JP2024518742A - 一体型導波路と光ファイバとの位置合わせのためのコネクタ - Google Patents
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Abstract
光ファイバを基板に接続するためのシステム及び方法を提供する。基板は、導波路、ガイドピン、及び基板本体を備えることができる。ガイドピンは、第1及び第2の端部を定め、かつ第2の端部の近くに捕捉機構を備える。基板本体は、ガイドピンの第1の端部を受け入れてそれを第1の端部に接続するように構成された受け入れ特徴部を備え、ガイドピンの第2の端部は、基板本体から外向きに延びる。システムはまた、光ファイバを受け入れるように構成されてかつロッキング特徴部を有してガイドピンを受け入れるように構成された凹部を定めるレシーバ部分を含むコネクタを備える。捕捉特徴部は、ロッキング特徴部と係合するように構成される。捕捉特徴部がロッキング特徴部と係合した時に、光ファイバは、光導波路と位置合わせされ、かつ基板に対する移動が抑制される。【選択図】図6B
Description
〔優先権主張〕
この出願は、2021年4月21日出願の米国仮特許出願第63/177、468号の優先権の利益を主張するものであり、その内容は、引用によってその全体が本明細書に委ねられ、かつ組み込まれている。
この出願は、2021年4月21日出願の米国仮特許出願第63/177、468号の優先権の利益を主張するものであり、その内容は、引用によってその全体が本明細書に委ねられ、かつ組み込まれている。
本発明の実施形態は、一体型導波路と1又は2以上の光ファイバとを実質的に位置合わせするための接続システム及び方法に関する。
光ファイバは、長距離にわたって(例えば、ワイドエリアネットワーク(WAN)、メトロポリタンエリアネットワーク(MAN)、ローカルエリアネットワーク(LAN)、ラックなど)光信号を経路指定するのに使用される。対照的に、光相互接続(例えば、導波路)は、長さが~1mまでの短距離相互接続のためにガラス、ポリマー、シリコン、又はその他のような基板材料に一体化される。
光ファイバと一体型導波路の間の光インタフェースに関して、標準化されて低費用かつ高性能であるコネクタソリューションが望ましい。データセンター及び他の用途での多ファイバコネクタのための従来技術ソリューションである一部の特定タイプのコネクタ(例えば、多ファイバ終端プッシュ-オン(MTP)コネクタ及び多ファイバプッシュ-オン(MPO)コネクタ)が開発されてきた。ガラス(例えば、イオン交換(IOX)、レーザ直接書込、堆積)又はポリマー内の一体化光導波路は、インターポーザー、パッケージング基板、及び回路基板光相互接続に対するもののような低損失光基板の製作に有望な技術である。シリコン、シリコン窒化物、及び堆積ドープ溶融シリカ内の一体型光導波路は、送受信機、マルチプレクサ、スプリッタ、センサなどに対するもののような高集積フォトニック回路の製作に有望な技術である。導波路技術をデータセンター、高性能コンピュータ、及び他の用途に有効化するかつ展開するために、光ファイバと一体型導波路の間に標準インタフェースが望ましい。
導波路と光ファイバを費用効果的方式で実質的に位置合わせするための手法が従って望まれている。
一体型導波路及び光ファイバの位置合わせは、困難である可能性がある。更に、多くの異なる光ファイバの取付及び管理を可能にするために小さい形状因子を維持することが望ましい。この点に関して、位置合わせを支援するために様々な特徴部が使用される場合があるが、そのような特徴部は、各々が位置合わせを必要とし、かつ対処されなければならないそれら自体の寸法及び幾何学形状を有する。これは、多くの場合に、いくつかの異なる構成要素を使用する接続が互いの上への不耐性「積み重ね」をもたらし、位置合わせの追加の不正確性に至ることを意味する。
一部の現行インタフェースは、適正な位置合わせを取得する際のそのような困難に対処するために能動位置合わせを必要とする。能動位置合わせが使用される場合に、光試験信号を送信して光試験信号の最適化を求めるシステムを位置合わせするのに給電式システムが必要である。しかし、能動位置合わせは、高価であり、かつ時間消費的である。
本明細書に説明するシステム、構成要素、及び方法は、1又は2以上の光ファイバとの基板及びその内部/その上の導波路の容易かつ適正な位置合わせを可能にする。これは、構成要素の費用効率的なアセンブリを可能にする受動位置合わせを通して達成される場合がある。基板は、例えば、電気光学基板、光学基板(光導波路はあるが電気ラインはない)、シリコンフォトニクスのようなフォトニック集積回路(PIC)、光スプリッタのような平面光波回路(PLC)、ファンアウト又はブレークアウトモジュール、面の下方に1又は2以上の導波路を埋め込んだ3次元フォトニック集積回路などのようないずれかのタイプの基板である場合がある。
本発明の様々な実施形態は、基板、PIC、又は平面光波回路(PLC)上の1又は2以上の光導波路(例えば、ポリマー、シリコン、シリコン窒化物、及び/又はシリカ材料を備えるIOX、堆積、レーザ書込導波路のような平面ガラス導波路)に1又は2以上の光ファイバを接続して位置合わせするための1又は2以上の構成要素を提供する。コネクタは、基板の基板エッジに当接する及び/又はそれを包み込むことができる。基板の基板本体は、光学ファセットを製造するために及び/又は導波路に関する高精度位置合わせのための機械式位置合わせ特徴部を提供するために加工される場合がある(例えば、レーザ加工、フライス削り、ダイスカット、エッチング、又はリソグラフィを通して)。一部の実施形態では、システムの全ての構成要素(例えば、ガイドピン及びコネクタ)は、自動機械によって基板本体に直接に受動位置合わせされる場合があり、より高い収率及び費用節約に至る大量加工を可能にする。
一部の実施形態では、基板の基板本体の上面の中に様々な特徴部を加工することができ、これは、大規模パネルレベル加工(費用節約)と不良部品(規格外)を見つけるための検査を通した(例えば、上面観察顕微鏡を通した)品質改善とに至ることができる。更に、一部の実施形態では、ガイドピンを使用することができ、かつそれを基板本体に直接に取り付けることができ、これは、公差の積み重ねを低減し、かつカプリング損失の低下及び性能強化に至ることができる。
ガイドピンには捕捉特徴部が設けられ、これらの捕捉特徴部は、コネクタ内のロッキング特徴部と係合して1又は2以上の導波路との光ファイバの位置合わせを引き起こすように構成することができる。捕捉特徴部はまた、基板に対する光ファイバの移動を抑制することができる。この捕捉特徴部を有するガイドピンを使用することにより、プラスチックレセプタクルを基板との併用に使用する必要はない。コネクタ高さ及び幅は、従って、低減することができ、より小さい形状因子及びより高いエッジ密度に至る。いずれのプラスチックレセプタクルもなしで、基板厚みも最小にすることができる。更に、プラスチック部品なしで、基板はまた、半田リフロー又は熱圧縮結合に対して高温安定であり、かつ廉価な電子部品パッケージング/アセンブリに適合する。防塵は、電子部品パッケージング/アセンブリ及びハンドリング/出荷中に基板の清浄度を保護するために一時的に取り付けられる場合がある。
例示的実施形態では、基板を光ファイバと位置合わせするためのシステムを提供する。システムは、光ファイバと基板を備えることができる。基板は、1又は2以上の光導波路、少なくとも1つのガイドピン、及び基板本体を備えることができる。少なくとも1つのガイドピンは、第2の端部の近くに捕捉特徴部を備える。基板本体は、少なくとも1つのガイドピンの第1の端部を受け入れて同じくそれに取り外し可能に又は恒久的に接続するように構成された受け入れ特徴部を備え、少なくとも1つのガイドピンのための第2の端部が、基板本体から外向きに延びる。システムはまた、コネクタを備え、コネクタは、少なくとも1つのレシーバ部分を備える。少なくとも1つのレシーバ部分は、凹部を定め、かつロッキング特徴部を有し、コネクタは、光ファイバを受け入れるように構成される。少なくとも1つのレシーバ部分の凹部は、少なくとも1つのガイドピンを受け入れるように構成される。捕捉特徴部は、ロッキング特徴部と係合するように構成される。捕捉特徴部がロッキング特徴部と係合した時に、光ファイバは、1又は2以上の光導波路と位置合わせされ、かつ基板に対する移動が抑制される。
