采用凹槽对齐特征结构和全内反射(tir)表面的梯度折射率(grin)透镜架以及相关组件...的制作方法
采用凹槽对齐特征结构和全内反射(tir)表面的梯度折射率(grin)透镜架以及相关组件 ...的制作方法
【专利摘要】本文公开采用一或多个凹槽对齐特征结构和全内反射(TIR)表面的梯度折射率(GRIN)透镜架以及相关组件、连接器与方法。在一个实施方式中，GRIN透镜架含有一或多个内部凹槽对齐特征结构，所述特征结构配置为将一或多个GRIN透镜(18，28)紧固在GRIN透镜架中。所述凹槽对齐特征结构还配置为准确对齐GRIN透镜的端面。本文公开的GRIN透镜架可提供为用于形成光学连接的光纤套管(66)和/或光纤组件或连接器(16)的部分。本文公开的含有GRIN透镜架的光纤连接器可光学地连接到另一个光纤连接器中的一或多个光纤或连接到光学装置以用于光传输，所述光学装置例如激光发射二极管(LED)、激光二极管或光电装置。
【专利说明】采用凹槽对齐特征结构和全内反射(TIR)表面的梯度折射率(GRIN)透镜架以及相关组件、连接器与方法
[0001]优先权申请案
[0002]本申请案根据专利法请求2011年12月9日提出申请的美国临时申请案第61/568，985号的优先权权利，所述申请案的内容为本案的依据并且全部以引用的方式并入本文。
【技术领域】
[0003]本公开案的技术涉及配置为支撑梯度折射率(GRIN)透镜的GRIN透镜架，其中所述GRIN透镜架可用于插头与插座中以促进光学连接。
【背景技术】
[0004]光纤的好处包括极宽的带宽和低操作噪音。由于所述优点，光纤正日益被用于各种应用，所述应用包括(但不限于)宽带语音、视频和数据传输。采用光纤的光纤网络正在发展并被用以通过专用网络和公共网络向用户传送语音、视频和数据传输。所述光纤网络通常包括分离连接点，所述分离连接点链接光纤以将“现场光纤(live fiber)”从一个连接点提供到另一个连接点。就这点来说，光纤设备位于数据分配中心或总局以支持光纤互连。
[0005]提供光纤连接器以促进与光纤的光学连接，以用于光传输。举例来说，光纤可光学连接到另一个光学装置(例如发光二极管(LED)、激光二极管或光电装置)以用于光传输。作为另一个实例，光纤可通过插配光纤连接器光学地连接到其他光纤。在所述情况中的任一情况下，重要的是光学连接光纤的端面与光学装置或其他光纤精密对齐以避免或降低耦合损耗。举例来说，光纤通过套管安置，所述套管使光纤关于光纤连接器外壳精密定位。
[0006]通常提供平坦端面多光纤套管以更加容易地促进支撑套管的光纤连接器与其他光纤连接器或其他光学装置之间的多个光纤连接。就这点来说，重要的是，光纤连接器设计为允许安置在套管中的光纤的端面放置为与光学装置或其他光纤接触或紧密间隔，以用于光传输。如果光纤与光学装置或其他光纤之间安置空气间隙，那么将光纤的末端切裂(例如，激光切裂)并抛光成弯曲形式以允许所述末端充当透镜。当光纤的端面切裂并抛光成弯曲形式时可能发生球面像差，从而引入光学损耗。
[0007]梯度折射率(GRIN)透镜提供对抛光曲率至光纤末端上以形成透镜的替代方案。GRIN透镜通过透镜材料的折射率从透镜的光轴到边缘的精密受控径向变化来聚焦光。所述折射率梯度的内部结构可急剧减少对严格受控表面曲率的需求，并产生简单的小型透镜。如此允许GRIN透镜具有平坦表面以校准从光纤发射的光，或将入射光束聚焦到光纤中。GRIN透镜可以玻璃棒的形式提供，所述玻璃棒安置在透镜架中作为光纤连接器的部分。GRIN透镜的平坦表面允许一个末端容易地粘合或熔合到安置在光纤连接器内部的光纤，而GRIN透镜的另一端安置在套管端面上。GRIN透镜的端面上的平坦表面可减少像差，因为端面可抛光为与套管的端面同平面的或实质上同平面的。GRIN透镜的平坦表面允许容易地清洁GRIN透镜的端面。重要的是，GRIN透镜架设计有内部支架，所述内部支架将GRIN透镜放置并紧固为以所需角度准确度对齐，以避免或降低耦合损耗。
【发明内容】
[0008]本文所公开实施方式包括米用一或多个凹槽对齐特征结构和全内反射(TIR)表面的梯度折射率(GRIN)透镜架以及相关组件、连接器与方法。连接器的非限制性实例包括插头和插座。在一个实施方式中，GRIN透镜架含有一或多个内部凹槽对齐特征结构，所述特征结构配置为将一或多个GRIN透镜紧固在GRIN透镜架中。所述凹槽对齐特征结构还配置为准确对齐GRIN透镜的端面。本文公开的GRIN透镜架可提供为用于形成光学连接的光纤套管和/或光纤组件或连接器的部分。本文公开的含有GRIN透镜架的光纤连接器可光学地连接到另一个光纤连接器中的一或多个光纤或连接到光学装置以用于光传输，所述光学装置例如激光发射二极管(LED)、激光二极管、垂直腔面发射激光器(VCSEL)或光电装置。作为非限制性实例，本文所公开的GRIN透镜架可提供为用于建立光学连接的含有一或多个光纤的插头或插座的部分。
[0009]就这点来说，在一个实施方式中，提供一种梯度折射率(GRIN)透镜架。GRIN透镜架包含透镜架主体，所述透镜架主体包含内部腔室。插配面安置在透镜架主体中。至少一个透镜开口安置在所述插配面中并且耦接在到所述内部腔室的自由空间中，所述至少一个透镜开口沿第一光轴安置并且配置为收纳至少一个GRIN透镜的至少一个末端部分。全内反射(TIR)表面沿至少一个透镜开口的第一光轴安置在透镜架主体中，所述TIR表面配置为沿第一光轴TIR反射光。至少一个凹槽对齐特征结构安置在透镜架主体的内部腔室的凹形底板中并且与至少一个透镜开口光学对齐。至少一个凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在内部腔室中的至少一个GRIN透镜，并对齐至少一个GRIN透镜的至少一个末端部分与至少一个透镜开口。
[0010]在另一个实施方式中，提供一种提供用于光纤连接器的梯度折射率(GRIN)透镜的方法。所述方法包含提供透镜架主体，所述透镜架主体包含内部腔室。所述方法还包含将至少一个GRIN透镜安置在至少一个凹槽对齐特征结构中，所述特征结构安置在透镜架主体的内部腔室中，所述至少一个凹槽对齐特征结构与至少一个透镜开口沿第一光轴光学对齐并且安置在透镜架主体的插配面中，以将所述至少一个GRIN透镜与所述至少一个透镜开口光学对齐，所述至少一个透镜开口耦接在到内部腔室的自由空间中。所述方法还包含提供TIR表面，所述TIR表面沿至少一个透镜开口的第一光轴安置在透镜架主体中，所述TIR表面配置为沿第一光轴TIR反射光。所述方法还包含将至少一个GRIN透镜的第一末端部分安置为穿过至少一个透镜开口，并与透镜架主体的插配面同平面。
[0011]在另一个实施方式中，提供一种梯度折射率(GRIN)透镜连接器系统。GRIN透镜连接器系统包含插头。所述插头包含插头透镜架主体，所述插头透镜架主体包含插头内部腔室。插头插配面安置在插头透镜架主体中。至少一个插头透镜开口安置在插头插配面中并且耦接在到插头内部腔室的自由空间中，所述至少一个插头透镜开口沿第一光轴安置并且配置为收纳至少一个插头GRIN透镜的至少一个末端部分。至少一个插头凹槽对齐特征结构安置在插头透镜架主体的插头内部腔室的凹形底板中，并且与至少一个插头透镜开口光学对齐。至少一个插头凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在插头内部腔室中的至少一个插头GRIN透镜，并对齐至少一个插头GRIN透镜的至少一个末端部分与至少一个插头透镜开□。
[0012]所述GRIN透镜连接器系统还包含插座。所述插座包含插座透镜架主体，所述插座透镜架主体包含插座内部腔室。插座插配面安置在插座透镜架主体中。至少一个插座透镜开口安置在插座插配面中并且耦接在到插座内部腔室的自由空间中，所述至少一个插座透镜开口沿第二光轴安置并且配置为收纳至少一个插座GRIN透镜的至少一个末端部分。TIR表面沿至少一个插座透镜开口的第二光轴安置在插座透镜架主体中，所述TIR表面配置为沿第二光轴TIR反射光。至少一个插座凹槽对齐特征结构安置在插座透镜架主体的插座内部腔室的凹形底板中，并且与至少一个插座透镜开口光学对齐。至少一个插座凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在插座内部腔室中的至少一个插座GRIN透镜，并对齐至少一个插座GRIN透镜的至少一个末端部分与至少一个插座透镜开口。
[0013]在另一个实施方式中，提供一种提供梯度折射率(GRIN)透镜连接器系统的方法。所述方法包含提供插头。所述插头包含插头透镜架主体，所述插头透镜架主体包含插头内部腔室。插头插配面安置在插头透镜架主体中。至少一个插头透镜开口安置在插头插配面中并且耦接在到插头内部腔室的自由空间中，所述至少一个插头透镜开口沿第一光轴安置并且配置为收纳至少一个插头GRIN透镜的至少一个末端部分。至少一个凹槽对齐特征结构安置在插头透镜架主体的插头内部腔室的凹形底板中，并且与至少一个插头透镜开口光学对齐。至少一个插头凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在插头内部腔室中的至少一个插头GRIN透镜，并对齐至少一个插头GRIN透镜的至少一个末端部分与至少一个插头透镜开□。
[0014]所述方法还包含提供插座。所述插座包含插座透镜架主体，所述插座透镜架主体包含插座内部腔室。插座插配面安置在插座透镜架主体中。至少一个插座透镜开口安置在插座插配面中并且耦接在到插座内部腔室的自由空间中，所述至少一个插座透镜开口沿第二光轴安置并且配置为收纳至少一个插座GRIN透镜的至少一个末端部分。TIR表面沿至少一个插座透镜开口的第二光轴安置在插座透镜架主体中，所述TIR表面配置为沿第二光轴TIR反射光。至少一个插座凹槽对齐特征结构安置在插座透镜架主体的插座内部腔室的凹形底板中，并且与至少一个插座透镜开口光学对齐。至少一个插座凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在插座内部腔室中的至少一个插座GRIN透镜，并对齐至少一个插座GRIN透镜的至少一个末端部分与至少一个插座透镜开口。所述方法还包含将插头透镜架主体的插头插配面插配到插座透镜架主体的插座插配面，以光学连接至少一个插头GRIN透镜和至少一个插座GRIN透镜。
[0015]作为非限制性实例，具有内部凹槽特征结构的GRIN透镜架可由模制工艺制造。作为另一个非限制性实例，GRIN透镜架可提供为一体式组件主体或多件式组件主体。作为另一个非限制性实例，GRIN透镜架可安置在连接器(例如插头或插座)中。
[0016]将在随后的具体描述中阐述额外特征结构和优点，而且对所属领域的技术人员而言，根据所述描述，额外特征结构和优点在某种程度上显而易见，或通过实践本文(包括随后的具体描述、权利要求书以及【专利附图】
【附图说明】)所描述的实施方式认识到。
[0017]应理解，上述一般描述和以下具体描述都展示实施方式，而且都旨在提供用于理解本公开案的本质和特性的概述或框架。包括附图以提供进一步理解，并且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。图式说明各种实施方式，并且图式与描述一起用于解释所公开的概念的原理和操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为采用梯度折射率(GRIN)透镜架的示范性电缆插头的透视图，所述透镜架由无缝透镜架主体组成，所述无缝透镜架主体采用内部凹槽对齐特征结构紧固和对齐GRIN透镜；
[0019]图2A为图1的插头的GRIN透镜架的透视图，所述透镜架与插座的GRIN透镜架插配，以光学连接安置在插头的GRIN透镜架中的GRIN透镜与安置在插座的GRIN透镜架中的GRIN透镜；
[0020]图2B为未插配的图1插头的GRIN透镜架和图2A插座的GRIN透镜架的透视图；
[0021]图2C为插配到图2A中插座的GRIN透镜架的图2A中插头的GRIN透镜架的侧视图；
[0022]图3为图1中插头的GRIN透镜架的特写透视图，其中GRIN透镜安置在GRIN透镜架的无缝透镜架主体内部的凹槽对齐特征结构中；
[0023]图4A为图2A中GRIN透镜架和光学装置的特写透视图，其中GRIN透镜紧固在插座GRIN透镜架的无缝透镜架主体内部安置的凹槽对齐特征结构中；
[0024]图4B为图4A中插座GRIN透镜架的无缝透镜架主体的特写横截面透视图；
[0025]图4C为图2A中GRIN透镜架和光学装置的特写底部透视图；
[0026]图5A为采用凹形护盖透镜架主体的另一个示范性插头GRIN透镜架的左透视图，所述透镜架与采用凹形护盖透镜架主体的插座GRIN透镜架插配，以光学连接安置在插头中的GRIN透镜与安置在插座中的GRIN透镜；
[0027]图5B为图5A的右透视图；
[0028]图5C为插配在一起的图5A中的GRIN透镜架的侧视图；
[0029]图6A为图5A至图5C中凹形护盖GRIN透镜架的特写透视图，其中从凹形透镜架主体去除凹形护盖；
[0030]图6B为图5A至图5C中凹形护盖GRIN透镜架的特写分解透视图；
[0031]图6C为图5A至图5C中凹形护盖GRIN透镜架的特写组装透视图；
[0032]图7A为图5A至图5C中凹形护盖GRIN透镜架的特写分解透视图；
[0033]图7B为图5A至图5C中凹形护盖GRIN透镜架的特写组装透视图；
[0034]图7C为图5A至图5C中凹形护盖GRIN透镜架的特写底部透视图；
[0035]图8为采用梯度折射率(GRIN)透镜架的另一个示范性电缆插头的透视图，所述插头由采用凹形护盖透镜架主体的GRIN透镜架组成；
[0036]图9A为图8中安置在插头中的凹形护盖GRIN透镜架的特写分解透视图；
[0037]图9B为图9A中凹形护盖GRIN透镜架的特写分解透视图，其中安装了光纤和GRIN透镜；
[0038]图9C为图9A和图9B中凹形护盖GRIN透镜架的特写组装透视图；
[0039]图10为采用梯度折射率(GRIN)透镜架的另一个示范性电缆插头的透视图，所述插头由采用内部凹槽对齐特征结构紧固和对齐GRIN透镜的拆分式组件透镜架组成；
[0040]图1lA为图10中GRIN透镜架的拆分式组件透镜架的特写组装透视图；
[0041]图1lB为图10中GRIN透镜架的拆分式组件护盖透镜架的特写分解透视图；
[0042]图12A为图10中拆分式组件GRIN透镜架的第一拆分式组件主体的特写透视图；
[0043]图12B为第二拆分式组件主体的特写透视图，所述第二拆分式组件主体与图12A中拆分式组件主体互补并将GRIN透镜支撑在凹槽对齐特征结构中；
[0044]图13A为示范性拆分式组件GRIN透镜架的特写组装前透视图，所述透镜架可用作采用内部凹槽对齐特征结构紧固和对齐GRIN透镜的插座；
[0045]图13B为图13A中凹形护盖GRIN透镜架的特写组装后透视图；
[0046]图13C为图13A中凹形护盖GRIN透镜架的特写分解顶部透视图；
[0047]图13D为图13A中凹形护盖GRIN透镜架的特写分解底部透视图；及
[0048]图13E为图13A中凹形护盖GRIN透镜架的特写横截面透视图。
【具体实施方式】
[0049]现在将详细参考实施方式，所述实施方式的实例在附图中加以图示，在附图中图示一些实施方式而非所有实施方式。事实上，概念可以多种不同形式来体现且在本文中不应被解释为限制性的；相反，提供所述实施方式以使得本公开案将满足适用的法律要求。在可能的情况下，将使用相同元件符号来表示相同的组件或零件。
[0050]本文所公开实施方式包括采用一或多个凹槽对齐特征结构和全内反射(TIR)表面的梯度折射率(GRIN)透镜架以及相关组件、连接器与方法。连接器的非限制性实例包括插头和插座。在一个实施方式中，GRIN透镜架含有一或多个内部凹槽对齐特征结构，所述特征结构配置为将一或多个GRIN透镜紧固在GRIN透镜架中。所述凹槽对齐特征结构还配置为准确对齐GRIN透镜的端面。本文公开的GRIN透镜架可提供为用于形成光学连接的光纤套管和/或光纤组件或连接器的部分。本文公开的含有GRIN透镜架的光纤连接器可光学地连接到另一个光纤连接器中的一或多个光纤或连接到光学装置以用于光传输，所述光学装置例如激光发射二极管(LED)、激光二极管、垂直腔面发射激光器(VCSEL)或光电装置。作为非限制性实例，本文所公开的GRIN透镜架可提供为用于建立光学连接的含有一或多个光纤的插头或插座的部分。
[0051]就这点来说，图1为采用GRIN透镜架的示范性连接器10的透视图，所述透镜架配置为支撑并对齐GRIN透镜。所述实施方式中的连接器10提供为插头12的形式。举例来说，插头12可为专门支撑用于建立光学连接的光学组件的光纤连接插头。或者，作为非限制性实例，插头12还可包括电气组件，例如安置在插头12中用于建立电气连接的电导体14A、14B。
[0052]继续参看图1，所述实施方式中的插头12采用梯度折射率(GRIN)透镜架16以支撑用于建立光学连接的光学组件。GRIN透镜架16安置在插头12的连接器外壳15中。作为实例，GRIN透镜架16可安置在套管17中，所述套管17安置在连接器外壳15中。如下文更详细讨论，GRIN透镜架16配置为支撑并对齐安置在GRIN透镜架16中的一或多个GRIN透镜18。举例来说，图1中安置在插头12中的GRIN透镜架16配置为支撑达四(4)个GRIN透镜18。GRIN透镜18光学耦接或熔合到光纤20，所述光纤20安置在紧固到插头12的电缆22中。以此方式，通过插头12与插座或其他光学组件的插配形成的与安置在GRIN透镜架16中的GRIN透镜18的光学连接建立与光纤20的光学连接。对齐开口 19A、19B安置在插头12中以在将插头12插配到插座时帮助插头12与插座的对齐。
[0053]安置在插头12的GRIN透镜架16中的GRIN透镜18提供对抛光曲率到光纤20的末端上以形成透镜的替代方案。GRIN透镜18通过透镜材料的折射率从透镜的光轴到边缘的精密受控径向变化来聚焦光。所述折射率梯度的内部结构可急剧减少对严格受控表面曲率的需求并产生简单的小型透镜。如此允许具有平坦表面的GRIN透镜18校准从光纤20发射的光或将入射光束聚焦到光纤20中。在所述实施方式中，如下文将更详细描述，GRIN透镜18以玻璃棒的形式提供，所述玻璃棒安置在GRIN透镜架16中。GRIN透镜18的平坦端面表面允许GRIN透镜18的末端容易地粘合或熔合到插头12内部的光纤20的末端部分，而GRIN透镜18的另一端安置在GRIN透镜架16的插配面24上，如图1中所图示。GRIN透镜18的平坦端面表面还可减少像差。
