CN112313552A - 光学套管 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学套管(200)，该光学套管具有相对的主顶部表面(10)和主底部表面(20)，其中该底部表面包括沿该光学套管(200)的配对方向布置的离散的间隔开的第一平台(90)和第二平台(100)。在套管(200)与配对光学套管(200′)配对期间，套管(200)的第一平台(90)和第二平台(100)抵靠配对套管(200′)的对应的相应第一平台(90′)和第二平台(100′)滑动。在套管(200)与配对套管(200′)完全配对时，套管的第二平台(100)和配对套管的第二平台(100′)保持彼此接触并且搁置在彼此之上，并且两个套管的该第一平台(90，90′)均不与另一个套管接触。

Description

光学套管

背景技术

光学连接器可用于多种应用程序的光学通信，包括：电信网络、局域网、数据中心链接以及计算机设备中的内部链接。光学连接器可包括光学套管。

发明内容

在本说明书的一些方面，提供了一种光学套管。光学套管具有相对的主顶部表面和主底部表面，其中主顶部表面包括第一凹槽和光重定向表面，并且主底部表面包括沿光学套管的配对方向布置的离散的间隔开的第一平台和第二平台。光重定向表面被构造为沿第一方向接收来自被接纳以及支撑在第一凹槽中的光学波导的光，并且沿不同的第二方向重定向所接收的光。所重定向的光通过底部表面离开光学套管。在套管与配对光学套管配对期间，套管的第一平台和第二平台抵靠配对套管的对应的相应的第一平台和第二平台滑动。在套管与配对套管完全配对时，套管的第二平台和配对套管的第二平台保持彼此接触并且搁置在彼此上，并且两个套管的第一平台均不与另一个套管接触。

在本说明书的一些方面，提供了一种光学套管，该光学套管包括设置在套管的第二突出部与前端之间的第一突出部。该套管被构造成与配对光学套管配对，该配对光学套管包括设置在该配对套管的第二突出部与前端之间的第一突出部，使得当套管与配对套管完全配对时，套管的第二突出部和配对套管的第二突出彼此接触并且搁置在彼此上，套管的第一突出部和配对套管的第一突出部设置在第二突出部的相对侧上，并且每个套管的第一突出部面向另一个套管的主表面而不与其接触。

在本说明书的一些方面，提供了一种光学套管，该光学套管包括布置在套管的相同第一主表面上的多个第一垫和第二垫。每个垫从第一主表面延伸至垫表面。当套管与配对套管完全配对时，第二垫而不是第一垫的垫表面与配对套管的主表面接触并且搁置在其上。

在本说明书的一些方面，提供了包括多对前垫和后垫的光学套管。在套管与配对光学套管配对期间，对于每对前垫和后垫，该前垫抵靠该配对套管的主表面滑动，以防止该主表面上的任何碎屑聚集在该后垫上，并且在套管与配对套管完全配对时，后垫而不是前垫与配对套管的主表面接触。

在本说明书的一些方面，提供了被适配为沿耦合方向耦合至第二光学设备的第一光学设备。第一光学设备包括两对间隔开的前垫和后垫，使得当第一光学设备在第二光学设备的搭接(landing)表面上搭接并滑动以光学耦合至第二光学设备时，并且对于每对前垫和后垫，前垫防止搭接表面上的任何碎屑聚集在后垫上。在第一光学设备与第二光学设备完全耦合时，该前垫不与该搭接表面接触。

在本说明书的一些方面，提供了包括多对滑触(wiping)垫和配对垫的光学套管。当光学套管与包括多对滑触垫和配对垫的配对光学套管配对时，套管的滑触垫和配对套管的滑触垫分别滑触配对套管的配对垫和套管的配对垫，并且在套管与配对套管完全配对时，套管的配对垫和配对套管的配对垫彼此接触。

在本说明书的一些方面，提供了包括多对第一垫和第二垫的光学套管。当光学套管与包括多对第一垫和第二垫的配对光学套管配对时，套管的第一垫和配对套管的第一垫分别接触配对套管和套管的表面，并且在套管与配对套管完全配对时，套管的第二垫而不是第一垫接触配对套管的表面。