一部の実施形態では、少なくとも1つのガイドピンの捕捉特徴部は、第2の端部の近くに第1の部分及び第2の端部の近くに第2の部分を備える。第1の部分は、第2の部分に比べて増大した厚みを有することができ、第1の部分は、第2の部分よりも第2の端部により近いとすることができる。第1の部分又は第2の部分のうちの少なくとも一方は、ロッキング特徴部と係合するように構成される。
一部の実施形態では、捕捉特徴部は、少なくとも1つのガイドピン内の溝である。少なくとも1つのガイドピンは、一部の実施形態では接着剤を使用して受け入れ特徴部に取り外し可能に又は恒久的に接続される場合がある。
一部の実施形態では、コネクタはまた、フィンガタブを備える場合があり、フィンガタブは、ユーザがコネクタを把持すること、及びロッキング特徴部を捕捉状態から解除させてロッキング特徴部に対する少なくとも1つのガイドピンの相対移動を可能にする後退力を与えることを可能にする。コネクタは、更に、バネを備えることができる。ロッキング特徴部が捕捉状態から解除される時に、バネは、ロッキング特徴部を少なくとも1つのガイドピンから押し離すように構成することができる。
一部の実施形態では、システムは、フェルールとバネを備える。フェルールは、基板とバネの間に位置決めされる。フェルールは、光ファイバと少なくとも1つのガイドピンとを受け入れる/保持するように構成される。少なくとも1つのガイドピンがロッキング特徴部に向けてシフトされる時に、バネは、フェルールに対する力を発生し、フェルールを基板に向けて押し付ける。一部の実施形態では、バネは、フェルール内に受け入れられた光ファイバの端面を基板内の光導波路に対して押し付けるように構成することができる。一部の実施形態では、システムは、反射防止コーティング又は屈折率整合材料を備える。フェルールは、光ファイバを受け入れるように構成され、光ファイバは、端面を備える。バネは、光ファイバの端面と基板の1又は2以上の光導波路との間に間隙を残しながらフェルールを基板の近くに押し付けるように構成される。反射防止コーティング又は屈折率整合材料は、間隙にかつ端面に対して堆積される。一部の事例では、バネによって発生される追加の力は、0.5Nと2Nの間であり、反射防止コーティング又は屈折率整合材料は、光ファイバと基板の1又は2以上の光導波路とに接触する。
一部の実施形態では、受け入れ特徴部は、トレンチであり、トレンチは、2つの側縁、及び底面を備える。トレンチは、少なくとも1つのガイドピンが底面に接触することなく2つの側縁に当接するように構成される。トレンチは、レーザベースの手法を使用して形成される場合がある。
基板内に設けられた1又は2以上の光導波路は、一部の実施形態では表面下又は埋め込み型光導波路である。しかし、表面光導波路も同様に使用することができる。光導波路はまた、異なる層又は平面にある場合がある。一部の実施形態では、アタッチメントが設けられ、受け入れ特徴部は、アタッチメント上に設けることができる。基板は、アタッチメントを受け入れて同じくそれに取り外し可能に又は恒久的に接続するように構成することができる。
別の例示的実施形態では、1又は2以上の光導波路を有する基板を光ファイバと位置合わせするためのコネクタを提供する。このコネクタは、少なくとも1つのレシーバ部分を備える。少なくとも1つのレシーバ部分は、凹部を定め、かつロッキング特徴部を備える。コネクタは、光ファイバを受け入れるように構成され、少なくとも1つのレシーバ部分の凹部は、基板に関連付けられた少なくとも1つのガイドピンを受け入れるように構成される。受け入れられた時に、ロッキング特徴部は、少なくとも1つのガイドピンを凹部に保持するように構成される。少なくとも1つのガイドピンがロッキング特徴部によって保持された時に、光ファイバは、基板の1又は2以上の光導波路と位置合わせされ、かつ基板に対する移動が抑制される。
一部の実施形態では、コネクタは、更にフィンガタブを備える。フィンガタブは、ユーザがコネクタを把持すること、及びロッキング特徴部を捕捉状態から解除させてロッキング特徴部に対する少なくとも1つのガイドピンの相対移動を可能にする後退力を与えることを可能にするように構成される。コネクタは、更にバネを備えることができる。ロッキング特徴部が捕捉状態から解除される時に、バネは、ロッキング特徴部を少なくとも1つのガイドピンから押し離すように構成される。
一部の実施形態では、コネクタは、更に、フェルールとバネを備える。フェルールは、基板とバネの間に位置決めされ、フェルールは、光ファイバと少なくとも1つのガイドピンとを受け入れるように構成される。少なくとも1つのガイドピンがロッキング特徴部に向けてシフトされる時に、バネは、フェルールに対する力を発生してフェルールを基板に向けて押し付ける。すなわち、フェルール内の光ファイバの端面は、基板と接触することができる。
更に別の例示的実施形態では、少なくとも1つのフォトニック集積回路に電気的及び光学的接続を提供するための基板を提供する。基板は、1又は2以上の光導波路、少なくとも1つのガイドピン、及び基板本体を備える。少なくとも1つのガイドピンは、第1の端部と第2の端部を定め、少なくとも1つのガイドピンは、第2の端部の近くに捕捉特徴部を備える。基板本体は、少なくとも1つのガイドピンの第1の端部を受け入れて同じくそれに取り外し可能に又は恒久的に接続するように構成された受け入れ特徴部を備える。少なくとも1つのガイドピンのための第2の端部は、基板本体から外向きに延びる。捕捉特徴部は、コネクタと係合するように構成される。捕捉特徴部がコネクタと係合した時に、コネクタに関連付けられた光ファイバは、基板の1又は2以上の光導波路と位置合わせされ、かつ基板に対する移動が抑制される。
一部の実施形態では、ガイドピンの捕捉特徴部は、ガイドピンの第2の端部の近くに第1の部分及びガイドピンの第2の端部の近くに第2の部分を備える。第1の部分は、第2の部分に比べて増大した厚みを有し、第1の部分は、第2の部分よりも第2の端部により近い。第1の部分又は第2の部分のうちの少なくとも一方は、ロッキング特徴部と係合するように構成される。
本発明の適用可能性の更に別の分野は、以下に提供する詳細説明から明らかになるであろう。詳細説明及び具体例は、本発明の例示的な好ましい実施形態を示しているが、例示だけの目的を意図しており、本発明の範囲を限定するように意図していないことを理解しなければならない。
本発明は、詳細説明及び必ずしも一定の縮尺ではない添付図面からより完全に理解されるであろう。
本発明の実施形態に関する以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本発明、その適用、又は用途を限定することを決して意図するものではない。以下の説明は、本発明の有効な開示を提供することを目的として単に例示的に本明細書に提供するものであり、本発明の範囲又は内容を限定するものではない。
上述のように、基板と1又は2以上の光ファイバとの接続を形成する従来の手法に対する改善が望まれている。本明細書に議論する実施形態は、製造しやすく使いやすいシステム及び構成要素を対応する方法と共に提供する。図1A~1Cは、使用可能な基板を示している。
図1Aは、基板140の一部分の斜視図である。この基板140は、1又は2以上の導波路(例えば、光導波路)を備えることができる。これらの導波路は、表面下導波路又は表面導波路とすることができる。基板140はまた、基板本体142を備えることができる。基板本体142は、例えば、ガラス、シリコン、溶融シリカ、ポリマー、有機積層体を備えることができる。この基板本体142は、上面144、エッジ146、及び底面143を有することができる。基板本体142はまた、2つの受け入れ特徴部148を備えることができる。これらの受け入れ特徴部148の各々は、ガイドピン154(図1Bに示す)の第1の端部を受け入れて同じくそれに取り外し可能に又は恒久的に接続するように構成される。一部の実施形態では、接着剤を使用してガイドピン154を受け入れ特徴部148に恒久的に接続することができる。これに代えて、接着剤なしで(例えば、圧縮嵌め又は他の接続手段を通して)ガイドピン154を受け入れ特徴部に取り外し可能に又は恒久的に接続することができる。ガイドピン154の第2の端部は、基板本体142から外向きに延びる。
