性。参看图2，掩模28是由多个点48形成。在所示出的实施方案中，点48彼此重叠，从而形成连续的遮掩材料层，并且在至少一些实施方案中，点48的重叠部分确保掩模材料在那些部分处充分厚以限制或防止如本文论述的结合。在其它实施方案中，点48是通过未遮掩的高未交联材料区域的中介区域而彼此分离的分立的点。在特定实施方案中，点48在每根邻近的光纤16(或者在多光纤子单元的情况下的每根邻近的光纤子单元)之间形成的界面或凹槽上居中。每个点48具有示出为D1的直径和示出为D2的中心到中心间距。在特定实施方案中，D1在0.1mm与0.4mm之间，并且D2在Dl的50％和150％之间。应注意，通过一连串重叠的点而产生的掩模的固有的暴露部分将产生点层之间的结合，并且在这些实施方案中，点的材料将在这些小结合区处粘合失效。

参看图3和图4，除了通过内层24与带主体12之间的结合程度和定位来控制柔性之外，还可以利用本文论述的设计来控制邻近的光纤16之间的结合程度。举例来说，如图3A和图3B中所示，掩模28可以将距离的至少部分延伸到邻近的光纤16之间的区域50中。这限制了涂层22的未交联聚合物材料在后续的UV固化步骤期间在掩模填充区域50的部位处交联在一起的能力。相比而言，如图4A中所示，在邻近的光纤16之间的未遮掩区域52内，可以在后续的UV固化步骤期间在区域52内形成先前未交联材料之间的交联，从而将那些位置处的邻近的光纤16结合在一起。

参看图4A，除了通过结合控制来控制柔性之外，带10还可以通过控制带厚度来提供柔性。在特定实施方案中，外部带主体12可以具有示出为上部部分56的第一部分，和示出为下部部分58的第二部分，所述第一部分和所述第二部分具有不同的厚度，从而导致不同的柔性程度。在各种实施方案中，上部部分56具有示出为T1的第一平均厚度，并且下部部分58具有示出为T2的第二平均厚度。在所示出的特定实施方案中，T2小于T1，例如小于T1的50％，更具体来说，在T1的1％和25％之间，并且更具体来说，在T1的1％和10％之间。

在一些实施方案中，部分58足够薄，使得在不将掩模28涂敷到内层24的下表面的情况下，在下部部分58内的内层24与带主体12之间的结合粘合失效，这有助于在内层24的仅一侧上利用掩模28的灵活性。在特定实施方案中，下部部分58的低厚度还提供带主体12的一部分，所述部分可以在需要使一根或多根光纤16与带10的其余部分分离的情况下折断或撕开。在其它实施方案中，T1和T2可以基本上相等，并且在这些实施方案中，带10可以在内层24的上表面和下表面两者上包含掩模28。

如图3A和图3B中所示，在一个实施方案中，将掩模28涂敷在内层24的一侧上，并且使所述掩模定位成邻近于带主体12的较厚的上部部分56。在另一实施方案中，将掩模28涂敷到内层24的聚合物材料的两个主表面(例如，在3A和3B的定向上的上表面和下表面)。

参看图4B，更详细地示出在带10内的断续结合。内层24的未交联聚合物材料的暴露区域32未被掩模28覆盖或阻挡。因此，在暴露区域32处，外部带主体12的内表面直接介接或接触外表面26的具有高未交联聚合物材料浓度的部分，这允许如本文论述的结合。遮掩区域28未结合到外部带主体12。而且，带主体12的下部变薄的部分58容易被折断，这允许增加的柔性。在所示出的实施方案中，在光纤16的下表面与下部变薄的部分58之间未涂敷掩模材料，这导致这两个层之间的高粘附水平。然而，通过低厚度水平提供柔性，所述低厚度水平允许带主体12的部分58在弯曲时折断。

参看图5和图6，示出根据示例性实施方案的用于形成例如带10的柔性带的系统和方法。参看图5，示出用于形成带10的系统70和相关方法。系统70包含第一涂敷器72，所述第一涂敷器将第一UV可固化聚合物材料涂敷到多根进入的光纤74上。在特定实施方案中，将所述第一UV可固化聚合物材料作为含有UV可固化聚合物材料的液体进行涂敷，并且在特定实施方案中，使用自定量涂层涂敷器来涂敷所述第一UV可固化聚合物材料。