附图说明

图1A至图1B分别为光学套管的示意性俯视透视图和仰视透视图；

图2为图1A至图1B的光学套管的一部分的示意性剖面透视图；

图3为图1A至图1B的光学套管的底部表面的一部分的示意性透视图；

图4A至图4C为光学套管的主底部表面的示意性平面图；

图5A为设置为靠近配对光学套管的光学套管的示意性透视图；

图5B为包括与配对光学套管配对的光学套管的光学组件的示意图；

图6A为在配对期间的一点处的光学套管的一部分和配对光学套管的一部分的示意性剖面透视图；

图6B为光学套管的一部分和与光学套管完全配对的配对光学套管的一部分的示意性剖面透视图；

图7为穿过形成在光学套管的底部表面中的凹陷部的横截面的示意图；

图8为光学设备的底部表面的一部分的示意性剖视图；

图9A为彼此配对的光学设备和光学配对设备的主表面的部分的示意性剖视图；

图9B为配对期间光学设备和光学配对设备的主表面的部分的示意性剖视图；

图10A为光学套管的主表面的一部分的示意性剖视图；

图10B为当套管和配对套管完全配对时图10A的光学套管的主表面的部分和配对光学套管的主表面的对应部分的示意性剖视图；

图11A为光学套管的一部分的示意性剖视图；

图11B为开始与配对光学套管的对应部分配对的图11A的光学套管的部分的示意性剖视图；

图11C为示出图11B的光学套管和配对套管在配对期间在中间点处的部分的示意性剖视图；

图11D为示出图11B的光学套管和配对套管的彼此完全配对的部分的示意性剖视图；

图12A为光学套管的一部分的示意性剖视图；

图12B为示出在与配对光学套管的对应部分配对期间图12A的光学套管的部分的示意性剖视图；

图12C为示出图12B的光学套管和配对套管的彼此完全配对的部分的示意性剖视图；

图13A为光学套管的一部分的示意性剖视图；

图13B为在与配对光学套管的对应部分配对期间图13A的光学套管的部分的示意性剖视图；

图13C为彼此完全配对的图13B的光学套管和配对套管的部分的示意性剖视图；

图14为彼此完全配对的光学套管和配对光学套管的部分的示意性剖视图；

图15A至图15C为托架的示意性俯视图；并且

图16为包括与托架配对的光学套管的光学组件的示意性俯视图。

具体实施方式

在以下说明中参考附图，该附图形成本发明的一部分并且其中以举例说明的方式示出各种实施方案。附图未必按比例绘制。应当理解，在不脱离本说明书的范围或实质的情况下，可设想并进行其他实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。

光学套管可用于将光纤光学耦合至其他光纤。例如，当光学套管和配对套管配对时，附接至光学套管的光纤可光学耦合至附接至配对光学套管的光纤。光学套管也可用于将光纤光学耦合至例如光子集成电路(PIC)中的波导。例如，当光学套管与安装至PIC的托架配对时，附接至光学套管的光纤可光学耦合至PIC。当光学套管配对至配对套管或托架时，光学套管的配对表面和配对套管或托架通常彼此接触。例如，配对表面可在基本上平面界面上方彼此接触，该界面可为例如沿配对方向大约3mm长。如果单个5微米直径的碎片(例如，粉尘)颗粒被捕集在基本上平面界面中，则其将产生约0.1度或更大的角度误差。然而，单模式扩展光束光学互连设备通常对大约0.1度的角度误差敏感，并且此类角度误差可导致例如显著的插入损耗。根据本说明书的一些实施方案，已经发现的是，在光学套管或其他光学设备的配对表面上包括成对的垫、突出部或平台防止碎屑产生显著的对准误差。例如，在一些实施方案中，光学套管包括多对前垫和后垫，使得在套管与包括对应的多对前垫和后垫的配对光学套管配对期间，对于每对前垫和后垫，套管的前垫抵靠配对套管的后垫滑动，并且配对套管的前垫抵靠套管的后垫滑动。在一些实施方案中，在完全配对时，套管的底部表面和配对套管的底部表面仅沿后垫彼此接触，通过在配对期间使前垫抵靠后垫滑动，该后垫已清除碎屑。

图1A至图1B分别为具有相对的主顶部表面10和主底部表面20的光学套管200的示意性顶部透视图和底部透视图。主要顶部表面10包括凹槽30和光重定向表面40。在例示的实施方案中，主顶部表面10包括沿第一方向(x方向)延伸并且沿正交方向(y方向)布置的多个凹槽30。多个凹槽30可为例如V形凹槽、U形凹槽或Y形凹槽。Y形凹槽在例如PCT公开WO2017/066022(Haase等人)和2017/066018(Haase等人)中描述。在例示的实施方案中，光重定向表面40包括多个弯曲表面部分41(例如，形成在光重定向表面40中的反射器)，其中每个弯曲表面部分41被设置成从接纳在对应于弯曲表面部分的凹槽中的光学波导接收光。弯曲表面部分41可通过例如全内反射来反射。具有带有弯曲表面部分的光重定向表面的光学套管描述于例如美国专利公开2018/0259718(Haase等人)中。包括凹槽30和光重定向表面40的主表面可被称为主顶部表面，并且光通过其离开光学套管200的主表面可被称为主底部表面，而不管光学套管200的取向如何。

光学套管200具有前端210和后端212。套管200的前端210是在套管200与配对套管配对期间首先接近配对套管的端部。后端212是套管的沿套管的耦合方向或配对方向(x方向)与前端210相对的端部。

图2为光学套管200的一部分的示意性剖面透视图。光重定向表面40被构造成接收来自光学波导32的光31，该光学波导沿第一方向(x方向)被接纳以及支撑在第一凹槽30中，并且沿不同的第二方向(负z方向)重定向所接收的光。所重定向的光33通过底部表面20离开光学套管。在一些实施方案中，底部表面20包括设置在底部表面20的较窄前部60和较宽后部70之间的窗口区域50，并且所重定向的光33通过底部表面20的窗口区域50离开光学套管200。在其他实施方案中，窗口区域50设置在具有基本上相同宽度的前部60和后部70之间。前部60设置成更靠近前端210，并且后部70设置成更远离前端210。窗口区域50可为凹入的光学窗口并且可涂覆有防反射涂层。具有窗口区域的光学套管描述于例如美国专利公开2018/0259718(Haase等人)中。

图3为光学套管200的底部表面20的一部分的示意性透视图。底部表面20包括垫、突出部或平台90和平台100。在一些实施方案中，底部表面20包括沿光学套管200的配对方向(x方向)布置的离散间隔开的第一平台90和第二平台100。在一些实施方案中，底部表面20包括设置在第二突出部100与套管200的前端210之间的第一突出部90。在一些实施方案中，光学套管200包括布置在套管200的相同第一主表面20上的多个第一垫90和第二垫100，该套管还包括与第一主表面20相对的第二主表面10，其中每个垫从第一主表面20延伸至垫表面91和101。在一些实施方案中，第一垫90和第二垫100的垫表面91和101为基本上共面的(例如，垫表面与共面的任何偏差可基本上小于垫90和100的长度和宽度(例如，小于垫90和100的长度和宽度的0.5倍或0.2倍))。更靠近前端210的垫90可被称为前垫，并且更远离前端210的垫100可被称为后垫。在一些实施方案中，套管和对应的配对套管的前垫用于分别滑触配对套管和套管的尾垫，并且套管和配对套管的尾垫用于搁置在彼此之上。第一垫或前垫、平台或突出部可被称为滑触垫、平台或突出部，并且第二垫或后垫、平台或突出部可被称为配对垫、平台或突出部。在一些实施方案中，光学套管200包括多对前垫90和后垫100。在一些实施方案中，底部表面20的较窄前部60在其中限定凹陷部80。在一些实施方案中，垫或平台90和平台100形成在凹陷部80中并且延伸高于与凹陷部80相邻的底部表面20a。