受け入れ特徴部148は、基板本体142の上面144に設けることができる。受け入れ特徴部148は、基板本体142内の凹部として設けることができ、これらの凹部は、様々な形状を取ることができる。例えば、凹部は、半円形、矩形(例えば、トレンチを形成する)、三角形の形状などを有することができる。一部の実施形態では、受け入れ特徴部148の形状は、ガイドピン154の形状と一致し、受け入れ特徴部148は、ガイドピンと共に使用するように構成される。受け入れ特徴部148は、ある距離145だけ離間することができる。受け入れ特徴部148の位置決めは、基板本体142と1又は2以上の光ファイバ168(図1Cに示す)のためのコネクタ160との適正な位置合わせを可能にするように構成することができる。一部の実施形態では、受け入れ特徴部148は、別々の構成要素(例えば、アタッチメント)の上に提供することができ、基板は、アタッチメントを受け入れて同じくそれに取り外し可能に又は恒久的に接続するように構成することができる。
図1Bは、基板140’の斜視図である。基板140’は、各受け入れ特徴部148に受け入れられるガイドピン154を備える。更に、端面152を有するカバー150が設けられる。カバー150内に凹部を提供することができ、その凹部にガイドピン154を少なくとも部分的に受け入れることができる。これらの凹部は、カバー150の中心部分から端面152まで延びることができる。
図1Cは、基板140’’の斜視図であり、ガイドピン154(図1Bに示す)がコネクタ160内に受け入れられている。図示のように、光ファイバ168をコネクタ160内に受け入れることができる。一部の実施形態では、コネクタ160は、光ファイバ168の移動が少なくとも部分的に抑制されるように光ファイバ168と取り外し可能に又は恒久的に接続することができる。コネクタ160は、1又は2以上のガイド孔164を備えることができる。これらのガイド孔164は、一部の実施形態ではコネクタ160の一方の側から他方の側まで延びることができるが、これに代えて、コネクタ160内を単に部分的に延びることができる。ガイドピン154の第2の端部は、基板本体142から外向きに延び、ガイドピン154の第2の端部をガイド孔164内に受け入れることができる(その接続はコネクタ160で隠されている)。一部の実施形態では、ガイドピンがガイド孔164内に受け入れられると、コネクタ160に対して基板140の移動を抑制することができる。
基板は、基板をコネクタと正確かつ確実に位置合わせすることができるような寸法を提供することができる。それによって、次に、基板内の導波路をそれぞれ光ファイバと正確に位置合わせすることが可能になる。一部の実施形態では、各光ファイバを基板内の単一導波路に接続することができ、一部の実施形態では、複数の光ファイバを複数の導波路と位置合わせすることができる。図2A~2Bは、これらの寸法の一部を例示的実施形態に示している。図2Aは、基板200及びガイドピン212の側面図であり、図2Bは、図2Aの基板200及びガイドピン212の上面図である。基板200は、1又は2以上の光導波路205を備える。基板200はまた、上面204を有する基板本体202を備える。基板本体202は、2つの受け入れ特徴部208を備える。受け入れ特徴部208は、ガイドピン212を受け入れるように構成される。
これらの受け入れ特徴部208は、上面204に形成されたトレンチとすることができる。基板200をコネクタ160(図1C)と適正に位置合わせするのに必要である公差内にトレンチの深さを維持することは困難である可能性がある。トレンチの深さは、小さい公差によって形成することができるが、これを達成するための手法は高価である可能性がある。対照的に、トレンチの幅は、費用効果的方式で小さい公差に維持することができる。レーザ融除を使用して(例えば、ナノ秒(ns)、ピコ秒(ps)、又はフェムト秒(fs)のパルスレーザを使用して)側縁の位置をサブミクロンの精度で費用効果的方式で提供することができる。従って、トレンチを使用する場合に、トレンチは、2つの側縁と1つの底面とを備えることができ、ガイドピン212が底面に接触することなく2つの側縁に当接するようなトレンチを備えることができる。この例を図2Aに示している。この手法により、ガイドピン212の位置決めは、トレンチの側縁によって実質的に制御されることになる。底面は、ガイドピン212と接触するように構成されないので、トレンチ深さに対してより大きい公差を使用しながらトレンチを形成することができる。このようにして、トレンチは、費用効果的方式で確実に形成することができる。一部の実施形態では、トレンチは、レーザベースの手法を使用して形成することができる。
レーザ融除はまた、様々な材料に対して実施することができ、集束パルスレーザビームを使用して基板材料のごく一部を除去し、基板上に微細パターンを形成することができる。レーザ融除はまた、有毒な化学物質及び試薬を使用する必要がないので環境に優しい手法を提供する。
一部の実施形態では、受け入れ特徴部は、V字溝である。V字溝は、30度又はそれよりも大きい角度を有する2つの側壁を備える。V字溝は、ガイドピンが底縁又は底面に接触することなく2つの側壁に当接するように構成される。V字溝は、エッチング、機械加工、又はレーザ手法を使用して形成することができる。
一部の実施形態では、550μmの厚みを有するガイドピンを設けることができ、249.8μmのトレンチ幅を有するトレンチの形態で受け入れ特徴部208を設けることができ、トレンチは、30μmの深さを有することができる。更に、トレンチは、ガイドピンの約5mmを受け入れることができるように約5mmの長さを備えることができる。トレンチは、5.3mm区分でオフセットされる場合がある。このオフセットは、図2Bに示すように、トレンチの側縁から隣接するトレンチの同じそれぞれの側縁まで測定することができる。しかし、これらの寸法は、他の実施形態では修正することができる。
一部の実施形態では、フェルールを使用して光ファイバとの基板内の導波路の位置合わせを支援することができる。図3A~3Dは、特定の実施形態に使用することができる異なるフェルールの図を提供している。図3Aは、フェルール320の斜視図である。このフェルール320は、コネクタ160(図1C)の一部として設けることができるが、他の実施形態では、フェルール320は、コネクタ160とは別々の構成要素と見なすことができる。コネクタ160及びフェルール320は、コネクタ160内にフェルール320を部分的又は完全に受け入れることができるように構成することができる。フェルール320は、本体324、後端321、及び前端322を備える。フェルールはまた、後端321と前端322の間で本体324を貫通して延びるガイドピン154(図1B)又は212(図2A~2B)を受け入れるためのガイド孔326を有することができる。適切な数のガイド孔326を提供することができ、ガイド孔326はあらゆる適切なパターンで提供することができる。ガイド孔326は前端322を貫通して延びて光ファイバ168(図1C)の終端かつ研磨された端部をコネクタ160(図1C)内に露出することができる。
図3B及び3Cは、図3Aに示すフェルール320と類似したフェルール320’、320’’の端面立面図である。これらの図からそれぞれのフェルール320’、320’’の前端322を見ることができる。図示のように、ガイド孔326は、前端322からフェルール320’、320’’の本体324の中に延びることができる。様々な実施形態では、あらゆる適切な数の光ファイバボアと位置合わせ孔間のあらゆる適切な間隔とを提供することができる。図3Bでも図3Cでも2列の光ファイバボア328A、328B、328A’、328B’が設けられる。図3B及び3Cには複数列の光ファイバボアを示しているが、特定の実施形態では、単一列の光ファイバボアだけに光ファイバが格納され、及び/又は単一列の光ファイバボアだけを使用して、本明細書に開示するように、基板200(図2A~2B)(例えば、導電性ビアを備える)の中に一体化された導波路とインタフェースで接続することができる(そのような基板は、その内部のある深さに配置された光導波路を有することができるので)。フェルールは、多ファイバ光コネクタを備えることができる。
