TWI817055B - 準直器透鏡組件、通過光纖資料埠傳輸資訊之系統及其方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供用於防止或最小化一光電路開關(「OCS」)中之光串擾之系統及方法。該OCS可包括一準直器透鏡組件。該準直器透鏡組件可包括由複數個埠界定之一透鏡陣列。每一埠可包括一微透鏡及與每一微透鏡配對之一間隔物。當來自其他埠之光進入目標埠之光纖時，可能會發生串擾。該準直器透鏡組件可包括相對於該微透鏡定位之一插件。該插件可界定允許來自該目標埠之光通過之一孔隙。該插件可防止來自鄰近埠之光之一部分通過該孔隙。該插件可位於該微透鏡與該間隔物之間、在該微透鏡之彎曲表面上，或在位於離該微透鏡之前部之一距離處之一板上。
Description
本發明總體上係關於防止光纖準直器之埠之間的光串擾。
光通信使用經調變光束以通過光纖、自由空間或波導傳遞資訊。光束可直接藉由調變到達光源之電流進行調變，或在外部藉由使用光調變器來調變由光源產生之連續波光束進行調變。外部調變所具有之優勢在於其可處置較高功率及頻率；然而，所需部件可能較大、較複雜且較昂貴。
光電路開關(OCS)係一種全光3D開關矩陣，該全光3D開關矩陣可藉由改變兩個2D微機電系統(MEMS)鏡面陣列中鏡面之角度而將光自任何輸入光纖N導向至任何輸出光纖M。該開關被設計用於遍及寬波長範圍之低插入損耗，因此每一光纖可攜載許多波長。OCS亦被設計用於藉由MEMS鏡面陣列進行快速、可靠的切換。光效能要求包括插入損耗、回程損耗、動態光串擾及靜態光串擾。
本發明之一個態樣提供一種準直器透鏡組件。系統可包括
一透鏡陣列，該透鏡陣列由複數個埠界定，該複數個埠包括一第一埠及一或多個相鄰埠。每一埠可具有一微透鏡。該組件可包括：一間隔物，該間隔物與該透鏡陣列中之每一微透鏡配對；及一插件，該插件相對於該微透鏡定位並界定一孔隙，使得來自該第一埠之光通過該孔隙，且來自該至少一個相鄰埠之光之至少一部分被該插件阻擋。該微透鏡、該間隔物及該孔隙各自沿著一縱向軸線對準。該插件可耦合至以下各者中之至少一者：(1)該間隔物之一前表面，該前表面鄰近該透鏡陣列之一後表面；(2)該透鏡陣列之該後表面；或(3)該透鏡陣列之一前表面，該前表面與該後表面相對。
當該插件耦合至該透鏡陣列之該前表面時，該插件可由低反射率鉻製成。該插件可位於離該透鏡陣列之一前表面之一距離處。該組件可進一步包括位於離該透鏡陣列之該前表面之該距離處之一板，其中當該插件位於離該透鏡陣列之該前表面之一距離處時，該插件耦合至該板。該透鏡陣列可被模製成單一玻璃片。當來自該第一埠之光通過該孔隙時，該光可係一經準直自由空間光束。該透鏡陣列之每一微透鏡可具有相同曲率半徑。
本發明之另一態樣提供一種系統，該系統包含至少一個光纖及至少一個準直器透鏡組件，該至少一個準直器透鏡組件耦合至該至少一個光纖。該至少一個準直器透鏡組件可包括：一透鏡陣列，該透鏡陣列由複數個埠界定，該複數個埠包括一第一埠及一或多個相鄰埠，每一埠具有一微透鏡；一間隔物，該間隔物與該透鏡陣列中之每一微透鏡配對；及一插件，該插件相對於該微透鏡定位並界定一孔隙，使得來自該第一埠之光通過該孔隙，且來自該至少一個相鄰埠之光之至少一部分被該插件阻
擋。
本發明之又一態樣提供一種通過一光纖資料埠傳輸資訊之方法。該方法包括：將一插件定位在包括複數個光學資料埠之一光纖準直器內，每一光學資料埠與一間隔物及一透鏡相關聯以用於傳輸光學資料，其中該插件包括至少一個孔隙並相對於該複數個光學資料埠中之一第一埠之該透鏡定位；通過該光纖準直器中之該複數個光學資料埠中之該第一埠接收第一經光學傳輸資料；通過該光纖準直器中之該複數個光學資料埠中之一第二埠接收第二經光學傳輸資料，該第二埠與該第一埠相鄰；及由該插件阻擋來自該第二埠之該第二經光學傳輸資料之至少一部分，同時允許來自該第一埠之該第一經光學傳輸資料通過該插件之該至少一個孔隙。
100:光電路開關(OCS)
110:底盤
