CN1402838A - 多光纤阵列的光电模块 - Google Patents

Abstract

一种光电模块，通过将多个OED从光纤阵列至少沿z、y轴或其组合偏移设置同时保持其沿光纤阵列的x轴对准使之与多光纤阵列配合，所述模块包括：(a)用来同具有x、y光纤阵列的多光纤组件相互连接的连接器接口；(b)多个用来进行光、电信号之间转换的OED；和(c)光路，其中每一光路具有一用来同x、y光纤阵列的一个相应的光纤光耦合的第一末端和同对应OED光耦合的第二末端，其中至少两条光路的第二末端间的距离大于其对应的第一末端间的距离，且其中沿x轴横跨第二末端的距离不大于沿x轴横跨第一末端的距离。

Description

多光纤阵列的光电模块

发明领域

本发明涉及到光电器件，特别是本发明涉及到与多光纤阵列一起使用的光电器件。

发明背景

随着通信技术的不断发展，光学正起着越来越大的作用，并在传统电信领域已占据了主导地位。光通信的一个重要的子系统是光电接口，它用来在光域和电域间转换信号。一般地，光电接口包括某种用于发送或接收光信号的光电器件(OED)。OED通常装在包括一盖和一端板(header)组件组成的“TO can”组件中。该端板(header)组件可以是一包括OED加上一个或多个集成电路(IC)或无源元件的混合微电子组件。该端板组件包括比如合适的陶瓷附属支座(submount)的绝缘盘，在其上安装有IC和OED。该绝缘盘也可安装在引线由之延伸的金属端板上。因此，TO can包括包含有多个安装步骤和电连接的电元件和机械元件的组件。

除了OED，典型的光电接口包括含有用于操作OED的必要电路的印刷电路板或基底，和用于与光纤或光缆(多光纤)接口连接的连接器接口。典型的光连接器包括其中放置有套圈的壳体，该套圈构造成以特殊的空间关系保持一个或多个光纤且具有一使光纤末端呈阵列形式的端面。该端面一般被抛光以提供同模块的接合表面良好的光接触。本文称光纤和光连接器的组合为“光缆组件”。

一般来讲，OED、支持电路、基底和连接接口都装在一分立的模块内，本文称为“光电模块”或仅称为“模块”。光电模块通常构造成安装在较大的主系统如路由器或计算机中。模块通常采用例如通销要装或可插接的插孔的传统安装结构被安装在这一主系统内的主电路板上。因为该模块构造为同缆线组件相互连接，为了可访问性和避免需要通过主系统迂回路由光纤，所以该模块一般位于靠近主系统的周围。最小化每一模块所需的访问面积的需要已导致了模块被拉长且呈直线状，以使其呈现为具有较小同光缆组件的连接面积的端面。

为了图示起见，光电模块的取向参照笛卡尔坐标系的x、y和z轴来设定。除有专门指出的外，z轴是沿光进入模块方向的轴线。模块设计中的当前趋势提倡使用光基本上平行地进入基底的结构。因此，z-轴一般是被拉长模块的长度的方向而x和y轴一般限定了端面的面积。

对电信领域不断微型化的需求已在几个方面影响到光电模块。首先，在主系统的底板上填充尽可能多的模块的要求就增加了减小模块的x、y面积的要求。实际上，近来工业标准方面的趋势已呈现出模块的x、y面积明显的减小，而且这一趋势还在不断继续。近来减小x、y区域的模块设计被称为“小形状系数(small-form factor)”设计。

小形状系数设计的复杂化需求是对增加存在于单个光连接器中的光纤数量的竞争需求。本行业是从单光纤套圈向包括排列在x、y阵列中的两个或更多光纤的多光纤套圈的演变。x、y阵列一般沿x轴延伸且包括多个沿y轴的行和一个或多个沿x轴的列。通常使用的例子是，多光纤连接器包括具有两个或更多光纤的单列的MT-RJ型连接器和具有一个或多个光纤的一列或多列的MPX^TM型连接器。因此，组合多光纤阵列的需求与小形状系数设计的需求已导致了对处理压缩多光纤阵列本文也称为“高密度光纤阵列”的模块化缆线的需求。

遗憾的是，与高密度光纤阵列的接口存在诸多问题，特别是与例如TO can的传统OED的接口。更具体地说，TO can趋向于体积庞大且高密度阵列的光纤间的空间趋于不足以容纳其庞大的体积。一个适应高密度阵列的小空间需求的方法是采用精细的光反射光学器件来沿x轴扩展阵列且因此增加光路之间的间隔(参见例如惠普公司的MT-RJ转换接收器m/n HFBR-5903，2)。尽管这一方法是针对相对简化的光纤阵列进行的，例如单列双光纤，但是，由于沿x轴扩展的可用空间变小直到空间不足以容纳所有的TO can，所以这一方法在光纤数量增加时就会出现问题。另外，即使对于双光纤阵列，需要沿x轴扩展距离的复杂的光学器件也趋于昂贵且从制造的前景看也存在问题。这种费用和制造带来的难题随阵列中光纤的数量的增加呈指数地增加。

除了费用和制造带来的困难以外，与沿x轴间隔的增加有关的光学器件对沿光轴方向的由模块操作过程中遇到热不稳定性造成的形变特别敏感。特别地，这种光学器件一般由因热变化而膨胀/收缩的模制塑料制成。如果这一塑料沿平行于光路的方向膨胀/收缩，则不会引起畸变。另一方面，如果该塑料在光路互相方向改变处膨胀/收缩，则会产生畸变。因为沿x轴分割光路的光学器件必然限定了扩散(不平行)光路，因此在膨胀/收缩中必然产生畸变。另外，所有的在组装过程中光学组件形变的变化都会不同程度地影响到光路扩散。例如，如果光学组件在长度方向发生扭曲，则一个扩散路径将会向上变形而另一个扩散路径则会向下变形。另外，光学器件的反射表面相隔间距较大，因而，光学器件任何形变都因该距离而增大。

除了限制密集光纤阵列中的光纤数量以外，TO can还有另一个问题使其不太理想。例如，筒形使其难于利用自动拾取和放置机械来进行，因此通常由手工集成模块，所以费时并且昂贵。因为筒没有参考表面所以其形状也要求沿x、y、z轴有效对准。

除了与形状和尺寸有关的缺点外，TO can还易于产生不精确的反馈控制。特别是，传统的TO can一般只能由包含在其中的半导体产生的部分光取样。因此，传输光束的平均能量仅从反射部分近似地得到。近来，已引入了反射整个光束一部分的具有倾斜窗口的TO can，但是这一构造需要非常精确地将晶片对准在端板上。这样就增加了制造TO can的额外的复杂性，因此也增加了成本。

因此，需要一种可以容纳高密度光纤阵列的小形状系数的光电模块，该模块没有复杂的易出错的光学元件，不用传统的TO can并且不会出现上述有关的问题。本发明满足了其这一要求。

