МУФТА ДЛЯ ОПТОВОЛОКОННОГО КОННЕКТОРА С ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТЬЮ РАЗМЕЩЕНИЯ МНОЖЕСТВА ВОЛОКОН Российский патент 2017 года по МПК G02B6/38 G02B6/24 

Уровень техники

1. Приоритет

Приоритете по данной заявке принадлежит предварительной заявке на патент США №61/620,945, поданной 5 апреля, 2012, которая полностью включена в данную заявку в виде ссылки. Все упомянутые далее публикации во всей своей полноте включены в данную заявку в виде ссылок.

2. Область техники

[0001] Данное изобретение относится к соединителям (коннекторам) для оптоволокна, в частности, к соединительным муфтам в оптоволоконных коннекторах.

3. Описание уровня техники

[0002] Существует много преимуществ передачи световых сигналов через оптоволоконные волноводы, и использование их весьма многообразно. Один или множество волоконных волноводов можно использовать просто для передачи видимого света на удаленное расстояние. Сложные (комплексные) системы телефонии и передачи данных могут передавать множество отдельных специфических оптических сигналов. Эти устройства соединяют волокна при взаимном расположении торец к торцу (встык), причем соединение является источником световых потерь. Прецизионная юстировка двух полированных концов волокон необходима для того, чтобы суммарные оптические потери в волоконно-оптической линии связи были равны или были меньше, чем заданные для потерь оптического коннектора в балансе всей системы. Для одномодового оптоволокна, пригодного для телекоммуникаций, это обычно соответствует допускам юстировки (выравнивания) волокна коннектором менее 1000 нм. Это означает, что как для соединений параллельных волокон, так и для соединений моноволокон, работающих с мультигигабитной интенсивностью, компоненты, используемые для выравнивания волокон, должны быть смонтированы и изготовлены с субмикронной точностью.

[0003] При соединении оптического волокна, коннектор оптического волокна находится на конце кабеля, содержащего один или множество световодов (волокон), и позволяет быстрее осуществлять соединение и разъединение, чем сращивание. Коннекторы механически соединяют и юстируют (выравнивают) центры волокон таким образом, что свет может проходить насквозь. В лучших коннекторах потери света вследствие отражения или несоосности волокон очень малы. Коннекторы, как для соединения параллельных/мультиволоконных кабелей, так и для соединения моноволокон, работающих с мультигигабитной интенсивностью, должны быть скомпонованы из субкомпонентов, изготовленных с субмикронной точностью. Как бы ни были перспективны детали с такими уровнями точности, для того, чтобы результирующий конечный продукт был экономически целесообразен, он должен быть изготовлен полностью автоматизированным очень высокопроизводительным способом.

[0004] Базовая конструкция имеющихся в настоящее время оптико-волоконных коннекторов не менялась многие годы. Модуль базового коннектора представляет собой соединительное устройство. На Фиг. 1 приведена иллюстрация примера оптоволоконного коннектора 400 для кабеля 410, содержащего оптические волокна (волноводы) 412, промышленное внедрение которого было осуществлено US Conec Ltd. Коннектор содержит блок из компонентов, включающих муфту 402, корпус муфты 404, кабельную оболочку или чехол 406, направляющие штыри для юстировки (выравнивания) 408 и другие аппаратные средства, расположенные внутри или вне корпуса (например, устройство для фиксации натяжения кабеля, отогнутую кромку, отклоняющую пружину, прокладку и пр.). Муфта 402 и концевые торцы волокон 412 являются гладкими (отполированы). Муфта 402 в оптоволоконном коннекторе 400 подпружинена для создания аксиального смещения, чтобы сдавить вместе отполированные торцы волокон в двух коннекторах в конфигурации торец к торцу. В большинстве случаев целью является создание физического контакта между соединенными волокнами, чтобы избежать потерь света. При физическом контакте отсутствует слой воздуха, запертого между двумя волокнами, увеличивающего вносимые потери коннектора и потери отражения. Адаптер (переходный разъем), который не показан, требуется для надежного соединения двух муфт двух коннекторов (корпус 404 каждого коннектора вставлен в адаптер).

[0005] Оптоволоконный коннектор, проиллюстрированный на Фиг. 1, изготовлен US Conec Ltd. предположительно в соответствии с конструкцией, раскрытой в патенте США №5,214,730, права на который переданы корпорации Nippon Telegraph и Telephone Corporation. Как показано в этом патенте, оптоволоконный коннектор вмещает в себя волоконно-оптический плоский кабель, содержащий множество отдельных оптических волокон, и удерживает отдельные оптические волокна в заранее заданном взаимном расположении. Оптоволоконный коннектор может быть соединен с другим оптоволоконным коннектором (например, с помощью адаптера) таким образом, чтобы юстировать (выравнивать) множество отдельных оптических волокон одного оптоволоконного коннектора с множеством отдельных оптических волокон другого оптоволоконного коннектора.

[0006] Муфта 402 производства US Conec Ltd. обычно представляет собой пластмассовый блок с серией сквозных отверстий завышенного размера, что обеспечивает достаточный зазор для введения в блок концевых фрагментов оптических волокон 412 и установочных штырей 408. Муфта 402 получена формованием пластичного полимера, который зачастую бывает усилен частицами стекла. Для того, чтобы ввести концевые фрагменты множества оптических волокон 412 через отверстия в блоке муфти 402, защитный чехол и буферный слой (смолу) снимают с оптического волокна для того, чтобы открыть (обнажить) защитную оболочку около концевых фрагментов, и покрывают защитную оболочку слоем эпоксидной смолы. Затем концевые фрагменты оптических волокон продевают через отверстия избыточного размера в муфте. Концы оптических волокон 412 надежно фиксируются в муфте 402 при отверждении эпоксидной смолы. Аналогично, установочные штыри 408 удерживаются с помощью эпоксидной смолы после их введения в предназначенные для штырей отверстия завышенного размера в муфте 402.

[0007] Описанная выше муфта обладает рядом существенных недостатков. Отлитая фиксирующая конструкция по определению не держит допуски достаточно хорошо. Полимер не является жестким и деформируется, когда к волоконному кабелю или корпусу коннектора прикладывают нагрузки (силы или моменты). Полимеры также подвержены текучести и термическому расширению/сжатию в течение более длительного времени. Зазор в муфте в отверстиях завышенного размера дополнительно влияет на допуск при юстировке волокон торец встык В процессе отверждения происходит усадка эпоксидной смолы, что приводит к искривлению пластмассовой муфты. Кроме того, с течением времени эпоксидная смола деформируется за счет ползучести, что в конечном итоге приводит к поршнеобразным движениям или перемещению назад концов оптических волокон (которые придавлены к концам присоединенных волокон) внутри отверстий в муфте при приложении аксиального напряжения смещения пружиной в коннекторе. Это нарушает целостность поверхностного контакта торцов противоположных волокон. Эти и другие недостатки в результате приводят к плохим допускам, превышающим допуски, желательные для современных применений оптических волокон.

[0008] В настоящее время общепринято, что производство коннекторов для кабелей является очень дорогим, и более важными являются надежность и характеристики потерь. Допуски в коннекторах волоконных световодов следует улучшать, а цена производства оптоволоконных коннекторов должна быть снижена для волоконной оптики, предназначенной для средств коммуникации, используемых на короткие и очень короткие расстояния. Относительно широкое распространение и особенно постоянно растущее использование оптических волокон в системах коммуникации, обработки данных и других системах передачи сигналов создает необходимость создание удовлетворительных и эффективных устройств для соединения между собой концов волокон (кабелей).

[0009] Кроме того, по мере возрастания требований к высокой пропускной способности волоконно-оптических систем передачи, множество стрендов оптического волокна скручивают в жгут кабеля (например, 410 на Фиг. 1), а множество кабелей, каждый из которых содержит множество оптических волокон, определяют маршрут через оптоволоконную сеть. Прежде в мультиволоконных коннекторах, таких, как показано на Фиг. 1, концевые фрагменты волокон располагались в ряд в одной плоскости. Оптические волокна, заканчивающиеся в коннекторе, являются частью одного оптического кабеля и тянутся из него. Каждое оптическое волокно 412 расположено в отдельном отверстии блока муфты 402, причем соседние оптические волокна одного и того же кабельного жгута или кабеля отделены друг от друга внутри блока муфты 402. Следовательно, количество отверстий в муфте 412 ограничивает плотность соединяемых через коннектор 400 концов оптических волокон. Очевидно, что чем больше количество соединяемых концов оптических волокон в месте стыковки в сети, тем больше должен быть оптоволоконный коннектор, имеющий большую площадь, и/или требуется большее количество оптоволоконных коннекторов 400. Соединения большего размера и дополнительные оптоволоконные коннекторы 400 в месте стыковки занимают в результате больший объем в месте стыковки, и являются несоразмерными с размерами оптического кабеля 410. Более того, стоимость оконцовки и прокладки кабеля возрастают при использовании множества коннекторов.