図3B及び図3Cに示すフェルール320’、320’’は、異なる数の光ファイバボア328A、328B、328A’、328B’と、位置合わせ孔326間の異なる間隔とを有する。図3Bに示すように、位置合わせ孔326は、互いに5.3mm離れるようにオフセットされる。対照的に、図3Cでは、位置合わせ孔326は、互いに4.6mm離れるようにオフセットされる。更に、図3Bに示すフェルール320’では、各列に16個の光ファイバボア328A、328Bが設けられ、そのために合計で32個の光ファイバボア328A、328Bが設けられる。対照的に、図3Cに示すフェルール320’’では、各列に12個の光ファイバ孔328A’、328B’が設けられ、そのために合計で24個の光ファイバボア328A’、328B’が設けられる。
図3Dは、フェルール320’’’に対して基板302が位置決めされたフェルール320’’’を示す概略図である。図示のように、基板302は、約0.7mmの厚みを有することができる。基板302は、ガイドピンを受け入れて同じくそれに取り外し可能に又は恒久的に接続するように構成することができ、これらのガイドピンは、位置合わせ孔326内に受け入れることができる。特に、基板302は、ファイバボアが基板302内の対応する導波路に位置合わせするようにファイバボアの一部を覆っている(破線に示している)。
ガイドピンを基板上又は基板の基板本体上の適切な位置に接続することを支援するために、ガイドピンの上に位置決めすることができるカバー(例えば、アタッチメント)を設けることができる。図4A~4Dは、使用可能なカバー450の様々な図を示している。図4Aは、2つのガイドピンと取り外し可能に又は恒久的に接続するために基板140、200の受け入れ特徴部148(図1A)、208(図2A、2B)と併せて使用することができるカバー450の底面概略図である。図4Bは、カバー450の斜視図であり、図4Cは、カバー450の前面図であり、図4Dは、カバー450の側面図である。
カバー450は、ガイドピン154(図1B)又は212(図2A~2B)を押圧して適切な位置に保持するように設計することができる。カバー450は、例えば、プラスチック又はガラス材料を備えることができる。一部の実施形態では、カバー450と基板200(図2A~2B)の基板本体202(図2A~2B)とは、類似の熱膨張係数(CTE)を有する材料で製造されるが、別の実施形態では、カバー450と基板本体202は、異なるCTE特性を有することができる。一部の事例では、カバー450と基板本体202(図2A~2B)は、同じ材料で製造され、同じ熱膨張係数(CTE)を有する。CTEの不整合が存在する場合に、一部の構成要素は、非常に温かい又は非常に冷たい温度で不釣り合いにサイズが膨張又は収縮する傾向があり、構成要素の不整合に至る可能性がある。カバー450と基板本体202(図2A~2B)に類似の又は同一のCTEを設けることにより、アセンブリ全体の信頼性を改善することができる。
一部の実施形態では、接着剤を使用してカバー450、ガイドピン212(図2A~2B)、及び/又は基板200(図2A~2B)の基板本体202(図2A~2B)を恒久的に互いに接続することができる。この接着剤は、カバー450、ガイドピン212(図2A~2B)、及び基板の基板本体202に設けられた材料のCTEとは異なるCTEを有する材料を備えることができる。従って、一部の実施形態では、僅かな量の接着剤しか使用されない。例えば、厚みが100μm未満の接着層を提供することができる。一部の実施形態では、接着剤は使用されない。僅かな量の接着剤しか使用しないことにより、アセンブリの信頼性を改善することができる。例えば、アセンブリが屋内でのみ使用される場合に、CTEの不整合はそれほど関連しない可能性がある。
カバー450は、幅が約6.4mm(図4Aで左から右に測定)とすることができる。カバー450は、長さが4mm(図4Aで下から上に測定)とすることができる。カバー450は、2つの1次カバートレンチ452を備えることができる。これらの1次カバートレンチ452は、カバー450の底面451に形成することができ、カバー450の長さに沿って張ることができる。図4Aに示すように、1次カバートレンチ452は、カバー450の長さ全体に張ることができる。しかし、他の実施形態では、1次カバートレンチ452は、カバー450内に部分的にのみ延びることができる。
図4Cに示すように、1次カバートレンチ452は、幅が約0.6mm(図4Cで左から右に測定)、及び深さが約0.3mm(図4Cで下から上まで測定)とすることができる。1次カバートレンチ452は、2つの側縁を有することができ、一部の実施形態では、カバー450の中心寄りに位置決めされた側縁は、カバー450の中心から約2.35mm離して位置決めすることができる。
図4Dに示すように、2次カバートレンチ454をカバー450の底面451に設けることができる。2次カバートレンチ454は、2つの側縁を有することができる。カバー450の中心から遠い側に位置決めされた側縁は、カバー450の側面から約0.3mm離れているとすることができる。2次カバートレンチ454は、幅が約0.3mm(図4Dで左から右に測定)とすることができる。2次カバートレンチ454はまた、約0.3mmの深さ(図4Dで下から上に測定)を有することができる。
特定の寸法を上述したが、他の実施形態では、カバー450に異なる寸法を提供することができる。これらの寸法を提供して所与の用途に必要である実施仕様全体を満足させることができる。
一部の実施形態では、基板は、光学区域を備えることができ、この光学区域は、光導波路を受け入れて保持するように構成することができる。フェルールに対してこの光学区域の寸法を制御し、光学区域からの移行を制御することが重要な考慮事項になる可能性がある。図5Aは基板502の側面図であり、光学区域507を見ることができる。図示のように、基板502は2つの受け入れ特徴部508を備える。この実施形態では、受け入れ特徴部508はトレンチとして設けられる。トレンチは、幅が約249.8μmである。図5Aはまた、光学区域507と非光学区域509を示している。フェルール(例えば、図3Aのフェルール320)を光学区域507で基板502に押圧することができる。従って、フェルール内に受け入れられた1つの光ファイバの端面は、基板502内にある1又は2以上の光導波路のうちの1つの光導波路に対して押し付けられるとすることができる。光学区域507の幅(図5Aで左から右に測定)がフェルールの幅よりも大きくなるように、光学区域507の幅は6.5mmより大きくすることができる。基板のレーザ個別化工程中に光学区域507を部分的にナノ穿孔することができ、他の非光学区域509は、完全にナノ穿孔することができる。
図5B及び5Cは、光学区域507での部分的ナノ穿孔から非光学区域509での完全ナノ穿孔まで移行させるための異なる手法を示している。図5Bでは、この変化はステップ関数として生じ、移行が即座に生じ、左から右に延びることはない。図5Cでは、この変化が断熱的に生じるので移行は左から右に延びる。非光学区域509の完全ナノ穿孔から光学区域507の部分的ナノ穿孔への変化は、レーザフォーカスを段階的に変化させること又はレーザフォーカスの断熱変化によって達成することができる。
フェルールよりも幅広の光学区域507を提供することにより、部分的ナノ穿孔から完全穿孔へのあらゆる変化は、フェルールと光学区域とが重なる区域の外側で生じることになる。それにより、光ファイバと一体型導波路との物理的接触を妨げる可能性があると考えられる突出特徴部のリスクが低減される。これはまた、導波路の波形を低減し、欠陥の数を低減するのに有益である場合がある。
本明細書に説明する本発明の様々な実施形態は、1又は2以上のガイドピンを取り外し可能に又は恒久的に接続させた基板を提供する。一部の例示的実施形態は、コネクタを拘束して光ファイバと基板内の導波路との適正な位置合わせを保証するためにコネクタ内のロッキング特徴部と係合するように構成された捕捉特徴部を備えるガイドピンを備える。例えば、捕捉特徴部は、捕捉特徴部とロッキング特徴部が係合している時に、ガイドピンがその長手軸線に沿って後退することを防止することができる。更に、フェルール又はコネクタ内の孔の中にガイドピンを受け入れることにより、他の寸法でのガイドピンの移動を制限することができる。従って、捕捉特徴部とロッキング特徴部の間の係合により、光ファイバの基板に対する移動を抑制することができる。一部の実施形態では、捕捉特徴部とロッキング特徴部は、ガイドピンを後退させることができるように容易に係合解除することができる。
