CN110073261A - 用于对光纤端子进行融合的方法 - Google Patents

Abstract

本公开的各方面涉及用于生产融合的连接器端子的方法。示例性方法可以包括设置融合的连接器端子要满足的规格要求，并将一定量的热量施加到未融合的连接器端子的近端区域。未融合的连接器端子的近端区域可以包括被同轴地定位在外部套圈内的内部光纤，并且施加所述一定量的热量可以将光纤至少部分地融合到外部套圈以形成至少部分融合的连接器端子。该方法还可以包括对至少部分融合的连接器端子的近端区域进行成像，并且基于成像确定至少部分融合的连接器端子的近端区域是否满足规格。

Description

用于对光纤端子进行融合的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求来自于2016年8月12日提交的美国临时申请No.62/374,185的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开的各方面一般涉及用于制造融合的光纤端子(fused fiber termination)的方法，并且具体地，涉及使用成像系统在制造期间提供反馈并且用于提高融合的光纤端子的耦合效率的方法。

背景技术

光纤通常用于医疗应用中。光纤可以在许多手术中用于充当光波导，用于将光能从激光运送到目标体区域以将能量递送到目标区域。例如，在碎石手术中，光纤通过内窥镜(例如，膀胱镜、输尿管镜、输尿管肾盂镜或肾镜)递送，并且用于将来自激光源的光脉冲传送到体内位置以打碎和去除尿结石。

玻璃包层光纤通常用于医疗应用中以用于递送激光能量。光纤通常用连接器端接，该连接器允许光纤与激光递送系统耦合和解耦，而不会损害光纤系统的对准。传统上，光纤连接器端子通常包括粘合剂以将光纤固定到周围的玻璃套圈；然而，除气问题导致激光输出透镜的污染，或者在某些情况下导致光纤端子发生灾难性故障。

为了克服除气问题，开发了形成连接器端子的方法，其减少了粘合剂的使用或完全避免粘合剂的使用。一种解决方案是在端子处将光纤芯和玻璃包层直接融合到周围的玻璃套圈，以创建单片玻璃端部，其在不使用粘合剂的情况下将光纤固定到套圈并且将套圈内的光纤对准。为了在连接器端子处将光纤和套圈彼此融合，可以在光纤和套圈的近端的侧面周围和连接器端子的近端面的周围施加热量，如在美国专利No.6,282,349中更详细描述的，其全部内容通过引用并入本文。

然而，融合的连接器端子需要在光纤、套圈和一个或多个热源之间的精确定位，以便实现从激光能量到光纤体的高耦合效率所需的几何形状。在近端面上创建平滑且一致的凹形或凸形连接器端子并且控制套圈和光纤沿侧面的融合(这两者对于所制造的连接器端子的耦合效率都很重要)可能成为融合的连接器的问题。除了其他之外，耦合效率例如受以下的影响：(i)光纤在融合的套圈内的同心度，(ii)凹形(或凸形)融合端子表面的几何形状和深度，(iii)融合端子表面的平滑度，以及(iv)锥形光纤的形状和锥度比。

目前，没有办法实时控制融合过程以确保完成的融合的连接器端子具有令人满意的耦合效率。取而代之的是，将热量施加到玻璃光纤和套圈以将它们融合在一起，并然后执行融合后的检查以确定融合的连接器是否满足制造要求。这种不受控制的制造方法可能导致大量浪费或制造效率低，这是因为必须丢弃不正确融合的连接器。

因此，需要存在制造融合的连接器端子的方法，其允许更紧密地控制融合过程。具体地，需要存在一种允许实时评估并控制融合过程以促进所制造的连接器的耦合效率增加并减少浪费的方法。

本公开的设备和方法可以纠正上述一些缺陷或解决现有技术的其他方面。

发明内容

本公开的各方面涉及用于生产融合的连接器端子的方法。示例性方法可以包括设置融合的连接器端子要满足的规格要求，并将一定量的热量施加到未融合的连接器端子的近端区域。未融合的连接器端子的近端区域可以包括被同轴地定位在外部套圈内的内部光纤，并且施加所述一定量的热量可以至少部分地将光纤融合到外部套圈以形成至少部分融合的连接器端子。该方法还可以包括对至少部分融合的连接器端子的近端区域进行成像，并且基于成像确定至少部分融合的连接器端子的近端区域是否满足规格。

