KR0133559B1 - 광섬유 접속기 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따라 광섬유 접속기 및 제조 방법이 제공되며, 광섬유 접속기는 외부 표면 및 광섬유의 단부를 수용하기 위한 통로를 각각 가지고 있는 제1 및 제2플러그와, 상기 제1플러그의 통로에 수용된 단부를 가지고 있는 제1광섬유 및 상기 제2플러그의 통로에 수용된 단부를 가지고 있는 제2광섬유와, 상기 제2플러그의 외부 표면과 정합되어 있는 상기 제1플러그의 상기 외부 표면을 유지하기 위한 정합 수단을 구비하고 있다. 이때, 각각의 상기 통로는 내부에 수용될 상기 광섬유의 단면보다 큰, 상기 플러그의 길이 방향 축에 직교하는 단면을 가지고 있으며, 각각의 상기 광 섬유 단부는 해당 플러그의 해당 통로에 대해 동일한 방위로 상기 해당 플러그의 해당 통로에 배치되어 있다.

Description

광섬유 접속기 및 제조방법

제1도 및 제2도는 본 발명의 광섬유 접속기의 플러그 어셈블리의 측면도로서, 이중 한 도면은 부분단면을 보인 도면.

제3도는 광섬유의 단면을 보인 도면.

제4도는 본 발명의 접속기에 의해 종단될 광섬유 케이블의 단면을 보인 도면.

제5도는 본 발명의 종단된 두 광섬유를 포함하고 있는 광섬유 접속 장치의 사시도.

제6도는 커플링을 통해 함께 접속된 두 플러그 어셈블리의 사시도.

제7도는 제6도의 접속 장치의 부분 단면을 보인 측면도.

제8도는 중심을 달리하여 위치된 통로를 가지고 잇는 플러그의 단면을 보인 도면으로서, 명료성을 위해 편심이 확대된 도면.

제9도는 내부에 광섬유가 배치된 제8도의 플러그의 단면을 보인 도면.

제10도는 내부에 광섬유의 다른 장착을 가진 제8도의 플러그의 단면을 보인 도면.

제11도는 여러 플러그 부분을 구비하고 있는 관모양의 스토크의 길이를 개략적으로 나타낸 도면.

제12도는 분리 전의 광모양 소토크의 두 플러그 부분을 보인 도면으로, 회전 확인 수단을 가지고 있음을 보인 도면.

제13도는 제12도의 두 플러그 부분 장치의 일부 단면을 보인 측면도.

제14도는 분리후의 제12도의 스토크의 두 부분을 보인 도면.

제15도는 본 발명의 접속 장치를 제공하는데 사용된 장치를 보인 도면.

제16도는 본 발명의 접속 장치에 사용된 3개의 로드 정합 수단을 개략적으로 보인 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

20 : 접속기33 : 보강부재

40 : 플러그43,126 : 탭

45 : 하우징55 : 슬롯

75 : 슬리브129 : 압축스프링

본 발명은 광섬유 접속기 및 제조 방법에 관한 것이다.

발명의 배경

광섬유 접속기(optical fiber connertor)는 적어도 두가지의 요건을 만족해 주어야 한다. 즉, 첫번째로, 상기 광섬유 접속기는 최소의 삽입 손실(insertion loss)로 2개의 광섬유를 접속 또는 결합해야 한다. 두번째로, 상기 광섬유 접속기는 작동 환경에서 두 광섬유간의 접합에 기계적인 안정성과 보호를 제공해주어야 한다. 두 광섬유의 결합시에 낮은 삽입 손실을 달성하기 위해서는 일반적으로 광섬유의 단면들의 정합(alignment), 단면간의 갭(gap)의 폭, 및 이들 단면의 광학표면 상태를 고려해야 한다. 일반적으로, 안정성 및 접합 보호는 예컨대 열팽창의 차의 최소화와 같은 접속기 설계에 좌우된다.

일부 종래의 광섬유 접속기는 하나 이상의 정밀 기계 부품을 포함하고 있으며, 이에따라 비교적 고가의 장치가 된다. 이 접속기는 일부 응용에는 적용가능하지만, 기타 다른 경우에는 그러한 종래 접속기의 비용이 전체의 설비 비용중 상당한 부분을 차지하게 된다. 따라서, 고가의 정밀 기계 부품을 필요로 하지 않는 광섬유 접속기의 제공이 필요하다.

바람직한 구성을 가지고 있는 종래의 광섬유 접속기는 뽑아 만든 두 유리 원통형 플러그 및 두 광섬유 단면간의 접속부를 포함하고 있으며, 이때, 상기 각 플러그의 꼭맞는 통로에 광섬유 단부가 삽입되고 있고, 상기 접속부는 상기 두 플러그의 외부 표면을 유지해 주는 정합 슬리브(alignment sleeve)에 상기 플러그를 단면 대 단면의 형태로 삽입함으로써 형성된다. 이 접속기 설계는 유리 형성체(preform)로부터 뽑음으로써 매우 적은 허용오차로 플러그를 제조하는 능력에 좌우된다. 일반적으로, 두 플러그를 상대적으로 회전시키면 상기 통로내에 유지되어 있는 광섬유의 상대 위치가 변하는데, 이는 상기 플러그와 상기 광섬유의 코어의 편심(eccentricity) 때문이다. 편심은 상기 플러그의 단면측의 상기 플러그의 길이 방향 중심축과 상기 플러그의 통로내에 고정되어 있는 상기 광섬유 코어의 중심축사이의 거리로 정의 된다. 일반적으로, 상기 통로는 기준면인 외부 원통형 표면과 중심은 같지 않다. 또한 상기 광섬유는 상기 플러그 통로내에 중심을 가지고 있지 않으며, 그리고 상기 광섬유 코어는 이 광섬유의 외부 표면과 중심이 같지 않을 수 있다. 따라서, 상기 편심은 상기 광섬유내의 광섬유 코어의 편심, 상기 플러그 통로내의 상기 광섬유의 편심 및 상기 플러그내의 상기 통로의 편심으로 구성되어 있다.

