2的光圈上已由图2或3中展示的光学耦合系统分散的背反射光功率的平面视图。
[0022]图10说明根据说明性实施例的图2中展示的光学耦合系统的第一侧的相位图案的平面视图，其中将光学耦合系统的第一侧实施为与折射透镜组合的模拟自由表面以实现图5中展示的类型的空间强度分布图案。
[0023]图11说明根据说明性实施例的图3中展示的光学耦合系统的第一侧的平面视图，其中将光学耦合系统的第一侧实施为与折射表面组合的衍射表面以实现图5中展示的类型的空间强度分布图案。
[0024]图12说明根据另一说明性实施例的图3中展示的光学耦合系统的第一侧的平面视图，其中将光学耦合系统的第一侧实施为与折射透镜组合的全息相位图案以实现图6中展示的类型的空间强度分布图案。
【具体实施方式】
[0025]根据本文中描述的说明性或示范性实施例，提供用于以减小到SML光源中的激光的背反射且提供当所述光行进通过MMF时允许所述激光避开所述MMF中的缺陷区域的受控发射条件的方式将来自单模激光(SML)光源的光耦合到MMF中的光学耦合系统及方法。所述发射条件经控制以致使预先选定的空间强度分布图案发射到所述MMF中，所述预先选定的空间强度分布图案致使当所述光穿过所述MMF时所述激光避开所述MMF中的缺陷区域。这些特征的组合在不增加收发器封装复杂性的情况下使用MMF允许实现更大链路带宽及链路长度。
[0026]根据一个说明性实施例，所述光学耦合系统包括减小背反射的第一光学元件及将来自所述SML光源的激光耦合到MMF的末端中的第二光学元件。所述第一及第二光学元件可形成为光学材料的单一整体件且它们可为形成为光学材料的单独件且接着紧固在一起的单独元件。出于说明性目的，将所述光学元件展示为形成位光学材料的单一整体件的相对侧。
[0027]光学耦合系统沿着在所述SML光源的输出小面与所述MMF的端面之间延伸的光通道安置。根据本文中描述的说明性实施例，相对于所述SML光源及所述MML的端面定位所述光学耦合系统的第一及第二光学元件，使得从所述SML光源的输出小面发射的激光在遇到所述第二光学元件之前遇到所述第一光学元件。所述第一光学元件减小到所述SML光源的背反射同时将所述光转换成预先选定的空间强度分布图案。所述第二光学元件将所述预先选定的空间强度分布图案发射、投射或成像到所述MMF的端面上。由于所述激光的预先选定的空间强度分布，因此所述激光避开所述MMF中的缺陷。基于所述MMF中已知或可能缺陷区域预先选择所述空间强度分布图案以保证发射到所述MMF中的激光当在所述MMF中行进时避开所述缺陷区域。现在将参考图1到12描述说明性或示范性实施例，其中相似的元件符号表示相似的组件、元件或特征。
[0028]图1说明包含单模激光(SML)光源2及光学耦合系统10的光学发射器I的框图。光学发射器I通常为还包含光接收器(未展示)的光收发器模块(未展示)的部分。术语“光学发射器”(如本文中使用的术语)既定表示具有用于通过光波导产生用于发射的光信号的组件的发射器。
[0029]由电气数据信号调制SML光源2以产生光数据信号。根据此说明性实施例，任选的激光控制器3通过控制提供到光源2的偏置及调制电流来控制光源2的操作。所述光学发射器可包含额外元件或组件，为了清楚起见且为了便于说明而未展示所述额外元件或组件。由光学耦合系统10接收由SML光源2产生的激光且由光学耦合系统10将所述激光耦合或发射到MMF 4的末端中。
