光学耦合装置和安装有光学耦合装置的光收发器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光学耦合装置，更具体地说，本发明涉及一种结构简单并且安装在有限空间内(如光收发器内部)的光学耦合装置。
【背景技术】
[0002]现有光学通信系统为了提高传输能力通常会安装波分复用(WDM)系统。例如，遵从如CFP、QSFP(四通道小型可插拔)等多源协议(MSA)的光收发器用于在光纤中多路传输波长栅格(wavelength grid)例如为CWDM(粗波分复用)或LAN-WDM(局域网波分复用)的四路光信号。这样的光收发器安装有光学多路复用器和/或光学多路分用器(de-multiplexer)，以对经由内部光纤与激光二极管和光电二极管的光传感器光学连接的光信号进行复用/分用。
[0003]在这样的光学部件与尾纤(pig-tailed fiber)构造永久性地连接起来并且仅有一个光学部件出现故障时，不可避免地需要替换所有安装在光收发器中的光学部件，或者至少进行尾纤切割步骤，替换掉故障光学部件并通过熔接将替代部件的内部光纤与已安装的内部光纤连接起来。为了执行上述步骤，已安装的尾纤须具有冗余长度，这使光收发器内部变得混乱。
[0004]据报告，一些【背景技术】用内部光连接器连接内部光纤。内部光连接器不同于普通的连接器，不需具有防潮性、韧性及耦合便利性等。前两点由光收发器的外壳保证。对于最后一点，一旦开始接合内部光连接器，除非光学部件出现故障，否则不能解除内部光连接器。对于内部光连接器而言，结构简单和因简单带来的紧凑性是首要需求。
【发明内容】
[0005]本申请的一个方面涉及一种光学耦合装置，包括:第一光连接器、第二光连接器和套筒。第一光连接器具有第一插芯、第一凸缘和闩锁。第一凸缘形成在第一插芯的根部。闩锁具有U形形状，该U形形状由与该U形形状的底边对应的基体以及从基体延伸出来的一对臂构成。第二光连接器具有第二插芯和第二凸缘。第二凸缘形成在第二插芯的根部。套筒接纳第一插芯和第二插芯各自的端部。本光学耦合装置的特征是闩锁的基体设置在相对于第一凸缘与第一插芯相反的位置并且闩锁的臂与第二光连接器的第二凸缘卡合。
[0006]本申请的另一个方面涉及一种光收发器，其安装有光学部件和与光学部件光学连接的内部光纤。本申请的光收发器包括外壳和光学耦合装置，光学耦合装置包括第一光连接器、第二光连接器和套筒。第一光连接器具有第一插芯、第一凸缘和闩锁，第一插芯附接在一个内部光纤的端部，第一凸缘设置在第一插芯的根部，闩锁具有基体和从基体延伸出来的一对臂。
[0007]第二光连接器具有第二插芯和第二凸缘，第二插芯附接在另一个内部光纤的端部，并且第二凸缘设置在第二插芯的根部。套筒接纳第一插芯和第二插芯各自的端部。闩锁的臂与第二凸缘卡合。基体和第二凸缘将第一光连接器的第一凸缘夹持在基体与第二凸缘之间。外壳封闭光学耦合装置并且具有用于将光学耦合装置设置在内部的卡槽。本光收发器的特征是外壳的卡槽具有将所述套筒设置在内部的通道以及位于通道的端部处的引导部，引导部用于接纳光学耦合装置的第一凸缘和第二凸缘中的一者。
【附图说明】
[0008]参考附图通过对本发明优选实施例的以下具体描述能够更好地理解前述的及其他目的、方面和优点，其中:
[0009]图1A和图1B示出了根据本发明实施例的光连接器；
[0010]图2是示出凸型连接器和凹型连接器相卡合的透视图；
[0011]图3A示出了在省略套筒和闩锁时凸型连接器的插芯和凸缘，图3B示出了闩锁14 ；
[0012]图4示出了光学耦合装置的纵截面，其中凸型连接器与凹型连接器相卡合；
[0013]图5A到图5C解释了将凸型连接器连接到凹型连接器的步骤；
[0014]图6是光收发器的外观，其中光连接器将要安装到该光收发器中；以及
[0015]图7A到图7C解释了将光连接器安装在外壳内并且使光连接器与外壳彼此相卡合的实施例。
【具体实施方式】
[0016]下面，将参考附图描述根据本申请的光收发器的一些优选实施例。在关于附图的描述中，相同或相似的数字和符号代表相同或相似的元件，在本文中不再重复解释。
[0017]图1A和图1B示出了根据本发明实施例的光连接器，其中图1A示出了凸型连接器10，而图1B示出了凹型连接器20。然而，本实施例的光连接器不能正确辨别凸型连接器10和凹型连接器20，这是因为两个连接器均具有插芯(11和21)以及套筒30，套筒30接纳插芯11和21以使凸型连接器10与凹型连接器20相耦合。
