CN110998401A - 用于光电子模块的连接器组件 - Google Patents

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马日亚尔·阿米尔基艾
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Abstract

在一个实施方式中，一种光电子组件可以包括至少一个发射器或至少一个接收器、套筒、壳体、光纤插芯和容器。套筒可以限定套筒开口，该套筒开口被定尺寸且被成形为接纳光纤的光学透射部分。壳体可以限定壳体腔，该壳体腔至少部分地包围发射器或接收器。壳体可以包括透镜端口，该透镜端口限定透镜端口开口。光纤插芯可以至少部分地定位在套筒开口和透镜端口开口中。容器可以限定容器开口。透镜端口、套筒和光纤插芯可以至少部分地定位在容器开口中。

Description

用于光电子模块的连接器组件
技术领域
本公开内容总体上涉及光电子模块。特别地，一些实施方式涉及用于将光电子模块与光纤光学地和机械地耦接的连接器组件。
背景技术
通信模块例如光电子模块可以包括参与光信号的发射和/或接收的各种部件。一些部件可以被容纳在光电子模块的外壳内。这样的部件的示例可以包括发射器光学子组件(“TOSA”)和/或接收器光学子组件(“ROSA”)。
为了与其他光电子模块进行光通信，光电子模块可以与连接器化的光纤光学地和机械地耦接。光电子模块可以包括被配置成接纳光纤的连接器的连接器组件。光电子模块可以经由光纤来接收和/或发射光信号。由光电子模块接收到的光信号可以被转换为电信号。另外地或可替选地，光电子模块可以将电信号转换为光信号以进行传输。
本文所要求保护的主题不限于解决任何缺点或仅在诸如上面所描述的环境中操作的实施方式。相反地，提供该背景技术仅用于说明可以实践本文所描述的一些实施方式的一个示例性技术领域。
发明内容
本公开内容总体上涉及光电子模块。特别地，一些实施方式涉及用于将光电子模块与光纤光学地和机械地耦接的连接器组件。
在一个非限制性实施方式中，一种光电子组件可以包括至少一个发射器或至少一个接收器、套筒、壳体、光纤插芯和容器。套筒可以限定套筒开口，该套筒开口被定尺寸且被成形为接纳光纤的光学透射部分。壳体可以限定壳体腔，该壳体腔至少部分地包围发射器或接收器。壳体可以包括透镜端口，该透镜端口限定透镜端口开口。光纤插芯可以至少部分地定位在套筒开口和透镜端口开口中。容器可以限定容器开口。透镜端口、套筒和光纤插芯可以至少部分地定位在容器开口中。
在另一实施方式中，一种用于光电子组件的连接器组件可以包括光纤插芯、套筒、壳体和容器。光纤插芯可以包括光学透射介质。套筒可以限定套筒开口，该套筒开口被定尺寸且被成形为接纳光纤插芯和光纤的相应光学透射部分。壳体可以限定壳体腔，该壳体腔至少部分地包围至少一个发射器或至少一个接收器。壳体可以包括可以限定透镜端口开口的透镜端口，该透镜端口开口被定尺寸且被成形为接纳光纤插芯的一部分。容器可以限定容器开口，该容器开口被定尺寸且被成形为接纳透镜端口、套筒和光纤插芯。光纤插芯可以至少部分地定位在透镜端口开口和套筒开口中。套筒和透镜端口可以至少部分地定位在容器开口中。
本发明内容以简化形式介绍了一系列将在下面的具体实施方式中进一步描述的构思。本发明内容既不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
图1A和图1B是示例光电子模块的透视图；
图1C和图1D是图1A至图1B的光电子模块的分解图；
图1E是图1A至图1B的光电子模块的替选透视图；
图1F是图1A至图1B的光电子模块的截面图；
图2A是另一示例光电子模块的透视图；
图2B是图2A的光电子模块的分解图；
图2C是图2A的光电子模块的替选透视图；
图2D是图2A的光电子模块的截面图；
图2E是图2A的光电子模块的另一截面图。
具体实施方式
将参照附图对本公开内容的具体实施方式进行描述。在具体实施方式、附图和权利要求书中描述的说明性实施方式不意在进行限制。在不脱离本文所提出的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施方式并且可以进行其他改变。如本文总体描述的并如附图所示出的，本公开内容的各方面可以以多种配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有的这些均在本文中明确考虑。
本公开内容总体上涉及光电子模块。特别地，一些实施方式涉及用于将光电子模块与光纤光学地和机械地耦接的连接器组件。
为了使光电子模块能够发射或接收光信号，可以将光电子模块与光纤或其他光学透射介质光学地耦接。特别地，光纤可以与光电子模块的光学部件光学地耦接，该光学部件将光信号引导至光电子模块的发射器或接收器部件。然而，在两个光学透射介质之间传输光信号的光学连接可以导致在两个光学透射介质之间行进的光信号的损耗或劣化。例如，当光信号从光纤的光学透射部分行进至光电子模块的光学部件时，可能会发生损耗或劣化，或者当光信号从光电子模块的光学部件行进至光纤的光学透射部分时，也可能会发生损耗或劣化。
在光学连接中可能发生的光学损耗或劣化的一个示例是光学回波损耗(“ORL”或“背反射”)。当光信号在两个光学透射介质之间的界面处反射时，就会发生光学回波损耗。例如，如果从光纤行进的光信号的一部分在与光电子模块的界面处反射，则可能发生光学回波损耗。在这样的情况下，光信号的一部分无法到达光电子模块的接收器部件，并且光信号被劣化或者完全消失。在另一示例中，如果从光电子模块行进的光信号的一部分在与光纤的界面处反射，则可能发生光学回波损耗。
尽管光学透射介质通常是透明或半透明的材料(例如，光纤、透镜或波导的透明芯)，但是光信号也可以通过其他光学透射介质例如空气行进。因此，如果在两个光学部件之间的界面处存在空间，则光信号将通过三种光学透射介质行进：第一光学部件、空气、然后第二光学部件。光学回波损耗可能在三种光学透射介质中的任意一种的界面处发生。
