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TW531670B - Fiber-optic cable alignment system - Google Patents

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TW531670B
TW531670B TW091102008A TW91102008A TW531670B TW 531670 B TW531670 B TW 531670B TW 091102008 A TW091102008 A TW 091102008A TW 91102008 A TW91102008 A TW 91102008A TW 531670 B TW531670 B TW 531670B
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TW
Taiwan
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reflector
light
optical
transducer
port
Prior art date
Application number
TW091102008A
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English (en)
Inventor
David R Porter
David E Loyd
Arthur H Werkheiser
Ralph Barry Johnson
Original Assignee
Sanmina Sci Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Description

531670 五、發明説明（i 本發明有關電.光換能器及光學傳輸裝置，並特定有關 光發射及谓測換能器以及其光傳輸系統，且有關用於對準 此等系統及換能器之裝置及方法。本發明亦有關光纖缓 線’且特別有關終端、連接器、對準裳置及用於終止及連 接光纖纜線之光學系統及方法。 利用電-光換能器提供光傳輸系統長久以來已唾產生 問題’在使用光M線進行傳輸之通㈣統中尤其如此。 所傳輸的極小直徑光束及時常用來產生或偵測訊號 之小尺寸半導體元件已經使得電_光換能器的耦合更加複 雜。在訊號的光學路徑中所累積之譬如沙土與塵埃等任何 異物均會嚴重地影㈣統的完整性及可操作性。 訂 % 亦熟知針對使用光纖蜆線進行傳輸之困難問題，链 如’提供適當的端料端及連接㈣輯線連衫 -起-直是嚴苛的問題，因為普遍使用諸如具有8微米 (_公厘）極小直徑的單模光學光導體而使此問題加 劇。將现線精確地對準通常是費時且嚴格的程序。 問 容 言 標準的肖業用冑接型單模光纖$接器具有許多 題：：先’其較為細密、對於塵土很敏感、難以清潔且 易文扣’對於必須在惡劣彰免中作t的多通道連接器而 這些問題將更為嚴重。 過去已多方提議改良此等習知的連接器，其中包括提 議使用擴大束型連接器’此等連接器使用不同型鏡片將光 導體發射的光束予以準直及分散，然後，使用—相同的鏡 片系統來終止另-纜線端點以輕合至第一規線，且將兩狄 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS) A4規格（210X297公爱·） 4 531670 A7
端連接在一起。第二鏡片系統 新聚焦以將訊號傳輪過第二纜線。Ί的束予以S 此習知的擴大束連接器中所 球面鏡片、“GRIN，，鏡片（漸微^^ 系統係包右 片藉以擴大及準直光束。 俟衣非球面鑛 此等擴大束連接器之優點包括：全旦 t , 进里降低對於塵土及 側向不對準之敏感度，及盡量 璧及 尤蛉體的端點之間隙大 小 〇 ⑼的擴大束連接器及技術具有數項問題，出 寻問題包括較高的光學損失及高成本。事實上此成本聲 於s午多商業應用將視為過高而無法使用。並且，咸信習务 的設計較難絲本不可能正確地安裝在現場；現場隸工 薇、實驗室或其他設施以外的地點。
為此本务月之目的係為提供可克服或減輕上述問 題之一種電-光換能器裝置、以及一光纖纜線終端、連接器 及對準裝置及方法。
更具體言之，本發明之一目的係提供可克服及降低習 知擴大束裝置所遭遇的問題之一種擴大束型終端及連接器 及對準裝置及方法。 特定言之，本發明之一目的係提供一種盡可能具有多 項下述有利屬性之電-光換能器及光纖纜線終端及連接 器：低成本；低損失；低回反射；小尺寸；堅固耐用；對 於塵土不敏感；容易清潔；能夠安裝在現場；高的光功率 產出能力；適合使用於惡劣環境；且能夠標準化。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X2^7公釐）
531670 五、發明説明（ 本發明之—Q 1L· 的係亦提供一種能夠以單模光導體操 作；以多通錢線操作；較具有非二向色性；保留所傳導 光線的偏振之裝置及方法。 本毛月之另一目的係提供一種用於擴大及準直光束 且尤其為光纖纜線光束之整合式多反射器光學裝置。 根據本务明，藉由提供一種具有-輸入/輸出光學傳輸 系統之電·光換能11來達成上述目的，其中藉由-雙反射器 光子系、充將輸出予以分散，而避免了對於此目的使用折射 裝置之問題。 又應系統較佳係直接或經由諸如一光纖纜線等 光導體而I禺合至換能器。 光纖導體及雙反射器系統較佳將其中一者耦合至一 磁生牙透構件且利用磁通量移動此構件藉以彼此對準。 亦藉由提供如下述之一光纖纜線終端、連接器及對準 裝置及方法來達成有關光纖纜線之本發明目的。 提供具有一第一反射器之一終端，此第一反射器係用 於反射自一光導體接收的束。一第二反射器係反射來自第 一反射器的束以形成擴大及準直的光束。 較佳’在換能器裝置及光纖纜線終端中，反射器的系 統係類似於卡塞格倫（Cassegrainian)或里雀-克瑞·、;丁 (Ritchey-Chretien)反射望遠鏡系統的情形，在天文學領域 中已多年使用此等系統。申請人已瞭解：望遠鏡系統雖然 通常很大且昂貴，可製成較便宜之本發明所用的小型裝 置’使用反射器或鏡面而非鏡片將傾向於盡量減少折射的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、vp 秦， 531670 五、發明説明（4 影響，所以常使得束擴大連接器之—般習知技藝提議的光 學設計程序提高了困難度。 所生成的光學系統非常不佔體積、較容易標準化且造 價不貴。 根據本發明之另-特性，可將—磁性穿透構件搞合至 所對準物體、將—磁場施加至磁性穿透構件、並控制物體 彼匕私動及對準的範圍，藉以明顯地減輕將光纖缓線中換 能器或光導體予以對準之問題。較佳具有至少兩個正交軸 線中之移動。 較佳令-訊號通過導體及一第二導體、且決定出訊號 傳輸何時達料大值，n㈣m適當的對準 。此外，可以 】力或取代方式利用視覺達成對準，其巾輔以—顯微鏡或 ’、他觀看☆置來看牙反射器系、统的出口以偵測源點 (source P〇int)，料光纖纜線導體的端點或換能器輸入/輸 出埠等。 較佳使用一具有變焦顯微鏡片的視訊攝影機來觀看 源點，連同-目標-起顯示源點的影像，並利用位置調整 系統達成對準。 光本‘ 及其他組件隨後係彼此相對固定在位置 中#乂仏將種譬如環氧樹脂等輻射固化性塑膠材料注射 入圍繞組件之區域中並在正確對準㈣射此材料使其硬 化藉以達成此作用。1體言之，本發明白勺一項實施例係 使用光固化II %氧樹脂，光線係導向環氧樹脂進行固化。 亚且磁场源較佳係為可形&沿著所對準物體旋轉之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4^ (210X297^) -----------------------^------…….......、玎.......................緣 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（5 ) -旋轉磁場，提供-電網絡以控制此場。如此可讓有效磁 場中心得以移動，並得以精密地定位所對準的物體。 一項較佳實施射，磁性穿透構件大略為超環面形或 圓柱形，其具有對於中央開口的一載角圓錐形入口以在安 裝期間將傳導光纖導入中央開口内。 