光通信组件的制作方法_3

文档序号:9793910阅读:来源:国知局
7A所示,收发器光耦合单元702包括由PCB704支撑的机械耦合构件718。机械耦合构件718包括配合表面718和相背对表面718b。光学元件720设置在机械耦合构件718的相背对表面718b上,每个光学元件720与对应光电器件703光学对准。机械耦合构件718支撑光学元件720,使得光电器件703和光学元件720之间存在适当的分离,并且在光学元件720和光电器件703之间也存在垂直对准。
[0063]机械耦合构件718的配合表面718a被构造成与连接器光耦合单元701的机械耦合构件719的对应配合表面719b配合。连接器光耦合单元701包括被构造成保持多个光学波导723的V形凹槽731。当连接器光耦合单元701和收发器光耦合单元702沿着它们的配合表面718a,719b配合时,每个光重定向元件730通过对应的光学元件720与对应的光电器件703光学对准。
[0064]收发器光耦合单元702的机械支撑构件718包括设置在机械支撑构件718的配合表面718a上的第一对准特征结构和第二对准特征结构721。对准特征结构被成形为对应于连接器光耦合单元701的机械支撑构件719的锥形形状。连接器光耦合单元701还可包括设置在机械支撑构件719的配合表面719b上的第一对准特征结构和第二对准特征结构,然而,这些特征结构在图7中未示出。如果存在,对准特征结构可被成形为对应于收发器光耦合单元702的机械支撑构件718的锥形形状。连接器光耦合单元701包括被构造成与收发器光耦合单元的兼容互锁特征结构732互锁的互锁特征结构713。
[0065]图8A-图8C分别示出连接器光耦合单元801、收发器光耦合单元802,以及包括与收发器光耦合单元802配合的连接器光耦合单元801的光通信组件803。图SC示出与由互锁特征结构互锁的机械支撑结构配合的光学光耦合单元和收发器光耦合单元。当光学光耦合单元和收发器光耦合单元配合时,光通信组件803允许光穿过组件803。
[0066]在一些实施例中,当连接器光耦合单元801与收发器光耦合单元802配合时,收发器光耦合单元802是基本上静止的,并且连接器光耦合单元801可旋转至少0.5度。在一些实施例中,当连接器光親合单元801与收发器光親合单元802配合时,连接器光親合单元801可旋转至少2.0度。在一些实施例中,当连接器光耦合单元801与收发器光耦合单元802配合时,连接器光耦合单元801可旋转至多90度。
[0067]在一些实施例中,包括连接器光耦合单元801的光学连接器的配合方向与收发器光耦合单元802的配合表面818形成倾斜角度。该倾斜角度导致附接到光学连接器的连接器光耦合单元801的光纤弯曲,如上所述。
[0068]图9示出包括光学连接器910的光通信组件900,该光学连接器包括主体905和连接器光耦合单元901、收发器光耦合单元902,以及光电器件903。还示于图9中的是线接合到光电器件903的集成电路904。收发器光耦合单元902、光电器件903和集成电路904设置在PCB906上。光学连接器910的配合方向915是连接器主体905移动以配合光学光耦合单元901和收发器光耦合单元902的方向。收发器光耦合单元902具有相对于光学连接器910的配合方向915成角度的配合表面918。线916平行于配合表面918。光学连接器910的配合方向915与收发器光耦合单元902的配合表面918之间的角度α可例如为约5至约60度,或约10至约30度,或约15度。当配合在连接器光耦合单元901和收发器光耦合单元902之间发生时,光学连接器的配合方向915与收发器光耦合单元的配合表面918之间的差异导致光学波导931弯曲,从而使光学波导931移动远离第一波导支架932和第二波导支架933中的一者或两者。
[0069]图10示出包括光学连接器1010的另一个光通信组件1000,该光学连接器包括主体1005和连接器光耦合单元1001、收发器光耦合单元1002,以及光电器件1003。还示于图10中的是线接合到光电器件1003的集成电路1004。收发器光耦合单元1002、光电器件1003和集成电路1004设置在PCB 1006上。光学连接器1010的配合方向1015是连接器主体1005移动以配合连接器光耦合单元1001和收发器光耦合单元1002的方向。收发器光耦合单元1002具有相对于光学连接器1010的配合方向1015成角度的配合表面1018。线1016平行于配合表面1018。光学连接器1010的配合方向1015与收发器光耦合单元1002的配合表面1018之间的角度β可例如为约5至约25度,或约10至约20度,或约15度。当配合在连接器光耦合单元1001和收发器光親合单元1002之间发生时,光親合器的配合方向1015与收发器光親合单元的配合表面1018之间的角度导致光学波导1031弯曲,从而使光学波导1031移动远离第一波导支架1032和第二波导支架1033中的一者或两者。
