CN212569204U

CN212569204U - 光学连接器和光学连接器组件

Info

Publication number: CN212569204U
Application number: CN202020233868.7U
Authority: CN
Inventors: 马常宝; 李汶璝; 郝冰; 斯蒂芬·保罗·勒布朗
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2019-03-01
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2021-02-19
Anticipated expiration: 2030-02-28
Also published as: US20200278501A1; US10989881B2

Abstract

本公开提供了光学连接器和光学连接器组件。一种光学连接器，包括：外壳，所述外壳具有限定其中的窗口的底壁；以及设置在所述外壳中并且包括相对的主要顶部表面和主要底部表面的光学套管。所述光学套管的所述主要底部表面面向所述外壳的所述底壁。所述主要顶部表面包括凹槽和光重定向表面，所述光重定向表面被构造为沿第一方向接收来自被接纳和固定在所述凹槽中的光纤的光，并且沿不同的第二方向重定向所接收的光。所述重定向的光通过所述底部表面离开所述光学套管并且通过所述窗口离开所述外壳，使得当所述光学连接器与包括配合光学套管的配合光学连接器配合时，所述配合光学套管防止离开所述光学套管的任何光离开所述光学连接器的所述外壳。

Description

光学连接器和光学连接器组件

技术领域

本实用新型涉及连接器技术领域。

背景技术

相关技术中的光学连接器有待改进。

实用新型内容

在本说明书的一些方面，提供了一种光学连接器，该光学连接器包括：外壳，该外壳具有限定其中的窗口的底壁；以及设置在外壳中并且包括相对的主要顶部表面和主要底部表面的光学套管。光学套管的主要底部表面面向外壳的底壁。主要顶部表面包括凹槽和光重定向表面，该光重定向表面被构造为沿第一方向接收来自被接纳和固定在凹槽中的光纤的光，并且沿不同的第二方向重定向所接收的光。重定向的光通过底部表面离开光学套管并且通过窗口离开外壳，使得当该光学连接器与包括配合光学套管的配合光学连接器配合时，该配合光学套管阻止离开该光学套管的光离开该光学连接器的外壳。

在本说明书的一些方面，提供了一种光学连接器组件，该光学连接器组件包括：根据前述任一方面所述的光学连接器；以及被接纳和固定在所述凹槽中的光纤，使得所述光重定向表面被构造为沿所述第一方向接收来自所述光纤的光并且沿所述第二方向重定向所接收的光，所述重定向的光通过所述底部表面离开所述光学套管并且通过所述窗口离开所述外壳。

在本说明书的一些方面，提供了一种光学连接器，该光学连接器包括外壳和多个大致堆叠的光学套管。该外壳包括用于与配合光学连接器配合的配合端、用于接收穿过其中的光缆的相对光纤端，以及在配合端与光纤端之间延伸并且在配合端处限定穿过其中的切口窗口的底壁。

多个大致堆叠的光学套管设置在外壳中。每个光学套管都包括相对的主要顶部表面和主要底部表面。主要底部表面面向外壳的底壁。主要顶部表面包括凹槽和光重定向表面。该光重定向表面被构造为沿第一方向接收来自被接纳和固定在凹槽中的光纤的光，并且沿不同的第二方向重定向所接收的光。重定向的光通过底部表面离开光学套管并且通过切口窗口离开外壳，使得当该光学连接器与包括多个配合光学套管的配合光学连接器配合时，每个配合光学套管都阻止离开对应光学套管的光通过切口窗口离开该光学连接器的外壳。

