專利名稱：對準(zhǔn)光學(xué)連接器安裝的模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連接器，尤其涉及用在光纖光通信裝置上的連接器。
相關(guān)申請的交叉引用本申請根據(jù)35 USC 119(e)(1)要求2001年6月29日提交的序列號為60/302,240的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
將一些零件連接到光電子模塊上的連接器是存在的，但在所有情況下，模塊的光電子部件的芯片的尺寸比對準(zhǔn)元件(例如，用于確保精確地和可重復(fù)地在連接器和模塊中的光纖之間對準(zhǔn)的引導(dǎo)銷)之間的間隔要小。
這個現(xiàn)有技術(shù)的裝置如圖1所示。光纖束的終端連接到帶有一個金屬套圈的連接器上。連接器金屬套圈組合有兩個作用它非常精確地保持各個光纖互相之間的位置，它也非常精確地保持這些眾多光纖作為一個組與特定對準(zhǔn)構(gòu)件相對位置，這樣當(dāng)連接器插入匹配連接器(支撐附加的光纖或在模塊上)時，這兩個連接器能夠使和第一個連接器集成在一起的光纖和相應(yīng)的集成到第二個連接器上的構(gòu)件(光纖或者光學(xué)或機(jī)械器件)對準(zhǔn)。
當(dāng)將兩個連接器相插對接時，為了維持高精確度，通常有兩個或更多的相隔一定距離的對準(zhǔn)構(gòu)件，然而，為了維持這些對準(zhǔn)構(gòu)件互相之間的精確度，它們分隔的間隔不能太大，因為當(dāng)制造極度精確的部件時，對準(zhǔn)構(gòu)件的相對位置的制造誤差會隨著對準(zhǔn)構(gòu)件分隔得更過開而增大。因此，這些構(gòu)件需要相隔足夠遠(yuǎn)的距離，以便使它們能足夠精確地控制諸如X-Y定位和在此平面上旋轉(zhuǎn)等情況，但又不能太遠(yuǎn)而導(dǎo)致因這些構(gòu)件本身位置的精確度而干擾連接的精確度。
為了兼容，目前工業(yè)上用的是幾種標(biāo)準(zhǔn)連接器，例如MTP連接器(US Conec LTD公司注冊的商標(biāo))，MTP連接器有兩個相距4.6mm的對準(zhǔn)件或引導(dǎo)銷。這樣，能和這個連接器一起使用的光電子部件的尺寸將受到對準(zhǔn)件或引導(dǎo)銷的間隔的限制。
隨著時間的推移，光電子元件或模塊開始和芯片相結(jié)合，而芯片有越來越多的光學(xué)器件，在某些情況下，有了更強(qiáng)大的電子功能。但隨著器件數(shù)量的增加和功能的增強(qiáng)，芯片也越來越大。這樣，連接器就制約了芯片尺寸(也制約了器件的數(shù)量或者說是功能的數(shù)量)。
使這個問題更加復(fù)雜的是這樣一個事實，目前用的模塊中，模塊側(cè)的對準(zhǔn)構(gòu)件被集成到模塊的封裝中。
目前，光電芯片已經(jīng)或?qū)⒈裙膺B接器上的對準(zhǔn)構(gòu)件的間隔更大。因此，如圖2所示，存在一個在模塊側(cè)設(shè)置符合連接到目前的商用連接器所必須的間隔標(biāo)準(zhǔn)的對準(zhǔn)構(gòu)件的問題。
一個可能的解決該問題的方案是設(shè)計一個全新的和更大的芯片一起使用的連接器。但連接器的設(shè)計很貴，而且超出芯片生產(chǎn)商的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。而且，沒有辦法保證這樣的連接器能被廣泛接受，因而限制了芯片和連接器市場。另外，人們還是希望這些更大的芯片仍能和現(xiàn)存的連接器兼容，以避免因為它將在現(xiàn)有的已經(jīng)在使用中的產(chǎn)品上出現(xiàn)的固有的過時效應(yīng)而導(dǎo)致的廣泛拒用的問題。
因而就需要一種使比對準(zhǔn)針間隔更大的芯片能用于目前市場上能得到的連接器的方法。

發(fā)明內(nèi)容
我們已經(jīng)開發(fā)了一種機(jī)械連接器部件，當(dāng)模塊的光電子元件(即芯片)的尺寸在面積范圍上超過用在商用連接器上的高精度垂直對準(zhǔn)元件(例如，引導(dǎo)針或其它對準(zhǔn)構(gòu)件)的間隔時，它能提供一種將多光纖連接器附連到光電子模塊的方法。
