KR20160101037A

KR20160101037A - 다중모드 광학 커넥터

Info

Publication number: KR20160101037A
Application number: KR1020167019003A
Authority: KR
Inventors: 마이클 에이 하세; 빙 하오; 테리 엘 스미스
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2016-08-24
Also published as: EP3084491A1; US20160320568A1; EP3084491A4; JP2017504828A; EP3084491B1; US10222563B2; CN105849607B; CN105849607A; IL246158A0; WO2015094811A1

Abstract

본 개시 내용은 일반적으로 개별 광학 도파관, 광섬유 리본과 같은 광학 도파관들의 세트, 및 광섬유 리본 케이블에서와 같은 다수의 광섬유 또는 개별 광학 도파관을 접속시키는 데 유용한 광섬유 커넥터에 관한 것이다. 특히, 본 개시 내용은 다중모드 광학 도파관과 함께 사용하기 위해 낮은 삽입 손실을 나타내는 효율적이고, 콤팩트하며, 신뢰성 있는 광섬유 커넥터를 제공한다. 광학 커넥터는 광학 빔의 방향전환 및 형상화와 함께, 광섬유 정렬의 특징부들을 조합하는 일체형 광 결합 유닛을 통합한다.

Description

다중모드 광학 커넥터{MULTIMODE OPTICAL CONNECTOR}

광섬유 커넥터(optical fiber connector)는 원격통신 네트워크, 근거리 통신망, 데이터 센터 링크, 및 고성능 컴퓨터에서의 내부 링크를 위한 것을 포함하여 다양한 응용에서 광섬유를 접속시키는 데 사용될 수 있다. 이들 커넥터는 단일 섬유 및 다중 섬유 설계로 그룹화될 수 있고, 또한 접촉의 유형에 의해 그룹화될 수 있다. 통상적인 접촉 방법은 정합하는 섬유 팁(tip)들이 매끄러운 마무리로 폴리싱되고 함께 가압되는 물리적 접촉; 섬유의 코어에 매칭되는 굴절률(index of refraction)을 가진 유연성 재료가 정합되는 섬유의 팁들 사이의 작은 간극을 채우는 굴절률 매칭(index matched); 및 광이 2개의 섬유 팁들 사이의 작은 공기 간극을 통과하는 공기 간극 커넥터를 포함한다. 이러한 접촉 방법들 각각에 있어서, 정합되는 섬유들의 팁들 상의 소량의 먼지가 광 손실을 크게 증가시킬 수 있다.

광학 커넥터의 다른 유형은 확장 빔 커넥터(expanded beam connector)로 지칭된다. 이러한 유형의 커넥터는 광이 코어보다 실질적으로 더 큰 직경을 가진 빔을 형성하기 위해 시준되기 전에 소스 커넥터(source connector) 내의 광 빔이 섬유 코어로부터 출사하여 짧은 거리로 커넥터 내에서 발산되게 한다. 수용 커넥터(receiving connector) 내에서, 빔은 이어서 수용 섬유의 단부 상에 그의 원래 직경으로 다시 포커싱된다. 이러한 유형의 커넥터는 먼지, 및 빔이 더 큰 직경으로 확장되는 영역에서 존재할 수 있는 다른 형태의 오염물에 덜 민감하다.

데이터 전송의 라인 속도가 앞으로 몇 년 안에 현재의 10 Gb/초/라인에서 25 Gb/초/라인으로 바뀜에 따라, 백플레인 광학 커넥터(backplane optical connector)가 가까운 미래에 고성능 컴퓨터, 데이터 센터, 및 통신 스위칭 시스템의 필수 구성요소가 될 것이다. 현재 10 Gb/초 상호접속(interconnect)에서 사용 중인 기존 광학 및 구리 접속부에 대한 더 낮은 비용과 더 높은 성능의 대안인 확장 빔 커넥터를 제공하는 것이 유리할 것이다.

본 개시 내용은 일반적으로 개별 광학 도파관(optical waveguide), 광섬유 리본(ribbon)과 같은 광학 도파관들의 세트, 및 광섬유 리본 케이블에서와 같은 다수의 광섬유 또는 개별 광학 도파관을 접속시키는 데 유용한 광섬유 커넥터에 관한 것이다. 특히, 본 개시 내용은 다중모드(multimode) 광학 도파관과 함께 사용하기 위해 낮은 삽입 손실을 나타내는 효율적이고, 콤팩트하며, 신뢰성 있는 광섬유 커넥터를 제공한다. 광학 커넥터는 광학 빔의 방향전환 및 형상화와 함께, 광섬유 정렬의 특징부들을 조합하는 일체형 광 결합 유닛(unitary light coupling unit)을 통합한다.

일 태양에서, 본 개시 내용은 광학 도파관을 수용 및 정렬시키기 위한 도파관 정렬 부재(waveguide alignment member), 및 광 방향전환 부재(light redirecting member)를 포함하는, 광학 커넥터에 사용하기 위한 일체형 광 결합 유닛을 제공한다. 광 방향전환 부재는 도파관 정렬 부재에 배치 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 입력 광을 수용하기 위한 입력 표면; 및 입력 축을 따라 전파되는 입력 표면으로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 반사하기 위한 환상면 표면(toroidal surface)을 포함하며, 반사된 광은 상이한 방향전환된 축을 따라 전파되고, 2개의 상호 직교하는 발산 방향(divergence direction)들을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 작다. 광 방향전환 부재는 환상면 표면으로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 광 방향전환 부재로부터 출사하여 출력 축을 따라 전파되는 출력 광으로서 전송하기 위한 출력 표면을 추가로 포함하며, 환상면 표면과 입력 및 방향전환된 축들에 의해 형성되는 제1 평면의 만곡된 교선(curved intersection)이 곡률 반경을 갖고, 환상면 표면은 입력 표면에서 제1 평면 내에 배치되는 회전축 및 회전축으로부터 입력 축을 따라 환상면 표면까지 측정되는 초점 거리(focal length)를 가지며, 초점 거리는 상기 곡률 반경보다 작다. 다른 태양에서, 본 개시 내용은 그러한 제2 일체형 광 결합 유닛 - 제2 일체형 광 결합 유닛은 제2 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제2 광학 도파관을 가짐 - 과 정합되는 그러한 제1 일체형 광 결합 유닛 - 제1 일체형 광 결합 유닛은 제1 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제1 광학 도파관을 가짐 - 을 제공하고, 제1 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면은 제2 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면에 근접하여 그것을 향하며, 커넥터 조립체는 제1 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 제1 및 제2 일체형 광 결합 유닛들의 광 방향전환 부재들을 통해 전파된 후에 제2 광학 도파관에 입사하도록 구성된다.

또 다른 태양에서, 본 개시 내용은 광학 도파관을 수용 및 정렬시키기 위한 도파관 정렬 부재, 및 중실형(solid) 광 방향전환 부재를 포함하는, 광학 커넥터에 사용하기 위한 일체형 광 결합 유닛을 제공한다. 중실형 광 방향전환 부재는 도파관 정렬 부재에 배치 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 입력 광을 수용하기 위한 입력 표면; 및 입력 축을 따라 전파되는 입력 표면으로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 반사하기 위한 반사 표면을 포함하며, 반사된 광은 상이한 방향전환된 축을 따라 전파되고, 2개의 상호 직교하는 발산 방향들을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 작다. 중실형 광 방향전환 부재는 또한 반사 표면으로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 광 방향전환 부재로부터 출사하여 출력 축을 따라 전파되는 출력 광으로서 전송하기 위한 출력 표면을 추가로 포함하며, 반사 표면은 반사 코팅을 포함하고, 반사 코팅이 없으면, 입력 표면으로부터 반사 표면에 의해 수용된 광의 적어도 일부가 반사 표면에서 내부 전반사를 겪지 않는다. 또 다른 태양에서, 본 개시 내용은 그러한 제2 일체형 광 결합 유닛 - 제2 일체형 광 결합 유닛은 제2 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제2 광학 도파관을 가짐 - 과 정합되는 그러한 제1 일체형 광 결합 유닛 - 제1 일체형 광 결합 유닛은 제1 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제1 광학 도파관을 가짐 - 을 포함하는 커넥터 조립체를 제공하고, 제1 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면은 제2 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면에 근접하여 그것을 향하며, 커넥터 조립체는 제1 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 제1 및 제2 일체형 광 결합 유닛들의 광 방향전환 부재들을 통해 전파된 후에 제2 광학 도파관에 입사하도록 구성된다.

또 다른 태양에서, 본 개시 내용은 광학 도파관을 수용 및 정렬시키기 위한 도파관 정렬 부재, 및 광 방향전환 부재를 포함하는, 광학 커넥터에 사용하기 위한 일체형 광 결합 유닛을 제공한다. 광 방향전환 부재는 도파관 정렬 부재에 배치 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 입력 광을 수용하기 위한 입력 표면; 및 입력 표면으로부터의 광을 입력 축을 따라 전파되는 입사 광으로서 수용하고 입사 광을 상이한 방향전환된 축을 따라 전파되는 반사된 광으로서 반사하기 위한 반사 표면을 포함하며, 2개의 상호 직교하는 발산 방향들을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 작다. 광 방향전환 부재는 또한 반사된 광을 수용하고 수용된 광을 광 방향전환 부재로부터 출사하여 출력 축을 따라 전파되는 출력 광으로서 전송하기 위한 출력 표면을 추가로 포함하며, 입사 광과 반사된 광 사이의 각도가 90도 미만이다. 또 다른 태양에서, 본 개시 내용은 그러한 제2 일체형 광 결합 유닛 - 제2 일체형 광 결합 유닛은 제2 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제2 광학 도파관을 가짐 - 과 정합되는 그러한 제1 일체형 광 결합 유닛 - 제1 일체형 광 결합 유닛은 제1 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제1 광학 도파관을 가짐 - 을 포함하는 커넥터 조립체를 제공하고, 제1 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면은 제2 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면에 근접하여 그것을 향하며, 커넥터 조립체는 제1 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 제1 및 제2 일체형 광 결합 유닛들의 광 방향전환 부재들을 통해 전파된 후에 제2 광학 도파관에 입사하도록 구성된다.

또 다른 태양에서, 본 개시 내용은 정합되는 제1 및 제2 광학 커넥터들을 갖는 커넥터 조립체를 제공하고, 각각의 광학 커넥터는 출사 면(exit face)을 갖는 다중모드 광학 도파관, 및 일체형 광 방향전환 부재를 포함한다. 일체형 광 방향전환 부재는 다중모드 광섬유의 출사 면에 배치되어 그것을 향하는 제1 표면; 다른 하나의 광학 커넥터의 일체형 광 방향전환 부재의 제2 표면에 배치되어 그것을 향하는 제2 표면; 및 제1 및 제2 표면들 중 하나로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 제1 및 제2 표면들 중 다른 하나를 향해 반사하기 위한 반사 표면을 포함하며, 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장에서의 커넥터 조립체의 광학 삽입 손실(optical insertion loss)이 0.5 dB 미만이다.

또 다른 태양에서, 본 개시 내용은 600 내지 2000 nm의 파장 범위 내에서 다중모드이고 출사 면을 가지며 제1 광학 축을 따라 광을 수용 또는 방출하도록 구성되는 광섬유; 환상면 표면; 및 상이한 제2 광학 축을 따라 광을 수용 또는 방출하도록 구성되는 광학 트랜스시버(optical transceiver)를 포함하는 광학 조립체를 제공하며, 광학 조립체는 광섬유 및 트랜스시버 중 하나로부터 광섬유 및 트랜스시버 중 다른 하나로 전파되는 광이 환상면 표면에서 반사를 겪도록 구성되고, 환상면 표면과 제1 및 제2 광학 축들에 의해 형성되는 제1 평면의 만곡된 교선이 곡률 반경을 가지며, 환상면 표면은 출사 면에서 제1 평면 내에 배치되는 회전축 및 회전축으로부터 제1 광학 축을 따라 환상면 표면까지 측정되는 초점 거리를 갖고, 초점 거리는 상기 곡률 반경보다 작다.

예시적인 실시예들의 목록

예시적인 실시예들이 아래에 열거된다. 실시예 1 내지 실시예 35, 실시예 36 내지 실시예 39, 실시예 40 내지 실시예 71, 실시예 72 내지 실시예 108, 실시예 109 내지 실시예 116, 및 실시예 117 내지 실시예 122 중 임의의 실시예가 조합될 수 있음이 이해되어야 한다.

실시예 1. 광학 커넥터에 사용하기 위한 일체형 광 결합 유닛으로서,

광학 도파관을 수용 및 정렬시키기 위한 도파관 정렬 부재; 및

광 방향전환 부재를 포함하고, 상기 광 방향전환 부재는

도파관 정렬 부재에 배치 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 입력 광을 수용하기 위한 입력 표면;

입력 축을 따라 전파되는 입력 표면으로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 반사하기 위한 환상면 표면 - 반사된 광은 상이한 방향전환된 축을 따라 전파되고, 2개의 상호 직교하는 발산 방향들을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 작음 -; 및

환상면 표면으로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 광 방향전환 부재로부터 출사하여 출력 축을 따라 전파되는 출력 광으로서 전송하기 위한 출력 표면 - 환상면 표면과 입력 및 방향전환된 축들에 의해 형성되는 제1 평면의 만곡된 교선이 곡률 반경을 갖고, 환상면 표면은 입력 표면에서 제1 평면 내에 배치되는 회전축 및 회전축으로부터 입력 축을 따라 환상면 표면까지 측정되는 초점 거리를 가지며, 초점 거리는 상기 곡률 반경보다 작음 - 을 포함한다.

실시예 2. 실시예 1의 일체형 광 결합 유닛으로서, 회전축은 방향전환된 축에 실질적으로 평행하다.

실시예 3. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 정합 방향을 따라 정합하는 광학 커넥터와 정합하도록 구성되고, 정합 방향은 입력 축과 평행하지 않다.