상기 플러그에서 상기 광섬유 코어의 편심을 제어하기는 매우 어렵기 때문에, 대향하는 코어가 대략 0.7㎛ 내로 배열될 수 있도록 허용오차를 유지하지 않고 단일 모드 광섬유에서 0.1dB의 바람직한 손실을 달성하기는 어려우며, 이에따라 물론 제조 비용이 증가한다.

위에서 열거한 다수의 바람직한 특성을 가지고 있는 다른 종래 접속기가 미합중국 특허 제4,545,644호에 공개되어 있다. 이 특허는 광섬유 단부가 삽입되어 있는 축방향 통로를 가지고 있는 두 원통형 플러그를 구비하고 있는 광섬유 커넥터를 공개하고 있다. 상기 정합 장치는 복수의 원통형 정합 로드, 일반적으로는 3개의 원통형 정합 로드 및 두 플러그간의 접촉 관계에서 상기 정합 로드를 유지해 주기 위한 스프링 클립과 같은 설비를 구비하고 있다. 상기 정합 로드중 적어도 하나의 정합 로드에는 상기로드의 단부중 한 단부로부터 중간 지점측으로 뻗어 있는 상이한 곡률의 평평한 영역이 제공되어 있으며, 이때 소량의 로드 재료가 작은 오프셋을 생성하기 위해 제거되어 있다. 하나 이상의 평평한 정합로드가 상기 플러그 정합내에 편심을 도입해 주기 위해 사용될 수 있다. 한 플러그에 대한 다른 플러그의 회전은 상기 광섬유 코어들간의 실질적인 정합 불량을 제거해 준다. 상기 2개의 원통형 플러그간의 상대적인 회전은 상기 플러그 내에 고정되어 있는 광 섬유 단부의 상대적인 위치를 변화시킨다.

상기 결합될 두 광섬유 단부의 전체적인 편심이 동일하거나 적어도 매우 가까우면, 최대 커플링이 달성될 때까지 다른 플러그에 대해 한 플러그를 정합 슬리브내에서 단순히 회전시킴으로써 저손실 접속이 달성될 수 있다. 이는 뽑아 만든 두 유리 관모양 스토크(tubular stock)의 인접 부분으로부터 기원된 한쌍의 원통형 플러그로 흔히 가능해진다. 미합중국 특허 제4,691,986호에서, 2개의 플러그는 관모양의 스토크의 길이를 복수의 부분으로 나누는 과정을 포함하고 있는 프로세스에 의해 제조되며, 이때 각각의 부분은 플러그와 대응된다. 상기 스토크를 따라 존재하는 2개의 부분의 인접한 단면은 2개의 플러그의 대향 단면이 된다. 광섬유가 2개의 인접한 플러그에 의해 종단된(terminated) 후에, 상기 플러그들이 분리전의 상대적인 위치에서 조립될 수 있도록 장치가 제공되어 있다. 이 장치는 미리 정합된 회전 스플라이스(splice)라고도 한다.

소위 미리 정합된 회전 스플라이스에서 중요한 것은 상기 플러그 통로와 플러그 원통형 표면간의 편심은, 상기 두 플러그가 상기 원통형 표면에 대해 동일한 양의 통로 편심을 본질적으로 가지고 있으면 그리고 상기 편심이 상기 플러그의 중심축으로부터 동일한 반경 방향이 되도록 상기 플러그가 정합되면, 상기 두 플러그에 의해 종단된 광섬유의 정합에 영향을 미치지 않는다는 점을 인식하는 것이다. 이는 관모양의 스토크로부터의 분리 전의 인접 단면이 상기 플러그 단면의 되도록 상기 인접 플러그가 배치되면, 그리고 분리 전의 두 인접 부분사이에 실질적으로 동일한 각도 관계가 존재하도록 상기 플러그들이 회전가능하게 정합되면 달성된다. 하지만, 결합된 쌍을 사용하여 항상 대략 1dB보다 적은 손실을 가진 접속을 달성할 수 있는 것은 아닌데, 이는 일반적으로 그러한 낮은 손실 레벨을 달성하기 위해서는 대략 1㎛ 이하로 상기 광섬유 단면을 정합할 필요가 있기 때문이다.

상기 미리 정합된 회전 스플라이스의 사용으로, 상기 플러그에 대한 보어의 편심으로 인한 손실은 실질적으로 극복되었다. 또한, 상기 회전 스플라이스에 의해, 상기 광섬유 코어의 오프셋으로 인한 손실의 문제가 극복되었다. 남은 문제점은 상기 플러그의 통로내에 상기 광섬유 단부의 불규칙한 배치로 인한 손실이다. 이는, 상기 통로의 횡단면이 내부에 수용될 광섬유의 횡단면과 실질적으로 동일해지도록, 상기 플러그 제조함으로써 극복되게 된다. 물론, 이는 정밀한 플러그 제조를 필요로 하는 상기 플러그 통로의 단면이 그렇게 중요하지 않은 경우보다 높은 비용을 필요로 한다.

종래 기술로는 달성될 수 없고 그리고 필요한 것을 플러그 통로내에서 광섬유의 불규칙한 위치로 인한 손실을 극복할 수 있는 광섬유 접속기이다. 이 문제가 극복되면, 미리 정합된 회전 스플라이스의 사용을 통해 광섬유 접합의 손실이 크게, 즉 0.05dB만큼 낮은 레벨까지 감소될 수 있을 것이다.

