CN104854493B - 带有耦合透镜的多通道光学连接器 - Google Patents

带有耦合透镜的多通道光学连接器 Download PDF

Info

Publication number
CN104854493B
CN104854493B CN201380065411.2A CN201380065411A CN104854493B CN 104854493 B CN104854493 B CN 104854493B CN 201380065411 A CN201380065411 A CN 201380065411A CN 104854493 B CN104854493 B CN 104854493B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
optical
directs
waveguide
connector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201380065411.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104854493A (zh
Inventor
T·L·史密斯
M·A·哈泽
A·R·马修斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of CN104854493A publication Critical patent/CN104854493A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104854493B publication Critical patent/CN104854493B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4249Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
    • G02B6/425Optical features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/3628Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
    • G02B6/3648Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures
    • G02B6/3652Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures the additional structures being prepositioning mounting areas, allowing only movement in one dimension, e.g. grooves, trenches or vias in the microbench surface, i.e. self aligning supporting carriers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/264Optical coupling means with optical elements between opposed fibre ends which perform a function other than beam splitting
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/32Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/34Optical coupling means utilising prism or grating
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4292Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

本发明公开了一种光学连接器,该光学连接器用于将若干组光学波导(110)诸如光纤带连接到彼此、连接到印刷电路板、或连接到后面板。本发明的连接器包括波导对齐构件(105),波导对齐构件(105)用于接收多个光学波导(110)并使所述多个光学波导对齐,使得离开该多个光学波导的光的中心光线在同一入射平面XY中沿同一入射方向(115)传播。光学连接器还包括光重新导向侧,该光重新导向侧包括形成区段(130a,130b,…)行的多个区段(130),每个区段与不同的光学波导对应。第一区段(130a)沿第一重新导向方向(140a)来重新导向光,并且第二区段(130b)沿与第一重新导向方向不同的第二重新导向方向(140b)来重新导向光。其它区段将光重新导向到第一重新导向方向或第二重新导向方向。光被重新导向到两个或更多个光学透镜(150)行。还公开了一种缆线组件,该缆线组件包括本发明的连接器和永久性地附接到连接器的多个光学波导。

