CN106461893A - 用于将光源耦合至光纤的光学连接器 - Google Patents

用于将光源耦合至光纤的光学连接器 Download PDF

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Abstract

公开了用于将光纤连接到光源的光学连接器。在一个实施例中，光学连接器包括具有第一端和第二端的壳体，该第一端具有开孔，且该第二端具有盲孔。在该壳体中布置腔室，使得该壳体的光轴穿过该腔室。该腔室包括第一材料。在该壳体中在该壳体的该第二端与该腔室之间布置由第二材料形成的集光区。在该集光区中安置盲孔，使得该盲孔的封端与该腔室通过该第二材料的至少一部分间隔开。在该壳体中在该开孔与该集光区之间布置折射表面，使得该壳体的光轴穿过该折射表面。

Description

用于将光源耦合至光纤的光学连接器
背景技术
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119要求于2014年4月29日提交的美国临时申请号61/985801的优先权权益，该临时申请的内容被用作依据并且通过引用以其全部内容结合在此。
技术领域
本说明书总体上涉及用于将光源耦合至光纤的设备和组件。
技术背景
光纤被用在将光从光源传递至目标区域的各种各样的应用中。例如，在一些应用(如照明应用、标志牌应用、生物学应用等)中可以利用光漫射光纤，使得通过光漫射光纤传播的光沿着光纤长度向外放射状地散射，由此沿着光纤长度照射目标区域。耦合设备优选地将光从光源传递到光漫射光纤或其他光纤。
需要用于将各种光源连接至光漫射光纤或其他光纤的替代性光学连接器。
发明内容
本文描述的实施例涉及用于将光源与光纤进行耦合的设备和组件。
根据一个实施例，光学连接器包括壳体，该壳体具有安置在壳体的光轴的相反端处的第一端和第二端。壳体的第一端可以包括开孔并且壳体的第二端可以包括盲孔，使得壳体的光轴穿过开孔和盲孔。腔室可以被布置在壳体的内部体积中，使得壳体的光轴穿过腔室。腔室可以包括布置在其中的第一材料。集光区可以被布置在壳体的内部体积中在壳体的第二端与腔室之间，使得壳体的光轴穿过集光区。集光区可以由第二、固体材料形成并且盲孔可以安置在集光区中，使得盲孔的封端(termination)与腔室通过第二、固体材料的至少一部分间隔开。至少一个折射表面被布置在壳体中在开孔与集光区之间，使得壳体的光轴穿过该至少一个折射表面。
在另一个实施例中，光学组件可以包括壳体，该壳体具有布置在壳体的内部体积中的腔室。第一材料可以包含在腔室中。集光区可以被布置在壳体的内部体积中。集光区可以包括第二、固体材料。至少一个折射表面可以被布置在壳体的内部体积中，使得该至少一个折射表面的焦点在集光区内。光源可以耦合至壳体，使得来自光源的光被引导进入腔室。光纤可以耦合至集光区，使得光纤的输入面与腔室通过第二、固体材料的至少一部分间隔开，并且从光源到光纤的输入面的光路穿过该腔室、该至少一个折射表面、以及该集光区的至少一部分。
在另一个实施例中，光学组件可以包括壳体，该壳体具有安置在壳体的光轴的相反端处的第一端和第二端。壳体的第一端可以包括开孔并且壳体的第二端可以包括盲孔。壳体的光轴可以穿过开孔和盲孔。光源可以耦合至开孔。光纤可以安置在盲孔中。至少一个折射表面可以被安置在开孔与盲孔的封端之间，使得从光源到光纤的输入面的光路穿过该至少一个折射表面，该光路在光源与光纤的输入面之间延伸穿过至少两种不同的材料。
在又另一个实施例中，光学连接器可以包括壳体，该壳体具有安置在壳体的光轴的相反端处的第一端和第二端。腔室可以被布置在壳体的内部体积中，使得壳体的光轴穿过腔室。腔室可以包括安置在腔室的侧壁上的反射材料。腔室可以从壳体的第一端到壳体的第二端逐渐变细，使得腔室在壳体的第一端处的第一直径大于腔室在壳体的第二端处的第二直径。光源可以耦合至壳体的第一端，使得当光源通电时，来自光源的发散光传播穿过腔室并且被反射材料反射以将光会聚到接近壳体的第二端。