실시예 4. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 정합 방향을 따라 정합하는 광학 커넥터와 정합하도록 구성되고, 정합 방향은 입력 축과 평행하다.

실시예 5. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 입력 표면과 상이한 입력 면을 포함한다.

실시예 6. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 출력 표면과 상이한 출력 면을 포함한다.

실시예 7. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 암수형(hermaphroditic)이다.

실시예 8. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재는 광학 도파관을 수용 및 정렬시키기 위해 홈 방향을 따라 연장되는 홈을 포함한다.

실시예 9. 실시예 8의 일체형 광 결합 유닛으로서, 홈 방향은 입력 축에 평행하고 입력 축과 정렬된다.

실시예 10. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 광섬유를 포함한다.

실시예 11. 실시예 10의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재는 광섬유를 수용할 수 있는 원통형 구멍을 포함한다.

실시예 12. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장들에 대해 다중모드이다.

실시예 13. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 원형 단면 프로파일을 갖는다.

실시예 14. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 다각형 단면 프로파일을 갖는다.

실시예 15. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 중심 광선이 광학 도파관과 입력 표면 사이에서 중심축을 따라 전파되고, 중심축은 입력 축에 평행하고 입력 축과 정렬된다.

실시예 16. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관, 및 광학 도파관을 입력 표면에 광학적으로 결합시키는 굴절률 매칭 재료를 추가로 포함한다.

실시예 17. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 평탄하다.

실시예 18. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 입력 축에 실질적으로 수직하다.

실시예 19. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 출력 표면에 실질적으로 수직하다.

실시예 20. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 입력 표면으로부터 출력 표면으로 광학 경로를 따라 전파되고, 전체 광학 경로를 따른 일체형 광 결합 유닛의 굴절률이 1 초과이다.

실시예 21. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광 방향전환 부재는 1 초과의 굴절률을 갖는 중실형 매질(solid medium)이다.

실시예 22. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 축과 방향전환된 축 사이의 각도가 90도 미만이다.

실시예 23. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 축과 방향전환된 축 사이의 각도가 90도 초과이다.

실시예 24. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 축과 방향전환된 축 사이의 각도가 111도이다.

실시예 25. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 2개의 상호 직교하는 발산 방향들 각각을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 1도 이상만큼 작다.

실시예 26. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하고 환상면 표면에 의해 반사되는 광이 환상면 표면으로부터 출력 표면으로 전파되고, 반사된 광은 실질적으로 출력 표면에 위치되는 최소 빔 크기(minimum beam size)를 갖는다.

실시예 27. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 환상면 표면은 수용된 광을 내부 전반사에 의해 반사한다.

실시예 28. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 환상면 표면은 브래그 반사기(Bragg reflector)를 포함한다.

실시예 29. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 환상면 표면은 금속 반사기를 포함한다.

실시예 30. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 축은 제1 평면 내에 놓인다.

실시예 31. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 표면은 실질적으로 평탄하다.

실시예 32. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 표면은 출력 축에 실질적으로 수직하다.

실시예 33. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 입력 표면에서 제1 빔 크기를 그리고 출력 표면에서 제2 빔 크기를 갖고, 제2 빔 크기는 제1 빔 크기보다 크다.

실시예 34. 실시예 33의 일체형 광 결합 유닛으로서, 제2 빔 크기는 제1 빔 크기의 약 2배보다 크다.

실시예 35. 임의의 선행하는 실시예의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광 방향전환 부재 내에서, 입력 광은 발산하고 반사된 광은 수렴하거나 실질적으로 시준된다.

실시예 36. 커넥터 조립체로서,

임의의 선행하는 실시예의 제2 일체형 광 결합 유닛 - 제2 일체형 광 결합 유닛은 제2 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제2 광학 도파관을 가짐 - 과 정합되는 임의의 선행하는 실시예의 제1 일체형 광 결합 유닛 - 제1 일체형 광 결합 유닛은 제1 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제1 광학 도파관을 가짐 - 을 포함하고, 제1 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면은 제2 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면에 근접하여 그것을 향하며, 커넥터 조립체는 제1 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 제1 및 제2 일체형 광 결합 유닛들의 광 방향전환 부재들을 통해 전파된 후에 제2 광학 도파관에 입사하도록 구성된다.

실시예 37. 실시예 36의 커넥터 조립체로서, 제1 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 제1 일체형 광 결합 유닛의 입력 표면과 제2 일체형 광 결합 유닛의 입력 표면 사이에서 제1 전파 거리로 전파되고, 전파 거리는 제1 일체형 광 결합 유닛의 초점 거리와 제2 일체형 광 결합 유닛의 초점 거리의 합의 2배와 실질적으로 동일하다.

실시예 38. 실시예 36 및 실시예 37 중 어느 하나의 커넥터 조립체로서, 제1 일체형 광 결합 유닛의 초점 거리는 제2 일체형 광 결합 유닛의 초점 거리와 실질적으로 동일하다.

실시예 39. 실시예 36 내지 실시예 38 중 어느 하나의 커넥터 조립체로서, 제1 광학 도파관은 제1 다중모드 광섬유를 포함하고, 제2 광학 도파관은 제2 다중모드 광섬유를 포함하며, 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장에서의 커넥터 조립체의 광학 삽입 손실이 0.5 dB 미만이다.

실시예 40. 광학 커넥터에 사용하기 위한 일체형 광 결합 유닛으로서,

중실형 광 방향전환 부재를 포함하고, 상기 중실형 광 방향전환 부재는

입력 축을 따라 전파되는 입력 표면으로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 반사하기 위한 반사 표면 - 반사된 광은 상이한 방향전환된 축을 따라 전파되고, 2개의 상호 직교하는 발산 방향들을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 작음 -; 및

반사 표면으로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 광 방향전환 부재로부터 출사하여 출력 축을 따라 전파되는 출력 광으로서 전송하기 위한 출력 표면 - 반사 표면은 반사 코팅을 포함하고, 반사 코팅이 없으면, 입력 표면으로부터 반사 표면에 의해 수용된 광의 적어도 일부가 반사 표면에서 내부 전반사를 겪지 않음 - 을 포함한다.

실시예 41. 실시예 40의 일체형 광 결합 유닛으로서, 반사 코팅은 금속을 포함한다.

실시예 42. 실시예 40 및 실시예 41 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 정합 방향을 따라 정합하는 광학 커넥터와 정합하도록 구성되고, 정합 방향은 입력 축과 평행하지 않다.

실시예 43. 실시예 40 내지 실시예 42 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 정합 방향을 따라 정합하는 광학 커넥터와 정합하도록 구성되고, 정합 방향은 입력 축과 평행하다.

실시예 44. 실시예 40 내지 실시예 43 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 입력 표면과 상이한 입력 면을 포함한다.

실시예 45. 실시예 40 내지 실시예 44 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 출력 표면과 상이한 출력 면을 포함한다.

실시예 46. 실시예 40 내지 실시예 45 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 암수형이다.

실시예 47. 실시예 40 내지 실시예 46 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재는 광학 도파관을 수용 및 정렬시키기 위해 홈 방향을 따라 연장되는 홈을 포함한다.

실시예 48. 실시예 47의 일체형 광 결합 유닛으로서, 홈 방향은 입력 축에 평행하고 입력 축과 정렬된다.

실시예 49. 실시예 40 내지 실시예 48 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 광섬유를 포함한다.

실시예 50. 실시예 49의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재는 광섬유를 수용할 수 있는 원통형 구멍을 포함한다.

실시예 51. 실시예 40 내지 실시예 50 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장들에 대해 다중모드이다.

실시예 52. 실시예 40 내지 실시예 51 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 원형 단면 프로파일을 갖는다.

실시예 53. 실시예 40 내지 실시예 52 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 다각형 단면 프로파일을 갖는다.

실시예 54. 실시예 40 내지 실시예 53 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 중심 광선이 광학 도파관과 입력 표면 사이에서 중심축을 따라 전파되고, 중심축은 입력 축에 평행하고 입력 축과 정렬된다.

실시예 55. 실시예 40 내지 실시예 54 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관, 및 광학 도파관을 입력 표면에 광학적으로 결합시키는 굴절률 매칭 재료를 추가로 포함한다.

실시예 56. 실시예 40 내지 실시예 55 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 평탄하다.

실시예 57. 실시예 40 내지 실시예 56 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 입력 축에 실질적으로 수직하다.

실시예 58. 실시예 40 내지 실시예 57 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 출력 표면에 실질적으로 수직하다.

실시예 59. 실시예 40 내지 실시예 58 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 축과 방향전환된 축 사이의 각도가 90도 미만이다.

실시예 60. 실시예 40 내지 실시예 59 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 2개의 상호 직교하는 발산 방향들 각각을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 1도 이상만큼 작다.

실시예 61. 실시예 40 내지 실시예 60 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하고 반사 표면에 의해 반사되는 광이 반사 표면으로부터 출력 표면으로 광학 경로를 따라 전파되고, 반사된 광은 실질적으로 출력 표면에 위치되는 최소 빔 크기를 갖는다.

실시예 62. 실시예 40 내지 실시예 61 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 반사 코팅은 브래그 반사기를 포함한다.

실시예 63. 실시예 40 내지 실시예 62 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 반사 표면은 환상면 표면, 포물면 표면, 구면 표면, 쌍곡면 표면, 또는 타원면 표면을 포함한다.

실시예 64. 실시예 40 내지 실시예 63 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 축은 입력 및 방향전환된 축들에 의해 형성되는 제1 평면 내에 놓인다.

실시예 65. 실시예 40 내지 실시예 64 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 표면은 실질적으로 평탄하다.

실시예 66. 실시예 40 내지 실시예 65 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 표면은 출력 축에 실질적으로 수직하다.

실시예 67. 실시예 40 내지 실시예 66 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 입력 표면에서 제1 빔 크기를 그리고 출력 표면에서 제2 빔 크기를 갖고, 제2 빔 크기는 제1 빔 크기보다 크다.

실시예 68. 실시예 67의 일체형 광 결합 유닛으로서, 제2 빔 크기는 제1 빔 크기의 약 2배보다 크다.

실시예 69. 실시예 40 내지 실시예 68 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광 방향전환 부재 내에서, 입력 광은 발산하고 반사된 광은 수렴하거나 실질적으로 시준된다.

실시예 70. 커넥터 조립체로서,

실시예 40 내지 실시예 69 중 어느 하나의 제2 일체형 광 결합 유닛 - 제2 일체형 광 결합 유닛은 제2 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제2 광학 도파관을 가짐 - 과 정합되는 실시예 40 내지 실시예 69 중 어느 하나의 제1 일체형 광 결합 유닛 - 제1 일체형 광 결합 유닛은 제1 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제1 광학 도파관을 가짐 - 을 포함하고, 제1 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면은 제2 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면에 근접하여 그것을 향하며, 커넥터 조립체는 제1 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 제1 및 제2 일체형 광 결합 유닛들의 광 방향전환 부재들을 통해 전파된 후에 제2 광학 도파관에 입사하도록 구성된다.

실시예 71. 실시예 70의 커넥터 조립체로서, 제1 광학 도파관은 제1 다중모드 광섬유를 포함하고, 제2 광학 도파관은 제2 다중모드 광섬유를 포함하며, 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장에서의 커넥터 조립체의 광학 삽입 손실이 0.5 dB 미만이다.

실시예 72. 광학 커넥터에 사용하기 위한 일체형 광 결합 유닛으로서,

광 방향전환 부재를 포함하고, 상기 광 방향전환 부재는

입력 표면으로부터의 광을 입력 축을 따라 전파되는 입사 광으로서 수용하고 입사 광을 상이한 방향전환된 축을 따라 전파되는 반사된 광으로서 반사하기 위한 반사 표면 - 2개의 상호 직교하는 발산 방향들을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 작음 -; 및

반사된 광을 수용하고 수용된 광을 광 방향전환 부재로부터 출사하여 출력 축을 따라 전파되는 출력 광으로서 전송하기 위한 출력 표면 - 입사 광과 반사된 광 사이의 각도가 90도 미만임 - 을 포함한다.

실시예 73. 실시예 72의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입사 광과 반사된 광 사이의 각도는 약 60도 이하이다.

실시예 74. 실시예 72 및 실시예 73 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 정합 방향을 따라 정합하는 광학 커넥터와 정합하도록 구성되고, 정합 방향은 입력 축과 평행하지 않다.

실시예 75. 실시예 72 내지 실시예 74 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 정합 방향을 따라 정합하는 광학 커넥터와 정합하도록 구성되고, 정합 방향은 입력 축과 평행하다.

실시예 76. 실시예 72 내지 실시예 75 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 입력 표면과 상이한 입력 면을 포함한다.

실시예 77. 실시예 72 내지 실시예 76 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 출력 표면과 상이한 출력 면을 포함한다.

실시예 78. 실시예 72 내지 실시예 77 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 암수형이다.

실시예 79. 실시예 72 내지 실시예 78 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재는 광학 도파관을 수용 및 정렬시키기 위해 홈 방향을 따라 연장되는 홈을 포함한다.

실시예 80. 실시예 79의 일체형 광 결합 유닛으로서, 홈 방향은 입력 축에 평행하고 입력 축과 정렬된다.

실시예 81. 실시예 72 내지 실시예 80 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 광섬유를 포함한다.

실시예 82. 실시예 81의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재는 광섬유를 수용할 수 있는 원통형 구멍을 포함한다.

실시예 83. 실시예 72 내지 실시예 82 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장들에 대해 다중모드이다.

실시예 84. 실시예 72 내지 실시예 83 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 원형 단면 프로파일을 갖는다.

실시예 85. 실시예 72 내지 실시예 84 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 다각형 단면 프로파일을 갖는다.

실시예 86. 실시예 72 내지 실시예 85 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 중심 광선이 입력 표면과 반사 표면 사이에서 입력 경로를 따라 전파되고, 입력 경로는 입력 축에 평행하고 입력 축과 정렬된다.