Description

带有耦合透镜的多通道光学连接器
技术领域
本公开涉及用于连接若干组光学波导诸如光纤带的光学连接器。
背景技术
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、数据中心链接、以及用于高性能计算机中的内部链接。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,其中配接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接光纤的末端之间的小间隙;和空气间隙连接器,其中光通过两个光纤末端之间的小空气间隙。对于这些接触方法中的每一个而言,所配接光纤的末端上的极少量灰尘便可大大地增加光损耗。
另一种类型的光学连接器称之为扩束连接器。这种类型的连接器允许源连接器中的光束在被准直之前离开光纤芯,并在连接器内发散短的距离,以形成直径基本上大于该芯的光束。在接收连接器中,然后在接收光纤的末端上将该光束聚焦回其初始直径。此类型的连接器对可能存在于其中光束扩展到较大直径的区域中的灰尘和其它形式的污染物较不敏感。
随着今后几年数据传输的线路速率从当前的10Gb/秒/线路增加到25Gb/秒/线路,后面板光学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必要部件。因此,提供作为当前在10Gb/秒互连中使用的现有光学和铜连接件的更低成本和更高性能替代物的扩束连接器将是有利的。
发明内容
本公开涉及用于将若干组光学波导诸如光纤带连接到设置在印刷电路板或后面板上的波导的光学连接器。具体地讲,本发明的连接器将扩束光学器件与非接触式光学配合搭配使用,导致不严格的的机械精度要求,因此实现了低成本注入模制和提高的抗污垢和抗损伤能力。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。
在一个方面,提供了一种连接器,该连接器包括:波导对齐构件,该波导对齐构件用于接收多个光学波导并使多个光学波导对齐,使得离开多个光学波导的光线在同一入射平面中沿同一入射方向传播;光重新导向侧,该光重新导向侧包括形成区段行的多个区段,该行平行于入射平面,每个区段与被设置并对齐在波导对齐构件处的不同光学波导对应,并且被构造成用于沿入射方向接收离开光学波导的光,以及沿与入射方向不同的重新导向方向来重新导向所接收的光,第一区段沿第一重新导向方向来重新导向光,第二区段沿与第一重新导向方向不同的第二重新导向方向来重新导向光;以及多个光学透镜,该多个光学透镜形成两个或更多个光学透镜行,该多个光学透镜中的每个光学透镜与多个区段中的不同区段对应,并且被构造成用于沿对应的重新导向方向接收来自区段的光,以及沿输出方向将所接收的光作为输出光来透射,输出光的发散度不与光学透镜所接收的光的发散度不同。
在一些实施例中,本发明的连接器还可包括光重新导向构件,该光重新导向构件包括:输入侧,该输入侧用于沿入射方向接收来自被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的入射光,以及沿输入方向将所接收的光作为输入光来透射;光重新导向侧,该光重新导向侧用于沿输入方向接收来自输入侧的光,以及沿重新导向方向来重新导向所接收的光;输出侧,该输出侧用于接收来自光重新导向侧的光,以及将所接收的光作为输出光透射;以及多个光学透镜。在一些实施例中,提供了一种缆线组件,该缆线组件包括本发明的连接器和被接收并对齐在波导对齐构件处的多个光学波导。光学波导永久性地附接到连接器。
在一些实施例中,本发明的连接器还可包括多个光重新导向元件,每个光重新导向元件与多个区段中的不同区段对应并且与多个光学透镜中的不同光学透镜对应。光重新导向元件可包括:输入侧,该输入侧用于沿入射方向接收来自被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的入射光,以及沿输入方向将所接收的光作为输入光来透射;与光重新导向元件对应的区段,该区段用于沿输入方向接收来自输入侧的光,以及沿重新导向方向来重新导向所接收的光;输出侧,该输出侧用于接收来自区段的光,以及将所接收的光作为输出光来透射;以及与区段和光重新导向元件对应的光学透镜。
在另一方面,提供了一种连接器组件,该连接器组件包括提供的第一连接器和提供的第二连接器。一个连接器中的每个光学波导与另一个连接器中的不同光学波导对应,一个连接器中的每个光学透镜与另一个连接器中的不同光学透镜对应,使得离开一个连接器中的光学波导的光可在以下操作之后进入另一个连接器中的对应光学波导:由该连接器中的对应区段朝向该连接器中的对应光学透镜重新导向,由该连接器中的对应光学透镜朝向另一个连接器中的对应光学透镜透射,由另一个连接器中的光学透镜朝向另一个连接器中的对应区段透射,并且由另一个连接器中的对应区段朝向另一个连接器中的对应光学波导重新导向。
在另一方面,提供了一种连接器,该连接器包括一体的光重新导向侧,一体的光重新导向侧被构造成用于接收在同一平面中沿同一入射方向离开多个光学波导的中心光线。一体的光重新导向侧包括形成区段行的多个区段,该行平行于该平面,每个区段与不同的光学波导对应,并且被构造成用于沿入射方向接收离开光学波导的光,以及沿不同于入射方向的重新导向方向来重新导向所接收的光,至少一个第一重新导向方向与至少一个第二重新导向方向成倾斜角。
在另一方面,提供了一种光重新导向构件,该光重新导向构件具有一体结构并且包括光通过其进入光重新导向构件的光输入侧、用于重新导向进入光的光重新导向侧、以及重新导向的光通过其离开光重新导向构件的光输出侧,光重新导向侧包括沿第一方向布置的第一区段和第二区段,光输出侧包括沿垂直于第一方向的至少第二方向相对于彼此偏置的第一光学透镜和第二光学透镜,一体的光重新导向构件被构造成用于使得由第一区段和第二区段重新导向的光在分别传播通过第一光学透镜和第二光学透镜之后离开光重新导向构件。
在另一方面,提供了一种连接器,该连接器包括用于接收多个光学波导并使该多个光学波导对齐的波导对齐构件,和光重新导向构件。光重新导向构件包括:输入侧,该输入侧用于沿入射方向接收离开被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的中心光线,以及沿输入方向将所接收的中心光线作为输入光来透射;光重新导向侧,该光重新导向侧用于沿输入方向接收输入光,以及沿与输入方向不同的重新导向方向来将所接收的光重新导向为重新导向光;和多个光学透镜,多个光学透镜中的每个光学透镜与被设置并对齐在波导对齐构件处的不同光学波导对应,并且被构造成用于接收与光学波导对应的重新导向光,以及沿同一输出方向将所接收的光作为输出光来透射,使得光重新导向侧将来自被设置并对齐在波导对齐构件处的第一光学波导和第二光学波导的光沿相应的第一重新导向方向和第二重新导向方向重新导向成相应的第一重新导向光和第二重新导向光,第一重新导向方向与第二重新导向方向不同。
在另一方面,提供了一种结构化表面,该结构化表面具有包括多个光学透镜的一体构造。多个光学透镜可占结构化表面的至少70%。沿入射方向入射在多个光学透镜中的第一光学透镜上的第一准直光的中心光线可由第一光学透镜沿第一方向偏转,并且沿入射方向入射在多个光学透镜中的不同的第二光学透镜上的第二准直光的中心光线可由第二光学透镜沿不同于第一方向的第二方向偏转。还提供了一种结构化表面,该结构化表面具有一体构造并且包括占结构化表面的至少70%的多个光学透镜。
在另一方面,一种连接器包括波导对齐构件,该波导对齐构件用于接收多个光学波导并使该多个光学波导对齐,使得离开多个光学波导的光的中心光线沿至少两个不同的第一入射方向和第二入射方向传播。该连接器还包括光重新导向侧,该光重新导向侧被构造成用于沿入射方向接收离开被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的光,以及沿不同于入射方向的重新导向方向来重新导向所接收的光。该连接器还包括形成两个或更多个光学透镜行的多个光学透镜。多个光学透镜中的每个光学透镜与被设置并对齐在波导对齐构件处的多个光学波导中的不同光学波导对应,并且被构造成用于接收离开光学波导并由光重新导向侧进行重新导向的光,以及沿输出方向将所接收的光作为输出光来透射,其中输出光的发散度与光学透镜所接收的光的发散度不同。在一些情况下,多个光学透镜中的每个光学透镜与被设置并对齐在波导对齐构件处的多个光学波导中的不同光学波导对应,并且被构造成用于接收离开光学波导并由光重新导向侧进行重新导向的光,以及沿同一输出方向将所接收的光作为输出光透射。在一些情况下,光重新导向侧是平坦的。在一些情况下,光重新导向侧被构造成用于为沿第一入射方向接收离开被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的光,以及沿与第一入射方向不同的第一重新导向方向来重新导向所接收的光,以及沿第二入射方向接收离开被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的光,以及沿与第二入射方向不同的第二重新导向方向来重新导向所接收的光,其中第一重新导向方向和第二重新导向方向是相同的。
本发明的光学连接器可用于利用采用非接触式配合的扩束光学器件来连接光学波导组,这种搭配使用可导致宽松机械制造要求。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1.0dB。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。
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案。以下附图和具体实施方式更具体地举例说明了示例性实施例。
附图说明
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:
图1a是本发明的连接器的实施例的示意图。
图1b是本发明的连接器的实施例的侧视图。
图2是本发明的连接器的一部分的实施例的透视图。
图3a和图3b是本发明的连接器的图2中所示部分的不同透视图。
图4是本发明的连接器组件的实施例的光线轨迹示意图。
图5是本发明的连接器组件的另一个实施例的光线轨迹示意图。
图6是可用于本发明的连接器中的单一透镜元件的实施例的示意图。
图7是可用于本发明的连接器中的单一透镜元件阵列的实施例的示意图。
图8是可用于本发明的连接器中的单一透镜元件阵列的另一个实施例的示意图。
图9是使用基本上全透镜孔径的共轭焦点耦合的示意性侧视图。
图10是共轭焦点耦合的示意性侧视图,其中仅透镜孔径的一部分被照亮。
图11是本发明的连接器组件的两个配合连接器中的共轭焦点耦合的示意性侧视图,其中仅透镜孔径的一部分被照亮并且其中未照亮的透镜部分已被去除。
图12a是具有成角度地交错的输入光学波导的连接器组件的实施例的示意性侧视图。
图12b是具有成角度地交错的光学波导对齐构件的连接器的实施例的透视图。
图13a是具有相同的交错透镜布置的两个本发明的配合连接器的示意图,一个连接器是从透镜侧查看的而一个连接器是从相对侧查看的,并且两个连接器被取向成以U形转弯(180度转弯)配置的方式进行配合。
图13b是具有相同的交错透镜布置的两个本发明的配合连接器的示意图,一个连接器是从透镜侧查看的而一个连接器是从相对侧查看的,并且两个连接器被取向成以直通(0度转弯)配置的方式进行配合。
图14a是具有相同的透镜矩形阵列的两个本发明的配合连接器的示意图,一个连接器是从透镜侧查看的而一个连接器是从相对侧查看的,并且两个连接器被取向成以U形转弯(180度转弯)配置的方式进行配合。
图14b是具有相同的透镜矩形阵列的两个本发明的配合连接器的示意图,一个连接器是从透镜侧查看的而一个连接器是从相对侧查看的并且两个连接器被取向成以直通(0度转弯)配置的方式进行配合。
图15是具有光学透镜矩形阵列的本发明的连接器的示意图,该图示出沿入射光方向和垂直于入射光方向的光偏转。
附图不一定按比例绘制。在附图中使用的相同标号表示相同的部件。然而,应当理解的是,在给定附图中用于指示部件的标号并无意限制另一附图中相同标号的部件。
具体实施方式
本在许多应用中使用的光缆都使用纤维带。这些带由接合成一条线路的一组经涂覆的纤维构成(一条线路中通常有4根、8根或12根纤维)。单个玻璃纤维与其保护涂层的直径通常为250微米,并且所述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。
市售的扩束型多纤维连接器通常将光束直径限定为250微米,以与带节距匹配。为了实现大于纤维节距的光束直径,当前的连接器要求在将纤维安装到连接器上之前将纤维带手动分离成多根单纤维。
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,使得纤维的光芯可位于套圈轴线上的中心处。然后,可将纤维末端抛光以允许纤维芯的物理接触。然后,可使用对准套管将两个此种套圈彼此对准,其中被抛光的纤维末端被相对于彼此按压以实现从一根纤维到另一根纤维的物理接触光学连接。广泛使用物理接触光学连接器。
多纤维连接器通常使用多纤维套圈(例如MT套圈)来提供从源纤维到接收纤维的光学耦合。该MT套圈可在纤维通常粘合的模制膛孔的阵列中引导纤维。每个套圈可具有另外两个孔,其中导向销定位于该孔中以使套圈彼此对准并且因此使配合的纤维对准。
还已经使用多种其他方法来实现纤维到纤维连接。包括V形凹槽对准系统和精密膛孔阵列中的裸纤维对准。一些此类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一个都描述了单一目的连接系统,诸如直线连接器或直角连接器。