本發明亦提供—種不佔體積且用於分散及準直光線 之整合式光學裝置’―塊譬如玻璃或《«明材料係且 有定型構成所需要尺寸、形狀與位置的反射ϋ之表面，秋 後這些表面塗覆—種譬如金屬等反射材料，可由氣相沉 積、噴濺等合理成本的方式達成此作用。 將一光纖欖線的兩端點接合在—起時，常會遭遇到以 下問題：錢線核心的端點之間的玻璃纖維_空氣介面處產 生訊號回反射。 山f去已利用譬如以下各種技術來解決此問題：使纖維 端』王圓弧狀’將端點製成非常平坦且將端點對接在一起 W除空乳間隙；以_種具有匹配折射率的凝膠來充填空 氣間隙等。但這些方法均具有缺點。 …、T王貧八汉射器單元的離 ^之間的；丨面係具有與任何其他光透射性固體-空氣. =相同之回反射的問題’因此，本發明之另-目的係為— 此回反射而無習知方法的缺點。 根據本發明的另_態樣，對於光傳輸體塊的束分散輸 表面提供-輕微曲率，使得反射束沿著與所準直及聚隹 的射線所行路徑不同之路徑受到反射，藉以抑制反射1 531670 A7 B7 防反 Φ 五、發明説明（6 此其大體無法抵達源點並因而受到抑制。結果不用凝膠或 其他已知技術即可達成較高程度的抑制。 亦可依需要，於體塊的寬廣輸入/輪出表面提供一 射塗層以幫助抑制反射。 由下文描述及圖式可獲得或得知本發明之上述及其 他目的及優點。 周式簡單說明 第1圖為根據本發明構成之一光纖纜線終端的剖視 圖， 第2圖為一種用於對準第丨圖所示纜線的光導體之系 統及方法的立體剖視圖； 第3圖為用於對準第丨及2圖所示的光導體之一種電與 磁路配置示意圖； 第4圖為本發明之擴大束耦合裝置的一項實施例之側 剖視圖及示意圖； 第5圖為將兩個光纖纜線耦合在一起之一完成的轉合 器之部份示意剖視圖； 第6圖為根據本發明構成之一多通道光纖纜線終端 立體分解圖； 第7圖為第6圖所示的經組裝裝置之剖視圖； 第8圖為本發明的對準裝置及方法之另一實施例的剖 視及部份示意圖； ----------------裝................-、一叮--------------：！線· (請先閲讀背面之注意事项再蜞硌本頁) 之 意圖； 第9圖為本發明之對準裝置及方法的另一實施例的 不 本紙張尺度朝巾g國家標準（⑽）A#規2獻兩 9 531670 A7
第10圖為本發明之連接器及終端的另一實施例之光 射線路徑的示意光學圖； 第11圖為與圖10的側視圖相對應之立體圖； 第12圖為本發明的較佳耗合器之剖視圖； 第13及14圖分別為沿著圖12的線13-13及14_14所取的 剖視圖； 第15至17圖顯示製造第12圖所示的一終端之部份示 意剖視圖； 第18圖為根據本發明構成之一電-光換能器裝置的剖 視部份示意圖； 第19圖為第18圖的裝置之一組件的左側視圖； 第20圖為本發明之換能器裝置的另一實施例的剖視 部份示意圖；及 第21圖為本發明的另一實施例之放大剖視圖；及 第22圖類似第2 1圖並示意顯示本發明的另一實施例。 Ιΐϋ 第1圖為根據本發明構成之一光纖纜線終端2〇的剖視 圖 0 終端20包括一標準陶瓷套圈22，其具有在23處推拔變 J的一較大孔21以形成一顯著較小的纖維導體通路3 2。 一光纖纜線24的端點係配合在套圈内，此光纖纟覽線24 包括·一光傳導單模纖維30，其延伸穿過通路32 ;及包覆 件2 8，其具有與光傳導核心3 〇不同的折射率；最後包含一 外保護塗層26。纜線的典型尺寸為··具有塗層26之纜線的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇><元7公釐） f請先閲讀背面之注意事项再蜞寫本頁)
10 W7〇
發明説明（ 外徑為250微米；無塗層26的纜線直徑為125微米；光傳導 纖維或核心30的直徑為8微米。 纜線具有小的尺寸；尤其核心直徑僅有0.008公厘（約 0.0003吋左右）的直徑。因此，難以適當地對準終端川中的 核心30端點與即將和纜線24耦合之另一纜線中的核心。 一反射器安裝結構34係附接在套圈22的右端點上，一 反射器單元40係附接至安裝結構34，一柔軟塑性緩衝墊48 固疋至反射态單元40的右表面，藉以對於終端提供緩衝以 免受損’並覆蓋且保護位於單元端點的中央反射器。 反應裔安裝結構34具有一中央腔體37，其中設有由諸 如鐵、鐵-鎳合金等等磁性穿透材料製成之一超環面形構件 38，其具有可與一磁性核心記憶元件（諸如多年來使用在磁 性核心記憶體中者）相似的尺寸。 腔體37具有一出口開口39，光導體或核心元件3〇係延 伸通過超環面3 8中心前往抵靠住或接近反射器單元4〇左表 面44之一點。 反射器單元40較佳為一實心透明玻璃或塑膠體構 件，在此單元之彎曲左表面及凹狀右中央部上具有一金屬 (譬如金）塗層或一介電塗層。因此，反射器單元具有一第 一小反射器42，此第一小反射器42的尺寸係足以攔戴所有 或大致所有仗導體3 0發射的光射線。小反射器4 2為平坦狀 或彎曲狀並呈一傾斜角度使其所接收的光線往回反射至大 反射表面44。因為反射器42的傾斜角度及反射器44的曲率 之因素，來自核心的光線係形成與套筒縱軸線平行延伸朝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X2i7公釐） -----------------------裝------------------訂------------------線. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 11 531670 A7 -- ~-~-_____B7 五、發明説明（9了 " ----- 向弟1圖右方之-圓形集束的平行（準直狀）光射線46-47。 雖然利用單模纖維來描述本發明的較佳實施例，本發 明亦可使用於多模纖維纜線。 纟僅為可用⑨塗覆透明體塊的彎曲表面以形成反射 器之一種金屬的範例，亦可採用諸如銀、銘等其他金屬， 亦可依需要採用介電物質取代金屬。 *未塗有反射材料之體塊表面較佳係塗覆一防反射塗 層藉以防止不需要的反射。以添加或取代方式，如第㈣ 及下文所示提供進一步的反射抑制作用。 第1圖所示的特定反射器單元40為一里雀·克瑞汀 (RitChey-Chretien)型的光學單元，其主要描述於下列第10 及11圖。 然而，本發明的較佳實施例使用一卡塞格倫 (Cassegrainian)型的光學單元，並描述於第4圖及下文中。 卡塞稽1倫（Cassegrainian)先學系祐 第4圖為顯示兩個相同的卡塞格倫反射器單元4以及 4lb之示意圖，其藉由平坦的透明板64及66以面對面方式配 接在一起以形成本發明之連接器的一項實施例之基本光學 單元。光線從纜線24的核心30發射並通過光學耦合結構前 往一第二纜線31的核心33，藉以提供一光纖纜線連接器，。 為清楚圖示起見，自第4圖省略去此結構的特定元件（包括 將搞合器兩半部機械式固定在一起的元件）。 兩反射器單元41a及41b彼此相同，所以對應元件使用 相同的編號。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X257公釐） 12 一 - (請先閲讀背面之注意事项再填寫本頁) •訂· 531670 A7 B7 五、發明説明（ 各單元包括一小凸形反射器45及一大凹形反射器43。 小反射器45的大小恰足以攔戴所有或大致所有從核 心3〇發射的光射線57，兩反射器45及43具有預定曲率使得 各光射線自第一反射器45反射至第二反射器43上、然後譬 如沿著平行線49、51、53離開單元41a，藉此將光線予以準 直。 在一古典式卡塞格倫反射器系統中，大或“主要”反射 器43為拋物面，且小反射器45為雙曲面。但兩反射器的表 面亦可為產生理想結果的任何其他形狀。 來自纜線24的核心30之光線係經由位於拋物面或構 成反射器的其他旋轉表面的旋轉軸線77上之主要反射器“ 中的一孔30進入反射單元4i(a)。