[0010] До настоящего времени U.S. Conec Ltd. поставляет формованные муфты, удерживающие множество (массив) оптических волокон. Доступны муфты, способные включать вплоть до 6 рядов из 12 волокон, всего на 72 волокна одного кабеля. Однако, такие муфты обладают теми же недостатками, что и описанные выше формованные муфты, удерживающие линейно расположенные волокна. Становится более сложным поддерживать требуемые допуски для формованных муфт. На самом деле, муфта на 72 волокна доступна лишь для мультимодального волокна вследствие плохих допусков. Кроме того, сетки отверстий в блоках муфты не подходят для формования их с помощью штамповки.

[0011] Таким образом, желательно разработать новый дизайн оптоволоконного коннектора высокой плотности и, в частности, новый дизайн муфты, способной вмещать оптические волокна с заметно большей плотностью размещения, что должно привести к меньшим вносимым потерям и низким обратным потерям (потерям на отражение), обеспечивая легкость использования и высокую надежность при низкой чувствительности к окружающей среде, и которая может быть произведена с низкими затратами.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0012] В данном изобретении заявлена муфта для оптоволоконного коннектора, которая преодолевает многие недостатки муфт и коннекторов, известных из уровня техники. Согласно данному изобретению муфта является основой оптоволоконного коннектора, способного вмещать оптические волокна с заметно большей плотностью, что должно привести к меньшим вносимым потерям и низким обратным потерям (потерям на отражение), обеспечивая легкость использования и высокую надежность при низкой чувствительности к окружающей среде, и которая может быть произведена с низкими затратами. Согласно данному изобретению, плотность концевых фрагментов оптических волокон в оптоволоконном коннекторе может быть существенно увеличена (например, удвоена) для заданной ширины площади (посадочного места) муфты. Согласно одному аспекту изобретения заявляемая муфта удерживает оптические волокна, выступающие из одного или более оптоволоконных кабелей (например, плоских или круглых кабелей). Согласно одному из вариантов выполнения изобретения муфта структурирована таким образом, чтобы она могла вместить оптические волокна, входящие в разные оптоволоконные кабели.

[0013] Согласно данному изобретению, муфта снабжена выемками для волокон и выемками для установочных штырей, представляющими собой открытые каналы в отличие от сквозных отверстий в блоке муфты (например, в формованном блоке муфты). Это позволяет избежать необходимости вставлять оптические волокна и установочные штыри в отверстия с избыточным зазором, как это было принято ранее в соответствии с уровнем техники. Создание открытых каналов для волокон и установочных штырей исключает необходимость создания зазоров для волокон и установочных штырей. В отсутствие какого-либо зазора между каналом в муфте и волокнами или установочными штырями, что могло бы привести к сдвигам частей относительно друг друга, установочные штыри и волокна можно более точно расположить относительно друг друга. Расстояние между волокнами и штырями можно выдерживать более точно при изменении внешних условий, например, вследствие того, что муфта может вместить больший разброс размеров без влияния на заданные допуски юстировки (выравнивания). Оптоволоконный коннектор, полученный таким способом, обладает низкими вносимыми потерями и низкими обратными потерями. Конфигурация муфты также позволяет легче присоединять концевые фрагменты волокон к муфтам по сравнению с продеванием через отверстия волокон, покрытых эпоксидной смолой, как это общепринято для муфт, известных из уровня техники. Без использования эпоксидной смолы надежность оптоволоконного коннектора не подвержена влиянию старения/ползучести, характерных для материалов на основе эпоксидной смолы. За счет выбора для муфты подходящих материалов работа оптоволоконного коннектора является менее чувствительной к изменениям температуры. Открытая структура муфты позволяет производить ее с помощью массового производства, такого как штамповка и экструзионное прессование, которые являются низкозатратными высоко производительными процессами.

[0014] Согласно одному из вариантов выполнения изобретения первая совокупность концевых фрагментов оптических волокон (например, первого волоконного кабеля) помещается в первый ряд открытых выемок для волокон, а вторая совокупность концевых фрагментов оптических волокон (например, второго волоконного кабеля) помещается во второй ряд открытых выемок для волокон, причем первый ряд расположен параллельно второму. Согласно одному варианту выполнения изобретения оптические волокна в первом ряду смещены относительно оптических волокон во втором ряду.

[0015] Согласно одному из вариантов выполнения изобретения муфта включает две половинки, каждая из которых имеет открытую структуру с рядом открытых выемок, прецизионно сформированных на ней в плоскости. Две половинки муфты совмещают таким образом, чтобы ряды выемок были параллельны друг другу. Каждый ряд выемок в половинке муфты вмещает оптические волокна волоконно-оптического кабеля. Согласно одному варианту выполнения изобретения выемки сконфигурированы таким образом, что они являются открытыми выемками для фиксации волокна, которые могут надежно фиксировать (зажимать) оптические волокна без необходимости применения эпоксидной смолы или прецизионно комплементарной части. Согласно одному из вариантов выполнения изобретения, по крайней мере, часть продольного просвета выемки снабжена расположенными напротив выступами для создания эффекта фиксации (зажима). Ширина продольного просвета, который задан между выступами вдоль, по крайней мере, части выемок, уже диаметра оптические волокна для создания плотной посадки (например, посадки с натягом) по отношению к волокнам, что позволяет концевой фрагмент оптического волокна вводить боком в продольный просвет выемки, при этом оптическое волокно плотно удерживается в выемке. Выемки и ширина продольных просветов выемок имеют такую форму и размер, чтобы удерживать волокна без какого-либо зазора, позволяющего волокну двигаться относительно выемки.

[0016] Согласно другому варианту выполнения изобретения муфта сконфигурирована таким образом, чтобы выравнивать концевые фрагменты оптических волокон в ряд в одной плоскости, за счет чего оси соседних оптических волокон находятся друг от друга на расстоянии, соизмеримом с диаметром оптических волокон. Согласно одному варианту выполнения изобретения концевые фрагменты оптических волокон расположены параллельно друг другу (рядом, бок о бок) в ряд в пределах плоскости в муфте, при этом соседние оптические волокна касаются друг друга. Согласно одному из вариантов выполнения изобретения в ряду концевых фрагментов оптических волокон оптические волокна двух различных волоконно-оптических кабелей расположены вперемежку, в шахматном порядке и чередуясь. Согласно одному варианту выполнения изобретения муфта снабжена, по крайней мере, одним широким просветом, в который вводят и который удерживает оптические волокна, которые расположены параллельно и касаются друг друга. Возможно существование нескольких (более одного) просветов, в каждый из которых введены и который удерживает совокупность оптических волокон, расположенных в ряд в плоскости. Согласно другому варианту концевые фрагменты оптических волокон располагаются более, чем в одном ряду внутри муфты/коннектора.

[0017] Согласно другому аспекту данного изобретения заявляемые муфты прецизионно изготовлены высокопроизводительным способом, таким как штамповка или экструзионное прессование.

[0018] Согласно одному варианту выполнения изобретения корпус муфты выполнен из металлического материала, который может быть выбран таким образом, чтобы обладать высокой жесткостью (например, нержавеющая сталь), химической инертностью (например, титан), высокой термостабильностью (никелквый сплав), малым коэффициентом термического расширения (например, инвар) или соответствовать коэффициенту термического расширения других материалов (например, ковар для соответствия стеклу).