様々な実施形態に関するこれらの特徴部及び他の特徴部は、図6A~6C、7A~7B、8A~8B、9A~9Bを参照してより容易に理解される。図6A~6Cは、ガイドピンがまだフェルール内に受け入れられていない時のシステムの様々な図を示している。
図6Aは、基板を1又は2以上の光ファイバと位置合わせするための例示的システムの斜視図であり、この場合に、ガイドピンはまだコネクタ又はフェルールに受け入れられていない。図6Bは、図6Aに示すシステムの断面図である。図6Cは、図6Bに示すシステムの拡大図であり、ガイドピンとフェルール内の孔を見ることができる。
図6Aに示すように、基板644を提供する。この基板644は、受け入れ特徴部を有する基板本体を備えることができる。基板644は、1又は2以上の導波路を備えることができる。少なくとも1つのガイドピン654も提供されており、これらのガイドピン654は、第1の端部と第2の端部を備える。受け入れ特徴部は、ガイドピン654の第1の端部を受け入れて同じくそれに取り外し可能に又は恒久的に接続するように構成することができる。ガイドピン654の第1の端部は、カバー650を使用して基板644に取り外し可能に又は恒久的に接続することができる。ガイドピン654の第2の端部は、基板本体から外向きに延びることができ、ガイドピン654の第2の端部の近くに捕捉特徴部655を提供することができる(例示的捕捉特徴部に関する更に別の詳細は、図10A~Cに関して説明する)。
光ファイバ668及びコネクタ660も提供する。コネクタ660は、光ファイバ668を受け入れる(例えば、本明細書に説明するように、コネクタで移動可能に保持されるフェルールに取り付けられた1又は2以上の光ファイバに関連付けられる)ように構成することができる。図6Bに示すように、レシーバ部分667は、ロッキング特徴部665を備えることができる。図示のように、レシーバ部分667は、ガイドピン654を受け入れることができる凹部を定める。一実施形態では、この凹部の厚みを低減することにより、レシーバ部分667内にロッキング特徴部665を設けることができる。それにより、ロッキング特徴部665は、ガイドピン654の捕捉特徴部655と係合することができる。しかし、ロッキング特徴部665は、他の実施形態では異なる形態を取ることができる。例えば、この凹部の厚みを増すことにより、ロッキング特徴部665をレシーバ部分667内に提供することができ、又はレシーバ部分667は、ガイドピン654内の孔と係合するように構成された小さいピンを備えることができる。捕捉特徴部655がロッキング特徴部665と係合すると、これは、光ファイバ668と導波路との位置合わせをもたらし、基板644に対する光ファイバ668の移動を抑制することを支援することができる(図9A~9Bに関して説明するように)。
図6Bに示すように、フェルール620及びバネ663も設けることができる。フェルール620は、コネクタ660内に受け入れることができ、基板644とバネ663の間に位置決めすることができる。フェルール620は、コネクタ660内のシフト又は「浮動」が許容されるものとすることができる。バネ663もコネクタ660内に受け入れることができる。バネ663は、コネクタ660の背面内壁とフェルール620の間に受け入れることができる。フェルール620は、光ファイバ668と少なくとも1つのガイドピン654とを受け入れるように構成することができる。ガイドピン654がロッキング特徴部665に捕捉された状態で、バネ663は、フェルール620に対する力を発生し、フェルール620を基板644に向けて押し付ける(図8A~9Bに示す)。一部の実施形態では、バネ663は、約2N~約20Nの範囲の力を提供するように構成することができ、光ファイバ668を基板644の1又は2以上の導波路(例えば、光導波路)と物理的に接触させるように構成することができる。
図6Cは、捕捉特徴部655及びフェルール620の拡大図を示している。図示のように、フェルール620は、1又は2以上の孔621を備えることができる。これらの孔621は、図6Cに示すように、孔621とガイドピン654が位置合わせした時にガイドピン654を受け入れるように構成される。孔621は、フェルール620を完全に貫通して延びることができ、ガイドピン654がコネクタ660のレシーバ部分667まで延びることを可能にする。
図7A~7Bは、図6A~6Cに表したシステムの様々な図を示し、ここでは、ガイドピン654は、コネクタ660及びフェルール620内に部分的に受け入れられている。図7Aは斜視図であり、図7Bは、内部構成要素を見えるようにした断面図である。図7Bで最も良く見ることができるように、ガイドピン654は、フェルール620の孔621(図6C)の中に受け入れられる。図示のように、バネ663は、図7Bでは図6Bと同じ位置にあり、まだ圧縮されていない。
図8A~8Bは、図6A~6Cに表したシステムの様々な図を示し、ここでは、ガイドピン654が、コネクタ660及びフェルール620の中に更に受け入れられている(例えば、図7A~7Bに対して)。図8Aは斜視図であり、図8Bは、内部構成要素を見えるようにした断面図である。図8Bで最も良く見ることができるように、ガイドピン654は、図7Bと比べて図8Bではコネクタのレシーバ部分667の近くにシフトする。図8Bでは、フェルール620は、基板644にまさに接触している。バネ663は、図8Bでは図6B及び7Bと同じ位置にあり、まだ圧縮されていない。ガイドピン654がコネクタ660の中に更にシフトする時に、基板644は、フェルール620をコネクタ660のレシーバ部分667に向けて押し付けることになる。フェルール620がレシーバ部分667に向けて押し付けられる時に、バネ663が圧縮される。圧縮されたバネ663により、フェルール620を基板644に対して確実に位置決めすることが可能になる。
図9A~9Bは、図6A~6Cに表したシステムの様々な図を示し、ここでは、ガイドピン654がコネクタ660及びフェルール620内に完全に受け入れられている。図9Aは斜視図であり、図9Bは、内部構成要素を見えるようにした断面図である。図示のように、ガイドピン654の捕捉特徴部655は、ロッキング特徴部665を使用してコネクタ660のレシーバ部分667内に受け入れられる。捕捉特徴部655とロッキング特徴部665の係合は、バネ663の力に耐えるのに十分な力を提供することができ、バネ663は、この圧縮状態でフェルール620を基板644に向けて押し付けるように構成される。従って、捕捉特徴部655とロッキング特徴部665の係合により、ガイドピン654の移動を抑制することができる。フェルール620は、捕捉特徴部655がロッキング特徴部665と係合した時にコネクタ620内に完全に位置決めされるとすることができる(例えば、図8Bと図9Bの間でフェルール620に対するコネクタ660の位置を考察されたい)。特に、捕捉特徴部とロッキング特徴部の係合に関する追加の詳細は、図10Dに関して提供する。
一部の実施形態では、システムは、コネクタ660の取り外し(及び光ファイバと基板の導波路との分離)を可能にするためにガイドピンの捕捉特徴部を解除することができるように構成することができる。これに関して、図示の実施形態では、フィンガタブ661を設けてそのような解除を可能にすることができる。フィンガタブ661は、ユーザの必要に応じて基板664をコネクタ660から分離することができるように、ガイドピン654の捕捉特徴部655をロッキング特徴部665から係合解除させるための容易な手法を提供することができる。フィンガタブ661は、例えば、コネクタをガイドピンから係合解除させる後退力をユーザが付与することができるようにユーザが把持するように構成することができる。十分な後退力が加えられると、レシーバ部分667のロッキング特徴部665は、ガイドピン654の捕捉特徴部655から係合解除することができる。それにより、ガイドピン654をレシーバ部分667及びコネクタ660から後退させることができる。このフィンガタブ661は、図9A~9Bではコネクタ660の上部の近くに位置決めされているが、フィンガタブ661は、他の位置に位置決めすることができる。例えば、フィンガタブ661は、コネクタ660の底部の近くに実施することができる。
