TWI635332B - 帶有黏合材料的光學連接器 - Google Patents

Abstract

本文提供一種預載黏合劑的光纖連接器。光學連接器包括具有通道的本體，該通道具有自本體之第一面向內延伸的第一區段、自本體之第二面向內延伸的第二區段以及位於第一區段與第二區段之間的過渡區段。通道之第一區段具有第一寬度且通道之第二區段具有第二寬度，該第二寬度小於第一寬度。可熔黏合劑組成物位於通道之過渡區段內且經配置以在黏合劑組成物之熔化及凝固後將光纖結合至第二區段之內表面。

Description

帶有黏合材料的光學連接器

本發明係關於帶有黏合材料的光學連接器。

【交叉引用】

本申請案主張2013年6月3日申請之美國申請案第13/908,227號之優先權權益，該申請案之內容為本文之依據並且全文以引用之方式併入本文中。

本揭示案大體而言係關於光纖連接器且更特定而言係關於具有用於耦接至光纖的黏合劑的光纖連接器。光纖在多種電子及電信領域中的使用已日益增加。光纖可耦接至光學連接器(例如，套圈)。連接器允許光纖耦接至多種裝置，例如各種電子裝置、其他光纖等。

不允許本文中引用之任何參考構成先前技術。申請人明確地保留質疑任何引用文件之準確性及相關性的權利。

本揭示案之一個實施例係關於預載黏合劑的光纖連接器。光纖連接器包括本體及通道，該本體具有第一面及第二面，該通道界定在本體中且在第一面中形成之第一開口與 第二面中形成之第二開口之間延伸。通道經配置以接收光纖。通道包括第一通道區段，該第一通道區段自第一面向內延伸且具有第一寬度。通道亦包括第二通道區段，該第二通道區段自第二面向內延伸且具有第二寬度。第二寬度小於第一寬度。通道亦包括過渡區段，該過渡區段位於第一通道區段與第二通道區段之間。黏合劑組成物位於過渡通道區段內且為固體材料。黏合劑組成物經配置以在黏合劑組成物之熔化及凝固後將光纖結合至第二通道區段之內表面。

在一些實施例中，黏合劑組成物位於過渡區段內，阻塞第二通道區段之內端處的內入口。過渡區段可具有第一末端及第二末端，其中第一通道區段之內端過渡至過渡區段之第一末端中且過渡區段之第二末端過渡至第二通道區段之內端中。

在進一步實施例中，第一通道區段為圓柱孔，該圓柱孔自第一面延伸至過渡區段之第一末端且第一寬度為第一直徑。第二通道區段為圓柱孔，該圓柱孔自第二面延伸至過渡區段之第二末端且第二寬度為第二直徑。第一直徑為第二直徑的至少兩倍。額外地，第一通道區段之軸向長度大於本體之軸向長度的一半，且第二通道區段之軸向長度大於過渡區段之軸向長度且小於本體之軸向長度的三分之一。

此等實施例及其他實施例中的過渡區段可具有可變寬度，該可變寬度隨著與第二面之距離減少而減少。舉例而言，過渡可包括截頭圓錐形的內表面，該截頭圓錐形的內表面可位於本體之軸向中點與第二面之間。

額外地，在此等實施例及其他實施例中，黏合劑組成物可為固體粉狀黏合劑組成物，該固體粉狀黏合劑組成物經由過渡區段內固體粉狀黏合劑之壓縮耦接至過渡區段。舉例而言，黏合劑組成物可包含可交聯樹脂及耦聯劑，且在一些實施例中，每100重量份可交聯樹脂可具有0.1至10重量份之間耦聯劑。

本文亦提供形成光纖連接器(諸如上述光學連接器)之方法。一種此方法包含提供光纖連接器之本體及通道，將黏合劑組成物放置在通道之過渡區段內，及在不將光纖連接器耦接至光纖之情況下在放置步驟後將光纖連接器儲存至少一天。

在一些實施例中，該等方法可另外包含將黏合劑組成物製備為固體粉末。在此等實施例中將黏合劑組成物放置在過渡區段內包含經由壓縮將固體粉末耦接至過渡區段內的本體。該等方法可進一步包含：在黏合劑組成物之熔化溫度以上加熱黏合劑組成物，藉此使得固體粉末變為可流動的；經由光纖接收通道插入光纖；以及冷卻本體以凝固黏合劑組成物，並且藉此將光纖固定在第二通道區段內。