120:光纖管理區塊
130:光學核心
131:微機電系統(MEMS)
132:光學器件
133:機構
134:光纖準直器
135:攝影機
136:注入器
150:電子器件
152:高壓驅動板
160:光電路開關(OCS)控制系統
161:處理器
162:記憶體
163:指令
164:資料
165:電力供應器
166:風扇模組
240:微機電系統(MEMS)鏡面
242:內部部分
244:外部部分
246:內部扭轉樑
248:外部扭轉樑
470:資料路徑
480:監測路徑
600:準直器透鏡組件
601:縱向軸線
602:光纖
604:光纖芯
606:間隔物
608:前邊緣
610:微透鏡
612:前邊緣
614:後邊緣
616:光線
700:透鏡陣列
702:埠
702a:埠
702b:埠
710:微透鏡
710a:微透鏡
710b:微透鏡
800:透鏡陣列
802:埠
810:微透鏡
824:插件
826:孔隙
844:插件薄片
864:孔隙薄片
876:孔隙
900:準直器透鏡組件
901:縱向軸線
902:光纖
904:芯
906:間隔物
910:微透鏡
916:光
924:插件
926:孔隙
1000:準直器透鏡組件
1001:縱向軸線
1002:光纖
1004:芯
1006:間隔物
1010:微透鏡
1016:光
1016a:光
1016b:光
1016c:光
1017:中心光線
1017a:中心光線
1024:插件
1026:孔隙
1100:準直器透鏡組件
1101:縱向軸線
1102:光纖
1104:芯
1106:間隔物
1110:微透鏡
1112:前邊緣
1116:光
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1240:支撐板
1300:區塊
1310:區塊
1320:區塊
1330:區塊
1340:區塊
隨附圖式不意欲按比例繪製。各個圖式中相似的附圖標記及名稱表示相似的元件。為了清楚起見，並非每一部件都在每一圖式中被標記。在圖式中：圖1係繪示根據本發明之態樣之OCS的方塊圖。
圖2係根據本發明之態樣之實例MEMS鏡面。
圖3係根據本發明之態樣的包括MEMS鏡面陣列之實例晶粒。
圖4係根據本發明之態樣之光學核心之實例資料路徑及光學路徑。
圖5係根據本發明之態樣之實例鏡面控制迴路。
圖6係根據本發明之態樣之實例準直器透鏡組件。
圖7係根據本發明之態樣的透鏡陣列之一部分之實例。
圖8A係根據本發明之態樣的包括個別插件之透鏡陣列之一部分之實例。
圖8B係根據本發明之態樣的包括作為插件之薄片之透鏡陣列之一部分之實例。
圖8C係根據本發明之態樣之透鏡陣列之實例插件的正視圖。
圖9係根據本發明之態樣的包括插件之實例準直器透鏡組件。
圖10A係根據本發明之態樣的來自另一源之光通過準直器透鏡組件行進之實例。
圖10B係根據本發明之態樣的來自光纖及來自其他源之光通過準直器透鏡組件行進之實例。
圖11A及圖11B係根據本發明之態樣的包括與圖9中不同位置處之插件之實例準直器透鏡組件。
圖12係根據本發明之態樣的包括具有插件之板之實例準直器透鏡組件。
圖13係繪示根據本發明之態樣的限制準直器中之串擾之實例方法的流程圖。
本申請案主張2020年2月14日申請之美國臨時專利申請案第62/976,732號之申請日的權益，其揭示內容特此以引用之方式併入本文中。
本發明總體上係關於防止光纖準直器之埠之間的光串擾。光纖準直器可包括透鏡陣列，該透鏡陣列為每一傳入光纖界定複數個埠。透鏡陣列之每一埠可包括微透鏡，該微透鏡可將來自所關注埠之光準直成自由空間光束。為了防止相鄰埠之間的光串擾，準直器透鏡組件可包括界定至少一個孔隙之插件，諸如孔隙板。當來自相鄰埠之光被導向至連接埠或所關注埠時，會發生串擾。連接埠可例如攜載網際網路訊務或資料。
