光学模块、光学模块基底和光耦合结构制造技术

一种通过光学连接器与纤维光缆耦合的光学模块，包括：模块主体，其通过专用的导销可与光学连接器的插头相连，该模块主体的侧表面与连接器插头的配合面相对，纤维光缆的端面在该配合面处露出；和安装在模块主体上的并具有光轴的光学元件，当将导销装配于模块主体和连接器插头内时，该光轴与纤维光缆的光轴对齐。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有光电转换功能以便实施光学通信的的光学模块。本专利技术还涉及用于这种光学模块和光耦合结构的基底。
技术介绍
随着近来信息和通信技术(包括因特网)的发展以及近来信息处理设备性能的显著提高，不断需要传输和接收大容量的数据例如图解数据或视频数据。为了借助信息网络系统自由实施大容量的数据通信，理想的是希望信息网络系统具有数个比特率或更高的数据通信速度。希望光通信技术对于获得高速数据通信环境特别有用。而且也不断需要加快信息处理设备的接线板之间以及接线板的LSI芯片之间的短距离信号通信。出于这些原因，从传统的利用金属电缆和/或金属线的数据通信改变为光传输是理想的。在光传输中，光学元件(例如光发射元件和光接收元件)一般用于将光信号转变为电信号以及把电信号改变为光信号。此外，光波导(例如光纤)在光传输中用作数据通信媒介。关于光电转换模块、也即所谓的“光学模块”的申请已经有许多，其中光学元件被支承于模块基底上以及光学元件和光缆之间的光耦合结构上。例如，公开号为NO.2003-207694的日本专利提出了一种位于接线板上的光学元件和多纤维光缆之间的光耦合结构。所提出的光耦合结构包括固定在纤维光缆一端的扁平电缆连接器、扁平封装(作为连接插座)、卡簧和导销，在所述扁平封装中光学元件和LSI芯片一体。电缆连接器堆栈在封装的表面上，然后，连接器和封装借助于卡簧和导销紧固成允许这些连接部件沿着接线板的垂直方向配合和解除配合。一旦所述封装和电缆连接器配合，光学元件就与光缆光耦合。同时在2004年2月26日的“关于电子SI研究的第五论坛”的第86页(底部)的摘要中还提出图26所示类型的光学连接件903，它特别设计成与所谓的MT(可机械传送的)连接器配合从而在光学元件902与多纤维光缆905之间提供光耦合。所提出的光学连接件903的特征为具有直角光程转换光导。光学元件902经由块形接点面朝上地安装在接线板901上，MT连接器具有固定在纤维光缆905一端的插头906。光学连接件903的下面利用粘合剂904连结于光学元件的光学面上。光学连接件903和插头906随着光学连接件903的端面紧靠插头906的端面而被设置。然后，光学连接件903和插头906借助于卡簧907紧固在一起从而允许这些连接件903和906沿着接线板901的横向配合和解除配合。公开号为NO.2002-170965的日本专利提出了一种光学模块，它安装在印刷电路板上并具有支承于硅基底上的光学元件。硅基底具有两相对的主表面其中一个主表面支承光学元件，另一主表面具有与印刷电路板的定位凸部和凹部相接合的定位凸部和凹部，从而允许光学元件与光波导(例如光缆)光轴对齐。公开号为NO.2004-31743的日本专利虽然不是直接涉及一种光学模块，但提出了一种电子装置，其中电子元件安装在陶瓷基底上。陶瓷基底具有两个叠层陶瓷基底元件，它们结合在一起使得其中一个基底元件中的陶瓷绝缘层的叠层方向垂至于另一基底元件中的陶瓷绝缘层的叠层方向。陶瓷基底还具有被插入所述的两个叠层基底元件之间的屏蔽(shield)元件，这样基底元件彼此电独立。应该注意的是，公开号为NO.2004-31743的日本专利既没有披露也没有暗示在这种叠层陶瓷基底上布置光学元件。
技术实现思路