[0019] Муфта по данному изобретению преодолевает многие недостатки существующего уровня техники и позволяет создать оптоволоконный коннектор с высокой плотностью размещения волокон, что приводит к низким вносимым потерям и низким обратным потерям, обеспечивая легкость использования и высокую надежность при низкой чувствительности к окружающей среде, и которая может быть произведена с низкими затратами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0020] Для более полного понимания сущности и преимуществ изобретения, а также предпочтительных способов использования, далее приведено подробное описание со ссылками на сопроводительные чертежи. На всех прилагаемых чертежах аналогичные (одинаковые или похожие) номера позиций обозначают аналогичные или одинаковые части.

[0021] Фиг. 1 иллюстрирует оптоволоконный коннектор в соответствии с уровнем техники.

[0022] На Фиг. 2 приведен вид в перспективе оптоволоконного коннектора с высокой плотностью размещения волокон согласно одному из вариантов выполнения данного изобретения.

[0023] Фиг. 3 представляет собой вид с торца оптоволоконного коннектора, показанного на Фиг. 2.

[0024] Фиг. 4 представляет собой объемное изображение с пространственным разделением деталей оптоволоконного коннектора, показанного на Фиг. 2.

[0025] Фиг. 5 представляет собой вид сверху оптоволоконного коннектора, показанного на Фиг. 2.

[0026] Фиг. 6 представляет собой вид сбоку оптоволоконного коннектора, показанного на Фиг. 2.

[0027] Фиг. 7 представляет собой сечение части нижней половинки муфты в соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения.

[0028] Фиг. 8 иллюстрирует вид в перспективе оптоволоконного коннектора с высокой плотностью размещения волокон в соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения.

[0029] На Фиг. 9 приведен вид сверху оптоволоконного коннектора, показанного на Фиг. 8.

[0030] Фиг. 10 представляет собой вид сбоку оптоволоконного коннектора, показанного на Фиг. 8.

[0031] На Фиг. 11 приведен вид с торца оптоволоконного коннектора, показанного на Фиг. 8.

[0032] Фиг. 12 представляет собой объемное изображение с пространственным разделением деталей оптоволоконного коннектора, показанного на Фиг. 8.

[0033] Фиг. 13 представляет собой вид с торца оптоволоконного коннектора с высокой плотностью размещения волокон в соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения по Фиг. 8.

[0034] Фиг. 14 иллюстрирует вид в перспективе оптоволоконного коннектора с высокой плотностью размещения волокон в соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения.

[0035] Фиг. 15 представляет собой объемное изображение с пространственным разделением деталей оптоволоконного коннектора, показанного на Фиг. 14.

[0036] Фиг. 16 представляет собой вид с торца оптоволоконного коннектора, показанного на Фиг. 14.

[0037] Фиг. 17 представляет собой вид сверху оптоволоконного коннектора, показанного на Фиг. 14.

[0038] Фиг. 18 представляет собой вид сбоку оптоволоконного коннектора, показанного на Фиг. 14.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0039] Далее изобретение описано на примере различных вариантов выполнения со ссылками на сопроводительные чертежи. Несмотря на то, что изобретение описано исходя из наилучших способов воплощения, позволяющих достичь поставленных целей, специалисты оценят, что многие другие варианты и усовершенствования могут быть реализованы в рамках изобретения, без нарушения его духа и буквы.

[0040] В данном изобретении раскрыта муфта для оптоволоконного коннектора, которая позволяет преодолеть многие недостатки муфт и коннекторов, известных из уровня техники. Муфта по данному изобретению позволяет создать оптоволоконный коннектор, способный разместить оптическое волокно с заметно большей плотностью, что приводит к низким вносимым потерям и низким обратным потерям, обеспечивая легкость использования и высокую надежность при низкой чувствительности к окружающей среде, и которая может быть произведена с низкими затратами. Согласно данному изобретению плотность концевых фрагментов оптических волокон в коннекторе оптических волокон может быть существенно увеличена (например, удвоена) для заданной ширины площади (посадочного места) муфты. Заявляемая муфта удерживает оптические волокна, выступающие из одного или более оптоволоконного кабеля (например, плоского или круглого кабелей). Муфта структурирована таким образом, чтобы она могла вместить оптические волокна, входящие в один и тот же или разные оптоволоконные кабели. Согласно одному варианту данного изобретения вторая совокупность концевых фрагментов оптических волокон первого кабеля расположена в первом ряду открытых выемок, а первая совокупность концевых фрагментов оптических волокон второго кабеля расположена во втором ряду открытых выемок, причем первый ряд параллелен второму. Согласно одному из вариантов выполнения изобретения оптические волокна в первом ряду смещены относительно оптических волокон второго ряда. Один вариант выполнения изобретения проиллюстрирован на Фиг. 2-6.

[0041] На Фиг. 2 показан вид в перспективе оптоволоконного коннектора 10, содержащего блок компонентов в сборе, включая муфту 12 согласно одному из вариантов выполнения данного изобретения. Коннектор 10 также содержит корпус муфты 14 (показан пунктирными линиями), кожух кабеля 16 (показан пунктирными линиями) и направляющие установочные штыри 18. Фиг. 2 является упрощенной иллюстрацией оптоволоконного коннектора 10. В отличие от муфты 12, которая структурирована согласно данному изобретению, другие компоненты оптоволоконного блока 10 могут также включать те же компоненты, что и оптоволоконный блок, показанный на Фиг. 1 (т.е. муфта по данному изобретению может обладать полной обратной совместимостью для использования с МТО/МРО оптоволоконными коннекторами, предлагаемыми US Conec Ltd.). На Фиг. 3-6 приведены различные проекции оптоволоконного коннектора 10, где корпус муфты 14 и кожух кабеля 16 не показаны.

[0042] В проиллюстрированном варианте выполнения муфта 12 включает две половинки муфты 12а и 12b. В проиллюстрированном варианте выполнения половинки муфты 12а и 12b идентичны по структуре. Это облегчает инвентаризацию (опись, учет) идентичных компонентов. Однако, половинки муфты совершенно не обязательно должны быть идентичными, но они должны быть совместимы таким образом, чтобы удерживать оптические волокна 20а и 20b.

[0043] Как видно из Фиг. 4, каждая половинка муфты (12а, 12b) имеет в целом Т-образную структуру, включающую передний участок (36а, 36b) и хвостовой участок (26а, 26b). Каждый из передних участков (36а, 36b) имеет открытую структуру с рядом открытых выемок (24а, 24b), прецизионно сформированных на нем в одной плоскости. Две половинки муфты 12а и 12b соединены в блок, причем передние участки (36а, 36b) совмещены друг с другом, и ряды выемок 24а и 24b параллельны друг другу. Каждый ряд открытых выемок (24а, 24b) в половинке муфты (12а, 12b) вмещает оптические волокна отдельного оптоволоконного кабеля (22а, 22b).

[0044] В проиллюстрированном варианте выполнения двенадцать оптических волокон 20а, закреплены внутри оболочки 27а, образуя первый плоский оптоволоконный кабель 22а, и двенадцать оптических волокон 20b закреплены внутри оболочки 27b, образуя второй плоский оптоволоконный кабель 22b (см. также Фиг. 2). Концевые фрагменты оптических волокон 20а первого оптоволоконного кабеля 22а введены в первый ряд продольных открытых выемок 24а в переднем участке 36а первой половинки муфты 12а, и концевые фрагменты оптических волокон 20b второго оптоволоконного кабеля 22b расположены во втором ряду продольных открытых выемок 24b в переднем участке 36b второй половинки муфты 12b, причем первый ряд расположен параллельно второму ряду. Выемки (24а, 24b) вмещают оголенные концевые фрагменты оптических волокон (20а, 20b) с обнаженным покрытием, без защитного буферного слоя и оболочки.

[0045] Конфигурация рядов выемок более четко видна на виде муфты 12 с торца, приведенном на Фиг. 3. В проиллюстрированном варианте выполнения каждая выемка имеет практически U-подобную форму поперечного сечения с практически параллельными боковыми сторонами. Передние участки 36а и 36b половинок муфты 12а и 12b совмещены, причем поверхности выемок обращены друг к другу. Выемки 24а и 24b смещены, так что оптические волокна 20а в первом ряду смещены относительно оптических волокон 20b во втором ряду. В частности, каждый продольный просвет выемок 24а на переднем участке 26а первой половинки муфты 12а обращен к продольной плоской части 13b (или разделяющей перегородке), которая разделяет соседние выемки 24b, заданные на переднем участке 36b второй половинки муфты 12b, и каждый продольный просвет выемок 24b на переднем участке 36b второй половинки муфты 12b обращен к продольной плоской части 13а, разделяющей соседние выемки 24а заданные на переднем участке 36а первой половинки муфты 12а. Глубина выемок имеет такие размеры, чтобы полностью вместить оптические волокна. В проиллюстрированном варианте выполнения глубина выемок составляет, как минимум, D (например, 125 мкм), диаметр оголенного участка оптические волокна, с обнаженным покрытием, без защитного буферного слоя и оболочки, как принято везде в данном тексте. Каждая плоская часть (13а, 13b) в значительной степени покрывает соответствующий противолежащий просвет выемки. В проиллюстрированном варианте выполнения каждая часть (13а, 13b) полностью покрывает соответствующий противолежащий просвет выемки.

