具有高伸出光纖的插芯組件及相關的制造方法

專利名稱：具有高伸出光纖的插芯組件及相關的制造方法
技術領域：
本發明大體上涉及一種插芯組件，具有高伸出光纖，例如伸出于插芯的正面之外至少約3.5μm的光纖。本發明還涉及改進的制造插芯組件的方法，特別是涉及制造具有高伸出光纖的插芯組件的方法，其中在整個制造過程中，光纖伸出于插芯的正面之外。
背景技術：
為了有效匹配多纖連接器，一般必須使安裝有一個連接器的數根光纖的端部與安裝有另一個連接器的相應光纖的端部進行物理接觸(physicalcontact)。對于那些用于北美的多纖連接器來說，在相應的光纖對的端部之間尤其需要直接的物理接觸，因為指數匹配凝膠(index matching gel)幾乎不用于協助光纖的相互連接。這樣，如果在匹配多纖連接器時不在相應的光纖之間建立直接的物理接觸，那么沿著光纖傳播的信號會顯著地衰減，而且信號受到的反射率會大大增加。
多纖連接器通常包括一個多纖插芯，限定有數個穿透插芯正面的孔。該多纖連接器還包括數根光纖，穿過上述各孔。為了在相應的光纖的端部之間建立直接的物理接觸，光纖的端部伸出于插芯正面之外限定一個伸出距離。傳統地，伸出距離相對于正面測量為1μm到最多3μm。這樣，光纖通常會伸出插芯正面任何缺陷和灰塵、臟物或其他雜物之外。
建立插芯正面之外所期望的光纖伸出的典型程序，通常是首先對光纖和插芯正面進行研磨或打磨，使得光纖的端部與插芯正面齊平。然后，首選對插芯正面和光纖端部進行打磨，以便較好地去除插芯的正面相對于光纖的端部的部分。完成該首選打磨程序之后，光纖的端部伸出于插芯正面之外預定的長度，典型的是，在1μm與3μm之間。遺憾的是，光纖的端部伸出于插芯正面之外的量有時是不充分的。在這種情況下，一對匹配的多纖連接器的插芯正面在接觸時有可能在相應的光纖的端部之間產生間隙。
起初1μm到3μm的伸出距離或許會是充分的；然而，具有該長度的光纖伸出會由于幾個原因變得不夠。例如，設置于熱固或熱塑模型中融熔石英形成的插芯易吸收水氣。所吸收的水氣反過來會引起插芯變形。這種變形通常的跡象是插芯的正面形成杯狀。水氣和濕氣的出現還會使光纖稍微縮入插芯中，而相應地引起插芯正面膨脹。如果發生這種情況，伸出距離會顯著縮短。另外，灰塵、臟物或其他雜物也會堆積在插芯的正面。而且，施加在光纖上的機械載荷會進一步引起光纖的變形。例如，施加于12根光纖上兩磅的彈簧載荷可以引起插芯的正面相對于光纖的端部的變形達到約4μm。作為插芯正面的杯形和膨脹作用、光纖的部分縮入插芯、灰塵、臟物或其他雜物在插芯正面的堆積，以及光纖上施加的載荷等綜合作用的結果，伸出距離可以減少到妨礙纖到纖的接觸。光纖的端部會因而彼此分開或隔開，這樣不需要地增加了經由光纖傳送的信號的衰減和反射。
上述這些問題隨著匹配的插芯對的正面之間的可能接觸區域的面積的增加而惡化，即，匹配的插芯對的正面會在沒有光纖伸出時會產生接觸的區域增加而惡化。鑒于這一點，由于為灰塵、臟物或其他雜物不利地堆積在可能的接觸區域之內提供了更多機會，，導致了問題的惡化。當可能的接觸區域還包括導引引腳孔時，灰塵、臟物或其他雜物堆積的問題更加嚴重，這是因為灰塵、臟物或其他雜物在導引引腳附近比插芯正面其他部分堆積得更多。另外，如果可能的接觸區域面積較大，由于暴露在水氣和濕氣中，會增加不需要的插芯變形和膨脹效應。而且，當匹配的插芯對的正面以較大面積接觸時，施加在光纖上促使光纖接觸的力可能會減小。
為了在一對匹配的多纖連接器的相應光纖之間建立物理接觸，光纖的端部不僅必需伸出于各自插芯的正面之外，而且還必須相對地共面，即，每個各自匹配部分的光纖的端部必須大體上位于相同的平面內。傳統的程序通常是不能夠建立比約250μm更近的共面，引起伸出距離的變化。如顯而易見，隨著光纖伸出的變化的增加，在每一個相應的光纖對的端部之間建立直接的物理接觸的難度也增加。
每根光纖包括一根芯線，由包層包裹。由于在芯線里摻有氧化鍺，芯線常常先于包層磨蝕，特別是在光纖的端部用較粗的研磨顆粒打磨的情況下。包層的芯線首先被磨蝕引起芯線下陷，進一步減小了所需的纖對纖接觸的可能性，且特別是，減小了相應光纖對的芯線之間的物理接觸的可能性。因為信號是通過光纖的芯線傳送，所以不能在相應的光線對的芯線之間建立物理接觸尤為不利。
多纖連接器安裝在多模式光纖上的情況下可產生更多問題。鑒于這一點，為了獲得所需的伸出距離，用于傳統的程序打磨光纖端部和插芯正面的相對粗糙的研磨顆粒，可以引起或至少加劇多模式光纖的芯線開裂。雖然某些類型的芯線開裂會通過進一步的處理彌補。但是這種額外的處理只會增加制造光纖連接器所需的時間和費用。然而，其他一些類型的芯線開裂是不能夠校正的，必須將多纖連接器廢棄。
因此，有必要開發一種改進的插芯組件，在該插芯組件中，伸出距離增加了一對匹配的多纖連接器的相應光纖的端部之間會建立直接的物理接觸的可能性。同樣，有必要開發更有效、準確和可重復的制造具有一致共面性的高伸出光纖的插芯組件方法。而且，對于安裝于數根多模式光纖上的連接器，有必要開發一種制造連接器的改進程序，以減少芯線開裂的發生率。
由此可見，上述現有的插芯組件及相關的制造方法在結構、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決插芯組件及相關的制造方法存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。
有鑒于上述現有的插芯組件及相關的制造方法存在的缺陷，本發明人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種新的具有高伸出光纖的插芯組件及相關的制造方法，能夠改進一般現有的插芯組件及相關的制造方法，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經反復試作樣品及改進后，終于創設出確具實用價值的本發明。

發明內容
本發明的目的在于，克服現有的插芯組件存在的缺陷，而提供一種新型結構的具有高伸出光纖的插芯組件，所要解決的技術問題是使其可以匹配，即使由于環境條件、負荷或類似情況使插芯變形和光纖縮入時，光纖的端部之間仍可保持直接的物理接觸，從而更加適于實用。
本發明的另一目的在于，克服現有的插芯組件的制造方法存在的缺陷，而提供一種新的插芯組件的制造方法，所要解決的技術問題是使其高效、準確、可重復制造插芯組件，從而更加適于實用。
本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種制造光纖插芯組件的方法，該插芯組件包括一插芯，其具有一正面且限定穿透該正面的數個孔和穿過插芯對應孔的數根光纖，該方法包括以下步驟將光纖的端部定位于插芯的正面之外；和研磨數根光纖的端部，以減少光纖伸出于插芯的正面之外，繼續上述的研磨，至少到光纖的端部彼此在位置上的差異到不超過預定的量為止。
本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。
前述的制造光纖插芯組件的方法，其進一步包括，在上述的光纖的端部的研磨之后，用被植材料打磨光纖的端部。
前述的制造光纖插芯組件的方法，其進一步包括在研磨光纖的端部之前，用粗被植材料打磨光纖的端部，其中粗被植材料具有比在光纖端部研磨之后，打磨光纖的端部所用的被植材料大的研磨顆粒。
前述的制造光纖插芯組件的方法，其中所述的研磨至少繼續到數根光纖的端部彼此在位置上的差異不超過100nm為止。
前述的制造光纖插芯組件的方法，其中給插芯組件提供具有伸出于插芯的正面之外的光纖的端部包括，將光纖在與插芯正面隔開的一位置割斷。
前述的制造光纖插芯組件的方法，其中割斷光纖包括用激光束切割光纖。
本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種制造插芯組件的方法，該插芯組件包括一插芯，具有一正面且限定穿透該正面的第一部分的數個孔，該插芯的正面包括至少一個打磨件，根據上述的第一部分偏移，該插芯組件進一步包括數根光纖，穿過插芯的各孔，其包括將上述的光纖的端部定位于插芯的正面之外；縮減上述的光纖在插芯的正面之外的伸出，到光纖的端部根據上述的至少一個打磨件具有一預定的關系；以及縮減光纖的伸出之后，至少部分去除至少一個打磨件，使光纖的端部伸出于插芯正面的所有部分之外。
