CN108474920A - 具有带主体柔性凹陷的柔性光纤带 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种柔性光学带和相关联的方法。所述带包括多个光学传输元件和围绕所述多个光学传输元件的聚合物带主体。所述带主体包括在所述带主体中形成的多个凹陷,并且每个凹陷具有从所述第一主表面朝向所述多个光学传输元件延伸的深度以及沿着所述带主体在第一凹陷端部与第二凹陷端部之间延伸的长度。所述第一凹陷端部由所述聚合物带主体的凹曲面限定。
Description
相关申请的交叉引用
本申请根据专利法要求2015年11月30日提交的美国临时申请号62/260,715的优先权,所述申请以引用方式并入本文。
背景技术
本公开大体涉及光纤并且更具体地涉及光通信或光纤带。光纤在各种电子和电信领域的使用有所增加。光纤带可以将多根光纤一起保持在组或阵列中。光纤带包括由一定材料形成的主体,所述主体将光纤保持在一起和/或提供有助于将带的光纤处理和连接到各种部件或装置的结构。
发明内容
本公开的一个实施方式涉及一种柔性光学带,所述柔性光学带具有:多个光学传输元件,其各自具有纵向轴线;以及聚合物带主体,其耦接到、支撑并且围绕所述多个光学传输元件,所述带主体限定宽度轴线、长度轴线和高度轴线,所述带主体包括在所述多个光学传输元件的一个侧面上的第一主表面以及在所述多个光学传输元件的另一个侧面上的第二主表面,其中所述高度轴线是垂直于所述带主体的所述第一主表面和所述第二主表面两者的轴向,所述长度轴线平行于所述光学传输元件的所述纵向轴线延伸,并且所述宽度轴线垂直于所述高度轴线和所述长度轴线两者延伸;以及在所述带主体中形成的多个凹陷,每个凹陷具有从所述第一主表面朝向所述多个光学传输元件延伸的深度以及沿着所述带主体在第一凹陷端部与第二凹陷端部之间延伸的长度;其中所述第一凹陷端部由具有至少三个曲率半径的聚合物带主体的凹曲面限定,一个曲率半径位于高度轴线平面中,一个曲率半径位于纵向轴线平面中,一个曲率半径位于宽度轴线平面中。
本公开的附加实施方式涉及一种光学带,所述光学带包括:多个光学传输元件,各自具有纵向轴线;以及多层聚合物带主体,耦接到、支撑和围绕所述多个光学传输元件,所述聚合物带主体具有:多个内层分段,由第一聚合物材料形成,每个内层分段是至少部分地围绕至少两个所述光传输元件并且具有接触所述至少两个光传输元件的外表面的内表面的邻接聚合物结构;以及单个连续外层,由第二聚合物材料形成并且围绕所有的所述内层分段,使得所述内层分段的外表面接触所述外层,并且所述外层限定在所述多个光学传输元件的一个侧面上的第一主表面和在光学传输元件的另一个侧面上的第二主表面,其中所述外层的一部分位于每个相邻内层分段之间,使得所有的所述内层分段通过所述外层保持在一起;其中所述第一主表面限定第一轮廓,所述第一轮廓成形为使得当以横截面进行观察时,所述第一主表面与所述第二主表面之间的距离朝向位于相邻对的内层分段之间的最小值减少,其中所述第一轮廓包括处于所述最小厚度的凹曲面,所述曲面具有大于0.05mm的曲率半径。
本公开的附加实施方式涉及一种形成柔性光学带的方法,所述方法包括:提供光纤带,所述光纤带包括被嵌入具有外表面的聚合物带主体并由其围绕的多根光纤;以及用激光器去除所述聚合物带主体的部分,使得沿所述带主体的外表面形成多个凹陷,其中每个所述凹陷至少部分地由所述带主体的外表面的弯曲部分限定,所述弯曲部分具有大于0.05mm的曲率半径,所述曲率半径减小所述凹陷内的应力集中。
