MX2013011516A - Ferula de conector de fibra optica que tiene ranuras de fijacion de fibra abierta. - Google Patents

Abstract

Se describe una férula (12) para un conector de fibra óptica (10) que tiene ranuras abiertas de fijación de fibra (24). La férula tiene un cuerpo (13) que tiene una pluralidad de ranuras abiertas (24) para la fijación de las secciones de extremo de terminación de las fibras ópticas (20). Al menos una sección del orificio longitudinal de la ranura es proporcionada con labios opuestos para proporcionar un efecto de fijación. El ancho del orificio longitudinal definido entre los labios a lo largo al menos de una sección de las ranuras es más angosto que el diámetro de las fibras ópticas para crear un ajuste forzado. Las ranuras y el ancho de los orificios de ranura longitudinal son conformados y dimensionados para retener las fibras sin ningún huelgo para permitir el movimiento de la fibra con relación a la ranura. Podrían ser proporcionadas ranuras similares en el cuerpo de férula para los pernos de guía de alineación (18). Las ranuras son formadas con precisión mediante procesos de alto rendimiento, tales como el estampado y la extrusión.

Description

FERULA DE CONECTOR DE FIBRA OPTICA QUE TIENE RANURAS DE FIJACION DE FIBRA ABIERTA Campo de la Invención La presente invención se refiere a conectores de fibra óptica, en particular, se refiere a férulas en conectores de fibra óptica.

Antecedentes de la Invención Existen muchas ventajas de la transmisión de una señal de luz por medio de guías de onda de fibra óptica y el uso de las mismas es diverso. Las guías de onda de fibra única o múltiples fibras podrían ser utilizadas simplemente para la trasmisión de luz visible hacia una ubicación remota. Los sistemas complejos de telefonía y comunicación de datos podrían transmitir múltiples señales ópticas específicas. Estos dispositivos acoplan las fibras en una relación de extremo con extremo, con el acoplamiento que es el origen de la pérdida de luz. La alineación de precisión de dos extremos pulidos de las fibras es necesaria para garantizar que la totalidad de la pérdida óptica en el enlace de la fibra sea igual o menor que el presupuesto de pérdida especificado de conector óptico para un sistema. Para una fibra de grado de comunicación de modo único, esto corresponde, en forma típica, con las tolerancias de alineación de fibra de conector que son menores de 1000 nm. Esto significa que en Ref. 244184 ambos enlaces de la fibra paralela y la fibra única, que operan a velocidades de múltiples-gigabits, los componentes aplicados para alinear las fibras deben ser ensamblados y fabricados con precisión de sub-micras.

En una conexión de fibra óptica, un conector de fibra óptica termina en el extremo del cable que contiene una o múltiples fibras, permite una conexión y desconexión más rápida que el empalme. Los conectores acoplan y alinean, en forma mecánica, los núcleos de las fibras, de modo que la luz pueda pasar de extremo a extremo. Los mejores conectores pierden muy poca luz debido a la reflexión o la mala alineación de las fibras. Los conectores, en ambos de los enlaces de fibra paralela/múltiples y fibra única, que operan a velocidades de múltiples gigabits deben ser ensamblados con subcomponentes fabricados con una precisión de sub-micras. Como si la producción de partes con estos niveles de precisión no fuera suficientemente desafiante, para que el producto final resultante sea económico, éste debe ser realizado en un proceso totalmente automático de muy alta velocidad.

Los actuales conectores de fibra óptica no han cambiado en el diseño básico durante muchos años. La unidad básica de conector es un montaje de conector. La Figura 8 ilustra un ejemplo de un conector de fibra óptica 100 para un cable 110 que contiene las fibras ópticas 112, el cual es comercializado por US Conec Ltd. El conector incluye un ensamble de componentes que consisten de una férula 102, un alojamiento de férula 104, una chaqueta o forro de cable 106, los pernos de guía de alineación 108, y otro hardware proporcionado dentro o en el exterior del alojamiento (por ejemplo, la protección contra los tirones de cable, el plegamiento, la desviación de resorte, el espaciador etc.). La férula 102 y las caras de extremo de terminación de las fibras 112 son pulidas. La férula 108 en el conector de fibra óptica 100 es cargada por resorte para proporcionar una desviación axial que presione juntas las caras pulidas de extremo de las fibras en dos conectores en una configuración de extremo-con-extremo . En la mayoría de los casos, la intención es establecer el contacto físico entre las fibras acopladas para evitar la pérdida de luz. El contacto físico evita una capa atrapada de aire entre dos fibras, lo cual incrementaría la pérdida de inserción y pérdida de reflexión del conector. Un adaptador, no se muestra, es requerido para acoplar en forma segura la férulas de dos conectores (el alojamiento de férula 104 de cada conector es enchufado en el adaptador) .

El conector de fibra óptica ilustrado en la Figura 8 manufacturado por US Conec Ltd. , es propuesto de acuerdo con la estructura descrita en la patente de los Estados Unidos No. 5, 214,730, la cual es asignada a Nippon Telegraph and Telephone Corporation. Como es ilustrado en la patente 730, el conector de fibra óptica recibe un cable del listón de fibra óptica que tiene una pluralidad de fibras ópticas individuales y mantiene las fibras ópticas individuales en una relación predeterminada. El conector de fibra óptica puede ser acoplado con otro conector de fibra óptica (por ejemplo, utilizando un adaptador) para así alinear la pluralidad de fibras ópticas individuales de un conector de fibra óptica con la pluralidad de las fibras ópticas del otro conector de fibra óptica.

