CN1771449A - 用于光纤的交叉连接的纤维光学装置和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于交叉连接多个光纤带(14，16)的单根光纤(12)的纤维光学装置(10)和方法。在一个平的基板(18)上布线多个单根光纤(12)，以形成至少一个导入该基板的第一光纤带(14)和至少一个从该基板(18)导出到达该带的端接端的第二光纤带(16)。至少第二光纤带的单根光纤从该带的一侧到它的相对一侧按照预定次序(20)布线。在第二光纤带的该端接端(22)的这些单根光纤(12)按照与这些光纤的该预定次序(20)相关的预定图案切割为不同的长度，以从视觉上可以辨认任何不符合该预定次序(20)的光纤。

Description

用于光纤的交叉连接的纤维光学装置和方法

技术领域

本发明一般性地涉及光纤领域，更具体地说，涉及用于将多个光纤带中的单根光纤交叉连接起来的纤维光学装置和方法。

背景技术

光纤线路在电路密度不断增长且难于用已知的导线电路来配置的电子系统中的使用日益增长。光纤线路是通过由绝缘体携载的多根光纤形成的，并且这些光纤的末端与各种形式的连接器或者其它的光传输设备互连。光纤线路的范围可以从简单的光缆到复杂的光学底板或者扁平光纤线路，前者包括由外包层或者管式绝缘体包覆的多根光纤，后者是由在衬底上按照给定的图案或者电路几何尺寸装配的多根光纤形成的。

有一类光纤线路制造为带状构造，其中一排光纤肩并肩地平行布置，并且对其涂覆一种基质，以将这些光纤保持为带状构造。在美国一般称之为“带状化”，八光纤带或者十二光纤带已经很普遍了。在别的国家，该标准的范围可能包括从每带较低如四根到较高如二十四根光纤。多光纤带和连接器在光纤通信系统中具有宽广的应用范围。例如，分光器、光开关、路由器、组合器和其它装置具有输入光纤带和输出光纤带。对于例如上述那些的各种应用，要将输入光纤带和输出光纤带中的单根光纤交叉连接或者重组，由此可以将单个输入带的单根光纤分成并且重组为多个或者不同的输出带。单根光纤的交叉连接或者重组之处称为输入带和输出带之间的“混合区”。光学底板有许多制造方式，包括以手工方式把光纤放在基板上，以便通过机械化的装置将光纤按照给定的图案或者电路结构布置在基板上。这些单根光纤交叉连接或者重组在从基板的边缘或者输入端和输出端突出来的输入带和输出带之间的基板上。因此，上述“混合区”是由基板本身提供的。然后根据底板规格以预定的长度对于从基板的边缘突出的输入带和/或输出带进行切割，并且将它们端接(terminate)到多个光纤连接器。

对于如上所述的交叉连接装置，重要的是，任何特定的光纤带中的单根光纤有一个预定的次序(sequence)。换句话说，重要的是，操作者能够知道，在该带(其光纤从带的一侧或者一边依次到该带的相对侧或者相对边编有假想的数字)内，每个带的哪一单根小光纤是“1”或者“8”光纤。如上所述，这对于将所述带端接到光纤连接器是重要的。连接器通常告知操作者，在哪里将“#1”和/或“#8”光纤插到连接器中。典型地，在将带子端接到连接器内之前即时切割光纤带。如果单根小光纤中有一个不合次序，连接器的电路图就遭到破坏，并且一旦这些光纤永久地固定在连接器内，那么就必须丢弃或者废弃整个交叉连接装置或者线束。

因此，必须进行光纤校准检查或者测试，以确保在开始端接步骤之前光纤次序精确无误。一种检验系统是在沿所述装置对每根光纤布线的时候以人工方式/靠肉眼追踪每根光纤的整个长度。这个系统耗时、低效并且仍然会产生人为错误。第二种检验系统是在将光纤带端接到连接器之后进行光学测试。这些测试是精确的，但是它们是在端接之后进行的，并且，如上所述，如果测试表明一根光纤或者这些光纤布线错误，那么可能必须以相当大的花费丢弃整个装置或者光学线束。本发明采用极其简单的系统解决这些问题，该系统将光纤带的单根光纤按照与所述带中光纤的预定次序相关联的预定图案切割为不同的长度。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种对多个光纤带的单根光纤交叉连接的纤维光学装置，该装置通过检验预定纤维图案或者次序的方法来制造。

