具有不同光學(xué)路徑的全內(nèi)反射光纖接口模塊和使用所述模塊的組件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)光纖接口模塊和使用所述光纖接口模塊的組件，其中所述模塊包括在其中形成的在模塊本體內(nèi)利用全內(nèi)反射的第一透鏡和第二透鏡。所述第一透鏡和第二透鏡限定具有不同長(zhǎng)度的第一光學(xué)路徑和第二光學(xué)路徑。所述模塊可以可操作地支撐第一光纖和第二光纖，以使得它們光學(xué)耦合至所述第一透鏡和第二透鏡的表面。所述第一透鏡和第二透鏡被設(shè)計(jì)來(lái)針對(duì)相對(duì)于第一有源光器件和第二有源光器件偏移提供橫向偏移的預(yù)定公差，同時(shí)維持所述有源光器件與對(duì)應(yīng)的第一光纖和第二光纖之間的相應(yīng)的第一耦合效率和第二耦合效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有不同光學(xué)路徑的全內(nèi)反射光纖接口模塊和使用所述模 塊的組件
[0001] 優(yōu)先權(quán)
[0002] 本申請(qǐng)根據(jù)專(zhuān)利法要求2012年3月30日提交的美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)13/436, 108的 優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，所述申請(qǐng)的內(nèi)容是本案的依托并且以引用的方式整體并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本公開(kāi)涉及光纖接口模塊和使用所述模塊的組件，并且更具體來(lái)說(shuō)，涉及以下這 樣的模塊和組件：所述模塊采用全內(nèi)反射并且具有用于分別與有源光器件如光源和光電檢 測(cè)器相關(guān)聯(lián)的傳輸和接收通道的不同光學(xué)路徑。

【背景技術(shù)】
[0004] 用于消費(fèi)電子產(chǎn)品的短距離數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)據(jù)速率變得越來(lái)越高，尤其是用于視頻 和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用的那些短距離數(shù)據(jù)鏈路。實(shí)例包括5Gb/s的USB3. 0協(xié)議、lOGb/s的HDMI 以及在兩個(gè)通道上的lOGb/s的Thunderbolt。在這類(lèi)高數(shù)據(jù)速率下，傳統(tǒng)的銅電纜具有有 限的傳輸距離并且可能相對(duì)較大，從而限制電纜靈活性并增加費(fèi)用。出于至少這些原因，光 纖作為銅線的替代物出現(xiàn)，以用于適應(yīng)下幾代消費(fèi)電子產(chǎn)品的高數(shù)據(jù)速率。
[0005] 與采用昂貴的高功率邊緣發(fā)射激光器與調(diào)制器的電信應(yīng)用不同，短距離光纖鏈路 是基于低成本、低功率的直接調(diào)制的光源如垂直空腔表面發(fā)射激光器（VCSEL)。為了在消費(fèi) 電子產(chǎn)品中可行，用于在一個(gè)方向上將來(lái)自光源的光耦合到光纖中并且在另一方向上將另 一光纖中傳播的光耦合到光電二極管上的光纖接口模塊和組件需要是低成本的。因此，尚 未解決的是需要設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、穩(wěn)健、可靠、具有寬松的未對(duì)準(zhǔn)公差和/或被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)過(guò)程的光纖 接口模塊和組件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本公開(kāi)的一方面是配置來(lái)支撐第一光纖和第二光纖的光纖接口模塊，所述光纖接 口模塊包括：模塊本體，所述模塊本體限定前端和后端、頂表面、底表面以及相反側(cè)部，并且 具有對(duì)具有紅外波長(zhǎng)的光基本透明的光學(xué)路徑；形成在所述頂表面中的第一光纖支撐特征 結(jié)構(gòu)和第二光纖支撐特征結(jié)構(gòu)；突脊，所述突脊形成在所述頂表面中并且具有分別終止第 一光纖支撐特征結(jié)構(gòu)和第二光纖支撐特征結(jié)構(gòu)的第一端壁和第二端壁，以及限定全內(nèi)反射 (TIR)鏡的傾斜壁；凹槽，所述凹槽形成在所述模塊本體的所述底表面中鄰近所述前端并 且限定頂板；以及第一透鏡表面和第二透鏡表面，所述第一透鏡表面和第二透鏡表面形成 在所述頂板上并且具有與第一光纖支撐特征結(jié)構(gòu)和第二光纖支撐特征結(jié)構(gòu)以及TIR鏡對(duì) 準(zhǔn)的相應(yīng)的第一折疊透鏡軸和第二折疊透鏡軸，其中所述第一透鏡表面和第二透鏡表面以 及所述第一端壁和第二端壁分別限定具有不同的第一折疊光學(xué)路徑和第二折疊光學(xué)路徑 的第一透鏡和第二透鏡。
[0007] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口模塊，其中所述第一折疊透鏡軸和第二折疊透 鏡軸具有±20微米或更大的未對(duì)準(zhǔn)公差，同時(shí)維持85 %或更大的耦合效率。
[0008] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口模塊，進(jìn)一步包括由模塊本體整體形成的所述 第一透鏡表面和第二透鏡表面。
[0009] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口模塊，其中所述第一透鏡表面和第二透鏡表面 具有不同的曲率。
[0010] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口模塊，其中所述第一透鏡表面和第二透鏡表面 具有雙曲線形狀。
[0011] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口模塊，其中所述頂板分別具有第一平坦部段和 第二平坦部段，其中所述第一平坦部段和第二平坦部段位于不同平面中。
[0012] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口模塊，其中所述紅外波長(zhǎng)是在800納米至1100 納米的范圍內(nèi)。
[0013] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口模塊，其中所述模塊本體是整體式的。
[0014] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口模塊，其中所述光纖支撐特征結(jié)構(gòu)包括大體平 行于所述相反側(cè)部延伸的多個(gè)溝槽。
[0015] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口模塊，其中所述頂表面包括所述第一光纖支撐 特征結(jié)構(gòu)和第二光纖支撐特征結(jié)構(gòu)分別形成在其中的第一部分和第二部分，所述第一部分 和第二部分相對(duì)于模塊本體的底表面而言具有不同的高度。
[0016] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口模塊，其中所述突脊包括相對(duì)于模塊本體的后 端彼此移置的第一部段和第二部段。
[0017] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口模塊，其中所述突脊包括分別終止第一光纖對(duì) 準(zhǔn)特征結(jié)構(gòu)和第二光纖對(duì)準(zhǔn)特征結(jié)構(gòu)并且相對(duì)于模塊本體的后端彼此移置的第一表面部 分和第二表面部分。
[0018] 本公開(kāi)的另一方面是一種光纖接口組件，所述光纖接口組件包括：所述模塊；第 一光纖和第二光纖，所述第一光纖和第二光纖分別支撐在所述第一光纖支撐特征結(jié)構(gòu)和第 二光纖支撐特征結(jié)構(gòu)中，其中所述第一光纖和第二光纖具有分別與光纖接口模塊的第一端 壁和第二端壁接口連接的相應(yīng)的第一末端和第二末端；以及第一有源光器件和第二有源光 器件，所述第一有源光器件和第二有源光器件可操作地布置在與所述第一透鏡表面和第二 透鏡表面相距相應(yīng)的第一前焦距和第二前焦距處，以使得所述第一有源光器件和第二有源 光器件分別在所述第一折疊光學(xué)路徑和第二折疊光學(xué)路徑上與所述第一光纖和第二光纖 進(jìn)行相應(yīng)的光學(xué)通信。
[0019] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口組件，其中所述第一有源光器件和第二有源光 器件分別包括光源和光電檢測(cè)器，并且其中所述第一折疊光學(xué)路徑具有比所述第二光學(xué)路 徑短的長(zhǎng)度。
[0020] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口組件，進(jìn)一步包括：印刷電路板（PCB)，所述印 刷電路板支撐所述光纖接口模塊；至少一個(gè)集成電路（IC)芯片，所述至少一個(gè)集成電路芯 片由所述PCB可操作地支撐并且可操作地連接至所述第一有源光器件和第二有源光器件； 并且其中所述PCB或所述IC芯片可操作地支撐所述第一光器件和第二光器件。
[0021] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口組件，進(jìn)一步包括：配置來(lái)與模塊本體的頂表 面配合并覆蓋所述頂表面的蓋子。
[0022] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口組件，進(jìn)一步包括：第一透鏡，所述第一透鏡被 配置來(lái)針對(duì)所述第一有源光器件與所述第一透鏡軸之間的第一橫向偏移提供±20微米的 第一預(yù)定未對(duì)準(zhǔn)公差，同時(shí)將所述第一有源光器件與所述第一光纖之間的第一耦合效率維 持在85%或更大；以及第二透鏡，所述第二透鏡被配置來(lái)針對(duì)所述第二有源光器件與所述 第二透鏡軸之間的第二橫向偏移提供±20微米的第二預(yù)定未對(duì)準(zhǔn)公差，同時(shí)將所述第二 有源光器件與所述第二光纖之間的第二耦合效率維持在85 %或更大。
