专利名称：连接器插座的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在波导连接器上布置波导图案的方法和装置。
现有技术短光学连接(＜100cm)将有可能用于未来的电子设备中，这些电子设备对传输速度有很高的要求(Gbits/sec量级)。在许多应用领域中，聚合物光波导具有比基于玻璃光纤的其它解决方案更高的成本效率，尤其是在需要许多密封包装导体或分支器的场合。
在EP.0,480,618A2中描述了一种用多层聚合物叠层和带有相应于波导图案的凹凸图形的压制工具来制作波导的方法。多层叠层包括折射率较高的芯部，和折射率比芯部低围绕着芯部的两个外围层。该多层叠层被放置在适合的底座一侧上，然后用压制工具在相反一侧压制，以使凹凸图形图案呈浮雕状地凸出于多层叠层。
上述发明的缺点是，为了保持接触，形成浮雕后的波导图案必须与连接器插座对准。
发明概述在光通信中，经常遇到这样的情况，一条光纤必须被分成多条其它光纤，或者多条光纤必须一起耦合到一条光纤中。在本文中，我们讨论的是分束器或合成器形式的光纤连接器。当今技术所存在的问题是，当光纤连接器被引入到一光学网络时，该连接器就变成了几个接口。这意味着光波可以在接口处被分化。几个分量还可以被引入到并非总是有空间的系统中。
本发明要解决的是，如何以简单、节省空间和提高成本效率的方式，在连接器插座(connecter body，连接器主体)上布置和对准波导图案，尤其是光分束器或合成器的问题。
连接器插座可以是U形，在其连接端可以有一个MT接口。在该连接器插座的U-形凹口中布置凹凸图形图案，以形成所需的波导结构。波导结构可以是简单的波导，分束器或更先进的光学结构。
所以，在连接器插座中，安排有凹凸图形图案。有适合的凹凸图形图案的连接器插座被用作压制工具，以在多层叠层中压出波导来。制作安排在连接器插座中的所述波导的方法可以为如下将连接器插座放在透明聚合物材料的适当多层叠层上；接着将多层叠层放在刚性基座上，之后压制装置将连接器插座压在刚性基础上，以使连接器插座中的凹凸图形图案如浮雕一样地突进到多层叠层中，从而形成波导图案。压制工序完成之后，多层叠层留在连接器插座中。
本发明的目的是以简单便宜的方式获得一种包含光波导图案的接触式连接器。
本发明的优点是，有波导图案的接触式连接器可以在装配线上进行生产。
本发明的另一个优点是，不需要任何单独的压花工具。
本发明的又一个优点是，该接触式连接器可以提供MT-接口。
本发明的又一个优点是，不必进行后续的波导与连接器之间的相对调节。
现在将借助于优选的实施例并参考附图更详细地说明本发明。
图1a从连接端表示出了连接器插座一个实施例的实例，该连接器插座包括一个位于多层叠层上面的凹凸图形压花图案。
图1b从连接端表示出了与图1a相同的连接器插座一个实施例的实例，其中该连接器插座已经与多层叠层压在一起了。
图2a从侧面表示了包括多层叠层的连接器插座，和用于对连接器插座中的多层叠层压花的压制工具。
图2b从侧面表示了具有经上述压制工具压花后的多层叠层的连接器插座。
图3a从侧面表示了包括凹凸图形图案的连接器插座，和具有凹凸图形图案的压制工具，该工具用于对放置在连接插座与压制工具之间的多层叠层压花。
图3b表示了包含压花多层叠层的连接器插座。
图4a表示了三层透明聚合物材料的叠层。
图4b表示了折射率对图4a所述叠层厚度的函数。
图5a表示了五层透明聚合物材料的叠层。
图5b表示了折射率对图5a所述叠层厚度的函数。
图6a表示了有折射率梯度的叠层。
图6b表示了折射率对图6a所述叠层厚度的函数。
图7表示了包括光学图案的连接器插座的透视图。
