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CN111801613A - 具有热塑性光学粘合剂的光纤接头 - Google Patents

具有热塑性光学粘合剂的光纤接头 Download PDF

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CN111801613A
CN111801613A CN201980015721.0A CN201980015721A CN111801613A CN 111801613 A CN111801613 A CN 111801613A CN 201980015721 A CN201980015721 A CN 201980015721A CN 111801613 A CN111801613 A CN 111801613A
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CN
China
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hot melt
optical
optical fiber
splice
fiber
Prior art date
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Withdrawn
Application number
CN201980015721.0A
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English (en)
Inventor
大卫·斯科特·汤普森
威廉·J·克拉塔诺夫
托米·W·凯利
唐纳德·K·拉森
约瑟夫·D·鲁莱
丹尼尔·J·崔德威尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
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Publication date
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/38Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3801Permanent connections, i.e. wherein fibres are kept aligned by mechanical means
    • G02B6/3803Adjustment or alignment devices for alignment prior to splicing
    • GPHYSICS
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明涉及热塑性/热熔融光学粘合剂在光纤网络中的传输路径中的使用。具体地,示例性热熔融粘合剂可设置在光纤拼接装置中的光纤的终端之间,而基本上不会影响信号传输。

Description

具有热塑性光学粘合剂的光纤接头
技术领域
本发明涉及热塑性或热熔融光学粘合剂在光纤网络中的传输路径中的使用。具体地,示例性光学粘合剂可位于光纤拼接装置中的光纤的终端之间。
背景技术
随着世界对数据的需求不断增加,使用光纤可将更多的数据通过室内/室外电缆光学传输,以在数据中心、中央办公室或企业环境中传送光纤到户(FTTH),以及在光纤回馈回程应用中用于无线传输或光纤接入天线(FTTA)应用。这些应用需要低成本、可靠的方法来连接和终止光纤电缆的末端。
在需要测试通路或重新配置的情况中,由于其耐用的构造,将使用基于套管的连接器(诸如SC、LC、MT格式光纤连接器)。另一方面,在需要最低光学损耗的情况下,使用永久性接头或连接器来连接光学纤维。常规光纤接合技术包括熔接和机械接合。
