具有光纤托架的光纤模块、光学对光学光纤连接器及其方法

摘要

本发明揭示光纤模块(100)、光纤连接器(12)及方法。在一个实施例中，光纤模块(100)包括主体(110)及光纤托架(120)。主体包括自第一表面延伸之光纤托架凹槽(118)、位于光纤托架凹槽末端之光纤末端基准表面(114)及多个透镜表面(130)。多个透镜表面、光纤末端基准表面及主体之中间部分界定多个透镜，每一透镜具有线性光轴。光纤托架包括安置于第一表面上之多个光纤支撑特征结构(122)。多个光纤支撑特征结构经配置以接收多个光纤。光纤托架安置于光纤托架凹槽内且固定至主体。

说明书

优先权

本申请案根据专利法主张于2012年4月20日提出申请之美国临时申请案 第61/636,159号以及于2012年5月24日提出申请之美国临时申请案第 61/651,307号之优先权的权益，本申请案依赖于该等申请案之内容，且该等申 请案之内容以全文引用之方式并入本文中。本申请案亦根据专利法主张于 2013年3月15日提出申请之美国申请案第13/838,668号之优先权的权益，本 申请案依赖于该申请案之内容，且该申请案之内容以全文引用之方式并入本文 中。

技术领域

本揭示案大体上涉及光纤模块，且更特定而言，涉及具有光纤托架之光纤 模块与光纤连接器，该光纤托架在光学耦合之连接器应用中耦合至主体。

背景技术

用于消费型电子产品之短距离数据链路正日益达到较高的数据速率，尤其 是用于视频与数据储存应用之彼等短距离数据链路。实例包括5Gb/s下之USB 3.0协议、10Gb/s下之HDMI及通过两个通道在10Gb/s下之Thunderbolt^TM。 在此等高数据速率下，传统的铜电缆具有有限的传输距离与电缆挠性。由于至 少该等原因，光纤作为铜线之替代物出现以适应用于下一代电子装置(诸如消 费型装置)之高数据速率。

不同于使用昂贵的高功率边射型激光以及调变器之电信应用，短距离光纤 链路系基于低成本、低功率、直接调变之光源，诸如垂直腔面射型激光 (VCSEL)。光缆总成之光学对光学光纤连接器通常藉由使用透镜传递光信 号至配对的、对准的光学连接器并自该等配对的、对准的光学连接器传递光信 号。为了可实行于消费型电子产品及其它电子产品，用于耦合光信号之光缆总 成必须与光纤连接器之透镜精确对准，且第一光纤连接器之透镜必须与第二配 对光纤连接器之透镜精确对准。此要求推动对设计易于制造且同时具有合适效 能之总成的需求。因此，存在对简化光纤对准的光纤模块及连接器之未解决需 求。

发明内容

本揭示案之实施例涉及包括光纤托架与主体之两件式光纤模块。维持多个 光纤之光纤托架定位于主体中并藉由黏合剂固定。自光纤托架延伸的光纤之末 端主动定位于主体之光纤支撑特征结构中，且该等末端用黏合剂(诸如，折射 率匹配黏合剂)在光纤支撑特征结构处固定至主体。可被动地或主动地对准并 定位光纤末端以使得光纤末端安置于参考光纤末端基准表面处，以使得光纤末 端与藉由主体界定之多个透镜光学通信(即，光学对准)。主体可提供于光缆 总成之光学对光学光纤连接器中。亦揭示了使用光纤托架处理光纤之方法。

本揭示案之一个方面为包括主体与光纤托架之光纤模块。主体可透射具有 预定波长之光，且主体包括光纤托架凹槽、光纤末端基准表面及与光纤末端基 准表面间隔开之多个透镜表面。多个透镜表面、光纤末端基准表面及主体之中 间部分界定多个透镜，每一透镜具有线性光轴。光纤托架包括多个光纤支撑特 征结构。多个光纤支撑特征结构经配置以接收多个光纤。光纤托架安置于光纤 托架凹槽中并固定至主体，以便多个光纤支撑特征结构实质上与多个透镜之线 性光轴对准。