该方法的各方面可以包括以下特征中的一个或多个。热量可以是第一量的热量，并且如果至少部分融合的连接器端子的近端区域被确定为不满足规格，则该方法还可以包括将第二量的热量施加到至少部分融合的连接器端子的近端区域，并且在施加第二量的热量之后，可以重复成像步骤和确定步骤。可以重复施加步骤、成像步骤和确定步骤，直到至少部分融合的连接器端子的近端区域被确定为满足规格为止。在一些方面中，第一量的热量可以不同于第二量的热量，或者第一量的热量可以与第二量的热量相同。可以将所述第一量的热量施加到连接器端子的近端面和连接器端子的侧面中的一个或多个。对近端区域进行成像可以包括将三个或更多个成像设备聚焦在近端区域上。一个或多个成像设备可以被定向为沿着x轴和y轴中的至少一个以及z轴观察近端区域，并且对近端区域进行成像可以包括将一个或多个成像设备聚焦在近端区域的至少两个位置上。确定至少部分融合的连接器端子的近端区域是否满足规格可以包括：基于沿着z轴捕获到的近端面的一个或多个图像，确定在至少部分融合的连接器端子的近端面上形成的盘状物(dish)的直径、深度、曲率或表面平滑度中的至少一个是否满足规格。在其他方面中，近端面的一个或多个图像可以包括在盘状物的边缘上聚焦的图像或在盘状物的中心区域上聚焦的图像中的至少一个。确定至少部分融合的连接器端子的近端区域是否满足规格可以包括：基于沿着连接器端子的侧面捕获到的近端区域的一个或多个图像，确定热穿透的深度、光纤融合到外部套圈的程度或光纤在外部套圈内的相对位置中的至少一个是否满足规格。连接器端子的侧面的一个或多个图像可以包括：在外部套圈的外表面上聚焦的图像、在外部套圈的内表面上聚焦的图像或在光纤的外表面上聚焦的图像中的至少一个。可以使用光学显微镜对至少部分融合的连接器端子的近端区域进行成像，并且在一些方面中，当对至少部分融合的连接器端子的近端区域成像时或者当向近端区域施加热量时，成像设备、连接器端子或热源中的至少一个可以被移动。

根据另一方面，一种用于生产融合的连接器端子的方法可以包括选择融合的连接器端子要满足的规格要求，并将第一量的热量施加到未融合的连接器端子的近端区域。未融合的连接器端子的近端区域可以包括被同轴地定位在外部套圈内的内部光纤，并且第一量的热量可以在近端区域处将内部光纤部分地融合到外部套圈。该方法还可以包括对部分融合的连接器端子的近端面进行成像，并对部分融合的连接器端子的侧面区域进行成像。基于对近端面的成像和对侧面区域的成像，该方法还可以包括确定将第二量的热量施加到部分融合的连接器端子的近端区域的位置并且将第二量的热量施加到部分融合的连接器端子的近端区域。该方法可以包括对部分融合的连接器端子的近端面或部分融合的连接器端子的侧面区域中的至少一个进行成像，并确定部分融合的连接器端子的近端区域是否满足规格。

在各方面中，施加第一量的热量可以包括将热量施加到近端面和侧面区域。在一些方面中，施加第二量的热量可以包括将热量施加到近端面和侧面区域中的一个或多个。第一量的热量和第二量的热量可以不同。

在本公开的另一方面中，一种用于生产融合的连接器端子的方法可以包括选择融合的连接器端子要满足的规格要求，并将第一量的热量施加到未融合的连接器端子的近端区域。未融合的连接器端子的近端区域可以包括被同轴地定位在外部套圈内的内部光纤，并且第一量的热量可以在近端区域处将内部光纤部分地融合到外部套圈。该方法还可以包括将成像设备聚焦在部分融合的连接器端子的近端面的至少一部分上，并将成像设备聚焦在部分融合的连接器端子的侧面区域的至少一部分上。基于对近端面的成像和对侧面区域的成像，该方法还可以包括确定如何将第二量的热量施加到部分融合的连接器端子的近端区域并且将第二量的热量施加到部分融合的连接器端子的近端区域。该方法还可以包括将成像设备聚焦在近端面的一部分或侧面区域的一部分中的至少一个上，并确定至少部分融合的连接器端子的近端区域是否满足规格。

各方面的附加目的和优点将部分地在下面的描述中部分阐述，并且部分将从描述中部分地显而易见，或者可以通过各方面的实践来学习。要理解的是，前面的一般性描述和下面的详细描述两者都只是示例性和说明性的，并不是对权利要求的限制。

如本文所使用的，术语“包括”，“包含”或其任何其他变型旨在涵盖非排他性包含，使得包括元素列表的过程、方法、物品或装置不仅包括那些元素，而且可以包括未明确列出的或该过程、方法、物品或装置固有的其他元素。