附图说明

图1是根据本说明书的一个实施方案的光学连接器的透视图；

图2是根据本说明书的一个实施方案的光学套管的透视图；

图3A和图3B是根据本说明书的一个实施方案的光学连接器的剖视图；

图4是根据本说明书的一个实施方案的配合光学连接器的透视图；

图5是根据本说明书的一个实施方案的光学组件的剖视图；

图6是根据本说明书的一个实施方案的具有多个光学套管的光学连接器的透视图；

图7是根据本说明书的一个实施方案的具有多个光学套管的光学连接器的另选透视图；

图8是根据本说明书的一个实施方案的具有多个配合光学套管的配合光学连接器的透视图；并且

图9是根据本说明书的一个实施方案的具有配合光学连接器的光学组件的侧视图。

具体实施方式

在以下说明中参考附图，该附图形成本公开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。

在通信行业中，对光纤连接器的新类型和新设计的需求日益增加。连接器的一种新兴设计的特征在于扩束、光转向光纤连接器，这类连接器提供了优于物理接触连接器的优点，包括在防尘和可重复性方面的优点。光学连接器(或该连接器内的光学套管)可以将光从第一进入方向“转向”或重定向至第二离开方向。这些光转向光学连接器通常包括被封入外壳中的一个或多个光学套管。这些光学套管典型地为这样的部件：接纳一根或多根光纤的剥离端并且有助于对齐光纤和将来自光纤的光定向至配合部件，诸如光子集成光路(PIC)。然而，光学连接器的外壳通常阻止直接触及从光学套管输出的光，这进而阻碍了在不从外壳移除光学套管的情况下对该套管进行测试、检查或清洁。此外，当在单个外壳内提供多个光学套管 (例如，以竖直堆叠构造)时，从一个套管输出的光可能被该叠堆中的下一个套管阻挡，从而阻碍通过测试夹具在连接器层级上进行检测(即，必须从外壳移除各个套管才能进行测试)。

根据本说明书的一些方面，描述了特征为用于从光转向套管输出或触及光转向套管的开口或“窗口”的新型光学连接器设计。在一些实施方案中，光学连接器包括：外壳，该外壳具有限定其中的窗口的底壁；以及设置在外壳中并且包括相对的主要顶部表面和主要底部表面的光学套管，使得光学套管的主要底部表面面向外壳的底壁。主要顶部表面包括凹槽和光重定向表面，该光重定向表面被构造为沿第一方向接收来自被接纳和固定在凹槽中的光纤的光，并且沿不同的第二方向重定向所接收的光。重定向的光通过底部表面离开光学套管并且通过窗口离开外壳，使得当该光学连接器与包括配合光学套管的配合光学连接器配合时，该配合光学套管防止离开该光学套管的任何光离开该光学连接器的外壳。也就是说，当处于配合位置时，重定向的光离开第一光学套管的底部表面并进入配合光学套管的相邻底部表面，在那里该光可以被重定向到附接至配合光学套管的第二光纤中。在一些实施方案中，配合光学套管可以基本类似于第一光学套管。在一些实施方案中，配合光学套管可以是另选的实施方案。

在一些实施方案中，外壳的底壁在第一波长范围内可以是基本不透明的，并且窗口在第一波长范围内可以是基本透明的。在一些实施方案中，第一波长范围可以从约800nm至约950nm。在一些实施方案中，第一波长范围可以从约1250nm至约1350nm。在一些实施方案中，第一波长范围可以从约1250nm至约1700nm。在一些实施方案中，底壁在第一波长范围内的平均透光率可以小于约1％，并且窗口在第一波长范围内的平均透光率可以大于约70％。在一些实施方案中，外壳的底壁或整个连接器外壳在第一波长范围内可以是基本透明的。在一些实施方案中，外壳的底壁在第一波长范围内可以是基本透明的，并且底壁自身的一部分可以是窗口(即，透明底壁或透明连接器外壳将允许光通过，并且可以不需要单独的窗口)。

在一些实施方案中，连接器外壳可以包括滑盖，该滑盖在第一位置覆盖窗口并且在第二位置将窗口露出。在一些实施方案中，窗口可以是贯通开口，并且滑盖可以覆盖和/或密封该贯通开口。在一些实施方案中，窗口可以是透明材料(例如，光学级透明片材)，并且滑盖可以覆盖和/或密封该透明材料。

