CN114746786A - 光学连接器组件 - Google Patents

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Abstract

一种光学连接器组件包括第一光学套管和第二光学套管。第一光学套管和第二光学套管中的每一者包括从后部部分向前延伸的前部部分。后部部分包括顶侧和底侧。后部部分的底侧限定凹入部分。第一光学套管和第二光学套管彼此配合，使得第一套管和第二套管中的每一者的前部部分设置在第一套管和第二套管中的另一者的凹入部分中。分立保持器被组装到配合的第一套管和第二套管的相反端部。保持器中的每一者限定弹性部分，该弹性部分弹性地迫使配合的第一套管和第二套管中的一者的前部部分抵靠第一光学套管和第二光学套管中的另一者。

Description

光学连接器组件
技术领域
本公开整体涉及光学连接器组件和光学套管。
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。光学通信也可扩展到小型消费电子器件诸如膝上型计算机和手机内的应用程序。随着光学模块和光纤设备的小型化，在光学接口和连接分配点处可发生光纤拥塞。
发明内容
本文所述的各个方面和实施方案涉及光学连接器和光学套管。
本公开的一些方面涉及一种光学连接器组件，该光学连接器组件包括第一光学套管和第二光学套管。第一光学套管和第二光学套管中的每一者包括从后部部分向前延伸的前部部分。后部部分包括具有用于接收和固定一个或多个光波导的附接部分的顶侧。顶侧还包括光重定向部分，以用于改变从接收并固定在附接部分中的光波导接收的光的方向。后部部分还包括在其中限定凹入部分的底侧。第一光学套管和第二光学套管彼此配合，使得第一套管和第二套管中的每一者的前部部分设置在第一套管和第二套管中的另一者的凹入部分中。第一分立保持器和第二分立保持器被组装到配合的第一套管和第二套管的相反端部。第一分立保持器和第二分立保持器中的每一者限定用于在其中接收配合的第一套管和第二套管的对应端部的通孔。第一分立保持器和第二分立保持器中的每一者包括弹性部分，该弹性部分弹性地迫使配合的第一套管和第二套管中的一者的前部部分抵靠第一光学套管和第二光学套管中的另一者。
本申请的这些方面和其它方面根据下面的具体实施方式将是显而易见的。然而，在任何情况下都不应将上面的总结理解为是对所要求保护的主题的限制，该主题仅仅由所附权利要求限定。
附图说明
将参考附图更详细地讨论本公开的各个方面，其中，
图1示意性地示出了彼此组装的光学套管；
图2示意性地示出了光学套管的不同特征结构；
图3示意性地示出根据本公开的某些方面的与光学配合套管配合的光学套管的横截面视图；
图4和图5示意性地示出了根据本公开的一些实施方案的分立保持器；
图6示意性地示出了根据一些实施方案的与分立保持器组装的光学套管；
图7示意性地示出了根据一些实施方案的保持器与套管的组装的横截面；
图8至图9示意性地示出根据本公开的一些实施方案的分立保持器的不同视图；并且
图10示意性地示出了根据一些实施方案的与分立保持器组装的光学套管；
图11示意性地示出了根据一些实施方案的保持器的横截面；
图12示意性地示出了根据一些实施方案的保持器与套管的组装的横截面；
图未必按照比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而，应当理解，在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一图中用相同数字标记的部件。
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。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。
