TWI498615B - 積體矽光激性主動光學電纜組件、子組合及組合 - Google Patents

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Description

積體矽光激性主動光學電纜組件、子組合及組合
本發明揭露之內容關於光纖連接器組件及組合，且更特別是關於採用積體矽光結構之主動光纜組件、子組合及組合。
某些類型之光纖連接器組合為主動系統，其在本領域中被稱為「主動光纜組合」(active optical cable assemblies,AOCA)。AOCA將光纜所載之光纖連接至主動光電元件，如AOCA中之收發器(例如為傳輸器及接收器裝置，或電-光轉換器)。AOCA通常使用電連接器，其經組態以與電性裝置或電纜連接。AOCA用於將電腦、伺服器、路由器、大量儲存裝置、電腦晶片以及類似之資料裝置相互連接，且亦時常用於電信網路。
AOCA中之光纖必需要精準且穩固的與其中所整合之光波導及(或)光電元件對準，不然在組合中傳播之光訊號會因光學衰減及其他光損失而造成嚴重的訊號減弱。
除了提供精準的光學對準，AOCA還需以低成本的方式處理多光纖。此通常意味著以最少之部件及最少之製程步驟形成AOCA。例如，在AOCA使用形成於矽基板上之平面光電路(planar light circuit,PLC)的情況下， 最好可將用以形成通道波導之蝕刻步驟減至最少。另外，最好可將AOCA以儘可能直接之方式封裝，如此需要新的AOCA組件及組態。
本發明揭露之內容關於積體矽光主動光纜組合(AOCA)及其子組合及用於其之組件。其中一種組件為一多光纖管套，其經組態以承載平面陣列中之多光纖。多光纖管套與一平頂組合以形成一管套子組合。本發明亦揭露一種結合多光纖管套及平頂之結構的單一光纖導件之實施例。管套子組合或光纖導件與具有傳輸器及接收器單元之平面光電路(PLC)矽基板結合而形成PLC組合。PLC組合與印刷電路板及電連接器結合而形成AOCA。本發明亦揭露PLC組合及AOCA中所使用的光纖之雷射處理。
熟悉本領域之技術人員可參照以下之說明、申請專利範圍以及所附之圖式而更進一步的了解本發明所揭露之內容中於此處所述及其他之優點。
以下對揭露內容之較佳實施例做詳細描述，其中之範例實施例以相關圖式加以說明。相同或相似的元件符號在所有圖式中儘可能用以代表相同或相似之元件。
在以下之討論中，AOCA或「AOCA裝置」在此大致定義為一種將光纖光纜連接至電子裝置之連接器裝置，且其將來自光纖之光訊號轉換為電子訊號以供電子裝置處理，並將來自電子裝置之電子訊號轉換為光訊號以使其可被載於光纖中。
多光纖管套
第1圖為一多光纖對準管套(「多光纖管套」)10之範例實施例之透視圖。第2圖為第1圖之多光纖管套10沿2-2線之截面圖。多光纖管套10包括一大致上為矩形且平面之單一管套主體12，其具有一上表面14、一前端16、一後端18以及由前端延伸至後端之一狹長中央開口22。中央開口22一部分由上壁30及下壁32所界定，且其包括界定多個槽44之相對的多個圓形溝40，而每個槽44之尺寸皆經調整而可容納一光纖50。在一範例實施例中，多光纖管套10為模造(molded)部件，例如為模造塑膠。在一範例實施例中，多光纖管套10為用於平面光電路(PLC)組合及AOCA組合之一部件，其於後詳述。
第3圖為多光纖管套10之透視圖，其繪示多光纖管套10承載光纖50之陣列52。多光纖管套10之平面特性可用來承載帶狀光纖陣列52中之光纖50。在一範例實施例中，光纖陣列52由鬆光纖束(loose fiber)形成，如250μm之塗層光纖。在一範例實施例中，光纖50以如環 氧樹脂或黏著劑等結合材料固定於多光纖管套10中。光纖50包括各別之祼光纖區56，其具有各別之端58以及塗層光纖區60。在一範例實施例中，祼光纖區56約為4mm長。
在一範例實施例中，管套主體之前端16包括一切除部17，其經組態使由其所承載之光纖50可進行原位(in situ)雷射處理，例如光纖之雷射拋光、雷射切割及(或)雷射剝除(laser stripping)。在一例中，執行雷射切割及(或)雷射剝除以使光纖端58實質上共平面(也就是說，光纖端面落在同一平面)。光纖端58與光纖軸間之夾角可為90度以外之角度，例如為了抑制反射。在一例中，光纖50之雷射處理以以下步驟執行：將光纖排置於多光纖管套10內之第一位置、將光纖做雷射處理，然後將光纖排置於多光纖管套之一第二位置。在一範例實施例中，由多光纖管套10所承載之光纖50之雷射處理係藉由將多光纖管套及光纖放入雷射處理設備之固定件中之方式來達成。
在一範例實施例中，光纖50之雷射處理包括雷射拋光以達到共平面(即，使所有光纖端58皆落在一共同平面上之狀態)及光纖端之間的最小角度變化。在一範例實施例中，需要使光纖端58具有一角度以抑制反射。
管套子組合
