光连接器的制造方法
【专利说明】光连接器
[0001]相关申请案
[0002]本申请与共同所有的专利申请:代理人档案号70228US002，标题为“OpticalConnector”(光连接器)以及代理人档案号71021US002，标题为“Unitary OpticalFerrule"( 一体式光学套圈)相关，这两个申请与本申请提交于同一日期并且全文以引用方式并入本文。
技术领域
[0003]本公开涉及用于连接若干组光学波导诸如光纤带的光连接器。
【背景技术】
[0004]光纤连接器可用于在包括以下各项的多种应用中连接光纤:电信网络、局域网、数据中心联接、以及高性能计算机中的内部联接。这些连接器可被分组成单光纤和多光纤设计，并且还可以通过接触类型来分组。常见的接触方法包括:物理接触，其中配合光纤末端被抛光到一定光洁度并按压在一起；折射率匹配，其中用折射率与光纤芯的折射率相匹配的柔顺材料填充所配合光纤的末端之间的小间隙；和气隙连接器，其中光通过两个光纤末端之间的小气隙。对于这些接触方法中的每种方法来说，经配合光纤的末端处的少量灰尘可极大增加光损失。
[0005]另一种类型的光连接器称为扩束连接器。扩束连接器可以为准直或共轭聚焦设计，这两种设计都在输出光学元件的可能聚集灰尘的表面上形成大直径光束。此类型的连接器允许源连接器中的光束离开纤芯，并且在该光以实质上大于纤芯的直径离开连接器之前在连接器内发散短距离。在接收连接器中，光束随后在接收光纤的末端上被聚焦回其初始直径。这种类型的连接器对灰尘和其他形式的污染不太敏感。
[0006]随着今后几年数据传输的线路速率从当前的1Gb/秒/线路增加到25Gb/秒/线路，后面板光连接器将在不久的将来变成高性能计算机、数据中心和电信交换系统的重要部件。提供实现光学互连系统的扩束连接器，使其作为当前正在1Gb/秒互连中使用的铜连接件的更低成本和更高性能替代物将是有利的。
【发明内容】
[0007]本公开涉及用于将若干组光学波导诸如光纤带连接到配合光学波导的光连接器，所述配合光学波导可设置在印刷电路板或后面板上。具体地讲，本发明的连接器利用具有非接触式光学配合的扩束光学器件，导致宽松的机械精度要求，因此实现了低成本注入模制和提高的抗污垢能力。本发明的连接器可具有低光损耗，可易于扩展到高通道数(每个连接器的光纤数)，可向用户提供安全性，并且可兼容低插入力盲配合。本发明的连接器可具有供用于后面板、前面板或跨中连接的适用性。
[0008]在一个方面，提供了一种连接器，其包括:第一波导对准构件，其用于接收并对准至少一个第一光学波导；第一光重定向构件，其包括:输入侧，其用于沿输入方向接收来自在第一波导对准构件处设置并对准的第一光学波导的输入光；光重定向侧，其用于沿入射方向接收来自输入侧的光并将接收光沿不同的重定向方向重定向；和输出侧，其用于接收来自光重定向侧的光并将接收光作为输出光在输出方向朝向配合连接器的第一光重定向构件的输入侧发射。在一些实施例中，该连接器可被构造成使得当该连接器与配合连接器相配合时，第一光重定向构件的输出侧为面向配合连接器的第一光重定向构件的输入侧。该连接器还包括用于与配合连接器的配准特征相配合的第一配准特征和第二配准特征。
[0009]在另一个方面，提供了一种包括连接器的连接器组件，所述连接器用于接收并对准第一光学波导和第二光学波导并且包括:输入侧，其用于在输入侧上的相应第一位置和第二位置处沿相应第一入射方向和第二入射方向接收来自第一光学波导和第二光学波导的第一输入光和第二输入光，并将接收光作为相应第一透射光和第二透射光发射；第一光重定向侧，其用于在光重定向侧上的相应第一位置和第二位置处接收第一透射光和第二透射光，并将接收光作为相应第一重定向光和第二重定向光沿相应第一重定向方向和第二重定向方向重定向。第一重定向方向可不同于第一入射方向，第二重定向方向可不同于第二入射方向。该连接器组件还可包括输出侧，其用于在该输出侧上的相应第一位置和第二位置处沿第一输出方向和第二输出方向接收第一重定向光和第二重定向光，并将接收光作为相应第一输出光和第二输出光朝向配合连接器的第一光重定向构件的输入侧发射。该连接器可被构造成使得当该连接器与配合连接器相配合时，该连接器的输出侧平行于并且面向配合连接器的输入侧；以及用于与配合连接器的配准特征相配合的第一配准特征和第二配准特征。
[0010]本发明的光连接器使用具有非接触式配合的扩束光学器件，其可导致宽松的机械制造要求。这继而可使得能够使用诸如低成本注入模制等工艺，并且可产生具有改进的抗污垢和抗污染能力的连接器。本发明的连接器可具有低光损耗，通常每个配合连接器对小于1.0dBo另外，本发明的连接器可容易地并且经济地扩展成具有256个或更多个连接的光学波导。本发明的连接器具有低插入力盲配合，并且适于高速后面板、前面板或跨中连接。