Ik後藉由第二反射器單元4 ib的反射器43來接收經準 直的光射線並將其反射回到反射器45，並傳輸通過位於軸 線77上之反射器43a中的—孔徑…而在第二核心33端點處 ♦焦。藉此’將光線傳輸至第二、纜線3 ^。 有利情形中，藉由一種較簡單的方法來製造各個單元 41a及41b 。 首先，利用機械加工或用透明光學玻璃或塑膠來模製 體部，而在兩個反射器位置43及45上具有彎曲表面。以第4 圖的編號55代表兩單元4la及4lb的固體材料，然後，位於 4 :>及4 3的外表面係利用一種諸如氣相沉積或噴濺等方法塗 覆一種金屬（譬如金），並將一防反射塗層施加至光透射性 輸出表面，此方法可以較合理成本產生小型穩固且精確的 本紙張尺ί適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇><57公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，裝丨 :線丨 13 531670 A7 ---------------B7_____ 五、發明説明（„ )^ "~' ^ 整合式反射器單元。 然後利用一種黏劑諸如具有相配合折射率的透明環 氧樹月曰刀別將热色塑膠或玻璃板料及66附接至反射器體部 41a及41b的平坦表面，&目的在於讓68處配接的表面極為 平坦，藉此實質消除兩單元41a及41b相對彼此產生角度歪 斜之可能性。 或者可利用本文他處描述的光學方法來對準兩個終 端’並可免用板64及66。 對於上文的一種修改係將孔沿著光學軸線77形成於 體塊41a及41b中，其巾光導體3〇的端點插入孔内。如此能 夠將光導體端點位置調整為加更接近反射器45，若使用此 修改，孔的直徑應足以讓導體3〇移動以供對準。 耦合器 第5圖為類似第4圖示意顯示之一耦合器％的剖視 圖，兩個反射器單元41a及41b分別固定至安裝體塊71及 73，體塊71及73較佳由不透明塑膠或玻璃材料模製而成， 體塊7 1具有一截角圓錐形纜線進入開口 7〇，且體塊73具有 與體塊71相同的-纜線進人開口 7()。截角圓錐形開口容易 讓纜線進入連接器中。 纜線24包括保護塗層26、包覆件28及核心％，纜線η 包括外保護塗層61、包覆件3 5及核心3 3。 各體塊71及73具有適合收納一夾扣75的尖銳往内延 伸邊緣74之一圓周槽72，夾扣75將耦合器％的兩半部固持 在一起，夾扣75係為用於將一光纖耦合器的兩半部固持在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X2^^1) (¾先閲讀背面之注意事項再«窝本頁) •訂丨 14 ^167〇 A7
發明說明（ 12 起之數種不同習知裝置中之一種，因為夾扣或其他固定 、、、"構並未形成所申請之本發明的一部份，可根據本發明使 用任何其他的裝置。 較佳以緩衝器48來取代板64及66，且使用下述的對準 方法來對準纜線核心。 亦應瞭解，通常使用第i圖所示的纜線終端2〇作為一 纜線耦合器的一部份，此纜線耦合器係由連接至另一纜線 的另—終端20以及將終端結構扣合的一夾扣或其他固定結 構所組成。 、因為耦合器將通過微小光導體30的光束予以大幅地 =政，耦合器對於塵土及一側向方向（譬如與第4圖相垂直 或王直角）中的對準决差之敏感度將大幅降低。藉由將光線 精確地準直，幾乎消除了對於兩_合器半部的分離距 ^决差並且，大1消除了使用一鏡片或其他折射裝置 來分散及準直光線之嚴重缺點。 置及方法 第2、3、9圖顯示本發明之對準裝置及方法的一項實 施例。 、 第3圖顯示用於在終端2〇内的超環面磁性元件周圍生 成控制方疋（磁~之_旋轉磁場形成及控制裝置Μ之示 意圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，裝· 訂— :線丨 如第1圖所7F，在構件38與其腔體37壁之間具有大王 二間而可在大體任何和& ^ 向中產生從側邊至側邊的移 動’藉以將光導體2〇盘諸如萁 /、堵如另一纜線中的另一光纖導體等 量 &尺度翻詳⑽ 15 531670 、發明說明（ 一目標相對準。 :轉場形成裝置係為一種習知用於形成旋轉磁場以 在電馬達中使用之結構，但亦有某些例外情形。四個極件 EMI、EM2、EM3、EM4以相等 卞叼用度間隔沿者磁性構件 Μ分佈。基本上，各極件與其相鄰者呈卯。定位，一餘弦 訊號產生器60如圖示經由二極體⑴與⑺以及電阻器Ri與 R3將具有一餘弦波型的一電壓供應至捲繞部。 提供一正弦波訊號產生器62，並如圖示經由二極體β2 與D4及電阻器以與以將正弦波電壓供應至捲繞部，這將生 成沿著一中心點旋轉的一磁場。 四個電阻器111、112、113、114可分別改變，故能夠改 、交供應至各極件的訊號振幅而移動旋轉磁場的有效中心點 或中性通量點。 第2圖為顯示延伸過磁性元件3 8中心之光導體或核心 30的立體圖，纜線24夾固在一夾固裝置中，此夾固裝置包 含一 V槽支撐構件98(第9圖）及一夾固件丨〇2以將纜線24固 持在一給定位置。第2圖的標記56以示意方式代表將纜線24 固持在位置中，第3圖所示之旋轉場裝置58的極件在第9圖 中示思顯示為110且其圍繞在終端2 〇的右端點，且磁性構件 3 8係如第3圖所示位於中心。 可藉由位於既有的對準裝置中之一標準微米調整機 構使得纜線及光導體30在箭頭54所示方向中沿著Z軸線移 動，Z軸線定位並不重要，然而，如第2圖所示沿著X與Y 軸線的定位則很重要。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X2^7公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填、¾本頁)
16 五、發明説明（14 ) 第2圖的圓形箭頭52係代表磁場沿著構件38旋轉之方 向，此圖的線50代表磁場旋轉時一特定瞬間的力線。 再度苓照第9圖，控制單元24包含第3圖所示的電路並 將訊號供應至捲繞部110，且其具有四個圓把手125，各圓 把手125用以控制電路中四個可變電阻器的其中一者。可藉 由此方式修改場的平衡，以使超環面38移至第2圖所示的 X-Y平面中之腔體37内的幾乎任何位置。 如第9圖所示，一第二v槽支撐體塊1〇〇係支撐一第二 終端20以終止一第二纜線25,纜線25由一夾固件1〇4固持在 位置中。 再參照第1圖，反射器基底單元34具有一孔36以讓一 未固化壞氧樹脂注射入室37内而完全包圍磁性超環面38及 光纖導體的端點，可對於此目的採用一皮下針頭型施加器。 再筝照第9圖，提供一光訊號產生器12〇以將一測試訊 號經由纜線24送到終端20,支撐在體塊上之終端的左端 點在圖中係抵靠住終端2〇的右端點。然而，、終端由於其間 具有準直的光傳輸所以可分離一段顯著的距離而不生成任 何明顯誤差，傳輸通過兩纜線之所生成的訊號係輸送到一 接收器⑵藉以將訊號轉換成指示所傳輸訊號量值之代表 性電訊號。 根據本發明之-態樣，藉由外部輕射性能量將注射入 終端20㈣環氧樹料以·。此情形巾，環氧樹脂 較佳為-種光固化性環氧樹脂（諸如由羅太特公司（l〇c此 Comp—及其他公司製造），此環氧樹脂經選擇具有與玻 531670 五、發明説明（15 璃或塑膠鏡面體部及核心3〇緊密匹配之折射率。 再翏照第9圖’提供一具有適當波長的光源118以將光 線照在終端20的右端點附近區域上、或終端的出口端點 上。透明殼體及/或光學系統本身係將光線傳輸至環氧樹 脂。 單元124中之旋轉場形成裝置係受到增能，訊號產生 器120及接收器122亦受到增能。利用圓把手125來調整電 ’纜線24的核心30可如第9圖所示與缓線25的核 適田地對準，可在接收器所接收訊號具有最大值之位置 偵測到適當的對準。抵達此點時，則停止進一步的調整 且利用來自錢118的光線將環氧樹針以固化並固定 核心的位置，然後完成對準。 較佳，光固化性環氧樹脂在對準程序開始時具有一 低黏度，並在程序期間變稠（增加黏度），通常需要數秒… 完全固化。有利情形中，很可能在黏度很低的固化程序早 期而要較大的調整移動，並在稍後進行較細微的調整。 了同日守進行環氧樹脂的固化及對準以加快對準程序 較佳可利用一閉迴路控制系統以及一電腦來自動〜 仃對準程序，此電腦係設定程式採用一種自動調整場平衡 來對準、、、；端之運异法，以使得接收器所接收的訊號處於最 大值。 第9圖的右終端中的纜線25中之核心較佳係在開始上 述對準程序前即已經對準，因此，可使用♦覽線25及其終端 作為種標準”藉以提供多種不同終端（如同終端2〇)的核 阻 心 時 住 以 因 進