发明的概述

本发明提供一种能够容纳高密度光纤阵列的小形状系数的光电模块，该阵列利用从相对封闭封装的光连接器的x、y光纤阵列包中扩散的光路同OED光通讯，为此目的，光路沿z轴、y轴或这两轴的组合彼此发散，其它则处于光纤阵列的x轴维度内。通过沿z、y轴发散，光路可以分开以容纳OED而不牺牲沿x轴的空间，而沿x轴的空间是非常有限的。为了得到这一空间，优选地利用某种光弯曲来改变模块内的光路方向以使两个或多个OED可以沿x、y光纤阵列的y轴放置且沿z轴错开。

通过在保持沿x轴方向排列的同时沿y、z轴分离OED已可以实现明显的优点。首先，如上所述，这一构造可以增加OED之间的空间，且至少避免必须在与光纤组件的x、y阵列相同的区域内进行光通讯。另外，这一构造没有增加沿x轴所需要的空间，该空间在以小形状系数的设计中，由于在多光纤阵列中光纤沿x轴在列中的延伸的原因这一空间受到了限制。本发明的构造还在OED沿z轴错开时特别地有利，这是由于模块关于沿z轴之后关于沿x或者y轴会具有更大的的灵活性。换言之，因为模块一般沿z轴拉长，所以可以得到沿该轴的最大的OED间隔。另外，通过增加间隔，可以减少OED间的串音干扰。

在本发明的优选实施例中，光路构造为不仅提供有效的空间以容纳OED且同时提供坚固的尺寸宽容的光学组件。为此目的，将光路构造为在其长度上的基本部分沿x、z或y、z平面平行。因为由例如在操作过程中的热变化或在安装过程中的机械应力引起的沿光路的尺寸波动的容许误差，所以优选平行光路。通常平行光路对尺寸改变响应近似因而具有小的相对改变。

光路优选构造为使得OED的操作轴与x、y阵列中的光纤不同轴。例如，OED可以沿y轴方向从x、y光纤阵列偏离。通过同这种方式所设置的OED进行光通讯，光路排列为不容纳OED。换言之，OED位于同x、y光纤阵列中的光纤同轴的光学器件所在区域的外侧。通过物理地分离光学器件和OED，光学器件可以封装在子组件内。在一优选实施例中，光学器件封装在模制的透光塑料的单一结构中，本文称为“光学块”。

本发明的光学块可以用来形成光学子组件，其中包含有所有关键的光学对准。为此目的，除了限定光路外，光学块优选地包含在一端将光学块同光连接器对准的对准特征和在另一端容纳和对准OED的接受器。这一光学子组件因此可以被作为一个元器件处理，该组成部分不仅可以通过消除光学对准步骤而且可以通过提供一坚固的适合于自动化处理的元件而容易地安装该模块。

除了提供包括所有的关键光学对准的光学对准子组件之外，可以通过最小化或减小在制造过程中沿光路作用的应力而提高光学对准。现有的制造光电子组件的技术通常由于将机械应力施加在各限定光路和光学对准的元件上从而扭曲了已建立的光学对准。因此，在本发明的优选实施例中，采用使施加在光敏感元件上的应力最小化的组装工艺。

平行光学器件中容纳OED的光弯曲的改进极大地减轻了围绕TO can的笨重所带来的问题，尽管其未解决激光在TO can上的反馈的缺点。而且，因为在平行于光路间只有非常小的空间，所以，在平行光学器件中对所有光束的采样变得更加复杂。另外，如上所述，优选地由光学块限定光路，该光学块象一挡板以采样沿其中的光路传播的光。但是，本发明提供监测OED的输出，它不是通过采样OED中的传输光的一部分进行的，而是靠反射沿光学块内的光路传播的整个光束的一部分来进行的。换言之，本发明提供一具有容纳部分反射表面的光学块，该表面反射传输光的一部分给监视器。

本发明的反馈方法具有几个主要优点。例如，由于整个光束的一部分被反射到监测器，故而可以精确地测量平均能量且不需要如现有技术中的器件那样进行近似。另外，在优选实施例中，光沿与透射光相同的平面反射且因此可以使用同一反射面，该反射面是用来改变透射光方向的。另外，由于反射光被投射到光电二极管，该光电二极管一般具有较大的表面面积，所以在部分反射表面的位置处一般存在大量的容许误差。且最终，本发明的光学块可以不费力地且无需太多费用地进行改进以容纳本发明的反馈系统。具体地，所需要的只是成一定角度的腔以避免沿与透射光相同的轴线反射光。该插入到腔中的反光镜或部分反射表面是廉价的以传统方法涂制的平板玻璃。因此，除了容纳本发明的平行光学器件中的弯曲光以外，和传统的TO can中应用的反馈系统相比，本发明的反馈方法还提供了较高的质量、最大的简化和较低的成本。

因此，本发明的一个方面是一模块，该模块用来通过至少沿z、y轴或其组合光纤阵列从光纤阵列移走多个OED来与多光纤阵列配合，同时保持其沿光纤阵列的x轴对准。在优选实施例中，该模块包括(a)用来同具有一个x、y光纤阵列的多光纤组件相互连接的连接器接口；(b)多个用于转换光信号和电信号的OED；(c)光路，其中每条光路具有用于与x、y光纤阵列中的相对应的光纤进行光耦合的第一末端和同相对应的OED进行光耦合的第二末端，其中至少两条光路中的第二末端间的距离大于其对应的第一末端间的距离，且其中沿x轴横跨第二末端的距离不大于沿x轴横跨第一末端的距离。

本发明的另一方面是一光学组件，其中包含所有的主要的光学对准件。在优选实施例中，该光学组件包括：(a)一个光学透明可模制材料的单一结构，至少包括以下特征：(i)多个与连接器组件的多光纤阵列接口的第一透镜，每一个第一透镜对应于多光纤阵列中的一个光纤；(ii)多个用来同OED进行光学配合的第二透镜，其中每个第二透镜沿光轴同第一透镜光耦合以限定多条光路；(iii)沿一个或多个光路设置的至少一个反射表面以改变光路的方向，其中光路在第一透镜和反射表面之间是平行的；(iv)多个用来接受OED的OED接受器，每一个OED接受器包括第二透镜中的一个；和(v)至少一个用于将多光纤阵列的每个末端同第一透镜对准的准直元件；和(b)多个安装在OED接受器中的OED，每一个OED同第二透镜中的一个光耦合。

本发明的再一个方面是一OED反馈机构，该机构采样整个透射光束并适用于平行光学器件。在一优选实施例中，该反馈机构包括：(a)一限定多条光路的光学组件，至少一条光路是由从OED发光元件延伸到一光缆组件接口的透射光路；和(b)至少一个部分反射表面横跨传输光路放置以反射由发光OED发射的部分光，其中该部分反射表面是与传输光路成一角度以使光的反射部分的光路同传输光路不同轴且入射到一监视器以控制该发光OED的输出。优选该光学组件为具有一容纳部分反射表面的腔的光学透明可模制材料的单一结构。所述部分反射表面优选为一片涂制的平板玻璃。

本发明的又一个方面是避免在组装过程中扭曲关键的光学对准的安装方法。在优选实施例中，该方法包括：(a)提供包括基本上所有的从光缆组件接口到至少一个包括OED光学对准的OED的光学对准件；(b)将模块至少安装到延伸端，该延伸端使要连接OED的电路板相对于光学组件被刚性支撑；和(c)在步骤(b)之后将OED电连接到该电路板上。