本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。
前述的制造插芯組件的方法，其中至少一個插芯打磨件包括至少一個底座，向外伸出于上述的第一部分之外，且其中縮減光纖的伸出包括，縮減光纖的伸出，至少到光纖的端部伸出于插芯正面的第一部分不超過上述的至少一個底座。
前述的制造插芯組件的方法，其中至少一個插芯打磨件包括一凹部，具有從插芯的正面的第一部分向后方伸出的一參考表面，且其中縮減光纖的伸出包括，縮減光纖的伸出，至少到光纖的端部沿著插芯正面的凹部的參考表面限定的一假想的表面放置為止。
前述的制造插芯組件的方法，其中所述的插芯的正面的凹部具有平面參考表面，且其中縮減光纖的伸出進一步包括，縮減光纖的伸出，至少到光纖的端部與插芯的正面的凹部的平面參考表面共面為止。
前述的制造插芯組件的方法，其中所述的插芯的正面的凹部具有彎曲的參考表面，且其中縮減光纖的伸出進一步包括，縮減光纖的伸出，至少到光纖的端部沿著插芯的正面的凹部的彎曲的參考表面限定的一假想的曲面放置為止。
前述的制造插芯組件的方法，其中所述的縮減光纖的伸出包括打磨光纖的端部，至少到打磨媒介也開始打磨至少一個打磨件為止。
前述的制造插芯組件的方法，其中所述的縮減光纖的伸出包括用細研磨顆粒研磨光纖的端部。
前述的制造插芯組件的方法，其中所述的縮減光纖的伸出進一步包括，在光纖端部的研磨之后，用被植材料打磨光纖的端部。
前述的制造插芯組件的方法，其中所述的縮減光纖的伸出進一步包括，在研磨光纖的端部之前，用粗被植材料打磨光纖的端部，其中粗被植材料比在光纖的端部研磨之后，打磨光纖的端部所用的被植材料有更大的研磨顆粒。
前述的制造插芯組件的方法，其中給插芯組件提供伸出于插芯正面的光纖包括，在與插芯正面隔開的一位置，割斷光纖。
前述的制造插芯組件的方法，其中割斷光纖包括用激光束切割光纖。
本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種制造插芯組件的方法，該插芯組件包括一插芯，具有一正面且限定至少部分穿透該正面的第一部分的數個孔，該插芯的正面進一步包括一凹部，具有從插芯的正面的第一部分向后方伸出的一參考表面，該插芯組件進一步包括數根光纖，穿過插芯的各孔，其包括給上述的插芯組件提供伸出于插芯正面之外的光纖的端部；和縮減上述的光纖在插芯正面之外的伸出，至少到光纖的端部沿著插芯正面的凹部的參考表面限定的一假想平面放置為止，其中，在縮減光纖的伸出過程中，上述的光纖的端部保持伸出于插芯的正面之外。
本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。
前述的制造插芯組件的方法，其中插芯的正面的凹部具有平面參考表面，且其中縮減光纖的伸出進一步包括縮減光纖的伸出，至少到光纖的端部與插芯正面的凹部的平面參考表面共面為止。
前述的制造插芯組件的方法，其中插芯的正面的凹部具有彎曲的參考表面，且其中縮減光纖的伸出進一步包括縮減光纖的伸出，至少到光纖的端部沿著插芯正面的凹部的彎曲參考表面限定的假想的彎曲表面放置為止。
前述的制造插芯組件的方法，其中縮減光纖的伸出距離包括用打磨媒介打磨光纖的端部，至少到打磨媒介也開始打磨插芯正面的凹部的參考表面為止。
前述的制造插芯組件的方法，其中插芯的正面還包括，至少一個緩沖部，根據凹部向前方伸出，且其中縮減光纖的伸出包括，在同時打磨光纖的端部時，打磨至少一個緩沖部。
前述的制造插芯組件的方法，其中縮減光纖的伸出包括，用細研磨顆粒研磨光纖的端部。
前述的制造插芯組件的方法，其中縮減光纖的伸出進一步包括，在光纖端部的研磨之后，用被植材料打磨光纖的端部。
前述的制造插芯組件的方法，其中縮減光纖的伸出進一步包括，在研磨光纖的端部之前，用粗的被植材料打磨光纖的端部，其中粗的被植材料比在光纖端部的研磨之后，打磨光纖的端部所用的細被植材料的研磨顆粒大。
前述的制造插芯組件的方法，其中給插芯組件提供伸出于插芯正面之外的光纖的端部包括，在與插芯的正面間隔的一距離處割斷光纖。
前述的制造插芯組件的方法，其中割斷光纖包括用激光束切割光纖。
本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種制造插芯組件的方法，該插芯組件包括一插芯，具有正面，且限定至少部分穿透正面的第一部分的一個孔，該插芯的正面還包括一凹部，具有從插芯的正面相鄰部分相交線向后伸出的參考表面，該插芯組件進一步包括至少一根光纖，穿過插芯各孔，其包括縮減上述的至少一根光纖伸出于插芯的正面；在縮減上述的至少一根光纖的伸出時，監測交叉線與至少一根光纖之間的間距，且繼續縮減上述的至少一根光纖的伸出，至少到交叉線與至少一根光纖之間的間隔不超過預定的間隔為止。
本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。
前述的制造插芯組件的方法，其中插芯限定數個孔，且上述的插芯組件包括數根光纖，穿過插芯各孔，且其中所述的監測包括，監測交叉線與穿過數根光纖的參考線之間的間隔。
前述的制造插芯組件的方法，其中所述的監測包括還監測交叉線與參考線之間的角度。
前述的制造插芯組件的方法，其中縮減至少一根光纖伸出于插芯正面之外包括，打磨至少一根光纖和參考表面兩者。
前述的制造插芯組件的方法，其中打磨至少一根光纖和參考表面包括，以參考表面相對于插芯正面的第一部分的參考表面限定的角度打磨至少一根光纖和參考表面兩者。
前述的制造插芯組件的方法，其中縮減至少一根光纖的伸出進一步包括，在打磨至少一根光纖和參考表面兩者之前，先只打磨至少一根光纖。
本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種插芯組件，其包括一插芯，具有正面且限定穿透該正面的數個孔；和數根光纖，穿過各孔，使上述光纖的端部至少伸出于上述插芯的正面的所有部分之外至少約3.5μm，其中光纖的端部具有至少部分磨圓的邊緣。
本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。
前述的插芯組件，其中光纖的端部彼此之間在位置上的差異不超過100nm。
前述的插芯組件，其中每根光纖的端部與直接相鄰的光纖的端部在位置上的差異不超過約50nm。
前述的插芯組件，其中每根光纖包括由包層包裹的芯線，且每根光纖的端部具有一芯線下陷，其中包層伸出于芯線之外不超過10nm。
前述的插芯組件，其中所述的光纖的端部伸出于所述的插芯的正面之外至少5μm。
前述的插芯組件，其中所述的光纖的端部伸出于所述的插芯的正面之外至少10μm。
前述的插芯組件，其中所述的光纖的端部伸出于所述的插芯的正面之外至少20μm。
本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種纖體光互連，其包括第一和第二插芯組件，每個插芯組件包括一插芯，具有一正面且限定穿透該正面的數個孔，每個插芯組件還包括數根光纖，穿過各孔，其中至少上述的第一插芯組件的光纖的端部伸出于上述的各插芯的正面所有部分之外至少約3.5μm，上述的第一和第二插芯組件配合，使伸出于上述的第一插芯組件的插芯正面之外的光纖的端部，與上述的第二插芯組件的相應的光纖端部接觸，這樣間隔上述的第一和第二插芯組件的各插芯正面，彼此分開。
本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。
前述的纖體光互連，其中所述的第一插芯組件的光纖的端部彼此在位置上的差異不超過100nm。
前述的纖體光互連，其中所述的第一插芯組件的每根光纖的端部與直接相鄰的光纖的端部在位置差異不超過50μm。
前述的纖體光互連，其中所述的第一插芯組件的每根光纖包括一包層包裹的芯線，且其中第一插芯組件的每根光纖的端部具有芯線下陷，其中包層伸出于芯線之外不超過10nm。
