CN106950652A - 光波导组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光波导组件，光波导组件包括：光波导印制板(10)，光波导印制板(10)上设有光波导(40)；第一连接部(20)；连接光纤(30)，连接光纤(30)设置在第一连接部(20)上，第一连接部(20)设置在光波导印制板(10)上以使连接光纤(30)的第一端与光波导(40)对接，第一连接部(20)与光纤端头(50)对接以使连接光纤(30)的第二端与光纤(60)对接。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中光波导和光纤的耦合技术结构复杂、对准精度低的问题。

Description

光波导组件

技术领域

本发明涉及无线电技术领域，具体而言，涉及一种光波导组件。

背景技术

目前，通讯系统领域高互连带宽需求的不断增长，促使光学互连技术的不断发展。随着数据流量的不断提高，设备数据处理容量越来越大，单线速率不断提高。伴随着光学互联成本的下降，光学互连逐步从机架到机架互连发展到单板到单板互连，甚至应用到了芯片到芯片互连。

近年来，基于光波导(optical waveguide)理论的嵌入式光波导印制板(embeddedwaveguide PCB)互连技术逐步发展，得到了国内外广泛研究。相对于电互连技术，嵌入式光波导印制板具有支持高速率数据传输、绿色节能、低成本高密度等优势。目前，嵌入式波导印制板的研究热点主要集中在传输性能的提高以及嵌入式光波导到光纤的连接技术上。如图1所示，嵌入式波导印制板包括从下至上的基层3、波导层4和表层5。

目前嵌入式光波导到光纤的耦合技术大体分为垂直耦合方式和平行耦合方式两类。如图1所示，垂直耦合方式通过在嵌入式光波导4端面处增加棱镜2，将光波导4中光信号折射到光纤1中进行传输。由于棱镜设计加工难度大，密度低，对准困难，因而不具有生产性，不可规模使用。如图2所示，平行耦合方式借助六维调整架精确调节光纤1和光波导4的对准精度，再利用胶固化光纤适配器，此方式对准设备要求高，操作困难，光纤不易插拔，胶体6老化带来的对准偏差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光波导组件，以解决现有技术中光波导和光纤的耦合技术结构复杂、对准精度低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种光波导组件，包括：光波导印制板，光波导印制板上设有光波导；第一连接部；连接光纤，连接光纤设置在第一连接部上，第一连接部设置在光波导印制板上以使连接光纤的第一端与光波导对接，第一连接部与光纤端头对接以使连接光纤的第二端与光纤对接。

进一步地，光波导印制板的端部具有安装槽，第一连接部安装在安装槽中。

进一步地，安装槽贯穿光波导印制板的两个表面。

进一步地，安装槽的远离光波导的一端延伸至光波导印制板的端面。

进一步地，光波导印制板具有定位槽，第一连接部具有与定位槽配合的第一定位柱。

进一步地，定位槽位于光波导的一侧。

进一步地，第一连接部包括连接基块和定位块，定位块连接在连接基块的侧面上，连接光纤设置在连接基块上，第一定位柱设置在定位块上。

进一步地，第一定位柱设置在定位块的底面上。

进一步地，光波导印制板具有第一定位柱，第一连接部具有与第一定位柱配合的定位槽。

进一步地，第一定位柱位于光波导的一侧。

进一步地，第一连接部包括连接基块和定位块，定位块连接在连接基块的侧面上，连接光纤设置在连接基块上，定位槽设置在定位块上。

进一步地，定位槽设置在定位块的底面上。

进一步地，光波导组件还包括固定部，固定部设置在光波导印制板上，第一连接部位于光波导印制板和固定部之间。

进一步地，光波导组件还包括第二连接部，第二连接部连接在固定部上，第二连接部具有用于安装光纤端头的安装通孔。

进一步地，第一连接部的远离光波导的一端具有第二定位柱，光纤端头具有与第二定位柱配合的定位孔。

进一步地，第一连接部的远离光波导的一端具有定位孔，光纤端头具有与定位孔配合的第二定位柱。

应用本发明的技术方案，通过在光波导印制板上设置第一连接部和连接光纤，连接光纤设置在第一连接部上，第一连接部与光纤端头对接，这样使得连接光纤的第一端与光波导对接，连接光纤的第二端与光纤对接，上述结构简单，第一连接部和连接光纤不易老化，有效地提高对准精度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的光波导与光纤耦合的第一种结构示意图；

