JP2005055898A - 光インターコネクト - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバシステム用並列ファイバ・ファン・アウトの光インターコネクトを提供すること。
【解決手段】ファイバ・リボンは、第１の所定のピッチを有し、平面的に並んで延びる光ファイバの複数の第１セグメントを含む。ファイバ・ファン・アウトは、ファイバ・リボンから広がるように延びる光ファイバの複数の第２セグメントを含む。ファイバ・ホルダは、第２の所定のピッチに第２セグメントの複数の端部を保持するために、光ファイバの複数の第２セグメントにわたって延びる。第２の所定のピッチは第１の所定のピッチより大きく、端部は、それぞれ対応する線形配列の複数の光サブアセンブリに光学的に結合する。ホルダは、光ファイバの端部以外の、共通する筐体アセンブリと置き換えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ技術に関し、特に、エミッタまたは検知器を含む光サブアセンブリに複数の並列光ファイバを接続する多重チャネルインターコネクトに関する。

光ファイバシステムは、多量のデータを短距離および長距離の両方のルートで容易に送信するために使用され、多くの場合、１×Ｎアレイの光電子デバイス（ＯＥ）、たとえばＬＥＤもしくはレーザダイオードなどの光エミッタ、ＰＩＮフォトダイオードなどの光検知器、集積検知器／前置増幅器（ＩＤＰ）、またはアヴァランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）を含む並列通信モジュールを使用する。

従来のタイプの並列光モジュールには２種類ある。最も一般的なタイプは、数がコネクタ内のファイバの数に一致する複数のＯＥ（光エミッタまたは光検知器）を含む１つの光サブアセンブリ（ＯＳＡ）を使用する。この方法は、ＯＳＡ内の１つのチャネルが組立または試験の際に不具合があることが発見された場合、ＯＳＡ全体を廃棄しなければならないため、収率が減少する。この方法は、異なる数のチャネルであって、単一チャネル製品を含むチャネルを使用する類似の製品は、それぞれ異なるＯＳＡを使用しなければならないという欠点もさらに有する。

第２のタイプの従来の並列の光モジュールは、各々がそれ自体のピッグテール（リード線）またはコネクタを有する複数の１つのチャネルＯＳＡから構成される。個々のファイバは、モジュール内において並列の光コネクタアセンブリに個々にルートされ、そこで外部の光ファイバリボンに容易に接続できるように終端する。この方法は、ファイバを個々に取り扱うために時間がかかって高く付き、場合によっては、さらに長い光ファイバが必要であり、その結果、この第２タイプの並列の光モジュールの長さおよび幅が望ましくない程度まで増加する。

したがって、本発明の主な目的は、光ファイバシステムに使用するために改善された並列の光インターコネクトを提供することである。

本発明によると、光ファイバシステムに使用される並列の光インターコネクト（interconnect:コネクタ）は、並んで延びる光ファイバの複数の第１セグメントを含む。第１セグメントの複数の第１終端部分は、構造上第１の所定のピッチに保たれ、その結果、第１終端部分はそれぞれ、第１の所定のピッチを有する並列の光コネクタを介して、対応するルートされた光ファイバに光学的に結合される。この光インターコネクトは、複数の第１セグメントから末広状に延在する光ファイバの複数の第２セグメントの形態のファイバファンアウトをさらに備える。第２セグメントの複数の第２終端部分は、構造上、第１のピッチより大きい第２の所定のピッチに保たれ、その結果、第２終端部分はそれぞれ、アレイ内に配列された複数のＯＳＡの対応する光サブアセンブリ（ＯＳＡ）に光学的に結合される。