本揭示案之另一方面为上述光纤模块，其中光纤托架进一步包括黏合剂接 收特征结构。在一个实施例中，光纤模块包括第一黏合剂接收特征结构、第二 黏合剂接收特征结构及黏合剂井，该黏合剂井横跨多个光纤支撑特征结构延伸 一深度至光纤托架中。

本揭示案之另一方面为任何上述光纤模块，其中黏合剂井定位于光纤托架 之第一表面处。

本揭示案之另一方面为任何上述光纤模块，其中第一黏合剂接收特征结构 与第二黏合剂接收特征结构经定位更靠近光纤托架之第二边缘而非第一边缘。

本揭示案之另一方面为任何上述光纤模块，其中光纤托架进一步包括黏合 剂接收特征结构。一个实施例具有光纤托架，该光纤托架具有第一额外黏合剂 接收特征结构与第二额外黏合剂接收特征结构。

本揭示案之另一方面为任何上述光纤模块，该光纤模块具有倾斜特征结构 以使得光纤托架相对于光纤托架凹槽(即，光纤模块之凹穴)倾斜。在一个实 施例中，光纤托架视情况包括与第一表面相对之第二表面及一或多个倾斜突 起，该一或多个倾斜突起在临近第一边缘处自第二表面延伸，以使得光纤托架 相对于光纤托架凹槽之底面倾斜。然而，倾斜特征结构可安置于主体之凹槽中 以使光纤托架相对于光纤托架凹槽倾斜。

本揭示案之另一方面为任何上述光纤模块，其中主体包括光纤支撑凸耳， 该光纤支撑凸耳包括多个主体光纤支撑特征结构，该多个主体光纤支撑特征结 构具有光纤末端基准表面处之第一末端与第二末端，且多个光纤支撑特征结构 实质上与主体之多个主体光纤支撑特征结构对准。

本揭示案之另一方面为任何上述光纤模块，其中光纤末端基准表面相对于 与光纤支撑凸耳正交之平面成角。

本揭示案之另一方面为任何上述光纤模块，其中主体包括机械耦合表面， 该机械耦合表面经配置以接触配对主体之机械耦合表面。机械耦合表面包括盖 凹槽，该盖凹槽界定盖壁，该盖壁自机械耦合表面偏移且实质上平行于机械耦 合表面。主体包括盖，该盖安置于盖凹槽中，以使得盖保护多个透镜表面。本 揭示案之另一方面为任何上述主体，其中盖之前表面自机械耦合表面偏移。

本揭示案之另一方面为任何上述光纤模块，其中盖凹槽自主体之第一表面 延伸至第一盖支撑表面与第二盖支撑表面，且第一盖支撑表面与第二盖支撑表 面之间存在间隙。盖安置于盖凹槽中的第一盖支撑表面与第二盖支撑表面上。 盖可由任何合适材料(诸如玻璃或聚合物)形成。

本揭示案之另一方面为任何上述光纤模块，其中主体包括机械耦合表面， 该机械耦合表面经配置以接触配对主体之机械耦合表面。机械耦合表面包括盖 凹槽，该盖凹槽界定盖壁，该盖壁自机械耦合表面偏移且实质上平行于机械耦 合表面。盖壁包括光学接口凹槽，光学接口凹槽界定光学接口表面，该光学接 口表面自机械耦合表面偏移且实质上平行于机械耦合表面。主体进一步包括安 置于盖凹槽中之盖，且多个透镜表面位于光学接口表面处且自盖壁偏移，以使 得多个透镜表面不接触盖。

本揭示案之另一方面为任何上述光纤模块，其中盖之前表面自机械耦合表 面偏移。

本揭示案之另一方面为任何上述光纤模块，其中盖凹槽自主体之第一表面 延伸至第一盖支撑表面与第二盖支撑表面，以使得在第一盖支撑表面与第二盖 支撑表面之间存在间隙。盖安置于盖凹槽中的第一盖支撑表面与第二盖支撑表 面上。