熔接利用电弧将两根光纤的末端熔合或熔融在一起。接合机是由受过专门培训的技术人员操作的昂贵(3,000美元至10,000美元)、易损坏的仪器。正确使用将实现可靠的低光学损耗接合。熔接是特别吸引人的,其中大量的纤维需要在给定位置处接合。然而,当成千上万的技术人员构建通往各个订阅者的FTTH链路时,为他们配备融合拼接器使成本变得过高。
机械接头采用机械结构以将两个光纤末端对准和夹紧,从而得到低成本安装接头。制备机械接头中的光纤端部并使其匹配并且每次都使玻璃与玻璃紧密接触可能是具有挑战的。例如,工业标准切割器在光纤的端面上提供+/-1度切割角。当两根切割纤维稍微成一定角度并且在机械接头中配合时,在光纤的有源部分之间可出现小气隙。为了减少光学损耗并且来自玻璃-空气-玻璃界面的反射最小化,在光纤接合器处使用折射率匹配凝胶或油以增强机械接头的光学性能。然而,一些使用者担忧折射率匹配凝胶或油会远离接头内的关键互连区域迁移、蒸发和芯吸。
最近,已经描述了利用可见光固化光学粘合剂的接头连接,一旦粘合剂已固化,该接头连接就是永久性的。然而,需要一种准永久性接头,其可被停用来重新加工不标准的连接或断开通过接头接合的光纤。例如,由于需要调整或更改网络中的连接并且需要在安装寿命内连接不同的光纤对,因此可再加工的光纤接头在数据中心和FTTx应用中是重要的。
发明内容
在本发明的第一实施方案中,描述了一种用于连接至少第一光纤和第二光纤的光纤拼接装置。该拼接装置包括由二氧化硅材料制成的拼接元件,该拼接元件具有至少一个光纤对准通道;以及热塑性热熔融粘合剂,该热塑性热熔融粘合剂设置在该至少一个光纤对准通道内。在拼接之后,该至少第一光纤和第二光纤在限定传输路径的光学耦合状态下设置在该光纤接头中,其中该热熔融粘合剂的至少一部分设置在该光路径中该至少第一光纤和该第二光纤的终端之间。
本发明的上面的概述不旨在描述本发明的每个示出的实施方案或每个具体实施。附图及其后的具体实施方式更特别地举例说明这些实施方案。
附图说明
将参考附图进一步描述本发明,其中:
图1A-图1B是根据本发明的第一实施方案的拼接元件的两个视图。
图2A-图2B是利用图1A和图1B的拼接元件的拼接过程的两个视图。
虽然本发明可修正为各种修改形式和另选形式,但其具体形式已在附图中以举例的方式示出,并且将被详细描述。然而,应当理解,本发明不将本发明限制于所描述的特定实施方案。正相反,本发明覆盖落入如由所附权利要求书所限定的本发明的范围内的所有修改、等同物和另选方案。
具体实施方式
在以下优选实施方式的具体描述中,将参考构成其一部分的附图,在这些附图中,以举例说明的方式表示出了能实施本发明的具体实施方案。例示的实施方案并非旨在详尽列举根据本发明的所有实施方案。应当理解,在不脱离本发明范围的情况下,可利用其它实施方案,并且可进行结构性或逻辑性的改变。因此,不能认为以下的详细描述具有限制意义,并且本发明的范围由所附权利要求书限定。
本发明涉及热塑性或热熔融光学粘合剂在光纤网络中的传输路径中的使用。具体地,示例性热熔融光学粘合剂可在光学装置中至少一根光纤的终端与至少第二光学信号传送介质之间使用。第二信号传输介质可以是第二光纤、光波导、透镜和/或光电收发器。在至少一根光纤与第二光学信号传送介质之间的互连点可在室内或室外环境中使用。
在示例性实施方案中,粘合剂可为热塑性光学粘合剂或热熔融光学粘合剂。通过加热至高于其玻璃化转变温度来活化所述粘合剂降低了热熔融粘合剂的粘度,从而允许终止光学介质之间的拼接连接。
迄今为止,热熔融粘合剂传统上已用于以固定的方式将光纤机械地固定在光纤接头和光纤连接器中。热熔融粘合剂尚未在光纤电信的光学路径中使用,并且除用作消费电子显示器的膜叠堆中的层合粘合剂之外,似乎尚未探索用于其它应用中的光学路径。