第一平台90和第二平台100沿与光学套管200的配对方向(x方向)正交的宽度方向(y方向)具有相应的第一宽度W1和第二宽度W2。在一些实施方案中，光31沿第一方向(例如，x方向)被接收，并且光重定向表面40沿第二方向(例如，负z方向)重定向所接收光31，该第二方向与宽度方向和配对方向基本上正交(例如，在30度、或20度、或10度、或5度、或3度内正交)。在一些实施方案中，第一方向平行于配对方向。在一些实施方案中，第二宽度W2小于第一宽度W1。在一些实施方案中，第二宽度W2比第一宽度W1小至少约10微米、或至少约20微米、或至少约30微米、或至少约40微米、或至少约50微米。在一些实施方案中，第二宽度W2比第一宽度W1小至少约5％或至少约10％。可能期望W1大于W2，使得第一平台90滑触配对套管的第二平台100的基本上所有表面，即使例如存在某种不对准。第一平台90和第二平台100沿光学套管200的配对方向(x方向)具有相应的第一长度L1和第二长度L2。在一些实施方案中，第二长度L2大于第一长度L1。在一些实施方案中，第二长度L2为第一长度的至少约1.5倍或至少约2倍。在一些实施方案中，第二长度L2比第一长度L1大至少约10微米、或至少约20微米、或至少约25微米。

多对第一平台90和第二平台100的各种布置是可能的。示例性布置在图4A至图4C中示意性地例示。其他布置也是可以的。例如，可包括附加对，或该对可被布置成另选的图案，或第一平台90和第二平台100中的一者或两者可具有不同的尺寸和/或形状。在图4A至图4C中示意性地例示的成对的第一平台90和第二平台100可以可选地设置在限定于主表面中的凹陷部中。例如，可包括凹陷部以为碎屑提供附加空间。

图4A为光学套管的主表面420a的示意图，该光学套管包括四对95a至95d的前垫90和后垫100。在例示的实施方案中，垫90被布置成规则阵列，并且垫100被布置成规则阵列。可包括任何合适数目对的前垫和后垫(例如，一对、两对、三对、四对或更多对)。可包括两个或更多个对以提供比由单个对提供的更大的配对稳定性。在一些实施方案中，仅包括两对垫。在其他实施方案中，包括三个或更多个对，或四个或更多个对。

图4B为光学套管的主表面420b的示意图，该光学套管包括两对95a至95b前垫90和后垫100。如本文别处进一步所述(参见例如图11A至图11D)，主表面420b进一步可包括多个凹陷部445，使得在具有主表面420b的套管与对应的配对套管完全配对时，每个凹陷部445被设置成接纳但不接触配对套管的对应的前垫，同时后垫100接触配对套管的对应的主表面。在一些实施方案中，光学套管沿第一方向(例如，x方向)接收来自波导的光并且沿不同的第二方向(例如，z方向)重定向所接收的光，并且两对95a和95b前垫90和后垫100沿基本上正交于第一方向和第二方向的第三方向(例如，y方向)对准。

图4C为光学套管的主表面420c的示意图，该光学套管包括三对95a至95c的前垫90和后垫100。每对前垫90和后垫100可具有相同的尺寸和形状，或一些前垫和后垫可具有与其他垫不同的尺寸或形状。例如，图4C中的对95c的前垫和后垫可具有与其他对的前垫和后垫不同的尺寸和/或形状。

图5A为设置为靠近配对光学套管200的光学套管200′的示意图。图5B为包括彼此配对的第一光学套管200和第二光学套管200′的光学组件201的示意图。图6A至图6B为分别在套管200与配对套管200′的配对期间和完全配对时的一点处的光学套管200的一部分和配对光学套管200′的一部分的示意性剖面透视图。在配对期间，套管200和配对套管200′沿配对方向211和211′相对于彼此移动。在一些实施方案中，光学套管200包括设置在第二垫、平台或突出部100与套管200的前端210之间的第一垫、平台或突出部90，并且配对光学套管200′包括设置在第二垫、平台或突出部100′与配对套管200′的前端210′之间的第一垫、平台或突出部90′。在一些实施方案中，在套管200与配对光学套管200′配对期间，套管200的第一平台90和第二平台100抵靠配对套管200′的对应的相应的第一平台90′和第二平台100′滑动，并且在套管200与配对套管200′完全配对时，套管200和配对套管200′的第二平台100和100′保持彼此接触并且搁置在彼此上，并且两个套管的第一平台(90和90′)均不与另一个套管接触。在一些实施方案中，在光学套管200与配对套管200′配对期间，在接触配对套管200′的第一平台90′之前，光学套管200的第一平台90插入配对套管200′的底部表面20′的凹陷部80′中，其中配对套管200′的第一平台90′和第二平台100′形成在配对套管200′的底部表面20′的凹陷部80′中。在一些实施方案中，当套管200与配对套管200′完全配对时，套管200和配对套管200′的第二突出部100和100′彼此接触并且搁置在彼此上，套管的第一突出部(90)和配对套管的第一突出部(90′)设置在第二突出部100和100′的相对侧上，并且每个套管的第一突出部面向另一套管的主表面(20，20′)而不与其接触。在一些实施方案中，当套管200与配对套管200′完全配对时，第一垫(100)而不是第二垫(90)的垫表面101(参见图3)与配对套管200′的主表面20′接触并且搁置在其上。

