具有光纤连接部的内插器结构及用于内插器结构的相关的光纤连接器的制造方法
【专利说明】具有光纤连接部的内插器结构及用于内插器结构的相关的光纤连接器
[0001]相关的申请案
[0002]本申请案根据35 U.S.C.§ 120要求2013年3月11日提交的美国申请序列号13/792，790的优先权权益，并还根据35 U.S.C.§ 119要求2013年2月5日提交的美国临时申请序列号61/760，920的优先权权益，所述申请的内容是本申请的基础并以全文引用方式并入本文。
技术领域
[0003]本公开案总体涉及一种具有用于形成与集成电路的光学连接的光纤连接部的内插器结构，并且涉及用于附接至内插器结构的相关的光纤连接器。具体地说，内插器结构和相关的连接器提供被动对准结构，所述被动对准结构具有匹配的热响应，以便维持适当光学对准。
【背景技术】
[0004]在许多传统长距离的城域电信网络中，出于许多原因(如大带宽容量、介电特性等等)，已用光纤取代基于铜的连接性。由于通信网络需要更高网络速度，因此光纤将会更深入地进入通信网络而朝位于管理通信网络上流量的服务器和开关中的电子器件移动。由于这种光纤迀移更深入地进入通信网络，因此制造与电子器件的光学连接将会遇到新的挑战。举例来说，在操作条件期间将光学连接件的多个光纤对准并维持光学对准存在未解决的需要。
【发明内容】
[0005]本公开案涉及具有主体的光纤连接器套圈，包括:第一对准孔，所述第一对准孔具有圆形形状；第二对准孔，所述第二对准孔是非圆的；第一多个光纤开口，所述第一多个光纤开口被设置在所述对准孔的第一侧上；以及第二多个光纤开口，所述第二多个光纤开口被设置在所述第一对准孔的第二侧上。所述套圈可为光学组件的一部分。另外，所述光学组件可以附接至所述内插器结构，并在温度变化期间实现适当光学性能。
[0006]本公开案还涉及内插器结构，包括:电路板；以及内插器，所述内插器具有连接器安装表面以及附接至连接器安装表面的第一销和第二销，其中所述内插器被附接至所述电路板。所述内插器包括多个光学通路，用以与光学组件对准而允许通过所述内插器的光学信号传输。所述连接器安装表面可具有第一销对准特征和第二销对准特征形成在其中。其他实施方式具有从所述内插器的平面表面凹入的连接器安装表面。另外，所述内插器由任何合适材料(如硅)形成。
[0007]还公开了制造内插器的方法，所述方法包括:从硅材料来形成内插器，以使所述内插器具有连接器安装表面；以及将第一销和第二销附接至连接器安装表面。所述方法可以包括如本文公开的其他步骤。
[0008]另外的特征和优点将会在以下【具体实施方式】中阐述，并且其中部分将通过说明书而对本领域的技术人员显而易见，或是通过实践如所撰写的说明书及其权利要求书中描述的实施方式以及附图认识。
[0009]应当理解，以上一般描述以及以下【具体实施方式】仅是示例性的，并且旨在提供概述或框架来理解权利要求书性质和特征。
[0010]附图被包括来提供进一步的理解，并被并入本说明书中而构成本说明书的一部分。附图例示一或多个实施方式，并与本说明书一起用于解释各种实施方式的概念和操作。
【附图说明】
[0011]图1是根据本文所公开的概念的具有用于光学连接的光纤接口的内插器结构的透视图；
[0012]图2是图1的内插器结构的透视图，该图示出介于内插器与光学组件之间的光学连接的详细的横截面；
[0013]图3和图4是图1和图2所示光学组件的套圈的相应的前透视图和后透视图；
[0014]图5和图6是示出图1和图2所示光学组件的各种的透视图；
[0015]图7至图10是示出用于制造根据本文所公开的概念的说明性内插器结构的各种步骤的视图；
[0016]图11是示出根据本文所公开的概念的另一内插器结构及另一光学组件的透视图；
[0017]图12和图13是图11所示光学组件的相应的前透视图和后透视图；
[0018]图14是图11至图13的光学组件的套圈的端面的特写视图，该图示出具有围绕第一对准孔布置成圆形阵列的光纤的光学组件；
[0019]图15是示出根据本文所公开的概念的另一内插器结构及图7的光学组件的透视图及局部剖切视图；以及
[0020]图16至图19是不同的对准销的各种视图，所述对准销可用在根据所公开的概念的内插器上。
【具体实施方式】
