CN113287047A - 用于渐逝光学耦合器的对准套圈组件和连接器以及使用它们的渐逝光学耦合器 - Google Patents

用于渐逝光学耦合器的对准套圈组件和连接器以及使用它们的渐逝光学耦合器 Download PDF

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Abstract

公开了一种光学互连设备,其包括由对准基板和光纤形成的对准套圈组件。所述光学互连设备还具有对准组件,所述对准组件由具有引导特征部的平面支撑构件形成。接收区域位于所述引导特征部之间,所述对准基板固定在所述接收区域中。渐逝光学耦合器可使用光学互连设备作为第一设备并使用另一光学互连设备作为第二设备来形成。所述第二设备由可操作地支撑波导和适配器的平面光波电路构成。所述第二设备的所述适配器被构造为接合所述第一设备的所述对准组件,以使相应设备的所述光纤和所述光学波导处于渐逝光学连通。

Description

用于渐逝光学耦合器的对准套圈组件和连接器以及使用它们 的渐逝光学耦合器
相关申请的交叉引用
本申请要求根据专利法于2018年10月31日提交的美国申请序列号16/176413的优先权的权益,所述申请的内容被依赖并且全文以引用方式并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及用于在纤维与平面光波电路(PLC)波导之间执行光学耦合的光学耦合器,并且更具体地涉及用于将光纤耦合到PLC的波导的用于渐逝光学耦合器的套圈组件和连接器,以及使用套圈组件和连接器的渐逝光学耦合器。
背景技术
在薄玻璃基板中实现的基于离子交换(IOX)的PLC波导的光学互连器是电气(例如铜)的或基于光纤的高密度、高比特率、短距离(少于1m)链路的有希望替代形式,以用于实现高性能计算和数据中心应用。这类IOX PLC波导具有密集布线、灵活性、集成以及与电子集成电路共封装的优点。基于例如Si、InP和GaN材料的其他PLC技术提供了用于实现光电收发器所必需的光源、检测器和/或调制器。
通常,高比特率的光学信号通过光纤递送到PLC波导。因此,需要一种从单模纤维到PLC波导的低成本、低损耗的连接解决方案。一种标准方法是在单模纤维与PLC波导之间使用端到端耦合(也称为边缘耦合或对接耦合)。这种耦合需要对PLC基板边缘和纤维末端进行处理以实现用于低损耗耦合的光学质量(即,光滑抛光)表面。这种耦合还需要纤维的引导模式和PLC波导的引导模式的模式尺寸(即,模式场直径)紧密匹配。
端到端耦合的替代方法是在纤维与PLC波导之间使用渐逝耦合。不幸的是,纤维与PLC波导之间的有效的渐逝光学耦合需要将纤维与PLC波导之间的分离以及对准控制在有挑战的公差范围内,例如控制到微米或甚至亚微米水平。尽管渐逝耦合不需要纤维和PLC波导模式形状的精确匹配以实现低损耗耦合,但确实需要匹配纤维和PLC波导导波的传播常数。在渐逝耦合中,光功率传递机制始终沿着通常平行于引导模式的行进方向的界面发生,这与端到端耦合相反,在端到端耦合的情况下,功率传递在垂直于引导模式的行进方向的界面处突然发生。
用于将光纤光学耦合到PLC的PLC波导的渐逝光学耦合器需要粗略和精细对准,以在纤维与PLC波导之间获得高耦合效率(即,低损耗连接)。另外,有利的是,用于形成渐逝光学耦合器的连接器可容易地连接和断开。
发明内容
本公开的实施方案涉及一种用于在光纤与光子光波电路(PLC)的光学波导之间建立渐逝光学耦合的光学互连设备。所述设备包括:a)对准套圈组件,所述对准套圈组件包括:i)对准基板,所述对准基板具有带前端的前面区段、顶表面、底表面以及基板中心轴线;ii)光纤的阵列,其中每根光纤具有纤维中心轴线和具有玻璃部分的末端区段,所述玻璃部分由玻璃芯、玻璃内包层和紧邻所述玻璃芯定位的玻璃部分表面限定,并且其中所述光纤的所述末端区段固定到所述对准基板的所述底表面,其中所述玻璃部分表面背对所述对准基板的所述底表面,并且其中所述纤维中心轴线与所述基板中心轴线对准;以及b)对准组件,所述对准组件包括:平面支撑构件,所述平面支撑构件具有带后端的后端区段、顶表面和底表面;第一间隔开的引导特征支撑构件和第二间隔开的引导特征支撑构件,所述第一间隔开的引导特征支撑构件和所述第二间隔开的引导特征支撑构件从所述平面支撑构件的所述底表面向下悬垂并且分别支撑第一引导特征部;以及位于所述第一引导特征部与第二引导特征部之间的接收区域,所述对准套圈组件的所述对准基板固定在所述接收区域中。
本公开的另一个实施方案涉及一种渐逝光学耦合器,其包括:作为第一光学互连设备的如前所述的光学互连设备;第二光学互连设备,所述第二光学互连设备包括:平面光波电路(PLC),所述PLC可操作地支撑PLC光学波导;以及由所述PLC可操作地支撑的适配器;并且其中所述适配器被构造为匹配地接合所述第一光学互连设备的所述对准组件,以使所述光纤和所述光学波导处于渐逝光学连通。
本公开的另一个实施方案是一种用于在光学波导的阵列与光纤的阵列之间建立渐逝光学耦合的光学互连设备。所述设备包括:PLC,所述PLC具有表面并支撑所述光学波导的阵列,其中所述阵列具有第一侧面和第二侧面;适配器,所述适配器具有内部、间隔开的第一凸片和第二凸片以及间隔开的第一臂和第二臂,每个臂具有第一引导特征部,其中所述适配器的所述第一凸片和所述第二凸片在所述波导的阵列的所述第一侧面和所述第二侧面附近和外侧附接到所述PLC的所述表面;止动夹具,所述止动夹具包括具有内边缘的凹槽,所述止动夹具附接到所述PLC的所述表面并且在所述适配器的所述内部内并且相对于所述光学波导阵列,其中所述凹槽限定对准表面。
本公开的另一个实施方案是一种渐逝光学耦合器,其包括:作为第一光学互连设备的如前所述的光学互连设备;第二光学互连设备,所述第二光学互连设备包括:对准套圈组件,所述对准套圈组件包括具有基板中心轴线并支撑光纤的阵列的对准基板;对准组件,所述对准组件可操作地支撑所述对准套圈组件;并且其中所述适配器被构造为与所述第二光学互连设备的所述对准组件匹配地接合,以使所述光纤和所述光学波导处于渐逝光学连通。
本公开的另一个实施方案是一种形成对准套圈组件的方法。所述方法包括:对玻璃预成型件进行拉制以形成具有纵向轴线的长玻璃构件,其中所述玻璃预成型件具有至少一个执行精度特征部,所述至少一个执行精度特征部确定至少一个长玻璃构件精度特征部;在基本上垂直于所述纵向轴线的方向上切割所述长玻璃构件,以形成具有由所述至少一个长玻璃片材精度特征部限定的至少一个基板精度特征部并且还包括平面表面的对准基板;以及将多根光纤固定到所述平面表面。
本公开的另一个实施方案是一种形成对准套圈组件的方法。所述方法包括:将多根光纤固定到平面对准基板的底表面,使得所述光纤基本上平行于基板轴线延伸并具有节距P,其中所述平面对准基板具有一个或多个边缘;以及在所述边缘中的至少一个上形成至少一个对准凸块。
本公开的另一个实施方案是一种形成第一光学互连设备的方法,所述方法被构造为接收具有对准套圈组件的第二光学互连设备,所述对准套圈组件支撑具有节距P的光纤的阵列,所述方法包括:提供平面光波电路(PLC),所述PLC包括PLC基板,所述PLC基板具有平面表面并支撑具有所述节距P的PLC波导的阵列;以及将止动夹具固定到所述平面表面并相对于所述PLC波导的阵列,使得当所述对准套圈组件接触所述止动夹具时,将所述光纤的阵列和所述PLC光学波导的阵列可操作地对准。
另外的特征和优点将通过下面的详细描述进行阐述,并且在某种程度上,通过本说明书,另外的特征和优点对于本领域的技术人员来说将是显而易见的,或者通过实践如本文所述的实施方案(包括权利要求书之后的详细描述以及附图)将认识到本发明。
应当理解,前面的大概描述和下面的详细描述都仅仅是举例说明,并且旨在提供概述或框架以理解权利要求书的性质和特征。包括附图以提供对进一步理解并且所述附图并入本说明书且构成本说明书的一部分。附图示出一个或多个实施方案,并且连同本说明书用于解释各种实施方案的原理和操作。
附图说明
图1A和图1B是用于形成本文所公开的渐逝光学耦合器的两个示例性聚合物包层D形光纤(“纤维”)的剖视图。
图2A和图2B是图1B的示例性纤维的末端区段的侧视图,其示出用于形成本文所公开的渐逝光学耦合器的示例性纤维的剥离末端部分。
图2C是图2A和图2B的示例性纤维的末端区段的后视正视图。
图2D是示例性光纤的示例性玻璃部分的剖视图,其中玻璃部分包括限定纵向凹槽的突起,所述突起可用于将污染物引导远离当纤维与PLC波导对接时发生与芯的渐逝耦合的位置。
图3A是本文所公开的示例性对准组件的顶部正视图和部分分解图,并且图3B是其顶部正视组装图。
图4A和图4B类似于图3B,并且示出具有闩锁构件的对准组件。
图5A是示出可操作地设置在对准套圈组件上方以准备形成插头连接器的图4B的对准组件的顶部正视图,并且图5B示出组装的插头连接器。
图6A是示例性PLC的顶部正视局部分解图,并且图6B是示例性PLC的组装图。
图6C是PLC的PLC基板的特写剖视图,其示出PLC波导的芯和PLC波导的包层,由PLC基板的紧邻PLC波导芯周围的部分限定。
图7A是图6B的PLC与插座适配器的顶部正视局部分解图,并且图7B是其组装图,PLC与插座适配器一起限定插座连接器,所述插座连接器被构造为与图5B的插头连接器配合接合以限定渐逝光学耦合器。
图8A示出图7B的插座连接器以及被布置在适当位置以可操作地接合插座连接器以形成渐逝光学耦合器的插头连接器。
图8B与图8A相同,但是示出组装的渐逝光学耦合器。
图8C是图8B的渐逝光学耦合器的简化型式的在y-z平面中的剖视图。
图9类似于图8B,并且示出处于其闩锁位置的闩锁构件。
图10A至图10G是示例性渐逝光学耦合器的剖视图,其示出用于产生用于在渐逝耦合区域中将纤维和PLC波导按压在一起的按压力的不同构型。
图11A是如本文所公开的示例性对准套圈组件的局部分解底视图,并且图11B是其组装的底视图。
图11C是图11B的组装的对准套圈组件的顶部正视图。
图11D是示例性对准套圈组件的剖视图,其中对准基板用作使纤维成形的成形构件,使得纤维的末端区段在对准基板的底侧上是平坦的,并且与对准基板的背面成角度延伸。
图12A是示例性PLC的自顶向下视图,并且图12B是沿图12A中的线B-B截取的图12A的示例性PLC的x-y剖视图。
图13A是图21C的对准套圈组件以及图12B的示例性PLC的剖视图。
图13B是图13A的对准套圈组件和PLC的自顶向下视图,其示出如何使用对准套圈组件来将纤维与PLC波导对准。
图14A和图14B是示例性套圈组件的剖视图,其中每根纤维的玻璃部分具有键孔横截面形状。
图15是与示例性PLC接合的示例性对准套圈组件的剖视图,其中对准基板的边缘上的凸块接触PLC的止动夹具以限定选择的对准偏移。
图16是用于形成对准凸块的示例性凸块形成装置的示意图。
图17类似于图13B,并且示出在对准基板上采用三个对准凸块的示例性构型。
图18A是用于从预成型件形成玻璃片材或长玻璃构件的拉制系统的示意图。
图18B是已经从使用图18A的拉制系统形成的玻璃片材上切割下来的示例性对准基板的顶部正视图。
图19类似于图15,并且示出示例性对准套圈组件,其中对准基板已经由类似于图18B所示的拉制玻璃片材形成,并且其中对准基板包括V形沟槽,所述V形沟槽的尺寸被设定为接收纤维的玻璃部分的V形对准表面。
图20类似于图18B,并且是具有成角度边缘的玻璃片材的实例。
图21A是使用图20的对准基板形成的示例性对准套圈组件的顶部正视图和局部分解图。
图21B示出可操作地布置在示例性PLC上方的图21A的示例性对准套圈组件。
图21C示出图21B的组装结构。
图22是用于形成示例性对准套圈组件的示例性对准基板和纤维的自底向上视图,其中纤维的尖端位于前端区段与后端区段之间的过渡处。
图23示出用于形成如图22所示的V形对准基板的示例性拉制的长玻璃构件。
图24A和图24B是类似于图12A所示的示例性PLC的自顶向下视图,所述示例性PLC包括具有V形凹槽的示例性止动夹具,所述V形凹槽的尺寸被设定为紧密容纳图22的对准套圈组件的对准基板的V形前端区段。
图24C类似于图24B,并且示出具有在沿着对准基板的边缘的不同位置处形成的三个对准凸块的对准基板。
图25A类似于图23,并且示出可如何切割长玻璃构件以使得对准基板具有成角度边缘的实例。
图25B类似于图22,并且示出采用图25A的对准基板的示例性对准套圈组件。