本文描述的实施例的附加特征和优点将在以下详细描述中予以阐明，并且将部分地将从该描述中对本领域技术人员而言变得容易明显或通过实践本文所描述的实施例而被认知，包括以下详细描述、权利要求书以及附图。
应理解的是，前述概括描述和以下详细描述都描述了各实施例并且都旨在为理解所要求保护的主题的本质和特征提供概要或框架。附图被包括以提供对各实施例的进一步的理解并且被结合在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图展示了本文所描述的各实施例，并且与描述一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
图1示意性地描绘了根据本文所示或所描述的一个或多个实施例的具有开孔和盲孔的光学连接器的侧视图。
图2示意性地描绘了根据本文所示或所描述的一个或多个实施例的包括耦合至光源和光纤的光学连接器的光学组件的侧视图。
图3示意性地描绘了根据本文所示或所描述的一个或多个实施例的具有第一开孔、第二开孔和锥形腔室的光学连接器的侧视图。并且
图4示意性地描绘了根据本文所示或所描述的一个或多个实施例的具有第一开孔、第二开孔和锥形腔室的光学连接器的侧视图。
具体实施方式
现将详细参照光学连接器的实施例，其示例在附图中展示。只要可能，贯穿附图将使用相同参考数字来指代相同或相似的零件。本文描述的光学连接器和组件可以利用光纤(如传输光纤或者甚至光漫射光纤(LDF))连接光源(如激光二极管或发光二极管(LED))。在图1中示意性地展示了光学连接器的一个实施例。光学连接器通常包括壳体，该壳体具有安置在壳体的光轴的相反端处的第一端和第二端。壳体的第一端可以包括开孔并且壳体的第二端可以包括盲孔，使得壳体的光轴穿过开孔和盲孔。腔室可以被布置在壳体的内部体积中，使得壳体的光轴穿过腔室。腔室可以包括布置在其中的第一材料。集光区可以被布置在壳体的内部体积中在壳体的第二端与腔室之间，使得壳体的光轴穿过集光区。集光区可以由第二、固体材料形成并且盲孔可以安置在集光区中，使得盲孔的封端与腔室通过第二、固体材料的至少一部分间隔开。至少一个折射表面被布置在壳体中在开孔与集光区之间，使得壳体的光轴穿过该至少一个折射表面。在此将具体参照附图进一步详细描述光学连接器的各实施例。
现在参照图1，示意性地描绘了光学连接器100的侧视图。光学连接器100包括壳体110，该壳体具有在第一端111处的开孔113以及在第二端112处的盲孔114。第一端111和第二端112被安置在光学连接器100的光轴190(即，壳体110的光轴)的相反端处。在一些实施例中，开孔113和盲孔114被安置成使得光轴190穿过开孔和盲孔并与开孔113和盲孔114共轴。光学连接器100进一步包括腔室130、集光区140和折射表面150，各自沿着光轴190安置在壳体110的内部体积120中。腔室130被布置成与开孔113相邻并且集光区140被布置成与盲孔114相邻。进一步地，折射表面150被布置在腔室130与光收集140之间。
在一些实施例中，如当光学连接器100由单片材料模制或形成时，光学连接器100可以是单片的。例如，可以形成单片透明材料来包括光学连接器100的单独部件，如壳体110、开孔113、盲孔114、腔室130、集光区140和折射表面150。可替代地，光学连接器100可以由多个单独部件组装在一起而形成。例如，壳体110可以由利用一个或多个紧固件和/或粘合剂耦合在一起的两个分立的半件形成。