[0021]现在详细参考本公开案当前实施方式，其实例如附图所示。只要可能，附图通篇所用相同或相似的参考数字指代相同或相似的部分。应当理解，本文所公开的实施方式只是实例，并且每一实例并入有本公开案的某些益处。可在本公开案的范围内，来对以下实例做出各种的修改和变化，并且不同实例的方面可通过不同方式混合以便实现其他实例。因此，本公开案真实范围应当根据但不限于本文所述实施方式来从本发明的整体进行理解。
[0022]公开具有用于形成与集成电路(1C)的光学连接的光纤连接部的内插器结构；并且公开用于附接至内插器结构的相关的光纤连接器。该内插器结构充当电连接至电路板等等的1C之间的信号桥，同时也能处理通过光学连接从内插器结构接收到的高速光学信号。具体地说，内插器结构和相关的光学连接器提供被动对准结构，所述被动对准结构具有匹配的热响应，以便维持多个光纤与内插器上的光学路径之间适当光学对准。本文所述的内插器结构和光纤连接部是有利的，因为它们提供稳健的高密度光学解决方案，从而解决通过内插器提供与1C的光学连接性的挑战。
[0023]图1是根据本文所公开的概念的内插器结构100的透视图，该内插器结构具有配置来附接至光学组件10的光纤连接部。内插器结构100实现集成的硅光子解决方案，这种集成的硅光子解决方案提供与集成电路(1C)等等的光学连接，由此制造与1C的光学连接，而非仅仅通过电连接器实现常规的铜连接。如图所示，内插器结构包括电路板102和内插器104。内插器104被附接至电路板102，并可包括介于这两者之间的通信链路，如电连接。内插器104包括多个光学通路(不可见)，用以将光学信号从光学组件10传送到附接至内插器的集成电路112 (即，芯片)，由此提供光学通信。内插器104还具有配置为第一对准销110和第二对准销110的对准特征，用以将光学组件10与内插器104的光学通路精确对准。所示组件还包括了示例性散热器130，该散热器设置在集成电路112上，用以冷却1C并为1C提供更低操作温度，但其他散热器、冷却风扇、和/或其他冷却布置是可能的。
[0024]图2是内插器结构100的透视图，该图示出处于配接位置的内插器104与光学组件10之间的光学连接的详细的横截面。如图所示，内插器104包括连接器安装表面104a，其中光学通路(不可见)一端暴露以与光学组件10进行光学连接。光学组件10包括光纤连接器套圈14(下文简称“套圈”)，所述光纤连接器套圈具有附接至套圈主体的多个光纤16，如图所示。内插器104与光学组件10之间的光学连接在相对小的区域中提供相对大量光学连接，由此提供较大带宽连接，而不存在一般与电连接相关联的任何问题，如串扰、杂散电容等。然而，提供内插器104的光学通路与光学组件10的光纤16之间的精确对准就对准而提出挑战。例如，即使是在温度变化较大的情况下，仍然需要维持精确光学对准。因此，内插器材料与套圈材料之间的热系数(CTE)需要与给定值(S卩，材料之间CTEA)匹配，以便适应温度变化，从而使得合适的光学连接性得以维持。在一个实施方式中，内插器104由硅材料(如硅晶片)形成，其中在制造过程中，光学通路是形成于硅中。此外，套圈材料的CTE应当在内插器CTE的给定范围(例如，CTEA)内，以在温度变化期间维持光学性能。如图2所示，内插器104包括第一销110和第二销110，所述第一销和第二销从连接器安装表面104a延伸并接合套圈14的对准特征，以提供精确对准来实现与内插器104的光学通路的光学连接性。具体地说，光学组件10包括布置成精确图案的光纤开口(例如，孔)，所述精确图案可为对称的或不对称的，具体根据需要而定。作为非限制性实例，图案可布置为对应内插器104的光学通路的线性和/或圆形阵列。从光纤开口到控制对准销的中线的较短合适距离可以产生更佳CTE性能。
[0025]在这个实施方式中，连接器安装表面104a的一部分从内插器的平面表面(未标数字)凹入，并且在制造过程中形成。连接器安装表面104a的轮廓一般与套圈14的端面轮廓符合，由此允许套圈14的一部分安置在内插器104内，并且抑制光学组件10上的离轴力施加至销110。举例来说，连接器安装表面104a可从内插器104的平面表面以深度D (如25微米或更多)凹入。套圈14可使用框架(未示出)或用于固定光学连接的其他结构而保持在内插器104上的适当位置。在另外实施方式中，该连接器安装表面可以包括一或多个销对准特征以用于将对准销