光纤互连件诸如多纤维连接器可用于将光学波导连接到设置在印刷电路板(PCB)上和后面板光学互连产品中的波导。已经公开了扩束连接器,其可端接纤维带而不分离单个纤维,并且还可提供具有大于纤维到纤维节距的直径的光束。这些扩束光学连接器具有非接触式光学配合,并且可要求比常规光学连接器更低的机械精度。扩束连接器已经例如在申请人的共同待决的临时专利申请U.S.S.N.61/710,077和61/710,083(两者均为Haase等人的)中进行公开,这两个申请的名称均为“Optical Connectors(光学连接器)”并且均是在2012年10月5日提交的。
提供了光学互连耦合构造(光学耦合器或光学连接器),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。本发明的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到设置在印刷电路板或后面板上或嵌入其中的波导。本发明的连接器包括使用非接触式光学配合的扩束光学器件,以为其构造提供不严格的机械精度要求,因此实现了低成本注入模制和改进的抗污垢能力。本发明的连接器利用成角度交错的光偏转将来自输入波导行的光耦合到两个或更多个输出光学透镜行,从而允许扩束大小具有大于输入光学波导阵列中的、例如光纤带中的光学波导至光学波导节距(输入波导节距)的直径。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。
在下面的描述中,参考了形成本说明书的一部分的附图,其中附图是以举例说明方式示出的。应当理解,在不脱离本发明的范围或实质的情况下,设想并可做出其它实施例。因此,以下的具体实施方式不具有限制性意义。
除非另外指明,否则在所有情况下,说明书和权利要求书中用来表述特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应理解为由术语“约”来修饰。因此,除非有相反的指示,否则上述说明书和所附权利要求书中提出的数值参数均为近似值,并且根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容而获得的所需特性,这些近似值可有所不同。
除非内容明确指定,否则本说明书和所附权利要求中使用的“一种”、“该”、“所述”或未指明数量的形式涵盖了具有多个指代对象的具体情况。除非所述内容另外明确指出,本说明书和所附权利要求书中使用的术语“或”的含义通常包括“和/或”。
与空间相关的术语(包括但不限于“下部”、“上部”、“在...下面”、“在...之下”、“在...之上”和“在顶部上”),如果在本文中使用,则用于便于描述一个元件相对于另一个元件的空间关系。除了在图中所示的和本文所述的特定取向以外,此类与空间有关的术语涵盖了使用中装置和操作的不同取向。例如,如果图中所描绘的对象翻过来或翻转过来,那么先前描述的在其他元件之下或下面的部分就在这些其他元件之上。
如本文所用,当元件、部件或层例如被描述为与另一元件、部件或层形成“一致界面”、或“位于另一元件、部件或层上”、“连接到另一元件、部件或层”、“与另一元件、部件或层耦合”、或“与另一元件、部件或层接触”或“相邻于另一元件、部件或层”时,其可直接位于另一元件、部件或层上、直接连接到另一元件、部件或层、与另一元件、部件或层直接耦合、与另一元件、部件或层直接接触,或者中间元件、部件或层可例如位于特定元件、部件或层上、与特定元件、部件或层连接、耦合或接触。例如,当元件、部件或层被称为“直接在另一元件上”、“直接连接到”、“直接耦合到”或“直接接触”另一元件时,没有例如居间的元件、部件或层。
本发明的连接器可在图1a和1b所示的实施例中进行理解,但不应受其限制。图1a是本发明的连接器的实施例的示意图。图1b是本发明的连接器的实施例的侧视图。连接器100包括用于接收和对齐多个光学波导110的波导对齐构件105。离开多个光学波导110的光的中心入射光线116在同一入射平面(x-y平面,参见图1a中的方向矢量)中沿同一入射方向115传播。连接器100包括光重新导向构件160。光重新导向构件160包括输入侧165,输入侧165用于沿入射方向115从被设置并对齐在波导对齐构件105处的多个光学波导110中的光学波导接收入射光116,以及沿输入方向120透射所接收的光。光重新导向构件160还包括光重新导向侧125,光重新导向侧125用于沿输入方向120接收来自输入侧165的光,以及沿重新导向方向140a和140b来重新导向所接收的光。另外,光重新导向构件160包括输出侧170,输出侧170用于接收重新导向的输入光并且通过输出侧170将所接收的重新导向光140a和140b作为输出光透射。本发明的连接器100还包括多个光学透镜150。
光重新导向构件160的光重新导向侧125包括多个区段130。多个区段130形成行(在图1a中沿y轴),该行平行于入射平面(x-y平面)。多个区段130中的每个区段与被设置并对齐在波导对齐构件105处的多个光学波导110中的不同光学波导对应。多个区段130中的每个区段被构造成用于沿入射方向115接收离开光学波导的入射光116。第一区段130a沿第一重新导向方向140a来重新导向光,第二区段130b沿第二重新导向方向140b来重新导向光。第二重新导向方向104b与第一重新导向方向140a不同。
连接器100包括形成两个或更多个光学透镜行的多个光学透镜150。多个光学透镜150中的每个光学透镜与多个区段130中的不同区段对应,并且被构造成用于沿对应的重新导向方向接收来自该区段的光,以及沿对应的输出方向185a或185b将所接收的光作为输出光180来透射。输出光180的发散度与光学透镜所接收的光的发散度不同。例如,如图1a中所示,第一光学透镜150a与区段130a对应,并且被构造成用于沿重新导向方向140a接收来自区段130a的光,以及将所接收的光作为第一输出光180a来透射。第二光学透镜150b与区段130b对应,并且被构造成用于沿第二重新导向方向140b接收来自区段130b的光,以及将所接收的光作为第二输出光180b透射。
图2是本发明的连接器的实施例的一部分的透视图。如图所示,连接器200包括波导对齐构件205,波导对齐构件205包括用于接收多个光学波导并使该多个光学波导对齐(波导未示出)的多个沟槽202。在例示的实施例中,波导可以是光纤。光纤可永久性地附接到沟槽并且被对齐成使得离开多个光纤中的每一个的光在同一入射平面(由光纤被构造在沟槽中的平面限定)中沿同一入射方向传播。光重新导向构件212的光重新导向侧225被构造成用于沿入射方向接收离开光学波导的光。光重新导向侧225包括形成平行于入射平面的行的多个区段(例如,230a和230b)。每个区段(例如,230a和230b)与被设置并对齐在波导对齐构件205处的不同光学波导对应,并且被构造成用于沿入射方向接收离开光学波导的光,以及沿与入射方向不同的重新导向方向来重新导向所接收的光。图2示出包括共面的光重新导向侧的交替区段。在图2中,存在由交替区段的光重新导向侧限定的两个平面(一个平面包括第一区段230a,而另一个平面包括区段230b),该交替区段沿两个不同重新导向方向来导向光。
图3a和图3b是本发明的连接器的图2中所示部分的不同透视图。图3a和图3b示出具有第一区段330a和第二区段330b的光重新导向构件312。第一区段330a重新导向从多个光纤中的第一光纤到透镜350a的光。第二区段330b重新导向从多个光纤中的第二光纤到透镜350b的光。沿区段行的另外交替区段将光重新导向到沿光学透镜行的多个交替透镜以形成两个行,如示例性图中所示。
在一些实施例中,沿光学透镜行的多个交替透镜可以是一体构造。在这种实施例中,图3a-3b中以透镜350a起始的透镜行和以透镜350b起始的透镜行以及透镜行从其突出的主体全部可以是由一件制成,在一些实施例中该一件可以是模制的。这种一体件可构成包括多个光学透镜的结构化表面。多个光学透镜可占结构化表面的至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、或至少95%。沿入射方向入射在多个光学透镜中的第一光学透镜上的第一准直光的中心光线由第一光学透镜沿第一方向偏转,并且沿入射方向入射在多个光学透镜中的不同的第二光学透镜上的第二准直光的中心光线由第二光学透镜沿不同于第一方向的第二方向偏转。在结构化表面的一些实施例中,第一中心光线和第二中心光线可由相应的第一光学透镜和第二光学透镜透射。在结构化表面的一些实施例中,第一中心光线和第二中心光线可由相应的第一光学透镜和第二光学透镜反射。在结构化表面的一些实施例中,每个光学透镜可具有在结构化表面的同一侧上的焦点。在一些实施例中,具有一体构造的结构化表面可包括占结构化表面的至少70%的多个光学透镜。
图1a-1b、2和3a-3b仅仅是为了进行示意性的说明。所设想的是,本发明的连接器可具有多于两个光学透镜行和多于两个共面的重新导向构件组。还设想的是,重新导向区段并非必需是交替的并且可以任何期望的次序安排。然而,在例示的实施例中,交替透镜占用连接器上的较少几何空间,并且被示出具有有效的大小。
在一些实施例中,本发明的连接器中的光作为发散光可离开被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导。在这些实施例中,该离开光的中心光线可基本上处于发散光的中心。在一些实施例中,作为发散光离开被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的光的半发散角可选自:小于约15度、小于约14度、小于约13度、小于约12度以及小于约11度。在一些实施例中,可由多个区段中的区段从被设置并对齐在波导对齐构件处的对应波导接收的光的半发散角可选自:小于约11度、小于约10度、小于约9度、小于约8度以及小于约7度。
在一些实施例中,被设置并对齐在波导对齐构件处的多个光学波导中的每个光学波导可包括光从其离开光学波导的出射端。波导对齐构件可被构造为使得当多个光学波导被设置并对齐在波导对齐构件处时,光学波导的出射端形成平行于多个区段中的区段行的行。每个光学波导的出射端可以是基本上垂直于光学波导的光轴。至少一个光学波导的出射端可与至少一个光学波导的光轴成倾斜角。
在本发明的连接器的一些实施例中,被设置并对齐在波导对齐构件处的多个光学波导中的每个光学波导可包括光从其离开光学波导的出射端。在这些实施例中,波导对齐构件可被构造为使得当多个光学波导被设置并对齐在波导对齐构件处时,光学波导的出射端可在同一平面中形成交错布置。
在本发明的连接器的一些实施例中,多个区段可包括交替的第一区段和第二区段。每个第一区段可沿第一重新导向方向来重新导向光,并且每个第二区段可沿第二重新导向方向来重新导向光。在一些实施例中,本发明的连接器的光重新导向侧可以是一体结构。在本发明的连接器的一些其它实施例中,第一区段可与第二区段成倾斜角。
在本发明的连接器的一些实施例中,多个光学透镜中的第一透镜行中的第一透镜可沿第一重新导向方向接收来自第一区段的光,并且多个光学透镜中的第二透镜行中的第二透镜可沿第二重新导向方向接收来自第二区段的光。在本发明的连接器的一些实施例中,当多个透镜中的每个光学透镜接收来自对应区段的光时,所接收的光可沿同一输出方向作为输出光透射。在一些实施例中,针对多个光学透镜中的至少一些透镜,输出方向可不同于重新导向方向。在本发明的连接器的一些实施例中,波导对齐构件可包括多个波导对齐元件。每个波导对齐元件可被构造为接收不同的光学波导并使该不同的光学波导对齐。在一些实施例中,每个波导对齐元件可包括沟槽。本发明的连接器的一些实施例包括至少一个对齐特征结构,其用于接收被整合到共同主体诸如共同基板上的多个光学波导,并使它们对齐。在一些实施例中,波导对齐构件可包括至少一个对齐特征结构,其用于接收包括多个光学波导的带,并使带对齐。在一些实施例中,多个区段中的至少一些区段可以是平坦的,并且在一些实施例中,多个区段中的至少一些区段可以是弯曲的。
在一些实施例中,本发明的连接器可使来自多个透镜中的至少一些光学透镜的输出光成为准直光。在一些其它实施例中,来自多个光学透镜中的至少一些光学透镜的输出光可以是会聚光。
在一些实施例中,本发明的连接器可以使多个光学透镜包括沿第一平面中的第一行设置的多个第一光学透镜和沿不同的第二平面中的第二行设置的多个第二光学透镜。在一些实施例中,第一平面可与第二平面成倾斜角。在一些实施例中,多个光学透镜可包括沿第一平面中的第一行设置的多个第一光学透镜和沿第一平面中的第二行设置的多个第二光学透镜。在一些实施例中,本发明的连接器可以使多个光学透镜中的每个光学透镜包括主弯曲段,该主弯曲段用于改变由光学透镜从多个区段中的对应区段接收的光的发散度。至少一个光学透镜的主弯曲段可以不具有旋转对称的轴线。
