TWI241420B - Splice module for use in optical fiber alignment - Google Patents

Description

1241420 玖、發明說明： (一） 發明所屬之技術領域 、 本發明係有關一種使用於光纖校直之接頭模組。 ' (二） 先前技術 日本專利申請案第JP_A 2002-48934號文件中揭示了一 種使用於光纖校直之接頭模組。此接頭模組中存在有一基 板及一模壓板，其中係於該基板內形成有各沿著預定方向 伸展的複數個凹槽。將該模壓板安排於基板上以定義出用 於接收並校直各光纖瑞點的複數個通道。特別是，於該模 _ 壓板上形成有根據個別凹槽進行定位以便實質上擴大各凹 槽端點的複數個引導部分。該接頭模組可能提供了容易插 入的特性。 日本專利申請案第 JP-A 2001-201668號文件中揭示了 一種使用於光纖之接頭模組。此接頭模組中含有兩個平板， 其中一個平板係形成有複數個凹槽，同時將另一個平板安 排其上使各凹槽變得含有用於接收並校直各光纖的複數個 通道。 _ 不過，其中並未考量有關各通道與光纖之間的適用關 係。例如，根據日本專利申請案第JP-A 20 02-48 9 3 4號文件 之接頭模組，會因爲各通道的截面積太大而無法使各光纖 達成精確的校直作用。假如各通道具有很小的截面積，則 可增加其校直精確度。不過，這也增加了將光纖插入該接 頭模組的負擔。這意指截面積很小的通道使吾人很難以該 接頭模組接收很大數目的光纖。 一 5 一 1241420 (三） 發明內容 、 本發明的目的是提供一種接頭模組使之能夠以低負擔、 將光纖插入該接頭模組內。 可將本發明應用在一種用以使各具有預定半徑之第一 和第二光纖之端點呈光學互連的接頭模組上。該接頭模組 包括：一第一平板，其表面上形成接頭模組至少一個凹槽， 亦即沿著預定方向伸展的凹槽（22);以及一第二平板，其 表面係安排在該第一平板的表面上以定義出一用於接收並 校直各光纖端點的通道，其中該通道具有落在垂直於該預 _ 定方向之平面內的內接圓（2 8 )。根據本發明，該內接圓的 半徑（Ri)會比該預定半徑（Rf)還大，其半徑差（D)爲一等於 或小於1 . 0微米且較佳的是落在〇 . 5與1 . 〇微米（兩者都包 含等號）之間的預定半徑差。 (四） 實施方式 參照第1和2圖，一種根據本發明實施例之光纖用機 械式接頭模組1 〇 〇包括一主構件1 〇、第一和第二平板2 0，3 0 以及一擠壓蓋4 0。 籲 如第2圖所示，該主構件1 〇包括一對框架部分1 1及 一基底部分1 2。每一個框架部分1 1都是沿著Y -方向伸展 且係沿著垂直於Y-方向的X-方向安排成與另一框架部分1 1 間隔開。該基底部分1 2係沿著X-方向定位在各框架部分1 1 之間並連接其間。 參照第2到5圖，每一個框架部分1 1都設置有一截止 器部分1 3，此截止器部分係沿著Y -方向定位在框架部分1 1 -6 - 1241420 的中間且其落在垂直於 Y -方向之平面內的截面會大於該框 架部分◦如同日本專利申請案第JP-A 2 0 02 - 4 8 9 3 4號文件中 所說明的，這種型式的接頭模組1 0 0係與各用以支持複數 個光纖的一對栓塞連接器一起使用。將各框架部分Π的一 個端點插入該栓塞連接器內直到該截止器部分1 3撞上該栓 塞連接器的界面部分爲止。同時以另一栓塞連接器收各框 架部分1 1的另一端點直到該截止器部分1 3撞上另一栓塞 連接器的界面部分爲止。因此，在將光纖插入用以相互架 接之接頭模組內時，係依相對於該截止器部分1 3呈對稱的 方式安排各栓塞連接器。 如第2圖和第4圖所示，該框架部分1 1係設置有一對 突起1 4，1 5。突起1 4係沿著Y -方向定位成與突起1 5間隔 開，以致可將對應的截止器部分1 3定位在突起1 4與1 5之 間。各突起1必15係沿著X-方向朝向另一框架部分Η的 對應突起14，15突出。 如第2圖所示，該基底部分1 2係設置有一對滑軌部分 1 6以及一對直立部分！ 7。各滑軌部分1 6皆係沿著Y -方向 定位在該基底部分1 2的個別端點上。