CN104508528B - 光纤托架、光纤光学模块以及处理光纤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示光纤托架及光纤光学模块以及使用该等光纤托架及光纤光学模块之组合件，其中光纤(10)固定至光纤托架(120)，该光纤托架则固定至光纤模块之主体(110)。主体界定多个透镜(164、165)，该多个透镜使用全内反射表面(113)反射光，以将光导向至主动式光学组件(140)。光纤托架固定至主体，以使得多个光纤可固定于主体之光纤支撑特征结构(112)内，该等光纤支撑特征结构将光纤之末端对准至由主体界定之透镜。本发明亦揭示使用该等两片式光纤光学模块之光电连接器，以及使用光纤托架处理多个光纤的方法。
Description
优先权
本申请案根据专利法规定主张2012年4月20日申请之美国临时申请案第61/636,159号及2012年5月24日申请之美国临时申请案第61/651,307号的优先权权利，本文依赖该等申请案之内容且该等申请案之内容全部以引用之方式并入本文中。本申请案亦根据专利法主张2013年3月15日申请之美国申请案第13/838,417号的优先权权利，本文依赖该案之内容且该案之内容全部以引用之方式并入本文中。
技术领域
本揭示案大体上涉及光纤光学模块，且更特定言之，本揭示案涉及光纤光学模块及光电连接器，该等光电连接器使光纤托架耦接至使用全内反射之主体。
背景技术
用于消费型电子产品之近距离数据链路日益达到更高数据速率，尤其是用于视频及数据储存应用之彼等近距离数据链路。实例包括在两个信道上之5Gb/s之USB 3.0协定、10Gb/s之HDMI及10Gb/s之ThunderboltTM。以如此高之数据速率，传统铜芯电缆限制了传输距离及电缆可挠性。至少出于该等原因，光纤作为铜线之替代物出现用于适应下一代电子装置(诸如，消费型装置)之高数据速率。
不同于使用高价、高功率边射型激光连同调变器之电信应用，近距离光纤链路系基于低成本、低功率直接调变之光源，诸如，垂直共振腔面射型激光(VCSEL)。为使消费型电子产品等可行，用于在一个方向上将来自光源之光耦合至光纤中(即，传输)且在另一方向上将在另一光纤中行进之光耦合至光电二极管上(即，接收)之光纤组合件需要为低成本的。该要求导致对设计制造简单同时具有适合效能之组合件的需求。因此，对光纤光学模块存在尚未解决之需求，该等光纤光学模块简化光纤之对准。
发明内容
本揭示案之实施例涉及两片式光纤光学模块，该等模块包括光纤托架及主体，该主体具有全内反射(“TIR”)表面。保持多个光纤之光纤托架定位且固定于主体中。自光纤托架延伸之光纤的末端被动地或主动地定位于主体之光纤支撑特征结构内且用黏合剂(诸如，折射率匹配黏合剂)在光纤支撑特征结构处固定至主体。光纤末端经定位，以使得该等光纤末端安置于参考光纤末端基准表面处，以使得该等光纤末端与由主体界定之多个透镜光学通信(即，光学对准)。亦揭示使用光纤托架处理光纤的方法。
本揭示案之一个方面为一种用于与具有全内反射表面之主体耦接之光纤托架。光纤托架包括第一表面及与第一表面相对之第二表面，连同多个光纤支撑特征结构，该多个光纤支撑特征结构经配置以收纳多个光纤。光纤托架亦包括在第一表面与第二表面之间的第一黏合剂收纳特征结构及第二黏合剂收纳特征结构，及黏合剂井，该黏合剂井自第一表面延伸至光纤托架中一深度且穿过多个光纤支撑特征结构。
本揭示案之另一方面为上述光纤托架，其中黏合剂井位于第一表面处。
本揭示案之另一方面为上述光纤托架，其中第一黏合剂收纳特征结构及第二黏合剂收纳特征结构相较于第一边缘更靠近第二边缘定位。
本揭示案之另一方面为上述光纤托架，该光纤托架进一步包括：第一额外黏合剂收纳特征结构，该第一额外黏合剂收纳特征结构定位于第三边缘处；及第二额外黏合剂收纳特征结构，该第二额外黏合剂收纳特征结构定位于第四边缘处。
本揭示案之另一方面为上述光纤托架，该光纤托架进一步包括一或多个倾斜特征结构。作为实例，光纤托架可包括一或多个突起，该一或多个突起自光纤托架之第二表面延伸。
本揭示案之另一方面为光纤光学模块，该光纤光学模块包括：主体，该主体对具有预定波长之光为透射的；及光纤托架。光纤光学主体包括：第一表面及第二表面；全内反射(TIR)表面，该TIR表面自第一表面延伸，其中TIR表面可操作以藉由全内反射来反射在主体内传播之光的光学信号；光纤末端基准表面，该光纤末端基准表面邻近TIR表面定位，以使得传播穿过光纤末端基准表面之光学信号在TIR表面处反射；及多个透镜表面，该多个透镜表面形成于主体之第二表面上。主体之多个透镜表面、TIR表面、光纤末端基准表面及介入部分界定多个透镜，该多个透镜各自具有折迭光轴(即，光轴使光学信号转向)。主体进一步包括光纤托架凹部，该光纤托架凹部经配置以收纳光纤托架。光纤托架包括多个光纤支撑特征结构，该多个光纤支撑特征结构安置于第一表面上。多个光纤支撑特征结构经配置以收纳多个光纤。光纤托架安置于光纤托架凹部内且固定至主体，以使得安置于多个光纤支撑特征结构中之多个光纤的光纤末端定位于主体之光纤末端基准表面处且实质上与多个透镜之折迭光轴对准。
本揭示案之另一方面为上述光纤光学模块，其中光纤托架进一步包括定位之第一黏合剂收纳特征结构及第二黏合剂收纳特征结构。第一黏合剂收纳特征结构及第二黏合剂收纳特征结构经配置以收纳用于在光纤托架凹部处将光纤托架固定至主体的黏合剂。光纤托架进一步包括黏合剂井，该黏合剂井自第一表面延伸至光纤托架中一深度且穿过多个光纤支撑特征结构以将安置于多个光纤支撑特征结构内之多个光纤固定至光纤托架。
本揭示案之另一方面为上述光纤光学模块，其中黏合剂井定位于第一表面处。
本揭示案之另一方面为上述光纤光学模块，其中第一黏合剂收纳特征结构及第二黏合剂收纳特征结构相较于第一边缘更靠近第二边缘定位。
本揭示案之另一方面为上述光纤光学模块，其中光纤托架包括第一额外黏合剂收纳特征结构及第二额外黏合剂收纳特征结构。
本揭示案之另一方面为上述光纤光学模块，该光纤光学模块具有用于倾斜光纤托架凹部中之光纤托架的倾斜特征结构。一或多个倾斜特征结构可安置于光纤托架、主体或光纤托架与主体两者上。举例而言，光纤托架进一步包括一或多个倾斜突起，该一或多个倾斜突起自邻近第一边缘之第二表面延伸，以使得光纤托架朝向光纤托架凹部之底板倾斜。然而，倾斜特征结构可安置于主体之凹部中，以倾斜光纤托架凹部。
本揭示案之另一方面为上述光纤光学模块，其中主体进一步包括多个光纤支撑特征结构。主体之多个光纤支撑特征结构大体上与托架之多个光纤支撑特征结构对准。
