TW202119075A

TW202119075A - 光學連接器及修飾光學連接器之方法

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Publication number: TW202119075A
Application number: TW109130749A
Authority: TW
Inventors: 麥克Ａ海斯; 保羅Ａ雪瑞
Original assignee: 美商3M新設資產公司
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2020-09-08
Publication date: 2021-05-16
Also published as: EP4028811A1; US20220291466A1; JP2022547161A; CN114402244A; WO2021048740A1; KR20220059518A

Abstract

揭示一種光纖帶，該光纖帶包括複數個光纖，該複數個光纖沿著一第一軸延伸且沿著正交之一第二軸以一節距P配置。各光纖包括由一覆層環繞之一核心，該覆層係由一緩衝器環繞，該緩衝器具有實質上等於P的一標稱直徑D0。該緩衝器在該光纖上之一緩衝器端位置與該光纖之一自由端之間剝離以形成一剝離區段。該緩衝器在該緩衝器端位置處扭曲，使得在該緩衝器端位置處，該緩衝器在該第二軸的一寬度W小於D0。

Description

光學連接器及修飾光學連接器之方法

所提供之揭露係關於用於連接光波導組(諸如光纖帶)的光學連接器。

光纖連接器可用以連接許多應用中的光纖，包括電信網路、區域網路、資料中心鏈結、及高性能電腦中的內部鏈結。有利的是，光纖在光學套接管之溝槽中固定地安置，同時亦不電性或機械干擾相鄰光纖。

在一些態樣中，本揭露提供一種光纖帶。該光纖帶可包括複數個光纖，該複數個光纖沿著一第一軸延伸且沿著正交之一第二軸以一節距P配置。各光纖可包括由一覆層環繞之一核心，該覆層係由一緩衝器環繞，且該緩衝器可具有實質上等於P的一標稱直徑D0。該緩衝器可在該光纖上之一緩衝器端位置與該光纖之一自由端之間剝離以形成一剝離區段。該緩衝器可在該緩衝器端位置處扭曲，使得在該緩衝器端位置處，該緩衝器在該第二軸的一寬度W小於D0。

在一些態樣中，本揭露提供一種修飾一光纖帶之方法。該方法可包括提供該光纖帶，該光纖帶包括複數個光纖，各光纖包括由一覆層環繞之一核心，該覆層係由一緩衝器環繞，各光纖包括該光纖與相鄰光纖斷開之一光纖自由部分，且該等光纖自由部分沿著一第一軸延伸且沿著正交之一第二軸配置，各光纖進一步包括該光纖連接至至少一相鄰光纖之一光纖連接部分，該等光纖連接部分沿著該第一軸延伸且沿著該第二軸配置。該方法可進一步包括沿著一第三軸配置該等光纖自由部分，同時該等光纖連接部分保持沿著該第二軸配置，該第三軸正交於該第一軸及該第二軸之各者。

在一些態樣中，本揭露提供一種用於修飾一光纖帶之裝置。該裝置可包括複數個光纖，各光纖包括該光纖連接至一相鄰光纖之一光纖連接部分及該光纖與該相鄰光纖斷開之一光纖自由部分。該裝置亦可包括一第一構件，其經調適以接收該等光纖之該等光纖連接部分；及一第二構件，其可相對於該第一構件旋轉且經調適以接收該等光纖之該等光纖自由部分。此外，當該等光纖之該等連接部分及該等光纖自由部分由各別之該第一構件及該第二構件接收時，該等光纖自由部分及該等光纖連接部分可沿著一第一軸延伸且可沿著正交的一第二軸配置，且當該第二構件相對於該第一構件旋轉時，該等光纖自由部分可沿著該第一軸延伸且可沿著正交於該第一軸及該第二軸之各者的一第三軸配置。

