CN103917905B - 基于套管的光学组件总成 - Google Patents

Abstract

在一个实施方式中，光学收发器总成包括有源组件衬底(427)、第一及第二光纤紧固装置(480a，480b)及耦合到有源组件衬底的固持器装置(422)。固持器装置包括：有源光学组件凹槽(482)，所述凹槽封闭有源组件总成的第一及第二有源光学组件(141，142)；及第一及第二光纤定位孔(482a，482b)，所述光纤定位孔具有在所述有源光学组件凹槽处的啮合特征结构，以使得第一和第二光纤的插入到第一和第二光纤定位孔中的末端沿x轴、y轴和z轴与第一和第二有源光学组件对准。在另一实施方式中，光学组件总成包括具有焊料环的有源组件衬底、光纤紧固装置和在有源组件衬底上的有源光学组件。光纤紧固装置通过焊料环与有源光学组件对准。

Description

基于套管的光学组件总成

相关申请案

本申请案根据专利法请求2011年9月29日申请的美国申请案第13/248,441号的优先权利，本申请案依赖于所述申请案的内容且所述申请案的内容全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开案通常涉及用于将光纤光学耦合到有源光学组件（例如激光二极管或光电二极管）的光学组件总成。

背景技术

光纤电缆是对笨重的传统导线电缆（例如铜）的具有吸引力的替代，特别是随着数据速率的增加。随着光纤逐渐用于大量消费型电子装置应用中，例如，通过使用光纤电缆总成连接电脑外围设备，将对具有改善的性能、与未来通信协议的兼容性和大范围的使用的电缆寄予消费者驱动的期望。举例来说，可能将对与通用串行总线规格版本3.0（USB3.0）兼容的光纤电缆存在消费者需求。使用电子通信协议（例如USB3.0）通信的装置需要机电接口，例如USB插头。然而，常见的光纤耦合收发器具有工业标准化连接以定义使用标准化插头及插孔安装及移除光纤电缆的光电机械接口。

因此，需要替代性光学组件总成（例如光学收发器总成）及使能机电接口与电子装置的有源光学电缆总成。

发明内容

本公开案的实施方式涉及光学组件总成，且更具体地涉及具有光纤紧固总成的光学组件总成，所述光纤紧固总成配置为将光纤电缆的末端与有源光学组件（例如激光二极管或光电二极管）对准。光纤紧固组件的特征结构可允许光纤紧固总成被动地与衬底对准并耦合到衬底，以使得由光纤紧固组件维持的光纤的末端相对于有源光学组件紧固并实质上定位在特定空间光学耦合位置处。实施方式还涉及用于将光纤光学耦合到发光组件和受光组件的光学收发器总成及使一或多个光纤光学耦合到有源光学组件的有源光学电缆总成。

将在以下具体实施方式中阐述另外的特征及优点，且所述特征及优点将部分地易于由本领域技术人员根据所述描述显而易见，或通过实践本文（包括以下具体实施方式、权利要求书以及附图）所述的实施方式而了解。

应了解，前述总体描述及以下具体实施方式仅为示范性的，且意在提供用于理解权利要求书的性质及特性的综述或框架。包括附图以提供进一步理解，且附图被并入本说明书中且构成本说明书之一部分。图式说明各种实施方式并与描述一起用以解释各种实施方式的原理和操作。

附图说明

以下图式的组件经图示以强调本公开案的一般原理且所述组件不必按比例绘制。图式中阐述的实施方式在本质上是说明性及示范性的且不意在限制由权利要求书界定的主题。可在结合以下图式阅读时理解说明性实施方式的以下详细描述，其中相同结构用相同元件符号指示，且其中：

图1A示意性地图示根据本文中所示及所述的一或多个实施方式的有源光学电缆总成的部分分解顶部透视图；

图1B示意性地图示图1A中所示的根据本文中所述及所说明的一或多个实施方式的有源光学电缆总成的光纤电缆的横截面图；

图1C示意性地图示根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的顶部透视图，所述光学组件总成具有耦合到第一和第二焊料环的第一和第二光纤插入装置；

图1D示意性地图示图1C中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的部分横截面顶部透视图；

图1E示意性地图示图1C中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的部分横截面侧视图；

图1F示意性地图示图1C中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的顶视图；

图1G示意性地图示图1C中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的侧视图；

图2A示意性地图示根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的顶部透视图，所述光学组件总成具有单个光纤紧固装置；

图2B示意性地图示图2A中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的部分分解顶部透视图；

图2C示意性地图示图2A中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的透明顶部透视图；

图2D示意性地图示图2A中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的顶视图；

图2E示意性地图示图2A中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的横截面图；

图3A示意性地图示根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的前顶部透视图，所述光学组件总成具有光纤紧固装置及接箍；

图3B示意性地图示图3A中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的部分分解顶部透视图；

图3C示意性地图示图3A中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的部分分解顶部透视图；

图3D示意性地图示图3A中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的部分透明视图；

图3E示意性地图示图3A中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的后顶部透视图；

图3F示意性地图示图3A中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的底视图；

图3G示意性地图示图3A中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的后底部透视图；

图4A示意性地图示根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的前顶部透视图，所述光学组件总成具有固持器装置及两个光纤紧固装置；

图4B示意性地图示图4A中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的部分分解顶部透视图；

图4C示意性地图示图4A中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的光纤紧固总成的透明顶部透视图；

图4D示意性地图示图4A中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的横截面图；及

图4E示意性地图示图3A中所示的根据本文所示及所述的一或多个实施方式的光学组件总成的前底部透视图。

具体实施方式

本公开案的一些方面是针对光学组件总成、光学收发器总成和有源光学电缆总成。根据各种实施方式，本文所描述的光学组件总成、光学收发器总成和有源光学电缆总成可利用有成本效益的手段通过被动对准构件使光纤相对于有源组件（例如，收发器电路的光电二极管或激光二极管）精确定位。本文所描述的实施方式利用具有对准组件的光纤紧固总成以在x轴方向、y轴方向和z轴方向上相对于有源组件精确引导并定位光纤的末端。

实施方式可用于有源光学电缆总成或在其他方面与有源光学电缆总成有关，所述有源光学电缆总成将主机装置通信耦合到客户端装置，例如光电电缆，其中由主机装置或客户端装置产生的电子信号通过收发器电路转换为光学信号并通过一或多个光纤传输。由有源光学电缆总成的主机端或客户端接收的光学信号通过收发器电路从光学信号转换为电子信号，其中电子信号接着提供给主机装置或客户端装置。尽管实施方式可在USB3.0标准的环境中加以说明和描述，但实施方式不限于此。预期实施方式可以USB的未来标准以及其他通信协议实施。在本文中具体参考附图进一步详细描述光学组件总成、光学收发器总成和有源光学电缆总成。

一般来说，由于USB3.0的高数据速率（例如，4.8Gb/s），合理大小的传统无源电子导线电缆总成的电缆长度受限于约3米或更小，是因为电导线和介电材料固有的趋肤效应损耗和介电损耗。另外，在3米的特定距离处与USB3.0兼容的导线电缆体积非常大并且对小型连接器施加显著压力，所述小型连接器用于笔记本电脑和消费型装置上，例如摄像头或摄录相机。因为所述限制，可能对用于USB3.0的光纤电缆感兴趣。光纤电缆可极细、更柔韧、更易于携带用于便携使用并可对用于小型手持装置中的连接器施加更小压力。此外，光纤电缆总成可包含具有100米以上跨度的电缆长度，从而允许USB3.0协议（以及其他协议）用于市场（例如视频传输和精简型客户端计算）中。