[0030]光学耦合系统10包含第一及第二光学元件1a及10b，第一及第二光学元件1a及1b经设计以管理背反射且提供致使当光行进通过所述MMF时所述光避开所述MMF中的含有缺陷的区域的受控发射。举例来说，通常已知MMF含有中心及边缘缺陷。因此，如下文将更详细描述，所述受控发射可将所述激光的预先选定的空间强度分布图案投射或成像到所述MMF 4的端面4a上，此将保证当所述激光行进通过MMF 4时其避开所述MMF 4中的中心及边缘缺陷区域。下文详细描述设计及制造第一及第二光学元件1a及1b以实现这些目标的方式。
[0031]图2及3说明在无控制器3的情况下图1中展示的光学发射器I的说明性实施例的示意图。根据图2中展示的说明性实施例，光学发射器I的光学耦合系统10'为具有为对应于图1中展示的第一光学元件1a的模拟自由表面的第一侧11且具有也为对应于图1中展示的第二光学元件1b的模拟自由表面的第二侧12的整体或一体形成的部件。根据图3中展示的说明性实施例，光学发射器I的光学耦合系统10"为具有为对应于图1中展示的第一光学元件1a的衍射表面的第一侧13且具有为对应于图1中展示的第二光学元件1b的模拟自由表面的第二侧14的整体或一体形成的部件。在这两个实施例中，第二光学元件12及14为折射或准直透镜，尽管它们可为其它类型的光学元件。
[0032]由预先选定的数学公式界定光学耦合系统10"的第一及第二侧11及12的自由表面。第一侧11经设计以减小以下的背反射或将其维持在特定分贝(dB)级，同时还将所述激光光转换成预先确定的空间强度分布图案。第二侧12经设计以通过预先确定的方式操作于所述激光以将所述激光的预先确定的空间分布光学地耦合到MMF 4的端面4a上。
[0033]通常通过使用用以向模具注射可模制的光学材料(例如热塑性材料)的模制过程或通过使用用以以环氧树脂复制表面11及12的环氧树脂复制过程制造图2中展示的光学耦合系统10'。在这些过程中使用的光模制材料或环氧树脂对由SML光源2发射的光的操作波长来说是透明的。还可使用金刚石车削过程来产生光学耦合系统10'。
[0034]图3中展示的光学耦合系统10"的第一侧13为衍射图案或全息图案。第一侧13经设计以减小以下的背反射或将其维持在特定dB级，同时还将所述激光转换成激光的预先确定的空间强度分布图案。第二侧14经设计以将激光的预先确定的空间强度分布图案耦合到MMF 4的端面4a上。
[0035]通常由玻璃或硅制成图3中展示的光学耦合系统10"。衍射或全息图案形成于第一侧13的表面13a中且通常使用光刻过程(即，光致抗蚀剂图案化以形成掩模且接着蚀刻无掩模区域)产生。类似地，可通过光刻图案化及蚀刻过程制造第二侧14。可替代地，可使用光刻过程产生形成于表面13a中的衍射或全息图案的母本且接着可在模制过程或环氧树脂复制过程中使用所述母本以用塑料或环氧树脂复制光学耦合系统10"。图3中展示的光学耦合系统10"的第二光学元件14可与图2中展示的光学耦合系统10'的第二光学元件12相同且可参考图2以上文描述的方式形成。
[0036]应注意，关于用以制造光学耦合系统10、10'及10"的过程或材料，本发明应不受限制。如所属领域的技术人员将理解，多种过程及材料适合制造光学耦合系统10、10'及10"。上文描述的过程及材料仅为可用于此目的的适合的过程及材料的一些实例。
[0037]图4说明在典型MMF的端面处由常规折射光学耦合系统产生的发射条件的平面视图。圆21表示典型MMF的50微米核心。可以看到，图4中展示的视图中最亮的区域为聚焦在核心21的中心处的光能，在核心21的中心处通常存在MMF中的缺陷。行进通过所述MMF的激光与此类缺陷之间的相遇导致DMD，如上文论述，这导致带宽及链路长度减小。
[0038]图5说明在MMF 4的端面4a处由图2及3中展示的光学耦合系统1(V或10"分别产生的发