[0023] 本公開(kāi)的另一方面是一種光電連接器，所述光電連接器包括：所述光纖接口組件； 與所述PCB電接口連接的接觸組件；可操作地容納所述光纖接口組件和所述接觸組件的金 屬插頭接口；以及可操作地容納所述金屬插頭接口的連接器外殼。
[0024] 本公開(kāi)的另一方面是一種光纖接口模塊，所述光纖接口模塊配置來(lái)支撐第一光纖 和第二光纖并且與第一有源光器件和第二有源光器件接口連接，所述光纖接口模塊包括： 模塊本體，所述模塊本體限定前端和后端、配置來(lái)支撐所述第一光纖和第二光纖的頂表面 以及支撐第一透鏡表面和第二透鏡表面的底表面，其中所述模塊本體對(duì)具有紅外波長(zhǎng)的光 基本上是透明的；突脊，所述突脊形成在所述頂表面中并且具有限定全內(nèi)反射（TIR)鏡的 傾斜壁；第一透鏡，所述第一透鏡由所述第一透鏡表面、所述第一端壁、所述TIR鏡以及所 述模塊本體的位于所述第一透鏡表面與所述第一端壁之間的一部分限定，所述第一透鏡限 定所述第一有源光器件與所述第一光纖之間的第一折疊光學(xué)路徑；以及第二透鏡，所述第 二透鏡由所述第二透鏡表面、所述第二端壁、所述TIR鏡以及所述模塊本體的位于所述第 二透鏡表面與所述第二端壁之間的一部分限定，所述第二透鏡限定所述第二有源光器件與 所述第二光纖之間的第二折疊光學(xué)路徑，其中所述第一折疊光學(xué)路徑和第二折疊光學(xué)路徑 具有不同的長(zhǎng)度。
[0025] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口模塊，其中所述第一透鏡被配置來(lái)針對(duì)所述第 一有源光器件與第一透鏡軸之間的第一橫向偏移提供±20微米的第一預(yù)定未對(duì)準(zhǔn)公差， 同時(shí)將所述第一有源光器件與所述第一光纖之間的第一耦合效率維持在85%或更大；并 且所述第二透鏡被配置來(lái)針對(duì)所述第二有源光器件與第二透鏡軸之間的第二橫向偏移提 供±20微米的第二預(yù)定未對(duì)準(zhǔn)公差，同時(shí)將所述第二有源光器件與所述第二光纖之間的 第二耦合效率維持在85 %或更大。
[0026] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口模塊，其中所述第一透鏡表面和第二透鏡表面 具有二次曲線常數(shù)不同的雙曲線形狀。
[0027] 本公開(kāi)的另一方面是一種光纖接口組件，所述光纖接口組件包括：具有本體的光 纖接口模塊，所述本體對(duì)紅外光是透明的并且支撐分別具有由第一透鏡表面和第二透鏡表 面限定的第一光學(xué)功率和第二光學(xué)功率的第一透鏡和第二透鏡，所述第一透鏡和第二透鏡 限定穿過(guò)所述模塊本體具有不同長(zhǎng)度的相應(yīng)的第一折疊光學(xué)路徑和第二折疊光學(xué)路徑；分 別由所述光纖接口模塊可操作地支撐的第一光纖和第二光纖，所述第一光纖和第二光纖具 有分別與所述第一透鏡和第二透鏡的第一大體平坦表面和第二大體平坦表面接口連接的 相應(yīng)的第一末端和第二末端；以及第一有源光器件和第二有源光器件，所述第一有源光器 件和第二有源光器件與所述第一透鏡表面和第二透鏡表面可操作地間隔開(kāi)，以使得所述第 一有源光器件和第二有源光器件分別在所述第一折疊光學(xué)路徑和第二折疊光學(xué)路徑上與 第一光纖和第二光纖進(jìn)行相應(yīng)的光學(xué)通信。
[0028] 本發(fā)明的另一方面是所述光纖接口組件，其中所述第一有源光器件和第二有源光 器件支撐在集成電路（IC)芯片或印刷電路板（PCB)的平坦支撐表面上，并且其中所述第一 光纖和第二光纖支撐在所述光纖接口模塊的頂表面上，其中所述頂表面和所述平坦支撐表 面是大體上平行的。
[0029] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口組件，其中所述模塊本體包括至少一個(gè)第一被 動(dòng)對(duì)準(zhǔn)特征結(jié)構(gòu)并且所述PCB包括與所述至少一個(gè)第一被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)特征結(jié)構(gòu)協(xié)作地配置以 允許所述模塊與所述PCB之間被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的至少一個(gè)第二被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)特征結(jié)構(gòu)。
[0030] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口組件，其中所述第一有源光器件和第二有源光 器件分別包括光源和光電檢測(cè)器，并且其中所述第一折疊光學(xué)路徑短于所述第二光學(xué)路 徑。
[0031] 本公開(kāi)的另一方面是所述光纖接口組件，其中：所述第一透鏡被配置來(lái)針對(duì)所述 第一有源光器件與第一透鏡軸之間的第一橫向偏移提供±20微米的第一預(yù)定未對(duì)準(zhǔn)公 差，同時(shí)將所述第一有源光器件與所述第一光纖之間的第一耦合效率維持在85%或更大； 并且所述第二透鏡被配置來(lái)針對(duì)所述第二有源光器件與第二透鏡軸之間的第二橫向偏移 提供±20微米的第二預(yù)定未對(duì)準(zhǔn)公差，同時(shí)將所述第二有源光器件與所述第二光纖之間 的第二耦合效率維持在85%以上。
[0032] 本公開(kāi)的另一方面是一種光電連接器，所述光電連接器包括：如上文所述的光纖 接口組件；與所述PCB接口電連接的接觸組件；可操作地容納所述光纖接口組件和所述接 觸組件的金屬插頭接口；以及可操作地容納所述金屬插頭接口的連接器外殼。
[0033] 本公開(kāi)的另一方面是光纖接口組件，所述光纖接口組件包括：具有本體的光纖接 口模塊，所述本體對(duì)紅外光是透明的并且支撐分別具有由第一透鏡表面和第二透鏡表面限 定的第一光學(xué)功率和第二光學(xué)功率的第一透鏡和第二透鏡，所述第一透鏡和第二透鏡限定 穿過(guò)所述模塊本體的相應(yīng)的第一折疊光學(xué)路徑和第二折疊光學(xué)路徑；分別由所述光纖接口 模塊可操作地支撐的第一光纖和第二光纖，所述第一光纖和第二光纖具有分別與所述第一 透鏡和第二透鏡的第一大體平坦表面和第二大體平坦表面接口連接的相應(yīng)的第一末端和 第二末端；印刷電路板，所述印刷電路板具有與所述第一透鏡表面和第二透鏡表面間隔開(kāi) 的表面；第一有源光器件和第二有源光器件，所述第一有源光器件和第二有源光器件可操 作地支撐在所述印刷電路板表面上，以使得所述第一有源光器件和第二有源光器件在所述 第一折疊光學(xué)路徑和第二折疊光學(xué)路徑上與第一光纖和第二光纖進(jìn)行相應(yīng)的光學(xué)通信，并 且其中所述第一有源光器件相對(duì)于所述印刷電路板表面具有限定所述第一折疊光學(xué)路徑 和第二折疊光學(xué)路徑的不同長(zhǎng)度的第一高度和第二高度。
[0034] 本公開(kāi)的另一方面是一種光電連接器，所述光電連接器包括：如上文所述的光纖 接口組件；與所述PCB電接口連接的接觸組件；可操作地容納所述光纖接口組件和所述接 觸組件的金屬插頭接口；以及可操作地容納所述金屬插頭接口的連接器外殼。
[0035] 應(yīng)理解，前文概括描述和以下詳細(xì)描述都呈現(xiàn)了本公開(kāi)的實(shí)施方案，并且意圖提 供概述或框架以用于理解本公開(kāi)所要求保護(hù)的本質(zhì)和特征。包括附圖以提供對(duì)本公開(kāi)的進(jìn) 一步理解，并且所述附圖并入本說(shuō)明書(shū)中且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分。附圖示出本公開(kāi)的各 種實(shí)施方案并且連同本文闡述的描述用于解釋本公開(kāi)的原理和操作。權(quán)利要求書(shū)并入下文 闡述的詳細(xì)描述中并且構(gòu)成詳細(xì)描述的一部分。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0036] 圖1是根據(jù)本公開(kāi)的示例性光纖接口模塊的正視俯視圖；
[0037] 圖2是圖1的光纖接口模塊的仰視圖；
[0038] 圖3A是沿光源光纖支撐特征結(jié)構(gòu)之一取得的光纖接口模塊的特寫(xiě)截面圖，示出 在延伸穿過(guò)模塊的一部分且其傾斜壁用作全內(nèi)反射鏡的突脊周?chē)膮^(qū)域；
[0039] 圖3B類(lèi)似于圖3A，但是為沿檢測(cè)器光纖支撐特征結(jié)構(gòu)之一取得的截面圖；
[0040] 圖4A是光纖接口組件的示例性實(shí)施方案的部分分解圖，所述光纖接口組件包括 圖1的光纖接口模塊、蓋子、印刷電路板（PCB)、由PCB可操作地支撐的集成電路（IC)芯片 以及呈光電檢測(cè)器和光源形式的有源光器件；
[0041] 圖4B是示例性有源光器件及其器件軸連同對(duì)應(yīng)的透鏡表面、透鏡以及透鏡軸的 不意性特與圖；
[0042] 圖5是與圖4A類(lèi)似的部分分解圖并且示出由PCB可操作地支撐的光纖接口模塊；
[0043] 圖6是針對(duì)光纖接口模塊在圖4a和圖5中所示的任選蓋子的示例性實(shí)施方案的 仰視圖；
[0044] 圖7A是與圖3A類(lèi)似的特寫(xiě)圖并且示出可操作地支撐光源形式有源光器件的PCB 或IC芯片，并且還示出來(lái)自光源的光源光在折疊的光源光學(xué)路徑上傳播穿過(guò)光纖接口模 塊而到達(dá)位于光源光纖內(nèi)的焦點(diǎn)；
[0045] 圖7B類(lèi)似于圖7A并且示出檢測(cè)器光在折疊的檢測(cè)器光學(xué)路徑上從檢測(cè)器光纖傳 播并穿過(guò)光纖接口模塊而到達(dá)由IC芯片或PCB板可操作地支撐的光電檢測(cè)器形式的有源 光器件；
[0046] 圖8A是由光纖接口模塊的光源透鏡、光源以及相對(duì)于光源透鏡可操作地布置的 光源光纖形成的說(shuō)明性光源光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；
[0047] 圖8B是光源的特寫(xiě)圖，示出光源相對(duì)于光源透鏡光軸的示例性橫向未對(duì)準(zhǔn)S Zs ;