附加的特征和优点在下面的详细描述中阐述,并且对于本领域的技术人员来说,根据说明书将容易部分地理解所述附加的特征和优点,或者通过实践在书面描述和其权利要求以及附图中描述的实施方式来认识到所述附加特征和优点。
应理解,前面的一般描述和下面的详细描述仅仅是示例性的,并且旨在提供概述或框架以理解权利要求的性质和特征。
包括附图以提供进一步理解并且所述附图并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图说明一个或多个实施方式并且和描述一起用于解释各种实施方式的原理和操作。
附图说明
图1示出根据示例性实施方式的柔性光纤带的透视图。
图2示出根据示例性实施方式的沿着线2-2截取的图1的光纤带的截面图。
图3示出根据示例性实施方式的图1的光纤带的外表面的一部分的详细视图。
图4示出根据示例性实施方式的用于形成柔性光纤带的***和过程。
图5示出根据示例性实施方式的在凹陷形成之前的光纤带的截面图。
具体实施方式
大体参考附图,示出了光学带的各种实施方式。通常,本文公开的带实施方式被配置成提供改进的柔性,同时还限制带主体或基体内的不希望的开裂或***的可能性。在各种实施方式中,光学传输元件(例如,光纤)耦接到带主体并且由其支撑。带主体由诸如聚合物材料的材料形成,并且被配置成对带的光纤提供足够的支撑、结构和保护,同时允许带在安装、使用等过程中弯曲。具体地,本文讨论的光纤带包括在带主体中形成的多个凹陷,并且通过提供带基体厚度减少的区域,改善了带的柔性。
本文讨论的带实施方式的凹陷形成为具有由定位在每个凹陷的端部和/或沿着凹陷的底部定位的带主体的曲面限定的一个或多个圆形或圆角表面。与包括矩形或角形柔性结构的一些柔性光纤带设计相比,申请人发现圆形凹陷形状减小了应力集中(与角设计相比),这进而通过减少不希望的带***的可能性以改善带性能,否则所述带***倾向于在方形凹陷内的应力集中部位处形成。
在特定实施方式中,申请人开发了一种包括具有弯曲端部部分的凹陷的带,所述弯曲端部由至少三个曲率半径限定,在每个正交平面中存在一个曲率半径,并且申请人认为此类设计提供了优异的抗***性能。通常应当理解,柔性带主体设计通常涉及柔性与结构完整性之间的折衷。利用本文讨论的设计,申请人相信,与其他柔性带状设计(特别是利用矩形或角形柔性特征的设计)相比,本文讨论的带主体设计在给定的结构完整性水平下允许更柔性的带。
在各种实施方式中,申请人还开发了用于形成本文所讨论的圆形凹陷的方法。在特定实施方式中,使用激光工具(例如,消融激光)以便从带主体去除材料以形成具有本文所讨论的结构和形状的凹陷。此外,申请人认为,通过使用激光切割,可以精确地形成本文讨论的圆形柔性凹陷,并且在离散凹陷的形状和位置之间几乎没有变化。在此类基于激光切割的过程中,所形成的凹陷的形状是通过控制激光的一个或多个方面(诸如激光功率、焦点几何形状、强度分布等)来形成的,从而形成具有期望的圆形形状的凹陷。
参考图1和图2,根据示例性实施方式示出了诸如光纤带10的光学带。带10包括带主体(被示为带矩阵12),并且进一步包括具有多个光学传输元件(被示为光纤16)的阵列14。光纤16被带基体12的材料围绕并嵌入其中,使得带基体12耦接到并支撑光纤16。在所示的实施方式中,阵列14是光纤的平行阵列,其中每根光纤16的纵向轴线(每根光纤16的垂直于图2所示的横截面的轴线)基本上彼此平行。在其他实施方式中,光纤可能以不平行的阵列布置在带主体12内(例如,两乘二阵列、交错阵列等)。