図面全体で、類似の参照符号は類似部品を意味する。

次に、図１を参照すると、本発明の第１実施態様による並列ファイバファンアウト（ＦＦＯ）の光インターコネクト１０は、２５０μｍなどの第１の予め決められたピッチを有する平面的に並んで長手方向に延びる光ファイバ１６の複数の第１セグメント１４を備えるファイバリボン１２を有する。光ファイバ１６は、プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）またはガラス光ファイバ（ＧＯＦ）でよい。明らかに、中心間の間隔、つまりピッチは、光インターコネクトがＰＯＦ用に設計されているときの方が、ＧＯＦ用に設計されているときよりもはるかに大きい。光ファイバ１６の複数の第２セグメント２０を備えるファイバファンアウト１８は、ファイバリボン１２から末広状に延びる。それぞれの光ファイバ１６の第１セグメント１４および第２セグメント２０は、連続したとぎれのない光ファイバの部分または長さである。ほぼ矩形のファイバホルダ２２は、光ファイバ１６の複数の第２セグメント２０を横切って延び、第２セグメントの複数の終端部分２０ａを第２の所定のピッチ、たとえば第１の所定のピッチより大きい１．５ｍｍに維持する。その結果、終端部分２０ａは、直線状アレイ２６に配列された複数のＯＳＡ２４の対応する光サブアセンブリ（ＯＳＡ）に光学的に結合することができる。

図１では、ファイバホルダ２２を通る光ファイバ１６の第２セグメント２０の中間部分は、密閉されていることを示すために破線で示す。ＯＳＡ２４は、ＯＳＡ２４のアレイ２６への接続を可能にする装置である並列ファイバファンアウトの光インターコネクト１０の一部ではないことを示すために、図１に想像線で大まかに図示する。

光ファイバ１６の第２セグメント２０の終端部分２０ａ（図１）は、ＯＳＡ２４内のファイバレセプタクルに挿入することができる劈開端部２０ｂを有する自由ファイバ長である。光ファイバ１６の第１セグメント１４の終端部分１４ａも、嵌合する従来の並列ファイバコネクタ（図示しない）内に挿入することができる劈開端部１４ｂを有する自由ファイバ長である。その結果、終端部分１４ａは、成形物を通って、たとえば遠隔通信デバイス（図示しない）にルートされるか、または遠隔通信デバイスからルートされた対応する光ファイバ（図示しない）に光学的に結合することができる。第１セグメント１４間のプラスチックリボン状ウェブ材料は、その終端部分１４ａを第１の所定のピッチに維持するホルダを提供する。このリボン状材料は、ファイバリボン１２の右端部で終端する。ファイバホルダ２２は、第２セグメント２０の終端部分２０ａを第２の所定のピッチに保持する別個の分離した本体部材である。ファイバホルダ２２には、それぞれのファイバ１６を押し入れることができる直線並列溝を予備成形することができるか、またはファイバホルダ２２は、ファイバ収容溝を有する半体状に製造して、これらの半体をファイバ１６上に配置し、接着剤または機械的固定具を使って互いに固定することができる。別法によると、ファイバホルダ２２は、ファイバ１６上に成形することができる。単純な工具（図示しない）は、個々のファイバ１６を所定の位置に支持して、ファイバホルダ２２を通して挿入するためのファイバファンアウト１８を形成し、次に、ファイバ１６を所定の位置に保持するための接着剤を任意に適用する。光ファイバ１６の第２セグメント２０の終端部分２０ａは、各々の劈開端部２０ｂを対応するＯＳＡ２４に嵌合させるのに必要な整合性を提供するのに十分な距離だけ、ファイバホルダ２２を越えて延びる。

並列ファイバファンアウトの光インターコネクト１０（図１）のサイズは、光ファイバ１６の本数、ＯＳＡの線形アレイ２６内にあるＯＳＡ２４の間隔、および光ファイバ１６の最小可能曲げ半径により制限される。曲げ半径が１０ｍｍで、ＯＳＡの間隔が１ｍｍであると仮定すると、光インターコネクト１０の最小長さは、４ファイバアレイの場合は約６ ６／１０、１２ファイバアレイの場合は１２ ２／１０になる。ＯＳＡの間隔が２ｍｍ、曲げ半径が同じ１０ｍｍであると仮定すると、光インターコネクト１０の最小長さは、４ファイバアレイの場合は１０ ２／１０ｍｍ、１２ファイバアレイの場合は１７ １／１０ｍｍになる。

アレイ２６（図１）は、個々のＯＳＡ２４から構成される並列光モジュールを形成する。並列ファイバファンアウトの光インターコネクト１０は、ＯＳＡ２４は１つのチャネルであるが、多重チャネルでも良く、つまりレーザまたは光検知器などの光電子デバイス（ＯＥ）を組み込むことができる。ＯＳＡ２４は、光インターコネクト１０内のファイバの間隔に比べて非常に大きい間隔で、モジュールまたはアレイ２６内に分布させることができる。ＯＳＡ２４のアレイ２６は、単純な線形アレイ、またはより一般的な２次元アレイ、たとえば１列内で半分の中心間間隔で互いに変位する平行な２列でよい。それぞれのＯＳＡ２４は、劈開端部２０ｂを有する終端部分２０ａの形態の裸ファイバと嵌合するように、以下に記載するレセプタクルを有するように設計することができる。別法によると、それぞれのＯＳＡ２４は、各終端部分２０ａを包囲するフェルール（図１に示さない）に嵌合するように設計することができる。