本揭示案之另一方面为一种光电连接器，该光电连接器包括基板、多个光纤、具有主体之光纤光学模块及光纤托架。基板包含表面及多个主动式光学组件，该多个主动式光学组件耦接至表面。多个光纤中之每一光纤具有纤芯，该纤芯由外涂层围绕，其中每一光纤包含剥离区域，在该剥离区域中，纤芯自光纤末端曝露一长度。主体对具有预定波长之光为透射的，且主体包括：第一表面及第二表面；全内反射(TIR)表面，该TIR表面自第一表面延伸，其中TIR表面可操作以藉由全内反射来反射在主体内传播之光的光学信号；及光纤末端基准表面，该光纤末端基准表面邻近TIR表面定位，以使得传播穿过光纤末端基准表面之光学信号在TIR表面处反射。主体进一步包括：多个光纤支撑特征结构，该多个光纤支撑特征结构在光纤末端基准表面处终止；及多个透镜表面，该多个透镜表面形成于主体之第二表面上，其中主体之透镜表面、TIR表面、光纤末端基准表面及介入部分界定多个透镜，该多个透镜各自具有折迭光轴。主体亦可包括光纤托架凹部(即，凹穴)用于收纳光纤托架。主体耦接至基板之表面，以使得多个透镜实质上与多个主动式光学组件对准。光纤托架包括第一边缘及第二边缘，该第二边缘与第一边缘相对。多个光纤安置于光纤托架内，以使得每一个别光纤延伸超过第二边缘一偏移长度Lf。光纤托架安置于光纤托架凹部内且固定至主体，以使得多个光纤之剥离区域安置于多个光纤支撑特征结构中，且多个光纤之光纤末端定位于光纤末端基准表面处且实质上与多个透镜之折迭光轴对准。
本揭示案之另一方面为上述光电连接器，其中光纤托架进一步包括第一表面及多个光纤支撑特征结构，该多个光纤支撑特征结构在第一表面上自第一边缘延伸至第二边缘，其中多个光纤安置于多个光纤支撑特征结构内。光纤托架进一步包括：第三边缘；第四边缘，该第四边缘与第三边缘相对；及第一黏合剂收纳特征结构，该第一黏合剂收纳特征结构定位于第三边缘处；及第二黏合剂收纳特征结构，该第二黏合剂收纳特征结构定位于第四边缘处。第一黏合剂收纳特征结构及第二黏合剂收纳特征结构经配置以收纳用于在光纤托架凹部处将光纤托架固定至主体的黏合剂。光纤托架亦包括黏合剂井，该黏合剂井自第一表面延伸至光纤托架中一深度且穿过多个光纤支撑特征结构。黏合剂井经配置以收纳黏合剂，以将安置于多个光纤支撑特征结构内之多个光纤固定至光纤托架。
本揭示案之另一方面为上述光电连接器，其中多个主动式光学组件包括至少一个光源装置及至少一个光侦测器。与至少一个光源装置对准之多个透镜表面中之透镜表面自至少一个光源装置的表面偏移一高度HS，且与至少一个光侦测器对准之多个透镜表面中之透镜表面自至少一个光侦测器的表面偏移一高度HD，其中HS大于HD。
本揭示案之另一方面为一种处理光纤的方法，该方法包括以下步骤：将具有纤芯之多个光纤定位于光纤托架之第一表面中，以使得多个光纤延伸超过光纤托架之插入边缘一偏移长度Lf，该纤芯由多个光纤支撑特征结构中之外涂层围绕；及将黏合剂涂覆于光纤托架之第一表面处，以将多个光纤固定至光纤托架。方法进一步包括以下步骤：剥离多个光纤中之每一光纤的外涂层，以曝露纤芯，从而形成每一光纤之剥离区域；及将光纤托架定位于光纤光学模块之主体中。主体包括：全内反射(TIR)表面，该TIR表面自第一表面延伸；光纤末端基准表面，该光纤末端基准表面邻近TIR表面定位；及多个光纤支撑特征结构，该多个光纤支撑特征结构在光纤末端基准表面处终止。光纤托架插入主体中，以使得多个光纤之剥离区域安置于主体之多个光纤支撑特征结构内，且每一光纤之光纤末端定位于光纤末端基准表面处。方法进一步包括以下步骤：将黏合剂涂覆至光纤托架，以将光纤托架及多个光纤固定至光纤光学模块之主体。
本揭示案之另一方面为上述方法，其中剥离多个光纤中之每一光纤之外涂层的步骤藉由激光剥离过程执行。
本揭示案之另一方面为上述方法，该方法进一步包括以下步骤：涂覆黏合剂，以将光纤托架固定至光纤光学模块之主体。
将在随后的具体实施方式中阐述额外特征及优点，并且对于本领域技术人员而言，额外特征及优点将部分地自描述显而易见或藉由实践本文中揭示之实施例(包括随后的具体实施方式、权利要求书及附图)来认识到。
应理解，前文一般描述及下文【实施方式】两者提出本揭示案之实施例且意在提供用于理解主张之本揭示案之性质与特性的概述或框架。包括附图以提供对本揭示案之进一步理解，且附图并入本说明书中并构成本说明书之部分。图式图示本揭示案之各种实施例，并与本文中所述之描述一起用以解释所揭示之概念的原理及操作。权利要求书并入以下所述之【实施方式】且构成【实施方式】之部分。
附图说明
以下图式之组件经图标以强调本揭示案之一般原理且不一定依比例绘制。图式中所述之实施例本质上为说明性且示例性的，且不欲限制由权利要求书界定之标的物。当连同以下图式阅读时，可理解说明性实施例之以下详细描述，其中相同结构用相同组件符号指示，且其中：
第1图为根据本揭示案之一或多个实施例包括光纤光学模块之示例性光电连接器的自上而下立视图，其中为清晰之目的，移除外壳之一部分；
第2图为如第1图所示之经拆卸之光纤光学模块的透视图；
第3图为第1图之光电连接器之近距自上而下立视图，图示具有附接至主体之光纤托架的光纤光学模块；
第4A图为第1图至第3图中所示之光纤光学模块之光纤托架的自上而下立视图；
第4B图为第4A图中所示之光纤托架之自上而下视图；
第4C图为第4A图及第4B图中所示之光纤托架的后视图；
第4D图为沿线4D-4D所取之类似于第4C图中所示之光纤托架的另一光纤托架的横截面图，该光纤托架具有可选倾斜特征结构；
第5A图为第4A图至第4D图中所示之以光纤填充之光纤托架的俯视图；
第5B图为第5A图中所示之填充之光纤托架的侧视图；
第6A图为第1图至第3图中所示之光纤光学模块之主体的自上而下立视图；
第6B图为第6A图中所示之主体的俯视图；
第6C图为第6A图及第6B图中所示之主体模块的后视图；
第6D图为沿线6D-6D所取之第6B图中所示之主体的横截面图；
第6E图为第6A图至第6D图中所示之主体的由下而上视图；
第6F图为沿线6F-6F所取之第6E图中所示之主体的横截面图；
第7图为根据本揭示案之一或多个实施例图标示例性光纤处理方法之流程图；
第8图为第1图中所示之光电连接器之装配之光纤光学模块的俯视图；
第9A图为近距横截面图，图标印刷电路板(“PCB”)基板(或IC芯片)及作为光源装置之主动式光学组件，且亦图标来自光源装置之光在折迭源光学路径上行进穿过光纤光学模块之主体至位于光纤内之焦点；及
第9B图为近距横截面剖视图，图标光在自光纤之折迭侦测器光学路径上在第9A图之相反方向上之光纤中行进且穿过光纤光学模块之主体至主动式光学组件，该主动式光学组件为由PCB基板(或IC芯片)支撑之光侦测器形式。
在随后的【实施方式】中阐述本揭示案之额外特征及优点，并且对于本领域技术人员而言，额外特征及优点将部分地自描述显而易见或藉由实践本文中所述之揭示案连同权利要求书及附图来认识到。
为了便于参考，笛卡尔(Cartesian)坐标图示于某些图式中，且相对于方向或定向不欲为限制性的。
具体实施方式
本揭示案之实施例涉及光纤光学模块及光电连接器，且更特定言之，本揭示案之实施例涉及光纤光学模块及使用全内反射(“TIR”)以在主动式光学组件之间提供光之光学信号的光电连接器，该等主动式光学组件诸如用于一或多个传输信道之光源装置(激光、发光二极管等等)及用在一或多个接收通道上之光侦测器装置(例如，光电二极管)。实施例亦涉及处理且对准光纤与光纤光学模块之透镜的方法。