第4圖為管套子組合100之仰視透視圖，而第5圖為 管套子組合100之俯視透視圖，其由結合多光纖管套10與平頂蓋80而形成。頂蓋80為平面(也就是基板之形式)，其具有一上表面82、一下表面84、一前端86以及一後端88。頂蓋80包括一窗口90，其繪示為形成於前端86附近且連接上表面82及下表面84。光纖端58延伸至窗口90中，使其可進行光纖50之原位處理(例如為雷射處理)。在一範例實施例中，光纖50經預先處理而不需要窗口90。多光纖管套之上表面14黏著至頂蓋之下表面84，例如以黏著劑等結合材料黏著。
平面光電路(PLC)矽基板
第6圖為PLC矽基板120之透視圖，其包括與上述子組合100結合之一積體矽光結構。PLC矽基板120具有一主體122、一前端124、一後端126以及一上表面130，而上表面130具有形成於其中之複數個溝132(例如為V形溝)。溝132在後端126處具有開放端134及結束在主體122中(例如大約在前端124及後端126之中間處)之封閉端136。溝132之尺寸經調整而可容置各別之光纖50。PLC矽基板120亦包括電-光(E/O)傳輸器以及光-電(O/E)接收器承載結構(例如為內凹(indent))140T及140R，其經組態而分別承載傳輸器單元及接收器單元，如下所述。
PLC矽基板120亦包括通道波導150之陣列152，其以標準通道波導形成技術形成於基板主體122中。
第7圖為通道波導陣列152之俯視示意圖，其繪示分別位於傳輸器承載結構140T及接收器承載結構140R之E/O傳輸器單元TX以及O/E接收器單元RX。E/O傳輸器單元TX以及O/E接收器單元構成一收發器單元TRX，其執行E/O及O/E轉換。E/O傳輸器單元TX之一例包括垂直共振腔面射型雷射(vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL)，而O/E接收器單元Rx之一例包括偵測器元件陣列，例如光二極體或類似物，如下所述。通道波導陣列152之一例包括兩個主分枝152T及152R，其分別與傳輸器承載結構140T及接收器承載結構140R相關聯。在分枝152T及152R中之通道波導150T由對應之傳輸器及接收器承載結構140T及140R分枝出去。通道波導150T及150R分別具有端156T及156R，其分別連接至(也就是結束在)溝端136。
第8圖之示意圖與第7圖相似，其繪示PLC基板120之一範例實施例，其中O/E接收器單元RX具有偵測器元件142(例如PIN光二極體等)，且其中光纖50R中之一組52R之祼光纖區56直接延伸至且光耦合至偵測器元件，而因此不需使用通道波導陣列分枝152R。
在一範例實施例中，PLC矽基板120經組態為不具有可能使光纖50受損之銳角。在一例中，在基板之後端126處之開放溝端134經展開，且使其角落圓滑化以防止溝之尖銳的角落傷害祼光纖區56(包括光纖端58)。在另一範例實施例中，與後端126及上表面130之交界 處相關聯之上緣被圓滑化以進一步防止傷害光纖50或使光纖50部分剝離(chipping)，其可能造成不需要之碎片。
平面光電路(PLC)組合
管套子組合100與PLC矽基板120介面連接以形成一PLC組合200，其繪示於第9圖及第10圖之透視圖及第11圖之側視圖中。該介面連接使光纖陣列52之祼光纖區56分別座落於各溝132中，且光纖端58緊鄰於溝端136且藉此而光耦合至通道波導之端156。管套子組合100相對於PLC矽基板120形成懸臂(cantilever)而使光纖50之塗層光纖區60在矽主體後端126處結束。如此不需蝕刻溝來承載光纖50之這些區域。這是有利的，因為較長之蝕刻時間會耗費較高之成本且可能破壞其他結構(如溝132)之形狀。
一旦祼光纖區56正確的配置在溝132中，管套子組合100可例如使用紫外線固化環氧樹脂黏著到PLC矽基板120(例如頂蓋之下表面84黏著至PLC矽基板之上表面130)。
在子組合100之一例中，只有光纖50之塗層區60被連結，而祼光纖區56在與管套子組合100及PLC矽基板120介面連接而形成PLC組合200前則可自由移動。如此在矽基板之溝132有不同之間隔時可調整祼光纖區56。需注意PLC組合200並不需要額外的對準裝置來使 祼光纖區56與通道波導端156對準。基板之溝132及祼光纖區56之外值徑的尺寸變異可以所需之容許誤差來控制(例如光纖及溝皆為±1.0μm以內)，而使祼光纖區56及通道波導152間之總失準容許誤差(misalignment tolerance)在單模光纖耦合中通常所要求之±4.0μm容許誤差以內。
在一範例實施例中，溝132使用一矽蝕刻製程形成，其由控制溝之深度至上述之誤差之方式形成。在一範例實施例中，溝之深度在約60μm至70μm之間，其足以容置單模祼光纖區56。通道波導端156與祼光纖區端58間之距離(在一例中)係以將兩陣列對頭接合(butting)之方式控制。此處假設所有祼光纖區端58及通道波導端156間之間隙尺寸主要由祼光纖區端58之切割角度決定，該角度之一例為相對於光纖中軸為「平」的或90度。在另一範例實施例中，可藉由迫使光纖端58緊靠波導通道端156而使此間隙最小化。縮小光纖端56之直徑或小型祼光纖之半徑可增加光纖端58及通道波導端156間所需之赫氏接觸(Hertzian contact)的機會。