插件可係界定複數個孔隙之連續薄片，該複數個孔隙與每一微透鏡軸向地對準。當插件係連續薄片時，連續薄片可相對於準直器透鏡組件中之透鏡陣列定位。舉例而言，連續薄片可定位於複數個微透鏡與間隔物之間，連續薄片可相對於複數個微透鏡之前邊緣定位，或連續薄片可位於與透鏡陣列或複數個微透鏡之前邊緣間隔一距離之位置處。在一些實例中，可存在相對於透鏡陣列中之微透鏡中之每一者定位之複數個個別插件。當插件係複數個個別插件時，每一個別插件可耦合至每一準直器透鏡組件之一部分，諸如間隔物之前表面、微透鏡之後表面、微透鏡之前表面，或在置放於離微透鏡之一距離處之板上。該孔隙可被設定大小及塑形為允許來自所關注埠之光通過，同時防止來自相鄰埠之光通過。因此，插件可防止或實質上減少光串擾。
圖1繪示實例OCS 100。OCS 100包括支撐數個部件之結構，諸如底盤110。在OCS底盤110之前部中的係光纖連接件，諸如光纖管理區塊120。OCS 100可諸如在中間進一步包括光學核心130。光學核心容納MEMS 131、光纖準直器134、光學器件132、攝影機135，以及注入器136及其他機構133。OCS 100之後部包括電子器件150，諸如用於MEMS之高壓驅動板152、諸如CPU板之一或多個處理器161、儲存可執
行軟體之一或多個記憶體162，以及電力供應器165及風扇模組166。底盤110與OCS控制系統160介接。雖然展示了數個部件，但應理解，此類部件僅僅係非限制性實例，且可另外或替代地包括其他部件。
可存在連接至OCS底盤110之前部之任何數目個輸入光纖及輸出光纖。在底盤110內部，此等光纖扇出接合至光纖準直器134。
光纖準直器134係透鏡光纖陣列。僅作為一個實例，光纖準直器134可包括數十個或數百個或更多光纖陣列。光纖被組裝成與網格圖案匹配之孔陣列，藉此形成光纖陣列。孔陣列可由矽或其他材料製成。光纖陣列附接至安裝凸緣。透鏡陣列被對準並附接至光纖陣列。光纖及透鏡位置誤差受到非常嚴格地控制。
圖2繪示實例MEMS鏡面240。MEMS鏡面240可在大小上變化且係高反射的，例如取決於實施方案。僅作為實例，MEMS鏡面240可在大約幾百微米與幾百毫米之間。MEMS鏡面240可係高反射的。舉例而言，MEMS鏡面240可被塗佈有高反射材料，諸如金或其他材料。鏡面240包括內部部分242及外部部分244，其中內部部分可圍繞第一軸線旋轉且外部部分可圍繞第二軸線旋轉。舉例而言，內部部分可圍繞由梳狀驅動致動器致動之內部扭轉樑246旋轉。外部部分可圍繞由梳狀驅動致動器致動之外部扭轉樑248旋轉。梳狀驅動致動器可係高壓、靜電垂直梳狀驅動器，其使鏡面圍繞扭轉樑旋轉。舉例而言，當橫越電極施加範圍介於數十伏特至數百伏特之間的電壓時，旋轉可大約在+/-1至10度之間。
圖3繪示包括MEMS鏡面240陣列之實例晶粒。根據一些實例，MEMS晶粒封裝包括數百個MEMS鏡面陣列，但在其他實例中，可包括任何數目個MEMS鏡面。晶粒可氣密地密封在封裝內部，封裝之蓋中
具有窗口。並非所有鏡面都同時被需要或使用。舉例而言，可僅選擇MEMS鏡面陣列中最好的鏡面及光纖來製作光開關，光開關可被分為數個埠及幾個備件。
圖4提供包括在光學核心中之資料光學路徑及監測光學路徑之實例。在資料路徑470上，訊務作為光輸入進入光纖準直器A。資料路徑470中之所有光學器件可被設計用於遍及各種波長之極低損耗。光沿著此路徑470行進，並自MEMSA反射，然後自MEMSB反射，然後耦合至輸出光纖準直器B。MEMS A及MEMS B可僅係較大陣列之兩個MEMS鏡面，諸如圖3所繪示及上文所闡釋。藉由使陣列中之鏡面旋轉，來自任何輸入光纖之光可耦合至任何輸出光纖。
監測路徑480不攜載資料，但向鏡面控制系統提供關於鏡面位置之資訊。此可使用例如注入器以將小光束照射在MEMS鏡面中之每一者上並使用攝影機以檢視自MEMS反射之光束之位置來完成。每一MEMS可存在一攝影機/注入器對。
圖5繪示實例鏡面控制迴路。OCS控制系統160告知OCS其應處於何種組態。鏡面控制迴路基於監測路徑資料處置MEMS鏡面控制及移動演算法，且然後告知高壓驅動器移動鏡面。