为了有助于光电子模块的适当操作，可以将连接器组件设计成在减少光学回波损耗的同时将光纤与光电子模块光学地耦接。减少光学回波损耗可以有助于两个或更多个光电子模块之间经由光纤的光通信。
在一些情况下，可以基于用于发射光信号的波长对不同的光电子系统彼此进行区分。特别地，使用光的相对较长的波长来发射光信号的光电子系统可以被描述为“长波长”光电子系统，并且使用光的相对较短的波长来发射光信号的光电子系统可以被描述为“短波长”光电子系统。光电子系统可以包括适合于发射特定波长的光的部件。例如，长波长光电子系统可以包括适合于发射长波长光信号的发射器、接收器和光纤，并且短波长光电子系统可以包括适合于发射短波长光信号的发射器、接收器和光纤。
通常，在与短波长光电子系统相比的情况下，长波长光电子系统包括具有较小直径的芯的光纤以及具有较窄公差的光学部件，而短波长光电子系统通常包括具有较大直径的芯的光纤以及具有较大公差的光学部件。长波长光电子系统通常具有在较长距离上发射较高带宽的光信号的能力，但是由于系统中的部件所需要的较窄的公差，因此较昂贵。由于短波长光电子系统通常包括具有较大直径的芯的光纤，因此在这样的系统中使用的光学器件具有较高的聚光能力，并且因此可以具有较大的公差。因此，在与长波长光电子系统相比的情况下，短波长光电子系统中使用的部件的制造和实现可以较便宜。
还可以基于用于传输光信号的光模式来将光电子系统彼此区分。特别地，使用单个模式的光传输光信号的光电子系统可以被描述为“单模”光电子系统，并且使用多种模式的光传输光信号的光电子系统可以被描述为“多模”光电子系统。光电子系统可以包括适合于传输单模光信号或多模光信号的部件。例如，单模光电子系统可以包括适于通过单个模式传输光信号的发射器、接收器和光纤，并且多模光电子系统可以包括适于通过多个模式的光传输光信号的发射器、接收器和光纤。
通常，在与多模光电子系统相比的情况下，单模光电子系统包括具有较小直径的芯的光纤以及具有较窄公差的光学部件，而多模光电子系统通常包括具有较大直径的芯的光纤以及具有较大公差的光学部件。由于单模光电子系统使用具有仅允许一种模式的光传播的小直径的芯的光纤，因此当光通过芯时产生的光反射数量减少，这进而降低了衰减并允许光信号行进较远而不会被劣化。然而，单模光电子系统通常可能需要具有较窄公差的光学器件，并且因此可能会较昂贵。
由于多模光电子系统使用具有允许多种模式的光在其中传播的较大的芯的光纤，因此在光通过芯时所产生的光反射数量增加，从而使在给定时间通过较多数据的能力提高。然而，这样的光纤具有较高的色散和衰减率，并且因此在长距离上光信号的质量降低。在与单模光电子系统相比的情况下，多模光电子系统中使用的部件的制造和实现可以较便宜，这是因为可以实现具有较大公差的部件。
长波长光电子系统通常对应于单模光电子系统，而短波长光电子系统通常对应于多模光电子系统。然而，在一些应用中可以实现其他配置。
对于单模光电子系统，减少光学回波损耗可以有助于获得适合单模光电子模块的性能。对于多模光电子系统，减少光学回波损耗可以降低连接多模光电子模块的光纤中的背景噪声。因此，可以在单模光电子系统或多模光电子系统中实现具有低光学回波损耗的连接器组件。在一些情况下，光学回波损耗小于26分贝(dB)的连接器组件可以有助于一些光电子模块的合适性能。
本公开内容包括用于以减少光学回波损耗的方式将光电子模块与光纤光学地和机械地耦接的连接器组件的实施方式。另外地或可替选地，所描述的实施方式可以致使对于短波长光电子系统和/或长波长光电子系统具有合适公差的光学连接。与具有合适公差和/或减少光学回波损耗的传统连接器组件相比，可以相对较便宜地制造采用本公开内容的构思的实施方式。这可以减少制造包括具有合适的光学回波损耗特性的连接器组件的光电子模块的成本。另外地，与传统的光电子模块相比，本公开内容的构思可以改善光电子模块的光学回波损耗特性。本文所描述的构思还可以提供各种益处，包括通过简化组装来简化制造工艺的能力。此外，可以在不修改现有产品的整体尺寸和结构的情况下实现本文所描述的构思。
尽管在光网络领域中使用的光电子模块的上下文中描述了实施方式，但是应当理解，本公开内容的各方面可以在本文所公开的功能可能有用的其他领域和/或操作环境中使用。因此，本公开内容的范围不应被解释为限于本文所公开的示例实现方式和操作环境。
图1A至图1F示出了光电子模块100的示例实施方式的视图。图1A是光电子模块100的顶部透视图以及图1B是光电子模块100的底部透视图。如所示出的，光电子模块100可以包括用于将光电子模块100与光纤102光学地和机械地耦接的连接器组件150。
光电子模块100可以被配置为：具有一个或更多个发射器部件例如激光器的发射器光学子组件(“TOSA”)；以及/或者具有一个或更多个接收器部件的接收器光学子组件(“ROSA”)。如果光电子模块100包括发射器部件和接收器部件两者，则光电子模块100可以被称为光电子收发器。
光电子模块100可以包括彼此耦接的基部104和壳体106。基部104可以耦接至壳体106的底部。壳体106可以限定从壳体106的顶部延伸至壳体106的内部的腔107。在一些配置中，壳体106可以至少部分地或全部地由塑料材料形成。尽管未示出，但是光电子模块100可以包括至少部分地遮盖腔107的盖。在一些配置中，盖可以包括用于吸收由光电子模块100或其他部件生成的电磁干扰(EMI)的EMI衰减材料。
如将在下面进一步详细描述的，壳体106可以至少部分地包围定位在基部104上方的部件例如发射器部件和/或接收器部件。在一些配置中，发射器部件和/或接收器部件可以包括短波长发射器和/或接收器。光纤102可以在光电子模块100与其他部件例如另一光电子模块或可以包括在光纤网络中的其他部件之间发射光信号。光纤102包括发射光信号的光学透射介质。例如，光纤102可以包括允许光信号在光纤102中行进的一个或更多个透明或半透明芯。