[0054]此外，继续参看图1，GRIN透镜18的端面可抛光为与插配面24同平面或实质上同平面(例如，在25 μ m至50 μ m内)。GRIN透镜18的平坦表面允许容易地清洁GRIN透镜18的端面。如下文将更详细讨论，GRIN透镜架16设计为具有内部对齐特征结构，所述特征结构支撑GRIN透镜18并使GRIN透镜18与GRIN透镜架16和插头12对齐，以避免或减少GRIN透镜18与光学组件之间的耦合损耗，所述光学组件通过插配到插头12光学连接到GRIN 透镜 18。
[0055]就这点来说，图2A为图1插头12的GRIN透镜架16的透视图，所述透镜架与插座连接器(未图示)之GRIN透镜架26插配。GRIN透镜架16和GRIN透镜架26可插配，以光学连接安置在插头12的GRIN透镜架16中的GRIN透镜18与安置在GRIN透镜架26中的GRIN透镜28。图2B为未插配的图2A中GRIN透镜架16和GRIN透镜架26的透视图。图2C为图2A中GRIN透镜架16插配到GRIN透镜架26的侧视图。如图2A和图2C中所图示，GRIN透镜架16的插配面24配置为邻接GRIN透镜架26的插配面30 (图2C)，以光学连接各自的受支撑GRIN透镜18、28。重要的是，GRIN透镜18、28适当地与各自的GRIN透镜架
16、26和各自的插配面24、30对齐，以避免或减少在将插配面24、30彼此邻接以光学连接各自的受支撑GRIN透镜18、28时的耦合损耗。就这点来说，如图2A和图2B中所图示和下文关于图3至图4B更详细讨论，GRIN透镜架16、26都分别含有凹槽对齐特征结构32、34。凹槽对齐特征结构32、34为安置在GRIN透镜架16、26的表面中的切口、缺口或沟槽。凹槽对齐特征结构32、34配置为支撑安置在GRIN透镜架16、26中的GRIN透镜18、28，并且将GRIN透镜18、28与插配面24、30对齐。通过提供凹槽对齐特征结构32、34，由GRIN透镜架16、26提供的GRIN透镜18、28的对齐可比替代方法更为准确，所述替代方法例如使用插销在透镜架主体中安置对齐通孔或钻孔。在制造透镜架主体之后使用插销在透镜架主体中安置通孔或钻孔可引入对齐不准确。在透镜架主体中模制钻孔将需要小模具组件，所述组件需要在彼此内部滑动。所述情况又产生排热问题以及对整个部件和对齐准确性的负面影响。
[0056]而且，在所述实施方式中，凹槽对齐特征结构32、34提供为GRIN透镜架16、26的整合单件式组件结构的部分。举例来说，凹槽对齐特征结构32、34可提供为用于模具或压模制造GRIN透镜架16、26的模具或压模的部分。模具制造GRIN透镜架16、26可减少制造步骤、制造成本并且提供对受支撑GRIN透镜18、28的准确对齐。
[0057]如图2A至图2C中所图示，在所述实施方式中用于插头12的GRIN透镜架16 (图1)由透镜架主体36组成。内部腔室38安置在透镜架主体36中。GRIN透镜18安置并设置在内部腔室38中，如下文将关于图3更详细讨论。GRIN透镜18可熔合或光学连接到内部腔室38中安置的光纤20的涂布光纤部分20B的裸露光纤部分20A的末端部分40。举例来说，作为非限制性实例，裸露光纤部分20A的直径可为一百二十五(125)微米(μ m)，并且涂布光纤部分20B的直径可为二百五十(250) μ m。为将光纤20的末端部分40安置在透镜架主体36的内部腔室38中，光端口开口 42安置在透镜架主体36中。光端口开口 42耦接在到内部腔室38的自由空间中。举例来说，光端口开口 42可为安置在透镜架主体36中的孔洞。光纤20的末端部分40可插入光端口开口 42中，以光学连接或熔合到GRIN透镜18的末端部分44以用于光学连接。
[0058]继续参看图2A至图2C，为将GRIN透镜18定位为紧邻其他光学组件(例如GRIN透镜28)，插配面24安置在透镜架主体36中。插配面24提供平面的或实质上平面的插配面46以与另一个光学组件邻接，以使GRIN透镜18的端面48与其他光学组件接触或紧密接触而用于光传输。在所述实例中，与插配面24同平面或实质上同平面(例如，在25 μ m至50 μ m内)的GRIN透镜18的端面48光学连接到GRIN透镜架26中的GRIN透镜28的端面50。就这点来说，GRIN透镜架26包括透镜架主体52。透镜架主体52还含有安置在透镜架主体52中的内部腔室54。GRIN透镜28安置并设置在内部腔室54中，如下文将关于图4A和图4B更详细讨论。
[0059]参看图2B，GRIN透镜28可设置为直接或通过安置在表面56 (图4B)中的透镜55间接传输光，所述表面56延伸穿过透镜架主体52。透镜架主体52可由在所需波长下的光传输材料制成，使得安置在表面56中的透镜55可从光源接收光。在所述实施方式中,GRIN透镜架26安装到含有光学装置59的印刷电路板(PCB) 57中(又参见图4B)。举例来说，光学装置59可为光学发射器或接收器，分别例如垂直腔面发射激光器(VCSEL)和光电二极管(例如，PIN 二极管)。光学装置59与透镜55对齐，以通过透镜55发射光到GRIN透镜28或从GRIN透镜28接收光，所述GRIN透镜与透镜架主体52中的透镜55对齐。举例来说，光学装置59可以交替方式设置在发射器与接收器光学装置59之间。如图2C中所图示，全内反射(TIR)表面61提供在透镜架主体52中，以反射光到透镜架主体中安置的GRIN透镜28并反射来自所述GRIN透镜28的光。举例来说，TIR表面61可安置为相对于发射路径EP1成角度Q1，在透镜架主体52的非限制性实例中，所述角度为四十五(45)度。通过透镜55接收的从安置在表面56上的发射器光学装置59发射的光沿发射路径EP1发射。所述光沿发射路径EP2从TIR表面61反射到GRIN透镜28。类似地，沿发射路径EP2从GRIN透镜28接收的光沿发射路径EP1从TIR表面61反射，以发射到透镜55并由接收器光学装置59接收。
[0060]注意，透镜架主体36、52可由聚合物或适用于支撑安置在透镜架主体36、52中的GRIN透镜18、28和光纤20的任何其他材料构造。作为非限制性实例，透镜架主体36、52可在模制工艺中由模具产生。举例来说，所述实施方式中的透镜架主体36、52提供为整体组件以提供无缝插配面24、30。提供无缝插配面24、30可降低碎屑进入或堆积在缝中并与GRIN透镜18、28接触而导致光传输损耗的可能性。
[0061]参看图2A和图2C，为提供穿过透镜架主体36、52到GRIN透镜18、28的外部接入，GRIN透镜架16、26分别含有透镜开口 58、60。透镜开口 58、60安置在透镜架主体36、52的插配面24、30中并且耦接在到各自的内部腔室38、54的自由空间中。透镜开口 58、60配置为收纳GRIN透镜18、28的端面48、50。各自的透镜架主体36、52中的凹槽对齐特征结构32,34分别与透镜开口 58、60光学对齐。就这点来说，当GRIN透镜18、28由凹槽对齐特征结构32、34支撑时，GRIN透镜18、28和所述透镜的端面48、50与透镜开口 58、60和所述开口的插配面24、30对齐。以此方式，当各自的GRIN透镜架16、26插配时，GRIN透镜18、28彼此对齐。此外，可能需要提供具有一内径的透镜开口 58、60，所述内径在透镜开口 58、60支撑在透镜架主体中时分别在透镜开口 58、60与GRIN透镜18、28之间提供空隙。举例来说，空隙可介于五(5) μπι与十(10) μ m之间。
[0062]继续参看图2A和图2C，为了将GRIN透镜18安装在GRIN透镜架16中，GRIN透镜18可通过透镜架主体36中的开口安置在内部腔室38中的凹槽对齐特征结构32中。或者，GRIN透镜18可插入穿过安置在透镜架主体36的插配面24中的透镜开口 58，直至GRIN透镜18的端面48与插配面24同平面或实质上同平面(例如，在25 μ m至50 μ m内)。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可安置在开口 64中，以将GRIN透镜18紧固在透镜架主体36的凹槽对齐特征结构32中，并且封闭对透镜架主体36的内部腔室38中的GRIN透镜18的接入。如上文讨论，光纤20可通过光端口开口 42安置在透镜架主体36中。通过从涂布光纤部分20B去除涂层提供的裸露光纤部分20A的末端部分40可穿过光端口开口 42插入。裸露光纤部分20A可与GRIN透镜18的末端部分44接触、熔合或紧密接触，以光学连接光纤20与GRIN透镜18。
[0063]类似地，继续参看图2A和图2C，为将GRIN透镜28安装在GRIN透镜架26中，GRIN透镜28可通过透镜架主体52中的开口 66安置在内部腔室54中的凹槽对齐特征结构34中。或者，GRIN透镜28可插入穿过安置在透镜架主体52的插配面30中的透镜开口 60，直至GRIN透镜28的端面50与插配面30同平面或实质上同平面(例如，在25 μ m至50 μ m内)。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可安置在开口 66中，以将GRIN透镜28紧固在透镜架主体52的凹槽对齐特征结构34中，并且封闭对透镜架主体52的内部腔室54中的GRIN透镜28的接入。
[0064]为进一步提供关于安置在图1的插头12的GRIN透镜架16中的凹槽对齐特征结构32的细节，提供图3。图3为图1中插头12的GRIN透镜架16的特写透视图。图2C和图3图示关于GRIN透镜18的更多细节，所述GRIN透镜18安置在凹槽对齐特征结构32中以将GRIN透镜18与透镜开口 58、插配面24和/或光端口开口 42对齐。在所述实施方式中，凹槽对齐特征结构32安置在GRIN透镜架16的内部腔室38中的凹形底板68中。凹槽特征结构32通过将楔形构件70并排安置在内部腔室38的凹形底板68 (图2C)的每一侧上来形成。并排楔形构件70在楔形构件70之间形成V形凹槽72，所述凹槽可将GRIN透镜18的每一端支撑在内部腔室38中。
[0065]继续参看图3，楔形构件70安置在内部腔室38中，使得V形凹槽72与透镜开口 58对齐。在所述实施方式中，V形凹槽72不延伸到透镜开口 58中。安置在V形凹槽72中的GRIN透镜18因而与透镜开口 58对齐。V形凹槽72也可安置于内部腔室38中以与提供在透镜架主体36中的光端口开口 42对齐。V形凹槽72还提供用于将GRIN透镜18安置为与内部腔室38的凹形底板68 (图2C)具有间隙74的间距。提供间隙74允许不接触GRIN透镜18而收集内部腔室38内部的任何碎屑或其他材料，以避免光传输损耗。
[0066]为进一步提供关于安置在图2A至图2C中GRIN透镜架26中的凹槽对齐特征结构34的细节，提供图4A至图4C。图4A为图2A中安装在PCB57上的插座GRIN透镜架26的特写透视图，而且其中GRIN透镜28紧固在GRIN透镜架26内部安置的凹槽对齐特征结构中。图4B为图4A中GRIN透镜架26的特写横截面透视图。图4C为图4A中GRIN透镜架26的特写底部透视图。图4A至图4C更详细图示GRIN透镜28，所述GRIN透镜28安置在凹槽对齐特征结构34中以将GRIN透镜28与透镜开口 60、插配面30和/或透镜55对齐。在所述实施方式中，凹槽对齐特征结构34安置在GRIN透镜架26的内部腔室54中的凹形底板76中。凹槽对齐特征结构34通过将楔形构件78并排安置在内部腔室54的凹形底板76的每一侧上来形成。并排楔形构件78在楔形构件78之间形成V形凹槽80，所述V形凹槽80可将GRIN透镜28的每一端支撑在内部腔室54中。楔形构件78安置在内部腔室54中，使得V形凹槽80与透镜开口 60对齐。
[0067]参看图4A和图4B，在所述实施方式中，V形凹槽80不延伸到透镜开口 60中。安置在V形凹槽80中的GRIN透镜28因而与透镜开口 60对齐。V形凹槽80也可安置于内部腔室54中以与提供在透镜架主体52中的透镜55对齐。V形凹槽80还提供用于将GRIN透镜28安置为与内部腔室54的凹形底板76具有间隙82的间距。提供间隙82允许不接触GRIN透镜28而收集内部腔室54内部的任何碎屑或其他材料，以避免光传输损耗。参看图4C，图示透镜55，所述透镜55由透镜架主体52的光传输材料提供并沿传输路径EPl对齐，如图2C中所图示。
[0068]可提供其他形式的GRIN透镜架，所述透镜架包含用于支撑并对齐GRIN透镜的凹槽对齐特征结构。就这点来说，图5A和图5B分别为替代性示范GRIN透镜架90的左透视图和右透视图，所述替代性示范GRIN透镜架90可与替代性示范GRIN透镜架92插配。图5C为插配在一起的图5A中GRIN透镜架90、92的侧视图。举例来说，GRIN透镜架90可安置在插头中，而GRIN透镜架92可安置在插座中，使得当插座与插头插配时，GRIN透镜架90、92插配。GRIN透镜架90、92的插配光学连接安置在GRIN透镜架90中的GRIN透镜94与安置在GRIN透镜架92中的GRIN透镜96。在所述实施方式中，GRIN透镜架90、92采用透镜架主体98、100，所述透镜架主体98、100配置有开口凹部102、104 (图6A、图6B、图7A)以将凹形护盖106、108分别收纳在透镜架主体98、100处或下方，以封闭安置在透镜架主体98、100中的内部腔室110、112(图6A、图6B、图7A)。GRIN透镜94、96安置在内部腔室110,112中处于凹槽对齐特征结构114、116中，以将GRIN透镜94、96与透镜架主体98、100和透镜开口 118、120 (图6C、图7B)对齐，所述透镜开口 118、120通过将凹形护盖106、108安置在透镜架主体98、100的开口凹部102、104中来形成。或者，凹槽对齐特征结构114、116可分别安置在凹形护盖106、108中，而不是安置在透镜架主体98、100中。
[0069]继续参看图5A至图5C，通过在透镜架主体98、100中提供开口凹部102、104，当去除凹形护盖106、108时，GRIN透镜94、96可穿过内部腔室110、112安置在透镜架主体98、100中。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可接着安置在内部腔室110、112和开口凹部102、104中安置的凹形护盖106、108中，以封闭内部腔室110、112并将GRIN透镜94、96紧固在透镜架主体98、100内部。此举与必须穿过透镜开口 118、120和光端口开口 122以及透镜124安置GRIN透镜94、96相反。
[0070]继续参看图5A至图5C，作为非限制性实例，具有分离透镜架主体98、100和凹形护盖106、108的GRIN透镜架90、92还可更容易地模制或冲压，或模制的成本更低。然而，提供分离透镜架主体98、100和凹形护盖106、108提供两件式插配面126A、126B和128A、128B (图5A、图5B、图6C、图7B)，所述插配面包括在GRIN透镜架90、92中沿透镜架主体98、100与凹形护盖106、108的界面的缝130、132。凹形护盖106和透镜架主体98分别提供插配面126AU26B，所述插配面在凹形护盖106适当地安置在透镜架主体98中时形成组合的平面或实质上平面表面。类似地，凹形护盖108和透镜架主体100分别提供插配面128A、128B，所述插配面在凹形护盖108适当地安置在透镜架主体100中时形成组合的平面或实质上平面表面。由于GRIN透镜架90、92中的分离插配面126A、126B和128A、128B分别形成的缝130、132在未完全密封时为碎屑提供进入内部腔室110、112的额外入口位置。此外，如下文讨论，所述实施方式中的透镜架主体98、100还分别设计有凸起侧129AU29B和131A、131B，所述凸起侧限定用于容纳凹形护盖106、108的内部腔室110、112。凸起侧129A、129B和131A、131B可为透镜架主体98、100提供在Y轴方向上的增加的稳定性。
[0071]如图5A和图5B中所图示，GRIN透镜架90的插配面126、128配置为邻接GRIN透镜架92的插配面128，以光学连接各自的受支撑GRIN透镜94、96。重要的是，GRIN透镜94、96适当地与各自的GRIN透镜架90、92和各自的插配面126、128对齐，以避免或减少插配面126、128彼此邻接以光学连接各自的受支撑GRIN透镜94、96时的耦合损耗。就这点来说，如图6A至图7B中所图示，GRIN透镜架90、92都分别含有凹槽对齐特征结构114、116。凹槽对齐特征结构114、116配置为支撑安置在GRIN透镜架90、92中的GRIN透镜94、96并将GRIN透镜94、96与插配面126、128对齐。而且，在所述实施方式中，凹槽对齐特征结构114、116可提供为GRIN透镜架90、92的整合结构的部分。举例来说，凹槽对齐特征结构114、116可提供为用以模具制造GRIN透镜架90、92的模具的部分。模具制造GRIN透镜架90、92可减少制造步骤、制造成本并提供受支撑GRIN透镜94、96的准确对齐。
[0072]如图5C中所图示，TIR表面133提供在透镜架主体92中，以反射光到透镜架主体92中安置的GRIN透镜96并反射来自所述GRIN透镜96的光。举例来说，TIR表面133可安置为相对于发射路径EP3成角度O2，在透镜架主体100的非限制性实例中，所述角度为四十五(45)度。可通过透镜124接收的来自安置在衬底(图示为印刷电路板144)上的发射光学装置146的光沿发射路径EP2发射。所述光沿发射路径EP4从TIR表面133反射到GRIN透镜96。类似地，沿发射路径EP4从GRIN透镜96接收的光沿发射路径EP3从TIR表面133反射并发射到透镜124，所述光可由接收光学装置146接收。
[0073]现在将讨论关于图6A至图6C中的GRIN透镜架90和图7A与图7B中的GRIN透镜架92的更多细节。图6A为图5A和图5B的GRIN透镜架90的特写透视图，其中凹形护盖106从凹形透镜架主体98去除。图6B和图6C分别为图5A和图5B中GRIN透镜架90的特写分解透视图和特写组装透视图。参看图6A和图6B，安置在GRIN透镜架90的透镜架主体98中的GRIN透镜94可熔合或光学连接到安置在内部腔室110中的光纤20的涂布光纤部分20B的裸露光纤部分20A的末端部分40。光纤20的末端部分40安置在凹槽对齐特征结构中，所述特征结构提供为安置在透镜架主体98的内部腔室110的凹形底板138中的V形凹槽136。凹形底板138安置在形成内部腔室110的凸起侧129AU29B之间。V形凹槽136支撑并对齐透镜架主体98中的光纤20和GRIN透镜94。V形凹槽136在透镜架主体94中的凹形底板138中延伸，以形成通向光端口开口 122的透镜开口 118，所述开口都耦接在到内部腔室110的自由空间中。所述实施方式中的V形凹槽136也由三个不同的凹槽区段136A、136B、136C组成，所述区段各具有不同的凹槽大小以分别容纳并紧固地支撑具有不同外径大小的涂布光纤20B、裸露光纤20A和GRIN透镜94。