這里描述的優(yōu)點和缺點僅僅是從代表性的實施例得到的眾多優(yōu)點和特性的一小部分，而且僅用來輔助理解本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)這樣理解，它們不能被認(rèn)為是如權(quán)利要求界定的那樣的對本發(fā)明的限制，或?qū)?quán)利要求的等同物的限制。例如，有些優(yōu)點是相互抵觸的，它們不能同時在一個單個的實施例中同時存在。類似地，有些優(yōu)點適用于本發(fā)明的一個方面，而不適用于其他方面。這樣，這個對特征和優(yōu)點的概述在確定等同物中不應(yīng)被認(rèn)為是決定性的。在下面的描述、從附圖和權(quán)利要求中，本發(fā)明其他的的特性和優(yōu)點將變得更為明顯。


圖1顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的連接器和模塊；圖2顯示當(dāng)商用連接器需要被連接到帶有一個面積比連接器的對準(zhǔn)構(gòu)件的間隔還大的芯片的模塊上時將遇到的問題；圖3顯示一放置在光學(xué)元件上并配置得與支撐商用光纖的連接器匹配的帶有對準(zhǔn)構(gòu)件的耦合適配器；圖4顯示與模塊封裝集成在一起的圖3中的對準(zhǔn)構(gòu)件；圖5顯示添加了止動片的圖4中的對準(zhǔn)構(gòu)件；圖6顯示圖3中的耦合適配器的一種變型的分解示意圖。
具體實施例方式
我們創(chuàng)建了一種連接器的多種不同的變型，這種連接器可用來高精確度并可重復(fù)地將在商用連接器上的光纖束附連到光電子模塊上。該連接器可以是一種被設(shè)計成只允許光纖束插進(jìn)去一次，或者可以適用于可拆裝式的，能多次插入拔出的連接器。這樣的光纜的例子有MTP，MPO，MPX，SMC，ST，LC，MT-RJ。雖然根據(jù)本文的原理構(gòu)建的裝置能和這樣的用途的任何光電子模塊或連接器一起使用，但它對這樣的光電子模塊尤其有用，在這樣的光電子模塊中，必須和光纖束中的光纖匹配的芯片在含有間隔構(gòu)件的平面上的橫向和/或縱向范圍上，例如，在引導(dǎo)銷的情況下，在引導(dǎo)銷的軸線方向上比對準(zhǔn)構(gòu)件本身的間隔更大。
結(jié)合圖1，模塊封裝100上的光學(xué)元件110比凸對準(zhǔn)構(gòu)件120和凹對準(zhǔn)構(gòu)件130的間隔更小。圖示的是現(xiàn)有技術(shù)的一個設(shè)置，包括其終端連接在帶有金屬套圈的連接器140上的光纖束150。在這個設(shè)置中，連接器-金屬套圈組合非常精確地保持各個光纖互相之間的位置，它也非常精確地保持這些眾多光纖作為一個組與特殊對準(zhǔn)構(gòu)件的相對位置，這樣當(dāng)連接器140插入帶有光學(xué)元件110的模塊封裝100時，這兩個連接器將和第一個連接器一起集成的光纖和集成在模塊封裝100上的相應(yīng)的構(gòu)件(光纖或者光或機(jī)械器件)對準(zhǔn)。模塊封裝100進(jìn)一步包括凸對準(zhǔn)構(gòu)件120和凹對準(zhǔn)構(gòu)件130來輔助對準(zhǔn)光纖。但在這種設(shè)置中，沒有和對準(zhǔn)構(gòu)件的干擾，因為光學(xué)元件110比對準(zhǔn)構(gòu)件之間的間隔要小。
圖2顯示支撐光纖束240的商用連接器230在需要被連接到帶有一個面積比連接器230上的對準(zhǔn)構(gòu)件220的間隔更大的芯片或光學(xué)元件210的模塊200上時將遇到的問題。
我們已經(jīng)設(shè)計了至少三種克服上述問題的方法。而且我們意識到在一些應(yīng)用中采用我們的方法的某些的變型會產(chǎn)生先前沒有認(rèn)識到的其他問題。然而，我們已經(jīng)設(shè)計出解決那些問題并提供進(jìn)一步優(yōu)點的其他變型。
在一種根據(jù)本發(fā)明的原理的方法示例中，如圖3所示，我們創(chuàng)建了一個耦合適配器320，它可以放在模塊封裝300的光學(xué)元件310的頂部，并配置得與用于支撐光纖束340的商用光纖支撐連接器330相匹配。耦合適配器320是以這樣的方式設(shè)計的，它帶有內(nèi)置對準(zhǔn)構(gòu)件340，并且它被構(gòu)造成帶有孔或光學(xué)入射窗口322，通過它可以允許光線入射到下面的光學(xué)器件。另外，耦合適配器320可以包括一個基座328，一個工業(yè)上通常用于把基座保持在光學(xué)元件310或模塊300上的固定機(jī)構(gòu)326。光學(xué)元件310和耦合適配器320以這樣的方式一起設(shè)計，使得耦合適配器320的不允許光通過的部分總體上不會影響芯片的工作和/或模塊的性能。這樣就允許使用連接器330上的以和高精確度相適合的形式分隔的對準(zhǔn)構(gòu)件324和對準(zhǔn)構(gòu)件332，同時又能允許光學(xué)元件有任意大的尺寸。