光纤102可以包括在光纤102的端部或终端处的光纤连接器。光纤连接器可以有助于将光纤102与光电子模块100连接。光纤102连接器可以符合一个或更多个光纤连接器标准例如SC、LC、FC、ST、MPO/MTP或任何其他合适的标准。光纤连接器标准可以指定光纤连接器设计的各方面，例如，尺寸以及用于将光纤102与相应光电子模块机械地和/或光学地耦接的固定机构。
如将在下面进一步详细描述的，连接器组件150可以被配置成与光纤102的光纤连接器配合。特别地，连接器组件150可以被定尺寸且被成形为与符合上面所描述的标准的光纤连接器配合。连接器组件150可以包括用于与光纤102的固定机构耦接的特征。另外地或可替选地，连接器组件150本身可以被配置成符合一个或更多个连接器标准例如ST、SC、LC、FC、ST、MPO/MTP或任何其他合适的标准。
连接器组件150可以包括在第一端部112与第二端部114之间延伸并且包括第一端部112和第二端部114的容器110。第一端部112可以被定尺寸且被成形为接纳光纤102。第二端部114可以被定尺寸且被成形为与壳体106配合。第二端部114可以限定横向于容器110的纵向轴线延伸至容器110的内部的开口116。开口116可以允许材料注入至容器110的内部以固定定位在容器110中的部件。例如，可以经由开口116将粘合剂例如环氧树脂定位至容器110中。容器110可以包括任意合适数目的开口116，并且开口116可以定位在容器110的任意部分上(例如，在第一端部112附近)。
在所示出的配置中，第一端部112为圆筒形并且第二端部114部分地为具有平坦或平面部分的圆筒形。第一端部112包括小于第二端部114的相应直径的直径。变窄的部分定位在第一端部112与第二端部114之间。容器110可以包括用于在光纤102的端部处或在光纤102的端部附近与光纤连接器机械地耦接的特征。可以实现容器110的其他合适的配置以适应不同的要求。
在一些配置中，容器110可以至少部分地或全部地由塑料材料形成。此外，在一些方面，容器110可以包含用于防止光穿过容器110的材料的材料。另外地或可替选地，容器110可以包含对由光电子模块100和/或其他部件生成的EMI进行衰减的材料。例如，在容器110的材料中可以包含金属填料以防止光穿过容器110的材料以及/或者对EMI进行衰减。在其他配置中，可以实现其他填料或EMI衰减材料。
容器110可以被定尺寸且被成形为与符合一个或更多个光纤连接器标准例如SC、LC、FC、ST、MPO/MTP或任何其他合适的标准的光纤连接器配合。容器110可以包括用于与光纤102的固定机构耦接的特征。
图1C是光电子模块100的顶部分解图以及图1D是光电子模块100的底部分解图。如所示出的，连接器组件150可以包括被定尺寸且被成形为定位在壳体106和容器110的内部的光纤插芯120和套筒130。
光纤插芯(fiber stub)120可以在第一端部122与第二端部124之间延伸并且包括第一端部122和第二端部124。第一端部122可以与光纤102光学地耦接并且第二端部124可以与光电子模块100的其他部件光学地耦接，如将在下面进一步详细描述的。光纤插芯120可以包括用于允许光信号在光电子模块100与光纤102之间行进的光学透射介质例如纤芯。
光纤插芯120可以抵靠光纤102的芯定位以与光纤102光学地连接。可替选地，光纤插芯120可以定位在光纤102的芯附近以与光纤102光学地连接。在一些配置中，另一种光学透射介质可以定位在光纤插芯120与光纤102的芯之间以允许光信号在光纤插芯120与光纤102的芯之间行进。尽管所示出的实施方式包括光纤插芯120，但是替代光纤插芯120或者除了光纤插芯120以外，可以在光电子模块100中实现任何合适的光学透射介质。
可以选择光纤插芯120的直径以与光纤102的芯的直径对应。另外地或可替选地，可以选择光纤插芯120的光学配置(例如，单模、多模等)以与光纤102的芯对应。
套筒130可以被配置成至少部分地围绕光纤插芯120以及光纤102的相应光学透射部分以将光纤插芯120与光纤102的相应光学透射部分彼此机械地和光学地耦接。套筒130可以在第一端部132与第二端部134之间延伸并且包括第一端部132和第二端部134，并且套筒130可以限定被定尺寸且被成形为接纳光纤插芯120和/或光纤102的芯的开口136。开口136可以在第一端部132与第二端部134之间延伸并且可以包括与光纤插芯120的外径对应的内径。在一些配置中，套筒130可以包含陶瓷材料。
套筒130可以部分地或全部地由弹性材料形成，并且可以限定在第一端部132与第二端部134之间延伸的槽138以允许套筒130变形并改变套筒130的内径和/或外径。特别地，套筒130的弹性可以允许槽138扩张或收缩，从而改变套筒130的某些尺寸(例如，内径以及内径和/或外径)。在一些配置中，套筒130可以包含二氧化锆或其他合适的材料。
在一些情况下，槽138可以通过允许套筒130接纳可以包括比套筒130的内径大的外径的部件来增加套筒130的公差。例如，光纤插芯120可以包括比套筒130的内径大的外径，然而，凭借套筒130的弹性和槽138的构造，套筒130可以扩张以接纳光纤插芯120。套筒130还可以以类似的方式扩张以接纳光纤102的芯。
在套筒130接纳具有比开口136的内径大的外径的部件的情况下，套筒130的弹性可以产生朝向套筒130的中央纵向轴线的径向推力。该径向力可以有助于保持定位在套筒130的开口136的内部的部件。例如，当光纤102的芯和光纤插芯120定位在开口136中时，由套筒130的弹性引起的径向力可以将光纤102和光纤插芯120保持在套管130的内部。另外地或可替选地，径向力可以有助于使光纤102和光纤插芯120相对于彼此保持。