图25C是图25A的对准基板的特写y-z剖视图,其示出使对准基板的顶表面相比对准基板的底表面具有更小面积的成角度边缘。
图26A是示例性PLC的自顶向下视图,其中止动夹具具有成角度边缘,所述成角度边缘被构造为容纳图25B的对准套圈组件的对准基板的成角度边缘。
图26B类似于图26A,并且还示出图25B的对准套圈组件。
图26C是示出止动夹具和对准基板的互补楔角的特写y-z剖视图。
图26D类似于图26C,并且示出一个实例,其中楔角不相同,使得在PLC的止动夹具与对准套圈组件的对准基板之间存在一条接触线。
图27A类似于图25A,并且示出示例性横截面形状,所述示例性横截面形状在后端处具有三角形突起,所述三角形突起有助于在渐逝耦合区域处提供按压力。
图27B是示例性对准套圈组件的自顶向下视图,所述对准套圈组件利用由图27A的长玻璃构件形成的对准基板。
图28类似于图26B,但是具有图27B的对准套圈组件。
图29A至图29E是自顶向下视图,其示出对准套圈组件的对准基板和PLC的止动夹具的替代实施方案(构型)。
图30A至图30D是对准套圈组件的自顶向下视图,其中对准基板包括间隔开的孔,所述间隔开的孔的尺寸被设定为接合止动夹具的对应柱。
图31A和图31B是用于形成具有V形沟槽凹槽的止动夹具的示例性长玻璃构件的顶部正视图。
图32是顶部正视图,其示出具有V形凹槽的止动夹具如何通过紧密地接收对准基板的V形前端来将对准套圈组件与PLC波导对准。
图33A是示例性对准套圈组件的顶部正视图,所述对准套圈组件被示出为设置在利用对准管的示例性对准组件下方。
图33B示出图33A的组装的插头连接器。
图34A是在形成插头连接器的过程中与图11D的示例性对准套圈组件以及图33B的示例性插头连接器类似的侧视图。
图34B示出通过将图34A的对准组件和对准套圈组件对接而形成的所得插头连接器。
图35A是图34B的插头连接器相对于示例性PLC处于适当位置以形成渐逝光学耦合器的侧视图,其中PLC包括利用对准管的示例性插座组件。
图35B示出通过可操作地接合图35A的插头连接器和PLC而形成的渐逝光学耦合器。
图36A和图36B是分别具有基于管的对准组件和基于管的插座组件的示例性插头连接器和插座连接器的顶部正视图,其示出通过使插头和插座连接器配合接合而形成示例性渐逝光学耦合器。
具体实施方式
现在将详细参考本发明实施方案,其实例在附图中加以说明。在任何可能的情况下,所有附图中相同元件符号将用以代表相同或相似的部分。
在一些附图中使用笛卡尔坐标作为参考,并且不旨在限制方向或取向。
出于在本文中进行描述的目的,除非另有说明,否则术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“侧”和它们的派生词应当如对应图中相对于笛卡尔坐标定向的那样与公开内容相关。然而,应当理解,除非明确地指明相反,否则本公开可采用各种替代取向。
术语“模式”是“引导模式”的缩写,其描述在波导中传播的光的所允许空间分布,无论是光纤还是基于基板的PLC波导。模式可具有横向电(TE)偏振或横向磁(TM)偏振。单模PLC波导支持仅一个TE和一个TM模式。模式由模式编号m标识,其中m=0是基本模式,m=1、2、3……是高阶模式。
缩写“nm”代表“纳米”,其为1×10-9米。
缩写“μm”代表“微米”或“微米”,其为1×10-9米。
还应当理解,在附图中示出且在以下说明书中描述的具体装置和过程仅仅是所附权利要求中限定的创造性概念的示例性实施方案。因此,除非权利要求另外明确地说明,否则涉及本文所公开的实施方案的具体尺寸和其他物理特性不应被视为限制性的。另外,附图中描绘的实施方案可能未按比例绘制或可并入多于一个实施方案的特征。
如本文所用,术语“和/或”当用于两个或更多个项的列表时意指可以单独地采用所列出的项中的任何一者,或者可以采用所列出的项中的两者或更多者的任何组合。例如,如果组合物被描述为包含组分A、B和/或C,那么组合物可以包含:仅A;仅B;仅C;A和B的组合;A和C的组合;B和C的组合;或A、B和C的组合。
如本文所用的术语“包括”,诸如短语“A包括B”,旨在作为特例包括“A由B组成”。
下文使用术语“插头连接器”和“插座连接器”是为了方便辨别用于在纤维与PLC波导之间建立渐逝光学耦合(即,渐逝光学连通)的凸形和凹形光学互连设备。术语“连接器”在本文中用作“光学互连设备”的简写。因此,插头连接器可被称为第一光学互连设备或插头光学互连设备,而插座连接器可被称为第二光学互连设备或插座光学互连设备。
示例性聚合物包层纤维
图1A和图1B是两个示例性聚合物包层光纤(“纤维”)10的剖视图。纤维10包括中心轴线AC并且具有总直径DF。纤维10包括由折射率为nco的玻璃芯18和折射率为nc1的玻璃内包层54限定的玻璃部分16,其中nco>nc1
纤维10优选地是单模纤维。在一个实例中,纤维10可以是小直径的少模纤维,诸如被设计为仅支持几种引导模式的纤维。在下面的实例中,除非另有说明,否则将纤维10假定为单模。典型的单模纤维在1550nm波长处可具有1.4491的芯折射率nco和1.444的包层折射率nc1。因此,常规单模纤维的有效折射率NF的典型范围为1.444<NF<1.4491。然而,如下所论述,本文所公开的纤维10具有例如通过芯和包层玻璃材料的上掺杂获得的基本上更高的芯和包层折射率nco和nc1
纤维10包括围绕玻璃部分16、尤其是围绕玻璃内包层54定位的外包层58。外包层58由聚合物制成,并且因此在下文中称为聚合物外包层58,以区别于玻璃内包层54。玻璃芯18、玻璃内包层54和聚合物外包层58的组合使得纤维10成为聚合物包层光纤。
聚合物外包层58可由两部分组成:较软的内层和较硬的外层。构成聚合物外包层58的聚合物材料可包括高密度丙烯酸酯、低密度丙烯酸酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龙、硅树脂、基于硅树脂的材料、氟化丙烯酸酯、聚酰亚胺、乙烯四氟乙烯、氟代丙烯酸酯、氟代甲基丙烯酸酯以及它们的组合。聚合物材料可以是光学透明的。聚合物外包层58可具有在约10μm和约900μm之间、在约80μm和约250μm之间或者在约100μm和150μm之间的范围内的直径。
玻璃内包层54和聚合物外包层58协作以形成围绕芯18设置的包层22。纤维10具有外表面24,所述外表面24可通过以下项限定:i)聚合物外包层58;ii)聚合物外包层58的一部分和玻璃内包层54的一部分;或iii)聚合物外包层58的一部分和玻璃内包层54的一部分以及芯18的一部分。
芯18可由纯二氧化硅、掺杂二氧化硅(例如,掺杂有锗、铝、钛和/或氯)和/或其他光学透明材料组成。玻璃内包层54可由纯二氧化硅、掺杂二氧化硅(例如,氟、硼和/或钛)或其他光学透明材料组成。下文更详细地描述用于形成具有适当高耦合效率CE的渐逝光学耦合器的芯18和玻璃内包层54的选择性掺杂。
玻璃部分16具有玻璃部分表面62,当对纤维10的末端区段12(图2A和图2B所示)进行处理以移除聚合物外包层58的一部分从而形成剥离末端部分28(也在图2A和图2B中示出)时,可暴露玻璃部分表面62。在一个实例中,这个移除过程在对纤维10进行拉制之前进行。在另一个实例中,这个移除过程在纤维制造之后通过对纤维进行局部烧蚀、蚀刻和/或抛光来进行。注意,在一些实例中,玻璃部分表面62由仅玻璃内包层54形成(图1B),而在其他实例中,玻璃部分表面由玻璃内包层和芯18两者形成(图1A)。玻璃部分表面62可以是平坦的并且平行于纤维10的中心轴线AC延伸和/或可相对于纤维10的一部分或纤维的整个长度与纤维同轴地延伸。在实例中,玻璃内包层54以及平坦的玻璃部分表面62使纤维10呈“D”形,特别是在剥离末端部分28处。在图1A中,芯18位于平坦的玻璃部分表面62处。在图1B中,芯18与平坦的玻璃部分表面的距离为DS。一般来讲,距离DS在0μm≤DS≤4μm的范围内,其中DS=0的情况在图1A中示出。注意,在图1A的实例中,可将平坦的玻璃部分表面62切割成圆形芯18,使得所述芯可具有D形形状并且是平坦的玻璃部分表面62的一部分。在一个实例中,玻璃芯18在中心轴线上居中。
如上所述,纤维10是单模的,即被构造为仅支持在工作波长λ下的基本模式,所述工作波长在实例中可以是如上所述的已知纤维电信波长中的一个。由于纤维10是单模的,因此它只有单纤维有效折射率NF,并且因此只有单纤维传播常数βF。如下文更详细地论述的,由于纤维制造变化(包括纤维10的上掺杂的变化),纤维有效折射率NF可落在目标纤维有效折射率值的范围NF内。注意,纤维有效折射率NF的变化转变成在对应范围ΔβF内的纤维传播常数βF的变化。
图2A和图2B是侧视图,并且图2C是图1B的示例性纤维10的末端区段12的前正视图,并且这些图示出剥离末端部分28。剥离末端部分28具有轴向长度LS(图2B)。末端区段12包括尖端13。
图2D是示例性玻璃部分16的剖视图,其中平坦的玻璃部分表面62包括中央突起63C,所述中央突起63C包括芯18的至少一部分并且还包括与中央突起间隔开的两个侧突起63S。中央突起63C和两个侧突起63S限定两个纵向凹槽65S,当纤维10与PLC的波导可操作地接合时,污染物(颗粒)可在所述纵向凹槽65S中移动,如下所述。通过在配合期间在纤维-PLC界面处提供液体介质(未示出),可增强颗粒进入凹槽65S中并远离由中央突起63C和侧突起63S建立的接触点的移动。例如,液体介质可以是永久性(例如,折射率匹配凝胶)或临时性(例如,异丙醇,其在配合之后将迅速蒸发)的折射率匹配液体。
插头连接器
图3A是示例性对准组件104P的顶部正视和局部分解图,并且图3B是其的顶部正视组装图,所述对准组件104P用于形成如图5A所示的被引入和本文所公开的插头型光学互连设备或“插头连接器”100P。术语“插头连接器”用于区别于下文引入并论述的插座连接器。
对准组件104P包括壳体110,所述壳体110具有前端112、后端114、顶侧116、底侧118以及沿z方向延伸的组装轴线A1。顶侧116由平面顶部构件130,所述平面顶部构件130包括具有前端132的前端区段131、具有后端134的后端区段133、顶表面136、底表面138以及相对边缘140。平面构件130支撑两个卡扣特征部(“卡扣件”)150,所述卡扣件150从边缘140向外延伸并且靠近前端132定位,而另一个卡扣件150在顶表面136上邻近后端134定位。壳体110还包括平面底部构件160,所述平面底部构件160具有前端162、后端164、顶表面166、底表面168以及相对边缘170。
平面底部构件160通过两个间隔开的引导特征支撑构件200附接到平面顶部构件130。每个引导特征支撑构件200包括前端202、后端204、顶侧206、底侧208以及相对的内侧210a和外侧210b。引导特征支撑构件的底侧208附接到平面底部构件160靠近相应边缘170的顶表面166,而顶侧206附接到平面顶部构件130靠近相应边缘140的底表面138。
每个引导特征支撑构件200在内侧210a上包括容纳通道220,在实例中,所述容纳通道220大体上从前端202延伸到后端204。每个引导特征支撑构件200在外侧210b上包括引导特征部224,在实例中,所述引导特征部224大体上从前端202延伸到后端204。两个间隔开的引导特征支撑构件200的前端202可延伸超过平面顶部构件130的前端132,其中内侧210a限定接收区域240。示例性引导特征部224凸起,这使得连接器成为插头连接器。在另一个实施方案中,引导特征部224可凹入,使得连接器也可被构造为插座连接器。每个容纳通道220具有前端222,所述前端222短于引导特征支撑构件200的前端202,并且这些前端用作止动件。
继续参考图3A和图3B,对准组件104P还包括承载构件300,所述承载构件300具有前端302、后端304、顶侧306、底侧308以及相对边缘310。后端304包括弹性构件保持特征部305,如下文更详细地解释。在一个实例中,顶侧306可相对于水平(x-z)平面成角度。底侧308也可成角度,并且可包括邻近后端304的台阶312。因此,在一个实例中,承载构件300可以是大体楔形的。承载构件300还可包括凸起的引导特征部324,所述引导特征部324分别设置在相对边缘310上并且尺寸被设定为可操作地接合引导特征支撑构件200的容纳通道220。这个可操作接合可足够松动,以使得当承载构件经受向下(-y方向)力时,承载构件300可在y方向上移动,如下所论述。