在一些实施例中,本发明的连接器还可包括光重新导向构件,光重新导向构件可包括输入侧,该输入侧用于沿入射方向接收来自被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的入射光,以及沿输入方向将所接收的光作为输入光透射。光重新导向构件还可包括光重新导向侧,该光重新导向侧用于沿输入方向接收来自输入侧的光,以及沿重新导向方向来重新导向所接收的光。另外,光重新导向构件还可包括具有多个光学透镜的输出侧,该输出侧用于接收来自光重新导向侧的光,以及将所接收的光作为输出光透射。本发明的连接器可以是一体结构。在一些实施例中,来自被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的、沿从光重新导向构件的输入侧到输出侧的光路传播的光的光路的至少部分的折射率可大于一。在一些实施例中,来自被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的、沿从光重新导向构件的输入侧到输出侧的光路传播的光的光路的至少一些其它部分的折射率可以是空气的折射率。在一些实施例中,光重新导向构件可以是固体并且在输入侧和输出侧之间可具有大于一的折射率。在一些实施例中,来自被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的光可沿从光重新导向构件的输入侧到输出侧的光路传播,其中整个光路具有大于一的折射率。在一些实施例中,多个光学透镜中的至少一些光学透镜可设置在光重新导向构件的光重新导向侧和输出侧中的一个上。在一些实施例中,多个光学透镜中的光学透镜设置在光重新导向构件的输出侧上。
在一些实施例中,提供了一种连接器,其中多个光学透镜中的每个光学透镜可包括光接收主表面和相反的光输出主表面。在这些实施例中,光接收主表面和光输出主表面中的至少一个可以是弯曲的。在一些实施例中,多个光学透镜中的光学透镜可以正方形、矩形或六边形的密集堆积阵列布置。在一些实施例中,本发明的连接器的多个光学透镜中的每个光学透镜的直径可选自:150微米、180微米、200微米、250微米、300微米、350微米、400微米、450微米和500微米。
在一些实施例中,本发明的连接器还可包括多个光重新导向元件,其中每个光重新导向元件可与多个区段中的不同区段对应,并与多个光学透镜中的不同光学透镜对应。每个光重新导向元件可包括光输入侧,该光输入侧用于沿入射方向接收来自被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的入射光,以及沿输入方向将所接收的光作为输入光来透射。每个光重新导向元件还可包括与光重新导向元件对应的区段,该区段用于沿输入方向接收来自输入侧的光,以及沿重新导向方向来重新导向光。每个光重新导向元件可包括输出侧,该输出侧用于接收来自对应区段的光,以及将所接收的光作为输出光来透射。本发明的连接器还可具有与每个区段和每个光重新导向元件对应的光学透镜。
提供了一种缆线组件,该缆线组件包括如本文所述的本发明的连接器和接收并对齐在波导对齐构件处的多个光学波导。光学波导可永久性地附接到连接器。在一些实施例中,多个光学波导中的每个光学波导可以是光纤。本发明的缆线组件可具有将多个光学波导中的至少一个光学波导以光学方式耦合到光重新导向构件的输入侧的折射率匹配材料。在一些实施例中,多个光学波导中的每个光学波导可具有在选自以下的范围内的芯直径:1微米至15微米、40微米至1000微米、2微米至200微米、50微米至500微米、100微米至400微米、150微米至350微米、或200微米至300微米。在一些情况下,多个光学波导中的每个光学波导具有在50微米至62.5微米的范围内的芯直径。在一些实施例中,多个光学波导中的至少一个光学波导可以是针对在选自以下的范围内的光波长的单模光学波导:0.35微米至2.00微米、1.30微米至1.65微米、以及1.31微米至1.55微米。在一些实施例中,多个光学波导中的至少一个光学波导可以是针对在选自以下的范围内的光波长的多模光学波导:0.35微米至2.00微米、0.75微米至1.00微米、以及0.83微米至0.88微米。
提供了一种连接器组件,该连接器组件包括如本文所述的第一连接器和第二连接器。第一连接器可与第二连接器相同或可与第二连接器不同。在一些实施例中,一个连接器中的每个光学波导可与另一个连接器中的不同光学波导对应,并且一个连接器中的每个光学透镜可与另一个连接器中的不同光学透镜对应。离开一个连接器中的光学波导的光可在以下操作之后进入另一个连接器中的对应光学波导:由该连接器中的对应区段朝向该连接器中的对应光学透镜重新导向,由该连接器中的对应光学透镜朝向另一个连接器中的对应光学透镜透射,由另一个连接器中的光学透镜朝向另一个连接器中的对应区段透射,并且由另一个连接器中的对应区段朝向另一个连接器中的对应光学波导重新导向。在一些实施例中,连接器组件可具有在一个连接器的光学透镜和另一个连接器的对应光学透镜之间传播的准直光。在一些实施例中,在一个连接器的光学透镜和另一个连接器的对应光学透镜之间传播的光可传播经过焦点。
在一些情况下,本发明的第一连接器和第二连接器进行配合,使得沿第一方向入射在第一连接器上的光穿过两个连接器,并且在离开第二连接器之后沿与第一方向相反的第二方向传播并耦合到光学波导。这种配合被称为180度光偏差。在一些情况下,本发明的第一连接器和第二连接器进行配合,使得沿第一方向入射在第一连接器上的光穿过两个连接器,并且在离开第二连接器之后沿第一方向传播并耦合到光学波导。这种配合被称为0度光偏差。图4和图5是包括配合在一起的第一连接器和第二连接器的本发明的连接器组件的两个实施例的光线轨迹示意图。图4示出光行进通过第一连接器400的光路,第一连接器400与第二连接器400’配合,配置用于180度偏差。来自第一光学波导的输入光线420由第一连接器400的对应的光重新导向元件的区段430a进行重新导向。重新导向的光线440a穿过输出连接器透镜450a的至少一部分,并且由对应透镜450a朝向第二连接器400’中的对应光学连接器透镜450a’透射。在离开光学连接器透镜450a之后,光线460a是基本上准直的光束的一部分。光线460a随后被输入到第二连接器400’的光学连接器透镜450a’的至少一部分,其中该光线朝向第二连接器400’的对应的光重新导向元件的区段430a’透射,其中该光线被重新导向成由附接到第二连接器的对应波导接收的光线485a。
以类似方式,来自第二光学波导的输入光线420b由第一连接器400的对应光重新导向元件的区段430b进行重新导向。重新导向的光线440b穿过输出连接器透镜450b的至少一部分,并且由对应透镜450b朝向第二连接器400’中的对应光学连接器透镜450b’透射。在离开光学连接器透镜450b之后,光线460b是基本上准直的光束的一部分。光线460b随后被输入到第二连接器400’的光学连接器透镜450b’的至少一部分,其中该光线朝向第二连接器400’的对应的光重新导向元件的区段430b’透射。在如图所示的区段430a-b和430a’-b’的取向下,光离开第二连接器400’,在与输入光线420的方向基本上相反的方向上传播。在这种配置中,在第一连接器中在具有第一角度的区段处重新导向的光线在第二连接器中由具有该第一角度的区段进行重新导向。
图5示出被构造用于0度偏差的本发明的连接器组件的另一个实施例。第一连接器500与图4中所示的第一连接器400相同。第二连接器500’具有区段530a’和530b’,区段530a’和530b’被取向成使得光离开第二连接器500’,在与输入光线520的方向基本上相同的方向上传播。在这种配置中,在第一连接器中在具有第一角度的区段处重新导向的光线在第二连接器中由具有不同的第二角度的区段进行重新导向。
图6是可用于本发明的连接器中并且可用于以上所述的连接器组件的实施例中的单一透镜元件的示意图。单一透镜元件606被示出为球面透镜602的一个节段。偏心圆柱形节段604充当准直器透镜,用于穿过透镜表面602的焦点被导向到透镜元件606的光。图7示出以交错的密集堆积阵列布置的透镜元件阵列,如可能在本发明的连接器的实施例中存在的那样。图8示出可用于本发明的连接器中的另一个透镜元件阵列,其中透镜被排列成两个不重叠的行。
在本发明的连接器组件的一些实施例中,从第一连接器离开的光束可以不是准直的,而可以是聚焦的。图9是现有技术的常规共轭焦点耦合布置的示意性侧视图,其中全透镜孔径被照亮。光束905在其从第一连接器(顶部连接器)的所提供波导离开之后发散。发散光束随后由透镜元件901的全孔径聚焦通过共轭焦点907并且进入第二配合连接器(底部连接器)的透镜903,其中该发散光束在点909处会聚并且被耦合到第二配合连接器中。
图10是类似于图9的构造的共轭焦点耦合构造的示意性侧视图,不同的是此处从输入波导发散的光仅部分填充透镜的孔径。光束1005如图所示被导向成部分填充第一连接器(顶部连接器)的透镜1001。光束随后行进通过焦点1007并进入第二配合连接器的透镜1003中,如图所示。
如图10中所示,穿过局部透镜孔径的共轭焦点耦合可用于如图11中所示的本发明的耦合器的实施例中。光学波导1101在点1103处将光耦合到第一耦合器(顶部)中。光在其行进通过该耦合器时发散并且由区段1105进行重新导向。光束继续发散直到其由透镜1107聚焦,如图所示。光束随后会聚直到其穿过焦点1109,并且随后光束在其部分填充第二耦合器(底部)的透镜1111时发散。现在会聚的光束由第二耦合器的区段1113重新导向,此后光束在点1115处离开第二耦合器,在点1115处光束耦合到波导1117中。
图12a和12b是本发明的连接器1200的实施例的示意性侧视图和透视图,其中输入光学波导是成角度交错的。在这些实施例中,光重新导向构件1250的光重新导向侧1260的所有区段都是平行的,并且在一些实施例中可具有一体结构。图12a是示出由波导对齐构件1205设置并对齐的两个光学波导1210a和1210b的示意图。如图所示,光学波导1210b以虚线示出,这是因为它是在光学波导1210a的侧视图的平面后面。离开光学波导1210a和1210b的光的中心光线沿至少两个不同的入射方向1216a和1216b传播。光学波导1210a和1210b示出离开相应波导并且以不同的入射角进入光重新导向构件1250的输入侧1265的光束1216a和1216b。在一些实施例中,光学波导1216a和1216b具有垂直于每个波导中的传播方向切割的出射面。在这些实施例中,光重新导向构件1250可包括具有交错的输入小面的区段,这些输入小面被布置为使得每个光学波导的出射面总是基本上平行于光重新导向构件的相应输入小面。图12a示出从光学波导1210a沿入射方向1216a传播并且随后在点1218a处进入光重新导向构件1250的输入侧的光,其中入射方向1216a基本上垂直于点1218a处的输入小面。类似地,从光学波导1210b沿入射方向1216b传播的光在点1218b处进入光重新导向构件1250的输入侧,其中光重新导向构件1250的那个区段的输入小面是交错的,使得入射方向1216b基本上垂直于点1218b处的输入小面。在这些实施例中,光重新导向构件1250的输入侧具有与光学波导的小面成角度地配合的区段,假设光学波导的小面是平坦的并且垂直于光学波导的轴线。
光线1220a和1220b分别在位置1240a和1240b处、沿由重新导向光束1241a和1241b所示的两个不同重新导向方向由光重新导向构件1250的光重新导向侧1260来重新导向。重新导向光束1241a和1241b穿过光重新导向构件1250的出射侧1270,其中它们由光学透镜1270a和1270b进行重新导向以分别沿循输出光路1280a和1280b。输出光的发散度与每个光学透镜所接收的光的发散度不同。
图12b是图12a中所示的本发明的连接器的一个实施例的透视图。成角度交错的波导,在一些情况下为光纤(未示出),由波导对齐构件1250进行设置和对齐。波导对齐构件1250具有彼此不平行的多个沟槽1211a和1211b。例如,第一光学波导沿沟槽1211a设置并对齐,沟槽1211a使光学波导沿从沟槽1211a到位于沟槽1211a的端部处的点1213a的线对齐。第二光学波导沿沟槽1211b设置并对齐,沟槽1211b使光学波导沿从沟槽1211b到位于沟槽1211b的端部处的点1213b的线对齐。在这种布置下,第一光学波导和第二光学波导并不平行,而是以不同角度进入波导对齐构件1250。相似地,在图12b中所示的实施例中,沟槽的角度交替,使得第三沟槽1211c平行于第一沟槽1211a并且第四沟槽1211d平行于第二沟槽1211b。在其它实施例中,预期的是根据耦合器被设计在何处来导向光,可存在其它沟槽布置。源于第一光学波导、第二光学波导或任何另外的光学波导的光由区段1240a和1240b进行重新导向,如图所示。
在另一方面,提供了一种连接器,该连接器包括一体的光重新导向侧,一体的光重新导向侧被构造成用于接收在同一x-y平面中沿同一入射方向离开多个光学波导的中心光线。一体的光重新导向侧可包括沿x-y平面的y轴形成区段行的多个区段。区段行可平行于该平面,并且每个区段可与不同的光学波导对应并可被构造成用于接收沿入射方向离开光学波导的光。每个区段行还可沿不同于入射方向的重新导向方向来重新导向所接收的光。至少一个第一重新导向方向与至少一个第二重新导向方向成倾斜角。
在另一方面,提供了一种光重新导向构件,该光重新导向构件是一体的并且包括光通过其进入光重新导向构件的光输入侧、用于重新导向进入光的光重新导向侧、以及经重新导向的光通过其离开光重新导向构件的光输出侧。光重新导向侧可包括沿第一方向布置的第一区段和第二区段。输出侧可包括沿垂直于第一方向的至少第二方向相对于彼此偏置的第一光学透镜和第二光学透镜。一体的光重新导向构件可被构造成使得由第一区段和第二区段重新导向的光可在分别传播通过第一光学透镜和第二光学透镜之后离开光重新导向构件。在一些实施例中,光重新导向构件可具有沿第一方向和第二方向相对于彼此偏置的第一光学透镜和第二光学透镜。
在另一方面,提供了一种光重新导向组件,该光重新导向组件可以是一体的并且可包括以上描述的光重新导向构件。光重新导向组件可被构造成使得离开第一光学波导和第二光学波导的光可通过光输入侧进入光重新导向构件。光可由相应的第一区段和第二区段进行重新导向并且可在传播通过相应的第一光学透镜和第二光学透镜之后离开光重新导向构件。