발명의 개요

종래 기술의 상기 문제점은 본 발명의 광섬유 접속기에 의해 그리고 접속 형성 방법 및 장치에 의해 극복된다. 광섬유 접속기는 제1 및 제2플러그를 포함하고 있으며, 이때 이들 각각의 플러그는 광섬유의 단부를 수용하기 위한 통로를 가지고 있다. 각각의 통로는 내부에 수용될 광섬유의 단면보다 큰, 상기 플러그의 길이방향 축에 직교하는 단면을 가지고 있다. 제1광섬유는 상기 제1플러그의 통로내에 수용된 단부를 가지고 있고, 제2광섬유는 상기 제2플러그의 통로내에 수용된 단부를 가지고 있다. 각각의 광섬유 단부는 해당 플러그의 해당통로에 대해 동일한 방위로 의도적으로 해당 통로에 배치되어 있다. 또한, 상기 제2플러그의 외부 표면과 실질적으로 정합되어 있는 상기 제1플러그의 외부 표면을 유지하기 위한 장치가 제공되어 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 접속에 사용될 2개의 플러그 부분은 동일한 관모양의 형성체의 인접 부분으로부터 제공되어 있다. 상기 형성체로부터 상기 플러그부분의 분리전에, 각각의 플러그 부분의 자유 단부가 접속기 몸체에 장착된다. 각각의 접속기 몸체에는 탭이 제공되어 있고, 상기 접속기 몸체는 상기 접속기 몸체의 탭이 길이방향으로 정합될 수 있도록 상기 플러그 부분에 부착되어 있다. 결과적으로, 상기 플러그 부분이 분리된 후에, 분리 전에 인접해 있던 상기 플러그 단면들은 서로 인접해지고 상기 탭들이 길이 방향으로 정합되면, 상기 두 플러그의 통로가 정합될 뿐아니라, 상기 두 플러그의 주변의 대응 부분에 인접 배치된 광섬유가 정합되게 된다.

광섬유 접속기를 제조하는 다른 실시예에서, 상기 플러그의 길이 방향축에 대해 통로의 편심이 결정된다. 이때, 광섬유의 단부는 상기 광섬유가 상기 플러그에 대한 상기 통로의 편심 방향에 대해 소정의 방위로 통로내에 배치되도록 플러그 통로에 삽입되어 있다. 바람직하게, 상기 광섬유는 상기 플러그의 길이 방향 축에 대한 상기 통로의 편심의 방향을 가지도록 상기 통로에 배치되어 고정되어 있다. 이러한 두 플러그는 하나의 플러그의 편심의 방향이 다른 플러그의 편심의 방향과 길이 방향으로 정합되도록 정합 장치에 장착되어 있다.

상기 플러그에 길이 방향 축에 대한 상기 통로의 편심의 방향과 일치하는 상기 플러그상의 마킹에 대해 소정의 방위로 상기 플러그의 통로에 광섬유의 단부가 배치되어 있는 종단 플러그를 제공하는데 장치가 사용된다. 이 장치는 복수의 네스트(nest)를 포함하고 있으며, 이들 네스트 각각은 광섬유 접속기의 플러그와 접속기 몸체를 수용할 수 있도록 채택되어 있다. 바람직한 실시예에서, 공통 형성체의 두 인접 플러그 부분은 각각 상기 탭들이 길이방향으로 정합될 수 있도록 상기 형성체로부터의 분리전에, 돌출된 탭을 가지고 있는 접속기 몸체에 장착되어 있다. 상기 플러그는 서로 분리되어, 상기 장치의 개별적인 네스트에 삽입되어 있다. 광섬유 단부가 각각의 플러그의 통로로 삽입되어 있고, 상기 장치는 플러그통로의 벽과의 결합을 위해 상기 플러그 통로내에 삽입되어 있는 광섬유 단부가 상기 탭의 방향으로 이동할 수 있도록 동작한다.

상세한 설명

이제, 제1도 및 제2도를 참조하면, 이 도면에는 두 광섬유(21-21)간에 광섬유 접속을 제공하는 광섬유 접속기(20)의 일부분이 도시되어 있다. 이 접속기 (20)는 예시적인 것이며, 본 발명의 기타 다른 구성도 가능하다. 상기 광섬유(21-21)(제3도 참조) 각각은 코팅(28)내에 수용되어 있는 코어(25)와 클래딩(27)을 포함하고 있다. 상기 광섬유는 본 발명에 따라 종단되어 접속될 수 있는 버퍼 섬유라고 하는 것을 제공하기 위해 폴리 염화 비닐(PVC)로 된 튜브내에 수용되어 있을 수 있다. 본 발명의 접속 장치는 또한 단일 섬유 케이블(30-30)(제4도 참조)을 접속하는데 사용될 수도 있으며, 이때 PVC의 튜브(31)의 예컨대 Kevlar^R섬유재료로 만들어진 보강부재(33)이다.

제5도 및 제6도를 참조하면, 상기 광섬유 접속기(20)는 전반적으로 참조 부호 37에 각각 표시되어 있는 2개의 광섬유 종단부(termination)를 포함하고 있음을 알 수 있다. 상기 두 종단부(37-37)에서 대응하는 부품들은 동일한 참조부호로 표시되어 있다. 상기 접속기(20)는 이들 두 종단부의 길이 방향축(38-38)이 동축이 되도록 구성되어 있다. 광섬유(21)의 단부 이외에, 각각의 종단부(37)는 광섬유 종단, 즉 플러그(40)를 구비하고 있으며, 이 플러그는 통로(41)(제2도 참조)를 가지고 있고 그리고 유리나 세라믹 재료로 제조되어 있다. 상기 플러그(40)는 대략 2500 미크론의 외부 직경을 가지고 있다. 상기 플러그(40)의 단면(39)은 상기 통로(41)의 개구를 포함하고 있다.

케이블(30)의 종단시에, 상기 튜브(31), 보강 부재(33) 및 외부 재킷(35)뿐만 아니라, 상기 코팅(28)은 상기 플러그(40)의 종단전에 광섬유(21)의 단부로부터 제거된다. 이때, 상기 광섬유의 코팅되지 않은 단부는 각각의 플러그(40)의 통래(41)내에 삽입된다. 상기 광섬유(21)의 단부는 본 발명에 따라 상기 플러그(40)의 상기 통로(41)내에 배치되어 있고, 그리고 상기 광섬유의 단면과 상기 플러그의 단면은 접지 및 폴리싱(polishing)되어 있다.