仍参照图1，光学连接器100的壳体110可以由光学透明材料制成。例如，在一些实施例中，壳体110可以由使用任何已知的聚合模制技术(如，例如，注塑模制)制造的模制聚合物形成。壳体110的模制聚合物可以包括丙烯酸类聚合物、PMMA、聚碳酸酯、聚苯乙烯、丙烯酸、环烯烃聚合物(例如，ZeonexTM)、聚醚酰亚胺TM、透明PVC或澄清的聚烯烃。可替代地，壳体110可以由玻璃制成。在这些实施例中，使用精磨和抛光法、单点金刚石车削法、模制为抛光面、模制为近净形并通过研磨和抛光进行精加工、将复合玻璃形成粉末按压成型为近净形并在高温下或通过热等静力压制(HIP)加固(即，熔化)以转化成固体玻璃壳体，或者用于使玻璃成形的其他类似方法，可以使玻璃成形为壳体。壳体110的材料可以是透明的、可成形的且可透光的，以允许光穿过第一端111到达第二端112。在实施例中，壳体110的长度可以是10mm至30mm，例如，20mm。在实施例中，壳体110的直径可以是5mm至15mm，例如，10mm。在实施例中，壳体110可以将光源与在壳体110的相对端处的光纤对准，以便将来自光源的光耦合至光纤，如以下在图2至图5中所描绘的实施例。
壳体110包括定位在壳体110的第一端111处的开孔113。开孔113包括用于接纳光源160(图2)并将其固定在壳体110中的接纳部分117。开孔113还可以包括布置在接纳部分117与腔室130之间的座240。座240可以用作调节光源160在壳体110中的插入深度的基准，并且还提供可以将光源160机械地或粘性地耦合到其上的结合表面。
在一些实施例中，壳体110进一步包括定位在壳体110的第二端112处的盲孔114。盲孔114从壳体110的第二端112延伸进入集光区140并且终止于集光区140中。在一些实施例中，盲孔114的深度可以是从约1mm至约2mm，例如，约1.5mm。盲孔114可以被构造成用于接纳光纤170(图2)的各部分。当光纤170被安置在盲孔114中时，光纤170的输入面171与盲孔114的封端通常共同定位或重合在壳体110的集光区140中。例如，在一些实施例中，盲孔114可以包括包层接纳部分116、芯接纳部分115和布置在包层接纳部分116与芯接纳部分115之间的光纤座250。在一些实施例中，芯接纳部分115被调整尺寸以接纳光纤170的剥离芯部分(即，波导172)，而包层接纳部分116被调整尺寸以接纳具有围绕芯部分的完整包层和/或涂层的光纤170的一部分。
因此，应理解的是，在一些实施例中，包层接纳部分116的直径大于芯接纳部分115的直径。例如，芯接纳部分115可以具有从约100μm至约300μm的直径，如，例如，约200μm，并且包层接纳部分116可以具有从约300μm至约700μm的直径，如，例如，约500μm。在一些实施例中(未示出)，如当盲孔114被调整尺寸以接纳剥离的光纤或可替代地包层光纤时，包层接纳部分116和芯接纳部分115可以具有基本上相同的直径。当包层接纳部分116和芯接纳部分115的直径基本上相等时，盲孔114可以不包括光纤座250。
壳体110可以包括用于将光纤170保留在盲孔114中的机械保留设备(未示出)。例如，在一个实施例中(未示出)，盲孔114可以包括在集光区140中从盲孔114的侧壁朝盲孔114的封端的方向上延伸的一个或多个弹性倒刺。弹性倒刺朝盲孔114的壁弯曲以允许光纤170插入盲孔114中并与光纤170的包层和/或芯部分接合以抵抗光纤170从盲孔114撤出。
可替代地，芯接纳部分115、包层接纳部分116或这两者可以包括夹合构件。例如，可以转动以增大或减小盲孔114的芯接纳部分115和包层接纳部分116的直径的一个或多个凸轮(未示出)可以被安置在盲孔114中。当将光纤170安装在盲孔114中时，凸轮可以被偏置成与光纤170的包层和/或涂层接触，由此防止光纤170撤出。可以利用定位在壳体110上的按钮来释放与光纤170的接合，该按钮当被按下时使凸轮枢转脱离与光纤170的接合。在替代性示例中，盲孔114可以进一步包括可以与芯接纳部分115或包层接纳部分116接合和脱离的一个或多个杠杆夹具(未示出)。杠杆夹具的一端可以压入芯接纳部分115或包层接纳部分116中，从而使盲孔114与光纤170接合。多个杠杆夹具可以被安置在盲孔114周围并且可以被单独偏置成与芯接纳部分115或包层接纳部分116接触。可替代地，多个杠杆夹具可以通过单个传动器被偏置成与芯接纳部分115或包层接纳部分116接触。