[0048] 圖9A類(lèi)似于圖8A并且是由光纖接口模塊的檢測(cè)器透鏡、光電檢測(cè)器以及相對(duì)于 檢測(cè)器透鏡可操作地布置的檢測(cè)器光纖形成的示例性檢測(cè)器光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；
[0049] 圖9B類(lèi)似于圖8B并且是光電檢測(cè)器的示意性特寫(xiě)圖，示出光電檢測(cè)器相對(duì)于檢 測(cè)器透鏡光軸的示例性橫向未對(duì)準(zhǔn)S Zd ;
[0050] 圖10是具有光源對(duì)準(zhǔn)公差SZs等值線的曲率半徑R和二次曲線常數(shù)k的等值線 圖，示出提供最佳橫向?qū)?zhǔn)公差且同時(shí)具有耦合效率CEs = 100%的（R，k)空間的區(qū)域；
[0051] 圖IlA是針對(duì)示例性檢測(cè)器透鏡，檢測(cè)器耦合效率CED(% )隨著距離參數(shù)dlD和 d2D的變化而變化的等值線圖；
[0052] 圖IlB是針對(duì)光源透鏡100S，光源耦合效率CES(% )隨著距離參數(shù)dlS和d2S的 變化而變化的等值線圖；
[0053] 圖12A是與檢測(cè)器耦合效率CED(% ) = 90%相關(guān)聯(lián)的檢測(cè)器橫向未對(duì)準(zhǔn)公差 S Zd ( y m)隨著與示例性檢測(cè)器透鏡100D相關(guān)聯(lián)的檢測(cè)器距離參數(shù)dlD和d2D的變化而變 化的等值線圖；
[0054] 圖12B是與光源耦合效率CES(% ) = 90%相關(guān)聯(lián)的光源橫向未對(duì)準(zhǔn)公差 S Zs (m)隨著與示例性光源透鏡100S相關(guān)聯(lián)的光源距離參數(shù)dlS和d2S的變化而變化的 等值線圖；
[0055] 圖13A是示出針對(duì)示例性光源透鏡，光源耦合效率CEs(%)對(duì)分別在Z和X方向 上以微米計(jì)的光源橫向未對(duì)準(zhǔn)S Zs和S Xs的曲線的圖；
[0056] 圖13B是示出針對(duì)示例性檢測(cè)器透鏡，檢測(cè)器耦合效率CED(% )對(duì)在Z方向上以 微米計(jì)的檢測(cè)器橫向未對(duì)準(zhǔn)S Zd的曲線的圖；
[0057] 圖14類(lèi)似于圖1并且示出一個(gè)示例性實(shí)施方案，其中鑒于主要頂表面部段具有 高度不同的兩個(gè)相鄰部分，光纖接口模塊的光源光學(xué)路徑和檢測(cè)器光學(xué)路徑具有不同的長(zhǎng) 度；
[0058] 圖15是示出主要頂表面部段和具有不同高度的兩個(gè)相鄰部分的光纖接口模塊的 端視圖；
[0059] 圖16A和圖16B是與圖3A和圖3B類(lèi)似，在Y-Z平面上取得的光纖接口模塊的截 面圖，并且示出因相鄰頂表面部分的高度差△ h所致的光源光學(xué)路徑OPs和檢測(cè)器光學(xué)路 徑OPd的不同長(zhǎng)度；
[0060] 圖17和圖18類(lèi)似于圖1和圖2,并且示出用于通過(guò)模塊本體在光源與突脊檢測(cè)器 部段之間具有位移來(lái)形成具有不同長(zhǎng)度的光源光學(xué)路徑OPs和檢測(cè)器光學(xué)路徑OPd的另一 示例性實(shí)施方案；
[0061] 圖19A和圖19B是在不同的Y-Z平面上取得并與圖16A和圖16B的那些類(lèi)似的截 面圖，并且示出光源光學(xué)路徑OPs和檢測(cè)器光學(xué)路徑OPd ;
[0062] 圖20是示出可操作地設(shè)置在印刷電路板的表面上的光電檢測(cè)器和光源的示例性 印刷電路板的正視圖，其中在Z方向上，光源與光電檢測(cè)器偏移AZ量；
[0063] 圖21類(lèi)似于圖1，不同之處在于突脊在整個(gè)模塊上是均勻的；
[0064] 圖22A和圖22B是在圖21的模塊的不同Y-Z平面上取得的截面圖，并且示出對(duì)于 升高的光源和光電檢測(cè)器而言的光源光學(xué)路徑OPs和檢測(cè)器光學(xué)路徑OPd ;
[0065] 圖23是可操作地設(shè)置在印刷電路板的表面上的光源和光電檢測(cè)器的正視圖，其 中相對(duì)于光電檢測(cè)器，光源通過(guò)支撐構(gòu)件升高；以及
[0066] 圖24和圖25是采用使用本文所公開(kāi)的光纖接口模塊形成的光纖接口組件的示例 性光-電（O-E)連接器的部分分解圖和正視圖。
[0067] 本公開(kāi)的另外的特征和優(yōu)點(diǎn)在以下詳細(xì)描述中進(jìn)行闡述并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將 從描述中變得清楚明白，或者通過(guò)實(shí)踐如本文所描述的本公開(kāi)連同權(quán)利要求書(shū)和附圖來(lái)了 解。
[0068] 出于參考目的，某些附圖中示出了笛卡爾坐標(biāo)（Cartesian coordinate)并且不意 圖對(duì)方向或取向進(jìn)行限制。

【具體實(shí)施方式】
[0069] 本公開(kāi)涉及光纖接口模塊和組件，并且更具體來(lái)說(shuō)，涉及以下這樣的模塊和組件： 所述模塊在模塊本體內(nèi)采用全內(nèi)反射以及折疊的光源和檢測(cè)器光學(xué)路徑。
[0070] 首先論述光纖接口模塊的示例性實(shí)施方案，之后論述采用所述光纖接口模塊的光 纖接口組件的示例性實(shí)施方案。然后結(jié)合光源和檢測(cè)器光學(xué)系統(tǒng)來(lái)描述與光纖接口模塊以 及傳輸和接收通道相關(guān)聯(lián)的光源和檢測(cè)器透鏡的示例性配置。
[0071] 光纖接口模塊
[0072] 圖1是根據(jù)本公開(kāi)的示例性光纖接口模塊（下文稱為"模塊"）10的正視俯視圖。 圖2是圖1的模塊10的仰視圖，而圖3A和圖3B是在沿相應(yīng)的光源和檢測(cè)器光纖支撐特征 結(jié)構(gòu)42S和42D(下文所介紹和所論述）的Y-Z平面上取得的圖1和圖2的示例性模塊10 的截面圖。
[0073] 模塊10具有本體12,所述本體12在這個(gè)實(shí)施方案中大體具有包括如下文所描 述形成于其中的另外的特征的矩形平行六面體（又稱為長(zhǎng)方體），但其它合適的一般形狀 也是可行的。本體12限定前端14、可與前端大體平行的后端16、頂表面18以及與頂表面 大體平行的底表面20。本體12還限定在這個(gè)實(shí)施方案中各自包括突出部23的側(cè)部22。 模塊10具有如圖1中所示的長(zhǎng)度LZ、寬度LX以及高度LY的尺寸。這些尺寸的實(shí)例包括 5謹(jǐn)< LZ < ICtam, 2謹(jǐn)< LX < ICtam以及1謹(jǐn)< LY < 4謹(jǐn),但其它合適的尺寸也是可行的。
[0074] 頂表面18包括與前端14相鄰的前頂表面部段30。頂表面18還包括與后端16相 鄰的主要頂表面部段40。主要頂表面部段40包括兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)孔32,所述對(duì)準(zhǔn)孔32鄰近相應(yīng) 側(cè)部22形成，約處于前端14與后端16之間的中間處，并且在Y方向上延伸至底表面20。 對(duì)準(zhǔn)孔32可用作被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)特征結(jié)構(gòu)，如下文解釋。主要頂表面部段40還包括一個(gè)或多個(gè) 光纖支撐特征結(jié)構(gòu)42。一些光纖支撐特征結(jié)構(gòu)42被配置來(lái)容納與相應(yīng)光源（如下文所論 述）相關(guān)聯(lián)的光源光纖200S并且稱為光源光纖支撐特征結(jié)構(gòu)42S。類(lèi)似地，一些光纖支撐 特征結(jié)構(gòu)42被配置來(lái)容納與相應(yīng)光電檢測(cè)器（同樣如下文所論述）相關(guān)聯(lián)的檢測(cè)器光纖 200D并且稱為檢測(cè)器光纖支撐特征結(jié)構(gòu)42D。在一個(gè)實(shí)例中，光纖支撐特征結(jié)構(gòu)42包括通 常在Z方向（即與側(cè)部22大體平行）上延伸的溝槽。在一個(gè)實(shí)例中，所述溝槽是V形的， 艮P，具有V形截面；然而，其它結(jié)構(gòu)如U溝道、鉆孔等也是可行的。
[0075] 舉例來(lái)說(shuō)，適于用作光源光纖200S和檢測(cè)器光纖200D的光纖200是多模光纖，例 如像粗芯高數(shù)值孔徑光纖，例如可從Corning, Inc. (Corning, New York)獲得的VSDN?光 纖。名稱為 "High numerical aperture multimode optical fiber" 的公布的 PCT 專(zhuān)利申 請(qǐng)公布號(hào)W02010036684中也論述了說(shuō)明性光纖200,但其它合適的光纖的使用根據(jù)本文所 公開(kāi)的概念是可行的。
[0076] 模塊10的頂表面18還包括突脊50,所述突脊50將前頂表面部段30與主要頂表 面部段40分開(kāi)并且延伸穿過(guò)模塊10,即在X方向上延伸。圖3A是沿光源光纖支撐特征結(jié) 構(gòu)42S取得的在突脊50周?chē)哪K本體12的區(qū)域的特寫(xiě)截面圖。圖3A示出位于光源光 纖支撐特征結(jié)構(gòu)42S之內(nèi)的光源光纖200S的端部。圖3B類(lèi)似于圖3A并且是沿檢測(cè)器光 纖支撐特征結(jié)構(gòu)42D取得的在突脊50周?chē)哪K本體12的區(qū)域的特寫(xiě)截面圖。圖3B示 出位于檢測(cè)器光纖支撐特征結(jié)構(gòu)42D之內(nèi)的檢測(cè)器光纖200D的端部。
[0077] 光源光纖200S具有末端202S和與光纖纖芯（"纖芯")206S的中心軸重合的中心 軸204S，所述光纖纖芯206S具有折射率n。。纖芯206S由具有折射率na的包層208S包圍， 其中na〈n。。在一個(gè)非限制性實(shí)例中，光源光纖200S具有數(shù)值孔徑NAfs = 0. 29,但具有其 它值的數(shù)值孔徑的光纖的使用也是可行的。此外在一個(gè)實(shí)例中，纖芯206S具有梯度折射率 分布，而在一個(gè)實(shí)例中是拋物線型分布。在一個(gè)實(shí)例中，纖芯206S具有約80微米的直徑。 類(lèi)似地，檢測(cè)器光纖200D具有末端202D、中心軸204D、纖芯206D (其可以具有梯度折射率） 以及包層208D。在一個(gè)實(shí)例中，光源光纖200S和檢測(cè)器光纖200D是相同類(lèi)型的光纖，但它 們根據(jù)需要可以是不同的。