本揭示案之另一方面为任何上述光纤模块，其中主体包括机械耦合表面， 该机械耦合表面经配置以接触配对主体之机械耦合表面。在一个实施例中，耦 合包括第一对准销孔与第二对准销孔，该第一对准销孔自机械耦合表面延伸至 主体中，该第二对准销孔自机械耦合表面延伸至主体中。

本揭示案之另一方面为包括多个光纤之光纤连接器，其中每一光纤具有由 外包覆层包围之芯，该外包覆层包括剥露区域，芯在该剥露区域中自光纤末端 曝露一长度。光纤连接器进一步包括主体与光纤托架，该主体可透射具有预定 波长之光。主体包括第一表面、自第一表面延伸之光纤托架凹槽(即，凹穴)、 光纤末端基准表面、光纤支撑凸耳及多个透镜表面，该光纤支撑凸耳包括多个 主体光纤支撑特征结构，该多个主体光纤支撑特征具有光纤末端基准表面处之 第一末端与第二末端，该多个透镜表面与光纤末端基准表面间隔开。多个透镜 表面、光纤末端基准表面及主体之中间部分界定多个透镜，每一透镜具有线性 光轴。光纤托架包括多个光纤支撑特征结构。多个光纤安置于光纤托架之多个 光纤支撑特征结构中，以使得每一个别光纤延伸超过第二边缘一偏移长度L_f。 光纤托架安置于光纤托架凹槽中且藉由黏合剂固定至主体，以使得多个光纤之 剥露区域安置于多个主体光纤支撑特征结构中，且多个光纤之光纤末端定位于 光纤末端基准表面处且实质上与多个透镜之线性光轴对准。光纤连接器进一步 包括包围主体与光纤托架之壳体。

本揭示案之另一方面为上述光纤连接器，其中主体包括机械耦合表面，该 机械耦合表面经配置以接触配对主体之机械耦合表面。机械耦合表面包括盖凹 槽，该盖凹槽界定盖壁，该盖壁自机械耦合表面偏移且实质上平行于机械耦合 表面。主体包括盖，该盖安置于盖凹槽中，以使得盖保护多个透镜表面。

本揭示案之另一方面为一种方法，该方法包括以下步骤：将具有由外包覆 层包围之芯的多个光纤定位于光纤托架中之多个光纤支撑特征结构中，以使得 多个光纤延伸超过光纤托架的插入边缘一偏移长度；及将黏合剂涂覆于光纤托 架之表面以将多个光纤固定至光纤托架。该方法进一步包括以下步骤：剥离多 个光纤中之每一光纤的外包覆层以曝露芯，由此形成每一光纤之剥露区域；及 使每一光纤分裂至超过光纤托架的插入边缘所需长度L_f。该方法亦可包括以下 步骤：将光纤托架定位至主体中，该主体包括第一表面、自第一表面延伸之光 纤托架凹槽、光纤末端基准表面及多个透镜表面，该多个透镜表面与光纤末端 基准表面间隔开，其中多个透镜表面、光纤末端基准表面及主体之中间部分界 定多个透镜，每一透镜具有线性光轴。主体进一步包括终止于光纤末端基准表 面处之多个主体光纤支撑特征结构，其中光纤托架插入至主体中以使得多个光 纤之剥露区域安置于多个主体光纤支撑特征结构中且使得每一光纤之光纤末 端定位于光纤末端基准表面处。该方法亦可包括以下步骤：涂覆黏合剂以将光 纤托架与多个光纤固定至主体。

在以下详细描述中将陈述额外特征及优势，且对于本领域技术人员而言， 该等额外特征及优势将部分地自彼描述显而易见，或藉由实践本文中所描述之 实施例(包括以下实施方式、权利要求书及附图)而认识到。

应理解，上述一般描述与以下【实施方式】二者描绘本揭示案之实施例， 且意欲提供概览或框架以理解所主张的本揭示案之本质与特征。包括附图以提 供对本揭示案之进一步理解，且附图并入本说明书中且构成本说明书之一部 分。图式图示本揭示案之各种实施例且与本文所陈述之描述一起用于解释本揭 示案之原理及操作。权利要求书并入以下陈述之【实施方式】中且构成【实施 方式】之一部分。