[0074]继续参看图6A至图6C，为将GRIN透镜94定位为紧邻其他光学组件(例如GRIN透镜96)，插配面126、128安置在透镜架主体90中。插配面126、128提供平面的或实质上平面的插配面以与另一个光学组件邻接，以使GRIN透镜94的端面140与其他光学组件接触或紧密接触而用于光传输。在所述实例中，与插配面126AU26B和128AU28B同平面或实质上同平面(例如，在25μπι至50μπι内)的GRIN透镜94的端面140光学连接到GRIN透镜架92中的GRIN透镜96的端面142，如图7Α和图7Β中所图示。参看图7Α和图7B，GRIN透镜96可设置为直接或通过安置在透镜架主体100的表面125中的透镜124间接传输光。GRIN透镜96可设置为直接或通过安置在表面125中的透镜124间接传输光，所述表面125延伸穿过透镜架主体100。透镜架主体100可由在所需波长下的光传输材料制成，使得安置在表面125中的透镜124可从光源接收光。在所述实施方式中，如图7A中所图示，GRIN透镜架92安装到含有光学装置146的印刷电路板(PCB) 144。光学装置146与透镜124对齐，以用于引导光到透镜124和GRIN透镜96或从透镜124和GRIN透镜96接收光，所述GRIN透镜96与透镜架主体100中的透镜124对齐。
[0075]继续参看图6A至图6C，为了将GRIN透镜94安装在GRIN透镜架90中，GRIN透镜94可安置在内部腔室110中的V形凹槽136中。GRIN透镜94的端面140与插配面126、128同平面或实质上同平面(例如，在25μπι至50μπι内)。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可安置在开口凹部102中，以将GRIN透镜94紧固在透镜架主体98的V形凹槽136中，并且封闭对透镜架主体98的内部腔室110中的GRIN透镜94的接入。如上文讨论，光纤20可安置在透镜架主体98中的V形凹槽136中。通过从涂布光纤部分20Β去除涂层提供的裸露光纤部分20Α的末端部分40可插入V形凹槽136。裸露光纤部分20Α可与GRIN透镜94的末端部分148接触、熔合或紧密接触，如图6Β中所图示，以光学连接光纤20与GRIN透镜94。
[0076]在将GRIN透镜94和光纤20安装在图6Α中透镜架主体98中的V形凹槽136中并且将环氧树脂、凝胶或粘合剂插入内部腔室110之后，凹形护盖106的安装是容易的。如图6Β中所图示，凹形护盖106含有两个插配特征结构150Α、150Β，所述特征结构配置为与安置在透镜架主体98中的两个插配凹部152Α、152Β界接。凹形护盖106插入开口凹部102中，其中插配特征结构150Α、150Β安置在凹部152Α、152Β中。凹形护盖106与开口凹部102的插配在GRIN透镜架90中形成透镜开口 118和光端口开口 122。
[0077]图7Α和图7Β分别为图5Α至图5C中GRIN透镜架92的特写分解透视图和特写组装透视图。图7C为图5Α至图5C中组装GRIN透镜架92的底部透视图，所述透视图图示安置在透镜架主体100的表面125中的透镜124。为了将GRIN透镜96安装在GRIN透镜架92中，GRIN透镜96可安置在内部腔室112中的V形凹槽139中。GRIN透镜96的端面142与插配面128同平面或实质上同平面(例如，在25μπι至50μπι内)。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可安置在开口凹部104中，以将GRIN透镜96紧固在透镜架主体100的V形凹槽139中并封闭对透镜架主体100的内部腔室112中的GRIN透镜96的接入。
[0078]参看图7Α和图7Β，在将GRIN透镜96安装在透镜架主体100中的V形凹槽139中并且将环氧树脂、凝胶或粘合剂插入内部腔室112之后，凹形护盖108的安装是容易的。如图7A中所图示，凹形护盖108含有两个插配表面154A、154B,所述插配表面配置为与安置在透镜架主体100中的两个插配凹部156AU56B界接。凹形护盖108插入开口凹部104中，其中插配表面154A、154B安置在插配凹部156A、156B中。凹形护盖108与开口凹部104的插配在GRIN透镜架92中形成透镜开口 120和透镜124。
[0079]图8为采用替代凹形护盖GRIN透镜架166的另一个示范性连接器160的透视图，所述GRIN透镜架166配置为支撑并对齐GRIN透镜。如下文更详细讨论，在所述实施方式中，GRIN透镜架166包括内部凹槽对齐特征结构以支撑GRIN透镜，所述GRIN透镜为正方形或矩形形状，与椭圆形、圆形或V形相反。所述实施方式中的连接器160提供为插头162的形式。举例来说，插头162可为专门支撑用于建立光学连接的光学组件的光纤连接插头。或者，插头162还可包括用于建立电气连接的电气组件，例如安置在插头162中的电导体164A、164B。
[0080]继续参看图8，类似于图1中的插头12，所述实施方式中的插头162采用梯度折射率(GRIN)透镜架166，以支撑用于建立光学连接的光学组件。如下文将更详细讨论，在所述实施方式中，GRIN透镜架166由拆分式组件主体而不是一体式组件组成。GRIN透镜架166安置在插头162的连接器外壳165中。GRIN透镜架166可安置在套管167中，所述套管167安置在连接器外壳165中。GRIN透镜架166配置为支撑并对齐GRIN透镜架166中安置的一或多个GRIN透镜168。举例来说，安置在图8中插头162中的GRIN透镜架166配置为支撑达四⑷个GRIN透镜168。GRIN透镜168光学耦接或熔合到光纤170，所述光纤170安置在紧固到插头162的电缆172中。以此方式，通过插头162与插座或其他光学组件的插配形成的与安置在GRIN透镜架166中的GRIN透镜168的光学连接建立与光纤170的光学连接。对齐开口 169AU69B安置在插头162中以在将插头162插配到插座时帮助插头162与插座的对齐。
[0081]图9A为图8中安置在插头162中的凹形护盖GRIN透镜架166的特写分解透视图。图9B为图9A中凹形护盖GRIN透镜架166的特写分解透视图，其中安装了光纤和GRIN透镜。图9C为图9A和图9B中凹形护盖GRIN透镜架166的特写组装透视图。所述实施方式中的GRIN透镜架166采用透镜架主体174，所述透镜架主体174配置有开口凹部176，以将凹形护盖178收纳在透镜架主体174处或下方，以封闭安置在透镜架主体174中的内部腔室180。GRIN透镜168安置在内部腔室180中处于凹槽对齐特征结构182中，以将GRIN透镜168与透镜架主体174和透镜开口 184对齐，所述透镜开口 184通过将凹形护盖178安置在透镜架主体174的开口凹部176中来形成。或者，凹槽对齐特征结构182可安置在凹形护盖178中，而不是安置在透镜架主体174中。
[0082]继续参看图9A至图9C，通过在透镜架主体174中提供开口凹部176，当去除凹形护盖178时，GRIN透镜168可穿过内部腔室180安置在透镜架主体174中。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可接着安置在内部腔室180和开口凹部176中安置的凹形护盖178中，以封闭内部腔室180并将GRIN透镜168紧固在透镜架主体174内部。通过提供分离的透镜架主体174和凹形护盖178，提供两件式插配面186AU86B，所述插配面形成沿透镜架主体174与凹形护盖178的界面的缝188，如图9C中所图示。GRIN透镜架166中的缝188在未完全密封时为碎屑提供进入内部腔室180的额外进入位置。此夕卜，如下文讨论，所述实施方式中的透镜架主体174还设计有凸起侧191AU91B，所述凸起侧191AU91B限定用于收纳凹形护盖178的内部腔室180。凸起侧191A、191B可为透镜架主体174提供在Y轴方向上的增加的稳定性。
[0083]如图9A至图9C中所图示，GRIN透镜架166的插配面186A、186B配置为邻接另一个GRIN透镜架的插配面，以光学连接受支撑的GRIN透镜168。重要的是，GRIN透镜168适当地与GRIN透镜架166和插配面186A、186B对齐，以避免或减少在将插配面186A、186B与另一个插配面邻接以光学连接受支撑GRIN透镜168时的耦合损耗。就这点来说，如图9A至图9C中所图示，GRIN透镜架166含有凹槽对齐特征结构182。凹槽对齐特征结构182配置为支撑安置在GRIN透镜架166中的GRIN透镜168，并且将GRIN透镜168与插配面186A、186B对齐。而且，在所述实施方式中，凹槽对齐特征结构182可提供为GRIN透镜架166的整合结构的部分。举例来说，凹槽对齐特征结构182可提供为用以模具制造GRIN透镜架166的模具的部分。模具制造GRIN透镜架166可减少制造步骤、制造成本并提供受支撑GRIN透镜168的准确对齐。
[0084]现在将讨论关于图9A至图9C中的GRIN透镜架166的更多细节。参看图9A，安置在GRIN透镜架166的透镜架主体174中的GRIN透镜168可熔合或光学连接到安置在内部腔室180中的光纤170的涂布光纤部分170B的裸露光纤部分170A的末端部分190。光纤170的末端部分190安置在正方形凹槽182中，所述正方形凹槽182安置在透镜架主体174的内部腔室180的凹形底板194中。凹形底板194安置在凸起侧190AU90B之间。正方形凹槽192支撑并对齐透镜架主体174中的光纤170和GRIN透镜168。正方形凹槽192在透镜架主体174中的凹形底板194中延伸，以形成通向光端口开口 198 (图9B中所图示)的透镜开口 196。所述实施方式中的正方形凹槽192也由三个不同的凹槽区段192A、192B、192C组成(图9B)，所述区段各具有不同的凹槽大小以分别容纳并紧固地支撑具有不同外径大小的涂布光纤170B、裸露光纤170A和GRIN透镜168。
[0085]继续参看图9A至图9C，为将GRIN透镜168定位为紧邻其他光学组件，插配面186AU86B安置在透镜架主体174中。插配面186A、186B提供平面的或实质上平面的插配面以与另一个光学组件邻接，以使GRIN透镜168的端面200与其他光学组件接触或紧密接触而用于光传输。在所述实例中，与插配面186A、186B同平面或实质上同平面(例如，在25μπι至50μπι内)的GRIN透镜168的端面200可光学连接到图5Β中另一个插配GRIN透镜架92中的其他GRIN透镜96的端面。
[0086]继续参看图9Α至图9C，为了将GRIN透镜168安装在GRIN透镜架166中，GRIN透镜168可安置在内部腔室180中的正方形凹槽192中。GRIN透镜168的端面200与插配面186Α、186Β同平面或实质上同平面(例如，在25 μ m至50 μ m内)。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可安置在开口凹部176中，以将GRIN透镜168紧固在透镜架主体174的正方形凹槽192中，并且封闭对透镜架主体174的内部腔室180中的GRIN透镜168的接入。如上文讨论，光纤170可安置在透镜架主体174中的正方形凹槽192中。通过从涂布光纤部分170B去除涂层提供的裸露光纤部分170A的末端部分190可插入正方形凹槽192。裸露光纤部分170A可与GRIN透镜168的末端202接触、熔合或紧密接触，以光学连接光纤170与GRIN透镜168。
[0087]在将GRIN透镜168和光纤170安装在图9B中透镜架主体174中的正方形凹槽192中并且将环氧树脂、凝胶或粘合剂插入内部腔室180之后，凹形护盖178的安装是容易的。如图9C中所图示，凹形护盖178含有两个插配特征结构204A、204B，所述特征结构配置为与安置在透镜架主体174中的两个插配凹部206A、206B界接。凹形护盖178插入开口凹部176中，其中插配特征结构204A、204B安置在凹部206A、206B中。凹形护盖178与开口凹部176的插配在GRIN透镜架166中形成透镜开口 196和光端口开口 198。
[0088]图10为采用GRIN透镜架的另一个示范性连接器210的透视图，所述GRIN透镜架配置为支撑并对齐GRIN透镜。所述实施方式中的连接器210提供为插头212的形式。举例来说，插头212可为专门支撑用于建立光学连接的光学组件的光纤连接插头。或者，插头212还可包括用于建立电气连接的电气组件，例如安置在插头212中的电导体214A、214B。
[0089]继续参看图10，类似于图1中的插头12，所述实施方式中的插头212采用梯度折射率(GRIN)透镜架216，以支撑用于建立光学连接的光学组件。如下文将更详细讨论，在所述实施方式中，GRIN透镜架216由拆分式组件主体而不是一体式组件组成。GRIN透镜架216安置在插头212的连接器外壳215中。GRIN透镜架216可安置在套管217中，所述套管217安置在连接器外壳215中。GRIN透镜架216配置为支撑并对齐GRIN透镜架216中安置的一或多个GRIN透镜218。举例来说，安置在图10中插头212中的GRIN透镜架216配置为支撑达四(4)个GRIN透镜218。GRIN透镜218光学耦接或熔合到光纤220，所述光纤220安置在紧固到插头212的电缆222中。以此方式，通过插头212与插座或其他光学组件的插配形成的与安置在GRIN透镜架216中的GRIN透镜218的光学连接建立与光纤220的光学连接。对齐开口 219A、219B安置在插头212中以在将插头212插配到插座时帮助插头212与插座的对齐。
[0090]图1IA和图1lB分别为图10中插头212的拆分式组件GRIN透镜架216的特写组装透视图和特写分解透视图。如图1lB中所图示，GRIN透镜架216由透镜架主体224组成，所述透镜架主体224由两个拆分式组件主体226A、226B组成。两个拆分式组件主体226A、226B彼此互补，使得当拆分式组件主体226A安置在拆分式组件主体226B上时，总成形成透镜架主体224。当两个拆分式组件主体226A、226B配合在一起时，形成对齐开口 219A、219B、光端口开口 227和透镜开口 228，如图1lA和图1lB中所图示。当两个拆分式组件主体226A、226B彼此配合时，内部腔室232也形成在两个拆分式组件主体226A、226B内部。通过提供两个拆分式组件主体226A、226B，透镜架主体224和两个拆分式组件主体226A、226B的制造可更容易或更成本有效，并且如果需要，可更容易提供为模制或冲压组件。GRIN透镜218和光纤220可容易地安置在透镜架主体224中，因为GRIN透镜218和光纤220可安置在拆分式组件主体226B中，而无需穿过透镜开口 228和光端口开口 227插入。
[0091]如图1lA中所图示，当两个拆分式组件主体226A、226B彼此配合时，形成GRIN透镜架216的插配面234。插配面234配置为邻接另一个光学组件的插配面，以光学连接受支撑GRIN透镜218。插配面234由平面的或实质上平面的插配面242A、242B形成，所述插配面242A、242B安置在聚合在一起的拆分式组件主体226A、226B中。提供插配面234以与另一个光学组件邻接，以使GRIN透镜218的端面230与其他光学组件接触或紧密接触，以用于光传输。重要的是，GRIN透镜218在插配面234处适当地与GRIN透镜架主体216对齐，以避免或减少在将插配面234与另一个光学组件邻接时的耦合损耗。就这点来说，如图12A和图12B中所图示和下文更详细讨论，拆分式组件主体226A、226B分别含有凹槽对齐特征结构236A、236B。当拆分式组件主体226A、226B配合在一起时，凹槽对齐特征结构236A、236B聚合在一起，以在透镜架主体224中形成光端口开口 227和透镜开口 228。凹槽对齐特征结构236A、236B配置为支撑GRIN透镜218，并在拆分式组件主体226B与拆分式组件主体226A配合时对齐GRIN透镜218与插配面234。通过提供凹槽对齐特征结构236A、236B，GRIN透镜218的对齐可比替代方法更为准确，所述替代方法例如在制造期间使用插销在透镜架主体中安置对齐通孔或钻孔。在制造透镜架主体之后使用插销在透镜架主体中安置通孔或钻孔可引入对齐不准确。在透镜架主体中模制钻孔将需要小模具组件，所述组件需要在彼此内部滑动。所述情况又产生排热问题以及对整个部件和对齐准确性的负面影响。
[0092]注意，关于图12A，所述实施方式中安置在拆分式组件主体226A中的凹槽对齐特征结构236A也由三个不同的凹槽区段236A(1)、236A⑵、236A(3)组成。每一凹槽区段236A(1)、236A(2)、236A(3)具有不同的凹槽大小，以分别容纳并紧固地支撑具有不同外径大小的涂布光纤20B与裸露光纤20A(未图示)以及GRIN透镜218。类似地，关于图12B，所述实施方式中安置在拆分式组件主体226B中的凹槽对齐特征结构236B也由三个不同的凹槽区段 236B(1)、236B(2)、236B(3)组成。每一凹槽区段 236B (I)、236B (2)、236B (3)中的每一个区段具有不同的凹槽大小，以分别容纳并紧固地支撑具有不同外径大小的涂布光纤240B与裸露光纤240A(未图示)以及GRIN透镜218。
[0093]而且，在所述实施方式中，凹槽对齐特征结构236A、236B提供为拆分式组件主体226A、226B的整合结构的部分。举例来说，凹槽对齐特征结构236A、236B可提供为用以模具制造透镜架主体224的模具的部分。模具制造透镜架主体224可减少制造步骤、制造成本并且提供受支撑GRIN透镜218的准确对齐。
[0094]注意，拆分式组件主体226A、226B可由聚合物或适用于支撑透镜架主体224中安置的GRIN透镜218和光纤220的任何其他材料构造，所述透镜架主体224由拆分式组件主体226A、226B形成。作为非限制性实例，拆分式组件主体226A、226B可在模制工艺中由模具产生。
[0095]如图1lB中所图示，GRIN透镜218可熔合或光学连接到安置在凹槽对齐特征结构236B(图12B)中的光纤220的涂布光纤部分240B的裸露光纤部分240A的末端部分238。举例来说，作为非限制性实例，裸露光纤部分240A直径可为一百二十五(125) μ m，而涂布光纤部分240B的直径可为二百五十(250) μ m。
[0096]为了将GRIN透镜218安装在透镜架主体224中，GRIN透镜218安置在凹槽对齐特征结构236B中，如图12B中所图示。GRIN透镜218安置在凹槽对齐特征结构236B中，使得GRIN透镜218的端面230与插配面242B同平面或实质上同平面(例如，25 μ m至50 μ m内)。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可在图12A中的拆分式组件主体226A配合到拆分式组件主体226B之前安置在拆分式组件主体226B的凹形底板246上，以将GRIN透镜218紧固在凹槽对齐特征结构236A、236B中并封闭对GRIN透镜218的接入。