有源光学电缆总成100的一个实施方式图示于图1A中。有源光学电缆总成100通常包含连接器110和光纤电缆150。第二连接器（未图示）在光纤电缆150的与连接器110相对的末端处并包括与所示连接器110相同的组件和配置。连接器100可进一步包含顶部连接器壳体112、主体119、屏蔽件117和公连接器末端115。应了解，连接器110可采用各种配置且实施方式不限于图1A中所示的连接器110的物理配置。举例来说，在一些实施方式中，公连接器末端可配置为母连接器末端，或可在有源光学电缆实施于使用不同于USB的通信协议（例如，Firewire、Thunderbolt等）的系统中时具有不同配置。因此，还应了解，对图式中所示的公连接器配置和母连接器配置的描述不意在限制。

有源电路111可定位在主体119内并由屏蔽件117和顶部连接器壳体112覆盖。如图1A中所示，光纤156a和156b机械耦合到有源电路111。在一个实施方式中，有源电路111可操作以转换电子信号和光学信号以使用USB3.0标准通过有源光学电缆总成100在主机装置与客户端装置之间提供通信。在所示实施方式中，有源电路111一般包含光学组件总成120、主印刷电路板113和有源集成电路114。有源电路111配置为在电子信号与光学信号之间进行转换。光学组件总成120和有源集成电路114可安装在主印刷电路板113上并定位在连接器110的主体119内。

图1A将有源电路111图示为包含光学组件总成120，所述光学组件总成120与有源集成电路114分离。然而，预期光学组件总成120与有源集成电路114两者的组件可提供在单个总成中（例如，还可包括有源集成电路114作为光学组件总成120上的组件）。

如下文更详细描述，光学组件总成120通常包含有源组件总成121、一或多个有源组件（未图示于图1A中）及光纤紧固总成122a/122b。光纤紧固总成122a/122b用于在x轴方向、y轴方向和z轴方向上通过被动对准将光纤156a、156b的末端精确定位到光学组件总成120的有源光学组件。在一个实施方式中，光纤156a、156b的末端在x轴方向、y轴方向和z轴方向在±40μm内。如本文中所描述及所示，光纤紧固总成可采用各种配置。

任何合适的光纤电缆可用于光纤附接。现参照图1B，以横截面示意性地图示光纤电缆150的一个非限制实例。应了解，可使用其他光纤电缆配置，包括具有更多或更少光纤的光纤电缆配置以及具有更多或更少导线的光纤电缆配置。示范性光纤电缆150包括具有外周边和内周边的聚合物护套153，其中所述内周边界定通道155。通道155与光纤包络相同。聚合物护套153可环绕通道155且通道155可延伸光纤电缆150的整个长度。光纤电缆150进一步包含多个导线154a、154b（例如导电线），所述多个导线可向周边装置供电。所述两个导线154a、154b能够将主机有源电路电耦合到客户端有源电路。举例来说，两个导线154a、154b可接收并提供电压及接地参考电势。两个导线154a、154b可由导电材料（例如铜）制成。应了解，可使用另外的导线通过光纤电缆150传输另外的电子信号。在一个实施方式中，在光纤电缆中可能不存在导线。导线154a、154b可分别由绝缘材料158a、158b环绕。并不需要导线154a、154b由绝缘材料158a、158b环绕。

数据承载缓冲式光纤156a、156b也包括在光纤电缆150内。光纤156a可配置为在第一方向上传播光学信号，且光纤156b可配置为在第二方向上传播光学信号。在另一实施方式中，光纤156a可包含多个光纤，且光纤156b也可包含多个光纤，所述多个光纤配置为分别在第一方向和第二方向上传播光学信号。在又一实施方式中，单个光纤（或多个光纤）可包括在光纤电缆150中。单个光纤可配置为双向传播光学信号（例如，通过操作交换机、多工器及/或分束器）。

图1B中所示的光纤156a、156b还各自由护套159a、159b环绕。导线154a、154b和光纤156a、156b定位在通道155内。在一些实施方式中，导线154a、154b可布置在聚合物护套153内。在光纤电缆150弯曲时，光纤156a、156b在通道155自由平移。

通道155或光纤包络155的形状经建立以使得不管光纤电缆150如何弯曲，光纤156a、156b将从不弯曲到低于所述光纤的最小弯曲半径。通道155如图所示为“十字”形。然而，并不要求通道155可十字形且通道155可能为适应光纤平移所需的任何形状，所以在光纤电缆150弯曲时，光纤156a、156b不会弯曲到低于最小弯曲半径的半径。通道155形状和定向还可取决于其他元件在光纤电缆150内的优选弯曲或定位。

在一些实施方式中，光纤电缆150进一步包括强度材料，例如芳纶纱或芳纶纤维（Kevlar）。强度材料可布置在通道155内。不需要同样或甚至按需要布置强度材料且可以任何便利定向或布置将强度材料布置在护套153或通道155内。强度材料可环绕光纤156a、156b及导线154a、154b。强度材料可定位在导线154a、154b、光纤156a、156b与护套153之间的空间中。强度材料允许光纤156a、156b在护套153内移动到有限程度。应了解，图1B中图示的组件的其他布置在本公开案的范围内。

在一个实施方式中，光纤电缆150能够弯曲同时成功传播光学信号。举例来说，光纤可具有大约1.2mm或更大的最小弯曲半径。最小弯曲半径是在发生光纤156a、156b的光学信号过度衰减前光纤电缆150内的光纤156a、156b可弯曲的最小半径。在一个实施方式中，预定可接受衰减范围为约1.5dB到2.0dB，且最小弯曲半径为约1.2mm或更大。应了解，可使用具有其他性质的光纤电缆。

现参照图1C至图1G，更详细地描绘了根据图1A中所示的实施方式的光学组件总成120。具体参照图1C，光学组件总成120通常包含有源组件总成121和光纤紧固总成122a/122b。图1D到图1F以横截面描绘光纤紧固总成122a/122b以描绘有源组件总成121的内部组件。有源组件总成121包含有源组件衬底127、一或多个集成电路128（或其他电子组件）和呈发光组件141（例如，激光二极管，例如VECSEL激光二极管）和受光组件142（例如，可操作以探测由相应发光组件发射的光学信号的光电探测器）形式的两个有源光学组件。发光组件141和受光组件142分别耦合到有源组件衬底127的第一焊料环126a和第二焊料环126b内的表面123。在替代实施方式中，有源组件总成121可具有更多或更少有源光学组件（例如，仅发光组件、仅光传输组件、数对发光装置及光传输装置等）。对于本文所描述的实施方式，具有发光组件和受光组件的有源组件衬底总成可被称为具有收发器衬底的收发器衬底总成，且整体总成可被称为光学收发器总成。根据光学组件/收发器总成的应用，实施方式可具有仅一个有源光学组件以及多个有源光学组件。