附图说明

图标以下诸图之组件以详述本揭示案之一般原理，且诸图未必按比例绘 制。图式中陈述之实施例本质上为说明性与示例性的，且并不意欲限制由权利 要求书界定之标的物。结合以下图式阅读可理解说明性实施例之以下详细描 述，在图式中，以相同组件符号指代相同结构，且在图式中：

第1图为根据本揭示案之一或多个实施例的示例性光缆总成之正面立视 图；

第2A图为根据本揭示案之一或多个实施例的分解状态下之说明性光纤模 块与多个光纤之正面俯视立视图；

第2B图为亦在分解状态下之第2A图所示的光纤模块与多个光纤之背面 俯视立视图；

第3A图为在组装状态下之第2A图所示的光纤模块与多个光纤之正面俯 视立视图；

第3B图为第3A图所示的组装的光纤模块与多个光纤之背面俯视立视图；

第4A图为第2A图、第2B图、第3A图及第3B图所示之光纤模块的光 纤托架之俯视立视图；

第4B图为第4A图所示之光纤托架之俯视图；

第4C图为第4A图与第4B图所示之光纤托架之后视图；

第4D图为类似于第4C图所示之光纤托架的另一光纤托架之沿线条 4D-4D截取之剖视图，该光纤托架进一步包括可选倾斜特征结构；

第5A图为装填有光纤的第4A图至第4D图所示之光纤托架之顶视图；

第5B图为经装填的第4D图所示之光纤托架之侧视图；

第6A图为第2A图、第2B图、第3A图及第3B图所示之主体之正面俯 视立视图；

第6B图为第6A图所示之主体之背面俯视立视图；

第6C图为第6A图所示之主体之顶视图；

第6D图为第6A图所示之主体之后视图；

第6E图为第6A图所示之主体之前视图；

第6F图为沿第6E图的线条6F-6F截取之主体之剖视图；

第7图为描述根据本揭示案之一或多个实施例之示例性光纤处理方法之 流程图；

第8图为根据本揭示案之一或多个实施例之经组装光纤模块之顶视图；及

第9图为根据本揭示案之一或多个实施例之第一光纤模块的多个透镜光 学耦合至第二配对主体的多个透镜之顶视图。

在以下【实施方式】中陈述本揭示案之额外特征及优势，且对于本领域技 术人员该等特征及优势将通过彼等描述显而易见或藉由实践本文所描述之揭 示案连同权利要求书及附图而认识到。

为了参考起见，于诸图中之某些图式中展示笛卡尔坐标且此坐标不意欲关 于方向或定向作出限制。

具体实施方式

本揭示案之实施例涉及光纤模块与光纤连接器，且更特定而言，涉及经配 置用于光学对光学耦合之光纤模块与光纤连接器。此类光纤连接器可被称为装 置至装置光学连接器或光学对光学光纤连接器，因为第一装置(例如，光缆总 成之光纤连接器)藉由直接连接而光学耦合至第二装置(例如，诸如消费型电 子装置(例如，移动电话、个人计算机等)之电子装置之光纤插座)。因此， 在两个耦合的装置之间传递光信号以在该等装置之间提供光学通信。

大体参考图式，实施例涉及包括主体与光纤托架之两件式光纤模块。主体 包括多个透镜，该多个透镜具有界定于透镜中之线性光轴，且光纤托架在附接 至主体之前固定多个光纤以用于处理。实施例亦涉及光纤连接器及处理光纤且 使光纤与主体之透镜对准的方法。光缆总成之光纤首先插入至光纤托架之光纤 支撑特征结构(例如，沟槽)中且随后经进一步处理(例如，激光或机械剥离 一或多个包覆层以曝露光纤芯或包层及激光或机械分裂以获得延伸超过光纤 托架之所需光纤长度，等等)。光纤托架随后定位于主体中且藉由(例如)黏 合剂或搭扣配合固定。自光纤托架延伸的光纤之光纤末端主动定位于主体之光 纤支撑特征结构(例如，沟槽)中(例如，藉由使用显微镜或其它视觉系统或 具有回馈之自动化装置)且用折射率匹配黏合剂在光纤支撑特征结构处固定至 主体。主动地对准或定位光纤末端以使得光纤末端定位于(即，接触或几乎接 触)参考光纤末端基准表面处，以使得光纤末端与藉由主体界定之多个透镜对 准。

