ГЕРМЕТИЗАЦИЯ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА Российский патент 2007 года по МПК G02B6/44 

Настоящее изобретение относится к герметизации оптического волокна. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу и устройству для герметизации, окружающему пространство, в котором размещено одно или более оптических волокон.

Хорошо известно, что влага оказывает неблагоприятное воздействие на свойства оптических компонентов. Например, на кратность деления оптических делителей может оказывать влияние наличие влаги, а в оптических соединителях влага может привести к повышенным потерям. Следовательно, очень желательной является герметизация оптических компонентов для предотвращения влияния влаги и других воздействий окружающей среды, другими словами - предпочтительна изоляция от внешних условий.

Было предложено изолировать отдельные оптические компоненты от влияния внешних условий. Однако это дорого и не всегда эффективно.

В случае электрических и электронных компонентов известна герметизация всей схемы путем заключения ее в гибкую влагонепроницаемую оболочку. Например, в международной патентной публикации WO 94/18815 (Эрикссон) описан эластичный корпус для окружения электронных схем. Корпус содержит ламинированный материал, состоящий из металлических и полимерных листов. Листы ламинированного материала соединены для образования оболочки, в которую могут быть заключены электронные схемы. Через область соединения ламинированного материала проходят электрические проводники.

Хотя такое устройство может быть эффективным для герметизации электронных схем, оно менее пригодно для оптических компонентов или схем. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что оптические волокна в отличие от электрических проводников, например медных проводов, не должны пропускаться через область соединения ламинированного материала без дополнительных мер. Медные провода (или другие электрические проводники) могут быть изогнуты почти под любым углом без влияния на их проводящие свойства. Однако оптические волокна, будучи более гибкими, чем медные провода, не должны быть изогнуты менее чем на минимальный радиус изгиба, при котором имеют место световые потери (как правило, составляющий приблизительно 3 см), и, безусловно, не ниже минимального радиуса изгиба, при котором они претерпевают невосстановимые потери. Кроме того, оптические волокна получают из стекла, которое имеет различные способности уплотнения с металлом.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание способа герметизации удлиненных объектов, входящих в оболочку, который бы не был источником возникновения проблем, характерных для способов, соответствующих предшествующему уровню техники, и который, в частности, пригоден для герметизации оптических волокон.

Другой задачей настоящего изобретения является создание способа, который является относительно простым и экономичным.

Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание способа, который может быть использован для различных типов оболочек, как жестких, так и гибких.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства для окружения пространства, в которое введены оптические волокна, и обеспечение набора элементов для образования такого устройства.

В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается получение узла, герметично окружающего пространство, в которое введен один и/или более оптических волокон, причем узел содержит контейнер, имеющий отверстие, одно или более оптических волокон и/или кабелей, проходящих через указанное отверстие в указанном контейнере, и герметизирующий элемент, герметично окружающий указанные оптические волокна или кабели и герметизирующий указанное отверстие, при этом герметизирующий элемент содержит две уплотнительные полосы, соединенные вместе посредством температуры и/или давления вокруг указанных оптических волокон и/или кабелей, проходящих между указанными полосами, и уплотненные с контейнером посредством температуры и/или давления для герметизации указанного отверстия указанными полосами.

Настоящее изобретение заявляет также способ герметичного окружения пространства, в которое введено одно или более оптических волокон, предусматривающий получение контейнера, имеющего отверстие, обеспечение двух уплотнительных полос, размещение части одного или более оптических волокон и/или кабелей между двумя уплотнительными полосами, приложение тепла и/или давления к полосам так, чтобы получить герметизирующий элемент, который герметично окружает оптические волокна и/или кабели, размещение герметизирующего элемента в указанном отверстии и приложение к контейнеру тепла или давления так, чтобы герметизировать указанное отверстие полосами.

Предположительно, может быть получен контейнер с уплотнительными полосами, предварительно уплотненными с противоположными поверхностями отверстия, готовый к размещению и герметизации вокруг оптических волокон и/или кабелей.