每一個滑軌部分1 6 都是沿著X -方向伸展且都是沿著垂直於X -和γ -方向的Z -方向從該基底部分1 2向上突出。各直立部分1 7皆係沿著 X -方向定位在靠近該基底部分1 2的另一端點上且沿著X -方向在各直立部分1 7與該基底部分1 2的個別端點之間留 下相當的距離。各直立部分1 7都是沿著Z-方向從該基底部 分1 2向上突出。各滑軌部分1 6及直立部分1 7會在該基底 - 7 一 1241420 部分1 2上定義出用於接收該第一平板2 0的裝設部分1 8。 如第2、4和6圖所示，每一個直立部分1 7都包括三個部 位1 7a-1 7c，其中中間部位1 7b會比各端點部位丨7a, ] 7c稍 微短些使得該中間部位1 7b構成了 一壓下部分。 如第2和3圖所示，該第一平板2 0係一幾乎呈矩形的 平板且其尺寸可收納並套進該裝設部分1 8。該第一平板2 〇 係由矽製成的但是也可能係由比矽更硬的材料製成的。該 第一平板20具有一上表面2 1以及一裝設於該裝設部分i 8 上的下表面。於該上表面21內，形成有複數個凹槽22。各 凹槽22都是沿著X-方向而安排的。每一個凹槽22都是沿 著Y -方向伸展且具有其落在垂直於Y -方向之平面內亦即落 在XZ平面內的V -形截面。該第一平板20具有與各凹槽22 之個別端點呈連續的斜角邊緣2 3, 24。如第2到4圖所示， 訂定該第一平板20上每一垂直伸展側邊25的尺寸。使得 各滑軌部分1 6不致在從Y -方向觀看各凹槽2 2時隱藏各凹 槽2 2。換句話說，該主構件1 〇的各滑軌部分1 6都是比該 第一平板2 0的各垂直伸展側邊2 5還低。 參照第2到4圖，該第二平板3 0也是一幾乎呈矩形的 平板且可對應於該第一平板2 0訂定其尺寸。該第二平板3 〇 也是由矽製成的但是也可能是由比矽更硬的材料製成的。 該第二平板30具有一上表面31以及一下表面32。該第二 平板3 0之下表面3 2具有一水平平面部分3 3以及斜角邊緣 3 4，3 5 ◦各斜角邊緣3 4，3 5都是沿著X-方向伸展。如第3 和7圖所示，各斜角邊緣3 4 , 3 5會在將該該第二平板3 0安 -8- 1241420 排於該第一平板20上時結合各斜角邊緣23，24定義出各光 纖的插入導引裝置5 0。 . ' 本實施例中，係令該第二平板3 0具有特定高度使得吾 人可在將該第二平板3 0連同該第一平板2 0 —起裝設於該 主構件1 0上時，將其上表面3 1安排在與該直立部分1 7之 中間部位1 7 b相同的位準上，如第3、4和6圖所示。換句 話說，該第一和第二平板2 0 5 3 0沿著Z-方向的總高度係等 於該直立部分1 7之中間部位1 7 b的高度。 如第1到6圖所示，該擠壓蓋4 0具有一頂部平板部分 g 4 1及爲該頂部平板部分4 1設置的一對側壁部分42。各側 壁部分4 2係沿著X -方向形成於該頂部平板部分4 1的相對 邊緣上且係沿著Z -方向向下突出使得該擒壓盖4 0具有落在 XZ平面內的C-形截面。訂定該擠壓蓋40在X-方向上的尺 寸使得吾人可在使該擠壓蓋4 0與主構件1 0結合時將該擠 壓蓋4 0套進該主構件1 〇之框架部分1 1的內部表面上。訂 定各側壁部分42在X-方向上的厚度使得各側壁部分42可 進入該對應框架部分1 1的內部表面與對應的直立部分1 7 φ 之間。 該頂部平板部分4 1具有一開口 43且設置有一沿著X-方向伸展跨越該開口 43的橫樑部分44。使該橫樑部分44 在z 方向的厚度比該頂部平板部分4 1更厚以致該橫樑部分 44會沿著Z-方向向下突出而超出該頂部平板部分4 1。該橫 樑部分44係座落於該直立部分1 7之中間部位1 7b上並依 組合狀態固定住該第一和第二平板2 〇，3 0，如第6圖所示。 1241420 每一個側壁部分4 2都設置有凹陷4 5，4 6。從第2圖可 以_出’係rKf各凹陷4 5，4 6形成於各側壁部分4 2的外側表 面上。如第2圖所示，凹陷4 5會使側壁部分4 2的前方一 側與該頂邰平板部分4 1的上表面互通。凹陷4 6會使側壁 部分4 2的後方一側與該頂部平板部分4 1的上表面互通。 