在其他实施例中，盲孔114可以利用过盈配合耦合至光纤170。在过盈配合中，芯接纳部分115的直径可以基本上等于光纤170的波导172的直径，并且包层接纳部分116的直径可以基本上等于光纤170的包层173的直径。盲孔114的表面与光纤170之间的摩擦将光纤170保留在盲孔114内。
仍参照图1，壳体110还可以包括布置在壳体110的内部体积120中的腔室130与盲孔114之间的集光区140，使得光轴190穿过集光区140。集光区140可以被安置在壳体110中，使得盲孔114的封端与集光区140的一部分基本上共同定位，并且通过集光区140的材料141的至少一部分与腔室130间隔开。在一些实施例中，如当壳体110和集光区140由相同材料模制时，集光区140与壳体110形成一体。可替代地，集光区140和壳体110可以由不同材料共同模制。在一些实施例中，集光区140的长度可以从约5mm至约15mm，例如，7mm或14mm。
在图1示出的实施例中，集光区140充当用于将光从腔室130引导至盲孔114的光管。由此，集光区140一般由固体光学透明材料141形成，如，例如，玻璃或聚合物材料(如丙烯酸类聚合物、PMMA、聚碳酸酯、聚苯乙烯、丙烯酸、环烯烃聚合物(例如，ZeonexTM)、聚醚酰亚胺TM、透明PVC或澄清的聚烯烃)。在本文描述的实施例中，集光区140的材料141与腔室130的材料131不同，并且在一些实施例中，可以是与壳体110的材料相同的材料。
仍参照图1，壳体110可以进一步包括腔室130，该腔室安置成在开孔113与集光区140之间与壳体110的内部体积120中的开孔113相邻，使得光轴190穿过腔室130。在一些实施例中，腔室130接近集光区140的封端与折射表面150基本上共同定位。腔室130的长度可以从约5mm至约15mm，例如，7mm或14mm。腔室130通常包括在壳体110的内部体积120内的中空或开放体积，该中空或开放体积包含不同于壳体110的材料以及集光区140的材料141的材料131。在一些实施例中，腔室130的材料131包括气体(如，空气)，并且集光区140的材料141包括第二、固体材料。
在一些实施例中，腔室130的材料131可以包括折射率匹配材料，如折射率匹配凝胶、油或固化光学粘合剂。折射率匹配材料可以是成分上不同于集光区140的材料141的材料，但是具有与集光区140的材料141的折射率相似或相同的折射率，以便帮助采集来自腔室130的光并使光传播穿过集光区140。作为非限制性示例，集光区140的材料141可以包括折射率为1.5的硅聚合物，并且腔室130的材料131可以包括折射率匹配材料，如折射率为1.5的凝胶。在其他实施例中，腔室130的材料131可以包括折射率匹配材料，该折射率匹配材料具有与集光区140的材料141的折射率不同的折射率。例如，材料131的折射率可以大于1但小于集光区140的材料141的折射率。
仍参照图1，壳体110可以进一步包括布置在壳体110中在开孔113与集光区140之间的至少一个折射表面150，使得壳体110的光轴190穿过折射表面且与折射表面150共轴。折射表面150被构造成用于使传播穿过腔室130进入集光区140的光聚集和会聚。因此，在一些实施例中，如当折射表面150的焦点151与盲孔114的封端重合或共同定位时，折射表面150的焦点151安置在集光区140内。将焦点151与盲孔114的封端共同定位取决于折射表面150的曲率半径、折射表面150的折射率、集光区140的材料141的折射率以及集光区140的长度。例如，如果集光区140的材料141和折射表面150的材料包括折射率为1.5的聚合物并且集光区的长度为5mm，那么为了使折射表面150的焦点与盲孔114的封端基本上共同定位，折射表面150的曲率半径应该为约1.25mm。
在一些实施例中，折射表面150可以是与集光区140相同的材料141，如玻璃或聚合物。可替代地，折射表面150可以由不同的材料形成。在光学连接器100为单片的实施例中，折射表面150可以与壳体110形成一体并被模制到壳体110中。在其他实施例中，折射表面150可以形成为与壳体110分开并且可以耦合至壳体110的集光区140。例如，折射表面150可以机械地、通过粘合剂或其组合耦合至集光区140。折射表面150还可以与壳体110共同模制。
