專利名稱：用于光纖的交叉連接的纖維光學裝置和方法
技術領域：
本發明一般性地涉及光纖領域，更具體地說，涉及用于將多個光纖帶中的單根光纖交叉連接起來的纖維光學裝置和方法。
背景技術：
光纖線路在電路密度不斷增長且難于用已知的導線電路來配置的電子系統中的使用日益增長。光纖線路是通過由絕緣體攜載的多根光纖形成的，并且這些光纖的末端與各種形式的連接器或者其它的光傳輸設備互連。光纖線路的范圍可以從簡單的光纜到復雜的光學底板或者扁平光纖線路，前者包括由外包層或者管式絕緣體包覆的多根光纖，后者是由在襯底上按照給定的圖案或者電路幾何尺寸裝配的多根光纖形成的。
有一類光纖線路制造為帶狀構造，其中一排光纖肩并肩地平行布置，并且對其涂覆一種基質，以將這些光纖保持為帶狀構造。在美國一般稱之為“帶狀化”，八光纖帶或者十二光纖帶已經很普遍了。在別的國家，該標準的范圍可能包括從每帶較低如四根到較高如二十四根光纖。多光纖帶和連接器在光纖通信系統中具有寬廣的應用范圍。例如，分光器、光開關、路由器、組合器和其它裝置具有輸入光纖帶和輸出光纖帶。對于例如上述那些的各種應用，要將輸入光纖帶和輸出光纖帶中的單根光纖交叉連接或者重組，由此可以將單個輸入帶的單根光纖分成并且重組為多個或者不同的輸出帶。單根光纖的交叉連接或者重組之處稱為輸入帶和輸出帶之間的“混合區”。光學底板有許多制造方式，包括以手工方式把光纖放在基板上，以便通過機械化的裝置將光纖按照給定的圖案或者電路結構布置在基板上。這些單根光纖交叉連接或者重組在從基板的邊緣或者輸入端和輸出端突出來的輸入帶和輸出帶之間的基板上。因此，上述“混合區”是由基板本身提供的。然后根據底板規格以預定的長度對于從基板的邊緣突出的輸入帶和/或輸出帶進行切割，并且將它們端接(terminate)到多個光纖連接器。
對于如上所述的交叉連接裝置，重要的是，任何特定的光纖帶中的單根光纖有一個預定的次序(sequence)。換句話說，重要的是，操作者能夠知道，在該帶(其光纖從帶的一側或者一邊依次到該帶的相對側或者相對邊編有假想的數字)內，每個帶的哪一單根小光纖是“1”或者“8”光纖。如上所述，這對于將所述帶端接到光纖連接器是重要的。連接器通常告知操作者，在哪里將“#1”和/或“#8”光纖插到連接器中。典型地，在將帶子端接到連接器內之前即時切割光纖帶。如果單根小光纖中有一個不合次序，連接器的電路圖就遭到破壞，并且一旦這些光纖永久地固定在連接器內，那么就必須丟棄或者廢棄整個交叉連接裝置或者線束。
因此，必須進行光纖校準檢查或者測試，以確保在開始端接步驟之前光纖次序精確無誤。一種檢驗系統是在沿所述裝置對每根光纖布線的時候以人工方式/靠肉眼追蹤每根光纖的整個長度。這個系統耗時、低效并且仍然會產生人為錯誤。第二種檢驗系統是在將光纖帶端接到連接器之后進行光學測試。這些測試是精確的，但是它們是在端接之后進行的，并且，如上所述，如果測試表明一根光纖或者這些光纖布線錯誤，那么可能必須以相當大的花費丟棄整個裝置或者光學線束。本發明采用極其簡單的系統解決這些問題，該系統將光纖帶的單根光纖按照與所述帶中光纖的預定次序相關聯的預定圖案切割為不同的長度。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種對多個光纖帶的單根光纖交叉連接的纖維光學裝置，該裝置通過檢驗預定纖維圖案或者次序的方法來制造。
在本發明的示例性實施例中，將多根單獨光纖布線在平基板上，以形成至少一個導入該基板的第一光纖帶和至少一個離開該基板導向該帶的端接端的第二光纖帶。至少第二光纖帶的單根光纖從該帶的一側或者一邊到它的相對一側或者相對一邊按照預定的次序布線。這些單根光纖在第二光纖帶的端接端按照與這些光纖的所述預定次序相關聯的預定圖案切割為不同的長度，以從視覺上辨認任何不合該預定次序的光纖。
本發明預計第一和第二光纖帶兩者中的單根光纖按照預定次序布線，并且每個光纖帶的單根光纖在它們的端接端按照不同長度的預定圖案來切割。如這里所述，將這些單根光纖布線到基板上和布線離開該基板，以形成多個第一光纖帶和多個第二光纖帶。可以按照這些單根光纖具有不同的長度的預定圖案來切割所有的這些帶。