大体上参看图式，实施例系针对两片式光纤光学模块，该两片式光纤光学模块包括光纤托架及具有TIR表面之主体。光学电缆组合件之光纤首先插入光纤托架之光纤支撑特征结构(例如，凹槽)，且接着进一步经处理(例如，激光或机械剥离一或多个涂层以曝露光纤芯或包覆及/或分裂光纤末端)。光纤托架接着定位于光纤光学模块之主体中且由黏合剂固定。自光纤托架延伸之光纤的光纤末端(例如，使用被动对准或主动对准)主动地定位于主体之光纤支撑特征结构(例如，(诸如)凹槽)内且用折射率匹配黏合剂于光纤支撑特征结构处固定至主体。光纤末端经对准及定位，以使得该等光纤末端安置于(即，接触或近乎接触)参考光纤末端基准表面处，以使得该等光纤末端与由主体界定之多个透镜对准。
使用光纤托架使得能够在插入光纤光学模块之主体之前同时处理多个光纤，此情形可减少制造时间、成本或制造时间及成本两者。进一步地，光纤托架将松散光纤固定于接近光纤末端之位置处，以使得光纤之经剥离部分在主体之光纤支撑特征结构中的定位快速且易于制造。因为主体具有用于将光纤之光纤末端定位于设计之位置处的特征，故仅需严格控制主体之公差；光纤托架尺寸的公差可更宽松地控制，此情形可减少制造两片式光纤光学模块的总成本。下文详细描述光纤光学模块、光纤托架、光电连接器及处理光纤的方法的各种实施例。
现参看第1图，图标主动式光学电缆组合件之示例性光电连接器10。应理解，本揭示案之实施例不限于任何连接器标准或配置。本文中所述之实施例可针对光电连接器或电缆组合件。术语“光电”用于描述光电连接器，因为光电连接器在连接器内执行光至电转换及电至光转换。换言之，光电连接器具有在连接器接口处之电触点，用于连接至装置连同内部之主动式电子产品，以将电气信号转换为光学信号，且反之亦然，以用于沿光学波导(诸如，附接至连接器之模块的光纤)传输。示例性连接器类型包括(但不限于)USB 3.0、HDMI、ThunderboltTM及大体而言，主动式光学电缆组合件将来自第一光电连接器处之电气装置的电气信号转换成经由一或多个光纤传输之光学信号。主动式光学电缆组合件之相对末端处之第二光电连接器10接着接收来自一或多个光纤之光学信号、将光学信号转换为电气信号及将转换之电气信号传输至另一电气装置，该电气装置电耦接至第二光电连接器10之配合接口。
第1图中所示之示例性光电连接器10大体上包括外壳101(注意：第1图中未图示外壳之顶部分来图标内部组件)，该外壳101保持电连接器102、基板103(例如，由诸如FR-4(例如)材料制成之印刷电路板(“PCB”))、各种电子组件105(例如，用于接收电气信号、驱动光源装置、接收来自光电二极管装置之信号等等的组件)、将电连接器102电气耦接至由各种电子组件105界定之电路的导电组件104、用于将光之光学信号提供至在光纤光学模块100下方之主动式光学组件140D、主动式光学组件140S(第1图中不可见，参见第9A图及第9B图)并提供来自主动式光学组件140D、主动式光学组件140S之光的光学信号的光纤光学模块100，及光学电缆之多个光纤106。主动式光学组件包括能够传输及/或接收光之装置。用作传输主动式光学组件之光源装置140S可包括(但不限于)发光二极管及激光二极管(诸如，垂直共振腔面射型激光(“VCSEL”)。用作接收主动式光学组件之光侦测器140D可包括(例如)光电二极管。各种电子组件105可配置为集成电路，该等集体电缆能够驱动(例如)主动式光学组件140D、主动式光学组件140S。视通信协议而定，可使用任何数目之主动式光学组件140D、主动式光学组件140S。在图示之实施例中，使用两个光源装置140S及两个光侦测器140D，从而提供四个通道。
大体而言，光纤光学模块100包括主体110及光纤托架120，该光纤托架120保持光纤106之末端部分。在实施例中，光纤光学模块100可提供为用于将光纤光学地耦接至主动式光学组件的成套部分。第2图为处于拆卸状态之光纤光学模块100的透视图，且第3图为装配之光纤光学模块100之透视图，该装配之光纤光学模块100耦接至第1图中所示之光电连接器10的PCB基板103。光纤托架120经配置以安置且固定至主体110之光纤托架凹部118中，以使得自可选应变释放组件190延伸之光纤106的光纤末端定位于光纤末端基准表面114处。光纤106之光纤末端应接触光纤末端基准表面114。然而，由于光纤长度之变化，一些光纤末端可近似接触光纤末端基准表面114且可按需要使用折射率匹配材料。光纤106由光纤托架120之顶面中之光纤支撑特征结构122支撑。如下详细描述，光纤光学模块的主体110包括凹部115的成角表面，所述成角表面用作TIR表面113来反射穿过主体的中间部分的光学信号及由主动式光学组件(未图标)发射的光学信号，主体的中间部分自光纤末端基准表面114延伸，主动式光学组件位于主体110下方之PCB基板103上。光纤托架120藉由黏合剂固定至光纤托架凹部118内之主体110，但光纤托架120可具有其它类型之机械附接。在主动定位光纤末端之后，光纤106可藉由折射率匹配黏合剂固定至主体110，以使得光纤106与由主体110界定之透镜光学地对准(即，光学通信)。在实施例中，光纤末端可与用作透镜位置之代用物之基准对准。
主体110可精确定位且固定至PCB基板103，以藉由任何适当构件与主动式光学组件对准。例如，PCB基板103可包括基准点，该等基准点经对准且配置以适应主体110之对准特征结构，或反之亦然；然而，其它对准方法系可能的。例如，视觉系统可用于相对于PCB基板103上之主动式光学组件140D、主动式光学组件140S精确定位主体110。在实施例中，主体110可使用黏合剂(诸如，环氧树脂)固定至PCB基板103上的适当位置。
光纤托架及光纤
现参看第4A图至第4D图，详细描述示例性光纤托架120。第4A图为示例性光纤托架120之自上而下立视图，而第4B图为光纤托架120之俯视图，第4C图为光纤托架120之后视图，及第4D图为沿第4C图中之线4D-4D所取之光纤托架的横截面图。
光纤托架120经配置以在插入主体110之前且在一些实施例中，在处理光纤106之前(诸如，激光剥离以曝露每一光纤之纤芯)保持多个光纤106。光纤托架120可由任何适合材料制成，诸如模制热塑性塑料(例如)。示例性材料包括(但不限于)SABIC innovative Plastics制造之LEXAN 940A及SolvaySpecialty Polymers制造之Udel 3700HC。所选材料可因材料传输紫外线(“UV”)波长而选择，以使得UV固化黏合剂可固化于光纤托架120下方。在实施例中，光纤托架120之特征结构(诸如在本实施例中配置为开口凹槽之光纤支撑特征结构122)可藉由使用由(例如)线切割放电加工(“EDM”)制造之模具而射出成型来形成。