100:光學系統

104:套接管

108:附接區域

110:附接特徵

112:光纖帶/帶

116:光纖

120:溝槽

130:核心

134:覆層

138:緩衝器

150:光纖自由端

154:光纖緩衝器端

158:光纖剝離區段

160:帶自由端

164:帶緩衝器端

168:帶剝離區段

177:筒夾

180:光纖自由部分/自由部分

184:光纖連接部分/連接部分

188:帶自由部分

192:帶連接部分

200:光耦合元件

204:溝槽

208:前端

212:後端

300:裝置

304:構件

308:通道

312:構件

316:通道

320:腔

400:方法

404:步驟

408:步驟

412:步驟

500:方法

504:步驟

508:步驟

512:步驟

A:參考點

B:參考點

C:參考點

D:參考點/軸

D0:標稱直徑

E:軸

H:高度

L:最大橫向尺寸

LD1:最大橫向尺寸

LD2:最大橫向尺寸

P:節距

PA:節距

PB:投影

PP:節距

W:寬度

X:軸

Y:軸

Z:軸

本說明書通篇參照所附圖式，其中相似元件符號指稱相似組件，且其中：

〔圖1〕係根據本揭露之例示性實施例之帶及套接管的示意透視圖。

〔圖2〕係〔圖1〕之帶及套接管之一部分之示意透視圖。

〔圖3A〕係根據本揭露之例示性實施例之光纖的示意透視圖。

〔圖3B〕係根據本揭露之例示性實施例之帶的示意透視圖。

〔圖3C〕係根據本揭露之例示性實施例之包括筒夾之帶的示意透視圖。

〔圖4A〕至〔圖4D〕係根據本揭露之例示性實施例繪示帶之修飾的示意透視圖。

〔圖5〕係根據本揭露之例示性實施例之經修飾之帶的例示性示意透視圖。

〔圖6〕係根據本揭露之例示性實施例之經修飾之光纖的例示性示意透視圖。

〔圖7〕係根據本揭露之例示性實施例之帶及套接管的示意透視圖。

〔圖8〕至〔圖12〕繪示根據本揭露之例示性實施例之用於修飾一帶的裝置。

〔圖13〕繪示根據本揭露之例示性實施例之用於修飾一帶的方法。

〔圖14〕繪示根據本揭露之例示性實施例之用於修飾一帶的方法。

圖式非必然按比例繪製。在圖式中所使用的類似數字指稱類似組件。但是，將明白，在給定圖式中使用組件符號指稱組件，並非意圖限制在另一圖式中具有相同組件符號之組件。

以下說明係參照所附圖式進行，該等圖式構成本文一部分且係以繪示方式顯示。要理解的是，其他實施例係經設想並可加以實現而不偏離本揭露的範圍或精神。因此，以下之詳細敘述並非作為限定之用。

在許多應用中使用的光學纜線利用光纖帶。此等帶包括在線中連接在一起的一組經塗佈光纖。具有其等之保護塗層的個別光纖可係直徑250微米，且該等帶可具有250微米、160微米、或任何其他合適間距的光纖對光纖節距P。250微米間距亦已用於具有以相同250微米節距間隔主動光學裝置之各種設計的光學收發器中。

圖1繪示光學系統100。光學系統100可包括用於傳輸可用於資料傳輸及通訊之光學信號的元件。光學系統100可包括光學套接管(或套接管)104。套接管104可界定附接區域108，帶(或光纖帶)112之部分使用所屬技術領域中具有通常知識者已知的黏著劑、化學附接或機械附接技術在該附接區域中附接至套接管104。帶112包括一或多個光纖116。光纖(optical fiber或fiber)116可平行地或實質上平行地配置，且進一步可線性地或實質上線性地配置，如在圖1中例示性顯示者。

圖2繪示附接區域108及個別光纖116。帶112可包括複數個分隔開的光纖116(如在圖2中例示性顯示者)，或可包括相鄰於其他光纖116的光纖116(如在圖1中例示性顯示者)。附接區域108可包括一或多個附接特徵110，其可包括用於接收光纖116的一或多個溝槽120。在一些實施例中，一溝槽120經間隔及定大小以接收光纖116之一部分，如下文將進一步描述。

