专利名称：用于制造光学存取单元的方法、光学存取单元、和光纤套筒模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造光纤存取单元的方法以及这种光纤存取单元，其中光纤通常地连接到发送器/接收器芯片上，所述芯片连接到一用于信号处理的电子电路上，而所述电路连接到用于向所述电路和所述光纤分配信号或将信号从其中分配出去的连接端口上。本发明还涉及一种用在这种光纤存取单元中的光纤套筒模块。
背景技术：
包括家用存取网络的网络通讯越来越基于光纤的基础。对于包括某些标准设计的光纤接口装置的光学界面，以及用于将电子信号转换为光学信号的电路需要光纤和电子的整体设计，并且反之亦然。连接装置和电路通过标准多模式或单模式类型的短光纤彼此相互连接。通常，光纤连接装置、短光纤连接、以及至少电路的发送器/接收器芯片装配成一子模块，它们依次装配到整个界面单元中。在装配和操作中都必须非常小心地处理子模块，这是因为其在光纤的两端都有灵敏的连接。光纤连接端必须非常好地抛光，而且芯片端部必须剥落并精确地切断，精确切断尤其难以实现，并且在下面的安装操作步骤中，很容易破坏或损伤模块。
发明内容公知的制造原理不太适应大规模的生产，这主要是由于较低的生产率和较高的成本。大部分的操作必须通过手工来完成，而不可能转换成自动化生产线。另一个问题是，公知的方法在生产子模块上不能使其具有可靠性和稳定的质量，而其中大部分是不合格品和废品。
由于这个原因，本发明的一个目的是获得一种方法、一种光纤存取单元和一种光纤套筒模块，以便使得连接到微电子装置上的光纤存取单元可进行大规模工业化制造。另一个目的是提供一种具有在自动线上不需要人工辅助就能移动元件和模块的方法和装置。而另一个目的是实现作为一个单独元件容易制造和操作的光纤套筒模块。还有另一个目的是获得一种确保制造光纤存取单元稳定质量的方法。
简要地说，本发明的这些目的是通过一种方法和光纤存取单元来实现的，其中光纤光学地连接到发送器和/或接收器芯片上。所述芯片又连接到用于信号处理的电子电路上，而所述电子电路连接到用于向所述电路和光纤分配信号并将信号从该电路和光纤中分配出去的连接端口上。光纤套筒模块是通过光纤和壳体形成的，该壳体围绕光纤除了其两端的准备形成光学界面之外的部分。发送器/接收器芯片模块设置用于光学连接到光纤套筒模块的第一存取端，而光纤存取端口设置用于在光纤套筒模块的第二存取端提供光学连接。最后设置一用于组装光纤套筒模块、发送器/接收器芯片模块、和电子电路的支撑单元。
本发明的优越性在于，它能够使在光纤存取单元中的所有部件在自动化生产线上作为模块来处理。另一个优越性是灵敏的光纤在从套筒模块的制造到光纤存取单元的装配的整个过程中完全被覆盖和保护以避免损害。另一个优越性是能够使发送器/接收器芯片和套筒模块作为一个单元集成化。另一个优越性是当固定在套筒壳体中时，可以在同一步骤中抛光在套筒模块中光纤的两端。还有另一个优越性是光纤存取单元的存取端口可以容易地适应不同标准的连接。
当结合附图和权利要求考虑时，本发明的其它目的、优越性和新颖性特征，将从下面的详细说明中呈现出来。
下面将参照附图更详细地说明本发明，其中图1示意性地示出了按照本发明的光纤套筒模块的总体透视图，图2示意性地示出了按照本发明可选择的光纤套筒模块的透视图，图3示意性地示出了按照图2的光纤套筒模块的相反侧的透视图，图4示意性地示出了包括按照图1的单独光纤套筒模块的部分装配的光学存取单元的透视图，图5示意性地示出了包括两个按照图1的单独光纤套筒模块的部分装配的光学存取单元的透视图，图6示意性地示出了包括按照图2的套筒模块的部分装配的光学存取单元的透视图，图7示意性地示出了包括按照图1的单独光纤套筒模块的光学存取单元的透视图，
图8示意性地示出了包括两个按照图1的单独光纤套筒模块的光学存取单元的透视图，以及图9示意性地示出了包括按照图2的套筒模块的光学存取单元的透视图。