각각의 상기 종단부는 또한 플라스틱 또는 금속 재료로 제조된 접속기 몸체(42)(제2 참조), 금속 재료로 제조된 압축 스프링(44), 및 관모양의 하우징(45)를 포함하고 있다. 상기 플러그(40), 상기 접속기 몸체(42) 및 상기 하우징(45)은 각각 원통형 단면을 가지고 있음을 알수 있다. 상기 접속기 몸체(42)는 별개의 방향 핀, 즉 탭(43)(제5도 참조)을 포함하고 있으며, 이때 이탭은 길이방향 축(38)으로부터 반경 방향으로 돌출되어 있고 그리고 여러 위치중 임의 위치에 배치될 수 있다.

상기 접속기 몸체(42)는 상기 하우징의 내부에 배치된 칼라(48)내의 개구(47)를 통해 뻗어 있는 작은 직경 부분(46)(제2도 참조)을 포함하고 있다. 유지워셔(49)가 상기 칼라의 외측의 상기 작은 직경 부분을 둘러싸고 있다. 상기 스프링(44)은 상기 칼라(48)와 큰 직경 부분(51)사이에 있는 상기 접속기 몸체(42)의 상기 작은 직경 부분(46)의 주위에 배치되어 있다. 이와같이 배열함으로써, 상기 스프링(44)은 상기 하우징(45)내에서의 상기 접속기 몸체의 고정을 위해 상기 케이블로부터 바깥쪽으로 상기 접속기 몸체(42)를 가압하게 된다.

제5도를 다시 참조하면, 상기 하우징(45)은 길이 방향으로 뻗어 있는 슬롯(55)을 포함하고 있으며, 이 슬롯(55)은 그 내부 단부측에서 원주 방향으로 뻗어있는 슬롯(57)과 통해 있다. 이 슬롯(57)은 이 슬롯이 형성되어 있는 상기 하우징의 관모양의 벽이 래칭 돌출부(latching projection)(58)를 포함하도록, 형성되어 있다. 이들 슬롯(55,57)은 상기 접속기(20)의 또 다른 부분에 종단부(37)를 배치하는데 사용된다.

상기 접속기 종단부(37)가 완성된 후에 원추형 구조로 상기 광섬유 케이블을 따라 상기 하우징(45)으로부터 뻗어 있을 수 있는 부분(59)이 도시되어 있다. 상기 접속기(20)의 상기 부분은 상기 종단부의 변형을 방지해 주고, 그리고 상기 광섬유에 가해지는 큰 응력없이 다른 케이블과의 상호 접속 후에 상기 케이블의 사용중에 반복적인 휨에 견딜 수 있도록 해 준다.

본 발명에 따라, 상기 플러그 통로의 횡단면이 내부에 수용될 광섬유의 횡단면보다 매우 큰 경우에, 상기 플러그 통로(41)내의 상기 광섬유의 편심에 기인한 손실을 줄이기 위한 단계들이 행해진다. 상기 용어 매우는 내부에 수용되어 있는 상기 광섬유의 직경보다 대략 6 미크론 정도 큰 직경을 가지고 있을 수 있는 플러그 통로의 특성을 나타낸다.

이는 먼저 상기 플러그의 길이 방향 중심축(80)(제8도 참조)에 대해 각각의 플러그(40)의 통로(41)의 편심을 결정해 줌으로써 달성된다. 대부분의 플러그에서, 그러한 편심은 제조 동안에 직면하게 되고, 상기 플러그 단면의 통로 중심은 상기 플러그(제8도 참조)의 길이 방향 중심축(80)으로부터 반경 라인(82)을 따라 배치되어 있다. 상기 편심이 결정된 후에, 상기 편심의 방향, 즉 통로 중심(84)이 배치되어 있는 반경 라인(82)은 상기 핀, 즉 탭(43)의 경우와 같이 상기 플러그의 주변상에 지시된다.

나중에, 상기 광섬유의 단부로부터 상기 코팅을 제거함으로써 상기 플러그(40)의 종단을 행하기 위해 광섬유(21)가 준비된다. 이때, 상기 광섬유의 단부는 예컨대 접착제, 바람직하게는 UV큐러블(curable)접착제와 같은 적합한 수단에 의해, 지정된 편심의 방향을 가지고 있는 플러그중 한 플러그내에 삽입 및 배치된다. 상기 플러그 단면으로부터 돌출된 상기 광섬유 일부분이 절단된 후에, 상기 광섬유와 플러그 단면이 공지된 기술에 의해 폴리싱된다.

본 발명에 따라, 상기 광섬유의 단부는 통로의 편심 방향에 대해 소정의 방위로 통로(41)내에 배치된다.

바람직한 실시예에서, 상기 광섬유의 단부는 참조 부호(81)에 의해 표시된 단면의 중심축을 가지고 있고, 그리고 큰 통로내에서 편심의 방향에서 플러그 외측방향으로 가압되어 있다(제9도 참조). 물론, 상기 광섬유가 편심(제10도 참조) 방향과 반대의 방향으로 상기 통로의 벽에 대해 가압되도록 소정의 방위가 결정되어 있음을 이해해야 한다. 상기 접속에 사용된 각각의 플러그가 접속될 플러그의 방위와 동일한 편심의 방향에 대한 방위로 해당 통로내에 상기 광섬유 단부를 가지고 있는 점이 중요하다. 내부에 상기 광섬유 단부를 고정하기 전에 상기 플러그 통로의 편심의 방향을 결정함으로써 상기 방위가 미리 결정될 수 있다.

각각의 플러그 어셈블리에서, 상기 편심 방향은 상기 플러그 몸체의 외부상에 또는 캡상에 지시되어 있다. 상기 플러그 어셈블리들이 접속되면, 상기 접속에 의해 마킹이 길이 방향으로 정합될 수 있다.