例如，光学连接器可用于连接多光纤带状电缆。带状电缆通常包括在塑料带中并排组织并模制的多个光纤。光学连接器可包括被配置成从带状电缆接收光纤的光学套管。可以将具有相同光纤间距的两个配合的光学套管以邻接关系放置，使得相应套管的光纤的端部基本上彼此同轴对准，从而形成多光纤连接。光学套管的配合可利用可直接或间接施加到套管的恒定正向和法向力。力可施加在套管上的任何地方，只要它不干扰其他要求。多光纤带的弯曲可用于提供期望的正向和法向力，以保持套管彼此配合。然而，光纤的弯曲可随时间推移在光纤自身以及光纤与套管之间的粘结中产生应力。在本公开的一些实施方案中，光学套管和/或光学连接器包括在基本上不使用光纤的弯曲来产生期望力的情况下产生期望的正向和法向力的特征结构。
包括扩束光学连接器的光学连接器可包括可形成为单一模制结构的光学套管(也被称为“光耦合单元”)。单一光学套管是单件结构，其包括用于接收并固定波导的一个或多个元件、用于影响来自波导的光的一个或多个元件以及一个或多个对准特征结构。本文所述的光学连接器包括设置在壳体中的一个或多个光学电缆组件。光学电缆组件可包括附接到一个或多个光学套管的一个波导或多个平行波导(通常为4个、8个或12个或更多个平行波导)的阵列。
如图1至图3所示，光学连接器组件包括用于沿着配合方向(90)与配合的第二光学套管(200)配合的第一光学套管(100)。第一光学套管和第二光学套管(100，200)彼此配合，使得第一套管(100)和第二套管(200)中的每一者的前部部分(10)设置在第一套管和第二套管中的另一者的凹入部分中。
在一些方面，光学套管(100，200)可具有单一构造。在其它方面，光学套管可以是包括单独形成并粘附或以其它方式紧固在一起的片的套管。套管可由任何合适的材料包括聚合物或陶瓷制成。套管可包括当两个套管配合时引导或帮助引导套管与配合套管对准的一个或多个元件。在一些方面，第一光学套管和第二光学套管(100，200)中的任一者或两者可以是无极性的(hermaphroditic)。
在一些实施方案中，光学连接器可包括壳体，并且光学套管可被组装到壳体。例如，壳体可起到防止污物干扰光学连接的作用。在一些情况下，壳体可提供保持力以保持套管的正接触，还可以提供闩锁和释放机构以用于配合并解除配合光学连接器。此外，壳体可保护光学套管使其不会输出可能对附近人员造成安全危险的杂散光。在一些实施方案中，壳体可具有闩锁机构以防止其意外打开。在一些实施方案中，壳体可具有可通过配合两个连接器的动作而打开的门机构。壳体可具有用于保持并固定光学套管以及用于将光学连接器配合到配合的光学连接器的任何合适的构型。
在一些方面，第一光学套管和第二光学套管(100，200)中的每一者包括从后部部分(20)向前延伸的前部部分(10)。后部部分(20)包括顶侧(21)和底侧(24)。顶侧(21)包括附接部分(22)和光重定向部分(23)，并且底侧(24)限定凹入部分(25)。第一光学套管和第二光学套管(100，200)在配合方向(90)上彼此配合，使得第一套管(100)和第二套管(200)中的每一者的前部部分(10)设置在第一套管和第二套管(100，200)中的另一者的凹入部分(25)中。在一些实施方案中，套管可具有多于一个配合方向。例如，在一些实施方案中，套管可适于相对于配合套管沿第一配合方向或沿第二正交配合方向或者沿第一配合方向和第二配合方向的矢量和移动以便与配合套管配合。
套管的顶侧(21)上的附接部分(22)接收并固定一个或多个光波导(92)，如图3所示。在一些实施方案中，一个或多个光波导(92)可形成光缆的波导阵列。术语光波导在本文中用于指传播信号光的光学元件。光学波导可具有带包层的至少一个芯，其中芯和包层被配置成例如通过全内反射传播光。光学波导可为例如单模式或多模式波导、单芯光纤、多芯光纤、聚合物波导或设置在基板上的平面波导。波导可具有任何合适的横截面形状，例如圆形、正方形、矩形等。波导阵列中的各个波导可为由具有保护性缓冲涂层的玻璃制成的光纤。波导阵列的多个平行波导可由护套包封。
根据一些方面，附接部分(22)可包括用于接收和固定一个或多个光波导(92)的一个或多个附接区。附接部分(22)沿着第一方向(x轴)延伸，如图1和图2所示。根据一些实施方案的光波导(92)可以是光纤，并且可以在它们永久附接的附接部分(22)的附接区中提供的沟槽中对准。在附接点处，波导92的光纤缓冲涂层和保护性护套(如果有的话)被剥离，以允许仅裸光纤对准地安置并永久性地附连到附接部分(22)的附接区中的沟槽。