本明細書に議論するように、本発明のシステムのガイドピンは、捕捉特徴部を有して提供することができる。この点に関して、コネクタ内のロッキング特徴部と係合するようなガイドピンを備えることができるように、ガイドピンに適切な寸法を提供することができる。図10A~10Dは、例示的ガイドピンとガイドピンの寸法を示している。図10Aはガイドピンの側面図である。図10Bは、図10Aのガイドピンの拡大図であり、ガイドピンの捕捉特徴部を見ることができる。図10Cはガイドピンの概略側面図であり、図10Dは、基板を光ファイバと位置合わせするシステムの一部分の概略断面図である。
図10Aは、例示的ガイドピン1054が示している。ガイドピン1054は、第1の端部1058と第2の端部1057とを定め、ガイドピン1054は、第2の端部1057の近くに捕捉特徴部1055を備える。この実施形態では、捕捉特徴部1055は溝である。図10Aに示すような一部の実施形態では、ガイドピン1054は、軸線に関して対称であるとすることができる。
図10Aでは、実施形態は、第1のセクション1059と第2のセクション1052を備える。第1のセクション1059は、第2のセクション1052の直径ΦE2よりも僅かに大きい直径ΦE1を有することができる。第1のセクションは、長さIを有することができ、この長さIは、約11.3mm±0.1mmとすることができる。第2のセクション1052は、約6.125mm±0.1mmの長さを備えることができる。一部の実施形態では、第1のセクション1059と第2のセクション1052の移行部にフィレット又は面取りを提供することができる。図10Cのガイドピン1054は、図10A及び10Bのガイドピン1054とは僅かに異なっている。ガイドピン1054は、第1のセクション1059及び第2のセクション1052を備えない。これに代えて、ガイドピン1054は、ただ1つのセクションを備える。この点に対して、ガイドピンにはあらゆる数のセクションを使用することができる。
図10A~10Cは、ガイドピンの様々な寸法を示している。他の実施形態では、寸法を修正することができる。ガイドピンの寸法例を以下の表1に示している。
長さA及びA’は、捕捉特徴部1055から第2の端部1057の極限端部までの距離を表している。図10Bに示す実施形態では、長さAは、約0.725mm±0.1mmである。しかし、図10Cに示す実施形態では、長さA’に対して±0.05mmの公差が使用される。
長さB及びB’は、捕捉特徴部1055の長さを表している。図10Bに示す実施形態では長さBは約0.85mm±0.05mmであるが、図10Cに示す実施形態では、長さBは約0.87mm±0.1mmとすることができる。
長さC及びC’は、ガイドピン1054の全長を表している。図10Aに示す実施形態では、長さCは約19mm±0.1mmとすることができる。しかし、図10Cに示す実施形態では、長さC’は約16mm±0.05mmとすることができる。
直径ΦD及びΦD’は、捕捉特徴部1055の最小直径を表している。図10Aでは、直径ΦDは、約0.33mm±0.01mmとすることができる。しかし、図10Cでは、直径ΦD’は、約0.34mm±0.01mmとすることができる。
図10Aでは、直径ΦE1は、第1のセクション1059の直径を表し、長さIは、第1のセクション1059の長さを表している。図10Aに示す実施形態では、直径ΦE1は、約0.5485mm±0.0005mmであり、長さIは、約11.3mm±0.1mmである。更に、直径ΦE2は、第2のセクション1052の直径を表し、直径ΦE2は、約0.53mm±0.005mmとすることができる。図10Cのガイドピン1054は、図10A及び10Bのガイドピン1054とは異なっている。ガイドピン1054は、第1のセクション1059及び第2のセクション1052を備えない。これに代えて、ガイドピン1054は、捕捉特徴部1055から第2の端部まで延びるただ1つのセクションを備えており、直径ΦE’は、このセクションの直径を表している。直径ΦE’は、約0.5485mm±0.0005mmとすることができる。直径ΦF及びΦF’は、それぞれΦE2及びΦE’に対する寸法と同一であるとすることができる。
ガイドピン1054は、第2の端部1057にヘッド部分1053を備えることができる。ヘッド部分1053は、丸みを帯びたセクションを有することができ、長さGは、この丸みを帯びたセクションの長さを表している。図10A及び10Bに示す実施形態では、長さGは、約0.5mm±0.05mmであり、類似の長さを図10Cの実施形態に使用することができる。しかし、ヘッド部分1053は、別の形状を備えることができる。例えば、ヘッド部分は、真っ直ぐな先細のエッジを有することができ、又は丸みを帯びたセクションに異なる寸法を提供することができる。
長さHは、第1の端部1058の極限端部からヘッド部分1053までの長さを表している。図10A及び10Bに示す実施形態では、長さHは、約18.275mm±0.01mmとすることができる。
角度αは、捕捉特徴部1055の面取り角として機能することができる。角度αには、0~90度のあらゆる値を使用することができ、面取り角は、0度又は90度にして面取りを全く設けないようにすることができる。一部の実施形態では、この角度は、約25度~約45度の範囲に入るものとすることができる。図10Cに示す実施形態では、角度αは、30度±1度である。この面取り角を捕捉特徴部の両側に使用してヘッド部分1053及び第2のセクション1052に移行することができる。
図10Bでは、ガイドピン1054の捕捉特徴部1055は、第2の端部1057に近接するヘッド部分1053の形態の第1の部分を備える。捕捉特徴部1055はまた、第2の端部1057に近接する長さBに沿った第2の部分を備えることができる。第1の部分は、第2の部分に比べて増大した厚みを有することができ、第1の部分は、第2の部分よりも第2の端部1057により近接する(例えば、より近い)。図9A~9B及び10Dに示すように、第1の部分は、レシーバ部分のロッキング特徴部と係合してガイドピン及び基板の移動を抑制するように構成される。
図10Dは、ガイドピンの捕捉特徴部がレシーバ部分1067のロッキング特徴部1065と係合した時のガイドピン及び他の構成要素の概略断面図を示している。
図8A~8Bから図9A~9Bを考察すると、ガイドピン1054がレシーバ部分1067内に更に挿入された状態で、ガイドピン1054は、ロッキング特徴部1065と相互作用することになる。ガイドピン1054のヘッド部分1053が丸みを帯びたセクションを備えるので、ガイドピン1054は、ロッキング特徴部1065を一時的に開状態に入れ、そのためにガイドピン1054を更に挿入することができる。例えば、ガイドピン1054がロッキング特徴部1065の歯1069a、1069bに向けて挿入される時に、ヘッド部分1053の丸みを帯びたセクションによって歯1069a、1069bが延び、ロッキング特徴部1065を一時的に開状態に入れ、そのためにガイドピン1054を更に挿入することができる。
ヘッド部分1053が歯1069a、1069bをクリアした状態で、ロッキング特徴部1065の付勢により、歯1069a、1069bが一緒に戻って第1の(下側)部分と係合し、そのために捕捉特徴部1055がロッキング特徴部1065から引き抜かれるのを防止する。この点に関して、捕捉特徴部1055とロッキング特徴部1065の歯1069a、1069bとの係合に起因して、ガイドピン1054のヘッド部分1053がレシーバ部分1067から離れるように後退することを防止することができる。他の実施形態では、ロッキング特徴部1065及び捕捉特徴部1055は、異なるように作動させることができ、異なる形状を有することができる。