图2示出了现有技术中的光波导与光纤耦合的第二种结构示意图；

图3示出了根据本发明的光波导组件的实施例一的立体透视示意图；

图4示出了图3的光波导组件的光波导印制板的结构示意图；

图5示出了图4的光波导印制板的局部俯视示意图；

图6示出了图3的光波导组件的第一连接部的结构示意图；

图7示出了图3的光波导组件的第二连接部和固定部的结构示意图；

图8示出了根据本发明的光波导组件的实施例二的光波导印制板的俯视示意图；

图9示出了根据本发明的光波导组件的实施例三的光波导印制板的俯视示意图；

图10示出了根据本发明的光波导组件的实施例四的光波导印制板的俯视示意图；以及

图11示出了根据本发明的光波导组件的实施例五的光波导印制板的立体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、光纤；2、棱镜；3、基层；4、波导层；5、表层；6、胶体；10、光波导印制板；11、安装槽；12、定位槽；13、固定孔；14、波导层；20、第一连接部；21、连接基块；211、第二定位柱；22、定位块；221、第一定位柱；30、连接光纤；40、光波导；50、光纤端头；51、定位孔；60、光纤；70、固定部；80、第二连接部；81、安装通孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图3和图4所示，实施例一的光波导组件包括光波导印制板10、第一连接部20和连接光纤30，光波导印制板10上设有光波导40，连接光纤30设置在第一连接部20上，第一连接部20设置在光波导印制板10上以使连接光纤30的第一端与光波导40对接，第一连接部20与光纤端头50对接以使连接光纤30的第二端与光纤60对接。

应用本实施例的光波导组件，通过在光波导印制板10上设置第一连接部20和连接光纤30，连接光纤30设置在第一连接部20上，第一连接部20与光纤端头50对接，这样使得连接光纤30的第一端与光波导40对接，连接光纤30的第二端与光纤60对接，上述结构简单，第一连接部20和连接光纤30不易老化，有效地提高对准精度。

如图5所示，可选地，光波导印制板10的端部具有安装槽11，第一连接部20安装在安装槽11中。安装槽11可以方便将第一连接部20安装在光波导印制板10上，安装槽11还可以起到定位的作用，使得连接光纤30的第一端与光波导40对齐。这样通过保证安装槽11的精度完成连接光纤30与光波导40的对齐，提高了连接光纤30与光波导40的对准精度，对准设备要求低，操作简便，加工方便，降低制造成本。优选地，安装槽11为凹陷于光波导印制板10的表面的凹槽。

可选地，连接光纤30设置在第一连接部20中并贯穿第一连接部20的两端的端面，即在第一连接部20上埋置了与光波导40尺寸相对应的连接光纤30。第一连接部20放置到光波导印制板10的安装槽11中，从而将光波导40的端部与连接光纤30的一端的端部对准，连接光纤30的另一端可以支持标准光纤接头的连接。

可选地，安装槽11的远离光波导40的一端延伸至光波导印制板10的端面。这样可以方便加工安装槽11，也可以方便安装第一连接部20，操作简便，降低操作人员的劳动强度。

为了进一步地提高连接光纤30与光波导40的对准精度，如图5和图6所示，可选地，光波导印制板10具有定位槽12，第一连接部20具有与定位槽12配合的第一定位柱221。第一连接部20与光波导印制板10通过定位槽12和第一定位柱221定位，有效地提高了连接光纤30与光波导40的对准精度，操作简便。定位槽12为凹陷于光波导印制板10的表面的凹槽。

可选地，定位槽12位于光波导40的一侧。优选地，定位槽12为两个，两个定位槽12位于光波导40的相对的两侧。也就说，在光波导40的路径的两侧从光波导印制板10的表面开设凹槽，凹槽为左右各一个矩形凹槽。定位槽12可以在光波导印制板10的波导层，通过激光器开设矩形凹槽。当然，也可以具体情况设置定位槽12的个数，并不限于此。

可选地，第一连接部20包括连接基块21和定位块22，定位块22连接在连接基块21的侧面上，连接光纤30设置在连接基块21上，第一定位柱221设置在定位块22上。连接基块21安装在安装槽11中，第一定位柱221安装在定位槽12中。第一连接部20的结构简单，加工方便，成本低廉。优选地，定位槽12的延伸方向平行于光波导40的延伸方向。将定位块22的第一定位柱(矩形凸起)嵌入在光波导印制板10上的矩形凹槽中及连接基块21嵌入在光波导印制板10上的安装槽中，然后通过涂胶的方式将第一连接部20固定在光波导印制板10上。优选地，第一连接部20通过紫外胶固化嵌入至光波导印制板10的安装槽中。当然，第一连接部20固定在光波导印制板10上方式也不限于此。

可选地，连接基块21和定位块22的相对的两侧的顶部均设有凸起，凸起的底面与光波导印制板10的表面贴合。也就是说，凸起位于连接光纤30的相对的两侧。

可选地，定位槽12与安装槽11连通。这样加工方便，制造简便，成本低廉。可选地，第一定位柱221设置在定位块22的底面上。定位块22的底面与光波导印制板10的表面贴合设置。当然，第一定位柱221也可以设置在定位块22的侧面上。