然而，在上文提出的光耦合结构中，扁平封装通过诸如MT型连接器之类的可商购光纤连接器不能与纤维光缆以普通方式连接。为了将扁平封装与纤维光缆连接起来，必须根据管壳的形状和尺寸分别制造专用插头。还必须将导销和卡簧用于所提出的光耦合结构中。这样，没有有益的通用部件，所提出的光耦合结构就缺乏通用性，并且不能降低成本。上文提出的光学连接件903在结构上不适于安装光学元件902。光学元件902如图26所示地安装在接线板901上，这样光学元件902和光缆905之间的光轴不能容易地对齐。所提出的光学连接件903不能获得高光耦合效率并往往导致光通信的高损失。在上文提出的光学模块中，硅基底具有三维错综形状，其中定位凸部和凹部由包括斜面的多个平面限定。需要获得一种先进的特定方法来将硅基底加工成这种错综形状。加工硅基底的难度和成本因此而增加。此外，所提出的光学模块不能满足低型面和高精度光轴对齐的需要。可以将光学元件安装在上文提出的叠层陶瓷基底上，由此形成光学模块。但是，所提出的叠层陶瓷基底不具有光轴对齐用的结构，因此光学元件与光波导的光轴对齐不能容易地以高精度完成。这就导致光耦合无效。此外，当陶瓷基底的两个基底元件彼此保持电独立时，电路不能在整个所提出的叠层陶瓷基底上形成。相应地，本专利技术的目的是提供一种能够与可商购的光纤连接器配合的光学模块，而不使用专用的连接部件，从而获得高光耦合效率、通用性和成本效率，并提供一种适于用于这种光学模块的基底。本专利技术的另一目的是提供一种用于连接光学模块和纤维光缆的光耦合结构，从而获得高光耦合效率、通用性和成本效率。本专利技术的再一个目的是提供一种具有低型面并能够配合另一光学设备的光学模块，从而获得高光耦合效率、通用性和成本效率，并且还提供一种适于在这种光学模块中使用的叠层基底。根据本专利技术的第一方面，提供一种通过光学连接器与纤维光缆耦合的光学模块，该光学模块包括模块主体，其可通过专用的导销与光学连接器的插头相连，该模块主体的侧表面与连接器插头的配合面相对，纤维光缆的端面在该配合面处露出；和安装在模块主体上的并具有光轴的光学元件，一旦将导销装配于模块主体和连接器插头内，该光轴与纤维光缆的光轴对齐。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于光学模块的陶瓷基底，一旦将导销装配于光学模块和连接器插头内，该光学模块适于配合光学连接器插头，该陶瓷基底包括陶瓷基底主体，其具有主基底表面、垂直于该主基底表面延伸的相对的侧表面、和形成于其中一个侧表面上的凹槽；具有比陶瓷基底主体更佳的机械加工性的填充物，其被填入所述凹槽内并被精密加工以构成导孔的至少一部分，其中导销插入该导孔内。根据本专利技术的第三方面，提供一种光耦合结构，其包括纤维光缆；光学连接器，其具有固定于纤维光缆一端的插头；导销；和光学模块，其包括通过导销与连接器插头相连的模块主体以及安装在该模块主体上的并具有光轴的光学元件，该模块主体的侧表面与连接器插头的配合面相对，纤维光缆的端面在该配合面露出，一旦将导销装配于模块主体和连接器插头内，所述的光轴与纤维光缆的光轴对齐。根据本专利技术的第四方面，提供一种光学模块，其包括包含第一基底元件和第二基底元件的基底，该第一基底元件具有沿着第一叠层方向叠在一起的多个绝缘层，该第二基底元件具有沿着第二叠层方向叠在一起的多个绝缘层，第一和第二基底元件允许其间的电连接并被接在一起从而使得第一和第二叠层方向基本互相垂直；安装于第一基底元件上的光学元件；和布置在第一基底元件上的耦合元件，用以提供光学元件与对应光学设备光学对齐用的定位基准。根据本专利技术的第五方面，提供一种用于光学模块的基底，光学模块具有光学元件和耦合元件，所述基底包括第一陶瓷基底元件，其具有沿着第一叠层方向叠在一起的多个陶瓷绝缘层、光学元件安装于其上的安装部、和将耦合元件接收于其内的精密加工形成的孔；第二陶瓷基底元件，其具有沿着第二叠层方向叠在一起的多个陶瓷绝缘层；第一和第二陶瓷基底元件允许其间的电连接并被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过光学连接器与纤维光缆耦合的光学模块，包括：模块主体，其通过专用的导销与可光学连接器的插头相连，该模块主体的侧表面与连接器插头的配合面相对，纤维光缆的端面在该配合面处露出；和安装在模块主体上的并具有光轴的光学元件，当将 导销装配于模块主体和连接器插头内时，该光轴与纤维光缆的光轴对齐。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：大野正树，高田俊克，小岛敏文，大野猛，若松进，堀尾俊和，川村彩子，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]