附图的简述

图1示出了带有与其相互结合的光连接器(部分示出)的本发明的光电模块；

图2是图1所示的没有光连接器的沿光电模块Z轴的剖视图；

图3是表示具有多光纤阵列的连接器组件示意图；

图4(a)-(h)是表示可以在本发明的光耦合器中限定的可能光路的示意图；

图5是图1所示模块中光学对准子组件的分解图；

图6(a)到(d)是光耦合即光学块的优选实施例的透视图；

图7(a)到(c)是由图6所示的光学块限定的特殊光路的光线图；

图8(a)到(n)是图1的光电模块在安装的各个阶段的透视图。

优选实施例的详细描述

模块

参见图1，示出了本发明的光电模块的透视图。为了图示起见，在整个本公开说明书中，参考坐标系设定成如图1所示模块的x、y、z轴。除非另有指明外，z轴是光进入模块所沿的轴。通常，x轴一般为水平轴而y轴一般为垂直轴。但是，对本领域的技术人员来讲非常明显的是，这一通常作法并不是绝对的，关于x、y轴的方向例如可以通过简单旋转模块的透视图而加以改变。因此，本发明不应理解为严格地坚持传统，而是指一旦模块的轴建立起来以后则这里所述的方向应连续应用。

模块10被构造为安装在多种主系统中，该主系统包括例如路由器、计算机、开关、桥、和I/O卡。通常，该模块可以用在光、电信号间需要接口的所有应用中。

模块10通过通销19同主系统连接。模块10与主系统电连接是本领域公知的，这里不作更详细的描述。尽管图1示出的模块用于通孔装置的销，但应理解为本发明的模块可被构造为以多种方式与主系统互连。例如，模块可以构造为可插接的装置或岛式(island)装置，或者构造为同主系统成整体的结构。事实上，本发明的模块并不一定是一分立的模块，也可以是单独安装在主系统中的元件和/或子组件的排列以提供这里描述的功能。因此，术语“模块”广泛地应用来描述一些元件的编组或排列且并不用来限定本发明的范围。

本发明的模块10如图3所示地通过同具有多光纤x、y阵列31的光缆组件30配合进行光连接。x、y阵列31在一行或多行32包括多列33光纤。如图所示，列33沿y轴排列同时行32沿x轴排列。这应理解为使多光纤阵列表现为分别沿x、y轴的行和列，仅是为了图示起见并不限定本发明的应用范围。一般地，这些光纤利用套圈35保持相互间空间关系。套圈的末端是抛光的以使光纤的末端可以利用传统技术与其进行光耦合。

参见图2，示出了模块10沿z轴方向的横截面。模块包括(1)用来同多光纤阵列光缆组件相互连接的连接器接口12，(2)多个用来转换光、电信号的光电器件(OED)13；和(3)在光耦合器11内的光路，其中每一条光路具有用来同多光纤阵列中的相应的光纤光耦合的第一末端，和用来同相对应的OED光耦合的第二末端。优选地，至少两条光路的第二末端间的距离大于相对应的第一末端间的距离，优选地，沿x轴横跨第二末端的距离基本上不大于沿x轴横跨第一末端的距离。这些元件中的每一个将在下面进行详细描述。

1.连接器接口

连接器接口12可以是适合于与光缆组件中的多光纤阵列相配合的所有的传统的器件。合适的接口包括例如容纳和连接到插头的适配器/插孔，被连接在适配器/插孔中的插头，和用于熔接/连接光缆组件中光纤的光纤短线。优选地，连接器接口包括一同光缆组件配合的机构用来将光缆组件紧固在模块上。这一连接器接口的例子包括用于由Tyco Electronics公司(Harrisburg，PA)提供的用于Lightray MPX^TM系列连接器和MT-RJ型连接器的适配器。图2所示的连接器接口12是用于MT-RJ型连接器的适配器接口。

图8a示出了连接器接口12的前视图。该连接器接口12包括限定容纳光连接器(未示出)的开口和腔的外壳92。优选地，城堡形元件22从外壳92侧向里延伸以提供同下述光学块16相关的光连接器的粗略对准。该外壳92还具有一孔口91用来容纳光学块16的延伸部分52，其提供配合外壳与挤压棱69间的形状。光学块16和连接器接口12间的连接参考图6和图8及其相关的内容进行更详细的描述。

2.光电器件

参考图2，本发明的模块2还包括多个与相应的光路的第二末端光耦合的用来转换光、电信号的光电器件13。如这里应用的术语，“光-电器件”或OED指的是将电流转换成光和/或将光转换成电流的器件。术语“光”通常指的是电磁辐射，并优选那些敏感的半导体材料或可使其敏感的电磁辐射的波长，而不管实际上这些光是否是肉眼可见的。光-电器件的例子包括有激光器(例如：垂直腔表面发射激光器(VCSEL)、双通道平板嵌入式异质结构(DC-PBH)、嵌入式新月形结构(buried crecent)(BC)、分布式反馈(DFB)、分布式布拉格反射器(DBR)，等)，发光二极管(LED)(例如表面发射LED(SLED)、边缘发射LED(ELED)、高发光二极管(SLD)，等)或者光二极管(例如P Intrinsic N(PIN)，雪崩光二极管(APD)，等)。如本领域技术人员可以理解的那样，光-电器件一般包括发射光或对投射到其上的光敏感的“有源区域”或“有源表面”。如这里用到的术语一样，这一器件的“工作轴”指的是垂直于这一有源面积或有源表面并通过其中心的轴。

关于发射器，OED13优选地包括一具有VCSEL激光电路和一功率监测器的激光芯片，即光电探测器。优选VCSEL，因为其具有相对低的成本，利用光学简单的表面发射方法，且可以大量地在半导体晶片上制造。特别优选地，该OED包括一使垂直集成PIN光电探测器、垂直集成MSM光电探测器、横向集成光电控测器、分离的横向定位的光电探测器，双VCSEL和倒装片光电探测器等构成其一部分的脊状VCSEL。

优选地，该OED是由引线框架(lead frame)技术制成的。本发明的优点是利用引线框架结构允许同时制造大量的光-电组件，例如发送器、接收器或发送接收器。同传统的电子集成电路处理相似，多个集成电路可以同时附着并线接合到引线框架上。按照已知的制造技术，将有关的多个光电器件耦合到引线框架上且用造型工艺(例如：转移造型)封装光和电器件的组合以形成最后的封装组件。当模制操作完成以后，引线框架可以用于另一个以形成多个最后的封装组件。

在图2所示的模块中，这些OED 13安装在基底18的表面18a上。这里所用的“基底”指的是具有在其上安装有电路元件或形成其另件的电子元件。基底可以包括，例如，多个集成芯片。这些芯片可以表示为例如一前置放大器或后置放大器和附加的电路。这一电路元件的型号和特征以及安装这些元件到基底18上的技术和方法对本领域的技术人员是公知的并不构成本发明的一部分。在典型的实施例中，基底18包括一印刷电路板(PCB)、印刷线路板(PWB)和/或本领域公知的相似基底。基底18具有垂挂的连接销20并用来同主系统的另一基底(未示出)相配合。根据优选实施例，基底简化了用于安装到母板或主系统的其它系统板上的一双列直插式封装(DIP)。另外，基底18可以在其侧边上设置触点以使卡边缘连接简便，而不是用销20。除了销和边缘连接外，在本发明范围内可以采用所有其它已知的将基底与主系统接口的方法。

