光耦合组件制造技术

一种光系统包括一基部，基部具有一光纤固定及对准部，所述光纤固定及对准部具有至少一个对准构件。所述基部的一光耦合部具有一光耦合块且包括至少一个光耦合部件，各光耦合部件具有：一椭圆的反射表面，限定第一和第二焦点。第一和第二焦面大体分别与第一和第二焦点对准。一光路延伸地穿过各光耦合部件且与其中一个对准构件对准。一光纤设置于各对准构件内相邻一第一焦面而一光元件与各光纤光学地对准且设置成相邻其中一个第二焦面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光耦合组件相关申请的交叉引用本申请主张于2016年3月4日提交的题为“光耦合组件”的美国临时专利申请号US62/303933以及于2016年11月9日提交的题为“光耦合组件”的美国临时专利申请号US62/419752的优先权，它们的全部内容通过援引其整体上并入本文。
本专利技术概括而言涉及光组件，且更具体而言涉及用于将光元件互连的一种光耦合部件及一种光耦合组件。
技术介绍
光模块通常设置成用于在短距离(shortreach)应用(诸如服务器、数据存储以及数据管理)中传输多模信号。光模块也可设置为用于在中等距离(mediumreach)应用(诸如遥控天线和数据中心)中传输单模光纤信号。光模块通常包括多个离散(discrete)元件(诸如载体结构、光纤保持器、聚焦光学器件以及转向镜(turningmirrors)或棱镜)。光元件通常由诸如玻璃和聚合物的光透过的(opticallytransparent)材料制成。沿各光路的离散元件的数量可能降低性能，因为各光接口增加了反射和未对准的可能性。此外，各元件需有其自己的对准步骤，这导致在组装时存在有多个耗时的对准步骤和累积公差的增加。此外，使用由聚合物制成的光元件时的一个显著的问题是光系统的性能随温度(overtemperature)变化。例如，由聚合物制成的光元件具有材料所固有的基本属性，诸如，折射率随温度的变化(dN/dT)和热膨胀系数(CTE)的变化，这些基本属性通常大于其所附接的玻璃或电子基板以及玻璃填充型聚合物的十倍。这些基本属性使聚合物光元件在许多光应用中的使用受到限制或复杂化。在一些应用中，大的dN/dT和CTE性能可能在聚焦光的位置处产生导致光连接性能随温度衰减的变化。这种性能的衰减限制且有时阻止聚合物光元件在许多光纤应用中的使用。在某些情况下，单模光纤的应用可能极其容易因为温度变化的影响而引起性能的衰减。基于光系统的组装过程的复杂性和减弱或降低性能的可能性，具有降低的复杂性和提高的可制造性的系统是所希望的。前述
技术介绍
的说明仅是用于帮助读者。其既不意欲限制本文所说明的专利技术创造，也不意欲限制或扩大所说明的现有技术。因此，前述说明不应用来表明一现有系统的任何特殊部件是不适合供本文所述的专利技术创造使用，也不意欲表明任何部件在实施本文所述的专利技术创造时是必须的。本文所述的专利技术创造的实施和应用由所附权利要求书限定。
技术实现思路
在一方面，一种光系统包括：一基部，具有一光纤固定及对准部以及一光耦合部。所述光纤固定及对准部具有多个对准构件，且各对准构件设置成收容一光纤于其内。所述光耦合部具有一光耦合块且包括多个光耦合部件。各光耦合部件具有：一椭圆的反射表面，限定一第一焦点和一第二焦点。一第一焦面大体与所述第一焦点对准，而一第二焦面大体与所述第二焦点对准，其中所述第一焦面和所述第二焦面间隔开且相互成一定角度。一光路从所述第一焦点到所述反射表面再到所述第二焦点地延伸穿过各光耦合部件，各对准构件与其中一个光耦合部件的第一焦点对准。一光纤设置于其中一个对准构件内且设置成相邻其中一个第一焦面；而一光元件与各光纤光学对准且设置成相邻其中一个第二焦面。