TWI607252B - 具有光纖托架的光纖模組、光學對光學光纖連接器及其方法 - Google Patents

具有光纖托架的光纖模組、光學對光學光纖連接器及其方法 Download PDF

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TWI607252B
TWI607252B TW102114036A TW102114036A TWI607252B TW I607252 B TWI607252 B TW I607252B TW 102114036 A TW102114036 A TW 102114036A TW 102114036 A TW102114036 A TW 102114036A TW I607252 B TWI607252 B TW I607252B
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Description

具有光纖托架的光纖模組、光學對光學光纖連接器及其 方法 【相關申請案之交互參照】
本申請案根據專利法主張於2012年4月20日提出申請之美國臨時申請案第61/636,159號以及於2012年5月24日提出申請之美國臨時申請案第61/651,307號之優先權的權益,本申請案依賴於該等申請案之內容,且該等申請案之內容以全文引用之方式併入本文中。本申請案亦根據專利法主張於2013年3月15日提出申請之美國申請案第13/838,668號之優先權的權益,本申請案依賴於該申請案之內容,且該申請案之內容以全文引用之方式併入本文中。
本揭示案大體上係關於光纖模組,且更特定而言,係關於具有光纖托架之光纖模組與光纖連接器,該光纖托架在光學耦合之連接器應用中耦合至主體。
用於消費型電子產品之短距離資料鏈路正日益達到較高的資料速率,尤其是用於視訊與資料儲存應用之彼等短 距離資料鏈路。實例包括5Gb/s下之USB 3.0協定、10Gb/s下之HDMI及通過兩個通道在10Gb/s下之ThunderboltTM。在此等高資料速率下,傳統的銅電纜具有有限的傳輸距離與電纜撓性。由於至少該等原因,光纖作為銅線之替代物出現以適應用於下一代電子裝置(諸如消費型裝置)之高資料速率。
不同於使用昂貴的高功率邊射型雷射以及調變器之電信應用,短距離光纖鏈路係基於低成本、低功率、直接調變之光源,諸如垂直腔面射型雷射(VCSELs)。光纜總成之光學對光學光纖連接器通常藉由使用透鏡傳遞光信號至配對的、對準的光學連接器並自該等配對的、對準的光學連接器傳遞光信號。為了可實行於消費型電子產品及其他電子產品,用於耦合光信號之光纜總成必須與光纖連接器之透鏡精確對準,且第一光纖連接器之透鏡必須與第二配對光纖連接器之透鏡精確對準。此要求推動對設計易於製造且同時具有合適效能之總成的需求。因此,存在對簡化光纖對準的光纖模組及連接器之未解決需求。
本揭示案之實施例係關於包括光纖托架與主體之兩件式光纖模組。維持複數個光纖之光纖托架定位於主體中並藉由黏合劑固定。自光纖托架延伸的光纖之末端主動定位於主體之光纖支撐特徵結構中,且該等末端用黏合劑(諸如,折射率匹配黏合劑)在光纖支撐特徵結構處固定至主體。可被動地或主動地對準並定位光纖末端以使得光纖末端安置於參考光纖末端基準表面處,以使得光纖末端與藉由主體界定 之複數個透鏡光學通信(亦即,光學對準)。主體可提供於光纜總成之光學對光學光纖連接器中。亦揭示了使用光纖托架處理光纖之方法。
本揭示案之一個態樣為包括主體與光纖托架之光纖模組。主體可透射具有預定波長之光,且主體包括光纖托架凹槽、光纖末端基準表面及與光纖末端基準表面間隔開之複數個透鏡表面。複數個透鏡表面、光纖末端基準表面及主體之中間部分界定複數個透鏡,每一透鏡具有線性光軸。光纖托架包括複數個光纖支撐特徵結構。複數個光纖支撐特徵結構經配置以接收複數個光纖。光纖托架安置於光纖托架凹槽中並固定至主體,以便複數個光纖支撐特徵結構實質上與複數個透鏡之線性光軸對準。
本揭示案之另一態樣為上述光纖模組,其中光纖托架進一步包括黏合劑接收特徵結構。在一個實施例中,光纖模組包括第一黏合劑接收特徵結構、第二黏合劑接收特徵結構及黏合劑井,該黏合劑井橫跨複數個光纖支撐特徵結構延伸一深度至光纖托架中。
本揭示案之另一態樣為任何上述光纖模組,其中黏合劑井定位於光纖托架之第一表面處。
本揭示案之另一態樣為任何上述光纖模組,其中第一黏合劑接收特徵結構與第二黏合劑接收特徵結構經定位更靠近光纖托架之第二邊緣而非第一邊緣。
本揭示案之另一態樣為任何上述光纖模組,其中光纖托架進一步包括黏合劑接收特徵結構。一個實施例具有光 纖托架,該光纖托架具有第一額外黏合劑接收特徵結構與第二額外黏合劑接收特徵結構。
本揭示案之另一態樣為任何上述光纖模組,該光纖模組具有傾斜特徵結構以使得光纖托架相對於光纖托架凹槽(亦即,光纖模組之凹穴)傾斜。在一個實施例中,光纖托架視情況包括與第一表面相對之第二表面及一或多個傾斜突起,該一或多個傾斜突起在臨近第一邊緣處自第二表面延伸,以使得光纖托架相對於光纖托架凹槽之底面傾斜。然而,傾斜特徵結構可安置於主體之凹槽中以使光纖托架相對於光纖托架凹槽傾斜。
本揭示案之另一態樣為任何上述光纖模組,其中主體包括光纖支撐凸耳,該光纖支撐凸耳包括複數個主體光纖支撐特徵結構,該複數個主體光纖支撐特徵結構具有光纖末端基準表面處之第一末端與第二末端,且複數個光纖支撐特徵結構實質上與主體之複數個主體光纖支撐特徵結構對準。
本揭示案之另一態樣為任何上述光纖模組,其中光纖末端基準表面相對於與光纖支撐凸耳正交之平面成角。
本揭示案之另一態樣為任何上述光纖模組,其中主體包括機械耦合表面,該機械耦合表面經配置以接觸配對主體之機械耦合表面。機械耦合表面包括蓋凹槽,該蓋凹槽界定蓋壁,該蓋壁自機械耦合表面偏移且實質上平行於機械耦合表面。主體包括蓋,該蓋安置於蓋凹槽中,以使得蓋保護複數個透鏡表面。本揭示案之另一態樣為任何上述主體,其中蓋之前表面自機械耦合表面偏移。
本揭示案之另一態樣為任何上述光纖模組,其中蓋凹槽自主體之第一表面延伸至第一蓋支撐表面與第二蓋支撐表面,且第一蓋支撐表面與第二蓋支撐表面之間存在間隙。蓋安置於蓋凹槽中的第一蓋支撐表面與第二蓋支撐表面上。蓋可由任何合適材料(諸如玻璃或聚合物)形成。