將在以下詳細描述中闡述額外特徵及優點，且額外特徵及優點將部分地對於熟習此項技術者顯而易見或藉由實踐書面描述及申請專利範圍中描述的實施例以及所附圖示來瞭解。

應理解，前述一般描述及以下詳細描述兩者僅為示例性的，且意欲提供綜述或框架以理解申請專利範圍之性質 及特性。

包括隨附圖式以提供進一步瞭解且併入本文中並形成本說明書之一部分。圖式圖示一或多個實施例，且連同描述用以解釋各種實施例之原理及操作。

10‧‧‧光纖連接器總成

12‧‧‧殼體

14‧‧‧捲曲體

16‧‧‧套圈

18‧‧‧套圈保持器

20‧‧‧本體

22‧‧‧第一面

24‧‧‧第二面

26‧‧‧中心通孔

28‧‧‧通孔區段

30‧‧‧微孔

32‧‧‧錐形區段

34‧‧‧黏合劑塞

40‧‧‧加熱口

42‧‧‧開口

44‧‧‧反光板

46‧‧‧CO₂雷射束

50‧‧‧夾緊部件

52‧‧‧內部

54‧‧‧光纖

56‧‧‧黏合劑材料

58‧‧‧黏合劑

60‧‧‧內端

62‧‧‧第一末端

64‧‧‧第二末端

66‧‧‧內端

70‧‧‧外表面

72‧‧‧內表面

74‧‧‧縱軸

76‧‧‧軸向中點

第1圖為根據示例性實施例之光學連接器之透視圖。

第2圖為根據示例性實施例之光學連接器之剖視圖。

第3圖為類似第2圖之剖視圖但根據示例性實施例圖示正加熱之光學連接器之部分。

第4圖為類似第2圖之剖視圖但根據示例性實施例圖示正插入光學連接器中的光纖。

第5圖為在第4圖中圈出的區域的詳細圖。

第6圖為根據示例性實施例之光學連接器之剖視圖。

第7圖為根據示例性實施例之多光纖連接器之透視圖。

大體參考圖式，圖示預載黏合劑組成物的光學連接器的各種實施例。大體而言，光學連接器包括在第一末端(例如，第一面)與第二末端(例如，第二面)之間延伸的中心光纖接收通道或通孔(亦被稱為「套圈孔」)。光纖接收通道包括自第一面向內延伸的大直徑通道區段及自連接器之第 二面向內延伸的小直徑通道區段(亦被稱為「微孔區段」或簡言之「微孔」)。微孔區段經調整尺寸以接收在光纖外表面與微孔內表面之間具有少量間隙的光纖。過渡區段位於大直徑通道區段與微孔之間且可為提供自大直徑通道區段至微孔之小直徑的過渡之錐形或截頭圓錐形區段。

可熔實質上固體黏合劑組成物預裝至光學連接器中且主要維持在過渡區段中及/或大直徑通道區段中。當光學連接器待耦接至光纖時，在含有預裝黏合劑組成物之位置處可例如經由一或多個雷射將熱集中在光學連接器上使得黏合劑組成物熔化。當黏合劑熔化時，光纖自第一面至第二面通過連接器，且光纖通過熔化之黏合劑組成物帶動熔化之黏合劑隨光纖進入微孔中。過渡區段之角度充當將光纖頂端引導至微孔中且亦充當成漏斗形使熔化之黏合劑組成物進入微孔中。大直徑通道區段及過渡區段之大直徑(相比微孔之直徑)在加熱前提供足夠空間以將黏合劑組成物儲存在連接器之通孔內。

如下文更詳細論述，加載至連接器中的可熔黏合劑組成物可為在相對較高溫度(例如，高於290攝氏度之溫度)下熔化且一旦冷卻亦快速凝固、變硬或固化的黏合劑。由於本文中所論述之黏合劑組成物在加熱後快速凝固以將光纖結合在連接器內，本文中所論述之光學連接器可實質上增加光纖可耦接至連接器的速率。相較於需要相對較長時間固化以將光纖結合至連接器的典型光纖連接器黏合劑，本文中所論述之位於連接器內的黏合劑的快速凝固可在光纖連接器附接 期間提供實質上增加的通量。增加之通量在光纖連接器處理期間(而不是由較長黏合劑固化時間導致的批處理)亦可允許單片流過。進一步地，本文中所論述之可熔黏合劑組成物之每一者可為固體、固體粉狀或其他穩定形態的穩定組成物以使得黏合劑組成物可在黏合劑組成物之熔化及耦接至光纖前加載至連接器之通道中一長時間(例如，1天以上、一周以上、一年以上)。因此，光學連接器及預裝之黏合劑組成物可去除在插入光纖前立即將黏合劑注入或另外放置至光學連接器中的必要。

參考第1圖，根據示例性實施例圖示機械的光纖連接器總成10。大體而言，連接器總成10包括殼體12及捲曲體14。光纖連接器位於殼體12內，如套圈16所示。大體而言，連接器總成10在將套圈16耦接至光纖所需的各種處理步驟期間保持套圈16。

參考第2圖，圖示連接器總成10之剖視圖。連接器總成10包括位於殼體12內的套圈保持器18。套圈保持器18嚙合套圈16之外表面，藉此將套圈16保持到位。

如圖所示，套圈16通常包括本體20。在所示實施例中，本體20為包括在第一末端處的第一面22及在第二末端處的第二面24的實質圓柱體。圖示為中心通孔26的光纖接收通道經由本體20且在第一面22與第二面24之間延伸。中心通孔26包括圖示為通孔區段28的第一區段、圖示為微孔30的第二區段及圖示為錐形區段32的過渡區段。大體而言，通孔區段28具有大於微孔30之直徑的直徑，且錐形區 段32具有隨至第二面24之距離減少而減少之直徑(例如，在第2圖之定向中自左向右的方向上)。錐形區段32之遞減直徑提供自通孔區段28之較大直徑至微孔30之較小直徑的過渡。在圖示實施例中，本體20為形成中心通孔26的單個整片材料。

圖示為黏合劑塞34的黏合劑組成物或結合劑位於套圈16之中心通孔26內。如下文更詳細論述，黏合劑塞34之黏合劑組成物為經配置以將光纖結合至在微孔30內的套圈16的可熔材料。在各種實施例中，黏合劑塞34為實質上固體或固體粉末，該固體或固體粉末在光纖待耦接至套圈16前可預載或儲存在套圈16內達大量時間(例如，一小時、一天、一年等)。在一個此實施例中，可由套圈製造商將黏合劑塞34形成在套圈16內。

如圖所示，黏合劑塞34主要位於錐形區段32內及通孔區段28之內端內，且自錐形區段32至微孔30位於入口附近。在一個實施例中，當套圈16在正常處理溫度下或在室溫下時(例如，約15℃至30℃之間，低於40℃等)，黏合劑塞34實質上為固體以使得黏合劑塞34在錐形區段32之相對內表面之間延伸及實質上自錐形區段32將開口阻塞至微孔30中。