继续参照图1C和图1D，壳体106可以包括可以沿与光纤插芯120、套管130和/或容器110对应的轴线延伸的透镜端口140。透镜端口140可以限定被定尺寸且被成形为接纳光纤插芯120的一部分的开口142。特别地，开口142的内径可以与光纤插芯120的外径对应。透镜端口140还可以被定尺寸且被成形为与容器110连接。特别地，容器110的第二端部114可以限定被定尺寸且被成形为接纳透镜端口140的第一开口118。第一开口118的内径可以与透镜端口140的外径对应。透镜端口140可以至少部分地定位在容器110的内部，其中光纤插芯120至少部分地定位在透镜端口140中。容器110的第一端部112可以限定被定尺寸且被成形为接纳光纤102的第二开口119。特别地，第二开口119的内径可以与光纤102的芯的外径对应。
透镜端口140可以限定横向于透镜端口140的纵向轴线延伸至透镜端口140的内部的开口144。开口144可以允许材料注入至透镜端口140的内部，以固定定位在透镜端口140中的部件。例如，可以经由开口144将粘合剂例如环氧树脂定位至透镜端口140中。透镜端口140可以包括任意合适数目的开口144，并且开口144可以定位在透镜端口的任意部分上。
在一些配置中，在将容器110定位成围绕透镜端口140之前，可以将材料注入至开口144中以将光纤插芯120相对于透镜端口140固定。然后可以将透镜端口140定位成至少部分地围绕透镜端口140，并且然后可以将材料注入至容器110的开口116中以将容器110相对于透镜端口140固定。
在其他配置中，当透镜端口140至少部分地定位在容器110的内部时，透镜端口140上的开口144可以定位成与容器110的相应开口116对准。因此，开口144和开口116可以允许材料注入至容器110和透镜端口140的内部以固定定位在容器110和透镜端口140中的部件。在一些配置中，开口144和开口116可以流体地连接，使得材料可以被注入至开口116中并且可以行进至开口144中并进入透镜端口140的内部。在这样的配置中，注入材料可以将光纤插芯120相对于透镜端口140固定，并且将透镜端口140相对于容器110固定，这是因为光纤插芯120至少部分地定位在透镜端口140和容器110两者的内部。
图1E是光电子模块100的透视图，其中某些内部部件以虚线指示。如图1E所示出的，光纤插芯120和套筒130可以至少部分地定位在容器110的内部。套筒130可以至少部分地围绕光纤插芯120。壳体106可以限定从壳体106的底部延伸至壳体106的内部的第二腔147。在所示出的配置中，光纤插芯120、套筒130、容器110和透镜端口140相对于彼此同心地布置。
腔147可以至少部分地被基部104遮盖。光电子部件154可以至少部分地定位在腔147的内部。光电子部件154可以包括：接收电信号并输出光信号的光学发射器；以及/或者接收光信号并输出电信号的光学接收器。光电子部件154还可以包括用于对电信号和/或光信号进行调制的任何合适的部件。在一些配置中，在腔147的内部可以至少部分地定位有基板，并且可以将光电子部件154定位在基板上。例如，基板可以为柔性或刚性印刷电路板(PCB)或其他合适的基板。
光纤插芯120可以在光电子部件154与光纤102(参见图1A至图1B)之间传输光信号152。壳体106可以包括可以至少是部分反射的表面146。壳体106可以在表面146附近是透明的以允许光在光电子部件154、表面146与光纤插芯120之间穿过壳体106。如所示出的，表面146可以反射光信号152以将光信号152从光纤插芯120引导至光电子部件154，或者表面146可以反射光信号152以将光信号152从光电子部件154引导至光纤插芯120。在所示出的配置中，表面146定位成与腔107相邻并限定腔107的一部分，然而，可以实现其他配置。如所示出的，表面146可以相对于从光电子部件154和/或光纤插芯120行进的光信号152以大致45度角定位。
壳体106可以限定光学部件148，该光学部件148被配置成对穿过光学部件148行进的光信号152进行传递、引导、准直和/或聚焦。在所示出的配置中，光学部件148包括定位在腔147的内部的透镜。如所示出的，光学部件148光学地耦接在光电子部件154与表面146之间。光学部件148可以对向光电子部件154行进和/或从光电子部件154行进的光进行聚焦。
图1F是光电子模块100的截面图，其进一步示出了光电子模块100的内部方面。壳体106可以限定沿透镜端口140的纵向轴线延伸的第三腔157。如所示出的，光纤插芯120可以在腔157处抵靠壳体106定位，使得光信号152可以在光纤插芯120、表面146与光电子部件154之间行进。壳体106可以限定光学部件156，该光学部件156被配置成对穿过光学部件156行进的光信号152进行传递、引导、准直和/或聚焦。在所示出的配置中，光学部件156包括定位在腔157的内部的透镜。如所示出的，光学部件156光学地耦接在光纤插芯120与表面146之间。光学部件156可以对向光纤插芯120行进和/或从光纤插芯120行进的光进行聚焦。
在一些配置中，光信号152可以从光纤102(参见图1A至图1B)穿过光纤插芯120和光学部件156行进至表面146。光信号152然后可以由表面146反射，穿过光学部件148行进，并且可以由光电子部件154接收。另外地或可替选地，光信号152可以在光电子部件154处生成，并且然后可以穿过光学部件148行进至表面146。然后，光信号152可以由表面146反射，穿过光学部件156和光纤插芯120行进至光纤102(参见图1A至图1B)。
在一些情况下，光纤插芯120的表面可以是光滑的，并且可以被修改以增加表面的粗糙度以增强光纤插芯120与其他部件例如壳体106和/或套筒130之间的接合。可以对光纤插芯120的表面进行机械加工以产生切口或其他缺陷以增加表面上的粗糙度以有助于例如使用环氧树脂或其他粘合剂进行接合。一旦组装完成，则这进而又可以提高光电子模块100的强度。