図10Dに示すように、ガイドピン1054は、カバー1050と基板1002の間に位置決めすることができる。ガイドピン1054はまた、フェルール1020内の孔を通って延びることができる。上述の寸法により、ガイドピンは、レシーバ部分1067のロッキング特徴部1065と適正に係合かつ係合解除することができ、同じく、この寸法により、ガイドピン1054は、他の構成要素内で適正に静止することができる。しかし、他の実施形態では寸法を修正することができる。
光ファイバ及びフェルールのためのコネクタは、他の構成要素をコネクタ内に少なくとも部分的に受け入れることを可能にするキャビティを定めることができる。図11は、例示的コネクタ1160内に設けることができる構成要素を示す分解組立図である。フェルール1120、光ファイバ1168、バネガイド1169、バネ1163、及びロッキング特徴部1165を有するレシーバ部分1167が設けられる。光ファイバ1168は、バネガイド1169、バネ1163及びレシーバ部分1167の中にある凹部を通って延びることができ、光ファイバ1168は、フェルール1120内の凹部の中に延びることができる。図11に示す例示的実施形態では、バネ1163は、レシーバ部分1167とバネガイド1169の間に位置決めされ、バネガイド1169は、フェルール1120とバネ1163の間に位置決めされる。フェルール1120は、リボンファイバを備えることができ、これらのリボンファイバは、内部接着することができる。図示のフェルール1120は、2列MTP-16フェルールであるが、他のフェルールを使用することができる。一部の実施形態では、バネ1163に引張バネ又は圧縮バネを使用することができる。
レシーバ部分1167は、少なくとも1つのガイドピンを受け入れるピン固定具として機能することができる。ガイドピンが基板に取り外し可能に又は恒久的に接続され、レシーバ部分1167に向けて押し付けられた状態で、基板は、最後にフェルール1120に接触することができる。ガイドピンの捕捉特徴部がレシーバ部分1167のロッキング特徴部1165と係合するまで、ガイドピンをレシーバ部分1167に向けて押し付け続けることができる。この捕捉状態では、バネ1163は、フェルール1120を基板に向けて押し付けることができる。
一部の実施形態では、バネ1163は、フェルール1120を基板に対して押し付けることになり、及び/又はバネ1163は、フェルール1120内に受け入れられた光ファイバ1168の端面を基板内の1又は2以上の光導波路に対して押し付けるように構成することができる。しかし、一部の実施形態では、バネ1163は、別の実施形態ではフェルール1120と基板1002の間に間隙を残しながらフェルール1120を基板1002の近くに押し付けるように構成することができる。バネ1163が間隙を残すように構成される場合に、反射防止コーティング又は屈折率整合材料を設けることができ、反射防止コーティング又は屈折率整合材料は、間隙に設けることができる。この反射防止コーティング又は屈折率整合材料は、光ファイバの端面に堆積させることができる。バネ1163が発生する力は、0.5Nと2Nの間であり、反射防止コーティング又は屈折率整合材料は、光ファイバと基板の1又は2以上の光導波路とに接触することができる。これは、基板1002に対してバネ1163が発生する力の量を低減しながら接続の望ましい特性を維持するのに有益である場合がある。一部の実施形態では、バネ1163が発生する追加の力は、0.5Nと2Nの間であり、反射防止コーティング又は屈折率整合材料は、基板1002及びフェルール1120に接触する。
コネクタ1160はまた、フィンガタブ1161を備えることができる。フィンガタブ1161は、例えば、コネクタをガイドピン1054から引き離す時にガイドピンヘッド1057の周りに歯1069a、1069bが延びることにより、ユーザがコネクタを把持すること、及びレシーバ部分1167のロッキング特徴部1165をガイドピン654(図6C)の捕捉特徴部655(図6C)から係合解除させるのに十分な後退力を与えることができるように構成することができる。それにより、ガイドピン654(図6C)をレシーバ部分667及びコネクタ1160から後退させることができる。すなわち、レシーバ部分1167のロッキング特徴部1165は、捕捉状態から解除され(例えば、図10に示す歯1069a、1069bは、互いに離れるように延びることができる)、ロッキング特徴部1165に対する少なくとも1つのガイドピンの相対移動を可能にすることができる。一部の実施形態では、捕捉状態から解除された状態で、バネ1163は、自然にバネガイド1169及びフェルール1120をレシーバ部分1167から離れるように押し付けることになる。
一部の実施形態では、ロッキング特徴部1165が捕捉状態から解除された時に、バネ1163は、ロッキング特徴部1165を少なくとも1つのガイドピンから押し離すように構成される。これは、例えば、図10Aを参照して上述したようにガイドピンの第1のセクション及び第2のセクションの直径を制御することで達成することができる。図10Aに示すようにガイドピン1054が第1のセクション1059及び第2のセクション1052を備える場合に、第2のセクション1052は、フェルール1120の孔内に受け入れられるように構成することができ、第1のセクション1059は、フェルールの孔内に受け入れられないように構成することができる。これは、例えば、第2のセクション1052をフェルール孔内に受け入れられるほどに第2のセクション1052の直径ΦE2を小さくすることにより、及び第1のセクション1059の直径ΦE1をフェルール孔径又はサイズよりも大きくすることによって達成することができる。従って、バネ1163がバネガイド1169及びフェルール1120をレシーバ部分1167から離れるように押し付けると、フェルール1120は、ガイドピン1054の第1のセクション1059にも接触し、ガイドピン1054も後退させることができる。
基板を光ファイバと位置合わせするためのシステムを組み立てるために様々な手法を使用することができる。図12は、基板を光ファイバと位置合わせするように実行することができる作動を示す流れ図の一例である。作動1280で、光ファイバを設ける。コネクタは、作動1284で設けられる。光ファイバは、作動1286でコネクタ内に受け入れることができる。作動1287で、基板を提供し、基板は、ガイドピン及び光導波路を備えることができる。基板は、上述したものと類似の基板とすることができる。作動1288で、コネクタを取り外し可能に又は恒久的に基板に接続することができる。本明細書に説明する作動は、特に断りのない限り、あらゆる順序で実行することができる。更に、追加の作動(コネクタと基板の分離など)を実行することができ、一部の作動は、省略することができる。
従って、本発明が広範な有益性及び適用性を許容することは当業者には容易に理解されるであろう。本明細書に説明したものを除く本発明の多くの実施形態及び適応化、及び多くの変形、修正、及び均等物配置は、本発明の要旨又は範囲から逸脱することなく本発明及びその以上の説明から明らかになり、又はそれらによって合理的に示唆されることになる。従って、本発明をその好ましい実施形態に関連して本明細書に詳細に説明したが、本発明の開示は、本発明を説明かつ例示するものに過ぎず、単に本発明の完全で有効な開示を提供することを目的に生成されたものであることは理解されるものとする。以上の開示は、本発明を限定すること、又はそのような他の実施形態、適応化、変形、修正、及び均等物配置を排除することを意図するものではなく、又はそのように解釈すべきではない。
620 フェルール
644 基板
655 捕捉特徴部
665 ロッキング特徴部
668 光ファイバ
644 基板
655 捕捉特徴部
665 ロッキング特徴部
668 光ファイバ
Claims (22)
- 基板を光ファイバと位置合わせするためのシステムであって、
前記光ファイバと、
前記基板であって、
1又は2以上の光導波路、
第1の端部と第2の端部とを定め、該第2の端部の近くに捕捉特徴部を備える少なくとも1つのガイドピン、及び
前記少なくとも1つのガイドピンの前記第1の端部を受け入れてそれに接続するように構成された受け入れ特徴部を備える基板本体であって、該少なくとも1つのガイドピンのための前記第2の端部が該基板本体から外向きに延びる前記基板本体、
を備える前記基板と、
コネクタであって、