상기 접속기 몸체(42-42)와 플러그(40-40) 각각은 참조번호(60)에 의해 전반적으로 표시된 커플링내에 수용될 수 있도록 채택되어 있다(제5도 및 제6도 참조). 상기 커플링(60)은 단부(64,66)를 가지고 있는 관모양의 부재(62)를 포함하고 있으며, 이때 이들 각각의 단부는 길이 방향으로 뻗어 있는 슬롯(67)을 포함하고 있다. 상기 접속기(20)가 패널에 장착할 수 있도록 하기 위해, 상기 커플링(60)은 중앙부(68)를 포함하고 있고, 이 중앙부에는 나사산이 형성되어 있고 그리고 이 중앙부는 패널의 구멍(도시되지 않음)에 삽입될 수 있도록 채택되어 있다. 또한, 상기 슬롯(67)으로부터 원주방향으로 떨어져 있는 어셈블리 핀(73-73)이 상기 커플링(60)의 각각의 단부(64,66)에 포함되어 있다.

제5도에 도시되어 있는 접속기(20)를 조립할 때에, 상기 커플링(60)이 패널에 장착되거나, 상기 종단부(37-37)의 수용을 위해 상기 커플링(60)이 배치된다. 슬리브(75)가 상기 커플링(60)내에 장칙되어 있다. 상기 슬리브(75)는 상기 종단부(37-37)의 플러그(40-40)를 수용하도록 채택되어, 상기 플러그의 외부 표면을 정합하는 수단이 된다. 상기 슬리브(75)는 상기 플러그가 커플링내에 삽입될 때 상기 플러그(40-40)의 운동이 가능해지도록 커플링(60)내에 배치되어 있다. 또한, 상기 슬리브(75)에 의해, 내부에 장착되어 있는 상기 플러그(40-40)의 길이 방향축(38-38)은 동축이 된다.

상기 접속기(20)를 조립할 때에, 상기 종단부(37-37)중 한 종단부의 플러그가 상기 슬리브(75)내로 삽입되며, 이때, 상기 커플링의 핀(73)은 상기 종단부의 길이 방향으로 뻗어 있는 슬롯(55)내에 수용되게 된다. 동시에, 상기 하나의 종단부(37)의 상기 접속기 몸체(42)로부터 반경방향으로 뻗어 있는 핀(43)은 상기 커플링(60)의 길이 방향 슬롯(67)에 수용되게 된다. 상기 플러그(40)의 이동은 상기 핀(43)이 상기 슬롯(67)이 형성된 상기 벽의 내부 단부와 결합될 때에는 불연속적이다. 상기 스프링(44)의 가압에 대한 상기 하우징(45)의 연속적인 이동은 상기 하우징이 접속기 몸체에 놓이도록 해 준다. 상기 커플링(60)의 한 단부의 핀(73)이 상기 길이 방향으로 뻗어 있는 슬롯(55)의 내부 단부에 도달하면, 조작자는 상기 핀(75)이 상기 래칭부(58)의 뒤에 있는 상기 원주방향으로 뻗어 있는 슬롯(57)내에 배치되도록 상기 하우징(45)를 회전시킨다.(제6도 참조). 상기 하우징(45)은 상기 플러그(40) 및 이 플러그에 접속되어 있는 접속기 몸체(42)를 중심으로 자유롭게 회전할 수 있음을 알 수 있다. 이에따라, 상기 핀(73)이 상기 래칭부(58)의 뒤에 배치될 수 있도록 상기 하우징(45)은 상기 접속기 몸체(42)와는 독립적으로 회전할 수 있다.

이들 단계 이후에, 상기 플러그(40)가 플로팅 슬리브(floating sleeve)(75)내에 수용될 수 있도록 다른 종단부(37)에 대해 상기 절차가 반복된다. 상기 커플링(60)과 종단부(37-37)의 결합 구조는 상기 플러그(40-40)가 상기 플로팅 슬리브(75)내에 수용되어 상기 핀(43-43)이 상기 커플링(60)의 슬롯(67-67)에 있을때, 상기 플러그(40-40)의 단면이 서로 인접하도록 되어 있다. 또한 상기 핀(43-43)의 정합에 의해 상기 광섬유 단부들은 상기 플러그 통로에 대해 동일한 소정의 방위를 가지게 된다. 결과적으로 상기 접속기(20)를 통한 전송 손실이 최소화된다.

바람직한 실시예에서, 상기 플러그들은 125 미크론의 외부 직경을 가지고 있는 광섬유를 수용하기 위해 대략 126 내지 131 미크론의 직경을 가지고 있는 통로로 구성되어 있다. 이 구성은 통로 직경이 126 내지 128 미크론의 비교적 좁은 범위에 있도록 특정된 종래 플러그와 대조된다. 이와같이 통로 직경의 허용오차가 증가됨에 따라 비용이 줄어든다.

바람직한 실시예에서, 상기 플러그들은 미합중국 특허 제4,691,986호에 공개 및 청구되어 있는 회전 스플라이스 접속기(rotary splice connector)의 플러그이며, 이 미합중국 특허는 참조 문헌으로서 본 명세서에 포함되어 있다. 접속기에 사용될 플러그는 보어(bore)(92)를 가지고 있는 관모양의 스토크(90)의 길이의 인접 부분으로부터 제조된다(제11도 참조). 제11도로부터 알수 있는 바와같이, 마킹(94,96,98)이 존재하며, 이 마킹에 의해 인접 플러그 부분의 인접 단면이 나중에 확인될 수 있다. 상기 관모양의 스토크(90)는 또한 연속된 플러그간의 각도 관계를 확인하는 수단, 예컨대, 상기 스토크의 길이 방향 축(102)에 평행하게 뻗어 있는 라인(100) 또는 홈(101)(제11도 참조)을 포함하고 있다. 상기 라인 또는 홈은 상기 부분의 길이를 연장시킬 필요가 없도록 해준다. 대신에, 플러그 부분의 인접쌍간의 각도 관계가 상기 부분들간의 경계를 직교하는 짧은 라인에 의해 확인될 수 있다. 이러한 라인은 또한 인접된 플러그 부분의 인접 단부를 확인하는 역할을 한다. 또한, 본 바람직한 실시예에서 상기 플러그 부분이 유리로 제조되어 있더라도, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 관모양의 스토크는 세라믹, 플라스틱, 또는 금속을 포함해서 어떤 적합한 재료로 제조될 수 있고 드로잉(drawing)이외의 처리에 의해 형성될 수도 있다.