若實際上6.0mm之側向延伸過大，則在一範例實施例中可使用一光纖夾持器以使光纖可整組樞轉並移動以形成小狹角。在一範例實施例中，光纖夾持器可由彈性體形成。在大尺度之內印刷電路板(intra printed circuit board)使用上，可較佳的使用可限制性的接合(或分離)的機械性接合結構。可使用數種具有彈簧之方案中的任 一種。
在PLC組合200之一範例實施例中，光纖50為多核光纖。現在之多核光纖通常為具有多個核之圓形光纖。未來之多核光纖可能會有其他之截面形狀，如D形截面或具有平面之頂部或底部以供調整方向。第12圖為PLC組合200中之光纖端58的俯視放大圖，其繪示使用多核光纖50之一範例實施例。溝132包含多核光纖50，其中每條光纖具有兩個核54A及54B。在光纖端56之核54A及54B實質上對準PLC矽基板120之兩個對應之通道波導核154A及154B。
第13圖類似於第12圖，其繪示一範例實施例，其中祼光纖區端58具有一凹陷形狀以促進具有相對高數值孔徑(numerical aperture,NA)之光與對應之矽基板120的通道波導150之光耦合。在一範例實施例中，凹陷光纖端58由雷射處理形成，在另一範例實施例中，則可由濕式蝕刻製程形成。
本發明之另一目標為藉由增加一覆蓋層於現存之被覆層上以加強PLC組合200之強健度並增加其抗外力之能力。覆蓋層藉由增加厚度以提高機械強度並抵抗在對頭接合時產生之力。
在一範例實施例中，在250μm之中央上的125.0μm之光纖互相交織(interleave)而具有較高之密度且晶片尺寸較小。這將使密度加倍且使蝕刻細節簡化。一範例光纖交織組態將於後更詳細說明。
第14圖為一範例實施例之PLC組合200之俯視透視圖，其繪示多光纖管套10及頂蓋80結合為一單一光纖導件280之實施例，該光纖導件280在E/O傳輸器單元TX及O/E接收器單元RX具有第8圖中之組態時適用於PLC組合中。光纖導件280於後詳述。PLC組合200包括傳輸器光纖50T及接收器光纖50R所分別具有之傳輸器及接收器陣列52T及52R。光纖導件280可選擇性的包括處理窗口90。
第15圖為O/E接收器單元RX之一部分的放大俯視透視圖，其繪示偵測器元件142，該偵測器元件142具有光纖端58配置於其上。第15圖中之O/E接收器單元RX具有一提高之基台143，其在一範例實施例中包括或承載偵測器驅動電路145。第16圖為偵測器元件142及接收器光纖52R之光纖端58的放大側視圖。接收器光纖52R之光纖端156經切割成一角度並圓滑化(如圖所示)以使在光纖中行進之光向下反射至偵測器元件142，其較佳的為橢圓形。若接收器光纖52R具有圓形截面之核54，則由具有一角度之光纖端58反射之光為橢圓截面，其大致上與偵測器元件142之橢圓形相符，藉此可提高光偵測之效率。在一範例實施例中，O/E接收器單元RX包括光纖導件144，其經排置於鄰近偵測器元件142處，且用於使接收器光纖52R維持其與偵測器件之相對位置。在另一範例實施例中，偵測器元件142錯位(staggered)配置以使O/E接收器單元RX可承載大量 的偵測器元件。
第17、18及19圖為光纖導件280之不同的透視圖，其包括一上側282、一下側284、一前端286以及一後端288。下側284包括兩個平行且末端開放之通道292T及292R，其分別與E/O傳輸器單元TX及O/E接收器單元RX相關聯，且因此分別稱為「傳輸器通道」及「接收器通道」。一或多個對準或鎖扣(key)結構296選擇性的包括於傳輸器及接收器通道292T及292R之間，其中鎖扣結構與PLC矽基板120上之對應鎖扣結構(未圖示)接合。光纖導件280亦可選擇性的包括窗口90，其在傳輸器通道292T處連接上下側282及284。窗口90經組態以使傳輸器光纖50T在其承載於傳輸器通道292T中時可進行原位處理。範例之製程包括雷射處理及化學製程(例如以熱氮剝離移除光纖之塗層)。
第18、19圖繪示傳輸器光纖50T之陣列52T及接收器光纖50R之陣列52R，其分別位於傳輸器通道292T及接收器通道292R中。在一範例實施例中，接收器通道292T包括一夾扣(gripping)結構302(如一彈性體層)，其經排置於鄰近窗口90處且用以夾扣鄰近塗層光纖區60之祼光纖區56(見第19圖)。在一範例實施例中，傳輸器通道292T之深度較接收器通道292R為淺，因接收器光纖50R之接收器通道292內為塗層區60，而傳輸器光纖50T之傳輸器通道292T內大部分為祼光纖區56。
第20圖為第13圖之PLC組合200的俯視透視圖，其 繪示傳輸器及接收器光纖陣列52T及52R饋送入套筒件(boot member)320中，套筒件320在一範例實施例中為一體成型之壓線體(crimp body)。套筒件320包括一狹長形(如蛋形或長方形)輸出端322，及圓形輸入端324。其中光纖50由輸出端322以帶狀離開套筒件，而例如以非帶狀進入套筒件320。套筒件320簡化光纖之排列，包括使(非帶狀)光纜350之光纖50的糾結或非平面(非帶狀)組態轉變為PLC組合200中之平面組態(帶狀排列)。在一範例實施例中，套筒件320包括一夾(clip)結構330，其位於輸出與輸入端之間，且使套筒件可夾於(或以其他方式接著於)一承載結構370，其例如為設備架之一部分。