对准组件104P还包括具有前端352和后端354的弹性构件350,并且还包括弹性构件保持器400。弹性构件保持器400包括前端402、后端404和相对边缘410。前端402包括保持特征部403,而每个相对边缘410包括凸起的引导特征部414。在一个实例中,弹性构件350包括弹簧,并且保持特征部403是尺寸被设定为接合弹簧的后端354的柱。
对准组件104P通过以下方式来组装:将承载构件300插入壳体110的后端114和接收区域240中,其中凸起的引导特征部324接合容纳通道220并向前移动直到接触容纳通道的前端。然后将弹性构件350可操作地定位,使其前端352接合承载构件300的弹性构件保持特征部305,并使后端354接合弹性构件保持器400的弹性构件保持特征部403。然后将弹性构件保持器400推向承载构件300,以使其驻留在平面底部构件160的顶表面166上或紧邻平面底部构件160的顶表面166,其凸起的引导特征部424位于引导特征支撑构件200的容纳通道220内。
一旦将弹性构件保持器400插入壳体110中,就使用粘合剂和/或允许卡入到位的保持夹将弹性构件保持器400保持在适当位置。弹性构件350在连接器配合期间在承载构件300上提供力,如下所论述。注意,承载构件300与壳体110滑动地接合,其中容纳通道的前端222限制了承载构件的向前移动。弹性构件350和弹性构件保持器400因此使承载构件弹簧载荷,从而为了方便起见,承载构件也可被称为具有弹簧载荷的承载构件。
图4A和图4B类似于图3B,并且示出对准组件104P,其具有朝向对准组件的后端114设置的闩锁构件450。闩锁构件450具有前端452、后端454、顶侧456、底侧458以及相对边缘460。闩锁构件具有孔口453,所述孔口453从前端452延伸到后端454,并且尺寸被设定为接收平面顶部构件130。闩锁构件450还包括一对闩锁销470,所述一对闩锁销470位于邻近相对边缘460和底侧458的前端452上。闩锁销470在与连接器轴线A1基本上相同的方向上延伸。闩锁构件450还包括在顶侧456上并邻近后端454的闩锁特征部474。
闩锁构件450通过以下方式来添加到对准组件104P:将平面顶部构件130的后端134插入穿过孔口453,随后卡扣件150接合闩锁构件的后端454。这允许闩锁构件450在轴向方向上沿着平面顶部构件130滑动,而卡扣件150防止闩锁构件从平面构件的后端134滑落。
图5A是顶部正视图,其示出可操作地设置在对准套圈组件500上方的图4B的对准组件104P,而图5B示出通过可操作地接合对准组件和对准套圈组件而形成的组装的插头连接器100P。对准套圈组件500包括对准基板510,所述对准基板510具有前端512、后端514、顶表面516,底表面518、相对边缘520以及中心轴线A2。如上所论述,对准基板510支撑纤维10的阵列(“纤维阵列”)11。每根纤维10的末端区段12被支撑在对准基板510的底表面518上并且在中心轴线A2的方向上延伸。纤维阵列11中的纤维10具有固定的节距P。在一个实例中,可将弹性体材料片材(未示出)设置在纤维10与对准基板510的底表面518之间,以帮助安置纤维并且避免在与PLC对接时形成间隙,如下所述。在下面讨论的其他实例中,底表面518可包括V形沟槽519(例如,参见图15),纤维10驻留在所述V形沟槽519中,并且所述V形沟槽519被构造为限定纤维间距(节距P)并且以其他方式帮助固定以及将纤维与基准(诸如对准基板510的边缘520中的一个)对准。
对准基板510的前端512可成角度,即,可具有由具有会聚边缘的对准基板的前端部分512F限定的V形形状,而对准基板510的后端部分514B具有大体上平行的边缘520。前端部分512F中会聚的相对边缘可用作外部基准表面,其相对于纤维10的阵列11精确对准。
粘合剂材料550被提供到对准基板510的顶表面516。然后,通过使对准套圈组件500上的粘合剂材料550与承载构件300的底侧308接触来使壳体110与对准套圈组件500对接。在一个实例中,承载构件300的成角度台阶312用作接触对准基板510的后端514的止动件。承载构件300的底侧308和成角度台阶312因此限定了接收区域316,在所述接收区域316中,可由对准组件104接收对准基板510并将其固定到对准组件104。
粘合剂材料550用于将对准套圈组件500固定到承载构件300。承载构件300的楔形形状允许承载构件的底侧308与对准基板510和其上的粘合剂材料550平坦地接合,同时壳体110与纤维阵列11保持成一角度。在该构型中,如下所解释,组装轴线A1和z轴在y-z平面中限定连接角φ,插头连接器100P在所述连接角处接合对应的插座连接器。在插头连接器100P中,对准套圈组件500用于提供对准的纤维10,而对准组件104P用于提供对准的对准套圈组件500。通过对准组件104P的上述部件是精确制造的部件而对准基板510也是精确制造的部件,这成为可能。
如上所述,前端部分512F中会聚的相对边缘可用作外部基准表面,其相对于纤维10的阵列11精确对准。这些边缘与PLC插座上的配合特征部对准,以使纤维10与PLC波导650精确地对准。对准组件104P在对准的套圈500上提供向下力,以使其纤维10保持与PLC波导640接触,以进行有效的渐逝耦合。对准组件104P还提供对准的套圈的粗略的侧向对准,这足以将对准的纤维套圈500的前端部分边缘512F引导到匹配的插座元件中,所述插座元件继而与PLC波导精确地对准。
下文论述形成精确制造的对准基板510和对准套圈组件的示例性方法。
图6A是PLC 600的顶部正视局部分解图,并且图6B是PLC 600的组装图。PLC 600包括PLC基板610,所述PLC基板610具有前端612、后端614、顶表面616、底表面618、相对边缘620以及PLC轴线A3。PLC基板支撑光学通道波导(“PLC波导”)640的阵列630,在所示的实例中,所述阵列630起始于后端614并且基本上平行于PLC轴线A3延伸,并且恰好在到达PLC基板的前端612之前终止。在一个实例中,PLC波导640位于顶表面616处或附近,并且在所述实例中,进一步可构成通道或肋PLC波导。PLC波导640具有与对准套圈组件500的光纤10相同的节距P。从图6C的特写图中最好地看出,每个PLC波导640包括波导芯641。每个PLC波导640的“包层”由PLC基板610的紧邻芯641周围的一部分611构成。PLC波导640的阵列630具有由阵列中的两个最外侧PLC波导限定的第一侧和第二侧632。
PLC 600还包括附接到PLC基板610的顶表面616的止动夹具660。止动夹具660也可以是PLC基板上的凸起特征部,诸如在PLC基板材料的蚀刻层中形成的特征部,或者是通过光刻掩模和蚀刻或模制形成的图案化特征部。止动夹具660具有前端662、后端664和顶表面666。止动夹具660还可具有在前端662处开放的凹槽663,其中所述凹槽具有内边缘665。在所示的实例中,凹槽663包括V形区段663V。
在使用粘合剂材料550将止动夹具固定到顶表面616之前,首先将止动夹具660粗略对准,然后将其与PLC波导640精细对准,在一个实例中,可使用紫外光(即,UV可固化的)将所述粘合剂材料固化。可使用各种技术来执行止动夹具660与PLC波导640的粗略和精细对准。在一个实例中,对准是活动的,并且利用视觉系统700和止动夹具660上的对准标记710S以及PLC基板610上的对准标记710P。在另一个实例中,对准是活动的,并且使用光到PLC波导640中的光学耦合来执行对准,所述耦合通过使止动夹具660与纤维对准套圈组件500临时性配合来进行。然后,在检测到从PLC波导输出的光时,在涉及到相对于PLC波导640的平移和旋转的光功率峰值操作期间,使止动夹具660和纤维对准套圈组件500一致地移动。
在另一个实例中,在PLC波导640的制造过程中,使用在PLC基板610的顶表面616上形成的凸起的止动夹具712来被动地对准止动夹具660。凸起的止动夹具712可使用光致抗蚀剂形成,并且可包括例如光致抗蚀剂岛状物或蚀刻的台面。凸起的止动夹具712还可使用诸如蚀刻凹坑或V形沟槽的精确形成的凹槽形成,精确元件(例如,球、纤维、柱等)可设置到所述精确形成的凹槽中,所述精确元件可限定在精确形成的凹槽的位置处的精确止动件。在一个实例中,可采用精确光刻技术来形成凸起的止动夹具712,使得它们可提供止动夹具660在PLC基板610上的精确对准。
在将止动夹具600与PLC波导640精确地对准之后,使用例如粘合剂材料550将止动夹具固定到PLC基板610。粘合剂材料550在止动夹具660与PLC基板610之间形成细粘结线,所述细粘结线限制了固化期间止动夹具的运动和未对准。
插座连接器
图7A是图6B的PLC 600与插座适配器750的顶部正视局部分解图,并且图7B是其组装图,PLC与插座适配器750一起限定插座连接器100R,所述插座连接器100R被构造为与插头连接器100P的对准组件104P配合接合以限定渐逝光学耦合器,如下文进一步解释。
插座适配器750具有前端752、后端754、顶侧756、底侧758以及相对边缘760。插座连接器具有在z方向上延伸的两个间隔开的支撑凸片770。支撑凸片770由桥接区段776连接,所述桥接区段776包括位于支撑凸片770的相应内边缘上的两个竖直的引导特征支撑构件778。水平横梁构件780连接两个竖直的引导特征支撑构件778,使得桥接区段776限定适配器750的开放内部(“适配器内部”)782。
插座适配器750包括两个间隔开的臂800,所述两个间隔开的臂800分别从竖直的引导特征支撑构件778延伸并且进一步限定插座适配器内部782。在一个实例中,每个臂800位于y-z平面中并且以在y-z平面中测量的连接角
Figure BDA0003132641910000161
延伸。在本发明实例中,连接角
Figure BDA0003132641910000162
但是臂800不必成角度,并且在一个实例中可直接在z方向上延伸以提供连接角
Figure BDA0003132641910000163
在一个实例中,每个臂800具有叉的形式,其中上尖齿802和下尖齿804限定呈引导狭槽803形式的引导特征部801。在一个实例中,引导狭槽803具有张开的末端805。同样在一个实例中,上尖齿802具有包括唇缘808的球状末端806。
插座适配器750还包括可弯曲(柔性)舌片784,所述舌片784从凸起的横梁构件780的中心沿臂800的大体方向延伸。在一个实例中,舌片784具有向上弯曲的末端区段786。在一个实例中,插座适配器750可由金属制成,并且在所述实例中还可以是一体结构,即,是单件的,而不是由多个单独的件制成的组件。注意,插座适配器750的臂800可被构造有引导特征部801,所述引导特征部801呈引导突起而不是引导狭槽的形式,以使插座适配器成为插头适配器。
插座适配器750附接到PLC基板610的顶表面616,其中止动夹具660至少部分地位于适配器开放内部782内。在一个实例中,这是通过将粘合剂材料550放置在PLC波导阵列630的任一侧上,然后使支撑突片770与粘合剂材料接触来实现的。在一个实例中,当实现插座连接器与PLC 600的正确对准时,粘合剂材料550是UV可固化的并且暴露于UV光以将粘合剂材料固化。插座连接器100R可使用与上述相同的主动和被动对准技术来与PLC 600的PLC波导阵列630主动地和/或被动地对准。
在一个实例中,可通过在支撑凸片770中提供孔773来促进粘合剂材料550的UV固化。也可使用既可被UV固化又可被热固化的粘合剂材料550,在这种情况下,最初通过在所选择位置中对粘合剂材料进行UV固化来将插座适配器750固定在适当位置。在UV固化之后,将PLC基板610和插座适配器750暴露于热量(例如,放置在热固化炉中)以将粘合剂材料完全固化。将插座适配器750连结到PLC基板610的薄粘合剂材料550层是期望的,以最小化UV和热固化期间的偏移。PLC 600、止动夹具660和插座适配器750的所得组装结构形成所得插座连接器100R,如图7B所示。
图8A示出图7B的插座连接器100R以及被布置在适当位置以可操作地接合插座连接器100R以形成渐逝光学耦合器900的插头连接器100P。图8B与图8A相同,但是示出组装的渐逝光学耦合器。图8C是图8B的渐逝光学耦合器900的简化型式的y-z平面中的剖视图,其中耦合角