실시예 87. 실시예 86의 일체형 광 결합 유닛으로서, 중심 광선은 반사 표면에 의해 반사되고, 반사된 경로를 따라 출력 표면으로 추가로 전파되며, 반사된 경로와 입력 경로는 90도 미만의 각도를 형성한다.

실시예 88. 실시예 72 내지 실시예 87 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관, 및 광학 도파관을 입력 표면에 광학적으로 결합시키는 굴절률 매칭 재료를 추가로 포함한다.

실시예 89. 실시예 72 내지 실시예 88 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 평탄하다.

실시예 90. 실시예 72 내지 실시예 89 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 입력 축에 실질적으로 수직하다.

실시예 91. 실시예 72 내지 실시예 90 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 출력 표면에 실질적으로 수직하다.

실시예 92. 실시예 72 내지 실시예 91 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 입력 표면으로부터 출력 표면으로 광학 경로를 따라 전파되고, 전체 광학 경로를 따른 일체형 광 결합 유닛의 굴절률이 1 초과이다.

실시예 93. 실시예 72 내지 실시예 92 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광 방향전환 부재는 1 초과의 굴절률을 갖는 중실형 매질이다.

실시예 94. 실시예 72 내지 실시예 93 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 축과 방향전환된 축 사이의 각도는 90도 미만이다.

실시예 95. 실시예 72 내지 실시예 94 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 2개의 상호 직교하는 발산 방향들 각각을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 1도 이상만큼 작다.

실시예 96. 실시예 72 내지 실시예 95 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하고 반사 표면에 의해 반사되는 광이 반사 표면으로부터 출력 표면으로 광학 경로를 따라 전파되고, 반사된 광은 실질적으로 출력 표면에 위치되는 최소 빔 크기를 갖는다.

실시예 97. 실시예 72 내지 실시예 96 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 반사 표면은 환상면 표면, 포물면 표면, 구면 표면, 쌍곡면 표면, 또는 타원면 표면을 포함한다.

실시예 98. 실시예 72 내지 실시예 97 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 반사 표면은 수용된 광을 내부 전반사에 의해 반사한다.

실시예 99. 실시예 72 내지 실시예 98 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 반사 표면은 브래그 반사기를 포함한다.

실시예 100. 실시예 72 내지 실시예 99 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 반사 표면은 금속 반사기를 포함한다.

실시예 101. 실시예 72 내지 실시예 100 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 축은 입력 및 방향전환된 축들에 의해 형성되는 제1 평면 내에 놓인다.

실시예 102. 실시예 72 내지 실시예 101 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 표면은 실질적으로 평탄하다.

실시예 103. 실시예 72 내지 실시예 102 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 표면은 출력 축에 실질적으로 수직하다.

실시예 104. 실시예 72 내지 실시예 103 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 입력 표면에서 제1 빔 크기를 그리고 출력 표면에서 제2 빔 크기를 갖고, 제2 빔 크기는 제1 빔 크기보다 크다.

실시예 105. 실시예 104의 일체형 광 결합 유닛으로서, 제2 빔 크기는 제1 빔 크기의 약 2배보다 크다.

실시예 106. 실시예 72 내지 실시예 105 중 어느 하나의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광 방향전환 부재 내에서, 입력 광은 발산하고 반사된 광은 수렴하거나 실질적으로 시준된다.

실시예 107. 커넥터 조립체로서,

실시예 72 내지 실시예 106 중 어느 하나의 제2 일체형 광 결합 유닛 - 제2 일체형 광 결합 유닛은 제2 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제2 광학 도파관을 가짐 - 과 정합되는 실시예 72 내지 실시예 106 중 어느 하나의 제1 일체형 광 결합 유닛 - 제1 일체형 광 결합 유닛은 제1 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제1 광학 도파관을 가짐 - 을 포함하고, 제1 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면은 제2 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면에 근접하여 그것을 향하며, 커넥터 조립체는 제1 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 제1 및 제2 일체형 광 결합 유닛들의 광 방향전환 부재들을 통해 전파된 후에 제2 광학 도파관에 입사하도록 구성된다.

실시예 108. 실시예 107의 커넥터 조립체로서, 제1 광학 도파관은 제1 다중모드 광섬유를 포함하고, 제2 광학 도파관은 제2 다중모드 광섬유를 포함하며, 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장에서의 커넥터 조립체의 광학 삽입 손실이 0.5 dB 미만이다.

실시예 109. 정합되는 제1 및 제2 광학 커넥터들을 포함하는 커넥터 조립체로서, 각각의 광학 커넥터는

출사 면을 갖는 다중모드 광학 도파관; 및

일체형 광 방향전환 부재를 포함하고, 상기 일체형 광 방향전환 부재는

다중모드 광학 도파관의 출사 면에 배치되어 그것을 향하는 제1 표면;

다른 하나의 광학 커넥터의 일체형 광 방향전환 부재의 제2 표면에 배치되어 그것을 향하는 제2 표면; 및

제1 및 제2 표면들 중 하나로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 제1 및 제2 표면들 중 다른 하나를 향해 반사하기 위한 반사 표면 - 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장에서의 커넥터 조립체의 광학 삽입 손실이 0.5 dB 미만임 - 을 포함한다.

실시예 110. 실시예 109의 커넥터 조립체로서, 제1 및 제2 광학 커넥터들 중 적어도 하나의 반사 표면은 환상면 표면이다.

실시예 111. 실시예 109 및 실시예 110 중 어느 하나의 커넥터 조립체로서, 제1 및 제2 광학 커넥터들 각각의 다중모드 광학 도파관은 다중모드 광섬유이다.

실시예 112. 실시예 109 내지 실시예 111 중 어느 하나의 커넥터 조립체로서, 적어도 하나의 광학 커넥터의 다중모드 광학 도파관은 원형 단면 프로파일을 갖는다.

실시예 113. 실시예 109 내지 실시예 112 중 어느 하나의 커넥터 조립체로서, 적어도 하나의 광학 커넥터의 다중모드 광학 도파관은 다각형 단면 프로파일을 갖는다.

실시예 114. 실시예 109 내지 실시예 113 중 어느 하나의 커넥터 조립체로서, 제1 및 제2 광학 커넥터들 중 적어도 하나의 반사 표면은 수용된 광을 내부 전반사에 의해 반사한다.

실시예 115. 실시예 109 내지 실시예 114 중 어느 하나의 커넥터 조립체로서, 제1 및 제2 광학 커넥터들 중 적어도 하나의 반사 표면은 브래그 반사기를 포함한다.

실시예 116. 실시예 109 내지 실시예 115 중 어느 하나의 커넥터 조립체로서, 제1 및 제2 광학 커넥터들 중 적어도 하나의 반사 표면은 금속 반사기를 포함한다.

실시예 117. 광학 조립체로서,

600 내지 2000 nm의 파장 범위 내에서 다중모드이고 출사 면을 가지며 제1 광학 축을 따라 광을 수용 또는 방출하도록 구성되는 광섬유;

환상면 표면; 및

상이한 제2 광학 축을 따라 광을 수용 또는 방출하도록 구성되는 광학 트랜스시버 - 광학 조립체는 광섬유 및 트랜스시버 중 하나로부터 광섬유 및 트랜스시버 중 다른 하나로 전파되는 광이 환상면 표면에서 반사를 겪도록 구성되고, 환상면 표면과 제1 및 제2 광학 축들에 의해 형성되는 제1 평면의 만곡된 교선이 곡률 반경을 가지며, 환상면 표면은 출사 면에서 제1 평면 내에 배치되는 회전축 및 회전축으로부터 제1 광학 축을 따라 환상면 표면까지 측정되는 초점 거리를 갖고, 초점 거리는 상기 곡률 반경보다 작음 - 를 포함한다.

실시예 118. 실시예 117의 광학 조립체로서, 광학 트랜스시버는 광학 검출기를 포함한다.

실시예 119. 실시예 117 및 실시예 118 중 어느 하나의 광학 조립체로서, 광학 트랜스시버는 수직 공동 표면 방출 레이저(vertical cavity surface emitting laser, VCSEL)를 포함한다.

실시예 120. 실시예 117 내지 실시예 119 중 어느 하나의 광학 조립체로서, 환상면 표면은 수용된 광을 내부 전반사에 의해 반사한다.

실시예 121. 실시예 117 내지 실시예 120 중 어느 하나의 광학 조립체로서, 환상면 표면은 브래그 반사기를 포함한다.

실시예 122. 실시예 117 내지 실시예 121 중 어느 하나의 광학 조립체로서, 환상면 표면은 금속 반사기를 포함한다.

상기 요약은 본 개시 내용의 각각의 개시된 실시예 또는 모든 구현예를 기술하고자 하는 것은 아니다. 이하의 도면 및 상세한 설명은 예시적인 실시예를 더욱 구체적으로 예시한다.

명세서 전체에 걸쳐, 동일한 도면 부호가 동일한 요소를 지시하는 첨부 도면을 참조한다.
도 1은 일체형 광 결합 유닛의 개략적인 단면도.
도 2는 일체형 광 결합 유닛의 개략적인 단면도.
도 3a는 커넥터 조립체의 개략적인 단면도.
도 3b는 커넥터 조립체를 통한 광 경로의 개략적인 사시도.
도 4는 광학 조립체의 개략적인 단면도.
도 5a는 일체형 광 결합 유닛의 개략적인 사시도.
도 5b는 커넥터 조립체의 개략적인 사시도.
도면들이 반드시 일정한 축척으로 작성된 것은 아니다. 도면에 사용된 동일한 도면 부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 그러나, 주어진 도면에서 구성요소를 지칭하기 위한 도면 부호의 사용은 동일한 도면 부호로 표기된 다른 도면의 그 구성요소를 제한하도록 의도되지 않는다는 것이 이해될 것이다.

하기 설명에서는, 본 명세서의 일부를 형성하고 예시로서 도시된 첨부 도면을 참조한다. 다른 실시예가 고려되고 본 개시 내용의 범주 또는 사상으로부터 벗어나지 않고서 이루어질 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 하기 상세한 설명은 제한의 의미로 취해지지 않아야 한다.

달리 지시되지 않는 한, 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 특징부 크기, 양, 및 물리적 특성을 표현하는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 상기한 명세서 및 첨부된 청구범위에 기재된 수치 파라미터는 본 명세서에 개시된 교시 내용을 이용하는 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치이다.

본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는, 그 내용이 명백히 달리 지시하지 않는 한, 복수의 지시 대상을 갖는 실시예를 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 일반적으로, 그 내용이 명백히 달리 지시하지 않는 한, 그의 의미에 "및/또는"을 포함하는 것으로 채용된다.

본 명세서에 사용되는 경우, "하부", "상부", "밑", "아래", "위", 및 "상부에"를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 공간적으로 관련된 용어는 설명의 용이함을 위해 다른 요소에 대한 소정 요소(들)의 공간적 관계를 기술하는 데 이용된다. 그러한 공간적으로 관련된 용어는 도면에 도시되고 본 명세서에 기술된 특정 배향에 더하여, 사용 또는 작동 시의 장치의 상이한 배향을 포함한다. 예를 들어, 도면에 도시된 물체가 반전되거나 뒤집히면, 다른 요소 아래에 또는 밑에 있는 것으로 이전에 기술된 부분이 이들 다른 요소 위에 있을 것이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 예를 들어 요소, 구성요소 또는 층이 다른 요소, 구성요소 또는 층과 "일치하는 계면"을 형성하는 것으로, 또는 "그것 상에" 있거나, "그것에 연결"되거나, "그것과 결합"되거나, "그것과 접촉"하는 것으로 기술되는 경우, 그것이, 예를 들어 그 특정 요소, 구성요소 또는 층 상에 직접 있거나, 그것에 직접 연결되거나, 그것과 직접 결합되거나, 그것과 직접 접촉할 수 있거나, 개재되는 요소, 구성요소 또는 층이 그 특정 요소, 구성요소 또는 층 상에 있거나, 그것에 연결되거나, 그것과 결합되거나, 그것과 접촉할 수 있다. 예를 들어 요소, 구성요소 또는 층이 다른 요소 "상에 직접" 있거나 "그것에 직접 연결"되거나, "그것과 직접 결합"되거나, "그것과 직접 접촉"하는 것으로 지칭되는 경우, 예를 들어 개재되는 요소, 구성요소 또는 층은 없다.

다중모드 광섬유 커넥터를 위한 이전의 설계는 흔히 섬유로부터 방출되는 광을 회전(turn)시키고 대략 시준하기 위해 포물면 거울(paraboloid mirror)을 사용하였다. 본 발명자는 수차(aberration), 특히 코마(coma)의 더 우수한 관리로 인해, 적절히 설계된 환상면 거울(toroidal mirror)의 사용에 의한 상당히 더 낮은 삽입 손실의 놀랍고 예기치 않은 결과를 발견하였다. 환상면 거울을 가진 커넥터 페룰(ferrule)의 제조는 다이아몬드 기계가공 또는 당업계에 알려진 다른 기술에 의해 제조된 주형 삽입체(mold insert)와 함께 사출 성형함으로써 달성될 수 있고, 상당히 개선된 광학 도파관 접속부를 생성할 수 있다.

특정한 일 실시예에서, 본 개시 내용의 이득들 중 하나는 수차, 특히 코마의 더 우수한 관리를 통한 상당히 감소된 삽입 손실이다. 이전의 커넥터 설계는 예를 들어 회전 및 시준 거울 및 렌즈를 포함하고; 일부 경우에, 평탄한 거울이 시준 렌즈와 조합되어 입력 광 빔을 확장시켰다. 일부 경우에, 회전 및 시준 거울을 특징으로 하는 커넥터 설계는 전형적으로 섬유 코어의 0이 아닌 크기(전형적으로 50 ㅅm 직경)와 관련된 코마로 인한 손실을 겪는 포물면 거울을 사용하였다. 본 개시 내용은 "4f" 설계(즉, 다른 곳에 기술된 바와 같이, 커넥터를 통한 경로 길이가 환상면 거울의 초점 거리의 4배임)의 환상면 거울의 사용이 코마와 비점수차(astigmatism)로 인한 손실을 상당히 감소시킬 수 있는 것을 입증하였다.