在所示的实施方式中,带10包括光纤16的单个线性阵列14。在一些其他实施方式中,带10包括光纤16的多个阵列14。在一些实施方式中,带10包括至少两个线性阵列14。在一些其他实施方式中,带10包括至少四个线性阵列14。在其他实施方式中,带10包括至少八个线性阵列14。在其他实施方式中,带10包括至少16个线性阵列14。在一些实施方式中,带10的每个线性阵列14具有至少两根光纤16。在一些其他实施方式中,带10的每个线性阵列14具有至少四根光纤16。在又一些其他实施方式中,带10的每个线性阵列14具有至少8根光纤16。在另外一些其他实施方式中,带10的每个线性阵列14具有至少12根光纤16。
在所示的实施方式中,阵列14中的每根光纤16与其他光纤16相同。如通常所理解的,光纤16包括被包层20围绕的光学芯18。在各种实施方式中,光纤16还各自包括涂层22。光学芯18由透射光的材料形成,并且光学芯18被具有与光学芯18不同的折射率(例如,更低的折射率)的包层20围绕,使得光纤16充当保持光学芯18内的光信号的波导。
涂层22围绕光学芯18和包层20。在特定实施方式中,涂层22被结合到包层20的外表面,并且涂层22的外表面限定每根光纤16的外表面。通常,涂层26是具有一种或多种聚合物材料(例如,UV可固化聚合物材料)的层,其由向光纤16提供保护(例如,免于刮伤、切屑等的保护)的材料形成。在一个实施方式中,光纤16的直径为约250μm。
如上所述,带主体12被构造成提供柔性,同时限制在使用、处理、安装等期间可能在带主体12内产生不希望的破裂或分离的应力集中。在所示的实施方式中,带基体12包括多个内层分段26和外层28。每个内层分段26由聚合物材料的单个连续层形成并且包括与光纤16的外表面接触的内表面。在该布置中,光纤16被嵌入,并且每根光纤至少部分地被内层分段26的材料围绕。在此类实施方式中,内层分段26被结合、粘附或耦接到由该段围绕的每根光纤16的外表面,并且具体地耦接到光纤涂层22的外表面。
在所示的实施方式中,每个内层分段26围绕至少两根光纤16。在所示的特定实施方式中,每个内层分段26围绕两根光纤16。在其他实施方式中,内层分段26可以围绕3、4、5、6等根光纤16。在另一个实施方式中,带主体12可以包括围绕带10的所有光纤16的单个内层26。通常,内层分段26有利于***并连接用于在外层28***后保持在一起的纤维对或纤维组。
外层28是围绕内层分段26的聚合物材料的单个邻接层。外层28包括与内层分段26的外表面接触的内表面。此外,外层28具有外表面30,所述外表面30包括第一主表面(被示为上表面32)和第二主表面(被示出为下表面34)。
在一些实施方式中,外层28和内层26可以由相同类型的材料形成。在其他实施方式中,外层28由一种类型的聚合物材料形成,并且内层26由另一种类型的材料形成。在一些实施方式中,内层分段26可以由低模量材料形成,并且外层28可以由高模量材料形成。在其他实施方式中,内层分段26可以由高模量材料形成,并且外层28可以由低模量材料形成。在一个实施方式中,内层分段和外层28由UV可固化丙烯酸酯材料形成。在其他实施方式中,内层分段26和/或外层28可以由热塑性或热固性材料形成。
在各种实施方式中,内层26具有被配置成减小带主体12的应力集中和不希望的***的横截面形状。在所示的实施方式中,每个内层26包括加厚的端部部分36。每个端部部分36在加厚的端部部分36的上端部和下端部处具有外表面38。在外层28的部分被去除从而形成柔性凹槽的一些实施方式中,外表面38的部分在凹槽内暴露,所述凹槽限定带10的最外表面的位于凹槽内的部分。