热熔融粘合剂是非粘性的,并且在其工作温度范围内呈固态。常规的热熔融粘合剂未被设计用于在光学路径中使用或更具体地在光纤拼接应用中使用。例如,在光纤连接器中使用的热熔融粘合剂通常被染成深色以有利于在光纤连接器所需的端接和精整过程期间粘合剂的可视化。3MTM热熔融LC、SC、ST和FC连接器包含热熔融粘合剂以将光纤固定在套管型连接器壳体中,诸如在美国专利4,984,865和7,147,384中所描述的。热熔融剂不在直接的光学路径中,而是提供一种将光纤保持在连接器壳体中的结构性手段。对粘合剂的高度着色使得其不适于在光学路径中使用。
在机械拼接产品中使用热熔融粘合剂为具有各种性能和永久性水平的一系列装置创造了机会。有利地,选择示例性热熔融粘合剂,使得粘合剂在操作温度范围内为固体。热熔融粘合剂在运输或储存期间将不会芯吸走、蒸发、迁移。作为固体,示例性热熔融剂停留在接头内部,直到加热至其熔点(即,热熔融粘合剂将保持不变/完整,直到加热以供使用)。因为本发明的热熔融粘合剂不是交联的,所以可重复地加热该热熔融粘合剂以允许连接、断开或再加工保持在其中的光纤。此外,因为热熔融粘合剂不依赖于暴露在光下来引发粘合剂固化,所以该热熔融粘合剂可用于不透明基底(诸如由金属或不透明塑料和陶瓷制成的拼接装置)中。
热熔融粘合剂可具有非常良好限定的熔融温度,并且在该温度下粘度急剧下降。低粘度给纤维插入和定位提供了有利条件,但可给超过精密陶瓷引擎中的对准区域流动提出了挑战。光学热塑性塑料具有更宽范围的软化温度,从而提供更低的粘度以使光纤能够插入,但不会太低而无法从接头的对准和互连区域流出。
在机械接头中使用热熔融粘合剂可既机械地保护连接在其中的光纤又使该光纤不受环境影响。在一些实施方案中,机械拼接装置可与预先放置在其中的至少一根光纤一起运输。在这种情况下,机械接头可处于打开的未激活位置,在这种情况下,使至少一根光纤的终端设置在机械接头内的热熔融粘合剂内不仅有助于将光纤保持在接头中,而且防止光纤的端面受到污染。在另选实施方案中,可将热熔融粘合剂薄层放置在工厂中制备的光纤的暴露端部上,以保护它们免受碎屑和/或水分的影响。热熔融粘合剂还防止对光纤终端或端面的机械损坏,并且保护暴露的玻璃以免碎裂。
在光纤装置(诸如机械光纤接头)中使用热熔融粘合剂具有优于传统液体粘合剂或折射率匹配凝胶的优点。一般来讲,热熔融粘合剂不能被意外地擦除或移除。此外,在最后的拼接操作下进行加热之前,呈固体的热熔融粘合剂将保持完整。在示例性方面,热熔融粘合剂可均匀且精确地放置在接头中。热熔融粘合剂可以呈片材、膜、杆、纤维或棒、粉末形式的固态形式或作为设置在被连接光纤的裸玻璃部分的外部表面上的涂层引入到接头中,从而实现经济的自动化制造过程。
与将需要过量材料来适应任何移动或迁移的液体或凝胶不同,热熔融剂可以容易地递送到期望位置的形状或形式(例如递送到光纤拼接对准元件的拼接区域的矩形片材,或覆盖预期接合区的平坦圆盘)递送。模制、模切热熔融剂或使热熔融剂成形的其它方法可用于在工厂组装期间以固体形式递送热熔融剂。此外,热熔融粘合剂的直接热分配可用于在组装装置期间将热熔融粘合剂以液体形式递送到光学装置内感兴趣的区。热熔融粘合剂存在许多接头预包装选项。纤维上的涂层、元件表面上的涂层、盘、粉末、片材、晶圆、管、环、复杂的模制形状可在某些设计和配置中具有优点。在优选其它光纤紧固手段的情况下,也可仅将热熔融剂盘施加到光纤尖端。
在另一方面,可将热熔融粘合剂涂覆或分配在机械拼接元件的表面上,以确保充分覆盖光纤并将光纤粘合在最终接头中。另选地,可将热熔融粘合剂递送到拼接元件中的凹坑或贮存器,该凹坑或贮存器进而将液化的热熔融粘合剂在期望的时间处递送到光纤接口。另外,用于热熔融粘合剂的贮存器和v型沟槽的组合可被设计来使用常规流体输送方法将液化的热熔融粘合剂输送到拼接区域。尽管可将特征整合到光学部件/接头设计中以将液化的热熔融粘合剂递送到拼接区域,但是接头中的物理特征不需要包含热熔融粘合剂,因为该热熔融粘合剂在拼接过程开始之前是固体。
可针对拼接装置内的不同功能定制熔融粘度。在接头的中心处可具有低粘度材料以用于润湿光纤接口处的光纤,并且绕接头的周边可设置有高粘度材料以在端接光纤时使用的加热过程期间防止低粘度材料流出。
