具有模制为有利于光学连接件对准的外部安装面的侧面-小刻面耦合器的制造方法
【专利说明】具有模制为有利于光学连接件对准的外部安装面的侧面-小刻面耦合器
优先权申请
[0001]根据35U.S.C.§ 120，本申请要求申请日为2014年6月9日、美国申请号为14/299，455的优先权，其内容被依赖并且通过全面引用的方式并入于此。
【背景技术】
[0002]本发明大体上涉及侧面-小刻面(side-facet)耦合器，其具有模制为内部凹槽表面的外部安装面，以利于光学连接件至波导的光学侧面-小刻面的对准。
[0003]形成在平面基板上的光波导装置已经成为各种光网络应用的重要元件。这些光网络应用包括在密集波分复用(DWDM)系统中的多路传输和多路分解器，以及在无源光网络(Ρ0Ν)中的元件。
[0004]在这方面，图1是形成在平面基板12上的光波导板组件10的剖视图。在平面基板12上，存在低包层14、芯层16、以及上包层18。这些层可以由纯硅或者二氧化硅(Si02)制造。光线穿过该芯层16。光信号通过芯层16的-小刻面20由波导板组件10接收和提供。在这一例子中，-小刻面20是形成在波导板组件10的侧面22内的侧面-小刻面，由此通过侧面22提供用于波导板组件10的光学连接。然而，由于耦合器(例如，对准孔)的外部连接表面和内部连接部件之间的距离必须在规定容差之内是可重复生产的，因此将光纤连接器光学连接至侧面-小刻面20是困难的。如果这些距离的容差变化为超过了规定的容差，边缘安装至波导板组件10的耦合器的对准部件和波导的侧面-小刻面20之间的距离可能是不准确的，造成了耦合的光纤连接器与波导板组件10的侧面-小刻面20的未对准。连接未对准可能引起光纤连接的衰减和/或信号损失。
[0005]许多因素会导致外部元件与侧面-小刻面波导，例如图1中的波导板组件10，的对准困难。举例来说，通常使用具有物理截面为200nmX200nm或更小的硅波导。模场直径，例如跨越芯层16的表面的辐照分布也可以为3微米(3 μ )或者更小。波导的数值孔径(ΝΑ)，即系统可以接受或者发射光线的角度范围，也可以与被连接至波导的光纤的ΝΑ大不相同。这些及其他特性都导致需要在很宽的温度范围内具有高机械稳定性的高精确对准机构。
[0006]这里引用的任何参考文献构成现有技术没有构成许可。申请人清楚地保留怀疑任意引用的文件的准确性和相关性的权利。
【发明内容】
[0007]这里公开的实施例包括侧面-小刻面耦合器，其具有模制为内部凹槽表面的外部安装面，以利于光学连接件至波导的光学侧面-小刻面的对准。相关的元件、系统和方法同样被公开。作为非限制性的实施例，侧面-小刻面耦合器可以被边缘安装在波导基板上以提供套管状结构，用于容纳光纤连接器并且将光纤连接器的套管与波导的侧面-小刻面光学地对准。该侧面-小刻面耦合器由可模制材料组成，其包括安装面，以允许侧面-小刻面耦合器被安装在靠近侧面-小刻面的基板安装面上。用这样的方式，该侧面-小刻面耦合器在该安装面和设置于侧面-小刻面耦合器内的对准部件(例如，对准孔或者通孔)之间提供已知的距离，以有利于侧面-小刻面的光学校准。
[0008]不再用设置在模具外表面上的外部安装面来模制侧面-小刻面耦合器，而是提供用于侧面-小刻面耦合器的模具从而使得侧面-小刻面耦合器的安装面是作为模制的内部凹槽表面被提供的。在这点上，用于侧面-小刻面耦合器的可模制材料被设置成围绕作为模具一部分的凹槽芯体，由此形成具有至少一个内部凹槽表面的单一元件，以提供用于该侧面-小刻面耦合器的外部安装面。由于模制材料围绕芯体结构而固化，单一元件的外表面自模具的内表面脱出，并且围绕芯体结构收缩。因此，由于提供侧面-小刻面耦合器的外部安装面的模具作为单一元件的内部凹槽表面，而不是作为外部元件表面，单一元件的内部凹槽表面形成于更精确的可重复容限内。在形成单一元件之后，部分可模制材料随后从单一元件被除去，从而使单一元件的剩余部分的可模制材料形成至少一个侧面-小刻面親合器。