[0046] Расстояние S между центрами соседних выемок в половинке муфты равно ширине выемки плюс ширина разделяющей плоской части (13а, 13b). В проиллюстрированном варианте выполнения ширина плоской части (13а, 13b) практически равна ширине U-образных выемок, что практически соответствует диаметру D оголенных участков оптических волокон. Соответственно, для варианта выполнения, проиллюстрированного на Фиг. 3, боковое (в направлении вдоль плоскости контакта двух половинок муфты) расстояние между центрами прилегающих выемок 24а и 24b практически равно диаметру D оголенного оптического волокна (20а и 20b), а боковое расстояние S между центрами практически равно 2D.

[0047] Плоские участки (13а, 13b) одного переднего участка (36а, 36b) закрывают просветы выемок (24а, 24b) другого переднего участка. Так как глубина выемок практически равна D, каждая плоская часть (13а, 13b) и соответствующая противолежащая ей выемка вместе образуют пространство, которое прецизионно вмещает оптические волокна (20а, 20b).

[0048] Ширина продольного просвета, заданного между стенками вдоль, по крайней мере, участка выемок, несколько меньше диаметра оголенного оптического волокна для создания плотной посадки (например, на поверхности контакта зазор составляет 1 мкм) оголенных волокон (оголенные участки с обнаженным покрытием, без защитного буферного слоя и оболочки), что позволяет концевой участок оптического волокна вставлять сбоку в продольный просвет выемки, при этом выемка плотно удерживает оптическое волокно. Выемки и ширина продольных просветов выемок имеют такие форму и размер, чтобы удерживать волокна без какого-либо зазора, позволяющего волокну двигаться относительно выемки. Выемки могут иметь закругленное дно, чтобы соответствовать внешней форме оптического волокна, или могут иметь плоское дно, или быть v-образными выемками (в результате появляются просветы между волокном и стенкой выемки). Закругленное дно является предпочтительным, поскольку увеличивает область контакта с волокном и обеспечивает более равномерное упругое напряжение внутри волокна. Использование выемки, обеспечивающей плотную посадку с натягом, полностью противоположно формованной муфте, показанной на Фиг. 1, которая имеет отверстие с допуском, размер которого заведомо превышает диаметр оптического волокна. В результате, отверстия завышенного размера не фиксируют (не направляют) положение оптического волокна.

[0049] Хвостовые участки (26а, 26b) половинок муфты 12а и 12b тоньше, чем передние участки (36а, 36b). Наружные стороны хвостовых участков (26а, 26b) вместе задают полость 28 между ними, размер которой задается таким образом, чтобы вмешать и зажимать (защелкивать) оболочки 27а и 27b между половинками муфты 22а и 22b, когда они совмещены друг с другом в конфигурации, показанной на Фиг. 2. Оболочки 27а и 27b плоских кабелей 22а и 22b пригнаны внутри полости 28, обеспечивающей дополнительное пространство, в которое помещается оболочки (27а, 27b) со своей толщиной и защитный буферный слой и слой покрытия на волокне 20 внутри оболочки (27а, 27b). Наружные части концевых фрагментов хвостовых участков (26а, 26b) более тонкие с тем, чтобы точно войти в фиксатор 52, таким образом, защелкивая оболочки (27а, 27b). Фиксатор 52 и хвостовые участки (26а, 26b) совместно фиксируют деформацию (обеспечивают ослабление напряжения, компенсируют натяжение) волоконных кабелей (22а, 22b). Установочные штыри 18 удерживаются сквозными отверстиями, заданными открытыми выемками (54а, 54b) на передних участках (36а, 36b) и отверстиями 29, заданными в укороченных деталях 55 фиксатора 52. Фиксатор 52 удерживает передние участки (36а, 36b) половинок муфты (12а, 12b) в сопряженной конфигурации. Фиксатор 52 можно считать компонентом муфты 12.

[0050] Следует заметить, что фиксатор 52 можно не использовать, и передние участки половинок муфт можно зафиксировать в сопряженной конфигурации, например, с помощью лазерной сварки.

[0051] Так как оптические волокна (20а, 20b) полностью удерживаются в выемках (24а, 24b), оптические волокна (20а, 20b) размещаются с прецизионной точностью в половинках муфт (12а, 12b) выемками (24а, 24b). Расположение и ориентация оптических волокон (20а, 20b) регулируется положением и параллельностью выемок (24а, 24b). Соответственно, взаимное расположение оптических волокон (20а, 20b) (например, интервал между ними) в половинках муфт (12а, 12b) прецизионно поддерживается внутри муфты, например, для выравнивания (юстировки) с волокнами, расположенными в противолежащем оптоволоконном коннекторе (который имеет охватывающую структуру («мама») для введения установочных штырей 18). Нет необходимости в комплементарной муфте для надежного и прецизионно точного расположения волокон внутри оптоволоконного коннектора. Несмотря на то, что комплементарные половинки муфт не выполняют котировочную функцию (функцию выравнивания) или функцию эффективного удерживания волокон 20b в определенном положении в половинке муфты 12b, и наоборот, наличие двух половинок муфт 12а и 12b, каждая из которых имеет указанную выше конструкцию фиксации с помощью выемок, половинки муфт 12а и 12b вместе образуют муфту 12, которая вмещает волокно с высокой плотностью размещения.

[0052] Согласно другому аспекту данного изобретения выемки для волокна по описанному ранее варианту выполнения изготовлены с прецизионной точностью с помощью высоко производительного процесса, такого как штамповка и экструзионное прессование.

[0053] Согласно одному из вариантов выполнения изобретения корпус муфты изготовлен из металлического материала, который может быть выбран таким образом, чтобы он имел хорошую термическую стабильность размеров (например, инвар).

[0054] Очевидно, что без нарушения духа и буквы данного изобретения оптические волокна могут быть объединены в круглые оптоволоконные кабели вместо плоских кабелей.

[0055] Согласно другому варианту выполнения изобретения муфта содержит половинки муфты, имеющие открытую структуру с заданными на ней с прецизионной точностью зажимающими (фиксирующими) выемками, которые могут надежно удерживать оптические волокна без необходимости использования эпоксидной смолы или комплементарно точной части. На Фиг. 7 проиллюстрировано сечение выемок 24b в переднем участке 36b муфты 12b. Половинка муфты 12а может иметь аналогичную структуру выемок.

[0056] Выемка 24b структурированы таким образом, чтобы надежно удерживать волокна 20b (оголенные участки с обнаженным покрытием, без защитного буферного слоя и оболочки) с помощью просвета, который зажимает (защелкивает) волокна 20b, например, с помощью посадки с натягом (или прессовой посадки). Посадка с натягом дает уверенность в том, что волокна 20b зажаты (зафиксированы) на месте и, соответственно, положение и ориентация волокон определяется положением и параллелизмом выемок 24. Использование посадки с натягом противоположно конструкции формованной муфты, показанной на Фиг. 1, которая имеет отверстие с допуском, размер которого заведомо превышает диаметр оптического волокна. В результате, отверстия завышенного размера не фиксируют (не направляют) положение оптического волокна.

[0057] В варианте выполнения, проиллюстрированном на Фиг. 7, ширина W продольного просвета 23 выемок 24b несколько уже, чем диаметр оптических волокон 20b. В частности, просвет 23 задан выступами 25, образованными на противолежащих продольных кромках продольного просвета 23. Ширина W продольных просветов 23 несколько уменьшена, что позволяет концевые фрагменты оптических волокон вводить боком в продольные просветы 23 выемок, обеспечивая посадку с натягом. Абсолютная величина напряжения может быть отрегулирована в процессе производства таким образом, чтобы введение волокна в выемку вызывало только упругую деформацию или незначительную пластическую деформацию выступа. Выемки не должны подвергаться пластической деформации, в противном случае это повлияет на точность размещения волокон.