3.光路

如上所述，光路构造为提供足够的空间以在其中容纳OED，但优选不沿倾向于比其它上述两轴在空间上更受限的x轴。在一优选实施例中，每条光路包括一含有第一末端且平行于z轴的第一部分，和含有第二末端的第二部分。优选第一部分和第二部分为不同轴。在一优选实施例中，光路构造为(a)沿y轴的至少两个第二末端间的距离大于沿y轴的其对应的第一末端的距离，或(b)两个第二末端以一定的距离沿z轴分开，或者结合以上的(a)和(b)。

通过沿y、z轴分开OED同时保持其沿x轴对准已经实现了本发明的明显的优点。首先，如上所述，这一构造增加了OED间的空间，且避免了必须在与光纤组件的x、y阵列相同的区域内同OED光连接。另外，这一构造没增加沿x轴方向上的所需要的空间，其为小形状系数设计的，由于光纤一般在多光纤阵列中沿x轴按行延伸，使得沿x轴方向的所需要的空间趋于被限制。本发明的这一构造因为模块倾向于关于z轴或者是x轴或y轴具有更大的灵活性，所以特别在OED沿x轴错开时更具有优势。换言之，因为模块一般沿z轴扩展，可以得到最大的沿该轴的OED间的间隔。而且，通过增加该间隔，可以使OED之间的串扰最小。

优选地，第二部分不平行于z轴以使OED沿y轴从x、y阵列移动且其操作轴不再平行于z轴。特别优选地，第二部分的一部分基本上垂直于z和x轴且基本上平行于y轴。通过与以这种方式放置的OED进行光通讯，光路和透镜没有必要安排来容纳OED。换言之，OED位于光学器件所处的区域之外。这一区域倾向于沿x、y光纤阵列中的光纤的z轴排列。通过物理地隔开光学器件和OED，光学器件可以封装到分支组件中，且，在一优选实施例中，光学器件被封装到一个单一模制光学块中。

在本发明的优选实施例中，光路构造为不仅提供容纳OED足够的空间，也提供坚固的尺寸宽容的光学组件。为此目的，光路构造为在其长度的基本部分上平行于x、z或y、z平面。优选平行光路是因为其由例如热变化或机械应力引起的尺寸波动的宽容性。通常平行光路对于尺寸变化相似地响应，从而其间只有较小的变化。

光耦合限定多个具有不同构造的光路，其中的例子在图4(a)到(h)中简略地示出。应当理解，这些图中示出的这些光路只是示意性的，未标记透镜和反射表面。需要影响如图示的光路的透镜和反射表面的构造对于本领域技术人员是公知的。另外，参见图7(a)到7(c)详细描述了优选的透镜和反射表面装置的详细例子。

图4(a)到(h)中示出的每一光路具有第一末端，以与x、y阵列中相对应的光纤进行光耦合。为了图示的目的，第一末端总是表示为光路的最左端。应当理解，第一末端的空间关系为使每一第一末端同x、y光纤阵列的特定末端对准。每一光路同样包括一用于同相对应的OED光耦合的第二末端，第二末端总是被示为光路的最右端。

图4(a)到4(e)示出了单行x、y阵列的光路，例如在MT-RJ型连接器组件中出现的一样。图4a示出了平行光路沿z轴的不同点弯曲的实施例，这样相邻光路的第二末端间的距离沿z轴增加。图4b中示出了每隔一个的光路在y、z平面内弯曲同时沿z轴垂直延伸光路以使相邻光路的第二末端间的距离关于y轴和z轴都增加。在图4c中，光路在相反方向沿y轴交替弯曲以使第二末端间的距离沿y轴增加。在图4d中，一组光路沿z轴在一点沿x、y平面弯曲同时另一组光路沿z轴在另一点沿x、y平面弯曲。以这种方式，尽管整个光路没有超出x、y阵列沿x轴散开，但第二末端间的距离沿x轴增加。图4e示出了其中第二末端沿z轴错开的光路以使相邻光路的第二末端间的距离沿z轴增加。

考虑图4f到4h，实施例示出了在x、y阵列中的多光纤行。特别的，图4f示出了两行光路，其中一行在一个方向沿y轴弯曲同时另一行以相反的方向沿y轴弯曲，这样第一行和第二行的第二末端间的距离沿y轴增加。图4g示出了一实施例，其中两行光路以相同的方向沿y轴弯曲，尽管一行比另一行相对于z轴更往下延伸以使第二末端间的距离沿z轴增加。图4h示出了三行光路的实施例，其中顶部和底部行以相反的方向沿y轴弯曲而中间一行沿z轴进一步延伸，这样光路的第二末端间的距离沿y轴和z轴增加。

应当理解，图4所示的光路构造没有穷尽本发明，且在本发明的范围内可以有许多其它的光路构造。例如，可以预知所示出的各种光路构造的不同特征可以相互改变以产生出多种其它组合。

光学对准子组件

考虑到同本发明的平行光路有关的复杂性，特别是关于包含相对长的光路且光的对光弯曲的优先选择的优选实施例，保持各种元件沿光路的光学对准是非常重要的。为此目的，在优选实施例中，利用一光学对准子组件连同一优选的组装方法以保持严格的光学对准和最小化沿光路的应力。光学对准子组件的作用是给所有的影响从光纤组件到OED光耦合的元件提供坚固的封装。

参见图5，示出了光学对准子组件50的元件分解图。光学对准子组件50的核心是一光耦合器11，其在优选实施例中示为光学块16。以下详细描述关于图6a到图6d的光学块16。和光学块16相连的是许多其它的元件，包括：连接器接口12、将连接器接口12紧固到光学块16上的蛤壳(clam shell)连接器21a、21b和有效地连接到光学块16上的光电器件13。

光学块

图6a到图6d示出了发送接收器的光学块16的优选实施例。该光学块16在连接器组件中多光纤阵列和模块中的多个OED13间耦合光。光学块16优选包括一光学透明可模制材料的单一结构，至少包括以下特征：(a)多个第一透镜60a、60b，用来同连接器组件的多光纤阵列接口，每一个第一透镜60a、60b对应于多光纤阵列中的一个光纤；(b)多个用来与OED13光学配合的第二透镜67a、67b，其中每一个第二透镜67a、67b和第一透镜60a、60b相对应；和(c)一个或多个反射表面15a、15b。第一透镜60a、60b、第二透镜67a、67b、和反射表面15a、15b分别构造为在光学块中提供两条光路，每一条光路包括在一个特定的第一透镜和其对应的反射表面间的第一部分，和在反射表面和相对应的第二透镜间的第二部分。优选第一部分为平行的。