La férula 102 de US Conec Ltd., es, de manera general, de la forma de un bloque de plástico que tiene una serie de agujeros de paso sobredimensionados que proporcionan un huelgo suficiente para la inserción de los extremos de terminación de las fibras ópticas 112 y los pernos de alineación 108 en el bloque. La férula 102 es formada mediante el moldeo de un polímero plástico que a menudo es reforzado con partículas de vidrio. Para la inserción de los extremos de terminación de las múltiples fibras ópticas 112 a través de los agujeros en el bloque de férula 102, las capas de protección de forro y amortiguación (resina) de la fibra óptica son desprendidas para exponer la capa de revestimiento junto a los extremos de terminación, la capa de revestimiento es revestida con una capa de epóxido. Entonces, los extremos de terminación de las fibras ópticas son roscados en los agujeros sobredimensionados en la férula. Los extremos de las fibras ópticas 112 son seguramente retenidos en la férula 102 en función del curador del epóxido. En forma similar, los extremos de los pernos de alineación 108 son revestidos con epóxido antes de la inserción en los agujeros sobredimensionados en la férula 102 proporcionados para los pernos .

La férula descrita con anterioridad tiene varios inconvenientes significantes. La estructura moldeada de inyección inherentemente no retiene bien la tolerancia. El polímero no es rígido y se deforma cuando son aplicadas cargas (fuerzas o momentos) al cable de fibra o al alojamiento del conector. Los polímeros también son susceptibles a la deformación permanente y la expansión/contracción térmica con respecto a períodos más largos de tiempo. El huelgo en los agujeros sobredimensionados en la férula además afecta la tolerancia de la alineación de extremo-con-extremo de las fibras. El epóxido se contrae en función del curado, lo cual conduce a la deformación de la férula plástica. Además, el epóxido se deforma de manera permanente con respecto al tiempo, conduciendo al movimiento hacia adelante o la retracción de los extremos de la fibra óptica (los cuales son empujados contra los extremos de las fibras adyacentes) dentro de los agujeros en la férula bajo la desviación axial aplicada de la carga por resorte en el conector. Esto compromete la integridad de la interconexión de contacto superficial de las caras opuestas de extremo de fibra. Éstas y otras deficiencias originan una deficiente tolerancia resultante que es más deseada para las modernas aplicaciones de fibra óptica .

Actualmente, es generalmente aceptado que los actuales conectores de fibra cuestan demasiado para manufacturar y las características de conflabilidad y pérdida son más que deseadas. La tolerancia de los conectores de fibra debe mejorar el costo de producción de los conectores de fibra y debe disminuir si los dispositivos ópticos de fibra serán el medio de comunicación de elección para aplicaciones de corto alcance y muy corto alcance. La dispersión relativa y todavía el incremento en la utilización de las fibras ópticas en los sistemas de comunicación, el procesamiento de datos y otros sistemas de transmisión de señal han creado una demanda de medios satisfactorios eficientes de unión entre sí de las terminales de fibra.

Por lo tanto, es deseable desarrollar un nuevo diseño de conector de fibra óptica, y en particular, un nuevo diseño de férula, que origine una baja pérdida de inserción y una baja pérdida de retorno, que proporcione facilidad de uso y alta conflabilidad con la baja sensibilidad ambiental, y que pueda ser fabricado a un bajo costo.

Sumario de la Invención La presente invención proporciona una férula para un conector de fibra óptica, que supera muchos de los inconvenientes de las férulas y conectores de la técnica anterior. La férula de acuerdo con la presente invención proporciona un conector de fibra óptica que tiene una férula de fibra óptica, la cual origina una baja pérdida de inserción y una baja pérdida de retorno, lo cual proporciona facilidad de uso y alta conflabilidad con una baja sensibilidad ambiental, y que puede fabricarse a bajo costo.

En un aspecto de la presente invención, la férula tiene una estructura abierta que tiene configuraciones o características de precisión formadas en la misma, a saber, ranuras abiertas de fijación de fibra, las cuales pueden fijar, en forma segura, las fibras ópticas sin la necesidad del epóxido o una parte complementaria de precisión. En una modalidad, la férula tiene un cuerpo que a su vez tiene una pluralidad de ranuras abiertas formadas en paralelo en la superficie del mismo para la recepción y la fijación de las secciones de extremo de terminación de las fibras ópticas. En un aspecto adicional de la presente invención, es proporcionada al menos de una sección del orificio longitudinal de la ranura con labios opuestos para proporcionar un efecto de fijación. El ancho del orificio longitudinal definido entre los labios a lo largo al menos de una sección de las ranuras es más angosto que el diámetro de las fibras ópticas para crear un ajuste forzado (por ejemplo, un ajuste con apriete) con respecto a las fibras, lo cual permite que la sección de extremo de una fibra óptica sea insertada en dirección lateral en el orificio longitudinal de la ranura, aunque retiene a presión la fibra óptica en la ranura. Las ranuras y el ancho de los orificios de ranura longitudinal son conformados y dimensionados para retener las fibras sin ningún huelgo para permitir el movimiento de la fibra con relación a la ranura. Las ranuras podrían tener una parte inferior redondeada para conformarse en la forma externa de la fibra óptica, o una parte inferior plana o una ranura en forma de v (de esta manera, se originan espacios entre la fibra y la pared de la ranura) . La parte inferior redondeada es preferible debido a que incrementa el área de contacto con la fibra y proporciona un esfuerzo elástico más uniforme dentro de la fibra.

En una modalidad, el ancho del orificio longitudinal de la ranura es uniforme a lo largo de toda la longitud de la ranura. En otra modalidad, sólo una cierta sección o secciones del orificio de ranura es angostada o estrechada por los labios (por ejemplo, en el extremo de las ranuras junto a la cara de extremo de la fibra óptica, y/o en el otro extremo de las ranuras) .

En una modalidad adicional, podrían ser proporcionadas ranuras similares en el cuerpo de férula para los pernos de guía de alineación.