f請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) ,、訂— 53l67〇 A7 ^------------— B7 彡、發明説明（16 ) " -- : 〜之對準。或者，纜線2 5可Λ兩甚4 > 見良：> J马而產生一耦合之一件實際纜 — 線。 ' 、雖然已將使用-可控制式旋轉磁場描述為用於調整 核〜位置之較佳裝置，亦可使用其他可變式磁場產生裝 〒’其限制條件係為可在至少兩個正交方向中產生可變 场’故能夠將核心定位在X_y平面中的多種不同位置。 本&月之對準裝置及方法的另—實施例中，並不採用 _ 2圍光纖I線核d磁性穿透構件，可將-或多個磁性 . 穿透帶形成於反射器單元4〇的體部周圍，單元40鬆弛地配 a在套圈内而可以移動，且利用旋轉的磁場使得反射器單 元相對於靜態的光纖纜線核心移動以達成對準，隨後將包 圍住單元40及核心端點的液體環氧樹脂予以固化藉以固定 住反射器單元40及核心30使其彼此對準。 視覺斟準 第22圖顯示可與上述對準系統及方法一起使用或取 _丨 代上述對準系統之一種目視對準系統。 第22圖的系統中，使用一觀看裝置28〇看穿通過反射 裔體塊250的輸出表面254以形成源點、纜線端點27〇及設有 - 纜線端點的平坦部256、或設有一換能器的輸入/輸出埠之 一影像。 觀看裝置180可為一顯微鏡，此顯微鏡具有自己的光 源以沿著虛線286所示的一路徑傳送光線。 觀看裝置較佳為一視訊攝影機282，其具有一顯微變 焦鏡片284而將視訊訊號顯影形成反射器體塊256的平坦部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X2^7公釐） ...........裝— —............、玎------------------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 19 531670 A7 B7 五、發明説明（17 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 及纜線端點270之一影像，並將這些訊號送到一數位控制 器，此數位控制器係處理訊號並將處理後的訊號送到一視 訊顯示監視器292，此處理可包括訊號強化及依照所需要的 用途以其他程序改良影像。 監視器292具有一螢幕298，其顯示在256處形成於平 坦部上的一目標圓形257的一影像、以及十字絲306與位於 光纖導體270端點上之一影像271。目標圓形257可在製造時 以飯刻或其他方式形成於平坦部256表面上。 .訂— 長1供一控制單元2 9 6以控制由四個正交定位的線圈所 施加至磁性構件172之四個正交的磁場，第22圖中以302及 304顯示其中兩個線圈。藉由一人工控制器（譬如一搖桿3〇〇) 或較佳以位於單元296中之微電腦的電腦程式自動地控制 對於線圈的訊號，藉以將光纖導體端點與目標257、3〇6相 對準。 t 因為觀看裝置280的觀看角度為偏離軸線狀，目標257 及纖維端點影像271可能略呈橢圓形（亦即呈現比寬度更大 的高度），咸信這是可接受的現象而不會阻礙精確的對準。 亚且，此角度可提供足以能夠偵測導體270端點的軸向位置 相對於平坦部256之深度認知，故能夠藉由一微定位器來調 整位置而使導體端點與平坦部256呈抵靠狀。 第22圖中亦顯示一固化輻射源288，其沿著虛線29〇所 示的=路徑將固〖輻射發送至平坦部256以傳輸入包圍住 纖維導體27G端點之區域，藉以固化包圍住導體端點的液體 %氧樹脂而在完全對準之後將其固定在位置中。
20 五、發明説明（18 ) 固化源288所產生的幸备射波長較佳係與傳送過纔線導 體之訊號不同，譬如，大部份此等錢的波長係位於紅外 線範圍内，而來自源288的輻射較佳位於電磁頻譜的紫外線 範圍或可見監光區内，其優點在於：從光纖導體27〇發送的 訊说不會干涉到環氧樹脂的適當@化，而有利於在現場將 終端㈣至-繞線的端點而不需關閉訊號源，故可更快、 更容易且更便宜地在現場對準。 通常，併入或附接至觀看裝置280的燈所發射的光線 波長係與源288及傳送過光纖纜線的訊號不同。此光一般為 可見光，但是，來自觀看裝置28〇之光的波長可經選擇令環 氧樹脂固化，藉以同時進行對準及固化步驟，且可免用分 離的源288。 第22圖所示的對準配置及方法具有明顯的優點，特別 是對於現場的對準尤佳。因為對準方法並不仰賴經過光纖 缆線的訊號傳輸，並不需要關閉可通過纜線的任何訊號， 且不需提供與這些訊號相匹配之一接收器。並且不需要第 二終端及導往接收器之纜線，可具有不佔體積且易於攜帶 的視覺對準設備以利在現場使用。 在工廠或實驗室中，不論是以節省時間或成本的方 式，可使用視覺對準方法作為第8圖所示的對準設備之輔助 裝置或取代此設備。 雖然主要將上述對準配置及方法描述為配合使用光 纖、、’尤線’應瞭解其相當適合用於如第1 8圖所示將反射器單 7L 250與一換能器或類似裝置予以對準。 五、發明説明（19 ) 編接 第8圖顯示使用本發明將光纖纜線編接在一起。 不同於諸如上述容易釋放的搞合器，編接係預定在兩 纜線之間製造-永久性連接，因&，較不易具有譬如塵土 等困擾可釋放式連接器之問題，且時常不需要束擴大器及 準直器。 第8圖顯不一種用於將兩纜線88及9〇編接在一起之方 法，首先，譬如92及94所示從各纜線端點移除一短段的包 覆件及外部塗層，並利用習知的劈切設備及方法來劈切核 心端點。 提供一透明塑膠或玻璃套筒1〇5，其具有一近接孔 108，套筒105的内徑顯著大於纜線88及9〇的外徑以對於一 或兩個纜線的端點提供空間以在端點對準在一起時作側向 移動，纜線88藉由一 V體塊98及夾固裝置1〇2保持無法移 動，亚以一類似體塊1〇〇及夾固裝置1〇4固持住其他纜線 90，端點92及94插入套筒105内且端點彼此靠近但不相碰 觸。 編接方法的一項實施例中，磁性穿透套筒106係在套 筒1〇5的一端點上圍繞且附接至套筒1〇5外部。 進行編接時，旋轉磁場產生器Π0係如第8圖所示位於 套筒106周圍，並如上述使用第9圖的控制器及此圖的訊號 產生的120及接收态122來定位核心92及94使其彼此對準。 用以達成上述作用之機構係為：套筒丨〇6藉由磁場而 J向移動％係支承抵住纟覽線9〇使其撓屈並移動端點。 五 20 531670 、發明説明（ ▲在對準之前，如114所示經由孔108注射光固化性環氧 樹脂以在兩纜線端點周圍充填於套筒1〇5内。依需要在達到 =時或對準前，如箭頭112所示將—光源予以增能藉以輕 樹脂使其固化。此方法結束時，已經在對準後穩固 地包封住纜線端點藉以完成編接。 第8圖亦顯示一種用於在編接期間進行對準方法之第 二方法。並未採用套筒1{)6’第…圖所示的磁性超環面％ 係位於i線的端點周圍。然後，以上述方式，旋轉磁場 源110位於構件38周圍並操作到纜線對準為止。 二此方法中，需要在進行對準方法及環氧樹脂固化步驟 之前將另一纜線端點機械式定位在套筒的中心。 無論為何種情形，均可在現場將纜線端點快速、容易 且精確地對準。 复皇-克瑞」I (Ritchev-Chretien)来聲率_ 弟10及11圖為類似弟1圖所示之一種典型的里雀_克瑞 >丁系統的光學路徑之放大示意圖，此系統的特徵為：第10 圖所示的光源並不位於具有大鏡面的軸線上。因此，不會 口為上述卡基袼倫系統中所需要之大鏡面中的孔而具有插 入損失。因此，里雀-克瑞汀系統本身有其優點並可使用於 許多情形中。然而，利用此系統產生的束分散係小於卡塞 格倫系統的情形，且卡塞格倫系統咸信略為更容易製造。 如第10及11圖所示，離開纜線24輸出部之光射線128 係反射離開一略彎曲的反射器126,此反射器126沿著線134 將射線反射至一略彎曲的大反射器132，該表面的曲率為雙 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X2^7公釐）