[0097]图13A至图13E为包含拆分式组件主体的插座GRIN透镜架250的视图，所述插座GRIN透镜架250可用作采用内部凹槽对齐特征结构紧固并对齐GRIN透镜的插座。GRIN透镜架250配置为与图1lA和图1lB中的GRIN透镜架216插配。图13A和图13B分别为拆分式组件GRIN透镜架250的特写前组装透视图和特写后组装透视图。图13C和图13D分别为拆分式组件GRIN透镜架250的特写顶部分解透视图和特写底部分解透视图。图13E为拆分式组件GRIN透镜架250的特写横截面透视图。
[0098]参看图13A和图13B，GRIN透镜架250由透镜架主体252组成，所述透镜架主体252由两个拆分式组件主体245A、254B组成。两个拆分式组件主体254A、254B彼此互补，使得当拆分式组件主体254A安置在拆分式组件主体254B上时，总成形成透镜架主体252。当两个拆分式组件主体254A、254B配合在一起时，形成对齐开口 256A、256B、透镜258和透镜开口 260 (图13A和图13E)，如图13A和图13E中所图示。当两个拆分式组件主体254A、254B彼此配合时，内部腔室262(图13C)也形成在两个拆分式组件主体254A、254B内部。通过提供两个拆分式组件主体254A、254B，透镜架主体252和两个拆分式组件主体254A、254B的制造可更容易或更成本有效，并且如果需要，可更容易提供为模制或冲压组件。GRIN透镜264可容易地安置在透镜架主体252中，因为GRIN透镜264可安置在拆分式组件主体254B中而无需穿过透镜开口 260插入。
[0099]如图13A中所图示，当两个拆分式组件主体254A、254B彼此配合时，形成GRIN透镜架250的插配面266。插配面266配置为邻接另一个光学组件的插配面，以光学连接受支撑GRIN透镜264。插配面266由平面的或实质上平面的插配面268A、268B形成，所述插配面242A、242B安置在聚合在一起的拆分式组件主体254A、254B中。提供插配面266以与另一个光学组件邻接，以使GRIN透镜264的端面270与其他光学组件接触或紧密接触，以用于光传输。
[0100]重要的是，GRIN透镜264在插配面266处适当地与透镜架主体252对齐，以避免或减少在将插配面266与另一个光学组件邻接时的耦合损耗。就这点来说，如图13C中所图示，拆分式组件主体254A、254B分别含有凹槽对齐特征结构272A、272B。当拆分式组件主体254A、254B配合在一起时，凹槽对齐特征结构272A、272B聚合在一起，以在透镜架主体252中形成透镜开口 260。凹槽对齐特征结构272A、272B配置为支撑GRIN透镜264并在拆分式组件主体254B与拆分式组件主体254A配合时对齐GRIN透镜264与插配面266。通过提供凹槽对齐特征结构272A、272B，GRIN透镜264的对齐可比替代方法更为准确，所述替代方法例如在制造期间使用插销在透镜架主体中安置对齐通孔或钻孔。在制造透镜架主体之后使用插销在透镜架主体中安置通孔或钻孔可引入对齐不准确。在透镜架主体中模制钻孔将需要小模具组件，所述组件需要在彼此内部滑动。所述情况又产生排热问题以及对整个部件和对齐准确性的负面影响。
[0101]而且，在所述实施方式中，凹槽对齐特征结构272A、272B提供为拆分式组件主体254A、254B的整合结构的部分。举例来说，凹槽对齐特征结构272A、272B可提供为用以模具制造透镜架主体252的模具的部分。模具制造透镜架主体252可减少制造步骤、制造成本并且提供受支撑GRIN透镜264的准确对齐。
[0102]参看图13C至图13E，GRIN透镜264可设置为直接或通过安置在表面280中的透镜258间接传输光，所述表面280延伸穿过拆分式组件主体254B。拆分式组件主体254B可由在所需波长下的光传输材料制成，使得安置在表面280中的透镜258可从光源接收光。在所述实施方式中，GRIN透镜架250安装到含有光学装置284的印刷电路板(PCB) 282中(参见图13C至图13E)。光学装置284与透镜258对齐，以用于引导光到透镜258和GRIN透镜264或从透镜258和GRIN透镜264接收光，所述GRIN透镜264与拆分式组件主体254B中的透镜258对齐。
[0103]如图13B中所图示，TIR表面277提供在透镜架主体252中。TIR表面277反射光到透镜架主体252中安置的GRIN透镜264并反射来自所述透镜的光。TIR表面277可安置在分离TIR主体279中，所述分离TIR主体279安置在拆分式组件主体254A、254B之间，如图13C至图13E中所图示。举例来说，拆分式组件主体254A、254B各具有腔室281A、281B，如图13C和图13D中所图示，以将TIR主体279紧固在GRIN透镜架250的内部，所述GRIN透镜架250由插配在一起的拆分式组件主体254A、254B形成。TIR主体279可由光传输材料构造。TIR表面277可安置为相对于光学装置284之间的发射路径成角度。通过安置在TIR主体279中的透镜258从安置在PCB282上的发射器光学装置284接收的光沿第一发射路径发射，所述第一发射路径与GRIN透镜264的光轴正交。所述光沿与GRIN透镜264的光轴对齐的第二发射路径从TIR表面277反射。类似地，沿第二发射路径从GRIN透镜264接收的光沿第一发射路径从TIR表面277反射，以发射到透镜258并由接收器光学装置284接收。
[0104]注意，拆分式组件主体254A、254B可由聚合物或适用于支撑GRIN透镜264的任何其他材料构造。作为非限制性实例，拆分式组件主体254A、254B可在模制工艺中由模具产生。拆分式组件主体254A、254B可由塑料或金属构造。
[0105]参看图13C，为了将GRIN透镜264安装在拆分式组件主体254B中，GRIN透镜264安置在凹槽对齐特征结构272B中，如图13E中所图示。GRIN透镜264安置在凹槽对齐特征结构272B中，使得GRIN透镜264的端面270与插配面268B同平面或实质上同平面(例如，25 μ m至50 μ m内)。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可在拆分式组件主体254A配合到拆分式组件主体254B之前安置在拆分式组件主体254B的凹形底板276上，如图13C中所图示，以将GRIN透镜264紧固在凹槽对齐特征结构272A、272B中并封闭对GRIN透镜264的接入。
[0106]作为非限制性实例，本文公开的GRIN透镜可包含具有径向变化折射率的一般为圆柱形的玻璃构件，所述玻璃构件具有一长度，以使得透镜具有小于约0.23的间距。如本文中所使用，透镜的间距长度Lo为2 π /A ;分数间距或以下的间距为L/Lo = LA/2 π，其中L为透镜的实体长度。在各种实施方式中，间距介于约0.08与0.23之间，例如透镜具有
0.22,0.21,0.20,0.19,0.18,0.17,0.16,0.15,0.14,0.13,0.12,0.11,0.10,0.09 和 0.08的间距。一些实施方式涉及小直径透镜，例如，具有小于或等于约一(I)毫米(例如，0.8mm)的直径的透镜。在某些实施方式中，在用具有约10.4μ m的模场直径的光束照射时，具有小于约Imm的直径的透镜对于产生具有约350 μ m与450 μ m之间的模场直径的光束有效。
[0107]可与本文公开的GRIN透镜架中公开的GRIN透镜接口连接的光学装置的实例包括但不限于光纤校准器、DWDM, 0ADM、隔离器、循环器、混合光学装置、光学衰减器、MEM装置和光学开关。
[0108]此外，如本文所使用，术语“光纤电缆”和/或“光纤”旨在包括所有类型的单模和多模光波导，所述单模和多模光波导包括一或多个光纤，在电缆中，所述一或多个光纤可经上涂覆、着色、缓冲、带状化和/或具有其他组织或保护结构，例如一或多个管、强度构件、护套等。本文所公开的光纤可为单模或多模光纤。同样，其他类型的适合的光纤包括对弯曲不敏感的光纤，或用于传输光信号的任何其他合理的介质。弯曲不敏感光纤或耐弯曲光纤的实例为可从Corning公司购买的ClearCurve?多模光纤。在(例如)美国专利申请公开案第2008/0166094号和第2009/0169163号中公开此类型的适合的光纤，所述公开案的公开内容全部以引用的方式并入本文中。
[0109]得益于前文描述和相关联图式中呈现的教示，所述实施方式所属领域的技术人员将想到本文所阐述的实施方式多种修改和其他实施方式。因此，应理解，本说明书和权利要求书不受限于所公开的【具体实施方式】，且旨在将所述修改和其他实施方式包括于所附权利要求书的范围内。如果实施方式的修改和变化属于所附权利要求书和权利要求书的等效物的范围内，那么本文旨在涵盖所述修改和变化。尽管本文中使用特定术语，但所述术语仅以一般意义和描述意义使用，而并非为了限制。
【权利要求】
1.一种梯度折射率(GRIN)透镜架，所述透镜架包含: 透镜架主体，所述透镜架主体包含内部腔室， 插配面，所述插配面安置在所述透镜架主体中； 至少一个透镜开口，所述透镜开口安置在所述插配面中并且耦接在到所述内部腔室的自由空间中，所述至少一个透镜开口沿第一光轴安置并且配置为收纳至少一个GRIN透镜的至少一个末端部分； 全内反射(TIR)表面，所述全内反射表面沿所述至少一个透镜开口的所述第一光轴安置在所述透镜架主体中，所述TIR表面配置为沿所述第一光轴TIR反射光；和 至少一个凹槽对齐特征结构，所述特征结构安置在所述透镜架主体的所述内部腔室的凹形底板中并且与所述至少一个透镜开口光学对齐，所述至少一个凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在所述内部腔室中的至少一个GRIN透镜，并对齐所述至少一个GRIN透镜的至少一个末端部分与所述至少一个透镜开口。
2.如权利要求1所述的GRIN透镜架，所述透镜架进一步包含至少一个透镜，所述透镜沿第二光轴安置在所述透镜架主体中，所述至少一个透镜配置为沿所述第二光轴发射光到所述TIR表面。
3.如权利要求2所述的GRIN透镜架，其中所述至少一个透镜由安置在所述透镜架主体中的光传输材料形成。
4.如权利要求1至3所述的GRIN透镜架，其中所述至少一个凹槽对齐特征结构安置在底板中，所述底板安置在所述内部腔室中，其中所述至少一个凹槽对齐特征结构配置为支撑所述至少一个GRIN透镜，同时在所述至少一个GRIN透镜与所述底板之间具有间隙。
5.如权利要求1至4所述的GRIN透镜架，其中所述至少一个凹槽对齐特征结构由安置在所述内部腔室的第一末端部分上的至少一个第一凹槽，和安置在所述内部腔室邻近所述至少一个透镜开口的第二末端部分上的至少一个第二凹槽组成。
6.如权利要求1至5所述的GRIN透镜架，其中所述至少一个凹槽对齐特征结构由多个不同大小的凹槽区段组成。
7.如权利要求1至6所述的GRIN透镜架，其中所述透镜架主体由模制或冲压组件组成，其中所述至少一个凹槽对齐特征结构由分别通过模具或压模形成在所述透镜架主体中的空腔形成。
8.如权利要求1至7所述的GRIN透镜架，其中所述透镜架主体由无缝主体组成，其中所述插配面由无缝插配面组成。
9.如权利要求1至7所述的GRIN透镜架，其中所述透镜架主体由第一拆分式组件主体和紧固到所述第一拆分式组件主体的互补第二拆分式组件主体组成。
10.如权利要求9所述的GRIN透镜架，其中所述至少一个凹槽对齐特征结构由安置在所述第一拆分式组件主体的内部侧中的至少一个第一凹槽，和安置在所述第一拆分式组件主体的所述内部侧中的至少一个第二凹槽组成，所述至少一个第一凹槽和所述至少一个第二凹槽形成至少一个闭合凹槽，所述闭合凹槽配置为支撑并对齐所述至少一个GRIN透镜。
11.一种提供用于光纤连接器的梯度折射率(GRIN)透镜的方法，所述方法包含: 提供透镜架主体，所述透镜架主体包含内部腔室； 将至少一个GRIN透镜安置在至少一个凹槽对齐特征结构中，所述特征结构安置在所述透镜架主体的所述内部腔室中，所述至少一个凹槽对齐特征结构与至少一个透镜开口沿第一光轴光学对齐并且安置在所述透镜架主体的插配面中，以将所述至少一个GRIN透镜与所述至少一个透镜开口光学对齐，所述至少一个透镜开口耦接在到所述内部腔室的自由空间中； 提供全内反射(TIR)表面，所述全内反射表面沿所述至少一个透镜开口的所述第一光轴安置在所述透镜架主体中，所述TIR表面配置为沿所述第一光轴TIR反射光；和 将所述至少一个GRIN透镜的第一末端部分安置为穿过所述至少一个透镜开口，并与所述透镜架主体的所述插配面同平面。
12.如权利要求11所述的方法，所述方法进一步包含至少一个透镜，所述透镜沿第二光轴安置在所述透镜架主体中，所述至少一个透镜沿所述第二光轴发射光到所述TIR表面。
13.如权利要求12所述的方法，所述方法进一步包含将所述透镜架主体安装在衬底上，使得安置在所述透镜架主体中的至少一个透镜与安置在所述衬底中的至少一个光学装置对齐。
14.如权利要求11至13所述的方法，所述方法包含将所述至少一个GRIN透镜安置在所述至少一个凹槽对齐特征结构中，所述特征结构安置在底板中，所述底板安置在所述透镜架主体的所述内部腔室中，以在所述底板与所述至少一个GRIN透镜之间提供间隙。
15.如权利要求11至14所述的方法，其中提供所述透镜架主体包含模制或冲压所述透镜架主体，使得所述至少一个凹槽对齐特征结构由通过模具或压模形成在所述透镜架主体中的空腔形成。
16.如权利要求15所述的方法，其中模制所述透镜架主体提供无缝插配面。
17.如权利要求11至15所述的方法，所述方法进一步包含在所述内部腔室中安置护盖，所述护盖由安置在所述透镜架主体中的凹形底板形成，其中所述至少一个凹槽对齐特征结构安置在所述凹形底板中。
18.如权利要求11至17所述的方法，所述方法进一步包含将所述透镜架主体安置在光纤连接器中。
19.一种梯度折射率(GRIN)透镜连接器系统，所述透镜连接器系统包含: 插头，所述插头包含: 插头透镜架主体，所述插头透镜架主体包含插头内部腔室， 插头插配面，所述插头插配面安置在所述插头透镜架主体中； 至少一个插头透镜开口，所述插头透镜开口安置在所述插头插配面中并且耦接在到所述插头内部腔室的自由空间中，所述至少一个插头透镜开口沿第一光轴安置并且配置为收纳至少一个插头GRIN透镜的至少一个末端部分；和 至少一个插头凹槽对齐特征结构，所述特征结构安置在所述插头透镜架主体的所述插头内部腔室的凹形底板中并且与所述至少一个插头透镜开口光学对齐，所述至少一个插头凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在所述插头内部腔室中的至少一个插头GRIN透镜，并将所述至少一个插头GRIN透镜的至少一个末端部分与所述至少一个插头透镜开口对齐；及 插座，所述插座包含: 插座透镜架主体，所述插座透镜架主体包含插座内部腔室， 插座插配面，所述插座插配面安置在所述插座透镜架主体中； 至少一个插座透镜开口，所述插座透镜开口安置在所述插座插配面中并且耦接在到所述插座内部腔室的自由空间中，所述至少一个插座透镜开口沿第二光轴安置并且配置为收纳至少一个插座GRIN透镜的至少一个末端部分； 全内反射(TIR)表面，所述全内反射表面沿所述至少一个插座透镜开口的所述第二光轴安置在所述插座透镜架主体中，所述TIR表面配置为沿所述第二光轴TIR反射光；和至少一个插座凹槽对齐特征结构，所述特征结构安置在所述插座透镜架主体的所述插座内部腔室的凹形底板中并且与所述至少一个插座透镜开口光学对齐，所述至少一个插座凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在所述插座内部腔室中的至少一个插座GRIN透镜，并将所述至少一个插座GRIN透镜的至少一个末端部分与所述至少一个插座透镜开口对齐；其中所述插头透镜架主体的所述插头插配面插配到所述插座透镜架主体的所述插座插配面，以光学连接所述至少一个插头GRIN透镜和所述至少一个插座GRIN透镜。
20.一种提供梯度折射率(GRIN)透镜连接器系统的方法，所述方法包含: 提供插头，所述插头包含: 插头透镜架主体，所述插头透镜架主体包含插头内部腔室， 插头插配面，所述插头插配面安置在所述插头透镜架主体中； 至少一个插头透镜开口，所述插头透镜开口安置在所述插头插配面中并且耦接在到所述插头内部腔室的自由空间中，所述至少一个插头透镜开口沿第一光轴安置并且配置为收纳至少一个插头GRIN透镜的至少一个末端部分；和 至少一个插头凹槽对齐特征结构，所述特征结构安置在所述插头透镜架主体的所述插头内部腔室的凹形底板中并且与所述至少一个插头透镜开口光学对齐，所述至少一个插头凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在所述插头内部腔室中的至少一个插头GRIN透镜，并将所述至少一个插头GRIN透镜的至少一个末端部分与所述至少一个插头透镜开口对齐；及 提供插座，所述插座包含: 插座透镜架主体，所述插座透镜架主体包含插座内部腔室， 插座插配面，所述插座插配面安置在所述插座透镜架主体中； 至少一个插座透镜开口，所述插座透镜开口安置在所述插座插配面中并且耦接在到所述插座内部腔室的自由空间中，所述至少一个插座透镜开口沿第二光轴安置并且配置为收纳至少一个插座GRIN透镜的至少一个末端部分； 全内反射(TIR)表面，所述全内反射表面沿所述至少一个插座透镜开口的所述第二光轴安置在所述插座透镜架主体中，所述TIR表面配置为沿所述第二光轴TIR反射光；和至少一个插座凹槽对齐特征结构，所述特征结构安置在所述插座透镜架主体的所述插座内部腔室的凹形底板中并且与所述至少一个插座透镜开口光学对齐，所述至少一个插座凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在所述插座内部腔室中的至少一个插座GRIN透镜，并将所述至少一个插座GRIN透镜的至少一个末端部分与所述至少一个插座透镜开口对齐；和 将所述插头透镜架主体的所述插头插配面插配到所述插座透镜架主体的所述插座插配面，以光学连接所述至少一个插头GRIN透镜和所述至少一个插座GRIN透镜。
【文档编号】G02B6/38GK104169765SQ201280064798
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2012年12月6日 优先权日:2011年12月9日