[0058] Для введения волокон 20b в передний участок 36b муфты 12b, концевые фрагменты волокон 20b вдавливают (впрессовывают) по длине (продольно) в выемки 24b через продольные просветы 23 мгновенным действием (самофиксацией) (т.е. не в направлении осевого сечения выемок), причем кончики волокон 20b слегка выступают вперед за торцевую поверхность переднего участка 36b. Кроме того, ширина W продольных просветов 23 и выемок 24b имеет такой размер и форме, чтобы плотно удерживать участок оптических волокон 20b в выемках 24b без какого-либо зазора, позволяющего торцам волокон аксиально и латерально двигаться относительно выемок, что обеспечивает жесткий допуск для оптической стыковки торцов двух соединяемых кабелей (волокон). Для удержания оголенных участков волокон в выемках не требуется никакой эпоксидной смолы вследствие натяга (плотной посадки) между волокнами 20b и выемками 24b вдоль сопряженных поверхностей.

[0059] В варианте выполнения, показанном на Фиг. 7, проиллюстрирована форма поперечного сечения открытых выемок 24, которая, как правило, соответствует форме волокон 20b. Волокно 20b надежно "защелкнуто" внутри выемки 24b, причем выступы 25 давят сверху на волокно 20b, придавливая его ко дну и другим частям выемки 24b. В проиллюстрированном варианте выполнения показано, что стенка волокна 20b давит на всю стенку выемки 24b, за исключением стенки вблизи просвета 23. Это обеспечивает практически равномерное давление по практически всей окружности волокна, что меньше влияет на оптические сигналы, передаваемые через волокно 20b, из-за изменений в волокне или показателе преломления сердцевины под действием напряжений. Однако, совершенно очевидно, что в рамках данного изобретения форма выемок в муфте может быть по разному структурирована и иметь различные поперечные сечения, которые также обеспечат адекватную посадку с натягом для надежной фиксации волокон 20b в выемках 24b. Например, выемки могут иметь плоское или искривленное дно, изогнутые боковые стенки или плоские боковые стенки, перпендикулярные или слегка наклонные под некоторым углом к плоскому дну (например, v-образное дно), и направленные внутрь выступы, задающие продольный просвет выемки. Эти конфигурации выемок приведут в результате к появлению некоторого пространства (зазоров) между искривленными стенками волокон и плоскими или искривленными боковыми стенками выемок, но фиксирующее (защелкивающее) действие выступов 25 и/или вертикальных стенок выемок по отношению к волокну в любом случае не создаст зазоров, дающих возможность волокну двигаться внутри выемок. Свободное пространство может быть заполнено дополнительным материалом, таким как эпоксидная смола, для герметизации, чтобы предотвратить захват частиц, особенно в процессе полировки торца муфты.

[0060] Так как волокно 20b полностью удерживается в выемке 24b и профиль выемки, такой как выступы 25 и дно выемки, определяют расположение волокна 20b внутри выемки, волокно 20b располагается с прецизионной точностью в муфте с помощью выемки. Соответственно, взаимное расположение (например, интервал) оптических волокон 20b в половинке муфты 12b прецизионно поддерживается внутри муфты, например, для выравнивания с волокнами, расположенными в противолежащем оптоволоконном коннекторе (который имеет охватывающую структуру («мама») для введения установочных штырей 18).

[0061] Аналогичную структуру выемок можно создать на переднем участке 36а половинки муфты 12а на основании аналогичных соображений. За исключением структуры выемок, структуры других участков половинок муфт 12а и 12b и других компонентов коннектора 10 остаются аналогичными варианту выполнения, показанному на Фиг. 2.

[0062] В качестве примера, но не ограничивая сущность изобретения, согласно одному из вариантов его выполнения оптические волокна 20b изготовлены из диоксида кремния и имеют диаметр 125 мкм, муфта изготовлена из материала ковар (54% Fe, 29% Ni, 17% Co), длина выемок 24b может составлять от 1 до 3 мм, диаметр или ширина (т.е. максимальный поперечный размер D) выемок 24b составляет 0.124 мм, и ширина W продольных просветов 23 составляет 105 мкм. Боковые стенки выемки 23 наклонены внутрь в сторону просвета 23 под углом 9 примерно от 5 до 20 градусов относительно вертикальной касательной к волокну 20b. Обеспечиваемый натяг составляет примерно 1 мкм, подходящий для кварца и ковара. Кремниевое стекло обладает очень высокой прочностью на сжатие, поэтому оно выдержит высокие контактные давления при посадке с натягом.

[0063] Для муфты, имеющей конструкцию зажимающих (защелкивающих) выемок согласно Фиг. 7, нет необходимости в комплементарной муфте для надежного и прецизионно точного расположения волокон внутри оптоволоконного коннектора. Несмотря на то, что комплементарные половинки муфт не выполняют функцию юстировки (функцию выравнивания) или эффективного удерживания волокон 20b в половинке муфты 12b в определенном положении и наоборот, наличие двух половинок муфт 12а и 12b, каждая из которых имеет указанную выше конструкцию фиксации с помощью выемок, половинки муфт 12а и 12b вместе образуют муфту 12, которая вмещает волокно с высокой плотностью (размещения).

[0064] Из всего выше сказанного становится очевидным, что открытые каналы или выемки могут быть сформированы более простым способом и с прецизионной точностью по сравнению с формированием сквозных отверстий в пластмассовом блоке муфты, общепринятом в соответствии с уровнем техники, таком как коннектор, приведенный на Фиг. 1. Согласно одному из вариантов выполнения изобретения выемки первоначально формируют (например, с помощью прецизионной штамповки), затем просветы выемок сужают, например, штамповкой или продавливанием верхней поверхности корпуса муфты с тем, чтобы продавить материал двух противолежащих кромок просвета внутрь просвета выемки для формирования выступа, или лазерной обработкой, чтобы расплавить материал в углах просвета, и расплавленный материал потек бы внутрь просвета выемки для формирования выступа. В другом варианте выполнения защелкивающие выемки могут быть прецизионно сформированы с помощью экструзионного прессования. Более подробная информация относительно формирования фиксирующих выемок, приведенных на Фиг. 7, высокопроизводительным способом приведена в заявке на патент США №13/440,970, поданной 05 апреля 2012, права на которую были переданы правообладателю данного изобретения. Эта заявка полностью включена в данную заявку в виде ссылки.

[0065] Способ и устройство (аппарат) для прецизионной штамповки раскрыты в патенте США №7,343,770, права на который были переданы правообладателю данного изобретения. Этот патент полностью включен в данную заявку в в виде ссылки. Способ и устройство, раскрытые в этом патенте, могут быть адаптированы для прецизионной штамповки муфт по данному изобретению.

[0066] Фиг. 8-12 иллюстрируют оптоволоконный коннектор с высокой плотностью размещения волокон согласно другому варианту выполнения изобретения. За исключением муфты, общая конструкция оптоволоконного коннектора 110 в этом варианте выполнения аналогична конструкции оптоволоконного коннектора 10 согласно варианту выполнения, показанному на Фиг. 2-6. Оптоволоконный коннектор 110 включает муфту 112, включающую две половинки муфты 112а и 112b, фиксатор 52, корпус муфты и кожух кабеля (аналогично показанным на Фиг. 2 не показанным в данном случае для упрощения восприятия). Конструкция фиксатора 52 аналогична показанной на Фиг. 2. Общая структуры половинок муфт 112а и 112b аналогична Т-образной по форме конструкции половинок муфты 12а и 12b, показанной на Фиг. 2, за исключением выемок муфты.