在一些实施方案中，窗口可以是由底壁限定的贯通开口。在一些实施方案中，窗口可以被定位成一直到底壁的第一前边缘，使得窗口限定底壁中的开放凹口形状或切口(即，窗口的至少一个侧面或部分是开放的，而不被底壁框住)。窗口(或凹口)可以是任何形状，包括但不限于矩形、三角形、圆形、椭圆形，或任何其他适当的形状。窗口可以是任何适当的尺寸，并且在一些实施方案中，窗口可以延伸超过底壁的边缘(例如，可以包裹到一个或多个侧壁上)。应当指出的是，在一些实施方案中，连接器外壳可以是任何适当的形状，包括但不限于矩形棱柱、三棱柱或圆柱体。就圆柱体而言，“底壁”可以被限定为圆柱体外表面的与光学套管的底部表面相邻的一部分。

在一些实施方案中，外壳还包括与底壁相对的顶壁，使得顶壁面向光学套管的主要顶部表面。在一些实施方案中，顶壁在其中不包括窗口。

根据本说明书的一些方面，提供了一种光学连接器组件，包括如本文其他地方所述的光学连接器，以及被接纳和固定在凹槽中的光纤，使得光重定向表面被构造为沿第一方向接收来自该光纤的光并且沿第二方向重定向所接收的光，该重定向的光通过底部表面离开光学套管并且通过窗口离开外壳。

根据本说明书的一些方面，提供了一种光学连接器，该光学连接器包括外壳和多个大致堆叠的光学套管。该外壳包括用于与配合光学连接器配合的配合端、用于接收穿过其中的光缆的相对光纤端，以及在配合端与光纤端之间延伸并且在配合端处限定穿过其中的切口窗口的底壁。

在一些实施方案中，该多个大致堆叠的光学套管设置在外壳中。每个光学套管都包括相对的主要顶部表面和主要底部表面。在一些实施方案中，每个光学套管的主要底部表面都面向外壳的底壁。每个光学套管的主要顶部表面都包括凹槽和光重定向表面。每个光学套管的光重定向表面都被构造为沿第一方向接收来自被接纳和固定在凹槽中的光纤的光，并且沿不同的第二方向重定向所接收的光。重定向的光通过底部表面离开每个光学套管并且通过切口窗口离开外壳，使得当该光学连接器与包括多个配合光学套管的配合光学连接器配合时，每个配合光学套管都阻止离开对应光学套管的任何光(或其至少一部分)通过切口窗口离开该光学连接器的外壳。

在一些实施方案中，该多个大致堆叠的光学套管基本竖直对齐。在一些实施方案中，该多个大致堆叠的光学套管以偏置的交错构造堆叠，使得每个光学套管的光重定向表面都被构造为沿第一方向接收来自被接纳和固定在凹槽中的光纤的光并且沿不同的第二方向重定向所接收的光，该重定向的光在光学套管的底部表面的出口位置处离开光学套管，其中对于每对相邻的光学套管，这些光学套管的出口位置沿第一方向和第二方向相对于彼此偏置。

现在转到附图，图1是根据本文所述的一个实施方案的光学连接器的透视图。在一些实施方案中，光学连接器100包括设置在连接器外壳10中的光学套管20。在一些实施方案中，连接器外壳10包括底壁11和相对的顶壁13。应当指出的是，在一些实施方案中，连接器外壳10可以是除图1 中所示的矩形棱柱之外的形状(例如，可以是圆柱形)，因此可能不会限定可清楚区分的顶壁和底壁。在这样的实施方案中，术语底壁11和顶壁13 应当被理解为分别指外壳10的底部部分或底部表面以及顶部部分或顶部表面。

在一些实施方案中，底壁11可以包括窗口12。在一些实施方案中，窗口12可以是贯通开口。在一些实施方案中，窗口12可以至少部分地被一种材料覆盖，该材料对于光的至少一个波长范围(例如，约1250nm至约 1650nm的范围)是基本透明的。