在本发明的示例性实施例中，将多根单独光纤布线在平基板上，以形成至少一个导入该基板的第一光纤带和至少一个离开该基板导向该带的端接端的第二光纤带。至少第二光纤带的单根光纤从该带的一侧或者一边到它的相对一侧或者相对一边按照预定的次序布线。这些单根光纤在第二光纤带的端接端按照与这些光纤的所述预定次序相关联的预定图案切割为不同的长度，以从视觉上辨认任何不合该预定次序的光纤。

本发明预计第一和第二光纤带两者中的单根光纤按照预定次序布线，并且每个光纤带的单根光纤在它们的端接端按照不同长度的预定图案来切割。如这里所述，将这些单根光纤布线到基板上和布线离开该基板，以形成多个第一光纤带和多个第二光纤带。可以按照这些单根光纤具有不同的长度的预定图案来切割所有的这些带。

根据本发明的一方面，将这些单根光纤在任一带的端接端从该带的一侧到它的相对一侧切割为逐次不同的长度。这产生“楔”形图案，使得对于操作者来说，靠肉眼确认是否有任一单根光纤不合它们的预定次序非常简单易行。

本发明还预计一种制造如上所述纤维光学装置的方法，包括在为达到端接的目的将这些带切割之后将光纤带端接到合适的纤维光学连接器。

本发明的其它目的、特征和优点将从下面结合附图的具体的描述中变得清楚。

附图说明

相信具有新颖性的本发明的特点具体阐述于所附权利要求中。本发明连同它的目的及其优点，可以参照下列与附图相结合的说明书中得到更好的理解，附图中相同的附图标记表示图中相同的元件，其中：

图1是本发明的纤维光学装置的平面图；

图2是图1中的装置的一个光纤带的端接端的放大图，示出了该带中的单根光纤以预定的图案切割的情况；

图3是类似于图2的视图，但只示出了一对单根光纤布线不正确并且不合图2所示的预定图案；

图4是类似于图1的视图，但只示出了离开基板的光纤带有不同的长度并且仅在端接之前修剪；

图5是类似于图4的视图，但只示出了端接到多个纤维光学连接器的带；

图6是与图1有一定类似的平面图，但只示出了包括一个多层装置的不同的实施例；

图7是图6中的多层装置的底层的平面图；

图8是图6中的多层装置的顶层的平面图；和

图9是沿图6中的9-9线剖开的放大截面图。

具体实施方式

具体参照附图，首先参照图1，其示出一个用10一般性标出的纤维光学装置，用于交叉连接多个光纤带14和16的单根光纤12。这些单根光纤以肩并肩阵列的方式布线在基板18上，以形成多个第一光纤带14，该光纤带导入基板的一侧或者一边18a。在基板上重组这些光纤，以形成多个第二光纤带16，其从基板的另一侧或者另一边18b离开。这些光纤布线在和布线出从基板的侧面或者边缘18a和18b向外突出的尾部18c上。对于图1中的布置，可以认为第一光纤带14是输入带，如在14a处输入，第二光纤带16是输出带，如在16a处输出。输入带和输出带从基板的边缘18a和18b突出来，具体是沿着和离开基板的尾部18c突出去。输入带和输出带最终与多个光纤连接器端接，如图5所示和以下所要描述的。

如上所述，在基板18上重组输入带14/14a，以形成输出带16/16a。在图1所示的例子中，将输入带分开，如在19A处将每个输入带的一半与另一输入带的一半如在19B处连接起来，以形成各个输出带。在所示的实施例中，每个输入带有8根单根光纤，它们在如19A处分开，四根光纤与另一输入带的四根光纤在如19B处结合，以形成各个八光纤输出带。

基板18通常在其顶表面上具有一层粘合剂，因此布好线路的单根光纤12易于粘合到基板的表面，从而保持它们所处的位置。可以用手工方式或者用机械化的布线设备(典型地为计算机化的)对单根光纤布线。在将这些单根光纤按照具体的电路结构比如图1所示且如上所述的结构正确地布线并且粘接在基板上之后，在整个基板和布好线路的光纤上涂布保角涂料(conformal coating)。也可以将该涂料涂布到输入带14a的光纤以及离开基板的输出带16a，以保持这些带的带状形式。