大體而言參考第3圖至第5圖，根據示例性實施例圖示黏合劑塞34之熔化及光纖至套圈16之耦接。參考第3圖，在一個實施例中，連接器總成10經配置與集中熱量至套圈16上的加熱系統結合使用，以此方式使得在第一面22及/ 或鄰近第一面22之套圈16之本體20的近似三分之一未達到足夠高以損害殼體12及/或捲曲體14之溫度的情況下熔化黏合劑塞34。

參考第3圖，圖示套圈16由加熱口40支撐。加熱口40包括開口42，且當在加熱口40內支撐時，套圈16之第二面24經由開口42延伸。加熱口40包括圍繞開口42的反光板44。反光板44包括關於套圈16定位的成角度反射表面以將熱量集中至套圈16之部分上以熔化黏合劑塞34。在一個實施例中，由CO₂雷射束46完成加熱，由反光板44將CO₂雷射束46集中至套圈16之近似前三分之一(即鄰近第二面24的套圈16的三分之一)上。

在各種實施例中，熱量集中至包括黏合劑塞34及微孔30的套圈16之部分上以使得套圈16之其他區域的加熱受限制的同時熔化黏合劑塞34。在一個實施例中，在加熱期間，包括黏合劑塞34的套圈16之部分加熱至290℃以上，而套圈16之第一面22之溫度維持在250℃以下。在另一實施例中，在加熱期間，包括黏合劑塞34的套圈16之部分加熱至350℃以上，而套圈16之第一面22之溫度維持在250℃以下。在另一實施例中，在加熱期間，包括黏合劑塞34的套圈16之部分加熱至400℃以上，而套圈16之第一面22之溫度維持在250℃以下。在另一實施例中，在加熱期間，包括黏合劑塞34的套圈16之部分加熱至350℃以上，而套圈16之第一面22之溫度維持在200℃以下。在另一實施例中，在加熱期間，包括黏合劑塞34的套圈16之部分加熱至400℃與600℃之間， 而套圈16之第一面22之溫度維持在250℃以下。

在一個實施例中，殼體12包括夾緊部件50，且在此等實施例中，套圈16包括自殼體12內的夾緊部件50向內定位的內部52。在第3圖之定向中，套圈16之內部52為位於夾緊部件50之左邊的套圈16之部分。在此等實施例中，在黏合劑34之加熱及熔化期間，套圈16之內部52維持在將損害殼體12的溫度以下。在一個此實施例中，包括黏合劑塞34的套圈16之部分加熱至290℃以上，而套圈16之內部52之溫度維持在250℃以下。在另一實施例中，包括黏合劑塞34的套圈16之部分加熱至290℃以上，而套圈16之內部52之溫度維持在200℃以下。在另一實施例中，包括黏合劑塞34的套圈16之部分加熱至350℃以上，而套圈16之內部52之溫度維持在200℃以下。在另一實施例中，包括黏合劑塞34的套圈16之部分加熱至400℃與600℃之間，而套圈16之內部52之溫度維持在200℃以下。

通孔區段28之較大直徑(相比微孔30之較小直徑)導致正填充空氣之套圈16之體積之較大部分，且套圈16內的空氣可充當緩衝劑或絕緣體以沿套圈16之長度熱傳遞。因而，如上述所論述，通孔區段28內的空氣的絕緣效應可促使套圈16之內部52於加熱期間維持在低溫。應理解，包括黏合劑組成物的套圈16之部分加熱至的溫度將基於位於套圈16內的特定黏合劑組成物之熔化溫度。

參考第4圖及第5圖，一旦黏合劑塞34已經加熱至黏合劑塞的熔化溫度(例如，290℃、350℃、400℃等)之上， 則黏合劑組成物變為可流動的，允許光纖54經由套圈16之中心通孔26插入。如所示，光纖54在自第一面22向第二面24的方向上插入通孔26中。光纖54通過較大直徑通孔區段28且隨後遇到可流動的黏合劑材料56(亦即熔化之黏合劑塞34)。光纖54通過錐形區段32且進入微孔30中。錐形區段32充當將熔化之黏合劑組成物56使成漏斗形或導向至微孔30中，且熔化之黏合劑組成物56之黏度允許光纖54將黏合劑56引入微孔30中。因而，由於光纖54通過微孔30，黏合劑58之薄層環繞光纖54之外表面且填充光纖54與微孔30之內表面之間的空間。隨後在光纖54在適當位置的情況下，套圈16經冷卻允許熔化之黏合劑凝固，將在適當位置的光纖54結合在微孔30內。在黏合劑組成物凝固後，可執行光制連接器之額外步驟(例如，在第二面24處對光纖54進行拋光)。在一些實施例中，套圈16可經主動冷卻(例如藉由吹風)以加速冷卻及凝固製程。在其他實施例中，套圈16可經被動冷卻，例如藉由僅允許套圈16及黏合劑組成物回到黏合劑組成物凝固之溫度。

參考第6圖，根據示例性實施例圖示包括黏合劑塞34的套圈16的詳細圖。如上所述，套圈16包括自第一面22延伸至第二面24的中心通孔26。在所示之實施例中，第一面22及第二面24之每一者界定在套圈16之各自第一及第二末端處的平面，且該等平面實質上互相平行。然而，在其他實施例中，第一面22及/或第二面24可界定關於彼此成角度定位的平面(亦即非平行平面)。在其他實施例中，第一面22 及/或第二面24可不為平面，且例如可為凸面或凹面。