附图说明

并入在说明书中并构成本说明书的一部分的附图说明了所公开的方面，并且与说明书一起用于解释所公开方面的原理。在附图中：

图1A是具有锥形光纤的光纤连接器端子的示意图；

图1B是具有非锥形光纤的光纤连接器端子的示意图；

图2A是将热量施加到光纤连接器端子以将光纤融合到玻璃套圈的示意图；

图2B是图2A中描绘的一旦光纤已融合到玻璃套圈的光纤连接器端子的示意图；

图3A示意性地描绘了根据本公开的示例性方面的一个或多个成像设备可以沿着其相对于光纤连接器端子而定向的轴。

图3B示意性地描绘了根据本公开的示例性方面的在光纤连接器端子周围定向的多个成像设备，其用于沿着图3A的轴对光纤连接器端子进行成像。

图4A示意性地描绘了根据本公开的示例性方面的在融合之前的集成成像和融合系统以及连接器端子。

图4B示意性地描绘了在开始融合之后的图4A的集成成像和融合系统以及连接器端子；以及

图5是描绘了根据本公开的示例性方面的用于融合连接器端子的示例性方法的步骤的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考下面描述并在附图中示出的本公开的示例性方面。只要有可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来指相同或相似的部件。前面的一般性描述和下面的详细描述两者都只是示例性和说明性的，并不是对如所权利要求的特征的限制。术语“示例性”在本文中在“示例”而非“理想”的意义上使用。如本文所使用的，术语“约”、“基本上”和“近似”表示+/-5％规定值内的值的范围。术语“近端”是指更靠近与激光源耦合的光纤连接器端子的连接器端的位置。如本文所使用的术语“远端”是指远离光纤连接器端子的连接器端的位置。

本公开的各方面大致涉及使用集成成像系统来提供对制造过程的实时反馈和改进控制而生产融合的连接器端子的方法。通过获得实时反馈，可以递增地而不是突然地将热量施加到套圈和光纤，以提供对融合过程的增加控制，如将在下面参考示例性方面详细描述的。

图1A和1B描绘了融合之前的标准光纤连接器端子的示意视图。图1A示出了连接器端子8。连接器端子8包括具有锥形近端3的光纤1，并且图1B示出了具有非锥形近端3'的光纤1。光纤1可以由例如二氧化硅形成，并且可以包括一层或多层的包层、一个或多个涂层和/或一个或多个保护套(jacket)，诸如在近端区域处围绕二氧化硅芯的一层或多层聚合物或尼龙。在光纤1包括由聚合物材料组成的包层、一个或多个涂层和/或一个或多个护套的方面中，在将光纤1融合到套圈4之前，这些聚合物可以不到达光纤1的近端，或者可以从光纤1的近端移除。光纤1从延伸到主体中的远端(未示出)延伸到近端3。示例性光纤1的玻璃直径范围可以从约100μm到约1000μm。示例性玻璃包层的直径范围可以从约100μm到约1100μm。如果可适用的话，则示例性锥形直径的最大直径范围可以从约130μm至约800μm。本文提供的示例性尺寸仅用作示例而非限制性的。

光纤1沿着其长度的至少一部分被套圈4包围。套圈4可以由例如玻璃、二氧化硅或石英形成。套圈4可以是圆柱形的并且可以具有沿套圈4的纵向轴线延伸的中心开口6。开口6可以被标出尺寸以在其内接收光纤1。因此，光纤1可以同心地配合在套圈4中的开口6内，使得光纤1和套圈4在连接器端子8的近端区域2处彼此同轴对准。开口6的近端沿着套圈4的纵向轴线延伸，或者开口6的近端可以被倒角，例如，向外张开，使得开口6的最近端比开口6的远端区域更宽，如图1A和1B所示。示例性玻璃套圈4可以具有约1000μm至约1700μm的外径。

如上所讨论的，可以通过将光纤1和套圈4彼此融合以在近端区域2处的融合区域7(图2B)处创建整体结构来形成融合的光纤连接器端子8。图2A示出了箭头H(可选的热源)和H'，其描绘了代表性方向，可以将热量从代表性方向施加到套圈4和光纤1以将两个组件融合在一起。例如，可以将热量施加到套圈4和光纤1的近端面，如箭头H(可选的)所示，并且可以将热量施加到套圈4和光纤1的一个或多个侧面，如箭头H'所示。当热量施加到套圈4和光纤1的侧面时套圈4和光纤1可以旋转和/或倾斜，热量可以在套圈4和光纤1的近端区域周围移动，或者热量可以从套圈4和光纤1的多个侧面一次施加，或者其任何合适的组合。图2B示出了通过图2A的加热形成的融合区域7。在融合之后，可以在融合的连接器端子的近端面上形成凹面5。尽管在图2B中描绘了凹面，但是本领域普通技术人员将理解的是，取决于光纤1的预期用途，可以在近端处形成凸面或基本平坦的面。