該側壁邰分4 2也設置有一可與凹陷4 6互通的垂直凹陷4 7。 在將第一和第二平板20，3 0裝設到裝設部分丨8上之 後’女排該擒壓蓋4 0使得該擒壓蓋4 0的前方端點對應到 突起1 4的後方表面而該垂直凹陷4 7則收納了其他突起1 5。 當擠壓蓋40向下壓且沿著γ_方向向前移動時，突起14，15 會分別與凹陷4 5，4 6結合並套在一起，如第5圖所示。在 那時，會抓住該第一和第二平板20，30並將之固定在主構 件1 〇與擠壓蓋4 0之間，如第3圖所示。從第1、2和5圖 可以看出，係依可卸除方式將該主構件1 0、第一和第二平 板2 0，3 0及擠壓蓋4 0組合到該接頭模組1 〇 〇內。因此，可 拆除該接頭模組1 〇〇並對各凹槽22進行淸潔。 如第7到9圖所示，在將第二平板3 0安排於第一平板 2 0上的狀態中，係藉由該第二平板3 0覆蓋住各凹槽，且定 義出複數個通道2 6以接收並校直各光纖的端點。每一個通 道26都是沿著Υ-方向伸展且具有落在ΧΖ平面內的封閉截 面。本實施例中，該通道2 6的截面係一內接圓半徑爲Ri 的三角形。因爲光纖200，300的半徑爲Rf，故在半徑Ri 與半徑Rf之間存在有一半徑差D。此半徑差D是用以達成 本發明目的之重要參數且會落在大於等於〇 . 5與小於等於 -10- 1241420 ].0微米之間的範圍內。假如半徑差D落在預定範圍內，用 於使光纖插入通道2 6的力量F 1不會超過0 · 1牛頓。因此，.' 該接頭模組I 〇 〇具有優良的插入容易度。除此之外，由於 半徑差D不致大於1 · Q微米，故該接頭模組][〇 〇具有絕佳 的光纖定位準確度。 如同上述實施例中所解釋的，可用於第一和第二平板2 0， 3 〇的較佳材料爲矽，因爲矽的硬度不致比光纖材料的硬度 小太多故能夠很容易地於第一平板2 0上形成精確的凹槽 2 2。本實施例中，係於一蝕刻程序中施行凹槽2 2的形成作 φ 業。同時在硬度觀點下係使用鉻或鋁當作該第一和第二平 板2 0，3 0的材料。 現在，將參照第1 0到1 3圖解釋本實施例之接頭模組 效應。如第1 0和12圖所示，分別將各對光纖200，3 00插 入通道2 6及一玻璃管4 0 0的孔洞4 0 1內並在進行插入時量 測其插入力量F 1。第1 1和1 3圖分別顯示了根據第1 0和1 2 圖施行的量測結果。於第1 1和1 3圖中，係將插入力量F 1 表爲曲線的縱軸而將樣品編號表爲橫軸。 鲁 第1 1圖中，每一個黑色菱形代表的都是在光纖2〇〇, 300 與內接圓之半徑差D爲0.5微米的條件（同時參見第9圖）下 所需要的插入力量F 1。每一個黑色方塊圖代表的都是半徑 差D爲1 . 〇微米例子裡所需要的插入力量F 1。在半徑差D 爲〇 . 5或1 . 〇微米的任一例子裡，很淸楚的是都能夠以不大 於0.1牛頓的力量將光纖插入凹槽內。 另一方面，在半徑差D爲〇 . 5微米的例子裡，需以〇. 2 -11- 1241420 牛_的力量將光纖插入凹槽內。對不大於〇 .丨牛頓的低插 入力里F 1而言，根據用以連接兩個光纖2 〇 〇，3 〇 〇之玻璃管 4 0 0所需要最小半徑差〇爲1 · 〇微米。 (五）圖式簡單說明 第1圖係用以顯示一種根據本發明實施例之接頭模組 的透視圖。 第2圖係用以顯示第1圖之接頭模組的剖開透視圖。 第3圖係用以顯示第1圖之接頭模組沿著線段丨丨][_ J n 擷取的截面圖示。 _ 第4圖係用以顯不第3圖之接頭模組的剖開截面圖示。 第5圖係用以顯示第1圖之接頭模組沿著線段v-V擷 取的截面圖示。 第6圖係用以顯示第1圖之接頭模組沿著線段ν；μνι 擷取的截面圖示。 第7圖係用以顯示第1圖之接頭模組內所包含之第一 和第二平板組合的透視圖。 第8圖係用以顯示第1圖之接頭模組在箭號Α上的放 馨 大圖示且其中顯示了用於各光纖通道的內接圓。 第9圖係用以顯示通道與光纖之間關係的示意圖。 第1 0圖係用以解釋在將光纖插入根據本發明實施例之 接頭模組內時量測得之力量的示意圖° 第1 1圖顯示的是根據第1 〇圖之量測結果的示意圖。 第1 2圖係用以解釋係用以解釋在將光纖插入比較用實 例之接頭模組內時量測得之力量的示意圖。 1241420 45, 46 凹 陷 47 垂 直 凹 陷 50 插 入 導 引 裝 置 100 機 械 式 接 頭 模組 200， 300 光 纖 對 400 玻 璃 管 40 1 玻 璃 管 之 孔 洞