裝----- (分先閲讀背面之注意事項再填¾本頁) 、可— :線丨 23 531670 A7 B7 發明説明（21 曲線性或其他言曲狀且如第1 〇圖所示經過計算可在垂直區 域138上方產生平行反射的射線136。 (請先閲讀背面之注νδ事項再填窝本頁} 如第11圖所示，射線136所佔的區域略呈圓形，反射器 區域132亦然。 並且’可用光學玻璃或塑膠來模製一體塊並以氣相沉 積或噴/賤專方式金屬塗佈表面126及132以產生反射表面， 藉以製造第10及11圖所示的光學系統。因此，此光學系統 亦比習知的束擴大終端更為便宜。 替代性光學系統 可使用卡基格倫系統及里雀_克瑞汀系統以外的光學 系統，其中一項範例為格列果里（Greg〇rian)系統，格列果 .、一-T— 里系統與卡塞格倫系統相類似但其差異在於：格列果里系 統使用-不同形狀的第一反射表面。亦可採用其他已知的 變化方式。 多通道連接器 t 第6圖為-種多通道連接器之一終端的立體圖，複數 個光纖纜線（此例中為丨2個）2 〇係插入具有一中央通孔8 4之 -鑲齒輪形支樓構件83中的〃槽86内。_無色塑膠或玻璃 套筒78配合在終端料部周圍並將其穩固地固持在槽从 中，炼合石夕石或藍寶石製的一無色盤8〇係形成一窗，此窗 固定至殼體78的端點而提供—平坦表面，連接器終端⑼係 配合抵住此表面。 一個在一端點中具有一凹口8$ 啕凹口 85之中央金屬銷82係配 合在孔84與通過盤80中心的孔内。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（21〇X2h公爱） 24 531670 五、發明説明（ _丨 銷82可將終端與一類似凹口狀端點以對準，以提供兩 終端彼此之適當的角度對準。 車乂垃’個別纜線終端2〇係在如第7圖所示組裝之後封 裝在位置中。 較佳的 人第12圖顯示將兩個較佳終端152耦合在一起之較佳耦 :态150，在基本原理方面，耦合器150及終端152大體係與 第5圖所不相同。然而，反射器的曲率較為接近實際產品既 有的曲率。並且，具有對於製造、耐久性等有利的各種改 良。 如同在第:> 圖的耦合器中，兩光纖纜線24及3丨係耦合 在一起。 各終端152包括一套圈154(見第15圖），套圈154包括一 反射器單元腔體156，反射器單元腔體156具有一突架158 以形成一反射器單元178所用之一座位部。 一磁性穿透對準構件172係配合在一個略微較小直徑 的腔體160内，具有更窄直徑的另一個室162係將室16〇與一 個具有比起配合穿過的纜線部份28直徑略微較大之小通路 164相連接。 套圈具有一凸緣166、具有較小直徑的一段168及一長 形筒170藉以完成此套圈結構。 再度參照第12圖，磁性構件丨72 一般係如第丨圖所示的 構件38呈現超環面形，且在其端點174上具有比左端點〗75 更小的直徑，並具有一較大的截角圓錐形入口 176以將纜線 (請先閲讀背面之注意事项再填寫本頁) •裝— ’訂— :線· 25 531670 A7 _ B7 _ 五、發明説明（23 ) 引導通過其中央孔。整體言之，構件172在左端點的最大直 徑僅略微小於所配合進入之室16〇，這將產生將構件172粗 略地疋心在腔體160中之作用，而較小的右端點依需要具有 更大的移動空間，藉以對準纜線的核心。 大的推拔狀入口可確實使得纜線端點穿過構件1 72的 中心孑L。 反射器單元1 78基本係與第5圖所示的各反射器單元 41a或4 lb相同但其差異在於：大反射器的曲率遠小於第$ 圖所示的曲率。 此外，如第13圖所示，對於大反射器的反射性塗層18〇 亚未大幅覆蓋住反射器外部，而仍留有顯著尺寸未受塗覆 的一中央圓形區域182。並且，區域182為平坦狀，藉以在 纜線端點移動達成對準時盡量降低纜線端點及反射器單元 之間隔的變化，並避免損害到反射性塗層18()。 未塗覆區域1 82的直徑係與小反射器的直徑約略相 同因此，未塗覆區域1 82造成的唯一損失係為卡塞格倫系 統設計先天所具有的損失。 緩衝器4 8較佳係永久性（譬如以環氧樹脂）附接至各反 射时單元1 78中小反射裔的後表面。當兩終端i 52如第^ 2圖 所示以端點對端點方式彼此抵靠時，緩衝器48係為兩終端 $間的先導接觸點，其較佳為較柔㈣膠所製成，藉以盡 量降低傳送通過反射器體部之衝擊。 耦合器150包含一圓柱形體部184，其在i86、187等處 切除形成一中央段，此中央段的内部尺寸與套圈】Μ前部外 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) M規格（2ι〇χ2$7公釐） (請先閲讀背面之注意事項再堝寫本頁) •訂— 26 531670 五、發明説明（24 ) 徑“D”緊密地匹配（見第15圖 乐α)稭以使兩終端保持彼此對 準° 在耗合器150各端點上形成了端點設有鉤部之四個益 臂或指186。 當終端152插人輕合器15G端點内並推壓合併時，菩臂 係騎坐在凸緣166上並往下彈扣，使得鉤部接合凸緣外表面 而將兩終端穩定堅固地固持在一起。 耦合器150的材料可為熱塑性塑膠、金屬、或適合特 定用途及耦合器使用環境之其他材料。 此耦合器150的構造僅為耦合器的機械結構可採用的 許多種不同形式中之一種範例。 較佳的製造方法 第15至17圖顯示用於製造一終端263之較佳的製造方 法。 芩照第15圖，首先，對準構件172插入腔體16〇内。然 後，位於腔體156周圍之終端的金屬壁係如188所示加熱至 高於室溫的一適度溫度以適度地加大室的尺寸。然後，反 射器單元48插入腔體156内’且部份組裝的終端受到冷卻， 這將提供一收縮配合而使得反射器單元1 78穩固地安裝在 套圈中。 現在參照第16圖，其中套圈154與第15圖所示位置相 反，將液體環氧樹脂注射入包含對準構件172之腔體160 内，此室將環氧樹脂充填到192所示的位準而恰好完全覆蓋 住構件172。較佳，液體具有類似水的低黏度，且以一預先 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X2^7公釐）
27 531670 A7 _ B7__ 五、發明説明（25 ) 測置的置注射通過一細管丨9〇，此細管19〇在充填期間短暫 地插入套圈内然後予以移出。 現在參知、第17圖’然後，將已經剝開且劈切的纜線端 點插入套圈内直到纜線端點很靠近反射器單元178上的平 坦區域182為止。然後，將一旋轉磁場施加在元件172周圍， 如196所示’並如上文更完整地描述，擴散白光係照在纜線 内將一訊號198送到一接收器及設備以決定出訊號具有最 大值的位置，皆如上文所描述。光線係經過反射器單元178 送入單元内，如194所示。 194所施加的光線具有雙重功用，其可輻射位於腔體 160中的光固化性環氧樹脂，並恰在纜線抵達適當對準時使 其固體化，並亦可生成用於對準的訊號19 8，咸信此程序僅 需要進行數秒。 此製造方法較為簡單、快速且便宜，並產生一種優良 的耦合及終端。 換能器裝詈 第1 8圖為根據本發明構成之一換能器裝置200的部份 剖視圖及部份示意圖。 裝置200包括一支撐結構202，此支撐結構202具有— 平坦的基底部204及一平台206，此平台206支撐一電-光換 能器208。 換能器208具有與一個雙反射器光學系統178相對準 之一輸入/輸出埠210，雙反射器光學系統178係與上述第12 至17圖所示的單元178相同。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X2^7公釐） 28 (請先閲讀背面之注意事项再墦寫本頁) •丨 t, 531670 A7 B7 五、發明説明（26 若換能器208為一光源，雙反射器系統178將光線分散 以大幅放大換能器所發射的光束，並如第18圖的214所示以 準直狀束予以發射。 若換能器208為一偵測器，則雙反射器單元ι78接收光 束214並將其集中或聚焦在輸入/輸出埠21〇上。藉由束的擴 大及準直，束已就緒可容易與一光纖纜線或另一裝置所用 之一耦合器相耦合。藉由束的分散可令光學系統較不易受 到塵土及其他導致誤差的殘屑所影響，並可大幅降低此裝 置對於耦合定位誤差的敏感度。 根據本發明之一項實施例，利用一習知的微定位器 21 8使得換能裔208與反射系統178達成對準，微定位器能夠 沿著z軸線垂直調整且沿著乂及γ軸線水平調整換能器2〇8 之位置（見第19圖及第18圖），藉以對準換能器與單元178。 或者，可使用如下述之一電-磁位置調整系統將反射器 單7G 178與一靜態的換能器單元2〇8相對定位，故可免用微 定位器。 換能器的類刑 本毛明的換此器裝置能夠配合操作幾乎任何類型之 小光源或偵測器。 可使用的光源係包括：發光二極體（LED);雷射二極 體，垂直面射型雷射（VCSEL)，·條狀型雷射裝置；及其他 半導體發光元件。 諸如LED等部份換能器係產生擴散狀的輸出光，且部 伤係具有用於生成狹窄光束之鏡片。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇><玲7公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁j -裝丨 I . 、-" 線· 29 531670 發明説明（27 同樣地’上述類型的雷射裝置係產生各種形狀的束且 一般具有狹窄的束寬度。 (請先閲讀背面之注意事项再填寫本頁) 基本上，可作為光纖發送器或接收器之任何裝置大體 均為有利配合使用本發明之換能器。 可依需要在組件周圍如220示意顯示形成一隱藏密封 式殼體（當微定位器21 8移除之後），藉以製造一隱藏密封式 換能器單元。當然，在已經達成對準時，換能器2〇8係固定 在位置中，藉以在使用裝置2〇〇時保持對準。可藉由環氧樹 脂的固化或其他已知方式來達成此作用。 或者，可在入口 /出口埠210及反射器單元178之間的介 面使用隱藏式岔封件。對於此用途，具有與反射器單元1 -訂— 相匹配折射率的玻璃熔塊係可在埠21〇與反射器單元之間 的介面產生融化。 ·· 第20圖為本發明之換能器裝置的另一項實施例之示 意部份剖視圖，其中顯示此實施例在使用時係為一種具有 諸如壁226等内壁、一玻璃出口窗23〇及一光纖纜線226之結 構，而形成一種若為光發射器則從換能器2〇8發送光線或若 為偵測器則將光線送往單元208之光學傳輸結構。 本發明的此實施例係包括一第一套圈224，此第一套 圈224在很多方面類似於第12至17圖所示的套圈但其差異 在於不具有反射裔單元1 7 8，而僅有電磁穿透性材料製成的 圓粒172圍繞在纖維導體28的端點。利用此構造將纖I導體 28與換能器2Ό8的輸入/輸出埠21〇予以對準。 從套圈224外部供應一較佳為旋轉狀的電磁場，藉以