[0070]本文所述的一些光通信组件可安装在PCB上以提供直的、成角度的、或直角PCB连接器。图11示出包括收发器光耦合单元1102的光通信组件1100,该收发器光耦合单元被设置在PCB 1190上并且被构造成以直角连接器构型与光学连接器1110的连接器光耦合单元1101配合,S卩,配合方向平行于PCB 1190的表面。图12示出包括收发器光耦合单元1202的光通信组件1200,该收发器光耦合单元被设置在子PCB 1290a上并且电连接到PCB 1290。收发器光耦合单元1202被构造成以直连接器构型与光学连接器1210的连接器光耦合单元1201配合,即,配合方向垂直于PCB 1290的表面。图13示出包括收发器光耦合单元1302的光通信组件1300,该收发器光耦合单元被设置在PCB 1390上并且被构造成以成角度的连接器构型与光学连接器1310的连接器光耦合单元1301配合。图14示出包括收发器光耦合单元140 2的光通信组件1400,该收发器光耦合单元被设置在子PCB 1490a上并且电连接到PCB 1490。收发器光耦合单元1402被构造成以成角度的连接器构型与光学连接器1410的连接器光耦合单元1401配合。
[0071]图15示出示例性光通信组件1500的简化侧剖视图,该示例性光通信组件包括不具有外壳并且以配合取向示出的连接器光耦合单元1501和收发器光耦合单元1502。光电器件1503(在该示例中为光发射器)和集成电路1504被设置在PCB 1505上。收发器光耦合单元1502包括具有配合表面1518a和相背对表面1518b的机械支撑构件1518。光学元件1520被设置在机械支撑构件1518的相背对表面1518b上并且与光电器件1503光学对准。机械支撑构件1518支撑光学元件1520,使得光电器件1503和光学元件1520之间存在适当的分离,从而通过光学元件1520导致连接器光耦合单元1501和光电器件1503之间的光学对准。在图15所示的构型中,配合表面1501a和1518a基本上平行于PCB 1505的表面1505a。
[0072]在配合构型中,连接器光耦合单元1501的配合表面1501a与收发器光耦合单元1502的配合表面1518a相邻。当以配合构型操作时,连接器光耦合单元1501和收发器光耦合单元1502在光电元件1503和光学波导1540之间传递光。
[0073]在图15所示的示例中,光电器件1503包括朝向光学元件1520发射发散光束1521a的发光器件。光学元件1520改变光束的发散并且/或者使发射光束准直。从光学元件1520发出的光束1521b由连接器光耦合单元1501的光重定向元件1510重定向。在图15所示的实施例中,重定向元件1510改变光束1521b的发散和方向,使得光束1521b的中心光线以约90度的角度Θ偏转。从光重定向元件1510发出的光束1521c朝向连接器光耦合单元1501的光学波导1540会聚。
[0074]图16示出另一个示例性光通信组件1600的简化侧剖视图,该示例性光通信组件包括不具有外壳并且以配合取向示出的连接器光耦合单元1601和收发器光耦合单元1602。光电器件1603(在该示例中为光发射器)和集成电路1604被设置在PCB 1605上。收发器光耦合单元1602包括具有配合表面1618a和相背对表面1618b、配合边缘1618c和基部边缘1618d的机械支撑构件1618。配合边缘1618c为在配合发生时首先遇到连接器光耦合单元1601的配合表面1618a的边缘。在图16所示的构型中,配合表面1618a相对于PCB1605的表面1605a成角度,使得配合表面1618a朝向PCB 1605的表面1605a从基部边缘1618d到配合边缘1618c倾斜。在该构型中,光学波导1640以一定角度朝向PCB表面1605a延伸远离连接器光耦合单元1601。
[0075]光学元件1620被设置在机械支撑构件1618的相背对表面1618b上并且与光电器件1603光学对准。机械支撑构件1618支撑光学元件1620,使得光电器件1603和光学元件1620之间存在适当的分离,从而通过光学元件1620导致连接器光親合单元1601的重定向元件1610和光电器件1603之间的光学对准。在配合构型中,连接器光耦合单元1601的配合表面1601a与收发器光耦合单元1602的配合表面1618a相邻。当以配合构型操作时,包括连接器光耦合单元1601和收发器光耦合单元1602的光通信组件1600在光电元件1603和光学波导1640之间传递光。