圖3A繪示例示性光纖116。光纖116可包括複數個同心層，即核心130至少部分由覆層134環繞，或至少部分相鄰該覆層。覆層134可繼而至少部分由緩衝器138環繞，或至少部分相鄰該緩衝器。在一些實施例中，緩衝器138包括聚合物材料。光纖自由端150經繪示，並可代表光纖116沿著第一軸X之端點。類似地，光纖緩衝器端154亦經繪示，並可代表緩衝器138沿著第一軸X之端點。緩衝器138可在光纖緩衝器端154處自光纖116剝離，因此形成光纖剝離區段158。因此，光纖剝離區段158可自光纖緩衝器端154延伸至光纖自由端150。回到圖2，可見到對於所繪示之光纖116之各者，光纖剝離區段158之一些或全部可由溝槽120接收。

圖3B繪示包括複數個光纖116的例示性帶112。光纖116之各者包括從光纖緩衝器端154延伸至光纖自由端150的光纖剝離區段158。帶112可界定帶自由端160，其對應於帶112之構成光纖116的光纖自由端150。帶112亦可界定帶緩衝器端164，其對應於帶112之構成光纖116之光纖緩衝器端154。類似地，帶112可界定帶剝離區段168，其對應於帶112之構成光纖116之光纖剝離區段158。

圖3C係根據本揭露之例示性實施例之包括筒夾177之帶112的示意透視圖。在此一實施例中，在筒夾177內的可全部係無相鄰光纖116及/或與相鄰光纖斷開的光纖116之部分可對應於光纖連接部分184及/或帶連接部分192，同時遠離筒夾177及/或該筒夾之外側的光纖116部分可對應於光纖自由部分180及/或帶自由部分188。此等部分亦將在下文進一步詳細描述。

圖4A至圖4D繪示光纖116及帶112之例示性方法、組態、及物品。圖4A繪示包括複數個光纖116的例示性帶112。帶112及光纖116實質上沿著第一軸X延伸且實質上沿著第二軸Y配置。軸X及軸Y可彼此正交。在圖4A中亦可見的是光纖自由部分180及光纖連接部分184。光纖自由部分180可係給定光纖116之一部分，其中該光纖與相鄰光纖116斷開。光纖連接部分184可係給定光纖116之一部分，其中該光纖係藉由黏著劑、聚合物、機械接合、或所屬技術領域中具有通常知識者已知的任何其他連接技術來連接至相鄰光纖116。帶112亦可界定帶自由部分188，其對應於帶112之構成光纖116的光纖自由部分180。類似地，帶112亦可界定帶連接部分192，其對應於帶112之構成光纖116的光纖連接部分184。

參考點A、B、C、及D經指示於圖4A中的四個所繪示的光纖116上。應注意的是，此等參考點之各者指示各光纖116繞第一軸X之特定原始角度定向，使得光纖116繞X軸之旋轉導致指示在特定光纖116上的參考點A、B、C、D之對應旋轉，且因此導致特定光纖116繞第一軸X之角度定向變化。

圖4B繪示圖4A之帶112及光纖116，但其中光纖自由部分180已係沿著第三軸Z配置。圖4B繪示圖4A之帶112及光纖116，但其中帶自由部分188已係沿著第三軸Z配置。第三軸Z可正交於第一軸X及第二軸Y之各者。然而，在一些實施例中，光纖自由部分180及/或帶自由部分188可沿著不同於第三軸Z之軸配置，但仍垂直於第一軸X。

參考點A、B、C、及D亦指示於圖4B中的四個所繪示的光纖116上。應注意的是，此等參考點指示各光纖116繞第一軸X之相同原始角度定向，如圖4A所示者。因此，光纖自由部分180及/或帶自由部分188之從顯示於圖4A中的組態(沿第二軸Y配置)再配置至顯示於圖4B中的組態(沿第三軸Z配置)不改變光纖116繞第一軸X的角度定向。應理解的是，其中光纖自由部分180及/或帶自由部分188沿著不同於第三軸Z的軸配置(但仍垂直於第一軸X)之實施例將類似地不改變光纖116繞第一軸X的角度定向。在一些實施例中，緩衝器138具有標稱直徑D0，其可在整個光纖自由部分180及/或光纖連接部分184中實質上恆定。在一些實施例中，D0實質上等於帶112之光纖116的節距P。