在一些实施方案中，光缆120可以进入连接器外壳10的接收端。光缆 120可以包括如图2中所述的附接至光学套管的一根或多根光纤(参见图2 的元件40)。

图2是根据本文所述的一个实施方案的光学套管的透视图。光学套管 20可以被包括在光学连接器(诸如图1的光学连接器)中。在一些实施方案中，光学套管20可以具有相对的主要顶部表面21和主要底部表面22。在一些实施方案中，光学套管20可以设置在光学连接器(诸如图1的连接器100)中，使得主要底部表面22面向连接器100的底壁11。在一些实施方案中，主要顶部表面21可以包括用于接纳和固定光纤40的至少一个凹槽23。主要顶部表面21还可以包括光重定向表面24，该光重定向表面沿第一方向X接收来自光纤40的光并且沿不同的第二方向Z重定向该光。

图3A和图3B提供了光学连接器(诸如图1的光学连接器)的剖视图。图3A和图3B包含基本相同的部件的稍微不同的视图，并且为了下面的讨论，应当一起研究这些图。一张图中的元件提供与其在另一张图以及图1 至图2中的类似编号的对应元件相同的功能。

光缆120在连接器外壳10的接收端进入，并且经由至少一根光纤40 连接到光学套管20。光学套管20被设置成使得主要顶部表面21面向外壳 10的顶壁13，并且主要底部表面22面向底壁11和窗口12。所接收的光 30离开光纤40并且从光重定向表面24沿第一方向X反射，以变成重定向的光31。重定向的光31在出口位置25处通过底部表面22离开光学套管20，并且通过窗口12离开连接器100。当包含配合光学套管的配合连接器 (图4中所讨论的)与光学连接器100配合时，基本所有的重定向的光31 进入配合光学套管并且不再被允许经由窗口12离开外壳10。

图4是具有配合光学套管220的配合光学连接器200的透视图，并且图5示出了光学组件的剖视图，示出当光学连接器100与配合光学连接器 200正确地配合时，配合光学套管220相对于(第一)光学套管20设置的方式。应当指出的是，为清楚起见，图5中仅示出了光学连接器200的配合光学套管。

结合参见图4和图5，光缆420进入配合光学连接器200的接收端中并且经由至少一根光纤240连接到配合光学套管220。配合光学套管220的底部主要表面222面向上并且邻近第一光学套管20的底部主要表面22，并且配合光学套管220的主要顶部表面221面向连接器外壳10的底壁11和窗口 12。所接收的光30被反射离开光学套管20的(第一)光反射表面24并且撞击配合光学套管220的(第二)光反射表面224，在那里它被重定向到接收光纤240中。应当指出的是，在完全配合位置，配合光学套管220阻止任何重定向的光31离开光学连接器100的外壳10。

在一些实施方案中，配合光学连接器200可以具有类似于图1的连接器100中的窗口12的输出窗口。在一些实施方案中，配合光学连接器200 可以不具有输出窗口。在一些实施方案中，配合光学连接器200可以被设计为使得当与第一光学连接器配合时，配合光学连接器200的外壳覆盖第一光学连接器的窗口12。

图6和图7提供了根据本文所述的一个实施方案的具有多个光学套管的光学连接器300的另选透视图。图6中的元件提供与图7中的其类似编号的对应元件相同的功能，反之亦然，并且为了下面的讨论，应当一起研究这些图。

连接器外壳310包括配合端311和相对的光纤端312。各自包含一根或多根光纤(未示出，但与图2中的光纤40一致)的一根或多根光缆320通过光纤端312被连接器外壳310接收。多个大致竖直堆叠的光学套管330设置在连接器外壳310内并且可通过配合端311触及。尽管在图6和图7中未示出细节，但是来自每根光缆320的至少一根光纤被多个光学套管330中的对应光学套管上的凹槽接纳，接纳的方式类似于如图2中所描绘的凹槽 23接纳光纤40的方式。