如在上面背景技术中所述的，必须将这些单根光纤12以预定的次序重组并且交叉连接，以便根据特定的电路结构或者次序将它们端接在光纤连接器中。因此，在基板18上按该次序对这些光纤布线，并且在它们为带状化时保持该次序。为了更好地理解这个需要，在附图中如在20处应用假设数字“1”至“8”，以示出光纤必须按其布置的唯一次序。换句话说，如图1所示，每个输入带14/14a中的“#1”光纤位于所看到的图1的带的右手边，并且“#8”光纤位于每个带的相反边或者左手边。这些光纤按照从“#1”到“#8”的次序编上假想的数字。在输出带16/16a的20处示出了相同类型的数字次序。图2是输入带14a之一的端接端的放大图，其示出所标出的次序20。

当然，预定的光纤次序20是假设性地示于图中，并没有在单根的小光纤上实际标出。这个次序或者是由操作者手工或者是由机械化且计算机化的布线机器在基板18上布置这些光纤的路线而得以保持的。换句话说，计算机文件告知布线机器哪根光纤是“#1”光纤，如此等等。

图1和2清楚地表明本发明的思想，其中将输入带14/14a和输出带16/16a各自的端接端22按照与这些光纤预定次序关联的预定图案切割成不同的长度。图2清楚地表明怎样将“#1”光纤在24处切割，因此它是最短的光纤。将“#8”光纤在26处切割，因此它是最长的光纤。将第一和第八光纤之间的所有的“#2-#7”光纤切割成从光纤带的一侧或者一边到它的相对侧或者相对边逐次不同的长度。这为切割好的不同长度的光纤给出一个“楔形”外观或者确定的图案。如果用手对这些光纤布线，那么操作者就按照这个次序切割这些光纤。如果用布线机器对这些光纤布线，那么计算机文件只是告诉机器将“#1”光纤切割为最短的长度，如此等等。

对于如上所述的这种检验系统，图3示出如何清楚地探明任一带例如输入带14a中的这些单根光纤12中的一根或者多根不符合预定的次序。具体地，可以看出，光纤“#3”和光纤“#4”如在28处弄反了或者越过了彼此布线。因此，很显然，在楔形图案位于所述带的端接端22的标记为30的区域，第三光纤比第四光纤更长。操作者可以清楚地看出这些光纤乱了次序。因而，要么纠正错误，要么在将该装置端接到昂贵的光纤连接器之前废弃该装置10。当然，本发明不限于楔形图案的切割光纤，因为对光纤布线乱了次序会给出清楚可见的指示的其它的图案在预计之中。

可以理解，如果用手工对光纤布线，图3所示的错误可能更为普遍。然而，计算机化的布线机器也可能产生错误，因为存在这种环境：当单根光纤从供应池出来处于未卷绕的时候产生静电。在这些条件下，一些光纤可能由于静电而彼此排斥且错乱了预定的次序。此外，如果操作者探明如图3所示的错误，那么在整个装置用保角涂料涂布之前，操作者仍然能够解除该乱了次序的光纤并且重新布置这些光纤，这样，节约了必须废弃整个交叉连接装置的费用。

图4示出在将这些光纤端接到合适的光纤连接器之前，将单根光纤在端接端22处(图1和2)如在32处切割为相同准确的长度。这些端接端的制备是在已经检验这些光纤是按照它们的预定的图案之后进行的。然后能够将所制备的端接端端接到如图5的34A和34B所示的合适的光纤连接器中。图4和5还示出与图1所示的带的长度相比，输入带14a和输出带16a可以具有不同的长度。

图6-9示出用于对多个光纤带的单根光纤进行交叉连接的、用10A标示的纤维光学装置的第二实施例。装置10A是一个多层装置，其包括至少一对叠层基板。具体地，图7示出底基板18A，图8示出顶基板18B。图6示出顶基板叠置在底基板上。还可以看出，仅仅底基板18A包括如上所述的尾部18c。

在对多层装置10A进行布线和组装时，将一对输入带36中的单根光纤布线到基板18A上，如图7所示。如在38处将该单根光纤结合，以形成单个输出带40。可以看出，每个输入带36的单根光纤按照一个给定的“#1-#4”的次序。这些光纤是如在42处按照“楔形”图案切割为不同的长度，如上所述。类似地，将包含了两个输入带36中所有的单根光纤的输出带40如在44处切割为不同的长度，以再次确定一个楔形图案，由此能够进行所需的光纤次序的检验。