図２は、本発明の第２実施態様による並列ファイバファンアウトの光インターコネクト３０を示す。光インターコネクト３０は光インターコネクト１０に類似しているが、前者はほぼ矩形の第２ファイバホルダ３２を有する点が異なる。ファイバホルダ３２は、ファイバリボン１２のリボン状つまりウェブ材料ではなく、第１の所定のピッチで光ファイバ１６の第１セグメント１４の終端部分１４ａを維持する別個の分離した本体部材であり、光インターコネクト３０の一部ではない。図２では、ファイバホルダ３２を通過する光ファイバ１６の第１セグメント１４は、密閉されていることを示す破線で示す。第２ファイバホルダ３２は、第１ファイバホルダ２２に関連して上記のいずれかの様式で形成することができ、つまり、光ファイバ１６は、予め形成された孔を通して挿入するか、周囲から締め付けるか、上に成形するか、任意に接着して固定することができる。第２ファイバホルダ３２は、嵌合する従来の並列ファイバコネクタ（図示しない）のピッチと一致する第１の所定のピッチで、光ファイバ１６の第１セグメント１４の終端部分１４ａを保持する。終端部分１４ａは、その劈開端部１４ｂが、並列ファイバコネクタ内でルートされる光ファイバ（図示しない）の劈開端部と嵌合することができるように、フェルール（図示しない）で包囲しても良い。

図３は、本発明の第３実施態様による並列ファイバファンアウトの光インターコネクト４０を示す。想像線で示す共通の射出成形プラスチック筐体アセンブリ４２は、それぞれ終端部分１４ａおよび２０ａを除いて、光ファイバ１６の第１セグメント１４および第２セグメント２０を取り囲む。筐体アセンブリ４２は、平坦な対向する平面を有し、パーソナルコンピュータに接続されるマルチピン電気コネクタの構成に類似する段付き側縁を有する。筐体アセンブリ４２は、終端部分１４ａを第１の所定のピッチで保持し、終端部分２０ａを第２の所定のピッチで保持する。したがって、第１セグメント１４の劈開端部１４ｂは、ルートされる光ファイバで、嵌合する従来の並列ファイバコネクタ（図示しない）内に保持される光ファイバの対応する端部に嵌合させることができる。第２セグメント２０の終端部分２０ａの劈開端部２０ｂは、アレイ２６のＯＳＡ２４と嵌合させることも可能である。共通の筐体アセンブリ４２は、ファイバホルダ２２および３２に関連して上記で説明した様式のいずれかで形成することができ、つまり、光ファイバ１６は、予め形成された孔を通して挿入するか、周囲から締め付けるか、上に成形するか、任意に接着して固定することができる。

複数の整列ピン４４（図３）は、コネクタ４０を並列ファイバコネクタと整列させるための筐体アセンブリ４２の比較的狭い端部から延びる。類似のピン（図示しない）は、コネクタ４０をアレイ２６と整列させるための筐体アセンブリ４２の比較的広い端部から延びることもできる。ピン４４は、当然、確実に取り付けるために、雌ねじ付き孔内にねじ込んで締め付けるためのスロット付き頭部を有するねじ付きピンで良い。ピンは必ずしも必要ではなく、代わりに、並列ファイバコネクタおよびアレイ２６上の相補的な物理的特徴と嵌合するように、筐体アセンブリ４２にスロット、戻り止め、突出部などを成形しても良い。