外壳310包括底壁313，该底壁在配合端311与光纤端312之间延伸并且在配合端311处限定穿过其中的切口窗口314。需注意，光学连接器300 在图6和图7中被描绘为底壁313面向上。与图2的光学套管20的主要底部表面22和主要顶部表面21相当，每个光学套管330都具有主要底部表面322和主要顶部表面321。每个光学套管330的每个主要底部表面322都面向外壳310的底壁313，使得当没有配合连接器附接至光学连接器300时，离开光学套管330中的至少一个光学套管的主要底部表面322的重定向的光在被光学套管330中的光重定向表面转向(重定向)之后经由切口窗口 314离开连接器外壳310。

图8是具有多个配合光学套管410的配合光学连接器400的透视图。配合光学连接器400接收一根或多根光缆420，所述光缆附接至如本文先前所述的配合光学套管410。当与图6和图7的光学连接器300正确地配合时，配合光学套管410中的每一个都将被设置为与图6的对应光学套管330相邻，使得防止离开光学套管330中的任一个光学套管的重定向的光通过切口窗口314离开外壳310。也就是说，配合光学套管410中的每一个都将以与如图5中所示的配合光学套管220设置在光学套管20上的方式相同的方式设置在对应的光学套管330上并与之相邻。

值得注意的是，虽然图6至图8中所示的实施方案示出了光学连接器中的高密度光学套管，但是严格对齐的竖直堆叠构造意味着离开大多数光学套管330的底部主要表面的光可以至少部分地被相邻光学套管330阻挡，使得仅有离开最靠近切口窗口314的光学套管330的光可以直接离开切口窗口314。为了补偿这一点，一些实施方案可以利用具有交错的光学套管的光学连接器，如图9中所示。图9提供了具有提供交错的光学套管的配合光学连接器的光学组件的侧视图。

两个相对的配合光学连接器500和500’在图9中示出。在一些实施方案中，连接器500和500’可以具有相同的设计，而在其他实施方案中，这些连接器可以各自具有不同但互补的设计。在随后的讨论中，连接器500 的每个元件的描述将适用于连接器500’的对应元件(相同的附图标记，诸如500和500’)。当配合时，连接器500和500’相对于彼此取向，使得连接器500的底壁513面向与连接器500’的底壁513’相反的方向。

在一些实施方案中，多根光缆520在连接器500中进入连接器外壳510 的一端。光缆520各自连接到多个光学套管530中的一个。光学套管530 设置在连接器外壳510中，使得每对相邻光学套管530的出口位置25沿第一方向Z和第二方向X相对于彼此偏置，使得离开每个光学套管530的出口位置25的重定向的光可以离开连接器外壳310而不被相邻光学套管530 阻挡。

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”应用于表达特征尺寸、数量和物理性质的量的使用不清楚，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。

本领域普通技术人员将在本说明书中使用和描述的上下文中理解术语诸如“基本”。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“基本相等”的使用不清楚，则“基本相等”将指约大致为如上所述的约的情况。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“基本平行”的使用不清楚，则“基本平行”将指在平行的30度内。在一些实施方案中，描述为彼此基本平行的方向或表面可以在20度内、或在平行的10度内、或者可以是平行的或名义上平行的。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“基本对齐”的使用不清楚，则“基本平行”将指在对齐对象的宽度的20％以内对齐。在一些实施方案中，被描述为基本对齐的对象可在对齐对象的宽度的10％以内或5％以内对齐。

上述所有引用的参考文献、专利或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它附图中的对应元件。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