圖6繪示透鏡陣列之單一微透鏡之實例準直器透鏡組件。準直器透鏡組件600可包括間隔物606及微透鏡610。間隔物606可由黏合至微透鏡610之薄玻璃片製成。間隔物可由折射率與光纖芯相同的玻璃製成。根據一些實例，間隔物606之前邊緣608可黏合至微透鏡610之後邊緣614。在一些實例中，間隔物606可不黏合至微透鏡610。在此類實例中，間隔物606可鄰接微透鏡610，被定位成鄰近微透鏡610，或與微透鏡610
軸向地對準。微透鏡610可具有由彎曲表面界定之前邊緣612及與前邊緣612相對之後邊緣614。間隔物606及微透鏡610可與光纖602及光纖芯604軸向地對準。光纖602及光纖芯604可耦合至間隔物606。舉例而言，準直器透鏡組件600可包括沿著間隔物606及微透鏡610之長度延伸之縱向軸線601。光纖602及光纖芯604可在光纖602及光纖芯604耦合至間隔物606之位置處或附近與縱向軸線601對準。縱向軸線601可與經準直光束之軸線軸向地對準。
光纖602及光纖芯604可耦合或附接至間隔物606以通過OCS傳輸資料。資料可以光線616之形式傳輸。在一些實例中，雷射光可通過OCS傳輸。光可通過間隔物606及微透鏡610行進。光線616可被微透鏡610準直以將光線615變成經準直自由空間光束，然後可在OCS中使用該經準直自由空間光束。舉例而言，如圖4所展示，光線616一旦被準直就可自MEMS鏡面MEMSA及MEMSB反射，使得光線616遵循自光纖準直器A至光纖準直器B之資料路徑470。
如圖7所展示，每一微透鏡可係透鏡陣列之部分。圖7僅繪示透鏡陣列700之一部分。透鏡陣列700可由單一玻璃片模製而成。在其他實例中，透鏡可由不同材料及/或藉由不同方法製成。
透鏡陣列700可包括複數個埠702、702a、702b。複數個埠702、702a、702b被展示為具有六邊形形狀，但在其他實例中可具有正方形、矩形、圓形、八邊形或任何其他形狀。透鏡陣列700之埠702、702a、702b可對應於MEMs陣列之網格圖案。舉例而言，透鏡陣列700可具有對應於或實質上對應於圖3所展示之MEMS鏡面陣列之圖案的圖案。根據一些實例，透鏡陣列700中之埠數目可對應於MEMS鏡面陣列中之鏡
面數目。因此，隨著光形式之資料通過OCS行進，來自透鏡陣列700中之每一埠之光可由MEMS鏡面陣列中之MEMS鏡面導向。根據一些實例，可能需要兩個鏡面，一個鏡面來自MEMSA且一個鏡面來自MEMSB，以將來自準直器A之任何光纖之光導向至準直器B之任何光纖，如圖4所展示。
每一埠可包括準直器透鏡組件，使得每一埠可包括微透鏡710、710a、710b。包括微透鏡710之埠702可係所關注埠702。所關注埠可例如係攜載意欲通過間隔物及微透鏡以供切換之資料之埠。在一些實例中，所關注埠702可係經歷串擾測試之埠。包括帶陰影之微透鏡710a之埠702a可被認為係埠702之相鄰埠702a。包括帶交叉影線之微透鏡710b之埠702b可係透鏡陣列700內之額外埠。額外埠702b可在離埠702足夠遠使得埠702與埠702b之間沒有串擾可能性之距離處。
當通過埠702傳輸光時，來自相鄰埠702a、702b之光以及外部光係不當的。自其他埠702a、702b進入埠702之光以及來自任何外部源之光可能係串擾。串擾可能會在OCS中造成錯誤狀況。舉例而言，串擾可能會干擾自所關注埠傳輸之資料。在一些實例中，意欲被路由至不同埠之資料可能無意中與通過所關注埠發送之資料包括在一起。光串擾可能例如在資料串流中造成位元錯誤。在不涉及資料通信之應用中，串擾亦可能有問題，此在於其會造成雜訊。
圖8A繪示類似於圖7之透鏡陣列的透鏡陣列。透鏡陣列800之每一埠802可包括插件824。插件824可與每一微透鏡810對準。每一插件824可界定孔隙826。孔隙826可與準直器透鏡組件之間隔物及微透鏡軸向地對準。插件824可被設定大小及/或塑形為對應於微透鏡810中之每一者之大小及/或形狀。舉例而言，每一微透鏡810可具有圓形橫截面，該圓