本揭示案之另一態樣為任何上述光纖模組,其中主體包括機械耦合表面,該機械耦合表面經配置以接觸配對主體之機械耦合表面。機械耦合表面包括蓋凹槽,該蓋凹槽界定蓋壁,該蓋壁自機械耦合表面偏移且實質上平行於機械耦合表面。蓋壁包括光學介面凹槽,光學介面凹槽界定光學介面表面,該光學介面表面自機械耦合表面偏移且實質上平行於機械耦合表面。主體進一步包括安置於蓋凹槽中之蓋,且複數個透鏡表面位於光學介面表面處且自蓋壁偏移,以使得複數個透鏡表面不接觸蓋。
本揭示案之另一態樣為任何上述光纖模組,其中蓋之前表面自機械耦合表面偏移。
本揭示案之另一態樣為任何上述光纖模組,其中蓋凹槽自主體之第一表面延伸至第一蓋支撐表面與第二蓋支撐表面,以使得在第一蓋支撐表面與第二蓋支撐表面之間存在間隙。蓋安置於蓋凹槽中的第一蓋支撐表面與第二蓋支撐表面上。
本揭示案之另一態樣為任何上述光纖模組,其中主體包括機械耦合表面,該機械耦合表面經配置以接觸配對主體之機械耦合表面。在一個實施例中,耦合包括第一對準銷 孔與第二對準銷孔,該第一對準銷孔自機械耦合表面延伸至主體中,該第二對準銷孔自機械耦合表面延伸至主體中。
本揭示案之另一態樣為包括複數個光纖之光纖連接器,其中每一光纖具有由外包覆層包圍之芯,該外包覆層包括剝露區域,芯在該剝露區域中自光纖末端曝露一長度。光纖連接器進一步包括主體與光纖托架,該主體可透射具有預定波長之光。主體包括第一表面、自第一表面延伸之光纖托架凹槽(亦即,凹穴)、光纖末端基準表面、光纖支撐凸耳及複數個透鏡表面,該光纖支撐凸耳包括複數個主體光纖支撐特徵結構,該複數個主體光纖支撐特徵具有光纖末端基準表面處之第一末端與第二末端,該複數個透鏡表面與光纖末端基準表面間隔開。複數個透鏡表面、光纖末端基準表面及主體之中間部分界定複數個透鏡,每一透鏡具有線性光軸。光纖托架包括複數個光纖支撐特徵結構。複數個光纖安置於光纖托架之複數個光纖支撐特徵結構中,以使得每一個別光纖延伸超過第二邊緣一偏移長度L f 。光纖托架安置於光纖托架凹槽中且藉由黏合劑固定至主體,以使得複數個光纖之剝露區域安置於複數個主體光纖支撐特徵結構中,且複數個光纖之光纖末端定位於光纖末端基準表面處且實質上與複數個透鏡之線性光軸對準。光纖連接器進一步包括包圍主體與光纖托架之殼體。
本揭示案之另一態樣為上述光纖連接器,其中主體包括機械耦合表面,該機械耦合表面經配置以接觸配對主體之機械耦合表面。機械耦合表面包括蓋凹槽,該蓋凹槽界定 蓋壁,該蓋壁自機械耦合表面偏移且實質上平行於機械耦合表面。主體包括蓋,該蓋安置於蓋凹槽中,以使得蓋保護複數個透鏡表面。
本揭示案之另一態樣為一種方法,該方法包括以下步驟:將具有由外包覆層包圍之芯的複數個光纖定位於光纖托架中之複數個光纖支撐特徵結構中,以使得複數個光纖延伸超過光纖托架的插入邊緣一偏移長度;及將黏合劑塗覆於光纖托架之表面以將複數個光纖固定至光纖托架。該方法進一步包括以下步驟:剝離複數個光纖中之每一光纖的外包覆層以曝露芯,由此形成每一光纖之剝露區域;及使每一光纖分裂至超過光纖托架的插入邊緣所需長度L f 。該方法亦可包括以下步驟:將光纖托架定位至主體中,該主體包括第一表面、自第一表面延伸之光纖托架凹槽、光纖末端基準表面及複數個透鏡表面,該複數個透鏡表面與光纖末端基準表面間隔開,其中複數個透鏡表面、光纖末端基準表面及主體之中間部分界定複數個透鏡,每一透鏡具有線性光軸。主體進一步包括終止於光纖末端基準表面處之複數個主體光纖支撐特徵結構,其中光纖托架插入至主體中以使得複數個光纖之剝露區域安置於複數個主體光纖支撐特徵結構中且使得每一光纖之光纖末端定位於光纖末端基準表面處。該方法亦可包括以下步驟:塗覆黏合劑以將光纖托架與複數個光纖固定至主體。
在以下詳細描述中將陳述額外特徵及優勢,且對於熟習此項技術者而言,該等額外特徵及優勢將部分地自彼描 述顯而易見,或藉由實踐本文中所描述之實施例(包括以下實施方式、申請專利範圍及隨附圖式)而認識到。
應理解,上述一般描述與以下【實施方式】二者描繪本揭示案之實施例,且意欲提供概覽或框架以理解所主張的本揭示案之本質與特徵。包括隨附圖式以提供對本揭示案之進一步理解,且隨附圖式併入本說明書中且構成本說明書之一部分。圖式圖示本揭示案之各種實施例且與本文所陳述之描述一起用於解釋本揭示案之原理及操作。申請專利範圍併入以下陳述之【實施方式】中且構成【實施方式】之一部分。
10‧‧‧光纜總成
12‧‧‧光纖連接器
100‧‧‧光纖模組
102‧‧‧光纜
103‧‧‧插塞殼體
104‧‧‧連接器主體
105‧‧‧插塞部分
106‧‧‧光纖
107‧‧‧包覆層
108‧‧‧芯
109‧‧‧光纖末端
110‧‧‧主體
111‧‧‧第二表面
112‧‧‧主體光纖支撐特徵結構
113‧‧‧對準孔
114‧‧‧光纖末端基準表面
116‧‧‧寬插入部分
117‧‧‧機械耦合表面
118‧‧‧光纖托架凹槽
119‧‧‧第一表面
120‧‧‧光纖托架
121‧‧‧第一表面
122‧‧‧光纖支撐特徵結構
123A‧‧‧第三邊緣
123B‧‧‧第四邊緣
124‧‧‧黏合劑井
125‧‧‧第一邊緣
126‧‧‧第二邊緣
127‧‧‧黏合劑接收特徵結構
128‧‧‧可選操作特徵結構
129‧‧‧第二表面
130‧‧‧透鏡表面
131A‧‧‧第一側面
131B‧‧‧第二側面
132‧‧‧後端
133‧‧‧凸耳
134‧‧‧光纖支撐凸耳
135A‧‧‧光纖托架止擋壁
135B‧‧‧光纖托架止擋壁
136‧‧‧光學介面凹槽
137‧‧‧蓋壁
138‧‧‧壁
139‧‧‧底面
140‧‧‧蓋
141‧‧‧折射透鏡
142‧‧‧透鏡主體
150‧‧‧蓋凹槽
151‧‧‧中心軸
152A‧‧‧第一蓋支撐表面
152B‧‧‧第二蓋支撐表面
153A‧‧‧側面
153B‧‧‧側面
154‧‧‧光學介面表面
160‧‧‧傾斜突起
162‧‧‧倒角
163‧‧‧線性光軸
170‧‧‧方塊
171‧‧‧方塊
172‧‧‧方塊
173‧‧‧方塊
174‧‧‧方塊
175‧‧‧方塊
176‧‧‧方塊
177‧‧‧方塊
178‧‧‧方塊
180‧‧‧黏合劑
210‧‧‧配對第二主體
217‧‧‧機械耦合表面
230‧‧‧透鏡表面
240‧‧‧蓋板玻璃
241‧‧‧透鏡
251‧‧‧中心軸
263‧‧‧線性光軸
L f ‧‧‧長度
L c ‧‧‧長度
L g ‧‧‧長度
g‧‧‧間隙
OPT‧‧‧光路
OPTC‧‧‧光路
OPRC‧‧‧光路