在一些实施例中，折射表面150可以包括透镜，例如，球面透镜、非球面透镜或开诺全息透镜(kinoform lens)。在其他实施例中，折射表面150可以是衍射表面或平面表面。当折射表面150为平面时，来自耦合至光学连接器100的光源的光可以开始为发散光，穿过折射表面150，进入集光区140，并且继续朝盲孔114的封端发散，该封端可以与光纤的输入面基本上共同定位。在这个实施例中，包括折射表面150和集光区140的壳体110通过在光纤的输入面处在光纤与光源的光之间创建几何重叠来将光源耦合至光纤。
现在参考图2，可以在光学组件200中利用光学连接器100来将来自光源160的光161耦合至光纤170中。例如，光学组件200可以包括耦合至壳体110的开孔113的光源160以及耦合至壳体110的盲孔114的光纤170。在这个实施例中，光源160耦合至壳体110，使得从光源160发射的光161进入壳体110的腔室130、沿着光路180行进并且到达光纤170的输入面171。光路180与壳体110的光轴190基本上共同定位。在一些实施例中，光路180穿过腔室130、折射表面150和集光区140。光161传播穿过集光区140从安置在集光区140的一端处的折射表面150到达光纤170的输入面171。在一些实施例中，来自光源160的光161是穿过折射表面150的发散光，其中，该发散光聚集到折射表面150的焦点151上。例如，在一些实施例中，折射表面150的焦点151与光纤170的输入面171基本上共同定位在集光区140中。
仍参照图2，光学组件200被示意性地描绘为其光源160安置在开孔113的接纳部分117中并且与开孔113的座240接合。在本文描述的实施例中，光源160可以是激光二极管、LED、红-绿-蓝(RGB)二极管或白光光源。在一些实施例中，光源160可以包括多个发射器，如，例如，多个激光二极管、多个LED或单独的红、绿和蓝光二极管。在一些实施例中，光源160可以封装到标准化晶体管轮廓(TO)罐封装体中以便与开孔113耦合。在一些实施例中，光源160可以通过过盈配合、机械连接、粘合剂或其组合与接纳部分117接合。接纳部分117使光源160位于开孔113中心，使得光源160沿着从壳体110的第一端111到第二端112的光轴190发射光161。接纳部分117还将光源160安置成使得光源160沿着腔室130的长度与集光区140和至少一个折射表面150间隔开。
仍参照图2，光学组件200被示意性地描绘为其光纤170安置在壳体110的盲孔114中。光纤170可以使用过盈配合、机械连接(即，利用定位螺钉、螺纹罐封装体等)、粘合剂或其组合与盲孔114接合。例如，在一些实施例中，盲孔114的芯接纳部分115可以与光纤170的波导172接合。在这个实施例中，可以将光纤170的包层173和涂层174从光纤170的一部分中移除，从而暴露插入盲孔114的芯接纳部分115中的波导172。通过移除包层173和涂层174，波导172与盲孔114的芯接纳部分115直接接合。在这个实施例中，当光纤170插入盲孔114中并且与包层接纳部分116直接接合时，将涂层174从与暴露的波导172相邻的光纤170的一部分中移除，从而暴露进入盲孔114的包层接纳部分116的包层173。光纤170的一部分可以与盲孔114的一部分结合。例如，在一些实施例中，光纤170的包层可以粘性地结合至光纤座250，以将光纤170保留在盲孔114中。在本文描述的实施例中，当光纤170被安置在盲孔114中时，光纤170的输入面171通常与盲孔114的封端共同定位或重合在壳体110的集光区140中。