根據本發明的一方面，將這些單根光纖在任一帶的端接端從該帶的一側到它的相對一側切割為逐次不同的長度。這產生“楔”形圖案，使得對于操作者來說，靠肉眼確認是否有任一單根光纖不合它們的預定次序非常簡單易行。
本發明還預計一種制造如上所述纖維光學裝置的方法，包括在為達到端接的目的將這些帶切割之后將光纖帶端接到合適的纖維光學連接器。
本發明的其它目的、特征和優點將從下面結合附圖的具體的描述中變得清楚。
相信具有新穎性的本發明的特點具體闡述于所附權利要求中。本發明連同它的目的及其優點，可以參照下列與附圖相結合的說明書中得到更好的理解，附圖中相同的附圖標記表示圖中相同的元件，其中圖1是本發明的纖維光學裝置的平面圖；圖2是圖1中的裝置的一個光纖帶的端接端的放大圖，示出了該帶中的單根光纖以預定的圖案切割的情況；圖3是類似于圖2的視圖，但只示出了一對單根光纖布線不正確并且不合圖2所示的預定圖案；圖4是類似于圖1的視圖，但只示出了離開基板的光纖帶有不同的長度并且僅在端接之前修剪；圖5是類似于圖4的視圖，但只示出了端接到多個纖維光學連接器的帶；圖6是與圖1有一定類似的平面圖，但只示出了包括一個多層裝置的不同的實施例；圖7是圖6中的多層裝置的底層的平面圖；圖8是圖6中的多層裝置的頂層的平面圖；和圖9是沿圖6中的9-9線剖開的放大截面圖。
具體實施例方式
具體參照附圖，首先參照圖1，其示出一個用10一般性標出的纖維光學裝置，用于交叉連接多個光纖帶14和16的單根光纖12。這些單根光纖以肩并肩陣列的方式布線在基板18上，以形成多個第一光纖帶14，該光纖帶導入基板的一側或者一邊18a。在基板上重組這些光纖，以形成多個第二光纖帶16，其從基板的另一側或者另一邊18b離開。這些光纖布線在和布線出從基板的側面或者邊緣18a和18b向外突出的尾部18c上。對于圖1中的布置，可以認為第一光纖帶14是輸入帶，如在14a處輸入，第二光纖帶16是輸出帶，如在16a處輸出。輸入帶和輸出帶從基板的邊緣18a和18b突出來，具體是沿著和離開基板的尾部18c突出去。輸入帶和輸出帶最終與多個光纖連接器端接，如圖5所示和以下所要描述的。
如上所述，在基板18上重組輸入帶14/14a，以形成輸出帶16/16a。在圖1所示的例子中，將輸入帶分開，如在19A處將每個輸入帶的一半與另一輸入帶的一半如在19B處連接起來，以形成各個輸出帶。在所示的實施例中，每個輸入帶有8根單根光纖，它們在如19A處分開，四根光纖與另一輸入帶的四根光纖在如19B處結合，以形成各個八光纖輸出帶。
基板18通常在其頂表面上具有一層粘合劑，因此布好線路的單根光纖12易于粘合到基板的表面，從而保持它們所處的位置。可以用手工方式或者用機械化的布線設備(典型地為計算機化的)對單根光纖布線。在將這些單根光纖按照具體的電路結構比如圖1所示且如上所述的結構正確地布線并且粘接在基板上之后，在整個基板和布好線路的光纖上涂布保角涂料(conformal coating)。也可以將該涂料涂布到輸入帶14a的光纖以及離開基板的輸出帶16a，以保持這些帶的帶狀形式。
如在上面背景技術中所述的，必須將這些單根光纖12以預定的次序重組并且交叉連接，以便根據特定的電路結構或者次序將它們端接在光纖連接器中。因此，在基板18上按該次序對這些光纖布線，并且在它們為帶狀化時保持該次序。為了更好地理解這個需要，在附圖中如在20處應用假設數字“1”至“8”，以示出光纖必須按其布置的唯一次序。換句話說，如圖1所示，每個輸入帶14/14a中的“#1”光纖位于所看到的圖1的帶的右手邊，并且“#8”光纖位于每個帶的相反邊或者左手邊。這些光纖按照從“#1”到“#8”的次序編上假想的數字。在輸出帶16/16a的20處示出了相同類型的數字次序。圖2是輸入帶14a之一的端接端的放大圖，其示出所標出的次序20。