Figure BDA0003132641910000171
并且示出渐逝耦合区域ECR,其中纤维10的末端区段12和PLC波导640重叠并对准并且彼此足够接近,从而可发生渐逝耦合(即,纤维和波导处于渐逝光学连通)。
再次参考图8A和图8B,插头连接器100P以连接角
Figure BDA0003132641910000172
接合插座连接器100R,以使得壳体110的引导特征支撑构件200上的凸起的引导特征部224进入臂800的对应引导狭槽803中。引导狭槽803的张开的末端805有助于将凸起的引导特征部224对准到引导狭槽中。当插头连接器100P和插座连接器100R被推到一起时,上尖齿802的球状末端806穿过在平面顶部构件130的侧面150处的相应卡扣件150,并且使上尖齿向下偏转直到相应唇缘808穿过并接合卡扣件150。同时,承载构件300的楔形顶侧306接合舌片784,所述舌片784是有弹性的并且在承载构件300上施加按压力FD。承载构件300上的按压力FD是向下的并且将对准套圈组件500的对准基板510按压到由PLC基板610支撑的PLC波导630上。这继而迫使纤维10的末端区段12紧靠PLC100的PLC波导640。如图8B所示,当将插头连接器100P进一步推入插座连接器100R中时,按压力FD增大,并且当上尖齿802的球状末端806和唇缘808接合插头连接器100P的壳体110上的卡扣件150时,按压力FD达到最大。如上所述,插头连接器100P和插座连接器100R的各种部件的精确制造导致当插头连接器和插座连接器配合接合以形成渐逝光学连接器900时,纤维10与PLC波导640的精确对准。
渐逝光学耦合器900的示例性构型允许在连接器配合过程的后期(即,在连接刚好完成时)在对准套圈组件500上施加按压力FD。在一个实例中,对准套圈组件500的成角度前端区段512F可操作地定位在止动夹具660的凹槽663的V形区段663V中,通过弹性构件350的压缩而被迫入位。这确保了在施加按压力FD之前,纤维10已经与PLC 600的PLC波导640对准。这个方法确保在将按压力FD施加在对准套圈组件500上之后,不需要纤维10的另外的侧向对准,因为在这一点上任何相对移动都有损坏PLC波导640的风险。
在将插头连接器100P完全插入插座连接器100R中之后,由于舌片784的按压力FD,纤维10与PLC波导640对准并牢固接触。此按压力FD还减小了原本在纤维10与PLC波导640之间可能出现的任何间隙。
图9类似于图8B,并且示出处于其闩锁位置的闩锁构件450,即,朝向平面顶部构件130的前端132移动,使得闩锁销470驻留在插座适配器750的臂800的引导狭槽803中。这防止了臂800的上尖齿802向下偏转,从而将插头连接器100P锁定到插座连接器100R。为了使插头连接器100P与插座连接器100R脱离接合,闩锁构件450朝向平面顶部构件130的后端134移动,从而将闩锁销470从引导狭槽803移除。这允许臂800的上尖齿802向下偏转,从而释放上尖齿的球状末端上的唇缘808,以从它们在平面顶部构件130的边缘140处的相应卡扣件150释放。
用于施加按压力的替代实施方案
如下文图10A至图10G的剖视图所示,存在用于在对准套圈组件500上提供按压力FD的几个其他示例性实施方案。在替代实施方案中,按压力FD被直接或间接地施加到承载构件300,所述承载构件300将按压力传递到结合到其底侧308的对准套圈组件500。按压力FD闭合了光纤10与PLC 100的PLC波导540之间的任何间隙,从而确保光纤与PLC波导之间的一致的低损耗光学耦合。注意,图10A至图10C类似于图8C的简化构型,其中连接角φ=0,即,插头连接器100P和插座连接器100R的配合接合是沿着水平方向。
图10A示出渐逝光学耦合器900的示例性实施方案,其中插头连接器100P的壳体110包括连接器舌片135,所述连接器舌片135在一个实例中可从平面顶部构件130的前端132延伸。当插头连接器100P和插座连接器100R配合接合时,舌片135被构造为在插座连接器舌片784下方滑动。在一个实例中,舌片135包括楔形前端137以促进这个过程。另外,承载构件300的顶侧306包括接触特征部330,其例如示出为圆顶形。接触特征部330被构造为使得来自重叠的插座连接器舌片784和连接器舌片135的按压力FD被引导通过承载构件300到达对准套圈组件500的对准基板510。接触特征部330的圆顶形状提供了强度,同时还允许对准套圈组件500在施加按压力FD时自由翻转和倾斜,从而减少或消除了光纤10与PLC波导640之间的任何间隙。承载构件300的圆顶形接触特征部330被应用于本文所公开的任何替代实施方案中。低摩擦表面、材料和/或润滑剂可用于最小化平面内摩擦力。
图10B类似于图10A,并且示出渐逝光学耦合器900的另一个替代实施方案,其中第二弹性构件350’用于提供按压力FD。在这个实施方案中,不需要插座连接器舌片784。相反,承载构件300的顶侧306包括弹性构件保持特征部307,并且顶部平面构件130的底表面138还包括相对的弹性构件保持特征部137。第二弹性构件350由两个弹性构件保持特征部307和137沿y方向可操作地支撑。第一或水平弹性构件350的弹簧常数可被选择为高于第二或竖直弹性构件350’的弹簧常数。在这个构型中,在连接器-插座配合过程的初始阶段期间,对准套圈组件500被第一或水平弹性构件350迫使与止动夹具660接触。稍后在连接器-插座配合过程中,第二或竖直弹性构件350’提供足够的按压力FD,以在闩锁450移动到闩锁位置(参见图9)中时驱动对准套圈组件500的纤维10与PLC 600的PLC波导540对准接触。
在一个实例中,壳体110可被设计为如上所述地以连接角
Figure BDA0003132641910000191
配合地接合插座适配器750,使得当对准套圈组件500首先接触止动夹具660时,首先压缩第一或水平弹性构件350,而在当对准套圈组件500的前端512已经接触止动夹具600之后的后期的连接器-插座连接器配合过程中,最后压缩第二或竖直弹性构件350’。
在图10B的实例中,第一弹性构件350和第二弹性构件350’作为示例是螺旋弹簧。可使用其他类型的弹性构件350和350’,诸如弹性材料。图10C类似于图10B,并且示出呈弹簧片形式的第二弹性构件350’,所述第二弹性构件350’可被冲压并弯曲以装配到平面顶部构件的底表面138与承载构件300的顶侧306之间的空间中。
图10D是渐逝光学耦合器900的另一个实施方案的另一个剖视图,所述渐逝光学耦合器900利用两个水平弹性构件350而不是一个水平弹性构件和一个竖直弹性构件。当试图减小渐逝光学耦合器900的垂直尺寸时,图10D的替代实施方案是有用的。在这个替代实施方案中,弹性构件保持器400包括在竖直方向上间隔开的两个保持特征部403。下部保持特征部403在承载构件300的后端304处与保持特征部305对准。壳体110还包括附接到平面顶部构件130的底表面138的第二弹性构件保持器400,并且包括在壳体110的后端114处与第一弹性构件保持器400的顶部保持特征部403相对的保持特征部403。第二弹性构件保持器400包括斜面401,前端402和底侧408在这个斜面401处会合。承载构件300的顶侧306包括楔形特征部326,所述楔形特征部326朝向承载构件的前端302定位并且成一定角度以匹配第二弹性构件保持器400的斜面401。
在连接器-插座配合过程中,下部弹性构件350施加水平力,所述水平力将对准套圈组件500推入止动夹具660中,同时上部弹性构件350水平推动第二弹性构件保持器,使得斜面401与楔形特征部326接合。这导致在承载构件300上产生按压力FD,所述按压力FD在对准基板510和位于其下方的光纤10上向下推动。可选择第二或上部弹性构件350的长度和弹簧常数,以使得在连接器-插座连接器配合过程的后期,将按压力FD施加到对准套圈组件500。这个方法确保了在生成按压力FD之前已经将对准套圈组件500与止动夹具接触。闩锁450用于将平面顶部构件130固定在适当位置以维持向下力FD。
图10E类似于图10D,并且示出渐逝光学耦合器900的另一个替代实施方案,其中上部弹性构件350被移除并且上部弹性构件保持器403在y方向上延伸,并且现在被称为延伸部或纵梁403。延伸部403包括斜面401,如图10B所示,所述斜面401邻近承载构件300的楔形特征部326定位。这等效于图10D的实施方案,其中上部弹性构件350具有极高的弹簧常数。当将斜面401抵靠承载构件300的楔形特征部326按压时,延伸部(纵梁)403可偏转以提供另外的向下弹簧力。在这个实施方案中,延伸部403成为弹性构件的另一个实例,所述弹性构件用于通过居中的承载构件300将按压力FD施加在对准套圈组件上。如在图10D的实施方案中,闩锁450用于将平面顶部构件130固定在适当位置以维持向下力FD。
图10F和图10G类似于图10D,并且示出渐逝光学耦合器900的另一个替代实施方案,其中延伸部400被替换为从闩锁构件450的前端452延伸的悬臂式闩锁延伸部480。闩锁延伸部480具有前端区段482,所述前端区段482向上弯曲以基本上匹配承载构件300的楔形特征部326的楔形角度。如图10F所示,当闩锁构件450处于其解锁位置时,闩锁延伸部480的前端482区段被设计为紧邻楔形特征部326。
如图10G所示,一旦插头连接器100P和插座连接器100R完全接合,就可通过在顶部平面构件130上滑动闩锁构件450来将其移动到其锁定位置。这确保了在对准套圈组件500处于其目标位置之后,即光纤10与PLC 600的PLC波导540对准之后,发生闩锁和按压力FD的生成。
当闩锁构件450向前移动时,闩锁延伸部480的弯曲前端482接触楔形特征部326,从而迫使对准套圈组件500和光纤10向下,使得它们与PLC 600的PLC波导540接触。由于当使用渐逝光学耦合器900时,闩锁构件450保持在其锁定位置,因此闩锁延伸部480的弯曲前端402继续在对准套圈组件500上提供按压力FD。闩锁延伸部480可由在长期使用期间不会失去其弹簧或蠕变的材料制成。例如,闩锁延伸部480可由硬质塑料材料或金属弹簧材料制成。
在连接器-插座连接器解除配合过程期间,通过向后(即,朝向连接器壳体110的后端114)移动闩锁构件450来将其解锁。这个动作从与承载构件330的楔形特征部326的接触中移除了闩锁延伸部480的弯曲末端482,这继而减轻了施加到对准套圈组件的按压力FD。这确保了在解除配合过程期间,没有实质按压力施加到PLC基板610,所述实质按压力可能会刮擦或损坏PLC波导540或光纤10。
示例性对准套圈组件和PLC
图11A是示例性对准套圈组件500的局部分解底视图,其示出纤维10的阵列,每根纤维具有末端区段12,在所述末端区段12中,剥去包层22的聚合物外包层58以露出玻璃部分16(参见例如,图2A)。所示的对准基板510设置在纤维10的玻璃部分16之下,并且其底表面518面向纤维。对准基板510可由具有期望的横截面形状的拉制的玻璃片材或棒形成,并且从所述片材或棒上切割下来以具有期望的尺寸和形状。对准基板510还可单独地或组合地使用一种或多种其他工艺来形成,诸如熔融拉制工艺、再拉制工艺、热压工艺和火焰加工工艺。下文更详细地描述将对准基板510形成为允许精确对准的精确部件的实例。
图11B和图11C是所得对准套圈组件500的底视图和顶视图,其中玻璃部分16使用粘合剂材料550粘结到对准基板的底表面518。在一个实例中,粘合剂材料可使用紫外线(UV)光固化(即,是UV可固化的)。这通过使用UV透明的对准基板510来促进。
图11D是示例性对准套圈组件500的剖视图,其中对准基板510用作使每根纤维10成形的成形构件。这种成形还通过以下方式来实现:选择性地移除玻璃内包层的一部分以使每根纤维10的末端区段12相对于对准基板510的底表面518是平坦的,同时纤维从对准基板的后端514伸出的部分也可相对于水平面成角度。在一个实例中,末端区段12的尖端13可通过如图所示在尖端处将聚合物包层的一小部分保留在原位而向上弯曲。