如上所解释的，融合的连接器端子的标准生产大致包括：将热量施加到光纤1和套圈4的近端区域2以创建融合区域7的一步法。过程验证通常限于融合后的视觉检查以一旦连接化就识别系统级传输测量的缺陷和/或确定。如果传输测量不能满足一个或多个预定规格，则完全组装的光纤通常报废。这种一步法可以对融合过程提供很少的制造控制，并且仅后处理的评估可能导致制造效率低。此外，不能控制融合可能导致耦合效率的损失。为了克服这些缺点中的一个或多个，本文描述了集成成像过程。

示例性集成成像系统和方法可以包括一个或多个光学成像设备，以用于在融合之前、期间和/或之后观察套圈4和光纤1的近端区域2。图3A示意性地描绘了示例性轴，沿着该轴可以定向一个或多个成像设备以观察融合过程并提供反馈。例如，成像设备可以被布置成沿着x轴和y轴以及从z轴观察连接器端子8的近端区域2。沿z轴的成像可以提供关于近端面的形成的实时信息，包括例如近端面的凹面(或者，在一些方面中，凸面或平坦)的宽度、深度、曲率和/或平滑度。沿x轴和y轴的成像可以提供关于融合的完整性的信息(即，热量的穿透深度以及光纤1和套圈4已成为整体结构的程度)。沿x轴和y轴的成像也可以用于测量光纤几何形状，这是因为玻璃套圈4可以是透明的或不透明的，允许成像系统聚焦在中心开口6内的光纤1上。另外，沿z轴、x轴或y轴的成像可以提供关于光纤1在套圈4的开口6内的同心度和/或对准的信息。

尽管在图3A中示出了三个观察轴，但是可以设想的是，可以使用单个观察轴、两个观察轴或多于三个观察轴来提供反馈。另外，图3B描绘了成像设备10、10'和10”，统称为成像设备10，其可以被定向为沿着图3A中的每个轴观察近端区域2。然而，如果使用更多或更少的观察轴，则可以使用更多或更少的成像设备10。在一些方面中，每个成像设备10可以被定向为提供沿单个轴的成像，例如，观察轴的数量和成像设备的数量可以相等。在这些方面中，每个成像设备可以沿其相应的成像轴固定。然而，在一些方面中，一个或多个成像设备10可以是可移动的以提供沿多于一个轴的成像。例如，单个成像设备可以提供沿z轴的近端面的成像，并然后也可以是可移动的以提供来自近端区域2的侧面的成像。在一些方面中，一些成像设备可以是固定的，而其他成像设备可以是可移动的。例如，沿z轴的成像设备10可以是固定的，而成像设备10'或10”中的一个或多个可以沿着x轴或y轴是可移动的。此外，在一些示例性方面中，固定成像设备或可移动成像设备可以被配置为相对于连接器端子8倾斜。并且，无论使用固定成像设备还是可移动成像设备，套圈4和光纤1可以在融合过程之前、期间和/或之后相对于成像设备和/或热源移动(例如，旋转或倾斜)，以提供沿不同角度的成像或修改在近端区域2上施加热量的位置。

示例性成像系统可以包括例如一个或多个光学显微镜。光学显微镜可以包括具有光源的物镜。显微镜可以聚焦在连接器端子的不同区域上，以获得近端区域的不同视图，以便评估关于融合过程的各种信息，如下面将详细描述的。在一些方面中，成像系统还可以包括例如CMOS和/或CCD传感器，或其他合适的成像设备。

通过将成像系统与加热和融合连接器端子的过程集成，可以施加增量加热以更精细地控制套圈4与光纤1的融合和近端面的表面性质。通过监视和控制这些特性，可以提高耦合效率。如上所提到的，影响耦合效率的主要参数包括(i)融合套圈内光纤的同心度，(ii)凹形或凸形融合端子表面的几何形状、深度和曲率，(iii)光纤的形状和锥形比，以及(iv)融合端子表面的平滑度。例如，光纤和套圈两者的原点应该基本相同。例如，通过将光纤1定位在套圈4的开口6内并且通过将近端区域定位在集成成像和加热系统内，可以在加热之前控制该特性。通过倾斜或旋转加热源和/或连接器端子8或通过在连接器端子8的侧面周围均匀或不均匀地施加热量，也可以在加热期间控制该特性(例如，如果光纤1在融合期间变得偏离中心的话)。