AOCA
第21圖為AOCA400之透視圖，其包括接合至印刷電路板(printed circuit board,PCB)410之一範例PLC組合200，而印刷電路板410包括接線414。第22圖為第21圖之AOCA之俯視圖。PCB 410置於外殼420中，其具有一前端422以及包括一開口426之一後端424，開口426之尺寸經調整以容納光纜340。在一範例實施例中，外殼420包括一下區430以及一匹配之上區443。AOCA 400亦包括電連接器端440，其可操作的排置於外殼前端422且具有與PCB接線414電性連接之電性接點442。電連接器端440可為(例如)MTP或其他類似之多 針腳連接器。光纜340繪示為連接至外殼後端424。一彈性套筒(boot)460在外殼後端424處環繞光纜340，且置入套筒中之柱狀夾464在外殼開口426中將光纜固定至外殼之後端。
第23圖為O/E接收器單元RX之俯視放大圖，其繪示與偵測器元件142接觸之祼光纖區端58。此外，第23圖繪示偵測器元件142錯位排列之範例實施例。電性接線470將偵測器元件142連接至PCB接線414並因此而連接至電連接器端440。
第24圖為O/E接收器單元RX之放大側視圖，其繪示位於偵測器元件142上之斜切光纖端58，並繪示一範例實施例，其中祼光纖區56稍微彎曲以提供光纖端及偵測器元件142之間的接觸力。如此可用以保持光纖端58及偵測器元件142間之接觸及對準。在一範例實施例中，此組態可藉由選擇提高之基台143之高度以施加一選定之量的下壓力於給定之光纖上50來達成。
用在第21圖之AOCA 400之PLC組合200與第14圖中所繪示者類似。然而，第21圖中所繪示之光纖導件280經些微的修改以可容納一上升對準結構137，其配置於PLC矽基板120之後端126。對準結構137經組態以在該導件正確的相對於PLC矽基板120定位時，藉由導件後端286與對準結構接觸，協助將光纖導件280相對於矽基板120對準。光纖導件280中之窗口90繪示為位於後端286附近。窗口90包括至少一斜面92，其促使 透過窗口對光纖50所進行之雷射處理可以相對於垂直入射之各種不同角度來進行。
第25圖為光纖導件280及其中之窗口90之放大圖，其繪示與對準結構137接觸之導件後端286。在一範例實施例中，導件280為模造形成且在導件上側282出現有多數六角形孔288以幫助減輕導件之重量。
第26圖為光纖導件280之仰視透視圖，其繪示形成於下側284之溝132。第26圖之光纖導件280為整體性(monilithic)結構，其特性經設計為僅需最少之蝕刻次數。鎖扣結構296之範例包括針(pin)及肋狀排置，其中針直徑與一第一狹長溝精確的配適，而肋狀結構之寬度精確的與一第二狹長溝配適。該肋狀結構以X 軸旋轉，而針在Y 軸旋轉。在Z軸上之小縱向肋狀結構位於管套底以將灰塵對耦合精確度影響減到最小。
在一範例實施例中，形成(或其他方式)光纖導件280之材料包括與矽主體120的熱膨脹係數密切匹配之材料，以避免因溫度變化而造成之嚴重的對位精確度之偏離。在一範例實施例中，光纖導件280由矽形成。
具有AOCA之可延伸光纜組合
第27圖為可延伸光纜組合502之一範例實施例之透視圖，而光纜組合502使用兩個AOCA裝置，如兩個上述之AOCA 400。可延伸光纜組合502包括兩個光纜儲存裝置504，其由一主光纜510可操作的進行連接。
第28圖為光纜儲存裝置504之一的放大圖。每個光纜儲存裝置504皆包括具有內部(interior)507之殼體(enclosure)506。殼體506相對上較平，且在一範例實施例中包括較寬之中央部520及較窄之前端及後端部522及524。光纜儲存裝置504包括光纜340，其一端341經由凸緣(flange)536光學連接至主光纜510之外殼後端部522。光纜340之一部分捲在殼體內部507中之中央部520內，而光纜340之另一端342連接至AOCA400，其可動的配置於殼體前端部522。在一範例實施例中，AOCA 400位於前端部522內。在一範例實施例中，主光纜510較重，且較第一光纜340粗糙，並具有較大之外直徑。光纜340之捲起的部分經組態以鬆開，且在一範例實施例中亦經組態而可收回殼體506中。
請一併參考第29圖，可延伸AOCA光纜組合502配置於目標裝置550之間，而殼體506在此由各凸緣536支撐，其在一範例實施例中經組態以定位至設備架560上。接下來，直徑較小之光纜340及AOCA 400由殼體內部507中拉出。光纜340在殼體內部507中捲起的部分鬆開，接著其與AOCA 400由手工配線至設備架560之各別目標裝置500。
可延伸AOCA光纜組合502之另一範例實施例包括僅有一個光纜儲存裝置504之實施例。
