檢查光纖電纜連接器內的光纖接口的端接質量的方法和裝置的製作方法

2023-07-23 16:16:46

專利名稱：檢查光纖電纜連接器內的光纖接口的端接質量的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明總的涉及光纖連接，更具體地涉及測量光纖連接器性能的新裝置和方法。
背景技術：
光纖網絡在電信應用中變得越來越常見。然而，光纖接口內毗鄰玻璃內芯之間的 正確對準對光纖網絡內連接性能來說是至關重要的。此外，標準的「植入並修整(pot and finish) 」光纖連接器的現場安裝是極端消耗勞力和專門技術密集的。在多數應用中，要求 安裝者製備光纖末端，將光纖末端粘合在連接器中，切除連接器端面的過多光纖，並將連接 器的端面拋光以獲得光學特性的最佳幾何形狀。端面拋光是困難和耗時的步驟，尤其是當 使用單模光纖時，當使用自動化拋光機時達到其最佳性能。然而，自動化拋光機經常是大型 和昂貴的，這使它們在現場使用中不可行。光纖引線連接器省去了這些冗長步驟的需要並且在工廠製備一段光纖。然而，這 樣需要昂貴的熔接機和保護套。設計出光纖短截連接器以省去熔接設備和超長端接步驟的需要。光纖短截連接器 利用被接合至連接器中的現場光纖的短光纖短截。短截連接器通常需要壓接以實現現場光 纖的接合或保持，或者接合和保持兩者。然而，保持現場光纖不管是發生在接口點處還是發 生在某些其它點處，壓接操作具有將現場光纖和短截光纖拉伸的趨勢，或者會損害接口的 信號通過功能。此外，如果在壓接後發現連接不良，則由於壓接通常是不可逆的操作，因此必須將 連接器切斷。這浪費了短截光纖連接器和一段光纖電纜，並需要將新的連接器和光纖電纜 末端端接。最近，已研發出可重複使用或重新端接的光纖短截連接器，例如共同轉讓的美國 專利No. 7，011，454中披露的，該文獻的主題事項全篇地援引包含於此。在共同轉讓的美國 專利No. 7，346，256中披露了另一種已知的可重複使用或重新端接的光纖短截連接器，該 文獻的主題事項全篇地援引包含於此。由於這種可重新端接的連接器的尺寸很小，因此在現場端接這些連接器通常是困 難的。為了檢驗例如』 454和』 256專利中披露的光纖連接器端接的充分性，檢測在連接器 中的光纖接口處的散射的光以證實散射光的量在可接受極限內是有益的。在光纖接口區 域內從連接器發射出的光檢測能提供對光纖連接器的插入損耗(或另行確定質量)求近 似的方法。美國專利No. 4，360，268披露使用積分球來直接測量散射光的量。美國專利 No. 7，192，195披露了使用一股或多股光纖來聚集光並將其引導至測量裝置。然而，由於光 可能不均勻地散射或沿光聚集點的方向散射，因此即使在多個位置測量散射光仍然不能實 現準確的散射光總量的測量。因此，不大可能只通過有限數量的光聚集點測量散射光的總 量。結果，需要提供一種能檢測從光纖接口發射出的光的方法和裝置，所述光一開始不沿光聚集點 之一的方向散射。附圖簡述