圖示以下諸圖之元件以詳述本揭示案之一般原理,且諸圖未必按比例繪製。圖式中陳述之實施例本質上為說明性與示例性的,且並不意欲限制由申請專利範圍界定之標的物。結合以下圖式閱讀可理解說明性實施例之以下詳細描述,在圖式中,以相同元件符號指代相同結構,且在圖式中:第1圖為根據本揭示案之一或多個實施例的示例性光纜總成之正面立視圖;第2A圖為根據本揭示案之一或多個實施例的分解狀態下之說明性光纖模組與複數個光纖之正面俯視立視圖;第2B圖為亦在分解狀態下之第2A圖所示的光纖模組與複數個光纖之背面俯視立視圖;第3A圖為在組裝狀態下之第2A圖所示的光纖模組與複數個光纖之正面俯視立視圖; 第3B圖為第3A圖所示的組裝的光纖模組與複數個光纖之背面俯視立視圖;第4A圖為第2A圖、第2B圖、第3A圖及第3B圖所示之光纖模組的光纖托架之俯視立視圖;第4B圖為第4A圖所示之光纖托架之俯視圖;第4C圖為第4A圖與第4B圖所示之光纖托架之後視圖;第4D圖為類似於第4C圖所示之光纖托架的另一光纖托架之沿線條4D-4D截取之剖視圖,該光纖托架進一步包括可選傾斜特徵結構;第5A圖為裝填有光纖的第4A圖至第4D圖所示之光纖托架之頂視圖;第5B圖為經裝填的第4D圖所示之光纖托架之側視圖;第6A圖為第2A圖、第2B圖、第3A圖及第3B圖所示之主體之正面俯視立視圖;第6B圖為第6A圖所示之主體之背面俯視立視圖;第6C圖為第6A圖所示之主體之頂視圖;第6D圖為第6A圖所示之主體之後視圖;第6E圖為第6A圖所示之主體之前視圖;第6F圖為沿第6E圖的線條6F-6F截取之主體之剖視圖;第7圖為描述根據本揭示案之一或多個實施例之示例性光纖處理方法之流程圖; 第8圖為根據本揭示案之一或多個實施例之經組裝光纖模組之頂視圖;及第9圖為根據本揭示案之一或多個實施例之第一光纖模組的複數個透鏡光學耦合至第二配對主體的複數個透鏡之頂視圖。
在以下【實施方式】中陳述本揭示案之額外特徵及優勢,且對於熟習此項技術者該等特徵及優勢將通過彼等描述顯而易見或藉由實踐本文所描述之揭示案連同申請專利範圍及隨附圖式而認識到。
為了參考起見,於諸圖中之某些圖式中展示笛卡爾座標且此座標不意欲關於方向或定向作出限制。
本揭示案之實施例係關於光纖模組與光纖連接器,且更特定而言,係關於經配置用於光學對光學耦合之光纖模組與光纖連接器。此類光纖連接器可被稱為裝置至裝置光學連接器或光學對光學光纖連接器,因為第一裝置(例如,光纜總成之光纖連接器)藉由直接連接而光學耦合至第二裝置(例如,諸如消費型電子裝置(例如,行動電話、個人電腦等)之電子裝置之光纖插座)。因此,在兩個耦合的裝置之間傳遞光信號以在該等裝置之間提供光學通信。
大體參考圖式,實施例係有關包括主體與光纖托架之兩件式光纖模組。主體包括複數個透鏡,該複數個透鏡具有界定於透鏡中之線性光軸,且光纖托架在附接至主體之前固定複數個光纖以用於處理。實施例亦係關於光纖連接器及 處理光纖且使光纖與主體之透鏡對準的方法。光纜總成之光纖首先插入至光纖托架之光纖支撐特徵結構(例如,溝槽)中且隨後經進一步處理(例如,雷射或機械剝離一或多個包覆層以曝露光纖芯或包層及雷射或機械分裂以獲得延伸超過光纖托架之所需光纖長度,等等)。光纖托架隨後定位於主體中且藉由(例如)黏合劑或搭扣配合固定。自光纖托架延伸的光纖之光纖末端主動定位於主體之光纖支撐特徵結構(例如,溝槽)中(例如,藉由使用顯微鏡或其他視覺系統或具有回饋之自動化裝置)且用折射率匹配黏合劑在光纖支撐特徵結構處固定至主體。主動地對準或定位光纖末端以使得光纖末端定位於(亦即,接觸或幾乎接觸)參考光纖末端基準表面處,以使得光纖末端與藉由主體界定之複數個透鏡對準。
使用光纖托架賦能在插入至主體中之前同時處理多個光纖,此舉可減少製造時間、成本或製造時間與成本二者。進一步地,光纖托架在靠近光纖末端之位置處固定鬆散的光纖,以使得主體之光纖支撐特徵結構中的光纖之剝露部分藉由主動對準製程快速定位且易於製造。因為主體具有用於在所需位置處定位光纖末端之特徵結構,所以僅需嚴格控制主體尺寸之公差。可更寬鬆地控制光纖托架尺寸之公差,此舉可減少製造兩件式光纖介面系統之總體成本。以下詳細描述光纖模組、光學對電氣連接器及用於製造光纖模組的方法之各種實施例。
現參考第1圖,圖示光纜總成10,光纜總成10包 含示例性光纖連接器12。應理解,第1圖之光纜總成10與光纖連接器12之配置經提供僅用於說明性目的,且本文所述之光纖模組與光纖連接器不限於第1圖之配置。光纜總成10包括光纜102,光纜102具有安置於每一末端處之光纖連接器12。注意,第1圖圖示僅一個光纖連接器12。複數個光纖106(見第2A圖、第2B圖、第3A圖及第3B圖)安置於光纜102之護套中且延伸至光纖連接器12中。示例性光纖連接器12大體上包括插塞部分105,插塞部分105自連接器主體104延伸。插塞部分105包括插塞殼體103,兩件式光纖模組100安置於該插塞殼體103中。如以下更詳細描述,光纖模組大體上包括提供複數個透鏡表面130之主體110及耦合至主體110之光纖托架120(第1圖中未圖示)。
複數個光纖106光學耦合至複數個透鏡表面130,在所圖示實施例中,該複數個透鏡表面130位於蓋140之後且經配置以形成複數個折射透鏡。蓋140可由任何合適的光學透射材料(諸如玻璃或聚合物)形成。插塞部分105可經配置以插入至配對光纖連接器中,配對光纖連接器諸如電子裝置(例如,個人電腦、伺服器電腦、媒體播放機、電子儲存裝置、平板電腦、智慧型電話,等等)或另一光纜總成之光纖插座。因此,本文所述之光纖連接器12以及與該光纖連接器12相關聯之光纖模組100經配置以藉由直接光學耦合耦合至配對光纖連接器,其中藉由配對光纖連接器之複數個透鏡或透鏡表面接收自複數個光纖106傳播穿過複數個透鏡表面130之光信號,在該等透鏡或透鏡表面中,該等光信號經 進一步傳輸或轉換為電信號。
一般而言,光纖模組100包括主體110及光纖托架120(亦即,附接套箍),光纖托架120維持光纖106之末端部分。在實施例中,光纖模組100可經提供作為成套部件以用於將光纖光學耦合至透鏡表面而包括在光纖連接器中。第2A圖為分解狀態下之光纖模組100之正面立視圖,且第2B圖為第2A圖中所示之分解的光纖模組100之背面立視圖。第3A圖為第2A圖中所示但處於組裝狀態下之光纖模組100之正面立視圖,而第3B圖為第3A圖中所示之經組裝光纖模組之背面立視圖。
如以下更詳細描述,光纖106包括剝露部分,其中,由一或多個包覆層界定之包覆層107經剝離,由此曝露光纖芯108。光纖托架120經配置以安置及固定至主體110之光纖托架凹槽118中,以使得光纜之光纖106之光纖末端109定位於光纖末端基準表面114處。光纖106之光纖末端應當接觸光纖末端基準表面114。然而,由於光纖長度之變化,一些光纖末端109可密切接觸光纖末端基準表面114。由光纖托架120之頂部表面中的光纖支撐特徵結構122支撐光纖106。可藉由黏合劑將光纖106固定至主體110。作為實例,黏合劑可為折射率匹配黏合劑,該折射率匹配黏合劑在定位光纖末端109以使得光纖末端109與透鏡光學對準之後塗覆,該等透鏡部分由主體110之透鏡表面130界定。在實施例中,光纖末端109可與基準面對準,該基準面充當用於定位透鏡之代用品。