[0078] 如圖1中所示，突脊50包括光源部段51S和檢測(cè)器部段51D。在這個(gè)示例性實(shí)施 方案中，突脊50,突脊50的光源部段51S具有大體三角形的截面形狀并且包括可面向后端 16大體垂直的端壁52S。端壁52S終止光源光纖支撐特征結(jié)構(gòu)42S。突脊50的檢測(cè)器部段 51D包括延伸部分53D，所述延伸部分53D朝向后端16延伸并且限定可以是大體垂直的并 終止檢測(cè)器光纖支撐特征結(jié)構(gòu)42D的端壁52D。由于具有延伸部分53D，檢測(cè)器光纖支撐特 征結(jié)構(gòu)42D具有比光源光纖支撐特征結(jié)構(gòu)42S短的長(zhǎng)度。突脊50還包括傾斜壁54,所述傾 斜壁54面向前端14并且相對(duì)于頂表面18以角度0傾斜遠(yuǎn)離所述前端（圖3A和圖3B)。 在一個(gè)實(shí)例中，角度0大體是45度，但其它合適的角度根據(jù)需要是可行的。在所示的實(shí)例 中，端壁52S和52D在Z方向上是偏移的并且因此位于不同平面（參見(jiàn)圖1)。然而，在其它 實(shí)施方案中，端壁52S和52D可以是同一平坦端壁52的一部分，并且在一個(gè)實(shí)例中，兩個(gè)端 壁是平坦的并且位于同一平面。
[0079] 如上所述，突脊50的光源部段51S的端壁52S終止光源光纖支撐特征結(jié)構(gòu)42S，并 且在一個(gè)實(shí)例中以大體直角來(lái)實(shí)現(xiàn)終止。類(lèi)似地，突脊50的檢測(cè)器部段51D的端壁52D終 止檢測(cè)器光纖支撐特征結(jié)構(gòu)42D，并且在一個(gè)實(shí)例中以大體直角來(lái)實(shí)現(xiàn)終止。光纖支撐特征 結(jié)構(gòu)42在后端16處是開(kāi)放的。此外在一個(gè)實(shí)例中，端壁52S和52D可以與完全垂直相差 較小角度（例如，2° )。這允許折射率匹配材料220 (例如，環(huán)氧樹(shù)脂）在光源光纖200S和 檢測(cè)器光纖200D的相應(yīng)末端202S和202D周?chē)鲃?dòng)，并且位于這些光纖末端與其相應(yīng)端壁 52S和52D之間，而不將氣泡截留在兩者之間。端壁52S和52D用作光纖末端202S和202D 的相應(yīng)的機(jī)械止動(dòng)件并且建立光纖200在其相應(yīng)光纖支撐特征結(jié)構(gòu)42中的縱向位置（即， Z方向位置）。
[0080] 如圖3A和圖3B中所示，傾斜壁54包括下部54L，所述下部54L還用作鄰近突脊50 朝向前端14且緊挨著傾斜壁54形成的溝道60的后壁。傾斜壁54形成用于使如本文所論 述的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)向的全內(nèi)反射（TIR)表面或鏡。溝道60還包括底板62和朝向前端14且 與傾斜壁54相對(duì)的前壁64。溝道60還可以使得底板62彎曲，從而使得所述底板、前壁64 以及后壁（下部）54L形成一個(gè)連續(xù)彎曲表面，其中下部/后壁是線性傾斜的。
[0081] 溝道60用于提供比傾斜壁54在頂表面18處終止的情況下那樣（以虛線示出以 供參考）更長(zhǎng)的對(duì)于傾斜壁54而言的空氣-本體界面。這允許傾斜壁54用作具有大體90 度全內(nèi)反射（TIR)表面的光學(xué)轉(zhuǎn)向件，所述光學(xué)轉(zhuǎn)向件的目的在下文更詳細(xì)描述且下文稱 為T(mén)IR鏡54。也就是說(shuō)，傾斜壁54的材料與空氣之間的界面產(chǎn)生具有用于使光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)向 的不同折射率的界面。
[0082] 如圖2以及圖3A和圖3B(以及還有下文介紹和論述的圖4B)中最佳可見(jiàn)，模塊本 體12包括在底表面20中鄰近前端14形成的凹槽80。凹槽80限定頂板82和端壁84,后 者示出為傾斜遠(yuǎn)離前端14。頂板82包括在端壁84附近的多個(gè)透鏡表面102,所述多個(gè)透 鏡表面102連同TIR鏡54各自限定對(duì)應(yīng)的折疊透鏡軸如折疊透鏡軸104S和104D，所述對(duì) 應(yīng)的折疊透鏡軸104S和104D分別穿過(guò)突脊50的端壁52S和52D，以用于使光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)向， 如以大體直角角度轉(zhuǎn)向。雖然這個(gè)實(shí)施方案示出不同平面上的頂板以及用于實(shí)現(xiàn)不同路徑 長(zhǎng)度的突脊，但所述結(jié)構(gòu)可獨(dú)立用于實(shí)現(xiàn)傳輸折疊透鏡與接收折疊透鏡之間的不同路徑長(zhǎng) 度。下文將論述說(shuō)明用于實(shí)現(xiàn)不同路徑透鏡的替代實(shí)施方案的模塊本體10的不同的示例 性配置。如圖2和圖3A、圖3B以及圖4B中所示的具體實(shí)施方案出于方便目的使用并且作 為非限制性實(shí)例。
[0083] 所述多個(gè)透鏡表面102包括至少一個(gè)光源透鏡表面102S，所述至少一個(gè)光源透鏡 表面102S是光源透鏡100S的一部分并且具有光源透鏡軸104S和通光孔徑CAs。多個(gè)透鏡 表面102還包括至少一個(gè)檢測(cè)器透鏡表面102D，所述至少一個(gè)檢測(cè)器透鏡表面102D是檢 測(cè)器透鏡100D的一部分并且具有檢測(cè)器透鏡軸104D和通光孔徑CAD。頂板82具有包括至 少一個(gè)光源透鏡表面102S的光源部段82S。類(lèi)似地，頂板82具有包括至少一個(gè)檢測(cè)器透 鏡表面102D的檢測(cè)器部段82D。在一個(gè)實(shí)例中，頂板82的光源部段82S和檢測(cè)器部段82D 都是大體平坦的，但位于不同平面，例如，在Y方向上相對(duì)彼此偏移或移置一個(gè)臺(tái)階83,所 述臺(tái)階83位于檢測(cè)器部段82D與光源部段82S之間，如大約處于模塊本體12的側(cè)部22之 間的中間處。臺(tái)階83可以是陡峭（S卩，大體直角）臺(tái)階或者它可以根據(jù)需要是傾斜的。
[0084] 模塊10還視情況包括對(duì)準(zhǔn)支柱75,所述對(duì)準(zhǔn)支柱75朝向側(cè)部22且靠近后端16 形成在底表面20中，并且從所述底表面向外（即，在Y方向上延伸）延伸。對(duì)準(zhǔn)支柱75用 作如下文將更詳細(xì)解釋的另外的被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)特征結(jié)構(gòu)，并且可以幫助將模塊10附接至安裝 表面。
[0085] 所述一個(gè)或多個(gè)光源透鏡表面102S和相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)折疊光源透鏡軸104S 沿Z方向與對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)光源光纖支撐特征結(jié)構(gòu)42S對(duì)準(zhǔn)，其中每個(gè)光源光纖200S對(duì) 準(zhǔn)一個(gè)光源透鏡表面102S。類(lèi)似地，一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器透鏡表面102D和相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多 個(gè)折疊檢測(cè)器透鏡軸104D沿Z方向與對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器光纖支撐特征結(jié)構(gòu)42D對(duì) 準(zhǔn)，其中每個(gè)檢測(cè)器光纖200D對(duì)準(zhǔn)一個(gè)檢測(cè)器透鏡表面102D。當(dāng)然，本文所公開(kāi)的概念可 以與單個(gè)檢測(cè)器透鏡軸和單個(gè)光源透鏡軸或與呈根據(jù)需要的任何布置形式的多個(gè)檢測(cè)器 和光源透鏡軸一起使用。
[0086] 在一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)對(duì)應(yīng)的光纖200位于對(duì)應(yīng)的光纖支撐特征結(jié)構(gòu)42中時(shí)，折疊光 源透鏡軸104S和檢測(cè)器透鏡軸104D在Z方向上延伸的相應(yīng)部分與相應(yīng)的光源光纖中心軸 204S和檢測(cè)器光纖中心軸204D重合。因此，光源光纖支撐特征結(jié)構(gòu)42S配置來(lái)使得給定 光源光纖中心軸204S與給定光源透鏡軸104S諸如大體以直角相交，并且大體在傾斜壁54 處相交，但如本文所論述，所述角度可以根據(jù)需要變化。類(lèi)似地，檢測(cè)器光纖支撐特征結(jié)構(gòu) 42D配置來(lái)使得給定檢測(cè)器光纖中心軸204D與給定檢測(cè)器透鏡軸104D諸如大體以直角相 交，并且大體在傾斜壁54處相交，但所述角度也可以變化。
[0087] 折疊光源透鏡軸104S和檢測(cè)器透鏡軸104D限定折疊光源（"光源"）光學(xué)路徑OPs和折疊光電檢測(cè)器（"檢測(cè)器"）光學(xué)路徑OPd的相應(yīng)部段，其中每個(gè)光學(xué)路徑的一部分處 于模塊本體12內(nèi)，如下文所論述。當(dāng)模塊10用于光纖接口組件時(shí)，這些光源光學(xué)路徑OPs和檢測(cè)器光學(xué)路徑OPd分別表示傳輸通道和接收通道的部分，如下文所論述。此外，所述光 纖接口組件根據(jù)需要可以是有源光纖光纜（AOC)組件或其它結(jié)構(gòu)的一部分。