参考图1,带10包括多个凹陷,被示为凹槽40。通常,凹槽40沿着带10的长度以一定图案形成,并且通过由凹槽40提供的增加和减少的带主体厚度的交替图案,带10的柔性增加(例如,相对于没有凹槽40的带主体)。作为参照系,可以相对于宽度轴线42、长度轴线44和高度轴线46来描述带10的各种部件和特征的位置。如图1所示,高度轴线46垂直于上表面32和下表面34,并且通常限定带10的厚度尺寸。长度轴线44纵向并大体平行于光纤16的纵向轴线延伸,并且宽度轴线42大体垂直于高度轴线46延伸到长度轴线44并延伸到光纤16的纵向轴线。
通常,凹槽40是在带主体12中形成的凹部,使得凹槽40从上表面32朝向光纤16向内延伸。如图所示,凹槽40通常至少部分地由上表面32的成形外表面部分45限定。如图2所示,带10包括沿着下表面34定位的第二组凹槽40。该下组的凹槽40从下表面34向内延伸。应当理解的是,尽管在本文中主要关于位于上表面32处的凹槽40来描述对带10的柔性凹陷的描述,但位于下表面34上的凹槽40可以包括本文所讨论的结构、形状、尺寸等的任何组合。
如图1所示,每个凹槽40具有在相对的端部48和50之间延伸的中心部分47。如图2和图3最佳所示,相对端部48和50中的每一个由在带主体12中形成的凹曲面(被示为曲面52和54)限定。凹曲面52和54在高度轴线平面、长度轴线平面或宽度轴线平面中的至少一个中具有至少一个曲率半径R1。在各种实施方式中,凹曲面52和54由所有三个正交平面中的曲率限定,并且在此类实施方式中,凹曲面52和54各自具有三个曲率半径,高度轴线平面、长度轴线平面和宽度轴线平面中各有一个曲率半径,所述曲率半径限定表面曲率。在所示的具体实施方式中,凹曲面52和54是具有三个相等曲率半径R1的实质上部分球面,高度轴线平面、长度轴线平面和宽度轴线平面中各有一个曲率半径,所述曲率半径限定表面曲率。在此类球形实施方式中,每个正交平面内的曲率半径中的每一个在彼此的1%内,并且更具体地在彼此的0.1%内,从而导致部分实质上球面。
在各种实施方式中,凹曲面52和54的形状被设计成向带10提供柔性和改进的抗裂性。据信,本文讨论的曲面通过减小应力集中提供了改善的抗裂性,否则所述应力集中倾向于在更矩形/角形的带主体柔性结构的拐角处发生。在各种实施方式中,高度轴线平面、长度轴线平面和宽度轴线平面中的一个或多个中的R1大于0.05mm,具体地在0.05mm与0.125mm之间,并且更具体地为约0.1mm(例如,0.1毫米±1%)。在具体实施方式中,如图3最佳所示,高度轴线平面、长度轴线平面和宽度轴线平面中的一个或多个中的R1基本上等于(例如,在±1%之内)凹槽宽度W1的一半。在此类实施方式中,W1在0.1mm与0.3mm之间,具体地约为0.25mm(例如,0.1mm±1%)。在各种实施方式中,凹面52和54具有彼此相同的曲率半径,使得每个凹槽40关于其长度方向上的中点对称并且也关于其宽度方向上的中点对称。
在特定实施方式中,据信形成凹槽40的曲面与内层分段26的扩大端部36的组合提供了改进抗裂性的结构。此外,本文讨论的带主体12的双层结构可以允许去除带主体12的附加材料,从而与在单层带主体中形成的类似凹槽结构相比,形成更大的凹槽,这进而增加了带柔性。