有源组件衬底127可由介电材料（例如印刷电路板材料（例如FR-4））制成，并且可通过导电堡状体125电耦合到主印刷电路板113。导电堡状体125可采用各种配置以使得有源组件总成121能够电耦合到主印刷电路板113（例如，通过压敏各向异性导电膜或常用焊料回流方法）。在一个实施方式中，通孔129a和129b可穿过有源组件衬底127的厚度提供，例如以用于安装的目的。

参照图1D，有源组件衬底127可包括第一焊料环接合焊盘135a和第二焊料环接合焊盘135b。发光组件141可耦合到第一焊料环接合焊盘135a内的发光组件接合焊盘（未图示），并且受光组件142可耦合到第二焊料环接合焊盘135b内的受光组件接合焊盘（未图示）。发光组件接合焊盘在x轴方向和y轴方向上与第一焊料环接合焊盘135a精确对准，且在制造有源组件衬底127时，受光组件接合焊盘通过使用单个掩模与第二焊料环接合焊盘135b精确对准。第一焊料环126a和第二焊料环126b是通过向第一焊料环接合焊盘135a和第二焊料环接合焊盘135b施加具有已知表面张力的焊接材料（或具有已知表面张力的另一材料，例如环氧树脂材料）而形成。焊接材料（例如C4焊料）的表面张力可提供在z轴方向上具有已知高度的焊料环。如下文所述，第一焊料环126a和第二焊料环126b可提供对准组件，所述对准组件允许在x轴方向、y轴方向和z轴方向上精确定位光纤紧固装置122a/122b。应注意，由于焊料的已知表面张力，焊料环为允许精确对准光纤末端与有源光学组件的自组装结构。

在图1A至图1G中所示的实施方式中，光学组件总成120包含第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b。可根据用于光学组件总成中的有源组件的数量来使用更多或更少光纤紧固装置。第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b配置为收纳并紧固光纤，例如光纤156a和光纤156b（图1E）。第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b可配置为套管，所述套管具有分别完全延伸穿过所述套管的第一光纤安装特征结构130a和第二光纤安装特征结构130b。第一光纤安装特征结构130a和第二光纤安装特征结构130b包含光纤插入区域131a/131b、紧密配合区域132a/132b和光纤末端区域133a/133b。光纤插入区域131a/131b形状可为截头圆锥形以有助于引导光纤156a/156b进入第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b。紧密配合区域132a/132b可具有实质上与光纤156a/156b的外直径类似的直径，以使得光纤得以维持在紧密配合区域内而没有大量自由移动。第一光纤安装特征结构130a和第二光纤安装特征结构130b的光纤末端区域133a/133b是在第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b的信号表面137a/137b处的开口，以使得光纤末端区域133a、133b充当第一信号孔和第二信号孔。

第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b各自包含在啮合端的啮合表面134a/134b，所述啮合表面在定位于第一焊料环126a和第二焊料环126b内时分别正切接触第一焊料环126a和第二焊料环126b。啮合表面134a/134b可配置为倒角，如图1C至图1E和图1G中所示，或可配置为有助于定位光纤156a、156b的x-y-z位置的其他啮合形状。

在替代实施方式中，光纤组件总成120可具有仅单个光纤紧固装置而不是两个光纤紧固装置，即第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b。在此实施方式，第一光纤紧固装置和第二光纤紧固装置可耦合到一起作为具有第一延伸和第二延伸的单个组件。举例来说，第一光纤安装特征结构130a可延伸穿过第一延伸，且第二光纤安装特征结构130b可延伸穿过第二延伸，如上关于第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b所述。然而，在所述实施方式中，第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b连接到一起作为整体组件。

在一个实施方式中，通过将光纤末端推进第一插入区域131a、穿过紧密配合区域132a并面临光纤末端区域133a，将光纤（例如第一光纤156a）插入到第一光纤安装特征结构130a或第二光纤安装特征结构130b中。光纤末端应以光纤紧固装置的信号表面137a/137b为参考。在一个实施方式中，抵靠信号表面137a/137b置放临时止挡件，以使得第一光纤156a和第二光纤156b的末端紧靠临时止挡件并且不延伸经过第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b的信号表面137a/137b（即，第一光纤156a和第二光纤156b的末端位于光纤末端区域133a、133b处）。第一光纤156a和第二光纤156b可通过使用粘合剂接合在第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b内。在另一实施方式中，第一光纤156a和第二光纤156b可穿过第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b的光纤安装特征结构130a/130b插入，以使得第一光纤156a和第二光纤156b的末端延伸经过光纤末端区域133a/133b。第一光纤156a和第二光纤156b随后可受到分裂（例如通过激光），以使得第一光纤156a和第二光纤156b的末端要么与光纤末端区域133a/133b齐平，要么处于距光纤末端区域133a/133b已知的指定距离处。第一光纤156a和第二光纤156b的末端应实质参考光纤末端区域133a/133b，以使得所述末端处于距有源组件衬底127的表面123一已知z轴距离d处（即，所述末端处于从光纤末端区域133a/133b到有源组件衬底127的表面123测量的已知预定高度处）。在一个实施方式中，光纤156a和156b的末端定位为实质上与光纤末端区域133a/133b相距50μm。

现具体参照图1E，第一光纤156a和第一光纤紧固装置122a与第二光纤156b和第二光纤紧固装置122b耦合到有源组件总成121，以使得啮合表面134a/134b分别正切接触第一焊料环126a和第二焊料环126b。第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b可通过折射率匹配材料（例如环氧树脂或其他粘合剂）紧固到第一焊料环126a和第二焊料环126b，所述折射率匹配材料实质上对分别由发光组件141和受光组件142发射和接收的光学辐射透明，以使得由发光组件141发射的光学信号可进入光纤并且在光纤中传播的光学信号可由受光组件142接收。

第一焊料环126a和第二焊料环126b充当对准组件，所述对准组件将第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b精确对准到有源组件衬底127的预定空间光学耦合位置（例如，相对于发光组件141的预定发光位置和相对于受光组件142的预定受光位置）。如上所述，发光组件141和受光组件142在x轴方向和y轴方向上通过使用单个焊料掩模分别与第一焊料环126a和第二焊料环126b精确对准。由于第一焊料环126a和第二焊料环126b的已知高度（即，由于用于形成环的焊料的已知表面张力和量）以及第一焊料环126a和第二焊料环126b的x方向和y方向，第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b的光纤末端区域133a/133b与第一光纤156a和第二光纤156b的对应末端在x轴方向、y轴方向和z轴方向上分别相对于发光组件141和受光组件142的顶表面在特定空间位置中实质对准。

第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b的信号表面137a/137b位于沿着z轴从信号表面137a/137b到有源组件衬底127的表面123测量的已知预定距离d（高度）处。预定距离d是由第一焊料环126a和第二焊料环126b的高度和形状决定。第一焊料环126a和第二焊料环126b的形状和位置同样将光纤末端区域133a/133b相对于有源组件衬底127定位在已知x位置与y位置处。以此方式，光纤紧固装置的光纤末端区域可相对于有源光学组件（例如发光组件或受光组件）实质定位在预定光学耦合位置处。因此，光纤紧固装置和焊料环可实质上将光纤末端与有源组件对准用于光学信号传输。