在所圖示實施例中,主體110進一步包括蓋140,蓋140安置於機械耦合表面117中的蓋凹槽150中。舉例而言,機械耦合表面117可經配置以接觸配對主體之機械耦合表面117。蓋140可保護位於蓋凹槽150中的複數個透鏡表面130免受歸因於接觸外部物體之損害。可由可透射傳遞至光纖連接器12及自光纖連接器12傳遞之光信號的波長下之光的任何材料製造蓋140。
光纖托架與光纖
現參考第4A圖至第4D圖,詳細描述示例性光纖托架120。第4A圖為示例性光纖托架120之俯視立視圖,而第4B圖為光纖托架120之頂視圖,第4C圖為光纖托架120之後視圖,且第4D圖為光纖托架沿第4C圖中的線條4D-4D截取之剖視圖。
光纖托架120經配置以在插入至主體110中之前,且在一些實施例中,在處理光纖106(諸如雷射剝離以曝露每一光纖之芯)之前,維持複數個光纖106。舉例而言,可由任何合適材料(諸如模塑之熱塑性塑膠)製造光纖托架120。示例性材料包括(但不限於):由SABIC innovative Plastics製造之LEXAN 940A及由Solvay Specialty Polymers製造之UDEL 3700HC。可選擇材料以便材料傳輸紫外線(「UV」)波長,以使得UV固化黏合劑在光纖托架120下方固化。在實施例中,可藉由使用由(例如)放電加工(「EDM」)或線EDM製造之模具射出成型來形成光纖托架120之特徵結構,諸如在此實施例中配置為開放溝槽之光纖支撐特徵結構122。
第4A圖至第4D圖中所示之光纖托架120大體上包括第一表面121、與第一表面121相對之第二表面129、界定光纖托架120之後部分之第一邊緣125(亦即,插入邊緣)、與第一邊緣125相對之第二邊緣126、第三邊緣123A及與第三邊緣123A相對之第四邊緣123B。第二邊緣126可視情況包括倒角162,當剝離及/或分裂光纖106時,倒角162為雷射束提供空隙。
複數個光纖支撐特徵結構122(諸如溝槽)在光纖托架120之第一表面121上自第一邊緣125延伸至第二邊緣126,但光纖支撐特徵結構可具有比光纖托架短之長度。光纖支撐特徵結構122經配置以接收複數個光纖106之未剝露部分(亦即,「被包覆的」),如第5A圖與第5B圖所示。儘管溝槽122在第4A圖至第4C圖中圖示為矩形溝槽,但實施例不限於此。舉例而言,溝槽122可配置為「V」形溝槽(亦即,當自剖面觀察時呈字母「V」形)或「U」形溝槽(亦即,當自剖面觀察時呈字母「U」形),但任何合適支撐特徵結構可用於光纖。
參考第5A圖與第5B圖,圖示安置於配置為溝槽的四個光纖支撐特徵結構122中的四個光纖106。示例性光纖106為單模光纖,諸如,大芯、高數值孔徑的光纖(例如可自位於紐約州科寧(Corning,New York)的Corning Incorporated購得之VSDNTM光纖)。示例性光纖106亦論述於已公開的標題為「High numerical aperture multimode optical fiber」之PCT專利申請公開案第WO2010036684號中,該公開案以引 用之方式併入本文中。每一光纖106具有中心芯部108(「芯」),中心芯部108具有折射率n C 。藉由具有折射率n CL 之包層(未圖示)包圍芯108,其中n CL <n C 。在實例中,光纖106具有數值孔徑NAF=0.29。亦在實例中,芯108具有梯度折射率分佈,該梯度折射率分佈在實例中為抛物線分佈。在實例中,芯108具有大約80微米之直徑。由包覆層107包圍每一光纖106之芯108與包層。舉例而言,包覆層107可為丙烯酸酯材料。在一些實施例中,每一光纖106可包括內部第一包覆層與外部第二包覆層,該內部第一包覆層具有第一直徑(例如,100μm之外直徑),該外部第二包覆層具有第二直徑(例如,250μm之外直徑)。光纖托架120之光纖支撐特徵結構122經定尺寸以容納光纖106之被包覆部分107。芯108具有如第5B圖中所示之中心軸151。在一些實施例中,光纖支撐特徵結構122之前部可經定尺寸以容納包覆層107之第一包覆層,且光纖支撐特徵結構122之後部可經定尺寸以容納包覆層107之第二包覆層。換言之,在實施例中,光纖支撐特徵結構122之前部可比後部寬。
如第5A圖所示,光纖106安置於光纖支撐特徵結構122中,以使得光纖106延伸超過第二邊緣126。每一光纖106經剝露以曝露芯108(或包層)且隨後實質上垂直於光纖軸經分裂,以使得每一光纖106延伸超過光纖托架120之第二邊緣126一長度L f 。作為實例且非限制,光纖106可藉由雷射剝離製程剝離包覆層107,其中雷射用於移除包覆材料。作為實例且非限制,雷射源可用於移除包覆層107,諸如,位 於英國阿賓頓(Abingdon,UK)的OpTek Systems提供之雷射剝離製程。亦可利用其他雷射剝離方法。另外,非雷射剝離方法可用於剝離包覆材料,諸如化學剝離、機械剝離或熱氣體剝離。舉例而言,可藉由雷射分裂或機械分裂將剝露的光纖106分裂。在一些實施例中,在安置於光纖托架120中之後,光纖106未分裂。示例性雷射分裂系統包括(但不限於)由英國阿賓頓(Abingdon,UK)的OpTek Systems提供之雷射分裂系統。
自包覆層107之末端至光纖末端109量測每一光纖106之長度L c 的剝露部分。在分裂之後,長度L f 應當使得光纖之光纖末端109到達光纖末端基準表面114,如以下詳細描述。長度L c 應當等於或大於主體110的主體光纖支撐特徵結構112之長度(見第6A圖)。在實施例中,光纖106在固定至光纖托架120之後可藉由剝離製程剝離包覆層107,以使得可在線性陣列中處理多個光纖。