参照图2,当沿横向截面观察时,带主体12的上表面32和下表面34(包括形成凹槽40的那些部分)限定沿着带10的宽度延伸的轮廓。在此类实施方式中,由带主体12限定的轮廓被成形为使得带主体12在朝向每个内层分段26的中心的位置处、在光纤16的实质上上方的位置处具有最大厚度T1。上表面32和下表面34上的轮廓朝向位于相邻对的内层分段26之间的位置处的最小厚度T2向内倾斜。在所示的实施方式中,外层28的部分51位于每个相邻对的内层分段26之间,并且通过提供连接到每个相邻的内层分段26的共同结构而用于将带10保持在一起。
在各种实施方式中,T2被选择为足够薄的以使得带10是柔性的并且允许带段被用户分开(例如在需要时撕开或切割),同时是足够厚的以使得带基体12抵抗不希望的撕裂。最小厚度位于沿着相邻光纤16的最上表面和最下表面之间的高度轴线的位置处。在该布置中,最小厚度处于凹入到光纤16的上外表面和下外表面以下的位置处,并且通常位于带10的中间平面的中心处。在各种实施方式中,T2小于光纤16的外径,并且更具体地小于光纤外径的50%。
如图2最佳所示,每个凹槽40包括位于最小厚度T2的点处的弯曲底表面52。弯曲底表面52是限定从最小厚度到朝向最大厚度T1向上延伸的凹槽侧壁的过渡部的轮廓的部分。弯曲底表面52也由曲率半径R2限定,并且在所示的特定实施方式中,R2的值与限定凹槽端部的曲率半径R1相同,如上所述。在其他实施方式中,弯曲底表面52可以具有可大于或小于R1的不同曲率半径。
参照图1和图3,凹槽40沿外表面32和34以图案进行布置。在一个实施方式中,上表面32上的凹槽40的图案与下表面34上的凹槽的图案相同,并且在具体实施方式中,上表面32和下表面34上的图案都位于彼此相同的位置处,使得带主体12的外表面的轮廓关于带10的中间平面(例如,与光纤16的中心点相交的宽度轴线上的平面)对称。
如图1所示,凹槽40是被布置成使得外表面32和34的未凹入的(例如,基本上平面的)部分56的区域位于相邻凹槽40之间的离散凹槽。凹槽40按照纵向对齐列进行布置,其中一部分的未凹入的外表面部分56将每个凹槽40与纵向相邻的凹槽间隔开。如图3所示,未凹入的外表面部分56在纵向上具有长度L1,并且在各种实施方式中,L1在1mm与15mm之间,具体地在3mm与7mm之间,并且更具体地为约5mm(例如,5mm±1%)。据信由本文讨论的带主体提供的L1间隔是相对较低的(从而导致凹槽密度增加),这进而增加了带柔性。进一步据信,由于限定凹槽40的形状的相对较大的曲率半径R1和由此引起的应力集中减小,因此与利用更矩形/角形的轮廓来形成柔性增强结构的至少一些其他带设计中相比,L1是更低的。
如图1所示,凹槽40也在宽度轴线42的方向上彼此间隔开,使得凹槽40形成横跨带10的宽度的行。在这种布置中,一部分的未凹入的外表面部分56将每个凹槽40与宽度方向上相邻的凹槽40间隔开。如图1所示,未凹入的外表面部分56在宽度方向上具有宽度W2,并且在各种实施方式中。
在各种实施方式中,如图1和图2所示,凹槽40的每个纵列位于相邻内层分段26之间的对齐位置处。这种布置导致上面讨论的最小厚度T2的区域的定位,这进而提供了相邻内层分段26之间的柔性点。此外,凹槽40的相邻列相对于彼此交错,如尺寸L2所示。
参考图4和图5,示出了根据示例性实施方式的形成柔性光学带(诸如带10)的方法。如图4所示,将光纤带10提供给激光切割站(如激光器60所示)。如图5所示,向激光器60提供的带10具有带主体,所述带主体具有基本平坦的上表面32和下表面34。如图5所示,在形成凹槽40之前,带主体12包括外层28的区域62,其将被去除以形成凹槽40。