[0018]因为图1B所示的连接器20具有用于接纳套筒30的卡槽(pocket) 24a，所以接下来给出的描述采取图1A中所示的构件作为凸型连接器，而图1B所示光连接器20被称为凹型连接器。如图3A所示，凸型连接器10具有附接在内部光纤Fl的端部上的插芯11以及处于插芯11的根部处的凸缘12。参考图2，凸型连接器10还具有位于凸缘12的外侧的螺旋弹簧13以及在侧视图中具有U形形状的闩锁14。闩锁14的与U形底边对应的部分附接至螺旋弹簧13。本实施例的闩锁14可由金属制成，通常是铜(Cu)。然而，闩锁14还可由树脂制成。
[0019]再参考图1A和图1B，凹型连接器20也具有插芯21，插芯21附接在另一个内部光纤F2的端部。在插芯21的根部具有凸缘22。因为插芯11和21所需的物理尺寸的精度不同于凸缘12和22的精度，所以插芯11和21优选地独立于各凸缘12和22而形成。
[0020]图2示出了借助套筒30与凹型连接器20耦合的凸型连接器10。两个连接器10和20之间的光学耦合主要得自于套筒30与各插芯11和21之间的配合。具有U形侧视图的闩锁14通过将凹型连接器20的凸缘22闩锁住来帮助两个连接器10和20之间的耦合。本发明的光连接器具有设置在凸型连接器10的凸缘12和U形闩锁14的底边之间的螺旋弹簧13，于是，螺旋弹簧13可以加强闩锁14与凸缘22之间的卡合。如图2所示，即使在凸型连接器10与凹型连接器20相卡合时，套筒30仍暴露在外。
[0021]图3A示出了凸型连接器10的插芯11和凸缘12，其中图3A省略了套筒30和闩锁14。图3B示出了闩锁14。如图3A所示，凸缘12在相反的两侧上具有两个切口 12a。切口12a接纳U形闩锁14的各个侧边的端部。U形闩锁14的侧边设置在切口 12a内的这种布置方式可以有效防止闩锁14绕内部光纤Fl和F2的光轴转动。
[0022]如图3B所示，U形闩锁14包括矩形平面形状的基体14a，基体14a对应于该U形形状的底边，且基体14a的中心具有让内部光纤Fl从中通过的开口 14b。从基体14a的相反两侧向插芯11延伸出一对臂14c。臂14c之间的距离基本上等于或稍小于凸缘12的切口 12a之间的距离。此外，各个臂14c的末端具有向内弯曲的钩14d，并且臂14c优选地具有比插芯11的外径大的宽度，更优选地具有与套筒30的外径基本上相当的宽度。
[0023]基体14a还具有从其余相反两侧延伸的突起部14e，突起部14e朝向臂14c延伸的方向弯曲。这些突起部He具有两个功能，一个功能是将螺旋弹簧13稳固地设置在形成于基体14a和凸缘12之间的空间中。螺旋弹簧13的内径大于内部光纤Fl的外径，但螺旋弹簧13的外径小于弯曲的突起部14e之间的距离，这允许螺旋弹簧13能够围绕光轴运动但可靠地将螺旋弹簧13的运动抑制在凸缘12和基体14a之间的空间中。
[0024]突起部14e的第二个功能是加强闩锁14。在凸型连接器10与凹型连接器20相卡合时，螺旋弹簧13被压缩在凸缘12和基体14a之间，这意味着螺旋弹簧13向外按压基体14a。基体14a的突起部14e可提高刚度以抵抗弹簧13带来的压力。
[0025]臂14c各自的中部还具有凹座14f以减小臂14c之间的距离。凹座14f能够区分闩锁14的两个状态。即，通过滑动闩锁14使凹座14f处于弹簧13侧而将插芯11露出，从而便于将插芯11插入分开的套筒30中。此外，在将凹型连接器20与套筒30卡合时，向后拉动的臂14c有效避免了臂14c的各末端上的钩14d与插芯21的接触。另一方面，通过滑动闩锁14使钩14d将凹型连接器20的凸缘22闩锁住，从而使凹座14f相对于凸缘12处于插芯11侧。
[0026]再参考图1B，凹型连接器20具有紧固在另一内部光纤F2的端部中的另一插芯21。插芯21的根部具有凸缘22，凸缘22具有关于内部光纤F2的光轴相反地形成的切口22a。切口 22a与切口 12a相似，具有使凹型连接器20不能绕内部光纤F2的光轴旋转的功會K。
[0027]凸缘22的根部形成有斜面22b从而因闩锁14的钩14d的末端在斜面22b上滑动，而有助于钩14d与凸缘22的闩锁。在凸缘2