상기 관모양의 스토크에 인접하여 위치된 상기 2개의 플러그 부분(104,106)이 접속기용으로서 사용된다. 상기 광섬유가 종단된 상기 플러그 부분의 단면은 상기 관모양의 스토크로부터의 상기 플러그 부분의 분리전에 인접해 있음에 주의하자. 상기 플러그 부분상의 회전 마킹에 의해 종단 이후의 상기 플러그의 회전배열이 가능하다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 제12도 및 제13도를 참조하여 설명한다. 2개의 플러그 부분(111-111)을 포함하고 있는, 유리로 된 형성체(110)는 일반적으로 폴리 탄산 에스테르와 같은 플라스틱 재료로 제조된 하우징(112)에 의해 그 단부의 각각에서 종단된다. 상기 형성체는 중앙 평면을 중심으로 형성된 원주 V홈(113)을 가지고 있음을 알 수 있다. 상기 하우징(112)은 상기 형성체의 단부(115)를 수용하기 위한 캐비티(114)를 포함하고 있고, 그리고 작은 직경 부분(116)을 포함하고 있다. 상기 작은 직경 부분(116)은 확대된 통로(121)로부터 테이퍼된 변위(119)와 통해 있는 통로(118)를 포함하고 있다. 상기 확대된 통로(121)는 종단될 버퍼 광섬유의 단부를 수용하도록 채택되어 있고, 이 단부로부터 상기 버퍼층이 광섬유의 노출을 위해 제거되어 있다.

상기 버퍼 광섬유가 상기 확대된 통로(121)내에 수용되면, 상기 광섬유의 노출 부분은 상기 변위부(119)와 통로(118)를 통해 플러그 부분(111)의 통로(122)내로 뻗어 있게 된다.

상기 하우징(112)은 또한 탭(126)이 제공되어 있는 확대 부분(124)을 포함하고 있다. 상기 형성체(110)의 단부측에 하우징(112-112)을 조립하는 동안에, 상기 하우징은 상기 탭이 길이 방향으로 정합될 수 있도록 회전하게 된다.

각각의 작은 직경 부분(116)의 자유 단부(free end)상에는 칼라(128)가 위치되어 있다. 압축 스프링(129)이 상기 하우징의 상기 칼라(128)와 상기 확대된 부분사이에 있는 작은 직경 부분(116)을 중심으로 동심원적으로 배치되어, 상기 하우징(112)의 립(lip)(125)상에 스냅 로크(snap-lock)되도록 채택되어 있다.

나중에, 하우징(112-112)이 장착되어 있는 2개의 마크 플러그 부분(111-111)은 상기 원주 홈(113)에 따라 서로 분리되어, 두 광섬유를 종단하는데 사용된다(제14도 참조). 이전에 강조된 바와같이, 상기 플러그 부분이 상기 스토크의 선택되지 않은 부분이 될 때, 상기 광섬유가 종단된 상기 단면들이 서로 인접하도록 상기 중단부들이 결정되어 있다.

또한, 상기 종단부들은 상기 통로의 편심의 방향에 대해 소정의 방위로 해당플러그 통로내에 각각의 광섬유 단부가 배치되도록 되어 있다. 바람직한 실시예에서, 각각의 광섬유의 상기 단부는 해당 플러그부분(111)의 통로(122)내에 삽입되어, 상기 플러그가 장착되어 있는 하우징(112)의 탭(126)의 방향으로, 즉 상기 플러그의 길이 방향 중심축으로부터 상기 탭(126)을 통해 뻗어 있는 반경 라인을 따라 상기 플러그의 외측으로 가압된다.

본 발명의 장치는 플러그 부분(111)의 통로에 각각의 광섬유 단부를 배치시키는데 유용할 수 있다. 이러한 장치(130)는 제15도에 도시되어 있는 장치일 수 있고, 그리고 해당 플러그내의 통로에 대해 동일한 방향으로 상기 복수의 광섬유단부를 동시에 배치시키는데 유용할 수도 있다. 하우징(112-112)내에 장착되어 있고 그리고 동일한 형성체로부터의 인접한 쌍이 될 수 있는 복수의 플러그 부분(11-111)각각은 상기 장치(130)내의 네스트(nest)(132)내에 위치되어 있다. 이들 각각의 부분은 내부에 수용되어 있는 해당 네스트의 키웨이(keyway)(134)에 각각의 하우징을 따라 존재하는 탭(126)이 수용될 수 있도록 위치되어 있다. 제15도로부터 알 수 있는 바와 같이, 각각의 네스트의 키웨이(134)는 아래쪽으로 향하고 있다.

이때, 큐러블 접착제가 예컨대 주입기(도시되지 않음)에 의해 각각의 통로내에 주입된다. 이러한 접착제는 UV 큐러블 접착제일 수 있다.

이때, 코팅(28)이 제거된 광섬유(21)의 단부는 상기 장치(130)내에 고정된 플러그 부분중 한 플러그 부분에 삽입된다. 이 단계는 각각의 플러그에 접착제와 그 통로에 광섬유의 단부가 제공될 때까지 반복된다.