일 태양에서, 환상면 거울의 기하학적 형상은 다른 곳에 기술된 바와 같이, 원호의 회전면으로 기술될 수 있다. 회전축은 초점을 통과하고, 시준된 반사된 빔에 평행하다. 원호의 중심은 섬유의 축을 따른 소스로부터의 광선 및 그러한 광선의 거울로부터의 반사에 의해 형성되는 각도를 양분하는 선 상에 위치된다.

점원(point source)을 갖는 광학 도파관 내의 광원이 주어지면, 포물면 거울은 (원칙적으로) 0-손실(zero-loss) 커넥터를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 전형적인 광학 커넥터 내의 비교적 큰 다중-모드 코어(전형적으로 50 마이크로미터 직경)가 주어지면, 비스듬한 반사가 비점수차와 코마를 유발할 수 있다. 본 명세서에 기술된 환상면 설계가 포물면 거울을 사용한 커넥터로부터 예상될 삽입 손실보다 상당히 더 낮은 삽입 손실을 제공하는 것을 알게 되었다. 특정한 일 실시예에서, 포물면 거울을 사용한 삽입 손실은 0.53 dB(11.6%)인 반면에, 환상면 거울을 사용한 삽입 손실은 0.36 dB(8.0%)이다.

특정한 일 실시예에서, 반사 표면은 예컨대 특징부를 광 방향전환 부재 내에 성형 또는 주조함으로써 제조될 수 있고, 광학 도파관의 광학 축에 대해 비스듬히 정렬될 수 있는 표면을 가질 수 있다. 일부 경우에, 반사 표면은 환상면 거울, 포물면 거울, 구면 거울, 쌍곡면 거울, 타원면 거울 등과 같은 만곡된 반사 요소일 수 있어서, 추가의 포커싱 광학계가 필요하지 않을 수 있다. 일부 경우에, 환상면 반사 표면이 바람직할 수 있다. 일부 경우에, 반사 표면은 광을 방향전환시키기 위해 반사 재료, 예컨대 금속 또는 금속 합금, 또는 다층 간섭 반사기, 예컨대 브래그 반사기로 코팅될 수 있다. 일부 경우에, 반사 표면은 대신에 광을 방향전환시키는 것을 용이하게 하도록 내부 전반사(TIR)를 가능하게 할 수 있다.

방향전환 요소는, 광 케이블에 대한 지지를 제공하고 커넥터 요소의 인터로킹 구성요소의 정렬을 보장하며 환경으로부터의 보호를 제공할 수 있는 커넥터 하우징 내에 내장될 수 있다. 그러한 커넥터 하우징은 당업계에 잘 알려져 있고, 예를 들어 정렬 구멍, 매칭 정렬 핀, 설부(tongue) 및 홈 등을 포함할 수 있다. 동일한 접속 요소가 다양한 접속 구성으로 사용될 수 있다. 이는 또한 보드 실장식 정렬 링을 사용하여 VCSEL 및 광검출기와 같은 광학 장치에 광섬유를 인터페이싱하는 데 사용될 수 있다. 본 명세서에 제공되는 개시 내용이 섬유 및 커넥터를 통해 하나의 방향으로 이동하는 광을 기술하지만, 당업자는 광이 또한 커넥터를 통해 반대 방향으로 이동할 수 있거나 양방향성일 수 있는 것을 인식할 것임이 이해되어야 한다.

특정한 일 실시예에서, 본 명세서에 규정된 고유한 인터페이스는 고성능 컴퓨터, 서버, 또는 라우터 내에 내부 링크를 형성하는 데 사용될 수 있다. 광학 백플레인에 대한 정합에 있어서의 추가 응용이 또한 고려될 수 있다. 접속 요소의 중요한 특징부들 중 일부는 대체로 평탄한 정합 표면 및 정합 표면 내의 리세스형 영역(포켓)을 갖는 성형된(또는 주조된, 또는 기계가공된) 구성요소; 광섬유를 정렬하는 데 유용한 광섬유 정렬 특징부; 및 각각의 섬유로부터의 광학 빔을 그것이 정합 표면에 수직하도록 방향전환시키는 반사 표면을 포함할 수 있다. 기계적 정렬 특징부는 2개의 접속 요소의 정렬을 용이하게 하여, 그들의 정합 표면이 접촉하고 그들의 광학 경로가 정렬되게 한다.

일부 경우에, 광 방향전환 특징부는 섬유로부터의 광 빔을 시준할 수 있다. 일반적으로, 시준된 광은 섬유-대-섬유 접속을 형성하는 데 유용할 수 있는데, 이는 광 빔이 일반적으로 시준 시에 확장되기 때문이며, 이로 인해 접속이 먼지와 같은 이물질에 의한 오염에 덜 민감하게 된다. 특정한 일 실시예에서, 광 방향전환 특징부는 대신에 정합 표면의 평면에 근접하여 최소 빔 크기를 생성하도록 빔을 포커싱할 수 있다. 일반적으로, 포커싱된 빔은 회로 보드 상에 배치된 검출기, 방출기, 또는 다른 능동 장치와 같은 섬유-대-회로 접속을 형성하는 데 유용할 수 있는데, 이는 광 빔이 장치의 방출 또는 수용 영역에 매칭되도록 보다 작은 영역에 집중될 수 있기 때문이다. 일부 경우에, 특히 광학 섬유-대-섬유 접속에 대해, 광 빔의 시준이 바람직할 수 있는데, 이는 시준된 광 빔이 먼지 및 다른 오염물에 대항하여 더욱 강건하고, 또한 보다 큰 정렬 허용오차를 제공하기 때문이다.

특정한 일 실시예에서, 광섬유는 일체형 광 결합 유닛 내의 성형된 v-홈 특징부 내에서와 같은 도파관 정렬 특징부를 사용하여 정렬될 수 있으며, 이때 v-홈은 정합 표면에 평행하지만; v-홈이 모든 경우에 정렬될 필요는 없다. 본 명세서에 기술되는 바와 같이, 선택적인 평행한 v-홈이 포함되지만, 광섬유의 정렬 및 고정을 위한 다른 기술이 또한 허용가능할 것임이 이해되어야 한다. 또한, v-홈형 정렬은 일부 경우에 적합하지 않을 수 있고, 예를 들어 광학 도파관이 중합체 도파관인 경우에 다른 기술이 바람직할 수 있다. 일부 경우에, 광학 도파관 및/또는 광섬유의 정렬은 대신에 임의의 적합한 도파관 정렬 특징부를 사용하여 광섬유 정렬에 대해 당업자에게 알려진 임의의 기술에 의해 달성될 수 있다.

다양한 기계적 특징부 세트가 한 쌍의 접속 요소를 정렬시키도록 사용될 수 있다. 하나의 특징부 세트는 MT 페룰에 대해 사용된 정렬 기술과 유사하게, 정렬 핀이 배치되는 한 쌍의 정밀하게 위치설정된 구멍을 포함한다. 특정한 일 실시예에서, 구멍 직경 및 위치가 MT 커넥터의 그것과 유사한 경우, 본 명세서에 기술되는 접속 요소들 중 하나가 MT 페룰과 (방향전환 요소의 적절한 세트로) 상호 정합할 수 있다.

도 1은 본 개시 내용의 일 태양에 따른, 광학 커넥터에 사용하기 위한 일체형 광 결합 유닛(100)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 1에 제시된 단면도는 XYZ 직교 좌표계의 XZ 평면 상에 있으며, 따라서 XZ 평면은 일체형 광 결합 유닛(100)의 커넥터 하우징(110) 내의 도파관 정렬 특징부(115)에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관(120)의 중심축(122)을 통과한다. 광학 도파관(120)은 광학 도파관 출사 면(124)이 커넥터 하우징(110) 내에 배치되는 광 방향전환 부재(130)의 입력 표면(132)을 향하도록 도파관 정렬 특징부(115) 내에 수용 및 정렬된다. 일부 경우에, 광 방향전환 부재(130)는 광학 도파관으로부터 입력되는 광의 파장에 대해 투과성인 그리고 1 초과의 굴절률을 갖는 중실형 매질을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 광학 도파관 출사 면(124)은 광 방향전환 부재(130)의 입력 표면(132)에 바로 인접할 수 있지만; 일부 경우에 굴절률 매칭 재료가 그들 사이에 배치되어, 광학 도파관(120)을 입력 표면(132)에 광학적으로 결합시킬 수 있다. 일부 경우에, 광 방향전환 부재(130)는 커넥터 하우징(110) 내에 형성되는 중공형 공동(hollow cavity)일 수 있다.

광학 커넥터는 정합 방향을 따라 정합하는 광학 커넥터와 정합하도록 구성되며, 정합 방향은 중심축(122)과 평행하지 않다. 이러한 정합을 용이하게 달성하기 위해, 커넥터 하우징(110)은 또한 정합 표면(112) 및 정렬 특징부(114, 116)를 포함한다. 정렬 특징부(114, 116)는 광 방향전환 부재(130)의 출력 표면(136)을 (도시되지 않은) 제2 광학 커넥터 내의 제2 일체형 광 결합 유닛(100'), 또는 트랜스시버, 예컨대 광학 검출기 또는 방출기, 예컨대 수직 공동 표면 방출 레이저(VCSEL) 중 어느 하나에 정렬시킨다. 특정한 일 실시예에서, 포켓(160)이 출력 표면(136)에 근접하여 형성될 수 있도록 선택적인 리세스형 정합 표면(113)이 형성될 수 있고, 따라서 공기 간극이 출력 표면(136)과 인접한 제2 광학 커넥터 또는 트랜스시버 사이에 형성될 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 일체형 광 결합 유닛(100)은 암수형 결합 유닛일 수 있고, 따라서 다른 곳에 기술된 바와 같이, 제1 및 제2 일체형 광 결합 유닛(100, 100')이 동일하고 서로 부착될 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 입력 표면(132) 및 출력 표면(136) 중 적어도 하나가 반사방지 코팅을 포함할 수 있고/있거나, 굴절률 매칭 유체에 근접할 수 있다.

도파관 정렬 부재(115)는, 예를 들어 공히-계류중인 PCT 공개인, 발명의 명칭이 "관련 마이크로렌즈에 결합된 엇갈리게 클리빙된 단부를 가진 복수의 광섬유를 갖는 광학 커넥터(OPTICAL CONNECTOR HAVING A PLURALITY OF OPTICAL FIBRES WITH STAGGERED CLEAVED ENDS COUPLED TO ASSOCIATED MICROLENSES)"인 WO2013/048730호; 발명의 명칭이 "그의 주 표면 상에 복수의 엇갈린 광 방향전환 특징부를 갖는 광학 기판(OPTICAL SUBSTRATE HAVING A PLURALITY OF STAGGERED LIGHT REDIRECTING FEATURES ON A MAJOR SURFACE THEREOF)"인 WO2013/048743호에; 그리고 미국 특허 출원인, 발명의 명칭이 "광학 상호접속부(OPTICAL INTERCONNECT)"인 제61/652,478호(대리인 문서 번호 67850US002, 2013년 5월 14일자로 출원됨), 및 발명의 명칭이 "광학 커넥터(OPTICAL CONNECTOR)"인 제61/710,083호(대리인 문서 번호 70227US002, 2013년 9월 27일자로 출원됨)에 기술된 바와 같이, 광학 도파관(120)을 수용 및 정렬시키기 위해 홈 방향을 따라 연장되는 홈을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 홈 방향은 중심축(122)에 평행하고 그와 정렬될 수 있다. 일부 경우에, 도파관 정렬 부재는 대신에 광섬유일 수 있는 광학 도파관(120)을 수용 및 정렬시킬 수 있는 원통형 구멍(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.

광학 도파관(120)은 예를 들어 광섬유를 포함하여 임의의 적합한 도파관일 수 있다. 일부 경우에, 광학 도파관(120)은 약 600 나노미터 내지 약 2000 나노미터 범위 내의 파장에 적합한 다중모드 광학 도파관이다. 특정한 일 실시예에서, 광학 도파관(120)은 원형 단면 프로파일을 가질 수 있다. 그러나, 일부 경우에, 광학 도파관은 대신에 다각형 단면 프로파일을 가질 수 있다.

광 방향전환 부재(130)는 광학 도파관(120)으로부터 입력 축(142)을 따라 입력 광(140)을 수용하기 위한 입력 표면(132), 수용된 입력 광(140)을 상이한 방향전환된 축(152)을 따라 전파되는 방향전환된 광(150)으로서 반사하기 위한 반사 표면(134), 및 방향전환된 광(150)을 수용하고 방향전환된 광(150)을 출력 축(156)을 따라 전파되는 출력 광(155)으로서 전송하기 위한 출력 표면(136)을 포함한다. 입력 표면(132) 및 출력 표면(136) 중 적어도 하나는 각각 입력 축(142)과 방향전환된 축(152)에 실질적으로 수직한 평탄한 표면일 수 있다. 방향전환된 축(152)은 또한 XYZ 직교 좌표계의 제1 평면(즉, XZ 평면) 내에 있는 것으로 도시되고, 입력 축(142)과 방향전환된 축(152)은 그들 사이에서 방향전환 각도 φ를 형성한다. 방향전환 각도 φ는 응용에 적합한 임의의 원하는 각도일 수 있고, 예를 들어 90도 초과, 또는 약 90도, 또는 약 80도, 또는 약 70도, 또는 약 60도, 또는 약 50도, 또는 약 40도, 또는 약 30도, 또는 심지어 약 30도 미만일 수 있다. 도 1에 도시된 특정한 일 실시예에서, 방향전환 각도 φ는 약 90도이다. 일부 경우에, 광학 도파관(120)의 중심축(122)은 도면에 도시된 바와 같이 입력 축과 일치할 수 있지만; 일부 경우에 광섬유는 입력 축(142)과 중심축(122)이 그들 사이에서 각도(도시되지 않음)를 형성하도록 입력 표면(132)에 대해 정렬될 수 있다.