具体实施方式在图1中示出了光纤套筒模块11，其包括中心光纤12或具有第一端13和第二端14的光纤单元、和围绕除了其两端之外的光纤12的圆柱壳体15。该光纤是标准的光纤，优选地是单模的，而某些固体材料的壳体通常用作光学套筒，例如锆的陶瓷材料、玻璃或聚合物。壳体15包括第一端面16和第二端面17，它们与光纤12的第一端13和第二端14平齐。端面基本上是平面的，并且垂直于光纤的纵向方向。在实际中，这些端面有些是具有10-25mm半径的圆顶形的，其光纤端面位于中间位置，以获得和连接光纤或电子元件的紧密接触。具有光纤端13的第一端面16构造成适于所述电子连接的第一存取端18，而具有光纤端14的第二端面17构造成适于所述外部光纤连接的第二存取端19。壳体15在该表面上设置有以便于安装的环形槽20。
套筒模块11是按照图7在光纤存取单元21中的一个模块。在图4中显示了其它部分，其中示出了支撑基板22，其上安装有套筒模块11和所需要的电子元件。具有第一光纤端13的第一存取端18以通常的方式布置成以较小间隙非常靠近激光芯片形式的发送器或二极管芯片形式的接收器的。它们通常也可以组合成发送器芯片。在本文中，术语发送器/接收器芯片将覆盖所有可选择的形式。在图4中，标准发送器/接收器芯片23设置在芯片模块24上。芯片模块24又与用于驱动发送器/接受器模块24的所需要的电路25连接，并且将信号分配到存取单元21以及将信号从存取单元21中分配出去。向存取单元电方式分配信号以及从存取单元中电方式分配出的信号是通过以连接到电路25上的多个引线27形式的连接端口26实现的。光纤向存取单元分配信号以及从存取单元中分配出信号是通过套筒模块11的凸出部分29形式的光纤存取端口28实现的。
基板22和盖板30构造成用于套筒模块11和电路25的支撑单元。基板22和盖板30以在承窝31中接收套筒模块11的方式而形成，承窝31还包括相应于壳体15上槽的轨道装置。
在图5和图8中，示出了按照本发明的光纤存取单元的第二个实施例，其中两个带有发送器/接收器芯片模块24’和24”的套筒模块11’和11”设置在同一个支撑单元22、30上。这能够具有同时发送和/或接收双重信号的能力。
套筒模块可以具有多种不同的形状，并且包括大量的光纤单元。在图2和图3中，示出了盒状结构的具有四个光纤单元42的套筒模块41，光纤单元具有与盒状壳体45的第一端面46和第二端面47对齐的第一端43和第二端44。第一端面46设置成在壳体45的凹槽52中接收发送器/接收器芯片模块51的形式。凹槽52和模块51通过轨道53形式的导向装置彼此紧密配合。发送器/接收器芯片50的数量对应于光纤单元42的数量。在每一个端面46、47上有两个孔54，以使未示出的导向销能够插入。带有第二光纤端44的第二端面47构造成用于连接外部光纤的光纤存取端口48。壳体45还包括凸缘或凹槽49，以便于在支撑单元中安装和导向。在图6和图9中示出了其它部分，其中相同的附图标记用于表示与第一个实施例中类似的部件。
按照本发明光纤存取单元的制造在优选实施例中可以以通常的套筒成型过程形成套筒模块开始。一个通常的方法是将陶瓷材料铸成壳体15、45的形状，并设置用于光纤12、42的小孔。然后光纤通过使用含合适树脂的粘胶固定在孔中，在固化之后，以一种方法抛光具有裸露光纤端部13、14、43、44的端面16、17、46、47，以获得较好的光学传输特性。在光纤存取单元21的下面装配步骤中，该套筒单元随后作为一个模块被处理并存放。发送器/接收器芯片单元也是作为一个芯片模块24、51来装配和操作的，这很容易安装到套筒模块上，如图3中所示，或直接安装到基板22上，如图4和图5所示。而下面包括在基板22上设置所需要的电路25、连接到引线27上等步骤是公知的。最后，在基板上安装盖板30以覆盖所有电路，并锁定包括用于电子信号传送的连接端口26和用于光学信号传送的光纤存取端口28、48的所有元件。
本发明可以以任何其它的形式来实现。也可以改变套筒模块的结构和材料以及在支撑单元中电路的设置。存取端口也可以适应不同的标准和应用。
权利要求