另一種替代的變型采用了一個例如圖4所示的簡單方法，它有一個相當(dāng)?shù)偷那?qiáng)度，但是允許繼續(xù)使對準(zhǔn)構(gòu)件和模塊封裝400集成在一起。在這些變型中，芯片或光學(xué)元件420的設(shè)計使得它上面的與對準(zhǔn)構(gòu)件432位置對應(yīng)的，面積比用于支撐光纖束440的連接器430的對準(zhǔn)構(gòu)件432的橫截面稍大的位置上沒有放置元件。然后穿過芯片或光學(xué)元件420蝕刻孔422以使銷410能夠從中穿過而伸出。
第三個選擇類似于第一個方法，除了用第一個方法時適配器可能屈曲，和/或連接器上的某種東西可能突出，這樣的話插入的連接器上的某個東西在某些應(yīng)用中可能影響芯片上的器件以外。這樣，第三個方法包括銷510上的止動片512，它與帶有凹槽534的對準(zhǔn)構(gòu)件532匹配，以防止支撐光纖束540的連接器530插入太深。模塊封裝500進(jìn)一步包括光學(xué)元件520，在光學(xué)元件520上有一個通孔522。
第一個和第三個方法帶來的一個優(yōu)點是由于連接器的插入而使模塊遭受的力能通過適配器作用到模塊。這樣，它將被分配到更大的面積上，因此在模塊上產(chǎn)生更小的機(jī)械應(yīng)力。
圖6用分解示意圖的方式顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個變型。正如圖6所示，所使用的帶有窗口624的復(fù)雜的耦合適配器620能夠被附連到光學(xué)元件模塊610上，包括為高精度和耦合到光纖束640所需要的對準(zhǔn)構(gòu)件，
與光纖束連接器630將插入其中的耦合單元650熔接在一起，和允許從光纖束640來的所有光學(xué)信號與光學(xué)芯片上的所有光學(xué)器件相互作用。
正如上面提到的，耦合適配器620部件能方便地制造成與商用連接器兼容。如所示那樣，圖6的變型與MTP類型的連接器系統(tǒng)兼容。它被設(shè)計成超聲焊接到MTP連接器系統(tǒng)的耦合器部分。它也連接到帶有引導(dǎo)銷孔的金屬套圈或銷本身。那就是，它能被方便地制造成如顯示的那樣帶有銷624(凸)或帶有孔625(凹)。這兩種構(gòu)造允許任何類型的銷構(gòu)造型的光纖束可以和我們的耦合適配器一起使用。耦合適配器可以進(jìn)一步帶有第二個銷626以進(jìn)一步幫助對準(zhǔn)光纖束。
因此應(yīng)該理解的是，以上所描述的僅是有代表性的說明性的實施例。為了方便讀者，以上描述著重于所有可能的實施例的一個代表性的例子，這個例子講授了本發(fā)明的原理。描述沒有試圖窮舉所有可能的變化情況。一些替代的實施例也許沒有對于本發(fā)明的特定部分而提出，或另外沒有說明的實施例或許對于一個部分是可以實現(xiàn)的，這并不意味著放棄那些替代的實施例。一個普通的熟練人士很容易理解，很多那些沒描述的實施例結(jié)合了本發(fā)明的同樣的原理，其它的是等同物。
權(quán)利要求
1.一種耦合適配器，其特征在于，包括基座；和設(shè)置在基座上的至少一個對準(zhǔn)構(gòu)件，當(dāng)光電子模塊的跨度大于支撐多光纖束的商用連接器上使用的對準(zhǔn)元件的間隔時，所述至少一個對準(zhǔn)構(gòu)件構(gòu)造得使多光纖束與光電子模塊對準(zhǔn)，以允許光信號在多光纖束和在光電子模塊中的光學(xué)器件之間傳輸。
2.如權(quán)利要求1所述的耦合適配器，其特征在于，所述光學(xué)器件進(jìn)一步包括至少一個激光器，檢測器或調(diào)制器。
3.如權(quán)利要求2所述的耦合適配器，其特征在于，所述基座被附連到所述光電子模塊上。
4.如權(quán)利要求1所述的耦合適配器，其特征在于，所述基座進(jìn)一步包括在多光纖束和光學(xué)器件之間界定至少一個的窗口的壁。