圖1是驗證光纖連接器中的光纖接口的端接質量的裝置的系統總覽圖。圖2是現有技術測試連接器的橫截面圖。圖3是用於權利要求1的裝置的測試連接器的橫截面圖。圖3a是圖3的測試連接器的上鋪板的立體圖。圖3b是沿圖3a的直線3b_3b得到的圖3a的上鋪板的橫截面圖。圖4是驗證光纖連接器中的光纖接口的端接質量的方法的流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，用於驗證事先拋光的光纖連接器中的光纖接口的端接質量的裝置10 的一個實施例包括向測試連接器22提供光的光源12。光源12可由相對窄帶的發射器構成， 例如半導體LED或雷射器，或相對寬帶發射器，例如氣體排放弧光燈或白熾燈。光通過耦合 組件14從光源12傳輸至測試連接器22。在一個實施例中，耦合組件14包括光纖電纜，該 光纖電纜的一端連接於光源，而另一端具有可能包含光纖適配器的測試連接器接口 16。在 另一實施例中，耦合組件14由，例如，透鏡和光孔的自由空間光學器件構成。選擇光源12 的發射光譜以使光能有效地通過耦合組件14和光纖傳輸，並使光檢測器18有效地檢測出 光。隨著光從光源12到達測試連接器22，光要麼耦合於現場光纖24要麼在測試連接 器22內散射。在測試連接器22內散射的一部分光將通過測試連接器22的透射部分傳至 光檢測器18。在一優選實施例中，將在光檢測器和接口 20 (在測試連接器22的短截光纖和 現場光纖24之間)的測試連接器22的器件設計成高透光性的，而將短截光纖/現場光纖 接口 20周圍的其它器件設計成包括高反射面。這允許一開始不沿朝向光檢測器18的方向 散射的光朝向光檢測器18反射回以進行測量。光檢測器18對測試連接器22中散射的光能的強度進行量化。光檢測器可由對通 過光源12射出的光能敏感的一個或多個光電檢測器構成。或者，光檢測器18可由，例如， 一維或二維CCD或CMOS光傳感器的光敏元件陣列構成。將從光檢測器測得的光強度送至 分析電路28，分析電路28可將該光強度與可接受的合格/不合格限值進行比較。指示器 30向用戶指示測試連接器的合格或不合格情況。圖2示出現有技術測試連接器22的橫截面圖。短截光纖32通過金屬箍34。短截 光纖32在短截光纖/現場光纖接口 20處與現場光纖24配合。在上鋪板42和下鋪板44之 間固定短截光纖32和現場光纖24的接口 20。使上鋪板42和下鋪板44包含在金屬箍保持 體36內，且金屬箍34固定於金屬箍保持件36的端部。鋪板42、44固定在仿形板(cam) 46 內。不從短截光纖32耦合於現場光纖24的光將通過短截光纖/現場光纖接口 20處的刻 度匹配凝膠朝向測試連接器22的器件散射。圖3示出測試連接器的一個實施例，其中下鋪板44是透射性的並定位成在短截光 纖/現場光纖接口 20和光檢測器18之間。上鋪板42是透射性的並在其一部分外表面上 具有高反射性材料的塗層43，以使最初在測試連接器22中朝向上鋪板42散射的任何光通 過下鋪板44反射回並朝向光檢測器18 (為了在圖3和3b中可見，將塗層的厚度放大)。
圖3a示出上鋪板42的立體圖，而圖3b示出沿圖3a的剖切線3b_3b得到的上鋪 板42的橫截面圖。上鋪板42可由透射性模製塑料製成，其外表面(不接近光纖接口的那 些部分)塗覆以反射性材料，所述反射性材料優選為例如銀、鋁或金的反射性金屬。在一個 實施例中，塗層43的厚度將近lOOnm。可使用化學氣相沉積或業內已知的任意其它相似方 法塗覆上鋪板42的塗層表面。或者，上鋪板42可由反射性金屬或半導體材料製成。圖4示出詳述測試光纖連接的方法的流程圖。首先將裝置10通電。測試裝置10 的電源可用來向光源12、光檢測器18和分析電路28供電。接著，將測試連接器22裝載到 裝置10中。可使用具有一體成型罩的裝置10控制測試連接器22和光檢測器18附近的發 光狀態。在一個實施例中，可通過使用安裝在光源12附近的監測光敏二極體測試光源12 的功能。或者，耦合組件14可分接入由光源12發出的光能的已知比例量並將其引導至監 測光敏二極體以使光源12的功率量化。然後，為了確定是否已適當裝載了測試連接器22，對光源12供能而不將現場光纖 24連接於短截光纖32。光通過短截光纖32的非端接端散射進入測試連接器22。分析電路 28然後通過測量由光檢測器18檢測出的光強度值並將其與事先編程的合格/不合格限值 比較而確定是否正確地裝載了測試連接器22。可由聽覺信號或光信號指示該比較的結果。 如果沒有正確地裝載測試連接器22，則應當將其重新安裝入裝置10，直到分析電路指示它 被正確裝載為止。一旦已確認測試連接器22為正確裝載，則準備現場光纖24並將其安裝入測試連 接器22。在該步驟中應當關閉光源12。優選地通過使用例如光纖連接 器的仿形板機構而將現場光纖24安裝在測試連接器22中。對光源12供電並測量散射入 測試連接器22的光量。在一個實施例中，以恆定發射功率對光源12連續供電。或者，可通 過不同量級的發射功率間歇地對光源12供電。後一實施例可產生提高的空間對比度，這允 許更精確評估機械接合質量。
分析電路28然後將散射光的測量強度與經編程的合格/不合格限值比較。在一 個實施例中，分析電路28可使用來自單個光檢測器18的光測量值。替代地，分析電路可使 用來自多個光檢測器18的光強度測得值。可由光信號或聽覺信號指示該比較的結果。如 果分析電路指示檢測出的散射光的量超出合格/不合格限值，則應當斷開並重新安裝現場 光纖24。一旦分析電路已指示散射光的量不超出合格/不合格限值，則可從裝置10撤去測 試連接器22。
權利要求
1.一種檢驗測試連接器的端接質量的系統，包括用於發出光的發射器；用於將光從所述發射器引導至所述測試連接器的耦合組裝件；以及用於檢測在測試期間從所述測試連接器散射的光的光檢測器；其中所述測試連接器包含用於朝向所述檢測器透射光的至少一個透射性部分以及用 於朝向所述光檢測器反射光的至少一個反射性部分。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述耦合組裝件包括用於附連於所述測試 連接器的光纖電纜和測試連接器接口。
3.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述耦合組裝件包括自由空間光學器件。
4.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述光檢測器包括光敏元件陣列。
5.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，還包括將由所述光檢測器檢測出的光強度 對照可接受的合格/不合格限值進行比較的分析電路。
6.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述測試連接器包括第一透射性鋪板和具 有反射表面的第二鋪板。
7.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，還包括用於指示所述測試連接器的合格或 不合格狀態的指示器。
8.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述光檢測器被設計成檢測由所述發射器 發出的光的頻率。
9.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述反射性表面是所述第二鋪板上的反射 性塗層。
10.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述第二鋪板由反射性材料製成。
全文摘要
提供一種驗證光纖連接器中的光纖接口的端接質量的方法和裝置。測試裝置通常包括向測試連接器提供光的光源，該測試連接器包含光纖連接器的短截光纖和光纖電纜的現場光纖。位於光纖光學接口和光檢測器之間的測試連接器部分是透射性的，而位於接口附近的測試連接器其它部分是高反射性的。
文檔編號G01M11/00GK102047162SQ200980120196
公開日2011年5月4日 申請日期2009年5月28日 優先權日2008年5月29日
發明者B·萊恩, G·L·庫伏爾, J·E·卡維尼 申請人:泛達公司