因为光学块16构造为发送接收器模块，所以两条光路分别由属于传送光路和接收光路的光学块16限定。在后面将详细讨论影响这些光路的透镜和反射表面，尽管可以理解为本发明的光学块并不限定为仅两条光路也不限定为传输/接收光路的特定的所有组合。例如，本发明的光学块可以构造为实现图4(a)到4(h)所述的任意光路组合。

透镜和反射表面

光学块的透镜和反射表面构造为影响本发明的光路。因为第一透镜60a、60b优选地排列为和第二透镜67a、67b不同轴，且，在如6图所示的实施例中，在y、z平面内基本上呈90°度排列，优选使用某种光弯曲机构。根据优选实施例，光弯曲机构包括改变从光发射器件发射的光的基本部分方向的装置，这样发光的基本部分由光接收器件接收。光弯曲装置的特定的结构可在很大范围变化，依据如所耦合的特定的发射和接收器件、其方向要改变的光的部分、和OED与x、y光纤阵列的相对位置的这些因素。但是，通常光弯曲装置优选为包括同OED和x、y光纤阵列以光可操作地相关的反射装置，用来反射至少由光发射器件发射到光接收器件的部分光。本领域的技术人员明白有许多种结构可以完成这种功能。例如：利用一个或多个反射装置以相对于OED的操作轴和光传输轴呈一适宜的角度放置就可以收到这一效果。根据以下详细描述的优选实施例，这一反射装置包括一反射表面，例如具有内表面以相对于OED的轴和光传输线呈一适宜的角度放置的棱镜。为了减小同本耦合器件相关的信号的损失，优选反射器件包括一全内反射(TIR)棱镜。因为光传输的路径是可往复的，所以对光纤光器件传输线是光发射器件的实施例可以使用相同的光弯曲装置。

对多光路也可以使用相同的光弯曲装置。特别是，用单个反射表面可弯曲多条光路而不是每一条光路用一个反射表面。愿意对多条光路使用单个反射表面的实施例包括那些在沿z轴近似同一位置处进行光弯曲的示例，以便反射表面可以是一简单的平的表面。

本领域的技术人员可以评估准直光路中的光束或者聚焦依赖从光源发散的光的必要性，该光源可以是例如OED、多光纤阵列中的光纤末端、或光学块的表面。例如从OED的有源表面发射的光可以是基本上平行的对中在器件的操作轴上和基本上平行于器件的操作轴上的光线的光束方式。在这一实施例中，使用透镜的需要最小，光学块优选地包括位于没有准直透镜的光束光路上的光反射装置。另一方面，OED可以是产生基本上发散光源的光发射器件，例如VCSEL或光纤末端。在这样的实施例中，优选为光学块16包括一个或多个与发散光源可操作地光学相关的准直元件。本发明的准直元件的主要目的是减小从光-电器件或光纤光缆中发出的光线的发散度。这一准直元件优选通过将所述透镜的光轴和光发射器件的操作轴线对准而与光发射源操作地关联。

因为准直元件用于聚焦来自发散光源的发散光，可理解一条光路可包括多个这样的元件。例如，在一个典型的光路中，其中的光在光纤末端和OED间被耦合，准直元件可以放置在光纤末端和光学块的接口处，这样的元件在这里称为“第一透镜”，准直元件可以放置在光学块和OED间的接口处，称这一元件为“第二透镜”，和准直元件可以放置在光同表面接口接触的任何点之间，例如如下描述的用于容纳用于反馈的反射表面的腔。

准直元件可以包括所有能聚焦发散光源光的器件。优选地，准直元件包括一光功率表面，例如正的、非球面透镜。该透镜可以同光学块分立也可集成在光学块中。在透镜与光学块分立的实施例中，透镜可以也可不与光学块使用相同的材料。例如，透镜可以包括玻璃或不同等级光学透明塑料，且也可以根据现有技术进行涂制。但是，优选地，准直元件内部地同光学块模制在一起。因为准直元件同光学块可以在单个模制操作中形成，所以这一实施例是有利的。而且，整体模制的透镜避免了对组装和其对准步骤的需要。事实上，如上所述，采用整体模制光学块的主要优点是将许多单个严格地对准光路的元件固定在一个单一元件中。

反馈机构

光学块的另一特征是其可以有利于沿光路反射光的采样作为反馈来监测一个或多个OED的输出。因为光学块限定光路且沿光路传输光，其可以相对容易地改变以沿光路提供入口以从光耦合到光纤末端的光路中取样部分光。另外，因为光路优选地同透镜和反射表面严格对准地模制在一起，其也可以被模制以简化沿特定的光路转向部分光束用于反馈取样的装置。

该转向的采样部分可以耦合到适宜的光监测器件，该器件可以是位于光源本地或远离光源。优选光学块构造为将部分光束反射回到接近光源的监测器以便使用来反射来自光源发出光的光弯曲装置也可以用来反射反馈采样到监测器。在多光源用共同的监测器的实施例中，可以优选地对每一个发射光束部分取样并将每一部分反射回共同的监测器。用来准直多个采样光束的光学器件是公知的。另外，多个光源的反馈可以仅采样少量的有代表性的光来完成。

不考虑光束是否被传输回OED光源还是到远程的监测器，取样的光束优选地在沿着相对于发射光束y、z或x、z平面基本上平行的平面内进行传输。已发现通过将光路限定在光学块中的平行平面上，可以提供更加坚固的和尺寸宽容的设计。如上所述，平行平面内的光路受光学块中的变化或应力相似的影响。另外，通过保持平行平面y、z内的反馈和发射光束，可以使用单个的反射表面。

光学块简化转向部分光束用于反馈的方法，非常依赖于特定的应用。例如，光学块可以使用分光器、部分反射的表面或相似的器件。这些器件可以涂制或用公知的技术构造成反射或转向部分光。这些器件可以整体模制成光学块或在光学块上可以限定一腔以容纳这些器件。在一优选的实施例中，光学块同腔一起模制以容纳对应的部分反射表面。因为反馈的反射表面优选地不同于光学块的反射表面，所以优选这一配置。更加优选地，反馈参考表面包括一涂制成只有部分光可以反射的平面玻璃件。这一涂制技术在现有技术中是公知的。本领域技术人员清楚可以相对便宜地大量制造合适的玻璃件。

例子

参考图7(a)到图7(c)的光射线迹图更加详细地描述包括其反馈构造的图6所示的光学块16及其限定的光路。应当理解，光学块16及其中限定的光路仅仅在于表示本发明，而不是穷举式的。例如，光学块16用在发送接收器中且限定了两条光路：一条光路耦合从光纤到光电检测器的光信号，同时另一条光路耦合从OED到光纤的光信号。但是，非常明显，本发明不只包含两条光路，且光路可以在两个中任一个方向传播信号。

图7(a)示出了发送器的设计原理。来自引线框架24a上的VCSEL的光在到耦合的光纤的途中通过第二透镜67a。为了容纳氧化物VCSEL的大的扩散角，光透镜67a具有1.4∶1的放大倍数以减小光纤侧的数值孔径以实现改进的光耦合。在这个特定的设计中，选择透镜表面以使光学块内的光路平行传输。这样做的主要原因是光路相对长且塑料材料具有高的膨胀系数。因此，可以在热变化中预先处理尺寸的变化，而这些尺寸的变化会大大地影响较长的光路。平行光束可以更加宽容温度影响和制造误差。