第4A图至第4D图中所示之光纤托架120大体上包括：第一表面121；第二表面129，该第二表面129与第一表面121相对；第一边缘125(即，插入边缘)，该第一边缘125界定光纤托架120之后部分；第二边缘126，该第二边缘126与第一边缘125相对；第三边缘123A；及第四边缘123B，该第四边缘123B与第三边缘123A相对。第二边缘126可视情况包括用于啮合主体110之倒角162。
配置为凹槽之多个光纤支撑特征结构122在光纤托架120之第一表面121上自第一边缘125延伸至第二边缘126。光纤支撑特征结构122经配置以收纳多个光纤106之非剥离部分(即，“经涂布的”)，如第5A图及第5B图中所示。尽管在第4A图至第4C图中，光纤支撑特征结构122图标为矩形凹槽，但实施例并不限于该等矩形凹槽。例如，凹槽可经配置为“V”型凹槽(即，当在横截面中观察时，形状为字母“V”)或“U”型凹槽(即，当在横截面中观察时，形状为字母“U”)。
参看第5A图及第5B图，图标安置于配置为凹槽之四个光纤支撑特征结构122内的四个光纤106，但任何适合支撑特征结构可用于光纤。示例性光纤106为多模光纤，诸如(例如)大纤芯、高数值孔径光纤，例如可购自纽约Corning之Corning Incorporated之VSDNTM光纤。在名为“High numerical aperturemultimode optical fiber”已公布之PCT专利申请案公开案第WO2010036684号中亦论述示例性光纤106，该案以引用之方式并入本文中。每一光纤106具有中心纤芯108(“纤芯”)，该纤芯108具有折射率nC。由包层(未图示)围绕之纤芯108具有折射率nCL，其中nCL＜nC。在实例中，光纤106具有数值孔径NAF＝0.29。又，在实例中，纤芯108具有梯度折射率分布，在实例中，梯度折射率分布为抛物线分布。在实例中，纤芯108具有约80微米之直径。每一光纤106之纤芯108及包层由涂层107围绕。例如，涂层107可为丙烯酸酯材料。光纤托架120之光纤支撑特征结构122经定尺寸以收纳光纤106之经涂布部分107。纤芯108具有中心轴151，如第5B图中所示。
如第5A图中所示，光纤106安置于光纤支撑特征结构122内，以使得光纤106延伸超过第二边缘126。每一光纤106经剥离以曝露纤芯108(或包层)，且接着实质上垂直于光纤轴断裂，以使得每一光纤106延伸超过光纤托架120之第二边缘126一长度Lf。作为实例且非限制，光纤106可藉由激光剥离过程剥离涂层107，其中激光用于移除涂层材料。作为实例且非限制，激光源可用于移除涂层107，诸如(例如)由英国Abingdon之OpTek Systems提供之激光剥离过程。亦可使用其它激光剥离方法。另外，非激光剥离方法可用于剥离涂层材料，诸如，化学剥离、机械剥离或热气剥离。剥离之光纤106可藉由(例如)激光断裂或机械断裂加以断裂。在一些实施例中，光纤106不在安置于光纤托架120中之后断裂。示例性激光断裂系统包括(但不限于)由英国Abingdon之OpTek Systems提供之激光断裂系统。
长度Lc之每一光纤106之剥离部分自涂层107之末端至光纤末端109量测。在断裂之后，长度Lf应使得光纤之光纤末端109到达光纤末端基准表面114，如下详细描述。长度Lc应等于或大于主体110之光纤支撑特征结构112之长度(参见第6A图)。在实施例中，在固定至光纤托架120之后，光纤106可藉由剥离过程剥离涂层107，以使得多个光纤可以线性数组处理。
大体上参看第4A图至第4D图及第5A图，所示光纤托架120进一步包括黏合剂井124，该黏合剂井124自第一表面121延伸至大部分光纤托架120中深度dw。黏合剂井124可提供以收纳诸如可固化环氧树脂(例如)之黏合剂，以将光纤106固定于光纤托架120之光纤支撑特征结构122内。因此，黏合剂井124经配置为用于黏合剂之储存库。施加至黏合剂井124之黏合剂可沿光纤支撑特征结构122及光纤106之涂层107渗透。示例性UV固化折射率匹配黏合剂可包括(但不限于)Nextgen Adhesives制造之Nextgen UV AB14。可使用其它UV固化折射率匹配黏合剂。尽管黏合剂井124图示为中心地安置于光纤托架120之第一表面121内，但实施例并不限于此。另外，在其它实施例中，黏合剂井124亦可配置为光纤托架120之第一表面121内之一个以上井。
光纤托架120亦可包括用于将光纤托架120固定至主体110之光纤托架凹部118的黏合剂收纳特征结构127(参见第6A图)。黏合剂收纳特征结构127在所示实施例中配置为位于光纤托架之第三边缘123A及第四边缘123B上凹口，黏合剂收纳特征结构127提供容器以收纳黏合剂(例如，将光纤末端109匹配至主体110之材料的可固化折射率匹配环氧树脂)。在此情况下，凹口为弓状，但该等凹口可具有任何适合形状，诸如有角的、矩形、正方形等。黏合剂收纳特征结构127允许黏合剂在光纤托架120下渗透，以使得光纤托架120可黏合至主体110之光纤托架凹部118的底板139。应理解，可提供两个以上黏合剂收纳特征结构127(即，额外黏合剂收纳特征结构)，且在除图式中图标之彼等位置之外的位置处两个以上黏合剂收纳特征结构127系可能的。在替代实施例中，黏合剂收纳特征结构可配置为通孔，该等通孔自光纤托架120之第一表面121延伸至第二表面129，从而允许黏合剂在光纤托架120与主体110之光纤托架凹部118之间流动。使用揭示之概念的其它实施例可放弃使用黏合剂收纳特征结构。例如，黏合剂可安置在组件之间或可使用光纤托架与主体之间(诸如，舌片与凹槽之间)的机械附接。
参看第4D图(以及参看第4C图及第5B图)，光纤光学模块可视情况包括用于使光纤托架与水平面成角度的倾斜特征结构。例如，光纤托架120可视情况包括一或多个倾斜突起160，该一或多个倾斜突起160自第二边缘129接近第一边缘125延伸，以在光纤托架120位于光纤托架凹部118中时，使光纤托架120朝向第二边缘126及光纤支撑特征结构112与主体110之光纤末端基准表面114之间的接口向下倾斜一倾斜角度φ(参见下文介绍之第7图)。倾斜角度φ应使得延伸超过光纤托架120之第二边缘126的光纤106经促进以安置于主体110之光纤支撑特征结构112内，且因此，在主动对准之前，光纤106与主体110之透镜(下文所述)预对准。在其它实施例中，未提供倾斜突起，以使得光纤托架120之整个第二表面129(即，底面)接触主体110之光纤托架凹部118的底板139。在其它实施例中，倾斜特征结构(诸如，倾斜突起)可安置于主体之光纤托架凹部上或安置于光纤托架及主体两者上，而非仅仅安置于光纤托架上。
在一些实施例中，光纤托架120亦可包括可选处理特征结构128，以减轻(由人或机器)对光纤托架120的处理，诸如当将光纤托架120插入光纤托架凹部118中及将光纤之光纤末端109对准至光纤支撑特征结构112中时。进一步地，除所示形状之外，光纤托架可具有与光纤托架凹部互补的其它适合形状。