En otro aspecto de la presente invención, las ranuras son formadas con precisión mediante procesos de alto rendimiento, tales como el estampado y la extrusión. En una modalidad, las ranuras son inicialmente formadas mediante el estampado de precisión, seguido por estrechamiento de los orificios de las ranuras, por ejemplo, mediante el estampado o el troquelado de la superficie superior del cuerpo de férula para empujar el material en los dos bordes opuestos del orificio hacia el orificio en la ranura para formar un labio, o el maquinado por láser para fundir el material en las esquinas del orificio de manera que fluya hacia el orificio de la ranura para formar un labio.

En otra modalidad, las ranuras con un orificio estrechado son formadas mediante la extrusión de una pieza en tosco o por trabajar a través de una matriz.

En una modalidad, el cuerpo de férula es elaborado de un material de metal, que podría ser elegido porque tiene una alta rigidez (por ejemplo, acero inoxidable), inercia química (por ejemplo, titanio) , estabilidad en la alta temperatura (aleación de níquel), una baja expansión térmica (por ejemplo, Invar) , o para combinar la expansión térmica con otros materiales (por ejemplo, Kovar para el acoplamiento de la fibra de vidrio) .

La férula de acuerdo con la presente invención supera muchas de las deficiencias de la técnica anterior, que origina un conector de fibra óptica que resulta en una baja pérdida de inserción y una baja pérdida de retorno, lo cual proporciona facilidad de uso y una alta conflabilidad con una baja sensibilidad ambiental, y que puede ser fabricado a bajo costo .

Breve Descripción de las Figuras Para el entendimiento más completo de la naturaleza y las ventajas de la invención, así como también, el modo preferido de uso, debe hacerse referencia a la siguiente descripción detallada leída en conjunto con las figuras que la acompañan. En las siguientes figuras, los mismos números de referencia designan las mismas o similares partes a través de todas las figuras.

La Figura 1 ilustra una vista en perspectiva de un montaje que incluye una férula para uso dentro de un conector de fibra óptica de acuerdo con una modalidad de la presente invención .

La Figura 2 es una vista en despiece de la férula y el montaje de fibra óptica de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La Figura 3A es una vista en perspectiva de la férula de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La Figura 3B es una vista en corte de la férula tomada a lo largo de la línea 3B-3B en la Figura 1, con las fibras y pernos de guía; La Figura 3C es una vista alargada en corte de las ranuras y la fibra; La Figura 3D es una vista en corte de la férula tomada a lo largo de la línea 3D-3D en la Figura 1; La Figura 3E es una vista en corte de una modalidad alterna de las ranuras en la férula; La Figura 3F es una vista alargada en corte de la ranura y el perno de alineación .

Las Figuras 4A-4F ilustran, de manera esquemática, los procesos de formación de las características de la férula mediante el estampado de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

Las Figuras 5A-5B ilustran, de manera esquemática, un proceso alterno de estrechamiento del orificio de las ranuras mediante el maquinado de láser, de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.

La Figura 6 ilustra, de manera esquemática, un proceso alterno de formación de las características de la férula mediante la extrusión de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.

La Figura 7 ilustra la matriz utilizada para la extrusión de una pieza en tosco para formar la férula de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La Figura 8 ilustra un conector de fibra óptica de la técnica anterior.

Descripción Detallada de la Invención Esta invención es descrita más adelante con referencia a varias modalidades con referencia a las figuras. Mientras esta invención es descrita en términos del mejor modo para conseguir los objetivos de esta invención, será apreciado por aquellas personas expertas en la técnica que podrían ser conseguidas variaciones en vista de estas enseñanzas sin desviarse del espíritu o alcance de la invención.

La presente invención proporciona una férula para un conector de fibra óptica, que supera muchos de los inconvenientes de las férulas y conectores de la técnica anterior. La férula de acuerdo con la presente invención proporciona un conector de fibra óptica que tiene una férula de fibra óptica, que origina una baja pérdida de inserción y una baja pérdida de retorno, que proporciona facilidad de uso y una alta conflabilidad con una baja sensibilidad ambiental, y que puede fabricarse a bajo costo.

La Figura 1 ilustra una vista en perspectiva de un montaje de fibra óptica 10 que tiene un ensamble de componentes que incluyen una férula 12 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El conector 10 además incluye un alojamiento de férula 14 (se muestra en líneas punteadas) , una funda de cable 16 (se muestra en líneas punteadas), y los pernos de guía de alineación 18. La férula 12 es estructurada por múltiples fibras ópticas 20 (por ejemplo, 12 fibras retenidas dentro de un manguito 27 para formar un cable de listón de fibra óptica 22) . El rebajo 28 es dimensionado para recibir el manguito 27 totalmente con el rebajo 28. La Figura 1 es una ilustración simplificada del conector de fibra óptica 10. A diferencia de la férula 12 que es estructurada de acuerdo con la presente invención, los otros componentes del montaje de fibra óptica 10 además podrían incluir aquellos encontrados en el montaje de fibra óptica mostrado en la Figura 8 (es decir, la férula de acuerdo con la presente invención podría ser compatible hacia atrás para que sea utilizada en los conectores de fibra óptica MTO/MPO as ofrecidos por US Conec Ltd.) .