已经发现的是，包括成对的前突出部、平台或垫和后突出部、平台或垫可通过防止碎屑降低对准精度来改善配对的光学设备之间的对准。在一些实施方案中，套管200的前垫90在配对期间滑触配对套管200′的后垫100′，并且这将初始存在于后垫100′上的任何碎屑机械地推离后垫100′，使得碎屑不干扰套管200和配对套管200′的对准。类似地，在一些实施方案中，配对套管200′的前垫90′在配对期间滑触套管200的后垫100，并且这将初始存在于后垫100上的任何碎屑机械地推离后垫100，使得碎屑不干扰套管200和配对套管200′的对准。

在一些实施方案中，套管200的第一平台(90)和配对套管200′的第一平台(90′)是分别用于滑触配对套管200′的第二平台(100′，)和套管200的第二平台(100)的滑触平台，并且套管200的第二平台(100)和配对套管200′的第二平台(100′)是用于搁置在彼此之上的配对平台。在一些实施方案中，在套管200的滑触平台(90)和配对套管200′的滑触平台(90′)分别滑触配对套管200′的配对平台(100′)和套管200的配对平台(100′，100)之后，套管200的(100)和配对套管200′的配对平台(100′)搁置在彼此上。在一些实施方案中，在套管200的滑触平台(90)和配对套管200′的滑触平台(90′)分别滑触配对套管200′的配对平台(100′)和套的配对平台(100)管200的配对平台(100)之后，套管200和配对套管200′的配对平台(100′)彼此滑触并且搁置在彼此之上。

在一些实施方案中，光学套管200包括多对滑触垫90和配对垫100，使得当光学套管200与包括多对滑触垫90′和配对垫100′的配对光学套管200′配对时，套管200和配对套管200′的滑触垫分别滑触配对套管200′和套管200的配对垫，并且在套管200与配对套管200′完全配对时，套管200的配对垫(100)和配对套管200′的配对垫(100′)彼此接触。在一些实施方案中，当套管200与配对套管200′完全配对时，套管200的滑触垫90不接触配对套管200′。类似地，在一些实施方案中，当套管200与配对套管200′完全配对时，配对套管200′的滑触垫90′不接触套管200。

在一些实施方案中，光学套管200包括多对第一垫90和第二垫100，使得当光学套管200与包括多对第一垫90′和第二垫100′的配对光学套管200′配对时，套管200的第一垫(90)和配对套管200′的第一垫(90′)分别接触配对套管200′的表面(20′)和套管200的表面(20)，并且在套管200与配对套管200′完全配对时，套管200的第二垫(100)而不是第一垫(90)接触配对套管200′的表面20′。在一些实施方案中，套管200的第一垫(90)和配对套管200′的第一垫(90′)是用于分别滑触配对套管200′的第二垫(100′)和套管200的第二垫(100)的滑触垫，并且套管200的第二垫(100)和配对套管200′的第二垫(100′)是用于搁置在彼此上的配对垫。在一些实施方案中，在套管200的滑触垫(90)和配对套管200′的滑触垫(90′)分别滑触配对套管200′的配对垫(100′)和套管200的配对垫(100)之后，套管200的配对垫(100)和配对套管200′的配对垫(100′)搁置在彼此上。在一些实施方案中，在套管200的滑触垫(90)和配对套管200′的滑触垫(90′)分别滑触配对套管200′的配对垫(100′)和套管200的配对垫(100)之后，套管200的配对垫(100)和配对套管200′的配对垫(100′)彼此滑触并且搁置在彼此上。

在一些实施方案中，光学套管200包括多对前垫90和后垫100，使得在套管200与配对光学套管200′配对期间，对于每对前垫90和后垫100，前垫90抵靠配对套管200′的主表面20′滑动以防止主表面20′上的任何碎片49聚集在后垫100上，并且在套管200与配对套管200′完全配对时，前垫(100)而不是前垫(90)与配对套管200′的主表面20′接触。在一些实施方案中，第一光学设备(例如，光学套管200或被适配为接纳光学套管200的托架)被适配为沿耦合方向(x方向)耦合至第二光学设备(例如，配对光学套管200′或被适配为接纳光学套管200的托架)，并且包括两对或更多对间隔开的前垫和后垫90和100，使得当该第一光学设备在该第二光学设备的搭接表面(例如，主表面20′或托架的腔或凹陷部的底部表面，如本文别处进一步所述)上搭接并滑动以光学耦合至该第二光学设备时，对于每对前垫90和后垫100，前垫90防止搭接表面上的任何碎屑49聚集在后垫100上。在一些实施方案中，在第一光学设备与第二光学设备完全耦合时，前垫90不与搭接表面接触。

在一些实施方案中，底部表面20包括多个平台，其中多个平台包括第一平台90和第二平台100。在一些实施方案中，该多个平台包括多对间隔开的第一平台90和第二平台100。在一些实施方案中，在套管200与包括对应的多个平台的配对光学套管200′配对期间，光学套管200和配对套管200′的底部表面仅在多个平台处彼此接触。在一些实施方案中，底部表面20包括多个平台，其中多个平台包括第一平台90和第二平台100，并且在套管200与包括对应的多个平台的配对光学套管200′完全配对时，套管200的底部表面(20)和配对套管200′的底部表面(20′)仅在多个平台中的在套管200与配对套管200′配对期间已被至少一个其他平台滑触的那些平台处彼此接触。在一些实施方案中，该多个平台包括多对第一平台90和第二平台100。在一些实施方案中，该多个平台中的已由至少一个其他平台滑触的平台仅包括第二平台100和100′。

