光纖的涂層去除系統(tǒng)技術(shù)方案

公開了光纖的涂層去除系統(tǒng)。還公開了相關(guān)的方法以及利用這些方法和涂層去除系統(tǒng)處理的光纖。光纖包括具有被保護(hù)涂層包圍的包層和纖芯的玻璃纖維，所述保護(hù)涂層不對(duì)光纖的光學(xué)性能作出貢獻(xiàn)。通過去除光纖的端部的涂層，該端部可以被精確地定位和固定，以實(shí)現(xiàn)可靠的光通信。可以將激光束直接射在保護(hù)涂層上，以通過一個(gè)或多個(gè)燒蝕、熔化、汽化和/或熱分解工藝來去除保護(hù)涂層。可選地，光纖還可以被切割。用這樣的方式，可以有效地去除涂層，同時(shí)可保持光纖的至少百分之五十的張力強(qiáng)度。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
光纖的涂層去除系統(tǒng) 優(yōu)先權(quán)申請(qǐng) 本申請(qǐng)要求享有于2013年5月10日提交的、名稱為Apparatus and Method for Laser Coating Stripping and End Cutting of Optical Fiber (用于光纖的激光涂層剝 離和末端切削的裝置和方法）的美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)13/891，691的優(yōu)先權(quán)，該專利申請(qǐng) 文件在此被全部并入以供參考。
本
一般來講涉及光纖，更具體來講涉及用于在諸如將連接器附裝到光纖 的光纖準(zhǔn)備期間去除覆蓋玻璃光纖的聚合物涂層的系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
光纖的益處包括極寬的帶寬和低噪聲工作。如果在兩個(gè)互連地點(diǎn)之間需要高帶 寬，可以使用具有光纖連接器的光纜在這些地點(diǎn)之間傳送信息。光纖連接器還可用于在進(jìn) 行維護(hù)和升級(jí)的時(shí)候，方便地在互連地點(diǎn)連接和斷開光纜。 每一光纖連接器可以包括具有套管的套管組件。套管具有幾個(gè)目的。套管包括稱 作套管孔的內(nèi)部通道，通過該套管孔來支撐和保護(hù)光纖。套管孔還包括在套管端面上的開 口。該開口是可以將光纖端部的光表面定位為與互補(bǔ)連接器的另一光纖的端部對(duì)準(zhǔn)的位 置。光纖的端部需要精確對(duì)準(zhǔn)以建立光連接，從而光纖的光學(xué)纖芯可以進(jìn)行通信。 光纖通常包括由保護(hù)性聚合物涂層包圍的玻璃纖維（例如，包層和纖芯），由于多 種原因，在將玻璃纖維置入套管內(nèi)之前，要從玻璃纖維上去除聚合物涂層。一個(gè)原因是，該 聚合物涂層目前不具有當(dāng)被附裝到套管孔時(shí)承受在光纖光連接器的長(zhǎng)時(shí)間使用期間經(jīng)歷 的環(huán)狀張力而不發(fā)生位移滑動(dòng)或者破損所需要的堅(jiān)固機(jī)械性能。另一原因是，光纖并不是 以足夠精度設(shè)于聚合物涂層內(nèi)的中央，如果不去除該涂層，則無法將玻璃纖維精確地定位 于套管孔內(nèi)。 現(xiàn)有多種方法從光纖的端部去除聚合物涂層：熱氣剝離，機(jī)械剝離，化學(xué)剝離和激 光剝離。這些方法都具有缺點(diǎn)。這些方法都具有缺點(diǎn)。熱氣剝離使用加熱的氣體射流（例 如氮?dú)饣蛘呖諝猓┤刍腿コ繉樱浅３．a(chǎn)生相當(dāng)多的碎屑。熱氣剝離方法還可能無 法使聚合物涂層徹底汽化，和/或可能對(duì)非常接近于纖芯的熱敏感材料造成過分加熱。 光纖的機(jī)械剝離包括利用由金屬或者聚合物制成的剝離刀刃的半鋒利邊緣，從玻 璃纖維中物理地去除聚合物涂層材料，這與電線的機(jī)械剝離類似。然而，機(jī)械剝離存在問 題，因?yàn)榭赡軙?huì)損壞光纖，并且需要大量的消耗品（例如，剝離刀刃），因而需要耗時(shí)的程序 來檢查和替換工作環(huán)境所需要的消耗品。光纖的化學(xué)剝離使用化學(xué)品從光纖的玻璃部分溶 解掉聚合物涂層，但是這些化學(xué)品需要大量的程序來保護(hù)環(huán)境，并需要安全措施來保護(hù)工 作人員。 激光剝離利用一個(gè)或多個(gè)激光束，通過汽化或者燒蝕工藝從玻璃光纖剝離聚合物 涂層。