[0088] 光源透鏡表面102S、TIR鏡54、在其之間的端壁52S的對(duì)應(yīng)部分以及模塊本體12 的對(duì)應(yīng)部分限定光源透鏡100S及其折疊光軸104S。光源透鏡表面102S在本文中視為前 透鏡表面并且端壁52S視為光源透鏡100S的后透鏡表面。前透鏡表面102S與后透鏡表面 52S之間的軸向距離是透鏡厚度（即，在這些表面之間的模塊本體12的厚度）并且標(biāo)記為 d2S(參見(jiàn)圖8A)。
[0089] 類(lèi)似地，檢測(cè)器透鏡表面102D、TIR鏡54、在其之間的端壁52D的對(duì)應(yīng)部分以及模 塊本體12的對(duì)應(yīng)部分（包括突脊50的延伸部分53D)限定檢測(cè)器透鏡100D及其折疊光軸 104D。檢測(cè)器透鏡表面102D在本文中被視為前透鏡表面并且端壁52D被視為檢測(cè)器透鏡 100D的后透鏡表面，即使在操作中檢測(cè)器光（下文所介紹）在從端壁52D至檢測(cè)器透鏡表 面102D的方向上傳播也如此。前透鏡表面102S與后透鏡表面52D之間的軸向距離是透鏡 厚度（即，在這些表面之間的模塊本體12的厚度）并且標(biāo)記為d2D(參見(jiàn)圖9A)。
[0090] 在一個(gè)實(shí)例中，光源透鏡表面102S和檢測(cè)器透鏡表面102D中的至少一個(gè)整體形 成在其相應(yīng)的頂板部段82S和82D上，S卩，與模塊本體12成整體并且因此構(gòu)成模塊本體的 彎曲部分。在另一實(shí)例中，光源透鏡表面102S和檢測(cè)器透鏡表面102D中的至少一個(gè)作為 離散部件添加至其相應(yīng)的頂板部段82S和82D。在一個(gè)實(shí)例中，光源透鏡100S和檢測(cè)器透 鏡100D的通光孔徑CAs和CAd是在250微米與500微米之間，并且在一個(gè)更具體的實(shí)例中 是在300微米與400微米之間，但其它合適的直徑也是可行的。
[0091] 在一個(gè)實(shí)例中，模塊本體12由對(duì)具有紅外（IR)波長(zhǎng)A的傳輸?shù)墓猓矗庠垂?356S和檢測(cè)器356D，下文所介紹和所論述）基本透明的材料制成，所述紅外波長(zhǎng)A例如為 800nm至IlOOnm范圍內(nèi)的IR波長(zhǎng)A，所述范圍是在形成光學(xué)數(shù)據(jù)鏈路中所使用的VCSEL 的波長(zhǎng)范圍。然而，模塊本體12的材料可以選擇來(lái)使得所述材料對(duì)處于其它波長(zhǎng)的光是基 本透明的。此外，模塊本體12具有大得足以在TIR鏡54(即，光學(xué)轉(zhuǎn)向件）處提供全內(nèi)反 射的折射率n。
[0092] 在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，模塊本體12由透明樹(shù)脂如General Electric Company 在ULTEMx 1010商品名稱下出售的聚醚酰亞胺（PEI)形成，所述透明樹(shù)脂在上述IR波 長(zhǎng)范圍內(nèi)具有約n = 1. 64的折射率。在一個(gè)實(shí)例中，模塊本體12是整體式的并且例如通 過(guò)模制、通過(guò)機(jī)械加工或通過(guò)模制和機(jī)械加工兩者的組合來(lái)形成。舉例來(lái)說(shuō)，注塑模具由鋼 制成并且被精密微加工來(lái)使得模塊本體12 (包括光源透鏡100S和檢測(cè)器透鏡100D)的特 征結(jié)構(gòu)以高精度形成。然而，用于模塊的其它制造方法也是可行的。
[0093] 光纖接口組件
[0094] 圖4A是采用模塊10的光纖接口組件（"組件"）300的示例性實(shí)施方案的部分分 解圖。圖4B是示例性有源光器件350及其器件軸354、連同透鏡100的示例性透鏡表面102 和對(duì)應(yīng)的透鏡軸104的示意性特寫(xiě)圖。圖5是與圖4A類(lèi)似的部分分解圖，示出附接至結(jié)構(gòu) 的模塊10。圖6是配置來(lái)與模塊本體12的頂表面18配合并覆蓋所述頂表面的任選蓋子 370的仰視圖。其它實(shí)施方案可以視情況包封或以其它方式保護(hù)光學(xué)附件或不保護(hù)。
[0095] 參考圖4A和圖5,組件300包括印刷電路板（PCB) 310,所述印刷電路板310具有 包括用于建立電連接的金屬引線314(包括引線接合、導(dǎo)電跡線等）和接觸墊316的上表面 312。PCB上表面312根據(jù)需要可操作地支撐集成電路（IC)芯片320和/或多個(gè)有源光器 件350。在一個(gè)實(shí)例中，IC芯片320 (以虛線示出）可操作地支撐多個(gè)有源光器件350,如 發(fā)射光源光356S的至少一個(gè)光源350S和檢測(cè)檢測(cè)器光356D的至少一個(gè)光電檢測(cè)器350D。 如圖所示，至少一個(gè)光源350S和至少一個(gè)光電檢測(cè)器350D位于PCB之上并且通過(guò)金屬引 線314來(lái)電連接至IC芯片320。或者，所述有源光器件可以直接附接至PCB310且適當(dāng)時(shí)進(jìn) 行電連接，如下文闡述的其它示例性實(shí)施方案中所說(shuō)明。
[0096] 參考圖4B，有源光器件350具有光傳播至光器件或從光器件傳播所沿的器件軸 354。一個(gè)示例性光源350S是VCSEL。當(dāng)有源光器件350包括光源350S時(shí)，那么器件軸標(biāo) 記為354S并且被稱為光源軸。當(dāng)有源光器件350包括光電檢測(cè)器350D時(shí)，那么器件軸標(biāo) 記為354D并且稱為光電檢測(cè)器軸。圖4A示出IC芯片320頂上支撐兩個(gè)光源350S和兩個(gè) 光電檢測(cè)器350D的一個(gè)實(shí)例，但呈任何布置形式的任何合適數(shù)量的光學(xué)通道根據(jù)需要是 可行的。
[0097] 在一個(gè)實(shí)例中，光源350S具有與光356S的發(fā)射相關(guān)聯(lián)的數(shù)值孔徑NAs，所述數(shù)值 孔徑NAs等于或小于光源光纖200S的數(shù)值孔徑NAfs。作為一個(gè)非限制性實(shí)例，NA s = 0. 26， 它小于上文所論述的光源光纖200S的數(shù)值孔徑NAfs = 0. 29,但其它合適的數(shù)值孔徑值也 是可行的。類(lèi)似地，在一個(gè)實(shí)例中，光電檢測(cè)器350D可以在比與檢測(cè)器光纖200D的數(shù)值孔 徑NAfd相關(guān)聯(lián)的那些大的角度范圍內(nèi)接收光356D。
[0098] 在上文所論述的一個(gè)替代實(shí)例中，一個(gè)或多個(gè)有源光器件350可操作地直接支撐 在PCB上表面312和相鄰的IC芯片320上。在這個(gè)示例性配置中，IC芯片320通過(guò)引線接 合314等來(lái)電連接至一個(gè)或多個(gè)有源光器件350。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，IC芯片320 用作光源驅(qū)動(dòng)器（例如，VCSEL驅(qū)動(dòng)器）、光電檢測(cè)器信號(hào)處理器（例如，跨阻抗放大器）或 兩者。因此，IC芯片320或PCB310可以用作有源光器件350的支撐表面，其中當(dāng)模塊10安 裝到PCB310上或以其它方式與PCB310接口連接時(shí)，所述支撐表面與所述模塊10的頂表面 18大體平行。
[0099] 應(yīng)注意，在圖5中（以及還有在圖7A和圖7B中，下文所介紹和所論述）圖示凹槽 80如何為IC芯片320和/或有源光器件350提供空間，同時(shí)還在所述有源光器件與其對(duì) 應(yīng)的透鏡表面102之間提供足夠的間隔。因此，模塊10可以用于空間十分寶貴的應(yīng)用中。 在一個(gè)實(shí)例中，凹槽80分別限定與光源350S和光電檢測(cè)器350D相關(guān)聯(lián)的間隔高度HS和 HD (也參見(jiàn)圖8A和圖9A，下文所介紹和所論述）。在一個(gè)實(shí)例中，間隔高度HS和HD分別與 同光源透鏡100S和檢測(cè)器透鏡100D相關(guān)聯(lián)的前焦距FlS和FlD大約相同。間隔高度HS 和HD是必要的，以使得光源透鏡100S和檢測(cè)器透鏡100D分別可以與光源350S和光電檢 測(cè)器350D可操作地間隔開(kāi)。間隔高度HS和HD可以是相等的或者它們根據(jù)需要可以是不 同的。
[0100] 光源透鏡100S具有從突脊50的端壁52S測(cè)量的后焦距F2S (圖8A)。此處，后焦 距F2S大于0,其中在F2S變得非常大時(shí)的極限表示基本準(zhǔn)直的光源356S。檢測(cè)器透鏡100D 不具有后焦點(diǎn)，因?yàn)楣馐菑臋z測(cè)器光纖200D產(chǎn)生的。此處應(yīng)注意，術(shù)語(yǔ)"后焦距"在本文中 用于呈有源光器件350形式的"物體"（即，光源350S)不在無(wú)限遠(yuǎn)處，而是位于與光源透鏡 表面102S相距前焦距FlS處的情況。后焦距F2S位于端壁52S處或端壁52S之外。光源 透鏡100S和檢測(cè)器透鏡100D的非限制性示例性實(shí)施方案將在下文進(jìn)行闡述和論述。
[0101] 參考圖4A，PCB310還可以包括用于使模塊10與所述有源光器件對(duì)準(zhǔn)的一個(gè)或多 個(gè)基準(zhǔn)物332?；鶞?zhǔn)物332可以具有促進(jìn)對(duì)準(zhǔn)的各種形式和形狀，并且本文通過(guò)舉例示為十 字形或其它印刷標(biāo)記。因此，印刷的基準(zhǔn)物332可以與或不與用于使基準(zhǔn)物332在模塊10 的相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)孔32中居中的視覺(jué)系統(tǒng)一起使用。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，對(duì)準(zhǔn)孔32和基準(zhǔn)物332用作 被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)（即，沒(méi)有光學(xué)信號(hào)被傳輸以測(cè)量所接收的光學(xué)信號(hào)）特征結(jié)構(gòu)，所述被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)特 征結(jié)構(gòu)被協(xié)作地配置來(lái)在模塊10與IC芯片320之間提供被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，并且具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)模塊 10與PCB310接口連接時(shí)在透鏡100與其對(duì)應(yīng)的有源光器件350之間提供被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。在其 它實(shí)施方案中，基準(zhǔn)物332可以是被配置來(lái)裝配到模塊10的對(duì)準(zhǔn)孔32中的突出。當(dāng)然，模 塊10可以與有源對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)一起使用，但那會(huì)使制造過(guò)程變得復(fù)雜。