5.如權(quán)利要求1所述的耦合適配器，其特征在于，所述耦合適配器的至少一個對準(zhǔn)構(gòu)件構(gòu)造得用來附連商用連接器的對準(zhǔn)元件。
6.如權(quán)利要求5所述的耦合適配器，其特征在于，所述商用連接器為MTP型的連接器。
7.如權(quán)利要求5所述的耦合適配器，其特征在于，所述商用連接器進(jìn)一步包括引導(dǎo)孔，所述耦合適配器的對準(zhǔn)構(gòu)件包括引導(dǎo)銷。
8.如權(quán)利要求1所述的的耦合適配器，其特征在于，所述耦合適配器位于光電子模塊的頂部，而且耦合適配器配置得與支撐光纖束的商用連接器匹配。
9.一種用來附連支撐多光纖束的商用連接器的耦合適配器，其特征在于，包括模塊封裝；附連到模塊封裝上的光學(xué)元件；和與商用連接器的對準(zhǔn)元件匹配的至少一個對準(zhǔn)構(gòu)件，用來在光學(xué)元件的大小在面積上比商用連接器中使用的對準(zhǔn)元件的間隔更大時將多光纖束對準(zhǔn)光學(xué)元件，以允許傳輸光信號使多光線束與光學(xué)元件相互作用。
10.如權(quán)利要求9所述的耦合適配器，其特征在于，所述對準(zhǔn)構(gòu)件設(shè)置在所述模塊封裝上。
11.如權(quán)利要求10所述的耦合適配器，其特征在于，所述光學(xué)元件進(jìn)一步包括限定通孔的壁，該通孔使對準(zhǔn)構(gòu)件伸出。
12.如權(quán)利要求10所述的耦合適配器，其特征在于，所述對準(zhǔn)構(gòu)件進(jìn)一步包括止動片構(gòu)件。
13.如權(quán)利要求12所述的耦合適配器，其特征在于，所述止動片構(gòu)件位于相對于所述模塊封裝的遠(yuǎn)端。
14.如權(quán)利要求12所述的耦合適配器，其特征在于，所述耦合適配器連接到商用連接器，所述止動構(gòu)件位于商用連接器中，其中，商用連接器進(jìn)一步包括一個接納止動構(gòu)件的凹槽。
15.一種用于附連支撐多光纖束的市售連接器的耦合適配器，其特征在于，包括帶有界定至少一個孔穿過其中的壁的基座；模塊封裝；附連在所述模塊封裝和基座之間的光學(xué)元件支承部件；和設(shè)置在基座上與商用連接器的對準(zhǔn)元件匹配至少一個的對準(zhǔn)構(gòu)件，當(dāng)所述光學(xué)元件支承部件的尺寸沿垂直于對準(zhǔn)元件的平面比商用連接器中使用的對準(zhǔn)元件的間隔大時，將多光纖束與光學(xué)元件對準(zhǔn)，以建立光學(xué)相互連接，允許光信號通過孔傳輸以使多光纖束與光學(xué)元件相互作用。
16.如權(quán)利要求15所述的耦合適配器，其特征在于，所述對準(zhǔn)構(gòu)件與包含商用連接器和多光纖束的耦合元件匹配。
17.如權(quán)利要求15所述的耦合適配器，進(jìn)一步包括第二對準(zhǔn)構(gòu)件。
18.如權(quán)利要求17所述的耦合適配器，其特征在于，所述第二對準(zhǔn)構(gòu)件包括引導(dǎo)銷。
19.如權(quán)利要求17所述的耦合適配器，其特征在于，所述第二對準(zhǔn)構(gòu)件包括引導(dǎo)孔。
20.如權(quán)利要求15所述的耦合適配器，其特征在于，所述光學(xué)相互連接是在PC卡和接線面板之間的平行光學(xué)相互連接。
全文摘要
一種當(dāng)模塊(300)上的光電子元件(310，610)的尺寸大于商用連接器(330)上使用的高精度對準(zhǔn)元件(332)的間隔時用于將一個保持光纖束(340，640)的多光纖連接器(330，630)附接到光電子模塊(300)上的耦合適配器(320，620)。適配器包括對準(zhǔn)構(gòu)件(324，410)，例如引導(dǎo)銷，它可以被安裝在適配器(320，620)的基座(328)上，或直接安裝到模塊(300)上。窗口(322)可以用在基座(328)上以允許光纖束(340，640)的光信號的傳輸，以和光電子模塊(300)相互作用。
文檔編號G02B6/42GK1522379SQ02813088
公開日2004年8月18日 申請日期2002年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月29日
發(fā)明者基思·康, 約翰·特雷澤, 基思 康, 特雷澤 申請人:美莎諾普有限公司