在另一方面，一种光组件包括：一单件式整体形成的基部，具有一光纤固定及对准部以及一光耦合部。所述光纤固定及对准部具有多个对准构件，各对准构件设置成容纳一光纤于其内。所述光耦合部具有一光耦合块且包括多个光耦合部件，各光耦合部件具有：一椭圆的反射表面，限定一第一焦点和一第二焦点。一第一焦面大体与所述第一焦点对准，而一第二焦面大体与所述第二焦点对准，其中所述第一焦面和所述第二焦面间隔开且相互成一定角度。一光路从所述第一焦点到所述反射表面再到所述第二焦点延伸地穿过各光耦合部件，且各对准构件与其中一个光耦合部件的第一焦点对准。附图说明图1是一光系统的一立体图；图2是图1的光系统的一分解立体图；图3是图1的大体沿线3-3作出的一剖视图；图4是图3的一侧视图；图5是与图3类似的但从一不同角度观察的且仅示出基部的一剖视图；图6是图1的光系统内的一光耦合构件的一示意图；图7是图6的多个光耦合部件中的一个光耦合构件的一示意图；图8是根据本专利技术的另一光耦合部件的一立体图；图9是与图8类似的但从一不同角度观察到的一立体图；图10是图8的光耦合部件的大体沿线10-10作出的一剖视图；图11是一光耦合部件的一替代实施例的一立体图，其中两条光纤耦合于两个光学面；图12是一光耦合部件的另一替代实施例的一立体图，其中一发送器和一接收器耦合于两个光学面；以及图13是一光耦合部件的一替代实施例的一示意图。具体实施方式参照图1至图2，一光系统10包括一光组件11(诸如一收发器)，光组件11光耦合或互连于一线缆101的诸如玻璃、石英或塑料的多条光纤100(图2)形式的第一光元件以及多个光电元件110形式的第二光元件。线缆101可包括任何数量和任何类型的光纤100。例如，如图所示，线缆101大体是圆形且包括带状形式的多条从线缆的护套102延伸的光纤100。诸如缓冲体103的围绕光纤100的材料(未示出)可从端部104移除，以助于将多条光纤精确定位于光组件11内。在未示出的一替代实施例中，线缆101可包括多条松散的光纤100。光纤100可具有任何构造或可以是任何类型，诸如单模或多模。第一和第二光元件可以是具有任何构造或任何类型的元件，诸如有源元件(例如光电元件)和/或无源元件(例如光纤)。光元件的构造可以基于光在组件的结构内发送的方向来设置。在一个实施例中，一第一光元件可以是，通过其发送一光信号的任何光源，诸如一半导体发射器(emitter)或发送器(transmitter)或一光纤100。在这种实施例中，第二光元件可以是一光信号被引导到其内的任何光靶(opticaltarget)，诸如一半导体探测器(detector)或接收器(receiver)或一光纤100。如图所示，第一光元件是一光纤100而第二光元件是一光电接收器。对于期望光沿一相对方向行进的一实施例中，一光电发送器可以替代光电接收器。光组件11包括一基部15、一光纤固定盖16、一反射镜盖(reflectorcover)17以及多个诸如光纤100和光电元件110之类的光元件。基部15包括：一光纤固定及对准部20；一光耦合部30，从光纤固定及对准部延伸到基部的一第一缘或光电元件处的缘18；以及一光纤支撑部90，从光纤固定及对准部延伸到基部的与第一缘相对的一第二缘或光纤处的缘19。光纤固定及对准部20用于(operative)将多条光纤100以所需的间距精准定位和固定于光组件11。光纤固定及对准部20包括：一凹部21，在隔开的横向两个侧壁22之间延伸。凹部21的一下表面23可包括：多个平行的对准构件，诸如多个V形凹槽24，在一从前往后(fronttorear)方向沿上表面的一长度(alengthof)延伸。所述多个V形凹槽24的尺寸可以设置成将多条光纤100的已剥皮的(stripped)的自由端部104收容并精准定位于其中。