En un aspecto de la presente invención, la férula tiene una estructura abierta que a su vez tiene las características o configuraciones de precisión formadas en la misma, la cual puede retener, en forma segura, las fibras ópticas sin la necesidad del epóxido o una parte complementaria de precisión. La Figura 2 es una vista en despiece de la férula 12 y el montaje de fibra óptica de acuerdo con una modalidad de la presente invención. También con referencia a las Figuras 3A-3D, la férula 12 tiene un cuerpo 13 que tiene una pluralidad de ranuras abiertas longitudinales 24 formadas en paralelo sobre la superficie dentro de un rebajo 28 en el cuerpo de férula 13. Como se observa con mayor claridad en la Figura 3D( las ranuras 24 son formadas sobre una plataforma elevada 29 en el rebajo 28. Las ranuras 24 reciben las secciones de extremo de terminación de las fibras ópticas 20 (las secciones desnudas con el revestimiento expuesto, sin las capas de protección amortiguación y forro) . El manguito 27 del listón de fibra 22 es colocado dentro de la sección de piso 30 en el rebajo 28, que proporciona espacio adicional para acomodar el espesor del manguito 27 y las capas de protección amortiguación y forro sobre las fibras 20 dentro del manguito.

Las ranuras 24 son estructuradas para retener, en forma segura, las fibras 20 (las secciones desnudas con el revestimiento expuesto, si las capas de protección amortiguación y forro) mediante el revestimiento de las fibras 20, por ejemplo, mediante un ajuste con apriete (o colocación a presión) . Como es referido a través de todo este documento, en el contexto de la presente invención, y consistente con el uso habitual en el campo mecánico, el término "apriete" se refiere a la relación dimensional entre las partes de acoplamiento, que se encuentra más allá de las tolerancias de dimensión de las partes individuales. La tolerancia es un límite pretendido a las variaciones o desviaciones dimensional es de una dimensión nominal en conexión con la fabricación de una parte a través de un proceso controlado. La dimensión actual estaría dentro del rango de tolerancia aproximadamente de la dimensión nominal. En contraste, el apriete es conseguido a través del dimensionamiento y conformado intencional al menos de una de las dos partes de acoplamiento con las dimensiones nominales pretendidas que proporcionen el ajuste deseado con apriete entre las dos partes de acoplamiento. Podrían existir tolerancias de fabricación para las dimensiones nominales que se pretendan para conseguir el apriete pretendido. En otras palabras, incluso si existe una tolerancia de cero en el proceso de fabricación, las actuales dimensiones serían entonces las dimensiones nominales de las partes de acoplamiento, lo cual originaría el apriete que es pretendido. El ajuste con apriete garantiza que las fibras 20 sean fijadas en el lugar y en consecuencia, la oposición y orientación de las fibras son establecidas por la ubicación y el paralelismo de las ranuras 24. El uso de un ajuste con apriete contrasta con el de la férula moldeada como es mostrado en la Figura 8 que tiene un agujero que es de una tolerancia más grande que el diámetro de la fibra óptica. En consecuencia, los agujeros sobredimensionados no imponen la posición de la fibra óptica.

En una modalidad como es ilustrado en la Figura 3E, las ranuras 224 en el cuerpo 213 de la férula 212 podrían ser canales de una forma generalmente de U, cada uno de los cuales tiene paredes aproximadamente paralelas 82 que se extienden a partir de la parte inferior semicircular 84. La distancia X entre las paredes paralelas 82 (o el ancho X del orificio longitudinal 223) es dimensionada para que sea ligeramente menor que el diámetro de la fibra óptica 20 (la fibra desnuda con el revestimiento expuesto, sin las capas de protección amortiguación y forro) para proporcionar el ajuste con apriete. (Como es referido a través de todo este documento, el diámetro de las fibras ópticas se refiere al diámetro de la fibra desnuda con el revestimiento expuesto sin las capas de protección amortiguación y forro, por ejemplo, 125 µt?.) Este ajuste con apriete sólo puede ser suficiente para fijar, en forma segura, los extremos de las fibras 20 dentro de las ranuras 224.

En un aspecto adicional de la presente invención, para facilitar la fijación de las fibras 20 mediante las ranuras 24, el ancho W del orificio longitudinal 23 de las ranuras 24 es elaborado ligeramente más angosto que el diámetro de las fibras ópticas 20. En particular, el orificio 23 es definido por los labios 25 formados en los bordes longitudinales opuestos del orificio longitudinal 23. El ancho de los orificios longitudinales 23 es ligeramente menos dimensionado para permitir que la sección de extremo de terminación de las fibras ópticas sea insertada en dirección lateral dentro de los orificios longitudinales 23 de las ranuras con un ajuste con apriete. La magnitud del apriete podría ser establecida mediante el proceso de manufactura, de modo que la carga de la fibra la ranura provoca sólo la deformación elástica o una deformación plástica menor en el labio. Las ranuras no deben ser plásticamente deformadas, de otro modo, esto afectará la precisión de las ubicaciones de la fibra.

De manera específica, para unir o acoplar las fibras 20 con la férula 12, las secciones de extremo de terminación de las fibras 20 son presionadas en dirección longitudinal hacia las ranuras 24 a través de los orificios longitudinales 23 con una acción de colocación a presión (es decir, no en la dirección axial de las ranuras) , con la punta de las fibras 20 que sobresale ligeramente más allá de la cara de extremo del cuerpo de férula 13. Además, el ancho W de los orificios longitudinales 23 y las ranuras 24 son dimensionados y conformados para retener a presión, la sección de las fibras ópticas 20 en las ranuras 24 sin proporcionar ningún huelgo para los movimientos axial y lateral de la cara de extremo de las fibras con relación a las ranuras para garantizar una tolerancia de gran precisión para el acoplamiento óptico entre las caras de extremo de las dos fibras adyacentes. Ni el epóxido sería requerido para retener las secciones de fibra desnuda en las ranuras dado el apriete a lo largo de las superficies de acoplamiento entre las fibras 20 y las ranuras 24.