각각의 입력 광 및 반사된 광은 각각 2개의 상호 직교 방향으로 발산하거나 수렴한다. 입력 광(140)은 입력 축(142)과 입력 경계 광(144) 사이의 제1 발산 반각 θ_i를 가지며, 여기서 제1 발산 반각 θ_i는 약 3도 내지 약 10도, 또는 약 5도 내지 약 8도, 또는 약 7도이다. 방향전환된 광(150)은 일부 경우에 방향전환된 축(152)과 방향전환된 경계 광(154) 사이의 수렴 반각 θ_o일 수 있는 제2 발산 반각 θ_o를 가지며, 여기서 제2 발산은 제1 발산보다 작다. 일부 경우에, 제2 발산 반각 θ_o는 약 5도 미만, 또는 약 4도 미만, 또는 약 3도 미만, 또는 약 2도 미만, 또는 약 1도 미만이다. 일부 경우에, 도파관 정렬 특징부(115)에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관(120)으로부터 출사하는 광은 입력 표면(132)으로부터 출력 표면(136)으로 광학 경로를 따라 전파되어, 방향전환된 광(150)이 실질적으로 출력 표면(136)에 위치되는 최소 빔 크기(예컨대, 단면적)를 갖는다. 특정한 일 실시예에서, 입력 광(140)은 발산 광 빔이고, 방향전환된 광(150)은 수렴 광 빔 또는 실질적으로 시준된 광 빔이다.

반사 표면(134)은 제1 발산을 갖는 입력 광(140)을 제1 발산보다 작은 제2 발산을 갖는 방향전환된 광(150)으로 방향전환시킬 수 있는 임의의 적합하게 형상화된 반사기일 수 있고, 환상면 표면, 포물면 표면, 구면 표면, 쌍곡면 표면, 또는 타원면 표면일 수 있지만, 환상면 표면이 바람직할 수 있고, 본 명세서에 기술된다. 환상면 표면(134)과 XZ 평면의 만곡된 교선이 반경 원점(radius origin)(105)으로부터 측정되는 곡률 반경 "R"을 갖는 호(134a)에 의해 기술될 수 있다. 반경 원점(105)은 입력 축(142)과 방향전환된 축(152) 사이의 방향전환 각도 φ를 양분하는 선 상에 놓인다. 환상면 표면(134)은 또한 XZ 평면 내에 배치되는 그리고 초점(107)에서 중심축(122)과 교차하는 회전축(106)에 의해 특징지어진다. 특정한 일 실시예에서, 회전축(106)은 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 방향전환된 축(152)에 평행하다. 환상면 표면(134)은 호(134a)를 회전축(106)을 중심으로(즉, XZ 평면 밖으로) 회전시킴으로써 생성되며, 따라서 초점(107)으로부터 중심축(122)과 호(134a)의 교점까지 측정되는 초점 거리 "f"가 곡률 반경 "R"보다 작고, 하기 수학식에 의해 특징지어질 수 있다:

R = (2f/tan{(π - φ)/2})(tan²{(π - φ)/2} + 1)^1/2

여기서, 예를 들어, 방향전환 각도 φ = 90도(즉, π/2)가 주어지면, 곡률 반경 "R"은 2f√2, 또는 2.828f에 의해 주어진다. 특정한 일 실시예에서, 광 방향전환 부재(130)는 입력 광 및 반사된 광의 경로가 입력 표면(132)으로부터 출력 표면(136)까지 2f의 조합 거리를 이동하도록 설계될 수 있다.

반사 표면(134)은 다른 곳에 기술된 바와 같이, 둘 모두 중실형 재료 또는 중공형 공동 중 어느 하나인 광 방향전환 부재(130)와 함께 사용하기에 적합할 수 있는, 예를 들어 다층 간섭 반사기, 예컨대 브래그 반사기, 또는 금속 또는 금속 합금 반사기와 같은 반사 코팅을 포함함으로써 반사성으로 만들어질 수 있다. 일부 경우에, 중실형 재료인 광 방향전환 부재(130)에 대해, 반사 표면(134)은 대신에 입력 광을 반사하기 위해 내부 전반사(TIR)를 사용할 수 있다. TIR이 효과적이게 하기 위해, 일체형 광 결합 유닛(100)의 커넥터 하우징(110)은 또한 당업자에게 알려진 바와 같이, 반사 표면(134)에서의 TIR을 방해할 수 있는 간섭으로부터 광 방향전환 부재(130)의 반사 표면(134)이 보호될 수 있도록 위치되는, 공동(118)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 내부 주연부(119)를 포함할 수 있다.

광 방향전환 부재(130)는 예를 들어 폴리이미드와 같은 중합체를 포함하여 임의의 적합하게 투과성이고 치수 안정성인 재료로부터 제조될 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 광 방향전환 부재(130)는 예를 들어 미국 매사추세츠주 피츠필드 소재의 사빅 이노베이티브 플라스틱스(SABIC Innovative Plastics)로부터 입수가능한 울템(Ultem) 1010 폴리에테르이미드와 같은 치수 안정성 투과성 폴리이미드 재료로부터 제조될 수 있다. 일부 경우에, 광학 도파관(120)은 도파관 정렬 특징부(115) 내에 접착식으로 고정될 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 굴절률 매칭 겔 또는 접착제가 광 방향전환 부재(130)와 광학 도파관(120) 사이에 삽입될 수 있다. 이러한 영역 내의 임의의 공기 간극을 제거함으로써, 프레넬 손실(Fresnel loss)이 크게 감소될 수 있다.

도 2는 본 개시 내용의 일 태양에 따른, 광학 커넥터에 사용하기 위한 일체형 광 결합 유닛(200)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 2에 도시된 요소들(200 내지 260) 각각은 이전에 기술된 도 1에 도시된 유사한 도면 부호의 요소들(100 내지 160)에 대응한다. 예를 들어, 도 2의 광학 도파관(220)은 도 1의 광학 도파관(120)에 대응하는 등이다. 도 2에서, 입력 축(242)과 방향전환된 축(252)이 90도 미만인 방향전환된 각도 φ'를 형성한다. 환상면 표면(234)과 XZ 평면의 만곡된 교선이 반경 원점(205)으로부터 측정되는 곡률 반경 "R'"을 갖는 호(234a)에 의해 기술될 수 있다. 반경 원점(205)은 입력 축(242)과 방향전환된 축(252) 사이의 방향전환 각도 φ'를 양분하는 선 상에 놓인다. 환상면 표면(234)은 또한 XZ 평면 내에 배치되는 그리고 초점(207)에서 중심축(222)과 교차하는 회전축(206)에 의해 특징지어진다. 특정한 일 실시예에서, 회전축(206)은 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 방향전환된 축(252)에 평행하다. 환상면 표면(234)은 호(234a)를 회전축(206)을 중심으로(즉, XZ 평면 밖으로) 회전시킴으로써 생성되며, 따라서 초점(207)으로부터 중심축(222)과 호(234a)의 교점까지 측정되는 초점 거리 "f'"가 곡률 반경 "R"보다 작고, 초점 거리 f', 방향전환된 각도 φ', 및 곡률 반경 R' 사이의 관계는 다른 곳에 제공된 수학식에 의해 계산될 수 있다. 도 2에서, 방향전환된 각도 φ'는 예를 들어 60도일 수 있고, 입력 표면(232) 및 출력 표면(236)은 각각의 입력 축(242) 및 방향전환된 축(252)에 각각 수직하지만; 입력 표면(232)과 출력 표면(236)은 서로 수직하게 정렬되지 않는다.

광학 커넥터는 정합 방향을 따라 정합하는 광학 커넥터와 정합하도록 구성되며, 정합 방향은 중심축(222)과 평행하지 않다. 이러한 정합을 용이하게 달성하기 위해, 커넥터 하우징(210)은 정합 표면(212) 및 정렬 특징부(214, 216)를 포함한다. 정렬 특징부(214, 216)는 광 방향전환 부재(230)의 출력 표면(236)을 (도시되지 않은) 제2 광학 커넥터 내의 제2 일체형 광 결합 유닛(200'), 또는 트랜스시버, 예컨대 광학 검출기 또는 방출기, 예컨대 수직 공동 표면 방출 레이저(VCSEL) 중 어느 하나에 정렬시킨다. 특정한 일 실시예에서, 포켓(260)이 출력 표면(236)에 근접하여 형성될 수 있고, 따라서 공기 간극이 출력 표면(236)과 인접한 제2 광학 커넥터 또는 트랜스시버 사이에 형성될 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 일체형 광 결합 유닛(200)은 암수형 결합 유닛일 수 있고, 따라서 다른 곳에 기술된 바와 같이, 제1 및 제2 일체형 광 결합 유닛(200, 200')이 동일하고 서로 부착될 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 입력 표면(232) 및 출력 표면(236) 중 적어도 하나가 반사방지 코팅을 포함할 수 있고/있거나, 굴절률 매칭 유체에 근접할 수 있다.

도 3a는 본 개시 내용의 일 태양에 따른, 커넥터 조립체(300)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 3에 도시된 요소들(100 내지 160) 각각은 이전에 기술된 도 1에 도시된 유사한 도면 부호의 요소들(100 내지 160)에 대응한다. 예를 들어, 도 3의 광학 도파관(120)은 도 1의 광학 도파관(120)에 대응하는 등이다. 도 3a에서, 커넥터 조립체(300)는 정합 표면(112, 112')이 서로 인접하고; 정렬 특징부(114, 116)가 각각 정렬 특징부(116', 114')와 정렬되며; 제1 일체형 광 결합 유닛(100)의 출력 표면(136)이 제2 일체형 광 결합 유닛(100')의 출력 표면(136')에 근접하고 그것을 향하도록 함께 결합되는 제1 일체형 광 결합 유닛(100) 및 제2 일체형 광 결합 유닛(100')을 포함한다. 도 3에서, 제1 일체형 광 결합 유닛(100) 및 제2 일체형 광 결합 유닛(100') 각각은 서로 부착될 수 있는 암수형 결합 유닛이다. 커넥터 조립체(300)는 제1 광학 도파관(120)으로부터 출사하는 광이 제1 및 제2 일체형 광 결합 유닛(100, 100')의 반사 표면(134, 134')을 통해 전파된 후에 제2 광학 도파관(120')에 입사하도록 구성된다.

제1 광학 도파관으로부터 출사하는 광은 제1 광 방향전환 부재(130)의 입력 표면(132)과 제2 광 방향전환 부재(130')의 입력 표면(132') 사이에서 제1 전파 거리(f + f + f' + f')로 전파되며, 전파 거리(f + f + f' + f')는 제1 일체형 광 결합 유닛의 초점 거리 f와 제2 일체형 광 결합 유닛의 초점 거리 f'의 합의 2배와 실질적으로 동일하다. 일부 경우에, 제1 일체형 광 결합 유닛(100)의 초점 거리 "f"는 제2 일체형 광 결합 유닛(100')의 초점 거리 "f'"와 실질적으로 동일하다. 일부 경우에, 제1 광학 도파관(120)은 제1 다중모드 광섬유를 포함하고, 제2 광학 도파관(120')은 제2 다중모드 광섬유를 포함하며, 여기서 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장에서의 커넥터 조립체(300)의 광학 삽입 손실이 0.5 dB 미만이다.

도 3b는 본 개시 내용의 일 태양에 따른, 도 3a의 커넥터 조립체(300)를 통한 광 경로의 개략적인 사시도를 도시한다. 도 3b에 도시된 특정한 일 실시예에서, 제1 및 제2 반사 표면(134, 134')은 각각 환상면 반사기(134, 134')이다. 도 3b에서, 제1 광학 도파관(120)은 제1 환상면 반사기(134)로부터 제1 방향전환된 광 빔(150)으로서 반사되는 제1 입력 광(140)을 주입한다. 제1 방향전환된 광 빔(150)은 제1 광 방향전환 부재(130)의 제1 출력 표면(136)을 통과하고, 제2 출력 표면(136')을 통해 제2 방향전환된 광 빔(150')으로서 제2 광 방향전환 부재(130')에 입사한다. 제2 방향전환된 광 빔(150')은 제2 광학 도파관(120')에 입사하는 제2 입력 광(140')으로서 제2 환상면 반사기(134')로부터 반사된다.

도 4는 본 개시 내용의 일 태양에 따른, 광학 조립체(400)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 4에 도시된 요소들(100 내지 160) 각각은 이전에 기술된 도 1에 도시된 유사한 도면 부호의 요소들(100 내지 160)에 대응한다. 예를 들어, 도 4의 광학 도파관(120)은 도 1의 광학 도파관(120)에 대응하는 등이다. 광학 조립체(400)는 일체형 광 결합 유닛(100)의 출력 표면(136)으로부터 광을 수용 또는 방출하도록 구성되는 광학 트랜스시버(170)와 연통되는 일체형 광 결합 유닛(100), 예를 들어 도 1의 일체형 광 결합 유닛(100)을 포함한다.

특정한 일 실시예에서, 광학 조립체(400)는 600 내지 2000 nm의 파장 범위 내에서 다중모드인 그리고 광학 도파관 출사 면(124)을 갖는 그리고 입력 축(142)을 따라 광을 수용 또는 방출하도록 구성되는 광학 도파관(120)을 포함한다. 광학 조립체는 또한 환상면 표면 반사기(134) 및 상이한 방향전환된 축(152)을 따라 광을 수용 또는 방출하도록 구성되는 광학 트랜스시버(170)를 포함하며, 광학 조립체(400)는 광학 도파관(120) 및 광학 트랜스시버(170) 중 하나로부터 광학 도파관(120) 및 광학 트랜스시버(170) 중 다른 하나로 전파되는 광(예컨대, 입력 광(140) 또는 방향전환된 광(150) 중 어느 하나)이 환상면 표면 반사기(134)에서 반사를 겪도록 구성되고, 환상면 표면 반사기(134)와 입력 축(142) 및 방향전환된 축(152)에 의해 형성되는 제1 평면(즉, XZ 평면)의 만곡된 교선(즉, 호)(134a)가 곡률 반경 R을 가지며, 환상면 표면 반사기(134)는 광학 도파관 출사 면(124)에서 제1 평면(즉, XZ 평면) 내에 배치되는 회전축(106) 및 회전축(106)으로부터 환상면 표면 반사기(134)까지 입력 축(142)을 따라 측정되는 초점 거리 f를 갖고, 초점 거리 f는 곡률 반경 R보다 작다.