【发明者】迈克尔·德容, 迈卡·科伦·艾森豪尔, 丹尼斯·迈克尔·克内克特, 詹姆斯·菲利浦·卢瑟 申请人:康宁光电通信有限责任公司
【专利摘要】本文公开采用一或多个凹槽对齐特征结构和全内反射(TIR)表面的梯度折射率(GRIN)透镜架以及相关组件、连接器与方法。在一个实施方式中，GRIN透镜架含有一或多个内部凹槽对齐特征结构，所述特征结构配置为将一或多个GRIN透镜(18，28)紧固在GRIN透镜架中。所述凹槽对齐特征结构还配置为准确对齐GRIN透镜的端面。本文公开的GRIN透镜架可提供为用于形成光学连接的光纤套管(66)和/或光纤组件或连接器(16)的部分。本文公开的含有GRIN透镜架的光纤连接器可光学地连接到另一个光纤连接器中的一或多个光纤或连接到光学装置以用于光传输，所述光学装置例如激光发射二极管(LED)、激光二极管或光电装置。
【专利说明】采用凹槽对齐特征结构和全内反射(TIR)表面的梯度折射率(GRIN)透镜架以及相关组件、连接器与方法
[0001]优先权申请案
[0002]本申请案根据专利法请求2011年12月9日提出申请的美国临时申请案第61/568，985号的优先权权利，所述申请案的内容为本案的依据并且全部以引用的方式并入本文。
【技术领域】
[0003]本公开案的技术涉及配置为支撑梯度折射率(GRIN)透镜的GRIN透镜架，其中所述GRIN透镜架可用于插头与插座中以促进光学连接。
【背景技术】
[0004]光纤的好处包括极宽的带宽和低操作噪音。由于所述优点，光纤正日益被用于各种应用，所述应用包括(但不限于)宽带语音、视频和数据传输。采用光纤的光纤网络正在发展并被用以通过专用网络和公共网络向用户传送语音、视频和数据传输。所述光纤网络通常包括分离连接点，所述分离连接点链接光纤以将“现场光纤(live fiber)”从一个连接点提供到另一个连接点。就这点来说，光纤设备位于数据分配中心或总局以支持光纤互连。
[0005]提供光纤连接器以促进与光纤的光学连接，以用于光传输。举例来说，光纤可光学连接到另一个光学装置(例如发光二极管(LED)、激光二极管或光电装置)以用于光传输。作为另一个实例，光纤可通过插配光纤连接器光学地连接到其他光纤。在所述情况中的任一情况下，重要的是光学连接光纤的端面与光学装置或其他光纤精密对齐以避免或降低耦合损耗。举例来说，光纤通过套管安置，所述套管使光纤关于光纤连接器外壳精密定位。
[0006]通常提供平坦端面多光纤套管以更加容易地促进支撑套管的光纤连接器与其他光纤连接器或其他光学装置之间的多个光纤连接。就这点来说，重要的是，光纤连接器设计为允许安置在套管中的光纤的端面放置为与光学装置或其他光纤接触或紧密间隔，以用于光传输。如果光纤与光学装置或其他光纤之间安置空气间隙，那么将光纤的末端切裂(例如，激光切裂)并抛光成弯曲形式以允许所述末端充当透镜。当光纤的端面切裂并抛光成弯曲形式时可能发生球面像差，从而引入光学损耗。
[0007]梯度折射率(GRIN)透镜提供对抛光曲率至光纤末端上以形成透镜的替代方案。GRIN透镜通过透镜材料的折射率从透镜的光轴到边缘的精密受控径向变化来聚焦光。所述折射率梯度的内部结构可急剧减少对严格受控表面曲率的需求，并产生简单的小型透镜。如此允许GRIN透镜具有平坦表面以校准从光纤发射的光，或将入射光束聚焦到光纤中。GRIN透镜可以玻璃棒的形式提供，所述玻璃棒安置在透镜架中作为光纤连接器的部分。GRIN透镜的平坦表面允许一个末端容易地粘合或熔合到安置在光纤连接器内部的光纤，而GRIN透镜的另一端安置在套管端面上。GRIN透镜的端面上的平坦表面可减少像差，因为端面可抛光为与套管的端面同平面的或实质上同平面的。GRIN透镜的平坦表面允许容易地清洁GRIN透镜的端面。重要的是，GRIN透镜架设计有内部支架，所述内部支架将GRIN透镜放置并紧固为以所需角度准确度对齐，以避免或降低耦合损耗。
【发明内容】
[0008]本文所公开实施方式包括米用一或多个凹槽对齐特征结构和全内反射(TIR)表面的梯度折射率(GRIN)透镜架以及相关组件、连接器与方法。连接器的非限制性实例包括插头和插座。在一个实施方式中，GRIN透镜架含有一或多个内部凹槽对齐特征结构，所述特征结构配置为将一或多个GRIN透镜紧固在GRIN透镜架中。所述凹槽对齐特征结构还配置为准确对齐GRIN透镜的端面。本文公开的GRIN透镜架可提供为用于形成光学连接的光纤套管和/或光纤组件或连接器的部分。本文公开的含有GRIN透镜架的光纤连接器可光学地连接到另一个光纤连接器中的一或多个光纤或连接到光学装置以用于光传输，所述光学装置例如激光发射二极管(LED)、激光二极管、垂直腔面发射激光器(VCSEL)或光电装置。作为非限制性实例，本文所公开的GRIN透镜架可提供为用于建立光学连接的含有一或多个光纤的插头或插座的部分。
[0009]就这点来说，在一个实施方式中，提供一种梯度折射率(GRIN)透镜架。GRIN透镜架包含透镜架主体，所述透镜架主体包含内部腔室。插配面安置在透镜架主体中。至少一个透镜开口安置在所述插配面中并且耦接在到所述内部腔室的自由空间中，所述至少一个透镜开口沿第一光轴安置并且配置为收纳至少一个GRIN透镜的至少一个末端部分。全内反射(TIR)表面沿至少一个透镜开口的第一光轴安置在透镜架主体中，所述TIR表面配置为沿第一光轴TIR反射光。至少一个凹槽对齐特征结构安置在透镜架主体的内部腔室的凹形底板中并且与至少一个透镜开口光学对齐。至少一个凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在内部腔室中的至少一个GRIN透镜，并对齐至少一个GRIN透镜的至少一个末端部分与至少一个透镜开口。
[0010]在另一个实施方式中，提供一种提供用于光纤连接器的梯度折射率(GRIN)透镜的方法。所述方法包含提供透镜架主体，所述透镜架主体包含内部腔室。所述方法还包含将至少一个GRIN透镜安置在至少一个凹槽对齐特征结构中，所述特征结构安置在透镜架主体的内部腔室中，所述至少一个凹槽对齐特征结构与至少一个透镜开口沿第一光轴光学对齐并且安置在透镜架主体的插配面中，以将所述至少一个GRIN透镜与所述至少一个透镜开口光学对齐，所述至少一个透镜开口耦接在到内部腔室的自由空间中。所述方法还包含提供TIR表面，所述TIR表面沿至少一个透镜开口的第一光轴安置在透镜架主体中，所述TIR表面配置为沿第一光轴TIR反射光。所述方法还包含将至少一个GRIN透镜的第一末端部分安置为穿过至少一个透镜开口，并与透镜架主体的插配面同平面。
[0011]在另一个实施方式中，提供一种梯度折射率(GRIN)透镜连接器系统。GRIN透镜连接器系统包含插头。所述插头包含插头透镜架主体，所述插头透镜架主体包含插头内部腔室。插头插配面安置在插头透镜架主体中。至少一个插头透镜开口安置在插头插配面中并且耦接在到插头内部腔室的自由空间中，所述至少一个插头透镜开口沿第一光轴安置并且配置为收纳至少一个插头GRIN透镜的至少一个末端部分。至少一个插头凹槽对齐特征结构安置在插头透镜架主体的插头内部腔室的凹形底板中，并且与至少一个插头透镜开口光学对齐。至少一个插头凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在插头内部腔室中的至少一个插头GRIN透镜，并对齐至少一个插头GRIN透镜的至少一个末端部分与至少一个插头透镜开□。
[0012]所述GRIN透镜连接器系统还包含插座。所述插座包含插座透镜架主体，所述插座透镜架主体包含插座内部腔室。插座插配面安置在插座透镜架主体中。至少一个插座透镜开口安置在插座插配面中并且耦接在到插座内部腔室的自由空间中，所述至少一个插座透镜开口沿第二光轴安置并且配置为收纳至少一个插座GRIN透镜的至少一个末端部分。TIR表面沿至少一个插座透镜开口的第二光轴安置在插座透镜架主体中，所述TIR表面配置为沿第二光轴TIR反射光。至少一个插座凹槽对齐特征结构安置在插座透镜架主体的插座内部腔室的凹形底板中，并且与至少一个插座透镜开口光学对齐。至少一个插座凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在插座内部腔室中的至少一个插座GRIN透镜，并对齐至少一个插座GRIN透镜的至少一个末端部分与至少一个插座透镜开口。
[0013]在另一个实施方式中，提供一种提供梯度折射率(GRIN)透镜连接器系统的方法。所述方法包含提供插头。所述插头包含插头透镜架主体，所述插头透镜架主体包含插头内部腔室。插头插配面安置在插头透镜架主体中。至少一个插头透镜开口安置在插头插配面中并且耦接在到插头内部腔室的自由空间中，所述至少一个插头透镜开口沿第一光轴安置并且配置为收纳至少一个插头GRIN透镜的至少一个末端部分。至少一个凹槽对齐特征结构安置在插头透镜架主体的插头内部腔室的凹形底板中，并且与至少一个插头透镜开口光学对齐。至少一个插头凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在插头内部腔室中的至少一个插头GRIN透镜，并对齐至少一个插头GRIN透镜的至少一个末端部分与至少一个插头透镜开□。
[0014]所述方法还包含提供插座。所述插座包含插座透镜架主体，所述插座透镜架主体包含插座内部腔室。插座插配面安置在插座透镜架主体中。至少一个插座透镜开口安置在插座插配面中并且耦接在到插座内部腔室的自由空间中，所述至少一个插座透镜开口沿第二光轴安置并且配置为收纳至少一个插座GRIN透镜的至少一个末端部分。TIR表面沿至少一个插座透镜开口的第二光轴安置在插座透镜架主体中，所述TIR表面配置为沿第二光轴TIR反射光。至少一个插座凹槽对齐特征结构安置在插座透镜架主体的插座内部腔室的凹形底板中，并且与至少一个插座透镜开口光学对齐。至少一个插座凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在插座内部腔室中的至少一个插座GRIN透镜，并对齐至少一个插座GRIN透镜的至少一个末端部分与至少一个插座透镜开口。所述方法还包含将插头透镜架主体的插头插配面插配到插座透镜架主体的插座插配面，以光学连接至少一个插头GRIN透镜和至少一个插座GRIN透镜。
[0015]作为非限制性实例，具有内部凹槽特征结构的GRIN透镜架可由模制工艺制造。作为另一个非限制性实例，GRIN透镜架可提供为一体式组件主体或多件式组件主体。作为另一个非限制性实例，GRIN透镜架可安置在连接器(例如插头或插座)中。
[0016]将在随后的具体描述中阐述额外特征结构和优点，而且对所属领域的技术人员而言，根据所述描述，额外特征结构和优点在某种程度上显而易见，或通过实践本文(包括随后的具体描述、权利要求书以及【专利附图】
【附图说明】)所描述的实施方式认识到。
[0017]应理解，上述一般描述和以下具体描述都展示实施方式，而且都旨在提供用于理解本公开案的本质和特性的概述或框架。包括附图以提供进一步理解，并且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。图式说明各种实施方式，并且图式与描述一起用于解释所公开的概念的原理和操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为采用梯度折射率(GRIN)透镜架的示范性电缆插头的透视图，所述透镜架由无缝透镜架主体组成，所述无缝透镜架主体采用内部凹槽对齐特征结构紧固和对齐GRIN透镜；
[0019]图2A为图1的插头的GRIN透镜架的透视图，所述透镜架与插座的GRIN透镜架插配，以光学连接安置在插头的GRIN透镜架中的GRIN透镜与安置在插座的GRIN透镜架中的GRIN透镜；
[0020]图2B为未插配的图1插头的GRIN透镜架和图2A插座的GRIN透镜架的透视图；
[0021]图2C为插配到图2A中插座的GRIN透镜架的图2A中插头的GRIN透镜架的侧视图；
[0022]图3为图1中插头的GRIN透镜架的特写透视图，其中GRIN透镜安置在GRIN透镜架的无缝透镜架主体内部的凹槽对齐特征结构中；
[0023]图4A为图2A中GRIN透镜架和光学装置的特写透视图，其中GRIN透镜紧固在插座GRIN透镜架的无缝透镜架主体内部安置的凹槽对齐特征结构中；
[0024]图4B为图4A中插座GRIN透镜架的无缝透镜架主体的特写横截面透视图；
[0025]图4C为图2A中GRIN透镜架和光学装置的特写底部透视图；
[0026]图5A为采用凹形护盖透镜架主体的另一个示范性插头GRIN透镜架的左透视图，所述透镜架与采用凹形护盖透镜架主体的插座GRIN透镜架插配，以光学连接安置在插头中的GRIN透镜与安置在插座中的GRIN透镜；
[0027]图5B为图5A的右透视图；
[0028]图5C为插配在一起的图5A中的GRIN透镜架的侧视图；
[0029]图6A为图5A至图5C中凹形护盖GRIN透镜架的特写透视图，其中从凹形透镜架主体去除凹形护盖；
[0030]图6B为图5A至图5C中凹形护盖GRIN透镜架的特写分解透视图；
[0031]图6C为图5A至图5C中凹形护盖GRIN透镜架的特写组装透视图；
[0032]图7A为图5A至图5C中凹形护盖GRIN透镜架的特写分解透视图；
[0033]图7B为图5A至图5C中凹形护盖GRIN透镜架的特写组装透视图；
[0034]图7C为图5A至图5C中凹形护盖GRIN透镜架的特写底部透视图；
[0035]图8为采用梯度折射率(GRIN)透镜架的另一个示范性电缆插头的透视图，所述插头由采用凹形护盖透镜架主体的GRIN透镜架组成；
[0036]图9A为图8中安置在插头中的凹形护盖GRIN透镜架的特写分解透视图；
[0037]图9B为图9A中凹形护盖GRIN透镜架的特写分解透视图，其中安装了光纤和GRIN透镜；
[0038]图9C为图9A和图9B中凹形护盖GRIN透镜架的特写组装透视图；
[0039]图10为采用梯度折射率(GRIN)透镜架的另一个示范性电缆插头的透视图，所述插头由采用内部凹槽对齐特征结构紧固和对齐GRIN透镜的拆分式组件透镜架组成；
[0040]图1lA为图10中GRIN透镜架的拆分式组件透镜架的特写组装透视图；
[0041]图1lB为图10中GRIN透镜架的拆分式组件护盖透镜架的特写分解透视图；
[0042]图12A为图10中拆分式组件GRIN透镜架的第一拆分式组件主体的特写透视图；
[0043]图12B为第二拆分式组件主体的特写透视图，所述第二拆分式组件主体与图12A中拆分式组件主体互补并将GRIN透镜支撑在凹槽对齐特征结构中；
[0044]图13A为示范性拆分式组件GRIN透镜架的特写组装前透视图，所述透镜架可用作采用内部凹槽对齐特征结构紧固和对齐GRIN透镜的插座；
[0045]图13B为图13A中凹形护盖GRIN透镜架的特写组装后透视图；
[0046]图13C为图13A中凹形护盖GRIN透镜架的特写分解顶部透视图；
[0047]图13D为图13A中凹形护盖GRIN透镜架的特写分解底部透视图；及
[0048]图13E为图13A中凹形护盖GRIN透镜架的特写横截面透视图。
【具体实施方式】
[0049]现在将详细参考实施方式，所述实施方式的实例在附图中加以图示，在附图中图示一些实施方式而非所有实施方式。事实上，概念可以多种不同形式来体现且在本文中不应被解释为限制性的；相反，提供所述实施方式以使得本公开案将满足适用的法律要求。在可能的情况下，将使用相同元件符号来表示相同的组件或零件。
[0050]本文所公开实施方式包括采用一或多个凹槽对齐特征结构和全内反射(TIR)表面的梯度折射率(GRIN)透镜架以及相关组件、连接器与方法。连接器的非限制性实例包括插头和插座。在一个实施方式中，GRIN透镜架含有一或多个内部凹槽对齐特征结构，所述特征结构配置为将一或多个GRIN透镜紧固在GRIN透镜架中。所述凹槽对齐特征结构还配置为准确对齐GRIN透镜的端面。本文公开的GRIN透镜架可提供为用于形成光学连接的光纤套管和/或光纤组件或连接器的部分。本文公开的含有GRIN透镜架的光纤连接器可光学地连接到另一个光纤连接器中的一或多个光纤或连接到光学装置以用于光传输，所述光学装置例如激光发射二极管(LED)、激光二极管、垂直腔面发射激光器(VCSEL)或光电装置。作为非限制性实例，本文所公开的GRIN透镜架可提供为用于建立光学连接的含有一或多个光纤的插头或插座的部分。
[0051]就这点来说，图1为采用GRIN透镜架的示范性连接器10的透视图，所述透镜架配置为支撑并对齐GRIN透镜。所述实施方式中的连接器10提供为插头12的形式。举例来说，插头12可为专门支撑用于建立光学连接的光学组件的光纤连接插头。或者，作为非限制性实例，插头12还可包括电气组件，例如安置在插头12中用于建立电气连接的电导体14A、14B。
[0052]继续参看图1，所述实施方式中的插头12采用梯度折射率(GRIN)透镜架16以支撑用于建立光学连接的光学组件。GRIN透镜架16安置在插头12的连接器外壳15中。作为实例，GRIN透镜架16可安置在套管17中，所述套管17安置在连接器外壳15中。如下文更详细讨论，GRIN透镜架16配置为支撑并对齐安置在GRIN透镜架16中的一或多个GRIN透镜18。举例来说，图1中安置在插头12中的GRIN透镜架16配置为支撑达四(4)个GRIN透镜18。GRIN透镜18光学耦接或熔合到光纤20，所述光纤20安置在紧固到插头12的电缆22中。以此方式，通过插头12与插座或其他光学组件的插配形成的与安置在GRIN透镜架16中的GRIN透镜18的光学连接建立与光纤20的光学连接。对齐开口 19A、19B安置在插头12中以在将插头12插配到插座时帮助插头12与插座的对齐。
[0053]安置在插头12的GRIN透镜架16中的GRIN透镜18提供对抛光曲率到光纤20的末端上以形成透镜的替代方案。GRIN透镜18通过透镜材料的折射率从透镜的光轴到边缘的精密受控径向变化来聚焦光。所述折射率梯度的内部结构可急剧减少对严格受控表面曲率的需求并产生简单的小型透镜。如此允许具有平坦表面的GRIN透镜18校准从光纤20发射的光或将入射光束聚焦到光纤20中。在所述实施方式中，如下文将更详细描述，GRIN透镜18以玻璃棒的形式提供，所述玻璃棒安置在GRIN透镜架16中。GRIN透镜18的平坦端面表面允许GRIN透镜18的末端容易地粘合或熔合到插头12内部的光纤20的末端部分，而GRIN透镜18的另一端安置在GRIN透镜架16的插配面24上，如图1中所图示。GRIN透镜18的平坦端面表面还可减少像差。
[0054]此外，继续参看图1，GRIN透镜18的端面可抛光为与插配面24同平面或实质上同平面(例如，在25 μ m至50 μ m内)。GRIN透镜18的平坦表面允许容易地清洁GRIN透镜18的端面。如下文将更详细讨论，GRIN透镜架16设计为具有内部对齐特征结构，所述特征结构支撑GRIN透镜18并使GRIN透镜18与GRIN透镜架16和插头12对齐，以避免或减少GRIN透镜18与光学组件之间的耦合损耗，所述光学组件通过插配到插头12光学连接到GRIN 透镜 18。