Existen modos alternativos para crear el apriete. Un modo es tener presionados los labios 25 hacia abajo sobre la superficie superior de la fibra, de modo que la fibra es presionado en la porción semicircular de la ranura 24. Otro modo es tener la vereda de la ranura fija en la fibra a partir de los lados. En el primer procedimiento, la deformación elástica del labio proporciona la fuerza de fijación. En el segundo procedimiento, el apriete de las paredes verticales deforma, de manera elástica, y fija los lados de la fibra. Ambos procedimientos podrían ser implementados juntos al configurar y dimensionar de manera adecuada las ranuras y los labios. Se observa que la presión de contacto que se origina a partir del apriete entre la ranura y la fibra no debe exceder la resistencia de la fibra. Esta sólo debe ser lo suficientemente grande para retener la fibra y generar la fricción que se opone al deslizamiento axial de las fibras dentro del movimiento de las ranuras. Solamente son necesarios unos cuantos micrometros de apriete. En general, el apriete es menor de unos cuantos micrometros, de manera más típica, de uno o dos micrometros.

Como un ejemplo y no como limitación, en una modalidad, para las fibras ópticas 20 elaboradas de sílice [???] y que tienen un diámetro de 125 µ?t?, en una férula elaborada de material de kovar (54%Fe, 29%Ni, 17%Co) , la longitud de las ranuras 24 podría ser de 1 a 3 mm, el diámetro o ancho (es decir, la dimensión lateral máxima D) de las ranuras 24 es de 0.124 mm, y el ancho W de los orificios longitudinales 23 es de 105 µt?. El apriete proporcionado es aproximadamente de 1 µ?t?, adecuado para el sílice y el material de kovar. El vidrio de sílice es de muy alta resistencia en la compresión, de modo que soportará altas presiones de contacto a partir del ajuste con apriete.

Con referencia a la modalidad ilustrada en la Figura 3C, para las fibras ópticas cilindricas circulares 20, las ranuras 24 son cilindricas con una sección transversal generalmente circular (excepto en el orificio 23) que se conforma a la superficie cilindrica de las fibras 20. Una sección longitudinal en la parte superior de cada fibra 20 es expuesta por el respectivo orificio longitudinal 23. Esta sección expuesta de las fibras 20 podría sobresalir ligeramente por encima del plano 32 de los orificios 23, o de preferencia, podría ser coplanar o podría sobresalir ligeramente por debajo del plano 32 de los orificios 23. En particular, las ranuras 24 podrían ser percibida que son un espacio cilindrico que tiene una sección transversal generalmente circular definida por una pared cilindrica que termina con los labios longitudinales 25 que definen el orificio longitudinal 23. En forma alterna, las ranuras 24 podría ser percibidas que son un espacio cilindrico que tiene una sección transversal de forma generalmente de U definida por una parte inferior redondeada (por ejemplo, semicircular) y una pared cilindrica que termina con los labios longitudinales 25 dirigidos hacia adentro que definen el orificio longitudinal 23, los cuales se conforman en la forma externa de las fibras 20. En cualquier caso, junto a los labios 25, las paredes laterales de la ranura 23 se inclinan hacia adentro en dirección del orificio 23 en un ángulo T aproximadamente de 5 a 20 grados con respecto a la tangente vertical para la fibra 20.

La modalidad mostrada en la Figura 3C ilustra la forma de sección transversal de las ranuras 24 que se conforma, de manera general, en el cuerpo de las fibras 20. La fibra 20 es "fijada", en forma segura, dentro de la ranura 24, con los labios 25 presionando sobre la parte superior de la fibra 20 contra la parte inferior y otras partes de la ranura 24. En la modalidad ilustrada, es mostrada la pared de la fibra 20 presionando contra toda la pared de la ranura 24, excepto junto al orificio 23. Esto proporciona una presión sustancialmente uniforme sustancialmente sobre la totalidad de la circunferencia de la fibra, lo cual tiene menos efecto sobre las señales ópticas transmitidas a través de la fibra 20 debido a los cambios inducidos de esfuerzo en los índices de la fibra o núcleo de refracción. Sin embargo, también se encuentra dentro del alcance y el espíritu de la presente invención la estructuración de las ranuras en la férula con diferentes secciones transversales que todavía proporcionarían un ajuste adecuado con apriete para retener, en forma segura, las fibras 20 en las ranuras. Por ejemplo, las ranuras podrían tener una parte inferior plana o curveada, paredes laterales curveada as, o una vereda plana perpendicular o en un ligero ángulo de divergencia a la parte inferior plana (por ejemplo, una parte inferior-V) , y que dirige hacia adentro los labios para definir el orificio longitudinal de la ranura. Estas configuraciones de ranura podrían originar ciertos espacios entre las paredes cubiertas de fibra y la vereda plana o curveada de la ranura, aunque la acción de fijación por medio de los labios 25 y/o las paredes verticales de las ranuras contra la fibra sin embargo no proporcionarían ningún huelgo para permitir el movimiento de las fibras dentro de la ranura.

Dado que la fibra 20 es completamente retenida en la ranura 24, y el perfil de la ranura tal como los labios 25 y la parte inferior de la ranura impone la ubicación de la fibra 20 dentro de la ranura, la fibra 20 es situada con precisión en la férula por medio de la ranura. En consecuencia, las ubicaciones relativas (por ejemplo, el espaciamiento o separación) de las fibras 20 en la férula 12 son precisamente mantenidas dentro de la férula, por ejemplo, para la alineación de las fibras en el conector de fibra óptico opuesto.