来自第二透镜67a的光由一全内反射器(TIR)15a在y、z平面上被反射几乎90°。同时，为了简单、容易制造和高效，所以通常优选这种设置，可以明白具有光传输轴同操作轴的其它关系的实施例同样在本发明的范围内。

接下来，光进入腔75a，其中放置有呈角度的一侧涂制的玻璃片66。涂制接近VCSEL的玻璃表面66a以反射一定数量的光。传输(或反射)的数量根据激光器和监测器的特殊需求而定。例如，在激光器高能量输出以确保其消光比保持远远超过其产生激光点的工作的情况下，需要大量的反射以“衰减”其信号到理想的水平。同样，如果一定数量的光被反射的话，监视器的性能可以得到优化。典型的透射率值从约10％到约60％。在涂层表面，当经过片66时部分光从其最初的方向偏离，并在离开片66时在该表面被偏离到其最初的方向。光经过腔75b到第一透镜60a，在这里其聚焦进一光纤，该光纤在本实施例中为多模光纤。

参见图7(b)，示出了反馈结构。在涂层表面66a，部分光与透射光束呈一角度地被反射回。该角度由位于光学块内的用来容纳玻璃片66的腔65来控制。如所示，放置玻璃片66来反射在基本上同透射光束相同的x、z平面上的光且使其稍微偏离x轴。这种方式，反射的光又一次被TIR表面15a反射且由透镜68聚焦到监视二极管到透镜67a的侧面。透镜68是倾斜的以更好地容纳后反射光。因为不严格地要求玻璃片66的角度的绝对精确，所以优选这一构造。特别地，通过将反射光束保持在同透射光束相同的x、z平面内，使得对于大部分元件，只需考虑透镜68在x轴方向的对准。

图7(c)示出了接收器光路。该光路同发送器光路相比相对简单。该接收器光路利用TIR反射镜15b和两个透镜表面60b和67b来耦合从光纤到接收器PIN二极管的光。因为大的PIN尺寸(例如80μm的直径)所以接收器光耦合比发送器光耦合具有更大的宽容性。光系统是具有适应机械尺寸要求的接收器和光纤侧的1∶1系统。

对准-光连接器

除了容纳光路之外，光学块16优选地包括其它特征以有利于沿光路的光学对准，包括例如同光纤组件和OED一起的对准接口。关于同光纤阵列的对准接口，光学块优选地包括至少一个对准元件以影响同连接器组件的光学对准以便对准第一透镜和连接器组件中的多光纤阵列中的光纤。这一对准元件优选地提供x、y对准(z对准一般由接口表面的内部接触得到，这在本领域是公知的)。

可以改变特定的对准元件，尽管合适的对准元件一般包括协作结构的一个元件，例如销/栓和孔、花键轴、配合的圆锥体表面、和合作的磁体。在一个优选实施例中，对准结构是一个销或一用来容纳销的销容纳槽，在连接器组件上的协作结构是另一个销或销容纳槽。对准元件可以整体地模制到光学块上或在后模制组装中安装到光学块上。但是，优选地，对准元件整体地模制到光学块上，因为第一透镜和销之间的严格的对准可以在单个操作中设定(如模制)。

在一个优选实施例中，对准结构包括两个整体模制的销，该销从在MT连接器标准中限定的接口表面延伸。尽管整体形成的对准元件从对准和制造的观点来看是优选的，可以认识到根据光学特性而不是其强度特性选择的销是由塑料形成的。因此，销因不是由坚固的另一种材料如金属制成而可能存在问题，由此销或其它对准元件可不由整体形成。

为了克服面对塑料销的强度限制，本发明的实施例使用了一种具有粗对准装置的连接器接口来在和销配合以前有效地对准光缆连接器以避免撞击销从而将其压碎或剪断(见图8a及其有关的内容)。因为连接器接口优选地用于提供对光学块对准元件进行粗略对准，所以优选一个或多个对准特征以对准连接器接口和光学块。这些对准特征可以包括例如配合法兰、销、台、压肋、键等。

参见图5，示出了光学块及其对准特征的优选实施例。光学块16包括一包含沿销51的光路的第一末端的延长部分52。光学块的延长部分52和法兰16a构造成同连接器接口12配合。特别地连接器接口12包括一相对应的配合法兰12a且限定一构造成容纳延长部分52的孔53。为了提供延长部分52和孔53的对准和改进其间的静配合，在延长部分52上备有压肋69。

对准-OED

在一优选实施例中，光学块16包括一个或多个接口61用于同OED相互接合。更优选地，接口61提供一定程度上的OED的对准。如图6d所示，接口61包括用于容纳引线框架的接受器62。为此目的，接受器62基本上为具有配合表面62b和侧壁62a的矩形槽以提供引线框架的粗对准，同时如果需要的话也提供接受器以适当填装引线框架。接受器62可以构造成容纳可相互改变的引线框架。换言之，优选光学块和OED间的接口被标准化为容纳发送器、接收器或其它的OED。

OED接口可以配置成具有一个或多个参考或基准表面以提供OED的机械的被动对准。换言之，不用主动的对准来达到理想的对准度，可以利用一定的机构挡块以使OED简单地放入到腔中。例如，如果来自第二透镜(如67a)和配合表面62b的距离被精确地控制且如果使用例如引线框架的OED，其中从激光器(或探测器)的有源表面到OED顶表面55a(或其它参考表面)间的距离被控制的话，则顶表面55a仅需要同配合表面62b相接触以得到合适的第二透镜(如67a)和OED的有源表面间的对准距离。

除了建立OED的有源表面和第二透镜间的距离以外，OED接口可以构造成将第二透镜同OED的操作轴线光学地对准。例如，如果OEM装备有根据其工作轴线的参考表面，例如引线框架24a的侧壁55b，并且腔的侧壁62a被精确地限制作为相对于第二透镜工作轴的参考点，则侧壁62a和参考表面55b的接触会提供OED和第二透镜的机械无源对准。这一对准可优选用于具有大的有源表面的OED例如光电二极管和LED发送器。

光学块的制造

优选地，光学块16通过将液态塑性材料模制到一精确限定的形状和构造中均匀地成形从而设置所有的光路元件。优选地使用精密模制技术如注塑。本领域的技术人员应该明白，光耦合器件的各种元件间的公差极限是按照单个的模制操作确定的。因此，用单一的模制操作制造本发明的光耦合器件基本上减小了现有技术器件相关的不可靠的易变的公差累积。

可以改变光学块的材料，但是优选地包括例如聚碳酸脂、聚醚酰亚胺或聚芳砜的光学透明可模制塑性材料制成。这些材料可以从例如通用电气公司如UTEMTM买到。光学块可以用公知技术包括但不限于注塑、压力模塑或传递模塑模制而制成。优选使用注塑。

组装过程

除了提供包含所有的严格光学对准的光学对准元件外，可以通过最小化或减小在制造过程中沿光路作用的应力而得到改进的光学对准。如上所述，现有技术的光电模块的制造过程，在安装过程中，通过作用在限定光路和光学对准的各种零件上的机械应力，经常会扭曲已经建立的光学对准。因此，在本发明的优选实施例中，应用一最小化作用在光敏元件上的应力的安装方法。