在一些实施方案中，光学套管200和配对套管200′具有基本上相同的尺寸和形状(例如，每个维度相差小于30％、20％或10％)。在一些实施方案中，光学套管200为无极性的。在一些实施方案中，光学套管或其他光学设备的配对表面和被适配为与该光学套管或光学设备配对的配对光学套管或其他配对光学设备的配对表面具有基本上相同的尺寸和形状。例如，底部表面20和20′可具有基本上相同的尺寸和形状。在一些实施方案中，包括垫、突出部或平台的光学套管或其他光学设备的配对表面的一部分以及配对光学套管或其他配对光学设备的配对表面的对应部分具有基本上相同的尺寸和形状。

图7为穿过形成在底部表面20中的凹陷部80的示意性剖视图。在一些实施方案中，底部表面20的较窄前部60在其中限定凹陷部80，并且第一平台90和第二平台100形成在凹陷部中并且延伸比与该凹陷部相邻的底部表面20a高。

在一些实施方案中，第一平台90和第二平台100延伸比靠近该第一平台和第二平台的底部表面20的区域20a高相应的第一距离d1和第二距离d2。在一些实施方案中，第一平台90和第二平台100形成在凹陷部80中，并且靠近第一平台90和第二平台100的底部表面20的区域20a与凹陷部80相邻并位于凹陷部80的外部。在此类实施方案中或在其他实施方案中，第一平台90和第二平台100延伸比与凹陷部80相邻的底部表面20a高相应的第一距离d1和第二距离d2。在其他实施方案中，第一平台90和第二平台100未形成在凹陷部中(参见例如图10A)。在一些实施方案中，d1基本上等于d2(例如，等于在约5％内，或在约3％内，或在约2％内)。在一些实施方案中，d1＞d2(例如，d1可比d2大至少10％或至少20％)。在一些实施方案中，d1和d2各自为至少约5微米、或至少约10微米、或至少约20微米。

图8为在其中限定凹陷部880的光学设备的底部表面820的一部分的示意性剖视图。例如，光学设备可以是光学套管或被适配为接纳光学套管的托架。第一垫、突出部或平台90、第二垫、突出部或平台100和第三垫、突出部或平台92形成在凹陷部中并且延伸比与凹陷部相邻的底部表面820a高。第一平台90设置在第二平台100与第三平台92之间并与它们间隔开。在一些实施方案中，第一平台和第三平台具有基本上相同的尺寸和形状。在其他实施方案中，第一平台和第三平台具有不同的尺寸和/或形状。

图9A为彼此配对的第一光学设备的主表面920和第二光学设备的主表面920′的部分的示意性剖视图。例如，第一光学设备可以是光学套管，并且第二光学设备可以是另一个光学套管或被适配为接收光学套管的托架。主表面920和920′可具有基本上相同的尺寸和形状。主表面920在其中限定凹陷部980，并且主表面920′在其中限定凹陷部980′。第一突出部、垫或平台90和第二突出部、垫或平台100形成在凹陷部980中并且延伸比与凹陷部900相邻的底部表面920a高，以及对应的第一突出部、垫或平台90′和第二突出部、垫或平台100′形成在凹陷部980′中，并且(在远离配对光学设备的主体的方向上)延伸比与凹陷部920′相邻的底部表面920a′高。第一平台90和第二平台100延伸比与凹陷部980相邻的底部表面920a高相应的第一距离和第二距离，其中第一距离大于第二距离。对应的第二平台100和100′彼此接触并且搁置在彼此之上。两个光学设备的对应的第一平台90和90′均不与另一个光学设备接触。第一平台90部分地延伸至配对光学设备的凹陷部980′中。类似地，第一平台90′部分地延伸至光学设备的凹陷部980中。在一些实施方案中，在光学设备(例如，光学套管)与配对设备(例如，配对光学套管)完全配对时，光学设备的每个第二垫100和配对设备的对应的第二垫100′保持彼此接触并且搁置在彼此之上，光学设备和配对设备的对应的第一垫90和90′设置在第二垫100和100′的相对侧上，并且每个设备的第一垫和第三垫面向另一设备的主表面(920，920′)而不与其接触。在一些实施方案中，第一光学设备是光学套管，第二光学设备是配对套管，并且在套管与配对套管完全配对时，套管的第二突出部100和配对套管的第二突出部100′保持彼此接触并且在搁置彼此之上，并且两个套管的第一突出部(90，90′)均不与另一个套管接触。

图9B是在配对期间的一点处第一光学设备的主表面920和第二光学设备的主表面920′的部分的示意性剖视图，其中第一平台90在接触第一平台90′之前已插入底部表面920′的凹陷部980′中。类似地，在接触第一平台90之前，第一平台90′已插入底部表面920的凹陷部980中。在配对期间，套管和配对套管的主表面920和920′沿配对方向911和911′相对于彼此移动。

在一些实施方案中，垫或平台设置在光学套管或光学设备的主表面上，而不设置在限定于主表面中的凹陷部中。

图10A为光学套管(或其他光学设备，诸如被适配为接纳光学套管的托架)的主表面1020的一部分的示意性剖视图。主表面1020包括沿光学套管的配对方向(x方向)布置的离散的间隔开的第一平台90和第二平台100。在例示的实施方案中，主表面1020进一步包括任选的第三平台92。第一平台90设置在第二平台100与第三平台92之间并与它们间隔开。第一平台90和第二平台100延伸比靠近第一平台90和第二平台100的底部表面1020a的区域高相应的第一距离d1和第二距离d2，该第一距离d1和第二距离d2可在本文别处所述的任何范围内。在一些实施方案中，2d2＞d1＞d2。在一些实施方案中，d3基本上等于d1。在一些实施方案中，d3不同于d1。在一些实施方案中，d1、d2和d3各自为至少约5微米、或至少约10微米、或至少约20微米。