图12A是示例性PLC 600的自顶向下视图,并且图12B是沿图12A中的线B-B截取的图12A的示例性PLC 600的x-y剖视图。PLC 600的PLC基板610包括具有顶表面652的玻璃基平板650和在顶表面652上并限定PLC基板顶表面616的包覆层654。PLC波导640的芯641被支撑在玻璃基平板650中或其上。包覆层654包括与PLC波导640对准的对准通道656,所述PLC波导640在实例中具有锥形末端部642,所述锥形末端部642具有尖端643并且驻留并终止在对准通道内。对准通道656具有末端657和相对侧壁658。止动夹具660邻近通道末端657设置。在一个实例中,止动夹具660具有L形形状,其中L的一个长度沿y方向定向并且与最外侧对准通道656相邻且平行地延伸。
图13A是图21C的对准套圈组件500以及图12B的示例性PLC 600的剖视图,而图13B是图13A的对准套圈组件和PLC 600的自顶向下视图,其示出对准套圈组件500用于将纤维与PLC 600的PLC波导640对准的方式。由对准基板510支撑的纤维10的末端区段12在PLC基板610的包覆层654中插入它们相应的对准通道656中。注意,在示例性对准套圈组件500中,间隔纤维10S用于确保纤维10具有与PLC波导640相同的节距P。纤维10的末端区段12朝向对准通道656的后端657移动,使得末端区段与PLC波导640的锥形末端642重叠。当纤维末端区段12与相应的PLC波导640对准并重叠时,对准基板510的前端512与设置在通道末端657处或附近的止动夹具660接触。
图14A和图14B是示例性套圈组件500的剖视图,其中每根纤维10的玻璃部分16具有带具有燕尾形区段82的键孔横截面形状,所述燕尾形区段82包括对准表面70和球状区段84,所述球状区段84包括平坦的玻璃部分表面62。对准套圈组件500包括支撑在对准基板510的顶表面516上并限定纤维10的周期P的多个间隔开的(例如,相互交叉或交错)的间隔件88。在一个实例中,间隔件88是光纤,即,间隔纤维10S。纤维10的玻璃部分16的燕尾形区段82位于间隔件88之间,其中平坦的对准表面70与对准基板510的顶表面512接触,而每根纤维10的平坦的玻璃部分表面62面向上。
粘合剂材料550可用于将间隔件88、对准基板510和玻璃部分16的燕尾形区段82彼此固定。挤压力FS可在粘合剂材料550固化(例如,通过UV辐射)时在水平和竖直方向上施加。可在平坦的玻璃部分表面62处采用诸如玻璃片材的临时性挤压构件90,以促进竖直挤压力FS的均匀施加,并将燕尾形区段82设置在间隔件88和粘合剂材料350内。
在将粘合剂材料550固化之后(例如,通过暴露于UV辐射),可移除临时性按压构件90,从而使纤维10的键孔形玻璃部分16的平坦的玻璃部分表面62暴露在对准套圈组件500中,如图14B所示。然后可将对准套圈组件500翻转过来,使得平坦的玻璃部分表面62面向下。由于挤压组装方法确保了纤维10的玻璃部分16被布置在精确的周期P上,并且平坦的玻璃部分表面62可以上述方式与PLC 600的相同周期的对准通道656对准。同样地,外侧(最外侧)间隔件88提供参考基准表面,所述参考基准表面相对于纤维10的芯18具有精确偏移DS。在一个实例中,外侧间隔件88与止动夹具660(例如,平行于对准通道656延伸的L形截面)接触,以提供纤维10与PLC 600的PLC波导560的精确对准。当光纤10被裂解并抛光时,另一个基准表面可形成在对准基板510上。
用于对准套圈组件的激光产生的凸块
图15是所示的示例性对准套圈组件500的剖视图,其中纤维10的末端区段12中的一个驻留在PLC基板610的对准通道656内,并且其中所示的止动夹具660的一部分邻近对准通道定位。对准基板510的边缘520紧邻止动夹具660定位,并且包括对准凸块526,所述对准凸块526的尺寸被设定为提供对准基板相对于止动夹具660的选择量的偏移h,从而使纤维芯18与PLC波导640的芯641对准。这使得对准套圈组件500能够低成本地制造,因为其侧表面可通过相对不精确的工艺(诸如通过切片)来制造。
可使用本领域中已知的激光凸块技术在玻璃对准基板510的表面(例如,边缘520)上形成具有精确高度h(例如,在±0.5μm内)的对准凸块526。可使用例如可商购的扫描激光轮廓曲线仪来原位测量凸块高度h至±0.1μm。通过交替的凸块形成和凸块高度测量,可使用少量的工艺迭代(例如,3至4次)以高精度且在0<h≤100μm的高度范围内的任意高度h形成一个或多个对准凸块526。对准凸块形成工艺可快速进行(几秒钟),而对准凸块高度测量可需要5至10秒。
因此,在一个实例中,可在对准基板510的边缘520上形成至少一个对准凸块526,以提供精确的偏移基准(参考)特征部。对准凸块526是有吸引力的,因为它们使得在配合基准表面之间可收集的碎屑背离接触点移位。对准凸块526的小尺寸还能够实现高接触压力,所述高接触压力可压缩未移位的碎屑。使用在底表面518上具有V形沟槽的对准基板510的优点在于,可在将纤维末端12插入V形沟槽中之前形成对准凸块526。
图16是示出用于使用激光形成对准凸块526的示例性装置96和相关联方法的示意图。在对准凸块526的激光形成期间,对准基板510的底表面518中的可选的V形沟槽519可用于将对准基板精确地对准在支撑夹具920中。支撑夹具920包括支撑纤维10或对准纤维10A的V形沟槽921。装置96包括安装在刚性基部954上的激光轮廓曲线仪950,使得它可测量形成在对准基板510的边缘520上的激光产生的对准凸块256的高度。可移动镜956可向上移动以将来自激光递送纤维962和透镜964的激光960反射到对准基板510的边缘520处的目标位置中。在形成对准凸块256之后,可移动镜956可向下移动以允许激光轮廓曲线仪950测量凸块的高度。可重复这个过程,直到对准凸块526具有与期望的精确水平偏移相对应的期望高度。
使用一个或多个精确形成的对准凸块526的优点在于,其允许在对准基板510的V形沟槽519中的纤维10的位置与位于对准基板510的侧面上的对准凸块256之间建立准确的几何关系。几何关系(例如,图16中的距离GR)可通过以下方式来确定:形成对准凸块256,然后测量通过例如另一光纤(未示出)耦合到给定纤维10的玻璃纤维芯18中的光,所述另一光纤在夹具中的玻璃芯上进行精确扫描,所述夹具还提供了精确的边缘止动基准特征部。这个过程使得能够向对准基板510形成可能使用基于精度的技术尚无法形成的精确的边缘对准特征部。
对准凸块526也可使用类似的方法形成在对准基板510的其他位置上。图17类似于图13B,并且示出对准基板510上的三个对准凸块526,所述三个对准凸块526与U形止动夹具660的两个不同表面对准。示例性止动夹具660在前端662处具有成角度开口,所述成角度开口使得对准套圈组件500能够与PLC 600进行初始粗略对准。可如图所示分布三个对准凸块526,其中两个对准凸块设置在对准基板510的右边缘520上,而一个凸块设置在前端512处。也可有效地采用对准凸块526的其他数量和位置。箭头DA表示对准套圈组件500插入止动夹具660的前端662处的成角度开口中的方向,以及纤维10插入张开的对准通道656中的方向。
通过拉制玻璃工艺形成的对准基板
在一个实例中,可使用玻璃拉制工艺来制造对准基板510,所述玻璃拉制工艺允许所得对准基板具有可用于建立纤维10与对准基板的精确对准的至少一个精确表面。
图18A是用于产生如本文所采用的对准基板510的示例性拉制系统580的示意图。拉制系统580可包括用于对玻璃预成型件510P进行加热的拉制炉582。玻璃预成型件510P具有与对准基板510大体相同的相对形状,但是大得多,例如大25倍至100倍。因此,在一个实例中,玻璃预成型件510P可具有任何合适的横截面形状,并且图18A的玻璃预成型件的正方形横截面形状通过举例和易于图示的方式示出。可使用均匀的大块玻璃来制造玻璃预成型件510P。这种玻璃的一个实例是硼硅酸盐玻璃。另一种类型的玻璃是熔融石英。也可有效地采用其他类型的玻璃。
可将大块玻璃机加工成具有期望的形状,例如具有精度特征部的大体矩形的横截面形状,如下所解释。在一个实例中,玻璃预成型件510P的至少一部分可被抛光,例如激光抛光。玻璃预成型件510P的构型和各种拉制参数(拉制速度、温度、张力、冷却速率等)决定了对准基板510的最终形式。
在制造过程中,拉制的玻璃预成型件510P离开拉制炉582,并具有对准基板510的大体形式,但是是一个长的连续的长玻璃构件或玻璃片材,通常称为长玻璃构件510G。在长玻璃构件510G离开拉制炉582之后,可使用非接触式传感器584A和584B来测量其尺寸。可通过本领域已知的任何合适的张力施加机构将张力施加到长玻璃构件510G。
在测量长玻璃构件510G的尺寸之后,它可通过冷却机构586,所述冷却机构586对长玻璃构件进行缓慢的冷却。在一个实施方案中,冷却机构586填充有气体,所述气体有助于以比在环境温度下在空气中冷却长玻璃构件慢的速率冷却长玻璃构件510G。
一旦长玻璃构件510G离开冷却机构586,就可将长玻璃构件切割成相对长的选择长度(称为“杆”)(数十毫米至1.5m),然后将长玻璃构件再次切割成较小的长度以限定单独对准基板510。
在一个实例中,长玻璃构件510G可通过以下方式来制造:使用玻璃预成型件510P执行第一拉制工艺以形成中等尺寸的玻璃预成型件,然后使用第二拉制工艺来再拉制所述中等尺寸的玻璃预成型件以形成长玻璃构件510G。使用玻璃拉制工艺形成的对准基板510具有可用于在纤维10与PLC波导之间建立对准的精确表面,如下文更详细地解释。
图18B是示例性对准基板510的顶部正视图,所述示例性对准基板510已经从使用图18A的拉制系统形成的长玻璃构件510G(或杆,其是长玻璃构件的一部分)切割下来。长玻璃构件510G呈玻璃片材的形式,并且因此在下文中称为玻璃片材510G。玻璃片材510G具有前端512G、后端514G、顶表面516G、底表面518G、边缘520G以及纵向轴线A2G。玻璃片材510G可被拉制成诸如沿着其边缘520G中的一个或两个具有精度特征部521G。玻璃片材520G的精度特征部521G变为由玻璃片材形成的对准基板510的精度特征部521,并且在将对准套圈组件500与PLC 600配合时可用作基准表面。
在图18B的实例中,玻璃片材510G的一个边缘520G具有呈小脊形式的精度特征部521G。脊的弯曲形状被设计为沿着单条接触线接触止动夹具660的一部分。使用小半径脊确保了碎屑可从接触线流走,或者可通过沿着接触线集中的配合力对碎屑进行压缩。在替代的边缘轮廓设计中,可增大脊的半径,使得精度特征部521G跨玻璃片材510G的整个边缘520G延伸,并且因此跨由玻璃片材形成的对准基板的整个边缘520延伸。如上所述,精度特征部521G也可形成在两个边缘520G上,使得对准基板具有两个对应的精度特征部521G。
在一个实例中,可垂直于玻璃片材510G的纵向轴线A2G切割玻璃片材510G以形成对准基板510以及其他部分。每个对准基板510具有至少一个精确平坦表面(例如,顶表面516或底表面518和/或边缘520中的一个或两个),所述至少一个精确平坦表面可用于在对准套圈组件500的组装期间安装纤维10。或者,如果玻璃片材510G的顶表面516G和底表面518G不够平坦,则可在另外的抛光步骤中对这些表面进行抛光。在一个实例中,以不改变从给定玻璃片材510G切割下来的对准基板510的精度特征部21的方式执行这个抛光步骤。
可将其他特征部(诸如以精确节距制造的V形沟槽519G)添加到玻璃片材510G的顶部或底部。这些V形沟槽519G可通过精确拉制工艺来形成(例如,通过向玻璃预成型件添加类似的V形沟槽),或者通过在拉制之后(例如,在垂直切割成单独对准基板部分之前或之后)对玻璃对准基板进行金刚石锯切来形成。玻璃片材510G的V形沟槽519G成为对准基板510的V形沟槽519。
图19类似于图15,并且示出示例性对准套圈组件500,其中对准基板510已经由类似于图18B所示的拉制玻璃片材510G形成。对准基板510在一个边缘520上包括呈脊形式的精度特征部521。对准基板510还包括V形沟槽519,所述V形沟槽519形成在底表面518中并且尺寸被设定为容纳纤维10的末端区段12的玻璃部分16的成角度对准表面70。在一个实例中,对准套圈组件500包括多根纤维10,每根纤维设置在V形沟槽519中,并且每根纤维10位于PLC 600的单独对准通道656中。图15和图19的示例性对准通道656比纤维10的末端区段12宽,使得在将对准套圈组件500与PLC 600对准并对接时,存在一些用于定位纤维的末端区段的空间。