大體上參考第4A圖至第4D圖以及第5A圖,所圖示之光纖托架120進一步包括黏合劑井124,黏合劑井124自第一表面121延伸一深度d w 至光纖托架120之主體中。可提供黏合劑井124以接收黏合劑(諸如,可固化環氧樹脂)以將光纖106固定於光纖托架120之光纖支撐特徵結構122中。因此,黏合劑井124經配置作為黏合劑儲存室。塗覆至黏合劑井124之黏合劑可沿光纖支撐特徵結構122與光纖106之包覆層107毛細作用。示例性UV固化折射率匹配黏合劑可包括(但不限於)由Nextgen Adhesives製造之Nextgen UV AB14。可使用其他UV固化折射率匹配黏合劑。儘管將黏合劑井124圖示為居中安置於光纖托架120之第一表面121中,但實施例不限於此。另外,在其他實施例中,黏合劑井124亦可配置為光纖托架120的第一表面121中之一個以上井。
光纖托架120亦可包括黏合劑接收特徵結構127以將光纖托架120固定至主體110之光纖托架凹槽118(第5A圖)。黏合劑接收特徵結構127提供容器以接收黏合劑(例如,將光纖末端109匹配至主體110的材料之可固化折射率匹配環氧樹脂),黏合劑接收特徵結構127在所圖示實施例中配置為位於光纖托架的第三邊緣123A與第四邊緣123B上的凹口。在此實施例中,黏合劑接收特徵結構127允許黏合劑在光纖托架120下方毛細作用,以使得光纖托架120可結合至主體110的光纖托架凹槽118之底面139。應理解,可提供兩個以上的黏合劑接收特徵結構127(亦即,額外黏合劑接收特徵結構),且可提供在除諸圖中圖示之彼等位置外之位置處。在替代實施例中,黏合劑接收特徵結構可配置為通孔,該等通孔自光纖托架120之第一表面121延伸至第二表面129,由此允許黏合劑在光纖托架120與主體110之光纖托架凹槽118之間流動。使用所揭示之概念的其他實施例可放棄使用黏合劑接收特徵結構。例如,黏合劑可安置在元件之間,或在光纖托架與主體之間使用機械附接,諸如舌片與溝槽。
參考第4D圖(以及參考第4C圖與第5B圖),光纖模組可視情況包括傾斜特徵結構以調整光纖托架與水平面之角度,從而輔助將光纖置放於所需位置中。例如,光纖托 架120可視情況包括一或多個傾斜突起160,傾斜突起160自靠近第一邊緣125之第二表面129延伸,以在光纖托架120定位於光纖托架凹槽118中時,使光纖托架120相對於第二邊緣126及在主體110的主體光纖支撐特徵結構112與光纖末端基準表面114之間的介面向下傾斜一傾斜角度Φ。傾斜角度Φ應當有助於延伸超過光纖托架120的第二邊緣126之光纖106安置於主體110之主體光纖支撐特徵結構112中,且因此在主動對準之前與主體110之透鏡(在以下描述)預先對準。在其他實施例中,未提供傾斜突起,以使得光纖托架120之整個第二表面129(亦即,底部表面)接觸主體110的光纖托架凹槽118之底面139。在其他實施例中,諸如一或多個傾斜突起之傾斜特徵結構可安置在主體之光纖托架凹槽上或光纖托架與主體二者上,而不是僅光纖托架或主體之任一者上。
在一些實施例中,光纖托架120亦可包括可選操作特徵結構128以使操作(藉由人力或機器)光纖托架120簡單(諸如在將光纖托架120插入至光纖托架凹槽118中及使光纖之光纖末端109對準至主體光纖支撐特徵結構112中時)。進一步地,光纖托架可具有除所圖示形狀外的與光纖托架凹槽互補之其他合適形狀。
光纖托架120允許將光纖106集合在一起以便易於同時處理,此舉可產生最小光纖對光纖長度誤差(亦即,共面性誤差),最小光纖對光纖長度誤差可確保每一光纖106位於主體110的各別透鏡之焦點處。
光纖模組之主體
參考第6A圖至第6F圖,圖示示例性主體110,該示例性主體110經配置以接收第4A圖至第5B圖中所示之光纖托架120。第6A圖為示例性主體110之正面俯視立視圖,且第6B圖為示例性主體110之背面俯視立視圖。第6C圖為主體110之頂視圖,第6D圖為主體110之後視圖,且第6E圖為主體110之前視圖。第6F圖為沿線條6F-6F截取之第6E圖的剖視圖。
大體上,主體110經配置以將自光纖106的光纖末端109發射之光信號引導至直接耦合的配對光纖連接器的配對主體之透鏡中及將自直接耦合的配對光纖連接器接收之光信號引導及聚焦至光纖106中。在所圖示實施例中,主體110實質上為矩形形狀。其他配置亦為可能的。
由可透射具有根據特定光學通信協定的預定波長之光的材料製造主體110,該預定波長諸如800nm至1,100nm範圍內之紅外(IR)波長,該紅外波長為用於形成光學資料鏈路的VCSEL之波長範圍。如本文中所使用,可透射意謂光信號能夠穿過材料而無顯著損失。可使用其他預定波長,諸如,可見光譜中之波長。
在示例性實施例中,主體110由透明樹脂形成,諸如General Electric Company以商標名ULTEM® 1010售賣之聚醚醯亞胺(PEI),該透明樹脂在上述IR波長範圍內具有大約n=1.64之折射率。另一示例性材料包括由Solvay Specialty Polymers製造之Udel 3700聚碸。在實例中,主體110為整體式的且(例如)藉由模塑、藉由機械加工或藉由模 塑與機械加工二者之組合形成。在實例中,模具由鋼製成且經精密微加工(例如,藉由單點金剛石旋削製程(「SPDT」)),以使得以高精密度形成主體110之特徵結構(包括以下描述之透鏡表面130)以在光纖末端109與主動光學元件之間提供優良光學對準。
主體110具有經配置以接觸配對主體的機械耦合表面之前機械耦合表面117、與前機械耦合表面117相對的後端132、第一表面119及與第一表面119相對的第二表面111。示例性主體110亦包括界定光纖托架凹槽118之兩個側面153A、153B及底面139,光纖托架120安置於光纖托架凹槽118中。
在此實施例中,光纖托架凹槽118具有寬插入部分116,寬插入部分116在兩個光纖托架止擋壁135A、135B之後變窄,在一些實施例中,兩個光纖托架止擋壁135A、135B可用作光纖托架的操作特徵結構128之止擋件。光纖托架凹槽118之較窄部分安置在兩個平行側壁153A、153B之間,以使得較窄部分具有容納光纖托架120之寬度。光纖托架凹槽118終止於凸耳133處,凸耳133可經配置以在光纖托架120安置於光纖托架凹槽118中時嚙合光纖托架120之倒角162。凸耳133轉變為光纖支撐凸耳134,光纖支撐凸耳134之高度大於凸耳133的高度。光纖支撐凸耳134界定壁138。或者,底面139可直接終止於光纖支撐凸耳134處而非中間凸耳133處。