光纤光学模块之主体
参看第6A图至第6F图，图标经配置以收纳第4A图至第5B图中所示之光纤托架120之光纤光学模块的示例性主体110。第6A图为示例性主体110之自上而下立视图，而第6B图为主体110之俯视图，第6C图为主体110之后视图，且第6D图为沿第6B图之线6D-6D所取之主体110的横截面图。第6E图为主体110之底视图，而第6F图为沿第6E图之线6F-6F所取之横截面图。
大体而言，光纤光学模块之主体110经配置以将自光纤106之光纤末端109发射之光的光学信号复位向且聚焦至光侦测器140D上，且将由光源装置140S发射之光的光学信号复位向且聚焦至光纤106中。模块100具有主体110，在所示实施例中，主体110界定长方体形状TIR部分143及光纤托架插入部分144，该光纤托架插入部分144自TIR部分143之前表面146延伸。然而，其它更简单几何形状可界定主体，诸如，使用本文揭示之概念的矩形主体。
主体110由对光为透射的材料制成，该光具有根据特定光学通信协议之预定波长λ，诸如，在800nm至1100nm之范围内的红外线(IR)波长λ，该范围为用于形成光学数据链路之VCSEL的波长范围。如本文中所使用，透射意谓光学信号能够穿过材料，而无显著损耗。可使用其它预定波长λ，诸如，(例如)可见光谱中之波长。
在示例性实施例中，光纤光学模块100之主体110由透明树脂(诸如，由General Electric Company以商标名称1010出售之聚醚酰亚胺(PEI))构成，该树脂具有在上述IR波长范围内之约n＝1.64之折射率。在实例中，主体110为整体且(例如)藉由模制、藉由机制或藉由模制及机制两者之组合形成。在实例中，模具由钢制成且经精密微机制，以使得主体之特征结构(包括下述透镜表面134、透镜表面135)以高精度形成，以在光纤末端109与主动式光学组件之间提供良好光学对准。
主体110具有在插入部分144处之第一末端117、TIR部分143之前表面146、可实质上平行于前表面146之第二末端132、第一表面119及可实质上平行于第一表面119之第二表面145。主体110之TIR部分143亦包括两个侧面131A、131B。示例性插入部分144包括两个臂116A、116B及底板139，该两个臂116A、116B及底板139界定光纤托架凹部118，光纤托架120安置于该光纤托架凹部118中。在替代实施例中，主体110不包括如第6A图至第6F图中所示之插入部分144，但相反，主体110经配置为整体的长方体形状(例如，前表面146位于第一末端117处)。
光纤托架凹部118延伸至TIR部分143中，且在所示实施例中，光纤托架凹部118之底板139在突出部分130处终止，该突出部分130可经配置以在光纤托架120安置于光纤托架凹部118中时啮合光纤托架120之倒角162。突出部分130过渡至光纤支撑突出部分147，该光纤支撑突出部分147具有大于突出部分130之高度的高度。光纤支撑突出部分147界定壁136。或者，底板139可直接在光纤支撑突出部分147而非中间突出部分130处终止。
光纤支撑突出部分147包括在所示实施例中配置为“V”型凹槽之光纤支撑特征结构112。例如，光纤支撑特征结构112可配置为矩形凹槽或“U”型凹槽。或者，光纤支撑特征结构112亦可配置为孔，该等孔经定尺寸以收纳光纤106之剥离部分。光纤支撑特征结构112在Z方向上行进长度Lg，且若需要，光纤支撑特征结构112可大体上平行于第一侧面131A及第二侧面131B。在一些实施例中，光纤支撑特征结构112在光纤末端基准表面114处终止，该光纤末端基准表面114实质上与光纤支撑特征结构112正交且朝向第一表面119延伸，并且，光纤支撑特征结构112在光纤支撑突出部分147之相反末端处系敞开的。在其它实施例中，出于制造目的，光纤末端基准表面114相对于与光纤支撑特征结构112正交的平面微微成角(例如，5度)(例如，当模具在制造过程期间打开时，防止模具擦损光纤末端基准表面114)。光纤支撑特征结构112经配置以当光纤托架120安置于光纤托架凹部118中时，与光纤托架120之光纤支撑特征结构122对准。进一步地，如下更详细描述，每一模块光纤支撑特征结构112与每一透镜之透镜轴对准，以用透镜之相应透镜轴适当地定位光纤106的光纤轴。
第一表面119亦包括凹部115，该凹部115自光纤末端基准表面114偏移。凹部115包括：前成角壁113，该前成角壁113界定如下所述之TIR表面113；及后壁148，该后壁148可成角或替代地，可为实质上垂直的。成角壁113面向光纤末端基准表面114且以角度θ倾斜远离光纤末端基准表面114(参见第9A图及第9B图)。在实例中，成角壁113相对于Y方向具有标称角度θ＝45°。
相应地，光纤末端基准表面114用作用于光纤106之光纤末端109的机械挡板，该机械挡板建立由光纤支撑特征结构112支撑之光纤106的纵向位置(即，Z方向位置)。
凹部115及相应成角壁113提供空气主体接口，该空气主体接口允许成角壁113用作实质上90°之TIR镜面，用于反射光之光学信号，如下详细描述。成角壁113在下文中称为TIR表面113。主体110之材料具有折射率n，折射率n足够大以在TIR表面113处提供标称90°之全内反射。简单而言，TIR表面113在成角壁113之材料与具有不同折射率之空气之间提供接口，用于在主体110内使光学信号转向。
若需要，主体110亦可包括其它可选特征结构。举例而言，主体可包括在主体110之底部处之一或多个黏合剂支座141，如第6A图中虚线所示。黏合剂支座141允许主体110与PCB等等之间的较少表面区域接触，且亦可允许任何黏合剂流出，以使得自黏合剂之任何额外安装高度可为均匀的且受控的。该实施例展示黏合剂支座位于主体110之转角处，但位置、大小及布置的其它适合配置系可能的，诸如沿主体110之边缘行进之两个纵向支座。黏合剂支座可提供自PCB至主体110之透镜的均匀间隔及高度，且提供PCB上之快速、简便、精确且可重复放置，以提供光学耦合效率。其它可选特征结构仍可能用于主体110，诸如，安置于光纤托架凹部118中之凸起流道118a，如第6B图及第6C图中之虚线所示。凸起流道118a可维持光纤托架与光纤托架凹部118之间的可靠高度公差，及/或可允许用于黏合剂之间隔。
如第6D图至第6F图(以及以下介绍之第9A图及第9B图)中最佳所见，模块100之主体110界定凹部133，该凹部133形成于底面152中且邻近第二末端132。当主体110固定至PCB基板103时，固定至PCB基板103或中间IC芯片之主动式光学组件安置于凹部133内。在所示实施例中，凹部133界定第一顶板部分137及第二顶板部分138，该第二顶板部分138自第一顶板部分137偏移距离dc(第6F图)。如下所述，第一顶板部分137与第二顶板部分138之间的偏移距离dc经提供以适应用于由光电二极管装置140D接收之光学信号的光学路径不同于(即，经不同光学调谐)用于由光源装置140S发射之光学信号的光学路径的事实。