中心通孔26包括自第一面22延伸至內端60的較大直徑通孔區段28。通孔區段28之內端60過渡至錐形區段32之第一末端62中。錐形區段32自第一末端62延伸至錐形區段32之第二末端64，且第二末端64過渡至微孔30之內端66中。微孔30自內端66延伸至第二面24。因此，以此方式，通孔區段28、微孔30及錐形區段32界定自第一面22延伸至第二面24的連續光纖接收通道。

在各種實施例中，套圈16及特定而言中心通孔26之部分的結構配置、定位及相關尺寸提供具有本文中所論述之各種功能特性的套圈。在所示之實施例中，套圈16實質上為圓柱形的，具有外表面70，其外徑圖示為D1，且通孔區段28及微孔30為圓柱形的或實質上圓柱形的通孔，通孔區段28及微孔30之每一者沿其長度具有恆定的或實質上恆定的直徑。在第6圖中，通孔區段28之內徑圖示為D2，且微孔30之內徑圖示為D3。應理解，在其他實施例中，外表面70、通孔區段28及微孔30可具有非圓形橫截面形狀(例如，橢圓形的、正方形的、長方形的、三角形的等)，且在此等實施例中，外表面70、通孔區段28及微孔30可具有實質上與本文中所論述之D1、D2及D3的各種實施例相配的寬度。

在各種實施例中，通孔區段28之直徑D2之尺寸可允許黏合劑材料容易或有效插入套圈16中以形成黏合劑塞34。進一步地，如上所述，相對外徑D1之較大直徑D2提供較大內腔，該內腔在套圈16加熱期間容納空氣，該空氣可充 當限制套圈16之內部區段52之加熱的緩衝劑或絕緣體。另外，D3經尺寸調整以與光纖54之外徑密切相配但允許黏合劑有足夠空間將光纖54結合在微孔30內。

在各種實施例中，D2可為D1之20%與80%之間，或具體為D1之20%與60%之間，或甚至更具體為D1之30%與50%之間。在特定實施例中，D2為D1之約40%。另外，在各種實施例中，D2可大於D3之兩倍，或具體大於D3之四倍，且甚至更具體大於D3之7倍與9倍之間。在一個特定實施例中，D3為0.1255mm與0.1260mm之間。在一個實施例中，D2為0.250mm與1.0mm之間，且在另一實施例中，D2為0.500mm與1.0mm之間。在特定實施例中，D1為約2.5mm，D2為1mm且D3為約0.1255mm。在另一特定實施例中，D1為約1.25mm且D3為約0.1255mm。

錐形區段32具有在第6圖之定向中自左向右之遞減直徑(例如，錐形區段32之直徑隨著至第二面24之距離減少而減少)，且錐形區段32之遞減直徑提供自D2至D3之過渡。在所示之實施例中，錐形區段32為具有內表面72的實質上截頭圓錐形區段，該內表面72關於套圈16之縱軸74成角度A定位。在各種實施例中，角度A可為30℃與80℃之間，或具體為50℃與70℃之間，且甚至更具體為約60℃。

同時第6圖圖示中心通孔26之過渡區段為截頭圓錐形、錐形區段32，截頭圓錐形、錐形區段32具有與至第二面24的距離成比例(例如，線性相關)的直徑。在其他實施例中，內表面72可具有其他形狀，該等其他形狀大體上具有隨 至第二面24的距離減少而減少的可變寬度/直徑。舉例而言，表面72可包括減少直徑之步驟或可為具有連續彎曲但與至第二面24之距離非線性相關之表面。如上所述，錐形區段32之遞減直徑在插入期間充當將熔化之黏合劑使成漏斗形進入微孔30中及亦充當將光纖54導向至微孔30中。

進一步地，套圈16、通孔區段28、微孔30及錐形區段32之相對長度可進一步促成本文中所論述之功能性。舉例而言，該等相對長度在結構上允許放置鄰近微孔30的黏合劑塞34。如上述所論述，此放置可允許加熱套圈以熔化黏合劑塞34同時限制套圈16之內部之加熱。

如所示，套圈16具有軸向長度L1，通孔區段28具有軸向長度L2，錐形區段32具有軸向長度L3且微孔30具有軸向長度L4。在所示之實施例中，L2大於L3及L4，且L4大於L3。在各種實施例中，L2可大於L1之50%，大於L1之55%或甚至大於L1之60%。L2可為例如L1之50%與70%之間。在各種實施例中，L4可小於L1之40%，小於L1之三分之一或甚至小於L1之30%。L4可為例如L1之20%與40%之間。在各種實施例中，L3可小於L1之30%，小於L1之20%或甚至小於L1之10%。L3可為例如L1之5%與15%之間。

在所示之實施例中，黏合劑塞34主要位於錐形區段32及鄰近其內端60的通孔區段28內。在所示之實施例中，黏合劑塞34之小部分可延伸至微孔30中以使得塞34之黏合劑材料在黏合劑材料熔化前實質上阻塞錐形區段32與微孔 30之間的開口。

在所示之實施例中，黏合劑塞34之全部位於軸向中點76與第二面24之間的中心通孔26內。在各種實施例中，在熔化塞34前，黏合劑塞34之至少80%或至少90%或甚至進一步至少95%可位於軸向中點76與錐形區段32之第二末端64之間。在各種實施例中，黏合劑塞34之大於50%可位於錐形區段32內。在各種實施例中，黏合劑塞34之量可為0.5mg與5mg之間，或0.5mg與3mg之間或甚至更具體為1mg與2mg之間。在特定實施例中，黏合劑塞34之量可為約1.2mg。