在玻璃片材510G中形成精度特征部521G的优点在于,它使每个对准基板510可具有主要参考基准表面或特征部,由于玻璃拉制工艺的性质,预期所述主要参考基准表面或特征部线性度极高。这个主要基准表面或特征部可用于形成另外的基准表面。例如,将拉制的玻璃片材510G切割成单独对准基板部分的过程可利用精度特征部521G作为参考表面或特征部,使得切割精确地垂直于边缘520G。
用于对玻璃片材510G进行拉制然后切割它们以形成对准基板510的过程可用于产生其他横截面形状,所述横截面形状使得对准套圈组件500能够与PLC 600被动对准。图20类似于图18B,并且示出具有成角度或锥形边缘520的示例性玻璃片材510G。所述角度形成玻璃片材510G,所述玻璃片材510G在底表面518G处比在顶表面516G处宽。成角度边缘520G可用于帮助使纤维10保持与PLC 600的PLC波导640接触。
图21A是使用图20的对准基板510形成的示例性对准套圈组件500的顶部正视图和局部分解图。图21B示出可操作地布置在示例性PLC 600上方的图21A的示例性对准套圈组件500。图21C与图21B相同,不同的是它示出组装结构。使用设置在PLC基板610的顶表面616上并且围绕PLC波导640的末端642的一个或多个弹性夹持器元件(“夹持器”)980来将对准套圈组件500与PLC 600的PLC基板610的PLC波导640对准,以限定示例性止动夹具660。在一个实例中,夹持器980使用光刻技术由低模量的光致抗蚀剂材料形成。在一个实例中,夹持器980由聚合物形成。在将要形成夹持器980的区域中不透明的光刻阴影掩模可与PLC 600的先前形成的PLC波导640对准,从而使其在渐逝耦合区域ECR上居中。
为了将掩模与PLC波导640精确地对准,可能需要在PLC对准标记710P上的光致抗蚀剂材料中预蚀刻窗口。用于观察PLC对准标记710P的视觉系统700可安装在线性跳动<0.5μm的精确竖直平台上,使得将相对于PLC平面位于不同的水平面中的PLC和掩模对准标记可彼此准确地对准。或者,PLC和掩模对准标记可使用分裂场或双物镜光学系统对准,所述光学系统同时观察位于以精确的侧向偏移偏移的不同位置处的对准标记。
在接触掩模对准之后,通过从偏离法线轴线(例如,偏离法线10-20°)引导到PLC基板610上的UV源将正性光致抗蚀剂暴露于UV辐射。同时,PLC基板610在平台上旋转,以使光致抗蚀剂内未暴露区域形成竖直锥形结构,所述竖直锥形结构在顶部(竖直锥形结构与阴影掩模接触的位置)处比在底部(竖直锥形结构与PLC基板610的顶表面616接触的位置)处宽。已经充分暴露于UV的光致抗蚀剂区域将变得可溶于显影剂,从而使光致抗蚀剂仅保留在阴影掩模正下方的未暴露锥形区域中。
夹持器980限定凹槽663,所述凹槽663的尺寸被设定为接收对准基板610。在一个实例中,凹槽963略小于对准基板510,即,夹持器980为对准基板提供过盈配合。当对准基板510的边缘520被向下推入凹槽663中时,这允许对准基板510的边缘520使夹持器980侧向地偏转。在一个实例中,平行于PLC波导640延伸的夹持器980具有成角度内边缘965,所述成角度内边缘965与对准基板510的成角度边缘520互补,使得两个互补的成角度边缘接合以提供对准基板在凹槽663中的自定心。将这种自定心设计为使纤维10与PLC 600的PLC波导640侧向对准。其余的夹持器980使纤维10与PLC 600的PLC波导640轴向对准。夹持器980的成角度内边缘665还在对准基板520上提供按压力FD,这有助于使纤维10保持与PLC波导640的渐逝连通。
通过对长玻璃构件进行拉制形成的对准基板
上文论述的图5A和图5B示出具有成角度(V形)前端区段512F的示例性对准基板510。图22是用于形成示例性对准套圈组件500的示例性对准基板510和纤维10的自底向上视图,其中纤维10的尖端13位于前端区段512F与后端区段514B之间的过渡处。
图23示出用于形成V形对准基板510的示例性长玻璃构件510G。示例性长玻璃构件510G具有带五个侧面的横截面,包括在前端区段512FG中限定V形前端区段512的两个成角度边缘510。如上所述,长玻璃构件510G通过对具有相同横截面形状但具有更大整体尺寸的预成型件510P进行拉制来形成。通过切割垂直于其长轴的长玻璃构件510G来形成对准基板510。所得对准基板510的两个成角度边缘520F是基准表面,所述基准表面可用于建立对准套圈组件500的纤维10与PLC 600的PLC波导640的对准。
图24A是类似于图12A所示的示例性PLC 600的自顶向下视图,并且所述示例性PLC600包括具有V形凹槽663的示例性止动夹具660,所述V形凹槽663的尺寸被设定为紧密容纳(接收)图22的对准套圈组件500的对准基板510的V形前端区段512。止动夹具660可被制造在PLC基板610的顶表面616上并且与瞬逝耦合区域ECR对准。止挡夹具660可以是通过选择性地蚀刻诸如光致抗蚀剂层、氧化物层或外延沉积层的沉积层材料而形成的凸起的台面区域。止动夹具660可在PLC基板510的顶表面516上方延伸5μm至20μm。在替代构型中,止动夹具660是通过光刻曝光和蚀刻/显影工艺(包括先前提及的聚合物夹持器制造工艺)形成的较厚的凸起台面(例如,50μm至150μm厚)。在一个实例中,止动夹具660的凹槽663可在PLC基板610的前端612处具有张开的开口端,以将对准套圈组件500插入凹槽中,从而将纤维10与PLC波导640粗略对准。
如图24B所示,当对准基板510的成角度前端区段512F紧密地位于V形凹槽663内时,纤维10与PLC 600的PLC波导640侧向和轴向对准。
图24C类似于图23A,并且示出在对准基板520的V形前端区段512F的边缘520上的不同位置处添加了对准凸块526。示出三个这样的对准凸块526,其提供了与止动夹具660的三个精确的接触点。如上所述,对准凸块526可促进V形对准套圈组件500与止动夹具660的精确对准,并使对准对可能截留在对准表面之间的碎屑不那么敏感。
如上所论述,在一个实例中,可通过垂直于其长轴切割V形长玻璃构件510G来形成V形对准基板510。在图25A和图25B所示的另一个实例中,可在不垂直于其长轴A2G的方向上切割V形长玻璃构件510G。如在沿着中心线CL截取的图25C的剖视图中可看出,所得对准基板510可使其前端512以及其边缘520成角度,使得对准基板的顶表面516小于底表面518。这不仅使对准基板的前端区段512F为V形,而且在y-z平面中添加了楔形形状,可以下文论述的方式利用所述楔形形状。
图26A是示例性PLC 600的自顶向下视图,所述PLC 600包括具有V形凹槽663的示例性止动夹具660,但其中止动夹具的顶表面666大于止动夹具的底表面668,因此在凹槽的内边缘665处存在悬伸部。在一个实例中,止动夹具660可使用聚合物材料形成,并且在另一个实例中,可将止动夹具形成为上述夹具980的组件,诸如图21B和图21C所示。结果是,止动夹具660的凹槽663的内边缘665具有楔形形状,所述楔形形状补充(容纳)对准基板510的楔形前端512,使得对准基板和止动夹具的相应边缘进行面对面接触或线接触。这也在图26B(包括图25B的对准套圈组件500)的自顶向下视图中示出,并且在图26C的沿着中心线CL截取的y-z剖视图中示出。注意,内边缘665相对于止动夹具660的平面顶侧666具有除90°之外的角度,并且在图26C的实例中与平面顶侧成钝角。
使用聚合物夹持器980来形成止动夹具660的优点在于,夹持器可使用对准标记或基准与先前制造的PLC层精确地对准。典型的掩模对准设备可实现<0.5μm的层对准误差。聚合物夹持器由光敏材料制成,使得,使用正确的曝光和显影条件,可使用底切蚀刻工艺创建悬伸部区域。
由于止动夹具660可由诸如聚合物的弹性材料制成,因此当将对准基板510插入凹槽663中时,凹槽的内边缘665可侧向偏转。偏转使止动夹具660产生侧向恢复力,所述侧向恢复力倾向于使插入的对准基板510沿着中心线CL自定心。即使止动夹具660略微被蚀刻不足或蚀刻过度,也会发生此自定心过程,因为对于凹槽663的内边缘665的两个相反侧,蚀刻不足或蚀刻过度在名义上是相同的。
图26D是类似于图26C的剖视图,并且示出一个实例,其中与止动夹具660的凹槽663的内边缘665的悬伸部相关联的楔角大于边缘520在对准基板510的前端末端区段512F处的楔角。这在止动夹具的V形凹槽663内在止动夹具660与对准基板510之间形成了一条接触线。止动夹具660在配合期间的弹性偏转有助于确保对准套圈组件500和由其支撑的纤维10在渐逝耦合区域ECR中与PLC 600的PLC波导640旋转地以及侧向地对准。
当渐逝耦合区域ECR远离对准基板510的V形前端区段512F定位时,则可将另外的按压力FD施加到对准套圈组件500,或者直接施加在渐逝耦合区域之上或更加朝向对准基板510的后端514。另一方面,对准基板510的尺寸可被设定为使得渐逝耦合区域ECR完全位于对准基板510的V形前端区段512F(即,由V形尖端形成的三角形区域)内。在这种情况下,V形前端512与柔性止动夹具660的相互作用可在渐逝耦合区域ECR处施加足够的按压力FD,以闭合原本可能存在的任何间隙。
如果渐逝耦合区域ECR位于对准基板510的V形前端区域512F之外,则用于施加按压力FD的另一种方法是在对准基板的后端514处或朝向其(即,远离V形前端区段)添加两个另外的成角度面,如图27A和27B所示。图27A是示例性长玻璃构件510G的前正视图,所述示例性长玻璃构件510G具有用于形成期望的对准基板510的必要的横截面形状,并且包括两个三角形突起523G。图27B的示例性对准基板510在后端区段514B处包括两个三角形突起523,所述三角形突起523向对准基板提供四个成角度边缘520,其中两个在前端区段512F处,两个在后端区段514B处。
图28类似于图26B,并且示出示例性对准套圈组件500,所述对准套圈组件500采用图25B的对准基板510,并且还示出示例性PLC 600,所述PLC600包括止动夹具600,其中凹槽663具有与对准基板互补的形状。当对准夹具510的四个成角度边缘520接合止动夹具660的凹槽663的内边缘665的四个对应部分时,整个对准基板被迫向下,而不管渐逝耦合区域ECR相对于对准基板在何处下降。对准基板510的这种设计简化了连接器壳体110的设计,因为在对准套圈组件500与PLC 600的配合期间,连接器壳体仅需要提供大致平行于PLC基板510的顶表面516的低角度力。
图29A至图29E示出对准套圈组件500的对准基板510和PLC 600的止动夹具660的替代实施方案(构型)。
图29A是示出示例性对准基板510的自顶向下视图,其中前端512包括斜角513,并且其中止动夹具660由两个柱667形成,每个柱具有被构造为与斜角513进行面对面接触的成角度小面668。
图29B是示出示例性对准基板510的自顶向下视图,其中前端512具有V形沟槽527,并且其中止动夹具660由具有形成V形凹槽663的成角度小面668的单个元件限定,所述V形凹槽663与对准基板510的V形沟槽前端区段512F互补。
图29C是示出示例性对准基板510的自顶向下视图,其中前端512具有呈V形沟槽527形式的两个间隔开的凹槽,而止动夹具660的尺寸由间隔开的柱667限定为由对准基板510的V形沟槽527紧密地接收。
图29D是示出示例性对准基板510的自顶向下视图,其中前端512呈正方形,并且其中止动夹具660具有U形凹槽663,所述U形凹槽663的尺寸被设定为接收对准基板的正方形前端。
图29E是示出示例性对准基板510的自顶向下视图,其中前端512呈正方形,其中相对边缘520各自包括凹口529,并且其中止动夹具660由间隔开的柱667限定,所述间隔开的柱667被构造为当对准基板被推动通过对准柱之间的空间时接合凹口。在一个实例中,柱667是柔性的,使得当对准基板在柱之间通过时它们会偏转,并且当凹口与柱对准时,柱会偏转回到凹口529中。
对准基板510的其他实施方案可包括V形前端512和凹口529的组合。例如,可将类似于图29D所示的矩形侧凹口529添加到V形对准基板,使得一旦将对准基板推入止动夹具660的凹槽663的V形区段663V中达足够距离,就可将另外的聚合物夹持器卡扣到矩形侧凹口中,以将对准套圈组件临时地或永久地锁定在PLC 600上的适当位置。