[0067] В этом варианте выполнения, муфта 112 сконфигурирована для юстировки (выравнивания) концевых фрагментов оптических волокон (20а, 20b) плоских кабелей (22а, 22b) в ряду в плоскости, за счет чего оси соседних оптических волокон (20а, 20b) разнесены друг от друга на расстояние, примерно соответствующее диаметру D оголенного оптического волокна (с обнаженным покрытием, без защитного буферного слоя и оболочки). Как видно из Фиг. 11, концевые фрагменты оптических волокон (20а, 20b) расположены параллельно в ряд в плоскости в муфте, причем соседние оптические волокна касаются друг друга. Оптические волокна 20а и 20b поочередно выступают из различных оптоволоконных кабелей 22а и 22b. В ряду концевых фрагментов, оптические волокна 20а чередуются с оптическими волокнами 20b, чередуясь и перемежаясь. В проиллюстрированном варианте выполнения муфта 112 имеет, по меньшей мере, один широкий плоский просвет 124, который вмещает ряд оптических волокон (20а, 20b), расположенных рядом параллельно (в конфигурации «бок о бок») и касающихся друг друга. Широкий плоский просвет 124 задан передними участками (136а, 136b) комплементарных половинок муфты 112а и 112b. Как хорошо видно из Фиг. 11, каждый передний участок (136а, 136Ъ) имеет широкий плоский участок (150а, 150b) с искривленными выступами (152а, 152b) (такую комбинацию структур можно рассматривать как открытую выемку). Когда передний участок 136а половинки муфты 112а совмещен с передним участком 136b половинки муфты 112b, широкий плоский участок 150а параллелен плоскому участку 150b, которые вместе образуют пространство между плоскими участками (150а, 150b) внутри выступов (152а, 152b), которое вмещает ряд оптических волокон (20а, 20b) в компактной конфигурации бок о бок. Полагая, что изначально размеры оптических волокон прецизионно точны, чтобы создать необходимый пространственный интервал в ряду оптических волокон, единственный плоский просвет 124 создает простую конструкцию для прецизионно точного выравнивания (юстировки) оптических волокон (20а, 20b) в оптическом коннекторе 110. Так как структура плоских секций (150а, 150b) плоская, половинки муфты легче изготовить с прецизионной точностью (например, с помощью штамповки) с жесткими допусками. Фиксатор 52 удерживает передние участки (136а, 136b) половинок муфты (112а, 112b) в сопряженном (собранном) состоянии. Фиксатор 52 можно рассматривать как компонент муфты 112.

[0068] В варианте выполнения, показанном на Фиг. 11, отверстия для установочных штырей 18 заданы комбинацией круглой цилиндрической открытой выемки, сформированной на одной половинке муфты, и квадратной цилиндрической открытой выемки, сформированной на другой половинке муфты. В проиллюстрированном варианте выполнения половинка муфты 112а снабжена круглой цилиндрической выемкой 154, и половинка муфты 112b снабжена квадратной цилиндрической выемкой 156. Совершенно очевидно, однако, что в рамках данного изобретения возможно создание круглой цилиндрической выемки или квадратной цилиндрической выемки на каждой половинке муфты, с тем чтобы обе половинки муфты были симметричными и/или идентичными. Круглую цилиндрическую выемку 154 можно изготовить с высокой точностью (например, прецизионной штамповкой), и глубина квадратной цилиндрической выемки 156 может быть сформирована с высокой точностью без необходимости прецизионного формирования стенок квадратной цилиндрической выемки. Изменения поперечных размеров квадратной выемки 156 не влияют на выравнивание штырей. Когда передние участки (136а, 136b) совмещены друг с другом, комбинация прецизионно заданных круглых цилиндрических стенок и прецизионно точной глубины квадратной цилиндрической стенки безошибочно и точно определит положение установочных штырей 18. Аналогичной конструкцией поддержки установочных штырей могут быть снабжены и описанные ранее варианты выполнения, показанные на Фиг. 2-6.

[0069] Фиг. 13 иллюстрирует альтернативный вариант выполнения оптоволоконного коннектора 110', в котором отверстия для установочных штырей 18 заданы комбинацией круглых цилиндрических открытых выемок, имеющихся на передних участках (136а', 136b') половинок муфты (112а', 112b'). Сравнивая с Фиг. 11, остальные структуры оптоволоконного коннектора 110' остаются такими же, как в варианте, показанном на Фиг. 8-12.

[0070] Возможно существование более одного плоского просвета 124, каждый из которых вмещает совокупность оптических волокон, удерживаемых в ряду в пределах плоскости. В другом варианте выполнения концевые фрагменты оптических волокон удерживаются в более чем одном ряду/слое внутри муфты/коннектора (не показано), за счет расщепления половинки муфты на два или более слоев.

[0071] В альтернативном варианте выполнения (не показан), половинки муфт могут быть более симметричными, где каждая половинка муфты структурирована на переднем участке, имеющем одинаковый широкий желоб U-образной формы, заданный широким плоским участком, фланкированным изогнутым выступом на каждой кромке. Когда половинки муфт совмещены, широкие желоба U-образной формы на половинках муфт вместе задают закрытое пространство, которое вмещает ряд смещенных/чередующихся оптических волокон (20а, 20b) в плотной конфигурации бок о бок. Поддерживающие отверстия для установочных штырей также могут быть симметричными в этом варианте выполнения (например, с симметричными открытыми выемками), или могут оставаться асимметричными, как показано на Фиг. 11.

[0072] Фиг. 14-18 иллюстрируют оптоволоконный коннектор с высокой плотностью размещения волокон согласно другому варианту выполнения изобретения. В этом варианте выполнения, оптоволоконный коннектор 210 включает цельную муфту 212, раму 252, корпус муфты и а кожух кабеля (аналогичные приведенным на Фиг. 2, не показаны для простоты восприятия). В этом варианте выполнения, муфта 112 сконфигурирована для юстировки концевых фрагментов оптических волокон (20а, 20b) плоских кабелей (22а, 22b) в двух рядах открытых выемок (224а, 224b) в двух параллельных плоскостях. Оптические волокна 20а и 20b поочередно выступают из различных оптоволоконных кабелей 22а и 22b. Как показано на Фиг. 16, концевые фрагменты оптических волокон 20а первого оптоволоконного кабеля 22а удерживаются в открытых выемках 224а, созданных на верхней поверхности периметра муфты 212, и концевые фрагменты оптических волокон 20b второго оптоволоконного кабеля 22b удерживаются в открытых выемках 224b, созданных на нижней поверхности периметра муфты 212. Выемки (224а, 224b) могут иметь такую же структуру, как и выемки 24 на поверхностях половинок муфты (12а, 12b) в варианте выполнения согласно Фиг. 3 или выемки 24b в варианте выполнения согласно Фиг. 7.

[0073] Каждая открытая выемка (224а, 224b) полностью вмещает соответствующее оптическое волокно (20а, 20b). Рама 252 имеет внутренние плоские участки (250а, 250b), обращенные к выемкам (224а, 224b), когда муфта 212 вставлена в раму 252. Плоские участки (250а, 250b) полностью покрывают выемки (224а, 224b). Так как оптические волокна (20а, 20b) полностью входят в выемки (224а, 224b), оптические волокна (20а, 20b) размещаются с прецизионной точностью в половинках муфты (12а, 12b) благодаря выемкам (224а, 224b). Положение и ориентация оптических волокон (20а, 20b) определяется положением и параллелизмом выемок (224а, 224b). Соответственно, взаимное расположение оптических волокон (20а, 20b) (например, интервал) в половинках муфты (12а, 12b) прецизионно поддерживается внутри муфты, например, для выравнивания с волокнами, находящимися в противолежащем оптоволоконном коннекторе (который имеет охватывающую структуру («мама») для введения установочных штырей 18). Нет необходимости в комплементарной муфте или раме для надежного и прецизионно точного расположения волокон внутри оптоволоконного коннектора 210. Несмотря на то, что рама 252 не выполняет котировочную функцию (функцию выравнивания) или эффективного удерживания волокон (20а, 20b) в муфте 212 в определенном положении, рама 252 покрывает выемки (224а, 224b), чтобы предотвратить случайное смещение оптических волокон.