如图1A中所示，光学组件总成120可耦合到主印刷电路板113，以使得有源组件衬底的有源组件电耦合到主印刷电路板113的组件。

现参照图2A至图2E，图示光学组件总成220的另一实施方式。光学组件总成220通常包含配置为单个光学透明的光纤紧固装置222的光纤紧固总成和有源组件总成221。具体参照图2B，有源组件总成221包含有源组件衬底227，所述有源组件总成221具有分别在由焊盘238a和焊盘238b界定的发光组件位置和受光组件位置处耦合到所述有源组件总成221的发光组件141和受光组件142。可提供更多或更少有源光学组件。具有发光组件和受光组件的光学组件总成可被称为光学收发器总成，并且有源组件总成221可被称为收发器衬底总成。如上关于图1A至图1G中所示的实施方式所描述，例如，有源组件衬底227可由介电材料（例如FR-4）制成。

图2A至图2E中所示的实施方式的有源组件衬底227可包含第一对准位置237a和第二对准位置237b。如下文更详细描述，第一对准位置237a和第二对准位置237b可能有助于通过使用视觉系统（未图示）将光纤紧固装置222和有源光学组件精确对准到有源组件衬底227。第一对准位置237a和第二对准位置237b可配置为分别在精确x轴和y轴坐标中印刷在有源组件衬底227的表面223上的参考标记。发光组件141和受光组件142可通过视觉芯片附接系统耦合到有源组件衬底227的表面223，所述视觉芯片附接系统使用第一对准位置237a和第二对准位置237b作为参考点。第一焊盘238a和第二焊盘238b可与第一对准位置237a和第二对准位置237b同时以平版印刷方式界定。在一个实施方式中，有源组件可直接对准到所述有源组件的各自焊盘238a、238b中。有源组件衬底227可进一步包括电连接穿孔以将有源组件衬底227和有源光学组件电耦合到主印刷电路板113（参见图1A）。

光纤紧固装置222可包含第一光纤安装特征结构230a、第二光纤安装特征结构230b、第一对准孔226a和第二对准孔226b。经选择用于光纤紧固装置222的材料应实质上对由发光组件141发射并由受光组件142接收的光学辐射的一或多个波长透明，以使得光学辐射可穿过光纤紧固装置222。示范性材料可包括（例如但不限于）：环氧树脂、聚氨酯、聚碳酸酯和聚醚酰亚胺。

应注意，图示于图2A至图2E中的光纤紧固装置222配置为将两个光纤156a和156b光学耦合到两个有源光学组件（例如，发光组件141和受光组件142）。然而，应了解，实施方式可配置为将更多或更少光纤光学耦合到更多或更少有源组件。

现具体参照图2C和图2E，图示第一光纤安装特征结构230a和第二光纤安装特征结构230b。图2C图示光学组件总成220，展示了内部第一光纤安装特征结构230a和第二光纤安装特征结构230b，而图2E提供光学组件总成220的横截面图。第一光纤安装特征结构230a和第二光纤安装特征结构230b中的每一者可包含在整块光纤紧固装置222材料内的光纤插入区域231a/231b、紧密配合区域232a/232b和光纤末端区域243a/243b。光纤插入区域231a/231b可包含在光纤安装表面228处的开口，并且可为截头圆锥形以易于将第一光纤156a和第二光纤156b插入第一光纤安装特征结构230a和第二光纤安装特征结构230b。

紧密配合区域232a/232b可配置为具有界定光纤末端区域243a/243b的端面（即，止挡件）的孔。因此，图2A至图2E中所示的实施方式的光纤末端区域243a/243b定位在光纤紧固装置222的整块区域内。紧密配合区域232a/232b的直径可极为匹配第一光纤156a和第二光纤156b的外直径。

具体参照图2E，盲孔的界定光纤末端区域243a/243b的端面位于沿z轴从光纤末端区域243a/243b到有源组件衬底227的表面223测量的预定距离d（高度）。预定距离d是由紧密配合区域232a/232b的盲孔的深度决定。如下文所述，预定距离d设置从光纤电缆末端到有源光学组件的z轴距离。第一光纤安装特征结构230a和第二光纤安装特征结构230b的位置设置光纤末端的x轴位置和y轴位置。

第一光纤156a可插入第一光纤安装特征结构230a中，以使得第一光纤156a的末端紧靠光纤末端区域243a。第二光纤156b可插入第二光纤安装特征结构230b中，以使得第二光纤156b的末端紧靠光纤末端区域243b。第一光纤156a和第二光纤156b随后可通过折射率匹配的透明材料（例如，折射率匹配环氧材料）紧固在第一光纤安装特征结构230a和第二光纤安装特征结构230b内。在一个实施方式中，小通气孔（未图示）可从光纤末端区域243a/243b延伸到附接表面224以在光纤紧固装置222的底部处使第一光纤安装特征结构230a和第二光纤安装特征结构230b暴露于周围环境，以使得过量空气可在插入光纤和环氧材料后逸出。

参照图2C和图2E，光纤紧固装置222可进一步包含在附接表面224中的有源光学组件凹槽244，以使得在光纤紧固装置222耦合到有源组件衬底227时，发光组件141和受光组件142可定位在有源光学组件凹槽244内。有源光学组件凹槽244可具有与图2C和图2E中描述的配置不同的配置。举例来说，有源光学组件凹槽可配置为两个凹槽，其中一个凹槽用于发光组件141并且一个凹槽用于受光组件142。

第一对准孔226a位于光纤紧固装置222的第一端处并且第二对准孔226b位于光纤紧固装置222的相对第二端处。第一对准孔226a和第二对准孔226b的x轴坐标和y轴坐标可彼此保持在紧密度容限中，以用于与有源组件衬底227的第一对准位置237a和第二对准位置237b的精确对准。实施方式并不限于第一对准孔226a和第二对准孔226b的特定位置。另外，可在其他实施方式中使用多于两个的对准孔。

光纤紧固装置222可通过使用视觉对准的自动化处理与有源组件衬底227的表面223对准并与定位在所述表面上。在光纤紧固装置222到有源组件衬底227的表面223的视觉系统组装期间，第一对准孔226a和第二对准孔226b在x轴方向和y轴方向上定位以分别与第一对准位置237a和第二对准位置237b对准。以此方式，第一对准孔226a和第二对准孔226b与第一对准位置237a和第二对准位置237b充当将光纤紧固装置222对准到有源组件衬底227的对准组件。因此，使用同一第一对准位置237a和第二对准位置237b作为参考点，将光纤紧固装置222、发光组件141及受光组件142耦合到有源组件衬底227的表面223。光纤紧固装置222的接触有源组件衬底227的表面223的附接表面可通过粘合剂（例如环氧树脂）紧固。

光纤紧固装置222将第一光纤156a和第二光纤156b的光纤末端相对于各自有源光学组件（例如，发光组件141和受光组件142）在x轴方向、y轴方向和z轴方向上对准到预定光学耦合位置。预定光学耦合位置是提供光纤末端与有源组件之间的最大光学耦合的位置。光纤末端应在左右方向上以及在高度上对准以用于最佳光学耦合。