这样的配置的示例在图1F中示出，图1F示出了定位在光纤插芯120的表面上的沟槽160。沟槽160可以围绕光纤插芯120的圆周延伸以有助于接合。在一些配置中，沟槽160可以通过机械加工形成。沟槽160可以允许材料例如环氧树脂定位在透镜端口140与光纤插芯120之间以将透镜端口140与光纤插芯120彼此耦接。
可以在光纤插芯120与透镜端口140之间限定第二沟槽162。在一些配置中，沟槽162可以有助于对光纤插芯120进行定位以使光纤插芯120与其他部件例如光纤102和/或壳体106的光学部件光学地对准。特别地，沟槽162可以允许光纤插芯120定位在透镜端口140中以有助于光学对准。另外地或可替选地，第二沟槽162可以有助于将光纤插芯120与透镜端口140彼此耦接。在一些配置中，沟槽162可以通过机械加工形成。如所示出的，沟槽162包括允许在透镜端口140中调节光纤插芯120的扩口构造(flared configuration)。一旦光纤插芯120光学地对准，则沟槽162可以利用材料例如环氧树脂填充，以有助于将透镜端口140与光纤插芯120彼此耦接。
如所示出的，在壳体106的透镜端口140中可以限定有第三沟槽164，并且可以允许材料例如环氧树脂定位在透镜端口140与容器110之间以将透镜端口140与容器110彼此耦接。沟槽160可以围绕透镜端口140的圆周延伸。在其他配置中，沟槽164可以被限定在容器110中以及/或者可以被定位在光电子模块100中的其他位置处。在一些配置中，例如当形成壳体106时，可以模制沟槽164。
在一些配置中，定位至沟槽160、162和/或164中的材料可以彼此不同。例如，注入至沟槽164中的材料(例如经由外部开口116)与被注入沟槽160的材料(例如经由内部开口144)相比可以包括较多的填料，或者注入至沟槽164中的材料(例如经由外部开口116)与被注入沟槽160的材料(例如经由内部开口144)相比可以包括较少的填料。另外地或可替选地，注入至沟槽164中的材料与被注入沟槽162的材料相比可以包括较多的填料和/或不同类型的填料，或者注入至沟槽164中的材料与被注入沟槽162的材料相比可以包括较少的填料和/或不同类型的填料。可以使用填料来改变材料的粘度和/或强度，以实现期望的接合特性以将容器110、壳体106和/或光纤插芯120彼此接合。
继续参照图1A至图1F，将对组装和制造光电子模块100的示例方面进行讨论。如上所述，在一些配置中，壳体106和容器110可以由塑料形成。壳体106和/或容器110可以通过任何合适的工艺例如塑料模制或注射模制形成。
在光电子模块100的组装期间，光纤插芯120可以定位在壳体106的开口142中。在一些配置中，光纤插芯120可以定位至开口142的端部，使得光纤插芯120的第二端部124至少部分地邻接壳体106(例如，参见图1F)。光纤插芯120和壳体106可以彼此固定。例如，可以将粘合剂例如环氧树脂注入至开口144中以使光纤插芯120和壳体106相对于彼此固定。另外地或可替选地，粘合剂例如环氧树脂可以被定位至第二沟槽162中，以使光纤插芯120和壳体106相对于彼此固定。在其他配置中，光纤插芯120与壳体106可以通过激光焊接或超声焊接彼此耦接。
光纤插芯120的第一端部122可以定位在套筒130的开口136的内部。套筒130可以定位在光纤插芯120的第一端部122周围。如图1F所示出的，套筒130可以定位成邻接壳体106的透镜端口140。因此，套筒130和壳体106可以部分地或全部地围绕定位在套筒130和壳体106中的光纤插芯120。
壳体106、光纤插芯120和套筒130可以至少部分地定位在容器110的开口118的内部。如图1F所示出的，第一开口118可以包括比第二开口119的相应直径大的直径。容器110可以包括在第一开口118与第二开口119之间的变窄的部分168。第一开口118可以被定尺寸且被成形为接纳套筒130，并且变窄的部分168可以防止套筒130进一步插入至容器110中。在一些配置中，套筒130可以定位在容器110的内部，并且套筒130可以在容器110与光纤插芯120之间的开口118中保持。在这样的配置中，可以不需要经由粘合剂将套筒130与光纤插芯120和/或容器110固定。此外，在这样的配置中，可以调节容器110、套筒130、光纤插芯120和/或壳体106的相对位置，以适当地使光电子模块100的各部件对准。在其他配置中，套筒130、光纤插芯120和/或容器110可以经由粘合剂例如环氧树脂或通过激光焊接或超声焊接而彼此固定。
一旦部件相对于彼此对准，则可以将容器110与壳体106固定。例如，可以将粘合剂例如环氧树脂注入至开口116中以使容器110和壳体106相对于彼此固定。在其他配置中，容器110和壳体106可以通过激光焊接或超声焊接彼此耦接。
在一些方面中，一旦壳体106、容器110、光纤插芯120和套筒130彼此固定，则光电子模块100的组装可以完成，并且连接器组件150可以与光纤102耦接。例如，光纤102可以至少部分地定位在开口119的内部，以与光纤插芯120光学地耦接。另外地或可替选地，光纤102可以至少部分地定位在开口119的内部，以与容器110和/或套筒130机械地耦接。在一些配置中，套筒130可以有助于使光纤插芯120与光纤102光学地和机械地对准。特别地，当光纤插芯120和光纤102两者都至少部分地定位在光纤插芯120的内部时，套筒130被定尺寸且被成形为使光纤插芯120和光纤102光学地和机械地对准。
图2A至图2F示出了光电子模块200的另一示例实施方式的视图。光电子模块200可以包括关于参照光电子模块100所描述的任何合适的方面，并且相似的附图标记可以用于描述相似的部件，如从上下文将明显看出的。尽管光电子模块100可以借助于光学部件的定位被描述为“水平”光电子组件，但是光电子模块200可以借助于其光学部件的定位被描述为“竖直”光电子组件，如将在下面进一步详细描述的。