如图4所示,如上所述,激光器60以期望的图案产生激光束64并将激光束64引导到带10的外表面32和34上以形成凹槽40。在各种实施方式中,激光束64去除、切割或烧蚀带主体12的一部分以形成凹槽40。在各种实施方式中,激光束64被成形和/或聚焦以形成上面讨论的曲面52和54,并且在具体实施方式中,激光束64被成形和/或聚焦以形成实质上球形的曲面52和54。在一些实施方式中,激光束64具有与曲面52和54的期望形状相关并被调整以产生曲面52和54的期望形状的强度分布。在至少一些实施方式中,据信内层分段26在激光切割期间向光纤16提供保护层,这允许使用激光器60来形成具有相对较大深度D1的凹槽,而激光器60不会损坏光纤16。
据信,与刀片式切割***相比,激光器60允许如上所述的准确、快速和一致地形成限定凹槽40的曲面。此外,据信凹槽40将难以或不可能通过使带基体的前体材料以期望图案沉积、随后进行固化来形成,这是由于在沉积过程中需要开始和停止带材料流动的沉积装置的不精确性。在其他实施方式中,凹槽40可以通过其他非接触去除方法(诸如喷砂)来形成。在其他实施方式中,凹槽40可以使用刀片或研磨工具来形成,以便去除带主体12的材料,从而形成凹槽40的期望形状。
在各种实施方式中,本文讨论的带主体可以通过以期望的布置围绕光纤16施加聚合物材料(诸如UV可固化聚合物材料)来形成,以便形成特定的带主体。然后使聚合物材料固化,从而形成整体的邻接带主体,同时还将带主体耦接到光纤。在其他实施方式中,本文讨论的带主体可以由任何合适的聚合物材料形成,包括热塑性材料和热固性材料。
应当理解的是,本文讨论的光学带可以包括各种数量的光纤16。在各种示例性实施方式中,本文讨论的光学带可以包括2、4、6、8、10、12、14、16、24等根光纤或传输元件(例如,光纤16)。尽管本文讨论的带实施方式被示为具有以基本平行的线性阵列布置的光纤16,但是光纤16可能以正方形阵列、矩形阵列、交错阵列、或对于特定应用可能是期望的任何其他空间图案进行布置。在各种实施方式中,光纤16可以包括各种各样的光纤,包括多模光纤、单模光纤、弯曲不敏感/抗弯曲光纤等。在其他实施方式中,本文讨论的光学带可以包括位于带基体12内的多芯光纤。在该实施方式中,可以提供具有多个光学传输元件(例如,由包层围绕的多个光学芯)的单个整体光学结构,并且单个多芯光纤被嵌入在应力隔离带基体实施方式之一中和/或涂覆有如本文所讨论的涂层(例如,内层分段26)。在具体的示例性实施方式中,光纤16可以是Coming的SMF-28、LBL和ZBL G.652兼容光纤。
本文讨论的光纤可以是由玻璃或塑料制成的柔性透明光纤。光纤可以用作波导以便使光在光纤的两端之间透射。光纤可以包括由具有较低折射率的透明包覆材料围绕的透明芯。可以通过全内反射将光保持在芯中。玻璃光纤可以包括二氧化硅,但也可以使用一些其他材料,诸如氟锆酸盐玻璃、氟铝酸盐玻璃和硫族化物玻璃,以及结晶材料(诸如蓝宝石)。可以通过具有较低折射率的光学包层沿着光纤芯向下引导光,该所述光学包层通过全内反射在芯中捕获光。包层可以通过保护其免受湿气和/或物理损伤的缓冲层和/或其他涂层进行涂覆。这些涂层可以是在拉伸过程中施加到光纤外部的UV固化的聚氨酯丙烯酸酯复合材料。涂层可以保护玻璃纤维的股线。