En la modalidad ilustrada en la Figura 3, el ancho W del orificio longitudinal 23 es uniforme a lo largo de toda la longitud de las ranuras 24. En otra modalidad (no se muestra) , el ancho más angosto W está presente en una cierta o ciertas secciones a lo largo del orificio de ranura, con el resto del orificio de ranura en el ancho D. Por ejemplo, el ancho de una sección (por ejemplo 0.5 a 2.0 mm de la sección de longitud) a lo largo del orificio de ranura circunferencial junto a la cara de extremo del cuerpo de férula 13 podría ser más angosto que el ancho de las secciones restantes del orificio longitudinal. De esta manera, sólo una pequeña sección junto a la cara de extremo de la fibra óptica 20 es fijada, en forma segura, en la ranura mediante el ajuste con apriete, mientras permite algunos movimientos de la sección restante de las fibras 20 dentro de la ranura, para permitir la protección contra tirones de las fibras a fin de reducir la presión lateral sobre las fibras. En esta modalidad, para la sección de la fibra dentro de la sección más ancha de la ranura sin el ancho reducido de orificio W, una parte de la capa de amortiguación y/o la capa de forro podría ser dejado en la fibra, para proporcionar un cojín a las fibras en la sección más ancha de ranura. La férula de acuerdo con esta modalidad sólo aplica una presión de fijación junto a la cara de extremo de las fibras en donde es crítica la alineación óptica, y en donde la presión de fijación podría tener un menor efecto sobre la aberración óptica que provoca la degradación de la señal debido a los cambios inducidos por esfuerzo en la fibra óptica. En una modalidad adicional, otras secciones a lo largo del orificio de ranura podrían ser proporcionadas con el ancho más angosto W. Por ejemplo, en el otro extremo de la ranura, el ancho de el orificio de ranura podría estar en el ancho más angosto W. el apriete de la ranura en los dos extremos de la ranura proporciona un medio para soportar pequeños momentos que podrían ser aplicados a través del cable de listón.

También con referencia a la Figura 3F, para facilitar la alineación de los conectores adyacentes de fibra óptica, las ranuras abiertas longitudinales 54 podrían ser proporcionadas en el cuerpo de férula 13 para los pernos de alineación 18. Las ranuras 54 tienen estructuras similares para las ranuras de fibra 24 discutidas con anterioridad. De manera específica, las ranuras 54 son proporcionadas con los orificios longitudinales 53. Las ranuras 54 pueden ser configuradas y dimensionadas , en forma similar, para fijar en forma segura los pernos de alineación 18, por ejemplo, mediante el ajuste con apriete. Los labios longitudinales 55 podrían ser proporcionados en los bordes longitudinales opuestos de las ranuras 54, en forma similar a los labios 25 para las ranuras de fibra 24. Podrían ser aplicadas consideraciones similares discutidas con anterioridad a las ranuras 54 para los pernos de alineación 18, excepto para problemas dirigidos hacia la degradación de la señal debido a que los pernos no son una parte óptica. No obstante, con relación a la ubicación de los labios 55 a lo largo de los orificios longitudinales 54, los labios 55 podrían ser proporcionados a lo largo del orificio 53 en una sección cercana a la cara de extremo del cuerpo de férula en la cual termina la fibra, además en el otro extremo de la ranura 54, o además en ambos extremos de la ranura. El perfil de sección transversal de las ranuras de perno 54 podría ser diferente del perfil de las ranuras de fibra 24 en la misma férula.

Como un ejemplo y no como limitación, en una modalidad, para los pernos de alineación 18 elaborados de acero inoxidable y que tienen un diámetro de 0.7 mm, en una férula elaborada de material de kovar, la longitud de las ranuras 54 podría ser de 5 a 15 mm, el diámetro o el ancho (es decir, la dimensión lateral máxima Dp) de las ranuras 54 es de 0.698 mm, y el ancho P de los orificios longitudinales 23 es de 0.560 mm. El apriete proporcionado es aproximadamente de 2 pm, adecuado para el material de kovar y acero inoxidable.

Para la férula de acuerdo con la presente invención, ninguna placa de retención o férula complementaria sería requerida para posicionar, segura y precisamente, las fibras 20 y los pernos de alineación 18 dentro del conector de fibra óptica. Con referencia a las Figuras 2, 3B y 3C, podría ser proporcionada una cubierta de polvo 26, que no sirve para ninguna función de alineación o soporte efectivo para posicionar las fibras 20 y los pernos de alineación 18. En otras palabras, la cubierta 26 no es y no juega el papel de una férula para la retención de una fibra óptica para que sea precisamente alineada con otra fibra óptica. La cubierta 26 podría ser una parte de baja precisión, la cual podría ser colocada en forma suelta en el rebajo 28 en el cuerpo de férula 13 para evitar la deformación de las fibras del plano de piso 30 del rebajo 28. Sin embargo, la cubierta 26 podría proporcionar la fijación del listón de fibra 22 contra el rebajo 28 del cuerpo de férula 13. La cubierta 26 podría tener una porción saliente 36 en el centro, que se coloca en el rebajo 28. Cualquiera de la porción saliente 36 se apoya en el plano superficial 32 de los orificios 24, o las secciones de perímetro más delgado 90 de la cubierta 26 se apoyan sobre el plano superficial 52 de los orificios 54, o ambos podrían apoyarse sobre los respectivos planos superficiales 32 y 52. En otra modalidad (no se muestra), la porción saliente 36 podría ser emitida, lo cual hace la cubierta 26 en la forma de una placa que tiene un espesor uniforme .

En otro aspecto de la presente invención, las ranuras de fibra y las ranuras de perno de alineación 54 son formadas con precisión mediante procesos de alto rendimiento, tales como estampado y extrusión. Las Figuras 4A-4F ilustran, de manera esquemática, las vistas en corte que ilustran, de manera esquemática, las etapas de formación de las configuraciones o características de ranuras de la férula 12 discutidas con anterioridad mediante el estampado de precisión, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El mismo procedimiento de estampado se aplica a las ranuras de fibra 24 y las ranuras de perno de alineación 54. Las Figuras 4A-4F son simplificadas para ilustrar la región de una ranura, que podría ser una ranura de fibra o una ranura de perno de alineación. En la práctica, todas las ranuras de fibra (por ejemplo, 12 de ellas) y las dos ranuras de perno de alineación son formadas de manera concurrente. En consecuencia, mientras no son mostradas de manera específica en las Figuras 4A-4F, podrían existir tantas características o configuraciones de tamaños adecuados para los varios troqueles que corresponden con las múltiples ranuras de fibra 24 y las ranuras de perno 54 para que sean formadas en la misma pieza en tosco o por trabajar. (Véase la Figura 4F) .