同样地，可以在加热之前控制或者可以在加热期间控制或影响光纤的直径和形状。例如，可以选择具有特定形状(例如，锥形或非锥形、或锥形度)或特定尺寸的光纤以被包括在套圈4的开口6内。在一些方面中，可以将加热施加到光纤1的近端来作为初始步骤或作为热量施加的一部分，以便修改光纤的端部(例如，在非锥形光纤上创建锥形或修改锥形光纤的角度)。

可以在加热过程期间控制融合端子表面的近端面的几何形状、深度和曲率。理想地，凹形或凸形的近端面应该表现得像具有影响焦点的位置的折射度的光学透镜。在加热过程中也可以控制端子表面的平滑度和形状，以通过减少散射损失来提高耦合效率。通过提供来自集成成像系统的反馈，可以控制热量施加以提供更平滑的端子表面。通过降低表面粗糙度，可以减少光散射，并因此在使用期间光纤可以损失更少的光能。

因此，通过提供反馈，可以控制和递增地施加热量施加，以便控制影响耦合效率的连接器端子的参数，从而提高耦合效率。

在一个示例性方法中，在套圈4的开口6内具有光纤1的连接器端子8可以处于集成成像和融合系统9内，如图4A所示。一个或多个成像设备10可以位于光纤1和套圈4的近端区域2周围，并且可以聚焦在近端区域2上。一个或多个热源H、H'可以位于邻近近端区域2。例如，热源H可以指向光纤1和套圈4的近端面，并且一个或多个热源H'可以指向近端区域2的侧面。在一些方面中，单个热源可以在融合过程中移动，以将热量施加到近端区域2的近端面和侧面。或者，热源H可以指向近端面，并且一个或多个热源H'可以指向近端区域2的侧面，并且一个或多个热源H'可以围绕套圈4的圆周移动。可替换地或另外地，除了一个或多个热量的移动之外或代替一个或多个热量的移动，近端区域2可以相对于一个或多个热源旋转或倾斜。

示例性热源可以包括，例如激光能量(诸如范围在约1至500W之间的CO₂激光)、(类似瓦数的)电弧放电和/或火焰。这些热源可以被定向为基本垂直于光纤1和套圈4(H')，或者纵向地定向到光纤(H)。一个或多个热源和/或光纤1和套圈4可以相对于彼此旋转或倾斜或可以不旋转或倾斜。

在一些方面中，集成成像和融合系统9可以被布置为：使得将连接器端子8放置在集成系统内自动地相对于一个或多个成像设备和/或一个或多个热源定位连接器端子8。例如，支架或夹钳可以相对于成像设备10定位连接器端子8。在其他方面中，连接器端子8、一个或多个成像设备和/或一个或多个热源中的一个或多个可以移动并且/或相对于彼此定位。另外，在一些方面中，各种组件相对于彼此的定位可以基于以下中的一个或多个而预先设定或者可以预先确定：例如连接器端子的尺寸、连接器端子的预期用途、构成套圈和/或光纤的材料类型、已完成的连接器端子的所需规格、已完成的连接器端子的预期形状(例如，凸形或凹形近端面)、系统中使用的热源类型、要施加的一定量的热量、或其任何合适的组合。在一些方面中，操作者可以将相关信息输入到集成系统中，并且集成系统可以自动调整各种组件的相对定位和位置。在一些方面中，操作者可以输入各种组件的相对定位和位置，并然后系统可以自动进行调整。在这种示例性方面中，系统9可以包括一个或多个处理器12，以便存储和/或计算规格和/或定位信息和/或控制对相关组件的定位。在一些方面中，操作者可以手动地相对于彼此定位和安置组件。

在示例性方面中，系统9可以包括用于将信息输入到系统中的用户接口，例如键盘、触摸屏、控制杆、按钮、旋钮或用于以下的其他合适的输入设备或输入设备的组合：控制或调整设置、输入预定规格和/或输入关于特定连接器端子8和/或其预期用途的信息。系统9还可以包括用于输出以下中的一个或多个的显示设备：由一个或多个成像设备捕获到的一个或多个成像反馈、关于输入到系统中的预定规格的信息、关于正在制造的连接器端子的质量的信息、关于融合过程的状态的信息、或任何其他合适的输出。显示设备可以包括监视器、屏幕、一系列灯或其他合适的视觉指示器或其组合。系统9的组件，例如，一个或多个成像设备、热源、用户接口、显示设备和/或处理器12可以经由无线或有线连接或其组合而彼此耦合。