图10B为当套管和配对套管完全配对时光学套管的主表面1020的部分和配对光学套管的主表面1020′的对应部分的示意性剖视图。主表面1020′包括对应于主表面1020的第一平台90、第二平台100和第三平台92的第一平台90′、第二平台100′和第三平台92′。在一些实施方案中，在套管与配对套管完全配对时，套管的每个第二平台100和配对套管的对应的第二平台100′保持彼此接触并搁置在彼此上，套管的第一平台(90)和第三平台(92)以及配对套管的对应的第一平台(90′)和第三平台(92′)设置在第二平台100和100′的相对侧上，并且每个套管的第一平台和第三平台面向另一个套管的主表面(1020，1020′)而不与其接触。

在一些实施方案中，在套管与配对套管完全配对时，套管的后垫不与配对套管的主表面上的任何垫接触。

图11A为光学套管1100的一部分的示意性剖视图，该光学套管具有前端1110、后端1112以及包括多对前垫90和后垫100的主表面1120。光学套管1100可包括未示出的附加特征，诸如波导对准凹槽和光重定向表面。主表面1120是光学套管1100的配对表面，并且可被称为底部主表面，而不管光学套管1100的取向如何。在例示的横截面中示出了一对垫。至少另一对可存在于在y方向上从例示的横截面移位的横截面中(参见例如图4B)。图11B为开始与配对光学套管1100′的对应部分配对的光学套管1100的部分的示意性剖视图。在配对期间，套管1100和配对套管1100′沿配对方向1111和1111′相对于彼此移动。配对套管1100′具有底部表面1120′，该底部表面包括多对前垫90′和后垫100′。图11C为例示与配对光学套管1100′配对期间的光学套管1100的示意性剖视图。图11D为例示与配对光学套管1100′完全配对的光学套管1100的示意性剖视图。在完全配对时，套管1100的后垫100接触配对套管1100′的底部主表面，但不与配对套管1100′的主表面1120′上的任何垫接触。在一些实施方案中，底部主表面1120还包括多个凹陷部1145，使得在套管1100与配对套管1100′完全配对时，每个凹陷部1145被设置成接纳配对套管1100′的对应的前垫90′。类似地，在一些实施方案中，底部主表面1120′包括多个凹陷部1145′，使得在套管1100与配对套管1100′完全配对时，每个凹陷部1145′被设置成接纳光学套管1100的对应的前垫90。

在一些实施方案中，光学套管1100包括多对第一垫90和第二垫100，使得当光学套管1100与包括多对第一垫90′和第二垫100′的配对光学套管1100′配对时，套管1100的第一垫(90)和配对套管1100′的第一垫(90′)分别接触配对套管1100′的表面(1120′)和套管1100的表面(1120)，并且在套管1100与配对套管1100′完全配对时，套管1100的第二垫(100)而不是第一垫(90)接触配对套管1100′的表面1120′。在一些实施方案中，套管1100的第一垫(90)和配对套管1100′的第一垫(90′)是分别用于滑触配对套管1100′的第二垫(100′)和套管1100的第二垫(100)的滑触垫，并且套管1100的第二垫(100)和配对套管1100′的第二垫(100′)是用于分别搁置在配对套管1100′的表面(1120′)和套管1100的表面(1120)上的配对垫。在一些实施方案中，当套管1100与配对套管1100′完全配对时，套管1100的配对垫100不与配对套管1100′的表面1120′上的任何垫接触。类似地，在一些实施方案中，当套管1100与配对套管1100′完全配对时，配对套管1100′的配对垫100′不与套管1100的表面1120上的任何垫接触。

图12A为光学套管1200的一部分的示意性剖视图，该光学套管具有底部主表面1220，该底部主表面包括多对前垫90和后垫100。在例示的横截面中示出了一对垫。至少一个其他对可存在于不同的横截面中。光学套管1200具有前端1210和后端1212。图12B为示出在与配对光学套管1200′的对应部分配对期间的光学套管1200的部分的示意性剖视图。配对套管1200′具有前端1210′、后端1212′以及包括多对前垫90′和后垫100′的底部表面1220′。在配对期间，套管1200和配对套管1200′沿配对方向1211和1211′相对于彼此移动。图12C为例示与配对光学套管1200′完全配对的光学套管1200的示意性剖视图。在图12C中，套管1200的后垫100接触配对套管1200′的底部主表面，但不与配对套管1200′的主表面上的任何垫接触。在套管1200与配对套管1200′完全配对时，套管1200的每个后垫100接触配对套管1200′的靠近配对套管1200′的后端1212′的主表面1220′，并且套管1200的每个前垫90延伸经过配对套管1200′的后端1212′，使得套管1200的前垫90不接触配对套管1200′。类似地，在套管1200与配对套管1200′完全配对时，配对套管1200′的每个后垫100′接触靠近套管1200的后端1212的套管1200的主表面1220，并且配对套管1200′的每个前垫90′延伸经过套管1200的后端1212，使得配对套管1200′的前垫90′不接触套管1200。

图13A为光学套管1300的一部分的示意性剖视图，该光学套管具有主表面1320，该主表面包括多对95a和95b前垫90和后垫100。在一些实施方案中，包括更多对(例如，三对、四对或更多对)前垫90和后垫100。多对前垫和后垫包括设置在光学套管1300的主表面1320的第一部分1321上的第一对95a前垫90和后垫100，以及设置在光学套管1300的主表面1320的不同的第二部分1322上的第二对95b前垫90和后垫100。第一部分1321和第二部分1322为非共面的。在一些实施方案中，第一部分1321和第二部分1322为基本上平面的(例如，第一部分或第二部分的任何曲率半径可基本上比该部分的最大侧向尺寸大(例如，大至少5倍、或10倍或20倍))并且基本上彼此平行(例如，在平行的30度、20度或10度内)。图13B为在与配对光学套管1300′的对应部分配对期间光学套管1300的该部分的示意性剖视图，并且图13C为示出与配对光学套管1300′完全配对的光学套管1300的示意性剖视图。在配对期间，套管1300和配对套管1300′沿配对方向1311和1311′相对于彼此移动。配对套管1300′具有主表面1320′，该主表面包括对应于多对95a和95b前垫90和后垫100的多对95a′和95b′前垫90′和后垫100′。