En la figura 4A., una pieza en tosco o por trabajar de metal 200 (que podría ser previamente formada con la forma general externa del cuerpo de férula 13 aunque sin las ranuras) es situada por debajo de un troquel 202 que tiene una configuración de forma de U longitudinal saliente 204).

En la figura 4B, en función del estampado, la ranura longitudinal en forma de U 206 es formada en la pieza en tosco 200 mediante la configuración en forma de U 204. La profundidad de la ranura en forma de U 206 es elegida, de modo que la ranura final es suficientemente profunda para retener la fibra/perno, con la parte superior de la fibra/perno sobresaliendo ligeramente por encima, coplanar con o ligeramente por debajo de la superficie superior al creciente que es adyacente al orificio de la ranura. Por ejemplo, la ranura en forma de U tiene un ancho aproximadamente de 125 pm (Para permitir el apriete deseado) sí para una ranura de fibra 24, o aproximadamente 700 ym (Para permitir el apriete deseado) sí para una ranura de perno de alineación 54. En la figura 4C, la pieza en tosco 200 con la ranura en forma de U 206 es situada por debajo de otro troquel 208 que tiene dos configuraciones salientes longitudinales paralelas 210 que se encuentran separadas a una distancia más ancha que el orificio de la ranura en forma de U 206 (por ejemplo, la línea central de la configuración saliente 210 es aproximadamente de 40 m a partir del borde de la ranura en forma de U 206) . En la figura 4D, en función del estampado, las configuraciones salientes 210 presionan sobre la superficie superior de la pieza en tosco 200 y empujan el material de la pieza en tosco para formar los labios longitudinales 205, de esta manera, se estrecha el orificio de la ranura 206. En la figura 4E, después de la remoción del troquel 208, la ranura final 206 tendría la forma, dimensión y apriete deseados, tales como los de la ranura de fibra 24 o las ranuras de perno de alineación 54 que se discuten con anterioridad. La Figura 4F es una ilustración esquemática de un troquel completo de ejemplo 202 y la pieza en tosco o por trabajar 200 que experimentó la etapa B por encima en el proceso anterior de formación de la totalidad de la férula mediante el estampado.

Puede apreciarse a partir de lo anterior que los canales o ranuras abiertos pueden ser formados, fácil y precisamente, si se compara con la formación de los agujeros de paso en el bloque de férula de plástico practicado en la técnica anterior .

Otros detalles comúnmente conocidos del proceso anterior de estampado han sido omitidos, tal como el dimensionamiento y configuración de los troqueles 202 y 208 para proporcionar el producto estampado que tiene el tamaño y la forma deseados. Por ejemplo, el troquel 202 podría ser adecuadamente configurado, de modo que los bordes del orificio longitudinal en la ranura 206 son ligeramente redondeados para facilitar la inserción de una fibra/perno. Además, cada etapa ilustrada en las Figuras 4A-4F podría comprender todos o más sub-etapas para conseguir el resultado de esta etapa. Por ejemplo, la formación de la ranura 206 en la figura 4B podría involucrar una etapa de troquelado previo seguida por el troquelado con el troquel final 202. Además, otras etapas intermedias podrían haber sido omitidas a partir de la discusión anterior.

Un proceso y aparato de estampado de precisión ha sido descrito en la patente de los Estados Unidos No. 7, 343,770, que fue comúnmente asignado el firmante de la presente invención. Esta patente es totalmente incorporada como referencia en este documento. El proceso y aparato de estampado que se describe en la presente podría ser adaptado para el estampado de precisión de las férulas de la presente invención .

Las Figuras 5A-5B ilustran, de manera esquemática, un proceso alterno de estrechamiento del orificio de las ranuras formadas después de la Figura 4B. En esta modalidad, en forma similar a la soldadura de láser, en la Figura 5A, un haz de láser 300 es aplicado para fundir por puntos el material de la pieza en tosco en los bordes longitudinales del orificio longitudinal de la ranura 206 para formar el labio longitudinal 205'. El material fundido fluye hacia el orificio de la ranura 206, de esta manera, se estrecha el orificio de ranura. En la Figura 5B, una vez que solidifica el material fundido, los labios 205' son formados.

La Figura 6 ilustra, de manera esquemática, un proceso alterno de formación de las características de la férula mediante la extrusión. De acuerdo con esta modalidad, el espacio externo del cuerpo de férula 13 y de las ranuras 24 y 54 es formado en una etapa única de extrusión. Un ariete 70 obliga a que un lingote o pieza en tosco 72 (por ejemplo, una pieza en tosco o por trabajar de metal) en un contenedor 74 a través de una matriz 76 produzca el producto extruido 78. Al proporcionar la matriz adecuada 76, la férula 12 tiene las configuraciones de ranura discutidas con anterioridad. La Figura 7 ilustra la vista en corte de la matriz 76 utilizada para la extrusión del lingote o pieza en tosco 72 para formar la férula 12 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La matriz 76 incluye un troquel 80 que tiene las configuraciones complementarias a las ranuras y otras configuraciones de cuerpo de la férula 12. La pieza en tosco 72 es empujada a través de la matriz para obtener la férula 12.

En una modalidad, el cuerpo de férula es elaborado de un material de metal, que podría ser elegido porque tiene una buena estabilidad dimensional térmica (por ejemplo, Invar) .

