Grin透镜阵列、装有透镜的连接器和装有透镜的连接器系统的制作方法_4

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第一界面区域32a。在该情况下,第二面33a-33d在Z方向和与Z方向交叉的方向(X方向或Y方向)上形成在与第一面32不同的位置。在这种情况下,对第一面32的抛光操作不受妨碍。也就是说,借助本实施例的GRIN透镜阵列30,成功地提供了抑制第一界面区域32a的角度误差的GRIN透镜阵列30,该GRIN透镜阵列30在具有良好的光学特性的同时对作为连接对象的装有透镜的连接器保持低的连接损耗,并且该GRIN透镜阵列30应用于装有透镜的连接器1A(1B)。借助本实施例的装有透镜的连接器ΙΟΑ(ΙΟΒ),可以利用引导销孔36(第二引导部分)和引导销孔21(第三引导部分)以预定的位置关系精确地固定GRIN透镜阵列30和插芯20。因此,可以提供具有良好光学特性的装有透镜的连接器1A(1B)。
[0070]在本实施例中,设置在一个装有透镜的连接器1A(SlOB)中的GRIN透镜阵列30将从光缆60A(或60B)的各个光纤中输出的每个光束的直径扩大。设置在另一装有透镜的连接器1B (或10A)中的GRIN透镜阵列30接收来自所述一个装有透镜的连接器1A(或10B)的已扩大光束,会聚这些光束,并且将光束入射到光缆60B (或60A)的各个光纤61。以这种方式,本实施例的装有透镜的连接器系统IA构造为对已扩大光束形式的光进行传递,从而抑制了因装有透镜的连接器10AU0B在与连接方向交叉的平面(X-Y平面)中的未对准而产生的连接损耗。因此,提供了具有几乎不会因未对准而劣化(或具有大的容许量)的光学特性的光学耦合结构。由于该结构不需要引导销具有高的加工精度,因此可以以低的成本提供具有良好光学特性的装有透镜的连接器系统1A。在一个实例中,所使用的引导销40是通常用于多模光纤连接用光学连接器的引导销。在这种情况下,引导销40的直径与引导销孔21、36的内径之差例如大于I ym并且不超过2 μπι。
[0071]光纤61与GRIN透镜31的未对准导致从GRIN透镜31会聚的光束或者入射到GRIN透镜31中的光束的角度偏差,并且因此显著地影响光学特性。因此,期望的是,以比形成用于图3所示的连接器耦合用引导销40的精度更高的精度形成图10所示的治具引导销42。在一个实例中,为了提高GRIN透镜阵列30与插芯20之间的定位精度,所使用的治具引导销42是通常用于单模光纤连接用光学连接器的引导销。此时,治具引导销42的直径与引导销孔21、36的内径之差例如不超过I ym。如果沿轴向治具引导销42的外径存在变化,则在这里,治具引导销42的直径指的是沿着轴向的平均外径。这保证了插芯20的引导销孔21的中心位置与GRIN透镜阵列30的引导销孔36的中心位置之间的偏差例如不超过I μπι,因此能够精确地定位插芯20和GRIN透镜阵列30。即使所使用的治具引导销42是如上文所述的具有高精度的治具引导销42,在制造装有透镜的连接器1A(1B)之后,它们可被重新利用以制造其他的装有透镜的连接器1A(1B),因此可以降低制造成本。
[0072]当保持GRIN透镜31的主体部分30a的尺寸(具体地说,沿光轴方向的厚度)较小时,难以以期望的角度精确地抛光与插芯20相对的第三面34。如果存在第三面34的角度误差,则每个GRIN透镜31的光轴将变得相对于每个光纤61的光轴而倾斜,这提高了发生连接损耗的可能性。与之对比,本实施例的GRIN透镜阵列30能够利用第四面35a-35d作为基准面来抛光第三面34。因此,只要第四面35a-35d相对于Z方向或连接方向以期望的角度形成,就可以通过将第三面34抛光为与第四面35a-35d平行来精确地以该期望的角度形成第二界面区域34a。在该情况下,由于第四面35a-35d在Z方向上形成在与第三面34不同的位置,因此对第三面34的抛光操作不受妨碍。也就是说,在大幅降低第二界面区域34a的角度误差并继而减少光学损耗的情况下制造出本实施例的GRIN透镜阵列30。例如,即使在第三面34与第一面32彼此不平行的情况下,也可以精确地形成第一界面区域32a和第二界面区域34a两者。