图14为与配对光学套管1400′的对应部分完全配对的光学套管1400的部分的示意性剖视图。光学套管1400对应于光学套管1300，不同的是沿第一部分1421相对于第二部分1422的配对方向的长度与第一部分1321和第二部分1322相比已增加。这允许提供窗口区域1450，由光学波导接收并由光学套管1400的光重定向表面(在图14中未例示)重定向的通过该窗口区域的光离开光学套管1400。在一些实施方案中，光学套管1400和配对光学套管1400′为无极性的。

在本说明书的一些实施方案中，提供了包括至少一对垫、突出部或平台的光学设备。光学设备可为或包括光学套管、包括多个光学套管的光学连接器，诸如美国专利公开2018/0217337(Smith等人)或2018/0284357(Nelson等人)中所述的那些光学套管，例如，包括与配对套管或与配对托架配对的套管的光学组件、包括与配对连接器配对的光学连接器的光学组件、或经适配为接收光学套管的托架。

在一些实施方案中，提供了被适配为沿配对方向或耦合方向耦合至第二光学设备的第一光学设备。例如，第一光学设备可以是本文别处描述的任何光学套管，并且第二光学设备可以是任何对应的配对光学套管。又如，第一光学设备和第二光学设备中的一者可以是被适配为接纳光学套管的托架，并且第一光学设备和第二光学设备中的另一者可以是光学套管。

图15A至图15C是托架1500a至1500c的示意性俯视图，该托架具有被适配为接纳光学套管的相应腔或凹陷部1525a至1525c。凹陷部1525a至1525c分别具有底部表面1520a至1520c，包括多个前平台、突出部或垫90和后平台、突出部或垫100。凹陷部1525a至1525c被适配为沿耦合方向(x方向)接收光学套管，使得光学套管在后垫100之前接近前垫90。底部表面1520a至1520c是光学套管的搭接表面。相反，光学套管的底部表面可被认为是托架的搭接表面。底部表面1520a具有两对95a和95b前垫90和后垫100。在一些实施方案中，第一对95a和第二对95b在底部表面1625上沿与耦合方向(x方向)基本上正交的方向(y方向)对准。第一对95a和第二对95b的前垫和后垫可具有相同或不同的尺寸或形状。图15B中示意性地例示的底部表面1520b包括间隔开的三对95a至95c前垫90和后垫100。在一些实施方案中，第一对95a和第二对95b在底部表面1625上沿与耦合方向(x方向)基本上正交的方向(y方向)对准，且第三对95c与第一对95a和第二对95b不共线。在一些实施方案中，第一对95a和第二对95b的前垫和后垫具有相同的尺寸和形状，并且第三对95c的前垫和后垫可具有与第一对95a和第二对95b的前垫和后垫相同或不同的尺寸或形状。例如，第三对95c的前垫和后垫可比第一对95a和第二对95b的前垫和后垫大。图15C中示意性地例示的底部表面1520c包括前垫90和后垫100的间隔开的四对95a至95d。在一些实施方案中，前垫和后垫布置成相应的第一规则阵列和第二规则阵列。

成对前垫和后垫的其他布置是可能的。例如，可包括附加对，或该对可被布置成另选的图案，或前垫和/或后垫可具有不同的尺寸和/或形状。图15A至15C中示意性地例示的成对前垫90和后垫100可任选地设置在限定于底部表面中的凹陷部中，如本文别处进一步所述。

图16为光学组件1601的示意性俯视图，该光学组件包括与托架1700配对的光学套管1600。光学套管1600可对应于本文别处所述光学套管中的任一个。例如，光学套管1600可包括多个凹槽和光重定向表面(图16中未例示)，诸如例如图1A、图2、图5A或图5B中例示的那些。托架1700可对应于例如托架1500a至1500c中的任一个。在一些实施方案中，托架1700包括用于接纳光学套管1600的凹陷部或腔，并且光学套管1600的第二平台(100)而不是第一平台(90)接触腔的底部主表面。在一些实施方案中，托架1700的底部主表面包括对应于光学套管1600的相应第一平台和第二平台的第一平台和第二平台，并且光学套管1600的第二平台接触托架1700的第二平台并搁置在其上。

本说明书的光学套管可以是整体式。整体式主体是不具有任何内部界面、接头或接缝的单件式构造。整体式主体可通过例如模制(例如，注塑成型热塑性塑料)、浇铸或机加工制成。本说明书的其他光学设备(例如，被适配为接纳光学套管的托架)可以是整体式和/或可通过模制制成。

诸如“约”的术语将在本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中理解。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“约”应用于表达特征大小、数量和物理特性的量的使用不清楚，则“约”将被理解为是指在指定值的10％以内。给定为约指定值的量可精确地为指定值。例如，如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对其不清楚，则具有约1的值的量是指该量具有介于0.9和1.1之间的值，并且该值可为1。

上述所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文据此以引用方式并入本文。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。

除非另外指明，否则针对附图中元件的描述应被理解为同样应用于其他附图中的对应元件。虽然本文已经例示并描述了具体实施方案，但本领域的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开范围的情况下，可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。

Claims (15)