未固化的聚合物涂覆的光纤移动到第一UV固化台76中。在台76内，UV灯在存在氧的情况下将UV能量引导到第一UV可固化聚合物上。将大体上理解，在至少一些UV涂覆/固化过程内，当UV可固化涂层内的光引发剂暴露于UV辐射时产生自由基。所述自由基继而起始液体涂层内的单体和低聚物的交联，从而致使材料聚合。在液态UV涂层的外表面上，与液态涂层接触的来自空气的氧将做两件事。所述氧限制/防止在空气/涂层界面附近产生自由基，并且所述氧与已经产生的自由基起反应以形成过氧自由基，所述过氧自由基继而与聚合物的主链内的氢起反应。此反应产生氢过氧化物。对自由基产生的抑制以及对已经产生的自由基的消耗降低了空气/涂层界面处和附近的聚合反应速率和转化百分比。对液态涂层的表面处的反应的抑制产生未交联聚合物材料(例如，未交联单体和低聚物)层，所述层在固化的聚合物涂层内具有达约2μm的深度。因此，通过在存在氧的情况下进行固化，台76形成内层24的固化的聚合物层部分(在图1中示出)，所述固化的聚合物层部分还包含未固化(例如，未交联)的聚合物材料的外层，如上文所论述。

接下来，对内部聚合物层的外表面进行改质。此改质形成经过改质的区域，所述经过改质的区域具有比在所述经过改质的区域之外存在的未交联的UV可固化聚合物材料的水平低的未交联的UV可固化聚合物材料的水平。在图5中示出的实施方案中，通过在掩模涂敷器78处涂敷掩模，例如掩模28，来进行此改质。在所示出的实施方案中，掩模涂敷器78是非接触式涂敷器，例如喷墨打印机，其将遮掩材料涂敷到在台76中固化的UV聚合物材料的外表面上。在其它实施方案中，掩模涂敷器78可以是液体分配喷嘴涂敷器或油墨转移滚筒。如上文所述，通过掩模涂敷器78按照所要的图案(例如，在图1中示出并且在上文论述的重复图案)涂敷掩模，使得所述掩模涂敷器提供高未交联聚合物材料浓度和低未交联聚合物材料浓度的图案，所述图案暴露于UV可固化聚合物材料的随后涂敷的层并且可用于与所述随后涂敷的层交联/结合。

在掩模涂敷之后，在第二涂敷器80处涂敷第二UV可固化聚合物材料。在涂敷器80处，将第二UV可固化聚合物材料涂敷在内层(例如，内层24)的外表面上并且与掩模材料和受氧抑制的未固化的材料的暴露部分接触。在此布置中，将所述第二UV可固化聚合物涂敷成使得所述材料包围光纤并且沿着所述光纤的长度是连续的。

接下来，在第二UV固化台82内在光纤周围固化第二UV可固化聚合物。在台82内，UV灯将UV能量引导到第二UV可固化聚合物，形成包围内部UV可固化聚合物层和光纤的固化的聚合物层(例如，上文论述的外部带主体12)。通过所述UV固化第二UV可固化聚合物材料的过程，当部分与掩模接触并且部分与未交联材料区域接触时，如上文所论述形成低结合水平和高结合水平的区，并且带10离开系统70。在一个实施方案中，台82在不存在氧的情况下固化带主体12，使得形成完全固化的带主体，并且在另一实施方案中，台82在存在氧的情况下固化带主体12，使得形成具有胶粘或未交联的表面的带主体12。

在特定实施方案中，相信掩模涂敷过程可以在比通过分立的桥构造来提供带柔性的过程基本上更快的速度下运行。在特定实施方案中，相信系统70在高达450米/分钟的速度下生产带10。另外，与用于形成分立的桥的物理加工相比，系统70可以仅仅通过对掩模涂敷器78进行编程以在不需要改变物理加工的情况下涂敷不同的图案来形成不同的掩模图案。此灵活性允许缆线制造商更容易地构造和评估由不同的掩模图案提供的柔性，并且还允许使用系统70仅仅通过对掩模涂敷器78的计算机控制来形成具有不同的掩模图案/柔性的不同带。如在下文关于图7和图8更详细地阐释，还可以通过例如激光切除的移除过程来产生高未交联材料浓度和低未交联材料浓度的图案，并且相信激光切除还具有类似于掩模涂敷器78的高处理量速度和图案形成灵活性。