圖4C繪示帶112及光纖116之一實施例，其可係圖4A及圖4B之帶112及光纖116，但其中光纖自由部分180與帶自由部分188之至少一部分已經剝去緩衝器138。在一些實施例中，光纖自由部分180之部分可經加熱及/或切割，使得緩衝器138可自光纖116移除。經移除的緩衝器部分留下光纖緩衝器端154，光纖116之剩餘的核心130及覆層134自其延伸，直到終止於光纖自由端150處。光纖緩衝器端154及光纖自由端150之間的光纖116部分可界定光纖剝離區段158及/或帶剝離區段168。

當緩衝器138經移除以形成光纖緩衝器端154時，鄰近光纖緩衝器端154的緩衝器138可由於緩衝器138移除程序而變得扭曲。在一些實施例中，如在圖4C所繪示，鄰近光纖緩衝器端154的緩衝器138可變得扭曲及/或呈現非圓形截面、與位於遠離光纖緩衝器端154之緩衝器138部分不同的截面、與位於光纖連接部分184處的緩衝器138部分不同的截面、與位於帶連接部分192處的緩衝器138部分不同的截面、及/或在緩衝器138經剝離之前與緩衝器138部分不同的截面(諸如在圖4B中所示者)。圖4D例示性地繪示經扭曲的光纖緩衝器端154及在該等扭曲後之再次沿著第二Y軸配置的光纖116，如關於圖4C所述。

在一些實施例中，位於光纖緩衝器端154處及/或鄰近該光纖緩衝器端之緩衝器138具有大於標稱直徑D0之高度H(如沿著第三軸Z測量)。在一些實施例中，位於光纖緩衝器端154處及/或鄰近該光纖緩衝器端之緩衝器138具有小於標稱直徑D0之寬度W(如沿著第二軸Y測量)。

圖5繪示光纖116在緩衝器138沿著第一軸X朝向光纖緩衝器端154之部分的剝離後之實施例，其中光纖116沿著第三軸Z配置。在一些實施例中，位於光纖緩衝器端154處及/或鄰近該光纖緩衝器端之緩衝器138具有最大橫向尺寸L。L可自緩衝器138之一側測量至緩衝器138垂直於第一軸X的另一側。在一些實施例中，位於光纖緩衝器端154處及/或鄰近該光纖緩衝器端的緩衝器138之截面係非圓形及/或非徑向對稱，且位於光纖緩衝器端154處及/或鄰近該光纖緩衝器端的緩衝器138之最大橫向尺寸L並非沿著第二軸Y及/或第三軸Z。

圖6繪示光纖116在緩衝器138之一部分剝離後之一實施例的一光纖。當緩衝器138經移除以形成光纖緩衝器端154時，鄰近光纖緩衝器端154的緩衝器138可由於緩衝器138移除程序而變得扭曲，如所描述者。在一些實施例中，如在圖6中所繪示，沿著鄰近光纖緩衝器端154及/或在該光纖緩衝器端處之緩衝器138之第二軸Y在平行於第一軸X及第二軸Y之平面上的投影PB之長度小於D0。

回到圖2，顯示光學套接管104及附接區域108。附接區域108可包括一或多個附接特徵110，該一或多個附接特徵沿著第一軸X延伸且沿著第二軸Y配置。光纖剝離區段158之一部分可使用所屬技術領域中具有通常知識者已知之黏著劑、化學附接或機械附接技術來至少部分設置(並固定)在附接特徵110之一者內。附接特徵110可以250微米、160微米、或任何其他合適距離的節距PA設置。

圖7繪示包括複數個溝槽204之光耦合元件200，各溝槽204界定相對的前端208及後端212。溝槽204可沿著第一軸D延伸，且沿著垂直於D的第二軸E以節距PP配置。節距PP可係250微米、160微米或任何其他合適的距離。光纖剝離區段158之一部分可藉由所屬技術領域中具有通常知識者已知之黏著劑、化學附接或機械附接技術來至少部分設置(並固定)在溝槽204之一者內。光纖緩衝器端154可設置在鄰近前端208的溝槽204外側。在一些實施例中，緩衝器138之最大橫向尺寸LD1在光纖緩衝器端154處實質上大於PP，緩衝器138之最大橫向尺寸LD2在遠離光纖緩衝器端154實質上等於PP，且最大橫向尺寸在光纖緩衝器端154處實質上並非沿著第二軸E。LD1及LD2可自緩衝器138之一側測量至緩衝器138的另一側。此外，雖然以與圖2之套接管104類似的方式繪示，但圖7僅繪示光耦合元件200的一例示性實施例。