在一些實施例中，錐形區段32及通孔區段28在加熱及流進微孔30中之前提供黏合劑材料之儲存區域。在一些此等實施例中，黏合劑塞34之黏合劑材料可包括黏合劑材料之顆粒或球團，該黏合劑材料具有相比微孔30之直徑足夠大的平均直徑，以使得在熔化前將黏合劑材料放入微孔30中是不切實際的。舉例而言，在某些實施例中，黏合劑塞34之黏合劑顆粒之平均直徑可大於D3之25%、大於D3之50%或大於D3之75%。

一般而言，黏合劑塞34可由多種可熔黏合劑組成物形成。在一些實施例中，黏合劑塞34可由具有相對較高熔點(例如，290℃以上)之可熔黏合劑形成。在此等實施例中，高熔化溫度對應一旦停止加熱則相對快速(例如，低於30秒內、低於20秒內、低於15秒內)凝固的黏合劑。相較於使用傳統環氧樹脂耦接的套圈(固化可需要長達20至30分 鐘)，低冷卻/凝固時間允許光纖相對快速耦接至套圈16。另外，在各種實施例中，套圈16之黏合劑組成物可部分地可交聯以使得黏合劑在加熱、熔化及凝固後部分地交聯。若在使用期間套圈/光纖總成到達黏合劑之熔化溫度則此等部分交聯黏合劑隨後抵制再熔化。本文中所揭示之黏合劑組成物之各種實施例亦可具有針對將光纖固定在套圈內之製程的其他想要之特性，諸如但不限於，縮短的製程循環時間、無要求的混合及/或無使用時限事件。

在各種實施例中，套圈16可在遠離光纖附接之時間及位置的時間及/或位置處加載黏合劑塞34。在一個實施例中，黏合劑塞34可在第一實體位置或設備(例如，套圈製造設備)處加載至套圈16中，且隨後加載黏合劑的套圈16可運送至將套圈16耦接至光纖的第二實體位置或設備。因此，黏合劑塞34可以各種方式耦接在錐形區段32內以使得黏合劑塞34在套圈16之處理、運送、包裝等期間保持在套圈16內。

在一個實施例中，黏合劑塞34為固體粉狀黏合劑組成物，該固體粉狀黏合劑組成物在經加熱或另外固化前經由粉狀黏合劑之壓縮耦接在錐形區段32內。在另一實施例中，黏合劑材料經擠壓或注塑成型至錐形區段32中以形成黏合劑塞34，且在此等實施例中，黏合劑材料可包含熱塑性材料。因而，本文中所論述之套圈在加熱以將光纖結合在套圈內前可含有黏合劑材料達一段時間，諸如8小時、16小時、1天、1周、1個月、6個月、1年或甚至若干年。

如本文中所使用，「黏合劑」(或「黏合劑材料」或「黏合劑組成物」)為能夠藉由表面附接一起容納材料的物質。在一個實施例中，黏合劑塞34之黏合劑組成物可大體上包含部分交聯樹脂及耦聯劑。在一些實施例中，每100重量份部分交聯樹脂中可具有約0.1至約10重量份耦聯劑。在各種實施例中，每100重量份部分交聯樹脂中可具有約0.1、約0.5、約1、約2、約4、約6、約8或約10重量份耦聯劑，或上述重量比之任何組合之間的範圍。

如本文中所使用，「熱塑性樹脂」為包含聚合材料之材料，該聚合材料在無聚合物鏈交聯之情況下將在經加熱時重複軟化且在經冷卻時硬化。舉例而言，熱塑性樹脂經由加熱及冷卻循環可重複變軟及變硬。如本文中所使用，「交聯」或「經交聯」是指將一聚合物鏈連接至鄰近聚合物鏈的化學結合，「可交聯」描述當施加足夠熱量時變為至少部分交聯的化學形態。如本文中所使用，「部分交聯」或「經部分交聯」是指將一聚合物鏈連接至鄰近聚合物鏈的化學結合，其中相比熱塑性及熱固性樹脂，並非所有鄰近鏈經結合；「可部分交聯」描述當施加足夠熱量時變為至少部分交聯的化學形態。應理解，當術語「部分交聯」及「可部分交聯」用於描述本文中所描述之黏合劑組成物之聚合物時，在交聯前或交聯後的特定時間正描述同一樹脂。

舉例而言，當樹脂包裝至套圈中且還未經加熱以部分交聯時，樹脂可描述為可部分交聯。加熱後，樹脂可部分交聯。在另一實施例中，樹脂在光纖插入之前緊接在加熱步 驟前可經交聯，諸如若黏合劑組成物在放置至套圈中之前經注塑成型。然而，由於緊接著在插入光纖之前交聯可發生在加熱步驟中，經注塑成型黏合劑組成物仍可描述為可部分交聯。進一步地應理解，當本文中描述黏合劑組成物時，若稱黏合劑組成物包含部分交聯樹脂則等於說黏合劑組成物在交聯步驟之間包含可部分交聯樹脂。連接器總成及熱塑性樹脂針對套圈製造可允許材料以經控制方式流動期間交聯可提供牢固固定結構在一起的持久性，而部分交聯材料可唯一地且協同地具有兩種類型材料的此等優勢。

在一個實施例中，黏合劑組成物可包含以下特性，即至少約5%重量比的樹脂經交聯或可交聯，且至少約5%重量比的樹脂未交聯或不可交聯。在另一實施例中，黏合劑組成物可包含以下特性，即至少約10%重量比的樹脂經交聯或可交聯，且至少約10%重量比的樹脂未交聯或不可交聯。在另一實施例中，黏合劑組成物可包含以下特性，即至少約20%重量比的樹脂經交聯或可交聯，且至少約20%重量比的樹脂未交聯或不可交聯。