在另选实施方案中,光学装置中的一些传统塑料部件可由热熔融粘合剂制成或涂覆有热熔融粘合剂。当熔融时,它们将在结构上将光学装置粘结在一起,从而将剩余的装置部件(塑料或陶瓷等)接合在一起。这可提供比传统塑料闩锁或弹簧机构更强的结构粘结。
当热熔融粘合剂用来将两根光纤互连时,将产生可再加工的永久性光纤接头,其中热熔融粘合剂的至少一部分将设置在光学信号路径中。因此,示例性热熔融粘合剂应在光纤要承载的信号波长下具有高光学透射率(>95%)。在示例性方面,热熔融粘合剂可与光纤芯的折射率匹配,以减少由于背反射引起的信号损耗,从而避免使光纤顶端成角度以减少反射的需要。对于多模光纤而言,通信波长为850nm和1300nm,并且对于单模光纤而言,通信波段约为1250nm至1675nm。
在一个方面,示例性热熔融粘合剂应当具有低dn/dT的温度稳定的折射率,使得粘合剂与光纤的折射率在高于外部设备温度条件保持匹配。
在示例性方面,粘合剂中聚合物的分子量可足够低以保持足够低的粘度。例如,粘合剂的分子量可低于50,000g/mol、或低于40,000g/mol、或低于30,000g/mol、或低于20,000g/mol、或低于10,000g/mol。
在另一方面,热熔融粘合剂的热膨胀应与工作温度范围内的光纤和/或拼接元件匹配。
在另一方面,热熔融粘合剂的热膨胀应与工作温度范围内的光纤和/或拼接元件匹配。
热熔融粘合剂可由聚氨酯或聚酰胺制成。例如,聚氨酯热熔融粘合剂可具有高于60℃、或高于70℃、或高于80℃、或高于90℃的玻璃化转变温度。聚氨酯热熔融粘合剂可具有高于60℃、或高于70℃、或高于80℃、或高于100℃、或高于150℃的熔融温度。
热熔融粘合剂优选地在使用温度范围内具有较小模量变化。在一些实施方案中,热熔融粘合剂在0℃和85℃之间具有小于90%的模量变化,或在0℃和85℃之间具有小于80%的模量变化。
热熔融粘合剂优选地在施加高于预期使用温度的热量时具有较大模量变化。在一些实施方案中,热熔融粘合剂在85℃和200℃之间具有大于90%的模量变化,或在85℃和150℃之间具有大于90%的模量变化,或在85℃和200℃之间具有大于97%的模量变化,或在85℃和150℃之间具有大于97%的模量变化。
在一些实施方案中,热熔融粘合剂的熔融温度比光纤接头的工作温度范围高至少10℃至25℃。
示例性热熔融粘合剂对约800nm至约1770nm范围内的透射光基本上透明。在示例性方面,热熔融粘合剂在给定波长范围内具有大于约90%、大于95%或大于97%的透明度。
在使用中,示例性热熔融粘合剂将用于在拼接装置中接合至少两个光纤阵列。例如,示例性光纤拼接装置在共同拥有的美国临时专利申请62/544370中有所描述,该专利申请以引用方式并入本文。在第一实施方案中,图1A-图1B示出裸光纤保持板或拼接元件100,其被配置成接合第一和第二光纤带50的多根平行光纤54、54’,如图2B所示。主体可具有大体长方体、半圆柱体的形状或具有至少一个大体平坦的主表面的其它形状。拼接元件100包括具有第一端部101a和第二端部101b的拼接主体101。拼接主体101具有一体光纤对准机构,该一体光纤对准机构包括从拼接主体的第一端部延伸到第二端部的多个对准凹槽或通道112。每个对准通道被配置成引导并支撑单个光纤。在图1A所示的示例性实施方案中,拼接元件具有12个平行的光纤对准通道,以将2条-12条光纤光学带以端对端配置拼接在一起。在另选实施方案中,示例性光纤拼接元件可具有更少或更多的光纤对准通道,这取决于最终应用以及要拼接的光纤的数量。因此,在一些实施方案中,拼接元件可具有两个平行的光纤对准通道,以用于接合一对双层光纤线缆。在一些实施方案中,示例性拼接装置可将第一光纤连接到第二光纤。
在一个实施方案中,对准机构被配置成使多根光纤对准,然后使用光学热熔融粘合剂将该多根光纤端对端地粘结或拼接在一起。