参看图6，示出用于形成带10的系统90和相关方法。系统90与系统70基本上相同，不同之处在于，向系统90提供先前受氧抑制涂覆的光纤92。随后掩模涂敷器78涂敷遮掩材料，并且台80和82涂敷并固化外部带主体的材料，如上文关于系统70所论述。因此，系统90将外部聚合物层提供到已经被涂覆的光纤，而不是与系统70中一样与遮掩和第二涂覆过程一致地涂覆光纤。

参看图7和图8，示出根据示例性实施方案的带100。带100与带10基本上相同，除了本文论述的方面之外。带100包含内层24，所述内层包含外表面26，所述外表面具有示出为区域102的低未交联材料浓度区域和示出为区域104的高未交联材料浓度区域的重复图案或阵列。在此实施方案中，通过以下操作来形成区域102：按照产生如图7中所示的区域102和104的图案的图案于在台76中固化之后移除聚合物的氧固化抑制层的至少一部分。

在一些实施方案中，在每个区域102内，移除受氧抑制的未交联材料区域的整个厚度，这导致在第二固化步骤之后产生对外部带主体12的非常低的结合或无结合。在一些此类实施方案中，所移除的未交联材料的厚度是2μm或更小，使得区域102在邻近的未被改质的区域104的外表面下方形成平均为2μm或更小的凹部。类似于掩模28，按照所要的重复图案形成区域102以提供与外部带主体12的所要的结合水平。

在各种实施方案中，可以通过使用多种合适的移除过程在受氧抑制的UV固化(例如，在图5中示出的台76中)之后移除未交联聚合物材料的多个区段来形成区域102。在特定实施方案中，如图8中所示，可以经由利用激光切除系统106的移除来形成区域102。将理解，激光切除系统106产生指向内层24的激光束108，所述激光束移除受氧抑制的未交联聚合物材料的部分以通过暴露恰好在未交联材料层下方的完全固化/交联的聚合物材料来形成区域102。在特定实施方案中，可以使用激光切除系统106作为系统70或90中的遮掩系统78的代替或补充，以形成如上文所论述的高未交联材料浓度和低未交联材料浓度的图案。

激光切除系统106可以被配置成通过热机械或光化学机构从内层24移除材料。在特定实施方案中，激光切除系统106利用申请人相信适合于移除厚度非常低的聚合物材料层的短脉冲激光器，例如纳秒UV或可见波长激光器。因为被涂覆的光纤16的直径相对小(～250(μm))，所以带光纤的表面起伏幅度相对小，大约有数十微米。因此，在特定实施方案中，激光切除系统106可以利用具有聚焦的光学设计，所述光学设计适应沿着内层24的表面26的此相对少量的表面变化。在特定实施方案中，可以通过包含一个或多个圆柱形透镜和/或一个或多个平凸透镜或其它合适的激光聚焦组件的光学系统110来实现激光系统106的聚焦。

虽然以上描述集中于进行遮掩和移除以产生形成上文论述的差分结合水平的高未交联材料浓度和低未交联材料浓度的图案，但在其它实施方案中，可以使用用于改变内部带层和外部带层之间和/或邻近的光纤涂层之间的结合水平的其它系统或方法。举例来说，在一个实施方案中，可以通过控制内层24的UV可固化材料的不同部分向UV固化能量源的暴露(例如，通过在固化期间控制UV能量强度模式)来形成高未交联材料浓度和低未交联材料浓度的图案。在另一示例性实施方案中，可以通过在UV固化期间控制内层24的UV可固化材料的不同部分向不同氧水平的暴露来形成高未交联材料浓度和低未交联材料浓度的图案。

应理解，本文论述的光带可以包含各种数目的光纤16。在各种示例性实施方案中，本文论述的光带可以包含2根、4根、6根、8根、10根、12根、14根、16根、24根、30根、34根、40根等光纤或传输元件(例如，光纤16)。虽然本文论述的带实施方案示出为具有布置成基本上并联的线性阵列的光纤16，但光纤16可以布置成正方形阵列、矩形阵列、交错阵列，或对于特定涂敷来说可能是合意的任何其它空间图案。在各种实施方案中，光纤16可以包含广泛多种光纤，包含多模光纤、单模光纤、对弯曲不敏感/耐弯曲光纤等。在其它实施方案中，本文论述的光带可以包含定位在带主体12内的多芯光纤。