La férula de acuerdo con la presente invención supera muchas de las deficiencias de la técnica anterior. Al no tener ningún huelgo entre las ranuras en la férula y las fibras y los pernos de alineación que de otro modo podrían conducir a los movimientos entre las partes, los pernos de alineación y las fibras pueden ser localizados, en forma precisa, entre sí. Las separaciones de las fibras y los pernos pueden ser mejor mantenidos de acuerdo con los cambios en las condiciones ambientales, por ejemplo, puesto que la férula puede acomodar más variaciones dimensionales sin afectar las tolerancias especificadas de alineación. El conector de fibra óptica de formado de esta manera origina una baja periodización y una baja pérdida de retorno. La configuración de férula también permite la facilidad de unión de los extremos de fibra de terminación con las férulas, si se compara con el enhebrado de las filas revestidas de epóxido a través de los agujeros en las férulas de la técnica anterior. Si la utilización del epóxido, la conflabilidad del conector de fibra óptica no es afectada por el enve ecimiento/deformación del epóxido material. Al seleccionar los materiales adecuados para la férula, el rendimiento del conector de fibra óptica es menos sensible a las variaciones térmicas. La estructura abierta de la férula conduce por sí misma a procesos de producción en masa, tales como el estampado y la extrusión, los cuales son procesos de bajo costo y alto rendimiento.

Mientras la invención ha sido particularmente mostrada y descrita con referencia a las modalidades preferidas, será entendido por aquellas personas expertas en la técnica que varios cambios en la forma y los detalles podrían ser realizados sin apartarse del espíritu, alcance y enseñanza de la invención. En consecuencia, la invención descrita será simplemente considerada como ilustrativa y limitada en alcance sólo como es especificado en las reivindicaciones adjuntas .

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (22)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Una férula para el soporte de una fibra óptica en un conector de fibra óptica, caracterizada porque comprende: un cuerpo; una pluralidad de ranuras abiertas longitudinales proporcionada en la superficie del cuerpo, en donde cada ranura tiene un orificio longitudinal, y en donde cada ranura es dimensionada para retener, en forma segura, una fibra óptica en la ranura mediante la fijación de la fibra óptica.

2. La férula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la ranura es dimensionada y conformada para retener, en forma segura, la fibra óptica en la ranura para evitar el movimiento de la fibra con respecto a la ranura .

3. La férula de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque la ranura retiene, en forma segura, la fibra óptica en la ranura sin huelgo entre la fibra óptica para permitir el movimiento de la fibra con respecto a la ranura .

4. La férula de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque la ranura retiene, en forma segura, la fibra óptica en la ranura sin requerir epóxido u otro cuerpo.

5. La férula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el orificio longitudinal tiene un ancho definido por dos labios opuestos formados en los bordes opuestos a lo largo al menos de una sección del orificio, en donde el ancho es menor que el diámetro de la fibra óptica, por medio de lo cual, la fibra óptica es retenida, en forma segura, en la ranura mediante un ajuste con apriete.

6. La férula de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque el ancho es menor que el ancho máximo de la ranura dentro de una misma sección transversal que incluye el labio.

7. La férula de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque la ranura es dimensionada y conformada para retener, en forma segura, la fibra óptica en la ranura para evitar el movimiento de la fibra con respecto a la ranura .

8. La férula de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque la ranura retiene, en forma segura, la fibra óptica en la ranura sin ningún huelgo entre la fibra óptica para permitir el movimiento de la fibra con respecto a la ranura.

9. La férula de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque la ranura retiene, en forma segura, la fibra óptica en la ranura sin requerir epóxido u otro cuerpo.

10. La férula de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque la ranura tiene una parte inferior semicircular en sección transversal.

11. La férula de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque el ancho del orificio longitudinal es uniforme a lo largo de toda la longitud de la ranura.

12. La férula de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque los labios se extienden en dirección longitudinal a lo largo de todo el orificio longitudinal.

13. La férula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la ranura tiene un perfil en sección transversal en el cual la ranura tiene una parte inferior y las paredes laterales opuestas que se extienden a partir de la parte inferior, en donde las paredes laterales son inclinadas hacia adentro a partir de la vertical.

14. La férula de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque las paredes laterales opuestas terminan en los labios opuestos que definen el ancho del orificio longitudinal de la ranura, en donde el ancho es menor que el ancho máximo dentro del mismo perfil de sección transversal.

15. La férula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende una pluralidad de ranuras de perno sobre la superficie del cuerpo, en donde cada ranura de perno tiene un orificio longitudinal, y en donde cada ranura es dimensionada y conformada para retener, en forma segura, un perno de alineación en la ranura mediante la fijación del perno de alineación.

16. Un conector de fibra óptica, caracterizado porque comprende : una férula de conformidad con la reivindicación 1; y un alojamiento que soporta la férula.

17. El método de producción de la férula de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque comprende la formación del cuerpo que tiene la pluralidad de ranuras a partir de una pieza en tosco.

18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la etapa de formación comprende el estampado de una pieza en tosco para formar una pluralidad de canales en forma de U cada uno de los cuales tiene un orificio longitudinal.

19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la etapa de formación además comprende el estrechamiento al menos de una sección del orificio longitudinal de los canales en forma de U.

20. La férula de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque la etapa de estrechamiento comprende el estampado del material adyacente al orificio de los canales en forma de U para empujar hacia adentro el material en dirección del orificio para estrechar la sección del orificio .

21. La férula de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque la etapa de estrechamiento comprende la fusión por puntos de los bordes opuestos de la sección del orificio para que fluya hacia adentro el material en dirección del orificio para estrechar la sección del orificio .

22. La férula de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque la etapa de formación comprende la extrusión de la pieza en tosco para formar las ranuras.