现在参照图3，描绘了光学连接器300的另一个实施例。在这个实施例中，光学连接器300包括壳体110，该壳体具有安置在壳体110的光轴190的相反端处的第一端111和第二端112。准直透镜550和腔室130布置在壳体110的内部体积120中。腔室130包括侧壁220。例如，腔室130的横截面可以基本上为圆形并由此包括限定腔室130的单个侧壁220。腔室130可以进一步包括安置在腔室130的侧壁220上的反射材料210。例如，在一些实施例中，可以利用高反射性电介质反射物或金属涂层(如，银、金、铝等)来镜像侧壁220。在一些实施例中，壳体110可以由单片材料(例如，单片聚合物或玻璃)制成。可替代地，壳体110可以由利用粘合剂和/或机械紧固件耦合在一起的分立分段构造。在多片实施例中，壳体110可以包括布置在平行于壳体110的光轴190的平面的对侧上的第一半件和第二半件，并且沿着平行于光轴190的平面耦合在一起。
仍参照图3，腔室130从第一端111到第二端112逐渐变细，从而创造将穿过腔室130传播的光会聚的光“漏斗”。例如，腔室130可以从壳体110的第一端111到第二端112逐渐变细，使得腔室130在腔室130的开口处且接近壳体110的第一端111处的第一直径221大于腔室130在腔室130的封端处且接近壳体110的第二端112处的第二直径222。锥形腔室130可以以各种抛物线或圆锥状配置成型。例如，锥形腔室130可以是光喇叭(即，腔室130的直径从第一端111到第二端112指数地减小)、倒置扩口(flare)、截顶圆锥、抛物线等。
仍参照图3，在一个实施例中，光学连接器300可以包括在壳体110的第一端111处的第一开孔113和在壳体110的第二端112处的第二开孔230。第一开孔113可以被配置成类似于以上关于图1和图2描述的开孔。第二开孔230可以被配置成类似于以上关于图1和图2描述的盲孔114，尽管开口直接进入腔室130。如以上关于图2描述的，光源160可以耦合至第一开孔113并且光纤170可以耦合至第二开孔230。例如，光纤170可以被安置在第二开孔230中，使得光纤170的输入面171被安置在腔室130的封端处。
仍参照图3，在一些实施例中，准直透镜550被安置在壳体110的第一端111处与锥形腔室130相邻。腔室130在腔室130的开口处的第一直径221与准直透镜550的直径基本上相同。腔室130逐渐变细为在腔室130的封端处的第二较小直径222，该封端与光纤170的输入面171基本上共同定位。第二直径222小于波导172和光纤170的输入面171两者的直径。在这个实施例中，锥形腔室130可以将光161会聚入射到光纤170的输入面171的一部分上。
准直透镜550与第一开孔113的封端以及锥形腔室130的开口基本上共同定位。准直透镜550可以是与集光区140相同的材料141，如玻璃或聚合物。可替代地，准直透镜550可以由不同的材料形成。在光学连接器300为单片的实施例中，准直透镜550可以与壳体110形成一体并被模制到壳体110中。在其他实施例中，准直透镜550可以形成为与壳体110分开，并且可以例如机械地、通过粘合剂或其组合耦合至壳体110的第一开孔113或耦合至腔室130的侧壁220。准直透镜550可以被安置在第一开孔113的封端与腔室130之间。准直透镜550还可以与壳体110共同模制。
仍参照图3，壳体110包括穿过第一开孔113、准直透镜550、腔室130和第二开孔230的光轴190。当光源160耦合至壳体110的第一端111并且光源160通电时，从光源160发射的发散光161沿着光轴190朝耦合至壳体110的第二端112的光纤传播。光161穿过准直透镜550，校准且引导光161进入腔室130。随着准直光161传播穿过腔室130，光161被安置在腔室130的侧壁220上的反射材料210反射。随着准直光161沿着光路180传播，腔室130的锥形形状将准直光161会聚接近壳体110的第二端112，从而入射到光纤170的输入面171上。
