具有断续结合的聚合物层的柔性光纤带制造技术

本发明专利技术提供一种柔性光带(10)和相关联的制造系统和方法。所述带(10)包含多个光学传输元件(16)和内层(24)，所述内层包括交联聚合物材料和外表面(26)。所述内层(24)的所述外表面(26)包含具有第一未交联聚合物材料浓度的第一区域和具有第二未交联聚合物材料浓度的第二区域。所述第一浓度大于所述第二浓度。所述带(10)包含外部聚合物层(12)，所述外部聚合物层具有与所述内层的所述外表面介接的内表面。由于外部聚合物材料与所述第一区域中的更大量的未交联聚合物材料结合或交联的能力，所以所述外部聚合物层(12)在所述第一区域处具有比在所述第二区域处对所述内层更高的结合水平。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有断续结合的聚合物层的柔性光纤带优先权申请本申请根据35U.S.C.§119要求在2016年8月8日提交的美国申请序列号62/371,911的优先权权益，所述申请的内容作为依据并且以引用的方式整体并入本文。
技术介绍
本公开总体涉及光纤，并且更具体地涉及光纤带。光纤已经越来越多地用于广泛多种电子器件和电信领域中。光纤带可以使多根光纤成组或阵列地保持在一起。所述光纤带包含由一种材料形成的主体，所述材料使所述光纤保持在一起且/或提供辅助处置所述带的光纤并且将所述光纤连接到各种组件或装置的结构。
技术实现思路
本公开的一个实施方案涉及一种光纤带。所述带包含多个光学传输元件和内层，所述内层包含交联聚合物材料和外表面。所述内层包围所述多个光学传输元件。所述内层的所述外表面包含具有第一未交联聚合物材料浓度的第一区域和具有第二未交联聚合物材料浓度的第二区域。所述第一未交联聚合物材料浓度大于所述第二未交联聚合物材料浓度。所述带包含包围并支撑所述多个光学传输元件的外部聚合物层，并且所述外部聚合物层具有与所述内层的所述外表面介接的内表面。本公开的额外的实施方案涉及一种柔性光纤带。所述带包含多根细长光纤和包围所述多根光纤的内部聚合物涂层。所述内部聚合物涂层具有面向所述光纤的内表面和与所述内表面相对的外表面。所述带包含包围所述内部聚合物涂层的外部带主体。所述外部带主体具有面向所述内部聚合物涂层的所述外表面的内表面。所述带主体的所述内表面包含各自具有对所述内部聚合物涂层的所述外表面的第一结合水平的多个第一区，和各自具有对所述内部聚合物涂层的所述外表面的第二结合水平的多个第二区。所述第一结合水平大于所述第二结合水平。本公开的额外的实施方案涉及一种形成柔性光带的方法。所述方法包含将第一UV可固化聚合物材料涂敷到多根光纤上。所述方法包含在存在氧的情况下使用UV光来固化所述多根光纤周围的所述第一UV可固化聚合物材料，使得形成第一UV固化的聚合物层，所述第一UV固化的聚合物层具有由于氧的所述存在而至少部分未固化的外表面，从而导致在所述外表面处存在未交联的UV可固化聚合物材料。所述方法包含对所述外表面的多个部分进行改质以形成经过改质的区域，所述经过改质的区域具有比在所述外表面上在所述经过改质的区域之外存在的未交联的UV可固化聚合物材料的水平低的未交联的UV可固化聚合物材料的水平。所述方法包含将第二UV可固化聚合物材料涂敷到所述第一UV固化的聚合物层的所述外表面上。所述方法包含使用UV光来固化所述多根光纤周围的所述第二UV可固化聚合物材料以形成第二UV可固化聚合物层。将在以下详细描述中陈述额外的特征和优点，并且本领域技术人员将通过所述描述来部分明白所述额外的特征和优点，或通过实践以书面描述进行描述的实施方案以及其权利要求书和附图来认识到所述额外的特征和优点。应理解，前述的一般描述和以下详细描述两者仅仅是示例性的，并且意在提供用于理解权利要求书的性质和特征的概述或框架。包含附图以提供进一步的理解，并且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。图式说明各种一个或多个实施方案，并且与描述一起用于阐释各种实施方案的原理和操作。附图说明图1示出根据示例性实施方案的柔性光纤带的剖开透视图。图2示出根据示例性实施方案的内部带层的遮掩表面的详细视图。图3A和图3B示出根据示例性实施方案的图1的光纤带的沿着线3-3取得的示出不同遮掩图案的横截面视图。图4A示出根据示例性实施方案的图1的光纤带沿着线4-4取得的横截面视图。图4B示出根据示例性实施方案的示出断续结合的图1的光纤带的剖开透视图。图5示出根据示例性实施方案的用于形成光纤带的系统和方法。图6示出根据另一示例性实施方案的用于形成光纤带的系统和方法。图7示出根据另一示例性实施方案的柔性光纤带的剖开透视图。图8示出根据另一示例性实施方案的用于形成光纤带的系统和方法。具体实施方式大体上参看图，示出光带的各种实施方案。一般来说，本文公开的带实施方案利用专利技术性设计来控制带结构内的邻近聚合物层之间的结合水平。如在下文更详细地论述，所述带实施方案包含在所述带内的结构之间的高结合水平区和低结合水平区。举例来说，所述带可以包含所述带结构内的内部聚合物层(例如，带光纤的邻接的内部带层、主要聚合物涂层)与外部聚合物带层之间的差分结合水平，且/或所述带可以包含所述带内的邻近的光纤的主要涂层之间的差分结合水平。在特定实施方案中，通过沿着内层的外表面产生高未交联聚合物材料(例如，未固化的丙烯酸酯单体/低聚物)浓度的区与低或零未交联聚合物材料浓度的区而形成差分结合图案。在涂敷并固化外部聚合物之后，外层的聚合物与高浓度区域中的未交联聚合物材料交联，从而在内部聚合物层与外部聚合物层之间形成高结合水平区。在具有可用于交联的低水平或零水平的未交联聚合物材料的区域中，在内部聚合物带层与外部聚合物带层之间形成可忽略的结合水平的区。通过类似的方式，还可以控制在邻近的主要光纤涂层之间的结合。因此，在这些实施方案中，可以通过控制带的内部聚合物层与外部聚合物层之间和/或邻近的光纤之间的交联水平来提高和控制所述带的柔性。在特定实施方案中，通过由在存在氧的情况下在光纤周围固化的UV可固化聚合物材料形成内部聚合物层来控制未交联聚合物材料的浓度。氧抑制内部聚合物层的表面上的薄区域(例如，小于2μm)中的UV可固化材料的交联，这导致沿着内部聚合物层的外表面的高未交联材料浓度。在特定实施方案中，在相同的条件下固化带的全部内部聚合物层，使得氧交联抑制区域基本上占据内部聚合物层的整个外表面。为了形成未交联材料浓度的差分区域，对内层的外表面进行改质。在一个示例性实施方案中，将遮掩材料的图案涂敷(例如，经由喷墨涂敷)到内层的UV可固化聚合物的外表面。在此实施方案中，所述遮掩材料通过实际上减小可用于与掩模部位处的外层交联的未交联材料的浓度来阻止或限制所述外层与内层的材料交联的能力。具体来说，在这些实施方案中，所述掩模减少/消除内层的未交联材料与外层的内表面之间的接触。在另一实施方案中，移除(例如，通过激光切除)沿着内层的外表面的未交联聚合物材料的部分，并且进而实际上减小可用于与移除部位处的外层进行交联的未交联材料的浓度。与用于形成柔性带的一些先前设计(例如，通过在个别的光纤或光纤子单元之间形成分立的聚合物桥)相比，本文描述的设计能够使用高速过程(例如，喷墨印刷或激光切除)进行制造。此外，本文论述的高/低未交联材料浓度的图案的形成允许对带主体内的柔性的水平和位置的高水平控制，这方面相信要优于先前的柔性带设计，包含利用分立的聚合物桥来实现提高的柔性的柔性带设计。参看图1至图4，示出根据示例性实施方案的光带，例如光纤带10。带10包含示出为外部带主体12的外部聚合物层或外部带主体，并且还包含示出为光纤16的多个光学传输元件的阵列14。光纤16被外部带主体12的材料包围并且嵌入所述材料中，使得带主体12耦合到光纤16并且支撑所述光纤。在所示出的实施方案中，阵列14是并联光纤阵列，其中每根光纤16的纵轴线(垂直于在图3和图4中示出的横向横截面的每根光纤16的轴线)基本上彼此并联。在其它实施方案中，光纤可以按照非并联的阵列布置在带主体12内(例如，二乘二阵列、交错阵列等)。在所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤带，所述光纤带包括：多个光学传输元件；内层，所述内层包括交联聚合物材料和外表面，所述内层包围所述多个光学传输元件，所述内层的所述外表面包括：第一区域，所述第一区域具有第一未交联聚合物材料浓度；以及第二区域，所述第二区域具有第二未交联聚合物材料浓度，其中所述第一未交联聚合物材料浓度大于所述第二未交联聚合物材料浓度；以及外部聚合物层，所述外部聚合物层定位在所述多个光学传输元件周围并支撑所述多个光学传输元件，所述外部聚合物层具有与所述内层的所述外表面介接的内表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.08 US 62/371,9111.一种光纤带，所述光纤带包括：多个光学传输元件；内层，所述内层包括交联聚合物材料和外表面，所述内层包围所述多个光学传输元件，所述内层的所述外表面包括：第一区域，所述第一区域具有第一未交联聚合物材料浓度；以及第二区域，所述第二区域具有第二未交联聚合物材料浓度，其中所述第一未交联聚合物材料浓度大于所述第二未交联聚合物材料浓度；以及外部聚合物层，所述外部聚合物层定位在所述多个光学传输元件周围并支撑所述多个光学传输元件，所述外部聚合物层具有与所述内层的所述外表面介接的内表面。2.根据权利要求1所述的光纤带，其中所述第二区域是由定位在所述内层的所述聚合物材料与所述外部聚合物层之间的遮掩材料形成，其中所述遮掩材料的外表面在所述遮掩材料的位置处界定所述内层的所述外表面的一部分，其中所述遮掩材料是与所述内层的所述聚合物材料不同的材料。3.根据权利要求2所述的光纤带，其中遮掩材料是喷墨涂敷的材料。4.根据权利要求2所述的光纤带，其中所述遮掩材料是多个点的阵列，所述多个点中的每一者具有在0.1mm与0.4mm之间的直径并且具有在所述点直径的50％和150％之间的中心到中心间距。5.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤带，其中所述第二区域包含形成于所述内层中的凹部，其中已经从所述内层的所述外表面移除了未交联聚合物材料。6.根据权利要求5所述的光纤带，其中所述凹部的深度是2μm或更小。7.根据权利要求1至6中任一项所述的光纤带，其中所述第一区域和所述第二区域沿着所述光学传输元件的长度在纵向方向上交替。8.根据权利要求1至6中任一项所述的光纤带，其中所述第一区域和所述第二区域被布置成在所述内层的至少宽度方向和长度方向上重复的图案。9.根据权利要求1至8中任一项所述的光纤带，其中每个光学传输元件包含玻璃光学芯，其中所述内层包括多个UV可固化聚合物光纤涂层，每个UV可固化聚合物光纤涂层包围所述玻璃光学芯中的一者，并且所述第一区域和所述第二区域沿着所述多个UV可固化聚合物光纤涂层的外表面定位。10.一种柔性光纤带，所述柔性光纤带包括：多根细长光纤；内部聚合物涂层，所述内部聚合物涂层包围所述多根光纤，所述内部聚合物涂层具有面向所述光纤的内表面和与所述内表面相对的外表面；外部带主体，所述外部带主体包围所述内部聚合物涂层，所述外部带主体具有面向所述内部聚合物涂层的所述外表面的内表面，所述带主体的所述内表面包括：多个第一区，每个第一区具有对所述内部聚合物涂层的所述外表面的第一结合水平；以及多个第二区，每个第二区具有对所述内部聚合物涂层的所述外表面的第二结合水平；其中所述第一结合水平大于所述第二结合水平。11.根据权利要求10所述的柔性光纤带，其中所述内部聚合物涂层是由UV可固化聚合物材料形成，其中所述第一区介接所述内部聚合物涂层的所述外表面的具有第一未交联UV可固化聚合物材料浓度的第一区域，其中所述第二区介接所述内部聚合物涂层的所述外表面的具有第二未交联UV可固化聚合物材料浓度的第二区域，其中所述第一浓度大于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·韦斯利·基亚松，巴拉达·凯塔·纳亚克，朱莉·安·查克，瑞贝卡·伊丽莎白·西斯塔瑞，
申请(专利权)人：康宁光电通信有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US