1.一种光学连接器，其特征在于，所述光学连接器包括：

外壳，所述外壳包括底壁，所述底壁在其中包括窗口；以及

光学套管，所述光学套管设置在所述外壳中并且包括相对的主要顶部表面和主要底部表面，所述主要底部表面面向所述外壳的所述底壁，所述主要顶部表面包括凹槽和光重定向表面，所述光重定向表面被构造为沿第一方向接收来自被接纳和固定在所述凹槽中的光纤的光并且沿不同的第二方向重定向所接收的光，所述重定向的光通过所述底部表面离开所述光学套管并且通过所述窗口离开所述外壳，使得当所述光学连接器与包括配合光学套管的配合光学连接器配合时，所述配合光学套管阻止离开所述光学套管的任何光离开所述光学连接器的所述外壳。

2.根据权利要求1所述的光学连接器，其中所述底壁在从约800nm至约950nm的第一波长范围内是基本不透明的，并且所述窗口在所述第一波长范围内是基本透明的。

3.根据权利要求1所述的光学连接器，其中所述底壁在从约1250nm至约1350nm的第一波长范围内是基本不透明的，并且所述窗口在所述第一波长范围内是基本透明的。

4.根据权利要求1所述的光学连接器，其中所述底壁在从约1250nm至约1700nm的第一波长范围内是基本不透明的，并且所述窗口在所述第一波长范围内是基本透明的。

5.根据权利要求2、3或4中任一项所述的光学连接器，其中所述底壁在所述第一波长范围内的平均透光率小于约1％，并且所述窗口在所述第一波长范围内的平均透光率大于约70％。

6.根据权利要求1所述的光学连接器，其中所述窗口是由所述底壁限定的贯通开口。

7.根据权利要求1所述的光学连接器，其中所述底壁是基本透明的。

8.根据权利要求7所述的光学连接器，其中所述底壁自身的一部分是所述窗口。

9.根据权利要求1所述的光学连接器，其中所述外壳还包括与所述底壁相对的顶壁，所述顶壁面向所述光学套管的所述主要顶部表面。

10.根据权利要求9所述的光学连接器，其中所述顶壁在其中不包括窗口。

11.根据权利要求1所述的光学连接器，其中所述外壳还包括滑盖，所述滑盖在第一位置覆盖所述窗口并且在第二位置将所述窗口露出。

12.一种光学连接器组件，其特征在于，所述光学连接器组件包括：

根据权利要求1所述的光学连接器；以及

被接纳和固定在所述凹槽中的光纤，使得所述光重定向表面被构造为沿所述第一方向接收来自所述光纤的光并且沿所述第二方向重定向所接收的光，所述重定向的光通过所述底部表面离开所述光学套管并且通过所述窗口离开所述外壳。

13.一种光学连接器，其特征在于，所述光学连接器包括：

外壳，所述外壳包括用于与配合光学连接器配合的配合端、用于接收穿过其中的光缆的相对光纤端，以及在所述配合端与所述光纤端之间延伸并且在所述配合端处限定穿过其中的切口窗口的底壁；以及

设置在所述外壳中的多个大致堆叠的光学套管，每个光学套管都包括相对的主要顶部表面和主要底部表面，所述主要底部表面面向所述外壳的所述底壁，所述主要顶部表面包括凹槽和光重定向表面，所述光重定向表面被构造为沿第一方向接收来自被接纳和固定在所述凹槽中的光纤的光并且沿不同的第二方向重定向所接收的光，所述重定向的光通过所述底部表面离开所述光学套管并且通过所述切口窗口离开所述外壳，使得当所述光学连接器与包括多个配合光学套管的配合光学连接器配合时，每个配合光学套管阻止离开对应光学套管的任何光通过所述切口窗口离开所述光学连接器的所述外壳。

14.根据权利要求13所述的光学连接器，其中每个光学套管的所述光重定向表面都被构造为沿第一方向接收来自被接纳和固定在所述凹槽中的光纤的光并且沿不同的第二方向重定向所接收的光，所述重定向的光在所述光学套管的所述底部表面的出口位置处离开所述光学套管，其中对于每对相邻的光学套管，所述光学套管的所述出口位置沿所述第一方向和所述第二方向相对于彼此偏置。