在实施例中，光学连接器300可以进一步包括安置在腔室130的封端与第二端112之间的折射表面(未示出)和集光区(未示出)，类似于图1和图2中所描绘的实施例。在这个实施例中，从光源160发射的光161穿过准直透镜550和腔室130并且从腔室130的锥形侧壁220反射，使得光161会聚到折射表面上。折射表面将准直光聚集在集光区中与光纤170的输入面171基本上共同定位的折射表面的焦点上，由此引导高功率密度的光161入射到光纤170的输入面171上。
现在参照图4，描绘了光学连接器400的另一个实施例。在这个实施例中，光学连接器400包括布置在壳体110的内部体积120中的腔室130。腔室130从第一端111到第二端112逐渐变细，从而创造了引导光传播穿过腔室130的光“漏斗”。例如，腔室130可以从壳体110的第一端111到第二端112逐渐变细，使得腔室130在腔室130的开口处且接近壳体110的第一端111处的第一直径221大于腔室130在腔室130的封端处且接近壳体110的第二端112处的第二直径222。锥形腔室130可以以各种抛物线或圆锥状配置成型。例如，锥形腔室130可以是光喇叭(即，腔室130的直径从第一端111到第二端112指数地减小)、倒置扩口、截顶圆锥、抛物线等。
当光源160耦合至壳体110的第一端111并且光源160被通电时，从光源160发射的发散光161沿着光学连接器400的光轴190传播穿过腔室130。随着发散光161传播穿过腔室130，光161被安置在腔室130的侧壁220上的反射材料210反射。随着光161沿着光路180传播，腔室130的锥形形状将发散光161会聚接近壳体110的第二端112，从而入射到光纤170的输入面171上。
在一些实施例中(未示出)，光学连接器400可以进一步包括安置在腔室130的封端与第二端112之间的折射表面(未示出)和集光区(未示出)，类似于图1和图2中所描绘的实施例。在这个实施例中，从光源160发射的光161穿过腔室130并且从腔室130的锥形侧壁220反射，使得光161会聚到折射表面上。折射表面将发散光161聚集到集光区中与光纤170的输入面171基本上共同定位的折射表面的焦点上，由此引导高功率密度的光161入射到光纤170的输入面171上。
现在应当理解的是，本文描述的光学连接器可以用于将从光源发射的发散光高效地会聚到光纤的输入面上。这种光学连接器可以结合在照明应用中使用的传输光纤和/或光漫射光纤而被容易地采用。由于连接器提供了用于将光源和光纤快速地耦合和/或解耦合的机制，所以这种光纤特别适于在照明应用中使用。此外，因为使用常规模制和/或机加工技术可以容易地制造光学连接器，所以光学连接器提供了用于将光源高效地耦合到光纤中的低成本解决方案，而不需要复杂的光学部件或外部对准设备。
应注意的是，在本文中可以使用术语“基本上”和“约”来表示可归因于任何定量比较、值、测量或其它表述的不确定性的固有程度。在本文中也可以使用这些术语来表示量化表示可从所阐明的参考量变化而不会导致讨论中的主题的基本功能改变的程度。
虽然本文中已经展示和描述了特定实施例，但应当理解的是，在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下，可作出各种其他变化和修改。此外，尽管本文已经描述了所要求保护的主题的各方面，但这些方面无需以组合使用。因此，本发明旨在所附权利要求书涵盖所有此类落入所要求保护的主题的范围内的变化和修改。
应注意的是，在本文中可以使用术语“基本上”和“约”来表示可归因于任何定量比较、值、测量或其它表述的不确定性的固有程度。在本文中也可以使用这些术语来表示量化表示可从所阐明的参考量变化而不会导致讨论中的主题的基本功能改变的程度。
对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下，可对本文描述的实施例作出各种修改和变更。因此，本说明书旨在涵盖本文描述的各实施例的修改和变更，只要这些修改和变更落在所附权利要求书及其等价物的范围内。

Claims (17)

1.一种光学连接器，包括：
