用于光子系统的光纤-波导光学接口装置和具有透镜的耦合装置制造方法及图纸

技术编号:21175647 阅读:27 留言:0更新日期:2019-05-22 11:54
一种用于光子集成系统的光学接口装置包含插头和插座。所述插座可操作地布置于支撑波导的PIC上。所述插头可操作地支撑光纤。所述插座和插头被配置成可操作地接合以在所述光纤与所述波导之间建立光学通信。在所述插座上的突出部被配置成约束纵向运动,同时允许所述插座的侧向运动以调整其相对于所述PIC的位置以使对准优化。所述插头可包含隔片,所述隔片被定大小以配合于由所述突出部界定的凹口内以进一步有助于对准。所述插头亦可包含透镜以建立所述光纤与所述波导之间的所述光学通信。所述插座和插头可按类似于常规电连接器的方式接合和脱离。

Optical Fiber-Waveguide Interface Device for Photonic System and Coupling Device with Lens

An optical interface device for a photonic integrated system includes a plug and a socket. The socket is operatively arranged on the PIC of the supporting waveguide. The plug operatively supports the optical fiber. The socket and plug are configured to operatively engage to establish optical communication between the optical fiber and the waveguide. The protrusions on the socket are configured to constrain longitudinal motion while allowing lateral motion of the socket to adjust its position relative to the PIC for alignment optimization. The plug may include a separator, which is sized to fit in a notch defined by the protrusion to further facilitate alignment. The plug may also include a lens to establish the optical communication between the optical fiber and the waveguide. The socket and plug can be joined and disconnected in a manner similar to that of a conventional electrical connector.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光子系统的光纤-波导光学接口装置和具有透镜的耦合装置本申请依据35U.S.C.§120要求2016年8月30日提交的美国申请第15/251,342号的优先权权益,本案依赖于所述申请的内容且所述申请以引用方式全部并入本文中。
本公开涉及集成光子学,且具体地涉及一种用于光子系统的光纤-波导光学接口装置和具有透镜的耦合装置。
技术介绍
光子系统目前用于多种应用和装置中以使用光(光学)信号传达信息。光子系统通常包含光子集成电路(PIC),其与电子集成电路的类似之处在于,其将多个部件集成到单个材料内,在所述单个材料处,这些部件只使用光或使用光与电的组合操作。典型的PIC具有电与光功能性的组合,且可包含光发射器(光源)和光接收器(光检测器),以及用以产生并携带用于转换成光信号的电信号的电布线和类似部件,且反之亦然。PIC包含一个或多个光波导,其按类似于金属线在电子集成电路中携带电的方式携带光。正如在电子集成电路的电线中行进的电携带电信号一样,在PIC的波导中行进的光携带光信号。为了将光信号从PIC传输到远端装置,由PIC中的波导携带的光信号需要传送或“光学耦合”到连接到所述远端装置的对应的光纤。将来自平坦波导的光耦合到光纤是经由表面波状光栅或经由嵌入的全内反射镜通过PIC的表面,或经由接近性耦合或边缘耦合(还被称作“对接耦合”)从边缘达成。当前边缘耦合技术涉及在光纤与波导之间形成永久结合。因此,存在对于改善的边缘耦合的未解决的需求。
技术实现思路
本公开的一方面是一种用于PIC组件的光学接口装置的耦合装置,所述耦合装置包含:主体,其具有前端、后端和下表面;在所述主体的所述前端处的至少一个对准特征;至少一个孔,其从所述后端伸展且穿过到所述前端或邻近所述前端端接,所述至少一个孔被定大小以容纳至少一个光纤;和至少一个透镜,其在所述前端处且可操作地与所述至少一个孔对准。本公开的另一方面为一种光学接口装置,其包含以上描述的耦合装置,其中所述耦合装置界定第一耦合装置且在所述至少一个孔中可操作地支撑至少一个光纤;PIC组件,其具有支撑具有端面的至少一个波导的PIC且具有可操作地与所述PIC布置在一起且具有前端的第二耦合装置;且其中所述第一和第二耦合装置被配置成可操作地接合,使得由所述PIC支撑的所述至少一个波导与所述第一耦合装置的所述至少一个光纤通过在所述第一耦合装置的所述前端上的所述至少一个透镜光学通信。另外的特征和优势在接下来的详述中阐述,且部分将对所属领域的技术人员从所述描述而易于显而易见,或通过实践如在书面描述和其权利要求书以及附图中描述的实施例来认识。应理解,前述大体描述和接下来的详述都只是示范性,并且并不希望提供综述或框架来理解权利要求书的本质和特性。附图说明包含附图以提供进一步理解,且所述附图被并入并构成本说明书的一部分。所述图式说明一个或多个实施例,并且与详述一起用以解释各种实施例的原理和操作。