如圖1中所描述的，激光剝離可包括激光束10,用于在激光切割之前，從光纖16的 玻璃部分14燒蝕掉涂層12。激光束10可以直接入射到光纖上，或者可以利用組合式反射 器18聚焦在光纖16上。然而，傳統(tǒng)激光剝離技術(shù)存在問題，比如削弱光纖，使得光纖難以 承受在與光纖連接器一起使用時(shí)經(jīng)歷的張力。此外，傳統(tǒng)激光技術(shù)還非常慢，需要與激光相 關(guān)的光纖進(jìn)行物理移動(dòng)。傳統(tǒng)激光剝離技術(shù)還可能無法從光纖上完全去除涂層，因而，未被 充分剝離的涂層部分會(huì)妨礙光纖插入通過光纖連接器的套管。此外，傳統(tǒng)激光加工設(shè)備占 地面積很大，與激光切割機(jī)器相結(jié)合的話，將占據(jù)大面積的昂貴制造空間。 期望的是一種保持光纖的張力強(qiáng)度的涂層去除系統(tǒng)和工藝。該系統(tǒng)和工藝應(yīng)從光 纖上均勻地去除涂層，同時(shí)使損壞光纖的風(fēng)險(xiǎn)最小化。該系統(tǒng)和方法不應(yīng)該需要大量的消 耗品或者化學(xué)品，也不應(yīng)該具有很大的制造占地面積。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
這里公開的實(shí)施方式包括用于光纖的涂層去除系統(tǒng)。還公開了相關(guān)的方法以及利 用這些方法處理的光纖和涂層去除系統(tǒng)。光纖包括玻璃纖維，其具有包層和纖芯，由對(duì)光纖 的光學(xué)性能沒有貢獻(xiàn)的保護(hù)性涂層包圍。通過去除在光纖一個(gè)端部的涂層，該端部可以精 確定位及固定，以實(shí)現(xiàn)可靠的光學(xué)通信。激光束可以投向保護(hù)性涂層，以通過一個(gè)或多個(gè)燒 蝕、熔化、汽化和/或熱分解處理而去除保護(hù)性涂層。光纖還可以視情況而被切割。以這種 方式，涂層可以被有效地去除，而同時(shí)保持至少百分之五十的光纖張力強(qiáng)度。 在一個(gè)實(shí)施方式中，公開了用于從光纖的玻璃部分去除聚合物涂層的過程。該過 程包括以張力發(fā)生器向光纖施加張力。該過程還包括在光纖的目標(biāo)剝離部將激光束投向光 纖的聚合物涂層。該過程還包括利用激光束去除聚合物涂層，同時(shí)張力施加于光纖，以創(chuàng)建 剝離部。以這種方式，光纖的張力強(qiáng)度在涂層被去除時(shí)會(huì)大部分得到保留。 在另一實(shí)施方式中，公開了激光準(zhǔn)備光纖的端部的方法。該方法包括從激光器發(fā) 射激光束。該方法還包括通過利用控制系統(tǒng)重復(fù)地將激光束跨越光纖的光軸偏轉(zhuǎn)角度Θ 以形成至少兩組激光掃描，而從光纖的一端部去除至少一部分涂層。該方法還包括通過利 用控制系統(tǒng)引導(dǎo)激光束以定位至少兩組激光掃描的各掃描為在多個(gè)徑向位置與光纖的光 軸相交，而去除至少一部分涂層，其中的多個(gè)徑向位置圍繞光纖的周邊均勻分布或基本均 勻分布。以這種方式，可以去除涂層而無需復(fù)雜的多激光器系統(tǒng)，多激光器系統(tǒng)將具有較大 的封裝并因而需要價(jià)格昂貴的制造空間。 還公開了一種連接化的光纖組件。連接化的光纖組件包括套管。連接化的光纖組 件還包括耦接至套管的光纖。光纖包括由聚合物涂層覆蓋的第一縱長(zhǎng)部。光纖還包括第二 縱長(zhǎng)部，其中在光纖的第二縱長(zhǎng)部的至少95%的外表面上不存在聚合物涂層。在第一縱長(zhǎng) 部上與第二縱長(zhǎng)部相鄰近的聚合物涂層的微結(jié)構(gòu)以一角度逐漸變細(xì)，從而聚合物涂層的厚 度作為與第二縱長(zhǎng)部的距離的函數(shù)而朝向第二縱長(zhǎng)部減小。第二縱長(zhǎng)部的玻璃與第一縱長(zhǎng) 部的玻璃的張力強(qiáng)度之比至少為〇. 5。以這種方式，連接化的光纖組件可以在使用中更耐拉 伸循環(huán)并因而具有較低的衰減。 附加的特征及優(yōu)點(diǎn)將在下面的詳細(xì)說明中給出，并且部分對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來 說可以從說明書中容易地看到或者通過這里描述的實(shí)施方式的應(yīng)用而認(rèn)識(shí)到，實(shí)施方式包 括下面的詳細(xì)說明、權(quán)利要求以及附圖。 