광학 트랜스시버(170)는 일체형 광 결합 유닛(100)의 정렬 특징부(116, 114)와 정렬될 수 있는 트랜스시버 정렬 특징부(174, 176), 선택적인 트랜스시버 공동(175) 내에 선택적으로 리세스 형성될 수 있는 트랜스시버 요소(172)를 적어도 부분적으로 에워싸는 트랜스시버 하우징(173)을 포함한다. 도관(177)이 전기 또는 광학 구성요소들 중 어느 하나에 대한 트랜스시버 요소(172)의 연통을 제공한다. 일부 경우에, 광학 트랜스시버는 광학 검출기일 수 있다. 일부 경우에, 광학 트랜스시버는 수직 공동 표면 방출 레이저(VCSEL)와 같은 광학 방출기일 수 있다.

도 5a는 본 개시 내용의 일 태양에 따른, 일체형 광 결합 유닛(500)의 개략적인 사시도를 도시한다. 도 5a에 도시된 요소들(500 내지 530) 각각은 이전에 기술된 도 1에 도시된 유사한 도면 부호의 요소들(100 내지 130)에 대응한다. 예를 들어, 도 5의 광학 도파관(520)은 도 1의 광학 도파관(120)에 대응하는 등이다. 도 5a에서, 복수의 광학 도파관(520)이 광학 도파관으로부터의 광을 커넥터 하우징(510) 내의 광 방향전환 부재(530)로 지향시키도록 도파관 정렬 부재(515)에 의해 수용 및 정렬된다. 커넥터 하우징(510)은 정렬 특징부(514, 516)를 포함한다.

도 5b는 본 개시 내용의 일 태양에 따른, 커넥터 조립체(503)의 개략적인 사시도를 도시한다. 커넥터 조립체(503)는 예를 들어 콤팩트하고 신뢰성 있는 광학 상호접속부를 제공하는, 발명의 명칭이 "광학 상호접속부(OPTICAL INTERCONNECT)"인 공히-계류중인 미국 특허 출원 제61/652,478호(대리인 문서 번호 67850US002, 2013년 5월 14일자로 출원됨)에 도시된 그러한 다중섬유 커넥터 조립체와 유사할 수 있지만; 본 개시 내용의 광 방향전환 부재(530)는 다중섬유 커넥터 조립체에서 이전에 인식되지 않았던 이점을 제공한다. 커넥터 조립체(503)는 본 개시 내용의 일 태양에 따른, 제1 일체형 광 결합 유닛(500)을 갖는 제1 광학 커넥터(501) 및 제2 일체형 광 결합 유닛(500')을 갖는 제2 광학 커넥터(501')를 포함한다. 제1 및 제2 일체형 광 결합 유닛들(500, 500') 각각은 다른 곳에 기술된 바와 같이, 암수형 커넥터일 수 있다. 제1 및 제2 광학 커넥터(501, 501')는 각각의 일체형 광 결합 유닛(500, 500')의 각각의 제1 및 제2 정렬 특징부(514, 516, 514', 516')의 더욱 신뢰성 있는 매칭을 가능하게 할 수 있는 제1 및 제2 커넥터 프레임(502, 502')에 의해 보호 및 지지될 수 있다.

다중섬유 커넥터 조립체들 각각은, 예를 들어 공히-계류중인 PCT 공개인, 발명의 명칭이 "관련 마이크로렌즈에 결합된 엇갈리게 클리빙된 단부를 가진 복수의 광섬유를 갖는 광학 커넥터(OPTICAL CONNECTOR HAVING A PLURALITY OF OPTICAL FIBRES WITH STAGGERED CLEAVED ENDS COUPLED TO ASSOCIATED MICROLENSES)"인 WO2013/048730호; 발명의 명칭이 "그의 주 표면 상에 복수의 엇갈린 광 방향전환 특징부를 갖는 광학 기판(OPTICAL SUBSTRATE HAVING A PLURALITY OF STAGGERED LIGHT REDIRECTING FEATURES ON A MAJOR SURFACE THEREOF)"인 WO2013/048743호에; 그리고 미국 특허 출원인, 발명의 명칭이 "광학 상호접속부(OPTICAL INTERCONNECT)"인 제61/652,478호(대리인 문서 번호 67850US002, 2013년 5월 14일자로 출원됨), 및 발명의 명칭이 "광학 커넥터(OPTICAL CONNECTOR)"인 제61/710,083호(대리인 문서 번호 70227US002, 2013년 9월 27일자로 출원됨)에 추가로 기술된 바와 같이, 당업계에 알려진 바와 같은 다양한 접속 계획을 사용하여 상호접속되도록 구성될 수 있다.

하기는 본 개시 내용의 실시예들의 목록이다.

항목 1은 광학 커넥터에 사용하기 위한 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관을 수용 및 정렬시키기 위한 도파관 정렬 부재; 및 광 방향전환 부재를 포함하고, 상기 광 방향전환 부재는 도파관 정렬 부재에 배치 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 입력 광을 수용하기 위한 입력 표면; 입력 축을 따라 전파되는 입력 표면으로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 반사하기 위한 환상면 표면 - 반사된 광은 상이한 방향전환된 축을 따라 전파되고, 2개의 상호 직교하는 발산 방향들을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 작음 -; 및 환상면 표면으로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 광 방향전환 부재로부터 출사하여 출력 축을 따라 전파되는 출력 광으로서 전송하기 위한 출력 표면 - 환상면 표면과 입력 및 방향전환된 축들에 의해 형성되는 제1 평면의 만곡된 교선이 곡률 반경을 갖고, 환상면 표면은 입력 표면에서 제1 평면 내에 배치되는 회전축 및 회전축으로부터 입력 축을 따라 환상면 표면까지 측정되는 초점 거리를 가지며, 초점 거리는 상기 곡률 반경보다 작음 - 을 포함한다.

항목 2는 항목 1의 일체형 광 결합 유닛으로서, 회전축은 방향전환된 축에 실질적으로 평행하다.

항목 3은 항목 1 또는 항목 2의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 정합 방향을 따라 정합하는 광학 커넥터와 정합하도록 구성되고, 정합 방향은 입력 축과 평행하지 않다.

항목 4는 항목 1 내지 항목 3의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 정합 방향을 따라 정합하는 광학 커넥터와 정합하도록 구성되고, 정합 방향은 입력 축과 평행하다.

항목 5는 항목 1 또는 항목 4의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 입력 표면과 상이한 입력 면을 포함한다.

항목 6은 항목 1 내지 항목 5의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 출력 표면과 상이한 출력 면을 포함한다.

항목 7은 항목 1 내지 항목 6의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 암수형이다.

항목 8은 항목 1 내지 항목 7의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재는 광학 도파관을 수용 및 정렬시키기 위해 홈 방향을 따라 연장되는 홈을 포함한다.

항목 9는 항목 8의 일체형 광 결합 유닛으로서, 홈 방향은 입력 축에 평행하고 입력 축과 정렬된다.

항목 10은 항목 1 내지 항목 9의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 광섬유를 포함한다.

항목 11은 항목 10의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재는 광섬유를 수용할 수 있는 원통형 구멍을 포함한다.

항목 12는 항목 1 내지 항목 11의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장들에 대해 다중모드이다.

항목 13은 항목 1 내지 항목 12의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 원형 단면 프로파일을 갖는다.

항목 14는 항목 1 내지 항목 13의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 다각형 단면 프로파일을 갖는다.

항목 15는 항목 1 내지 항목 14의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 중심 광선이 광학 도파관과 입력 표면 사이에서 중심축을 따라 전파되고, 중심축은 입력 축에 평행하고 입력 축과 정렬된다.

항목 16은 항목 1 내지 항목 15의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관, 및 광학 도파관을 입력 표면에 광학적으로 결합시키는 굴절률 매칭 재료를 추가로 포함한다.

항목 17은 항목 1 내지 항목 16의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 평탄하다.

항목 18은 항목 1 내지 항목 17의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 입력 축에 실질적으로 수직하다.

항목 19는 항목 1 내지 항목 18의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 출력 표면에 실질적으로 수직하다.

항목 20은 항목 1 내지 항목 19의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 입력 표면으로부터 출력 표면으로 광학 경로를 따라 전파되고, 전체 광학 경로를 따른 일체형 광 결합 유닛의 굴절률이 1 초과이다.

항목 21은 항목 1 내지 항목 20의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광 방향전환 부재는 1 초과의 굴절률을 갖는 중실형 매질이다.

항목 22는 항목 1 내지 항목 21의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 축과 방향전환된 축 사이의 각도가 90도 미만이다.

항목 23은 항목 1 내지 항목 22의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 축과 방향전환된 축 사이의 각도가 90도 초과이다.

항목 24는 항목 1 내지 항목 23의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 축과 방향전환된 축 사이의 각도가 111도이다.

항목 25는 항목 1 내지 항목 24의 일체형 광 결합 유닛으로서, 2개의 상호 직교하는 발산 방향들 각각을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 1도 이상만큼 작다.

항목 26은 항목 1 내지 항목 25의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하고 환상면 표면에 의해 반사되는 광이 환상면 표면으로부터 출력 표면으로 전파되고, 반사된 광은 실질적으로 출력 표면에 위치되는 최소 빔 크기를 갖는다.

항목 27은 항목 1 내지 항목 26의 일체형 광 결합 유닛으로서, 환상면 표면은 수용된 광을 내부 전반사에 의해 반사한다.

항목 28은 항목 1 내지 항목 27의 일체형 광 결합 유닛으로서, 환상면 표면은 브래그 반사기를 포함한다.

항목 29는 항목 1 내지 항목 28의 일체형 광 결합 유닛으로서, 환상면 표면은 금속 반사기를 포함한다.

항목 30은 항목 1 내지 항목 29의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 축은 제1 평면 내에 놓인다.

항목 31은 항목 1 내지 항목 30의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 표면은 실질적으로 평탄하다.

항목 32는 항목 1 내지 항목 31의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 표면은 출력 축에 실질적으로 수직하다.

항목 33은 항목 1 내지 항목 32의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 입력 표면에서 제1 빔 크기를 그리고 출력 표면에서 제2 빔 크기를 갖고, 제2 빔 크기는 제1 빔 크기보다 크다.

항목 34는 항목 33의 일체형 광 결합 유닛으로서, 제2 빔 크기는 제1 빔 크기의 약 2배보다 크다.

항목 35는 항목 1 내지 항목 34의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광 방향전환 부재 내에서, 입력 광은 발산하고 반사된 광은 수렴하거나 실질적으로 시준된다.

항목 36은 커넥터 조립체로서, 항목 1 내지 항목 35의 제2 일체형 광 결합 유닛 - 제2 일체형 광 결합 유닛은 제2 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제2 광학 도파관을 가짐 - 과 정합되는 항목 1 내지 항목 35의 제1 일체형 광 결합 유닛 - 제1 일체형 광 결합 유닛은 제1 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제1 광학 도파관을 가짐 - 을 포함하고, 제1 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면은 제2 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면에 근접하여 그것을 향하며, 커넥터 조립체는 제1 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 제1 및 제2 일체형 광 결합 유닛들의 광 방향전환 부재들을 통해 전파된 후에 제2 광학 도파관에 입사하도록 구성된다.

항목 37은 항목 36의 커넥터 조립체로서, 제1 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 제1 일체형 광 결합 유닛의 입력 표면과 제2 일체형 광 결합 유닛의 입력 표면 사이에서 제1 전파 거리로 전파되고, 전파 거리는 제1 일체형 광 결합 유닛의 초점 거리와 제2 일체형 광 결합 유닛의 초점 거리의 합의 2배와 실질적으로 동일하다.

항목 38은 항목 36 또는 항목 37의 커넥터 조립체로서, 제1 일체형 광 결합 유닛의 초점 거리는 제2 일체형 광 결합 유닛의 초점 거리와 실질적으로 동일하다.

항목 39는 항목 36 내지 항목 38의 커넥터 조립체로서, 제1 광학 도파관은 제1 다중모드 광섬유를 포함하고, 제2 광학 도파관은 제2 다중모드 광섬유를 포함하며, 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장에서의 커넥터 조립체의 광학 삽입 손실이 0.5 dB 미만이다.

항목 40은 광학 커넥터에 사용하기 위한 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관을 수용 및 정렬시키기 위한 도파관 정렬 부재; 및 중실형 광 방향전환 부재를 포함하고, 상기 중실형 광 방향전환 부재는 도파관 정렬 부재에 배치 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 입력 광을 수용하기 위한 입력 표면; 입력 축을 따라 전파되는 입력 표면으로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 반사하기 위한 반사 표면 - 반사된 광은 상이한 방향전환된 축을 따라 전파되고, 2개의 상호 직교하는 발산 방향들을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 작음 -; 및 반사 표면으로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 광 방향전환 부재로부터 출사하여 출력 축을 따라 전파되는 출력 광으로서 전송하기 위한 출력 표면 - 반사 표면은 반사 코팅을 포함하고, 반사 코팅이 없으면, 입력 표면으로부터 반사 표면에 의해 수용된 광의 적어도 일부가 반사 표면에서 내부 전반사를 겪지 않음 - 을 포함한다.

항목 41은 항목 40의 일체형 광 결합 유닛으로서, 반사 코팅은 금속을 포함한다.

항목 42는 항목 40 또는 항목 41의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 정합 방향을 따라 정합하는 광학 커넥터와 정합하도록 구성되고, 정합 방향은 입력 축과 평행하지 않다.