[0055]就这点来说，图2A为图1插头12的GRIN透镜架16的透视图，所述透镜架与插座连接器(未图示)之GRIN透镜架26插配。GRIN透镜架16和GRIN透镜架26可插配，以光学连接安置在插头12的GRIN透镜架16中的GRIN透镜18与安置在GRIN透镜架26中的GRIN透镜28。图2B为未插配的图2A中GRIN透镜架16和GRIN透镜架26的透视图。图2C为图2A中GRIN透镜架16插配到GRIN透镜架26的侧视图。如图2A和图2C中所图示，GRIN透镜架16的插配面24配置为邻接GRIN透镜架26的插配面30 (图2C)，以光学连接各自的受支撑GRIN透镜18、28。重要的是，GRIN透镜18、28适当地与各自的GRIN透镜架
16、26和各自的插配面24、30对齐，以避免或减少在将插配面24、30彼此邻接以光学连接各自的受支撑GRIN透镜18、28时的耦合损耗。就这点来说，如图2A和图2B中所图示和下文关于图3至图4B更详细讨论，GRIN透镜架16、26都分别含有凹槽对齐特征结构32、34。凹槽对齐特征结构32、34为安置在GRIN透镜架16、26的表面中的切口、缺口或沟槽。凹槽对齐特征结构32、34配置为支撑安置在GRIN透镜架16、26中的GRIN透镜18、28，并且将GRIN透镜18、28与插配面24、30对齐。通过提供凹槽对齐特征结构32、34，由GRIN透镜架16、26提供的GRIN透镜18、28的对齐可比替代方法更为准确，所述替代方法例如使用插销在透镜架主体中安置对齐通孔或钻孔。在制造透镜架主体之后使用插销在透镜架主体中安置通孔或钻孔可引入对齐不准确。在透镜架主体中模制钻孔将需要小模具组件，所述组件需要在彼此内部滑动。所述情况又产生排热问题以及对整个部件和对齐准确性的负面影响。
[0056]而且，在所述实施方式中，凹槽对齐特征结构32、34提供为GRIN透镜架16、26的整合单件式组件结构的部分。举例来说，凹槽对齐特征结构32、34可提供为用于模具或压模制造GRIN透镜架16、26的模具或压模的部分。模具制造GRIN透镜架16、26可减少制造步骤、制造成本并且提供对受支撑GRIN透镜18、28的准确对齐。
[0057]如图2A至图2C中所图示，在所述实施方式中用于插头12的GRIN透镜架16 (图1)由透镜架主体36组成。内部腔室38安置在透镜架主体36中。GRIN透镜18安置并设置在内部腔室38中，如下文将关于图3更详细讨论。GRIN透镜18可熔合或光学连接到内部腔室38中安置的光纤20的涂布光纤部分20B的裸露光纤部分20A的末端部分40。举例来说，作为非限制性实例，裸露光纤部分20A的直径可为一百二十五(125)微米(μ m)，并且涂布光纤部分20B的直径可为二百五十(250) μ m。为将光纤20的末端部分40安置在透镜架主体36的内部腔室38中，光端口开口 42安置在透镜架主体36中。光端口开口 42耦接在到内部腔室38的自由空间中。举例来说，光端口开口 42可为安置在透镜架主体36中的孔洞。光纤20的末端部分40可插入光端口开口 42中，以光学连接或熔合到GRIN透镜18的末端部分44以用于光学连接。
[0058]继续参看图2A至图2C，为将GRIN透镜18定位为紧邻其他光学组件(例如GRIN透镜28)，插配面24安置在透镜架主体36中。插配面24提供平面的或实质上平面的插配面46以与另一个光学组件邻接，以使GRIN透镜18的端面48与其他光学组件接触或紧密接触而用于光传输。在所述实例中，与插配面24同平面或实质上同平面(例如，在25 μ m至50 μ m内)的GRIN透镜18的端面48光学连接到GRIN透镜架26中的GRIN透镜28的端面50。就这点来说，GRIN透镜架26包括透镜架主体52。透镜架主体52还含有安置在透镜架主体52中的内部腔室54。GRIN透镜28安置并设置在内部腔室54中，如下文将关于图4A和图4B更详细讨论。
[0059]参看图2B，GRIN透镜28可设置为直接或通过安置在表面56 (图4B)中的透镜55间接传输光，所述表面56延伸穿过透镜架主体52。透镜架主体52可由在所需波长下的光传输材料制成，使得安置在表面56中的透镜55可从光源接收光。在所述实施方式中,GRIN透镜架26安装到含有光学装置59的印刷电路板(PCB) 57中(又参见图4B)。举例来说，光学装置59可为光学发射器或接收器，分别例如垂直腔面发射激光器(VCSEL)和光电二极管(例如，PIN 二极管)。光学装置59与透镜55对齐，以通过透镜55发射光到GRIN透镜28或从GRIN透镜28接收光，所述GRIN透镜与透镜架主体52中的透镜55对齐。举例来说，光学装置59可以交替方式设置在发射器与接收器光学装置59之间。如图2C中所图示，全内反射(TIR)表面61提供在透镜架主体52中，以反射光到透镜架主体中安置的GRIN透镜28并反射来自所述GRIN透镜28的光。举例来说，TIR表面61可安置为相对于发射路径EP1成角度Q1，在透镜架主体52的非限制性实例中，所述角度为四十五(45)度。通过透镜55接收的从安置在表面56上的发射器光学装置59发射的光沿发射路径EP1发射。所述光沿发射路径EP2从TIR表面61反射到GRIN透镜28。类似地，沿发射路径EP2从GRIN透镜28接收的光沿发射路径EP1从TIR表面61反射，以发射到透镜55并由接收器光学装置59接收。
[0060]注意，透镜架主体36、52可由聚合物或适用于支撑安置在透镜架主体36、52中的GRIN透镜18、28和光纤20的任何其他材料构造。作为非限制性实例，透镜架主体36、52可在模制工艺中由模具产生。举例来说，所述实施方式中的透镜架主体36、52提供为整体组件以提供无缝插配面24、30。提供无缝插配面24、30可降低碎屑进入或堆积在缝中并与GRIN透镜18、28接触而导致光传输损耗的可能性。
[0061]参看图2A和图2C，为提供穿过透镜架主体36、52到GRIN透镜18、28的外部接入，GRIN透镜架16、26分别含有透镜开口 58、60。透镜开口 58、60安置在透镜架主体36、52的插配面24、30中并且耦接在到各自的内部腔室38、54的自由空间中。透镜开口 58、60配置为收纳GRIN透镜18、28的端面48、50。各自的透镜架主体36、52中的凹槽对齐特征结构32,34分别与透镜开口 58、60光学对齐。就这点来说，当GRIN透镜18、28由凹槽对齐特征结构32、34支撑时，GRIN透镜18、28和所述透镜的端面48、50与透镜开口 58、60和所述开口的插配面24、30对齐。以此方式，当各自的GRIN透镜架16、26插配时，GRIN透镜18、28彼此对齐。此外，可能需要提供具有一内径的透镜开口 58、60，所述内径在透镜开口 58、60支撑在透镜架主体中时分别在透镜开口 58、60与GRIN透镜18、28之间提供空隙。举例来说，空隙可介于五(5) μπι与十(10) μ m之间。
[0062]继续参看图2A和图2C，为了将GRIN透镜18安装在GRIN透镜架16中，GRIN透镜18可通过透镜架主体36中的开口安置在内部腔室38中的凹槽对齐特征结构32中。或者，GRIN透镜18可插入穿过安置在透镜架主体36的插配面24中的透镜开口 58，直至GRIN透镜18的端面48与插配面24同平面或实质上同平面(例如，在25 μ m至50 μ m内)。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可安置在开口 64中，以将GRIN透镜18紧固在透镜架主体36的凹槽对齐特征结构32中，并且封闭对透镜架主体36的内部腔室38中的GRIN透镜18的接入。如上文讨论，光纤20可通过光端口开口 42安置在透镜架主体36中。通过从涂布光纤部分20B去除涂层提供的裸露光纤部分20A的末端部分40可穿过光端口开口 42插入。裸露光纤部分20A可与GRIN透镜18的末端部分44接触、熔合或紧密接触，以光学连接光纤20与GRIN透镜18。
[0063]类似地，继续参看图2A和图2C，为将GRIN透镜28安装在GRIN透镜架26中，GRIN透镜28可通过透镜架主体52中的开口 66安置在内部腔室54中的凹槽对齐特征结构34中。或者，GRIN透镜28可插入穿过安置在透镜架主体52的插配面30中的透镜开口 60，直至GRIN透镜28的端面50与插配面30同平面或实质上同平面(例如，在25 μ m至50 μ m内)。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可安置在开口 66中，以将GRIN透镜28紧固在透镜架主体52的凹槽对齐特征结构34中，并且封闭对透镜架主体52的内部腔室54中的GRIN透镜28的接入。
[0064]为进一步提供关于安置在图1的插头12的GRIN透镜架16中的凹槽对齐特征结构32的细节，提供图3。图3为图1中插头12的GRIN透镜架16的特写透视图。图2C和图3图示关于GRIN透镜18的更多细节，所述GRIN透镜18安置在凹槽对齐特征结构32中以将GRIN透镜18与透镜开口 58、插配面24和/或光端口开口 42对齐。在所述实施方式中，凹槽对齐特征结构32安置在GRIN透镜架16的内部腔室38中的凹形底板68中。凹槽特征结构32通过将楔形构件70并排安置在内部腔室38的凹形底板68 (图2C)的每一侧上来形成。并排楔形构件70在楔形构件70之间形成V形凹槽72，所述凹槽可将GRIN透镜18的每一端支撑在内部腔室38中。
[0065]继续参看图3，楔形构件70安置在内部腔室38中，使得V形凹槽72与透镜开口 58对齐。在所述实施方式中，V形凹槽72不延伸到透镜开口 58中。安置在V形凹槽72中的GRIN透镜18因而与透镜开口 58对齐。V形凹槽72也可安置于内部腔室38中以与提供在透镜架主体36中的光端口开口 42对齐。V形凹槽72还提供用于将GRIN透镜18安置为与内部腔室38的凹形底板68 (图2C)具有间隙74的间距。提供间隙74允许不接触GRIN透镜18而收集内部腔室38内部的任何碎屑或其他材料，以避免光传输损耗。
[0066]为进一步提供关于安置在图2A至图2C中GRIN透镜架26中的凹槽对齐特征结构34的细节，提供图4A至图4C。图4A为图2A中安装在PCB57上的插座GRIN透镜架26的特写透视图，而且其中GRIN透镜28紧固在GRIN透镜架26内部安置的凹槽对齐特征结构中。图4B为图4A中GRIN透镜架26的特写横截面透视图。图4C为图4A中GRIN透镜架26的特写底部透视图。图4A至图4C更详细图示GRIN透镜28，所述GRIN透镜28安置在凹槽对齐特征结构34中以将GRIN透镜28与透镜开口 60、插配面30和/或透镜55对齐。在所述实施方式中，凹槽对齐特征结构34安置在GRIN透镜架26的内部腔室54中的凹形底板76中。凹槽对齐特征结构34通过将楔形构件78并排安置在内部腔室54的凹形底板76的每一侧上来形成。并排楔形构件78在楔形构件78之间形成V形凹槽80，所述V形凹槽80可将GRIN透镜28的每一端支撑在内部腔室54中。楔形构件78安置在内部腔室54中，使得V形凹槽80与透镜开口 60对齐。
[0067]参看图4A和图4B，在所述实施方式中，V形凹槽80不延伸到透镜开口 60中。安置在V形凹槽80中的GRIN透镜28因而与透镜开口 60对齐。V形凹槽80也可安置于内部腔室54中以与提供在透镜架主体52中的透镜55对齐。V形凹槽80还提供用于将GRIN透镜28安置为与内部腔室54的凹形底板76具有间隙82的间距。提供间隙82允许不接触GRIN透镜28而收集内部腔室54内部的任何碎屑或其他材料，以避免光传输损耗。参看图4C，图示透镜55，所述透镜55由透镜架主体52的光传输材料提供并沿传输路径EPl对齐，如图2C中所图示。
[0068]可提供其他形式的GRIN透镜架，所述透镜架包含用于支撑并对齐GRIN透镜的凹槽对齐特征结构。就这点来说，图5A和图5B分别为替代性示范GRIN透镜架90的左透视图和右透视图，所述替代性示范GRIN透镜架90可与替代性示范GRIN透镜架92插配。图5C为插配在一起的图5A中GRIN透镜架90、92的侧视图。举例来说，GRIN透镜架90可安置在插头中，而GRIN透镜架92可安置在插座中，使得当插座与插头插配时，GRIN透镜架90、92插配。GRIN透镜架90、92的插配光学连接安置在GRIN透镜架90中的GRIN透镜94与安置在GRIN透镜架92中的GRIN透镜96。在所述实施方式中，GRIN透镜架90、92采用透镜架主体98、100，所述透镜架主体98、100配置有开口凹部102、104 (图6A、图6B、图7A)以将凹形护盖106、108分别收纳在透镜架主体98、100处或下方，以封闭安置在透镜架主体98、100中的内部腔室110、112(图6A、图6B、图7A)。GRIN透镜94、96安置在内部腔室110,112中处于凹槽对齐特征结构114、116中，以将GRIN透镜94、96与透镜架主体98、100和透镜开口 118、120 (图6C、图7B)对齐，所述透镜开口 118、120通过将凹形护盖106、108安置在透镜架主体98、100的开口凹部102、104中来形成。或者，凹槽对齐特征结构114、116可分别安置在凹形护盖106、108中，而不是安置在透镜架主体98、100中。
[0069]继续参看图5A至图5C，通过在透镜架主体98、100中提供开口凹部102、104，当去除凹形护盖106、108时，GRIN透镜94、96可穿过内部腔室110、112安置在透镜架主体98、100中。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可接着安置在内部腔室110、112和开口凹部102、104中安置的凹形护盖106、108中，以封闭内部腔室110、112并将GRIN透镜94、96紧固在透镜架主体98、100内部。此举与必须穿过透镜开口 118、120和光端口开口 122以及透镜124安置GRIN透镜94、96相反。
[0070]继续参看图5A至图5C，作为非限制性实例，具有分离透镜架主体98、100和凹形护盖106、108的GRIN透镜架90、92还可更容易地模制或冲压，或模制的成本更低。然而，提供分离透镜架主体98、100和凹形护盖106、108提供两件式插配面126A、126B和128A、128B (图5A、图5B、图6C、图7B)，所述插配面包括在GRIN透镜架90、92中沿透镜架主体98、100与凹形护盖106、108的界面的缝130、132。凹形护盖106和透镜架主体98分别提供插配面126AU26B，所述插配面在凹形护盖106适当地安置在透镜架主体98中时形成组合的平面或实质上平面表面。类似地，凹形护盖108和透镜架主体100分别提供插配面128A、128B，所述插配面在凹形护盖108适当地安置在透镜架主体100中时形成组合的平面或实质上平面表面。由于GRIN透镜架90、92中的分离插配面126A、126B和128A、128B分别形成的缝130、132在未完全密封时为碎屑提供进入内部腔室110、112的额外入口位置。此外，如下文讨论，所述实施方式中的透镜架主体98、100还分别设计有凸起侧129AU29B和131A、131B，所述凸起侧限定用于容纳凹形护盖106、108的内部腔室110、112。凸起侧129A、129B和131A、131B可为透镜架主体98、100提供在Y轴方向上的增加的稳定性。
[0071]如图5A和图5B中所图示，GRIN透镜架90的插配面126、128配置为邻接GRIN透镜架92的插配面128，以光学连接各自的受支撑GRIN透镜94、96。重要的是，GRIN透镜94、96适当地与各自的GRIN透镜架90、92和各自的插配面126、128对齐，以避免或减少插配面126、128彼此邻接以光学连接各自的受支撑GRIN透镜94、96时的耦合损耗。就这点来说，如图6A至图7B中所图示，GRIN透镜架90、92都分别含有凹槽对齐特征结构114、116。凹槽对齐特征结构114、116配置为支撑安置在GRIN透镜架90、92中的GRIN透镜94、96并将GRIN透镜94、96与插配面126、128对齐。而且，在所述实施方式中，凹槽对齐特征结构114、116可提供为GRIN透镜架90、92的整合结构的部分。举例来说，凹槽对齐特征结构114、116可提供为用以模具制造GRIN透镜架90、92的模具的部分。模具制造GRIN透镜架90、92可减少制造步骤、制造成本并提供受支撑GRIN透镜94、96的准确对齐。
[0072]如图5C中所图示，TIR表面133提供在透镜架主体92中，以反射光到透镜架主体92中安置的GRIN透镜96并反射来自所述GRIN透镜96的光。举例来说，TIR表面133可安置为相对于发射路径EP3成角度O2，在透镜架主体100的非限制性实例中，所述角度为四十五(45)度。可通过透镜124接收的来自安置在衬底(图示为印刷电路板144)上的发射光学装置146的光沿发射路径EP2发射。所述光沿发射路径EP4从TIR表面133反射到GRIN透镜96。类似地，沿发射路径EP4从GRIN透镜96接收的光沿发射路径EP3从TIR表面133反射并发射到透镜124，所述光可由接收光学装置146接收。
[0073]现在将讨论关于图6A至图6C中的GRIN透镜架90和图7A与图7B中的GRIN透镜架92的更多细节。图6A为图5A和图5B的GRIN透镜架90的特写透视图，其中凹形护盖106从凹形透镜架主体98去除。图6B和图6C分别为图5A和图5B中GRIN透镜架90的特写分解透视图和特写组装透视图。参看图6A和图6B，安置在GRIN透镜架90的透镜架主体98中的GRIN透镜94可熔合或光学连接到安置在内部腔室110中的光纤20的涂布光纤部分20B的裸露光纤部分20A的末端部分40。光纤20的末端部分40安置在凹槽对齐特征结构中，所述特征结构提供为安置在透镜架主体98的内部腔室110的凹形底板138中的V形凹槽136。凹形底板138安置在形成内部腔室110的凸起侧129AU29B之间。V形凹槽136支撑并对齐透镜架主体98中的光纤20和GRIN透镜94。V形凹槽136在透镜架主体94中的凹形底板138中延伸，以形成通向光端口开口 122的透镜开口 118，所述开口都耦接在到内部腔室110的自由空间中。所述实施方式中的V形凹槽136也由三个不同的凹槽区段136A、136B、136C组成，所述区段各具有不同的凹槽大小以分别容纳并紧固地支撑具有不同外径大小的涂布光纤20B、裸露光纤20A和GRIN透镜94。