套管的顶侧(21)上的光重定向部分(23)改变从接收并固定在附接部分(22)中的光波导(92)接收的光(91)的方向(90)。在一些方面，光重定向侧(23)可被配置成将从接收并固定在附接部分(22)中的光波导(92)接收的光(91)的方向改变至少45度或至少约60度。在一些实施方案中，套管(100，200)在光重定向侧(23)中可各自包括光重定向元件的阵列，至少一个光重定向元件用于附接到相应套管的波导阵列中的每个光波导(92)。安放光波导的出口端部以便能够将从每个光波导发出的光(91)引导到套管(100，200)的光重定向部分(23)中的对应的光重定向元件的输入侧或输入面。例如，在各种实施方案中，光重定向部分(23)中的每个光重定向元件具有棱镜、透镜和反射表面(诸如反射镜等)中的一者或多者以使光准直。
在一些实施方案中，光重定向部分(23)将从接收并固定在附接部分(22)中的光波导接收的光的方向从光学套管的配合的(第一)方向(90)改变为不同方向(93)，如图3中最佳所见。由第一套管(100)的光重定向部分(23)反射的来自第一套管(100)中的光波导的光(91)被重定向到第二套管(200)的光重定向部分(23)。第二套管(200)的光重定向部分(23)被取向成将反射的光(91)聚焦到底部套管(200)中的光波导(92)中。在一些其他方面，光重定向部分可被配置成主要通过全内反射(TIR)改变来自接收并固定在附接部分(22)中的光波导(92)的光(91)的方向。在一些实施方案中，光重定向部分(23)中的光重定向元件可包括例如反射涂层，或者以其他方式被制成反射性的。
套管(100，200)的配合相对于套管以恒定的正向和法向力保持。例如，可以将保持器组装到配合的第一套管和第二套管，以相对于套管以基本上恒定的正向和法向力保持套管的配合。保持器可以是由任何合适的材料形成的弹性构件。在一些方面，可以在配合的套管的每个端部处提供分立保持器。
根据图4至图12中所示的不同实施方案，光学连接器组件(300)可包括第一分立保持器(60；60′)和第二分立保持器(70；70′)，其被组装到配合的第一套管和第二套管(100，200)的相反端部(80，81)。第一分立保持器(60；60’)限定用于在其中接收配合的第一套管和第二套管的第一端部(80)的通孔(61；61’)。第二分立保持器(70；70’)限定用于在其中接收配合的第一套管和第二套管的与第一端部(80)相对的第二端部(81)的通孔(71；71’)。在一些方面，第一保持器和第二保持器可具有相同的挠曲特性(例如，相同的模量和相同的几何形状)。
第一分立保持器(60；60’)可包括弹性部分(62；62’)并且第二分立保持器(70；70’)可包括弹性部分(72；72’)。每个保持器(60，70；60’，70’)的弹性部分(62，72；62’，72’)弹性地迫使配合的第一套管和第二套管中的一者的前部部分(10)抵靠第一光学套管和第二光学套管中的另一者。在一些方面，弹性部分(62，72；62’，72’)弹性地迫使对应的配合套管的前部部分(10)沿着基本上正交于第一光学套管和第二光学套管的配合方向(90)的方向抵靠另一个光学套管。
在图4至图7中示出的实施方案中，第一保持器和第二保持器中的每一者的弹性部分(62，72)可以是由保持器(60，70)的切口形成的弹簧臂(62，72)。如图7最佳可见，第一保持器(60)的弹性部分(62)接触第一套管(100)的前部部分(10)，并且第二保持器(70)的弹性部分(72)接触第二套管(200)的前部部分(10)。保持器(60，70)的弹性部分(62，72)形成为适形于套管的前部部分(10)的轮廓。例如，弹簧臂(62，72)的由保持器的切口形成的至少一部分可以是锥形的，以适形于形成在套管的前部部分(10)上的对应锥形。在图6和图7所示的实施方案中，套管(100，200)中的一者或两者的前部部分可包括鼻部区域(40)并且锥形可形成在鼻部区域(40)上。分立保持器(60，70)的弹簧臂(62，72)上的锥形可被形成为适形于形成在套管的前部部分(10)上的锥形鼻部区域(40)。