第一顶板部分137包括一或多个透镜表面134，该一或多个透镜表面134经配置以将光学信号聚焦至光侦测器140D上，而第二顶板部分138包括一或多个透镜表面135，该一或多个透镜表面135经配置以自光源装置140S接收光学信号且将该光学信号聚焦至光纤106中。透镜表面134、透镜表面135连同TIR表面113及光纤末端基准表面114一起界定相应透镜164(透镜164用于将光学信号聚焦至光电二极管装置140D上)及相应透镜165(透镜165用于将光学信号聚焦至光纤106中)，每一透镜具有折迭透镜轴153。折迭透镜轴153以实质上直角穿过透镜表面134、透镜表面135及光纤末端基准表面114。
透镜表面134、透镜表面135及相关联之折迭透镜轴153沿Z方向与相应光纤支撑特征结构112对准，其中用于每一光纤支撑特征结构之一个透镜表面支撑于相应光纤支撑特征结构112中，且因此用于每一光纤106之一个透镜表面支撑于相应光纤支撑特征结构112中。
在实例中，当相应光纤106安置于相应模块光纤支撑特征结构112中时，
折迭透镜轴153之在Z方向上行进之部分与光纤中心轴151重合。因此，光纤支撑特征结构112经配置，以使得光纤之中心轴151与折迭透镜轴153实质上成直角且实质上在TIR表面113处相交(第6D图及第9A图及第9B图中最佳所示)。折迭透镜轴153界定一部分折迭光源(“源”)光学路径OPS或折迭光侦测器(“侦测器”)光学路径OPD，其中每一光学路径之一部分位于模块主体110内，如下论述且如第9A图及第9B图中所示。
透镜表面134、透镜表面135、TIR表面113、光纤末端基准表面114之相应部分及该等表面之间的主体110的相应部分界定具有折迭光轴153之透镜164、透镜165。透镜表面134、透镜表面135可视为“前”透镜表面，且光纤末端基准表面114可视为“后”透镜表面。主体110之相应部分包括透镜主体。前透镜表面与后透镜表面之间的轴向距离为透镜厚度，即，透镜主体之厚度。应注意，特征结构149(第6E图)在制造过程期间可提供为用于模具之顶出销或结构。该顶出销亦可用作用于对准主体110与主动式光学组件及PCB基板103之对准基准点。
在实例中，透镜表面134整体性形成于第一顶板部分137上，且透镜表面135形成于第二顶板部分138上(即，透镜表面134、透镜表面135与主体110成一体，且因此组成主体110之弯曲部分)。在另一实例中，透镜表面134、透镜表面135添加至第一顶板部分137及第二顶板部分138。透镜表面134、透镜表面135各自具有直径或净孔径CA。在实例中，透镜表面134、透镜表面135各自具有在250微米与600微米之间的净孔径CA，且在更具体实例中，透镜表面134、透镜表面135各自具有约500微米的净孔径CA，但其它适合大小系可能的。单点钻石车削(“SPDT”)可用于形成模具之精确组件，诸如，光纤支撑特征结构及透镜表面134、透镜表面135。然而，线EDM或其它过程亦可用于形成该等组件。
应注意，在本文中，尽管透镜164、透镜165可为相同的，但(至少一个)源光学路径OPS及(至少一个)侦测器光学路径OPD通常不相同。参看第9A图及第9B图，此系因为离开光纤末端109之光150通常将具有不同于光源装置140S之散度(数值孔径)。因此，源光学路径OPS及侦测器光学路径OPD通常不为反向光学路径。在所示实施例中，第一顶板部分137及第二顶板部分138相对于彼此偏移，以因而偏移透镜表面134及透镜表面135，以适应源光学路径OPS与侦测器光学路径OPD之差异。在替代实施例中，透镜表面134及透镜表面135可能不相对于彼此及个别透镜偏移，该等透镜经配置以适应源光学路径OPS与侦测器光学路径OPD之差异。
处理光纤且将光纤托架及光纤安装至光纤光学模块之主体中
现参看第7图，提供处理光纤106之示例性方法的流程图。在方块170处，多个光纤106插入光纤托架120之第一表面121内的光纤支撑特征结构122中，如第5A图及第5B图中所示。光纤之光纤末端109延伸超过第二边缘126一偏移长度，该偏移长度等于或大于主体110上之光纤支撑特征结构112的长度Lg。作为实例且非限制，夹具或自动化装置可用以将多个光纤106准确定位于光纤托架120中。在方块171中，延伸超过第二边缘126之光纤106之部分的长度Lf可在实施例中检定(例如，藉由适当量测系统)，其中光纤106未断裂至所需长度Lf。
在光纤106适当地定位于光纤托架120内之后，例如，诸如可固化环氧树脂之黏合剂施加至黏合剂井124。黏合剂流动遍及黏合剂井124且流入光纤支撑特征结构122中。因此，黏合剂将光纤106固定至光纤托架120(方块172)。
以此方式将多个光纤106固定至光纤托架120之步骤允许多个光纤106同时剥离该等光纤106之涂层107，因为该等光纤106不为松散的(即，该等光纤106为可管理且保持于已知所需配置中)。在方块173处，每一光纤106之涂层107藉由激光剥离过程移除，以曝露纤芯108(或包层)，因而形成具有长度Lc之剥离部分，该长度Lc等于或大于主体110上之光纤支撑特征结构112的长度Lg。另外，在一些实施例中，光纤106断裂，以使得该等光纤106延伸超过光纤托架120之第二边缘126一长度Lf(方块174)。任何剥离系统可用以移除围绕纤芯108之涂层107及任何其它光纤106层。进一步地，任何断裂方法可用于将光纤106断裂至适当长度。作为实例且非限制，示例性激光剥离过程及激光断裂过程包括由英国Abingdon之OpTek Systems提供之光纤激光剥离系统及光纤断裂系统。应注意，除激光剥离过程外的剥离过程可用于移除涂层107，诸如化学剥离、机械剥离或热气剥离。另外，在一些实施例中，机械断裂方法而非激光断裂可用于断裂光纤106。
在方块175处，光纤托架120连同剥离之光纤106定位于主体110之光纤托架凹部118内。光纤托架凹部118经定尺寸以适应光纤托架120。在所示实施例中，光纤托架120在Z方向上插入光纤托架凹部118。作为实例且非限制，真空微操纵器可耦接至光纤托架120之处理特征结构128，以将光纤托架120定位于光纤托架凹部118中。
在方块176处，每一光纤106之曝露之纤芯108的剥离部分定位于光纤106之各别光纤支撑特征结构122，且藉由使用主动对准过程接触(或近乎接触)光纤末端基准表面114。主体110之公差经严格控制，以使得光纤支撑特征结构112与光纤末端基准表面114之接口提供用于每一光纤106之光纤末端109的准确位置，以使得每一纤芯108的中心轴151实质上与由主体110提供之相应透镜164、透镜165之折迭透镜轴153对准(参见第9A图及第9B图)。主动对准过程可使用显微镜说明将光纤106完全安置于各别模块光纤支撑特征结构112，以使得光纤106实质上与光纤末端基准表面114正交，且光纤末端109定位于光纤末端基准表面114处。光纤末端109可实质上接触光纤末端基准表面114。在一些实施例中，X-Y-Z分度机(未图示)可用以说明将光纤托架120适当定位于光纤托架凹部118中，以使得光纤末端109在正确位置中。例如，X-Y-Z分度机可允许光纤托架120及/或主体110在X方向、Y方向及Z方向上的增量运动用于适当对准。