[0102] 在一個(gè)實(shí)例中，可以使用諸如環(huán)氧樹(shù)脂等的固定劑將模塊10固定在PCB上表面 312的合適位置上。舉例來(lái)說(shuō)，視覺(jué)系統(tǒng)（例如，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)）可以用于在部件被接口連 接之前通過(guò)透過(guò)對(duì)準(zhǔn)孔32觀察基準(zhǔn)物332并且使它們相互對(duì)準(zhǔn)來(lái)建立模塊10與PCB310 的對(duì)準(zhǔn)，如圖4A的分解圖中所示。此外，所述視覺(jué)系統(tǒng)可以具有用于實(shí)施被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的向上 看和/或向下看功能。另外，PCB310可以視情況包括對(duì)準(zhǔn)孔375,所述對(duì)準(zhǔn)孔375用作被配 置來(lái)接收模塊10的對(duì)應(yīng)的任選的對(duì)準(zhǔn)支柱75 (參見(jiàn)圖2)以進(jìn)一步輔助模塊與PCB被動(dòng)對(duì) 準(zhǔn)的另外的被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)特征結(jié)構(gòu)。
[0103] 參考圖5和圖6,蓋子370具有頂表面372、底表面374以及側(cè)部376。如果需要， 任選蓋子370可以被配置來(lái)裝配到模塊10上并固定至模塊10,以防止諸如灰塵、污垢等污 染物進(jìn)入到模塊10中。具體來(lái)說(shuō)，蓋子370用于防止TIR鏡54接觸污染物，這種接觸可能 會(huì)降低TIR效果。在一個(gè)實(shí)例中，蓋子370被配置來(lái)將光纖200向下擠壓到光纖支撐特征 結(jié)構(gòu)42中以在組裝過(guò)程期間使所述光纖對(duì)準(zhǔn)，其中在一個(gè)實(shí)例中，可固化環(huán)氧樹(shù)脂用于將 光纖保持在合適的位置。
[0104] 蓋子370的頂表面372包括用于增強(qiáng)所述蓋子至模塊10的裝配并且還可以用于 搬運(yùn)所述蓋子的一個(gè)或多個(gè)任選孔382和凹槽384。底表面374包括配置來(lái)容納突脊50 的底部凹槽386。側(cè)部376視情況包括向下懸垂的凸緣構(gòu)件377，所述向下懸垂的凸緣構(gòu)件 377被配置來(lái)配合地接合在模塊10的側(cè)部22處的相應(yīng)突出部23。在一個(gè)實(shí)例中，凸緣構(gòu) 件377和突出部23被配置成卡扣接合，以使得蓋子370可以卡扣裝配到模塊10上（S卩，與 之卡扣配合）。然而，用于將蓋子370附接至模塊10的其它結(jié)構(gòu)也是可行的。
[0105] 在一個(gè)實(shí)例中，蓋子370由合適的模制材料如ULTEM制成，但蓋子不必對(duì)具有IR 波長(zhǎng)的光透明。用于蓋子370的示例性材料包括聚碳酸酯和其它類(lèi)型的塑料。
[0106] 圖7A類(lèi)似于圖3A并且進(jìn)一步示出位于IC芯片320或PCB板310頂上的表面312 上的呈光源350S形式的有源光器件350。在圖7A所示的配置中，光源350S產(chǎn)生在光源光 學(xué)路徑OPs上大體沿光源透鏡軸104S朝向光源透鏡100S傳播的發(fā)散光356S。發(fā)散光源光 356S入射到光源透鏡表面102S上，所述光源透鏡表面102S具有凸形形狀并且用于將發(fā)散 光源光356S轉(zhuǎn)換成會(huì)聚光源光356S，之后所述會(huì)聚光源光356S在模塊本體12內(nèi)沿光源光 學(xué)路徑OPs傳播。會(huì)聚光源光356S最終入射到TIR鏡54上，所述TIR鏡54使這個(gè)光反射 并轉(zhuǎn)向如大體90°，從而使得光源光現(xiàn)在沿光源光學(xué)路徑OPs朝向突脊50的端壁52S并朝 向光源光纖200S傳播。會(huì)聚光源光356S傳播穿過(guò)端壁52S并且進(jìn)入光源光纖末端202S， 并且作為導(dǎo)向光源光356SG繼續(xù)在光源光纖200S中傳播。導(dǎo)向光源光356SG由于光源光 纖200S的梯度折射率纖芯206S而遵循彎曲路徑，并且在與光纖末端202S相距距離DS處在 光源光纖200S的纖芯內(nèi)形成焦點(diǎn)FS。也就是說(shuō)，光源光356S的焦點(diǎn)在光源光纖200S內(nèi)。 應(yīng)注意，如果折射率匹配材料220設(shè)置在光源光纖末端202S與端壁52S之間，光源光356S 可以穿過(guò)這種材料的薄部分。
[0107] 在與圖7A中所示類(lèi)似的一個(gè)替代的示例性實(shí)施方案中，光源透鏡表面102S形成 基本準(zhǔn)直的光源光356S，所述光源光356S諸如以大體90°從TIR鏡54反射出去并且以基 本準(zhǔn)直的光離開(kāi)端壁52S。這個(gè)實(shí)施方案可以例如用于以下特定情況：光源光纖200S具有 梯度折射率纖芯206S并且光源光356S優(yōu)選地以基本準(zhǔn)直的光源光引入到所述纖芯中。應(yīng) 注意，這種梯度折射率光源光纖200S將光源光356S帶到與光源光纖末端202S相距某一距 離DS的焦點(diǎn)FS處，在圖7A中所示就是這種情況。
[0108] 圖7A示出一種示例性實(shí)施方案，其中呈光源350S形式的有源光器件350可操作 地布置在與光源透鏡表面102S相距前焦距FlS (圖8A)處，從而使得有源光器件350在折 疊光源光學(xué)路徑OPs上與光源光纖200S進(jìn)行光學(xué)通信。一般來(lái)說(shuō)，組件300支持一個(gè)或多 個(gè)光源350S與對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)光源光纖200S之間的一個(gè)或多個(gè)這樣的折疊光源光學(xué)路 徑 〇Ps。
[0109] 圖7B類(lèi)似于圖7A并且示出IC芯片320或PCB310可操作地支撐呈光電檢測(cè)器 350D形式的有源光器件350的實(shí)例。在圖7B所示的配置中，導(dǎo)向檢測(cè)器光356DG作為來(lái)自 光學(xué)I禹合至檢測(cè)器光纖的遠(yuǎn)程末端的遠(yuǎn)程光源（未不出）的導(dǎo)向光在檢測(cè)器光纖200D的 纖芯206D中朝向檢測(cè)器光纖末端202D傳播。導(dǎo)向檢測(cè)器光356DG示出為因檢測(cè)器光纖的 梯度折射率纖芯206D而遵循彎曲路徑并且看似源自于檢測(cè)器光纖內(nèi)的焦點(diǎn)FD。導(dǎo)向檢測(cè) 器光356DG作為發(fā)散檢測(cè)器光356D離開(kāi)檢測(cè)器光纖末端202D。這種發(fā)散檢測(cè)器光356D在 檢測(cè)器光學(xué)路徑OPd上傳播時(shí)穿過(guò)突脊50的端壁52D并進(jìn)入模塊10的本體12中。應(yīng)注 意，檢測(cè)器光356D傳播穿過(guò)突脊50的延伸部分53D。如果折射率匹配材料220設(shè)置在檢測(cè) 器光纖末端202D與端壁52D之間，檢測(cè)器光356D也可以穿過(guò)這種材料的薄部分。
[0110] 發(fā)散檢測(cè)器光356D然后入射到TIR鏡54上并且從其反射以發(fā)生光學(xué)轉(zhuǎn)向并且在 檢測(cè)器光學(xué)路徑OPd上沿透鏡軸104D傳播。發(fā)散檢測(cè)器光356D在模塊本體12內(nèi)傳播至 檢測(cè)器透鏡表面102D時(shí)繼續(xù)發(fā)散。檢測(cè)器透鏡表面102D用于在發(fā)散檢測(cè)器光356D離開(kāi) 模塊本體12并且朝向光電檢測(cè)器350D傳播時(shí)將發(fā)散檢測(cè)器光356D轉(zhuǎn)換成會(huì)聚檢測(cè)器光 356D。會(huì)聚檢測(cè)器光356D大體向下聚焦到光電檢測(cè)器350D上。光電檢測(cè)器350D接收這 種聚焦的檢測(cè)器光356D并且將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（未示出），如被引導(dǎo)至IC芯片320以在其 中進(jìn)行處理或引導(dǎo)到其它地方來(lái)處理的光電流。
[0111] 圖7B示出一種示例性實(shí)施方案，其中呈光電檢測(cè)器350D形式的有源光器件350 可操作地布置在與檢測(cè)器透鏡表面102D相距前焦距FlD (圖9A)處，從而使得所述有源光 器件350在折疊檢測(cè)器光學(xué)路徑OPd上與檢測(cè)器光纖200D進(jìn)行光學(xué)通信。一般來(lái)說(shuō)，組件 300支持一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器光纖200D與對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器350D之間的一個(gè)或 多個(gè)這樣的折疊檢測(cè)器光學(xué)路徑〇PD。
[0112] 應(yīng)注意，圖7A和圖7B描述同一組件300的兩個(gè)不同示例性部分，所述同一組件 300即為包括一個(gè)或多個(gè)光源350S和一個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器350D并且分別包括其對(duì)應(yīng)的 折疊光源光學(xué)路徑OPs和檢測(cè)器光學(xué)路徑OPd的一種組件。