前述的纖體光互連，其中所述的第一插芯組件的光纖的端部伸出于各插芯的正面之外至少5μm。
前述的纖體光互連，其中所述的第一插芯組件的光纖的端部伸出于各插芯的正面之外至少10μm。
前述的纖體光互連，其中所述的第一插芯組件的光纖的端部伸出于各插芯的正面之外至少20μm。
本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種插芯組件，其包括一插芯，具有一正面且限定穿透該正面的數個孔；和數根光纖，穿過各孔，使光纖的端部伸出于上述的插芯的正面之外，其中所述的光纖的端部彼此在位置上的差異不超過100nm。
本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。
前述的插芯組件，其中所述的每根光纖的端部與直接相鄰的光纖的端部在位置上的差異不超過50nm。
前述的插芯組件，其中所述的每根光纖的端部伸出于所述的插芯正面之外至少3.5μm。
前述的插芯組件，其中所述的每根光纖的端部伸出于所述的插芯正面之外至少5μm。
前述的插芯組件，其中所述的每根光纖的端部伸出于所述的插芯正面之外至少10μm。
前述的插芯組件，其中所述的每根光纖的端部伸出于所述的插芯正面之外至少20μm。
本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種光纖插芯組件，其包括一插芯，具有一正面且限定穿透該正面的數個孔，其中所述的插芯的正面包括第一部分，數個孔至少部分穿透該第一部分，和凹部，具有從正面的第一部分向后方伸出的參考表面；及數根光纖，穿過上述的插芯的各孔，其中光纖的端部沿著上述插芯的正面的凹部的參考表面限定的假想表面放置。
本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。
前述的插芯組件，其中所述的凹部包括至少一個底座，具有限定假想表面的參考表面，所述的光纖的端部沿著該假想表面放置。
前述的插芯組件，其中所述的插芯的正面的凹部的參考表面為平面，且與所述的光纖的端部以共面關系放置。
前述的插芯組件，其中所述的插芯的正面的凹部的參考表面為曲面，且其中所述的光纖的端部沿著上述插芯的正面的凹部的彎曲參考平面限定的彎曲的假想表面放置。
前述的插芯組件，其中所述的插芯的正面還包括至少一個緩沖部，根據凹部向前方伸出。
本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種插芯，其包括一插芯體，具有一正面且限定穿透該正面的數個孔，其中所述的插芯體的正面包括第一部分，數個孔至少部分穿透該第一部分，及第一和第二底座，位于上述的第一部分的對面，且向外伸出上述第一部分之外，其中所述的第一和第二底座具有以共面關系放置的各自相應的平的表面。
本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。
前述的插芯，其特征在于其中所述的數個孔沿著上述插芯組件對面之間延伸的參考線穿透正面，且其中所述的第一和第二底座沿參考線位于緊鄰上述插芯體對面。
前述的插芯，其中所述的第一和第二底座伸出正面的第一部分之外至少3.5μm。
前述的插芯，其中所述的第一和第二底座伸出正面的第一部分之外至少5μm。
前述的插芯，其中所述的第一和第二底座伸出正面的第一部分之外至少10μm。
前述的插芯，其中所述的第一和第二底座伸出正面的第一部分之外至少20μm。
本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案可知，本發明的主要技術內容如下本發明提供一種具有高伸出光纖的插芯組件和相應的高效、準確、可重復制造插芯組件的方法。根據本發明的一方面，提供一種包括多根光纖的插芯組件，考慮常用的制造公差，伸出于插芯正面的所有部位之外，至少約3.5μm。根據一實施例，插芯組件的光纖的端部還可以是實質上的共面，因為光纖的端部彼此在位置上的差異不超過100nm。這樣，本發明的一對插芯組件可以匹配，即使由于環境條件、負荷或類似情況使插芯變形和光纖縮入時，光纖的端部之間仍可保持直接的物理接觸。
根據本發明的一個方面，是制造具有高伸出光纖的插芯組件的方法。其中，在整個制造程序的過程中光纖可以保持伸出于插芯的正面之外。根據該方法，起初先為插芯組件提供伸出插芯正面之外的光纖端部。例如，可以在使用在與插芯正面隔開一定距離的某一位置上切斷光纖。然后，拋磨光纖的端部，通常用細的研磨顆粒，以縮短光纖在插芯的正面之外的伸出。繼續研磨光纖的端部，直到光纖的端部彼此在位置上的差異不超過預定的量，比如，不超過100nm。這樣，拋磨光纖的端部會導致光纖實質上成為共面陣列。
光纖的端部還可以用被植材料(flocked material)打磨。例如，在光纖的端部研磨之后，光纖的端部可以用被植材料，典型的是用細被植材料打磨，以磨圓光纖的邊緣。另外，在研磨光纖的端部之前，可以用粗的被植材料打磨光纖的端部，以縮短光纖的伸出，并從插芯的正面去除至少一些或者全部的環氧樹脂。通常，與在光纖的端部的研磨之后，打磨光纖的端部所用的被植材料相比，粗被植材料具有較大的研磨顆粒。根據本發明的該方面，該方法有效地制造一種具有伸出光纖的插芯組件，因為在整個過程期間，光纖的端部通常保留伸出于插芯的正面之外，這樣，在較好地將插芯的正面相對于光纖的端部磨蝕之前，避免需要如傳統技術所用的，將光纖的端部打磨或打磨與插芯的正面齊平。
這樣，可以制造一種插芯組件，其包括一插芯，具有一正面且限定穿透該正面的數個孔。該插芯組件還包括數根光纖，穿過上述各孔。根據本發明的一個有利方面，光纖的端部至少部分磨圓，且伸出于插芯正面的所有部分之外至少約3.5μm。在一些實施例中，光纖的端部可以伸出于插芯的正面之外甚至更長，如伸出至少5μm、至少10μm或至少20μm。
與伸出的量無關，根據本發明一方面的插芯組件的光纖的端部實質上為共面，因為端部彼此在位置上的差異不超過100nm。另外，每根光纖的端部較好的是與直接相鄰光纖的端部差異不超過50nm。通過使用細研磨顆粒，減少了芯線下陷，例如減少到小于10nm，以及多模式光纖的芯線開裂的可能性。通過伸出于各插芯的正面之外至少約3.5μm，以及，在一些實施例中，通過展現改進的共面性和減少的芯線下陷，即使環境條件、負載和其他因素發生變化，也可以匹配一對插芯組件，以便相應的光纖對的端部保持直接的物理接觸。
根據本發明的一方面，插芯的正面至少開始時包括至少一個打磨件，以進一步提高產生的插芯組件的制造程序的效率、質量和重復性。除了打磨件，插芯正面還包括一第一部分，穿透該部分的孔至少部分是張開的。打磨件根據一第一部分偏移。例如，打磨件可以為凹部，其具有從正面的第一部分向后伸出的一參考表面，例如平的或彎曲的參考表面。可以選擇，打磨件可以為至少一個底座，其具有從插芯的正面的第一部分伸出的平表面，例如，伸出大約等于所需的光纖的伸出的距離。在此實施例中，插芯可以包括第一和第二底座，位于正面的第一部分的對面且伸出其外。例如，數個孔可以沿著一參考線穿透正面，該參考線在插芯的相對邊之間延伸。這樣，本實施例的第一和第二底座可以沿著該參考線位于插芯體的相對側附近。
為了制造包括開始時具有至少一個打磨件的插芯的插芯組件，光纖典型的是在與插芯的正面間隔的一定位置切割。然后減少光纖在插芯正面之外的伸出，到光纖的端部根據至少一個打磨件有預定的關系為止。然后可以至少部分去除打磨件，使得光纖的端部伸出插芯正面的所有剩余部分之外。
在包括至少一底座，從插芯的正面的第一部分向外伸出的實施例中，例如，減少光纖的伸出，到光纖的端部伸出于正面之外不超過底座在正面之外的伸出為止。因此，光纖會伸出產生的插芯組件的插芯的正面之外約等于底座高度的長度。
在包括一凹部，具有從插芯正面的第一部分向后伸出的參考表面的實施例中，縮短光纖的伸出，到光纖的端部沿著由凹部的參考表面限定的一假想表面排放為止。在凹部具有平面參考表面的情況下，縮短光纖的伸出，至少到光纖的端部與其共面為止。可選擇的是，在凹部具有彎曲參考表面的情況下，減少光纖的伸出，至少到光纖的端部沿著由彎曲的參考表面限定的彎曲的假想表面排放為止。