[0074]继续参看图6A至图6C，为将GRIN透镜94定位为紧邻其他光学组件(例如GRIN透镜96)，插配面126、128安置在透镜架主体90中。插配面126、128提供平面的或实质上平面的插配面以与另一个光学组件邻接，以使GRIN透镜94的端面140与其他光学组件接触或紧密接触而用于光传输。在所述实例中，与插配面126AU26B和128AU28B同平面或实质上同平面(例如，在25μπι至50μπι内)的GRIN透镜94的端面140光学连接到GRIN透镜架92中的GRIN透镜96的端面142，如图7Α和图7Β中所图示。参看图7Α和图7B，GRIN透镜96可设置为直接或通过安置在透镜架主体100的表面125中的透镜124间接传输光。GRIN透镜96可设置为直接或通过安置在表面125中的透镜124间接传输光，所述表面125延伸穿过透镜架主体100。透镜架主体100可由在所需波长下的光传输材料制成，使得安置在表面125中的透镜124可从光源接收光。在所述实施方式中，如图7A中所图示，GRIN透镜架92安装到含有光学装置146的印刷电路板(PCB) 144。光学装置146与透镜124对齐，以用于引导光到透镜124和GRIN透镜96或从透镜124和GRIN透镜96接收光，所述GRIN透镜96与透镜架主体100中的透镜124对齐。
[0075]继续参看图6A至图6C，为了将GRIN透镜94安装在GRIN透镜架90中，GRIN透镜94可安置在内部腔室110中的V形凹槽136中。GRIN透镜94的端面140与插配面126、128同平面或实质上同平面(例如，在25μπι至50μπι内)。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可安置在开口凹部102中，以将GRIN透镜94紧固在透镜架主体98的V形凹槽136中，并且封闭对透镜架主体98的内部腔室110中的GRIN透镜94的接入。如上文讨论，光纤20可安置在透镜架主体98中的V形凹槽136中。通过从涂布光纤部分20Β去除涂层提供的裸露光纤部分20Α的末端部分40可插入V形凹槽136。裸露光纤部分20Α可与GRIN透镜94的末端部分148接触、熔合或紧密接触，如图6Β中所图示，以光学连接光纤20与GRIN透镜94。
[0076]在将GRIN透镜94和光纤20安装在图6Α中透镜架主体98中的V形凹槽136中并且将环氧树脂、凝胶或粘合剂插入内部腔室110之后，凹形护盖106的安装是容易的。如图6Β中所图示，凹形护盖106含有两个插配特征结构150Α、150Β，所述特征结构配置为与安置在透镜架主体98中的两个插配凹部152Α、152Β界接。凹形护盖106插入开口凹部102中，其中插配特征结构150Α、150Β安置在凹部152Α、152Β中。凹形护盖106与开口凹部102的插配在GRIN透镜架90中形成透镜开口 118和光端口开口 122。
[0077]图7Α和图7Β分别为图5Α至图5C中GRIN透镜架92的特写分解透视图和特写组装透视图。图7C为图5Α至图5C中组装GRIN透镜架92的底部透视图，所述透视图图示安置在透镜架主体100的表面125中的透镜124。为了将GRIN透镜96安装在GRIN透镜架92中，GRIN透镜96可安置在内部腔室112中的V形凹槽139中。GRIN透镜96的端面142与插配面128同平面或实质上同平面(例如，在25μπι至50μπι内)。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可安置在开口凹部104中，以将GRIN透镜96紧固在透镜架主体100的V形凹槽139中并封闭对透镜架主体100的内部腔室112中的GRIN透镜96的接入。
[0078]参看图7Α和图7Β，在将GRIN透镜96安装在透镜架主体100中的V形凹槽139中并且将环氧树脂、凝胶或粘合剂插入内部腔室112之后，凹形护盖108的安装是容易的。如图7A中所图示，凹形护盖108含有两个插配表面154A、154B,所述插配表面配置为与安置在透镜架主体100中的两个插配凹部156AU56B界接。凹形护盖108插入开口凹部104中，其中插配表面154A、154B安置在插配凹部156A、156B中。凹形护盖108与开口凹部104的插配在GRIN透镜架92中形成透镜开口 120和透镜124。
[0079]图8为采用替代凹形护盖GRIN透镜架166的另一个示范性连接器160的透视图，所述GRIN透镜架166配置为支撑并对齐GRIN透镜。如下文更详细讨论，在所述实施方式中，GRIN透镜架166包括内部凹槽对齐特征结构以支撑GRIN透镜，所述GRIN透镜为正方形或矩形形状，与椭圆形、圆形或V形相反。所述实施方式中的连接器160提供为插头162的形式。举例来说，插头162可为专门支撑用于建立光学连接的光学组件的光纤连接插头。或者，插头162还可包括用于建立电气连接的电气组件，例如安置在插头162中的电导体164A、164B。
[0080]继续参看图8，类似于图1中的插头12，所述实施方式中的插头162采用梯度折射率(GRIN)透镜架166，以支撑用于建立光学连接的光学组件。如下文将更详细讨论，在所述实施方式中，GRIN透镜架166由拆分式组件主体而不是一体式组件组成。GRIN透镜架166安置在插头162的连接器外壳165中。GRIN透镜架166可安置在套管167中，所述套管167安置在连接器外壳165中。GRIN透镜架166配置为支撑并对齐GRIN透镜架166中安置的一或多个GRIN透镜168。举例来说，安置在图8中插头162中的GRIN透镜架166配置为支撑达四⑷个GRIN透镜168。GRIN透镜168光学耦接或熔合到光纤170，所述光纤170安置在紧固到插头162的电缆172中。以此方式，通过插头162与插座或其他光学组件的插配形成的与安置在GRIN透镜架166中的GRIN透镜168的光学连接建立与光纤170的光学连接。对齐开口 169AU69B安置在插头162中以在将插头162插配到插座时帮助插头162与插座的对齐。
[0081]图9A为图8中安置在插头162中的凹形护盖GRIN透镜架166的特写分解透视图。图9B为图9A中凹形护盖GRIN透镜架166的特写分解透视图，其中安装了光纤和GRIN透镜。图9C为图9A和图9B中凹形护盖GRIN透镜架166的特写组装透视图。所述实施方式中的GRIN透镜架166采用透镜架主体174，所述透镜架主体174配置有开口凹部176，以将凹形护盖178收纳在透镜架主体174处或下方，以封闭安置在透镜架主体174中的内部腔室180。GRIN透镜168安置在内部腔室180中处于凹槽对齐特征结构182中，以将GRIN透镜168与透镜架主体174和透镜开口 184对齐，所述透镜开口 184通过将凹形护盖178安置在透镜架主体174的开口凹部176中来形成。或者，凹槽对齐特征结构182可安置在凹形护盖178中，而不是安置在透镜架主体174中。
[0082]继续参看图9A至图9C，通过在透镜架主体174中提供开口凹部176，当去除凹形护盖178时，GRIN透镜168可穿过内部腔室180安置在透镜架主体174中。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可接着安置在内部腔室180和开口凹部176中安置的凹形护盖178中，以封闭内部腔室180并将GRIN透镜168紧固在透镜架主体174内部。通过提供分离的透镜架主体174和凹形护盖178，提供两件式插配面186AU86B，所述插配面形成沿透镜架主体174与凹形护盖178的界面的缝188，如图9C中所图示。GRIN透镜架166中的缝188在未完全密封时为碎屑提供进入内部腔室180的额外进入位置。此夕卜，如下文讨论，所述实施方式中的透镜架主体174还设计有凸起侧191AU91B，所述凸起侧191AU91B限定用于收纳凹形护盖178的内部腔室180。凸起侧191A、191B可为透镜架主体174提供在Y轴方向上的增加的稳定性。
[0083]如图9A至图9C中所图示，GRIN透镜架166的插配面186A、186B配置为邻接另一个GRIN透镜架的插配面，以光学连接受支撑的GRIN透镜168。重要的是，GRIN透镜168适当地与GRIN透镜架166和插配面186A、186B对齐，以避免或减少在将插配面186A、186B与另一个插配面邻接以光学连接受支撑GRIN透镜168时的耦合损耗。就这点来说，如图9A至图9C中所图示，GRIN透镜架166含有凹槽对齐特征结构182。凹槽对齐特征结构182配置为支撑安置在GRIN透镜架166中的GRIN透镜168，并且将GRIN透镜168与插配面186A、186B对齐。而且，在所述实施方式中，凹槽对齐特征结构182可提供为GRIN透镜架166的整合结构的部分。举例来说，凹槽对齐特征结构182可提供为用以模具制造GRIN透镜架166的模具的部分。模具制造GRIN透镜架166可减少制造步骤、制造成本并提供受支撑GRIN透镜168的准确对齐。
[0084]现在将讨论关于图9A至图9C中的GRIN透镜架166的更多细节。参看图9A，安置在GRIN透镜架166的透镜架主体174中的GRIN透镜168可熔合或光学连接到安置在内部腔室180中的光纤170的涂布光纤部分170B的裸露光纤部分170A的末端部分190。光纤170的末端部分190安置在正方形凹槽182中，所述正方形凹槽182安置在透镜架主体174的内部腔室180的凹形底板194中。凹形底板194安置在凸起侧190AU90B之间。正方形凹槽192支撑并对齐透镜架主体174中的光纤170和GRIN透镜168。正方形凹槽192在透镜架主体174中的凹形底板194中延伸，以形成通向光端口开口 198 (图9B中所图示)的透镜开口 196。所述实施方式中的正方形凹槽192也由三个不同的凹槽区段192A、192B、192C组成(图9B)，所述区段各具有不同的凹槽大小以分别容纳并紧固地支撑具有不同外径大小的涂布光纤170B、裸露光纤170A和GRIN透镜168。
[0085]继续参看图9A至图9C，为将GRIN透镜168定位为紧邻其他光学组件，插配面186AU86B安置在透镜架主体174中。插配面186A、186B提供平面的或实质上平面的插配面以与另一个光学组件邻接，以使GRIN透镜168的端面200与其他光学组件接触或紧密接触而用于光传输。在所述实例中，与插配面186A、186B同平面或实质上同平面(例如，在25μπι至50μπι内)的GRIN透镜168的端面200可光学连接到图5Β中另一个插配GRIN透镜架92中的其他GRIN透镜96的端面。
[0086]继续参看图9Α至图9C，为了将GRIN透镜168安装在GRIN透镜架166中，GRIN透镜168可安置在内部腔室180中的正方形凹槽192中。GRIN透镜168的端面200与插配面186Α、186Β同平面或实质上同平面(例如，在25 μ m至50 μ m内)。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可安置在开口凹部176中，以将GRIN透镜168紧固在透镜架主体174的正方形凹槽192中，并且封闭对透镜架主体174的内部腔室180中的GRIN透镜168的接入。如上文讨论，光纤170可安置在透镜架主体174中的正方形凹槽192中。通过从涂布光纤部分170B去除涂层提供的裸露光纤部分170A的末端部分190可插入正方形凹槽192。裸露光纤部分170A可与GRIN透镜168的末端202接触、熔合或紧密接触，以光学连接光纤170与GRIN透镜168。
[0087]在将GRIN透镜168和光纤170安装在图9B中透镜架主体174中的正方形凹槽192中并且将环氧树脂、凝胶或粘合剂插入内部腔室180之后，凹形护盖178的安装是容易的。如图9C中所图示，凹形护盖178含有两个插配特征结构204A、204B，所述特征结构配置为与安置在透镜架主体174中的两个插配凹部206A、206B界接。凹形护盖178插入开口凹部176中，其中插配特征结构204A、204B安置在凹部206A、206B中。凹形护盖178与开口凹部176的插配在GRIN透镜架166中形成透镜开口 196和光端口开口 198。
[0088]图10为采用GRIN透镜架的另一个示范性连接器210的透视图，所述GRIN透镜架配置为支撑并对齐GRIN透镜。所述实施方式中的连接器210提供为插头212的形式。举例来说，插头212可为专门支撑用于建立光学连接的光学组件的光纤连接插头。或者，插头212还可包括用于建立电气连接的电气组件，例如安置在插头212中的电导体214A、214B。
[0089]继续参看图10，类似于图1中的插头12，所述实施方式中的插头212采用梯度折射率(GRIN)透镜架216，以支撑用于建立光学连接的光学组件。如下文将更详细讨论，在所述实施方式中，GRIN透镜架216由拆分式组件主体而不是一体式组件组成。GRIN透镜架216安置在插头212的连接器外壳215中。GRIN透镜架216可安置在套管217中，所述套管217安置在连接器外壳215中。GRIN透镜架216配置为支撑并对齐GRIN透镜架216中安置的一或多个GRIN透镜218。举例来说，安置在图10中插头212中的GRIN透镜架216配置为支撑达四(4)个GRIN透镜218。GRIN透镜218光学耦接或熔合到光纤220，所述光纤220安置在紧固到插头212的电缆222中。以此方式，通过插头212与插座或其他光学组件的插配形成的与安置在GRIN透镜架216中的GRIN透镜218的光学连接建立与光纤220的光学连接。对齐开口 219A、219B安置在插头212中以在将插头212插配到插座时帮助插头212与插座的对齐。
[0090]图1IA和图1lB分别为图10中插头212的拆分式组件GRIN透镜架216的特写组装透视图和特写分解透视图。如图1lB中所图示，GRIN透镜架216由透镜架主体224组成，所述透镜架主体224由两个拆分式组件主体226A、226B组成。两个拆分式组件主体226A、226B彼此互补，使得当拆分式组件主体226A安置在拆分式组件主体226B上时，总成形成透镜架主体224。当两个拆分式组件主体226A、226B配合在一起时，形成对齐开口 219A、219B、光端口开口 227和透镜开口 228，如图1lA和图1lB中所图示。当两个拆分式组件主体226A、226B彼此配合时，内部腔室232也形成在两个拆分式组件主体226A、226B内部。通过提供两个拆分式组件主体226A、226B，透镜架主体224和两个拆分式组件主体226A、226B的制造可更容易或更成本有效，并且如果需要，可更容易提供为模制或冲压组件。GRIN透镜218和光纤220可容易地安置在透镜架主体224中，因为GRIN透镜218和光纤220可安置在拆分式组件主体226B中，而无需穿过透镜开口 228和光端口开口 227插入。
[0091]如图1lA中所图示，当两个拆分式组件主体226A、226B彼此配合时，形成GRIN透镜架216的插配面234。插配面234配置为邻接另一个光学组件的插配面，以光学连接受支撑GRIN透镜218。插配面234由平面的或实质上平面的插配面242A、242B形成，所述插配面242A、242B安置在聚合在一起的拆分式组件主体226A、226B中。提供插配面234以与另一个光学组件邻接，以使GRIN透镜218的端面230与其他光学组件接触或紧密接触，以用于光传输。重要的是，GRIN透镜218在插配面234处适当地与GRIN透镜架主体216对齐，以避免或减少在将插配面234与另一个光学组件邻接时的耦合损耗。就这点来说，如图12A和图12B中所图示和下文更详细讨论，拆分式组件主体226A、226B分别含有凹槽对齐特征结构236A、236B。当拆分式组件主体226A、226B配合在一起时，凹槽对齐特征结构236A、236B聚合在一起，以在透镜架主体224中形成光端口开口 227和透镜开口 228。凹槽对齐特征结构236A、236B配置为支撑GRIN透镜218，并在拆分式组件主体226B与拆分式组件主体226A配合时对齐GRIN透镜218与插配面234。通过提供凹槽对齐特征结构236A、236B，GRIN透镜218的对齐可比替代方法更为准确，所述替代方法例如在制造期间使用插销在透镜架主体中安置对齐通孔或钻孔。在制造透镜架主体之后使用插销在透镜架主体中安置通孔或钻孔可引入对齐不准确。在透镜架主体中模制钻孔将需要小模具组件，所述组件需要在彼此内部滑动。所述情况又产生排热问题以及对整个部件和对齐准确性的负面影响。
[0092]注意，关于图12A，所述实施方式中安置在拆分式组件主体226A中的凹槽对齐特征结构236A也由三个不同的凹槽区段236A(1)、236A⑵、236A(3)组成。每一凹槽区段236A(1)、236A(2)、236A(3)具有不同的凹槽大小，以分别容纳并紧固地支撑具有不同外径大小的涂布光纤20B与裸露光纤20A(未图示)以及GRIN透镜218。类似地，关于图12B，所述实施方式中安置在拆分式组件主体226B中的凹槽对齐特征结构236B也由三个不同的凹槽区段 236B(1)、236B(2)、236B(3)组成。每一凹槽区段 236B (I)、236B (2)、236B (3)中的每一个区段具有不同的凹槽大小，以分别容纳并紧固地支撑具有不同外径大小的涂布光纤240B与裸露光纤240A(未图示)以及GRIN透镜218。
[0093]而且，在所述实施方式中，凹槽对齐特征结构236A、236B提供为拆分式组件主体226A、226B的整合结构的部分。举例来说，凹槽对齐特征结构236A、236B可提供为用以模具制造透镜架主体224的模具的部分。模具制造透镜架主体224可减少制造步骤、制造成本并且提供受支撑GRIN透镜218的准确对齐。
[0094]注意，拆分式组件主体226A、226B可由聚合物或适用于支撑透镜架主体224中安置的GRIN透镜218和光纤220的任何其他材料构造，所述透镜架主体224由拆分式组件主体226A、226B形成。作为非限制性实例，拆分式组件主体226A、226B可在模制工艺中由模具产生。
[0095]如图1lB中所图示，GRIN透镜218可熔合或光学连接到安置在凹槽对齐特征结构236B(图12B)中的光纤220的涂布光纤部分240B的裸露光纤部分240A的末端部分238。举例来说，作为非限制性实例，裸露光纤部分240A直径可为一百二十五(125) μ m，而涂布光纤部分240B的直径可为二百五十(250) μ m。
[0096]为了将GRIN透镜218安装在透镜架主体224中，GRIN透镜218安置在凹槽对齐特征结构236B中，如图12B中所图示。GRIN透镜218安置在凹槽对齐特征结构236B中，使得GRIN透镜218的端面230与插配面242B同平面或实质上同平面(例如，25 μ m至50 μ m内)。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可在图12A中的拆分式组件主体226A配合到拆分式组件主体226B之前安置在拆分式组件主体226B的凹形底板246上，以将GRIN透镜218紧固在凹槽对齐特征结构236A、236B中并封闭对GRIN透镜218的接入。