本发明的连接器可彼此配合,使得在第一入射方向上进入第一配合连接器的多个光学波导可离开第二配合连接器,第二配合连接器以U形转弯(180度偏差)或以直通(0度偏差)构造与第一配合连接器配合。图13a和13b是相同的本发明的连接器1300和1300’对的示意图。连接器1300被示出为具有侧面朝上的透镜并且连接器1300’被示出为具有侧面朝下的透镜。每个连接器具有交错的光学透镜阵列。在图13a中两个连接器被取向成以U形转弯配置配合,并且在图13b中两个连接器被取向成以直通配置配合。在每个图中,两个连接器被示出为是彼此分开的以便于查看透镜的相对位置。第一连接器1300具有多个光学波导,包括在同一入射平面中沿同一入射方向传播的四个光纤1301、1302、1303和1304。来自第一光纤1301的光由光重新导向构件(未示出)导向到光学透镜1311。相似地,来自第二光纤1302、第三光纤1303和第四光纤1304的光分别被导向到光学透镜1312、1313和1314。光学透镜1311-1314的阵列形成交错的密集堆积阵列,如图13a和13b中所示。类似地,第二连接器1300’具有多个光学波导,包括在同一入射平面中沿同一入射方向传播的四个光纤1301’、1302’、1303’和1304’。来自第一光纤1301’的光由光重新导向构件(未示出)导向到光学透镜1311’。相似地,来自第二光纤1302’、第三光纤1303’和第四光纤1304’的光分别被导向到光学透镜1312’、1313’和1314’。光学透镜1311’-1314’的阵列形成交错的密集堆积阵列,如图13a-13b中所示。当连接器1300和1300’配合时,连接器1300’对齐在连接器1300上方,使得透镜阵列对应,并且通过附接光纤进入连接器1300的光通过附接光纤离开连接器1300’。然而,在这些构造中,由于每个连接器中光学透镜的交错阵列布置的对称性,所以在连接器配合时所有透镜不能都是对齐的。因此,需要两个不同构造的连接器以使所有透镜对齐(例如,凸连接器和凹连接器)。另选地,可通过使相同连接器的位置移位或偏置来使它们配合,使得在图13a和13b中(如图所示)来自每个连接器的光学透镜中的三个光学透镜可以是对齐的。在相同连接器具有处于交错的最密集堆积阵列的n个透镜的情况下,由于每个配合连接器的透镜阵列布置的非无极性(non-hermaphrodicity),将仅可能连接(n-1)个光纤波导。
图14a和14b是具有矩形而非交错的光学透镜阵列的两个配合的本发明连接器的示意图,连接器被取向成以U形转弯和直通配置配合,但在配合关系中不是一个定位在另一个之上。第一连接器1400(以透镜朝下取向示出)具有多个光学波导,该多个光学波导包括在同一入射平面中沿同一入射方向传播的四个光纤1401、1402、1403和1404。来自第一光纤1401的光由光重新导向构件(未示出)导向到光学透镜1411。相似地,来自第二光纤1402、第三光纤1403和第四光纤1404的光分别被导向到光学透镜1412、1413和1414。光学透镜1411-1414的阵列形成矩形阵列,如图14a和14b中所示。类似地,第二连接器1400’(以透镜朝上取向示出)具有多个光学波导,该多个光学波导包括在同一入射平面中沿同一入射方向传播的四个光纤1401’、1402’、1403’和1404’。来自第一光纤1401’的光由光重新导向构件(未示出)导向到光学透镜1411’。相似地,来自第二光纤1402’、第三光纤1403’和第四光纤1404’的光分别被导向到光学透镜1412’、1413’和1414’。光学透镜1411’-1414’的阵列形成矩形阵列,如图14a-14b中所示。当连接器1400和1400’配合时,连接器1400’对齐在连接器1400上方,使得通过输入光纤1401-1404进入连接器1400的光以与输入光纤的输入方向成180度转向(U形转弯,图14a)或0度转向(直通,图14b)的方式通过光学波导1401’-1404’从连接器1400’离开。在这些构造中,由于每个连接器中光学透镜阵列的对称性,所以在连接器配合时所有透镜都是对齐的。因此,两个相同的连接器可以配合以使所有透镜都对齐。
图15是单个未配合的本发明的连接器1500的示意图,该连接器1500具有矩形的光学透镜1511-1514阵列(以透镜朝下取向示出),并且提供用于解决矩形的输出透镜阵列的角度偏转的示例。在该实施例中,多个输入光纤1501-1504被布置为使得离开每个光纤的光的中心光线在同一入射平面(纸平面)中沿入射方向传播,如图所示。来自第一输入光纤1501的光被导向到光学透镜1511。类似地,来自第二、第三和第四光纤1502-1504的光被导向到矩形阵列中的光学透镜1512-1512,如图15中所示。在连接器1500内部,光重新导向元件1521-1524分别将从每个光纤1501-1504输入到连接器1500中的光线重新导向到光学透镜1511-1514,使得来自每个光纤的光被重新导向到对应的光学透镜。光在垂直于光纤轴线的方向上的所期望的重新导向可通过以下方式实现:例如通过使图2中的重新导向元件230a和230b围绕它们的长轴旋转来调整这些元件的角度。两个相同的连接器1500可以配合,使得来自一个连接器上的光学透镜的光进入配合连接器的对应光学透镜。
以下是本公开的实施例的示例性列表:
项目1是一种连接器,包括:
波导对齐构件,该波导对齐构件用于接收多个光学波导并使该多个光学波导对齐,使得离开多个光学波导的光的中心光线在同一入射平面中沿同一入射方向传播;
光重新导向侧,该光重新导向侧包括形成区段行的多个区段,该行平行于入射平面,每个区段与被设置并对齐在波导对齐构件处的不同光学波导对应,并且被构造成用于沿入射方向接收离开光学波导的光,以及沿与入射方向不同的重新导向方向来重新导向所接收的光,第一区段沿第一重新导向方向来重新导向光,第二区段沿与第一重新导向方向不同的第二重新导向方向来重新导向光;和
多个光学透镜,该多个光学透镜形成两个或更多个光学透镜行,该多个光学透镜中的每个光学透镜与多个区段中的不同区段对应,并且被构造成用于沿对应的重新导向方向接收来自区段的光,以及沿输出方向将所接收的光作为输出光来透射,输出光的发散度与光学透镜所接收的光的发散度不同。
项目2是项目1的连接器,其中光作为发散光离开被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导,离开光的中心光线基本上是在发散光的中心。
项目3是项目1的连接器,其中离开被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的光的半发散角小于约15度。
项目4是项目1的连接器,其中离开被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的光的半发散角小于约14度。
项目5是项目1的连接器,其中离开被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的光的半发散角小于约13度。
项目6是项目1的连接器,其中离开被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的光的半发散角小于约12度。
项目7是项目1的连接器,其中离开被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的光的半发散角小于约11度。
项目8是项目1的连接器,其中由多个区段中的区段从被设置并对齐在波导对齐构件处的对应光学波导接收的光的半发散角小于约11度。
项目9是项目1的连接器,其中由多个区段中的区段从被设置并对齐在波导对齐构件处的对应光学波导接收的光的半发散角小于约10度。
项目10是项目1的连接器,其中由多个区段中的区段从被设置并对齐在波导对齐构件处的对应光学波导接收的光的半发散角小于约9度。
项目11是项目1的连接器,其中由多个区段中的区段从被设置并对齐在波导对齐构件处的对应光学波导接收的光的半发散角小于约8度。
项目12是项目1的连接器,其中由多个区段中的区段从被设置并对齐在波导对齐构件处的对应光学波导接收的光的半发散角小于约7度。
项目13是项目1的连接器,其中被设置并对齐在波导对齐构件处的多个光学波导中的每个光学波导包括光从其离开光学波导的出射端,波导对齐构件被构造成使得当多个光学波导被设置并对齐在波导对齐构件处时,光学波导的出射端形成平行于多个区段中的区段行的行。
项目14是项目13的连接器,其中每个光学波导的出射端基本上垂直于光学波导的光轴。
项目15是项目13的连接器,其中至少一个光学波导的出射端与该至少一个光学波导的光轴成倾斜角。
项目16是项目1的连接器,其中被设置并对齐在波导对齐构件处的多个光学波导中的每个光学波导包括光从其离开光学波导的出射端,波导对齐构件被构造成使得当多个光学波导被设置并对齐在波导对齐构件处时,光学波导的出射端在同一平面中形成交错布置。
项目17是项目1的连接器,其中第一区段与第二区段成倾斜角。
项目18是项目1的连接器,其中多个区段包括交替的第一区段和第二区段,每个第一区段沿第一重新导向方向来重新导向光,每个第二区段沿第二重新导向方向来重新导向光。
项目19是项目1的连接器,其中光重新导向侧为一体结构。
项目20是项目1的连接器,其中多个光学透镜中的第一透镜行中的第一透镜沿第一重新导向方向接收来自第一区段的光,并且多个光学透镜中的第二透镜行中的第二透镜沿第二重新导向方向接收来自第二区段的光。
项目21是项目1的连接器,其中当多个光学透镜中的每个光学透镜接收来自对应区段的光时,所接收的光作为输出光沿同一输出方向透射。
项目22是项目1的连接器,其中针对多个光学透镜中的至少一些透镜,输出方向与重新导向方向不同。
项目23是项目1的连接器,其中波导对齐构件包括至少一个沟槽。
项目24是项目1的连接器,其中波导对齐构件包括多个波导对齐元件,每个波导对齐元件被构造成用于接收并对齐不同的光学波导。
项目25是项目24的连接器,其中每个波导对齐元件包括沟槽。
项目26是项目1的连接器,该连接器包括至少一个对齐特征结构,其用于接收并对齐被整合到共同基板上的多个光学波导。
项目27是项目1的连接器,其中波导对齐构件包括至少一个对齐特征结构,其用于接收并对齐包括多个光学波导的带。
项目28是项目1的连接器,其中多个区段中的至少一些区段是平坦的。
项目29是项目1的连接器,其中多个区段中的至少一些区段是弯曲的。
项目30是项目1的连接器,其中来自多个光学透镜中的至少一些透镜的输出光是准直光。
项目31是项目1的连接器,其中来自多个光学透镜中的至少一些透镜的输出光是会聚光。
项目32是项目1的连接器,其中多个光学透镜包括沿第一平面中的第一行设置的多个第一光学透镜和沿不同的第二平面中的第二行设置的多个第二光学透镜。
项目33是项目32的连接器,其中第一平面与第二平面成倾斜角。
项目34是项目1的连接器,其中多个光学透镜包括沿第一平面中的第一行设置的多个第一光学透镜和沿第一平面中的第二行设置的多个第二光学透镜。
项目35是项目1的连接器,其中多个光学透镜中的每个光学透镜包括主弯曲表面,该主弯曲表面用于改变由光学透镜从多个区段中的对应区段接收的光的发散度,至少一个光学透镜的主弯曲表面不具有旋转对称的轴线。
项目36是项目1的连接器,该连接器还包括第一重新导向构件,该第一重新导向构件包括:
输入侧,该输入侧用于沿入射方向接收来自被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的入射光,以及沿输入方向将所接收的光作为输入光来透射;
光重新导向侧,该光重新导向侧用于沿输入方向接收来自输入侧的光,以及沿重新导向方向来重新导向所接收的光;
输出侧,该输出侧用于接收来自光重新导向侧的光,以及将所接收的光作为输出光来透射;和
多个光学透镜。
项目37是项目36的连接器,该连接器为一体结构。
项目38是项目36的连接器,其中在来自被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的光沿从光重新导向构件的输入侧到输出侧的光路传播时,光路的至少部分的折射率大于一。
项目39是项目36的连接器,其中在来自被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的光沿从光重新导向构件的输入侧到输出侧的光路传播时,光路的一些部分的折射率大于一并且光路的一些其它部分的折射率是空气的折射率。
项目40是项目36的连接器,其中光重新导向构件是固体,其在输入侧和输出侧之间具有大于一的折射率。
项目41是项目36的连接器,其中在来自被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的光沿从光重新导向构件的输入侧到输出侧的光路传播时,整个光路的折射率大于一。
项目42是项目36的连接器,其中多个光学透镜中的至少一些光学透镜被设置在光重新导向构件的光重新导向侧和输出侧中的中的一者上。
项目43是项目36的连接器,其中多个光学透镜中的光学透镜被设置在光重新导向构件的输出侧上。
项目44是项目36的连接器,其中多个光学透镜中的每个光学透镜包括弯曲的光接收或输出主表面。
项目45是一种缆线组件,包括:
项目36的连接器;和
多个光学波导,该多个光学波导被接收并对齐在波导对齐构件处,这些光学波导永久性地附接到连接器。
项目46是项目45的缆线组件,其中多个波导中的每个光学波导是光纤。
项目47是项目45的缆线组件,其中折射率匹配材料将多个光学波导中的至少一个光学波导以光学方式耦合到光重新导向构件的输入侧。
项目48是项目1的连接器,其中多个光学透镜中的每个光学透镜包括光接收主表面和相背对的光输出主表面,光接收主表面和光输出主表面中的至少一个是完曲的。