[0073]在本实施例中,第一面32与第三面34可以相对于彼此而倾斜,而第一面32与第三面34也可以相对于彼此大致平行。在这种情况下,第一面32、第二面33a-33d和第三面34彼此大致平行,并且可以利用第二面33a-33d作为基准面来抛光第三面34。即使在该情况下,第二界面区域34a也可以精确地形成为具有期望的角度。第二界面区域34a的角度误差被抑制,从而能够进一步减少光学损耗。在该情况下,第四面35a-35d不必需与第三面34大致平面。在这种情况下,GRIN透镜阵列30的两侧(每个GRIN透镜31的两个透镜端面分别所在的侧)是具有相同角度的被抛光面,因此可以沿相同的方向(沿着第二面33a-33d的方向)抛光第一面32和第三面34,这有助于抛光步骤,并且反过来有助于GRIN透镜阵列的制造。
[0074]此外,在本实施例中,第一引导部分和第二引导部分可以由在第一面32与第三面34之间沿Z方向贯通的共用通孔(引导销孔36)构成。该构造允许利用共用的引导销40将作为连接对象的装有透镜的连接器、GRIN透镜阵列30和插芯沿Z方向连接起来,这能够容易地提高定位精度。
[0075]如在本实施例中那样,GRIN透镜阵列30还可以具有沿着Z方向连接第一面32与第三面34的侧面37a、37b,并且在侧面37a、37b中形成有沿与Z方向交叉的方向凹进的至少一个凹口 37e。例如,当通过树脂的注射成型来形成GRIN透镜阵列30时,模具在这些侧面37a、37b上的一个位置处设置有用于树脂的注射的浇口。在成型完成之后,毛刺残留在浇口所在的位置并且该毛刺可能会妨碍抛光操作。出于这个原因,需要执行移除毛刺的步骤。与之对比,本实施例的GRIN透镜阵列30允许模具的浇口位于凹口 37e处,因此抛光操作不容易被毛刺影响。因此,一定尺寸的毛刺可以按原样残留,并且因此不需要移除毛刺的步骤。因此,本实施例的GRIN透镜阵列30实现了制造步骤的减少,从而能够降低制造成本。
[0076]如在本实施例中那样,在侧面37a、37b中可以形成有两个或更多个凹口 37e。当通过树脂的注射成型来形成主体部分30a时,主体部分30a需要被推出,以便在注射成型之后将主体部分30a从模具中取出。此时,使用被称为起模杆的部件来执行主体部分30a的推出操作,并且杆的痕迹可能残留在GRIN透镜阵列30的与起模杆接触的部分处。因此,有必要执行移除痕迹的步骤。与之对比,上述GRIN透镜阵列30允许与起模杆接触的接触部分位于不同于设置有上述浇口的凹口 37e的另一凹口 37e处,因此移除痕迹的步骤变得不必要。因此,该GRIN透镜阵列30实现了制造步骤的进一步减少,从而能够进一步降低制造成本。与起模杆接触的凹口 37e更优选地位于与设置有浇口的凹口 37e相反的位置。这使得能够在充填树脂之后沿树脂的充填方向取出主体部分30a,并且可以提高制造效率。
[0077]在本实施例中,当从Z方向观看时,一对凹口 37e形成在侧面37a的两端,并且当从Z方向观看时,一对凹口 37e形成在侧面37b的两端。在这种情况下,优选的是将模具的浇口布置在侧面37a上的凹口 37e处。借助这种布置,树脂被均匀地充填到整个主体部分30a中,并且因此可以避免主体部分30a因成型后的残留应力而发生翘曲的问题。优选的是,将与起模杆接触的接触部分布置在与这些浇口位置相反的侧面37b的各个凹口 37e处。由于凹口 37e设置为当从Z方向观看时凹口 37e彼此相反并形成在每个侧面的两端处,其中浇口将位于凹口 37e处并且凹口 37e将与起模杆接触,因此主体部分30a具有整体对称性良好的形状。这可以避免在将树脂充填到模具中之后的硬化期间,主体部分30a发生翘曲。
[0078](第一变型例)
