光學(xué)連接器的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】光學(xué)連接器
[0001]相關(guān)串請(qǐng)案
[0002]本申請(qǐng)與聯(lián)合所有的專(zhuān)利申請(qǐng):代理人檔案號(hào)70227US002，標(biāo)題為“OpticalConnector(光學(xué)連接器)”以及代理人檔案號(hào)71021US002,標(biāo)題為“Unitary OpticalFerrule (—體式光學(xué)套圈)”相關(guān)，這兩個(gè)申請(qǐng)與本申請(qǐng)?zhí)峤挥谕蝗掌诓⑶胰囊砸梅绞讲⑷氡疚摹?br>技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開(kāi)涉及用于連接若干組光學(xué)波導(dǎo)諸如光纖帶的光學(xué)連接器。
【背景技術(shù)】
[0004]光纖連接器可用于在包括以下各項(xiàng)的多種應(yīng)用中連接光纖:電信網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心聯(lián)接、以及用于高性能計(jì)算機(jī)中的內(nèi)部聯(lián)接。這些連接器可分組成單光纖和多光纖設(shè)計(jì)，并且還可依據(jù)接觸類(lèi)型進(jìn)行分組。常用接觸方法包含:物理接觸，其中配合光纖末端經(jīng)拋光到達(dá)一定光潔度并且壓合在一起；折射率匹配，其中具有匹配光纖纖芯的折射率的柔順材料填充經(jīng)配合光纖的末端之間的小間隙；以及氣隙連接器，其中光通過(guò)這兩個(gè)光纖末端之間的小氣隙。對(duì)于這些接觸方法中的每種方法來(lái)說(shuō)，經(jīng)配合光纖的末端上的少量灰塵可極大增加光損失。
[0005]另一類(lèi)型的光學(xué)連接器稱(chēng)為擴(kuò)束連接器。此類(lèi)型的連接器允許源連接器中的光束離開(kāi)纖芯并且在該光經(jīng)校準(zhǔn)之前在該連接器內(nèi)發(fā)散短距離以形成具有實(shí)質(zhì)上大于該纖芯的直徑的光束。在接收連接器中，該光束隨后在接收光纖的末端上聚焦回到其原始直徑。此類(lèi)型的連接器對(duì)可能存在于其中光束擴(kuò)展到較大直徑的區(qū)域中的灰塵和其他形式的污染物較不敏感。
[0006]隨著今后幾年數(shù)據(jù)傳輸?shù)木€(xiàn)路速率從當(dāng)前的1Gb/秒/線(xiàn)路增加到25Gb/秒/線(xiàn)路，后面板光學(xué)連接器將在不久的將來(lái)變成高性能計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)中心和電信交換系統(tǒng)的必要部件。提供作為當(dāng)前正在1Gb/秒互連中使用的現(xiàn)有光學(xué)和銅連接件的更低成本和更高性能替代物的擴(kuò)束連接器將是有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本公開(kāi)涉及用于將若干組光學(xué)波導(dǎo)諸如光纖帶連接到設(shè)置在印刷電路板或后面板上的波導(dǎo)的光學(xué)連接器。具體地講，本發(fā)明的連接器將擴(kuò)束光學(xué)器件與非接觸式光學(xué)配合搭配使用，導(dǎo)致寬松的機(jī)械精度要求，因此實(shí)現(xiàn)了低成本注入模制和提高的抗污垢和抗損傷能力。本發(fā)明的連接器可具有低光損耗，可易于擴(kuò)展到高通道數(shù)(每個(gè)連接器的光纖數(shù))，可向用戶(hù)提供安全性，并且可兼容低插入力盲配合。本發(fā)明的連接器具有供用于后面板、前面板或跨中連接的適用性。
[0008]在一個(gè)方面，提供了一種連接器，該連接器包括:外殼，其包括用于接收并且永久附接到多個(gè)光學(xué)波導(dǎo)的第一附接區(qū)；和
[0009]光耦合單元，其設(shè)置在外殼中并且被構(gòu)造成在外殼內(nèi)移動(dòng)。該光耦合單元包括第二附接區(qū)，該第二附接區(qū)用于接收并且永久附接到在第一附接區(qū)處接收并且永久附接的多個(gè)光學(xué)波導(dǎo)。該光耦合單元還包含多個(gè)曲面，每個(gè)曲面對(duì)應(yīng)于在第一附接區(qū)和第二附接區(qū)處接收并且永久附接的多個(gè)光學(xué)波導(dǎo)中的不同光學(xué)波導(dǎo)，所述光學(xué)波導(dǎo)具有第一芯直徑，所述曲面被構(gòu)造成改變來(lái)自該光學(xué)波導(dǎo)的光的發(fā)散度以使得來(lái)自該光學(xué)波導(dǎo)的光離開(kāi)連接器，該光具有大于第一芯直徑的第二直徑，所述連接器被構(gòu)造成使得當(dāng)該連接器沿第一配合方向與配合連接器相配合時(shí)，該光耦合單元旋轉(zhuǎn)到不同的第二方向，從而導(dǎo)致所述光學(xué)波導(dǎo)彎曲。