除非另外明确说明,否则决不意图将本文陈述的任何方法解释为要求以特定顺序执行其步骤。因此,在方法权利要求实际上没有叙述其步骤应遵循的顺序,或者在权利要求或说明书中没有另外具体陈述这些步骤仅限于特定的顺序的情况下,决不意味着推断任何特定顺序。
对于本领域技术人员显而易见的是,可以在不脱离所公开的实施方式的精神或范围的情况下进行各种修改和变化。由于本领域技术人员想到,可以对包含所述实施方式的精神和物质的公开的实施方式进行修改、组合、子组合和变化,因此公开的实施方式应被解释为包括在所附权利要求及其等同物的范围内的任何内容。
Claims (20)
1.一种柔性光学带,包括:
多个光学传输元件,各自具有纵向轴线;以及
聚合物带主体,耦接到、支撑并且至少部分地围绕所述多个光学传输元件,所述带主体包括在所述多个光学传输元件的一个侧面上的第一主表面以及在所述多个光学传输元件的另一个侧面上的第二主表面,其中所述带主体限定:垂直于所述带主体的所述第一主表面和所述第二主表面两者的高度轴线、平行于所述光学传输元件的所述纵向轴线延伸的长度轴线、以及垂直于所述高度轴线和所述长度轴线两者延伸的宽度轴线;以及
第一多个凹陷,在所述带主体中形成,每个凹陷具有从所述第一主表面朝向所述多个光学传输元件延伸的深度以及沿着所述带主体延伸的长度;
其中每个凹陷的第一端部由所述带主体的凹曲面限定。
2.如权利要求1所述的柔性光学带,其中每个凹陷具有宽度,其中所述第一凹陷端部的凹曲面的三个曲率半径中的每一个等于所述宽度的一半。
3.如权利要求1所述的柔性光学带,其中所述第一凹陷端部的凹曲面的三个曲率半径中的每一个在0.05mm与0.125mm之间。
4.如权利要求3所述的柔性光学带,其中所述第一凹陷端部的凹曲面的三个曲率半径彼此相同,使得所述凹曲面限定实质上球形表面的一部分。
5.如权利要求4所述的柔性光学带,其中每个凹陷的第二凹陷端部也由具有至少三个曲率半径的聚合物带主体的凹曲面限定,一个曲率半径位于高度轴线平面中,一个曲率半径位于纵向轴线平面中,一个曲率半径位于宽度轴线平面中,其中所述第二凹陷端部的凹曲面的三个曲率半径与所述第一凹陷端部的凹曲面的三个曲率半径相同,使得每个凹陷在所述长度轴线的方向上对称。
6.如权利要求1所述的柔性光学带,其中所述多个光学传输元件彼此平行并且在所述宽度轴线的方向上通过位于相邻光学传输元件之间的聚合物带主体的一部分彼此间隔开,其中所述第一多个凹陷在所述宽度轴线的方向上定位在相邻光学传输元件之间,使得所述聚合带主体在所述光学传输元件的宽度方向位置处具有最大厚度,并且在相邻对的光学传输元件之间的宽度方向位置处具有最小厚度。
7.如权利要求6所述的柔性光学带,其中所述最小厚度小于所述光学传输元件的直径。
8.如权利要求7所述的柔性光学带,其中每个所述凹陷的长度基本平行于所述光学传输元件的纵向轴线延伸。
9.如权利要求1所述的柔性光学带,进一步包括:至少四个光学传输元件,其中所述聚合物带主体进一步包括:
多个内层分段,其由第一聚合物材料形成,每个内层分段是围绕至少两个所述光传输元件并且具有接触所述至少两个光传输元件的外表面的内表面的邻接聚合物结构;以及
单个连续外层,其由第二聚合物材料形成并且围绕所有的所述内层分段,使得所述内层分段的外表面接触所述外层并且所述外层限定所述带主体的第一主表面和第二主表面;
其中所述外层的一部分位于每个相邻内层分段之间,使得所有的所述内层分段通过所述外层保持在一起。
10.如权利要求1所述的柔性光学带,其中所述第一多个凹陷沿所述带主体在长度方向上间隔开,使得带主体的未凹入部分在长度方向上定位在相邻凹陷之间,其中所述带主体的未凹入部分的长度在1mm与15mm之间。