图2A是光电子模块200的顶部透视图。如所示出的，光电子模块200可以包括用于将光电子模块200与光纤202光学地和机械地耦接的连接器组件250。
光电子模块200可以包括彼此耦接的基部204和壳体206。基部204可以耦接至壳体206的底部。壳体206可以至少部分地包围定位在基部204上方的部件例如发射器部件和/或接收器部件。基于光电子模块200的竖直定向，壳体206的底部与壳体206的底部相比可以以不同方式定位。特别地，如所示出的，壳体206的底部与壳体206和光纤202的纵向轴线对准。与之相对，在光电子模块100的水平配置中，壳体106的底部与壳体106或光纤102的纵向轴线不相交。然而，可以实现用于光电子模块100和200的其他配置。
连接器组件250可以被配置成与光纤202的光纤连接器配合。连接器组件250可以包括在第一端部212与第二端部214之间延伸并且包括第一端部212和第二端部214的容器210。第一端部212可以被定尺寸且被成形为接纳光纤202。第二端部214可以被定尺寸且被成形为与壳体206配合。第二端部214可以限定横向于容器210的纵向轴线延伸至容器210的内部的开口216。开口216可以允许材料注入至容器210的内部以固定定位在容器210中的部件。例如，可以经由开口216将粘合剂例如环氧树脂定位至容器210中。容器210可以包括任意合适数目的开口216，并且开口216可以定位在容器210的任意部分上(例如，在第一端部212附近)。
图2A是光电子模块200的顶部分解图。如所示出的，连接器组件250可以包括被定尺寸且被成形为定位在壳体206和容器210的内部的光纤插芯220和套筒230。
光纤插芯220可以在第一端部222与第二端部224之间延伸并且包括第一端部222和第二端部224。第一端部222可以与光纤202光学地耦接并且第二端部224可以与光电子模块200的其他部件光学地耦接，如将在下面进一步详细描述的。光纤插芯220可以由用于允许光信号在光电子模块200与光纤202之间行进的光学透射介质例如纤芯形成。
光纤插芯220可以抵靠光纤202的芯定位以与光纤202光学地连接。可以选择光纤插芯220的直径以与光纤202的芯的直径对应。另外地或可替选地，可以选择光纤插芯220的光学配置(例如，单模、多模等)以与光纤202的芯对应。
支承构件223可以定位成至少部分地围绕光纤插芯220。支承构件223可以有助于对光纤插芯220进行定位以及/或者将光纤插芯220与光纤202和/或光电子模块200的光学部件对准。在所示出的配置中，支承构件223为部分地包围光纤插芯220的环。在一些配置中，该环可以包括金属或金属材料，或者由金属或金属材料形成。
套筒230可以被配置成至少部分地围绕光纤插芯220以及光纤202的相应光学透射部分以将光纤插芯120与光纤102的相应光学透射部分彼此机械地和光学地耦接。套筒230可以在第一端部232与第二端部234之间延伸并且包括第一端部232和第二端部234，并且可以限定被定尺寸且被成形为接纳光纤插芯220和/或光纤202的芯的开口236。开口236可以在第一端部232与第二端部234之间延伸并且可以包括与光纤插芯220的外径对应的内径。在一些配置中，套筒230可以包含陶瓷材料。
套筒230可以由弹性材料形成，并且可以限定在第一端部232与第二端部234之间延伸的槽238以允许套筒230变形并改变套筒230的内径和/或外径。特别地，套筒230的弹性可以允许槽238扩张或收缩，从而改变套筒230的某些尺寸(例如，内径以及内径和/或外径)。在一些配置中，套筒230可以包含二氧化锆或其他合适的材料。
继续参照图2B，壳体206可以包括可以沿与光纤插芯220、套筒230和/或容器210对应的轴线延伸的透镜端口240。透镜端口240可以限定被定尺寸且被成形为接纳光纤插芯120的一部分和/或支承构件223的开口242。特别地，开口242的内径可以与光纤插芯220和/或支承构件223的外径对应。透镜端口240还可以被定尺寸且被成形为与容器210连接。特别地，容器210的第二端部214可以限定被定尺寸且被成形为接纳透镜端口240的第一开口218。第一开口218的内径可以与透镜端口240的外径对应。透镜端口240可以至少部分地定位在容器210的内部，其中光纤插芯220至少部分地定位在透镜端口240中。容器210的第一端部212可以限定被定尺寸且被成形为接纳光纤202的第二开口219。特别地，第二开口219的内径可以与光纤202的芯的外径对应。
透镜端口240可以限定横向于透镜端口240的纵向轴线延伸至透镜端口240的内部的开口244。开口244可以允许材料注入至透镜端口240的内部，以固定定位在透镜端口240中的部件。例如，经由开口244可以将粘合剂例如环氧树脂定位至透镜端口240中。透镜端口240可以包括任意合适数目的开口244，并且开口244可以定位在透镜端口的任意部分上。
在一些配置中，在将容器210定位成围绕透镜端口240之前，可以将材料注入至开口244中以将光纤插芯220相对于透镜端口240固定。然后可以将透镜端口240定位成至少部分地围绕透镜端口240，并且然后可以将材料注入至容器210的开口216中，以将容器1210相对于透镜端口240固定。
图2C是光电子模块200的透视图，其中某些内部部件以虚线指示。如图2C所示出的，光纤插芯220、支承构件223和套筒230可以至少部分地定位在容器210的内部。套筒230可以至少部分地围绕光纤插芯220。壳体206可以限定从壳体206的底部延伸至壳体206的内部的腔247。腔247可以至少部分地被基部204遮盖。光电子部件254可以至少部分地定位在腔247的内部。光电子部件254可以包括：接收电信号并输出光信号的光学发射器；以及/或者接收光信号并输出电信号的光学接收器。光电子部件254还可以包括用于对电信号和/或光信号进行调制的任何合适的部件。在一些配置中，在腔247的内部可以至少部分地定位有基板，并且可以将光电子部件254定位在基板上。例如，基板可以为柔性或刚性印刷电路板(PCB)或其他合适的基板。