如上所述，孔232a/232b的端面（即光纤末端区域243a/243b）的位置形成光纤末端相对于有源组件衬底227的表面223的已知z轴位置。x轴坐标和y轴坐标是通过对准第一对准孔226a和第二对准孔226b与第一对准位置237a和第二对准位置237b而形成。以此方式，光纤紧固装置的一或多个光纤末端区域可相对于有源光学组件（例如发光组件或受光组件）实质上位于预定光学耦合位置处。因此，光纤紧固装置和有源组件衬底上的对准位置可实质上将光纤末端与有源组件对准用于光学信号传输。

在一些实施方式中，光纤紧固装置222可进一步包含一或多个凹口以减少及/或防止发射的光学信号与接受到的光学信号之间的光学串扰。图2A至图2E中所示的实施方式包含在光纤安装表面228的顶部上的第一凹口236。第一凹口236定位在第一光纤安装特征结构230a与第二光纤安装特征结构230b之间，以防止在第一光纤156a和第二光纤156b中传播的光学信号之间的光学串扰。所示实施方式进一步包含在光纤紧固装置222的底部或附接表面224上的第二凹口239a和第三凹口239b。第二凹口239a可从有源光学组件凹槽244延伸并定位在第一光纤安装特征结构230a与第一凹口236之间。第三凹口239b可从有源光学组件凹槽244延伸并定位在第一凹口236与第二光纤安装特征结构230b之间。

现参照图3A至图3G，图示光学组件总成320的另一实施方式。光学组件总成320通常包含配置为光纤紧固装置322与接箍360的双组件光纤紧固总成和有源组件总成321。具体参照图3B，有源组件总成321包含有源组件衬底327，所述有源组件总成321具有分别在发光组件位置和受光组件位置处耦合到所述有源元件衬底227的发光组件141和受光组件142。可提供更多或更少有源光学组件。具有发光组件和受光组件的光学组件总成可被称为光学收发器总成，并且有源组件总成321可被称为收发器衬底总成。例如，有源组件衬底327可由介电材料（例如FR-4）制成。

有源组件衬底327的表面323可包括狭槽365，光纤紧固装置322的遮光板347（下文所述）可在光纤紧固装置322和有源组件衬底327的机械啮合期间定位在所述狭槽中。有源组件衬底327还可包括销孔368a和368b，以实现光纤紧固装置322与有源组件衬底327的机械啮合和对准。此外，导电穿孔369可延伸穿过有源组件衬底327的厚度，所述导电穿孔形成法拉第笼以电气隔离有源组件总成321的有源组件。应注意，导电穿孔369可用于附图中所示的有源组件衬底327的任一实施方式中，而不仅仅是用于图3A至图3G中所示的双组件光纤紧固总成实施方式中。

在一些实施方式中，有源组件衬底327可进一步包含机械键结凹口367，以使得光学组件总成320可仅在一个正确定向上耦合到主印刷电路板113。可提供导电焊盘366a和366b以将光学组件总成320的有源组件衬底327耦合到主印刷电路板113（参见图3F，图3F图示了有源组件衬底327的底视图）。

如图3A至图3G中所示，接箍360机械耦合到有源组件衬底327并将光纤紧固装置322相对于有源组件总成321对准到适当位置，从而将第一光纤156a和第二光纤156b的末端分别与发光组件141和受光组件142对准。在一个实施方式中，接箍360包含非连续并通常为“C”形的内壁362。内壁362可界定接箍间隙364，所述接箍间隙为“C”形开放区域。接箍间隙364暴露有源组件衬底327的表面370的区域。在另一实施方式中，内壁362可为连续的，以使得没有形成开放区域。

接箍360的内壁362可具有圆锥椭圆形状，所述形状配置为与光纤紧固装置322的相应圆锥椭圆形的啮合表面348配合。其他啮合表面配置也是可能的。如图3B中所示，接箍360可包含耦合销372a和372b，所述耦合销定位并配置为插入到有源组件衬底327的销孔368a和368b中。可通过将耦合销372a和372b插入到销孔368a和368b中而将接箍360机械耦合到有源组件衬底327。可固定耦合销327a和327b（例如通过施加热量或超声能量），以将接箍360永久附接到有源组件衬底327。

一旦接箍360附接到有源组件衬底327，接箍360即界定接箍开口361，所述接箍开口暴露有源组件衬底327的表面323的区域363。如图3C中所示，发光组件141和受光组件142定位在有源组件衬底327的由接箍开口361暴露的区域363上。在一个实施方式中，在有源光学组件（例如，发光组件141和受光组件142）填入有源组件衬底327之前，接箍360耦合到有源组件衬底327。在所述实施方式中，使用视觉芯片附接系统填入有源组件衬底327，所述视觉芯片附接系统使用有源组件衬底327的暴露边缘370和内壁362作为用于视觉芯片附接系统的参考表面。在并不具有接箍间隙364的实施方式中，接箍开口361可暴露有源组件衬底327的两个边缘，以使得暴露的两个边缘可用作参考表面。以此方式，发光组件141和受光组件142可相对于接箍360准确定位在有源组件衬底327上而与有源组件衬底327的表面323上的特征结构或标记无关。

配置为在接箍开口361处与接箍360配合的光纤紧固装置322可包含第一光纤安装特征结构330a、第二光纤安装特征结构330b、遮光板347和插片345及346。可根据总成中有源光学组件的数量提供一或多个额外光纤安装特征结构（或更少）。经选择用于光纤紧固装置322的材料应实质上对由发光组件141发射并由受光组件142接收的光学信号的一或多个波长不透明。示范性材料可包括（例如但不限于）：环氧树脂、聚氨酯、聚碳酸酯和聚醚酰亚胺。

应注意，图示于图3A至图3G中的光纤紧固装置322配置为将两个光纤156a和156b光学耦合到两个有源组件（例如，发光组件141和受光组件142）。然而，应了解，实施方式可配置为将更多或更少光纤光学耦合到更多或更少有源光学组件。

第一光纤安装特征结构330a和第二光纤安装特征结构330b从光纤安装表面338完全延伸穿过整块光纤紧固装置322到达信号表面333（参见图3G）。具体参照图3D和图3G，第一光纤安装特征结构330a和第二光纤安装特征结构330b可各自包含光纤插入区域331a/331b、截头圆锥形区域371a/371b、紧密配合区域332a/332b和光纤末端区域375a/375b。光纤插入区域331a/331b可包含在光纤插入表面368处的开口，所述开口经由截头圆锥形区域371a/371b到紧密配合区域332a/332b逐渐变窄。光纤插入区域331a/331b的直径可大于第一光纤156a和第二光纤156b的外直径，以易于使光纤插入到第一光纤安装特征结构330a和第二光纤安装特征结构330b。紧密配合区域332a/332b的直径可极为匹配第一光纤156a和第二光纤156b的外直径。光纤末端区域375a和375b朝向信号表面333开口以形成第一信号孔和第二信号孔（参见图3G）。