如图7所示，可选地，光波导组件还包括固定部70，固定部70设置在光波导印制板10上，第一连接部20位于光波导印制板10和固定部70之间。固定部70可以将第一连接部20更牢固地固定在光波导印制板10上，固定更牢固可靠，有效地防止第一连接部20发生移动的情况，有效地保证连接光纤30始终与光波导40对接，有效地保证光信号的正常传输。

优选地，固定部70通过紧固件固定在光波导印制板10上。固定部70上设有供紧固件穿设的通孔，光波导印制板10上设有用于安装紧固件的固定孔13。固定部70上的通孔对准光波导印制板10上的固定孔13，然后通过紧固件进行固定。

可选地，光波导组件还包括第二连接部80，第二连接部80连接在固定部70上，第二连接部80具有用于安装光纤端头50的安装通孔81。当需要将光纤60与光波导40耦合时，光纤端头50中的光纤60穿过安装通孔81与第一连接部20中的连接光纤30对接，安装通孔81可以方便固定光纤端头50，可以支持标准光纤端头50的插拔，标准光纤端头50可以采用MPO接口或MT-RJ接口。优选地，第二连接部80和固定部70是一体结构，结构简单，制造简便，降低成本。利用第二连接部80与固定部70的安装加固第一连接部20，第二连接部80可以提高标准光纤接口。

优选地，紧固件为螺钉。先将第一连接部20的第一定位柱221对准定位槽12，安装第一连接部20后，然后将固定部70和第二连接部80设置在第一连接部20的上面，使得固定部70和第二连接部80与第一连接部20贴合设置，最后将螺钉拧紧即可。

可选地，第一连接部20的远离光波导40的一端具有第二定位柱211，光纤端头50具有与第二定位柱211配合的定位孔51。第一连接部20与光纤端头50通过第二定位柱211和定位孔51配合，可以提高光纤60与光波导40的对准精度。当然，也可以在第一连接部20的远离光波导40的一端设有定位孔，光纤端头50具有与定位孔配合的第二定位柱。

光波导印制板10包括基层、波导层和表层，基层和表层都可以采用金属层或者环氧板材，例如铜、金、银以及环氧材料FR4等，波导层为波导材料。

可选地，连接基块21的远离光波导40的一端的端面与光波导印制板10的端面在一个平面上。第二连接部80的靠近光波导40的一端的端面与光波导印制板10的端面贴合设置。

可选地，固定部70包括固定基块及连接在固定基块的相对的两侧的固定凸块，固定孔设置在固定凸块上，固定基块的底面具有与第一连接部20配合的安装通槽。安装通槽的延伸方向沿光波导40的延伸方向，固定凸块位于连接光纤的相对的两侧。

图8示出了本申请的光波导组件的实施例二的结构，实施例二的光波导组件与实施例一的区别在于定位槽12的形状不同。在实施例一中，定位槽12为矩形槽。而在实施例二中，定位槽12为V形槽，V形槽的开口朝向第一连接部20。当然，定位槽12的结构也并不限于此，只要能够起到定位的作用的结构即可。

图9示出了本申请的光波导组件的实施例三的结构，实施例三的光波导组件与实施例一的区别在于定位槽12的形状和光波导印制板10的端部的结构不同。在实施例一中，定位槽12与安装槽11连通，光波导印制板10的端部没有裸露的波导层14。而在实施例三中，定位槽12不与安装槽11连通，在光波导印制板10的端部的波导层14局部裸露，也就是说光波导印制板10的端部局部没有表层，裸露的波导层14位于光波导40的两侧，在裸露的波导层14上加工定位槽12。

在实施例二中，在光波导40的两侧各开两个正方形的定位槽12，在对应的第一连接部20上加工正方体凸起，正方体凸起形成第一定位柱。

图10示出了本申请的光波导组件的实施例四的结构，实施例四的光波导组件与实施例三的区别在于定位槽和第二定位柱的位置不同及形状不同。在实施例三中，定位槽设置在光波导印制板10，第二定位柱设置在第一连接部20上，定位槽呈正方形。而在实施例四中，定位槽设置在第一连接部20上，第二定位柱设置在光波导印制板10上。也就是说，在裸露的波导层14上通过多次涂覆波导材料，在光波导40的两侧形成多个长方体凸起，在对应的第一连接部20上加工矩形凹槽。