圖8至圖12繪示用於修飾包括複數個光纖116之光學帶112之裝置300的例示性實施例。如所述，各光纖116可包括光纖連接部分184及光纖自由部分180。裝置300可包括界定第一通道308的第一構件304(圖8)及界定第二通道316之第二構件312(圖9)。第一構件304可經調適以接收光纖連接部分184，且亦可經調適以固定並保持光纖連接部分184。第一構件304(且特別係第一通道308)可藉由機械、黏著劑、化學、或任何其他通常已知的連接技術來保持、固定及/或接收光纖連接部分184。在一些實施例中，當光纖連接部分184係藉由第一構件304(具體而言，第一通道308)接收、固定及/或保持時，光纖連接部分184可在第一構件304旋轉時連同第一構件304移動。

第二構件312可經調適以接收光纖自由部分180，且亦可經調適以固定並保持光纖自由部分180。第二構件312(且特別係第二通道316)可藉由機械、黏著劑、化學、或任何其他通常已知的連接技術來保持、固定及/或接收光纖自由部分180。在一些實施例中，當光纖自由部分180係藉由第二構件312(具體而言，第二通道316)接收、固定及/或保持時，光纖自由部分180可在第二構件312旋轉時連同第二構件312移動及/或可藉由第二通道316維持保留。

第二構件312亦可界定腔320，第一構件304之至少一部分可設置至該腔中。在一些實施例中，第一構件304之一部分設置在腔320內，使得第一構件304可相對於第二構件312在腔320內旋轉。在一些實施例中，第二通道316可接收、固定及/或保持光纖自由部分180，且第一通道308可接收、固定及/或保持光纖連接部分184，同時第一構件304之一部分設置在腔320內，如在圖11中最佳顯示者。

在一些實施例中，第二構件312相對於第一構件304旋轉，同時光纖自由部分180經接收、固定及/或保持在第二通道316內，且同時光纖連接部分184經接收、固定及/或保持在第一通道308內，如在圖12中最佳顯示者。在一些實例中，在此一旋轉之前，光纖自由部分180沿著第一軸X延伸且沿著正交的第二軸Y配置，且在此一旋轉之後，光纖自由部分180沿著第一軸X延伸且沿著正交的第三軸Z配置。在一些實例中，此一程序可由圖4A及圖4B繪示。

在一些實施例中，第二構件312相對於第一構件304旋轉，同時光纖自由部分180經接收、固定及/或保持在第二通道316內，且同時光纖連接部分184經接收、固定及/或保持在第一通道308內。在一些實例中，在此一旋轉之前，光纖自由部分180沿著第一軸 X延伸且沿著正交的第二軸Y配置，而各光纖自由部分180具有繞第一軸X之原始角度定向，且在此一旋轉之後，光纖自由部分180沿著第一軸X延伸且沿著正交的第三軸Z配置，而各光纖自由部分180保持繞第一軸X之原始角度定向。在一些實例中，此一程序可由圖4A、圖4B、及圖4C繪示。

在一些實施例中，所揭示者係一種修飾光纖帶112之方法400。此一方法係藉由圖13來例示性地說明。方法400可包括步驟404：提供光纖帶112，該光纖帶包括複數個光纖116，各光纖116可包括由一覆層134環繞之一核心130，該覆層係由一緩衝器138環繞，各光纖116可包括光纖116與相鄰光纖116斷開之一自由部分180，且自由部分180可沿著第一軸X延伸且可沿著正交之第二軸Y配置，各光纖116可進一步包括光纖116連接至至少一相鄰光纖116之一連接部分184，連接部分184可沿著第一軸X延伸且可沿著第二軸Y配置(404)。方法400亦可包括(步驟408)沿著第三軸Z配置自由部分180，同時連接部分184保持沿著第二軸Y配置，第三軸Z可正交於第一軸X及第二軸Y之各者。此外，方法400亦可包括(步驟412)自至少一自由部分180剝離緩衝器138之至少一些，同時自由部分180沿著第三軸Z配置，且連接部分184沿著第二軸Y配置。