本文论述的光纤可以是由玻璃或塑料制成的柔性、透明光纤。所述光纤可以充当用于在所述光纤的两端之间传输光的波导。光纤可以包含被具有较低折射率的透明包覆材料包围的透明芯。可以通过全内反射使光保持在所述芯中。玻璃光纤可以包括硅石，但可以使用一些其它材料，例如氟锆酸盐玻璃、氟铝酸盐玻璃和硫系玻璃以及晶体材料，例如蓝宝石。可以通过具有较低折射率的光学包层来沿着光纤的芯导引光，所述光学包层通过全内反射将光捕集在所述芯中。可以通过缓冲物和/或另一涂层来涂覆所述包层，所述涂层保护所述包层免于湿气和/或物理损坏。这些涂层可以是在拉拔过程期间涂敷到光纤的外部的UV固化的聚氨酯丙烯酸酯复合材料。所述涂层可以保护玻璃纤维的股。另外，这些涂层还可以包含具有油墨或色彩的最外层以便进行光纤识别。

除非另外明确规定，否则绝不希望在本文陈述的任何方法被理解为需要以特定次序执行所述方法的步骤。因此，在方法权利要求实际上未叙述其步骤所遵循的次序或者在权利要求书或具体实施方式中未具体另外规定所述步骤受限于特定次序的情况下，绝不希望推断出任何特定次序。

本领域技术人员将明白，可以在不脱离所公开的实施方案的精神或范围的情况下作出各种修改和变化。因为本领域技术人员可能会想到并入有所公开的实施方案的精神和主旨的所述实施方案的修改、组合、子组合和变化，所以所公开的实施方案应理解为包含在所附权利要求书及其等效物的范围内的一切。

Claims (21)

1.一种光纤带，所述光纤带包括：

多个光学传输元件；

内层，所述内层包括交联聚合物材料和外表面，所述内层包围所述多个光学传输元件，所述内层的所述外表面包括：

第一区域，所述第一区域具有第一未交联聚合物材料浓度；以及

第二区域，所述第二区域具有第二未交联聚合物材料浓度，其中所述第一未交联聚合物材料浓度大于所述第二未交联聚合物材料浓度；以及

外部聚合物层，所述外部聚合物层定位在所述多个光学传输元件周围并支撑所述多个光学传输元件，所述外部聚合物层具有与所述内层的所述外表面介接的内表面。

2.根据权利要求1所述的光纤带，其中所述第二区域是由定位在所述内层的所述聚合物材料与所述外部聚合物层之间的遮掩材料形成，其中所述遮掩材料的外表面在所述遮掩材料的位置处界定所述内层的所述外表面的一部分，其中所述遮掩材料是与所述内层的所述聚合物材料不同的材料。

3.根据权利要求2所述的光纤带，其中遮掩材料是喷墨涂敷的材料。

4.根据权利要求2所述的光纤带，其中所述遮掩材料是多个点的阵列，所述多个点中的每一者具有在0.1mm与0.4mm之间的直径并且具有在所述点直径的50％和150％之间的中心到中心间距。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤带，其中所述第二区域包含形成于所述内层中的凹部，其中已经从所述内层的所述外表面移除了未交联聚合物材料。

6.根据权利要求5所述的光纤带，其中所述凹部的深度是2μm或更小。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光纤带，其中所述第一区域和所述第二区域沿着所述光学传输元件的长度在纵向方向上交替。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的光纤带，其中所述第一区域和所述第二区域被布置成在所述内层的至少宽度方向和长度方向上重复的图案。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的光纤带，其中每个光学传输元件包含玻璃光学芯，其中所述内层包括多个UV可固化聚合物光纤涂层，每个UV可固化聚合物光纤涂层包围所述玻璃光学芯中的一者，并且所述第一区域和所述第二区域沿着所述多个UV可固化聚合物光纤涂层的外表面定位。