Благодаря герметичному окружению части оптических волокон и/или кабелей двумя уплотнительными полосами, оптические волокна поддерживаются на части их длины, препятствуя, таким образом, чрезмерному изгибу оптических волокон и облегчая их установку. Кроме того, хорошая герметизация может быть получена путем приложения тепла и/или давления. Благодаря последующей герметизации краев отверстия контейнера полосами, может быть получена превосходная герметизация. В альтернативном варианте края отверстия контейнера герметизируют полосами при уплотнении полос вместе.

Будет очевидно, что контейнер может состоять, например, из двух листов ламинированного материала, края которого не могут быть соединены до тех пор, пока эти листы не уплотнены уплотнительными полосами. В альтернативном варианте осуществления может быть использован трубчатый контейнер, имеющий отверстия на обоих концах, причем один или оба конца могут быть предусмотрены с парой уплотнительных полос.

Уплотнительные полосы предпочтительно получают из полимерного материала, так что они размягчаются при приложении тепла. Это позволяет оптическим волокнам заглубляться в пару полос.

Предпочтительно, чтобы уплотнительные полосы были предусмотрены со слоем плавкого клея. Такой клей может быть нанесен на стороны полос, обращенные к другим полосам, и/или на стороны, обращенные к краям отверстия контейнера.

Указанная часть, по меньшей мере, одного оптического волокна предпочтительно проходит, по существу, в направлении, поперечном продольному направлению полос. Это особенно предпочтительно, если размещают множество оптических волокон, которые могут быть расположены параллельно вдоль длины полос.

В предпочтительном варианте осуществления полосы имеют эффективную ширину, составляющую, по меньшей мере, 1 см, а предпочтительно - по меньшей мере, 2 см. Ширина полос определяет максимальную длину эффективной герметизации оптических волокон, а требуется минимальная герметизация нескольких миллиметров. Будет очевидно, что, чем больше перекрытие по ширине полос, тем больше длина эффективной герметизации оптических волокон.

Полосы предпочтительно имеют достаточную жесткость для противодействия изгибу оптических волокон. Хотя могут быть использованы жесткие полосы, предпочтительными являются полосы, имеющие некоторую гибкость. В случае использования полос из полимерного материала предпочтительной является толщина, составляющая приблизительно 0,2-2,0 мм, хотя возможно также использование материалов других толщин. Длина полос может быть ограничена размером отверстия контейнера.

Настоящее изобретение дополнительно заявляет получение устройства для герметичного окружения пространства, в которое введено, по меньшей мере, одно оптическое волокно, причем указанное устройство получают способом, описанным выше. Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает набор элементов для образования такого устройства. Устройство, соответствующее настоящему изобретению, содержит контейнер или элементы контейнера и две уплотнительные полосы для размещения оптических волокон между ними.

Настоящее изобретение будет дополнительно описано ниже со ссылкой на примеры вариантов осуществления, иллюстрируемые на сопроводительных чертежах, где

фиг.1 - иллюстрация устройства в поперечном разрезе, предназначенного для окружения электронных схем и соответствующего предшествующему уровню техники;

фиг.2а и фиг.2b - иллюстрации в сечении того, как оптические волокна герметизируют в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.3 - изометрическое изображение поддона для оптических компонентов, соответствующего настоящему изобретению;

фиг.4 - изометрическое изображение поддона, иллюстрируемого на фиг.3, с герметизируемыми оптическими волокнами;

фиг.5 - изометрическое изображение поддона, иллюстрируемого на фиг.3 и фиг.4, заключенного в контейнер;

фиг.6 - изометрическое изображение уплотнительных полос при использовании на буферированных волокнах;

фиг.7 - изометрическое изображение уплотнительных полос при использовании на ленточном кабеле;

фиг.8 - изометрическое изображение уплотнительных полос при использовании на армированном кабеле.