531670 A7 B7 五、發明説明（28 ) 大致依據上述方式將導體28與出口槔適當地對準。 大致如上述方式，藉由用於固持圓粒172之室中的輕 射硬化性環氧樹脂將圓粒及導體端點固定在一適當對準位 置中。第20圖中雖未顯示，提供一種結構以相對於換能器 裝置208的基底234支撐住套圈224，藉以使光纖纔線端點與 埠210保持對準。 μ 若需要，套圈224的體部可如虛線336所示延伸並具有 内螺紋以配合在埠延伸部21〇的外螺紋上。熟悉此技藝者可 提供類似的安裝結構，且其位於本發明的範圍内。 光纖纜線26延伸通過位於壁226的一孔中之一襯套 232而進入一第二終端228，第二終端228較佳與第^至^ 圖所示的：個終端大致相同，亦即具有一肥粒鐵圓粒172 及一反射器單元178，依上述方式使用肥粒鐵圓粒172將纜 線核心或導體28的右端點與反射器體塊178予以對準。 光線係發射通過窗230或經由窗23〇接收以與換能 208相導通。 亚且，對於第1 8及19圖所示的實施例，可提供一隱 岔封式殼體236以形成-種具有很寬輸出束或輸入接收 域之隱藏密封式換能器單^，藉以達成上述優點。 iA性對準結構及方法 應瞭解，當對準此導體與_反射器以或其他光學 置或系統時，不需要僅移動一光纖導體，唯一需要的是 結構中一者對於另—者之動作。因此，本發明的範圍中 可在反射器單元178的體朝圍提供—魏穿透環或類 器 藏 裝 似 本紙張尺度翻中國國家解（CNS) A4規格
------------------------裝—— (請先閲讀背面之注意事项再填寫本頁) 訂----- :線丨 31 A7 ' ---^___B7_ 五、發明説明了29 ) " --〜 構件，亚將其定位在一個比其外徑略微更大的室中，且使 :電辟磁場對準機構使反射器單元相對於光纖導體或其他物 紅（言如對於換能器的一輸入/輸出埠）移動，藉以生成所需 要的適當對準^ 因此，在此替代性實施例中，第18圖的裝置不使用一 微定位器譬如218,而是使用此替代性對準結構及方法，其 中反射裔單元178之支撐結構212的内徑係具有略為更大的 直徑，且有一圈強磁性物質包圍住單元178。反射器單元則 傾向於與周圍磁場的最小磁阻平面呈垂直對準。 呈射的抑制 在光纖纜線端點之間的任何接點之一項問題係為空 氣纖、准^面之汛號回反射問題。用於抑制此反射之技術係 包括·令纜線端點變圓；以一具有匹配折射率的凝膠充填 纖維端點之間的空氣間隙；以一角度切割纖維端點（“角度 拋光技術）；將核心端點對接在一起；及使用防反射塗層 等。 在反射為單元178的表面上使用僅一個防反射塗層咸 信無法對於大多數光纖纜線通信系統提供足夠的反射衰 減，因此，較佳使用另一種抑制裝置及方法。 所使用的抑制裝置係顯示於第21圖。 第21圖為光透射性玻璃或塑膠製成之一反射器體塊 250的放大剖視圖，且其具有一彎曲的第一表面252、一相 對的第二表面254、以及位於表面252上之一反射塗層26〇， 但不包括形成一入口 -出口埠之一平坦區域256。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（21〇\为7公楚） (請先閲讀背面之注念事項再填寫本頁)
531670 A7 ________B7_ 五、發明説明（3〇 ) 一小的凸形反射器258係與反射器260相對，如上述般 地提供一緩衝器48 ’反射器體塊250的構造與體塊178相同 仁/、差異在於·入口 /出口表面254略呈凸形而非平坦狀， 表面254較佳為拋物面形。 表面254的曲率之作用在於令諸如束266及268等反射 束相對於離開反射器體塊之束呈一角度A，當已由反射器 260及258反射時將不會與纖維核心270相交而是通過其外 - 部，如箭頭264所示，這將產生很有效的反射抑制。 離開的束在離開表面254時係略受到折射，且在設計 反射器體塊時將此作用列入考慮而使得輸出束262彼此平 行。 雖然相信此抑制結構及方法本身即可對於大部份用 途產生足夠的抑制，表面254亦可依需要塗覆有一防反射塗 層以增加對於反射的抑制。 應瞭解，上述結構及方法可有效用以對準反射器單元 25〇與任何総或接收器、以及與_光纖光導體（以配合使 用於換能器及纜線）。 友詞定義 上文在說明書中所使用的特定名詞係對於本專利申 請案具有定義。 —本專财請案所用的·‘光線，，係包括可見光以外的電磁 輻射，其特別包括紅外線及紫外線輕射以及靠近上述幸昌射 頻譜範圍的電磁頻譜中之其他電磁輻射。 光纖纜線，，係包括單模及多模缓線（雖然上述範例為 ^張尺度翻巾(繼初---—— * - 33 - --------------------…裝------------------#------------------線. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 531670 五、發明説明（31 單模、、見線）Φ包括光線傳導通過作為中央導體的空氣之 “中空核心”光纖纜線。 “在現場，，係指在實驗室、工廠或其他設施外所進行的 工作，可“在現場，，進行之本文描$的程序係可望包括能夠 在活動式修理車輛、客戶企業地點等處進行之程序。緊急 情況下，此名詞亦可能包括露天進行的程序。 ^ 本發明可使用的“㈣固化性，，材料係包括可由暴露於 i外線、紅外線、伽瑪或其他㈣所@化之環氧樹 似物質。 ' ηΓΖ單元’，不但包括特定的里雀丁及卡塞格 =糸、.先’亦包括已發現可有效使用在望遠鏡或類似光學裝 置中之類似的反射系統。 “磁性構件”係指一磁性穿透性構件。 “換能器”係描述用於將電訊號轉換成光 磁頻譜的不可見區域中的其他輕射、或用於將諸如㈣ 磁幸S射訊號轉換成電訊號之任何裝置。 “本發明的上文描述僅供示範而非限制性質，熟 勢者可對於上述實施例作出各種變化 " 發明之精神或範圍。 …改’而不背離 電 電 本 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210Χ29>公釐）
、可| (請先閲讀背面之汶意事項再填寫本頁) t 34 531670 A7 B7 五、發明説明（32 元件標號對照 20…光纖纜線終端 21···較大孔 22…標準陶瓷套圈 24…光纖纟覽線 25…第二纜線 26…外保護塗層 28…包覆件 30…光傳導核心(光傳導纖維） 30…核心(微小光導體） 31…第二纜線 32…纖維導體通路 33…第二核心 33a···孔徑 34…反射器安裝結構 35···包覆件 36…孔 37…中央腔體 3 8…超環面形構件 39···出 口開口 40…反射器單元 41a…反射器單元 41b…第二反射器單元 42…第一小反射器 43…大凹形反射器（主要反射 器/第二反射器） 43a···反射器 44…反射器 45…小凸形反射器(第一反射器） 46…平行(準直狀)光射線 47…平行(準直狀)光射線 48…緩衝塾 49…平行線 50…磁場旋轉時特定瞬間的 力線 51…平行線 53…平行線 55…固體材料 57…光射線 58…旋轉磁場形成及控制裝置 59…耦合器 60…餘弦訊號產生器 61…外保護塗層 62…正弦波訊號產生器 64…無色塑膠或玻璃板 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X20公釐） 35 531670 A7 B7 五、發明説明（33 ) 66…無色塑膠或玻璃板 106…磁性穿透套筒 70…戴角圓錐形纜線進入開口 108…近接孔 71…安裝體塊 110…旋轉磁場產生器 72…圓周槽 Π 8…光源 73…安裝體塊 120…光訊號產生器 74…尖銳往内延伸邊緣 122…接收器 75…爽扣 124…單元 77…旋轉轴線 125…圓把手 78…無色塑膠或玻璃套筒 126…反射器 80…無色盤 128…光射線 82…中央金屬銷 132···大反射器 83…鑲齒輪形支撐構件 136…射線 84…中央通孔 13 8…垂直區域 85···凹口 150…耦合器 86…V槽 152…終端 88…纜線 154…套圈 90…纜線 156···反射器單元腔體 92···核心 158…突架 94···核心 160···腔體 98…V體塊 162…室 100···第二V槽支撐體塊 164…小通路 102···夾固裝置 166···凸緣 104···夾固裝置 168…段 105…透明塑膠或玻璃套筒 170…長形筒 (請先閱讀背面之注意事项再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（210X2?7公釐） 36 531670 A7