在一些實施例中，部分交聯樹脂材料可具有在至少約為250℃、270℃或290℃之溫度下的熔點。在一些實施例中，部分交聯樹脂材料可在至少約為300℃、325℃或350℃之溫度下於存在空氣時交聯。額外地，部分交聯樹脂可能夠在低於約5分鐘、3分鐘、1分鐘、30秒或甚至15秒內結合。在包含之實施例中，部分交聯樹脂不需要混合、不用除氣及/或不具有使用時限事件。在一個實施例中，黏合劑組成物可 包含一或多個部分交聯樹脂，諸如但不限於部分交聯聚合(聚苯硫醚)。

在其他實施例中，黏合劑組成物可包含一或多個部分或非部分交聯樹脂，諸如但不限於，聚合(聚苯硫醚)、聚醯胺-醯亞胺、液晶高分子、聚醚酮、環烯烴共聚物或以上之組合。舉例而言，聚合(聚苯硫醚)可包含但不限於，來自得克薩斯州Chevron Phillips Chemical Company LLC of The Woodlands之Ryton® V-I或來自德國Ticona GmbH of Frankfurt之Fortron® 0205P4或Fortron® 0203P6。聚合(聚苯硫醚)可包含但不限於沙特阿拉伯SABIC of Riyadh之Sabic SA-102。液晶聚合物可包含來自美國肯塔基州(KY)Ticona of Florence之Veectra® A950 VF300I。聚醚酮可包含來自比利時Solvay S.A.of Brussels之Ketaspire® KT-85I。環烯烴共聚物可包含來自Topas Advanced Polymers之TOPAS® 5013L-10。

耦聯劑可包含多種一或多個適當的耦聯劑。在一個實施例中，耦聯劑可包含環氧樹脂、氨基或巰基功能性矽烷。耦聯劑上的矽烷基可包含烷氧基矽烷、酮肟基矽烷、乙醯氧基矽烷。或者或結合上述矽烷耦聯劑，耦聯劑可包含鋯酸鹽、鈦酸鹽或以上之組合。在一個實施例中，耦聯劑可包含丙氧基，諸如伽馬-丙氧基。舉例而言，耦聯劑可包含自康涅狄格州(CT)Crompton Corp.of Middlebury之Silquest® A-I87、Silquest® A-1100或自新澤西(NJ)Kenrich Petrochemicals,Inc.of Bayonne之Ken-React® KR55。

耦聯劑及部分交聯樹脂之組合可產生增強之黏合強 度。特定而言，耦聯劑可提供以下兩者之間的化學耦聯：a)光纖及/或套圈之無機表面，與b)黏合劑之聚合物基體。冷卻後，可能不具有可與無機表面反應之官能基的部分交聯樹脂可藉由耦聯劑共價結合至光纖或套圈之一或兩者。耦聯劑可包含特定能夠共價結合至無機材料的官能基及特定能夠與有機官能基反應的基。耦聯劑上的有機官能基可包含環氧樹脂、氨基、巰基、丙烯酸酯或任何其他有機官能基。在一個實施例中，耦聯劑上與無機材料反應之官能基可為烷氧基矽烷。其他可能基包括肟或乙醯氧基矽烷。除矽烷耦聯劑之外，鋯酸鹽及鈦酸鹽亦經顯示具有此等耦聯能力。

本文中所描述之黏合劑組成物可進一步包含至少一種熱固性樹脂。多種熱固性樹脂材料可作為黏合劑組成物之組分。如本文中所使用，「熱固性樹脂」為包含至少一種聚合材料之材料，該至少一種聚合材料將經歷或已經歷在熱、催化劑、紫外光等之作用下的化學反應，導致相對難熔狀態。適當的熱固性樹脂之實例可包括但不限於環氧樹脂，諸如雙酚基A環氧或環氧novo lacs(epoxy novo lacs)。在一個實施例中，每100重量份部分交聯樹脂中可具有約1至約85重量份之間的熱固性樹脂。在各種實施例中，每100重量份部分交聯樹脂中可具有約1、約5、約10、約30、約50、約70、約80或約85重量份熱固性樹脂，或上述重量比之任何組合之間的範圍。

熱固性樹脂及部分交聯樹脂之組合可產生增強之黏合強度。特定而言，在300℃以上之溫度下固化後，黏合劑可 貫穿基底形成熱塑性塑料之統一系統及交聯網路結構。交聯結構不僅可由熱固性塑料形成而且可由熱塑性塑料及熱固性塑料形成。舉例而言，部分交聯熱塑性樹脂可藉由聚合物鏈之末端處的酚基在升高溫度下與熱固性樹脂反應。形成之網路結構可改良黏合劑及對應光纖連接器之完整性以抵制環境老化及剪切應力下之蠕動且促進基板上的結合強度。

在一個實施例中，黏合劑組成物可進一步包含固化劑。若黏合劑組成物包含此熱固性樹脂，則固化劑可幫助固化諸如環氧樹脂的熱固性樹脂，及/或可幫助固化耦聯劑。舉例而言，固化劑可與耦聯劑及/或熱固性樹脂之環氧基反應。固化劑可包含一或多個可獲得的固化劑，諸如但不限於酸酐固化劑、醯胺固化劑、芳香胺固化劑、二酐、一元酸酸酐、胍化合物、氨固化劑或以上之組合。舉例而言，固化劑可包含雙氰胺、焦蜜石酸二酐、十二烷基琥珀酸酐、糖醛、尿素、三聚氰胺、雙氰胺或以上之組合。在一個實施例中，黏合劑組成物在每100重量份耦聯劑中進一步包含約0.2至約50重量份之間的固化劑。在各種實施例中，每100重量份耦聯劑中可具有約0.2、約0.5、約1、約5、約10、約20、約30、約40或約50重量份固化劑，或上述重量比之任何組合之間的範圍。在另一實施例中，黏合劑組成物在每100重量份熱固性樹脂中進一步包含約0.2至約50重量份之間的固化劑。在各種實施例中，每100重量份熱固性樹脂中可具有約0.2、約0.5、約1、約5、約10、約20、約30、約40或約50重量份固化劑，或上述重量比之任何組合之間的範圍。在又一實 施例中，黏合劑組成物在每總和為100重量份的熱固性樹脂及耦聯劑中進一步包含約0.2至約100重量份之間的固化劑。在各種實施例中，每總和為100重量份的熱固性樹脂及耦聯劑中可具有約0.2、約0.5、約1、約5、約10、約30、約50、約70、約90或約100重量份固化劑，或上述重量比之任何組合之間的範圍。