[0011]上述
【发明内容】
并非意图描述本发明的每个所公开实施例或每种实施方式。以下附图和具体描述更具体地举例说明了示例性实施例。
【附图说明】
[0012]整个说明书参考附图，在附图中，类似的附图标号表示类似的元件，并且其中:
[0013]图1a和Ib为本发明的连接器的实施例的顶部透视图和底部透视图。
[0014]图2a是光学波导对准构件和光重定向构件的透视图，并且图2b是图2a中所示内容的一部分。
[0015]图3为两个本发明的连接器的透视图，这两个连接器以合适的定位取向以配合。
[0016]图4a和4b为本发明的连接器的另一个实施例的顶部透视图和底部透视图。
[0017]图5为本发明的连接器的示例性光重定向构件的图示。
[0018]图6为在光重定向构件输入侧垂直交错的光学波导的实施例的横截面图示。
[0019]图7为两个垂直交错连接器之间的配合的图示。
[0020]图8为本发明的连接器的实施例的侧视图图示。
[0021]图9为图8所示连接器的端视图图示。
[0022]附图未必按比例绘制。附图中使用的类似标号是指类似组件。然而，应当理解，使用标号来指代给定附图中的组件并非意图限制在另一附图中以相同标号标记的组件。
【具体实施方式】
[0023]在许多应用中使用的光缆都用到了光纤带。这些光纤带由一起粘合成一条线路的一组带涂层光纤构成(一条线路中通常有4根、8根或12根光纤)。单个玻璃光纤与其保护涂层一起的直径通常为250微米，而光纤带的光纤到光纤节距通常为250微米。这一 250微米间距也已经用于具有多种设计的光学收发器中，以相同的250微米间距间隔开有源光学器件。
[0024]目前可用的扩束多光纤连接器通常将光束直径限制为250微米以匹配带间距。为实现大于光纤间距的光束直径，当前连接器通常需要在将光纤安装在连接器上之前将光纤带用手分成单根光纤。
[0025]一般来讲，单光纤连接器包括用于使光纤端面彼此对准并接触的精密柱形套圈。光纤可被固定在套圈的中心孔中，以使得光纤的光芯可位于套圈轴上的中心处。然后，可将光纤末端抛光以允许光纤芯的物理接触。然后，两个此套圈可使用对准套筒彼此对准，其中经抛光的光纤末端彼此抵靠以实现从一根光纤到另一根光纤的物理接触光学连接。物理接触光连接器被广泛地使用。
[0026]多光纤连接器可通常使用多光纤套圈诸如MT套圈来提供从源光纤到接收光纤的光学耦合。该MT套圈可在光纤通常粘合的模制膛孔的阵列中引导光纤。每个套圈可具有另外两个孔，其中导向销定位于所述孔中以使套圈彼此对准并且因此使配合的光纤对准。
[0027]还已经使用多种其他方法以实现光纤到光纤连接。包括:V形凹槽对准系统，诸如存在于VOLIT1N光纤光缆连接器中的该系统，以及精密镗孔阵列中的裸光纤对准。一些连接概念在光纤连接中使用透镜和/或反射表面。这些连接概念中的每个概念描述单用途连接系统，例如直列式连接器或直角连接器。
[0028]诸如多光纤连接器之类的光纤连接器可用于将光学波导连接到印刷电路板(PCB)和在后面板光学互连产品中连接光学波导。已经公开了扩束连接器，其可端接光纤带而不分离单根光纤，并且还可提供具有大于光纤到光纤间距的直径的光束。这些扩束光连接器具有非接触式光学配合，并且可需要比常规光连接器更低的机械精度。
[0029]提供了新颖光学互连耦合构造或光连接器，其可用于将一个或多个光学波导或光学波导的带连接到另一组光学波导或光学波导的一个或多个带。在一些实施例中，波导可以是光纤。所述连接器还可用于将一个或多个光学波导或光学波导的带连接至设置在印刷电路板或后面板上的波导。所述连接器还可用于将一个或多个光学波导或光学波导的带连接至光学收发器模块。本发明的连接器包括具有非接触式光学配合的扩束光学器件以为其构造提供宽松的机械精度要求，因此实现了低成本注入模制和改进的抗污垢能力。本发明的连接器可具有低光损耗，可易于扩展到高通道数(每个连接器的光纤数)，可向用户提供安全性，并且可兼容低插入力盲配合。本发明的连接器具有供用于后面板、前面板或跨中连接的适用性。
[0030]在下面的描述中，参考形成本说明之一部分的附图以及其中通过图示说明的内容。应当理解，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，设想并可做出其他实施例。因此，以下的【具体实施方式】不具有限制性意义。
[0031]除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，这些近似值可以变化。
[0032]除非本文内容另外清楚指明，否则如本说明书和所附权利要求中使用，单数形式“一种”