[0079]图11是示出根据上述实施例的第一变型例的装有透镜的连接器系统IB的构造的剖视图,其中示出了沿着X-Z平行的截面。本变型例的装有透镜的连接器系统IB就适配器50B的构造和引导销40的布置而言不同于上述实施例。也就是说,本变型例的装有透镜的连接器系统IB的适配器50B除了具有上述实施例中的适配器50A的构造之外,还具有间隔件52。间隔件52是布置在适配器50B的大致中心区域中并且沿着X-Y平面延伸的板状部件。Z方向与间隔件52的厚度方向一致。间隔件52的一个面52a(第一接触面)与装有透镜的连接器1A的GRIN透镜阵列30的第一面32相对,而间隔件52的另一个面52b (第二接触面)与装有透镜的连接器1B的GRIN透镜阵列30的第一面32相对。在一个实例中,间隔件52布置为其面52a、52b分别与装有透镜的连接器1A的第一面32和装有透镜的连接器1B的第一面32接触,从而将两个GRIN透镜阵列30彼此分开。该布置使得各个装有透镜的连接器10AU0B的第一界面区域32a(参见图6、图7A和图7B)隔着空间彼此相对。间隔件52具有用于形成将各个第一界面区域32a中的GRIN透镜31彼此光学连接起来的光学路径的路径。该构造能够在前端面(第一面32)之间设置有空间的状态下形成光学连接,同时能够由螺旋状压缩弹簧16 (见图2)向插芯20和GRIN透镜阵列30中的每一者施加Z方向载荷。
[0080]间隔件52保持一对引导销40。该对引导销40分别布置在与两个装有透镜的连接器10AU0B的引导销孔36对应的位置。该布置消除了将引导销40附接至其中一个装有透镜的连接器10AU0B的需要,从而装有透镜的连接器10AU0B可以完全以相同的构造形成,这有助于管理每个装有透镜的连接器10A、10B。
[0081](第二变型例)
[0082]图12是示出根据上述实施例的第二变型例的装有透镜的连接器系统IC的示意性构造,其中仅示出了装有透镜的连接器的10CU0D的GRIN透镜阵列30B和插芯20B。本变型例就GRIN透镜31与光纤61的相对位置关系而言不同于上述实施例。也就是说,在本变型例中,在第一面32中GRIN透镜31的各个光轴的位置在沿着X-Y平面(第一平面)的方向上偏离于相应光纤61的光轴。作为实例,在图12所示的构造中,装有透镜的连接器1C的GRIN透镜31的各个光轴在沿着X方向的特定方向(图中箭头A2的方向)上稍微偏离于各个光纤61的光轴LI,并且装有透镜的连接器1D的GRIN透镜31的各个光轴在沿着X方向的相反方向(图中箭头Al的方向)上稍微偏离于各个光纤61的光轴LI。装有透镜的连接器1C的GRIN透镜阵列30B与装有透镜的连接器1D的GRIN透镜阵列30B隔着由未示出的间隔件(例如,第一变型例中的间隔件52)形成的空间而相对。
[0083]在上述构造中,装有透镜的连接器1C的GRIN透镜31与装有透镜的连接器1D的GRIN透镜31之间的光轴L2相对于光轴LI而倾斜。也就是说,光轴在光纤61与一个装有透镜的连接器1C (或10D)的GRIN透镜31之间的界面处沿X方向弯折。此外,光轴还在GRIN透镜31的前端面处沿X方向弯折。在另一个装有透镜的连接器1D (或10C)中,GRIN透镜31分别布置在能够接收光轴的位置。入射到各个GRIN透镜31中的光束沿相反方向向上弯折以到达相应的光纤61。
[0084]上述构造能够防止在装有透镜的连接器10CU0D隔着空间彼此相对的状态下在GRIN透镜31的前端面(第一界面区域32a)上产生的反射光与光纤61再耦合。因此,可以提供具有良好光学特性的装有透镜的连接器。
[0085]这里,图13A是从前侧观看图12的第二变型例中的GRIN透镜阵列30B的第一面时所获得的正视图,并且图13B是通过从前侧观看图12的第二变型例中的插芯20B的前端面20a时所获得的正视图。如图13A所示,在GRIN透镜阵列30B中,由多个GRIN透镜31组成的透镜组的X方向上的中心位置P2在与各个GRIN透镜31的光轴的偏离方向(箭头Al或A2的方向;换言之
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