在方块177处，检定光纤支撑特征结构112中之光纤106之光纤末端109的位置。例如，光纤末端109的位置可使用显微镜视觉上地检定。或者，光纤末端109之位置可藉由发送及接收穿过由主体110界定之透镜164、透镜165之光学信号及证实接收到该等光学信号而主动地检定。
一旦检定出光纤末端109之位置，便使用适合材料将光纤托架120及光纤106之曝露之纤芯108固定至主体110(方块178)，如第8图中所示。适合材料之实例为折射率匹配黏合剂180，诸如，环氧树脂。折射率匹配黏合剂实质上匹配主体110及光纤106之纤芯108之材料的折射率，且折射率匹配黏合剂可填入存在于光纤106之光纤末端109与光纤末端基准表面114之间的任何间隙中。光纤托架120可藉由将折射率匹配黏合剂涂覆至黏合剂收纳特征结构127而固定至主体110之光纤托架凹部118部分，黏合剂收纳特征结构127连同光纤托架插入部分144之臂116A、臂116B的内表面一起界定用于收纳折射率匹配黏合剂的凹部。黏合剂180可在光纤托架120下方流动且将光纤托架120固定至光纤托架凹部118的底板139。类似地，光纤106之曝露之纤芯108可藉由将折射率匹配黏合剂(诸如，环氧树脂)涂覆至光纤支撑突出部分147及相应光纤支撑特征结构112而固定至光纤支撑特征结构112，因而亦折射率匹配光纤末端109与光纤末端基准表面114用于光学耦合。
在一些实施例中，在将光纤末端109主动定位于光纤支撑特征结构112中之前，光纤托架120可固定至主体110。例如，黏合剂180可首先涂覆至黏合剂收纳特征结构127，之后主动对准光纤末端109，且接着用黏合剂将曝露之纤芯108固定至光纤支撑特征结构112。
主体110固定至PCB基板103，以使得透镜164、透镜165与亦固定至PCB基板103之相应主动式光学组件140S、主动式光学组件140D对准，如第9A图及第9B图中所示，以下介绍且论述第9A图及第9B图。
光纤光学模块及主动式光学组件之操作
现将参看第9A图及第9B图描述光纤光学模块100及主动式光学组件的操作，该光纤光学模块100包括光纤托架120及主体110。大体而言，主体110应与电路板之主动式光学组件适当对准，以在组件之间传输/接收光学信号。任何适合主动式方法或被动式方法可用于对准主体110与主动式组件，且主体110可视情况包括用于说明对准之一或多个特征结构。举例而言，主体110可包括一或多个对准基准点111，诸如第3图中以虚线所示，一或多个对准基准点111用于对准主体110与PCB上之对准特征结构，诸如印在PCB上之标记。例如，对准基准点111可为穿式开口，该等穿式开口关于PCB上之标记对准/集中，以对准主体110之各别透镜与PCB上之各别主动式组件。在其它实施例中，对准基准点可为自顶面之凹部，或可配置为在主体110之侧壁上打开。
第9A图图示以位于PCB基板103顶上之光源装置140S(或位于PCB基板103顶上之IC芯片)的形式的主动式光学组件。光源装置140S具有装置轴154，该装置轴154实质上与由主体110提供之至少一个透镜165的透镜轴153对准。在第9A图中所示之配置中，光源装置140S产生发散光150，发散光150大体上沿透镜轴153在源光学路径OPS上朝向透镜165行进。发散光150入射至凸透镜表面135上，该凸透镜表面135用于将发散光转换成会聚光150，会聚光150接着沿源光学路径OPS在主体110内行进。会聚光150最终入射至TIR表面113上，TIR表面113将该光反射实质上90°，以使得该光现沿朝向光纤106之源光学路径OPS朝向光纤末端基准表面114行进。会聚光150行进穿过光纤末端基准表面114且进入光纤末端109，其中该光继续在光纤106内行进。注意，若该材料安置在光纤末端109与光纤末端基准表面114之间，光150可穿过折射率匹配材料(例如，折射率匹配环氧树脂)之薄部分。
在类似于第9A图中所示之示例性实施例中，透镜表面135实质上形成准直光，该准直光自TIR表面113呈实质上90°反射且作为实质上准直之光离开光纤末端基准表面114。例如，在某些情况下可使用该实施例，其中光纤106具有梯度折射率纤芯108，且光150较佳地作为实质上准直之光引入纤芯108。注意，该梯度折射率光纤将在距光纤末端109一定距离处将光150引至焦点。透镜表面135自光源装置140S偏移一高度HS，以使得光150在光纤106之纤芯108内之位置处引至焦点。
第9B图类似于第9A图且图标实例，其中PCB基板103(或IC芯片)可操作地支撑光侦测器140D(例如，光电二极管)。光侦测器140D具有装置轴154，该装置轴154实质上与由主体110提供之至少一个透镜164的透镜轴153对准。在第9B图中所示之配置中，导引光(自光学电缆组合件之相对末端处之光源装置发射)作为发散光150离开光纤末端109。当该发散光150在侦测器光学路径OPD上行进时，发散光150穿过光纤末端基准表面114且进入光纤光学模块100之主体110。注意，光150可穿过折射率匹配材料(例如，折射率匹配环氧树脂)之薄部分，若该材料安置在光纤末端109与光纤末端基准表面114之间。
发散光150接着入射至TIR表面113上，且自TIR表面113反射实质上90°，以在侦测器光学路径OPD上沿透镜轴153行进。当发散光150在主体110之材料内行进至至少一个透镜表面134时，发散光150继续发散。当发散光150离开主体110且朝向光侦测器140D行进时，透镜表面134用以将发散光150转换成会聚光150。透镜表面134自光侦测器140D偏移一高度HD，以使得会聚光150大体上向下聚焦至光侦测器140D上。光侦测器140D接着接收该聚焦光150且将该聚焦光150转换成电气信号(未图标)，诸如，在别处经定向用于处理之光电流。
尽管已参考特定方面及特征描述本文中之实施例，但应理解，该等实施例仅为说明所需原理及应用。因此，应理解，可对说明性实施例进行许多修改，并且在不背离附加权利要求书的精神及范畴的情况下可设计其它配置。
Claims (20)
1.一种用于与一光纤光学模块耦接之光纤托架，该光纤托架包含：
第一表面、第二表面，该第二表面与该第一表面相对；
多个光纤支撑特征结构，该多个光纤支撑特征结构在该第一表面上，其中该多个光纤支撑特征结构经配置以收纳多个光纤；
第一黏合剂收纳特征结构及第二黏合剂收纳特征结构，该第一黏合剂收纳特征结构及该第二黏合剂收纳特征结构安置在该第一表面与该第二表面之间；及