可延伸光纜組合502用在資料中心(data center)中時具有散熱及通風上之優點，而資料中心通常會使用 AOCA。為增進資料中心中之通風效果，必需縮小其中所使用之光纜的直徑。然而，此目標與使AOCA組合強健之需求相衝突。可延伸光纜組合502可同時滿足強健及通風的需求，其提供AOCA 400在運送及安裝時具有最佳之保護的封裝，但安裝時亦可提供如光纜340之尺寸較小的光纜。此組合可延伸之特性亦使運送及使用上較容易。
第30圖為一範例PLC組合200之透視圖，其中獨立傳輸器及接收器光纖50T及50R承載於整體性光纖導件280中。在一範例實施例中，光纖導件280為一「低精準度」部件，也就是說其不需以高精密度製造。傳輸器及接收器光纖50T及50R之端面選擇性的經雷射處理以使其分別與傳輸裝置TX及接收裝置RX介面連接。例如，接收光纖端58R可如繪示於第16圖中形成為錐狀，而傳輸光纖端58T則可形成為直線邊緣以用於與通道波導150(見第7圖)對頭接合。光纖導件144提供接收器光纖50R對準精度，而PLC矽基板120之溝132(見第6圖)提供傳輸器光纖50T對準精度。較佳地，接收器光纖50R之長度可較長以使定位較容易。在一範例實施例中，接收器光纖50R所在之平面低於偵側器142之平面，因此此處有自然形成之彈性力(spring force)來維持光纖端58與偵側器之接觸，如第24圖所示。
第31圖為PLC組合200之範例實施例的透視圖，其中傳輸器及接收器光纖50T及50R之各者皆經相同之雷 射處理，其中各光纖端分別邊緣耦合至PLC矽基板120中相對之傳輸及接收波導150T及150R(見第6圖)。
第32圖為第30圖之範例PLC組合200之分解圖，其繪示光纖導件280上之對準結構296與矽基板120如何可操作的銜接以對準此二結構並維持PLC組合之完整性。
第33圖與第30圖類似，其繪示一範例實施例，其中光纖導件280包含兩個分開的區域，也就是用於傳輸器光纖50T之280T及用於接收器光纖之280R，其中區域280T包括選擇性之處理窗口90。
第34圖為範例光纖導件280經組態以使傳輸器光纖50T及接收器光纖50R交織的透視圖。光纖導件280為楔形(wedge shape)，其具有相對上較寬之輸入端283及相對上較窄之輸出端285。光纖導件280包括兩組匯聚之溝287T及287R，其分別導向傳輸器光纖50T及接收器光纖50R。溝287T及287R以使傳輸器光纖50T及接收器光纖50R之端58T及58R沿一共線L交織之方式匯聚。因此，光纖導件280經組態以使傳輸器及接收器光纖陣列52T及52R之非平行平面之端58T及58R交織。
第35圖與第33圖類似，而其更包括光纖整理器610T及610R，其分別配置於臨近導件區域280T及280R處。光纖整理器610T及610R經組態以分別整理傳輸器及接收器光纖50T及50R以使這些光纖可被正確的承載於對應之導件區域280T及280R中。
第36圖為具有與矽基板120介面連接之單一導件280之一範例PLC組合200的透視圖，其繪示在導件之輸入端283處之範例光纖整理器610。
第37圖為類似第35圖之示意圖，其繪示光纖整理器610之一範例實施例，其經組態以在輸入端612接收沒有特定順序或組態之一組傳輸器及接收器光纖50T及50R，且在輸出端614以選定之順序輸出該傳輸器及接收器光纖。例如，將被輸出之光纖50分組成傳輸器光纖50T及接收器光纖50R，而不使傳輸器及接收器光纖混合交錯。
第38圖為PLC組合200之透視圖，其經配置於光纖處理殼650中。在一範例實施例中，光纖處理殼包括一上區652以及一下區654，其由樞紐656連結。光纖處理殼650包括內部結構660(如凹陷、空腔等)，其尺寸經調整以在上及下區652及654靠近PLC組合時可容納各種PLC組合200之結構。在一範例實施例中，光纖處理殼650在關上時為柱狀組態。
第39圖為範例雷射處理機台700之透視圖，其包括輸出雷射光束710之雷射704。雷射處理機台700包括光學系統720，其包括一折疊鏡M及聚焦鏡722，其形成聚焦雷射光束710’。第39圖所繪，PLC組合200配置於雷射處理機台700中，其鄰近於光學系統720以使聚焦雷射光束710’被導向通過光纖導件280之雷射處理窗口90並到達傳輸器光纖50T。聚焦雷射光束710’處理傳輸 器光纖50T。接收器光纖50R亦可被處理以形成(例如)彎曲之光纖端58R，如第16圖中所示。
熟悉此項技藝者應可了解，可對此處所描述之揭露內容中較佳實施例做各種修改而不悖離後附之申請專利範圍中所定義之揭露內容的精神及範圍。因此，若所揭露內容之修改及變化落於所附之申請專利範圍及其均等物中，則應為此處所揭露之內容涵蓋。
10‧‧‧多光纖管套
12‧‧‧單管套主體
14‧‧‧上表面
16‧‧‧前端
17‧‧‧切除部
18‧‧‧後端
22‧‧‧中央開口
30‧‧‧上壁
32‧‧‧下壁
44‧‧‧槽
40‧‧‧溝
50‧‧‧光纖
52‧‧‧光纖陣列
50T‧‧‧傳輸器光纖