一旦组件在适当的位置，就可以将热量递增地施加到连接器端子8，以将套圈4和光纤1融合在一起。在一个示例性方面中，第一量的热量可以施加到连接器端子8的近端区域2。热量施加可以根据输入到系统9中的编程和规格自动发生，或者可以由操作者手动触发。

图4B示意性地描绘了在施加热量之后已经开始融合的连接器端子8。在施加第一量的热量之后，一个或多个成像设备10可以对连接器端子8进行成像并向系统9提供反馈。例如，已完成的融合的连接器端子8的预设工艺规格、测量结果和公差可以被确定，并且可以在开始时输入到系统9中，或者可以被编程或存储在处理器12中。在第一次施加热量之后(和/或在随后的热量施加之后)，一个或多个成像设备可以聚焦在连接器端子8的不同方面并对其进行成像，以便评估融合相对于预定规格的进展如何。

例如，沿z轴定向的成像设备可以用于评估连接器端子8的近端面是否根据预定规格形成。成像设备可以提供关于例如表面平滑度的反馈。在一些方面中，可能需要特定直径、曲率和深度的凹形或凸形近端面。沿z轴定向的成像设备可以聚焦在凹形或凸形盘状物的外边缘上的一个或多个位置上，以评估例如盘形的直径尺寸、周长或均匀性。成像设备也可以聚焦在盘状物的中心部分上，并且外边缘和中心部分的图像可以一起提供关于凹形盘状物或凸形盘状物的深度和/或曲率的信息。该信息可以被中继到系统9的处理器12，其然后可以使用该成像反馈来实时决定接下来要施加多少热量、接下来应该施加热量的位置、应该以多少角度施加热量、或者是否应该施加无附加的热量，这取决于成像反馈和观察到的测量结果与预定规格相比如何(例如，在预定可接受范围之内或之外)。

例如，如果成像反馈指示近端面的凹形部分的深度未达到预定规格，则可以将附加热量施加到连接器端子8的侧面部分以增加凹面的深度。在一些方面中，盘状物的深度可能需要满足范围在约亚微米至约500μm内的规格。在一些方面中，如果成像反馈指示盘状物形状不对称，则可以通过倾斜热源和/或通过倾斜连接器端子8以一定角度施加热量。在一些方面中，如果成像反馈指示近端面的表面光洁度(surface finish)不够平滑，或者指示凹形或凸形盘状物的直径太小，则可以沿z轴施加附加热量，以便使近端面的表面光洁度平滑和/或增加盘状物的尺寸。在一些方面中，盘状物的尺寸可能需要满足范围在约50μm至约1700μm内的规格。如果近端面满足预定规格，则不用沿z轴向近端面施加附加热量。

在一些方面中，沿z轴布置的成像设备可以使用明视场成像形态和暗视场成像形态中的一个或多个。例如，明视场成像可以用于测量近端面的深度、尺寸、几何形状或其他类似特性。暗视场成像可以用于测量例如近端面的表面的粗糙度和光洁度。例如，暗视场成像可以阻挡来自场中心的直接透射光，允许仅检测从边缘周围进入成像设备的光，使得成像设备仅检测散射光。在一些方面中，成像设备可以在明视场成像形态和暗视场成像形态之间切换。

在一些方面中，布置于近端区域2的侧面周围的一个或多个成像设备可以聚焦在套圈4的外表面、限定开口6的套圈4的内表面或套圈4内的光纤1的外表面(其由于围绕套圈4的透明性而可以看到)中的一个或多个上。可以单独捕获这些图像中的一个，或者图像的组合可以被捕获并相对于彼此进行比较。可以将一个或多个图像实时中继到系统9的处理器12，以评估光纤1和套圈4之间的融合进程。例如，图像可以用于评估以下中的一个或多个：热量施加期间的热穿透深度、光纤1和套圈4已经融合在一起的程度、光纤1在套圈4内的相对间距或同心度、和/或该间距或同心度是否已经受到融合过程影响。然后该成像信息可以用于确定是否应该施加附加热量、(如果这样的话)应该施加多少热量以及施加附加热量的角度或位置。例如，如果尚未实现光纤1和套圈4的充分融合，则可以在近端区域2的侧面周围基本均匀地施加附加热量。如果光纤1在套圈4内的角度或定位不满足预定规格，则可以相对于套圈4的外表面(例如，不垂直于外表面)或者近端区域2的一部分以一定角度施加附加热量。