在优选实施例中，该方法包括：(a)提供一基本上包括所有的从光缆组件接口到至少一个包括OED的光学对准的OED的光学对准组件；(b)组装模块至少到OED要连接到上面的电路板相对于光学组件被刚性地支撑的程度；和(c)在步骤(b)之后，将OED电连接到电路板上。

参见图8a到8n，描述了一个优选安装方法的例子。一光学块被安装到这样的程度，如果需要的话反馈玻璃片66可安装到光学块中，且一盖11被固定在其上以密封光学块防止灰尘和其它环境危害。接下来，如图8a和图8b所示，光学块16同连接器接口12沿其各自的配合法兰16a和12a耦合。通过法兰16a和12a的配合，蛤壳连接器21a和21b按扣在一块。为此，构造配合销86来互连两蛤壳连接器。这种配合销在本领域是公知的。

必须提到的是蛤壳连接器用来紧紧地将光学块16连接到连接器表面，因此在两元件间提供一坚固的连接。另外，如在后续的图和相关的内容中所证明的，蛤壳连接器作为模块中所有其它大量的机械连接的焦点。这样，模块和通常模块的光学对准子组件的制造过程中所施加的大部分应力直接通过蛤壳连接器导引而不通过例如光学块16的光敏元件。

在用蛤壳连接器将光学块16确保连接到接口连接器12以后，安装OED13。如上所述，在优选实施例中，如图8e和8f所示的这些OED是包含在引线框架24a、34b中。如果需要的话，则引线框架可以装在接受器62内。

接下来安装OED13，销81是通过容纳孔83插入到蛤壳连接器中，如图8g所示。如图8h所示，销81便于电路板或基底18到蛤壳连接器的连接。更具体地，销81由在基底18上的孔86容纳，使得基底18以引线框架触点56由孔84容纳的方式与光学块16对准，该触点56从引线框架24a、24b延伸。

值得一提的是，在这一点上，引线框架触点84是没有电连接到基底18上，而是在24中可以自由移动。按这种方式，基底18可以是伸缩的或不同地可以相对于光学块16进行操作而不会通过引线框架的触点84在光学块16上引起应力。

如图8j所示，接着将一盖20放置在电路板上，并且在本实施例中，放在光学块和蛤壳连接器的部分上。如图8k和8l所示，垂片88绕基底18的底部弯曲，且销89通过垂片88、基底上的配合孔和通过配合通道插入到蛤壳半圆片中。在图8n中，EMI保护物90塞在连接器接口12上以完成模块10的机械组装。

最后，从引线框架24的触点24a采用焊接或等效的电连接技术电连接到基底18上。这样，光学对准子组件的敏感元件的连接延迟到最后的步骤以避免其中含有应力。这时，可以将模块安装到主系统上。

Claims (50)

1.一种具有x、y和z轴的光电模块，所述模块包括：

用于同具有x、y光纤阵列的多光纤组件相互连接的连接器接口；

用于在光信号和电信号之间转换的多个OED；和光路，其中每一条光路具有用于同与所述连接器接口相互连接的多光纤组件的x、y阵列中相应光纤进行光耦合的第一末端，和用于同相应的OED进行光耦合的第二末端，其中至少两条光路的第二末端间的距离大于其相应的第一末端间的距离，且其中沿x轴横跨第二末端的距离不大于沿x轴横跨第一末端的距离。

2.如权利要求1所述的模块，其中，每一光路包括一含有所述第一末端且平行于z轴的第一部分，和一含有所述第二末端的第二部分，其中，所述第一和第二部分是不同轴的。

3.如权利要求2所述的模块，其中，所述第二部分不平行于z轴。

4.如权利要求3所述的模块，其中，所述第二部分的一部分基本上垂直于z轴。

5.如权利要求4所述的模块，其中，所述第一末端以与多光纤组件的x、y阵列相同的空间关系沿x、y轴排列，且其中第一末端的排列沿x轴是狭长的。

6.如权利要求5所述的模块，其中，所述第二部分基本上平行于y轴。

7.如权利要求6所述的模块，其中，所述第二部分基本上垂直于x轴。

8.如权利要求1所述的模块，其中，(a)所述至少两个第二末端间沿y轴的距离大于其相应的第一末端间沿y轴的距离，或(b)所述至少两个第二末端沿z轴间隔一定的距离，或者上述(a)和(b)的组合。

9.如权利要求8所述的模块，其中，对应于所述至少两个第二末端的所述OED沿z轴隔开。

10.如权利要求1所述的模块，其中，所述光路被限定在单一的光学块中。

11.如权利要求10所述的模块，其中，所述光学块包括可注塑材料。

12.如权利要求11所述的模块，其中，所述单一光学块包括至少：

在所述光路所述第一末端的第一透镜的x、y阵列，且用以与多光纤组件的x、y阵列进行光耦合；

在所述光路第二末端的第二透镜，所述第二透镜用于同所述OED进行光学配合，每一第二透镜对应于一个第一透镜；和

至少一个沿每一光路的反射表面，用于改变其中光传播的方向。

13.如权利要求12所述的模块，其中，所述光学块还包括一沿光路的第二反射表面，用于重新导向其中传播的光的一部分用于反馈信息。

14.如权利要求13所述的模块，其中，所述光学块包括OED接口。

15.如权利要求14所述的模块，其中，所述OED接口是一腔。

16.如权利要求15所述的模块，其中，所述OED是一引线框架且所述OED接口是用于容纳所述引线框架的腔。

17.如权利要求14所述的模块，其中，所述每个OED接口是分立的。

18.如权利要求1所述的模块，其中，所述模块还包括将所述OED电连接到其上安装有所述模块的主系统的电路。

19.如权利要求1所述的模块，还包括与所述模块结合的主系统。

20.如权利要求19所述的模块，其中，所述主系统是一路由器。

21.一种全部严格光学对准的光学子组件，所述光学子组件包括：

一个光学透明的可模制材料的单一结构，包括至少以下特征：

          多个用于与一连接器组件的多光纤阵列接口的第一透镜，每

      一个第一透镜对应于所述多光纤阵列中的一个光纤；

          多个用于同所述OED进行光学配合的第二透镜，其中每一个

      第二透镜与一个第一透镜沿光路光学耦合以限定所述多条光路；

          至少一个沿一条或多条光路放置的反射表面，用以改变所

      述光路的方向，其中所述光路在所述第一透镜和所述反射表面间是

      平行的；

          多个用于容纳OED的OED接受器，每一个OED接受器包括所

      述第二透镜中的一个；和

          至少一个用于将多光纤阵列的每一光纤末端与一个第一透镜

      对准的对准元件；以及

多个安装在所述OED接受器中的OED，每一个OED都光学耦合到所述第二透镜中的一个上。

22.如权利要求21所述的光学子组件，其中，所述的对准元件提供x、y对准。

23.如权利要求22所述的光学子组件，其中，所述对准元件是用于与匹配光缆组件上的对应结构相配合的结构。

24.如权利要求23所述的光学子组件，其中，所述对准结构是销或用于容纳所述销的销容纳槽中的一个，且其中所述的配合结构是所述销或所述销接槽中的另一个。

25.如权利要求21所述的光学子组件，其中，所述第一透镜位于接口表面，且所述对准组件包括从所述接口表面延伸出的销，所述销构造在所述接口表面上以同在所述光纤组件上的容纳销槽配合。