제15도로부터 알 수 있는 바와같이, 상기 장치에는 피봇이음되어 배치되어 있는 복수의 와이어형 베일(bail)(138-138)이 제공되어 있다. 각각의 베일(138)은 정합된 네스트의 정합된 광섬유 단부를 그 중심부가 걸쳐 있도록 배열되어 있다. 상기 베일은 로드(rod)(144)에 부착되어 있는 연결고리(142-142)로부터 지지된다. 노브(146)가 상기 로드(144)의 단부에 부착되어 있다. 상기 베일들은 그 입구에 인접한 복수의 광섬유를 플러그에 결합시키기 위해 상기 노브(146)를 회전시킴으로써 동시에 이동하도록 되어 있다. 이 위치에서, 각각의 광섬유는 상기 플러그 부분의 하우징(112)의 외부 표면상의 상기탭(126)의 방향을 향하고 있음을 상기하자. 상기 플러그 부분을 통한 상기 통로의 편심의 방향에 대해 각각의 플러그 부분의 탭(126)의 동일한 방위를 가지고 있기 때문에, 플러그 부분의 통로내의 상기 광섬유 단부는 동일한 관모양의 스토크의 다른 플러그 부분의 통로내의 광섬유 단부의 방위와 동일한 통로 편심에 대한 방위를 가지고 있다.

접속을 만드는 다음 단계에서, 각각의 통로내의 접착 재료는 경화된다. 상기 베일(138-138)은 자신들의 이동 위치에 유지되어 있으며, 이에따라 상기 통로의 최하부에 광섬유 단부가 고정된다. 이때, 상기 장치(130)는 각각의 통로내에 접착재료를 경화시키기 위해 UV 에너지와 같은 경화 방사에 노출되어 있다. 결과적으로, 각각의 광섬유 단부는 상기 통로에 대해 동일한 방위로 그 통로내에 유지되어 있다.

상기 광섬유가 상기 플러그 통로내에 배치되어 상기 탭(126-126)축으로 가압되어야 한다면, 상기 광섬유 각각은 상기 플러그의 중심축에 대한 상기 플러그 통로의 어떤 편심에 대해 동일 방향을 가지고 있음은 명백하다. 이 실시예에서, 상기 편심 방향은 결정되지 않는데, 이는 상기 플러그 부분이 이전의 분리와 같이 서로 분리된 후에 서로 대해 동일한 회전 정합을 가지고 있기 때문이다. 각각의 탭(126)은 그 플러그 통로의 어떤 편심에 대해 임의 방향을 줄 수 있는데, 즉, 중요한 것은 이들 둘이 동일한 방향을 가지고 있다는 점이다. 결과적으로, 큰 통로에 대한 광섬유 단부의 편심에 기여한 편심 성분이 실질적으로 제거되었다.

또한, 통로 편심이 존재하지 않더라도, 본 발명은 유용하다. 본 발명은 이상에서 설명한 바와 같이, 큰 통로의 사용을 가능하게 해 주며, 그리고 플러그 부분은 각각의 통로내의 광섬유가 플러그 통로에 대해 동일한 방향을 가질 수 있도록 배열되어 있다.

이때, 두 광섬유의 접속은 두 플러그 부분을 적절한 정합 장치에 삽입함으로써 완성된다. 이러한 한가지 바람직한 정합 장치가 상기 미합중국 특허 제4,545,644호에 공개되어 있다. 이 미합중국 특허 제 4545644호의 정합 장치내에 장착된 동일한 관모양의 스토크로부터 인접한 플러그 부분의 사용을 포함하고 있는 미리 정합된 회전 스플라이스의 사용은 상기 미합중국 특허 제4,691,986호에 공개되어 있다.

상기 미합중국 특허 제 4545644호 및 제4691986호내에 설명되어 있는 바와 같은 멀티 로드 정합장치(150)는 정합수단(제16도에 도시됨)내로의 삽입 후에 로드가 플러그와 결합되도록 플렉시블 클립(158)내에 고정되어 있는 3개의 원통형 정합 로드(158,154,156)를 포함하고 있다. 상기 정합 로드들은 상기 부분과 실질적으로 동일한 열팽창 계수를 가지고 있는 것이 바람직하다. 상기 정합 로드(152,154,156)는 상기 정합 장치(150)내에 고정되어 있는 두 플러그 부분(111-111)을 튜닝하기 위해 회전될 수 있다.

본 발명에 따른 접속기는 또한 상기 정합 수단내로의 상기 플러그의 삽입 후에 상기 광섬유 단부간의 일정한 축 관계를 유지해 주는 수단을 구비하고 있다. 이를 행하기 위한 장치는 공지되어 있으며, 따라서 본 명세서에서는 이를 설명하지 않는다. 이러한 장치는 조지자(organizer)를 포함하고 있을 수 있으며, 이때 플러그 어셈블리와 정합 장치(150)의 어셈블리가 상기 조직자내에 삽입되어 있다. 상기 조작자는 상기 어셈블리의 삽입이 해당 하우징축으로의 각각의 칼라의 이동 및 해당 스프링의 압축을 필요로 하도록 되어 있다. 상기 축 관계는 상기 플러그 단면들이 서로 접촉 관계에 있거나 인덱스 매칭 재료와 간격을 두도록 되어 있음을 이해해야 한다.

상기 스토크로부터 상기 플러그 부분, 예컨대 111와 111을 분리하기 전에, 상기 관모양의 스토크(90)를 따라 길이 방향으로 형성되어 있는 홈(101)(제11도 참조)은 인접한 플러그들간의 각도 관계를 확인하는데 사용될 수 있다. 상기 홈은 시각적인 관측없이도 상기 플러그의 회전 배열이 용이해지도록 해준다. 예컨대, 미합중국 특허 제4,545,644호의 정합 로드를 사용하면, 상기 제1플러그 부분(111)은 상기 로드중 한 로드가 그 홈을 따라 상기 제1플러그와 접촉할 수 있도록 상기 정합 로드사이에 삽입된다. 상기 제2플러그 부분(111)이 삽입된 후에, 이 부분은 동일한 정합 로드가 그 홈을 따라 상기 제2플러그와 접촉할 때까지 회전하게 된다. 상기 후자의 정합은 상기 로드가 상기 홈내로 들어감에 따라 발생하는 클릭에 의해 행해진다.