50R‧‧‧接收器光纖
52T‧‧‧傳輸器陣列
52R‧‧‧接收器陣列
54A、54B‧‧‧核
56‧‧‧祼光纖區
58‧‧‧端
58R‧‧‧接收光纖端
58T‧‧‧傳輸光纖端
60‧‧‧塗層光纖區
80‧‧‧頂蓋
82‧‧‧上表面
84‧‧‧下表面
86‧‧‧前端
88‧‧‧後端
90‧‧‧窗口
100‧‧‧管套子組合
120‧‧‧PLC矽基板
122‧‧‧主體
124‧‧‧前端
126‧‧‧後端
130‧‧‧上表面
132‧‧‧溝
134‧‧‧開放端
136‧‧‧封閉端
140T‧‧‧傳輸器承載結構
140R‧‧‧接收器承載結構
142‧‧‧偵測器元件
143‧‧‧基台
144‧‧‧光纖導件
152T、152R‧‧‧分枝
154A、154B‧‧‧通道波導核
156‧‧‧通道波導之端
156T、156R‧‧‧端
200‧‧‧PLC組合
280‧‧‧光纖導件
280T、280R‧‧‧區域
282‧‧‧上側
283‧‧‧輸入端
284‧‧‧下側
285‧‧‧輸出端
286‧‧‧前端
287T、287R‧‧‧溝
288‧‧‧後端
296‧‧‧鎖扣結構
322‧‧‧輸出端
324‧‧‧輸入端
330‧‧‧夾結構
340‧‧‧光纜
341、342‧‧‧端
350‧‧‧光纜
370‧‧‧承載結構
400‧‧‧AOCA
410‧‧‧印刷電路板
414‧‧‧接線
420‧‧‧外殼
422‧‧‧前端
424‧‧‧後端
426‧‧‧開口
430‧‧‧下區
440‧‧‧電連接器端
443‧‧‧上區
460‧‧‧套筒
464‧‧‧柱狀夾
470‧‧‧電性接線
502‧‧‧可延伸AOCA光纜組合
504‧‧‧光纜儲存裝置
506‧‧‧殼體
507‧‧‧內部
510‧‧‧主光纜
520‧‧‧中央部
522、524‧‧‧前端及後端部
550‧‧‧目標裝置
560‧‧‧設備架
610T、610R、610‧‧‧光纖整理器
612‧‧‧輸入端
614‧‧‧輸出端
650‧‧‧光纖處理殼
652‧‧‧上區
654‧‧‧下區
660‧‧‧內部結構
700‧‧‧雷射處理機台
704‧‧‧雷射
710‧‧‧雷射光束
710’‧‧‧聚焦雷射光束
720‧‧‧光學系統
722‧‧‧折疊鏡M及聚焦鏡
L‧‧‧共線
TX‧‧‧E/O傳輸器單元
RX‧‧‧O/E接收器單元
TRX‧‧‧收發器單元
可參照實施方式並同時參照所附圖式以得到對本發明之揭露內容更完整之了解。
第1圖為一多光纖對準管套之範例實施例之透視圖。
第2圖為第1圖之多光纖管套沿2-2線之截面圖。
第3圖為第1圖中多光纖管套之透視圖，其繪示多光纖管套承載光纖之陣列。
第4圖為管套子組合之仰視透視圖，而第5圖為管套子組合之俯視透視圖，該管套子組合係由結合多光纖管套與平頂蓋而形成。
第6圖為矽基板之透視圖，其包括形成於上表面之複數個溝，且該些溝係經調整尺寸以可容納於第4圖所繪示之子組合中的祼光纖區。
第7圖為矽基板之通道波導陣列之俯視示意圖，其繪示分別位於傳輸器承載結構及接收器承載結構之電-光 (E/O)傳輸器單元以及光-電(O/E)接收器單元。
第8圖之示意圖與第7圖相似，其繪示一範例實施例，其中接收器單元具有偵測器元件，且其中祼光纖區直接延伸至偵測器元件，而因此不需使用接收器元件之通道波導陣列。
第9圖及第10圖分別為第4圖及第5圖之子組合及第6圖之矽基板所形成之組合的俯視及仰視透視圖，第11圖為其側視圖。
第12圖為PLC組合中之光纖端的俯視放大圖，其繪示使用多核光纖且通道波導陣列具有對應之通道波導之一範例實施例。
第13圖為類似於第12圖的放大圖，其繪示光纖端具有凹陷形狀以促進與矽基板之通道波導的光耦合之一範例實施例。
第14圖為一範例PLC組合之俯視透視圖，其中頂蓋及管套結合為一單一光纖導件，其與矽基板介面連接。
第15圖為接收器單元之一部分的放大俯視透視圖，其繪示橢圓形之偵測器元件及置於其上之斜切光纖端。
第16圖為第15圖所繪示之橢圓形偵測器元件及斜切光纖端的放大側視圖。
第17、18及19圖為一範例PLC組合光纖導件之不同的透視圖。
第20圖為第17、18及19圖之PLC組合之俯視透視圖，其繪示傳輸器及接收器光纖饋送至整合壓線體。
第21圖為一範例AOCA之透視圖，其包括一範例PLC組合。
第22圖為第20圖之AOCA之俯視圖。
第23圖為第21及22圖中AOCA接收器單元之放大俯視圖，其繪示光纖陣列配置於交錯排列之偵測器元件上。
第24圖為第23圖之接收器單元之放大側視圖，其繪示光纖稍微彎曲以提供光纖端及偵測器元件之間的接觸力。
第25圖為第21圖之AOCA光纖導件之放大圖，其繪示與對準結構接觸之導件後端。
第26圖為光纖導件之仰視透視圖，其繪示形成於下側之溝及用於光纖之原位處理的窗口。
第27圖為一範例可延伸AOCA光纜組合502之透視圖，光纜組合502使用兩個AOCA裝置。
第28圖為可延伸AOCA裝置之一的放大圖。
第29圖與第28圖類似，其繪示第二光纜及由AOCA裝置中取出並連接至目標裝置之AOCA，其中該AOCA裝置連結至承載該目標裝置之一設備架。