光纤插芯220可以在光电子部件254与光纤202(参见图2A)之间传输光信号252。壳体206可以是至少部分地透明的以允许光在光电子部件254与光纤插芯220之间穿过壳体206。壳体206可以限定光学部件248，该光学部件248被配置成对穿过光学部件248行进的光信号252进行传递、引导、准直和/或聚焦。在所示出的配置中，光学部件248包括定位在腔247的内部的透镜。如所示出的，光学部件248光学地耦接在光电子部件254与光纤插芯220之间。光学部件248可以对向光电子部件254行进和从光电子部件254行进的光进行聚焦。
图2D是光电子模块200的截面图，其进一步示出了光电子模块200的内部方面。如所示出的，透镜端口240可以包括限定开口242的第一表面290a和第二表面290b。在所示出的配置中，第一表面290a和第二表面290b相对于彼此以120度角布置，但是可以实现其他配置。当光纤插芯220定位在透镜端口240中时，第一表面290a和第二表面290b可以支承光纤插芯220。特别地，当光纤插芯220与光电子模块200的其他部件光学地和机械地对准时，第一表面290a和第二表面290b可以支承光纤插芯220。另外地或可替选地，第一表面290a和第二表面290b可以有助于使光纤插芯220在透镜端口240中居中。例如，第一表面290a和第二表面290b可以定位成使得当光纤插芯220至少部分地定位在透镜端口240的内部时，光纤插芯220适当地居中。
图2E是光电子模块200的另一截面图，其进一步示出了光电子模块200的内部方面。壳体206可以限定沿透镜端口240的纵向轴线延伸的腔257。如所示出的，光纤插芯220可以在腔257处邻接壳体206，使得光信号252可以在光纤插芯220与光电子部件254之间行进。壳体206可以限定光学部件256，该光学部件256被配置成对穿过光学部件256行进的光信号252进行传递、引导、准直和/或聚焦。在所示出的配置中，光学部件256包括定位在腔257的内部的透镜。如所示出的，光学部件256光学地耦接在光纤插芯220与光电子部件254之间。光学部件256可以对在光纤插芯220与光电子部件254之间行进的光进行聚焦。
在一些配置中，光信号252可以从光纤202(参见图2A)穿过光纤插芯220、光学部件156和光学部件248行进，并且可以由光电子部件254接收。另外地或可替选地，光信号252可以在光电子部件254处生成，并且然后可以穿过光部件248、光部件256和光纤插芯220行进至光纤202(参见图2A)。
继续参照图2A至图2E，将对组装和制造光电子模块200的示例方面进行讨论。在一些配置中，壳体206和容器210可以由塑料形成。壳体206和/或容器210可以通过任何合适的工艺例如塑料模制或注射模制形成。
在光电子模块200的组装期间，支承构件223可以定位在光纤插芯220周围，并且光纤插芯220可以定位在壳体206的开口242中。在一些配置中，光纤插芯220可以定位至开口242的端部，使得光纤插芯220的第二端部224至少部分地邻接壳体206(例如，参见图2E)。光纤插芯220和壳体206可以彼此固定。例如，可以将粘合剂例如环氧树脂注入至开口244中，以使光纤插芯220和壳体206相对于彼此固定。
光纤插芯220的第一端部222可以定位在套筒130的开口236的内部。套筒230可以定位在光纤插芯220的第一端部222周围。如图2E所示出的，套筒230可以定位成邻接支承构件223，支承构件223进而又邻接壳体206的透镜端口240。因此，套筒230、支承构件223和壳体106可以部分地或全部地围绕定位在套筒230、支承构件223和壳体106中的光纤插芯220。
壳体206、光纤插芯220、支承构件223和套筒230可以至少部分地定位在容器210的开口218的内部。如图2E所示出的，第一开口218可以包括比第二开口219的相应直径大的直径。容器210可以包括在第一开口218与第二开口219之间的第一变窄的部分268和第二变窄的部分269。第一开口218可以被定尺寸且被成形为接纳套筒230，并且变窄的部分268可以防止套筒230进一步插入至容器210中。变窄的部分26可以防止支承构件223在其支承光纤插芯220时进一步插入至容器210中。
在一些配置中，套筒230可以定位在容器210的内部，并且套筒230可以在容器210、支承构件223与光纤插芯220之间的开口218中保持。在这样的配置中，可以不需要经由粘合剂将套筒230与光纤插芯220、支承构件223和/或容器210固定。此外，在这样的配置中，可以调节容器210、套筒230、光纤插芯220、支承构件223和/或壳体206的相对位置，以适当地使光电子模块200的部件对准。在其他配置中，套筒230、光纤插芯220和/或容器210可以经由粘合剂例如环氧树脂彼此固定。
一旦部件相对于彼此对准，则可以将容器210与壳体206固定。例如，可以将粘合剂例如环氧树脂注入至开口216中以使容器210和壳体206相对于彼此固定。在其他配置中，容器210和壳体206可以通过激光焊接或超声焊接彼此耦接。
在一些方面中，一旦壳体206、容器210、光纤插芯220和套筒230彼此固定，则光电子模块200的组装可以完成，并且连接器组件250可以与光纤202耦接。例如，光纤202可以至少部分地定位在开口219的内部，以与光纤插芯220光学地耦接。另外地或可替选地，光纤202可以至少部分地定位在开口219的内部，以与容器210和/或套筒230机械地耦接。