이상에서 설명한 장치는 본 발명을 간단히 예시하고 있음을 이해해야 한다. 본 발명의 원리를 포함하고 있는 본 발명의 취지 및 범위에 속하는 기타 다른 장치가 당업자에 의해 창안될 수 있다.

Claims (10)

1. 외부 표면 및 광섬유의 단부를 수용하기 위한 통로를 각각 가지고 있는 제1 및 제2플러그와, 상기 제1플러그의 통로에 수용된 단부를 가지고 있는 제1광섬유 및 상기 제2플러그의 통로에 수용된 단부를 가지고 있는 제2광섬유와, 상기 제2플러그의 외부 표면과 정합되어 있는 상기 제1플러그의 상기 외부표면을 유지하기 위한 정합 수단을 구비하고 있는 광섬유 접속기에 있어서, 각각의 상기 통로는 내부에 수용될 상기 광섬유의 단면보다 큰, 상기 플러그의 길이 방향 축에 직교하는 단면을 가지고 있으며, 각각의 상기 광 섬유 단부는 해당 플러그의 해당 통로에 대해 동일한 방위로 상기 해당 플러그의 해당 통로에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 접속기.
2. 제1항에 있어서, 각각 통로의 상기 단면은 내부에 수용될 플러그의 단면보다 큰 것을 특징으로 하는 광 섬유 접속기.
3. 제2항에 있어서, 각각의 상기 광섬유 단부는 해당 플러그의 중심축으로부터 해당 통로의 편심의 방향에 대해 동일한 방위로 해당 통로내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 접속기.
4. 제1항에 있어서, 각각의 상기 플러그는 관모양 스토크 부분을 포함하고 있고, 이때 상기 제1 및 제2플러그의 상기 스토크의 부분은 상기 스토크의 인접 부분이며, 따라서 상기 제 1 및 제 2 플러그가 될 상기 스토크의 두 부분의 인접 단면이 상기 접속기내에서 결합된 제1 및 제2플러그의 자유 단면에 인접하게 되는 것을 특징으로 하는 광섬유 접속기.
5. 제4항에 있어서, 서로 분리되기 전에 각각의 상기 플러그 부분은 하우징의 캐비티에 수용되어 있는 자유 단부를 가지고 있고, 상기 하우징은 큰 직경 부분과 작은 직경부분을 포함하고 있으며, 상기 하우징은 상기 플러그 부분이 내부에 장착될 때 해당 플러그 부분내의 상기 통로와 정합되는 통로를 가지고 있고, 각각의 상기 하우징은 또한 탭을 포함하고 있으며, 상기 하우징은 이 하우징의 상기 탭이 길이 방향으로 정합되도록 상기 플러그 부분측에 조립되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 접속기.
6. 종단된 광섬유에 있어서, 외부 표면 및 광섬유의 단부를 수용할 수 있도록 채택되어, 내부에 수용될 광섬유의 횡단면보다 큰, 상기 플러그의 길이 방향 축과 직교하는 단면을 가진 통로를 가지고 있는 플러그와, 상기 플러그의 상기 통로에 수용되어, 상기 통로에 대해 소정의 방향으로 내부에 배치되어 있는 단부를 가지고 잇는 광섬유를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 종단된 광섬유.
7. 광섬유 접속 방법에 있어서, 길이 방향으로 뻗어 있는 통로를 가지고 있는 제1플러그를 제공하는 단계로서, 상기 통로는 광섬유의 단부를 수용할 수 있도록 채택되어, 내부에 수용될 상기 광섬유의 상기 단부의 횡단면보다 큰 횡단면을 가지고 있는 단계와, 길이 방향으로 뻗어 있는 통로를 가지고 있는 제2플러그를 제공하는 단계로서, 상기 통로는 광섬유의 단부를 수용할 수 있도록 채택되어, 내부에 수용될 상기 광섬유의 상기 단부의 횡단면보다 큰 횡단면을 가지고 있는 단계와, 상기 제1플러그의 상기 통로에 광섬유의 단부들, 그리고 상기 제2플러그의 상기 통로에 광섬유의 단부를 삽입하는 단계와, 상기 제2플러그의 통로내의 상기 광섬유의 상기 제2플러그의 상기 통로에 대한 방위와 동일한 상기 통로에 대한 방위로 상기 제1플러그의 상기 통로내에 상기 광섬유의 단부가 존재하도록 하는 단계와, 상기 플러그가 길이 방향으로 정합되도록 하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 접속 방법.
8. 제7항에 있어서, 각각의 광섬유는, 이들 광섬유가 그 해당 통로의 편심의 방향에 대해 소정의 방위로 가압될 수 있도록, 상기 해당 통로내에 배치되도록 한 것을 특징으로 하는 광섬유 접속방법.
9. 광섬유를 종단하는 방법에 있어서, 플러그의 길이 방향 중심축에 대해 이 플러그내에 형성된 통로의 편심의 방향을 결정하는 단계로서, 상기 통로는 광섬유의 단부를 수용할 수 있도록 채택되어, 내부에 수용될 광섬유의 단부의 횡단면보다 큰 횡단면을 가지고 있는 단계와, 상기 플러그의 상기 통로에 광섬유의 단부를 삽입하는 단계와, 상기 플러그의 길이 방향 중심축에 대한 상기 통로의 편심의 방향에 대해 소정의 방위로 상기 광섬유의 상기 단부가 상기 통로내에 배치되도록 하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 광섬유를 종단하기 위한 플러그를 제공하는 방법에 있어서, 길이 방향으로 뻗어 있는 통로를 가지고 있는 플러그를 제공하는 단계로서, 상기 통로는 광섬유의 단부를 수용할 수 있도록 채택되어, 내부에 수용될 광섬유의 단부의 횡단면보다 큰 횡단면을 가지고 있는 단계와, 접속기 몸체에 상기 플러그를 장착하는 단계와, 상기 접속기 몸체의 외부 표면상에 마킹을 제공하는 단계로서, 상기 마킹이 상기 통로의 중심축과 반경 방향으로 정합되어 있는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.

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