在图8至图12所示的实施方案中，第一保持器和第二保持器(60’，70’)中的每一者的弹性部分(62’，72’)可以是面向保持器的通孔(61’，71’)的倾斜部分(62’，72’)，如图11中最佳所见。如图12所示，第一保持器(60’)的倾斜部分(62’)接触第一套管(100)的前部部分(10)，并且第二保持器(70’)的倾斜部分(72’)接触第二套管(200)的前部部分(10)。保持器(60’，70’)的弹性部分(62’，72’)形成为适形于套管的前部部分(10)的轮廓。例如，倾斜部分(62’，72’)可以是锥形的，以适形于形成在套管的前部部分(10)上的对应锥形。
倾斜部分(62’，72’)可与保持器一体地形成，或者可以在制造过程期间作为单独的步骤形成。
在配合的套管的每个端部处的分立保持器的组装可以顺序地完成。例如，当一个保持器组装在配合的套管的一个端部处，配合的套管的另一个端部可例如用手或使用工具暂时地夹紧。在一个端部组装保持器时，在移除临时夹具之后在配合套管的相反端部处组装另一保持器。
在组装期间，将保持器向上移动到其中相应的弹性部分(62，72；62’，72’)紧密地适形于相应套管(100，200)的前部部分(10)的点。在组装时，第一分立保持器(60；60’)的弹性部分(62；62’)弹性地迫使第一套管(100)的前部部分(10)抵靠第二套管(200)的后部部分(20)，并且第二分立保持器(70；70’)的弹性部分(72；72’)弹性地迫使第二套管(200)的前部部分(10)抵靠第一套管(100)的后部部分(20)。
在一些方面，保持器可具有内置导销和/或浮动件，用于将保持器组装并配合到套管上。用以相对于套管以恒定的正向和法向力保持套管的配合的压制力可完全由保持器(60，60’；70，70’)产生，或者可包括压制弹性部分(62，72；62’，72’)的附加外部机构。
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 (7)

1.一种光学连接器组件，包括：
第一光学套管和第二光学套管，所述第一光学套管和所述第二光学套管中的每一者包括从后部部分向前延伸的前部部分，所述后部部分包括：
顶侧，所述顶侧包括用于接收和固定一个或多个光波导的附接部分，以及用于改变从被接收并被固定在所述附接部分中的光波导接收的光的方向的光重定向部分；和
底侧，所述底侧在其中限定凹入部分；
所述第一光学套管和所述第二光学套管彼此配合，使得所述第一套管和所述第二套管中的每一者的所述前部部分设置在所述第一套管和所述第二套管中的另一者的所述凹入部分中；以及
组装到所配合的第一套管和第二套管的相反端部的第一分立保持器和第二分立保持器，所述第一分立保持器和所述第二分立保持器中的每一者限定通孔和弹性部分，所述通孔用于在所述第一分立保持器和所述第二分立保持器中接收所配合的第一套管和第二套管的对应端部，所述弹性部分弹性地迫使所配合的第一套管和第二套管中的一者的所述前部部分抵靠所述第一光学套管和所述第二光学套管中的另一者。
2.根据权利要求1所述的光学连接器组件，其中所述第一保持器和所述第二保持器中的每一者的所述弹性部分是由所述保持器的切口形成的弹簧臂。
3.根据权利要求1所述的光学连接器组件，其中所述第一保持器和所述第二保持器中的每一者的所述弹性部分是面向所述保持器的所述通孔的倾斜部分。
4.根据权利要求1所述的光学连接器组件，其中所述光重定向部分将从被接收并被固定在所述附接部分中的光波导接收的光的所述方向从所述光学套管的配合方向改变为不同方向。
5.根据权利要求1所述的光学连接器组件，其中所述第一保持器和所述第二保持器中的每一者的所述弹性部分接触所述第一光学套管和所述第二光学套管中的对应光学套管的所述前部部分。
6.根据权利要求1所述的光学连接器组件，其中所述第一光学套管和所述第二光学套管是无极性的。
7.根据权利要求1所述的光学连接器组件，其中所述弹性部分弹性地迫使对应的配合套管的所述前部部分沿着基本上正交于所述第一光学套管和所述第二光学套管的配合方向的方向抵靠另一个光学套管。
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