[0113] 此處還應(yīng)注意，光源透鏡100S和檢測(cè)器透鏡100D被不同地配置。具體來(lái)說(shuō)，光源 透鏡100S的厚度小于檢測(cè)器透鏡100D的厚度（也分別參見(jiàn)圖8A和圖9A以及距離d2S和 d2D)。在一個(gè)實(shí)例中，光源光學(xué)路徑OPs短于檢測(cè)器光學(xué)路徑0PD。在一個(gè)實(shí)例中，光源透 鏡100S (圖7A)被配置來(lái)提供光源光356S在光源光纖200S與光源350S之間的最佳光學(xué) 通信，并且檢測(cè)器透鏡100D (圖7B)被配置來(lái)提供檢測(cè)器光350D在檢測(cè)器光纖200D與光 電檢測(cè)器350D之間的最佳光學(xué)通信。下文將闡述光源透鏡100S和檢測(cè)器透鏡100D的說(shuō) 明性設(shè)計(jì)，但使用本文所公開(kāi)的概念的其它合適的設(shè)計(jì)也是可行的。
[0114] 組件300的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于它包括用于光源光學(xué)路徑OPs的單個(gè)固-氣界面和用于 檢測(cè)器光學(xué)路徑OPd的單個(gè)固-氣界面。此外，光源光學(xué)路徑OPs和檢測(cè)器光學(xué)路徑OP d的 每一個(gè)中只有一個(gè)表面具有光學(xué)功率，所述表面即為用于光源光學(xué)路徑OPs的光源透鏡表 面102S和用于檢測(cè)器光學(xué)路徑OPd的檢測(cè)器透鏡表面102D。這具有以下優(yōu)點(diǎn)：減少菲涅爾 反射（Fresnel reflection)并且減少污染物進(jìn)入光源光學(xué)路徑OPs或檢測(cè)器光學(xué)路徑OPd中的機(jī)會(huì)，所述菲涅爾反射和所述污染物都會(huì)減弱組件300的光學(xué)性能。它還簡(jiǎn)化了組件 300的制造，因?yàn)閱蝹€(gè)部件提供用于傳輸和接收光學(xué)通道兩者的光學(xué)路徑。
[0115] 組件300的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于它在有源光器件350與對(duì)應(yīng)的光纖200之間提供被動(dòng) 對(duì)準(zhǔn)，即，因?yàn)樗谟性垂馄骷?50與對(duì)應(yīng)的光纖200之間提供對(duì)準(zhǔn)的光學(xué)路徑。在一個(gè)實(shí) 例中，這通過(guò)一個(gè)或多個(gè)被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)特征結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述一個(gè)或多個(gè)被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)特征結(jié)構(gòu)此 處舉例為模塊10中的對(duì)準(zhǔn)孔32和PCB310上的基準(zhǔn)物332,以及所述模塊的一個(gè)或多個(gè)任 選的對(duì)準(zhǔn)支柱75和所述PCB中對(duì)應(yīng)的任選的對(duì)準(zhǔn)孔375。這種被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)消除了采用更 昂貴和復(fù)雜的有源對(duì)準(zhǔn)方案的需要并且使得制造組件300的成本和時(shí)間最小化。
[0116] 組件300的另一優(yōu)點(diǎn)包括光學(xué)路徑中TIR鏡54處的光學(xué)轉(zhuǎn)向，從而使得光源光學(xué) 路徑OPs和檢測(cè)器光學(xué)路徑OPd的相應(yīng)部分與上面安裝IC芯片320和其它電子器件的PCB 上表面312平行。這實(shí)現(xiàn)了光學(xué)器件的緊湊構(gòu)造。另一優(yōu)點(diǎn)在于，每個(gè)光纖200具有一個(gè) 透鏡100降低了組件300的復(fù)雜性和成本。另外的優(yōu)點(diǎn)在于相鄰光纖200之間的距離可以 保持得很?。ú煌诠馐鴶U(kuò)展器設(shè)計(jì)），從而使得組件300可以被配置與光纖帶一起使用 (如果需要的話）。組件300的另一優(yōu)點(diǎn)在于，凹槽80允許IC芯片320定位成非?？拷?源光器件350以達(dá)到最佳電性能（即，減少高數(shù)據(jù)速度下與較長(zhǎng)電跡線相關(guān)聯(lián)的電容和電 感問(wèn)題）。組件300的另外的優(yōu)點(diǎn)在于它可以具有緊湊的形狀系數(shù)，所述形狀系數(shù)允許組件 300裝配在諸如USB3. 0和HDMI連接器的大多數(shù)AOC電纜連接器內(nèi)可用的有限空間內(nèi)。
[0117] 光源和檢測(cè)器光學(xué)系統(tǒng)
[0118] 圖8A是包括如上所述由模塊10的本體12形成的光源透鏡100S的光源光學(xué)系統(tǒng) 400S的示意圖。光源透鏡100S包括物面106S以及光源光356S被帶至其最密集焦點(diǎn)FS的 聚焦平面108S。光源光學(xué)系統(tǒng)400S還包括位于物面106S處的光源350S。如上所述，端壁 52S限定光源透鏡100S的后透鏡表面，而光源透鏡表面102S限定前透鏡表面。如上所述， 光源光纖纖芯206S可以具有梯度折射率分布，在這種情況下，光源光纖纖芯206S構(gòu)成光源 光學(xué)系統(tǒng)400S的第二透鏡兀件。
[0119] 在一個(gè)實(shí)例中，例如上文結(jié)合圖7A所描述，光源透鏡100S被配置成被大體最優(yōu)化 以有效中繼來(lái)自光源350S的光源光356S并且在光源光學(xué)路徑OPs上將所述光源光356S耦 合到光源光纖200S中，同時(shí)能夠允許光源橫向未對(duì)準(zhǔn)。也就是說(shuō)，可能存在較大的橫向未 對(duì)準(zhǔn)公差，同時(shí)仍然能實(shí)現(xiàn)預(yù)定耦合效率。
[0120] 關(guān)于將光源光學(xué)耦合至光纖的傳統(tǒng)知識(shí)是將來(lái)自光源的光聚焦到光纖末端上。使 用這種方法，如果忽略任何透鏡/空氣界面處的菲涅爾損耗，在理論上有可能實(shí)現(xiàn)100%耦 合效率CEs。然而，這種方法不提供光源橫向未對(duì)準(zhǔn)的最大公差。耦合效率CEs定義為耦合 到光源光纖200S中的光源光356S與可用（S卩，發(fā)射的）光源光356S的總量相比的百分率。 圖8B是光源350S的特寫(xiě)圖，示出光源相對(duì)于光源透鏡軸104S的橫向未對(duì)準(zhǔn)的量S Zs。
[0121] 為了使組件300能夠允許光源橫向未對(duì)準(zhǔn)，在一個(gè)實(shí)例中，光源透鏡100S將光 356S聚焦在光源光纖200S內(nèi)（并且具體來(lái)說(shuō)，聚焦在其纖芯206S內(nèi)），從而使得焦點(diǎn)FS 處于與光源光纖末端202S相距某一距離DS處。這種配置仍可以提供CEs = 100% (同樣 忽略菲涅爾反射）。然而，放松關(guān)于光源350S的橫向未對(duì)準(zhǔn)公差提高了組件300的性能，并 且還減少將組件組裝在一起的時(shí)間和成本，因?yàn)榭稍试S的對(duì)準(zhǔn)公差變大。它還提高制造組 件300時(shí)的制造成品率。
[0122] 本公開(kāi)的一方面包括光源透鏡表面102S的配置，所屬配置提供對(duì)光源橫向未對(duì) 準(zhǔn)SZs的公差增強(qiáng)的光源透鏡100S。在一個(gè)實(shí)例中，透鏡100S被配置來(lái)允許比常規(guī)器件更 大的公差，同時(shí)將光源350S與光源光纖200S之間的預(yù)定光源耦合效率CEs維持在100 %，或 者可替代地維持在某一閾值耦合效率或更大，例如CEs > 90 %或CEs > 85 %或CEs > 50%。
[0123] 類(lèi)似地，對(duì)于圖9A而言，本公開(kāi)的一方面包括與光源透鏡400S類(lèi)似并且包括如上 所述由模塊10的本體12所形成的檢測(cè)器透鏡100D的檢測(cè)器光學(xué)系統(tǒng)400D。檢測(cè)器光學(xué) 系統(tǒng)400D具有使得檢測(cè)器透鏡100D對(duì)光電檢測(cè)器橫向未對(duì)準(zhǔn)S Zd(參見(jiàn)圖9B)的公差增 強(qiáng)的檢測(cè)器透鏡表面102D的配置。在一個(gè)實(shí)例中，檢測(cè)器透鏡100D被配置來(lái)允許比常規(guī) 器件更大的公差，同時(shí)將檢測(cè)器光纖200D與光電檢測(cè)器350D之間的預(yù)定檢測(cè)器耦合效率 CEd維持在100 %，或者維持在某一閾值耦合效率或更大，例如CEd > 90 %或CEd > 85 %或 CEd 彡 50%。
[0124] 即使檢測(cè)器光356D未稱合到光電檢測(cè)器356D自身中而是被引導(dǎo)入射到所述光電 檢測(cè)器356D的有源表面上，檢測(cè)器耦合效率CEd也結(jié)合檢測(cè)器光學(xué)系統(tǒng)400D -起使用。因 此，耦合效率CEd是與檢測(cè)器光纖200D發(fā)射的光的總量相比，入射到光電檢測(cè)器356D的有 源表面上的光的量。
[0125] 示例性光源和檢測(cè)器透鏡
[0126] 一般來(lái)說(shuō)，有兩個(gè)參數(shù)限定透鏡表面的形狀：其曲率半徑R和二次曲線常數(shù)k。光 源透鏡表面102S或檢測(cè)器透鏡表面102D的形狀通過(guò)以下方程式給出：

【權(quán)利要求】