26.如权利要求25所述的光学子组件，其中，所述销整体模制在所述光学块上。

27.如权利要求21所述的光学子组件，其中，所述对准元件包括一用于与用来与连接器组件互相啮合的连接器接口的相对应法兰相匹配的配合法兰。

28.如权利要求27所述的光学子组件，其中，还包括一连接到所述配合法兰且用于容纳光纤组件的连接器部分，所述连接器部分包括一限定开口的外壳和容纳光缆组件的容纳槽和从所述外壳延伸到所述容纳槽中的导向件，所述导向件被用来将光纤组件引导进至少近似于与所述光学块的所述第一透镜对准。

29.如权利要求21所述的光学子组件，其中，所述第一透镜位于从所述光学块延伸的接口表面，所述对准元件还包括从所述接口延伸的销，所述连接器接口的外壳限定第二开口以容纳所述接口表面。

30.如权利要求21所述的光学子组件，其中，所述接受器限定一在尺寸上构造用于容纳至少OED的一部分的腔。

31.如权利要求30所述的光学子组件，其中，所述腔用于容纳引线框架且所述OED是引线框架。

32.如权利要求31所述的光学子组件，其中，所述腔具有一离其第二透镜有一定距离的参考表面，用以接触所述引线框架上的配合表面以提供对准。

33.如权利要求32所述的光学子组件，其中，所述腔提供有构造为当所述引线框架同所述腔对准时接触引线框架的挡块。

34.如权利要求33所述的光学子组件，其中，所述OED接受器对于一特定的引线框架构造是标准化的，所述引线框架构造用于支撑激光器、LED、光电二极管或探测器。

35.一种光学块，所述光学子组件包括：

一光学透明的可模制材料的单一结构，包括至少以下特征：

多个用来同连接器组件的多光纤阵列接口的第一透镜，每一第一透镜对应于所述多光纤阵列中的一个光纤；

多个用来同所述OED进行光学配合的第二透镜，其中每一第二透镜同第一透镜沿光路进行光耦合来限定所述多条光路；和

至少一个沿一条或多条光路设置的反射表面，用以改变所述光路的方向，其中所述光路在所述第一透镜和所述反射表面间是平行的，且其中相邻的第二透镜间的距离大于其对应的第一透镜间的距离并且其中沿x轴横跨第二透镜的距离不大于沿x轴横跨第一透镜的距离。

36.一种用在光电模块中的单一光学块，用来在多光纤组件和多个OED间传递光信号，所述光学块包括一具有光学对准特征的模制材料，以提供所述多光纤组件的x、y对准和至少所述OED的z轴对准和其中的所有光学对准。

37.一种具有x、y和z轴的光电模块，所述模块包括：

一用来同具有一x、y光纤阵列的多光纤组件互相连接的连接器接口；

多个用于光信号和电信号之间转换的OE器件；和

包括一光学透明可模制材料的单一结构的光学块，包括至少以下特征：

多个用来同所述连接器组件的多光纤阵列接口的第一透镜，每个第一透镜对应于所述多光纤阵列中的一个光纤；

多个用来同所述OE器件进行光学配合的第二透镜，其中每一第二透镜对应于一个第一透镜且同所述第一透镜不同轴；

一个或多个反射表面；

其中所述第一透镜、所述第二透镜和所述反射表面构造成在所述光学块中提供多条光路，每一光路包括一特定的第一透镜与一反射表面之间的第一部分和一对应的第二透镜与所述反射表面之间的第二部分，其中所述第一部分是平行的。

38.一种用于平行光学器件中的反馈机构，所述反馈机构包括：

限定多条光路的光学组件，至少所述光路中的一条是从OED的光发射元件延伸到光缆组件接口的传输光路；和

至少一个横跨所述传输光路放置的部分反射表面，用来反射由所述光发射OED所发送的一部分光，其中所述部分反射表面与所述传输光路成一角度以使光的反射部分的光路同所述传输光路不同轴且入射到一监视器上用来控制所述光发射OED的输出。

39.如权利要求38所述的反馈机构，其中，所述光学组件是一光学透明可模制材料的单一结构，包括至少以下特征：

多个用来同连接器组件的多光纤阵列接口的第一透镜，每一第一透镜对应于所述多光纤阵列中的一个光纤；

多个用来同所述OED进行光配合的第二透镜，其中每一第二透镜与一个第一透镜沿光路进行光耦合以限定所述多条光路；和

其中所述光路中的一条是所述传输光路。

40.如权利要求39所述的反馈机构，其中，所述单一结构具有用于容纳所述部分光反射表面的腔。

41.如权利要求40所述的反馈机构，其中，所述部分反射表面是一片有涂层的平玻璃。

42.如权利要求39所述的反馈机构，其中，所述OED是一引线框架，且所述光发射元件和所述监测器固定在所述引线框架上。

43.如权利要求39所述的反馈机构，其中，所述单一结构包括至少一个沿所述传输光路设置的反射表面，用以改变所述传输光路的方向，其中所述传输光路包括在其第一透镜与所述反射表面之间的第一部分与在所述反射表面和其第二透镜间的第二部分。

44.如权利要求43所述的反馈机构，其中，所述腔是沿所述第一部分设置的，且呈角度使得所述光的反射部分的光路基本上沿着与所述传输光路相同的x、y平面。

45.如权利要求44所述的反馈机构，其中，所述单一结构包括一邻近所述第二透镜的反馈透镜，用于将所述反射部分的部分聚焦在所述监视器上。

46.一种组装OE模块的方法，使得横跨光学对准子元件的应力减小，所述方法包括：

(a)提供一基本上包含从光缆组件接口到至少一个包括所述OED的光学对准的OED的所有光学对准的光学子组件；

(b)将所述模块至少组装到这种程度，使所述OE器件要连接到其上的电路板相对于所述光学组件被刚性支撑；和

(c)在步骤(b)之后，将所述OE器件电连接到所述电路板上。

47.如权利要求46所述的组装方法，其中，步骤(a)还包括：用钳式壳连接器连接一光纤组件连接器到所述光学块上。

48.如权利要求46所述的组装方法，其中，步骤(a)还包括：

通过将所述OED设置在用于容纳所述OE器件的接受器中以连接和光学对准所述OED到所述光学组件，并且有源对准所述OED然后将所述OE器件固定到所述光学组件上。

49.如权利要求46所述的组装方法，其中，在步骤(b)，所述电路板通过把所述电路板连接到所述蛤壳连接器上相对于所述光学组件被刚性支撑。

50.如权利要求46所述的组装方法，其中，所述OED包括一引线框架，且其中所述电路板相对于所述引线框架被刚性支撑以使所述引线框架的所述引线延伸到所述电路板上的通孔中，并因而允许其浮在其中直到被在适当位置焊接固定。

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