第一光纤156a和第二光纤156b应分别插入第一光纤安装特征结构330a和第二光纤安装特征结构330b中，以使得第一光纤156a和第二光纤156b的末端定位在光纤末端区域375a和375b中，并且实质上参考信号表面333。如上所述，在受到激光分裂时，光纤末端可与信号表面333齐平或从信号表面333延伸已知距离。如上关于图1A至图1G中所示的实施方式所描述，对于齐平设计，临时止挡件可抵靠信号表面333定位，以使得第一光纤156a和第二光纤156b的末端紧靠临时止挡件并且定位在第一光纤安装特征结构330a和第二光纤安装特征结构330b的光纤末端区域375a和375b处。第一光纤156a和第二光纤156b随后可用透明折射率匹配粘合材料紧固在第一光纤安装特征结构330a和第二光纤安装特征结构330b内。在另一实施方式中，不可使用临时止挡件，但相反地，光纤可被分裂，以使得所述光纤的末端定位在光纤末端区域375a/375b内（例如通过激光）。

在一个实施方式中，从信号表面333延伸的遮光板347可用于进一步最小化在第一光纤156a和第二光纤156b内传播的光学信号之间的任何光学串扰。遮光板347实质上对第一光纤156a和第二光纤156b内的光学信号不透明，所述遮光板347可定位在光纤末端区域375a与光纤末端区域375b之间。应了解，遮光板347可配置为其他形状，例如，“V”形、圆形或刀刃形。

光纤紧固装置322机械耦合到接箍360，从而相对于发光组件141和受光组件142对准第一光纤156a和第二光纤156b的末端，因为发光组件141和受光组件142是经由视觉系统相对于接箍360而定位在有源组件衬底127上。光纤紧固装置322的啮合表面348的公圆锥椭圆形状配置为啮合内壁362的母圆锥椭圆形状。在光纤紧固装置322耦合到接箍360时，遮光板347可定位在有源组件衬底327的狭槽中。在一个实施方式中，光纤紧固装置322通过折射率匹配材料耦合到接箍360和有源组件衬底327。在替代实施方式中，光纤紧固装置322通过机械特征结构（例如通过搭扣配合）耦合到接箍360。

所示的示范性光纤紧固装置322进一步包含第一插片345和第二插片346。第二插片346经设定大小并定位在光纤紧固装置322的侧面上，以封闭由非连续性内壁362所形成的接箍间隙364。第二插片346还可提供机械键结特征结构，所述机械键结特征结构允许仅在一个定向上将光纤紧固装置322组装到接箍360。第二插片346可确保光纤紧固装置322耦合到接箍360，以使得信号表面333处于从有源组件衬底327的表面323测量的预定距离d（高度）。第一插片345还可提供机械键结功能。

现参照图3D，接箍360充当对准组件，所述对准组件将光纤末端区域375a和375b相对于有源光学组件（即发光组件141和受光组件142）对准到预定有源光学位置。因此，光纤156a和光纤156b的末端相对于发光组件141和受光组件142在x轴方向、y轴方向和z轴方向上对准。z轴方向上的预定高度是通过光纤紧固装置322与接箍360的啮合确立，以使得信号表面333与有源组件衬底327的表面323相距预定距离d。第一光纤156a和第二光纤156b的末端的x轴坐标和y轴坐标也是通过光纤紧固装置322与接箍360的机械啮合确立的，并且使得发光组件141和受光组件142是使用接箍360的内壁362作为参考而耦合到有源组件衬底327。以此方式，光纤紧固装置的一或多个光纤末端区域可相对于有源光学组件（例如发光组件或受光组件）实质定位在预定光学耦合位置处。因此，光纤紧固装置和接箍可实质上将光纤末端与有源组件对准用于光学信号传输。

现参照图4A至图4E，图示光学组件总成420的另一实施方式。所示光学组件总成420通常包含有源组件总成421和光纤紧固总成，所述光纤紧固总成配置为固持器装置422、第一光纤紧固装置480a和第二光纤紧固装置480b。在一个实施方式中，第一光纤紧固装置480a和第二光纤紧固装置480b为圆柱形套管。具体参照图4B，有源组件总成421包含有源组件衬底427，所述有源组件总成421具有分别在沿x轴和y轴上的预定第一位置（例如发光组件）和预定第二位置（例如受光组件位置）处耦合到有源组件衬底427的第一有源光学组件（例如发光组件141）和第二有源光学组件（例如受光组件142）。可提供更多或更少有源光学组件。具有发光组件和受光组件的光学组件总成可被称为光学收发器总成，并且有源组件总成421可被称为收发器衬底总成。例如，有源组件衬底427可由介电材料（例如FR-4）制成。

示范性有源组件衬底427具有两个销孔468a和468b以收纳如下文更详细描述的固持器装置422的耦合销484a和484b。可使用更多或更少销孔来将固持器装置422紧固到有源组件总成421。

有源组件衬底427可进一步包含如上所述的堡状体及导电接合焊盘，以将光学组件总成420电耦合到主印刷电路板113及/或防止有源光学组件之间的电串扰。

固持器装置422可配置为矩形塑料模制组件，所述组件实质上对由发光组件141发射并由受光组件142接收的光学辐射的波长不透明。固持器装置通常包含从第一表面424延伸到第二表面438的第一光纤定位孔482a和第二光纤定位孔482b、两个耦合销484a和484b，及在第一表面424处的有源光学组件凹槽487。

第一光纤定位孔482a和第二光纤定位孔482b为经调整尺寸以分别收纳第一光纤紧固装置480a和第二光纤紧固装置480b的精密孔。参照图4C和图4D，第一光纤定位孔482a和第二光纤定位孔482b具有接近有源光学组件凹槽487的啮合特征结构486a、486b。在一个实施方式中，可包含倒角区域的啮合特征结构486a、486b可配置为与光纤紧固装置480a、480b的啮合表面配合，如下所述。也可使用其他布置。举例来说，啮合特征结构可配置为圆周边缘，第一光纤紧固装置和第二光纤紧固装置的相应圆周边缘或结构可搁置在所述圆周边缘上。

有源光学组件凹槽487可以多种几何配置来配置，并且应在固持器装置422耦合到有源组件衬底427时使发光组件141和受光组件142维持在有源光学组件凹槽487内。所示光学组件凹槽487进一步包含发光组件孔487a和受光组件孔487b，在插入到固持器装置422中时，第一光纤紧固装置480a和第二光纤紧固装置480b接触所述孔并定位在各自的止挡位置中（参见图4D和图4E）。在替代实施方式中，有源光学组件凹槽487的至少一部分可延伸到固持器装置422的一或多个侧面，以提供环氧通气路径，过量折射率匹配环氧树脂可流经所述路径。

耦合销484a和484b可从固持器装置422的第一表面424延伸。如图4B中所示，耦合销484a和484b配置为插入有源组件衬底427的销孔468a和468b中。在一个实施方式中，耦合销484a和484b可具有不同直径，以使得固持器装置422可仅在一个定向上耦合到有源组件衬底427。耦合销484a、484b的直径可小于对应销孔468a、468b的直径，以使得耦合销484a、484b松散配合在销孔468a、468b内以实现固持器装置422与有源组件衬底427之间的粗略对准。