如上所述的玻璃拉制工艺也可用于在拉制的长玻璃构件510G中形成孔,其中长玻璃构件用于形成对准基板510,所述对准基板510的孔具有相对于其他特征部的精确直径和位置。图30A和图30B是两个示例性对准套圈组件500的自顶向下视图,每个对准套圈组件包括从对准基板510的顶表面516延伸到底表面518的两个间隔开的孔570(即,孔570是通孔)。在基于玻璃片材的图案化/蚀刻的另一种制造工艺中,孔570可以是从一个表面延伸到止动夹具内的位置的盲孔。PLC 600的止动夹具660可由两个间隔开的柱667限定,所述两个间隔开的柱667具有与对准基板510中的孔570相同的间距并且具有基本上相同的直径,使得这些柱可至少部分地穿过这些孔装配。
如果柱667是相对刚性的,则它们可被制造成具有略微小于孔570的直径的直径,如图30A所示。或者,如果柱由可变形材料制造,则可将柱的尺寸设定为具有略大于孔570的直径的顶表面直径,并且具有小于孔570的底直径(柱接触PLC基板顶表面516位置)。在将对准套圈组件500附接到PLC 600期间,可变形柱667在被推动通过它们相应的孔570时会略微变形。由于可变形柱667具有相对低的弹性模量,因此当将对准套圈组件500与PLC 600配合时,它们可承受一些侧向位移。一旦配合时,孔570内的柱667将用于使纤维10与PLC 600的PLC波导640在渐逝耦合区域ECR中精确地对准,因为它们的变形应力松弛。
图30B示出示例性构型,其中一个孔570是圆形的而另一个孔是椭圆形的。椭圆形孔570为柱在孔内的移动提供了空间,使得可通过调整对准套圈组件500的位置来使纤维10与PLC波导640对准。使用椭圆形孔570还防止柱667相对于孔570的任何过度约束,如果柱节距由于制造变化而与孔节距略有不同,则过度约束可能会发生。
如图30C所示,两个孔570可制成椭圆形。椭圆形孔570的尺寸可被设定为与椭圆形柱667的尺寸匹配。如果椭圆形孔557的宽度沿着其长度变化,则如图30D所示,可形成锥形或键孔形孔。在这种情况下,聚合物夹持器柱的尺寸可被设定为适合穿过椭圆形孔570的较宽部分,但是当对准基板相应地移动时,聚合物夹持器柱被捕获在椭圆形孔的狭窄部分中。这种移动同时使纤维10与PLC波导640对准,并且还在对准基板上生成按压力FD。
图30D所示的图30C的对准基板510的变型具有带不同尺寸区域的椭圆形孔,其中较大区域允许与柱667粗略对准,而较小区域允许精细对准。
使用玻璃拉制工艺的止动夹具制造
在一个实例中,玻璃拉制工艺可用于形成精确形状,所述精确形状可用于形成上述止动夹具660。图31A是示例性棒状长玻璃构件660G的顶部正视图,所述棒状长玻璃构件660G使用玻璃拉制工艺由与上文结合图18A讨论的形状相似但尺寸更大的玻璃预成型件形成。还示出示例性一体式(即,单件式)止动夹具660,并且其通过切割长玻璃构件660G来形成。示例性止动夹具660包括如上所述的V形凹槽663(例如,参见图6A、图6B)。
图31B类似于图31A,并且示出可如何由长玻璃构件660G形成多件式止动夹具660,其中将长玻璃构件切割成单独部分,然后可将它们组合以形成止动夹具。在本发明实例中,长玻璃构件660G提供两个部分666,所述两个部分666被组合以形成具有V形凹槽663的两部分止动夹具660。
图32是顶部正视图,其示出止动夹具660如何通过将对准基板510的V形前端512紧密地接收在对准夹具660的V形凹槽663中,来将对准套圈组件500与PLC 600的PLC波导640对准。如上所述,对准基板510和止动夹具660可具有一个或多个互补的倾斜或渐缩侧面,当对准基板510可操作地位于止动夹具660的凹槽663内时,所述一个或多个互补的倾斜或渐缩侧面紧密地接合,这可以提供将纤维10按压到PLC 600的PLC波导640上的按压力FD。
具有对准组件的对准套圈组件
图33A是示例性对准套圈组件500的顶部正视图,所述对准套圈组件500被示出为设置在对准组件104下方。对准套圈组件500的对准基板510包括在底表面518上的纵向V形沟槽519,以提供纤维10的纵向对准和选择间距(节距)。
对准组件104P包括平面顶部构件1110,所述平面顶部构件1110具有中心轴线A3、前端1112、后端1114、顶表面1116、底表面1118以及相对边缘1120。对准组件104P还包括呈导管形式的间隔开的引导特征支撑构件200,所述引导特征支撑构件200邻近相应侧面1120附接到底表面1118。每个导管200具有前端1132、后端1134和纵向孔洞1136,所述纵向孔洞1136具有基本上平行于中心轴线A3延伸的孔洞轴线AB。在一个实例中,导管200的前端1132和后端1134与平面顶部构件1110的前端1112和后端1114基本上重合。在一个实例中,每个孔洞1136支撑导销1140,所述导销1140具有延伸超过平面顶部构件1110的前端1112的前端区段1142。在一个实例中,平面顶部构件1110、导管200和导销1140中的一者或多者由玻璃制成。在一个实例中,平面顶部构件1110和导管200由玻璃制成,而导销1140由除玻璃之外的材料(诸如刚性聚合物或金属)制成。间隔开的导管200和平面顶部构件1110的底表面1118限定接收区域1150,所述接收区域1150的尺寸被设定为容纳套圈组件500的对准基板510。图33A示出施加到对准套圈组件500的对准基板510的顶表面516的一部分的粘合剂材料550。注意,图33A的对准组件104P的平面顶部构件1110与图4B的对准组件104P的平面顶部构件130相对。
对准组件104P与对准套圈组件500组合,以通过将对准基板510插入接收区域1150中以使得粘合剂材料550接触平面顶部构件1110的底表面1118来形成插头连接器100P。然后将对准套圈组件500相对于对准组件1110对准。在一个实例中,这种对准是六轴对准。一旦建立对准,就通过例如通过平面顶部构件1110暴露于UV光来将粘合剂材料550固化。在一个实例中,粘合剂材料550在对准和固化之后具有在1μm和40μm之间的范围内的厚度。图33B示出所得插头连接器100P。
图34A是示例性对准套圈组件500的侧视图,所述对准套圈组件500类似于图11D的对准套圈组件,但是具有对准基板510,其中顶表面516相对于底表面518成角度。图34A还示出位于对准套圈组件500上方的对准组件104P,而图34B示出所得插头连接器100P,其中导销1140限定相对于对准基板510的底表面518的连接角φ。注意,连接角φ=0对应于水平面。
具有插座组件的PLC
图35A是相对于PLC 600处于适当位置,即邻近PLC基板610的前端612的插头连接器100P的侧视图。PLC 600包括插座组件104R,所述插座组件104R在一个实例中具有与对准组件1200P相同的构造,但是不具有导销1400。插座组件104R设置在PLC基板610的顶表面616上,并且以连接角φ定向,使得孔洞轴线AB与导销1140对准。这可通过在插座组件104R的每个导管200上形成平坦区段1138来实现。在一个实例中,使用粘合剂材料550将插座组件104R固定到PLC基板610的顶表面616。
对准组件1200P与插座组件104R配合接合以形成渐逝光学耦合器900,如图35B所示。渐逝光学耦合器900通过以下方式来形成:使对准组件1200P和插座组件104R沿着连接角
Figure BDA0003132641910000361
在一起,使得对准组件1200P的导销1140滑入插座组件104R的孔洞1136中。当对准组件1200P的导销1140完全插入插座组件104R的孔洞1136中时,对准组件的对准套圈组件500的纤维10与PLC600的PLC波导640在渐逝耦合区域ECR中对准并紧密接触。
图36A和图36B是插头连接器100P和插座连接器100R的顶部正视图,其示出通过使插头和插座连接器配合接合而形成的示例性渐逝光学耦合器900。
尽管出于说明的目的已经阐述了本文所公开的实施方案,但是前述描述不应被认为是对本公开或所附权利要求的范围的限制。对本领域技术人员将显而易见的是,可在不背离权利要求书的精神或范围的情况下进行各种修改和变更。
本领域普通技术人员应当理解,所述公开的构造和其他部件不限于任何特定材料。除非本文另有描述,否则本文所公开的本公开的其他示例性实施方案可由多种材料形成。
在提供值的范围的情况下,应理解在那个范围的上限与下限之间的每个中介值(intervening value)(除非上下文另外清楚地指出,否则精度下限是单位的十分之一)以及那个陈述的范围内的任何其他陈述值或中介值都涵盖在公开内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括在较小范围中,并且也涵盖在本公开内,可以有陈述的范围内的任何明确排除的极限。当陈述的范围包括一个或两个极限时,排除那些包括的极限中的任一个或两个的范围也包括在本公开中。
出于本公开的目的,术语“耦合(coupled)”(以其所有形式,耦合(couple、coupling、coupled等))通常意指两个部件(光学、电气或机械)彼此直接或间接地连结。这种连结在本质上可以是固定的,或者在本质上可以是可移动的。这种连结可通过两个部件(光学、电气的或机械的)与任何另外的中间构件实现,所述另外的中间构件彼此或与所述两个部件一体形成为单个完整主体。除非另外说明,否则这类连结本质上可以是永久性的,或者本质上可以是可移除的或可释放的。对本领域技术人员将显而易见的是,可在不背离权利要求书的精神或范围的情况下进行各种修改和变更。
出于描述和限定本教义的目的,应当注意,术语“基本上”和“大约”以及“约”在本文中用于表示可归因于任何定量比较、值、测量结果或其他表示的固有不确定程度。术语“基本上”和“大约”以及“约”在本文中还用于表示定量表示可以与表明的参考不同而不导致讨论中的主题的基本功能发生变化的程度。
应当理解,可以在不脱离本公开的概念的情况下对前述实施方案做出变化和修改,并且还应当理解,除非随附权利要求通过它们的语言另外明确地说明,否则此类概念意图由这些权利要求涵盖。

Claims (54)

1.一种用于在光纤与光子光波电路(PLC)的光学波导之间建立渐逝光学耦合的光学互连设备,其包括:
a)对准套圈组件,所述对准套圈组件包括:
i)对准基板,所述对准基板具有带前端的前面区段、顶表面、底表面以及基板中心轴线;
ii)光纤的阵列,其中每根光纤具有纤维中心轴线和具有玻璃部分的末端区段,所述玻璃部分由玻璃芯、玻璃内包层和紧邻所述玻璃芯定位的玻璃部分表面限定,并且其中所述光纤的所述末端区段固定到所述对准基板的所述底表面,其中所述玻璃部分表面背对所述对准基板的所述底表面,并且其中所述纤维中心轴线与所述基板中心轴线对准;以及
b)对准组件,所述对准组件包括:平面支撑构件,所述平面支撑构件具有带后端的后端区段、顶表面和底表面;第一间隔开的引导特征支撑构件和第二间隔开的引导特征支撑构件,所述第一间隔开的引导特征支撑构件和所述第二间隔开的引导特征支撑构件从所述平面支撑构件的所述底表面向下悬垂并且分别支撑第一引导特征部;以及位于所述第一引导特征部与第二引导特征部之间的接收区域,所述对准套圈组件的所述对准基板固定在所述接收区域中。
2.根据权利要求1所述的光学互连设备,其中所述第一间隔开的引导特征支撑构件和所述第二间隔开的引导特征支撑构件分别包括第一导管和第二导管。
3.根据权利要求2所述的光学互连设备,其中所述第一导管和所述第二导管分别包括分别支撑第一导销和第二导销的第一孔洞和第二孔洞。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学互连设备,其中所述第一引导特征部相对于所述对准基板的所述基板中心轴线以连接角
Figure FDA0003132641900000011
定向。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学互连设备,其还包括:闩锁构件,所述闩锁构件支撑在所述平面支撑构件的所述后端区段处。
6.根据权利要求5所述的光学互连设备,其还包括:弹簧载荷的承载构件,所述弹簧载荷的承载构件具有底表面,并且设置在所述第一间隔开的引导特征支撑构件与所述第二间隔开的引导特征支撑构件之间,使得所述对准套圈组件的所述对准基板的所述顶表面可移除地附接到所述弹簧载荷的承载构件的所述底表面。