[0074] Оболочки (27а, 27b) оптоволоконных кабелей (22а, 22b) введены через просветы в устройстве для ослабления напряжения (компенсаторе натяжения кабеля, анкере для фиксации деформации) 256 и поддерживаются в насадке 258. Насадка 258 имеет укороченную деталь 260, направленную в сторону центрального просвета 262 в муфте 212. Установочные штыри 18 введены в пространство или в отверстия 264 в муфте 212 и направлены в сторону отверстий 266 в устройстве для ослабления напряжения 256. Отверстия 264 заданы щелью 268, находящейся на каждой кромке муфты 212. Толщина материала, по крайней мере, одного выступа 270, задающего щель, меньше, что способствует прогибу выступа 270. Образующийся прогиб, который задает эластичную (совместимую) структуру, защелкивает установочные штыри для аккуратного и прецизионно точного размещения установочных штырей с целью выравнивания их по отношению к другому комплементарному оптоволоконному коннектору. Эластичная структура фиксации (защелкивания) дает возможность вводить установочные штыри в отверстия 264 без использования зазора, и, таким образом, не требуется эпоксидная смола для заполнения какого-либо зазора между отверстиями и установочными штырями.

[0075] В то время как в проиллюстрированном варианте выполнения рама 252 окружает периметр муфты 212, рама может быть структурирована и таким образом, чтобы покрывать выемки (224а, 224b), не окружая периметр муфты 212. Например, рама может быть структурирована таким образом, чтобы представлять собой лишь часть кольца (например, иметь С-образную форму), показанного на виде с торца на Фиг. 16, вместо полного кольца (не показано). Альтернативно, раму 252 можно не использовать, и анкер 256 может быть снабжен двумя выступающими плоскими пальцеобразными выступами, покрывающими выемки (224а, 224b) на верхней и нижней поверхностях муфты 212 (не показано).

[0076] Эластичная структура фиксации установочных штырей является предметом отдельной заявки на патент США, которая была подана одновременно с данной заявкой (номер поверенного 1125/239). Эта заявка во всей своей полноте включена в данную заявку в виде ссылки.

[0077] Для приведенных ранее в качестве примеров вариантах выполнения, муфта 212, рама 252 и/или анкер 256 могут быть изготовлены из металла и произведены способами высокопроизводительной штамповки и/или экструзионного прессования. Согласно одному из вариантов выполнения изобретения корпус муфты может быть изготовлен из металлического материала, который может быть выбран таким образом, чтобы обладать высокой жесткостью (например, нержавеющая сталь), химической инертностью (например, титан), высокой термостабильностью (никелевый сплав), малым коэффициентом термического расширения (например, инвар) или соответствовать коэффициенту термического расширения других материалов (например, ковар для соответствия стеклу).

[0078] Совершенно в соответствии с духом и буквой данного изобретения будет создание муфты, конструкция которой будет объединять структуру удержания волокон в соответствии с вариантом выполнения, приведенным на Фиг. 8-13 со структурой, содержащей несколько слоев удержания волокна, приведенной на Фиг. 14-18, для еще большего увеличения плотности волокон в муфте без заметного увеличения площади ее основания или формфактора муфты/оптоволоконного коннектора. Например, вместо создания выемок (224а, 224b) на муфте 212 в варианте выполнения, показанном на Фиг. 14-18, выемки (224а, 224b) можно заменить на широкие плоские участки, которые совмещаются с комплементарными деталями на раме с образованием двух широких просветов, в каждый из которых помещаются две совокупности волокон в плотной перемежающейся конфигурации бок о бок аналогично варианту, показанному на Фиг. 8-13. Это позволяет создать муфту и оптоволоконный коннектор, которые вмещают 4×12=48 волокон.

[0079] Поскольку описанные выше варианты выполнения относятся к двум отдельным жгутам оптических волокон (например, 2 волоконно-оптическим кабелям, каждый из которых включает 12 волокон), понятно, что заявляемая муфта с высокой плотностью волокон применима и для одного волоконного жгута, например, 24 волокнам одного жгута, удерживаемым двумя отдельными рядами открытых выемок (например, смещенных) или одним рядом чередующихся выемок.

[0080] Муфта согласно данному изобретению преодолевает многие недостатки существующего уровня техники. Плотность оптических волокон, которые вмещаются в оптический коннектор, значительно увеличена (например, удвоена для заданной ширины или площади основания муфты), без существенного увеличения толщины муфты. За счет того, что зазоры между выемками в муфте и волокнами или установочными штырями отсутствуют, что в противном случае привело бы к сдвигу между деталями, установочные штыри и волокна можно установить друг относительно друга более точно. При изменении условий окружающей среды интервал между волокнами и штырями можно поддерживать лучше, например, за счет того, что муфта может выдерживать больше пространственных изменений без влияния на заданные допуски выравнивания (юстировки). Полученный таким образом оптоволоконный коннектор обладает низкими вносимыми потерями и малыми обратными потерями. Конфигурация муфты с открытыми выемками позволяет также легче подсоединять к муфте концевые фрагменты волокон по сравнению с протягиванием волокон, покрытых эпоксидной смолой, через отверстия в муфтах, известных из уровня техники. Без использования эпоксидной смолы надежность оптоволоконного коннектора не подвержена воздействию какого-либо старения/ползучести материала на основе эпоксидной смолы. При выборе соответствующих материалов для муфты функционирование (эксплуатационные параметры) оптоволоконного коннектора менее чувствительны к изменениям температуры. Открытая структура муфты дает возможность производить ее высокопроизводительным способом, таким как штамповка и экструзионное прессование, которые являются дешевыми и высокопроизводительными способами.

[0081] Несмотря на то, что изобретение описано исходя из предпочтительных вариантов воплощения, для специалистов очевидно, что многие другие изменения по форме и в деталях могут быть реализованы в рамках изобретения, без нарушения его духа и буквы. Соответственно, раскрытое изобретение следует рассматривать лишь как иллюстрацию, в то время как сущность изобретения ограничена только приведенной далее Формулой изобретения.

Изобретение относится к оптоволоконным соединителям. Муфта для удерживания оптических волокон в оптоволоконном коннекторе включает корпус, структурированный таким образом, что он имеет открытые выемки для удержания оголенных, с обнаженным покрытием концевых фрагментов первой и второй совокупности оптических волокон. Перегородки, предусмотренные для разделения соседних оптических волокон и задающие стенки соседних открытых выемок, так что каждая открытая выемка вмещает оптическое волокно таким образом, что оно не выступает за край выемки. Корпус муфты содержит расположенные друг напротив друга, удерживающиеся в сопряженном положении, первую и вторую части, чтобы удерживать концевые фрагменты первой и второй совокупности оптических волокон. Концевые фрагменты первой совокупности оптических волокон смещены в шахматном порядке относительно концевых фрагментов второй совокупности оптических волокон на расположенных друг напротив друга поверхностях первой и второй частей корпуса. Кроме того, первая и вторая совокупность выемок для удержания оптоволокон могут быть заданы на первой и второй поверхности периметра корпуса соответственно. Технический результат заключается в создании оптоволоконного коннектора с высокой плотностью размещения оптоволокон и низкими потерями. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Муфта для удерживания оптических волокон в оптоволоконном коннекторе, включающая корпус, структурированный таким образом, что он имеет открытые выемки для удержания концевых фрагментов первой совокупности оптических волокон и второй совокупности оптических волокон, с перегородками, предусмотренными для разделения соседних оптических волокон в открытых выемках, где концевые фрагменты оптических волокон являются оголенными, с обнаженным покрытием, где корпус муфты содержит первую часть и вторую часть, которые расположены друг напротив друга и удерживаются в сопряженном положении, чтобы удерживать концевые фрагменты первой и второй совокупности оптических волокон, и концевые фрагменты первой совокупности оптических волокон смещены в шахматном порядке относительно концевых фрагментов второй совокупности оптических волокон на расположенных друг напротив друга поверхностях первой и второй частей корпуса, где перегородки задают стенки соседних открытых выемок, так что каждая открытая выемка вмещает оптическое волокно таким образом, что оно не выступает за край выемки.

2. Муфта по п. 1, где муфта структурирована таким образом, чтобы удерживать концевые фрагменты первой и второй совокупностей оптических волокон, по крайней мере, в одной плоскости на расположенных друг напротив друга поверхностях первой части и второй части.

3. Муфта по п. 2, где первая часть и вторая части муфты соответствуют первой половинке муфты и второй половинке муфты соответственно, причем первая половинка муфты имеет множество первых открытых выемок, удерживающих концевые фрагменты первой совокупности оптических волокон, а вторая половинка муфты имеет множество вторых открытых выемок, удерживающих концевые фрагменты второй совокупности оптических волокон, где первая открытая выемка и вторая открытая выемка заданы на расположенных друг напротив друга поверхностях первой части и второй части.