可以实现关于光电子模块100和光电子模块200所描述的各方面，从而以减少光学回波损耗的方式将光电子模块与光纤光学地和机械地耦接。例如，连接器组件150和250可以以减少光学回波损耗的方式有助于光学地耦接相应的光纤102和202。特别地，连接器组件150和250可以允许光纤插芯120和220以减少光学回波损耗的方式抵靠相应的光纤102和202定位。在一些配置中，可以实现光电子模块100和200以实现包括小于26分贝(dB)的光学回波损耗的光学连接。
另外地或可替选地，连接器组件150和250的各方面可以致使具有合适公差的光学连接。在一些配置中，即使长波长光电子系统通常需要比短波长光电子系统窄的公差，也可以在长波长光电子系统中实现连接器组件150和250的各方面，从而以相对低的制造成本生产具有合适公差的光电子模块。在其他配置中，可以在短波长光电子系统中实现连接器组件150和250的各方面，以降低制造成本、提高公差和/或改善光学耦接。
由于容器110和210和/或壳体106和206可以由塑料材料形成，同时保留用于光学连接的合适公差，因此与传统的光电子模块相比，可以降低制造光电子模块100和200的成本。特别地，由于容器110和210和/或壳体106和206可以由塑料材料形成，因此可以避免相对较昂贵的制造技术例如激光焊接。此外，可以避免与金属部件相关联的其他制造成本。
连接器组件150和250的各方面可以比具有合适公差以及/或者减少光学回波损耗的传统连接器组件的制造相对较便宜。所描述的各方面还可以提供各种益处，包括通过简化组装来简化制造工艺的能力。此外，在一些情况下，可以在不修改现有产品的整体尺寸和结构的情况下实现本文所描述的构思。
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术语“基本上”是指所述特征、参数或值不必精确地实现，而是包括例如公差、测量误差、测量精度限制以及本领域技术人员公知的其他因素的偏差或变化可以以不排除特征旨在提供的效果的量发生。
在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本公开内容的各方面可以以其他形式实施。所描述的各方面在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。所要求保护的主题由所附权利要求书而不是前面的描述来指示。落入权利要求书的等同意义和等同范围内的所有变化都被包含在权利要求书的范围之内。

Claims (20)

1.一种用于光电子组件的连接器组件，包括：
光纤插芯，包括光学透射介质；
套筒，限定套筒开口，所述套筒开口被定尺寸且被成形为接纳所述光纤插芯和光纤的相应光学透射部分；
壳体，限定壳体腔，所述壳体腔至少部分地包围至少一个发射器或至少一个接收器，所述壳体包括限定透镜端口开口的透镜端口，所述透镜端口开口被定尺寸且被成形为接纳所述光纤插芯的一部分；以及
容器，限定容器开口，所述容器开口被定尺寸且被成形为接纳所述透镜端口、所述套筒和所述光纤插芯；
其中，
所述光纤插芯至少部分地定位在所述透镜端口开口和所述套筒开口中；并且
所述套筒和所述透镜端口至少部分地定位在所述容器开口中。
2.根据权利要求1所述的连接器组件，其中，所述容器被配置成与所述光纤的光纤连接器配合。
3.根据权利要求1所述的连接器组件，其中，所述发射器或所述接收器为短波长发射器或短波长接收器。
4.根据权利要求1所述的连接器组件，所述壳体和所述容器包含塑料材料。
5.根据权利要求4所述的连接器组件，所述容器还包含：对EMI进行衰减的材料；或者防止光穿过所述容器的金属填料。
6.根据权利要求4所述的连接器组件，其中，所述壳体在所述光纤插芯与所述发射器或所述接收器之间是至少部分地透明的。
7.根据权利要求1所述的连接器组件，所述壳体还包括与所述发射器或所述接收器光学地耦接的至少一个光学部件。
8.根据权利要求1所述的连接器组件，所述套筒包括至少部分地在所述套筒的第一端部与第二端部之间延伸的槽。
9.根据权利要求1所述的连接器组件，还包括横向于所述容器的纵向轴线延伸至所述容器的内部的开口。
10.一种光电子组件，包括：
至少一个发射器或至少一个接收器；
套筒，限定套筒开口，所述套筒开口被定尺寸且被成形为接纳光纤的光学透射部分；
壳体，限定壳体腔，所述壳体腔至少部分地包围所述发射器或所述接收器，所述壳体包括透镜端口，所述透镜端口限定透镜端口开口；
光纤插芯，至少部分地定位在所述套筒开口和所述透镜端口开口中；以及
容器，限定容器开口，其中，所述透镜端口、所述套筒和所述光纤插芯至少部分地定位在所述容器开口中。
11.根据权利要求10所述的光电子组件，其中，所述容器被配置成与所述光纤的光纤连接器配合。
12.根据权利要求10所述的光电子组件，其中，所述光电子组件被配置为短波长光电子组件。
13.根据权利要求10所述的光电子组件，所述壳体和所述容器包含塑料材料。
14.根据权利要求13所述的光电子组件，所述容器还包含：对EMI进行衰减的材料；或者防止光穿过所述容器的金属填料。
15.根据权利要求13所述的光电子组件，其中，所述壳体在所述光纤插芯与所述发射器或所述接收器之间是至少部分地透明的。
16.根据权利要求10所述的光电子组件，所述壳体还包括与所述发射器或所述接收器光学地耦接的至少一个光学部件。
17.根据权利要求10所述的光电子组件，所述套筒包括至少部分地在所述套筒的第一端部与第二端部之间延伸的槽。
18.根据权利要求10所述的光电子组件，还包括横向于所述容器的纵向轴线延伸至所述容器的内部的开口。
19.根据权利要求10所述的光电子组件，还包括横向于所述透镜端口的纵向轴线延伸至所述透镜端口的内部的开口。
20.根据权利要求10所述的光电子组件，其中，所述光纤插芯、所述套筒、所述容器和所述透镜端口相对于彼此同心地布置。
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