11.如权利要求10所述的柔性光学带,进一步包括:第二多个凹陷,其在所述带主体中形成,所述第二多个凹陷中的每个凹陷具有从所述第二主表面朝向所述多个光学传输元件延伸的深度以及沿着所述带主体在第一凹陷端部与第二凹陷端部之间延伸的长度,其中所述第二多个凹陷中的每个凹陷的至少第一凹陷端部由具有至少三个曲率半径的聚合物带主体的凹曲面限定,一个曲率半径位于高度轴线平面中,一个曲率半径位于纵向轴线平面中,一个曲率半径位于宽度轴线平面中。
12.一种光学带,包括:
多个光学传输元件,各自具有纵向轴线;以及
多层聚合物带主体,耦接到、支撑和围绕所述多个光学传输元件,所述聚合物带主体包括:
多个内层分段,由第一聚合物材料形成,每个内层分段是至少部分地围绕至少两个所述光传输元件并且具有接触所述至少两个光传输元件的外表面的内表面的邻接聚合物结构;以及
单个连续外层,由第二聚合物材料形成并且围绕所有的所述内层分段,使得所述内层分段的外表面接触所述外层,并且所述外层限定在所述多个光学传输元件的一个侧面上的第一主表面和在光学传输元件的另一个侧面上的第二主表面,其中所述外层的一部分位于每个相邻内层分段之间,使得所有的所述内层分段通过所述外层保持在一起;
其中所述第一主表面限定第一轮廓,所述第一轮廓成形为使得当以横截面进行观察时,所述第一主表面与所述第二主表面之间的距离朝向位于相邻对的内层分段之间的最小值减少,其中所述第一轮廓包括处于所述最小厚度的凹曲面,所述曲面具有大于0.05mm的曲率半径。
13.如权利要求12所述的光学带,其中每个所述光传输元件具有外径,其中所述最小厚度小于所述光传输元件的外径。
14.如权利要求13所述的光学带,其中每个所述光传输元件具有外径,其中所述最小厚度小于所述光传输元件的外径的50%。
15.如权利要求12所述的光学带,其中所述第二主表面限定第二轮廓,所述第二轮廓成形为使得当以横截面进行观察时,所述第二轮廓包括处于所述最小厚度的凹曲面,所述第二轮廓的曲面包括大于0.05mm的曲率半径。
16.如权利要求15所述的光学带,其中所述第一轮廓的曲面的曲率半径和所述第二轮廓的曲面的曲率半径小于0.125mm。
17.一种形成柔性光学带的方法,包括:
提供光纤带,所述光纤带包括被嵌入具有外表面的聚合物带主体并由其围绕的多根光纤;以及
用激光器去除所述聚合物带主体的部分,使得沿所述带主体的外表面形成多个凹陷,其中每个所述凹陷至少部分地由所述带主体的外表面的弯曲部分限定,所述弯曲部分具有大于0.05mm的曲率半径,所述曲率半径减小所述凹陷内的应力集中。
18.如权利要求17所述的方法,其中所述激光器产生激光束,所述激光束被成形以形成所述弯曲部分。
19.如权利要求18所述的方法,其中去除所述聚合物带主体的部分包括将第一激光束引导在所述外表面的上部,并且将第二激光束引导在所述外表面的与所述上部相对的下部,其中沿所述带主体的上表面和下表面在所述聚合物带主体中形成凹陷。
20.如权利要求17所述的方法,其中所述外表面的弯曲部分是部分实质上球形的表面,并且所述激光器产生激光束,所述激光束具有被成形以形成所述实质上球形表面的强度分布。
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Granted publication date: 20200331 Termination date: 20201019 |