因而,本公开将从结合附图进行的以下详述而变得更被充分理解,在附图中:图1是示例光子系统的立面图,所述光子系统包含PIC组件和具有呈插头的形式的第一耦合装置与呈插座的形式的第二耦合装置的光学接口装置;图2A是图1的示例光子系统的部分分解图,其中插头与插座断开连接;图2B是图1和图2A的光子系统的PIC组件的特写前立面图;图3A是在图1、图2A和图2B中示出的光学接口装置的示例插头的立面图;图3B是在图1、图2A和图2B中示出的光学接口装置的示例插头的前视图;图3C是在图1和图2中示出的光学接口装置的示例插头的侧视图,且示出其中插头的套圈主体包含具有面向上的凸耳的整体形成的隔片的示例;图3D类似于图3D,且示出形成为与插头的套圈主体分开的工件的隔片的示例;图4A是类似于图2B的示例PIC组件的前立面图,且示出插座、PIC、插入物和印刷电路板的示例配置,其中插座相对于PIC的z运动受到突出部段约束;图4B到图4D是示出插座突出部的三种不同示例配置的示例PIC组件的前视图;图5是示例光学接口装置的部分分解侧视图,其示出其中插头和插座分别包含互补隔片的示例配置;图6A是前视图,且图6B是添加到插座主体的前端的示例突出部的侧视图;图7A类似于图6A,除了突出部的厚度大于插头隔片的厚度以便提供插头的光纤的端面与PIC的波导之间的选择间距;图7B示出可操作地接合的图7A的插头和插座;图7C类似于图7A且说示出其中插头的前端平的示例;图7D类似于图7C,且示出其中插头的前端包含被配置成在插头的光纤与插座的波导之间光学耦合光的透镜的示例;图7E类似于图7D,且示出其中插头的前端包含隔片的示例,所述隔片包含在插头的光纤与插座的波导之间光学耦合光的透镜;图8A是示例光学接口装置的自顶而下部分分解图,示出突出部可补偿插座主体的前端的形状中的误差的方式;图8B类似于图4A,且示出其中插座主体包含在下表面中的一个或多个凹口以有助于将插座紧固到下面的PIC的实施方式;图9A是示例两部分插座连同示例两部分突出部的自顶而下部分分解图;图9B是示出两部分插座和两部分突出部的示例PIC组件的前视图;图9C类似于图9A,且示出两部分插座和一部分(整体)突出部的示例配置;图10A和图10B是用以在隔片材料的薄片中形成示例U形突出部的模板的俯视图;且图11是被配置用于与MTP类型的插头一起使用的示例突出部的前视图。具体实施方式现对本公开的各种实施方式进行详细参考,在附图中说明各种实施方式的示例。在可能时,贯穿图式使用相同或相似参考数字指相同或相似部分。图式未必按比例,并且所属领域的技术人员应认识到,已简化图式来说明本公开的关键方面。如下阐述的权利要求书并入到此具体实施方式内且构成此具体实施方式的部分。笛卡尔坐标是为了参考的原因而在所述图中的一些中示出,且并不希望关于方向或定向为限制性。在以下描述中,纵向或轴向移动在z方向上,而侧向移动在x方向和/或y方向上。光子系统和PIC组件图1是示例光子系统6的立面图,而图2A是图1的光子系统的立面且部分分解图。图2B是光子系统6的插座部分的特写立面图。光子系统6包含PIC组件10。PIC组件10包含PIC20和可操作地支撑所述PIC的衬底60。在示例中,衬底60包含插入物70和印刷电路板80,在所述情况下,PIC20可操作地安装到插入物70,插入物70可操作地安装到PCB80。插入物70被配置成提供PIC20与PCB80之间的电连接。插入物70可由多种不同材料(包含玻璃或硅)制成。光子系统6还包含光学接口装置100,所述光学接口装置100包含第一耦合装置200和第二耦合装置300,其中第一和第二耦合装置被配置成可操作地接合和脱离。第一耦合装置200按插头的形式示出于图2A中,而第二耦合装置300在图2A和2B中示出为呈可操作地布置于PIC20上的插座的形式。在其它实施例中,第一耦合装置200可呈插头的形式,且第二耦合装置300可呈插座的形式。在以下论述中,为了易于论述,第一耦合装置200被称作插头,而第二耦合装置300被称作插座。在示例中,使用用于连接器的在所属领域中已知的许多锁存机构(未示出)中的任一个将插头200与插座300维持在可操作地接合的配置中,所述锁存机构例如在美国专利第6,565,262号和美国专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光子集成电路(PIC)组件的光学接口装置的耦合装置,包括:主体,其具有前端、后端和下表面;在所述主体的所述前端处的至少一个对准特征;至少一个孔,其从所述后端伸展且穿过到所述前端或邻近所述前端端接,所述至少一个孔被定大小以容纳至少一个光纤;以及至少一个透镜,其在所述前端处且可操作地与所述至少一个孔对准。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.30 US 15/251,3421.一种用于光子集成电路(PIC)组件的光学接口装置的耦合装置,包括:主体,其具有前端、后端和下表面;在所述主体的所述前端处的至少一个对准特征;至少一个孔,其从所述后端伸展且穿过到所述前端或邻近所述前端端接,所述至少一个孔被定大小以容纳至少一个光纤;以及至少一个透镜,其在所述前端处且可操作地与所述至少一个孔对准。2.根据权利要求1所述的耦合装置,其中所述至少一个透镜由所述主体的一部分界定。3.根据权利要求2所述的耦合装置,其中所述至少一个透镜可操作地附接到所述前端。4.根据权利要求1所述的耦合装置,其中所述至少一个透镜包括透镜阵列。5.根据权利要求1到4中任一项所述的耦合装置,其中所述耦合装置被配置为插头。6.一种光学接口装置,包括:根据权利要求1所述的耦合装置,其中所述耦合装置界定第一耦合装置且在所述至少一个孔中可操作地支撑至少一个光纤;光子集成电路(PIC)组件,其具有支撑具有端面的至少一个波导的PIC且具有可操作地与所述PIC布置在一起且具有前端的第二耦合装置;以及其中所述第一和第二耦合装置被配置成可操作地接合,使得由所述PIC支撑的所述至少一个波导与所述第一耦合装置的所述至少一个光纤通过所述第一耦合装置的所述前端上的所述至少一个透镜光学通信。7.根据权利要求6所述的光学接口装置,其中所述至少一个透镜形成于所述第一耦合装置的所述主体中。8.根据权利要求6所述的光学接口装置,其中所述至少一个透镜附接到所述第一耦合装置的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:艾伦·弗兰克·埃文斯
申请(专利权)人:康宁光电通信有限责任公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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