光纤可通过入口开口或孔113a和113b插入到对准机构中。在一些方面,入口孔113a、113b可包括漏斗状入口部分,该漏斗状入口部分由相邻通道之间的分隔件114的渐缩形成,以提供更直接的光纤插入。在其它实施方案中,入口孔可为完全或部分锥形或漏斗形,以引导将光纤插入到光纤对准通道112中。
在另一个方面,拼接元件100可包括光纤梳部分115,该光纤梳部分邻近主体101的每一侧上的入口开口或孔113a和113b设置。光纤梳可用于支撑、对准和引导端接在示例性拼接元件100中的光纤。光纤对准通道112延伸穿过梳状部分。梳状部分中的相邻光纤对准通道之间的分隔件可以比沿着对准通道的其它部分更高。较高分隔件部分114a(图1A)允许单个光纤偏离适当位置多至一半光纤直径,同时仍馈送到正确的光纤对准通道中,从而为对准通道中的光纤提供自动定心机构。
拼接元件100还可包括夹板120(示于图1B和图2B中),其中夹板可以是至少设置在拼接元件的互连区域105上的平坦板。定位柱119从主体101的上表面邻近互连区域延伸,以确保并保持夹板120在互连区域上的正确定位。
光纤对准通道112可形成于主体101或夹板120中,或者光纤对准通道可形成于主体101和夹板120两者中。光纤对准通道112可具有半圆形横截面、梯形横截面、矩形横截面或V形横截面。在图1A和图1B的实施方案中,对准凹槽112形成于主体101中,而夹板120具有平坦形状的主表面。在光学粘合剂的固化或拼接元件的机械夹紧之前,将主体和夹板放在一起以将一根或多根光纤保持在对准凹槽中的适当位置。热熔融光学粘合剂可在示例性拼接元件中使用,以机械地固定拼接元件中的光纤、保护光纤的裸玻璃部分免受水分或其它污染物的影响并且/或者用作光纤端部之间的接口材料以增强信号完整性。
在一个实施方案中,夹板120可以是薄的柔性玻璃或金属夹板。可以将夹板放置在第一或非弯曲位置以留出空间以便插入光纤,并在施加外力的情况下,可以将夹板放置在第二弯曲或夹紧位置,该外力使柔性玻璃夹板关闭任何间隙或自由空间,以及将光纤对准并固定在互连区域中。图2A-图2B示出了与拼接元件100进行拼接连接,这将在下文详细解释。在示例性方面,对于给定拼接装置,夹板根据需要可以是矩形、正方形、圆形或其它多边形形状。
在另选的方面,夹板可以是非二氧化硅基柔性夹板。例如,非二氧化硅基柔性夹板可由金属(诸如因瓦合金或不锈钢)薄片或包括玻璃填充的液晶聚合物材料(诸如购自肯塔基州佛罗伦萨的泰科纳工程聚合物公司(Ticona Engineering Polymers,Florence,KY)的
Figure BDA0002652681270000101
A130 LCP增强玻璃)的低CTE聚合物形成。在示例性实施方案中,夹板的厚度可介于约25微米至约250微米之间,优选地介于约75微米与约125微米之间。
拼接元件主体101和夹板120中的至少一者由二氧化硅材料,特别是近成形(netshape)浇铸且固化的二氧化硅材料形成,这在例如美国临时专利申请62/382944和62/394547中有所描述,这些申请中的每个申请全文并入本文。在另选实施方案中,拼接元件主体101和夹板120均由近成形浇铸且固化的二氧化硅材料形成。在示例性实施方案中,由近成形浇铸且固化的二氧化硅材料制成的部件是透明的。例如,近成形浇铸且固化的二氧化硅材料在430nm至约480nm之间的光波长下可以具有大于约90%的透明度。这样的透明近成形浇铸且固化的二氧化硅材料允许使用可见光源,该可见光源从结构的外部导向穿过拼接元件主体或夹板中的一者,以固化设置在其中的光学粘合剂。通过利用近成形浇铸且固化的二氧化硅对准机构和热熔融粘合剂,拼接元件的温度性能在广泛的温度范围内可以是稳定的,因为光纤和拼接元件的热特性基本上相同。
示例性拼接过程示于图2A-图2B中,其中包括多根第一光纤54的第一光纤带50可被拼接到包括多根第二光纤54’的第二光纤带(未示出)。光纤在光纤带中以平行平面阵列取向,并被带状护套52围绕。示例性带中的光纤可以是标准的单模式或多模式光纤,诸如SMF 28、OM2、OM3、OM4、OM5光纤带线缆(购自康宁公司(Corning Inc.))。