[0009]因此，作为非限制性实施例，当侧面-小刻面耦合器的外部安装面被主动地对准并且被安装在波导装置的安装面上时，侧面-小刻面耦合器的内部部件与配置在波导装置中的波导小刻面之间的距离被确认为在期望限度的范围之内。因此，当光纤连接器被插入到侧面-小刻面耦合器时，在组装期间光纤连接器将更准确地与波导的侧面-小刻面对准。
[0010]本发明的一个实施例涉及一种用于接收边缘安装光纤连接器的连接部件的侧面-小刻面耦合器的形成方法。该方法包括配置可模制材料在侧面-小刻面耦合器模具内，以使可模制材料围绕至少一个芯体结构而配置，由此形成具有一个或多个连接部件以及一个或多个均具有至少一个内部凹槽表面的凹槽的单一元件。该方法进一步包括除去单一元件的部分可模制材料从而使单一元件的剩余部分的可模制材料形成一个或多个侧面-小刻面耦合器。每个侧面-小刻面耦合器具有用于接收光纤连接器的互补连接部件的该一个或多个连接部件的至少一个。每个侧面-小刻面耦合器还具有由单一元件的一个或多个凹槽的至少一个内部凹槽表面的一部分形成的至少一个外部安装面。该至少一个外部安装面被配置成连接至波导装置的表面以便当光纤连接器的连接部件与侧面-小刻面耦合器的一个或多个连接部件的至少一个连接时用于将光纤连接器内的一个或多个光纤与配置在波导装置中的波导光学地对准。
[0011]本发明的另外的一个实施例涉及一种单一元件，其用于形成配置成将光纤连接器与配置在集成电路中的波导对准的耦合器。该单一元件包括彼此相互连接的至少两部分，以在定义了内部凹槽表面的单一元件内形成至少一个凹槽。该至少两部分的至少一个包括耦合器部分，其具有由内部凹槽表面的一部分形成的至少一个外部安装面。另外，当耦合器部分从单一元件的其它部分被除去时，该至少一个外部安装面被配置成与波导装置的一个表面连接以便将光纤连接器与波导装置的波导对准。
[0012]本发明的另外的一个实施例涉及一种单一元件的模具，其用于形成一耦合器，该耦合器配置成将光纤连接器与配置在集成电路中的波导对准。该模具包括限定了单一元件的至少一个外表面的至少一个面朝内的壁(inner-facing wall)。该模具进一步包括限定了单一元件的至少一个对准部件的至少一个内对准部件芯体。该模具进一步包括在具有内部凹槽表面的单一元件中限定了至少一个凹槽的至少一个凹槽芯体。该模具被配置成形成单一元件。该单一元件包括彼此相互连接的至少两个部分，以在定义了内部凹槽表面的单一元件内形成至少一个凹槽。该至少两个部分的至少一个包括耦合器部分，其具有由内部凹槽表面的一部分形成的至少一个外部安装面。另外，当该耦合器部分从单一元件的其它部分被除去时，至少一个外部安装面被配置成与波导装置的一表面连接以便将光纤连接器与波导装置的至少一个波导对准。
[0013]本发明另外的实施例涉及一种用于将光纤连接器固定至光纤耦合器的可旋转夹。该可旋转夹包括配置成与光纤连接器连接的夹主体。该可旋转夹进一步包括绕夹主体可旋转的臂部，被配置成当光纤连接器与光纤耦合器耦合时在光纤耦合器上延伸。该可旋转夹进一步包括从该臂部延伸的偏置构件，并且其被配置成当臂部绕夹主体旋转时与光纤耦合器结合以使夹主体偏向光纤耦合器，由此朝向光纤耦合器偏置该光纤连接器以将光纤连接器固定至光纤耦合器。
[0014]附加的特点和优点将在随后的详细说明中被阐述，其部分地对于本领域技术人员而言是显而易见的，或者通过实践说明书和权利要求以及附图所描述的实施而被意识到。
[0015]应该被理解的是上述一般说明及随后的详细说明二者仅仅是示意性的，并且是用来提供概述或者框架以理解权利要求的性质和特性。
[0016]随后的附图用于提供对本发明的进一步的理解，其被并入成为说明书的组成部分。附图图示了一个或多个的实施例，并且与说明书一起用来解释不同的实施例的原理与操作。
【附图说明】
[0017]图1所示的是其上连接有多个光纤连接器的具有波导的波导板组件示意图；
[0018]图2A-2D所示的是连接器和耦合器的连接视图，其中连接器的光纤被配置成与图1波导的侧面-小刻面光学地连接；
[0019]图3所示的是根据一个示意性实施例的具有波导装置的板组件，其连接有多个侧面-小刻面