[发明专利]非接触多纤光纤连接器

说明书

本发明非接触多纤光纤连接器，涉及一种用于特别是在现场连接和衔接光缆的光纤连接器部件。连接器部件包括光纤插芯(10)，光纤插芯(10)利用允许光纤通过其延伸的向后的法兰套筒(15)同轴地容纳光纤(20)的较短部分。向后的法兰套筒延伸至其中隐藏光纤部分的熔接接头至主光缆的连接器主体。向前地，光纤端面和插芯具有抗反射涂层(40)并且被配置成使光纤具有相对插芯的向前抛光的端部表面(17)稍微凹入的输出端面(13)，从而当两个插芯端部表面被一起带入适配器时，相应的光纤端面稍微间隔开，从而避免由于物理接触而导致的光纤端面上的磨损，同时仍具有良好的光通信。

技术领域

本发明整体上涉及光纤连接器，并且特别涉及在光纤连接器中用于端接光纤电缆以连接光缆的连接器部件。

背景技术

在基于光纤的通信系统中，从光纤到光纤的接口需要具有低传输损耗和低后向反射的光纤连接器。总体来说有两种类型的光纤连接器，一种类型是基于物理接触的主要光纤连接器并且在本发明中我们称之为“传统”光纤连接器，以及另一种类型是利用透镜并且仅在有限的应用中使用的扩展光束连接器。

传统连接器设计是在上世纪九十年代着眼于简单和易于实施而开发的。实际上，最为简易的确保两个光纤接触面之间没有空气间隙的方式是通过紧密的物理接触消除。此方法的优点包括，低制造成本以及能够在发生安装的现场创建连接器的封端。由于传统连接器的性能在多种用途中是足够的，所以不惊奇传统连接器在过去的 30 年中迅速的成为了光纤行业的标准并且保持到现在。实际上物理接触机制工作良好，使得大多数的光纤研究者没有意识到能够有另一种制造光纤连接的物理机制。

传统连接器具有两种类型：一种类型具有零度抛光角并且称为PC( 物理接触 )连接器，另一种类型被称为 APC( 倾斜物理接触 ) 连接器，通常为了消除背反射在光纤端面具有 8 度倾斜抛光角。PC 连接器被使用在能够容忍显著背反射的地方，以及 APC 连接器被使用在需要最小背反射的地方。为了确保在光纤之间的可靠的物理接触，PC 和 APC连接器都具有圆形 ( 例如凸状 ) 的连接器表面，使得光纤芯第一个接触。

尽管PC和APC连接器具有通过抛光的简单光纤封端的显著优点，但该方法的缺点也显而易见。例如，在光纤之间的污染物通过产生空气间隙以及尤其是能够阻止物理连接，能够轻易地破坏光的耦合，导致了较差而且不稳定的性能。此外，涉及物理连接的任何设备，重复的耦接连接器导致光纤磨损，其会随着时间的推移不可避免的降低光学性能。实际上，典型传统光纤连接器具有 500-1000 接插次数的平均寿命。

APC连接器具有另一个显著的缺点。倾斜的端面导致了对旋转对准度的额外要求，其借助栓 (key) 将对接角设置在一定的容忍程度内。如果该角度不足够的精确，则在光纤之间将会产生空气间隙，由于菲涅尔反射导致显著的光损耗。尽管圆形的连接器端面缓和了需要的角度精度，但是在实际操作中难以确保光纤在抛光面的顶点，因此减少了可实现的对准。众所周知，APC 连接器与 PC 连接器相比因为插入损耗具有较差的光学性能。对于APC 连接器随机对接性能更差。

公布的美国专利申请第 2011/0262076 号认识到当光纤在补充连接器中对接时，可以通过从插芯 (ferrule) 的前端表面凹入合适的距离而终止 (terminate)，以抑止光纤与另一个光纤物理接触。然而，会在两个玻璃表面处存在多重反射和干扰，导致光传输的不稳定。

对于严酷环境的应用需要更加可靠的解决方案，所以开发了扩展光束连接器。在这种方法中，分散的光纤输出通过透镜被准直，并且作为扩展光束传输到对侧透镜和光纤束，在此被重新聚焦到对接光纤中。在扩张的光路中的尘埃、污垢以及碎片现在分散较小的光束部分，并且因此导致较小的耦合变化。同样，本设计能够容忍更大的振动和冲击。本方法的缺点是较差的光学性能由于插入损耗和回波损耗，并且显然更为复杂以及具有更高的成本，所有这些是因为光学元件数量的增加导致的。因此，为了上述优点付出了显然更高的代价。