항목 43은 항목 40 내지 항목 42의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 정합 방향을 따라 정합하는 광학 커넥터와 정합하도록 구성되고, 정합 방향은 입력 축과 평행하다.

항목 44는 항목 40 내지 항목 43의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 입력 표면과 상이한 입력 면을 포함한다.

항목 45는 항목 40 내지 항목 44의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 출력 표면과 상이한 출력 면을 포함한다.

항목 46은 항목 40 내지 항목 45의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 암수형이다.

항목 47은 항목 40 내지 항목 46의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재는 광학 도파관을 수용 및 정렬시키기 위해 홈 방향을 따라 연장되는 홈을 포함한다.

항목 48은 항목 47의 일체형 광 결합 유닛으로서, 홈 방향은 입력 축에 평행하고 입력 축과 정렬된다.

항목 49는 항목 40 내지 항목 48의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 광섬유를 포함한다.

항목 50은 항목 41 내지 항목 49의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재는 광섬유를 수용할 수 있는 원통형 구멍을 포함한다.

항목 51은 항목 40 내지 항목 50의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장들에 대해 다중모드이다.

항목 52는 항목 40 내지 항목 51의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 원형 단면 프로파일을 갖는다.

항목 53은 항목 40 내지 항목 52의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 다각형 단면 프로파일을 갖는다.

항목 54는 항목 40 내지 항목 53의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 중심 광선이 광학 도파관과 입력 표면 사이에서 중심축을 따라 전파되고, 중심축은 입력 축에 평행하고 입력 축과 정렬된다.

항목 55는 항목 40 내지 항목 54의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관, 및 광학 도파관을 입력 표면에 광학적으로 결합시키는 굴절률 매칭 재료를 추가로 포함한다.

항목 56은 항목 33 내지 항목 55의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 평탄하다.

항목 57은 항목 40 내지 항목 56의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 입력 축에 실질적으로 수직하다.

항목 58은 항목 40 내지 항목 57의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 출력 표면에 실질적으로 수직하다.

항목 59는 항목 40 내지 항목 58의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 축과 방향전환된 축 사이의 각도가 90도 미만이다.

항목 60는 항목 40 내지 항목 59의 일체형 광 결합 유닛으로서, 2개의 상호 직교하는 발산 방향들 각각을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 1도 이상만큼 작다.

항목 61은 항목 40 내지 항목 60의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하고 반사 표면에 의해 반사되는 광이 반사 표면으로부터 출력 표면으로 광학 경로를 따라 전파되고, 반사된 광은 실질적으로 출력 표면에 위치되는 최소 빔 크기를 갖는다.

항목 62는 항목 40 내지 항목 61의 일체형 광 결합 유닛으로서, 반사 코팅은 브래그 반사기를 포함한다.

항목 63은 항목 40 내지 항목 62의 일체형 광 결합 유닛으로서, 반사 표면은 환상면 표면, 포물면 표면, 구면 표면, 쌍곡면 표면, 또는 타원면 표면을 포함한다.

항목 64는 항목 40 내지 항목 63의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 축은 입력 및 방향전환된 축들에 의해 형성되는 제1 평면 내에 놓인다.

항목 65는 항목 40 내지 항목 64의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 표면은 실질적으로 평탄하다.

항목 66은 항목 40 내지 항목 65의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 표면은 출력 축에 실질적으로 수직하다.

항목 67은 항목 40 내지 항목 66의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 입력 표면에서 제1 빔 크기를 그리고 출력 표면에서 제2 빔 크기를 갖고, 제2 빔 크기는 제1 빔 크기보다 크다.

항목 68은 항목 67의 일체형 광 결합 유닛으로서, 제2 빔 크기는 제1 빔 크기의 약 2배보다 크다.

항목 69는 항목 40 내지 항목 68의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광 방향전환 부재 내에서, 입력 광은 발산하고 반사된 광은 수렴하거나 실질적으로 시준된다.

항목 70은 커넥터 조립체로서, 항목 40 내지 항목 69의 제2 일체형 광 결합 유닛 - 제2 일체형 광 결합 유닛은 제2 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제2 광학 도파관을 가짐 - 과 정합되는 항목 40 내지 항목 69의 제1 일체형 광 결합 유닛 - 제1 일체형 광 결합 유닛은 제1 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제1 광학 도파관을 가짐 - 을 포함하고, 제1 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면은 제2 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면에 근접하여 그것을 향하며, 커넥터 조립체는 제1 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 제1 및 제2 일체형 광 결합 유닛들의 광 방향전환 부재들을 통해 전파된 후에 제2 광학 도파관에 입사하도록 구성된다.

항목 71은 항목 70의 커넥터 조립체로서, 제1 광학 도파관은 제1 다중모드 광섬유를 포함하고, 제2 광학 도파관은 제2 다중모드 광섬유를 포함하며, 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장에서의 커넥터 조립체의 광학 삽입 손실이 0.5 dB 미만이다.

항목 72는 광학 커넥터에 사용하기 위한 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관을 수용 및 정렬시키기 위한 도파관 정렬 부재; 및 광 방향전환 부재를 포함하고, 상기 광 방향전환 부재는 도파관 정렬 부재에 배치 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 입력 광을 수용하기 위한 입력 표면; 입력 표면으로부터의 광을 입력 축을 따라 전파되는 입사 광으로서 수용하고 입사 광을 상이한 방향전환된 축을 따라 전파되는 반사된 광으로서 반사하기 위한 반사 표면 - 2개의 상호 직교하는 발산 방향들을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 작음 -; 및 반사된 광을 수용하고 수용된 광을 광 방향전환 부재로부터 출사하여 출력 축을 따라 전파되는 출력 광으로서 전송하기 위한 출력 표면 - 입사 광과 반사된 광 사이의 각도가 90도 미만임 - 을 포함한다.

항목 73은 항목 72의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입사 광과 반사된 광 사이의 각도는 약 60도 이하이다.

항목 74는 항목 72 또는 항목 73의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 정합 방향을 따라 정합하는 광학 커넥터와 정합하도록 구성되고, 정합 방향은 입력 축과 평행하지 않다.

항목 75는 항목 72 내지 항목 74의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 정합 방향을 따라 정합하는 광학 커넥터와 정합하도록 구성되고, 정합 방향은 입력 축과 평행하다.

항목 76은 항목 72 내지 항목 75의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 입력 표면과 상이한 입력 면을 포함한다.

항목 77은 항목 72 내지 항목 76의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 출력 표면과 상이한 출력 면을 포함한다.

항목 78은 항목 72 내지 항목 77의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 커넥터는 암수형이다.

항목 79는 항목 72 내지 항목 78의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재는 광학 도파관을 수용 및 정렬시키기 위해 홈 방향을 따라 연장되는 홈을 포함한다.

항목 80은 항목 79의 일체형 광 결합 유닛으로서, 홈 방향은 입력 축에 평행하고 입력 축과 정렬된다.

항목 81은 항목 72 내지 항목 80의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 광섬유를 포함한다.

항목 82는 항목 81의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재는 광섬유를 수용할 수 있는 원통형 구멍을 포함한다.

항목 83은 항목 72 내지 항목 82의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장들에 대해 다중모드이다.

항목 84는 항목 72 내지 항목 83의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 원형 단면 프로파일을 갖는다.

항목 85는 항목 72 내지 항목 84의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광학 도파관은 다각형 단면 프로파일을 갖는다.

항목 86은 항목 72 내지 항목 85의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 중심 광선이 입력 표면과 반사 표면 사이에서 입력 경로를 따라 전파되고, 입력 경로는 입력 축에 평행하고 입력 축과 정렬된다.

항목 87은 항목 86의 일체형 광 결합 유닛으로서, 중심 광선은 반사 표면에 의해 반사되고, 반사된 경로를 따라 출력 표면으로 추가로 전파되며, 반사된 경로와 입력 경로는 90도 미만의 각도를 형성한다.

항목 88은 항목 72 내지 항목 87의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관, 및 광학 도파관을 입력 표면에 광학적으로 결합시키는 굴절률 매칭 재료를 추가로 포함한다.

항목 89는 항목 72 내지 항목 88의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 평탄하다.

항목 90은 항목 72 내지 항목 89의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 입력 축에 실질적으로 수직하다.

항목 91은 항목 72 내지 항목 90의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 표면은 출력 표면에 실질적으로 수직하다.

항목 92는 항목 72 내지 항목 91의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 입력 표면으로부터 출력 표면으로 광학 경로를 따라 전파되고, 전체 광학 경로를 따른 일체형 광 결합 유닛의 굴절률이 1 초과이다.

항목 93은 항목 72 내지 항목 92의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광 방향전환 부재는 1 초과의 굴절률을 갖는 중실형 매질이다.

항목 94는 항목 72 내지 항목 93의 일체형 광 결합 유닛으로서, 입력 축과 방향전환된 축 사이의 각도는 90도 미만이다.

항목 95는 항목 72 내지 항목 94의 일체형 광 결합 유닛으로서, 2개의 상호 직교하는 발산 방향들 각각을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 1도 이상만큼 작다.

항목 96은 항목 72 내지 항목 95의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하고 반사 표면에 의해 반사되는 광이 반사 표면으로부터 출력 표면으로 광학 경로를 따라 전파되고, 반사된 광은 실질적으로 출력 표면에 위치되는 최소 빔 크기를 갖는다.

항목 97은 항목 72 내지 항목 96의 일체형 광 결합 유닛으로서, 반사 표면은 환상면 표면, 포물면 표면, 구면 표면, 쌍곡면 표면, 또는 타원면 표면을 포함한다.

항목 98은 항목 72 내지 항목 97의 일체형 광 결합 유닛으로서, 반사 표면은 수용된 광을 내부 전반사에 의해 반사한다.

항목 99는 항목 72 내지 항목 98의 일체형 광 결합 유닛으로서, 반사 표면은 브래그 반사기를 포함한다.

항목 100은 항목 72 내지 항목 99의 일체형 광 결합 유닛으로서, 반사 표면은 금속 반사기를 포함한다.

항목 101은 항목 72 내지 항목 100의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 축은 입력 및 방향전환된 축들에 의해 형성되는 제1 평면 내에 놓인다.

항목 102는 항목 72 내지 항목 101의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 표면은 실질적으로 평탄하다.

항목 103은 항목 72 내지 항목 102의 일체형 광 결합 유닛으로서, 출력 표면은 출력 축에 실질적으로 수직하다.

항목 104는 항목 72 내지 항목 103의 일체형 광 결합 유닛으로서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 입력 표면에서 제1 빔 크기를 그리고 출력 표면에서 제2 빔 크기를 갖고, 제2 빔 크기는 제1 빔 크기보다 크다.

항목 105는 항목 104의 일체형 광 결합 유닛으로서, 제2 빔 크기는 제1 빔 크기의 약 2배보다 크다.

항목 106은 항목 72 내지 항목 105의 일체형 광 결합 유닛으로서, 광 방향전환 부재 내에서, 입력 광은 발산하고 반사된 광은 수렴하거나 실질적으로 시준된다.

항목 107은 커넥터 조립체로서, 항목 72 내지 항목 106의 제2 일체형 광 결합 유닛 - 제2 일체형 광 결합 유닛은 제2 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제2 광학 도파관을 가짐 - 과 정합되는 항목 72 내지 항목 106의 제1 일체형 광 결합 유닛 - 제1 일체형 광 결합 유닛은 제1 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제1 광학 도파관을 가짐 - 을 포함하고, 제1 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면은 제2 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면에 근접하여 그것을 향하며, 커넥터 조립체는 제1 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 제1 및 제2 일체형 광 결합 유닛들의 광 방향전환 부재들을 통해 전파된 후에 제2 광학 도파관에 입사하도록 구성된다.

항목 108은 항목 107의 커넥터 조립체로서, 제1 광학 도파관은 제1 다중모드 광섬유를 포함하고, 제2 광학 도파관은 제2 다중모드 광섬유를 포함하며, 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장에서의 커넥터 조립체의 광학 삽입 손실이 0.5 dB 미만이다.

항목 109는 정합되는 제1 및 제2 광학 커넥터들을 포함하는 커넥터 조립체로서, 각각의 광학 커넥터는 출사 면을 갖는 다중모드 광학 도파관; 및 일체형 광 방향전환 부재를 포함하고, 상기 일체형 광 방향전환 부재는 다중모드 광학 도파관의 출사 면에 배치되어 그것을 향하는 제1 표면; 다른 하나의 광학 커넥터의 일체형 광 방향전환 부재의 제2 표면에 배치되어 그것을 향하는 제2 표면; 및 제1 및 제2 표면들 중 하나로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 제1 및 제2 표면들 중 다른 하나를 향해 반사하기 위한 반사 표면 - 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장에서의 커넥터 조립체의 광학 삽입 손실이 0.5 dB 미만임 - 을 포함한다.

항목 110은 항목 109의 커넥터 조립체로서, 제1 및 제2 광학 커넥터들 중 적어도 하나의 반사 표면은 환상면 표면이다.

항목 111은 항목 109 또는 항목 110의 커넥터 조립체로서, 제1 및 제2 광학 커넥터들 각각의 다중모드 광학 도파관은 다중모드 광섬유이다.

항목 112는 항목 109 내지 항목 111의 커넥터 조립체로서, 적어도 하나의 광학 커넥터의 다중모드 광학 도파관은 원형 단면 프로파일을 갖는다.

항목 113은 항목 109 내지 항목 112의 커넥터 조립체로서, 적어도 하나의 광학 커넥터의 다중모드 광학 도파관은 다각형 단면 프로파일을 갖는다.

항목 114는 항목 109 내지 항목 113의 커넥터 조립체로서, 제1 및 제2 광학 커넥터들 중 적어도 하나의 반사 표면은 수용된 광을 내부 전반사에 의해 반사한다.

항목 115는 항목 109 내지 항목 114의 커넥터 조립체로서, 제1 및 제2 광학 커넥터들 중 적어도 하나의 반사 표면은 브래그 반사기를 포함한다.