當然，預定的光纖次序20是假設性地示于圖中，并沒有在單根的小光纖上實際標出。這個次序或者是由操作者手工或者是由機械化且計算機化的布線機器在基板18上布置這些光纖的路線而得以保持的。換句話說，計算機文件告知布線機器哪根光纖是“#1”光纖，如此等等。
圖1和2清楚地表明本發明的思想，其中將輸入帶14/14a和輸出帶16/16a各自的端接端22按照與這些光纖預定次序關聯的預定圖案切割成不同的長度。圖2清楚地表明怎樣將“#1”光纖在24處切割，因此它是最短的光纖。將“#8”光纖在26處切割，因此它是最長的光纖。將第一和第八光纖之間的所有的“#2-#7”光纖切割成從光纖帶的一側或者一邊到它的相對側或者相對邊逐次不同的長度。這為切割好的不同長度的光纖給出一個“楔形”外觀或者確定的圖案。如果用手對這些光纖布線，那么操作者就按照這個次序切割這些光纖。如果用布線機器對這些光纖布線，那么計算機文件只是告訴機器將“#1”光纖切割為最短的長度，如此等等。
對于如上所述的這種檢驗系統，圖3示出如何清楚地探明任一帶例如輸入帶14a中的這些單根光纖12中的一根或者多根不符合預定的次序。具體地，可以看出，光纖“#3”和光纖“#4”如在28處弄反了或者越過了彼此布線。因此，很顯然，在楔形圖案位于所述帶的端接端22的標記為30的區域，第三光纖比第四光纖更長。操作者可以清楚地看出這些光纖亂了次序。因而，要么糾正錯誤，要么在將該裝置端接到昂貴的光纖連接器之前廢棄該裝置10。當然，本發明不限于楔形圖案的切割光纖，因為對光纖布線亂了次序會給出清楚可見的指示的其它的圖案在預計之中。
可以理解，如果用手工對光纖布線，圖3所示的錯誤可能更為普遍。然而，計算機化的布線機器也可能產生錯誤，因為存在這種環境當單根光纖從供應池出來處于未卷繞的時候產生靜電。在這些條件下，一些光纖可能由于靜電而彼此排斥且錯亂了預定的次序。此外，如果操作者探明如圖3所示的錯誤，那么在整個裝置用保角涂料涂布之前，操作者仍然能夠解除該亂了次序的光纖并且重新布置這些光纖，這樣，節約了必須廢棄整個交叉連接裝置的費用。
圖4示出在將這些光纖端接到合適的光纖連接器之前，將單根光纖在端接端22處(圖1和2)如在32處切割為相同準確的長度。這些端接端的制備是在已經檢驗這些光纖是按照它們的預定的圖案之后進行的。然后能夠將所制備的端接端端接到如圖5的34A和34B所示的合適的光纖連接器中。圖4和5還示出與圖1所示的帶的長度相比，輸入帶14a和輸出帶16a可以具有不同的長度。
圖6-9示出用于對多個光纖帶的單根光纖進行交叉連接的、用10A標示的纖維光學裝置的第二實施例。裝置10A是一個多層裝置，其包括至少一對疊層基板。具體地，圖7示出底基板18A，圖8示出頂基板18B。圖6示出頂基板疊置在底基板上。還可以看出，僅僅底基板18A包括如上所述的尾部18c。
在對多層裝置10A進行布線和組裝時，將一對輸入帶36中的單根光纖布線到基板18A上，如圖7所示。如在38處將該單根光纖結合，以形成單個輸出帶40。可以看出，每個輸入帶36的單根光纖按照一個給定的“#1-#4”的次序。這些光纖是如在42處按照“楔形”圖案切割為不同的長度，如上所述。類似地，將包含了兩個輸入帶36中所有的單根光纖的輸出帶40如在44處切割為不同的長度，以再次確定一個楔形圖案，由此能夠進行所需的光纖次序的檢驗。
參照圖8，將另一對輸入帶46布線在頂基板18B上，在48處將該輸入帶的單根光纖結合，以形成單個輸出帶50。又，為了次序檢驗的目的，將輸入帶46的單根光纖按照楔形圖案如在52處切割，以及將輸出帶50的單根光纖按照楔形圖案如在54處切割。可以看出，圖7中每個輸入帶36的光纖假設性地標記為“#1-#4”，并且圖8中每個輸入帶46的單根光纖假設性地標記為“#5-#8”，于是將這些光纖結合在輸出帶中，結合的光纖假設性地標記為“#1-#8”。然后將頂基板18b(圖8)安置在底基板18A(圖7)的頂上，以形成多層裝置10A，如圖6所示。