使用光纤托架赋能在插入至主体中之前同时处理多个光纤，此举可减少制 造时间、成本或制造时间与成本二者。进一步地，光纤托架在靠近光纤末端之 位置处固定松散的光纤，以使得主体之光纤支撑特征结构中的光纤之剥露部分 藉由主动对准制程快速定位且易于制造。因为主体具有用于在所需位置处定位 光纤末端之特征结构，所以仅需严格控制主体尺寸之公差。可更宽松地控制光 纤托架尺寸之公差，此举可减少制造两件式光纤接口系统之总体成本。以下详 细描述光纤模块、光学对电气连接器及用于制造光纤模块的方法之各种实施 例。

现参考第1图，图示光缆总成10，光缆总成10包含示例性光纤连接器12。 应理解，第1图之光缆总成10与光纤连接器12之配置经提供仅用于说明性目 的，且本文所述之光纤模块与光纤连接器不限于第1图之配置。光缆总成10 包括光缆102，光缆102具有安置于每一末端处之光纤连接器12。注意，第1 图图标仅一个光纤连接器12。多个光纤106(见第2A图、第2B图、第3A 图及第3B图)安置于光缆102之护套中且延伸至光纤连接器12中。示例性 光纤连接器12大体上包括插塞部分105，插塞部分105自连接器主体104延 伸。插塞部分105包括插塞壳体103，两件式光纤模块100安置于该插塞壳体 103中。如以下更详细描述，光纤模块大体上包括提供多个透镜表面130之主 体110及耦合至主体110之光纤托架120(第1图中未图示)。

多个光纤106光学耦合至多个透镜表面130，在所图示实施例中，该多个 透镜表面130位于盖140之后且经配置以形成多个折射透镜。盖140可由任何 合适的光学透射材料(诸如玻璃或聚合物)形成。插塞部分105可经配置以插 入至配对光纤连接器中，配对光纤连接器诸如电子装置(例如，个人计算机、 服务器计算机、媒体播放机、电子储存装置、平板计算机、智能电话，等等) 或另一光缆总成之光纤插座。因此，本文所述之光纤连接器12以及与该光纤 连接器12相关联之光纤模块100经配置以藉由直接光学耦合耦合至配对光纤 连接器，其中藉由配对光纤连接器之多个透镜或透镜表面接收自多个光纤106 传播穿过多个透镜表面130之光信号，在该等透镜或透镜表面中，该等光信号 经进一步传输或转换为电信号。

一般而言，光纤模块100包括主体110及光纤托架120(即，附接套箍)， 光纤托架120维持光纤106之末端部分。在实施例中，光纤模块100可经提供 作为成套部件以用于将光纤光学耦合至透镜表面而包括在光纤连接器中。第 2A图为分解状态下之光纤模块100之正面立视图，且第2B图为第2A图中所 示之分解的光纤模块100之背面立视图。第3A图为第2A图中所示但处于组 装状态下之光纤模块100之正面立视图，而第3B图为第3A图中所示之经组 装光纤模块之背面立视图。

如以下更详细描述，光纤106包括剥露部分，其中，由一或多个包覆层界 定之包覆层107经剥离，由此曝露光纤芯108。光纤托架120经配置以安置及 固定至主体110之光纤托架凹槽118中，以使得光缆之光纤106之光纤末端 109定位于光纤末端基准表面114处。光纤106之光纤末端应当接触光纤末端 基准表面114。然而，由于光纤长度之变化，一些光纤末端109可密切接触光 纤末端基准表面114。由光纤托架120之顶部表面中的光纤支撑特征结构122 支撑光纤106。可藉由黏合剂将光纤106固定至主体110。作为实例，黏合剂 可为折射率匹配黏合剂，该折射率匹配黏合剂在定位光纤末端109以使得光纤 末端109与透镜光学对准之后涂覆，该等透镜部分由主体110之透镜表面130 界定。在实施例中，光纤末端109可与基准面对准，该基准面充当用于定位透 镜之代用品。