在一些實施例中，所揭示者係一種修飾光纖帶112之方法500。此一方法係藉由圖14來例示性地說明。方法500可包括步驟504：提供光纖帶112，該光纖帶包括複數個光纖116，各光纖116可包括由一覆層134環繞之一核心130，該覆層係由一緩衝器138環繞，各光纖116可包括光纖116與相鄰光纖116斷開之一自由部分180，且自由部分180可沿著第一軸X延伸且可沿著正交之第二軸Y配置，自由部分180之各者亦可包括繞第一軸X之原始角度定向。方法500亦可包括(步驟508)沿著第三軸Z配置自由部分180，同時保持繞第一軸X之原始角度定向(508)。最後，方法500可包括(步驟512)自至少一自由部分180剝離緩衝器138之至少一些，同時自由部分180係沿著第三軸Z配置，且具有繞第一軸X之原始角度定向(512)。

除非另有所指，本說明書及申請專利範圍中用以表達特徵之大小、數量、以及物理性質的所有數字，皆應理解為在所有情況下以用語「約(about)」修飾之。因此，除非另有相反指示，否則在前述說明書以及隨附申請專利範圍中所提出的數值參數係近似值，其可依據所屬技術領域中具有通常知識者運用本文所揭示之教示所欲獲得的所欲特性而有所不同。

如本說明書以及隨附申請專利範圍中所使用，單數形「一(a、an)」以及「該(the)」涵蓋具有複數個指稱物的實施例，除非內文明確另有所指。如本說明書及隨附申請專利範圍中所使用，用語「或(or)」通常係以包括「及/或(and/or)」之含義採用，除非內文明確另有所指。

若在本文中使用空間相關用語，包括但不限於「下(lower)」、「上(upper)」、「之下(beneath)」、「下方(below)」、「上方(above)」、以及「上面(on top)」，是為了便於描述一元件與其他元件的空間關係。除了圖中所繪示及本文所述之特定定向之外，此類空間相關用語還涵蓋了裝置於使用或操作中的不同定向。例如，若圖中繪示之物體經倒轉或翻轉，先前描述為在其他元件下面或之下的部分，會變成在該等其他元件的上方。

如本文中所使用，當一元件、組件或層例如描述成與另一元件、組件或層形成一「重合介面(coincident interface)」、在另一元件、組件或層「上(on)」、或者是「連接至(connected to)」、「耦合於(coupled with)」、或「接觸(in contact with)」、或「相鄰於(adjacent to)」另一元件、組件或層，此可係直接在其上、直接連接至、直接耦合於、直接接觸，或例如中介元件、組件、或層可能在該特定元件、組件、或層上，或者是中介元件、組件、或層可能連接、耦合或接觸該特定元件、組件或層。例如，當一元件、組件或層被稱為「直接位於」另一元件「上」、「直接連接至」或「直接耦合至」另一元件、或「直接與」另一元件「接觸」時，則舉例來說，不存在任何中間元件、組件或層。

於上文中引用的文獻、專利、及專利申請案特此以一致的方式全文以引用方式併入本文中。若併入的文獻與本申請書之間存在不一致性或衝突之部分，應以前述說明中之資訊為準。

除非另外指示，否則對圖式中元件之描述應理解成同樣適用於其他圖式中相對應的元件。雖在本文中是以具體實施例進行說明及描述，但所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解可以各種替代及/或均等實施例來替換所示及所描述的具體實施例，而不偏離本揭露的範圍。本申請案意欲涵括本文所討論之特定具體實施例的任何調適形式或變化形式。因此，本揭露意圖僅受限於申請專利範圍及其均等者。