1. 一種配置來(lái)支撐第一光纖和第二光纖的光纖接口模塊，所述光纖接口模塊包括： 模塊本體，所述模塊本體具有前端和后端、頂表面、底表面以及相反側(cè)部，連同對(duì)具有 紅外波長(zhǎng)的光基本透明的光學(xué)路徑； 形成在所述頂表面中的第一光纖支撐特征結(jié)構(gòu)和第二光纖支撐特征結(jié)構(gòu)； 突脊，所述突脊形成在所述頂表面中并且具有分別終止所述第一光纖支撐特征結(jié)構(gòu) 和所述第二光纖支撐特征結(jié)構(gòu)的第一端壁和第二端壁，以及限定全內(nèi)反射（TIR)鏡的傾斜 壁； 凹槽，所述凹槽形成在所述模塊本體的所述底表面中鄰近所述前端并且限定頂板；以 及 第一透鏡表面和第二透鏡表面，所述第一透鏡表面和所述第二透鏡表面形成在所述頂 板上并且具有與所述第一光纖支撐特征結(jié)構(gòu)和所述第二光纖支撐特征結(jié)構(gòu)以及所述TIR 鏡對(duì)準(zhǔn)的相應(yīng)的第一折疊透鏡軸和第二折疊透鏡軸，其中所述第一透鏡表面和所述第二透 鏡表面以及所述第一端壁和所述第二端壁分別限定具有不同的第一折疊光學(xué)路徑和第二 折疊光學(xué)路徑的第一透鏡和第二透鏡。
2. 如權(quán)利要求1所述的光纖接口模塊，其中所述第一折疊透鏡軸和所述第二折疊透鏡 軸具有±20微米或更大的未對(duì)準(zhǔn)公差，同時(shí)維持85 %或更大的耦合效率。
3. 如權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的光纖接口模塊，其中所述第一透鏡表面和所述第 二透鏡表面具有不同的曲率。
4. 如權(quán)利要求3所述的光纖接口模塊，其中所述第一透鏡表面和所述第二透鏡表面具 有雙曲線形狀。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光纖接口模塊，其中所述頂板分別具有第一平坦 部段和第二平坦部段，其中所述第一平坦部段和所述第二平坦部段位于不同平面中。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光纖接口模塊，其中所述頂表面包括第一部分和 第二部分，所述第一光纖支撐特征結(jié)構(gòu)和所述第二光纖支撐特征結(jié)構(gòu)分別形成在其中的第 一部分和第二部分中，所述第一部分和所述第二部分相對(duì)于所述模塊本體的所述底表面而 言具有不同的高度。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的光纖接口模塊，其中所述突脊包括相對(duì)于所述模 塊本體的所述后端彼此移置的第一部段和第二部段。
8. 如權(quán)利要求7所述的光纖接口模塊，其中所述突脊包括分別終止所述第一光纖對(duì)準(zhǔn) 特征結(jié)構(gòu)和所述第二光纖對(duì)準(zhǔn)特征結(jié)構(gòu)并且相對(duì)于所述模塊本體的所述后端彼此移置的 第一表面部分和第二表面部分。
9. 一種光纖接口組件，所述光纖接口組件包括： 如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的光纖接口模塊； 第一光纖和第二光纖，所述第一光纖和所述第二光纖分別支撐在所述第一光纖支撐特 征結(jié)構(gòu)和所述第二光纖支撐特征結(jié)構(gòu)中，其中所述第一光纖和所述第二光纖具有分別與所 述光纖接口模塊的所述第一端壁和所述第二端壁接口連接的相應(yīng)的第一末端和第二末端； 以及 第一有源光器件和第二有源光器件，所述第一有源光器件和所述第二有源光器件可操 作地布置在與所述第一透鏡表面和所述第二透鏡表面相距的相應(yīng)的第一前焦距和第二前 焦距處，以使得所述第一有源光器件和所述第二有源光器件分別在所述第一折疊光學(xué)路徑 和所述第二折疊光學(xué)路徑上與所述第一光纖和所述第二光纖進(jìn)行相應(yīng)的光學(xué)通信。
10. 如權(quán)利要求9所述的光纖接口組件： 其中所述第一有源光器件和所述第二有源光器件分別包括光源和光電檢測(cè)器，并且其 中所述第一折疊光學(xué)路徑具有比所述第二光學(xué)路徑短的長(zhǎng)度。
11. 如權(quán)利要求9或10中任一項(xiàng)所述的光纖接口組件，所述光纖接口組件進(jìn)一步包 括： 所述第一透鏡，所述第一透鏡被配置來(lái)針對(duì)所述第一有源光器件與所述第一透鏡軸之 間的第一橫向偏移提供±20微米的第一預(yù)定未對(duì)準(zhǔn)公差，同時(shí)將所述第一有源光器件與 所述第一光纖之間的第一耦合效率維持在90%或更大；以及 所述第二透鏡，所述第二透鏡被配置來(lái)針對(duì)所述第二有源光器件與所述第二透鏡軸之 間的第二橫向偏移提供±20微米的第二預(yù)定未對(duì)準(zhǔn)公差，同時(shí)將所述第二有源光器件與 所述第二光纖之間的第二耦合效率維持在85%或更大。
12. -種配置來(lái)支撐第一光纖和第二光纖并且與第一有源光器件和第二有源光器件接 口連接的光纖接口模塊，所述光纖接口模塊包括： 模塊本體，所述模塊本體具有前端和后端、配置來(lái)支撐所述第一光纖和所述第二光纖 的頂表面以及支撐第一透鏡表面和第二透鏡表面的底表面，其中所述模塊本體對(duì)具有紅外 波長(zhǎng)的光是基本上透明的； 突脊，所述突脊形成在所述頂表面中并且具有限定全內(nèi)反射（TIR)鏡的傾斜壁； 第一透鏡，所述第一透鏡由所述第一透鏡表面、所述第一端壁、所述TIR鏡以及所述模 塊本體的位于所述第一透鏡表面與所述第一端壁之間的一部分限定，所述第一透鏡限定所 述第一有源光器件與所述第一光纖之間的第一折疊光學(xué)路徑；以及 第二透鏡，所述第二透鏡由所述第二透鏡表面、所述第二端壁、所述TIR鏡以及所述模 塊本體的位于所述第二透鏡表面與所述第二端壁之間的一部分限定，所述第二透鏡限定所 述第二有源光器件與所述第二光纖之間的第二折疊光學(xué)路徑，其中所述第一折疊光學(xué)路徑 和所述第二折疊光學(xué)路徑具有不同的長(zhǎng)度。
13. 如權(quán)利要求12所述的光纖接口模塊，所述光纖接口模塊進(jìn)一步包括： 所述第一透鏡，所述第一透鏡被配置來(lái)針對(duì)所述第一有源光器件與所述第一透鏡軸之 間的第一橫向偏移提供±20微米的第一預(yù)定未對(duì)準(zhǔn)公差，同時(shí)將所述第一有源光器件與 所述第一光纖之間的第一稱合效率維持在85 %或更大；以及 所述第二透鏡，所述第二透鏡被配置來(lái)針對(duì)所述第二有源光器件與所述第二透鏡軸之 間的第二橫向偏移提供±20微米的第二預(yù)定未對(duì)準(zhǔn)公差，同時(shí)將所述第二有源光器件與 所述第二光纖之間的第二耦合效率維持在85%或更大。
14. 如權(quán)利要求12或13中任一項(xiàng)所述的光纖接口模塊，其中所述第一透鏡表面和所述 第二透鏡表面具有二次曲線常數(shù)不同的雙曲線形狀。
15. -種光纖接口組件，所述光纖接口組件包括： 具有本體的光纖接口模塊，所述本體對(duì)紅外光是透明的并且支撐分別具有由第一透鏡 表面和第二透鏡表面限定的第一光學(xué)功率和第二光學(xué)功率的第一透鏡和第二透鏡，所述第 一透鏡和所述第二透鏡限定穿過(guò)所述模塊本體的具有不同長(zhǎng)度的相應(yīng)的第一折疊光學(xué)路 徑和第二折疊光學(xué)路徑； 分別由所述光纖接口模塊可操作地支撐的第一光纖和第二光纖，所述第一光纖和所述 第二光纖具有分別與所述第一透鏡和所述第二透鏡的第一大體平坦表面和第二大體平坦 表面接口連接的相應(yīng)的第一末端和第二末端；以及 第一有源光器件和第二有源光器件，所述第一有源光器件和所述第二有源光器件與所 述第一透鏡表面和所述第二透鏡表面可操作地間隔開(kāi)，以使得所述第一有源光器件和所述 第二有源光器件分別在所述第一折疊光學(xué)路徑和所述第二折疊光學(xué)路徑上與第一光纖和 第二光纖進(jìn)行相應(yīng)的光學(xué)通信。
16. 如權(quán)利要求15所述的光纖接口組件，其中所述第一有源光器件和所述第二有源 光器件分別包括光源和光電檢測(cè)器，并且其中所述第一折疊光學(xué)路徑短于所述第二光學(xué)路 徑。
17. 如權(quán)利要求15或16中任一項(xiàng)所述的光纖接口組件，其中： 所述第一透鏡被配置來(lái)針對(duì)所述第一有源光器件與所述第一透鏡軸之間的第一橫向 偏移提供±20微米的第一預(yù)定未對(duì)準(zhǔn)公差，同時(shí)將所述第一有源光器件與所述第一光纖 之間的第一耦合效率維持在85%或更大；并且 所述第二透鏡被配置來(lái)針對(duì)所述第二有源光器件與所述第二透鏡軸之間的第二橫向 偏移提供±20微米的第二預(yù)定未對(duì)準(zhǔn)公差，同時(shí)將所述第二有源光器件與所述第二光纖 之間的第二耦合效率維持在85%以上。
18. -種光電連接器，所述光電連接器包括： 如權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的光纖接口組件； 與所述PCB電接口連接的接觸組件； 可操作地容納所述光纖接口組件和所述接觸組件的金屬插頭接口；以及 可操作地容納所述金屬插頭接口的連接器外殼。
19. 一種光纖接口組件，所述光纖接口組件包括： 具有本體的光纖接口模塊，所述本體對(duì)紅外光是透明的并且支撐分別具有由第一透鏡 表面和第二透鏡表面限定的第一光學(xué)功率和第二光學(xué)功率的第一透鏡和第二透鏡，所述第 一透鏡和所述第二透鏡限定穿過(guò)所述模塊本體的相應(yīng)的第一折疊光學(xué)路徑和第二折疊光 學(xué)路徑； 分別由所述光纖接口模塊可操作地支撐的第一光纖和第二光纖，所述第一光纖和所述 第二光纖具有分別與所述第一透鏡和所述第二透鏡的第一大體平坦表面和第二大體平坦 表面接口連接的相應(yīng)的第一末端和第二末端； 印刷電路板，所述印刷電路板具有與所述第一透鏡表面和所述第二透鏡表面間隔開(kāi)的 表面； 第一有源光器件和第二有源光器件，所述第一有源光器件和所述第二有源光器件可操 作地支撐在所述印刷電路板表面上，以使得所述第一有源光器件和所述第二有源光器件在 所述第一折疊光學(xué)路徑和所述第二折疊光學(xué)路徑上與第一光纖和第二光纖進(jìn)行相應(yīng)的光 學(xué)通信，并且其中所述第一有源光器件相對(duì)于所述印刷電路板表面具有限定所述第一折疊 光學(xué)路徑和所述第二折疊光學(xué)路徑的不同長(zhǎng)度的第一高度和第二高度。
20. -種光電連接器，所述光電連接器包括： 如權(quán)利要求19所述的光纖接口組件； 與所述PCB電接口連接的接觸組件； 可操作地容納所述光纖接口組件和所述接觸組件的金屬插頭接口；以及 可操作地容納所述金屬插頭接口的連接器外殼。
【文檔編號(hào)】G02B6/42GK104335092SQ201380023417
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】馬蒂厄·沙博諾-勒福特 申請(qǐng)人:康寧光電通信有限責(zé)任公司