形橫截面具有微透鏡直徑，且每一插件824可具有對應於微透鏡810之微透鏡直徑之高度及寬度。舉例而言，在插件係圓形的情況下，插件直徑可對應於微透鏡直徑。在插件係正方形、矩形或其他形狀的情況下，其可被充足地設定大小以阻擋光進出微透鏡之除孔隙之外的任何部分。根據其他實例，諸如下文參照圖8B所描述，插件可係橫越多個微透鏡延伸之連續薄片。孔隙826可具有對應於光束直徑之直徑。孔隙826之直徑可小於微透鏡810之直徑。因此，當每一插件824相對於間隔物及微透鏡810軸向地定位時，來自所關注埠之光可被準直，而來自其他源之光可被衰減。插件824可僅允許來自所關注埠之光被準直成自由空間光束，然後可使用MEMS鏡面將該自由空間光束導向至不同光纖。舉例而言，歸因於插件824，來自相鄰埠或其他源之光可能實質上被阻擋而不能被微透鏡810準直。
根據一些實例，如圖8B所展示，插件薄片844可係對應於透鏡陣列800之大小及形狀之連續薄片。插件薄片844可包括孔隙826之網格。孔隙826之網格可對應於透鏡陣列800之微透鏡810中之每一者。舉例而言，孔隙824可與準直器透鏡組件之間隔物及微透鏡中之每一者軸向地對準。
圖8C繪示包括複數個孔隙876之另一實例孔隙薄片864。舉例而言，孔隙薄片864可係可相對於透鏡陣列定位之板，使得複數個孔隙876中之每一者允許光通過，同時薄片864阻擋雜散光束。
圖9繪示包括插件之準直器透鏡組件的剖視圖。準直器透鏡組件900實質上類似於參照圖6所描述之準直器透鏡組件600，並因此具有實質上對應附圖標記。準直器透鏡組件900進一步包括定位於微透鏡
910與間隔物906之間的插件924。舉例而言，插件924可耦合至微透鏡910之後邊緣914或間隔物906之前邊緣908。因此，插件924可定位於間隔物906之前邊緣908與微透鏡910之後邊緣914之間。在插件924係個別插件而不係連續插件薄片之實例中，插件924可具有與間隔物906及微透鏡910實質上相同的直徑，使得插件924不會膨脹超過間隔物906及微透鏡910之外邊緣。在插件924係連續插件薄片之部分之實例中，插件薄片可被設定大小及塑形為對應於整個透鏡陣列之大小及形狀。因此，作為連續插件薄片，插件924可延伸超過間隔物906及微透鏡910之外邊緣。
類似於插件824，插件924可界定孔隙926。孔隙926可與間隔物906及微透鏡910之縱向軸線901對準。孔隙926可允許所要光916通過微透鏡910、孔隙926及間隔物906，並耦合至光纖902之芯904中。插件924可防止來自諸如相鄰埠及/或光纖之其他源之光通過孔隙926，並因此耦合至光纖902之芯904中。此可防止光纖之間的串擾。孔隙926可基於應允許多少光通過及/或應防止多少光通過插件924被設定大小。舉例而言，插件924之孔隙926可實質上對應於插件924位置處之會聚光束之大小。
圖10A繪示來自另一源之光被插件阻擋之實例。準直器透鏡組件1000實質上對應於準直器透鏡組件600、900，並因此具有實質上對應附圖標記。光1016a可來自除了所關注OCS連接埠之外的源。舉例而言，光可能源自相鄰埠、光纖或外部源。光1016a可在到達插件1024之前通過微透鏡1010行進。光1016c之一部分可被插件1024阻擋。光1016b之一部分可通過孔隙1026並耦合至光纖1002之芯1004中，且將產生光串擾。
藉由防止光1016a之至少一部分通過孔隙1026，可限制相
鄰埠及/或光纖之間的串擾。串擾可能會在自所關注OCS連接埠傳輸資料時產生雜訊或擾亂。因此，在僅允許光1016a之一部分通過孔隙1026的情況下，由光纖1002攜載之資料可能僅經歷少量串擾。在一些實例中，少量串擾可能不會干擾資料通過光纖1002之傳輸。若所有光1016a都被允許通過孔隙1026，則由光纖1002攜載之資料可能會經歷高位準之干擾。高位準之干擾可能會導致無意的資料、損壞的資料、非相干的資料等等通過光纖1002傳輸。因此，需要儘可能多地減少相鄰埠之間的串擾量。