第30圖為一範例PLC組合之透視圖，其中獨立傳輸及接收光纖承載於整體性光纖導件中。
第31圖為PLC組合之一範例實施例的透視圖，其中傳輸及接收光纖之末端耦合至矽波導，而各末端具有相同之雷射處理。
第32圖為第30圖之範例PLC組合之分解圖，其繪示 如何使用對準結構以維持光纖導件及矽基板之對準。
第33圖與第30圖類似，其繪示一範例實施例，其中光纖導件包含兩個分開的區域，其分別用於導向傳輸器光纖及接收器光纖。
第34圖為一範例光纖導件之透視圖，其經組態以使傳輸光纖及接收光纖交織而光纖之各端置於同一線上。
第35圖與第33圖類似，其繪示一範例PLC組合，其更包括分別用於傳輸及接收光纖之光纖整理器。
第36圖為具有與矽基板介面連接之單一導件之一範例PLC組合的透視圖，其繪示在導件之輸入端處之一範例光纖整理器。
第37圖為類似第35圖之示意圖，其繪示光纖整理器之一範例實施例，其接受沒有特定組態之光纖並將其排置為選定之組態。
第38圖為PLC組合之透視圖，其配置於具有樞紐之光纖處理殼中。
第39圖為一範例雷射處理機台之透視圖，其用於在光纖排置於PLC組合時對傳輸及(或)接收光纖進行雷射處理。
52‧‧‧光纖陣列
120‧‧‧PLC矽基板
156‧‧‧通道波導端
200‧‧‧PLC組合
340‧‧‧光纜
410‧‧‧印刷電路板
420‧‧‧外殼
424‧‧‧後端
430‧‧‧下區
440‧‧‧電連接器端
460‧‧‧套筒
464‧‧‧柱狀夾
RX‧‧‧O/E接收器單元

Claims (24)

  1. 一種管套(ferrule)子組件，包含：一多光纖管套，該多光纖管套包含一管套主體，該管套主體具有一上表面、一前端、一後端以及在一第一維度上由該前端延伸至該後端之狹長形之一中央開口，其中該中央開口一部分由上壁及下壁所界定，且其包括界定多個槽之相對的多個圓形溝，而每個槽之尺寸皆經調整以可容納該些多條光纖之一者，該多條光纖在該第一維度中延伸；及一頂蓋，該頂蓋具有一下表面、一上表面、一前端以及一後端，其中該多光纖管套之該上表面連接至該頂蓋之該下表面，該頂蓋包括一窗口，該窗口鄰近該前端，且其中橫向於該第一維度的該窗口之一第二維度係大於該窗口的該第一維度，其中該窗口經組態以使該些多條光纖由該多光纖管套承載並延伸至該窗口內時，該些光纖可被處理。
  2. 如申請專利範圍第1項之管套子組件，其中該管套主體為由塑膠形成的一大致矩形平面單一主體。
  3. 如申請專利範圍第1項之管套子組件，其中該管套主體之前端包括一切除部，其經組態使該些多條光纖由該多光纖管套承載時可促進該些多條光纖之雷射處理。
  4. 如申請專利範圍第2項之管套子組件，其中該頂蓋為大致平面的。
  5. 如申請專利範圍第1項之管套子組件，其中該窗口包括至少一個傾斜面以促成該等光纖透過該窗口的雷射處理。
  6. 一種平面光電路(planar light circuit,PLC)組合，包括：一管套子組件，該管套子組件包含：一多光纖管套，該多光纖管套包含一大致矩形的單一管套主體，該單一管套主體具有一上表面、一前端、一後端以及由該前端延伸至該後端之狹長形之一中央開口，其中該中央開口一部分由上壁及下壁所界定，該上壁與該下壁包括界定多個槽之相對的多個圓形溝，而每個槽之尺寸皆經調整以可容納該些多條光纖之一者，該多條光纖在該第一維度中延伸；及一頂蓋，該頂蓋具有一下表面、一上表面、一前端以及一後端，其中該多光纖管套之該上表面連接至該頂蓋之該下表面，該頂蓋包括一窗口，該窗口鄰近該前端，且其中橫向於該第一維度的該窗口之一第二維度係大於該窗口的該第一維度，其中該窗口經組態以使該些多條光纖由該多光纖管套承載並延伸至該窗口內時，該些光纖可被處理；一平面光電路矽基板，其包括： 一矽主體，其具有一前端、一後端以及一上表面，該上表面具有複數個形成於其中之溝，該等溝在該第一維度中延伸且在該矽主體之該後端處具有多個開放端，且在該矽主體內有多個封閉端，該些溝之尺寸經調整至可容納各別之光纖；形成於該矽主體中之一通道波導陣列，其在至少一部分之該些溝之該些封閉端處結束；以及其中該矽主體之該上表面黏著至該頂蓋之該下表面，以使該矽主體之該後端鄰近該多光纖管套之該前端。
  7. 如申請專利範圍第6項之平面光電路組合，其中該平面光電路矽基板包括多個電-光(E/O)傳輸器及光-電(O/E)接收器承載結構，其經組態而分別承載一E/O傳輸器單元及一O/E接收器單元，且其中該些通道波導在該些E/O傳輸器及O/E接收器承載結構之一者或兩者處結束。
  8. 如申請專利範圍第7項之平面光電路組合，更包括：多個E/O傳輸器及O/E接收器單元，其分別由該些多個E/O傳輸器及O/E接收器承載結構可操作的承載。
  9. 如申請專利範圍第8項之平面光電路組合，其中該通道波導陣列包括結束在該E/O傳輸器單元處之一傳輸器通道波導陣列，以及結束在O/E接收器單元處之一接收器通導波導陣列，該平面光電路組合更包含： 該些多條光纖，其中每條光纖具有一祼光纖區及一塗層區，該祼光纖區具有一端，而該些塗層區由該多光纖管套承載而該些祼光纖區由該些溝承載，且該些祼光纖區之該些端經排置而鄰近該些溝之端，以使一第一組及一第二組之該些光纖分別經由該傳輸器通道波導陣列及該接收器通道波導陣列分別與該E/O傳輸器單元及該O/E接收器單元光耦合。