7.根据权利要求5或6所述的光学互连设备,其中所述对准套圈组件包括与所述光纤交错的一根或多根间隔纤维,以限定与所述波导的节距匹配的所述光纤的节距。
8.一种渐逝光学耦合器,其包括:
作为第一光学互连设备的根据权利要求1所述的光学互连设备;
第二光学互连设备,所述第二光学互连设备包括:平面光波电路(PLC),所述PLC可操作地支撑PLC光学波导;以及由所述PLC可操作地支撑的适配器;并且
其中所述适配器被构造为匹配地接合所述第一光学互连设备的所述对准组件,以使所述光纤和所述光学波导处于渐逝光学连通。
9.根据权利要求8所述的渐逝光学耦合器,其中所述适配器包括间隔开的臂,所述间隔开的臂分别限定第二引导特征部,所述第二引导特征部被构造为可操作地接合所述对准组件的所述第一引导特征部。
10.根据权利要求9所述的渐逝光学耦合器,其中所述第一引导特征部和所述第二引导特征部相对于所述对准基板的所述基板中心轴线限定连接角
Figure FDA0003132641900000021
Figure FDA0003132641900000022
11.根据权利要求8至10中任一项所述的渐逝光学耦合器,其中所述第二光学互连设备包括止动夹具,所述止动夹具具有凹槽,所述凹槽被构造为在所述第一光学互连设备和所述第二光学互连设备被配合接合时接收所述对准套圈组件的所述对准基板的所述前端区段。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的渐逝光学耦合器,其中所述对准套圈组件附接到弹簧载荷的承载构件,并且其中所述适配器包括与所述承载构件机械地接合并且施加按压力的舌片,所述舌片抵靠所述PLC按压所述对准套圈组件,使得当所述第一光学互连设备和所述第二光学互连设备被配合接合时,所述光纤抵靠所述光学波导按压。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的渐逝光学耦合器,其中所述对准套圈组件附接到弹簧载荷的承载构件,并且其中壳体组件包括与所述承载构件机械地接合并且施加按压力的至少一个弹性构件,所述至少一个弹性构件抵靠所述PLC按压所述对准套圈组件,使得当所述第一光学互连设备和所述第二光学互连设备被配合接合时,所述光纤抵靠所述光学波导按压。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的渐逝光学耦合器,其中所述至少一个弹性构件包括可偏转纵梁。
15.一种用于在光学波导的阵列与光纤的阵列之间建立渐逝光学耦合的光学互连设备,其包括:
平面光波电路(PLC),所述PLC具有表面并支撑所述光学波导的阵列,其中所述阵列具有第一侧面和第二侧面;
适配器,所述适配器具有内部、间隔开的第一凸片和第二凸片以及间隔开的第一臂和第二臂,每个臂具有第一引导特征部,其中所述适配器的所述第一凸片和所述第二凸片在所述波导的阵列的所述第一侧面和所述第二侧面附近和外侧附接到所述PLC的所述表面;
止动夹具,所述止动夹具包括具有内边缘的凹槽,所述止动夹具附接到所述PLC的所述表面并且在所述适配器的所述内部内并且相对于所述光学波导阵列,其中所述凹槽限定对准表面。
16.根据权利要求15所述的光学互连设备,其中所述凹槽包括具有V形形状的前端区段。
17.根据权利要求15或16所述的光学互连设备,其中所述止动夹具具有平坦的顶侧,并且所述内边缘相对于所述平坦的顶侧成钝角。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的光学互连设备,其中每个第一引导特征部包括由所述第一臂和所述第二臂中的每一者的上尖齿和下尖齿限定的狭槽。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的光学互连设备,其中所述止动夹具包括一个或多个弹性夹持器元件。
20.一种渐逝光学耦合器,其包括:
作为第一光学互连设备的根据权利要求15所述的光学互连设备;
第二光学互连设备,所述第二光学互连设备包括:对准套圈组件,所述对准套圈组件包括具有基板中心轴线并支撑光纤的阵列的对准基板;对准组件,所述对准组件可操作地支撑所述对准套圈组件;并且
其中所述适配器被构造为与所述第二光学互连设备的所述对准组件匹配地接合,以使所述光纤和所述光学波导处于渐逝光学连通。
21.根据权利要求20所述的渐逝光学耦合器,其中所述对准组件包括第二引导特征部,所述第二引导特征部被构造为与所述对准组件的所述第一引导特征部可操作地接合。
22.根据权利要求20或21所述的渐逝光学耦合器,其中所述第一引导特征部和所述第二引导特征部相对于所述对准基板的所述基板中心轴线限定连接角
Figure FDA0003132641900000041
23.根据权利要求20至22中任一项所述的渐逝光学耦合器,其中所述对准基板具有前端区段,所述前端区段在所述第一光学互连设备和所述第二光学互连设备被配合地接合时接收在所述止动夹具的所述凹槽内。
24.根据权利要求23所述的渐逝光学耦合器,其中所述对准套圈组件附接到弹簧载荷的承载构件,并且其中所述适配器包括与所述承载构件机械地接合并且施加按压力的舌片,所述舌片抵靠所述PLC按压所述对准套圈组件,使得当所述第一光学互连设备和所述第二光学互连设备被配合接合时,所述光纤抵靠所述光学波导按压。
25.根据权利要求24所述的渐逝光学耦合器,其中所述止动夹具具有平坦的顶侧,并且其中所述内边缘除与所述平坦的顶侧垂直之外还成角度,并且其中所述对准基板具有成角度外边缘,所述成角度外边缘允许在所述对准基板的外边缘与所述止动夹具的所述凹槽的所述内边缘之间进行面对面接触或线接触。
26.根据权利要求25所述的渐逝光学耦合器,其中所述止动夹具包括一个或多个弹性夹持器元件,所述一个或多个弹性夹持器元件被构造为在所述对准基板的所述前端区段与所述止动夹具的所述凹槽之间限定过盈配合。
27.根据权利要求26所述的渐逝光学耦合器,其中所述对准套圈组件包括闩锁,所述闩锁能够在所述适配器的第一臂和第二臂之上移动以将所述对准组件固定到所述适配器。
28.根据权利要求23至27中任一项所述的渐逝光学耦合器,其中所述对准基板具有包括一个或多个对准凸块的外边缘,所述一个或多个对准凸块被构造为当所述一个或多个对准凸块与所述止动夹具接触时将所述光纤与所述PLC波导对准以进行渐逝耦合。
29.一种形成对准套圈组件的方法,其包括:
对玻璃预成型件进行拉制以形成具有纵向轴线的长玻璃构件,其中所述玻璃预成型件具有至少一个执行精度特征部,所述至少一个执行精度特征部确定至少一个长玻璃构件精度特征部;
在基本上垂直于所述纵向轴线的方向上切割所述长玻璃构件,以形成具有由所述至少一个长玻璃片材精度特征部限定的至少一个基板精度特征部并且还包括平面表面的对准基板;以及
将多根光纤固定到所述平面表面。
30.根据权利要求29所述的方法,其中所述对准基板包括边缘,并且其中至少一个基板精度特征部在所述边缘上。
31.根据权利要求29或30所述的方法,其中所述至少一个基板对准特征部包括沿着所述边缘延伸的脊。
32.根据权利要求29至31中任一项所述的方法,其中所述对准基板包括V形前端。
33.根据权利要求29至32中任一项所述的方法,其中所述平面表面包括多个平行的V形沟槽,并且其中所述光纤中的每个固定在所述V形沟槽中的一个内。
34.根据权利要求29至33中任一项所述的方法,其还包括:
将所述对准套圈组件的所述光纤与由平面光波电路(PLC)基板支撑的光学波导对接,所述PLC基板具有支撑止动夹具的表面,其中当所述光纤和所述光学波导可操作地对准以进行渐逝耦合时,所述对准基板的所述至少一个基板精度特征部接触所述止动夹具。
35.一种形成对准套圈组件的方法,其包括:
将多根光纤固定到平面对准基板的底表面,使得所述光纤基本上平行于基板轴线延伸并具有节距P,其中所述平面对准基板具有一个或多个边缘;以及
在所述边缘中的至少一个上形成至少一个对准凸块。
36.根据权利要求35所述的方法,其中所述形成所述至少一个对准凸块包括:用激光束辐照所述边缘中的至少一个。
37.根据权利要求36所述的方法,其还包括:
测量所述至少一个对准凸块的高度;以及
在所述测量之后,重新辐照所述至少一个对准凸块以改变所述至少一个对准凸块的所述高度。
38.根据权利要求35至37中任一项所述的方法,其还包括:
将所述对准套圈组件的所述光纤与具有所述节距P并由平面光波电路(PLC)基板支撑的光学波导对接,所述PLC基板具有支撑止动夹具的表面,其中当所述光纤和所述波导可操作地对准时,所述对准基板的所述至少一个对准凸块接触所述止动夹具。
39.根据权利要求35至38中任一项所述的方法,其还包括:
通过对玻璃预成型件进行拉制以形成长玻璃构件,然后切掉所述长玻璃构件的一部分来形成所述对准基板。
40.一种形成第一光学互连设备的方法,所述方法被构造为接收具有对准套圈组件的第二光学互连设备,所述对准套圈组件支撑具有节距P的光纤的阵列,所述方法包括:
提供平面光波电路(PLC),所述PLC包括PLC基板,所述PLC基板具有平面表面并支撑具有所述节距P的PLC波导的阵列;以及
将止动夹具固定到所述平面表面并相对于所述PLC波导的阵列,使得当所述对准套圈组件接触所述止动夹具时,将所述光纤的阵列和所述PLC光学波导的阵列可操作地对准。
41.根据权利要求40所述的方法,其中将所述止动夹具固定到所述平面表面包括:将所述止动夹具上的第一对准标记与所述PLC基板上的第二对准标记主动对准。
42.根据权利要求41所述的方法,其还包括:将适配器附接到所述PLC基板的所述顶表面,所述适配器被构造为接收并接合所述第二光学互连设备。
43.根据权利要求42所述的方法,其中所述适配器包括开放内部,并且其中所述止动夹具至少部分地位于所述适配器内部内。
44.根据权利要求40至43中任一项所述的方法,其还包括:
对玻璃预成型件进行拉制以形成具有凹槽和内边缘的长玻璃构件,然后切掉所述长玻璃构件的一部分以限定所述止动夹具。
45.根据权利要求44所述的方法,其中所述对准套圈组件包括具有V形前端区段的对准基板,并且其中所述凹槽为V形以紧密地容纳所述对准基板的所述V形前端区段。
46.根据权利要求40至45中任一项所述的方法,其还包括:
对玻璃预成型件进行拉制以形成长玻璃构件;
切掉所述长玻璃构件的至少第一部分和第二部分;以及
使用所述至少第一部分和所述第二部分来限定所述止动夹具。
47.根据权利要求40至46中任一项所述的方法,其中所述止动夹具和所述对准套圈组件具有互补的成角度侧壁,并且其中当所述对准套圈组件和所述止动夹具接触时,所述互补的成角度侧壁接触。
48.根据权利要求47所述的方法,其中所述止动夹具包括一个或多个弹性夹持器元件。
49.根据权利要求48所述的方法,其中所述对准套圈组件包括具有前端区段的对准基板,并且其中所述一个或多个弹性夹持器元件限定凹槽,所述凹槽的尺寸被设定为与所述对准基板的所述前端区段形成过盈配合。
50.根据权利要求40至49中任一项所述的方法,其中所述对准套圈组件包括对准基板,所述对准基板具有带前端的前端区段,所述前端包括第一斜角和第二斜角,并且其中所述止动夹具包括具有成角度小面的第一柱和第二柱,所述第一柱和所述第二柱被构造为接收以提供与所述斜角的面对面接触。
51.根据权利要求40至50中任一项所述的方法,其中所述对准套圈组件包括对准基板,所述对准基板具有带前端的前端区段,所述前端包括至少一个凹槽,并且其中所述止动夹具包括至少一个柱,所述至少一个柱的尺寸被设定为由所述至少一个凹槽接收。
52.根据权利要求40至51中的任一项所述的方法,其中所述对准套圈组件包括对准基板,所述对准基板具有带前端的前端区段,并且其中所述止动夹具包括凹槽,所述凹槽的尺寸被设定为接收所述对准基板的所述前端区段。
53.根据权利要求40至52中任一项所述的方法,其中所述对准套圈组件包括对准基板,所述对准基板具有相对边缘,每个相对边缘包括凹槽,并且其中所述止动夹具包括第一弹性柱和第二弹性柱,所述第一弹性柱和所述第二弹性柱被构造为分别接收所述第一弹性柱和所述第二弹性柱。
54.根据权利要求40至53中任一项所述的方法,其中所述对准套圈组件包括具有至少一个通孔的对准基板,并且其中所述止动夹具包括至少一个柱,所述至少一个柱被构造为由所述至少一个通孔接收。
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