项目49是项目1的连接器,其中多个光学透镜中的光学透镜被布置成正方形、矩形或六边形密集堆积阵列。
项目50是项目1的连接器,其中多个光学透镜中的每个光学透镜的直径是150微米。
项目51是项目1的连接器,其中多个光学透镜中的每个光学透镜的直径是180微米。
项目52是项目1的连接器,其中多个光学透镜中的每个光学透镜的直径是200微米。
项目53是项目1的连接器,其中多个光学透镜中的每个光学透镜的直径是250微米。
项目54是项目1的连接器,其中多个光学透镜中的每个光学透镜的直径是300微米。
项目55是项目1的连接器,其中多个光学透镜中的每个光学透镜的直径是350微米。
项目56是项目1的连接器,其中多个光学透镜中的每个光学透镜的直径是400微米。
项目57是项目1的连接器,其中多个光学透镜中的每个光学透镜的直径是450微米。
项目58是项目1的连接器,其中多个光学透镜中的每个光学透镜的直径是500微米。
项目59是项目1的连接器,其中多个区段中的区段是独立的单个区段。
项目60是项目59的连接器,该连接器还包括多个光重新导向元件,每个光重新导向元件与多个区段中的不同区段对应并与多个光学透镜中的不同光学透镜对应,并且包括:
输入侧,该输入侧用于沿入射方向接收来自被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的入射光,以及沿输入方向将所接收的光作为输入光来透射;
与光重新导向元件对应的区段,该区段用于沿输入方向接收来自输入侧的光,以及沿重新导向方向来重新导向所接收的光;
输出侧,该输出侧用于接收来自区段的光,以及将所接收的光作为输出光来透射;以及
与区段和光重新导向元件对应的光学透镜。
项目61是一种缆线组件,包括:
项目1的连接器;和
多个光学波导,该多个光学波导被接收并对齐在波导对齐构件处,这些光学波导永久性地附接到连接器。
项目62是项目61的缆线组件,其中多个波导中的每个光学波导是光纤。
项目63是项目61的缆线组件,其中多个光学波导中的每个光学波导的芯直径是在2微米至20微米的范围内。
项目64是项目61的缆线组件,其中多个光学波导中的每个光学波导的芯直径是在50微米至500微米的范围内。
项目65是项目61的缆线组件,其中多个光学波导中的每个光学波导的芯直径是在100微米至400微米的范围内。
项目66是项目61的缆线组件,其中多个光学波导中的每个光学波导的芯直径是在150微米至350微米的范围内。
项目67是项目61的缆线组件,其中多个光学波导中的每个光学波导的芯直径是在200微米至300微米的范围内。
项目68是项目61的缆线组件,其中多个光学波导中的至少一个光学波导是针对在0.35微米至2微米的范围内的光波长的单模光学波导。
项目69是项目61的缆线组件,其中多个光学波导中的至少一个光学波导是针对在1.3微米至1.65微米的范围内的光波长的单模光学波导。
项目70是项目61的缆线组件,其中多个光学波导中的至少一个光学波导是针对在1.31微米至1.55微米的范围内的光波长的单模光学波导。
项目71是项目61的缆线组件,其中多个光学波导中的至少一个光学波导是针对在0.35微米至2微米的范围内的光波长的多模光学波导。
项目72是项目61的缆线组件,其中多个光学波导中的至少一个光学波导是针对在0.75微米至1微米的范围内的光波长的多模光学波导。
项目73是项目61的缆线组件,其中多个光学波导中的至少一个光学波导是针对在0.83微米至0.88微米的范围内的光波长的多模光学波导。
项目74是一种连接器组件,包括:
项目61的第一连接器;以及
项目61的第二连接器,一个连接器中的每个光学波导与另一个连接器中的不同光学波导对应,一个连接器中的每个光学透镜与另一个连接器中的不同光学透镜对应,使得离开一个连接器中的光学波导的光在以下情况之后进入另一个连接器中的对应光学波导:
由该连接器中的对应区段朝向该连接器中的对应光学透镜重新导向,
由该连接器中的对应光学透镜朝向另一个连接器中的对应光学透镜透射,
由另一个连接器中的光学透镜朝向另一个连接器中的对应区段透射,以及
由另一个连接器中的对应区段朝向另一个连接器中的对应光学波导重新导向。
项目75是项目74的连接器组件,其中在一个连接器的光学透镜和另一个连接器的对应光学透镜之间传播的光是准直的。
项目76是项目74的连接器组件,其中在一个连接器的光学透镜和另一个连接器的对应光学透镜之间传播的光传播通过焦点。
项目77是一种连接器,包括一体的光重新导向侧,该光重新导向侧被构造成在同一平面中沿同一入射方向接收离开多个光学波导的中心光线,该一体光重新导向侧包括形成区段行的多个区段,该行平行于该平面,每个区段与不同的光学波导对应并且被构造成沿入射方向接收离开光学波导的光,以及沿不同于入射方向的重新导向方向来重新导向所接收的光,至少一个第一重新导向方向与至少一个第二重新导向成倾斜角。
项目78是一种光重新导向构件,该光重新导向构件是一体的并且包括:
光输入侧,光通过该光输入侧进入光重新导向构件;
光重新导向侧,该光重新导向侧用于重新导向进入的光;和
光输出侧,重新导向的光通过该光输出侧离开光重新导向构件,光重新导向侧包括沿第一方向布置的第一区段和第二区段,光输出侧包括沿垂直于第一方向的至少第二方向相对于彼此偏置的第一光学透镜和第二光学透镜,一体的光重新导向构件被构造成使得由第一区段和第二区段重新导向的光在分别传播通过第一光学透镜和第二光学透镜之后离开光重新导向构件。
项目79是项目78的光重新导向构件,其中第一光学透镜和第二光学透镜沿第一方向和第二方向相对于彼此偏置。
项目80是项目78的光重新导向构件,其中第一方向平行于输入侧。
项目81是一种光重新导向组件,该光重新导向组件是一体的并且包括:
项目78的光重新导向构件;和
波导对齐构件,该波导对齐构件用于接收并对齐第一光学波导和第二光学波导,一体的光重新导向组件被构造成使得离开第一光学波导和第二光学波导的光通过光输入侧进入光重新导向构件,由相应的第一区段和第二区段进行重新导向,并且在传播通过相应的第一光学透镜和第二光学透镜之后离开光重新导向构件。
项目82是一种连接器,该连接器包括:
波导对齐构件,该波导对齐构件用于接收多个光学波导并使该多个光学波导对齐;
光重新导向构件,该光重新导向构件包括:
输入侧,该输入侧用于沿入射方向接收离开被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的中心光线,以及沿输入方向将所接收的中心光线作为输入光透射;和
光重新导向侧,该光重新导向侧用于沿输入方向接收输入光,以及沿不同于输入方向的重新导向方向来将所接收的光重新导向为重新导向光;以及
多个光学透镜,多个光学透镜中的每个光学透镜与被设置并对齐在波导对齐构件处的不同光学波导对应,并且被构造成用于接收与光学波导对应的重新导向光以及沿同一输出方向将所接收的光作为输出光透射,使得光重新导向侧将来自被设置并对齐在波导对齐构件处的第一光学波导和第二光学波导的光沿相应第一重新导向方向和第二重新导向方向重新导向成相应的第一重新导向光和第二重新导向光,第一重新导向方向不同于第二重新导向方向。
项目83是一种连接器,该连接器包括:
波导对齐构件,该波导对齐构件用于接收多个光学波导并使该多个光学波导对齐,使得离开多个光学波导的光的中心光线沿至少两个不同的第一入射方向和第二入射方向传播;
光重新导向侧,该光重新导向侧被构造成用于:沿入射方向接收离开被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的光,以及沿不同于入射方向的重新导向方向来重新导向所接收的光;以及
多个光学透镜,该多个光学透镜形成两个或更多个光学透镜行,多个光学透镜中的每个光学透镜与被设置并对齐在波导对齐构件处的多个光学波导中的不同光学波导对应,并且被构造成用于接收离开光学波导并由光重新导向侧进行重新导向的光,以及沿输出方向将所接收的光作为输出光透射,输出光的发散度不同于光学透镜所接收的光的发散度。
项目84是项目83的连接器,其中多个光学透镜中的每个光学透镜与被设置并对齐在波导对齐构件处的多个光学波导中的不同光学波导对应,并且被构造成用于接收离开光学波导并由光重新导向侧进行重新导向的光并,以及沿同一输出方向将所接收的光作为输出光透射。
项目85是项目83的连接器,其中光重新导向侧是平坦的。
项目86是项目83的连接器,其中光重新导向侧被构造成:沿第一入射方向接收离开被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的光,以及沿与第一入射方向不同的第一重新导向方向来重新导向所接收的光,以及沿第二入射方向接收离开被设置并对齐在波导对齐构件处的光学波导的光,以及沿与第二入射方向不同的第二重新导向方向来重新导向所接收的光,第一重新导向方向和第二重新导向方向是相同的。
项目87是一种连接器,包括:
多个光学波导,离开每个光学波导的光的中心光线沿入射方向传播;
光重新导向侧,该光重新导向侧沿入射方向接收离开每个光学波导的中心光线,以及沿与入射方向不同的重新导向方向来将所接收的中心光线重新导向为重新导向的中心光线;和
多个光学透镜,每个光学透镜与多个光学波导中的不同光学波导对应,并且沿第一方向接收在由光重新导向侧沿重新导向方向进行重新导向之后离开光学波导的中心光线,以及将所接收的中心光线作为沿与第一方向不同的输出方向传播的输出中心光线来透射。
项目88是项目87的连接器,其中用于离开多个光学波导中的第一光学波导的中心光线的入射方向与用于离开多个光学波导中的不同的第二光学波导的中心光线的入射方向不同。
项目89是项目87的连接器,其中离开多个光学波导中的光学波导的光的中心光线沿同一入射方向传播。
项目90是项目87的连接器,其中第一方向平行于重新导向方向。
项目91是一种连接器,包括:
多个光学波导,离开每个光学波导的光的中心光线在同一入射平面中沿入射方向传播;
光重新导向侧,该光重新导向侧沿入射方向接收离开每个光学波导的中心光线,以及将所接收的中心光线重新导向为沿与入射方向不同的重新导向方向传播的重新导向中心光线,与多个光学波导中的至少一个光学波导对应的重新导向方向不同于与多个光学波导中的至少另一个光学波导对应的重新导向方向;和
光学透镜的矩形阵列,每个光学透镜与多个光学波导中的不同光学波导对应,并且接收与该光学波导对应的重新导向中心光线,以及将所接收的中心光线作为输出中心光线来透射。
项目92是一种连接器,包括:
波导对齐构件,该波导对齐构件用于接收多个光学波导并使该多个光学波导对齐,使得离开多个光学波导的光的中心光线沿至少两个不同的入射方向传播;
光重新导向构件,该光重新导向构件包括光重新导向侧,该光重新导向侧被构造成用于沿至少两个不同的入射方向来接收离开光学波导的光,以及沿与至少两个不同的入射方向不同的至少两个重新导向方向来重新导向光,每个不同的重新导向方向重新导向来自至少两个不同入射方向中的一个的光;和
光学透镜的矩形阵列,每个光学透镜与多个光学波导中的不同光学波导对应,并且接收与该光学波导对应的重新导向中心光线,以及将所接收的中心光线作为输出中心光线来透射。
项目93是一种结构化表面,该结构化表面具有包括多个光学透镜的一体构造,使得沿入射方向入射在多个光学透镜中的第一光学透镜上的第一准直光的中心光线由第一光学透镜沿第一方向偏转,并且沿入射方向入射在多个光学透镜中的不同的第二光学透镜上的第二准直光的中心光线由第二光学透镜沿不同于第一方向的第二方向偏转。
项目94是项目93的结构化表面,其中多个光学透镜占结构化表面的至少70%。
项目95是项目93的结构化表面,其中多个光学透镜占结构化表面的至少75%。
项目96是项目93的结构化表面,其中多个光学透镜占结构化表面的至少80%。
项目97是项目93的结构化表面,其中多个光学透镜占结构化表面的至少85%。
项目98是项目93的结构化表面,其中多个光学透镜占结构化表面的至少90%。
项目99是项目93的结构化表面,其中多个光学透镜占结构化表面的至少95%。
项目100是项目93的结构化表面,其中第一中心光线和第二中心光线是由相应的第一光学透镜和第二光学透镜透射的。
项目101是项目93的结构化表面,其中第一中心光线和第二中心光线是由相应的第一光学透镜和第二光学透镜反射的。
项目102是一种结构化表面,具有一体构造并且包括光学透镜的二维阵列,每个光学透镜具有在结构化表面的同一侧上的焦点,光学透镜的二维阵列中的光学透镜的焦点位于同一条直线上。
项目103是项目102的结构化表面,其中多个光学透镜占结构化表面的至少70%。
项目104是项目102的结构化表面,其中多个光学透镜占结构化表面的至少75%。
项目105是项目102的结构化表面,其中多个光学透镜占结构化表面的至少80%。
项目106是项目102的结构化表面,其中多个光学透镜占结构化表面的至少85%。
项目107是项目102的结构化表面,其中多个光学透镜占结构化表面的至少90%。
项目108是项目102的结构化表面,其中多个光学透镜占结构化表面的至少95%。
项目109是项目1中任一个的连接器,其中由光学透镜透射的输出光的光束直径大于多个光学波导中的对应光学波导的芯直径。
项目110是项目45的连接器,其中由光学透镜透射的输出光的光束直径大于多个光学波导的节距。
除了与本公开可能直接抵触的程度,本申请引用的所有参考文献及出版物都明确地以引用方式全部并入本发明中。尽管本文中示出和描述了特定实施例,但是本领域普通技术人员应该明白,在不脱离本发明的范围的情况下,大量的替代形式和/或同等实施方式可以替代所示和所述的特定实施例。本申请旨在覆盖本文讨论的特定实施例的任何改动和变型。因此,本公开旨在仅由权利要求书和其等同内容所限制。