1.一种用于制造光纤存取单元的方法，其中光纤光学地连接到发送器/接收器芯片上，所述芯片连接到用于信号处理的电子电路(25)上，所述电路连接到用于向所述电路和光纤分配信号并将信号从所述电路和光纤中分配出去的连接端口(26)上，其特征在于，其包括以下步骤-形成一包括壳体(15、45)和两个存取端的光纤套筒模块(11、41)，第一端(18、46)适于发送器/接收器芯片(50)连接，而第二端(19、47)适于光纤连接；-形成用于连接到该光纤套筒模块的该第一存取端的发送器/接收器芯片模块(24、51)；-提供一用于该光纤套筒模块、该发送器/接收器芯片模块和该电子电路的支撑单元(22、30)；-组装所述模块和所述电子电路；-将该连接端口连接到该电子电路上；以及-在该光纤套筒模块的该第二存取端上设置一光纤存取端口(28、48)。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，形成该光纤套筒模块的步骤包括以下步骤-围绕该光纤设置一固体壳体(15、45)，其端面(16、17、46、47)与该光纤端部(13、14、43、44)平齐；以及-通过磨削该端面来抛光所述光纤端部。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，-在该壳体中设置一用于该光纤的通孔；以及-在该孔中通过粘接来固定该光纤。
4.一种光纤存取单元，其包括光学地连接到发送器/接收器芯片上的光纤单元，所述芯片连接到用于信号处理的电子电路(25)上，所述电子电路连接到用于向所述电路和光纤分配信号并将信号从所述电路和光纤中分配出去的连接端口(26)上，其特征在于-光纤套筒模块(11、41)适应于光纤连接和发送器/接收器芯片连接；-该光纤套筒模块包括光纤单元、该光纤单元的一壳体(15、45)和两个存取端、适于发送器/接收器芯片连接的第一端(18、46)、以及适于光纤连接的第二端(19、47)；-发送器/接收器芯片模块(24、51)设置用于连接到该光纤套筒模块的该第一存取端；-支撑单元(22、30)设置用于组装该光纤套筒模块、该发送器/接收器芯片模块和该电子电路；以及-光纤存取端口(28、48)设置在该光纤套筒模块的该第二存取端处。
5.按照权利要求4所述的光纤存取单元，其特征在于，-该壳体是由围绕该光纤的固体材料制成的，并且包括与该光纤端部平齐的端面(16、17、46、47)；以及-所述存取端口包括所述端面。
6.按照权利要求4或5所述的光纤存取单元，其特征在于，-该光纤套筒模块(41)包括两个或多个光纤(42)；以及-该发送器/接收器芯片模块(51)包括对应每一个光纤的芯片(50)。
7.按照权利要求5或6所述的光纤存取单元，其特征在于，-导向装置(53)设置用于使该套筒与该芯片模块对齐。
8.按照权利要求5、6或7所述的光纤存取单元，其特征在于，-该端面是平的并且基本上垂直于该光纤的纵向方向。
9.一种用在光纤存取单元中的光纤套筒模块，所述模块包括具有形成光学界面的第一和第二端的光纤，其特征在于，-该光纤在其两端之间的整个长度上由壳体(15、45)围绕；-该壳体包括与该光纤的所述第一和第二端平齐的端面(16、17、46、47)；-该光纤的该第一端(18、46)设置成用于光学连接到发送器/接收器芯片(23、50)上；以及-光纤的第二端(19、47)设置成用于光学连接到外部光纤上。
10.按照权利要求9所述的光纤套筒模块，其特征在于，-该光纤是单模的光纤。
11.按照权利要求9或10所述的光纤套筒模块，其特征在于，-该壳体是由具有陶瓷特性的材料制成的，并且在其表面上包括一环形的凹槽或凸缘(20、49)，以用于与围绕的支撑件(32)接合。
12.按照权利要求9、10或11所述的光纤套筒模块，其特征在于，-在该壳体(45)中固定有两个或多个光纤(42)。
全文摘要
一种方法和光纤存取单元，其中光纤光学地连接到发送器和/或接收器芯片(23)上。所述芯片又连接到用于信号处理的电子电路(25)上，而所述电路连接到用于向所述电路和光纤分配信号并将信号从其中分配出去的连接端口(26)上。光纤套筒模块(11)是由光纤和壳体(15)形成的，该壳体围绕光纤除了其两端(13、14)准备形成光学界面之外的部分。发送器/接收器芯片模块(24)设置成光学连接到光纤套筒模块的第一存取端(18)，设置光纤存取端口(28)以便在光纤套筒模块的第二存取端(19)提供光学连接。最后设置一用于组装光纤套筒模块(11)、发送器/接收器芯片模块(24)、和电子电路(25)的支撑单元(22、30)。
文档编号H01S5/00GK1524193SQ02813507
公开日2004年8月25日 申请日期2002年6月18日 优先权日2001年7月5日
发明者H·-C·莫尔, J·－A·恩斯特兰, H -C 莫尔, ざ魉固乩 申请人:艾利森电话股份有限公司