10.一种柔性光纤带，所述柔性光纤带包括：

多根细长光纤；

内部聚合物涂层，所述内部聚合物涂层包围所述多根光纤，所述内部聚合物涂层具有面向所述光纤的内表面和与所述内表面相对的外表面；

外部带主体，所述外部带主体包围所述内部聚合物涂层，所述外部带主体具有面向所述内部聚合物涂层的所述外表面的内表面，所述带主体的所述内表面包括：

多个第一区，每个第一区具有对所述内部聚合物涂层的所述外表面的第一结合水平；以及

多个第二区，每个第二区具有对所述内部聚合物涂层的所述外表面的第二结合水平；

其中所述第一结合水平大于所述第二结合水平。

11.根据权利要求10所述的柔性光纤带，其中所述内部聚合物涂层是由UV可固化聚合物材料形成，其中所述第一区介接所述内部聚合物涂层的所述外表面的具有第一未交联UV可固化聚合物材料浓度的第一区域，其中所述第二区介接所述内部聚合物涂层的所述外表面的具有第二未交联UV可固化聚合物材料浓度的第二区域，其中所述第一浓度大于所述第二浓度。

12.根据权利要求11所述的柔性光纤带，其中所述第二区域是由定位在所述内部聚合物涂层的所述UV可固化聚合物材料与所述带主体的所述内表面之间的遮掩材料形成，其中所述遮掩材料的外表面在所述遮掩材料的位置处界定所述内部聚合物涂层的所述外表面的一部分，其中所述遮掩材料是与所述内部聚合物涂层的所述UV可固化聚合物材料不同的材料。

13.根据权利要求12所述的柔性光纤，其中所述遮掩材料是定位在所述内部聚合物涂层的所述UV可固化聚合物材料上的所述遮掩材料的点的阵列，其中至少一些所述点定位成使得所述点定位在邻近对的所述光纤之间的界面处。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的柔性光纤，其中所述第二区域包含形成于所述内部聚合物涂层的所述UV可固化聚合物材料中的凹部，其中已经移除了所述内部聚合物涂层的未交联的UV可固化聚合物材料。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的柔性光纤，其中所述UV可固化聚合物材料是丙烯酸酯聚合物材料，并且所述外部带主体是由与所述内部聚合物涂层的所述UV可固化聚合物材料不同的UV可固化聚合物材料形成。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的柔性光纤，其中所述内部聚合物涂层包括包围所述光纤的玻璃光纤芯的多个外部主要光纤涂层。

17.一种形成柔性光带的方法，所述方法包括：

将第一UV可固化聚合物材料涂敷到多根光纤上；

在存在氧的情况下使用UV光来固化所述多根光纤周围的所述第一UV可固化聚合物材料，使得形成第一UV固化的聚合物层，所述第一UV固化的聚合物层具有由于氧的所述存在而至少部分未固化的外表面，从而导致在所述外表面处存在未交联的UV可固化聚合物材料；

对所述外表面的多个部分进行改质以形成经过改质的区域，所述经过改质的区域具有比在所述外表面上在所述经过改质的区域之外存在的未交联的UV可固化聚合物材料的水平低的未交联的UV可固化聚合物材料的水平；

将第二UV可固化聚合物材料涂敷到所述第一UV固化的聚合物层的所述外表面上；以及

使用UV光来固化所述多根光纤周围的所述第二UV可固化聚合物材料以形成第二UV可固化聚合物层。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述改质步骤包含沿着所述第一UV固化的聚合物层的所述外表面产生经过改质的区域的重复图案。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二UV可固化聚合物在所述经过改质的区域之外的区域处具有对所述第一UV固化的聚合物层的高结合水平，并且在所述经过改质的区域内具有对所述第一UV固化的聚合物层的低结合水平。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述改质步骤包含以下操作中的至少一者：

将掩模涂敷到所述第一UV固化的聚合物层材料的所述外表面上以形成所述经过改质的区域，所述掩模阻止所述第一层的未交联的UV可固化聚合物材料与所述第二层的所述第二UV可固化聚合物材料之间的结合；以及

移除所述第一UV固化的聚合物层材料的所述外表面的部分，使得所述经过改质的区域是形成于所述第一层的所述外表面中的凹部。

21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，其中涂敷所述第一UV可固化聚合物材料以及固化所述第一UV可固化聚合物材料与所述改质步骤一致地发生。