Устройство 20, соответствующее предшествующему уровню техники, иллюстрируемое на фиг.1, образовано из гибкой оболочки, которая состоит из двух ламинированных листов 21. Листы соединены в областях 22 соединения. В устройстве 20 находится печатная плата 25. Электрические проводники 26 проходят непосредственно через одну из областей 22 соединения без какой-либо дополнительной опоры. Это устройство описано в вышеупомянутой международной патентной публикации WO 94/18815.

На фиг.2а и фиг.2b схематически показано то, как оптические волокна герметизируют в соответствии с настоящим изобретением. Оптические волокна 11 размещают между уплотнительными полосами 3 и 4, как показано на фиг.2а. Как показано на фиг.2b, после этого оптические волокна 11, расположенные между уплотнительными полосами 3, 4, размещают по типу сэндвича между двумя пластинами 13 и 14. Затем прикладывают тепло и/или давление, а предпочтительно как тепло, так и давление, побуждая уплотнительные полосы 3, 4 изменять форму и герметично окружать оптические волокна 11. Если уплотнительные полосы 3, 4 получены из полимерного материала, то они могут немного оплавляться, приводя в результате к получению хорошего взаимного соединения и хорошего соединения с оптическими волокнами. Еще более хорошее соединение с оптическими волокнами может быть получено, если перед размещением между уплотнительными полосами с оптических волокон удалена их оболочка.

Будет очевидно, что оптические волокна 11 и уплотнительные полосы 3, 4 проходят параллельно на некотором расстоянии, перпендикулярно плоскости чертежа. Часть длины оптических волокон, герметично окруженная обеими полосами, определяет длину эффективной герметизации оптических волокон.

Поддон 6, иллюстрируемый на фиг.3, пригоден для размещения оптических компонентов и/или оптических схем. Оптические волокна 11 ведут в поддон. Ниже поддона 6 смонтирован (относительно жесткий) лист 7. Лист 7 проходит дальше поддона 6 так, чтобы образовать место для первой полосы 3, которая поддерживает оптические волокна.

В соответствии с настоящим изобретением вторую полосу 4 размещают на первой полосе 3 с образованием герметизирующего элемента 5, чтобы окружать оптические волокна 11, как иллюстрируется на фиг.2. Как иллюстрируется на фиг.4, вторая полоса 4 может иметь меньшую ширину, чем первая полоса 3, оставляя переходную область 9, которая предназначена для компенсации некоторого различия по толщине между первой полосой 3 и плоскостью поддона 6. В этой переходной области 9 могут быть расположены адекватные средства контроля изгиба (не показаны).

Контейнер 1, иллюстрируемый на фиг.5, представляет собой гибкую оболочку, предпочтительно полученную из ламинированного материала алюминий-полиэтилен. Ламинированные материалы такого вида используют, например, в изделиях фирмы Рейкем, выпускаемые под торговой маркой TDUX™, как описано в ЕР 0579641 и других патентах. Оболочка имеет отверстие 2, края которой герметизированы полосами 3, 4, обеспечивая, таким образом, превосходную герметизацию. Окончательное устройство 10 герметично окружает пространство, ограниченное поддоном 6, и может содержать оптические компоненты и/или всю оптическую схему.

На фиг.6-8 иллюстрируется способ заделки различных волоконно-оптических кабельных конструкций в уплотнительный полосе, соответствующей настоящему изобретению, для достижения хорошего уровня противодействия просачиванию влаги, а также механической защиты и снятия механических напряжений. На фиг.6 иллюстрируется вторично покрытое волокно (буферная трубка) 60, которая заглубляется в полимерную полосу 62. Например, эта буферная трубка может быть не наполнена или наполнена консистентной смазкой или силиконовым герметиком. Для достижения повышенного уровня герметизации буферную трубку удаляют на определенном расстоянии. Место перехода между буферной трубкой 60 и первоначально покрытым оптическим волокном внедряют в полосу для предотвращения просачивания влаги через вторичную трубку 60. Слой покрытия может быть факультативно удален для обнажения непокрытого оптического волокна 66. Вторым преимуществом является механическая защита переходной области, которая является более хрупкой при механическом перемещении. Третьим преимуществом такой внедренной заделки является функция снятия механических напряжений при приложении тянущего усилия.