首先,将带状护套52的一部分从带状光纤50的终端移除,以暴露光纤54。可将光纤上的保护性丙烯酸酯涂层剥离成期望长度。在一个方面,可将光纤上的丙烯酸酯涂层剥离并切割成介于2mm和15mm之间,优选地约5mm的长度。在一个示例性实施方案中,可以切割光纤,使得光纤的端面垂直于光纤的纵向轴线(即,平坦切割)。在另选实施方案中,可以与垂直偏离2°至约10°,优选地介于4°至约8°之间的角度切割光纤。在一些实施方案中,切割后端部修整步骤可以用来使光纤的端部成形或倾斜。示例性切割后端部修整过程可包括磨料抛光和/或激光修整。
将第一光纤带50的光纤54的端部在拼接元件100的第一端部101a处插入到入口开口113a中,如图2A所示。光纤滑动穿过光纤对准通道112,直到光纤的端部设置在互连区域105的中心中。
如上所述来准备第二光纤带。将第二带50的第二光纤54’在拼接元件100的第二端部101b处插入到入口开口113b中,并且滑动穿过对应的光纤对准通道,直到光纤的端部设置在互连区域105的中心中。然后可将热熔融光学粘合剂分配到互连区域中(由箭头150指示)。夹板120被放置在互连区上,并且施加力F,如图2B所示。夹板上的力将夹板朝向拼接元件按压,从而关闭夹板和光纤之间的任何间隙或自由空间,以及将光纤对准在互连区域的光纤对准通道中。
在示例性方面,拼接元件100可预装载有热熔融光学粘合剂,该热熔融光学粘合剂设置在拼接元件和柔性夹板之间的互连区域中。在引入光纤之前加热元件以使热熔融粘合剂液化。将第一光纤和第二光纤插入到光纤对准通道中,直到光纤的端部在互连区域105的中心交汇。将力施加到夹板,从而使夹板的一部分朝向拼接元件100弯曲以关闭夹板和光纤之间的任何间隙或自由空间,以及将光纤对准在互连区域中。冷却拼接元件,从而使热熔融粘合剂固化,将光纤锁定在拼接元件中。
在又另外的另选方案中,热熔融粘合剂可设置在拼接元件梳状部分中的贮存器中。在插入光纤之前加热拼接元件以使热熔融粘合剂液化。当光纤穿过梳状部分时,它们被热熔融粘合剂涂覆。因此,光纤的插入将会把热熔融粘合剂携带到互连区域中,在该互连区域中该热熔融粘合剂可冷却以将光纤固定在拼接元件中。
另选地,热熔融粘合剂可以呈片材、膜、杆、纤维或棒、粉末形式的固态形式或作为设置在被连接光纤的裸玻璃部分的外部表面上的涂层在工厂中引入到接头中,从而实现经济的自动化制造过程。
当在拼接元件(诸如上文概述的拼接元件)中使用热熔融剂时,高温粘合剂(诸如热熔融粘合剂)可用于改善光纤接头的长期性能。本申请中的热熔融粘合剂的一个优点是,其可提供更永久的光纤接头(代替折射率匹配凝胶),但仍允许接头可再加工,即,允许光纤接头穿过另外的热/冷循环而重新定位。相比之下,一旦粘合剂已开始固化或已固化,形成永久性粘结的粘合剂(即,环氧树脂粘合剂)就不允许重新定位光纤。由于需要调整或更改网络中的连接并且需要在安装寿命内连接不同的光纤对,因此可再加工的接头在数据中心和FTTx应用中是重要的。
实施例
这些实施例仅为了进行示意性的说明,并非旨在限制所附权利要求书的范围。除非另外指明,否则实施例以及说明书的余下部分中的所有份数、百分数、比率等均按重量计。
材料
Figure BDA0002652681270000131
比较材料
Figure BDA0002652681270000132
测试方法
通过反射率测量技术测定从1250nm到1720nm固化粘合剂样品的折射率和dn/dT
光纤接头如下文所述进行制备。得自安多电气有限公司(Ando ElectricCompany,Ltd.)(日本(Japan))的Ando AQ6317B光学信号分析仪和宽带光源(例如得自GoLight SLED-EB-D-1250-1720-20-FC/AP的SLED)并联连接到1×2耦合器的一侧,并且经切割的光纤附接到所述耦合器的另一侧。