  10. 如申請專利範圍第8項之平面光電路組合，其中該通道波導陣列包括一傳輸器通道波導陣列，其結束於該傳輸器單元處，該組合更包含：該些多條光纖，其中每條光纖具有一祼光纖區以及一塗層區，該祼光纖區具有一端，而該些塗層區由該多光纖管套承載而該些祼光纖區由該些溝承載，且一第一組之該些祼光纖之裸光纖區之端結束於鄰近該些溝之端處，而使其個別透過該傳輸器通道波導陣列與該E/O傳輸器單元耦合，且一第二組之該些光纖直接連接至該O/E接收器單元。
  11. 如申請專利範圍第6項之平面光電路組合，其中該些多條光纖中之一或多條光纖具有多個核，且該通道波導陣列中之一或多個通道波導包括多個核，其經組態以使該些多條光纖置於該些複數個溝中時可將該些通道波導之該些多個核光耦合至該一或多條光纖之該些多個核。
  12. 如申請專利範圍第6項之平面光電路組合，更包括該些多條光纖，其中該些祼光纖區的端之一或多者為凹陷以促進在該些溝之該端處光耦合至對應之一或多個通道波導。
  13. 一種主動光纜組合，包含：如申請專利範圍第1項之平面光電路組合；一印刷電路板(printed circuit board,PCB)，而該平面光電路電性連接至該印刷電路板；一電連接器，其電性連接至該印刷電路板；以及一封裝，其包含該平面光電路及該印刷電路板。
  14. 一平面光電路(PLC)組合，其將多條光纖連接至接收器及傳輸器單元，該平面光電路組合包含：一單一光纖導件，其具有一前端、一後端、一上側以及一下側，其中該下側具有平行且具有開口端之傳輸器及接收器通道，其延伸至該前端及該後端之間，且其尺寸調整至可分別容納該些多條光纖之傳輸器光纖組及接收器光纖組，並具有連接該傳輸器通道之該上及下側的一窗口，以使得該傳輸器光纖組排置於該傳輸器通道中時，可對該傳輸器光纖組進行處理；以及一平面光電路矽基板，其具有一主體，該主體具有一前端、一後端以及黏著至該光導件之該下端的一上表面，該上表面具有複數個溝形成於其中，且該些溝具有在該矽基 板之該後端處之多個開口端與在該主體內之多個封閉端，該些溝之尺寸經調整以容置該些多條光纖，該平面光電路之該矽基板更具有一通道波導陣列，其形成於該矽基板中且結束於至少部分該些溝之該些封閉端處。
  15. 如申請專利範圍第14項之平面光電路組合，其中該傳輸器通道包括一夾扣結構，其經排置於鄰近該窗口處，且經組態以夾扣該傳輸器光纖組之祼光纖區。
  16. 如申請專利範圍第14項之平面光電路組合，更包括：E/O傳輸器及O/E接收器單元，其由該矽基板可操作的承載，其中該傳輸器光纖組經由一組通道波導光學連接至該E/O傳輸單元，且該接收器光纖組直接光學連接至該O/E接收器單元之對應的偵測器元件。
  17. 如申請專利範圍第16項之平面光電路組合，其中該接收器光纖組包括具有斜切端之祼光纖區，該些偵測器元件為橢圓形，且其中該些斜切光纖端配置於橢圓形之該偵測器元件之上。
  18. 如申請專利範圍第17項之平面光電路組合，其中該接收器光纖組經彎曲以提供該些斜切端及橢圓形之該偵測器元件間之接觸力。
  19. 如申請專利範圍第14項之平面光電路組合，其中該偵測器元件經排置為彼此交錯之組態。
  20. 如申請專利範圍第14項之平面光電路組合，其中該O/E接收器單元包括光纖導件，其配置於鄰近該偵測器元件處，且經組態以維持該接收器光纖組與對應之偵測器元件之相對位置。
  21. 如申請專利範圍第14項之平面光電路組合，更包括具有一輸入端及一輸出端之一套筒件，且該套筒件配置於鄰近該光纖導件之後端處且適於將該些光纖在該輸入端處之非平面構形在該輸出端轉變為平面構形。
  22. 一種主動光纜組合，包含：如申請專利範圍第16項之PLC組合；一印刷電路板(PCB)，而該PLC與該印刷電路板電性連接；一電連接器，其電性連接至該印刷電路板；以及一殼體，其容納該PLC組合及該印刷電路板。
  23. 一種可延伸光纜組合，包含：一第一平殼體，其具有一內部；一第一光纜，其具有多個前端及後端，其中該第一光纜之一部分捲曲在該第一殼體中，且可鬆開； 一第一主動光纜組合(active optical cable assembly,AOCA)裝置，其可操作的連接至該第一光纜之該前端且可移除的配置於該第一殼體之一前端；以及一主光纜，其第一端在該殼體之一後端處光學連接至該第一光纜之該後端。
  24. 如申請專利範圍第23項之可延伸光纜組合，更包含：一第二平殼體，其具有一內部；一第二光纜，其具有多個前端及後端，其中該第二光纜之一部分捲曲在該第二殼體中，且可鬆開；一第二主動光纜組合裝置，其可操作的連接至該第二光纜之該前端且可移除的配置於該第二殼體之一前端；以及其中該第二光纜之後端光學連接至該主光纜之一第二端。
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