光学系统技术方案

一种光学系统，包括：光学电路板（1），所述光学电路板具有嵌入在顶面与底面之间的光导（2）并且限定出X-Y平面的底基准层的切口（27），光学耦合设备，其具有延伸在切口中的定位件（19），机械固定系统（31），其将光学电路板附接至光学耦合设备，并且包括在定位件（19）处延伸穿过光学电路板的固定销（32）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光学系统。
技术介绍
大多数通信系统含有很多系统卡。这种卡通常被制造成所谓的印刷电路板（PCB）。通常，被称为子卡的其中一些系统卡在被称为背板或母卡的刚性且更厚的PCB上组装在一起。各子卡通常彼此相互平行地延伸并且通过背板相互连接在一起，所述背板垂直于这些子卡延伸。对于这种构造存在一些实用优点：子卡方便的插入、移除和更换。由于在数据速率方面不断增长的需求，例如因为互联网，所以使用子板之间通过背板的电通信的极限接近于被达到。在路由于背板内的电线路上获得良好的信号完整性变得困难。为了回应这种带宽需求，现在利用纳入的光学层（光纤或平面波导）以取代导电金属构建高速系统。确实，光并不受与电一样的限制。光学层被平行于背板的平均平面设置。光学耦合设备用于相互连接这种光学层与外部系统卡。因为光在非常薄的层（几微米厚）中传播，需要高精度以使光学耦合设备对准电路板的光学层以及保持光学耦合设备与电路板的光学层对准。已知的是，在这种对准被判定符合要求之后将光学耦合设备胶合至光学板。然而，胶合并不总是符合要求的。其可靠性和预期寿命并不为大众所知。具体而言，这种附接可能意外松动，因为对背板处的环境条件（主要是温度）要求苛刻。相反地，例如为维修而移除胶合的光学耦合设备是困难的。因此，存在一种需求，即提供一种将光学耦合设备固定至光学电路板的替代方式，所述替代方式仍然可以提供可靠的光学连接。
技术实现思路
提供一种系统，所述系统包括光学电路板和光学耦合设备。光学电路板具有顶面、与顶面相反的底面以及嵌入在顶面和底面之间的至少一个光学层。光学层具有第一光学界面。在顶面中形成至少一个切口。光学电路板具有限定X-Y平面的基准层。光学耦合设备具有至少一个定位件，所述定位件在所述切口中延伸并且具有放置在光学电路板的基准层上的底面。光学耦合设备另外限定至少一个光学路径，所述光学路径适于在第一光学界面和第二界面之间传递光。光学耦合设备的第一光学界面被光学耦合至光学板的第一光学界面。系统另外包括机械固定系统，所述机械固定系统将光学电路板附接至光学耦合设备。所述机械固定系统包括固定销，所述固定销在定位件处延伸穿过光学电路板。通过这些特征，实现可靠的光学耦合。在一些实施例中，人们还可以采用限定在从属权利要求中的一个或多个特征。附图说明在以下对于作为非限制性示例提出的本专利技术实施例中的八个和对于附图的描述的基础上，本专利技术的其他特征和优点将容易地显现。在附图中：图1a、1b是光学系统两个示例的俯视立体图，图2是根据第一实施例的光学系统沿图1a的线II-II的截面图，图3-7是用于本专利技术其他实施例的类似于图2的视图。图8是用于第七实施例的类似于图2的视图，图9是用于第八实施例的类似于图2的视图，以及图10是图2的改型的局部放大图。在不同的附图中，同样的附图标记指示相像或类似的元件。具体实施方式图1a部分地示出混合光学背板或PCB1，其是包括多个层的层叠。在后文中，这种背板1也将被称为层叠1。层叠1包括左手侧波导结构3，所述左手侧波导结构包括至少一个光学波导2（示出每个结构10个光学波导）。PCB 1另外包括右手侧波导结构3’，所述右手侧波导结构例如与左手侧波导结构3对称。本专利技术还可以应用于只具有一个波导结构的PCB。波导2位于X-Y平面内。方向Y对应于光学波导结构的对称轴。方向Z被限定为与所述X-Y平面正交。“顶”、“底”、“上”和“下”通过光学设备4相对于PCB 1的相对位置来使用。波导2或波导结构3集成或嵌入在层叠1的至少一个层中。嵌入的波导2可以是聚合物波导、玻璃片波导或通过嵌入纤维技术获得的波导，或之类的。去往或来自配合光学设备4，比如光学设备或光电设备或其它PCB，传输的光学信号，（图1中不可见，见图2），经过第一光学路径6被提供至层叠1的波导2，所述波导2在X-Y平面内为光学信号提供第二光学路径7。在本示例中，也示出在图1b中，光学设备4包括例如机械传输箍（“MT箍”）。在图2中，光学设备包括外壳（比如高精度衬套21），光纤22的末端在所述外壳中在精确限定的相对位置中延伸。每个纤维22在指向PCB的一个末端22a处包括第一光学界面。在另一末端（未示出）处，光纤包括用于连接至另一光学传递、发射或探测设备的另一光学界面。为了实现相互垂直的第一和第二光学路径之间的最佳的光学耦合，为对准目的提供耦合设备8。为了使光学信号能够在平行于Z方向的第一光学路径6与平行于X方向的第二光学路径7之间偏转，可以采取各种方案。这是这些方案中的其中之一，其示意性地表明在图2中。尽管只表明了垂直偏转，其它偏转角度也是可能的。波导2包括顶覆层10、波导芯11和底覆层12。层叠1可以包括在波导2的下方和/或上方的各种其它层。这种层例如是安置在波导2下方的环氧树脂（epoxy）层13，或者是安置在波导2上方的环氧树脂层13’。还可以提供附加的基准层23、23’。这种基准层是刚性层，所述刚性层相对于光学波导芯层11的位置是被知晓为非常精确的。这是从良好控制的制造工艺已知的，或是通过后续成像（比如通过在制造工艺过程中施行的探测基准标记）已知。例如，这些基准层由金属（铜）制成。再者，层叠1可以在Z方向上包括多个波导2或波导结构3。在图2中，第一光学路径6与垂直的第二光学路径之间的光学信号偏转通过采用镜座17来实现，所述镜座放置在第一和第二光学路径上。例如，镜座17形成全反射，并且包括相对于X方向倾斜45°且平行于Y方向延伸的连续侧面14。表述“镜座”17意指任意能够偏转光学信号的部件，并且因此还例如意指光栅或棱镜。波导2适于容置这种镜座17。如必要，波导2末端与侧面14之间的间隙填充有折射率匹配材料，光学信号通过所述间隙传播。作为替代方式，在波导结构3的侧面上设置反射层。在对称的本实施例中，镜座17还是关于Y-Z平面对称的。因此，光学电路板1包括第一光学界面1a，所述第一光学界面对应于来自波导芯11的光离开PCB 1（在本情况下，在侧面14上反射之后）的点。层23’在侧面14的上方被移除，从而使得光在被侧面14反射之后离开PCB。光学电路板1还可以包括在图2中不可见的第二光学界面，在波导芯11中传播的光通过所述第二光学界面离开电路板。然后，在第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.07 IB PCT/IB2010/0019431.一种光学系统，包括：
——光学电路板（1），所述光学电路板具有：
·顶面，
·底面（1b；23），所述底面与所述顶面相反，
·至少一个光学层（11），所述光学层嵌入所述顶面与所述底面之
间，并且具有第一光学界面（1a），
·至少一个切口（17），所述切口形成在所述顶面中，并且具有限
定出X-Y平面的底基准层（20），
——光学耦合设备（8），所述光学耦合设备具有：
·至少一个定位件（19），所述定位件延伸在所述切口中，并且具
有放置在所述光学电路板的基准层上的底面（30），
·至少一个光学路径，所述光学路径适于在光学耦合至光学板的
所述第一光学界面（1a）的第一光学界面（25）与第二界面（26）之
间传递光，
——机械固定系统（31），所述机械固定系统适于将所述光学耦合
设备附接至所述光学电路板，并且包括在定位件（19）处延伸穿过至
少部分所述光学电路板（1）的固定销（32）。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位件（19）
具有中间区域，并且其中销在所述中间区域中延伸。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述光学耦合
设备具有顶面（8a），所述顶面与所述光学电路板的底面相反，并且其
中销（32）从所述光学耦合设备的顶面延伸至所述光学电路板（1）的
底面（1b）。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的系统，其特征在于，所述
机械固定系统（31）包括支承表面（35），所述支承表面支承在所述光
学电路板的底面（1b）和所述光学耦合设备的顶面（8a）的至少其中