Claims (15)

1.一种连接器,包括:
波导对齐构件,所述波导对齐构件用于接收多个光学波导并使所述多个光学波导对齐,使得离开所述多个光学波导的光的中心光线在同一入射平面中沿同一入射方向传播;
光重新导向侧,所述光重新导向侧包括形成区段行的多个区段,所述行平行于所述入射平面,每个区段与被设置并对齐在所述波导对齐构件处的不同光学波导对应,并且被构造成用于沿所述入射方向接收离开所述光学波导的光,以及沿与所述入射方向不同的重新导向方向来重新导向所接收的光,第一区段沿第一重新导向方向来重新导向光,第二区段沿与所述第一重新导向方向不同的第二重新导向方向来重新导向光;和
多个光学透镜,所述多个光学透镜形成两个或更多个光学透镜行,所述多个光学透镜中的每个光学透镜与所述多个区段中的不同区段对应,并且被构造成用于沿对应的重新导向方向接收来自所述区段的光,以及沿输出方向将所接收的光作为输出光来透射,所述输出光的发散度与由所述光学透镜接收的所述光的发散度不同。
2.根据权利要求1所述的连接器,其中所述多个区段包括交替的第一区段和第二区段,每个第一区段沿所述第一重新导向方向来重新导向光,每个第二区段沿所述第二重新导向方向来重新导向光。
3.根据权利要求1所述的连接器,其中所述多个光学透镜中的第一透镜行中的第一透镜沿所述第一重新导向方向接收来自所述第一区段的光,并且所述多个光学透镜中的第二透镜行中的第二透镜沿所述第二重新导向方向接收来自所述第二区段的光。
4.根据权利要求1所述的连接器,其中所述多个光学透镜包括沿第一平面中的第一行设置的多个第一光学透镜和沿不同的第二平面中的第二行设置的多个第二光学透镜。
5.根据权利要求1所述的连接器,其中所述多个光学透镜中的每个光学透镜包括主弯曲表面,所述主弯曲表面用于改变由所述光学透镜从所述多个区段中的对应区段接收的光的发散度,至少一个光学透镜的所述主弯曲表面不具有旋转对称的轴线。
6.根据权利要求1所述的连接器,还包括光重新导向构件,所述光重新导向构件包括:
输入侧,所述输入侧用于沿所述入射方向接收来自被设置并对齐在所述波导对齐构件处的光学波导的入射光,以及沿输入方向将所接收的光作为输入光来透射;
所述光重新导向侧,所述光重新导向侧用于沿所述输入方向接收来自所述输入侧的光,以及沿所述重新导向方向来重新导向所接收的光;
输出侧,所述输出侧用于接收来自所述光重新导向侧的光,以及将所接收的光作为所述输出光来透射;和
所述多个光学透镜。
7.根据权利要求6所述的连接器,所述连接器为一体结构。
8.根据权利要求6所述的连接器,其中当来自被设置并对齐在所述波导对齐构件处的光学波导的光沿从所述光重新导向构件的所述输入侧到所述输出侧的光路传播时,所述光路的至少一部分的折射率大于一。
9.根据权利要求1所述的连接器,其中所述多个区段中的区段是独立的单个区段。
10.根据权利要求9所述的连接器,还包括多个光重新导向元件,每个光重新导向元件与所述多个区段中的不同区段对应,并且与所述多个光学透镜中的不同光学透镜对应,并且包括:
输入侧,所述输入侧用于沿所述入射方向接收来自被设置并对齐在所述波导对齐构件处的光学波导的入射光,以及沿输入方向将所接收的光作为输入光来透射;
与所述光重新导向元件对应的区段,所述区段用于沿所述输入方向接收来自所述输入侧的光,以及沿所述重新导向方向来重新导向所接收的光;
输出侧,所述输出侧用于接收来自所述区段的光,以及将所接收的光作为所述输出光来透射;和
与所述区段和所述光重新导向元件对应的所述光学透镜。
11.一种光重新导向构件,所述光重新导向构件是一体的并且包括:
光输入侧,光通过所述光输入侧进入所述光重新导向构件;
光重新导向侧,所述光重新导向侧用于重新导向进入的光;以及
光输出侧,重新导向的光通过所述光输出侧离开所述光重新导向构件,所述光重新导向侧包括沿第一方向布置的第一区段和第二区段,所述光输出侧包括沿垂直于所述第一方向的至少第二方向相对于彼此偏置的第一光学透镜和第二光学透镜,所述一体的光重新导向构件被构造成使得光沿着两个不同的重新导向方向由所述第一区段和所述第二区段重新导向,并且在分别传播通过所述第一光学透镜和所述第二光学透镜之后在同一输出方向上离开所述光重新导向构件。
12.一种光重新导向组件,所述光重新导向组件是一体的并且包括:
根据权利要求11所述的光重新导向构件;以及
波导对齐构件,所述波导对齐构件用于接收第一光学波导和第二光学波导并使所述第一光学波导和所述第二光学波导对齐,所述一体的光重新导向组件被构造成使得离开所述第一光学波导和所述第二光学波导的光通过所述光输入侧进入所述光重新导向构件,由相应的所述第一区段和所述第二区段进行重新导向,并且在传播通过相应的所述第一光学透镜和所述第二光学透镜之后离开所述光重新导向构件。
13.一种连接器,包括:
波导对齐构件,所述波导对齐构件用于接收多个光学波导并使所述多个光学波导对齐,使得离开所述多个光学波导的光的中心光线沿至少两个不同的第一入射方向和第二入射方向传播;
光重新导向侧,所述光重新导向侧被构造成用于:沿入射方向接收离开被设置并对齐在所述波导对齐构件处的光学波导的光,以及沿不同于所述入射方向的重新导向方向来重新导向所接收的光;以及
多个光学透镜,所述多个光学透镜形成两个或更多个光学透镜行,所述多个光学透镜中的每个光学透镜与被设置并对齐在所述波导对齐构件处的多个光学波导中的不同光学波导对应,并且被构造成用于接收离开所述光学波导并由所述光重新导向侧进行重新导向的光,以及沿同一输出方向将所接收的光作为输出光透射,所述输出光的发散度不同于所述光学透镜所接收的所述光的发散度。
14.根据权利要求13所述的连接器,其中所述多个光学透镜中的每个光学透镜与被设置并对齐在所述波导对齐构件处的多个光学波导中的不同光学波导对应,并且被构造成用于接收离开所述光学波导并由所述光重新导向侧进行重新导向的光,以及沿所述同一输出方向将所接收的光作为输出光透射。
15.根据权利要求13所述的连接器,其中所述光重新导向侧被构造成:沿所述第一入射方向接收离开被设置并对齐在所述波导对齐构件处的光学波导的光,以及沿与所述第一入射方向不同的第一重新导向方向来重新导向所接收的光,以及沿所述第二入射方向接收离开被设置并对齐在所述波导对齐构件处的光学波导的光,以及沿与所述第二入射方向不同的第二重新导向方向来重新导向所接收的光,所述第一重新导向方向和所述第二重新导向方向是相同的。
CN201380065411.2A 2012-12-13 2013-12-02 带有耦合透镜的多通道光学连接器 Expired - Fee Related CN104854493B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261736703P 2012-12-13 2012-12-13
US61/736,703 2012-12-13
PCT/US2013/072599 WO2014093046A1 (en) 2012-12-13 2013-12-02 Multi-channel optical connector with coupling lenses