Claims (1)

1241420 拾、申請專利範圍： 第92 126572號「使用於光纖校直之接頭模組」專利案 (94年4月22日修正） 1· 一種用以使各具預定半徑（Rf)之第一和第二光纖（2〇〇, 3〇〇)之端點呈光學互連的接頭模組（1〇〇)，係包括： 一第一平板（20)，其表面上形成有至少一個凹槽（22) ’亦即沿著預定方向伸展的凹槽（22 ); 一第二平板（30)，其表面係安排在該第一平板的表面 上以定義出一用於接收並校直該第一和第二光纖各端點 的通道（26)，其中該通道（26)具有落在垂直於該預定方 向之平面內的內接圓（28)，該內接圓的半徑（Ri)會比該 預定半徑（R f )大有一等於或小於1 . 0微米的預定半徑差 (D);及 一主構件（10)及一擠壓蓋（40)，其中：該主構件（10) 具有一用於裝設該第一平板（20)及突起（14，15)的裝設 部分（1 8 );該擠壓蓋（40 )則形成有可與突起（1 4，1 5 )結 合並套在一起的凹陷（45，46)，而抓住第一和第二平板 (20，30)並將之固定在主構件（10)與擠壓蓋（40)之間。 2 .如申請專利範圍第1項之接頭模組（1 00 )，其中該預定半 徑差的尺寸係落在0.5與1.0微米（兩者都包含等號）之 間。 3 .如申請專利範圍第1項之接頭模組（1 00 )，其中該凹槽（22 ) 具有V形的截面。 4 .如申請專利範圍第1項之接頭模組（1 00 )，其中該通道（26 ) 具有落在垂直於該預定方向之平面內的封閉截面。 1241420 5 .如申請專利範圍第1項之接頭模組（1 〇〇 )，其中該第一和 第二平板（20，30)都具有等於或高於矽的特定硬度。 6 .如申請專利範圍第5項之接頭模組（1 00 )，其中該第一和 第二平板（20，30)都是由矽製成的。 7 .如申請專利範圍第1項之接頭模組（1 00 )，其中該凹槽（22 ) 具有可藉由蝕刻程序而得到的截面形狀。 8 .如申請專利範圍第1項之接頭模組（1 00 )，其中： 該主構件（1 0 )包括一對框架部分（1 1 )及一基底部分（1 2 ) I 每一個框架部分（11)都是沿著當作預定方向的第一方 向伸展且係沿著垂直於第一方向的第二方向安排成與另 一框架部分（1 1 )間隔開，其中係爲該框架部分（1 1 )設置 有突起（1 4，1 5 )並使之突出於各框架部分（1 1 )之間； 該基底部分（1 2 )係沿著第二方向定位上在各框架部分 (1 1 )之間連接且設置有裝設部分（1 8 ); 該擠壓蓋（40)具有一頂部平板部分（41 )及側壁部分（42) > 各側壁部分（42 )係沿著垂直於該第一和第二方向的第 三方向上從該頂部平板部分（4 1 )的相對邊緣朝基底部分 (1 2 )突出，其中各側壁部分（42 )分別在其外側表面內形 成有凹陷（45，46)。 9 .如申請專利範圍第8項之接頭模組（1 〇〇 )，其中係使各側 壁部分（42 )的外側表面與個別的框架部分（Π )接觸同時 使突起（14，15)與凹陷（45，46)結合。 -2 - 1241420 > 1 0 .如申請專利範圍第 9項之接頭模組（1 00 )，其中： 該頂部平板部分（4 1 )形成有一開口（ 4 3 )以及設置有一 橫樑部分（4 4 ); 該橫樑部分（44 )係沿著第二方向伸展跨越該開口（ 43 ) 並沿著第三方向向下突出而超出該頂部平板部分（4 1 ); 該基底部分（1 2 )係形成有安排成沿著第二方向相互遠 離且沿著第三方向從該基底部分（1 2 )朝頂部平板部分（4 1 ) 突出的兩個直立部分（17)，其中係將各直立部分（17)帶 到可接觸該橫樑部分（44 )處同時將該第一和第二平板（20， 30)放置並固定於該橫樑部分（44)與基底部分（12)之間。