换言之，围绕光纤100的缓冲体103和任何其他材料已经从光纤的固定于V形凹槽24内的部分上移除。V形凹槽24不需要沿光纤固定及对准部20的整个长度延伸。光纤100可以以任何所需的方式固定于V形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光系统，包括：一基部，具有一光纤固定及对准部以及一光耦合部，所述光纤固定及对准部具有多个对准构件，各对准构件设置成收容一光纤于其内，所述光耦合部具有一光耦合块且包括多个光耦合部件，各光耦合部件具有：一椭圆的反射表面，限定一第一焦点和一第二焦点；一第一焦面，大体与所述第一焦点对准；一第二焦面，大体与所述第二焦点对准，所述第一焦面和所述第二焦面间隔开且相互成一定角度；以及一光路，从所述第一焦点到所述反射表面再到所述第二焦点地延伸穿过各光耦合部件，各对准构件与其中一个光耦合部件的第一焦点对准；多条光纤，各光纤设置于其中一个对准构件内且设置成相邻其中一个第一焦面；以及多个光元件，各光元件设置成相邻其中一个第二焦面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.04 US 62/303,933;2016.11.09 US 62/419,7521.一种光系统，包括：一基部，具有一光纤固定及对准部以及一光耦合部，所述光纤固定及对准部具有多个对准构件，各对准构件设置成收容一光纤于其内，所述光耦合部具有一光耦合块且包括多个光耦合部件，各光耦合部件具有：一椭圆的反射表面，限定一第一焦点和一第二焦点；一第一焦面，大体与所述第一焦点对准；一第二焦面，大体与所述第二焦点对准，所述第一焦面和所述第二焦面间隔开且相互成一定角度；以及一光路，从所述第一焦点到所述反射表面再到所述第二焦点地延伸穿过各光耦合部件，各对准构件与其中一个光耦合部件的第一焦点对准；多条光纤，各光纤设置于其中一个对准构件内且设置成相邻其中一个第一焦面；以及多个光元件，各光元件设置成相邻其中一个第二焦面。2.如权利要求1所述的光系统，其中，所述基部是一单件式整体形成的构件。3.如权利要求1所述的光系统，其中，所述光耦合块由一聚合物材料形成。4.如权利要求3所述的光系统，其中，各光路是整个地穿过所述聚合物材料。5.如权利要求3所述的光系统，其中，所述光耦合块的所述聚合物具有一第一热膨胀系数，且还包括：一膨胀限制元件，固定于所述光耦合部，所述膨胀限制元件由具有一第二热膨胀系数的材料形成，所述第一热膨胀系数大于所述第二热膨胀系数。6.如权利要求5所述的光系统，其中，所述光耦合块具有侧向侧，而所述膨胀限制元件大体相邻所述侧向侧地固定于所述光耦合部。7.如权利要求5所述的光系统，其中，所述光耦合块还包括：一支撑构件，大体围绕所述光耦合块的一部分延伸且所述膨胀限制元件沿其侧向侧固定于所述支撑构件。8.如权利要求1所述的光系统，其中，所述光耦合部包括一表面，该表面具有一凹部于其中，所述凹部限定各反射表面的至少一部分。9.如权利要求8所述的光系统，还包括：一反射镜盖，固定于所述光耦合部以密封所述凹部。10.如权利要求9所述的光系统，其中，所述光耦合块由一聚合物材料形成，所述聚合物材料具有一第一热膨胀系数，而所述反射镜盖由具有一第二热膨胀系数的材料形成，所述第一热膨胀系数大于所述第二热膨胀系数。11.如权利要求1所述的光系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰·科曼斯，D·古肯伯格，马克·哈里森，拉塞尔·斯蒂尔斯，
申请(专利权)人：莫列斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US