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104854493A CN104854493A (zh) 2015-08-19
CN104854493B true CN104854493B (zh) 2018-08-14

Family

ID=49880979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380065411.2A Expired - Fee Related CN104854493B (zh) 2012-12-13 2013-12-02 带有耦合透镜的多通道光学连接器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9703041B2 (zh)
JP (1) JP6366602B2 (zh)
KR (1) KR20150096454A (zh)
CN (1) CN104854493B (zh)
WO (1) WO2014093046A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101991981B1 (ko) * 2011-09-26 2019-06-21 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 연관된 마이크로렌즈에 결합된 엇갈리게 배열되는 절단 단부를 갖는 복수의 광섬유를 포함하는 광학 커넥터
US10162140B2 (en) 2013-09-16 2018-12-25 3M Innovative Properties Company Optical communication assemblies
US20160231518A1 (en) * 2013-10-14 2016-08-11 Molex, Llc Optical coupling and assembly
EP2916151B1 (en) * 2014-03-05 2020-01-01 Corning Optical Communications LLC Method of forming a fiber coupling device
JP6492647B2 (ja) * 2014-12-26 2019-04-03 住友電気工業株式会社 光コネクタフェルール
US20160337727A1 (en) * 2015-05-12 2016-11-17 Huawei Technologies Co., Ltd. System and Method for Photonic Structure and Switch
US20230296853A9 (en) 2015-10-08 2023-09-21 Teramount Ltd. Optical Coupling
US11585991B2 (en) 2019-02-28 2023-02-21 Teramount Ltd. Fiberless co-packaged optics
TWI731128B (zh) * 2016-08-10 2021-06-21 日商索尼股份有限公司 光連接器、光纜線及電子機器
KR20210023881A (ko) 2018-06-28 2021-03-04 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 광 결합 요소 및 조립체
US20220299695A1 (en) * 2019-05-24 2022-09-22 3M Innovative Properties Company Light coupling element
WO2021007771A1 (en) * 2019-07-16 2021-01-21 3M Innovative Properties Company Optical transceiver module
US11782225B2 (en) 2019-11-19 2023-10-10 Corning Research & Development Corporation Multi-fiber interface apparatus for photonic integrated circuit
WO2021232716A1 (zh) * 2020-05-22 2021-11-25 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
US20220308293A1 (en) * 2021-03-25 2022-09-29 Intel Corporation Enabling passive alignment for lens attach
US11493707B2 (en) * 2021-03-31 2022-11-08 Enplas Corporation Optical receptacle and optical module

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7295727B1 (en) * 2005-05-02 2007-11-13 Lockheed Martin Corporation Mounted MEMs optical diagnostic switch
CN102269849A (zh) * 2010-06-01 2011-12-07 苹果公司 混合光学连接器
WO2012064594A1 (en) * 2010-11-09 2012-05-18 Corning Cable Systems Llc Ferrules having optical pathways and fiber optic connectors using same

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11305082A (ja) * 1998-02-23 1999-11-05 Oki Electric Ind Co Ltd 光結合モジュール
DE19900695A1 (de) * 1999-01-06 2000-07-27 Siemens Ag Mehrkanalige elektrooptische Baugruppe
US7066657B2 (en) 2000-12-28 2006-06-27 Intel Corporation Optical subassembly
US6956995B1 (en) * 2001-11-09 2005-10-18 Silicon Light Machines Corporation Optical communication arrangement
JP4313987B2 (ja) * 2002-06-18 2009-08-12 富士通株式会社 ファイバブロックの製造方法
US7534052B2 (en) 2003-04-30 2009-05-19 Fujikura Ltd. Optical transceiver and optical connector
US6945711B2 (en) * 2003-10-28 2005-09-20 Chang Gung University Multiplexer with a dense wavelength division multiplexing function
CN101147088B (zh) * 2005-02-16 2011-08-17 应用材料股份有限公司 光学耦合至ic芯片
JP2006235115A (ja) * 2005-02-23 2006-09-07 Sony Corp 光信号入力装置およびそれを用いた電子機器
US7366380B1 (en) * 2005-04-18 2008-04-29 Luxtera, Inc. PLC for connecting optical fibers to optical or optoelectronic devices
JP4116017B2 (ja) 2005-05-25 2008-07-09 株式会社フジクラ 光コネクタ
EP2031427B1 (en) * 2007-08-28 2017-11-29 Toyota Motor Europe Optical terminal
JP4903120B2 (ja) 2007-10-03 2012-03-28 株式会社フジクラ 光路変更部材
US7726885B2 (en) * 2007-10-29 2010-06-01 Fujikura Ltd. Optical connector having a fitting protrusion or fitting recess used for positioning
US8985865B2 (en) 2008-11-28 2015-03-24 Us Conec, Ltd. Unitary fiber optic ferrule and adapter therefor
JP2010191365A (ja) * 2009-02-20 2010-09-02 Hitachi Ltd 光インターコネクション実装回路
JP5186048B2 (ja) * 2010-01-15 2013-04-17 アルプス電気株式会社 光学素子モジュール
JP5564344B2 (ja) 2010-06-29 2014-07-30 株式会社フジクラ 光ファイバ付きフェルール
US8620122B2 (en) 2010-09-10 2013-12-31 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Low-profile optical communications module having two generally flat optical connector modules that slidingly engage one another
CN103339543B (zh) * 2011-01-20 2016-12-21 康宁股份有限公司 具有梯度折射率透镜的插座套管组件和使用其的光纤连接器
EP2761345B1 (en) 2011-09-26 2017-11-08 3M Innovative Properties Company Optical substrate having a plurality of staggered light redirecting features on a major surface thereof
KR101991981B1 (ko) * 2011-09-26 2019-06-21 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 연관된 마이크로렌즈에 결합된 엇갈리게 배열되는 절단 단부를 갖는 복수의 광섬유를 포함하는 광학 커넥터
US9052478B2 (en) * 2012-03-30 2015-06-09 Corning Cable Systems Llc Total-internal-reflection fiber optic interface modules with different optical paths and assemblies using same
WO2013180943A1 (en) 2012-05-29 2013-12-05 3M Innovative Properties Company Optical interconnect
CN104781709B (zh) 2012-10-05 2018-11-09 3M创新有限公司 光连接器
US9482827B2 (en) 2012-10-05 2016-11-01 3M Innovative Properties Company Optical connector
US9348102B2 (en) * 2012-12-03 2016-05-24 Finisar Corporation Pin cadence for high-speed connectors

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7295727B1 (en) * 2005-05-02 2007-11-13 Lockheed Martin Corporation Mounted MEMs optical diagnostic switch
CN102269849A (zh) * 2010-06-01 2011-12-07 苹果公司 混合光学连接器
WO2012064594A1 (en) * 2010-11-09 2012-05-18 Corning Cable Systems Llc Ferrules having optical pathways and fiber optic connectors using same

Also Published As

Publication number Publication date
CN104854493A (zh) 2015-08-19
JP6366602B2 (ja) 2018-08-01
US20150301295A1 (en) 2015-10-22
US9703041B2 (en) 2017-07-11
KR20150096454A (ko) 2015-08-24
WO2014093046A1 (en) 2014-06-19
JP2015537257A (ja) 2015-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104854493B (zh) 带有耦合透镜的多通道光学连接器
CN106443900B (zh) 光学连接器
CN104781709B (zh) 光连接器
CN103454735B (zh) 光学互连
EP3084491B1 (en) Multimode optical connector
US5757994A (en) Three-part optical coupler
EP2378328A1 (en) Optical branching device and optical communication system including the same
KR20110084273A (ko) 빔 커플러 및 스플리터, 빔 커플러 및 스플리터 형성 방법 및 시스템
US20240085638A1 (en) Optical connector and optical interconnect assembly

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180814

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee