对光纤接插组件进行结构整形的方法和装置及由其产生的产品制造方法及图纸

一种双圆锥形接插件包括有两个插头，每个插头都有圆锥形端部并被接在单光纤光缆上。接插件还包括一个对正用套管，让夹持插头的夹具转动以使校准光纤的轴线与转轴平行。在一组相隔一定角度的位置上垂直于光纤纵轴方向将光的图象投射到光纤上。由光的这些图象可以确定转轴和校准光纤形心的偏心度。随后进行调整以使光纤形心与转轴重合。然后对插头端部整形，以使整形后端部的回转轴与校准光纤一部分轴线基本上重合。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对光纤接插组件进行结构整形的方法和装置，以及由其产生的产品。对于单光纤的光缆来说，可以通过一种叫作双圆锥形插座的连接器来进行连接。可分别参见于1978年8月15日及1985年4月23日以P.K.Runge的名字公开的美国专利4107242和4512630。这种插座包括一个外壳，其中装有一个双圆锥形对正用套管。此套管包括两个截头的圆锥形空腔，在其最小直径处通过一个公共平面使空腔彼此相联。两根待接光纤中的每一根的末端都有一个插头，插头包括一个与主插脚相连的圆柱部分及一个适于容纳在套管空腔中的截头圆锥形端部。插头和套管的圆锥形表面作为对正用表面。插头应与容纳它的空腔边壁密闭贴合。光纤伸到插头的一个通道中，其端部接在插头的辅助插脚上。插头一般是围绕光纤端部模制成，但要求在插头内模制有通道，以便进行光纤的现场对接。当接在插头上的光纤的芯共心对正、沿插头轴心的水平偏移为零以及平坦的光纤端面在一个公共表面上相接触时，此连接光纤可获得最小损耗。考虑到光纤的尺寸太小，以芯径8微米包层直径为125微米的单模光纤为例，要提供能满足对正及端部分开所需要的插头和套管的圆锥形表面是非常困难的。一般说来，插头是由传递模塑的环氧合成材料模制成的。尽管在模制对正用套管和圆锥体时其表面精度是很好的，但并不总能获得满意的对正和端部分开的效果。问题的出现是由于插脚端面的开口以至于光纤不能与截头圆锥形部分的迴转轴对正。端部圆锥形对正表面的迴转轴，也可以叫做圆锥中心轴。其结果是套在套管中两个插头上的光纤的芯会产生很大的横向偏移，从而就对信号的传输产生不利影响。此外，置于通道中的光纤芯端部的中心轴线也可能与插头的圆锥形端部的迴转轴不一致，因而，从一根光纤发出的光线可能不与接收光纤的轴线平行。当插头是围绕光纤端部模制时，便可能产生这种叫作角偏移的问题。光纤轴线与插头端部对正表面的迴转轴线之间的角度，通常称之为插头的出口角。控制出口角和横向偏移，对于获得低损耗的连接和提高光纤连接器的生产量是很重要的。控制这些参数，就能保证两插头在插入对正用套管时不仅端面正好相接触，而且光纤的轴线基本上共轴。在美国专利4721357公开的连接器制造方法中，上述问题也可以得到解决。对于接在一根被照射的光纤上带有一个垂直于插头圆锥形对正表面的抛光端面的插头来说，可由上述美国专利4721357提出的方法精确测定有关角度的信息。美国专利4787698提出的计算机辅助观测方法，可被用来协助对由通道边界确定的区域形心的定位。遗憾地是，同样的技术应用于背景照明的通过中，会产生由于外部材料或模制毛边造成通道的缺陷或沾污而引起不均匀照明的缺点。其结果是，通过轴向观测射出通道的光线进行现场安装连接器的角度和形心对正，就不如通道中的光纤被照明时精确。上述方法的一个缺点是，当单光纤的光缆接在连接器上时，一般说来通道中光束形心的位置，与准备装在通道中的光纤端面的形心不同。这在模制的塑料插头时尤其这样，如在软化的塑料流入模具时由于模制条件的变化，譬如为形成通道而施加在圆棒芯上的机械力变化时，会造成通道在圆度和直线性上都有误差。此外，通道的弯曲及圆度偏差会引起阴影，会使边界的实际位置模糊不清，这在目测或计算机观测以确定通道的边界和轴心时就会产生误差。已有技术的另一个缺点是，通过轴向观测射出通道的光线难以确定通道的倾斜轴。虽然上述申请公开及要求保护的方法和装置会在产量方面有所改进，但在现场安装连接器方面仍需进一步改进。所需要的是以简单的方法解决以较高的产量提供用于双圆锥形插座的插头问题，它可被用于在现场对多模或单模光纤进行对接。应使每一个成品插头在插头端面附近的所有光纤截面的形心与插头的截头圆锥形表面的迴转轴一致，且在插头中光纤端部的形心轴基本上与插头端部的迴转轴共轴。解决方案最好是在连接过程中不增加附加元件或时间，而以对模制插头进行结构整形取代。采用本专利技术提供的方法和装置可以解决上述问题。本专利技术提出的方法是对插头的端部进行结构整形，此插头包括一个通道，该通道适于安置光纤的端部，以使光纤安在插头中时光纤的端面和端部能相对插头端部的对正表面处在预定位置。插头被安在转台的支架上，转台有一个转轴，安装方式应使插头的端部暴露在外。典型的作法是使一个额定规格的校准件例如一段光纤或其它通常为刚性的细杆被临时固定在通道中并伸在插头之外。这段光纤就作为通道的固体延长线，用来更准确地确定通道末端的位置、角度以及通道支撑光纤并与之相互影响的状态。在本申请中，光纤或通道的形心被定义为具有与光纤或通道相同横截面的均匀平板的质量中心。纵轴是由沿光纤或通道的直线长度上由两个分开的形心所确定的一条直线。安装插头的支撑架，可以绕着水平面内的两个正交轴作角度调整。在本专利技术的最佳实施例中，当支撑架迴转时，由激光器射出的光束将沿垂直于光纤纵轴的方向射向光纤。从光纤散射的光则射向有一条水平分布的靶线的靶区。此靶线就表示安在通道中的、其在邻近插头端面处的端部平行于支撑架转轴的校准件散射光线的位置。转台的旋转是不连续的，而且散射光条纹在靶区的位置，可在靶区观察到。操作附属装置使支撑架在Φ平面内绕轴转过一个角度，以使散射光的条纹移向靶线。在距第一个位置90°角度的第二个位置上重复进行这一过程，并可观察到第二个散射光条纹。再将支撑架在θ平面内绕轴转动，以使散射光条纹运动到与该靶线重合。其结果是在邻近插头端面处的光纤部分的形心轴，就变得与此转轴平行了。随后再进行邻近插头端面处光纤的形心轴与转台转轴之间偏心率的校正。首先要确定转轴的位置，这要通过观察在由一个非相干光源发出的水平准直光束照射下的光纤位置来完成，并在转过180°的位置上重复这一步骤。将此两位置之间的距离除以2，便得到从参考点到转轴的距离。在确定转轴位置时第一个位置上的光纤的形心早已被确定了。在转台转过90°角之后再观察光纤的附加图形。由参考轴到光纤几何中心的圆形轨迹上每一点的水平距离，就可以确定偏心率，即从转轴到邻近于插头端面的光纤校准件形心之间的距离。在两个位置中的每个位置上确定了偏差之后，对此装置进行调节以使插头支撑架在X和Y坐标方向上移动，从而就使邻近插头端面处的光纤中心基本上与转轴重合。其结果是使插头端部内的光纤校准件的形心轴，能够相对于结构整形过的对正表面处在预定的位置。应当明白，结构整形一词，意指各种使插头结构调整以使其所具有的圆锥形表面的迴转轴能同光纤端部形心轴重合的技术措施。此技术包括对模制的塑料插头研磨或金属插头切削。附图说明图1表示一种根据本专利技术所述方法对截头圆锥形光纤接插头进行结构整形用的装置的主视图;图2为图1所示用于插头圆锥面形整形的装置在测量角偏移和横向偏移时的部分平面图;图3为用于光纤缆的双圆锥形接插件结构剖面图，其中包括一个对正用的套管和两个接在光纤上的插头;图4为接在双圆锥形接插件插头上的光纤部分的详细图;图5为包括两个柱状插头及一个对正用套管的接插件结构详细剖面图;图6为插在对正用套管中的两个插头端部的详细示意图;图7为接在光纤上的插头端部的详细示意图，用来表示横向偏移和出口角条件，为便于理解，图中的光纤芯被放大了;图8是在一个对正用套管中的两个插头端部的放大图，显示出光纤芯未对准;图9为表示一种理想构形的插头的详细示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对用于接在光纤端部的插头的端部进行结构整形的方法，包括以下步骤：夹紧插头以使它可绕转轴转动；绕转轴转动插头；确定插头转动的转轴位置，所述方法的特征在于还包括下列步骤：将一段具有纵轴的伸长了的校准元件插到插头端部的通道中，以使校准元件 的一部分能从插头端部的端面中伸出；在垂直于校准元件纵轴的方向上将一束光射到伸出插头端面之外的校准元件一部分上；在插头的第一个位置上确定邻近插头端面处校准元件形心的位置，随后在插头转过一定角度后的第二个位置上确定校准元件形心的位置；　 　确定校准元件对于转轴的偏心度；移动插头以使邻近插头端面处该校准元件的形心能与转轴重合；并且对插头进行结构整形，以使邻近插头端面处该校准元件的形心能与转轴以及整形后插头端部外表面的回转轴相重合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰马克帕姆奎斯特，莫顿杰裴逊桑德斯，
申请(专利权)人：美国电话及电报公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]