优选实施例图1a表示了连接器插座1一个实施例的实例，它包括一个凹凸图形图案40。所述的凹凸图形图案40被安置在连接器插座1的支腿2之间的平表面4上。通过压制或挤压步骤，具有构成光学图案之结构的凹凸图形图案40，浮雕般地突出于例如叠层结构20上，该叠层结构20例如由可塑的热塑性材料，可塑塑料或粘性可塑材料制成。高折射率的材料处于叠层材料20的中间。叠层结构可以由多于三层或有梯度折射率的一层构成，但是要求高折射率材料(“芯”)由低折射率材料(“包层”)包围。图1b表示具有压出光波导图案的连接器插座。
图2a表示了一种具有位于支腿2之间的透明聚合物多层叠层的连接器插座1。实际如上所述，叠层包括至少一个高折射率材料的中间层和至少两个低折射率材料的外层。用压制工具60，将多层叠层20被直接压花在连接器插座1中。压制工具60包括对应于所需波导结构的凹凸图形图案40。压制工具60将多层叠层20一起压到连接器插座中，以使凹凸图形图案40浮雕样突进多层叠层20中，以形成波导图案。
图3a表示了一个包含凹凸图形图案40的连接器插座1，和包括凹凸图形图案40的压制工具60。多层叠层20被安排在工具60与连接器插座1之间。连接器插座1和压制工具60压在一起，且凹凸图形图案40浮雕般地突进到多层叠层30，以形成波导图案。
图4-6中表示了另外的原始叠层。图4a表示了包括三层21,25,29的多层叠层20。中间层25具有比外围层21和29高的折射率。图4b表示了折射率关于图4a所述叠层厚度的函数。
图5a表示了包括五层21,22,25,28,29的多层叠层。中间层25具有比外围层21,22,28,29高的折射率。图5b表示了折射率关于图5a所述叠层厚度的函数。
图6a表示了有折射率梯度的一层。其中，该层的中间部分具有比外围部分高的折射率。图6b表示了折射率关于图6a所述叠层厚度的函数。
为了压制之后能将多层叠层20留在连接器插座中，多层叠层20的一侧或者连接器插座1中准备放多层叠层20的地方，可以完全地或部分地用加固材料固定。该加固材料可以是凝胶。当把三层叠层放置在连接器插座1中时，该叠层的一侧可以是凝胶与包层材料的组合层。所以，该凝胶具有比芯材料低的折射率。
当用独立的压制工具直接将波导结构压入连接器插座中时(见图2和3)，可以首先安置与连接器插座相邻的层，它是凝胶与包层材料相结合层。然后在所述的凝胶与包层材料组合层上安置一个两层的叠层，以使高折射率的层位于凝胶与包层材料组合层之上。两层叠层的另外一层适宜具有与凝胶和包层材料组合层相似的流动特性和相似的折射率。
仅用一个步骤的方法(压制，挤压或压花步骤)，即可用具有相关凹凸图形图案的波导连接器改变该叠层形状，以使其中间层原本可以导光的叠层结构20(所谓埋板式波导)在x-y平面内具备了波导的图案，其中所述的x-y平面与波导连接器1上的表面4重合。将叠层20的高度和厚度方向定义为z方向。叠层20的变形必须大到使高折射率的芯材料被压在一起的程度，其尺寸大到不可能传导光波，即充分压花波导箔的截面形成一对薄的不能泄露出光的芯材料25“末端”31,32。
假设，被压花的各层在压花过程中有相同的流动特性。而且，如果各层之间的流动特性(粘弹性，粘性和塑性)加以调整，则可以得到材料更为优化的分布。例如，如果芯材料在压花过程中更易流动，即，芯材料比外围的包层材料更容易在x-y平面内转移，则末端31或32最端头的芯材料部分将大大减少。
可压花的材料可以是热塑性塑料，固化的塑料，紫外或光固化的塑料，或者它们的组合。但是，在压花过程中，材料必须充分地可加工。在压花之后形状被固定，根据本发明要经过冷却(热塑塑料)，经过热处理(固化的塑料)或经过紫外或光照射(紫外或光固化的塑料)或它们的组合，而得到波导连接器1。而且除了紫外和可见光之外，从微波到离子化X-射线的波长原则上均可以用于促成材料的硬化(不流动)反应。在某些情况下，芯可以是粘性的。