172···磁性穿透對準構件（肥 粒鐵圓粒） m·端點 175···左端點 176···戴角圓錐形入口 178···雙反射器光學系統 180···反射性塗層 182···中央圓形區域（未塗覆 區域） 184···圓柱形體部 186···簧臂或指 190…細管 198…訊號 200…換能器裝置 202…支撐結構 204…平坦的基底部 206…平台 208…電-光換能器 210…輸入/輸出埠 212…支撐結構 218…微定位器 224…第一套圈 226···壁 228…第二終端 230···玻璃出口窗 232…襯套 234…基底 23 6…隱藏密封式殼體 250···反射器體塊 252···第一表面 254···第二表面(輸出表面） 256···反射器體塊 257···目標 258···小凸形反射器 260···反射塗層 262···輸出束 263…終端 266…束 268…束 270···光纖導體(纖維核心) 271…纖維端點影像 280…觀看裝置 2 82…視訊攝影機 284…顯微變焦鏡片 288…固化轄射源 292…視訊顯示監視器 296···控制單元 298…螢幕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X20公釐） 37 531670 A7 B7 五、發明説明（35 ) 300…搖桿 EM1…極件 302…線圈 EM2…極件 304…線圈 EM3···極件 306···十字絲（目標） EM4…極件 A…角度 R卜··電阻器 Dl···二極體 R4…電阻器 D3···二極體 R3…電阻器 D2…二極體 R2…電阻器 D4…二極體 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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Claims (1)

  1. 531670 知年丨月 >(日修正/更正/補充
    又面影 申請專利範圍 第91102008號專利申請案申請專利範 圍修正本 修正曰期：92年1月 種光纖纜線用之終端，該終端包含： 一第一體部構件，其用於支撐一具有一終端端點 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 1. 之 光纖導體並用於固持住該導體使得該終端端點位於一 預定位置中； 一第一反射器，其固定至該第一體部構件並定位為 接收且反射該終端端點所發射的光射線；及 、可I 一第二反射器，其固定至該第一體部構件並定位為 接收從該第一反射器所反射之光射線，並將該等光射線 以具有比起該終端端點所發射的光射線束明顯更大的 直徑之一經準直的束加以投射。 2· —種光纖纜線連接器，其包含一長形管狀殼體，其中兩 光纖纜線的端點係延伸入該殼體的相對端點内且其端 點彼此相鄰，由磁性穿透材料製成之一構件係在該殼體 中耦合到至少一個該等端點，該殼體能夠接受固化輻 射，且戎等纟覽線端點係嵌設於某一數量之經輻射固化的 %»氧樹脂中。 3. —種光纖訊號耦合器，其包含： 一第一支撐結構，其用於連接至一具有一第一光纖 導體之第一光纖纜線； 一第一對之反射器，其位於該第一支撐結構上以將 從該第一光纖導體接收的光線予以分散及準直； 39 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4规格（210X297公釐〉 531670 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 第-支樓結構，其用於連接至一具有一第二光纖 導體之第二光纖纜線； 一第二對之反射器，其位於該第二結構中用以接收 來自該第-對反射器的經準直光線並將該經準直光線 ^焦在该弟二光纖導體上；及 -固定結構，其用於將該等第一及第二支撐結構及 該等反射器對固定在-起彼此對準藉以光學麵合該等 光纖導體。 4· -種用於將兩光、魏線連接在—起並使該轉線中之 兩光纖導體的端點彼此對準之方法，該方法包含： ⑷端點插入一殼體内，該殼體具有位於至少一個 該等端點周圍之磁性穿透材料的一體部；及 ⑻側向磁性移動該體部直到該等端點對準為止。 5. -種用於對準-光纖導體與_光纖i線終端結構中的 一預定目標之方法，該方法包含以下步驟： (a) έ亥繞線與該目標彼此相對固持； ⑻將磁性穿透材料製成之—構件與該光纖導體的 -端點相搞合，使得該構件的移動生成該導體相對於該 目標之移動；及 (C)該構件受到-選擇性可變磁場並控制該磁場以 在至少兩個UL交方向中移動該構4及該導體以對準該 導體與該目標。· 6· —種光束擴大及準直光學裝置，該裝置包含： 一體塊的光學透射性材料； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- :線丨 40 …丄o/u 年/月>/曰修正/兔 申請專利範圍 一對的反射表面，其位於該體塊上； 5亥等反射表面中的第一者係比該等表面中的第二 者更小並疋位為可從發射光束的一源接收光線並經由 該體部將該等光束反射至該第二反射表面； 该等反射表面的形狀及位置可使得從該第二反射 表面反射之光束受到準直並分散在遠比來自該源的束 更大之一表面積上方。 7· 一種用於製造一光束擴大及準直光學裝置之方法，該方 法包含以下步驟： (勾形成一體塊的光學透明材料，該體塊具有第一 及第二相對的壁； ⑻該等壁中的第-者係定型為形成—第—表面以 從一源接收光束，並在製成反射性時將該等光束反射向 該等壁中的第二者； ⑷該等壁中的第二者係定型為形成具有比該第一 表面更大的表面積之一第二表面； ⑷以-反射材料塗覆該等第—及第二反射表面； 及 ⑷該等第-及第二反射表面係定型為使得該第二 表面發射經擴大及準直的光束。 8. -種詩製造-光纖纜、㈣端之方法，該方法包含以下 步驟： /a)提供一套圈，該套圈具有與一端點相鄰的一光 學系統所用之-第一室，以及經由—第二室導往該第一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公潑)