凹部を定めてロッキング特徴部を備える少なくとも1つのレシーバ部分を備え、前記光ファイバを受け入れるように構成される、
前記コネクタと、
を備え、
前記少なくとも1つのレシーバ部分の前記凹部は、前記少なくとも1つのガイドピンを受け入れるように構成され、前記捕捉特徴部は、前記ロッキング特徴部と係合するように構成され、該捕捉特徴部が該ロッキング特徴部と係合した時に、前記光ファイバは、前記1又は2以上の光導波路と位置合わせされ、かつ前記基板に対する移動が抑制される、
ことを特徴とするシステム。 - 前記少なくとも1つのガイドピンの前記捕捉特徴部は、前記第2の端部の近くに第1の部分及び該第2の端部の近くに第2の部分を備え、該第1の部分は、該第2の部分に比べて増大した厚みを有し、該第1の部分は、該第2の部分よりも該第2の端部により近く、該第1の部分又は該第2の部分のうちの少なくとも一方が、前記ロッキング特徴部と係合するように構成されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記捕捉特徴部は、前記少なくとも1つのガイドピン内の溝であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのガイドピンは、接着剤を使用して前記受け入れ特徴部に接続されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記コネクタは、ユーザが該コネクタを把持すること及び前記ロッキング特徴部を捕捉状態から解除させる後退力を与えることを可能にするように、かつ該ロッキング特徴部に対する前記少なくとも1つのガイドピンの相対移動を可能にするように構成されたフィンガタブを更に備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記コネクタは、バネを更に備え、
前記ロッキング特徴部が前記捕捉状態から解除された時に、前記バネは、該ロッキング特徴部を前記少なくとも1つのガイドピンから押し離すように構成される、
ことを特徴とする請求項5に記載のシステム。 - 前記コネクタは、フェルールとバネを更に備え、
前記フェルールは、前記基板と前記バネの間に位置決めされ、
前記フェルールは、前記光ファイバと前記少なくとも1つのガイドピンとを受け入れるように構成され、
前記少なくとも1つのガイドピンが前記ロッキング特徴部によって捕捉された時に、前記バネは、前記フェルールに対する力を発生して該フェルールを前記基板に向けて押し付ける、
ことを特徴とする請求項1から請求項3又は請求項5のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記バネは、前記フェルール内に受け入れられた前記光ファイバの端面を前記基板内の前記1又は2以上の光導波路に対して押し付けるように構成されることを特徴とする請求項7に記載のシステム。
- 前記バネによって発生される前記力は、2Nと20Nの間であり、
前記バネは、前記光ファイバを前記基板の前記1又は2以上の光導波路との物理接触にもたらすように構成される、
ことを特徴とする請求項7に記載のシステム。 - 反射防止コーティング又は屈折率整合材料を更に備え、
前記フェルールは、前記光ファイバを受け入れるように構成され、
前記光ファイバは、端面を備え、
前記バネは、前記光ファイバの前記端面と前記基板の前記1又は2以上の光導波路との間に間隙を残しながら前記フェルールを該基板の近くに押し付けるように構成され、
前記反射防止コーティング又は前記屈折率整合材料は、前記端面に対して堆積される、
ことを特徴とする請求項7に記載のシステム。 - 前記バネによって発生される前記力は、0.5Nと2Nの間であり、
前記反射防止コーティング又は前記屈折率整合材料は、前記光ファイバと前記基板の前記1又は2以上の光導波路とに接触する、
ことを特徴とする請求項10に記載のシステム。 - 前記受け入れ特徴部は、トレンチであり、
前記トレンチは、2つの側縁、及び底面を備え、
前記トレンチは、前記少なくとも1つのガイドピンが、前記底面に接触することなく前記2つの側縁に当接するように構成される、
ことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記トレンチは、レーザベースの手法を使用して形成されることを特徴とする請求項12に記載のシステム。
- 前記受け入れ特徴部を備えるアタッチメントを更に備え、
前記基板は、前記アタッチメントを受け入れてそれに接続するように構成される、
ことを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記1又は2以上の光導波路は、表面光導波路であることを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記1又は2以上の光導波路は、埋め込み型光導波路であることを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のシステム。
- 1又は2以上の光導波路を有する基板を光ファイバと位置合わせするためのコネクタであって、
凹部を定めてロッキング特徴部を備える少なくとも1つのレシーバ部分、
を備え、
コネクタが、前記光ファイバを受け入れるように構成され、前記少なくとも1つのレシーバ部分の前記凹部は、前記基板に関連付けられた少なくとも1つのガイドピンを受け入れるように構成され、受け入れられた時に、前記ロッキング特徴部は、該少なくとも1つのガイドピンを該凹部に保持するように構成され、該少なくとも1つのガイドピンが該ロッキング特徴部によって保持された時に、該光ファイバは、該基板の前記1又は2以上の光導波路と位置合わせされ、かつ該基板に対する移動が抑制される、
ことを特徴とするコネクタ。 - ユーザがコネクタを把持して前記ロッキング特徴部を捕捉状態から解除させる後退力を与えることを可能にするように、かつ該ロッキング特徴部に対する前記少なくとも1つのガイドピンの相対移動を可能にするように構成されるフィンガタブを更に備えることを特徴とする請求項17に記載のコネクタ。
- コネクタが、バネを更に備え、
前記ロッキング特徴部が前記捕捉状態から解除される時に、前記バネは、該ロッキング特徴部を前記少なくとも1つのガイドピンから押し離すように構成される、
ことを特徴とする請求項18に記載のコネクタ。 - フェルールとバネを更に備え、
前記フェルールは、前記基板と前記バネの間に位置決めされ、
前記フェルールは、前記光ファイバと前記少なくとも1つのガイドピンとを受け入れるように構成され、
前記少なくとも1つのガイドピンが前記ロッキング特徴部によって捕捉された時に、前記バネは、前記フェルールに対する力を発生して該フェルールを前記基板に向けて押し付ける、
ことを特徴とする請求項17から請求項18のいずれか1項に記載のコネクタ。 - 少なくとも1つのフォトニック集積回路への光接続を提供するための基板であって、
1又は2以上の光導波路と、
第1の端部と第2の端部とを定め、該第2の端部の近くに捕捉特徴部を備える少なくとも1つのガイドピンと、
前記少なくとも1つのガイドピンの前記第1の端部を受け入れてそれに接続するように構成された受け入れ特徴部を備える基板本体と、
を備え、
前記少なくとも1つのガイドピンのための前記第2の端部は、前記基板本体から外向きに延び、前記捕捉特徴部は、コネクタと係合するように構成され、該捕捉特徴部が該コネクタと係合した時に、該コネクタに関連付けられた光ファイバが、基板の前記1又は2以上の光導波路と位置合わせされ、かつ基板に対する移動が抑制される、
ことを特徴とする基板。 - 前記少なくとも1つのガイドピンの前記捕捉特徴部は、該少なくとも1つのガイドピンの前記第2の端部の近くに第1の部分及び該少なくとも1つのガイドピンの該第2の端部の近くに第2の部分を備え、該第1の部分は、該第2の部分に比べて増大した厚みを有し、該第1の部分は、該第2の部分よりも該第2の端部により近く、
前記第1の部分又は前記第2の部分のうちの一方が、前記ロッキング特徴部と係合するように構成される、
ことを特徴とする請求項21に記載の基板。
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