黏合剂井，该黏合剂井自该第一表面延伸至该光纤托架中一深度且穿过该多个光纤支撑特征结构，其中该多个光纤的光纤末端延伸超过该光纤托架的边缘。
2.如权利要求1所述之光纤托架，其中该黏合剂井定位于该第一表面处。
3.如权利要求1或权利要求2所述之光纤托架，其中该第一黏合剂收纳特征结构及该第二黏合剂收纳特征结构相较于第一边缘更靠近第二边缘定位。
4.如权利要求1或权利要求2所述之光纤托架，该光纤托架进一步包含：第一额外黏合剂收纳特征结构，该第一额外黏合剂收纳特征结构定位于第三边缘处；及第二额外黏合剂收纳特征结构，该第二额外黏合剂收纳特征结构定位于第四边缘处。
5.如权利要求1或权利要求2所述之光纤托架，该光纤托架进一步包含一或多个倾斜特征结构。
6.一种光纤光学模块，该光纤光学模块包含：
主体，该主体对具有预定波长之光为透射的，该光纤光学模块之该主体包含：
第一表面及第二表面，该第二表面与该第一表面相对；
全内反射(TIR)表面，该TIR表面自该第一表面延伸，其中该TIR表面可操作以藉由全内反射来反射在该光纤光学模块内传播之光的光学信号；
光纤末端基准表面，该光纤末端基准表面邻近该TIR表面定位，以使得传播穿过该光纤末端基准表面之光学信号在该TIR表面处反射；
多个透镜表面，该多个透镜表面形成于该主体之该第二表面上，其中该主体之该多个透镜表面、该TIR表面、该光纤末端基准表面及介入部分界定多个透镜，该多个透镜各自具有折迭光轴；及
光纤托架凹部；及
光纤托架，该光纤托架包含：
多个光纤支撑特征结构，该多个光纤支撑特征结构安置于第一表面上，其中：
该多个光纤支撑特征结构经配置以收纳多个光纤；且
该光纤托架安置于该光纤托架凹部内且固定至该主体，以使得安置于该多个光纤支撑特征结构中之该多个光纤的光纤末端延伸超过该光纤托架的边缘，且定位于该主体之该光纤末端基准表面处，且实质上与该多个透镜之所述折迭光轴对准。
7.如权利要求6所述之光纤光学模块，其中：
该光纤托架进一步包含：
第一黏合剂收纳特征结构及第二黏合剂收纳特征结构；及
黏合剂井，该黏合剂井自该第一表面延伸至该光纤托架中一深度且穿过该多个光纤支撑特征结构。
8.如权利要求7所述之光纤光学模块，其中该黏合剂井位于该第一表面处。
9.如权利要求7或权利要求8所述之光纤光学模块，其中该第一黏合剂收纳特征结构及该第二黏合剂收纳特征结构相较于第一边缘更靠近第二边缘定位。
10.如权利要求7或权利要求8所述之光纤光学模块，其中该光纤托架进一步包含第一额外黏合剂收纳特征结构及第二额外黏合剂收纳特征结构。
11.如权利要求6至权利要求8中任一项所述之光纤光学模块，其中该光纤托架包括一或多个倾斜特征结构。
12.如权利要求6至权利要求8中任一项所述之光纤光学模块，其中：
该主体进一步包含多个光纤支撑特征结构，该多个光纤支撑特征结构具有在该光纤末端基准表面处之第一末端及第二末端；且
该光纤托架之该多个光纤支撑特征结构实质上与该主体之该多个光纤支撑特征结构对准。
13.如权利要求6至8中任一项所述之光纤光学模块，该主体包括一或多个对准基准点。
14.一种光电连接器，该光电连接器包含：
基板，该基板包含表面及多个主动式光学组件，该多个主动式光学组件耦接至该表面；
多个光纤，该多个光纤各自具有由外涂层围绕之纤芯，其中每一光纤包含剥离区域，在该剥离区域中，该纤芯自光纤末端曝露一长度；
光纤光学模块，该光纤光学模块具有主体，该主体对具有预定波长之光为透射的，该主体包含：
第一表面及第二表面，该第二表面与该第一表面相对；
全内反射(TIR)表面，该TIR表面自该第一表面延伸，其中该TIR表面可操作以藉由全内反射来反射在该主体内传播之光的光学信号；
光纤末端基准表面，该光纤末端基准表面邻近该TIR表面定位，以使得传播穿过该光纤末端基准表面之光学信号在该TIR表面处反射；
多个光纤支撑特征结构，该多个光纤支撑特征结构在该光纤末端基准表面处终止；
多个透镜表面，该多个透镜表面形成于该主体之该第二表面上，其中该主体之该多个透镜表面、该TIR表面、该光纤末端基准表面及介入部分界定多个透镜，该多个透镜各自具有折迭光轴；及
光纤托架凹部，其中该主体耦接至该基板之该表面，以使得该多个透镜表面与该多个主动式光学组件对准；及
光纤托架，该光纤托架包含第一边缘及第二边缘，该第二边缘与该第一边缘相对，其中：
该多个光纤安置于该光纤托架内，以使得每一个别光纤延伸超过该第二边缘偏移长度Lf；且
该光纤托架安置于该光纤托架凹部内且固定至该主体，以使得该多个光纤之该剥离区域安置于该多个光纤支撑特征结构中，且该多个光纤之光纤末端定位于该光纤末端基准表面处且实质上与该多个透镜之所述折迭光轴对准。
15.如权利要求14所述之光电连接器，其中：
该光纤托架进一步包含：
第一黏合剂收纳特征结构及第二黏合剂收纳特征结构；
黏合剂井，该黏合剂井自该第一表明延伸至该光纤托架中一深度；且
该光电连接器进一步包含黏合剂，该黏合剂安置于该第一黏合剂收纳特征结构及该第二黏合剂收纳特征结构中以在该光纤托架凹部处将该光纤托架固定至该主体；及
黏合剂，该黏合剂安置于该黏合剂井中以固定安置至该光纤托架的该多个光纤。
16.如权利要求14或权利要求15所述之光电连接器，其中：
该多个主动式光学组件包含至少一个光源装置及至少一个光侦测器；
与该至少一个光源装置对准之该多个透镜表面的透镜表面自该至少一个光源装置之表面偏移高度HS；且
与该至少一个光侦测器对准之该多个透镜表面的透镜表面自该至少一个光侦测器之表面偏移高度HD，其中HS大于HD。
17.一种用于制造光纤光学模块的方法，该方法包含以下步骤：
将具有纤芯之多个光纤定位于光纤托架之第一表面中，以使得该多个光纤延伸超过该光纤托架之插入边缘偏移长度，该纤芯由多个光纤支撑特征结构中之外涂层围绕；
将黏合剂涂覆至该光纤托架之该第一表面处，以将该多个光纤固定至该光纤托架；
剥离该多个光纤中之每一光纤的该外涂层，以曝露该纤芯，从而形成每一光纤之剥离区域；
将该光纤托架定位至光纤光学模块之主体中，该光纤光学模块包含：
全内反射(TIR)表面，该TIR表面自第一表面延伸；
光纤末端基准表面，该光纤末端基准表面邻近该TIR表面定位；及
多个光纤支撑特征结构，该多个光纤支撑特征结构在该光纤末端基准表面处终止，其中该光纤托架固定至该主体，以使得该多个光纤之所述剥离区域安置于该多个光纤支撑特征结构内，且每一光纤之光纤末端定位于该光纤末端基准表面处。
18.如权利要求17所述之方法，其中剥离该多个光纤中之每一光纤之该外涂层的步骤藉由激光剥离过程执行。
19.如权利要求17或权利要求18所述之方法，该方法进一步包含以下步骤：涂覆黏合剂以将该光纤托架固定至该主体。
20.如权利要求17或权利要求18所述之方法，其中每一光纤经断裂至超过该光纤托架之该插入边缘之期望长度Lf。
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