[0010]在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的連接器可還包括光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，該光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件包括輸入偵U，其用于接收來(lái)自在第一附接區(qū)和第二附接區(qū)接收并且永久附接的光學(xué)波導(dǎo)的輸入光。另外，該光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件包括光偏轉(zhuǎn)側(cè)，其用于在第一方向上接收來(lái)自輸入側(cè)的光并且在不同的第二方向上偏轉(zhuǎn)接收光。最后，該光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件包括輸出側(cè)，其用于接收來(lái)自光偏轉(zhuǎn)側(cè)的光并且沿出射方向?qū)⒔邮展庾鳛檩敵龉獍l(fā)射。
[0011]在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種連接器，該連接器包括:外殼，其包括用于接收并且永久附接到多個(gè)光學(xué)波導(dǎo)的第一附接區(qū)；光耦合單元，其設(shè)置在外殼中并且被構(gòu)造成在外殼內(nèi)移動(dòng)，并且包括第二附接區(qū)，該第二附接區(qū)用于接收并且永久附接到在第一附接區(qū)處接收并且永久附接的多個(gè)光學(xué)波導(dǎo)。本發(fā)明的連接器還包括:第一波導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件，其用于接收并且對(duì)準(zhǔn)至少一個(gè)第一光學(xué)波導(dǎo)；第一光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，其包括:第一光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的輸入偵U，其用于沿第一光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的輸入方向接收來(lái)自在該第一波導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件處設(shè)置并且對(duì)準(zhǔn)的第一光學(xué)波導(dǎo)的輸入光；第一光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的光偏轉(zhuǎn)側(cè)，其用于沿輸入方向接收來(lái)自第一光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的輸入側(cè)的光并且沿第一光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的不同偏轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)該光；以及第一光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的輸出側(cè)，其用于接收來(lái)自第一光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的光偏轉(zhuǎn)側(cè)的光并且將接收光作k為輸出光發(fā)射，該光沿第一光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的輸出方向朝向配合連接器的第一光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的輸入側(cè)離開(kāi)所述第一光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，所述第一光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件在輸入側(cè)和輸出側(cè)之間具有大于I的折射率。所述光耦合單元被構(gòu)造成改變來(lái)自所述多個(gè)光學(xué)波導(dǎo)中的至少一個(gè)的光的方向，以使得來(lái)自該光學(xué)波導(dǎo)的該光沿不同于該連接器配合方向的輸出方向離開(kāi)該連接器，該連接器被構(gòu)造成使得當(dāng)該連接器沿配合方向與配合連接器相配合時(shí)，所述光耦合單元沿配合方向旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致該光學(xué)波導(dǎo)彎曲。