在一個實施例中，黏合劑組成物可進一步包含一或多個填充材料。填充材料可為礦物組成物，諸如金屬之焦磷酸鹽之至少一者。舉例而言，金屬可包含鈷或鎂，諸如填充材料為焦磷酸鎂、焦磷酸鈷或以上之組合。在一個實施例中，黏合劑組成物在每100重量份部分交聯樹脂中進一步包含約0.5至約85重量份之間的填充材料。在各種實施例中，每100重量份熱固性樹脂中可具有約0.5、約1、約5、約10、約30、約50、約70、約80或約85重量份填充材料，或上述重量比之任何組合之間的範圍。

在一個實施例中，填充材料可包含具有負熱膨脹係數之材料。如本文中所使用，具有負熱膨脹係數之材料是指在部分交聯樹脂之玻璃過渡溫度之接近例如在約50℃、約30℃、約20℃或約10℃之溫度下隨著容量之減少經歷相轉換的材料。具有負熱膨脹係數之材料的內涵物可幫助維持加熱時黏合劑組成物之密度且因此維持黏合劑組成物之容量，以使得黏合劑組成物不會膨脹及施加過度壓力至套圈，在一些情況下導致套圈破裂或斷裂。

應理解，本文中所描述之黏合劑組成物實施例之各 種組分可以本文中所揭示之任何比率以任何結合進行結合。此等各種組分包括部分交聯熱塑性樹脂、耦聯劑、熱固性樹脂、固化劑及填充材料。此外，在黏合劑組成物之理想的特性可由各種組分之僅兩者或多者之組合導致的同時，在本文中包含組分之任何組合。應進一步理解，當提到黏合劑組成物之組分時，在一些實施例中可為選擇性組分且不要求該組分在所有實施例中均在黏合劑組成物中。

舉例而言，在一個實施例中，黏合劑組成物可包含部分交聯樹脂、耦聯劑、固化劑及部分交聯樹脂。黏合劑組成物在每100重量份部分交聯樹脂中可包含約0.1至約10重量份之間的耦聯劑、每100重量份部分交聯樹脂中可包含約0.2至約5重量份之間的固化劑且每100重量份部分交聯樹脂中可包含約0.5至約85重量份之間的填充材料。

在一些實施例中，黏合劑組成物可製備為固體粉末。黏合劑組成物之各種組分中之至少一些可為固體且可研磨至粉末，諸如部分交聯樹脂、熱固性樹脂、固化劑及/或填充材料之任何或所有。固體粉末材料可為完全混合的。在一個實施例中，耦聯劑可為液體。然而，混合物中的耦聯劑之部分可能相對較小，因此耦聯劑可與黏合劑組成物之固體組分中之一者組合且所得之混合物可為自由流動的粉末。舉例而言，在一個實施例中，耦聯劑可在回流條件下在有機溶劑中與熱塑性粉末預先反應。移除溶劑後，保留經處理粉末。在回流溶劑之條件下，一些耦聯劑可能已變為永久結合至聚合物。美國專利第8,696,215號中詳細揭示可用於形成黏合劑 塞34及/或與本文中所論述之光學連接器結合之黏合劑組成物之額外實施例，該專利全文以引用之方式併入本文中。

應理解，雖然第1圖至第6圖描述經設置以耦接至單光纖的黏合劑載入套圈，但是黏合劑組成物、套圈中心通孔結構及黏合劑塞34之結構可用於多種光纖連接器應用中。舉例而言，根據本文中所論述之各種實施例，如第7圖中所示之多光纖連接器100可包括複數個中心通孔26及複數個黏合劑塞34。本文中所論述之原理亦可用於機械對接光纖連接器。美國專利第4,755,018號、第4,923,274號、第5,040,867號及第5,394,496號提供各種單光纖機械對接連接器之實例。美國專利第6,173,097號、第6,379,054號、第6,439,780號及第6,816,661號提供各種多光纖機械對接連接器之實例。

在各種實施例中，提供形成預載在黏合劑組成物內的光纖連接器的方法。該方法包括提供光學連接器，且該光學連接器包括本體及光纖接收通道，該本體具有第一面及第二面，該光纖接收通道界定在該本體中且在第一面中形成之第一開口與第二面中形成之第二開口之間延伸。光纖接收通道包括自第一面向內延伸之第一通道區段，且第一通道區段具有第一直徑。光纖接收通道包括自第二面向內延伸之第二通道區段，且第二通道區段具有第二直徑。第二直徑小於第一直徑。光纖接收通道包括位於第一通道區道與第二通道區段之間的錐形通道區段且具有可變直徑，且錐形區段之可變直徑隨至第二面的距離減少而減少。該方法包括將黏合劑組成物放置在錐形通道區段內且在不將光學連接器耦接至光纖 之情況下於放置步驟後將光學連接器儲存至少一天。在各種實施例中，該方法可包括在錐形通道區段處將黏合劑組成物耦接至本體之內表面。在各種實施例中，耦接步驟包括在放置黏合劑組成物之後凝固錐形通道區段內的黏合劑組成物。在各種實施例中，放置步驟可在第一位置處(例如，製造連接器的設備)進行，且該方法可進一步包括將光學連接器輸送至第二位置，在該第二位置處，光纖耦接至光學連接器。