應(yīng)當(dāng)理解，前面概要的說明以及下面的詳細(xì)說明都給出了實(shí)施方式并且提供用于 理解公開內(nèi)容的本性及特性的概覽或框架。附圖提供進(jìn)一步的理解并且合并于其中，構(gòu)成 這個(gè)說明書的一部分。附圖描述了不同實(shí)施方式，并且與說明書一起用于解釋所公開的概 念的原理及操作。 【附圖說明】 圖1是與用于窗口化剝離光纖的外部涂層的示例性裝置的光纖相關(guān)的軸向視圖， 其中將激光束直接入射在光纖的圓周的一部分上，并且在被拋物鏡面反射后間接地入射在 該圓周的第二部分上，正如現(xiàn)有技術(shù)中所公知的； 圖2A是示例性光纜的側(cè)視圖，該示例性光纜包括利用此處所公開的用于剝離和 切割的激光準(zhǔn)備系統(tǒng)，被切割以在光纖的端部形成彈頭形狀的光纖以及從光纖的端部剝離 的涂層； 圖2B是示出所述彈頭形狀的圖2A的光纖的端部的特寫側(cè)視圖； 圖3A是激光準(zhǔn)備系統(tǒng)內(nèi)的光纖的前軸向視圖，示出了當(dāng)各組激光掃描被偏轉(zhuǎn)跨 越光纖的光軸并被引導(dǎo)到不同的徑向位置以去除光纖的涂層時(shí)，通過激光束形成的至少兩 組激光掃描的通道； 圖3B-1是圖3A的激光準(zhǔn)備系統(tǒng)內(nèi)的光纖的俯視圖，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種連接化的光纜組件，其特征是所述連接化的光纜組件包括：?套管；和?光纖，所述光纖耦接至所述套管，并且包括：?由聚合物涂層覆蓋的第一縱長(zhǎng)部，和?第二縱長(zhǎng)部，其中，在所述光纖的所述第二縱長(zhǎng)部的外表面的至少百分之九十五上不存在所述聚合物涂層；?其中，在所述第一縱長(zhǎng)部上與所述第二縱長(zhǎng)部相鄰近的聚合物涂層的微結(jié)構(gòu)以一角度逐漸變細(xì)，從而所述聚合物涂層的厚度隨著接近所述第二縱長(zhǎng)部而朝向所述第二縱長(zhǎng)部減小；以及?其中，所述第二縱長(zhǎng)部的玻璃與所述第一縱長(zhǎng)部的玻璃的張力強(qiáng)度之比至少為0.5。

【技術(shù)特征摘要】
2013.05.10 US 13/891,6911. 一種連接化的光纜組件，其特征是所述連接化的光纜組件包括： 套管；和 光纖，所述光纖耦接至所述套管，并且包括： 由聚合物涂層覆蓋的第一縱長(zhǎng)部，和 第二縱長(zhǎng)部，其中，在所述光纖的所述第二縱長(zhǎng)部的外表面的至少百分之九十五上不 存在所述聚合物涂層； 其中，在所述第一縱長(zhǎng)部上與所述第二縱長(zhǎng)部相鄰近的聚合物涂層的微結(jié)構(gòu)以一角度 逐漸變細(xì)，從而所述聚合物涂層的厚度隨著接近所述第二縱長(zhǎng)部而朝向所述第二縱長(zhǎng)部減 小；以及 其中，所述第二縱長(zhǎng)部的玻璃與所述第一縱長(zhǎng)部的玻璃的張力強(qiáng)度之比至少為0. 5。2. 如權(quán)利要求1所述的連接化的光纜組件，其中，所述光纖的所述第二縱長(zhǎng)部位于所 述套管的套管孔內(nèi)，并且所述光纖的所述第一縱長(zhǎng)部不進(jìn)入所述套管孔。.3. 如權(quán)利要求1所述的連接化的光纜組件，其特征是所述連接化的光纜組件進(jìn)一步包 括： 套管支架，具有第一端部和第二端部，所述套管容納在所述套管支架的所述第一端部 中； 彈簧，圍繞所述套管支架的所述第二端部放置；和 外殼，其中容納所述套管支架，所述彈簧被配置為與所述外殼的壁相互作用以加偏壓 于所述套管支架。4. 如權(quán)利要求3所述的連接化的光纜組件，其特征是所述連接化的光纜組件進(jìn)一步包...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：迪安丹利·杰弗里，布魯斯·羅伯特·埃爾金斯·二世，馬克斯·米勒·達(dá)林，田兆旭，斯蒂芬·T·特珀，戴維·耶克爾·基普，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：康寧光電通信有限責(zé)任公司，
類型：新型
國(guó)別省市：美國(guó);US