在一些方面中，捕获到的图像和所做的评估可以随着施加附加热量而改变。例如，一旦连接器端子的一个特性落入预定规格内，则在附加的加热循环之后可能不再捕获用于评估该特性的图像。在一些方面中，即使当满足预定规格时已经基于反馈成像观察到一个或多个特性，当施加附加的加热循环时，也可以继续评估已被评估的每个特性。例如，可以继续评估特性，以便确认附加的加热循环还没有使特性落在预定规格之外。在一些方面中，可以在已经发现所有特性满足预定规格之后获得最终图像集，以便提供对融合的连接器端子的每个特性的一个最后整体质量评估。

在利用多于一个成像设备的方面中，成像设备每个都可以向系统9提供反馈，并且处理器12可以组合和/或比较成像信息以确定连接器端子8的融合是否满足预定规格。在利用一个成像设备的方面中，例如，成像设备相对于近端区域2移动以对连接器端子8的不同部分(例如，近端面和侧面区域)进行成像，成像设备可以定位在连接器端子8周围，并且可以将来自每个相对位置的反馈中继到处理器12。或者，在一些方面中，可以仅使用一个成像设备，例如，以评估连接器端子8的近端面或侧面部分。

可以根据需要多次执行并重复热量施加和成像步骤，直到融合的连接器端子8满足预定规格为止。

在热量施加期间，可以将热量可选地施加到近端区域2的侧面或近端面，或者可以将热量同时施加到侧面和近端面两者。例如，可以同时从所有方向均匀地施加热量，或者可以沿着z轴从一侧然后另一侧或仅从顶部施加热量，或者沿着x轴和/或y轴仅从侧面施加热量。为了实现均匀融合，可以围绕近端区域2移动一个或多个热源，和/或连接器端子8可以相对于一个或多个热源旋转。在随后的每个或多个循环的热量施加中，可以根据所接收的成像反馈施加热量。例如，如果成像反馈指示近端面满足预定规格，则不会沿z轴施加附加的加热循环。如果成像反馈指示光纤1和套圈4的融合满足预定规格，则不会对侧面区域施加附加的加热循环。然而，在一些方面中，即使光纤1和套圈的融合满足预定规格，但近端面的曲率太深，则可以将附加的热量施加到近端区域2的侧面以便创建较浅的曲率。因此，是否将附加的热量施加到给定位置、施加到给定位置的附加一定量的热量和/或热量施加到给定位置的方向可以取决于从该特定位置接收到的成像反馈或者可以取决于从连接器端子的不同位置接收到的成像反馈，或两者都有。

在一些方面中，可以在热量施加的每个循环期间施加相同量的热量。在其他方面中，可以基于反馈(例如，成像连接器端子8的特性偏离预定规格的一定量)而至少部分地实时确定在热量施加的随后循环中的一定量的热量。如果成像设备检测到与规格的更大偏差，则可以施加更多热量，和/或可以施加较长持续时间的热量。如果检测到较小的偏差，则可以施加较少的热量，和/或可以施加较短持续时间的热量。

在一些方面中，生产热融合的连接器端子8的方法还可以包括在融合之前使光纤1的近端成形。例如，如图1A和1B所示，锥形或非锥形光纤1可以用于形成融合的连接器端子8。在一些方面中，生产方法可以包括首先将热量施加到非锥形光纤1的近端区域，以便首先创建锥形形状。在其他方面中，可以使用非锥形光纤1，并且可以不包括初始锥形化步骤。在又其他方面中，可以使用锥形光纤，并且可以不包括初始锥形化步骤。在其他方面中，可以使用锥形光纤，并且可以包括初始锥形化步骤以改变光纤近端处的锥角。

图5描绘了根据本公开的方面的基本方法的概述。首先，可以在融合过程开始之前设置已完成的融合的连接器端子的规格，如步骤20所示。接下来，在步骤21处，可以将一定量的热量施加到连接器端子的近端区域。在施加热量之后，可以对连接器端子的近端区域进行成像，步骤22。如果到达步骤23并且成像反馈指示连接器端子的近端区域满足规格，则该方法停止(步骤24)并且没有将附加热量施加到近端区域。如果到达步骤25并且成像反馈指示连接器端子的近端区域不满足规格，则重复步骤21并且将另一热量循环施加到连接器端子的近端区域。然后再次对连接器端子的近端区域进行成像(步骤22)。必要时可以重复成像和加热循环，直到图像指示连接器端子的近端区域满足规格为止。

在示例性方面中，该方法可以利用在每个加热循环之后获得的成像反馈而递增地递送少量热量。例如，在本文所述的示例性方法中，在每次递增的热量施加期间，可以施加先前一次性方法中所施加的50％的热量的量。在一些方面中，在每个加热循环期间所递送的热量的量还可以减少。例如，可以将50％的热量递送到连接器端子，可以接收到成像反馈，可以将20％的热量递送到连接器端子，可以接收到成像反馈，可以将10％的热量递送到连接器端子，可以接收到成像反馈，等等，直到连接器端子落入预设规格的范围内为止。提供的百分比仅是示例性的，但是提供用于进一步说明本公开的方面。