[0076]在图16所示的示例中,光电器件1603包括朝向光学元件1620相对于光电器件1603的发射面基本上垂直地发射发散光束1621a的发光器件。光学元件1620改变光束1621a的发散并且/或者使发射光束1621a准直。从光学元件1620发出的光束1621b由连接器光耦合单元1601的光重定向元件1610重定向。在图16所示的实施例中,重定向元件1610改变光束1621b的发散和方向,使得光束1621b的中心光线以大于90度的角度Θ偏转。从光重定向元件1610发出的光束1621c朝向连接器光耦合单元1601的光学波导1640的输入面会聚。如图16所示,光学元件1620可被设置在机械支撑结构1618中的凹陷部或沟槽1618e中。光学元件1620可包括垂直于来自光电器件1603的光束1621b的表面,但不是配合表面(如图16所不)。另选地,如下图17所示,设置在凹陷部或沟槽1718e中的光学元件1720可包括相对于光束1721b成角度以造成光束的偏转的表面。
[0077]图17A示出又一个示例性光通信组件1700的简化侧剖视图,该示例性光通信组件包括不具有外壳并且以配合取向示出的连接器光耦合单元1701和收发器光耦合单元1702。光电器件1703(在该示例中为光发射器)和集成电路1704被设置在PCB 1705上。收发器光耦合单元1702包括具有配合表面1718a和相背对表面1718b、配合边缘1718c和基部边缘1718d的机械支撑构件1718。配合边缘1718c为在配合发生时首先遇到连接器光耦合单元1701的配合表面1718a的边缘。在图17所示的构型中,配合表面1718a相对于PCB1705的表面1705a成角度,使得配合表面1718a朝向PCB 1705的表面1705a从基部边缘1718d到配合边缘1718c倾斜。在该构型中,光学波导1740以一定角度朝向PCB表面1705a延伸远离连接器光耦合单元 1701。
[0078]光学元件1720被设置在机械支撑构件1718的相背对表面1718b上并且与光电器件1703光学对准。机械支撑构件1718支撑光学元件1720,使得光电器件1703和光学元件1720之间存在适当的分离和对准,从而通过光学元件1720导致连接器光親合单元1701的重定向元件1710和光电器件1703之间的光学对准。在配合构型中,连接器光耦合单元1701的配合表面1701a与收发器光耦合单元1702的配合表面1718a相邻。当以配合构型操作时,包括连接器光耦合单元1701和收发器光耦合单元1702的光通信组件1700在光电元件1703和光学波导1740之间传递光。
[0079]在图17A所示的示例中,光电器件1703包括朝向光学元件1720相对于光电器件1703的发射面基本上垂直地发射发散光束1721a的发光器件。光学元件1720被设置在机械支撑结构1718中的凹陷部或沟槽1718e下面。光学元件1720包括第一特征结构1720a和第二特征结构1720b。第一特征结构1720a(例如,透镜)被构造成改变光束1721a的发散并且/或者使发射光束1721a准直。从光学元件1720的第一特征结构1720a发出的光束1721b由光学元件1720的第二特征结构1720b(例如,诸如棱镜之类的发射特征结构)以角度Φ重定向。从光学元件1720的第二特征结构1720b发出的光束1721c被重定向到光重定向元件1710,例如连接器光親合单元1701的光重定向元件。在图17所示的实施例中,重定向元件1710改变光束1721c的发散和方向,使得光束1721c的中心光线以角度Θ偏转,该角度Θ可为约90度。从光重定向元件1710发出的光束1721d朝向连接器光耦合单元1701的光学波导1740的输入面会聚。在该示例中,光束1721a的中心光线以角度Θ+Φ重定向,该角度θ+φ可大于90度。
[0080]如图17B所示,在一些实施例中,光纤1750可以连接器中的大于90度偏转(θ>90度)基本上平行于PCB 1760离开,从而提供降低损耗的优点。该实施例包括由光学元件1770提供的扩展光束的适当偏差φ。
[0081 ]对于示于图15、图16、图17Α和图17Β中的实施例和本文所述的其他实施例,收发器光耦合单元的机械支撑可提供对于光电器件和/或集成电路的保护或甚至气密密封。
[0082]图18Α和图18Β示出涉及扩展光束光学耦合的另一个实施例,其中连接器光耦合单元被支撑在光学波导上,该光学波导充当弹簧以在连接器光耦合单元和配合光耦合单元之间提供配合力。图18Α示出光通信组件1800,该光通信组件包括收发器光耦合单元1802和附接到光学波导1840的连接器光耦合单元1801。在图18Α中,光通信组件1801以未配合但接近配合构型示出。连接器光耦合组件1801被设置在外壳1810(例如,连接器外壳)中,该外壳具有在光学波导1840中提供双弯曲的第一波导支架1815、第二波导支架1816和第三波导支架
1817。如前所述,光学波导附接在连接器主体的第一光纤附接特征结构1812处,并且在第二光纤附接特征结构1813处附接到连接器光耦合单元。
[0083]收发器光耦合单元1802包括设置在PCB 1805上并具有配合表面1818a的支撑结构
1818。还布置在PCB1805上的是光电器件1803和集成电路1804。收发器光耦合单元1802、
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