在所圖示實施例中,光纖支撐凸耳134包括配置為 「V」形溝槽之主體光纖支撐特徵結構112。舉例而言,主體光纖支撐特徵結構112亦可配置為矩形溝槽,或「U」形溝槽。或者,主體光纖支撐特徵結構112亦可配置為經定尺寸以接收光纖106之剝露部分108之孔。主體光纖支撐特徵結構112在Z方向上行進一長度L g ,且主體光纖支撐特徵結構112可視需要大體上平行於第一側面131A與第二側面131B。在一些實施例中,主體光纖支撐特徵結構112終止於光纖末端基準表面114處,光纖末端基準表面114實質上與主體光纖支撐特徵結構112正交並朝向第一表面119延伸,且主體光纖支撐特徵結構112在光纖支撐凸耳134之相對端處開放。在其他實施例中,光纖末端基準表面114相對於與主體光纖支撐特徵結構112正交之平面輕微成角(例如,5度)以用於製造目的(例如,以在製造製程期間當模具打開時,防止模具劃傷光纖末端基準表面114)。當光纖托架120安置於光纖托架凹槽118中時,主體光纖支撐特徵結構112經配置以與光纖托架120之支撐特徵結構122對準。進一步地,如以下更詳細描述,每一主體光纖支撐特徵結構112與每一透鏡之線性透鏡軸163對準,以使光纖106之光纖軸與透鏡之相應透鏡軸恰當地定位。光纖末端基準表面114因此充當光纖106的光纖末端109之機械止擋件,該機械止擋件確定由主體光纖支撐特徵結構112支撐的光纖106之縱向位置(亦即,Z方向位置)。
參考第6A圖、第6C圖、第6E圖及第6F圖,主體110進一步包括安置於機械耦合表面117中之蓋凹槽150。蓋 凹槽150沿著X方向居中定位且自第一表面119延伸。在所圖示實施例中,蓋凹槽150不延伸至第二表面111而是終止於由間隙g間分離之第一蓋支撐表面152A與第二蓋支撐表面152B處。可操作蓋支撐表面152A、蓋支撐表面152B以支撐安置於蓋凹槽150中之蓋140,如第1圖與第3A圖所示。間隙g與第一表面處的蓋凹槽150之開口允許在製造製程期間在插入至蓋凹槽150中時操作蓋140之邊緣。應理解,由於對稱的蓋凹槽,或由於在光纖支撐特徵結構之間不存在間隙(亦即,完整底部(及/或頂部)周壁),亦可將光纖支撐表面提供為靠近第一表面119。在替代實施例中,不提供蓋140或蓋凹槽150。在此類實施例中,透鏡表面130可自機械耦合表面117凹陷並不被蓋保護。
蓋凹槽150經定尺寸以接收蓋140。蓋凹槽150界定後蓋壁137。當插入至蓋凹槽150中時,蓋140之後表面接觸蓋壁137。在一些實施例中,蓋140之前表面可在負Z方向上自機械耦合表面117輕微偏移(例如,近似10μm),以防止配對主體之間出現傾斜以及以為碎片提供某一間隙且防止對蓋140的接觸損害。
可由可透射光信號波長之任何材料製造蓋140。作為實例且非限制,可由化學強化鋁硼矽酸鹽玻璃製造蓋140。在一些實施例中,蓋140可具有位於蓋140上的疏油性、疏水性及/或抗反射包覆層。作為實例,蓋140的前表面可具有疏油性及/或疏水性包覆層,而後表面可具有抗反射包覆層。蓋140可具有任何適當尺寸。作為實例且非限制,蓋140之 尺寸大約為3.50×1.25×0.40mm。應理解,視用途而定,可使用其他尺寸。
光學介面凹槽136安置於蓋壁137中。光學介面凹槽136提供光學介面表面154,光學介面表面154在負Z方向上自蓋壁137偏移。在光學介面表面154上提供複數個透鏡表面130。舉例而言,可藉由精密射出成型使透鏡表面130與光學介面表面154整體形成。作為實例且非限制,可由SPDT形成界定透鏡表面130的模具之透鏡表面特徵結構。複數個透鏡表面130之前表面可自蓋壁137偏移,以使得蓋140之後表面不接觸複數個透鏡表面130。
具體參考第6C圖,複數個透鏡表面130、光纖末端基準表面114之相應部分及透鏡表面130與光纖末端基準表面114之間的主體110之相應部分界定複數個折射透鏡141。可將每一透鏡表面130視作「前」透鏡表面,且可將光纖末端基準表面114視作「後」透鏡表面。主體110之相應部分構成透鏡主體,透鏡主體標記為142。前透鏡表面與後透鏡表面之間的軸向距離為透鏡厚度,亦即,透鏡主體142之厚度。每一透鏡141具有線性光軸163,線性光軸163與安置於光纖托架120上之相應光纖之中心軸151對準,如以下關於第8圖及第9圖更詳細描述。透鏡表面130各具有直徑或通光孔徑(CA)。在實例中,透鏡表面130各具有在250μm與600μm之間的CA,且在更特定實例中為大約500μm,但可為其他合適尺寸。每一透鏡141經配置以接收自光纖106的光纖末端109發散之光信號及準直(或以其他方式光學調節)該 光信號以供配對主體之相應透鏡接收,或經配置以自配對主體接收準直的光(或以其他方式光學調節的光)及將該光聚焦至相應光纖106中。
如第6C圖與6D圖所示,嚴格控制複數個透鏡表面130、光纖末端基準表面114及複數個主體光纖支撐特徵結構112之位置以使得主體光纖支撐特徵結構112實質上與複數個透鏡141之線性軸163對準,由複數個透鏡表面130在X、Y及Z方向上界定該等線性軸163。因此,可操作主體光纖支撐特徵結構112以相對於透鏡之線性光軸163精確定位中心軸151及安置於主體光纖支撐特徵結構112中的光纖106之光纖末端109(見第8圖及第9圖)(例如,在X、Y及Z方向上±10μm中)。
大體上參考第6A圖至第6F圖,在一些實施例中,主體110進一步包括機械耦合表面117處之兩個對準孔113。可操作對準孔113以接收配對主體之對準銷(未圖示)以對準各別透鏡用於光學通信。在其他實施例中未提供對準孔。可提供其他機械對準特徵結構及/或磁性對準特徵結構。
光纖托架與光纖至主體中之安裝
現參考第7圖,提供用於處理光纖106之示例性方法之流程圖。在方塊170處,將複數個光纖106插入至光纖托架120的第一表面121中之光纖支撐特徵結構122中,如第5A圖及第5B圖所示。光纖之光纖末端109延伸超過第二邊緣126一偏移長度,該偏移長度等於或大於主體110上的主體光纖支撐特徵結構112之長度L g 。作為實例且非限制, 可利用夾具或自動化裝置在光纖托架120中精準定位複數個光纖106。在方塊171處,在光纖106未分裂至所需長度L f 之實施例中可(例如,由適當量測系統)驗證延伸超過第二邊緣126的光纖106的部分之長度L f
在將光纖106恰當地定位於光纖托架120中之後,將黏合劑(諸如,可固化環氧樹脂)塗覆至黏合劑井124。黏合劑流動遍及黏合劑井124且流至光纖支撐特徵結構122中。因此,黏合劑將光纖106固定至光纖托架120(方塊172)。