本公开的各方面可以提高所生产的连接器端子的耦合效率，并因此增加在医疗过程期间最终可以由光纤递送的能量的量。在碎石术手术期间使用所生产的连接器端子的方面中，例如，可以增加递送到靶组织和/或尿结石的能量的量。这可以具有减少用于治疗给定体积或密度的石头的整个手术时间的有益效果。例如，通过减少沿光纤的能量损失，可以在给定的时间量内递送更多的能量，并且因此，如果要求一定量的能量来打碎结石，则具有提高的耦合效率的连接器端子可以能够在更短的时间量内打碎结石。此外，具有提高的耦合效率的连接器端子可以能够适应更广泛种类的激光控制台设计。例如，如果与由于热透镜效应而具有更高耦合效率的连接器端子一起使用，则具有较差光束质量的激光控制台仍然可以提供足够的能量。示例性方面还可以通过提供实时的现场质量控制以减少不满足预定规格的所生产的已完成的连接器端子的数量而减少制造浪费。

本公开的许多特征和优点从详细说明中显而易见，并且因此，所附权利要求旨在覆盖落入本公开的真实精神和范围内的本公开的所有这些特征和优点。此外，由于许多修改和变化将对本领域技术人员而言容易想到，因此不希望将本公开限制于所示和所述的确切结构和操作，并因此，可以采用落入本公开的范围内的所有适当的修改和等同物。

此外，本领域技术人员将理解的是，本公开所基于的概念可以容易地用作设计用于执行本公开的若干目的的其他结构、方法和系统的基础。因此，权利要求不将被视为受前面描述的限制。

Claims (15)

1.一种用于生产融合的连接器端子的方法，该方法包括：

设置所述融合的连接器端子要满足的规格要求；

将一定量的热量施加到未融合的连接器端子的近端区域，其中所述未融合的连接器端子的近端区域包括被同轴地定位在外部套圈内的内部光纤，并且其中施加所述一定量的热量将光纤至少部分地融合到所述外部套圈，以形成至少部分融合的连接器端子；

对所述至少部分融合的连接器端子的近端区域进行成像；以及

基于成像确定所述至少部分融合的连接器端子的近端区域是否满足所述规格。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一定量的热量是第一量的热量；

其中，如果所述至少部分融合的连接器端子的近端区域被确定为不满足所述规格，则所述方法还包括将第二量的热量施加到所述至少部分融合的连接器端子的近端区域；并且

其中，在施加所述第二量的热量之后重复成像步骤和确定步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，重复施加步骤、所述成像步骤和所述确定步骤，直到所述至少部分融合的连接器端子的近端区域被确定为满足所述规格为止。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一量的热量不同于所述第二量的热量。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一量的热量与所述第二量的热量相同。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述一定量的热量被施加到所述连接器端子的近端面和所述连接器端子的侧面中的一个或多个。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对所述近端区域成像包括将三个或更多个成像设备聚焦在所述近端区域上。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，一个或多个成像设备被定向为沿着x轴和y轴中的至少一个以及z轴观察所述近端区域。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对所述近端区域成像包括将一个或多个成像设备聚焦在所述近端区域的至少两个位置上。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述至少部分融合的连接器端子的近端区域是否满足所述规格包括：基于沿z轴捕获到的所述近端面的一个或多个图像来确定在所述至少部分融合的连接器端子的近端面上形成的盘状物的直径、深度、曲率或表面平滑度中的至少一个是否满足所述规格。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述近端面的一个或多个图像包括在所述盘状物的边缘上聚焦的图像和在所述盘状物的中心区域上聚焦的图像中的至少一个。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述至少部分融合的连接器端子的近端区域是否满足所述规格包括：基于沿着所述连接器端子的侧面捕获到的所述近端区域的一个或多个图像来确定热穿透的深度、所述光纤融合到所述外部套圈的程度、或所述光纤在所述外部套圈内的相对位置中的至少一个是否满足所述规格。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述连接器端子的侧面的一个或多个图像包括：在所述外部套圈的外表面上聚焦的图像、在所述外部套圈的内表面上聚焦的图像或者在所述光纤的外表面上聚焦的图像中的至少一个。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使用光学显微镜执行对所述至少部分融合的连接器端子的近端区域的成像。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当对所述至少部分融合的连接器端子的近端区域进行成像时或者当将热量施加到所述近端区域时，成像设备、所述连接器端子或热源中的至少一个被移动。