图11示出了本申请的光波导组件的实施例五的结构，实施例五的光波导组件与实施例一的区别在于安装槽11的结构不同。在实施例一中，安装槽11并没有贯穿光波导印制板10的两个表面，而在实施例五中，安装槽11贯穿光波导印制板10的两个表面，也就是说，在贯穿光波导印制板10的板边处开一个凹形槽。这样加工方便，降低加工难度。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本申请提出了一种用于连接光波导和光纤的连接器的设计，该连接器包括第一连接部、固定部和第二连接部，该连接器安装在光波导印制板上，需要在光波导印制板上加工安装槽和定位槽，安装槽和定位槽分别对应于连接基块和第一定位柱，使得光波导印制板中的光波导与第一连接部中的连接光纤对齐。再通过固定部将第一连接部二次固定在光波导印制板上，通过第二连接部实现了标准可插拔光纤端头接口。上述结构加工方法简单有效，不需要借助支架等结构完成光波导和光纤的对准过程，第二连接部支持了标准光纤端头的灵活插拔，实现了嵌入式波导传输光信号通过连接器耦合进入光纤进行传输。

在图中未示出的实施例中，安装槽的远离光波导的一端与光波导印制板的端面之间具有距离，这样就需要在安装槽的远离光波导的一端与光波导印制板的端面开设用于安装光纤端头的通孔，光纤端头可插拔地安装在通孔中。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种光波导组件，其特征在于，包括：

光波导印制板(10)，所述光波导印制板(10)上设有光波导(40)；

第一连接部(20)；

连接光纤(30)，所述连接光纤(30)设置在所述第一连接部(20)上，所述第一连接部(20)设置在所述光波导印制板(10)上以使所述连接光纤(30)的第一端与所述光波导(40)对接，所述第一连接部(20)与光纤端头(50)对接以使所述连接光纤(30)的第二端与光纤(60)对接。

2.根据权利要求1所述的光波导组件，其特征在于，所述光波导印制板(10)的端部具有安装槽(11)，所述第一连接部(20)安装在所述安装槽(11)中。

3.根据权利要求2所述的光波导组件，其特征在于，所述安装槽(11)贯穿所述光波导印制板(10)的两个表面。

4.根据权利要求2所述的光波导组件，其特征在于，所述安装槽(11)的远离所述光波导(40)的一端延伸至所述光波导印制板(10)的端面。

5.根据权利要求2所述的光波导组件，其特征在于，所述光波导印制板(10)具有定位槽(12)，所述第一连接部(20)具有与所述定位槽(12)配合的第一定位柱(221)。

6.根据权利要求5所述的光波导组件，其特征在于，所述定位槽(12)位于所述光波导(40)的一侧。

7.根据权利要求5所述的光波导组件，其特征在于，所述第一连接部(20)包括连接基块(21)和定位块(22)，所述定位块(22)连接在所述连接基块(21)的侧面上，所述连接光纤(30)设置在所述连接基块(21)上，所述第一定位柱(221)设置在所述定位块(22)上。

8.根据权利要求7所述的光波导组件，其特征在于，所述第一定位柱(221)设置在所述定位块(22)的底面上。

9.根据权利要求2所述的光波导组件，其特征在于，所述光波导印制板(10)具有第一定位柱，所述第一连接部(20)具有与所述第一定位柱配合的定位槽。

10.根据权利要求9所述的光波导组件，其特征在于，所述第一定位柱位于所述光波导(40)的一侧。

11.根据权利要求9所述的光波导组件，其特征在于，所述第一连接部(20)包括连接基块(21)和定位块(22)，所述定位块(22)连接在所述连接基块(21)的侧面上，所述连接光纤(30)设置在所述连接基块(21)上，所述定位槽设置在所述定位块(22)上。

12.根据权利要求11所述的光波导组件，其特征在于，所述定位槽设置在所述定位块(22)的底面上。

13.根据权利要求1所述的光波导组件，其特征在于，所述光波导组件还包括固定部(70)，所述固定部(70)设置在所述光波导印制板(10)上，所述第一连接部(20)位于所述光波导印制板(10)和所述固定部(70)之间。

14.根据权利要求13所述的光波导组件，其特征在于，所述光波导组件还包括第二连接部(80)，所述第二连接部(80)连接在所述固定部(70)上，所述第二连接部(80)具有用于安装所述光纤端头(50)的安装通孔(81)。

15.根据权利要求1所述的光波导组件，其特征在于，所述第一连接部(20)的远离所述光波导(40)的一端具有第二定位柱(211)，所述光纤端头(50)具有与所述第二定位柱(211)配合的定位孔(51)。

16.根据权利要求1所述的光波导组件，其特征在于，所述第一连接部(20)的远离所述光波导(40)的一端具有定位孔，所述光纤端头(50)具有与所述定位孔配合的第二定位柱。