圖10B繪示所關注OCS連接埠與其他光源之間的串擾受到限制之實例。舉例而言，光1016可源自所關注連接埠。光1016由通過微透鏡1010、孔隙1026及間隔物1006行進之實線光線表示。光1016可不被插件1024阻擋，此係因為光1016係源自所關注連接埠之光1016。因此，所有或實質上所有光1016可通過孔隙1026並耦合至光纖1002之芯1004中。
來自諸如相鄰埠之其他源之光可被插件1024實質上阻擋。舉例而言，光1016a可源自另一源。光1016a由朝向微透鏡1010及插件1024行進之虛線光線表示。光1016a可不與微透鏡1010及插件1024軸向地對準。如圖10B所展示，光1016a之中心光線1017a可相對於光1016之中心光線1017偏移。因此，光1016a可在距縱向軸線1001之一距離處進入微透鏡1010。根據一些實例，由於光1016a軸向地偏移，故光1016a之一部分可被插件1024阻擋而不能到達間隔物1006。如所展示，光1016b可被插件1024阻擋，且光1016c可通過孔隙1026。在一些實例中，光1016a可軸向地偏移，使得所有光1016a可被插件1024阻擋。在此情況下，光1016a將不會耦合至光纖1002之芯1004中，且將避免光串擾。
圖11繪示包括插件之準直器透鏡組件之另一實例，其中插件被定位成鄰近微透鏡之外表面。在此實例中，插件1124定位於微透鏡1110之前邊緣1112上。準直器透鏡組件1100實質上類似於參照圖6、圖9、圖10A及圖10B所描述之準直器透鏡組件600、900、1000，並因此具有實質上對應附圖標記。如所展示，插件1124可耦合至微透鏡1110之前邊緣1112。插件1124可具有對應或實質上對應於微透鏡1110之曲率的曲率。插件1124可界定孔隙1126。根據一些實例，插件1124可被圖案化於材料上。該材料可係例如低反射率鉻、不透明塑膠或其他低反射率材料。該材料可直接施覆至微透鏡1110或間隔物1006。在此類實例中，該材料可以界定孔隙1126之方式施覆。該材料可施覆至插件1124，使得該材料界定孔隙1126。然後，插件1124可相對於微透鏡1110耦合或定位。
源自所關注OCS連接埠之光1116可通過微透鏡1110及間隔物1106行進。光纖1102及芯1104可與準直器透鏡組件1100之縱向軸線1101軸向地對準。光1116之中心光線1117可沿著縱向軸線1101行進。孔隙1126可被設定大小為允許源自所關注OCS連接埠之所有或實質上所有光1116通過。因此，所有或實質上所有光1116可耦合至光纖1102之芯1104中。圖11B繪示插件被定位成鄰近微透鏡外表面之另一實例。根據此實例，插件可具有不同曲率或根本沒有曲率，而不係具有匹配微透鏡外表面之曲率。如圖11B所展示，插件1124a可與微透鏡1110之前邊緣1112之曲率相切。插件1124a之一部分可耦合至前邊緣1112之曲率。在一些實例中，由插件1124a界定之孔隙1126a可係折射率與微透鏡1110相同的玻璃片。因此，由插件1124a界定之孔隙1126a可耦合至微透鏡1110之前邊緣1112。
圖12繪示包括插件之準直器透鏡組件的剖視圖。準直器透鏡組件1200實質上類似於參照圖6、圖9、圖10A、圖10B及圖11所描述之準直器透鏡組件600、900、1000、1100，並因此具有實質上對應附圖標記。在此實例中，準直器透鏡組件1200包括支撐板1240。支撐板1240可係一片玻璃或其他材料。舉例而言，支撐板可係完全透明材料，例如透明玻璃等等，其允許光1216通過。根據其他實例，支撐板可包括在大小及形狀上對應於插件1224之孔隙1226之支撐板孔隙。就此而言，支撐板可係任何透明或不透明材料。該板可例如由玻璃或矽製成。支撐板可用低反射率鉻圖案化而成。在一些實例中，支撐板可由金屬或塑膠製成，並具有用於微透鏡之複數個孔或鑽孔。支撐板可附接至光學核心殼體或準直器凸緣。