将样品粘合剂滴剂放置在光纤的平坦切割端面上并冷却。将其上设置有粘合剂的光纤的切割端放置在受控温度环境中。测量由具有固化样品粘合剂的玻璃在切割端面反射的光从1250nm到1720nm的测试扫描,得到样品光谱。在20℃、40℃、60℃和80℃下重复该过程。对于每个温度条件从样品光谱中减去基线光谱以给出测试光谱。
在每个温度条件下从测试光谱获得平均折射率值。使用菲涅耳方程计算所分析材料的折射率,以提供在80℃下测量的折射率。然后通过计算的折射率值相对于其对应的温度绘制曲线,由线的斜率计算dn/dT。
所选粘合剂的该测试结果示于表1中。
接头可靠性和光学性能
将测试样品置于受控温度室中,并且随着温度根据Telcordia GR-765标准从-40℃到75℃循环,监测插入损耗和回波损耗。
接头制备
将包含v型沟槽(即,光纤对准通道)的近成形浇铸且固化的二氧化硅拼接元件放置在加热块上。使用购自日新公司(Ilsintech Company,Ltd.)(德克萨斯州达拉斯(Dallas,TX))的Cl-01切割器来各自切割第一和第二SMF 28单模光纤的端部,以产生垂直端面(即,光纤的端面从相对于光纤的轴线垂直变化小于0.5°)。将第一光纤对准、放置并保持在拼接元件的第一侧上的v型沟槽中。将相对的第二光纤对准、放置并保持在拼接元件的第二侧上的v型沟槽中。使经切割的端面面向彼此结合在一起,使得它们紧密接触。将块和拼接元件加热至规定温度。在加热的同时,将10mg–20mg的热熔融粘合剂放置在设置于光纤接口上的拼接元件中的光纤上。当粘合剂已液化时,将玻璃夹板放置在拼接元件和光纤上。向玻璃夹板施加0.25lb至0.5lb的力以分布粘合剂并将光纤按压到v型沟槽中。一旦力施加了,热量就被移除并且使拼接元件冷却,从而产生固体光学接头,该光学接头在将夹板上的力移除之后保持稳定和完整。
表1
Figure BDA0002652681270000151
本文引用的专利、专利文献和公布的全部公开内容均全文以引用方式并入,如同每个文件都单独引用一样。在不脱离本公开的范围和实质的情况下,对本公开进行的各种变型和更改对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。本公开并非旨在受本文中示出的例示性实施方案和实施例的不当限制,并且此类实施例和实施方案仅以举例的方式呈现,本公开的范围旨在仅受本文中如下示出的权利要求书的限制。

Claims (9)

1.一种用于连接至少第一光纤和第二光纤的光纤拼接装置,包括:
由二氧化硅材料制成的拼接元件,所述拼接元件具有至少一个光纤对准通道,以及
热塑性热熔融粘合剂,所述热塑性热熔融粘合剂设置在所述至少一个光纤对准通道内。
2.根据权利要求1所述的光纤拼接装置,其中所述至少第一光纤和第二光纤在限定传输路径的光学耦合状态下设置在光纤接头中。
3.根据权利要求2所述的光纤拼接装置,其中所述热熔融粘合剂的至少一部分设置在光路径中所述至少第一光纤和第二光纤的终端之间。
4.根据前述权利要求中任一项所述的光纤拼接装置,其中所述热熔融粘合剂对在约800nm至约1770nm范围内的透射光基本上透明。
5.根据前述权利要求中任一项所述的光纤拼接装置,其中所述热熔融粘合剂具有大于约90%的透明度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的光纤拼接装置,还包括设置在所述拼接元件的互连区上的夹板。
7.根据权利要求6所述的光纤拼接装置,其中所述夹板是薄的柔性玻璃夹板,所述薄的柔性玻璃夹板弯曲以将所述第一光纤和第二光纤对准并保持在适当位置,直到所述热熔融粘合剂固化。
8.根据任一项前述权利要求所述的多光纤拼接装置,其中主体包括在其中主表面上形成的多个对准通道。
9.根据任一项前述权利要求所述的多光纤拼接装置,其中所述二氧化硅材料是近成形浇铸且固化的二氧化硅材料。
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