在包括一凹部的一實施例中，參考表面可以限定與插芯的正面的相鄰部分交叉的一條線。雖然縮短光纖的伸出可以開始時包括只打磨光纖的端部，繼續的打磨通常會在開始時打磨光纖的端部和參考表面。隨著參考表面被打磨，交叉線典型地移向光纖。這樣交叉線與光纖之間的間隔，例如穿過數根光纖的參考線，提供了對光纖的伸出量的測量。
在減少根據一實施例的至少一光纖的伸出的同時，可以監測交叉線與至少一根光纖之間的間隔，且可以繼續減少至少一根光纖的伸出，至少到交叉線與至少一根光纖之間的間隔不超過預定的間隔。由于交叉線和光纖之間的間隔提供了至少一根光纖的伸出量的測量，可以根據至少一根光纖的所需的伸出選擇預定的間隔。一旦監測到預定的間隔，通過停止進行至少一根光纖伸出的進一步縮短，產生的插芯會具有所需的伸出的光纖。而且，通過監測交叉線與至少一根光纖之間的間隔，例如用視覺系統，本發明的該方面的方法可以可靠制造具有所需伸出的光纖的插芯，而不需要相對昂貴的干涉儀來測量光纖的伸出，干涉儀是大多數傳統技術所需要的。另外，交叉線與穿過數根光纖的參考線之間的角度，還可以被監測，因為該角度對應于光纖的端部打磨的角度。
根據本發明，因而提供了具有高伸出的插芯組件，例如伸出于插芯正面之外約3.5μm～約5μm或更多的光纖。另外，也提供具有實質上為共面的伸出光纖，例如具有變化不超過100nm的端部的光纖的插芯組件。在匹配一對多纖連接器時，相應的光纖對的端部之間的直接的物理接觸因而可以建立和保持。另外，通過打磨光纖的端部建立所需的伸出，而不需要去除插芯的正面的實體部分，可以增加制造效率，特別是在插芯包括至少一個打磨件，以限定所需的伸出距離的情況下。
經由上述可知，本發明提供一種具有高伸出光纖的插芯組件，及相應的有效、準確、重復制造該插芯組件的方法。鑒于這一點，本發明提供一種插芯組件，包括數根光纖，伸出于正面之外至少約3.5μm。該插芯組件的光纖的端部也可以本質上與彼此位置上的差異不超過100nm的光纖的端部共面。該插芯組件可以通過將光纖打磨到所需的伸出，而不先磨削或打磨光纖與插芯的正面齊平。該光纖可以在一些情況下更有效地制造，其中該插芯包括至少一個打磨件，例如向外伸出的底座或者凹部。
借由上述技術方案，本發明特殊的具有高伸出光纖的插芯組件及相關的制造方法，具有上述諸多的優點及實用價值，并在同類產品及制造方法中未見有類似的結構設計及方法公開發表或使用而確屬創新，其不論在產品結構、制造方法或功能上皆有較大的改進，在技術上有較大的進步，并產生了好用及實用的效果，且較現有的插芯組件及相關的制造方法具有增進的多項功效，從而更加適于實用，而具有產業的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1是根據本發明一方面的一個插芯的立體圖，該插芯包括一對底座，從插芯的正面的第一部分向外伸出。
圖2是圖示根據本發明一方面的方法進行的操作的流程圖。
圖3A～圖3H為隨著根據圖2的流程圖所示的方法，處理插芯時，插芯正面的一組序列立體圖。
圖4是圖示根據本發明另一方面的方法進行的操作的流程圖。
圖5為圖1描述的類型的一對匹配的插芯組件的側視圖。
圖6A和6B為本發明另一實施例的插芯組件的立體圖和橫剖面圖，其包括一個平的凹陷表面，作為打磨件。
圖7A和7B為本發明另一實施例的插芯組件的立體圖和橫剖面圖，其包括一個具有復雜參考表面的向外伸出的底座。
圖8A和8B為本發明另一實施例的插芯組件的立體圖和橫剖面圖，其包括一個彎曲的凹陷表面，作為打磨件。
圖9A和9B為本發明另一實施例的插芯組件的立體圖和橫剖面圖。
具體實施例方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的具有高伸出光纖的插芯組件及相關的制造方法其具體實施方式
、結構、制造方法、步驟、特征及其功效，詳細說明如后。
本發明提供了一種具有高伸出光纖的插芯組件及制造插芯組件的相關方法。如圖1所示，插芯組件10包括一個多纖插芯12，延伸于具有多段正面的前端部14與相對的后端部16之間。該正面包括一表面14a，通常根據光纖的縱向橫放。雖然圖中所示為MT插芯，應當明白的是，如果需要的話，該插芯可以具有任意傳統的波形因數或可以具有不標準的波形因數(formfactor)。不考慮波形因數的情況，該插芯限定了多數個孔，在后端部與前端部之間，且穿透該插芯正面。典型的是，該插芯限定4個、8個、或12個孔，來容納相應數目的光纖。然而，根據應用，該插芯可以限定任意數目的孔。另外，如果需要，該插芯可以限定以二維矩陣或其他圖案排列的數個孔。
插芯組件10還可以包括多根光纖18，穿過上述各孔，使得光纖的端部開始時，典型的是伸出于一個或者多個表面14a之外1mm～3mm，如圖3A中所示。光纖可以包括單模式光纖或多模式光纖，這取決于插芯組件的應用。光纖18通過環氧樹脂固定在各孔中。如圖2的方塊20所示。本領域的技術人員可知，可以使用各種環氧樹脂。根據多模式光纖，然而，環氧樹脂較好的為熱固化(heat-curable)，以便提供必須的放射狀壓縮。為了最小化芯線開裂的可能性，較好的是，選擇環氧樹脂減少彎曲所需的溫度。
一旦光纖18穿過并且固定(secure)在各孔中，光纖通常在與正面14a間隔一定的距離切斷。如圖2的方塊22所示。雖然可以通過劃開光纖，然后沿著劃線破開光纖而切斷光纖，較好的是，用激光束來割斷光纖。通過使用激光束切開光纖，包括多模式光纖的插芯組件10的芯線開裂可能性會進一步減少。光纖通常在距離插芯的正面比所需的伸出量更長的距離割斷。例如，光纖可以在距離插芯的正面80μm與125μm之間的距離切斷，如通常圖3B中所示。由于所需的光纖的伸出量典型的是在3.5μm與50μm之間，光纖的端部因而必須打磨或者為了減少光纖的伸出而進行處理。
光纖18伸出于正面14a之外，可以用各種方式縮短，包括通過磨削或者通過各種打磨操作。以一種方式有利地縮短伸出，不僅可靠、準確而且還相對簡單、迅速和便宜，且在一實施例中，具有最少數目的步驟。這樣，為了進行說明，以下提供幾種不同的以可靠、準確的方式縮短光纖伸出的方法，包括一種更復雜的技術，其一開始就需要，且包括許多步驟來縮短光纖的伸出，以及一種更為流線型的技術，下面會敘述到，也是縮短光纖的伸出，其只有幾個處理步驟。
在一實施例中，至少開始時用被植材料打磨光纖18的端部。如美國專利No.6,106,368所述，其內容在此處引作參考。被植材料包括研磨顆粒，附著于一些從基底，例如聚乙烯對苯二酸酯基底，伸出的光纖。由于被植材料的光纖相對柔韌且易彎曲，被植材料不僅打磨光纖的端部，而且去除大部分的，如果不是全部環氧樹脂珠19，形成于光纖的周圍，在正面14a的附近。為了更有效地從插芯正面去除環氧樹脂，光纖的端部可以先用至少兩種不同類型的被植材料打磨。例如，光纖的端部可以先用第一被植材料，包括粗研磨顆粒打磨，然后由包括細研磨顆粒的被植材料打磨。請分別參考圖2的方塊24和26所示。還請參考圖3C，描述的是，在用第一被植材料打磨的插芯的正面之后，圖3D描述的是在用第二被植材料打磨之后的光纖的端部。雖然可以使用各種類型的被植材料，一個實施例的插芯組件先由，包括具有約40μm平均大小的氧化鋁顆粒的被植材料打磨，然后由，包括具有平均約16μm大小的碳化硅的被植材料打磨。如果需要，光纖的端部可以用另外類型的被植材料打磨，雖然人們發現先用粗被植打磨，然后用細被植打磨的光纖端部比較合適，而最少化不同處理步驟的數目。
雖然用被植材料打磨，縮短了光纖18在正面14a之外的伸出距離，而用被植材料打磨光纖的端部，通常為相對緩慢的程序。這樣，一旦從插芯的正面去除環氧樹脂，通過附加的更強(aggressive)的打磨步驟，通過以更快的速率縮短光纖的伸出，光纖的伸出典型地進一步縮短了。例如，在切割光纖以便伸出于插芯正面14a之外在約80μm與125μm之間(如圖3B所示)的一實施例中，用被植材料打磨光纖的端部，縮短了光纖的伸出在約30μm與40μm之間(參閱圖3D所示)。這樣，光纖的端部會進一步打磨，以縮短光纖伸出到所需的伸出，例如在一實施例中的5um。