図３の並列ファイバファンアウトの光インターコネクト４０は、いくつかの利点を有する。第１に、インターコネクト４０を構成するために、外部のファンアウトツールは不要である。光ファイバ１６は、筐体アセンブリ４２のコネクタ側の孔から挿入し、筐体アセンブリ４２に押し込むことができる。光ファイバ１６は、筐体アセンブリ４２に押し込まれると、プラスチック内に成形された曲線状の溝またはトンネルの形状に従ってファンアウトし、最終的に、個々のＯＳＡ２４の間隔と既に一致しているインターコネクト４０のＯＳＡアレイ２６上に現れる。光ファイバ１６を筐体アセンブリ４２内に予め形成された曲線状溝またはトンネルから押し込むか、またはこうした溝またはトンネル内に配置する場合、溝は、筐体アセンブリ４２を２個の別個の半体状に射出成形してから、光ファイバ１６の周囲に接合することにより、最も容易に形成される。この方法のもう１つの利点は、劈開端部１４ｂを研磨して、外部のファイバコネクタと直接嵌合させるために使用すると、別個の並列コネクタフェルールを使用する必要性をなくすことができる。

図４は、本発明の第４実施態様による並列ファイバファンアウトの光インターコネクト５０を示す。並列ファイバファンアウトの光インターコネクト５０はインターコネクト４０に類似するが、前者は、光ファイバ１６の各第２セグメント２０の終端部分２０ａ周囲に実装される点が異なる。フェルール５２および劈開端部２０ｂは一束（batch）として研磨して、以下で説明するフェルール収容レセプタクルを形成されたＯＳＡ２４と嵌合させるために使用することができる。射出成形筐体アセンブリ４２は、別個のフェルール５２が後に挿入される孔を含むか、またはフェルール５２は、筐体アセンブリ４２内に成形された挿入口でよい。フェルール５２は、筐体アセンブリ４２の一体型で延びる部分としてプラスチック内に成形することもできる。

図３および図４に関連して、本願発明人は光ファイバシステムに使用する並列インターコネクトを形成する新奇な方法も発明したことが評価されるであろう。本発明の方法は、複数の光ファイバ１６を提供する最初のステップを含む。本発明の方法の次のステップは、筐体アセンブリ４２を通って第１（図３および図４の左）端部から筐体アセンブリ４２の第２（図３および図４の右）端部に延びる複数の末広状の溝、トンネル、通路、または孔を筐体アセンブリ４２に形成することである。各々の溝は、光ファイバ１６の対応する溝を摺動可能に収容する寸法に形成される。本発明による方法の最後のステップは、端子部分１４ａの第１の集合が筐体アセンブリ４２の第１端部で自由であり、終端部分２０ａの第２集合が筐体アセンブリ４２の第２端部で自由であるように、光ファイバ１６を対応する溝から挿通させることである。溝は、第１終端部分１４ａを第１の所定のピッチに維持し、第１終端部分のそれぞれが、ルートされた対応する光ファイバに、第１の所定のピッチを有する並列光コネクタを介して光学的に結合することができるように構成される。また、溝は、第２終端部分２０ａを、第１の所定のピッチより大きい第２の所定のピッチに維持するファイバファンアウト１８のパターンを提供し、第２終端部分がそれぞれ、アレイ２６内に配列された複数のＯＳＡの対応する光サブアセンブリ（ＯＳＡ）２４に光学的に結合することができるように構成される。

図５は、図１から図３に示す光インターコネクトの光ファイバ１６の終端部分２０ａの一方を収容することが可能で、部分的にテーパが付いた裸ファイバレセプタクル６４を形成された組立構造６２を有するＯＳＡ６０を示す。構造６２は、ＯＳＡ６０に整列して固定される独立部分である。

図６は、部分的にテーパが付いた統合裸ファイバレセプタクル７２で、図１〜図３に示す光インターコネクトの光ファイバ１６の終端部分２０ａの１つを収容することが可能なレセプタクル７２を有するＯＳＡ７０を示す。レセプタクル７２は、ＯＳＡ７０と一体である。たとえば、ＯＳＡ７０が内面にレンズを有するリッド７４を備えるとき、レセプタクル７２を形成する傾斜した円筒状孔が同じリッド７４の外面にエッチングされる。

図７は、図１〜図３に示す光ファイバの終端部分２０ａの１つを収容する裸ファイバセレプタクルを提供するＶ形溝８２を有するＯＳＡ８０を示す。図８は、図４の光インターコネクト５０の研磨されたフェルール５２の１つを収容するフェルールレセプタクル９４を提供する組立構造９２を有するＯＳＡ９０を示す。