4. Муфта по п. 3, дополнительно включающая фиксатор, защелкивающийся на первой и второй половинках муфты для сохранения первой и второй половинок муфты в сопряженной (соединенной) конфигурации.

5. Муфта по п. 2, где муфта структурирована таким образом, чтобы удерживать концевые фрагменты первой совокупности оптических волокон в первом ряду открытых выемок в первой плоскости, а концевые фрагменты второй совокупности оптических волокон удерживать во втором ряду открытых выемок во второй плоскости, не совпадающей с первой плоскостью.

6. Муфта по п. 5, где муфта включает первую совокупность открытых выемок, удерживающих концевые фрагменты первой совокупности оптических волокон, и вторую совокупность открытых выемок, удерживающих концевые фрагменты второй совокупности оптических волокон.

7. Муфта по п. 6, где муфта структурирована таким образом, что концевые фрагменты первой совокупности оптических волокон в первой плоскости смещены в шахматном порядке относительно концевых фрагментов второй совокупности оптических волокон во второй плоскости.

8. Муфта по п. 6, где муфта содержит первую половинку муфты и вторую половинку муфты, и первая половинка муфты включает первую совокупность открытых выемок, удерживающих концевые фрагменты первой совокупности оптических волокон, а вторая половинка муфты включает вторую совокупность открытых выемок, удерживающих концевые фрагменты второй совокупности оптических волокон.

9. Муфта по п. 8, где первая совокупность открытых выемок задана на первой поверхности первой половинки муфты, и вторая совокупность открытых выемок задана на второй поверхности второй половинки муфты, где первая поверхность и вторая поверхность совмещаются, когда первую половинку муфты и вторую половинку муфты собирают вместе, чтобы получить муфту.

10. Муфта по п. 9, где муфта структурирована таким образом, что концевые фрагменты первой совокупности оптических волокон в первой плоскости смещены в шахматном порядке относительно концевых фрагментов второй совокупности оптических волокон во второй плоскости.

11. Муфта по п. 10, где перегородки включают первые перегородки на первой поверхности и вторые перегородки на второй поверхности, и муфта структурирована таким образом, что соседние оптические волокна в первой совокупности открытых выемок разделены первыми перегородками на первой поверхности, а соседние оптические волокна во второй совокупности открытых выемок разделены вторыми перегородками на второй поверхности, так что когда первая поверхность и вторая поверхность совмещены, лицевые стороны первых перегородок расположены напротив второй совокупности открытых выемок, и лицевые стороны вторых перегородок расположены напротив первой совокупности открытых выемок.

12. Муфта по п. 11, где первые перегородки содержат первые плоские части на первой поверхности, и вторые перегородки содержат вторые плоские части на второй поверхности, при этом, когда первая поверхность и вторая поверхность совмещены, первые плоские части покрывают вторую совокупность открытых выемок, а вторые плоские части покрывают первую совокупность открытых выемок.

13. Муфта по п. 10, где каждый концевой фрагмент оптических волокон имеет диаметр D, расстояние между осями ближайших соседних концевых фрагментов первой совокупности оптических волокон составляет 2D, и расстояние между осями ближайших соседних концевых фрагментов второй совокупности оптических волокон составляет 2D.

14. Муфта по п. 13, где концевые фрагменты первой и второй совокупности оптических волокон смещены в шахматном порядке таким образом, что расстояние между осями ближайших соседних концевых фрагментов оптических волокон первой совокупности и второй совокупности оптических волокон составляет D.

15. Муфта по п. 5, где муфта структурирована таким образом, что первая плоскость и вторая плоскость представляют собой отдельные параллельные плоскости.

16. Муфта по п. 1, где первая совокупность оптических волокон принадлежит первому волоконному кабелю, а вторая совокупность оптических волокон принадлежит второму волоконному кабелю, причем первый кабель отделен от второго кабеля.

17. Муфта по п. 1, где каждый концевой фрагмент первой совокупности и второй совокупности оптических волокон имеет диаметр D, расстояние между осями ближайших соседних концевых фрагментов первой совокупности оптических волокон составляет 2D, и расстояние между осями концевых фрагментов ближайших соседних волокон второй совокупности оптических волокон составляет 2D.

18. Муфта по п. 1, где корпус муфты содержит первую совокупность открытых выемок, заданных на первой поверхности первой части для удержания концевых фрагментов первой совокупности оптических волокон, и вторую совокупность открытых выемок, заданных на второй поверхности второй части для удержания концевых фрагментов второй совокупности оптических волокон, где первая поверхность расположена напротив второй поверхности, первая совокупность оптических волокон полностью вмещается в первую совокупность открытых выемок, так что соседние оптические волокна первой совокупности оптических волокон в первой совокупности открытых выемок полностью разделены первыми перегородками на первой поверхности, а вторая совокупность оптических волокон полностью вмещается во вторую совокупность открытых выемок, так что соседние оптические волокна второй совокупности оптических волокон во второй совокупности открытых выемок полностью разделены вторыми перегородками на второй поверхности, и когда первая поверхность и вторая поверхность соединены, каждая из первых перегородок содержит первую плоскую часть на первой поверхности, расположенную напротив и закрывающую соответствующую одну из открытых выемок второй совокупности открытых выемок, а каждая из вторых перегородок содержит вторую плоскую часть на второй поверхности, расположенную напротив и закрывающую соответствующую одну из открытых выемок первой совокупности открытых выемок.

19. Муфта для удерживания оптических волокон в оптоволоконном коннекторе, включающая корпус, содержащий первую совокупность открытых выемок в первой плоскости для удержания первой совокупности оптических волокон и вторую совокупность открытых выемок во второй плоскости, не совпадающей с первой плоскостью, для удержания второй совокупности оптических волокон, где первая совокупность открытых выемок задана на первой поверхности периметра корпуса муфты, а вторая совокупность открытых выемок задана на второй поверхности периметра корпуса муфты.

20. Муфта по п. 19, дополнительно содержащая раму, закрывающую первую и вторую поверхности.

21. Муфта для удерживания оптических волокон в оптоволоконном коннекторе, включающая корпус, структурированный таким образом, что он имеет, по меньшей мере, открытую выемку для удержания концевых фрагментов первой совокупности оптических волокон и второй совокупности оптических волокон, где первая совокупность оптических волокон принадлежит первому волоконному кабелю, а вторая совокупность оптических волокон принадлежит второму волоконному кабелю, причем первый кабель отделен от второго кабеля, где концевые фрагменты оптических волокон являются оголенными, с обнаженным покрытием, где концевые фрагменты первой совокупности оптических волокон смещены в шахматном порядке относительно концевых фрагментов второй совокупности оптических волокон, и муфта структурирована таким образом, что концевые фрагменты первой совокупности оптических волокон смещены в шахматном порядке относительно концевых фрагментов второй совокупности оптических, причем продольная ость концевых фрагментов первой и второй совокупности оптических волокон находится в одной плоскости.

22. Муфта по п. 21, где муфта структурирована таким образом, что концевые фрагменты первой совокупности оптических волокон перемежаются с концевыми фрагментами второй совокупности оптических волокон в одной плоскости, причем концевые фрагменты первой и второй совокупности оптических волокон расположены параллельно рядом, так что концевые фрагменты первой совокупности оптических волокон перемежаются с концевыми фрагментами второй совокупности оптических волокон.

23. Муфта по п. 22, где муфта структурирована таким образом, что перемежающиеся оптические волокна расположены параллельно бок о бок и соприкасаются.

24. Муфта по п. 23, где муфта содержит первую половинку муфты и вторую половинку муфты, где первая половинка муфты и вторая половинка муфты вместе задают широкий плоский просвет такого размера, чтобы вмещать концевые фрагменты первой совокупности и второй совокупности оптических волокон, расположенных параллельно бок о бок.

25. Муфта по п. 24, где первый широкий плоский участок задан на первой поверхности первой половинки муфты, а второй широкий плоский участок, содержащий вторую совокупность открытых выемок, задан на второй поверхности второй половинки муфты, где первый широкий плоский участок и второй широкий плоский участок вместе задают широкий плоский просвет в муфте, который вмещает концевые фрагменты первой совокупности и второй совокупности оптических волокон.

26. Оптоволоконный коннектор, содержащий муфту по п. 1 и корпус, поддерживающий муфту.