[0012]本發(fā)明的連接器還包括:與第一波導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件垂直偏置的第二波導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件，其用于接收并且對(duì)準(zhǔn)至少一個(gè)第二光學(xué)波導(dǎo)；以及第二光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，其與第一光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件垂直偏置并且包括:第二光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的輸入側(cè)，其用于接收來(lái)自在第二波導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件處設(shè)置并且對(duì)準(zhǔn)的第二光學(xué)波導(dǎo)的第二輸入光；第二光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的光偏轉(zhuǎn)側(cè)，其用于沿第二光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的輸入方向接收來(lái)自第二光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的輸入側(cè)的光并且沿第二光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的偏轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)接收光；以及第二光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的輸出側(cè)，其用于接收來(lái)自第二光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的光偏轉(zhuǎn)側(cè)的光并且朝向配合連接器的光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的輸入側(cè)將接收光作為第二光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的輸出光發(fā)射。最后，本發(fā)明的連接器包括第一配準(zhǔn)特征和第二配準(zhǔn)特征，其用于沿不同于輸出方向的連接器配合方向與配合連接器的配準(zhǔn)特征相配合。該連接器被構(gòu)造成使得當(dāng)該連接器與配合連接器相配合時(shí)，第二光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的輸出側(cè)為面向配合連接器的第二光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的輸入側(cè)。
[0013]本發(fā)明的光學(xué)連接器將擴(kuò)束光學(xué)器件與非接觸式配合搭配使用，可導(dǎo)致寬松的機(jī)械制造要求。這繼而可使得能夠使用諸如低成本注入模制等工藝，并且可產(chǎn)生具有改進(jìn)的抗污垢和抗污染能力的連接器。本發(fā)明的連接器可具有低光損耗，通常每個(gè)配合連接器對(duì)小于1.0dB。另外，本發(fā)明的連接器可容易地并且經(jīng)濟(jì)地?cái)U(kuò)展成具有256個(gè)或更多個(gè)連接的光學(xué)波導(dǎo)。本發(fā)明的連接器具有低插入力盲配合，并且適于高速后面板、前面板或跨中連接。
[0014]以上
【發(fā)明內(nèi)容】
并不打算描述本公開(kāi)內(nèi)容的每個(gè)所公開(kāi)實(shí)施例或每個(gè)實(shí)施方案。圖和以下詳細(xì)說(shuō)明更具體地例示示例性實(shí)施例。
【附圖說(shuō)明】
[0015]在本說(shuō)明書(shū)通篇中參考附圖，其中相似參考編號(hào)表示相似元件，并且其中:
[0016]圖1a是本發(fā)明的連接器的實(shí)施例的透視圖。
[0017]圖1b是在外殼移除的情況下與圖1b中相同的透視圖。
[0018]圖2a是光學(xué)波導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件和光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的透視圖，并且圖2b是圖2a中所示物件的一部分。
[0019]圖3a_b是配合在一起的兩個(gè)本發(fā)明的連接器的透視圖。
[0020]圖4a_b是圖1b中所示連接器的剖面?zhèn)纫晥D。
[0021]圖5a是在外殼移除的情況下兩個(gè)完全相同的經(jīng)配合直角連接器的實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0022]圖5b是圖5a的透視圖。
[0023]圖5c是圖5a和圖5b的側(cè)視圖，其示出兩個(gè)配合光纖的空間關(guān)系。