    41 531670 A8 C8 / 月 '^ 日修正 申請專利範圍 室之一纜線揍收導管； (b) 在該第二室中放置有一磁性穿透構件，該磁性 穿透構件具有一中央孔以收納該纟覽線的一端點； (c) 該光學系統安裝在該第一室中； (d) 將一可硬化液體導入該第二室内； (e) 將一纜線端點插過該磁性穿透構件中的中央 孔； (f) 將磁力施加至該磁性穿透構件使其與該光學 統對準；及 (g) 硬化該液體以將該纜線端點固定在位置中。 9· 一種換能器裝置，其包含： 一換旎為’其用於將電磁輻射能量及電訊號能量 的一者轉換成另一類型的能量； 一雙反射益裝置，其包含一第一較小反射器； 一第二較大反射器，其相對於該第一反射器而定位 並定型為將從該第一反射器接收的束予以分散並以一 第一方向投射該等分散的束，並將從該第一方向的 反方向所接收的束予以集中而將其反射至該第一鏡〜 該第一鏡面相對於該換能器及該第二鏡面而定位 且定型為將從該換能器接收的束反射朝向該第一 面，並在該換能器上將從該第二鏡面接收之束予以 10.如申請專利範圍第9項之裝置’其中在該第一方向投射 之該等分散的束係受到準直，且其中該第—方向係為遠 系 中 相 面 鏡 集 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、*張尺度適用巾國國家標準（⑽）从規格⑵狀挪公發） 531670 "f乙年徊>/日修正/更去六隨充厂μ ---~~ -— D8._ 六、申請專利範目 _ 離該換能器。 u· ^申請專利範圍第10項之裝置，其中該雙反射器裝置係 選自包括下列各物之群組：一卡塞格倫系統、一格列果 里系統及一里雀-克瑞汀系統。 12. 如申請專利範圍第9項之裝置，其中該換能器係選自包 括下列各物之群組：輻射發射半導體元件，包括條狀幾 何型雷射、雷射二極體、垂直面射型雷射（vcsel)及發 光二極體（LED);以及輻射偵測半導體元件，包括？型_ 本質-N型（PIN)光二極體及崩潰光二極體。 13. —種電-光換能器裝置，其包含： 一電-光換能器，其具有一光傳輸出口埠； 一第一反射器，其定位為可接收及反射從該埠發射 的光射線；及 一第二反射器，其固定至該第一反射器並定位為可 接收從該第一反射器反射的光射線並以一經準直的束 將其投射，該經準直的束之直徑係明顯大於從該埠發射 的光射線束。 14· 一種電-光換能器裝置，其包含： 一電-光輻射偵測器，其具有一入口璋； 一第一反射器，其定位為可接收一較大的束並將一 經集中的束輸送到一第二反射器； 及一第二反射器，其小於該第一反射器並定位為在 該偵測器上將從該第一反射器接收的束予以聚焦。 15. —種用於對準一光學傳輸結構與一電-光換能器之方 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4规格（210X297公釐） 531670 A8 B8 C8 D8 ft年/月V 日修正 、申請專利範圍 法’該方法包含： ⑷提供-光學傳輪結構，其具有—體部，該體部 具有由磁性穿透材料製造且可移動使得該傳輸結構與 該換能器相對準之一構件； (b) 將该傳輸結構放置為與該換能器相鄰；及 (c) 相對於該換能器以磁性移動該構件。 16· —種準直光學裝置，該裝置包含： 一體部，其由光透射性材料製成； 一光埠，其與該體部的一第一表面相鄰； ^ 一第一反射器，其位於該體部的一第二表面上，該 第二表面與該第一表面相對；及 一第二反射器，其位於與該埠相鄭之該體部的第一 表面上； 該第一反射器明顯小於該第二反射器且比起該等 第二表面的全體明顯佔據更小； 該第二表面為彎曲狀以阻礙從其反射傳輸回到該 埠；及 w亥夺苐及弟一反射為及该第二表面的尺寸及形 狀係可將經由該埠所接收並離開該第二表面之光束予 以分散及準直。 17·如申請專利範圍第16項之裝置，其中該第二反射器為自 該入口埠沿著一光學軸線迴轉至該第一反射器之一凹 形表面，且該第一反射器為沿著該光學軸線迴轉之一彎 曲表面。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（21〇χ297公楚） 44 •裝------------------訂------------------線 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) Iii 六、申請s' ^ i8· 一光纖纜線終端，其包含·· 喊體’其具有一容槽以接收一光纖纜線的一端點 並將其光導體定位在-源位置上； 第一谷槽’其用於收納及固持一反射器單元，該 &射☆ I元具有_光透射性體部，該光透射性體部具有 光入口埠’且該埠係定位為與該源位置相鄰，該埠位 於該體部的一第一表面上； 一第一反射器，其位於該體部的一第二表面上，該 第二表面與該第一表面相對，·及 一第二反射器，其位於與該埠相鄰之該體塊的第一 表面上； 该第一反射器明顯小於該第二反射器並比起該第 二表面的全體明顯佔據更小； 該第二表面為彎曲狀以阻礙從其反射傳輸回到該 4;及 帛等第一及第二反射器及該第二表面的尺寸及形 狀係可將經由該埠所接收並離開該第二表面之光束予 以分散及準直。 19· 一種換能器裝置，該裝置包括·· -換能器’其用於將電磁輻射能量及電訊號能量中 的一者轉換成另一類型的能量； -光透射性體部，其具有-第-表面，該第一表面 具有一相鄰的光埠； 一光埠，其與該體部的一第一表面相鄰，· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公發） -45 - 531670 A3 Β8 C8 D8 申請專利範圍 —一第一反射器，其位於該體部的一第二表面上，該 第一表面與該第一表面相對；及 一第二較大反射ϋ，其位於與該埠相鄰之該體塊的 第一表面上； 該第一反射器明顯小於該第二反射器且比起該第 二表面的全體明顯佔據更小； 該第二表面為彎曲狀以阻礙從其反射傳輸回到該 埠； 4等第一及第二反射器及該第二表面的尺寸及形 狀係將經由該埠所接收並離開該第二表面之光束予以 分散及準直；該換能器位於該埠上。 20· —種對準裝置，其用以對準一多反射器準直系統與一源 點，該多反射器準直系統包含： 一第一反射器，其定位為可從該源接收光線並將該 光線反射朝向一第二反射器；及 一第二反射器，其明顯大於該第一反射器，該第二 反射器定位為可從該第一反射器接收光線並將該光線 反射至一出口； 該等反射器的尺寸及位置係將從該出口發射的光 線予以分散及準直，該對準裝置係包括： 一光學觀看裝置，其用於經由該出口觀看該源點； 及 一調整裝置，其用於將該源點及該準直系統彼此相 對移動。 46 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 森 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Μ規格（210X297公楚：） 531670 /月V日修正/更^ C8 -----— ^_ 六、申請專利範圍 ^ " —- 21.如申請專利範圍第2〇項之裝置，其甲該準直系統包含一 具有兩個相對側壁之實心光傳輸體部； 該第一反射咨形成於該等側壁中的第一者中； 該出口定位在該第一側壁上而與該第一反射器呈 側向相鄰；及 w亥觀看I置係定位為可經由該第一側壁的出口部 偵測影像。 22·如申睛專利範圍第2()項之|置，其中該觀看裝 置係為一 視訊攝影機，其適於在—視訊顯示裝置上放大及顯示該 源點及環境。 23. 如申請專利範圍第2〇項之裝置，其中該調整裝置包含一 磁性構件，該磁性構件係耦合至該準直系統以及設有該 源點的一結構中之一者，並包括可變磁場形成構件藉以 磁性移動該磁性構件，以及控制構件藉以控制該磁場形 成構件。 24. —種用於對準一多反射器準直器與一源點之方法，該準 直器包含： 一第一反射器，其定位為從該源接收光線並將該光 線反射朝向一第二反射器； 一第二反射器，其明顯大於該第一反射器，該第二 反射器定位為從該第一反射器接收光線並將該光線反 射至一出口； 該等反射光的尺寸及位置可將該出口發射的光線 予以分散及準直； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（2WX297公箭） 47
    531670 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 及 光學说看裝置，其用於經由該出口觀看該源點 一調整裝置，J：用^/^ ^ 一 於將該源點與該準直系統彼此相 對移動； 、觀看《點及麵作該調整裝置直到該準直系統與 5亥源點彼此對準為止之步驟。 25·如申印專利犯圍第24項之方法，其包含形成一目標以對 準β亥源點與料直n，及操作該調整裝置直到該源點與 該目標對準為止。 26.如申凊專利範圍第25項之方法，其包括利用一設定程式 的數位控制器來控制該調整裝置以使該目標及該源 彼此對準。 27·如申凊專利範圍第24項之方法，其包括：提供一轄射 化性液體以在固化時固持住該準直器及該源點而彼此 對準之步驟；以及將固化輻射導往該液體以在該準直 與該源點彼此對準時固化且硬化該液體之步驟。 點 固 器 ......•裝 訂 線. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（) Α4规格（21〇><297公赘） 48
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