本文中所論述之光纖可為由玻璃或塑料製成的柔性、透明光纖。光纖可起波導的作用以在光纖兩個末端之間傳輸燈光。光纖可包括由具有低折射率之透明覆蓋材料環繞之透明芯。可藉由全內反射將燈光保持在該芯中。玻璃光纖可包含二氧化矽，但可使用諸如氟鋯酸鹽、氟鋁酸鹽及硫屬化物之一些其他材料以及諸如藍寶石之晶體材料。燈光可藉由具有較低折射率的光學覆蓋導向光纖之芯下方，該光學覆蓋經由全內反射將燈光限制在芯中。覆蓋可由保護其不受潮及/或防止實體損害的緩衝劑及/或另外一或多個塗層進行塗裝。此等塗層可為在拉製製程期間施加至光纖外部之紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯組成物材料。塗層可保護玻璃纖維之纖維束。光纖可包含內部主要塗層及外部次要塗層。光纖塗層可應用在同心層中。

本文中所論述之光學連接器可通常包含陶瓷材料，諸如但不限於氧化鋯、氧化鋁、鈦摻雜氧化鋁、玻璃填充PPS或以上之組合。然而，本文中包含套圈之構造之其他材料，諸如金屬、陶瓷、聚合物或以上之組合。

除非另有明確規定，本文中所闡述之任何方法不意欲解釋為要求以特定順序執行方法之步驟。因此，在方法申請專利範圍未實質上陳述依次步驟之順序或未在申請專利範圍或描述中另明確規定步驟限制為特定順序，則不意欲推斷任何特定順序。

熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離本發明之精神或範疇之情況下進行各種修改及更改。由於對熟習此項技術者來說可能發生合併本發明之精神及實質的所揭示之實施例的修改組合、子組合及變化，本發明應解釋為包括在所附申請專利範圍及其等效物之範疇內的所有。

Claims (9)

1. 一種光纖連接器，該光纖連接器包含：一本體，該本體具有一第一面及一第二面；一通道，該通道界定在該本體中且在該第一面中形成之一第一開口與該第二面中形成之一第二開口之間延伸，該通道經配置以接收一光纖，該通道包含：一第一通道區段，該第一通道區段自該第一面向內延伸且具有一第一寬度；一第二通道區段，該第二通道區段自該第二面向內延伸且具有一第二寬度，其中該第二寬度小於該第一寬度；以及一過渡區段，該過渡區段位於該第一通道區段與該第二通道區段之間；以及一黏合劑組成物，該黏合劑組成物位於該過渡區段內，其中該黏合劑組成物經配置以在該黏合劑組成物之熔化及凝固後將一光纖結合至該第二通道區段之一內表面，其中該過渡區段具有一第一末端及一第二末端，其中該第一通道區段之一內端過渡至該過渡區段之該第一末端中且該過渡區段之該第二末端過渡至該第二通道區段之一內端中；其中當該本體的溫度低於攝氏40度時，該黏合劑組成物為一固體材料，且該黏合劑組成物在該過渡區段的相對內表面之間延伸，使得該第二通道區段之該內端處形成的一開口被該黏合劑組成物阻塞。
2. 如請求項1所述之光纖連接器，其中：該第一通道區段為一圓柱孔，該圓柱孔自該第一面延伸至該過渡區段之該第一末端且該第一寬度為一第一直徑；該第二通道區段為一圓柱孔，該圓柱孔自該第二面延伸至該過渡區段之該第二末端且該第二寬度為一第二直徑；該第一直徑為該第二直徑的至少兩倍；該第一通道區段之一軸向長度大於該本體之一軸向長度的一半；以及該第二通道區段之一軸向長度大於該過渡區段之一軸向長度且小於該本體之該軸向長度的三分之一。
3. 如請求項2所述之光纖連接器，其中該本體具有一外徑且該第一直徑大於該本體之該外徑的30%。
4. 如請求項1所述之光纖連接器，其中該黏合劑組成物之至少95%位於該本體之一軸向中點與該過渡區段之該第二末端之間。
5. 如請求項1至4中任一項所述之光纖連接器，其中該過渡區段具有一可變寬度，該可變寬度隨著與該第二面之一距離減少而減少。
6. 如請求項5所述之光纖連接器，其中該過渡區段包括一截頭圓錐形的內表面，該截頭圓錐形的內表面在關於該本體之一縱軸的30°與80°之間的一角度，其中該截頭圓錐形的內表面自該過渡區段之一第一末端延伸至該過渡區段之一第二末端。
7. 如請求項6所述之光纖連接器，其中該黏合劑組成物為一固體粉狀黏合劑組成物，該固體粉狀黏合劑組成物經由該過渡區段內該固體粉狀黏合劑之壓縮耦接至該過渡區段。
8. 如請求項1至4中任一項所述之光纖連接器，其中該黏合劑組成物為一固體粉狀黏合劑組成物，該固體粉狀黏合劑組成物經由該過渡區段內該固體粉狀黏合劑之壓縮耦接至該過渡區段。
9. 如請求項8所述之光纖連接器，其中該黏合劑組成物包含一可交聯樹脂及一耦聯劑，且進一步其中該黏合劑組成物包含每100重量份該可交聯樹脂具有0.1至10重量份之間該耦聯劑。