在一个实施方式中，第一光纤紧固装置480a和第二光纤紧固装置480b可与图1A至图1G中所示的第一光纤紧固装置122a和第二光纤紧固装置122b类似。可根据光学组件总成中的有源组件的数量来使用更多或更少光纤紧固装置。第一光纤紧固装置480a和第二光纤紧固装置480b具有啮合表面434a、434b，所述啮合表面实质上匹配固持器装置422的啮合特征结构486a、486b，以使得在光纤紧固装置480a、480b耦合到固持器装置422时，啮合表面434a、434b与啮合特征结构486a、486b配合。

参照图4D，第一光纤紧固装置480a和第二光纤紧固装置480b配置为收纳并紧固光纤，例如图4A中所示的第一光纤156a和第二光纤156b。第一光纤紧固装置480a和第二光纤紧固装置480b可配置为陶瓷套管，所述陶瓷套管具有分别完全延伸穿过所述陶瓷套管的光纤安装特征结构430a、430b。光纤安装特征结构430a、430b包含光纤插入区域431a/431b、紧密配合区域432a/432b及光纤末端区域433a/433b。光纤插入区域431a/431b形状可为截头圆锥形以有助于引导光纤156a/156b进入第一光纤紧固装置480a和第二光纤紧固装置480b。紧密配合区域432a/432b可具有实质上与光纤156a/156b的外直径类似的直径，以使得光纤得以维持在紧密配合区域内而没有实质自由移动。第一光纤安装特征结构430a和第二光纤安装特征结构430b的光纤末端区域433a/433b是在第一光纤紧固装置480a和第二光纤紧固装置480b的信号表面437a/437b处的开口，以使得光纤末端区域433a、433b充当第一信号孔和第二信号孔。

在一个实施方式中，第一光纤156a插入第一光纤紧固装置480a并且第二光纤156b插入第二光纤紧固装置480b，以使得第一光纤和第二光纤分别延伸超过第一信号孔和第二信号孔。第一光纤156a和第二光纤156b可相对于信号表面437a/437b以精确距离分裂（或在一些实施方式中与信号表面437a/437b齐平）。光纤可用粘合剂紧固在光纤紧固装置内。

在一个实施方式中，可使用视觉芯片附接系统将发光组件141和受光组件142首先芯片附接到有源组件衬底427，所述视觉芯片附接系统使用有源组件衬底427上的参考特征结构（例如圆环形的金属迹线）作为基准参考。可使用视觉芯片附接系统使用发光组件141和受光组件142作为基准参考将固持器装置422定位在有源组件衬底427上，以相对于发光组件141和受光组件142精确对准固持器装置422。在所述实施方式中，使用“俯视”视觉对准方法，以使得视觉系统通过发光组件孔487a及/或受光组件孔487b俯视，以看见发光组件141及/或受光组件142，以便准确置放固持器装置422。因此，此实施方式可能不需要“仰视/俯视”视觉对准方法，其中一个摄像头仰视待定位的物件并且第二摄像头俯视置放表面，其中图像重叠指示对准。然而，一些实施方式可利用（例如）“仰视/俯视”方法。

耦合销484a、484b随后定位在销孔468a和468b内。在一个实施方式中，当固持器装置422由视觉芯片附接系统暂时固定就位时，在工艺中使用UV固化粘合剂，接着稍后使用松散配合销孔468a和468b中的耦合销484a和484b上的结构粘合剂将固持器装置422固定在适当位置。

有源光学组件凹槽487可填充有折射率匹配粘合剂及定位在第一光纤定位孔482a和第二光纤定位孔482b内的第一光纤紧固装置480a和第二光纤紧固装置480b（其中定位有第一光纤156a和第二光纤156b）。第一光纤紧固装置480a和第二光纤紧固装置480b的啮合表面434a/434b（例如倒角或正方形肩部）决定第一光纤紧固装置480a和第二光纤紧固装置480b插入到在第一光纤定位孔482a和第二光纤定位孔482b内的深度。如图4D中所示，第一光纤紧固装置480a和第二光纤紧固装置480b的啮合端紧靠发光组件孔487a和受光组件孔487b，以在从有源组件衬底427的表面423测量的预定距离d（高度）处形成第一光纤紧固装置480a和第二光纤紧固装置480b的信号表面437a/437b。在一个实施方式中，通气孔（未图示）提供在固持器装置422中以允许过量折射率匹配粘合剂逸出。

固持器装置422充当对准组件，所述对准组件相对于有源光学组件（即发光组件141和受光组件142）的预定有源光学位置对准光纤末端区域433a和433b。光纤156a和光纤156b的末端在x轴方向、y轴方向和z轴方向上相对于发光组件141和受光组件142对准。精确定位的光纤定位孔482a和482b与固持器装置422相对于发光组件141及/或受光组件142的置放确立第一光纤156a和第二光纤156b的末端的x轴位置和y轴位置。z轴方向上的预定高度是通过第一光纤紧固装置480a和第二光纤紧固装置480b与固持器装置422的啮合特征结构486a和486b的啮合确立，以使得信号表面437a/437b与有源组件衬底427的表面423相距预定距离d。以此方式，光纤紧固装置的一或多个光纤末端区域可实质上相对于有源光学组件（例如发光组件或受光组件）定位在预定光学耦合位置（例如预定第一和第二位置）处。因此，光纤紧固装置和固持器装置可实质上将光纤末端与有源组件对准用于光学信号传输。

现应了解，本文所描述的实施方式可使用低成本组件将光纤末端精确耦合到有源光学组件，例如发光组件或受光组件。实施方式可包含有源组件总成和可插入有光纤的光纤紧固总成，所述有源组件总成包含有源组件衬底，所述有源元件衬底具有耦合到所述有源元件衬底的有源光学组件。提供对准特征结构以实质对准光纤末端（或光纤）与一或多个有源组件。

应注意，当如同“通常”的术语在本文中使用时，所述术语不意在限制所请求发明的范围或暗示某些特征对所请求发明的结构或功能是关键的、基本的或甚至是重要的。相反，所述术语仅意在突出可用于或可能不用于本发明的特定实施方式中的替代或额外特征。

出于描述及界定本发明的目的，应注意，在本文中使用术语“大概”及“大约”以表示可归因于任何定量比较、值、测量或其它表示的固有不确定程度。

Claims (22)

1.一种光学收发器总成，包含：

有源组件总成，所述总成包含：有源组件衬底，该衬底包含至少两个销孔；第一有源光学组件；及第二有源光学组件，其中所述第一有源光学组件及所述第二有源光学组件耦合到所述有源组件衬底；

第一光纤紧固装置，所述装置包含：第一光纤安装特征结构，所述第一光纤安装特征结构包含第一信号孔；及啮合表面，所述啮合表面在所述第一光纤紧固装置的啮合端处，所述啮合表面包括肩部；

第二光纤紧固装置，所述装置包含：第二光纤安装特征结构，所述第二光纤安装特征结构包含第二信号孔；及啮合表面，所述啮合表面在所述第二光纤紧固装置的啮合端处，所述啮合表面包括肩部；