항목 116은 항목 109 내지 항목 115의 커넥터 조립체로서, 제1 및 제2 광학 커넥터들 중 적어도 하나의 반사 표면은 금속 반사기를 포함한다.

항목 117은 광학 조립체로서, 600 내지 2000 nm의 파장 범위 내에서 다중모드이고 출사 면을 가지며 제1 광학 축을 따라 광을 수용 또는 방출하도록 구성되는 광섬유; 환상면 표면; 및 상이한 제2 광학 축을 따라 광을 수용 또는 방출하도록 구성되는 광학 트랜스시버 - 광학 조립체는 광섬유 및 트랜스시버 중 하나로부터 광섬유 및 트랜스시버 중 다른 하나로 전파되는 광이 환상면 표면에서 반사를 겪도록 구성되고, 환상면 표면과 제1 및 제2 광학 축들에 의해 형성되는 제1 평면의 만곡된 교선이 곡률 반경을 가지며, 환상면 표면은 출사 면에서 제1 평면 내에 배치되는 회전축 및 회전축으로부터 제1 광학 축을 따라 환상면 표면까지 측정되는 초점 거리를 갖고, 초점 거리는 상기 곡률 반경보다 작음 - 를 포함한다.

항목 118은 항목 117의 광학 조립체로서, 광학 트랜스시버는 광학 검출기를 포함한다.

항목 119는 항목 117 또는 항목 118의 광학 조립체로서, 광학 트랜스시버는 수직 공동 표면 방출 레이저(VCSEL)를 포함한다.

항목 120은 항목 117 내지 항목 119의 광학 조립체로서, 환상면 표면은 수용된 광을 내부 전반사에 의해 반사한다.

항목 121은 항목 117 내지 항목 120의 광학 조립체로서, 환상면 표면은 브래그 반사기를 포함한다.

항목 122는 항목 117 내지 항목 121의 광학 조립체로서, 환상면 표면은 금속 반사기를 포함한다.

달리 지시되지 않는 한, 명세서 및 청구범위에 사용되는 특징부 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 숫자는 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 상기한 명세서 및 첨부된 청구범위에 기재된 수치 파라미터는 본 명세서에 개시된 교시 내용을 이용하는 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치이다.

본 명세서에 인용된 모든 참고 문헌 및 공보는, 그들이 본 개시 내용과 직접적으로 모순될 수 있는 경우를 제외하고는, 명백히 본 명세서에서 전체적으로 본 개시 내용에 참고로 포함된다. 특정 실시예가 본 명세서에 예시 및 기술되었지만, 본 개시 내용의 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 대안 및/또는 등가의 구현예가 도시되고 기술된 특정 실시예를 대신할 수 있다는 것이 당업자에 의해 인식될 것이다. 본 출원은 본 명세서에 논의된 특정 실시예의 임의의 개조 또는 변형을 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 개시 내용은 청구범위 및 그의 등가물에 의해서만 제한되는 것으로 의도된다.

Claims

광학 커넥터(optical connector)에 사용하기 위한 일체형 광 결합 유닛(unitary light coupling unit)으로서,
광학 도파관(optical waveguide)을 수용 및 정렬시키기 위한 도파관 정렬 부재(waveguide alignment member); 및
광 방향전환 부재(light redirecting member)를 포함하고,
상기 광 방향전환 부재는
도파관 정렬 부재에 배치 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 입력 광을 수용하기 위한 입력 표면;
입력 축을 따라 전파되는 입력 표면으로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 반사하기 위한 환상면 표면(toroidal surface) - 반사된 광은 상이한 방향전환된 축을 따라 전파되고, 2개의 상호 직교하는 발산 방향(divergence direction)들을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 작음 -; 및
환상면 표면으로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 광 방향전환 부재로부터 출사하여 출력 축을 따라 전파되는 출력 광으로서 전송하기 위한 출력 표면 - 환상면 표면과 입력 및 방향전환된 축들에 의해 형성되는 제1 평면의 만곡된 교선(curved intersection)이 곡률 반경을 갖고, 환상면 표면은 입력 표면에서 제1 평면 내에 배치되는 회전축 및 회전축으로부터 입력 축을 따라 환상면 표면까지 측정되는 초점 거리(focal length)를 가지며, 초점 거리는 상기 곡률 반경보다 작음 - 을 포함하는, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 회전축은 방향전환된 축에 실질적으로 평행한, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 광학 커넥터는 정합 방향을 따라 정합하는 광학 커넥터와 정합하도록 구성되고, 정합 방향은 입력 축과 평행하지 않은, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 광학 커넥터는 정합 방향을 따라 정합하는 광학 커넥터와 정합하도록 구성되고, 정합 방향은 입력 축과 평행한, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 광학 커넥터는 상기 입력 표면과 상이한 입력 면(input face)을 포함하는, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 광학 커넥터는 상기 출력 표면과 상이한 출력 면(output face)을 포함하는, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 광학 커넥터는 암수형(hermaphroditic)인, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 도파관 정렬 부재는 광학 도파관을 수용 및 정렬시키기 위해 홈 방향을 따라 연장되는 홈을 포함하는, 일체형 광 결합 유닛.
제8항에 있어서, 홈 방향은 입력 축에 평행하고 입력 축과 정렬되는, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 광학 도파관은 광섬유를 포함하는, 일체형 광 결합 유닛.
제10항에 있어서, 도파관 정렬 부재는 광섬유를 수용할 수 있는 원통형 구멍을 포함하는, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 광학 도파관은 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장들에 대해 다중모드(multimode)인, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 광학 도파관은 원형 단면 프로파일을 갖는, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 광학 도파관은 다각형 단면 프로파일을 갖는, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 중심 광선이 광학 도파관과 입력 표면 사이에서 중심축을 따라 전파되고, 중심축은 입력 축에 평행하고 입력 축과 정렬되는, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관, 및 광학 도파관을 입력 표면에 광학적으로 결합시키는 굴절률 매칭(index matching) 재료를 추가로 포함하는, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 입력 표면은 평탄한, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 입력 표면은 입력 축에 실질적으로 수직한, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 입력 표면은 출력 표면에 실질적으로 수직한, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 입력 표면으로부터 출력 표면으로 광학 경로를 따라 전파되고, 전체 광학 경로를 따른 일체형 광 결합 유닛의 굴절률이 1 초과인, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 광 방향전환 부재는 1 초과의 굴절률을 갖는 중실형 매질(solid medium)인, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 입력 축과 방향전환된 축 사이의 각도가 90도 미만인, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 입력 축과 방향전환된 축 사이의 각도가 90도 초과인, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 입력 축과 방향전환된 축 사이의 각도가 111도인, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 2개의 상호 직교하는 발산 방향들 각각을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 1도 이상만큼 작은, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하고 환상면 표면에 의해 반사되는 광이 환상면 표면으로부터 출력 표면으로 전파되고, 반사된 광은 실질적으로 출력 표면에 위치되는 최소 빔 크기(minimum beam size)를 갖는, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 환상면 표면은 수용된 광을 내부 전반사에 의해 반사하는, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 환상면 표면은 브래그 반사기(Bragg reflector)를 포함하는, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 환상면 표면은 금속 반사기를 포함하는, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 출력 축은 제1 평면 내에 놓이는, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 출력 표면은 실질적으로 평탄한, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 출력 표면은 출력 축에 실질적으로 수직한, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 입력 표면에서 제1 빔 크기를 그리고 출력 표면에서 제2 빔 크기를 갖고, 제2 빔 크기는 제1 빔 크기보다 큰, 일체형 광 결합 유닛.
제33항에 있어서, 제2 빔 크기는 제1 빔 크기의 약 2배보다 큰, 일체형 광 결합 유닛.
제1항에 있어서, 광 방향전환 부재 내에서, 입력 광은 발산하고 반사된 광은 수렴하거나 실질적으로 시준되는, 일체형 광 결합 유닛.
커넥터 조립체로서,
제1항의 제2 일체형 광 결합 유닛 - 제2 일체형 광 결합 유닛은 제2 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제2 광학 도파관을 가짐 - 과 정합되는 제1항의 제1 일체형 광 결합 유닛 - 제1 일체형 광 결합 유닛은 제1 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제1 광학 도파관을 가짐 - 을 포함하고, 제1 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면은 제2 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면에 근접하여 그것을 향하며, 커넥터 조립체는 제1 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 제1 및 제2 일체형 광 결합 유닛들의 광 방향전환 부재들을 통해 전파된 후에 제2 광학 도파관에 입사하도록 구성되는, 커넥터 조립체.
광학 커넥터에 사용하기 위한 일체형 광 결합 유닛으로서,
광학 도파관을 수용 및 정렬시키기 위한 도파관 정렬 부재; 및
중실형(solid) 광 방향전환 부재를 포함하고,
상기 중실형 광 방향전환 부재는
도파관 정렬 부재에 배치 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 입력 광을 수용하기 위한 입력 표면;
입력 축을 따라 전파되는 입력 표면으로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 반사하기 위한 반사 표면 - 반사된 광은 상이한 방향전환된 축을 따라 전파되고, 2개의 상호 직교하는 발산 방향들을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 작음 -; 및
반사 표면으로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 광 방향전환 부재로부터 출사하여 출력 축을 따라 전파되는 출력 광으로서 전송하기 위한 출력 표면 - 반사 표면은 반사 코팅을 포함하고, 반사 코팅이 없으면, 입력 표면으로부터 반사 표면에 의해 수용된 광의 적어도 일부가 반사 표면에서 내부 전반사를 겪지 않음 - 을 포함하는, 일체형 광 결합 유닛.
커넥터 조립체로서,
제37항의 제2 일체형 광 결합 유닛 - 제2 일체형 광 결합 유닛은 제2 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제2 광학 도파관을 가짐 - 과 정합되는 제37항의 제1 일체형 광 결합 유닛 - 제1 일체형 광 결합 유닛은 제1 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제1 광학 도파관을 가짐 - 을 포함하고, 제1 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면은 제2 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면에 근접하여 그것을 향하며, 커넥터 조립체는 제1 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 제1 및 제2 일체형 광 결합 유닛들의 광 방향전환 부재들을 통해 전파된 후에 제2 광학 도파관에 입사하도록 구성되는, 커넥터 조립체.
광학 커넥터에 사용하기 위한 일체형 광 결합 유닛으로서,
광학 도파관을 수용 및 정렬시키기 위한 도파관 정렬 부재; 및
광 방향전환 부재를 포함하고,
상기 광 방향전환 부재는
도파관 정렬 부재에 배치 및 정렬되는 광학 도파관으로부터 입력 광을 수용하기 위한 입력 표면;
입력 표면으로부터의 광을 입력 축을 따라 전파되는 입사 광으로서 수용하고 입사 광을 상이한 방향전환된 축을 따라 전파되는 반사된 광으로서 반사하기 위한 반사 표면 - 2개의 상호 직교하는 발산 방향들을 따른, 반사된 광의 제2 발산이 입력 광의 제1 발산보다 작음 -; 및
반사된 광을 수용하고 수용된 광을 광 방향전환 부재로부터 출사하여 출력 축을 따라 전파되는 출력 광으로서 전송하기 위한 출력 표면 - 입사 광과 반사된 광 사이의 각도가 90도 미만임 - 을 포함하는, 일체형 광 결합 유닛.
커넥터 조립체로서,
제39항의 제2 일체형 광 결합 유닛 - 제2 일체형 광 결합 유닛은 제2 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제2 광학 도파관을 가짐 - 과 정합되는 제39항의 제1 일체형 광 결합 유닛 - 제1 일체형 광 결합 유닛은 제1 일체형 광 결합 유닛의 도파관 정렬 부재에 의해 수용 및 정렬되는 제1 광학 도파관을 가짐 - 을 포함하고, 제1 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면은 제2 일체형 광 결합 유닛의 출력 표면에 근접하여 그것을 향하며, 커넥터 조립체는 제1 광학 도파관으로부터 출사하는 광이 제1 및 제2 일체형 광 결합 유닛들의 광 방향전환 부재들을 통해 전파된 후에 제2 광학 도파관에 입사하도록 구성되는, 커넥터 조립체.
정합되는 제1 및 제2 광학 커넥터들을 포함하는 커넥터 조립체로서,
각각의 광학 커넥터는
출사 면(exit face)을 갖는 다중모드 광학 도파관; 및
일체형 광 방향전환 부재를 포함하고,
상기 일체형 광 방향전환 부재는
다중모드 광학 도파관의 출사 면에 배치되어 그것을 향하는 제1 표면;
다른 하나의 광학 커넥터의 일체형 광 방향전환 부재의 제2 표면에 배치되어 그것을 향하는 제2 표면; 및
제1 및 제2 표면들 중 하나로부터의 광을 수용하고 수용된 광을 제1 및 제2 표면들 중 다른 하나를 향해 반사하기 위한 반사 표면 - 600 내지 2000 나노미터 범위 내의 파장에서의 커넥터 조립체의 광학 삽입 손실(optical insertion loss)이 0.5 dB 미만임 - 을 포함하는, 커넥터 조립체.
광학 조립체로서,
600 내지 2000 nm의 파장 범위 내에서 다중모드이고 출사 면을 가지며 제1 광학 축을 따라 광을 수용 또는 방출하도록 구성되는 광섬유;
환상면 표면; 및
상이한 제2 광학 축을 따라 광을 수용 또는 방출하도록 구성되는 광학 트랜스시버(optical transceiver) - 광학 조립체는 광섬유 및 트랜스시버 중 하나로부터 광섬유 및 트랜스시버 중 다른 하나로 전파되는 광이 환상면 표면에서 반사를 겪도록 구성되고, 환상면 표면과 제1 및 제2 광학 축들에 의해 형성되는 제1 평면의 만곡된 교선이 곡률 반경을 가지며, 환상면 표면은 출사 면에서 제1 평면 내에 배치되는 회전축 및 회전축으로부터 제1 광학 축을 따라 환상면 표면까지 측정되는 초점 거리를 갖고, 초점 거리는 상기 곡률 반경보다 작음 - 를 포함하는, 광학 조립체.