[0024]圖6是直通連接器的實(shí)施例的視圖。
[0025]圖7是連接器陣列的實(shí)施例的視圖。
[0026]圖8是本發(fā)明的連接器的示例性光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的圖示。
[0027]圖9是在光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件輸入面處垂直交錯(cuò)的光學(xué)波導(dǎo)的實(shí)施例的橫截面圖示。
[0028]這些圖未必按比例繪制。在這些圖中使用相似編號(hào)指代相似部件。然而，應(yīng)理解，使用編號(hào)來(lái)指代給定圖中的部件并不打算限制另一圖中用相同編號(hào)標(biāo)記的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0029]在許多應(yīng)用中使用的光纜都使用光纖帶。這些帶由一組在一條線(xiàn)路上接合在一起的涂覆光纖(通常一條線(xiàn)路上4、8或12根光纖)組成。具有保護(hù)涂層的個(gè)別玻璃纖維的直徑通常為250微米，并且這些帶通常具有250微米的光纖到光纖間距。這一 250微米間距也已經(jīng)用于具有多種設(shè)計(jì)的光學(xué)收發(fā)器中，以相同的250微米間距間隔開(kāi)有源光學(xué)器件。
[0030]目前可用的擴(kuò)束多光纖連接器通常將光束直徑限制為250微米以匹配帶間距。為實(shí)現(xiàn)大于光纖間距的光束直徑，當(dāng)前連接器需要在將光纖安裝在連接器上之前將光纖帶用手分成單個(gè)光纖。
[0031]—般來(lái)講，單光纖連接器包括用于使光纖端面彼此對(duì)準(zhǔn)并接觸的精密柱形套圈。光纖可被固定在套圈的中心孔中，以使得光纖的光芯可位于套圈軸上的中心處。然后，可將光纖末端拋光以允許光纖芯的物理接觸。然后，兩個(gè)此套圈可使用對(duì)準(zhǔn)套筒彼此對(duì)準(zhǔn)，其中經(jīng)拋光的光纖末端彼此抵靠以實(shí)現(xiàn)從一個(gè)光纖到另一光纖的物理接觸光學(xué)連接。廣泛使用物理接觸光學(xué)連接器。
[0032]多光纖連接器通常使用多光纖套圈(例如MT套圈)來(lái)提供從源光纖到接收光纖的光學(xué)耦合。該MT套圈可在光纖通常粘合的模制膛孔的陣列中引導(dǎo)光纖。每個(gè)套圈可具有另外兩個(gè)孔，其中導(dǎo)向銷(xiāo)定位于所述孔中以使套圈彼此對(duì)準(zhǔn)并且因此使配合的光纖對(duì)準(zhǔn)。
[0033]已使用多種其他方法來(lái)進(jìn)行光纖到光纖連接。包括V形凹槽對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和精密膛孔陣列中的裸光纖對(duì)準(zhǔn)。一些此類(lèi)連接概念在光纖連接中使用透鏡或反射表面。這些連接概念中的每個(gè)概念描述單用途連接系統(tǒng)，例如直列式連接器或直角連接器。
[0034]光纖互連件諸如多光纖連接器可用于將光學(xué)波導(dǎo)連接到設(shè)置在印刷電路板(PCB)上和后面板光學(xué)互連產(chǎn)品中的波導(dǎo)。已經(jīng)公開(kāi)了擴(kuò)束連接器，其可端接光纖帶而不分離單個(gè)光纖，并且還可提供具有大于光纖到光纖間距的直徑的光束。這些擴(kuò)束光學(xué)連接器具有非接觸式光學(xué)配合，并且可需要比常規(guī)光學(xué)連接器更低的機(jī)械精度。
[0035]提供了新穎光學(xué)互連耦合構(gòu)造(光學(xué)耦合器或光學(xué)連接器)，其可用于將一個(gè)或多個(gè)光學(xué)波導(dǎo)或光學(xué)波導(dǎo)的帶連接到另一組光學(xué)波導(dǎo)或光學(xué)波導(dǎo)的一個(gè)或多個(gè)帶。在一些實(shí)施例中，波導(dǎo)可以是光纖。本發(fā)明的連接器還可用于將一個(gè)或多個(gè)光學(xué)波導(dǎo)或光學(xué)波導(dǎo)的帶連接到設(shè)置在印刷電路板或后面板上或其中的波導(dǎo)。本發(fā)明的連接器包括使用非接觸式光學(xué)配合的擴(kuò)束光學(xué)器件以為其構(gòu)造提供寬松的機(jī)械精度要求，因此實(shí)現(xiàn)了低成本注入模制和改進(jìn)的抗污垢能力。本發(fā)明的連接器可具有低光損耗，可易于擴(kuò)展到高通道數(shù)(每個(gè)連接器的光纖數(shù))，可向用戶(hù)提供安全性，并且可兼容低插入力盲配合。本發(fā)明的連接器具有供用于后面板、前面板或跨中連接的適用性。
[0036]在以下說(shuō)明中，參考形成其一部分并且其中以圖解方式顯示的附圖。應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本公開(kāi)的范圍或?qū)嵸|(zhì)的前提下，設(shè)想了其他