將複數個光纖106固定至光纖托架120,如此允許同時剝離多個光纖106之包覆層107,因為該等光纖106並不是鬆散的(亦即,該等光纖106為可處理的且維持於已知的所需配置中)。在方塊173處,藉由雷射剝離製程移除每一光纖106之包覆層107(例如,第一材料之內包覆層(例如,100μm之外直徑)及/或第二材料之外包覆層(250μm之外直徑))以曝露芯108(或包層),由此形成剝露部分,該剝露部分具有長度L c ,長度L c 等於或大於主體110上的主體光纖支撐特徵結構112之長度L g 。另外,在一些實施例中,分裂光纖106以使得該等光纖106延伸超過光纖托架120之第二邊緣126一長度L f (方塊174)。可利用任何剝離系統移除包覆層107及光纖106的包圍芯108之任何其他層。進一步地,任何分裂方法可用於將光纖106分裂至恰當長度。作為實例且非限制,示例性雷射剝離製程及雷射分裂製程包括由位於英國阿賓頓(Abingdon,UK)的OpTek Systems提供之光纖雷射剝離與分裂系統。注意,除雷射剝離製程外之剝離 製程可用於移除包覆層107,諸如化學剝離、機械剝離或熱氣體剝離。另外,在一些實施例中,機械分裂方法可用於分裂光纖106而不使用雷射分裂。
在方塊175處,將光纖托架120連同剝露光纖106定位於主體110的光纖托架凹槽118中。光纖托架凹槽118經定尺寸以容納光纖托架120。在所圖示實施例中,將光纖托架120沿Z方向插入至光纖托架凹槽118中。作為實例且非限制,真空微操縱器可耦合至光纖托架120之操作特徵結構128以將光纖托架120定位於光纖托架凹槽118中。
在方塊176處,藉由使用主動或被動對準製程將每一光纖106的曝露芯108之剝露部分定位於光纖之各別主體光纖支撐特徵結構112中且接觸(或幾乎接觸)光纖末端基準表面114。嚴格控制主體110之公差,以便主體光纖支撐特徵結構112與光纖末端基準表面114之介面為每一光纖106之光纖末端109提供精準位置,以使得每一芯108之中心軸151實質上與主體110提供的相應透鏡141之線性光軸163對準(見第8圖與第9圖)。主動對準製程可利用視覺系統以輔助將光纖106完全安置於各別主體光纖支撐特徵結構112中,以使得光纖106實質上與光纖末端基準表面114正交且光纖末端109定位於光纖末端基準表面114處。光纖末端109可實質上與光纖末端基準表面114接觸。在一些實施例中,可利用X-Y-Z分度機(未圖示)輔助將光纖托架120恰當地定位於光纖托架凹槽118中,以使得光纖末端109處於正確位置中。舉例而言,X-Y-Z分度機可允許光纖托架120 及/或主體110在X方向、Y方向及Z方向上之增量運動以恰當對準。
在一些實施例中,可嚴格控制光纖托架凹槽118與光纖托架120之尺寸以使得光纖托架120由搭扣配合安置於光纖托架凹槽118中。
在方塊177處,驗證光纖106的光纖末端109在主體光纖支撐特徵結構112中之位置。舉例而言,可使用顯微鏡或其他視覺系統視覺驗證光纖末端109之位置。或者,可藉由發送及接收穿過由主體110界定之透鏡141之光信號及確認此等光信號之接收來主動驗證光纖末端109之位置。
一旦驗證了光纖末端109之位置,則如第8圖所示使用合適材料將光纖托架120及光纖106之曝露芯108固定至主體110(方塊178)。合適材料之實例為折射率匹配黏合劑,諸如環氧樹脂。折射率匹配黏合劑實質上匹配主體110與光纖106之芯108之材料的折射率,且折射率匹配黏合劑可填充光纖106之光纖末端109與光纖末端基準表面114之間存在的任何間隙。可藉由塗覆折射率匹配黏合劑至黏合劑接收特徵結構127將光纖托架120固定至主體110之光纖托架凹槽118部分,該等黏合劑接收特徵結構127界定接收折射率匹配黏合劑之凹槽。黏合劑180可在光纖托架120下方流動且將光纖托架120固定至光纖托架凹槽118之底面139。相似地,可藉由塗覆折射率匹配黏合劑(諸如環氧樹脂)至光纖支撐凸耳134及相應模組光纖支撐特徵結構112而將光纖106之曝露芯108固定至主體光纖支撐特徵結構112,由此 亦使光纖末端109與光纖末端基準表面114折射率匹配以用於光學耦合。
在一些實施例中,在將光纖末端109主動定位於主體光纖支撐特徵結構112中之前,可將光纖托架120固定至主體110。舉例而言,可首先將黏合劑180塗覆至黏合劑接收特徵結構127,接著主動對準光纖末端109,且隨後用黏合劑將曝露芯108固定至主體光纖支撐特徵結構112。
現參考第9圖,第9圖圖示耦合至配對第二主體210之示例性第一主體110及穿過第一主體110與第二主體210之間的光信號。第一主體110之機械耦合表面117接觸第二主體210之機械耦合表面217。第一主體110之複數個透鏡表面130在X方向及Y方向上與第二主體之複數個透鏡表面230對準。安置於主體光纖支撐特徵結構112中的光纖106之中心軸151與透鏡141之線性光軸163對準。光纖106之中心軸151及主體110的透鏡141之線性光軸與光纖(未圖示)之中心軸251及配對第二主體210的透鏡241之線性光軸263對準。如本文所使用,線性光軸意謂光軸並不使光信號轉向以改變光信號之方向,諸如產生90度轉向。自光纖106的光纖末端109發射之呈光形式之光信號在主體110中以傳輸光路OPT發散,光纖末端109位於主體光纖支撐特徵結構112中。隨後藉由透鏡表面130處之透鏡141準直該光信號,且該光信號傳播穿過第一主體110及第二主體210之蓋板玻璃140、240作為準直傳輸光路OPTC。第二主體210之相應透鏡表面230接收該準直光信號且將該光信號聚焦及引導至相應 光纖(未圖示)。相似地,由第一主體110之透鏡表面130接收由第二主體的透鏡表面230在準直接收光路OPRC上準直之光信號。部分由透鏡表面130界定之透鏡241隨後聚焦且沿接收光路OPR引導接收的光信號至耦合至主體110之光纖106。
儘管已參考特定態樣與特徵描述本文中之實施例,但應理解,該等實施例僅說明所需原理及應用。因此應理解,在不背離附加申請專利範圍的精神與範疇前提下,可對說明性實施例作出許多修改且可設計出其他配置。
100‧‧‧光纖模組
106‧‧‧光纖
107‧‧‧包覆層
108‧‧‧芯
109‧‧‧光纖末端
110‧‧‧主體
112‧‧‧主體光纖支撐特徵結構
113‧‧‧對準孔
114‧‧‧光纖末端基準表面
117‧‧‧機械耦合表面
118‧‧‧光纖托架凹槽
120‧‧‧光纖托架
122‧‧‧光纖支撐特徵結構
130‧‧‧透鏡表面
140‧‧‧蓋
150‧‧‧蓋凹槽

Claims (18)