最后，圖9是一個放大的分解圖，一定程度示意性地示出大致沿圖6中9-9線剖開的截面。可以看出，在頂基板18b上的輸入帶46的單根光纖12偏移到底基板18A上的輸入帶36的單根光纖的一側。當將基板如圖6結合或者成層的時候，該偏移的帶就組合起來形成一致的楔形圖案，如圖6中60所示。這個多層裝置10A的例子還表明本發明該系統的重大優點，即只是將單根光纖按照與通過該整個裝置進行布線的光纖的預定次序關聯的預定圖案切割為不同的長度。
應該理解，本發明可以在不脫離其中心特征或者精神的前體下以其它特定的形式來實施。因此，這里的例子和實施例無論如何認為是示例性而非限制性的，并且本發明不受限于這里給出的細節。
權利要求
1.一種用于對多個光纖帶的單根光纖進行交叉連接的纖維光學裝置，包括基板；和多個單根光纖，將其在該基板上布線，以形成至少一個導入該基板的第一光纖帶和至少一個導出該基板到達所述帶的端接端的第二光纖帶，至少所述第二光纖帶的這些單根光纖從該帶的一側到它的相對一側按照預定的次序布線，并且這些單根光纖在所述第二光纖帶的該端接端按照與這些光纖的所述預定次序關聯的預定圖案切割為不同的長度，以靠肉眼能辨認任何不合預定次序的光纖。
2.如權利要求1所述的纖維光學裝置，其中所述單根光纖在所述第二光纖帶的該端接端從該帶的一側到它的相對一側切割為逐次不同的長度。
3.如權利要求1所述的纖維光學裝置，其中所述第一和第二光纖帶兩者的這些單根光纖都按照預定次序布線，并且每個光纖帶的這些單根光纖都在它們的端接端按照不同長度的預定圖案切割。
4.如權利要求1所述的纖維光學裝置，其中將這些單根光纖在該基板上布線，以形成多個所述第一光纖帶和多個第二光纖帶，所有的這些光纖帶具有離開該基板的端接端，并且每個光纖帶的這些單根光纖按照不同長度的預定圖案切割。
5.如權利要求1所述的纖維光學裝置，其中所述基板是平的。
6.一種用于對多個光纖帶的單根光纖進行交叉連接的纖維光學裝置，包括基板；和多個單根光纖，將它們在該基板上布線，以形成導入該基板的多個第一光纖帶和導出該基板的多個第二光纖帶，所有的這些光纖帶具有離開該基板的端接端，該帶的這些單根光纖從每個帶的一側到它的相對一側按照預定的次序布線，并且這些單根光纖在至少一個所述帶的這些端接端處從該帶的一側到它的相對一側切割為逐漸不同的長度，以靠肉眼能辨認得出任何不合該預定次序的光纖。
7.如權利要求6所述的纖維光學裝置，其中所述基板大致是平的。
8.一種制造用于對多個光纖帶的單根光纖進行交叉連接的纖維光學裝置的方法，包括提供一個平的基板；在該基板上對多個單根光纖布線，以形成至少一個導入該基板的第一光纖帶和至少一個離開該基板導向該帶的端接端的第二光纖帶，至少所述第二光纖帶的這些單根光纖按照預定次序從該帶的一側到它的相對一側布線；以及在所述第二光纖帶的該端接端將這些單根光纖按照與這些光纖的所述預定次序關聯的預定圖案切割為不同的長度，以靠肉眼辨認得出任何不合該預定次序的光纖。
9.如權利要求8所述的方法，其中隨后將在所述第二光纖帶的該端接端的這些單根光纖相對于它的終端切割為相等的長度。
10.如權利要求9所述的方法，包括將光纖連接器端接到所述第二光纖帶的該端接端的步驟。
全文摘要
提供了一種用于交叉連接多個光纖帶(14，16)的單根光纖(12)的纖維光學裝置(10)和方法。在一個平的基板(18)上布線多個單根光纖(12)，以形成至少一個導入該基板的第一光纖帶(14)和至少一個從該基板(18)導出到達該帶的端接端的第二光纖帶(16)。至少第二光纖帶的單根光纖從該帶的一側到它的相對一側按照預定次序(20)布線。在第二光纖帶的該端接端(22)的這些單根光纖(12)按照與這些光纖的該預定次序(20)相關的預定圖案切割為不同的長度，以從視覺上可以辨認任何不符合該預定次序(20)的光纖。
文檔編號G02B6/38GK1771449SQ200480009686
公開日2006年5月10日 申請日期2004年2月10日 優先權日2003年2月18日
發明者莫里斯·X·孫, 伊戈爾·格魯伊斯, 杰爾姆·M·謝爾溫 申請人:莫列斯公司