板1240可定位於離微透鏡1210之前邊緣1212之一距離處。源自所關注OCS連接埠之光1216可通過板1240、微透鏡1210及間隔物1206行進。微透鏡1210可將光1216耦合至光纖1202之芯1204中。板1240可具有與其耦合之插件1214。插件1224可界定孔隙1226。雖然插件1224被展示在最靠近微透鏡1210的板1240之表面上，但插件1224可在板1240之相對表面上。經準直光1216可通過孔隙1226。插件1224可實質上阻擋來自諸如相鄰埠之其他源之光通過孔隙1226。藉由實質上阻擋來自其他源之光，插件1224可防止串擾。
圖13繪示用於通過OCS中之第一光纖準直器傳輸光之實例方法。
準直器可由複數個光纖構成，諸如數十個、數百個或數千個光纖。光纖可配置成陣列。舉例而言，光纖準直器可包括界定複數個埠之透鏡陣列。複數個埠可對應於光纖之數目。根據一個實例，可存在對應
於200個光纖之大約200個埠。然而，200個光纖僅僅係一個實例，且並不意謂係限制性的。可存在更多或更少光纖，且因此，埠數目可能更多或更少。舉例而言，可存在100、400、1000個等等光纖及對應數目個埠。透鏡陣列可實質上對應於MEMS鏡面陣列。每一埠可包括微透鏡。微透鏡可將光輸入準直成經準直光束。
在區塊1300中，將插件相對於與光纖準直器之第一埠相關聯之透鏡及間隔物定位。插件可定位於透鏡與間隔物之間，鄰近透鏡之前邊緣，或在距透鏡之前邊緣之一距離處。插件可界定孔隙。插件可僅允許特定光通過孔隙。舉例而言，插件可僅允許來自相關埠之光通過。
在區塊1310中，第一埠可接收第一雷射光。在一些實施方案中，雷射光可攜載光學資料，而在其他實施方案中，雷射光可不攜載光學資料。
在區塊1320中，第二埠可接收第二雷射光。第二雷射光可攜載光學資料。在區塊1330中，第二雷射光可被相對於第一埠定位之插件阻擋。根據一些實例，可阻擋所有或實質上所有第二雷射光。阻擋第二雷射光可減少或防止第一埠與第二埠之間的串擾。
在區塊1340中，可允許第一雷射光通過相對於第一埠定位之插件之孔隙。就此而言，第一雷射光可進一步通過OCS路由至輸出。
雖然本說明書含有許多特定實施細節，但此等細節不應被認作對任何發明或可主張事物之範疇的限制，而係對特定於特定發明之特定實施方案之特徵的描述。本說明書中在單獨實施方案之上下文中所描述之某些特徵亦可在單一實施方案中組合地實施。相反地，在單一實施方案之上下文中所描述之各種特徵亦可在多個實施方案中單獨地實施或在任何
合適子組合中實施。此外，儘管特徵可在上文中被描述為在某些組合中起作用並甚至最初被如此主張，但在一些情況下，來自所主張組合之一或多個特徵可自該組合中刪除，且所主張組合可有關於子組合或子組合之變化。
類似地，雖然在圖式中以特定次序描繪了操作，但此不應被理解為要求以所展示之特定次序或以循序次序執行此類操作，或要求執行所有所繪示操作，以達成合意的結果。在某些情況下，多任務及並行處理可能係有利的。此外，上述實施方案中之各種系統部件之分離不應被理解為在所有實施方案中都需要此類分離，且應理解，所描述之程式部件及系統通常可一起整合在單一軟體產品中或封裝至多個軟體產品中。
對「或」之提及可被認作包括性的，使得使用「或」所描述之任何術語可指示單一、多於一個及所有所描述術語中之任一者。標籤「第一」、「第二」、「第三」等等未必意謂指示排序，且通常僅用於區分相似或類似的項目或元件。
對本發明中所描述之實施方案之各種修改對於熟習此項技術者而言可係顯而易見的，且在不脫離本發明之精神或範疇的情況下，本文中所定義之一般原理可應用於其他實施方案。因此，申請專利範圍不意欲限於本文中所展示之實施方案，而係符合與本文中所揭示之此揭示內容、原理及新穎特徵一致的最寬範疇。
1000:準直器透鏡組件
1001:縱向軸線
1002:光纖
1004:芯
1006:間隔物
1010:微透鏡
1016:光
1016a:光
1016b:光
1016c:光
1017:中心光線