\t之一上，所述光学耦合设备的顶面与所述定位件的底面（30）相反。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述
光学电路板包括通孔（34），并且其中销（32）延伸穿过所述光学电路
板的通孔。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述
光学耦合设备包括通孔（33），所述通孔从所述定位件的底面延伸至所
述光学耦合设备的相反的顶面（8a），并且其中销延伸经过所述光学耦
合设备的通孔（33）。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其特征在于，所述
光学电路板包括通孔，所述通孔具有内圆柱面（42），并且其中销（32）
通过摩擦与所述内圆柱面协作。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其特征在于，销（32）
与所述光学耦合设备是一体的。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其特征在于，所述
机械固定系统（31）是可释放的。
10.一种光学系统，包括：
——光学电路板（1），所述光学电路板具有：
·顶面，
·底面（1b），所述底面与所述顶面相反，
·至少一个光学层（11），所述光学层嵌入所述顶面与所述底面之
间，并且具有第一光学界面（1a），
·至少一个切口（17），所述切口形成在所述顶面中，并且具有限
定出X-Y平面的底基准层（20），
——光学耦合设备（8），所述光学耦合设备具有：
·至少一个定位件（19），所述定位件延伸在所述切口中，并且具

\t有放置在所述光学电路板的基准层上的底面（30），
·至少一个光学路径，所述光学路径适于在光学耦合至光学板的
所述第一光学界面（1a）的第一光学界面（25）与第二界面（26）之
间传递光，
——可释放机械固定系统（31），所述可释放机械固定系统适于将
所述光学电路板附接至所述光学耦合设备，并且包括在所述定位件
（19）处延伸穿过所述光学电路板（1）的固定销（32）。
11.根据权利要求1至10中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·亚布雷，Y·斯特里科特，
申请(专利权)人：FCI公司，
类型：
国别省市：