壳体，所述壳体具有安置在所述壳体的光轴的相反端处的第一端和第二端，所述壳体的第一端具有开孔并且所述壳体的第二端具有盲孔，其中，所述壳体的光轴穿过所述开孔和所述盲孔；
腔室，所述腔室被布置在所述壳体的内部体积中，使得所述壳体的光轴穿过所述腔室，所述腔室具有布置在其中的第一材料；
集光区，所述集光区被布置在所述壳体的所述内部体积中在所述壳体的第二端与所述腔室之间，使得所述壳体的光轴穿过所述集光区，其中，所述集光区由第二、固体材料形成，并且所述盲孔被安置在所述集光区中，使得所述盲孔的封端与所述腔室通过所述第二、固体材料的至少一部分间隔开；以及
至少一个折射表面，所述至少一个折射表面被布置在所述壳体中在所述开孔与所述集光区之间，使得所述壳体的光轴穿过所述至少一个折射表面。
2.如权利要求1所述的光学连接器，其中，所述盲孔的所述封端被安置在所述第二、固体材料中在所述至少一个折射表面的焦点处。
3.如权利要求1或2所述的光学连接器，其中，所述开孔、所述盲孔和所述至少一个折射表面与所述壳体的所述光轴共轴。
4.如权利要求1所述的光学连接器，其中，所述第二、固体材料是透明材料，所述透明材料包括玻璃或聚合物。
5.如权利要求1至4中任一项所述的光学连接器，其中，所述腔室是扩开的。
6.一种光学组件，包括：
壳体，所述壳体具有安置在所述壳体的光轴的相反端处的第一端和第二端，所述壳体的第一端具有开孔并且所述壳体的第二端具有盲孔，其中，所述壳体的光轴穿过所述开孔和所述盲孔；
光源，所述光源耦合至所述开孔；
光纤，所述光纤被安置在所述盲孔中；以及
至少一个折射表面，所述至少一个折射表面被安置在所述开孔与所述盲孔的封端之间，使得从所述光源到所述光纤的输入面的光路穿过所述至少一个折射表面，所述光路在所述光源与所述光纤的输入面之间延伸穿过至少两种不同的材料。
7.如权利要求6所述的光学组件，其中，所述光纤是光漫射光纤。
8.如权利要求6或7所述的光学组件，其中，所述光源是激光二极管或发光二极管(LED)。
9.如权利要求1至3所述的光学连接器，或者如权利要求6至8所述的光学组件，其中，所述至少一个折射表面是球面透镜、非球面透镜或开诺全息透镜。
10.如权利要求6所述的光学组件，其中，在所述光源与所述光纤的所述输入面之间的所述光路延伸穿过安置在所述壳体内的腔室和集光区，所述腔室包括第一材料并且所述集光区包括第二、固体材料。
11.如权利要求1所述的光学连接器或者如权利要求10所述的光学组件，其中，所述第一材料是折射率匹配凝胶。
12.如权利要求11所述的光学连接器或光学组件，其中，所述折射率匹配凝胶包括基本上等于所述第二、固体材料的折射率的折射率。
13.如权利要求6所述的光学组件，其中，所述光源光学耦合至腔室，并且其中，所述光纤光学耦合至集光区。
14.一种光学连接器，包括：
壳体，所述壳体具有安置在所述壳体的光轴的相反端处的第一端和第二端；
腔室，所述腔室被布置在所述壳体的内部体积中，使得所述壳体的光轴穿过所述腔室，所述腔室具有安置在所述腔室的侧壁上的反射材料，其中，所述腔室从所述壳体的第一端到所述壳体的第二端逐渐变细，使得所述腔室在所述壳体的第一端处的第一直径大于所述腔室在所述壳体的第二端处的第二直径；以及
光源，所述光源耦合至所述壳体的第一端，其中，当所述光源通电时，来自所述光源的发散光传播穿过所述腔室并且被所述反射材料反射以将所述光会聚到接近所述壳体的第二端。
15.如权利要求14所述的光学连接器，进一步包括光纤，所述光纤耦合至所述壳体的第二端，使得所述光纤的输入面被布置在所述腔室中，其中，当所述光源通电时，所述会聚光入射在所述光纤的输入面上。
16.如权利要求15所述的光学连接器，其中，所述腔室的第二直径小于所述光纤的输入面的直径。
17.如权利要求15或16所述的光学连接器，进一步包括安置在所述壳体的第一端与所述腔室之间的准直透镜，其中，所述腔室的第一直径与所述准直透镜的直径基本上相同。
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