為了不斷縮短光纖18的伸出，光纖的端部有利地使用粗研磨顆粒打磨。如此處所使用的，通常粗研磨顆粒指的是具有平均約1μm大小或更小的研磨顆粒。附加的用細研磨顆粒打磨光纖的端部，可以繼續在一個單個步驟進行，如以下所述，產生具有伸出于插芯12的正面之外預定量的插芯組件10，例如通過用細研磨顆粒研磨光纖的端部。但是在一實施例中，在至少兩個步驟中，光纖的端部進一步用細打磨顆粒打磨，鑒于這一點，在用被植材料打磨光纖的端部之后，接下來可以用打磨層或其他具有平均1μm或更小的研磨顆粒的介質打磨。請參考圖2的方塊28所示。一直繼續打磨，直到光纖的端部伸出于插芯正面之外到預定距離為止，例如3.5μm，5μm或更多，如圖3E中所示及以下所述。雖然打磨層可以帶有多種研磨顆粒，一個實施例中的打磨層包括碳化硅研磨顆粒。
之后，光纖18的端部的位置變化有利地減小了，使得光纖的端部更接近于共面。鑒于這一點，光纖的端部通常用硬研磨物打磨，例如通過用細研磨顆粒研磨光纖的端部。請參閱圖2的方塊30所示。研磨物可以使用多種帶有研磨顆粒的襯里。但是，通常，較好的結果，即改進了的共面性，由較硬的研磨物獲得。例如，硬磨物可以使用鈰、碳化硅或具有由攜帶平均1μm大小的碳化硅的襯底。可以選擇，光纖的端部相對位置的變化可以通過用小塊粗砂層打磨端部。在兩種情況下產生的光纖的端部實質上與位置差異彼此不超過100nm的光纖端部為共面，如圖3F中所示。通常，臨近的光纖的端部在位置上的變化為更小的量。例如，每根光纖的端部有利地與直接相鄰的光纖，即臨近光纖的端部，在位置上差異不超過50nm。
典型地，然后進一步用被植材料打磨光纖18的端部，以磨圓光纖的邊緣，同時保持光纖的端部有所需的伸出，并且為實質上的共面關系。請參閱圖2的方塊32和圖3G所示，描述的是在上述附加的打磨步驟之后的插芯12的正面。雖然可以使用各種類型的被植材料，合適的被植材料具有平均約0.05μm大小的碳化硅研磨顆粒。但是，可以使用其他具有細研磨顆粒的被植材料。
在圖4中所示的又一實施例中，用于縮減光纖18的伸出的步驟數目相對于前述的方法顯著減少。在該實施例中，光纖穿過插芯12的各孔且在與插芯正面間隔的位置割斷，光纖的伸出基本上，如果不是絕對的，通過硬研磨的方式縮短了。在環氧樹脂珠(bead)形成于靠近插芯的正面附近的光纖周圍的情況下，在硬研磨之前，光纖的端部可以用方塊60中所示的被植材料打磨。雖然可以使用各種類型的被植材料，一示例性的被植材料相對粗糙，且包括具有平均約40μm大小的碳化硅顆粒。在用粗被植打磨光纖之后，光纖的端部為硬研磨。但是，如前所述，光纖不必先用被植材料打磨，相反，光纖的端部的硬研磨可以作為開始步驟執行。
硬研磨用來縮短光纖18的伸出到所需的高度，并減少光纖之間的高度差，這樣改善光纖的相對共面性。鑒于這一點，用硬研磨物打磨，例如是通過用細研磨顆粒研磨光纖的端部。請參閱圖4的方塊62所示，研磨物可以使用各種帶有各種研磨顆粒的襯里。但是，通常，由較硬的研磨物獲得較好的結果，即改善的共面性。例如硬研磨可以使用鈰、碳化硅或鋁，具有平均1μm大小或更小的研磨顆粒進行。一旦硬研磨完成，較好的是，光纖伸出于插芯的正面之外到預定的距離，例如3.5μm、5μm或更多。另外，產生的光纖端部實質上與彼此之間位置差異不超過100nm的光纖為共面。通常，臨近的光纖的端部在位置上的差異具有更小量。例如，每根光纖的端部較好地與直接相鄰光纖，即臨近光纖的端部在位置上的差異不超過50nm。
在硬研磨之后，光纖18的端部邊緣通常十分尖銳。這樣，可以用被植材料打磨光纖的端部，以磨圓其邊緣，而保持光纖的端部有所需的伸出，且為實質上的共面關系。請參考圖14的方塊64所示。典型的是，用于磨圓邊緣的被植材料比開始時用于去除環氧樹脂珠19或類似的被植材料要細。例如，雖然可以使用各種類型的被植材料，合適的被植材料具有平均為1μm大小的鈰研磨顆粒。
作為上述方法兩者中任意一種的結果，產生的插芯組件10包括，插芯12和穿透各孔，使光纖的端部伸出于該插芯正面的所有部位之外預定距離的數根光纖18。鑒于這一點，光纖的端部可以具有伸出于插芯的正面14a的所有部位之外至少約3.5μm的距離，該距離至少略大于積累效應，根據插芯的正面的光纖的端部的相應位置上，具有灰塵、雜物、負重和其他改變伸出量的情況，該伸出量為光纖的端部伸出于插芯的正面14a的所有部位之外所達到的。鑒于這一點，隨著插芯用于各種環境和負重條件下，具有至少5μm的伸出通常會允許光纖的端部繼續伸出于插芯的正面之外。這樣，一實施例的插芯組件包括數根光纖，伸出于插芯的正面之外至少5μm。在另一實施例中，光纖伸出至少10μm，且在又一實施例中，在插芯的正面之外至少20μm。仍舊在另一實施例中，光纖的端部伸出于插芯的正面14a至少50μm。雖然光纖的伸出可以以各種方式測量，由通信工業協會(TIA)授權的光纖測試程序(FOTR)219，闡述了一種合適的技術來測量光纖的伸出。除了相對于插芯12的正面高伸出外，光纖18的端部有利地為實質上的共面。鑒于這一點，按長度方向測量，一實施例的插芯組件10的光纖的端部彼此在位置上的差異不超過約100nm。相對的共面性可以以傳統的方法確定，如本領域技術人員所知，通過基于最小平方擬合(least square fit)方法，擬合穿過光纖端部的線，然后確定任意一根光纖與該最小平方擬合線的最大偏差。不僅光纖在覆蓋整個光纖陣列的全局基礎上為實質上的共面，而且光纖根據臨近光纖的局部基礎上為更靠近排列。鑒于這一點，光纖的端部較好的是與直接接近的光纖，即臨近光纖的端部在位置上的差異不超過50nm。作為光纖在全局和局部上的實質上的共面結果，本發明的插芯組件更能夠在每根光纖和另一插芯組件的相應光纖之間建立物理接觸。在插芯組件輔助建立光纖的端部的共面性的整個過程中，光纖的端部的硬研磨顯著縮短了光纖的端部在位置上的變化。
作為在大多數處理步驟過程中使用的相對小尺寸的研磨顆粒的結果，光纖18的端部沒有顯著的芯線下陷，即，光纖通常具有小于10nm的芯線下陷。雖然芯線下陷還可以以各種方式測量，FOTP219還描述了一種合適的技術。上述相對小的芯線下陷進一步增加了光纖的端部與另一插芯組件的相應光纖之間建立的直接物理接觸。打磨光纖的端部，基本上，如果不是絕對的，用細研磨顆粒打磨還具有其他優良效果。鑒于這一點，用相對小尺寸的研磨顆粒打磨光纖的端部，進一步減少了在多模式光纖中芯線開裂的可能性。
通過具有伸出于各插芯12的正面14a之外3.5μm或更多的光纖，且在一些實施例中，顯示改進的共面性和減少了芯線下陷，本發明的插芯組件10可以與另一插芯組件匹配，以便于保持相應的光纖對在直接的物理接觸，即使隨著環境條件、負重、和其他因素的變化。鑒于這一點，光纖充分伸出，使得光纖由于水氣、負重、雜物或類似的光纖的伸出量改變不能使匹配的插芯的正面接觸，這樣不會引起光纖的端部分開。通過以上例子，本發明的插芯組件可以與另一插芯組件匹配，形成光纖的互連，其中插芯的各正面彼此間隔分開到至少預定的距離，該距離為光纖伸出于插芯正面之外達到的，如約3.5μm到5μm或更多。這樣，本發明的插芯組件很容易地與傳統的插芯組件兼容，且允許在相應的光纖對之間有利地建立物理接觸。而且，如果根據本發明制造的光纖互連的兩個插芯組件，以具有高伸出光纖，產生的光纖互連的插芯正面會由于積累的距離彼此間隔開，這樣光纖伸出于其各自光纖的正面之外，例如7μm、10μm或總的來說更多，如圖5所示。
為了進一步改善本發明制造光纖的效率、準確性和重復性，插芯12的正面可以具有第一部分40，形成于正面端部14的中心部分14a之上，孔至少部分穿透該正面14，以及至少一個打磨件，從第一部分偏移，例如相對于第一部分向前或向后伸出。典型的是，正面的第一部分為平面，雖然該第一部分可以具有另一形狀，如果需要這樣的話。在一些第一部分為平面的情況下，或如圖1所示，或如圖5所示，該第一部分還可以根據垂直于光纖構建的假想平面，以預定角度，例如8°，定位于垂直光纖18。另外，上述的孔典型的是完全穿透插芯的正面的第一部分。然而，上述的孔可以通常與打磨件和第一部分的交叉部對齊，以便至少部分穿透第一部分和打磨件。
本發明的這個方面的插芯12可以包括各種類型的打磨件。在一實施例中，例如，打磨件為至少一個，且更典型的是，數個底座42形成于伸出于插芯正面的第一部分之外的正面14a的水平部分之上。如圖1和3A-3H所示，每個底座通常限定一個表面，該表面與第一部分40隔開至少到預定的距離，該距離是光纖18伸出于插芯的正面之外所需要的。雖然如圖1和3A-3H所示，每個底座可以具有平表面，但是每個底座也可以具有更為復雜的形狀的表面。例如圖7A和圖7B所示，每個底座可以包括第一和第二平表面42a和42b，該第一表面伸出與光纖垂直，且第二表面伸出與插芯正面的第一部分平行。為了在光纖的端部露出所需的角度，在打磨操作期間，該第二表面可以作為打磨件。雖然該實施例的打磨件可以為單底座，向外伸出于插芯的正面的第一部分40之外，例如，沿著正面的整個邊緣或者約為正面的整個外圍，該插芯可以包括數個底座。例如，插芯可以包括第一和第二底座，與光纖以對稱的關系設置，例如在光纖的對邊。在光纖為線性方式排列的一實施例中，該第一和第二底座可以放置在如圖1，3A-3H和7A所示的相對端，或者在光纖線性排列的相對面。
在另一實施例中，打磨件為插芯12的正面的凹部44。該凹部具有一參考表面，其從插芯的正面的第一部分40向后伸出。這樣，伸出光纖18的插芯的正面的第一部分通常為該實施例的插芯的最朝前部分。該參考表面可以為平表面，如圖6A和圖6B所示，或者彎曲表面，如圖8A和8B所示。在二實施例任意的一個中，該參考表面限定一假想表面44a，其反過來，限定光纖的端部的位置，和因此產生的光纖的伸出。除了限定光纖的伸出量，該參考表面還可以限定光纖端部的形狀或外觀。鑒于這一點，可以設計參者表面，使產生的光纖的端部會位于其中的假想表面，在光纖的端部上產生預定的外觀或形狀，例如具有預定傾斜角的端面。例如，在凹部具有平參考表面的實施例中，該平參考表面可以根據插芯正面的第一部分以8°的角度θ放置，使光纖的端部有利地具有8°的角度(圖6B)。
雖然該實施例的凹部44可以限定一連續的參考表面，從插芯12的正面的第一部分40向后伸出，例如沿著該正面的一完整邊緣，凹部可以包括一個或多個底座，共同限定該參考表面。然而，在一實施例中，凹部水平伸過插芯的整個正面或者至少插芯的正面的某些范圍。
對于一對匹配的插芯，其中至少一個插芯12的正面具有凹部44，作為凹部向后延伸的結果，與傳統組件相比較，可能的接觸范圍的大小或面積很好地減小了。在凹部沿著一對匹配插芯的每個插芯的正面的一側延伸的情況下，該可能的接觸范圍的大小和光纖的伸出距離量通常直接相關。鑒于這一點，隨著線46，凹部與正面的第一部分40沿其交叉處，從光纖18移開，可能的接觸范圍的大小的光纖的伸出距離都會增加。相反，隨著上述的線，凹部與正面的第一部分沿其交叉處，向光纖移動，可能的接觸范圍大小和光纖的伸出都減小。這樣，可以設計插芯的正面，使產生的插芯組件10具有所需的纖體伸出和具有可接受大小的可能接觸范圍。
通過相對于光纖18的線46的位置與光纖的伸出之間的相關性指定，光纖的伸出可以通過監測上述的線與光纖之間的間隔間接測量。鑒于這一點，光纖的伸出通常等于上述的線與光纖之間的間隔乘上凹部44和光纖穿透的插芯12的正面14a的第一部分40之間的夾角的正切值。如下所述，通過監測上述的線與光纖之間，且特別是，線16與架構穿過光纖的中心線的參考線之間的間隔，也可以監測到光纖的伸出，使得一旦光纖具有所需的伸出，便可以停止打磨。通常，該間隔可以通過視覺系統監測，該視覺監測系統比干涉儀便宜得多，通常需要干涉儀直接測量光纖的伸出。另外，線46與架構穿過光纖的參考線之間的角度還對應于打磨光纖的端面角度，這樣，在打磨過程中，提供額外的信息。
不考慮該配置，在縮短光纖18的伸出過程中使用打磨件。鑒于這一點，在割斷光纖之后(參考步驟22)，光纖的端部可以通過，例如硬研磨的方式打磨(參考步驟62)。根據該實施例，繼續研磨光纖的端部，至少到光纖的端部根據打磨件具有一限定關系為止。鑒于這一點，光纖的端部通常研磨到光纖的端部位于由打磨件參考表面限定且包括打磨件的參考表面限定的假想表面44a。在打磨件為一個或多個向上伸出的底座42的實施例中，如圖3E所示。可以選擇，在打磨件為插芯12的正面的凹部44的實施例中，可以研磨光纖的端部，到光纖的端部位于凹部的參考表面限定的假想表面44a為止。如上所述，通過由凹部的參考表面限定且包括凹部的參考表面的假想表面典型為平面或曲面，這分別取決于該凹部為平面或者曲面。由于根據插芯的正面的第一部分40凹部向后伸出，一旦光纖的端部位于凹部的參考表面限定的假象線，光纖仍伸出于插芯的正面之外。
可以設計本發明的這個方面的插芯12，使一旦光纖的端部與打磨件有預定的關系，例如通過放置在由打磨件的參考表面限定且包括打磨件的參考表面的假想表面44a中，使光纖18伸出于插芯正面到所需的長度。可以選擇，設計該插芯，使一旦光纖的端部與打磨件具有預定的關系，光纖伸出于插芯的正面之外略微大于所需的長度，因此，需要再打磨光纖，通常還包括打磨件，目的是獲得具有所需要的伸出的光纖。如果在開始打磨打磨件之后，還需繼續打磨，由于如上所述，在光纖伸出與光纖和凹部與正面的第一部分交叉所沿著的線46之間的間隔有直接關系，該附加的打磨程度可以立即在實施例中確定，在該些實施例中，插芯包括一凹部44，沿著正面的一側延伸。在此實施例中，因而可以監測到，例如通過視覺系統，凹部與正面的第一部分40交叉所沿著的線，且一旦上述的線在一預定的位置時，可以間斷額外的打磨件，典型的是，該預定的位置限定為與光纖預定的間隔。
打磨操作通常從打磨光纖18的端部開始，而不同時打磨或反而使插芯12接觸。但是，可以設計插芯組件10，使光纖同時與至少插芯的正面的一部分打磨，目的是至少部分保護光纖不受到在打磨操作過程中施加的壓力。鑒于這一點，圖9A和圖9B圖示具有凹部44的插芯的插芯組件的又一實施例，設計上述的凹部44為至少在打磨操作期間保護光纖。在此實施例中，插芯包括緩沖部(buffer)52，向前伸出凹部。該緩沖部較好的是，向前伸出于凹部一距離，使在接觸凹部之前打磨媒介與緩沖部接觸，雖然典型的是在與光纖接觸之后。在粗打磨光纖的過程中，緩沖部還會在開始打磨或反而接觸凹部之間打磨去除。
雖然圖9A和圖9B所示的實施例緩沖部與凹部44以同樣的角度成為斜面(taper)，緩沖部52可以具有各種形狀。另外，該緩沖部還可以與插芯12的正面的第一部分40齊平，或如果需要，可以伸出于其之外。另外，雖然圖9A和圖9B在居中的凹部的對面具有一對緩沖部，該插芯可以具有其他的緩沖部和凹部配置，如在一單個、居中放置的緩沖部的對面具有一對凹部的一配置。
在至少一些實施例中，然后可以去除打磨件，例如通過磨削，如圖2的步驟34所示。在插芯12先包括至少一個向外伸出的底座42的實施例中，可以去除每個底座。所產生的插芯的正面典型地為平面或者在底座的移去之后切為斜面。如圖3H所示，其描述的是去除底座之后的插芯組件10。在至少一些插芯包括一凹部44的實施例中，也可以去除該凹部，如通過進一步凹化。例如，如果需要的話，可以去除圖6B中的斜線區域50。通過對凹部的進一步凹化，一對匹配的插芯的正面會開始接觸的可能性會進一步減少。而且，即使讓要一對匹配插芯的正面接觸，接觸的區域會很好地減少，如果沒有消失的話，且可以確定大小和定位，使得不包括引導引腳孔，因而避免了通常落在引導引腳孔的周圍的灰塵、臟物或其他雜物的不利影響。
顯而易見，包括至少一個打磨件的插芯12的實施例可以改善本發明插芯組件10制造程序的質量、效率和可重復性。不管插芯最初是否包括打磨件，根據本發明，通過打磨光纖18的端部，以建立所需的伸出，而不必移去插芯正面的基部，制造的效率進一步改善了。作為好的制造程序的結果，因而提供本發明插芯組件，具有高伸出光纖，例如光纖伸出于插芯正面之外約3.5μm～約5μm或者更多。另外，提供具有實質上共面的伸出光纖，例如具有變化不超過100nm的端部的光纖。在匹配一對多纖連接器時，在相應的光纖對的端部之間的直接的物理接觸因而可以建立和保持，甚至是在有水氣、雜物、負重及相似情況下。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的方法及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種制造光纖插芯組件的方法，該插芯組件包括一插芯，其具有一正面且限定穿透該正面的數個孔和穿過插芯對應孔的數根光纖，其特征在于該方法包括以下步驟將光纖的端部定位于插芯的正面之外；和研磨數根光纖的端部，以減少光纖伸出于插芯的正面之外，繼續上述的研磨，至少到光纖的端部彼此在位置上的差異到不超過預定的量為止。
2.根據權利要求1所述的制造光纖插芯組件的方法，其特征在于其進一步包括，在上述的光纖的端部的研磨之后，用被植材料打磨光纖的端部。
3.根據權利要求2所述的制造光纖插芯組件的方法，其特征在于其進一步包括在研磨光纖的端部之前，用粗被植材料打磨光纖的端部，其中粗被植材料具有比在光纖端部研磨之后，打磨光纖的端部所用的被植材料大的研磨顆粒。
4.根據權利要求1所述的制造光纖插芯組件的方法，其特征在于其中所述的研磨至少繼續到數根光纖的端部彼此在位置上的差異不超過100nm為止。
5.根據權利要求1所述的制造光纖插芯組件的方法，其特征在于其中給插芯組件提供具有伸出于插芯的正面之外的光纖的端部包括，將光纖在與插芯正面隔開的一位置割斷。
6.根據權利要求5所述的制造光纖插芯組件的方法，其特征在于其中割斷光纖包括用激光束切割光纖。
7.一種制造插芯組件的方法，該插芯組件包括一插芯，具有一正面且限定穿透該正面的第一部分的數個孔，該插芯的正面包括至少一個打磨件，根據上述的第一部分偏移，該插芯組件進一步包括數根光纖，穿過插芯的各孔，其特征在于其包括將上述的光纖的端部定位于插芯的正面之外；縮減上述的光纖在插芯的正面之外的伸出，到光纖的端部根據上述的至少一個打磨件具有一預定的關系；以及縮減光纖的伸出之后，至少部分去除至少一個打磨件，使光纖的端部伸出于插芯正面的所有部分之外。
8.根據權利要求7所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中至少一個插芯打磨件包括至少一個底座，向外伸出于上述的第一部分之外，且其中縮減光纖的伸出包括，縮減光纖的伸出，至少到光纖的端部伸出于插芯正面的第一部分不超過上述的至少一個底座。
9.根據權利要求7所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中至少一個插芯打磨件包括一凹部，具有從插芯的正面的第一部分向后方伸出的一參考表面，且其中縮減光纖的伸出包括，縮減光纖的伸出，至少到光纖的端部沿著插芯正面的凹部的參考表面限定的一假想的表面放置為止。
10.根據權利要求9所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中所述的插芯的正面的凹部具有平面參考表面，且其中縮減光纖的伸出進一步包括，縮減光纖的伸出，至少到光纖的端部與插芯的正面的凹部的平面參考表面共面為止。
11.根據權利要求9所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中所述的插芯的正面的凹部具有彎曲的參考表面，且其中縮減光纖的伸出進一步包括，縮減光纖的伸出，至少到光纖的端部沿著插芯的正面的凹部的彎曲的參考表面限定的一假想的曲面放置為止。
12.根據權利要求7所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中所述的縮減光纖的伸出包括打磨光纖的端部，至少到打磨媒介也開始打磨至少一個打磨件為止。
13.根據權利要求7所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中所述的縮減光纖的伸出包括用細研磨顆粒研磨光纖的端部。
14.根據權利要求13所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中所述的縮減光纖的伸出進一步包括，在光纖端部的研磨之后，用被植材料打磨光纖的端部。
15.根據權利要求14所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中所述的縮減光纖的伸出進一步包括，在研磨光纖的端部之前，用粗被植材料打磨光纖的端部，其中粗被植材料比在光纖的端部研磨之后，打磨光纖的端部所用的被植材料有更大的研磨顆粒。
16.根據權利要求7所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中給插芯組件提供伸出于插芯正面的光纖包括，在與插芯正面隔開的一位置，割斷光纖。
17.根據權利要求16所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中割斷光纖包括用激光束切割光纖。
18.一種制造插芯組件的方法，該插芯組件包括一插芯，具有一正面且限定至少部分穿透該正面的第一部分的數個孔，該插芯的正面進一步包括一凹部，具有從插芯的正面的第一部分向后方伸出的一參考表面，該插芯組件進一步包括數根光纖，穿過插芯的各孔，其特征在于其包括給上述的插芯組件提供伸出于插芯正面之外的光纖的端部；和縮減上述的光纖在插芯正面之外的伸出，至少到光纖的端部沿著插芯正面的凹部的參考表面限定的一假想平面放置為止，其中，在縮減光纖的伸出過程中，上述的光纖的端部保持伸出于插芯的正面之外。
19.根據權利要求18所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中插芯的正面的凹部具有平面參考表面，且其中縮減光纖的伸出進一步包括縮減光纖的伸出，至少到光纖的端部與插芯正面的凹部的平面參考表面共面為止。
20.根據權利要求18所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中插芯的正面的凹部具有彎曲的參考表面，且其中縮減光纖的伸出進一步包括縮減光纖的伸出，至少到光纖的端部沿著插芯正面的凹部的彎曲參考表面限定的假想的彎曲表面放置為止。
21.根據權利要求18所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中縮減光纖的伸出距離包括用打磨媒介打磨光纖的端部，至少到打磨媒介也開始打磨插芯正面的凹部的參考表面為止。
22.根據權利要求21所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中插芯的正面還包括，至少一個緩沖部，根據凹部向前方伸出，且其中縮減光纖的伸出包括，在同時打磨光纖的端部時，打磨至少一個緩沖部。
23.根據權利要求18所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中縮減光纖的伸出包括，用細研磨顆粒研磨光纖的端部。
24.根據權利要求23所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中縮減光纖的伸出進一步包括，在光纖端部的研磨之后，用被植材料打磨光纖的端部。
25.根據權利要求24所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中縮減光纖的伸出進一步包括，在研磨光纖的端部之前，用粗的被植材料打磨光纖的端部，其中粗的被植材料比在光纖端部的研磨之后，打磨光纖的端部所用的細被植材料的研磨顆粒大。
26.根據權利要求18所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中給插芯組件提供伸出于插芯正面之外的光纖的端部包括，在與插芯的正面間隔的一距離處割斷光纖。
27.根據權利要求26所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中割斷光纖包括用激光束切割光纖。
28.一種制造插芯組件的方法，該插芯組件包括一插芯，具有正面，且限定至少部分穿透正面的第一部分的一個孔，該插芯的正面還包括一凹部，具有從插芯的正面相鄰部分相交線向后伸出的參考表面，該插芯組件進一步包括至少一根光纖，穿過插芯各孔，其特征在于其包括縮減上述的至少一根光纖伸出于插芯的正面；在縮減上述的至少一根光纖的伸出時，監測交叉線與至少一根光纖之間的間距，且繼續縮減上述的至少一根光纖的伸出，至少到交叉線與至少一根光纖之間的間隔不超過預定的間隔為止。
29.根據權利要求28所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中插芯限定數個孔，且上述的插芯組件包括數根光纖，穿過插芯各孔，且其中所述的監測包括，監測交叉線與穿過數根光纖的參考線之間的間隔。
30.根據權利要求29所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中所述的監測包括還監測交叉線與參考線之間的角度。
31.根據權利要求28所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中縮減至少一根光纖伸出于插芯正面之外包括，打磨至少一根光纖和參考表面兩者。
32.根據權利要求31所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中打磨至少一根光纖和參考表面包括，以參考表面相對于插芯正面的第一部分的參考表面限定的角度打磨至少一根光纖和參考表面兩者。
33.根據權利要求31所述的制造插芯組件的方法，其特征在于其中縮減至少一根光纖的伸出進一步包括，在打磨至少一根光纖和參考表面兩者之前，先只打磨至少一根光纖。
34.一種插芯組件，其特征在于其包括一插芯，具有正面且限定穿透該正面的數個孔；和數根光纖，穿過各孔，使上述光纖的端部至少伸出于上述插芯的正面的所有部分之外至少約3.5μm，其中光纖的端部具有至少部分磨圓的邊緣。
35.根據權利要求34所述的插芯組件，其特征在于其中光纖的端部彼此之間在位置上的差異不超過100nm。
36.根據權利要求34所述的插芯組件，其特征在于其中每根光纖的端部與直接相鄰的光纖的端部在位置上的差異不超過約50nm。
37.根據權利要求34所述的插芯組件，其特征在于其中每根光纖包括由包層包裹的芯線，且每根光纖的端部具有一芯線下陷，其中包層伸出于芯線之外不超過10nm。
38.根據權利要求34所述的插芯組件，其特征在于其中所述的光纖的端部伸出于所述的插芯的正面之外至少5μm。
39.根據權利要求34所述的插芯組件，其特征在于其中所述的光纖的端部伸出于所述的插芯的正面之外至少10μm。
40.根據權利要求34所述的插芯組件，其特征在于其中所述的光纖的端部伸出于所述的插芯的正面之外至少20μm。
41.一種纖體光互連，其特征在于其包括第一和第二插芯組件，每個插芯組件包括一插芯，具有一正面且限定穿透該正面的數個孔，每個插芯組件還包括數根光纖，穿過各孔，其中至少上述的第一插芯組件的光纖的端部伸出于上述的各插芯的正面所有部分之外至少約3.5μm，上述的第一和第二插芯組件配合，使伸出于上述的第一插芯組件的插芯正面之外的光纖的端部，與上述的第二插芯組件的相應的光纖端部接觸，這樣間隔上述的第一和第二插芯組件的各插芯正面，彼此分開。
42.根據權利要求41所述的纖體光互連，其特征在于其中所述的第一插芯組件的光纖的端部彼此在位置上的差異不超過100nm。
43.根據權利要求41所述的纖體光互連，其特征在于其中所述的第一插芯組件的每根光纖的端部與直接相鄰的光纖的端部在位置差異不超過50μm。
44.根據權利要求41所述的纖體光互連，其特征在于其中所述的第一插芯組件的每根光纖包括一包層包裹的芯線，且其中第一插芯組件的每根光纖的端部具有芯線下陷，其中包層伸出于芯線之外不超過10nm。
45.根據權利要求41所述的纖體光互連，其特征在于其中所述的第一插芯組件的光纖的端部伸出于各插芯的正面之外至少5μm。
46.根據權利要求41所述的纖體光互連，其特征在于其中所述的第一插芯組件的光纖的端部伸出于各插芯的正面之外至少10μm。
47.根據權利要求41所述的纖體光互連，其特征在于其中所述的第一插芯組件的光纖的端部伸出于各插芯的正面之外至少20μm。
48.一種插芯組件，其特征在于其包括一插芯，具有一正面且限定穿透該正面的數個孔；和數根光纖，穿過各孔，使光纖的端部伸出于上述的插芯的正面之外，其中所述的光纖的端部彼此在位置上的差異不超過100nm。
49.根據權利要求48所述的插芯組件，其特征在于其中所述的每根光纖的端部與直接相鄰的光纖的端部在位置上的差異不超過50nm。
50.根據權利要求48所述的插芯組件，其特征在于其中所述的每根光纖的端部伸出于所述的插芯正面之外至少3.5μm。
51.根據權利要求48所述的插芯組件，其特征在于其中所述的每根光纖的端部伸出于所述的插芯正面之外至少5μm。
52.根據權利要求48所述的插芯組件，其特征在于其中所述的每根光纖的端部伸出于所述的插芯正面之外至少10μm。
53.根據權利要求48所述的插芯組件，其特征在于其中所述的每根光纖的端部伸出于所述的插芯正面之外至少20μm。
54.一種光纖插芯組件，其特征在于其包括一插芯，具有一正面且限定穿透該正面的數個孔，其中所述的插芯的正面包括第一部分，數個孔至少部分穿透該第一部分，和凹部，具有從正面的第一部分向后方伸出的參考表面；及數根光纖，穿過上述的插芯的各孔，其中光纖的端部沿著上述插芯的正面的凹部的參考表面限定的假想表面放置。
55.根據權利要求54所述的插芯組件，其特征在于其中所述的凹部包括至少一個底座，具有限定假想表面的參考表面，所述的光纖的端部沿著該假想表面放置。
56.根據權利要求54所述的插芯組件，其特征在于其中所述的插芯的正面的凹部的參考表面為平面，且與所述的光纖的端部以共面關系放置。
57.根據權利要求54所述的插芯組件，其特征在于其中所述的插芯的正面的凹部的參考表面為曲面，且其中所述的光纖的端部沿著上述插芯的正面的凹部的彎曲參考平面限定的彎曲的假想表面放置。
58.根據權利要求54所述的插芯組件，其特征在于其中所述的插芯的正面還包括至少一個緩沖部，根據凹部向前方伸出。
59.一種插芯，其特征在于其包括一插芯體，具有一正面且限定穿透該正面的數個孔，其中所述的插芯體的正面包括第一部分，數個孔至少部分穿透該第一部分，及第一和第二底座，位于上述的第一部分的對面，且向外伸出上述第一部分之外，其中所述的第一和第二底座具有以共面關系放置的各自相應的平的表面。
60.根據權利要求59所述的插芯，其特征在于其中所述的數個孔沿著上述插芯組件對面之間延伸的參考線穿透正面，且其中所述的第一和第二底座沿參考線位于緊鄰上述插芯體對面。
61.根據權利要求59所述的插芯，其特征在于其中所述的第一和第二底座伸出正面的第一部分之外至少3.5μm。
62.根據權利要求59所述的插芯，其特征在于其中所述的第一和第二底座伸出正面的第一部分之外至少5μm。
63.根據權利要求59所述的插芯，其特征在于其中所述的第一和第二底座伸出正面的第一部分之外至少10μm。
64.根據權利要求59所述的插芯，其特征在于其中所述的第一和第二底座伸出正面的第一部分之外至少20μm。
全文摘要
本發明是有關于一種具有高伸出光纖的插芯組件及相應的有效、準確、重復制造該插芯組件的方法。鑒于這一點，本發明提供一種插芯組件，包括數根光纖，伸出于正面之外至少約3.5μm。該插芯組件的光纖的端部也可以本質上與彼此位置上的差異不超過100nm的光纖的端部共面。該插芯組件可以通過將光纖打磨到所需的伸出，而不先磨削或打磨光纖與插芯的正面齊平。該光纖可以在一些情況下更有效地制造，其中該插芯包括至少一個打磨件，例如向外伸出的底座或者凹部。
文檔編號G02B6/38GK1768285SQ03820118
公開日2006年5月3日 申請日期2003年5月5日 優先權日2002年6月24日
發明者J·P·路德, D·M·耐德, H·V·陳, R·B·埃爾金斯二世 申請人:康寧光纜系統有限責任公司