1017a:中心光線
1024:插件
Claims (22)
- 一種準直器透鏡組件，其包含一透鏡陣列，該透鏡陣列由複數個埠界定，該複數個埠包括一第一埠及一或多個相鄰埠，每一埠具有一微透鏡；一間隔物，該間隔物與該透鏡陣列中之每一微透鏡配對；及一插件(insert)，該插件在該間隔物與該微透鏡之間定位並界定一孔隙(aperture)，使得來自該第一埠之光通過該孔隙，且來自至少一個相鄰埠之光之至少一部分被該插件阻擋。
- 如請求項1之準直器透鏡組件，其中該微透鏡、該間隔物及該孔隙各自沿著一縱向軸線對準。
- 如請求項1之準直器透鏡組件，其中該插件耦合至以下各者中之至少一者：(1)該間隔物之一前表面，該前表面相鄰於該透鏡陣列之一後表面，或(2)該透鏡陣列之該後表面。
- 如請求項1之準直器透鏡組件，其中該插件包含金屬。
- 如請求項4之準直器透鏡組件，其中該插件由低反射率鉻製成。
- 如請求項4之準直器透鏡組件，其中該插件包含一玻璃板，在該玻璃上沈積有金屬，其中該插件被圖案化以產生該孔隙。
- 如請求項1之準直器透鏡組件，其中該透鏡陣列被模製成單一玻璃片。
- 如請求項1之準直器透鏡組件，其中當來自該第一埠之光通過該孔隙時，該光係一經準直自由空間光束。
- 如請求項1之準直器透鏡組件，其中該透鏡陣列之每一微透鏡具有相同曲率半徑。
- 如請求項1之準直器透鏡組件，其中該間隔物之一前端鄰接該插件之一後表面，且該微透鏡之一後表面鄰接該插件之一前表面。
- 如請求項10之準直器透鏡組件，其中該間隔物之一後端係經配適以耦合至一光學光纖且傳輸資料至該光學光纖。
- 一種通過一光纖資料埠傳輸資訊之系統，其包含：至少一個光纖；及至少一個準直器透鏡組件，該至少一個準直器透鏡組件耦合至該至少一個光纖，該至少一個準直器透鏡組件包括：一透鏡陣列，該透鏡陣列由複數個埠界定，該複數個埠包括一第一埠及一或多個相鄰埠，每一埠具有一微透鏡；一間隔物，該間隔物與該透鏡陣列中之每一微透鏡配對；及 一插件，該插件在該間隔物與該微透鏡之間定位並界定一孔隙，使得來自該第一埠之光通過該孔隙，且來自該至少一個相鄰埠之光之至少一部分被該插件阻擋。
- 如請求項12之系統，其中該插件耦合至以下各者中之至少一者：(1)該間隔物之一前表面，該前表面相鄰於該透鏡陣列之一後表面，或(2)該透鏡陣列之該後表面。
- 如請求項12之系統，其中該插件包含金屬。
- 如請求項14之系統，其中該插件由低反射率鉻製成。
- 如請求項12之系統，其中該插件包含一玻璃板，在該玻璃上沈積有金屬，其中該插件被圖案化以產生該至少一個孔隙。
- 如請求項12之系統，其中該透鏡陣列被模製成單一玻璃片。
- 如請求項12之系統，其中該透鏡陣列之每一微透鏡具有相同曲率半徑。
- 如請求項12之系統，其中一第一準直器透鏡組件被組態用於資料輸入且一第二準直器透鏡組件被組態用於資料輸出。
- 如請求項12之系統，其中該微透鏡、該間隔物及該孔隙沿著一縱向軸線對準。
- 一種通過一光纖資料埠傳輸資訊之方法，其包含：將一插件定位在包括複數個光學資料埠之一光纖準直器內，每一光學資料埠與一間隔物及一透鏡相關聯以用於傳輸光學資料，其中該插件包括至少一個孔隙並在該間隔物與該複數個光學資料埠中之一第一埠之該透鏡之間定位；通過該光纖準直器中之該複數個光學資料埠之該第一埠接收第一經光學傳輸資料；通過該光纖準直器中之該複數個光學資料埠中之一第二埠接收第二經光學傳輸資料，該第二埠與該第一埠相鄰；及由該插件阻擋來自該第二埠之該第二經光學傳輸資料之至少一部分，同時允許來自該第一埠之該第一經光學傳輸資料通過該插件之該至少一個孔隙。
- 如請求項21之方法，其進一步包含在該間隔物與該第二埠之一第二透鏡之間定位一第二插件，該第二插件包括至少一個第二孔隙以用於允許該第二經光學傳輸資料通過，同時該第二插件阻擋來自其他埠之其他經光學傳輸資料。
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