На фиг.7 иллюстрируется заделка ленточного волоконно-оптического узла. Лента представляет собой плоский кабельный узел из нескольких оптических волокон 72. Такие волокна являются волокнами с первоначальным покрытием, которое нанесено для группировки этих волокон. Покрытие ленты часто не прочно соединено с первоначально покрытыми волокнами для обеспечения возможности удаления покрытия для более хорошей установки одинарных волокон. Несколько путей просачивания влаги может иметься между покрытием и волокнами. Для получения хорошей герметизации эти пути просачивания влаги блокируют, когда покрытие удаляют на определенном расстоянии, и это место внедряют в уплотнительную полосу 74. И в этом случае получают механическую защиту переходной области и снятие механических напряжений оптических волокон и ленты.

Армированные кабельные конструкции, например, соединительные шнуры и комнатные элементарные пучки кабелей, также могут быть заделаны в полосу в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.8 иллюстрируется заделка соединительного шнура. Для получения хорошей герметизации кабельный узел 80 демонтируют для обнажения буфера 82, силовых элементов 84 и оптического волокна 86 с первоначальным покрытием и обеспечивают внедрение результирующей переходной зоны. Для получения более высокого уровня снятия механических напряжений силовые элементы 84 могут быть внедрены в полосу 88 для фиксации. При приложении к кабелю тянущего усилия, механические напряжения будут прикладываться к силовым элементам, не оказывая влияния на оптические волокна. Для получения еще более высокого уровня герметизации слой покрытия может быть удален с оптического волокна на определенном расстоянии перед внедрением, как показано на фиг.6 для одного из оптических волокон. Это является факультативным, но не существенным для достижения хорошего уровня герметизации.

Квалифицированным в этой области техники специалистам будет очевидно, что настоящее изобретение не ограничено показанными вариантами осуществления и что без отклонения от сущности настоящего изобретения, ограниченного прилагаемой формулой изобретения, возможны многие дополнения и модификации.

Изобретение относится к герметизации оптического волокна. Способ предусматривает получение контейнера, имеющего отверстие, обеспечение двух уплотнительных полос, размещение части оптического волокна между двумя уплотнительными полосами, приложение тепла и/или давления к полосам так, чтобы получить герметизирующий элемент, размещение герметизирующего элемента в отверстии, приложение к контейнеру тепла и/или давления или размещение полос и оптического волокна (волокон) в отверстии; и приложение к контейнеру тепла и/или давления. Герметизирующий элемент герметично окружает волокно. Технический результат - создание способа, являющегося простым и экономичным, способ может быть использован для различных типов оболочек, как жестких, так и гибких. 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ герметичного окружения пространства, в которое введено, по меньшей мере, одно оптическое волокно, предусматривающий:

a) получение контейнера, имеющего отверстие,

b) обеспечение двух уплотнительных полос отдельно от указанного контейнера;

c) размещение части, по меньшей мере, одного оптического волокна между двумя уплотнительными полосами, и также

d) приложение тепла и/или давления к полосам так, чтобы получить герметизирующий элемент, который герметично окружает, по меньшей мере, одно волокно,

e) размещение герметизирующего элемента в указанном отверстии, и

f) приложение к контейнеру тепла и/или давления так, чтобы герметизировать указанное отверстие полосами, или

g) размещение полос и оптического волокна (волокон) в указанном отверстии, и

h) приложение к контейнеру тепла и/или давления так, чтобы герметизировать отверстие полосами и герметизировать полосы вокруг волокна (волокон).