压制工具的精确压花图案，可以通过在一个表面用光制版技术(如为了得到所需的凹凸图形，显影光致抗蚀剂的紫外图案)产生出具有适用的浮雕图案的Ni-靠模而制得。也可以用硅V形槽刻蚀和其它刻蚀。用所谓电火花加工可获得更深的压花图案。
连接器插座可以有两个与MT接口对应的导孔3。
图7表示了包含光学分束器形式的光波导图案50的连接器插座。本发明当然不限于上文所述和附图所示的实施例，在权利要求书的范围内可作各种改变。
权利要求
1．一种在连接器插座中安置波导图案的方法，其特征在于所述的连接器插座包括位于安置在硬基础上面的透明聚合物多层叠层上方的凹凸图形图案，其中至少一层由芯部构成，至少两层由包层材料构成，所述的包层材料各在一侧地包围着所述芯层，且包层材料有比芯材料低的折射率，连接器插座被压到聚合物多层叠层上，以使连接器插座上的凹凸图形图案浮雕般地突出到叠层中，从而在该连接器插座中形成波导图案，并在压制之后将多层叠层固定在连接器插座中。
2．一种在连接器插座中安置波导图案的方法，其特征在于一个包含凹凸图形图案的压制工具被放置在位于连接器插座中的透明聚合物多层叠层上方，其中至少一层构成芯部，至少两层构成包层材料，所述的包层材料各在一侧地包围着所述芯层，且包层材料有比芯材料低的折射率，压制工具被压到聚合物多层叠层上，以使压制工具上的凹凸图形图案浮雕般地突出到叠层中，从而在该连接器插座中形成波导图案，并在压制之后将多层叠层固定在连接器插座中。
3．一种在连接器插座中安置波导图案的方法，其特征在于一个包含凹凸图形图案的压制工具被放置在位于有凹凸图形图案的连接器插座中的透明聚合物多层叠层上方，其中至少一层构成芯部，至少两层构成包层材料，所述的包层材料各在一侧地包围着所述芯层，且包层材料有比芯材料低的折射率，压制工具被压到聚合物多层叠层上，以使压制工具和连接器插座上的凹凸图形图案浮雕般地突出到多层叠层中，从而在该连接器插座中形成波导图案，并在压制之后将多层叠层固定在连接器插座中。
4．借助于压制或挤压步骤对放置于硬基础上的透明聚合物多层叠层进行压花而在连接器插座(1)中安置波导图案的装置，其中至少一层构成芯部，至少两层构成包层材料，所述的包层材料各在一侧地包围着所述芯层，且包层材料有比芯材料低的折射率，其特征在于连接器插座(1)包括用于对透明聚合物多层叠层(20)进行所述压花的凹凸图形图案(40)，其中在将连接器插座压在聚合物多层叠层(20)上的过程中，波导图案形成在连接器插座中，且其中所述的多层叠层(20)在所述压制之后被固定在连接器插座(1)中。
5．根据权利要求4的装置，其特征在于连接器插座(1)完全或部分地用加固材料所覆盖，如在凹凸图形图案(40)上放置多层叠层(20)的地方用凝胶覆盖。
6．根据权利要求4的装置，其特征在于多层叠层(20)中一侧包层中的至少一层是由板材与凝胶层的组合层构成的。
7．根据权利要求4的装置，其特征在于一侧的多层叠层完全或部分地用加固材料所覆盖，如凝胶。
8．根据权利要求4的装置，其特征在于连接器插座包含MT接口。
9．根据权利要求4的装置，其特征在于连接器插座包含MAC接口。
10．根据权利要求4的装置，其特征在于波导图案包括至少一个光分束器或合成器。
全文摘要
本发明涉及一种在波导连接器中制作波导图案的方法和装置。包括凹凸图形图案的该波导连接器被放置在位于硬基础的透明聚合物多层叠层上方,其中至少一层构成芯部。至少两层构成包层材料,所述的包层材料各在一侧包围着所述芯层,且包层材料具比芯材料低的折射率。波导连接器被压到多层叠层上,以使波导连接器上的凹凸图形图案浮雕般地突出到叠层中,从而在该波导连接器中形成波导图案,并在压制之后将多层叠层固定在波导连接器中。
文档编号G02B6/13GK1236439SQ9719947
公开日1999年11月24日 申请日期1997年9月2日 优先权日1996年9月6日
发明者M·罗伯逊 申请人:艾利森电话股份有限公司