固持器装置，所述固持器装置耦合到所述有源组件总成，所述固持器装置包含：

有源光学组件凹槽，所述凹槽在所述固持器的第一表面处，其中所述第一有源光学组件及所述第二有源光学组件定位在所述有源光学组件凹槽处；

第一光纤定位孔和第二光纤定位孔，所述光纤定位孔从第二表面延伸到所述有源光学组件凹槽，所述第一光纤定位孔和所述第二光纤定位孔包含：在所述有源光学组件凹槽处的啮合特征结构，其中所述第一光纤紧固装置维持在所述第一光纤定位孔内且所述第二光纤紧固装置维持在所述第二光纤定位孔内，以使得所述第一光纤紧固装置和所述第二光纤紧固装置的所述啮合表面分别接触所述第一光纤定位孔和所述第二光纤定位孔的所述啮合特征结构；及

至少两个耦合销，所述至少两个耦合销从所述第一表面延伸；

其中：

所述至少两个耦合销的直径小于所述至少两个销孔的直径；

所述至少两个耦合销定位在所述至少两个销孔内；及

所述固持器装置机械耦合到所述有源组件衬底，以使得所述第一光纤紧固装置的所述第一信号孔和所述第二光纤紧固装置的所述第二信号孔实质上位于与所述有源组件衬底的表面相距一预定距离d，所述第一光纤紧固装置的所述第一信号孔实质上相对于所述第一有源光学组件沿x轴和y轴定位在预定第一位置处，并且所述第二光纤紧固装置的所述第二信号孔实质上相对于所述第二有源光学组件沿所述x轴和所述y轴定位在预定第二位置处，通过所述第一光纤紧固装置和第二光纤紧固装置与所述固持器装置的啮合特征的啮合来确立z轴上的预定高度。

2.如权利要求1所述的光学收发器总成，其中所述固持器装置通过视觉系统而置放在所述有源组件衬底上。

3.如权利要求1所述的光学收发器总成，其中所述固持器装置的所述啮合特征结构包含倒角形区域。

4.如权利要求1所述的光学收发器总成，其中所述固持器装置的所述啮合特征结构包含边缘。

5.如权利要求1至4中任一项所述的光学收发器总成，其中所述有源光学组件凹槽填充有折射率匹配环氧树脂材料。

6.如权利要求1至4中任一项所述的光学收发器总成，其中所述第一光纤安装特征结构和所述第二光纤安装特征结构各自进一步包含光纤插入区域和配合区域。

7.如权利要求1至4中任一项所述的光学收发器总成，其中所述有源组件衬底进一步包含位于所述第一有源光学组件与所述第二有源光学组件之间的多个导电穿孔。

8.如权利要求1至4中任一项所述的光学收发器总成，其中所述光纤紧固装置为圆柱形。

9.如权利要求1至4中任一项所述的光学收发器总成，其中：

所述第一光纤安装特征结构和所述第二光纤安装特征结构各自包含光纤插入区域和配合区域；及

所述光纤插入区域的直径大于所述配合区域的直径。

10.一种光学组件总成，包含：

有源组件衬底；

有源光学组件，所述光学组件耦合到所述有源组件衬底并由耦合到所述有源组件衬底的焊料环环绕；及

光纤紧固装置，所述光纤紧固装置包含光纤安装特征结构及在啮合端处的啮合表面，其中所述光纤紧固装置耦合到所述焊料环，以使得所述光纤紧固装置的所述啮合表面正切式接触所述焊料环，且所述焊料环的形状使所述光纤紧固装置的所述啮合表面定位为与所述有源组件衬底相距一预定距离d。

11.如权利要求10所述的光学组件总成，其中所述光纤紧固装置通过环氧树脂材料耦合到所述焊料环。

12.如权利要求10所述的光学组件总成，其中所述有源光学组件包含发光组件或受光组件。

13.如权利要求10至12中任一项所述的光学组件总成，其中：

所述光学组件总成进一步包含定位在所述光纤安装特征结构中的光纤；

所述光纤的末端以所述光纤紧固装置的所述啮合表面为参考，以使得所述光纤的所述末端处于距所述有源组件衬底的所述表面所述预定距离d处；及所述焊料环的所述形状使所述光纤的所述末端实质上沿x轴及y轴相对于所述有源光学组件对准到预定光学耦合位置。

14.如权利要求10至12中任一项所述的光学组件总成，其中所述啮合表面包含倒角。

15.如权利要求10至12中任一项所述的光学组件总成，其中所述光纤紧固装置为圆柱形。

16.如权利要求10至12中任一项所述的光学组件总成，其中：

所述光纤安装特征结构包含光纤插入区域和配合区域；及

所述光纤插入区域的直径大于所述配合区域的直径。

17.一种光学收发器总成，包含：

收发器衬底；

受光组件，所述受光组件耦合到所述收发器衬底并由耦合到所述收发器衬底的第一焊料环围绕；

发光组件，所述发光组件耦合到所述收发器衬底并由耦合到所述收发器衬底的第二焊料环围绕；

第一光纤紧固装置，所述第一光纤紧固装置包含第一光纤安装特征结构及在所述第一光纤紧固装置的啮合端处的啮合表面，其中所述第一光纤紧固装置耦合到所述第一焊料环，以使得所述第一光纤紧固装置的所述啮合表面正切式接触所述第一焊料环，且所述第一焊料环的形状使所述第一光纤紧固装置的所述啮合表面定位为与所述收发器衬底相距一预定距离d；及

第二光纤紧固装置，所述第二光纤紧固装置包含第二光纤安装特征结构及在所述第二光纤紧固装置的啮合端处的啮合表面，其中所述第二光纤紧固装置耦合到所述第二焊料环，以使得所述第二光纤紧固装置的所述啮合表面正切式接触所述第二焊料环，且所述第二焊料环的形状使所述第二光纤紧固装置的所述啮合表面定位为与所述收发器衬底相距所述预定距离d。

18.如权利要求17所述的光学收发器总成，其中：

所述光学收发器总成进一步包含分别定位在所述第一光纤安装特征结构和所述第二光纤安装特征结构中的第一光纤和第二光纤；

所述第一光纤的末端相对于所述第一光纤紧固装置的所述啮合表面定位，以使得所述第一光纤的所述末端处于距所述收发器衬底的所述表面所述预定距离d处；

所述第二光纤的末端相对于所述第二光纤紧固装置的所述啮合表面定位，以使得所述第二光纤的所述末端处于距所述收发器衬底所述预定距离d处；

所述第一焊料环和所述第一光纤紧固装置使所述第一光纤的所述末端实质上沿x轴及y轴相对于所述受光组件对准到预定受光位置；及

所述第二焊料环和所述第二光纤紧固装置使所述第二光纤的所述末端实质上沿所述x轴及所述y轴相对于所述发光组件对准到预定发光位置。

19.如权利要求17所述的光学收发器总成，其中：

所述第一光纤安装特征结构和所述第二光纤安装特征结构各自包含光纤插入区域和配合区域；及

所述光纤插入区域的直径大于所述配合区域的直径。

20.如权利要求17至19中任一项所述的光学收发器总成，其中所述啮合表面包含倒角。

21.如权利要求17至19中任一项所述的光学收发器总成，其中所述第一光纤紧固装置和所述第二光纤紧固装置为圆柱形。

22.如权利要求17至19中任一项所述的光学收发器总成，其中所述第一光纤紧固装置和所述第二光纤紧固装置整合成为单个组件。