参照图8，将另一对输入带46布线在顶基板18B上，在48处将该输入带的单根光纤结合，以形成单个输出带50。又，为了次序检验的目的，将输入带46的单根光纤按照楔形图案如在52处切割，以及将输出带50的单根光纤按照楔形图案如在54处切割。可以看出，图7中每个输入带36的光纤假设性地标记为“#1-#4”，并且图8中每个输入带46的单根光纤假设性地标记为“#5-#8”，于是将这些光纤结合在输出带中，结合的光纤假设性地标记为“#1-#8”。然后将顶基板18b(图8)安置在底基板18A(图7)的顶上，以形成多层装置10A，如图6所示。

最后，图9是一个放大的分解图，一定程度示意性地示出大致沿图6中9-9线剖开的截面。可以看出，在顶基板18b上的输入带46的单根光纤12偏移到底基板18A上的输入带36的单根光纤的一侧。当将基板如图6结合或者成层的时候，该偏移的带就组合起来形成一致的楔形图案，如图6中60所示。这个多层装置10A的例子还表明本发明该系统的重大优点，即只是将单根光纤按照与通过该整个装置进行布线的光纤的预定次序关联的预定图案切割为不同的长度。

应该理解，本发明可以在不脱离其中心特征或者精神的前体下以其它特定的形式来实施。因此，这里的例子和实施例无论如何认为是示例性而非限制性的，并且本发明不受限于这里给出的细节。

Claims (10)

1.一种用于对多个光纤带的单根光纤进行交叉连接的纤维光学装置，包括：

基板；和

多个单根光纤，将其在该基板上布线，以形成至少一个导入该基板的第一光纤带和至少一个导出该基板到达所述带的端接端的第二光纤带，至少所述第二光纤带的这些单根光纤从该带的一侧到它的相对一侧按照预定的次序布线，并且这些单根光纤在所述第二光纤带的该端接端按照与这些光纤的所述预定次序关联的预定图案切割为不同的长度，以靠肉眼能辨认任何不合预定次序的光纤。

2.如权利要求1所述的纤维光学装置，其中所述单根光纤在所述第二光纤带的该端接端从该带的一侧到它的相对一侧切割为逐次不同的长度。

3.如权利要求1所述的纤维光学装置，其中所述第一和第二光纤带两者的这些单根光纤都按照预定次序布线，并且每个光纤带的这些单根光纤都在它们的端接端按照不同长度的预定图案切割。

4.如权利要求1所述的纤维光学装置，其中将这些单根光纤在该基板上布线，以形成多个所述第一光纤带和多个第二光纤带，所有的这些光纤带具有离开该基板的端接端，并且每个光纤带的这些单根光纤按照不同长度的预定图案切割。

5.如权利要求1所述的纤维光学装置，其中所述基板是平的。

6.一种用于对多个光纤带的单根光纤进行交叉连接的纤维光学装置，包括：

基板；和

多个单根光纤，将它们在该基板上布线，以形成导入该基板的多个第一光纤带和导出该基板的多个第二光纤带，所有的这些光纤带具有离开该基板的端接端，该带的这些单根光纤从每个带的一侧到它的相对一侧按照预定的次序布线，并且这些单根光纤在至少一个所述带的这些端接端处从该带的一侧到它的相对一侧切割为逐渐不同的长度，以靠肉眼能辨认得出任何不合该预定次序的光纤。

7.如权利要求6所述的纤维光学装置，其中所述基板大致是平的。

8.一种制造用于对多个光纤带的单根光纤进行交叉连接的纤维光学装置的方法，包括：

提供一个平的基板；

在该基板上对多个单根光纤布线，以形成至少一个导入该基板的第一光纤带和至少一个离开该基板导向该带的端接端的第二光纤带，至少所述第二光纤带的这些单根光纤按照预定次序从该带的一侧到它的相对一侧布线；以及

在所述第二光纤带的该端接端将这些单根光纤按照与这些光纤的所述预定次序关联的预定图案切割为不同的长度，以靠肉眼辨认得出任何不合该预定次序的光纤。

9.如权利要求8所述的方法，其中随后将在所述第二光纤带的该端接端的这些单根光纤相对于它的终端切割为相等的长度。

10.如权利要求9所述的方法，包括将光纤连接器端接到所述第二光纤带的该端接端的步骤。

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