1.一种光学套管，所述光学套管包括相对的主顶部表面和主底部表面，所述主顶部表面包括第一凹槽和光重定向表面，所述光重定向表面被构造成沿第一方向从被接纳以及支撑在所述第一凹槽中的光学波导接收光，并且沿不同的第二方向重定向所接收到的光，所重定向的光通过所述底部表面离开所述光学套管，所述底部表面包括沿所述光学套管的配对方向布置的离散的间隔开的第一平台和第二平台，其中在所述光学套管与配对光学套管配对期间，所述套管的所述第一平台和所述第二平台抵靠所述配对套管的对应的相应的第一平台和第二平台滑动，并且在所述套管与所述配对套管完全配对时，所述套管的所述第二平台和所述配对套管的所述第二平台保持彼此接触并且搁置在彼此上，并且任一套管的所述第一平台均不与另一个套管接触。

2.根据权利要求1所述的光学套管，其中所述套管的所述第一平台和所述配对套管的所述第一平台分别是用于滑触所述配对套管的所述第二平台和所述套管的所述第二平台的滑触平台，并且所述套管的所述第二平台和所述配对套管的所述第二平台是用于搁置在彼此上的配对平台。

3.根据权利要求2所述的光学套管，其中在所述套管的所述滑触平台和所述配对套管的所述滑触平台分别滑触所述配对套管的所述配对平台和所述套管的所述配对平台之后，所述套管的所述配对平台和所述配对套管的所述配对平台搁置在彼此上。

4.根据权利要求2或3所述的光学套管，其中在所述套管的所述滑触平台和所述配对套管的所述滑触平台分别滑触所述配对套管的所述配对平台和所述套管的所述配对平台之后，所述套管的所述配对平台和所述配对套管的所述配对平台彼此滑触并且搁置在彼此上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学套管，其中所述底部表面包括设置在所述底部表面的较窄前部与较宽后部之间的窗口区域，所重定向的光通过所述底部表面的所述窗口区域离开所述光学套管。

6.根据权利要求5所述的光学套管，其中所述较窄前部在其中限定凹陷部，所述第一平台和所述第二平台形成在所述凹陷部中并且延伸比与所述凹陷部相邻的所述底部表面高。

7.根据权利要求6所述的光学套管，其中当所述套管与所述配对套管完全配对时，所述配对套管的所述第一平台延伸至所述光学套管的所述凹陷部中并且不接触所述光学套管。

8.一种光学套管，所述光学套管包括第一突出部，所述第一突出部设置在所述光学套管的第二突出部与前端之间，所述光学套管被构造成与配对光学套管配对，所述配对光学套管包括设置在所述配对套管的第二突出部与前端之间的第一突出部，使得当所述套管与所述配对套管完全配对时，所述套管的所述第二突出部和所述配对套管的所述第二突出部彼此接触并且搁置在彼此上，所述套管的所述第一突出部和所述配对套管的所述第一突出部设置在所述第二突出部的相反侧，并且每个套管的所述第一突出部面向另一个套管的主表面而不与其接触。

9.一种光学套管，所述光学套管包括布置在所述光学套管的相同的第一主表面上的多个第一垫和多个第二垫，每个垫从所述第一主表面延伸至垫表面，使得当所述光学套管与配对套管完全配对时，所述第二垫的所述垫表面而不是所述第一垫的所述垫表面与所述配对套管的主表面接触并且搁置在所述配对套管的所述主表面上。

10.根据权利要求9所述的光学套管，其中在所述光学套管与配对套管配对期间，所述光学套管的每个第一垫抵靠所述配对套管的对应的第一垫滑动并移动经过所述配对套管的所述对应的第一垫，然后所述光学套管的所述第一垫抵靠所述配对套管的对应于所述光学套管的第二垫的第二垫滑动并移动经过所述配对套管的所述第二垫。

11.根据权利要求10所述的光学套管，其中在所述套管与所述配对套管完全配对时，所述套管的每个第二垫和所述配对套管的对应的第二垫保持彼此接触并且搁置在彼此上，并且任一套管的第一垫均不与另一个套管接触。

12.根据权利要求10所述的光学套管，其中在所述套管与所述配对套管完全配对时，所述套管的每个第二垫和所述配对套管的对应的第二垫保持彼此接触并且搁置在彼此上，所述套管的所述第一垫和所述配对套管的所述对应的第一垫设置在所述第二垫的相反侧，并且每个套管的所述第一垫面向另一个套管的主表面而不与其接触。

13.一种光学套管，所述光学套管包括多对前垫和多对后垫，使得在所述光学套管与配对光学套管配对期间，对于每对前垫和后垫，所述前垫抵靠所述配对套管的主表面滑动，以防止所述主表面上的任何碎屑聚集在所述后垫上，并且在所述套管与所述配对套管完全配对时，所述后垫而不是所述前垫与所述配对套管的所述主表面接触。

14.一种第一光学设备，所述第一光学设备被适配为沿耦合方向耦合至第二光学设备并且包括间隔开的两对前垫和后垫，使得当所述第一光学设备搭接在所述第二光学设备的搭接表面上并且在所述第二光学设备的所述搭接表面上滑动以光学耦合至所述第二光学设备时，对于每对前垫和后垫，所述前垫防止所述搭接表面上的任何碎屑聚集在所述后垫上，其中在所述第一光学设备与所述第二光学设备完全耦合时，所述前垫不与所述搭接表面接触。

15.一种光学套管，所述光学套管包括多对滑触垫和配对垫，使得当所述光学套管与包括多对滑触垫和配对垫的配对光学套管配对时，所述套管的所述滑触垫和所述配对套管的所述滑触垫分别滑触所述配对套管的所述配对垫和所述套管的所述配对垫，并且在所述套管与所述配对套管完全配对时，所述套管的所述配对垫和所述配对套管的所述配对垫彼此接触。

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