[0097]图13A至图13E为包含拆分式组件主体的插座GRIN透镜架250的视图，所述插座GRIN透镜架250可用作采用内部凹槽对齐特征结构紧固并对齐GRIN透镜的插座。GRIN透镜架250配置为与图1lA和图1lB中的GRIN透镜架216插配。图13A和图13B分别为拆分式组件GRIN透镜架250的特写前组装透视图和特写后组装透视图。图13C和图13D分别为拆分式组件GRIN透镜架250的特写顶部分解透视图和特写底部分解透视图。图13E为拆分式组件GRIN透镜架250的特写横截面透视图。
[0098]参看图13A和图13B，GRIN透镜架250由透镜架主体252组成，所述透镜架主体252由两个拆分式组件主体245A、254B组成。两个拆分式组件主体254A、254B彼此互补，使得当拆分式组件主体254A安置在拆分式组件主体254B上时，总成形成透镜架主体252。当两个拆分式组件主体254A、254B配合在一起时，形成对齐开口 256A、256B、透镜258和透镜开口 260 (图13A和图13E)，如图13A和图13E中所图示。当两个拆分式组件主体254A、254B彼此配合时，内部腔室262(图13C)也形成在两个拆分式组件主体254A、254B内部。通过提供两个拆分式组件主体254A、254B，透镜架主体252和两个拆分式组件主体254A、254B的制造可更容易或更成本有效，并且如果需要，可更容易提供为模制或冲压组件。GRIN透镜264可容易地安置在透镜架主体252中，因为GRIN透镜264可安置在拆分式组件主体254B中而无需穿过透镜开口 260插入。
[0099]如图13A中所图示，当两个拆分式组件主体254A、254B彼此配合时，形成GRIN透镜架250的插配面266。插配面266配置为邻接另一个光学组件的插配面，以光学连接受支撑GRIN透镜264。插配面266由平面的或实质上平面的插配面268A、268B形成，所述插配面242A、242B安置在聚合在一起的拆分式组件主体254A、254B中。提供插配面266以与另一个光学组件邻接，以使GRIN透镜264的端面270与其他光学组件接触或紧密接触，以用于光传输。
[0100]重要的是，GRIN透镜264在插配面266处适当地与透镜架主体252对齐，以避免或减少在将插配面266与另一个光学组件邻接时的耦合损耗。就这点来说，如图13C中所图示，拆分式组件主体254A、254B分别含有凹槽对齐特征结构272A、272B。当拆分式组件主体254A、254B配合在一起时，凹槽对齐特征结构272A、272B聚合在一起，以在透镜架主体252中形成透镜开口 260。凹槽对齐特征结构272A、272B配置为支撑GRIN透镜264并在拆分式组件主体254B与拆分式组件主体254A配合时对齐GRIN透镜264与插配面266。通过提供凹槽对齐特征结构272A、272B，GRIN透镜264的对齐可比替代方法更为准确，所述替代方法例如在制造期间使用插销在透镜架主体中安置对齐通孔或钻孔。在制造透镜架主体之后使用插销在透镜架主体中安置通孔或钻孔可引入对齐不准确。在透镜架主体中模制钻孔将需要小模具组件，所述组件需要在彼此内部滑动。所述情况又产生排热问题以及对整个部件和对齐准确性的负面影响。
[0101]而且，在所述实施方式中，凹槽对齐特征结构272A、272B提供为拆分式组件主体254A、254B的整合结构的部分。举例来说，凹槽对齐特征结构272A、272B可提供为用以模具制造透镜架主体252的模具的部分。模具制造透镜架主体252可减少制造步骤、制造成本并且提供受支撑GRIN透镜264的准确对齐。
[0102]参看图13C至图13E，GRIN透镜264可设置为直接或通过安置在表面280中的透镜258间接传输光，所述表面280延伸穿过拆分式组件主体254B。拆分式组件主体254B可由在所需波长下的光传输材料制成，使得安置在表面280中的透镜258可从光源接收光。在所述实施方式中，GRIN透镜架250安装到含有光学装置284的印刷电路板(PCB) 282中(参见图13C至图13E)。光学装置284与透镜258对齐，以用于引导光到透镜258和GRIN透镜264或从透镜258和GRIN透镜264接收光，所述GRIN透镜264与拆分式组件主体254B中的透镜258对齐。
[0103]如图13B中所图示，TIR表面277提供在透镜架主体252中。TIR表面277反射光到透镜架主体252中安置的GRIN透镜264并反射来自所述透镜的光。TIR表面277可安置在分离TIR主体279中，所述分离TIR主体279安置在拆分式组件主体254A、254B之间，如图13C至图13E中所图示。举例来说，拆分式组件主体254A、254B各具有腔室281A、281B，如图13C和图13D中所图示，以将TIR主体279紧固在GRIN透镜架250的内部，所述GRIN透镜架250由插配在一起的拆分式组件主体254A、254B形成。TIR主体279可由光传输材料构造。TIR表面277可安置为相对于光学装置284之间的发射路径成角度。通过安置在TIR主体279中的透镜258从安置在PCB282上的发射器光学装置284接收的光沿第一发射路径发射，所述第一发射路径与GRIN透镜264的光轴正交。所述光沿与GRIN透镜264的光轴对齐的第二发射路径从TIR表面277反射。类似地，沿第二发射路径从GRIN透镜264接收的光沿第一发射路径从TIR表面277反射，以发射到透镜258并由接收器光学装置284接收。
[0104]注意，拆分式组件主体254A、254B可由聚合物或适用于支撑GRIN透镜264的任何其他材料构造。作为非限制性实例，拆分式组件主体254A、254B可在模制工艺中由模具产生。拆分式组件主体254A、254B可由塑料或金属构造。
[0105]参看图13C，为了将GRIN透镜264安装在拆分式组件主体254B中，GRIN透镜264安置在凹槽对齐特征结构272B中，如图13E中所图示。GRIN透镜264安置在凹槽对齐特征结构272B中，使得GRIN透镜264的端面270与插配面268B同平面或实质上同平面(例如，25 μ m至50 μ m内)。具有用于折射率匹配的折射率的环氧树脂、凝胶或粘合剂可在拆分式组件主体254A配合到拆分式组件主体254B之前安置在拆分式组件主体254B的凹形底板276上，如图13C中所图示，以将GRIN透镜264紧固在凹槽对齐特征结构272A、272B中并封闭对GRIN透镜264的接入。
[0106]作为非限制性实例，本文公开的GRIN透镜可包含具有径向变化折射率的一般为圆柱形的玻璃构件，所述玻璃构件具有一长度，以使得透镜具有小于约0.23的间距。如本文中所使用，透镜的间距长度Lo为2 π /A ;分数间距或以下的间距为L/Lo = LA/2 π，其中L为透镜的实体长度。在各种实施方式中，间距介于约0.08与0.23之间，例如透镜具有
0.22,0.21,0.20,0.19,0.18,0.17,0.16,0.15,0.14,0.13,0.12,0.11,0.10,0.09 和 0.08的间距。一些实施方式涉及小直径透镜，例如，具有小于或等于约一(I)毫米(例如，0.8mm)的直径的透镜。在某些实施方式中，在用具有约10.4μ m的模场直径的光束照射时，具有小于约Imm的直径的透镜对于产生具有约350 μ m与450 μ m之间的模场直径的光束有效。
[0107]可与本文公开的GRIN透镜架中公开的GRIN透镜接口连接的光学装置的实例包括但不限于光纤校准器、DWDM, 0ADM、隔离器、循环器、混合光学装置、光学衰减器、MEM装置和光学开关。
[0108]此外，如本文所使用，术语“光纤电缆”和/或“光纤”旨在包括所有类型的单模和多模光波导，所述单模和多模光波导包括一或多个光纤，在电缆中，所述一或多个光纤可经上涂覆、着色、缓冲、带状化和/或具有其他组织或保护结构，例如一或多个管、强度构件、护套等。本文所公开的光纤可为单模或多模光纤。同样，其他类型的适合的光纤包括对弯曲不敏感的光纤，或用于传输光信号的任何其他合理的介质。弯曲不敏感光纤或耐弯曲光纤的实例为可从Corning公司购买的ClearCurve?多模光纤。在(例如)美国专利申请公开案第2008/0166094号和第2009/0169163号中公开此类型的适合的光纤，所述公开案的公开内容全部以引用的方式并入本文中。
[0109]得益于前文描述和相关联图式中呈现的教示，所述实施方式所属领域的技术人员将想到本文所阐述的实施方式多种修改和其他实施方式。因此，应理解，本说明书和权利要求书不受限于所公开的【具体实施方式】，且旨在将所述修改和其他实施方式包括于所附权利要求书的范围内。如果实施方式的修改和变化属于所附权利要求书和权利要求书的等效物的范围内，那么本文旨在涵盖所述修改和变化。尽管本文中使用特定术语，但所述术语仅以一般意义和描述意义使用，而并非为了限制。
【权利要求】
1.一种梯度折射率(GRIN)透镜架，所述透镜架包含: 透镜架主体，所述透镜架主体包含内部腔室， 插配面，所述插配面安置在所述透镜架主体中； 至少一个透镜开口，所述透镜开口安置在所述插配面中并且耦接在到所述内部腔室的自由空间中，所述至少一个透镜开口沿第一光轴安置并且配置为收纳至少一个GRIN透镜的至少一个末端部分； 全内反射(TIR)表面，所述全内反射表面沿所述至少一个透镜开口的所述第一光轴安置在所述透镜架主体中，所述TIR表面配置为沿所述第一光轴TIR反射光；和 至少一个凹槽对齐特征结构，所述特征结构安置在所述透镜架主体的所述内部腔室的凹形底板中并且与所述至少一个透镜开口光学对齐，所述至少一个凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在所述内部腔室中的至少一个GRIN透镜，并对齐所述至少一个GRIN透镜的至少一个末端部分与所述至少一个透镜开口。
2.如权利要求1所述的GRIN透镜架，所述透镜架进一步包含至少一个透镜，所述透镜沿第二光轴安置在所述透镜架主体中，所述至少一个透镜配置为沿所述第二光轴发射光到所述TIR表面。
3.如权利要求2所述的GRIN透镜架，其中所述至少一个透镜由安置在所述透镜架主体中的光传输材料形成。
4.如权利要求1至3所述的GRIN透镜架，其中所述至少一个凹槽对齐特征结构安置在底板中，所述底板安置在所述内部腔室中，其中所述至少一个凹槽对齐特征结构配置为支撑所述至少一个GRIN透镜，同时在所述至少一个GRIN透镜与所述底板之间具有间隙。
5.如权利要求1至4所述的GRIN透镜架，其中所述至少一个凹槽对齐特征结构由安置在所述内部腔室的第一末端部分上的至少一个第一凹槽，和安置在所述内部腔室邻近所述至少一个透镜开口的第二末端部分上的至少一个第二凹槽组成。
6.如权利要求1至5所述的GRIN透镜架，其中所述至少一个凹槽对齐特征结构由多个不同大小的凹槽区段组成。
7.如权利要求1至6所述的GRIN透镜架，其中所述透镜架主体由模制或冲压组件组成，其中所述至少一个凹槽对齐特征结构由分别通过模具或压模形成在所述透镜架主体中的空腔形成。
8.如权利要求1至7所述的GRIN透镜架，其中所述透镜架主体由无缝主体组成，其中所述插配面由无缝插配面组成。
9.如权利要求1至7所述的GRIN透镜架，其中所述透镜架主体由第一拆分式组件主体和紧固到所述第一拆分式组件主体的互补第二拆分式组件主体组成。
10.如权利要求9所述的GRIN透镜架，其中所述至少一个凹槽对齐特征结构由安置在所述第一拆分式组件主体的内部侧中的至少一个第一凹槽，和安置在所述第一拆分式组件主体的所述内部侧中的至少一个第二凹槽组成，所述至少一个第一凹槽和所述至少一个第二凹槽形成至少一个闭合凹槽，所述闭合凹槽配置为支撑并对齐所述至少一个GRIN透镜。
11.一种提供用于光纤连接器的梯度折射率(GRIN)透镜的方法，所述方法包含: 提供透镜架主体，所述透镜架主体包含内部腔室； 将至少一个GRIN透镜安置在至少一个凹槽对齐特征结构中，所述特征结构安置在所述透镜架主体的所述内部腔室中，所述至少一个凹槽对齐特征结构与至少一个透镜开口沿第一光轴光学对齐并且安置在所述透镜架主体的插配面中，以将所述至少一个GRIN透镜与所述至少一个透镜开口光学对齐，所述至少一个透镜开口耦接在到所述内部腔室的自由空间中； 提供全内反射(TIR)表面，所述全内反射表面沿所述至少一个透镜开口的所述第一光轴安置在所述透镜架主体中，所述TIR表面配置为沿所述第一光轴TIR反射光；和 将所述至少一个GRIN透镜的第一末端部分安置为穿过所述至少一个透镜开口，并与所述透镜架主体的所述插配面同平面。
12.如权利要求11所述的方法，所述方法进一步包含至少一个透镜，所述透镜沿第二光轴安置在所述透镜架主体中，所述至少一个透镜沿所述第二光轴发射光到所述TIR表面。
13.如权利要求12所述的方法，所述方法进一步包含将所述透镜架主体安装在衬底上，使得安置在所述透镜架主体中的至少一个透镜与安置在所述衬底中的至少一个光学装置对齐。
14.如权利要求11至13所述的方法，所述方法包含将所述至少一个GRIN透镜安置在所述至少一个凹槽对齐特征结构中，所述特征结构安置在底板中，所述底板安置在所述透镜架主体的所述内部腔室中，以在所述底板与所述至少一个GRIN透镜之间提供间隙。
15.如权利要求11至14所述的方法，其中提供所述透镜架主体包含模制或冲压所述透镜架主体，使得所述至少一个凹槽对齐特征结构由通过模具或压模形成在所述透镜架主体中的空腔形成。
16.如权利要求15所述的方法，其中模制所述透镜架主体提供无缝插配面。
17.如权利要求11至15所述的方法，所述方法进一步包含在所述内部腔室中安置护盖，所述护盖由安置在所述透镜架主体中的凹形底板形成，其中所述至少一个凹槽对齐特征结构安置在所述凹形底板中。
18.如权利要求11至17所述的方法，所述方法进一步包含将所述透镜架主体安置在光纤连接器中。
19.一种梯度折射率(GRIN)透镜连接器系统，所述透镜连接器系统包含: 插头，所述插头包含: 插头透镜架主体，所述插头透镜架主体包含插头内部腔室， 插头插配面，所述插头插配面安置在所述插头透镜架主体中； 至少一个插头透镜开口，所述插头透镜开口安置在所述插头插配面中并且耦接在到所述插头内部腔室的自由空间中，所述至少一个插头透镜开口沿第一光轴安置并且配置为收纳至少一个插头GRIN透镜的至少一个末端部分；和 至少一个插头凹槽对齐特征结构，所述特征结构安置在所述插头透镜架主体的所述插头内部腔室的凹形底板中并且与所述至少一个插头透镜开口光学对齐，所述至少一个插头凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在所述插头内部腔室中的至少一个插头GRIN透镜，并将所述至少一个插头GRIN透镜的至少一个末端部分与所述至少一个插头透镜开口对齐；及 插座，所述插座包含: 插座透镜架主体，所述插座透镜架主体包含插座内部腔室， 插座插配面，所述插座插配面安置在所述插座透镜架主体中； 至少一个插座透镜开口，所述插座透镜开口安置在所述插座插配面中并且耦接在到所述插座内部腔室的自由空间中，所述至少一个插座透镜开口沿第二光轴安置并且配置为收纳至少一个插座GRIN透镜的至少一个末端部分； 全内反射(TIR)表面，所述全内反射表面沿所述至少一个插座透镜开口的所述第二光轴安置在所述插座透镜架主体中，所述TIR表面配置为沿所述第二光轴TIR反射光；和至少一个插座凹槽对齐特征结构，所述特征结构安置在所述插座透镜架主体的所述插座内部腔室的凹形底板中并且与所述至少一个插座透镜开口光学对齐，所述至少一个插座凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在所述插座内部腔室中的至少一个插座GRIN透镜，并将所述至少一个插座GRIN透镜的至少一个末端部分与所述至少一个插座透镜开口对齐；其中所述插头透镜架主体的所述插头插配面插配到所述插座透镜架主体的所述插座插配面，以光学连接所述至少一个插头GRIN透镜和所述至少一个插座GRIN透镜。
20.一种提供梯度折射率(GRIN)透镜连接器系统的方法，所述方法包含: 提供插头，所述插头包含: 插头透镜架主体，所述插头透镜架主体包含插头内部腔室， 插头插配面，所述插头插配面安置在所述插头透镜架主体中； 至少一个插头透镜开口，所述插头透镜开口安置在所述插头插配面中并且耦接在到所述插头内部腔室的自由空间中，所述至少一个插头透镜开口沿第一光轴安置并且配置为收纳至少一个插头GRIN透镜的至少一个末端部分；和 至少一个插头凹槽对齐特征结构，所述特征结构安置在所述插头透镜架主体的所述插头内部腔室的凹形底板中并且与所述至少一个插头透镜开口光学对齐，所述至少一个插头凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在所述插头内部腔室中的至少一个插头GRIN透镜，并将所述至少一个插头GRIN透镜的至少一个末端部分与所述至少一个插头透镜开口对齐；及 提供插座，所述插座包含: 插座透镜架主体，所述插座透镜架主体包含插座内部腔室， 插座插配面，所述插座插配面安置在所述插座透镜架主体中； 至少一个插座透镜开口，所述插座透镜开口安置在所述插座插配面中并且耦接在到所述插座内部腔室的自由空间中，所述至少一个插座透镜开口沿第二光轴安置并且配置为收纳至少一个插座GRIN透镜的至少一个末端部分； 全内反射(TIR)表面，所述全内反射表面沿所述至少一个插座透镜开口的所述第二光轴安置在所述插座透镜架主体中，所述TIR表面配置为沿所述第二光轴TIR反射光；和至少一个插座凹槽对齐特征结构，所述特征结构安置在所述插座透镜架主体的所述插座内部腔室的凹形底板中并且与所述至少一个插座透镜开口光学对齐，所述至少一个插座凹槽对齐特征结构配置为支撑安置在所述插座内部腔室中的至少一个插座GRIN透镜，并将所述至少一个插座GRIN透镜的至少一个末端部分与所述至少一个插座透镜开口对齐；和 将所述插头透镜架主体的所述插头插配面插配到所述插座透镜架主体的所述插座插配面，以光学连接所述至少一个插头GRIN透镜和所述至少一个插座GRIN透镜。
【文档编号】G02B6/38GK104169765SQ201280064798
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2012年12月6日 优先权日:2011年12月9日
【发明者】迈克尔·德容, 迈卡·科伦·艾森豪尔, 丹尼斯·迈克尔·克内克特, 詹姆斯·菲利浦·卢瑟 申请人:康宁光电通信有限责任公司
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