  1. 一種光纖模組,該光纖模組包含:一主體,該主體可透射具有一預定波長之光,該主體包含:一光纖托架凹槽;一光纖末端基準表面;複數個透鏡表面,該複數個透鏡表面與該光纖末端基準表面間隔開,其中該複數個透鏡表面、該光纖末端基準表面及該主體之中間部分界定複數個透鏡,每一透鏡具有一線性光軸;及一光纖托架,該光纖托架包含:複數個光纖支撐特徵結構,該複數個光纖支撐特徵結構安置於該第一表面上,其中:該複數個光纖支撐特徵結構經配置以接收複數個光纖;及該光纖托架安置於該光纖托架凹槽中且固定至該主體,以使得該複數個光纖支撐特徵結構實質上與該複數個透鏡之該等線性光軸對準。
  2. 如請求項1所述之光纖模組,其中:該光纖托架進一步包含:一第一黏合劑接收特徵結構及一第二黏合劑接收特徵結構;及 一黏合劑井,該黏合劑井橫跨該複數個光纖支撐特徵延伸一深度至該光纖托架中。
  3. 如請求項2所述之光纖模組,其中該黏合劑井定位於一第一表面處。
  4. 如請求項2所述之光纖模組,其中,該第一黏合劑接收特徵結構與該第二黏合劑接收特徵結構位於更靠近該光纖托架之一第二邊緣而非一第一邊緣。
  5. 如請求項2所述之光纖模組,其中該光纖托架進一步包含一第一額外黏合劑接收特徵結構及一第二額外黏合劑接收特徵結構。
  6. 如請求項1所述之光纖模組,該光纖模組進一步包括一傾斜特徵結構。
  7. 如請求項1所述之光纖模組,其中:該主體包含一光纖支撐凸耳,該光纖支撐凸耳包含複數個主體光纖支撐特徵結構,該複數個主體光纖支撐特徵結構具有該光纖末端基準表面處之一第一末端及一第二末端;及該複數個光纖支撐特徵結構實質上與該複數個主體光纖支撐特徵結構對準。
  8. 如請求項7所述之光纖模組,其中該光纖末端基準表面相對於與該光纖支撐凸耳正交之一平面成角。
  9. 如請求項1至8中任一項所述之光纖模組,其中:該主體包含一機械耦合表面,該機械耦合表面經配置以接觸一配對主體之一機械耦合表面;該機械耦合表面包括一蓋凹槽,該蓋凹槽界定一蓋壁,該蓋壁自該機械耦合表面偏移且實質上平行於該機械耦合表面;該主體包含一蓋,該蓋安置於該蓋凹槽中,如此,該蓋覆蓋該複數個透鏡表面。
  10. 如請求項9所述之光纖模組,其中該蓋之一前表面自該機械耦合表面偏移。
  11. 如請求項9所述之光纖模組,其中:該蓋凹槽自該主體之該第一表面延伸至一第一蓋支撐表面及一第二蓋支撐表面;一間隙存在於該第一蓋支撐表面與該第二蓋支撐表面之間;及該蓋安置於該蓋凹槽中的該第一蓋支撐表面與該第二蓋支撐表面上。
  12. 如請求項1至8中任一項所述之光纖模組,其中: 該主體包含一機械耦合表面,該機械耦合表面經配置以接觸一配對主體之一機械耦合表面;該機械耦合表面包含一蓋凹槽,該蓋凹槽界定一蓋壁,該蓋壁自該機械耦合表面偏移且實質上平行於該機械耦合表面;該蓋壁包含一光學介面凹槽,該光學介面凹槽界定一光學介面表面,該光學介面表面自該機械耦合表面偏移且實質上平行於該機械耦合表面;該主體進一步包含一蓋,該蓋安置於該蓋凹槽中;及該複數個透鏡表面位於該光學介面表面處且自該蓋壁偏移,以使得該複數個透鏡表面不接觸該蓋。
  13. 如請求項12所述之光纖模組,其中該蓋之一前表面自該機械耦合表面偏移。
  14. 如請求項13所述之光纖模組,其中:該蓋凹槽自該主體之該第一表面延伸至一第一蓋支撐表面及一第二蓋支撐表面;一間隙存在於該第一蓋支撐表面與該第二蓋支撐表面之間;及該蓋安置於該蓋凹槽中的該第一蓋支撐表面與該第二蓋支撐表面上。
  15. 如請求項1至8中任一項所述之光纖模組,其中該主體包含:一機械耦合表面,該機械耦合表面經配置以接觸一配對主體之一機械耦合表面;一第一對準銷孔,該第一對準銷孔自該機械耦合表面延伸至該主體中;及一第二對準銷孔,該第二對準銷孔自該機械耦合表面延伸至該主體中。
  16. 一種光纖連接器,該光纖連接器包含:複數個光纖,每一光纖具有一芯,該芯由一外包覆層包圍,其中每一光纖包含一剝露區域,在該剝露區域中,該芯自一光纖末端曝露一長度;一主體,該主體可透射具有一預定波長之光,該主體包含:一第一表面;一光纖托架凹槽,該光纖托架凹槽自該第一表面延伸;一光纖末端基準表面;一光纖支撐凸耳,該光纖支撐凸耳包含複數個主體光纖支撐特徵結構,該複數個主體光纖支撐特徵結構具有該光纖末端基準表面處之一第一末端及一第二末端;複數個透鏡表面,該複數個透鏡表面與該光纖末端基準表面間隔開,其中該複數個透鏡表面、該光纖末端基準 表面及該主體之中間部分界定複數個透鏡,每一透鏡具有一線性光軸;及一光纖托架,該光纖托架包含複數個光纖支撐特徵結構,其中:該複數個光纖安置於該光纖托架之該複數個光纖支撐特徵結構中,以使得每一個別光纖延伸超過該第二邊緣一偏移長度L f ;及該光纖托架安置於該光纖托架凹槽中且由一黏合劑固定至該主體,以使得複該數個光纖之該剝露區域安置於該複數個主體光纖支撐特徵結構中,且該複數個光纖之光纖末端定位於該光纖末端基準表面處且實質上與該複數個透鏡之該等線性光軸對準;及一殼體,該殼體包圍該主體及該光纖托架。
  17. 如請求項16所述之光纖連接器,其中:該主體包含一機械耦合表面,該機械耦合表面經配置以接觸一配對主體之一機械耦合表面;該機械耦合表面包含一蓋凹槽,該蓋凹槽界定一蓋壁,該蓋壁自該機械耦合表面偏移;及該主體包含一蓋,該蓋安置於該蓋凹槽中,以使得該蓋保護該複數個透鏡表面。
  18. 一種用於製造一光纖模組之方法,該方法包含以下步驟: 將具有由一外包覆層包圍之一芯之複數個光纖定位於一光纖托架中之複數個光纖支撐特徵結構中,以使得該複數個光纖延伸超過該光纖托架之一插入邊緣一偏移長度;將一黏合劑塗覆至該光纖托架之一表面以將該複數個光纖固定至該光纖托架;剝離該複數個光纖中之每一光纖之該外包覆層以曝露該芯,由此形成每一光纖之一剝露區域;將每一光纖分裂至超過該光纖托架之該插入邊緣一所需長度L f ;將該光纖托架定位至一主體中,該主體包含:一第一表面;一光纖托架凹槽,該光纖托架凹槽自該第一表面延伸;一光纖末端基準表面;複數個透鏡表面,該複數個透鏡表面與該光纖末端基準表面間隔開,其中該複數個透鏡表面、該光纖末端基準表面及該主體之中間部分界定複數個透鏡,每一透鏡具有一線性光軸;複數個主體光纖支撐特徵結構,該複數個主體光纖支撐特徵結構終止於該光纖末端基準表面處,其中將該光纖托架插入至該主體中以使得該複數個光纖之該等剝露區域安置於該複數個主體光纖支撐特徵結構中且每一光纖之一光纖末端定位於該光纖末端基準表面處;及 塗覆一黏合劑以將該光纖托架與該複數個光纖固定至該主體。
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