以上で、光ファイバシステムに使用することができる並列ファイバファンアウトの光インターコネクトのいくつかの実施態様、およびこの並列ファイバファンアウトの光インターコネクトに使用されるＯＳＡの数種類の実施態様について説明したが、当業者には、これらの変更および改良が考えられるであろう。したがって、保護される発明は、以下の請求の範囲に従ってのみ制限されるべきである。

本発明の第１実施態様による並列ファイバファンアウト光インターコネクトの略平面図。 本発明の第２実施態様による並列ファイバファンアウト光インターコネクトの略平面図。 本発明の第３実施態様による並列ファイバファンアウト光インターコネクトの略平面図。 本発明の第４実施態様による並列ファイバファンアウト光インターコネクトの略平面図。 図１から図３に示す光インターコネクトの光ファイバの一方の自由端を収容することができる組立式裸ファイバレセプタクルを有するＯＳＡの垂直断面図。 図１から図３に示す光インターコネクトの光ファイバの一方の自由端を収容することができる統合裸ファイバレセプタクルを有するＯＳＡの略垂直断面図。 図１から図３の光インターコネクトの光ファイバの一方の自由端を収容することができるＶ溝裸ファイバレセプタクルを有するＯＳＡの略側立面図。 図４の光インターコネクトの研磨された小型フェルールの一方を収容することができるフェルールレセプタクルを有するＯＳＡの略垂直断面図。

Claims (10)

1. 光ファイバシステムに使用する並列の光インターコネクトであって、
   並んで伸びる光ファイバの複数の第１セグメント(14)と、
   前記第１セグメントの複数の第１終端部分(14a)を第１の所定のピッチに維持する第１ホルダ(32)と、
   前記複数の第１セグメント(14)から末広状に延びる光ファイバの複数の第２セグメント(20)を備えるファイバファンアウトと、
   前記第２セグメント(20)の複数の第２終端部分(20a)を、前記第１の所定のピッチより大きい第２の所定のピッチに維持する第２ホルダ(22)と、
   を備える光インターコネクト。
2. 前記第１セグメントの複数の第１終端部分(14a)を第１の所定のピッチに維持する前記第１ホルダ(32)がリボン状ウェブ材料である、請求項１に記載の光インターコネクト。
3. 前記第２セグメントの前記複数の第２終端部分(20a)を前記第２の所定のピッチに維持する前記第２ホルダ(22)が、前記光ファイバの複数の第２セグメント(20)にわたって延びる分離した本体部材である、請求項１に記載の光インターコネクト。
4. 前記第１セグメント(14)の複数の第１終端部分(14a)を前記第１の所定のピッチに維持する第１ホルダ(32)が、光ファイバの複数の第１セグメント(14)にわたって延びる分離した本体部材である、請求項１に記載の光インターコネクト。
5. 前記第１セグメント(14)の複数の第１終端部分(14a)を前記第１の所定のピッチに維持する前記第１ホルダ(32)が、前記光ファイバの複数の第１セグメント(14)にわたって延びる第１の分離本体部材を備え、前記第２セグメント(20)の複数の第２終端部分(20a)を前記第２の所定のピッチに維持する前記第２ホルダ(22)が、前記光ファイバの複数の第２セグメント(20)にわたって延びる第２の分離本体部材を備える、請求項１に記載の光インターコネクト。
6. 前記第１および第２ホルダが、前記第１および第２終端部分を除いて、前記光ファイバの前記第１および第２セグメントを包囲する共通の射出成形プラスチック筐体アセンブリにより提供される、請求項１に記載の光インターコネクト。
7. 前記筐体アセンブリが、少なくとも一方の端部から延びる複数の整列ピンを有する、請求項６に記載の光インターコネクト。
8. 複数の光ファイバのそれぞれの第２セグメント(20)のそれぞれの第２終端部分(20a)が、前記第２終端部分(20a)の周囲に固定されたフェルールを有し、対応する光サブアセンブリ内のレセプタクル内に収容される大きさに作られたフェルールを有する、請求項６に記載の光インターコネクト。
9. 前記分離した本体部材が、前記第２セグメントを挿入することができる予め形成された孔を有する、請求項３に記載の光インターコネクト。
10. 前記分離した本体部材が、前記第１セグメントを挿入することができる予め形成された孔を有する、請求項４に記載の光インターコネクト。
    

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