在所图示实施例中，主体110进一步包括盖140，盖140安置于机械耦合 表面117中的盖凹槽150中。举例而言，机械耦合表面117可经配置以接触配 对主体之机械耦合表面117。盖140可保护位于盖凹槽150中的多个透镜表面 130免受归因于接触外部物体之损害。可由可透射传递至光纤连接器12及自 光纤连接器12传递之光信号的波长下之光的任何材料制造盖140。

光纤托架与光纤

现参考第4A图至第4D图，详细描述示例性光纤托架120。第4A图为示 例性光纤托架120之俯视立视图，而第4B图为光纤托架120之顶视图，第4C 图为光纤托架120之后视图，且第4D图为光纤托架沿第4C图中的线条4D-4D 截取之剖视图。

光纤托架120经配置以在插入至主体110中之前，且在一些实施例中，在 处理光纤106(诸如激光剥离以曝露每一光纤之芯)之前，维持多个光纤106。 举例而言，可由任何合适材料(诸如模塑之热塑性塑料)制造光纤托架120。 示例性材料包括(但不限于)：由SABIC innovative Plastics制造之LEXAN 940A 及由Solvay Specialty Polymers制造之UDEL 3700HC。可选择材料以便材料传 输紫外线(“UV”)波长，以使得UV固化黏合剂在光纤托架120下方固化。 在实施例中，可藉由使用由(例如)放电加工(“EDM”)或线EDM制造之 模具射出成型来形成光纤托架120之特征结构，诸如在此实施例中配置为开放 沟槽之光纤支撑特征结构122。

第4A图至第4D图中所示之光纤托架120大体上包括第一表面121、与 第一表面121相对之第二表面129、界定光纤托架120之后部分之第一边缘125 (即，插入边缘)、与第一边缘125相对之第二边缘126、第三边缘123A及 与第三边缘123A相对之第四边缘123B。第二边缘126可视情况包括倒角162， 当剥离及/或分裂光纤106时，倒角162为激光束提供空隙。

多个光纤支撑特征结构122(诸如沟槽)在光纤托架120之第一表面121 上自第一边缘125延伸至第二边缘126，但光纤支撑特征结构可具有比光纤托 架短之长度。光纤支撑特征结构122经配置以接收多个光纤106之未剥露部分 (即，“被包覆的”)，如第5A图与第5B图所示。尽管沟槽122在第4A 图至第4C图中图示为矩形沟槽，但实施例不限于此。举例而言，沟槽122可 配置为“V”形沟槽(即，当自剖面观察时呈字母“V”形)或“U”形沟槽 (即，当自剖面观察时呈字母“U”形)，但任何合适支撑特征结构可用于光 纤。

参考第5A图与第5B图，图标安置于配置为沟槽的四个光纤支撑特征结 构122中的四个光纤106。示例性光纤106为单模光纤，诸如，大芯、高数值 孔径的光纤(例如可自位于纽约州科宁(Corning，New York)的Corning  Incorporated购得之VSDN^TM光纤)。示例性光纤106亦论述于已公开的标题 为“High numerical aperture multimode optical fiber”之PCT专利申请公开案第 WO2010036684号中，该公开案以引用之方式并入本文中。每一光纤106具有 中心芯部108(“芯”)，中心芯部108具有折射率n_C。藉由具有折射率n_CL之包层(未图示)包围芯108，其中n_CL<n_C。在实例中，光纤106具有数值 孔径NA_F＝0.29。亦在实例中，芯108具有梯度折射率分布，该梯度折射率分 布在实例中为抛物线分布。在实例中，芯108具有大约80微米之直径。由包 覆层107包围每一光纤106之芯108与包层。举例而言，包覆层107可为丙烯 酸酯材料。在一些实施例中，每一光纤106可包括内部第一包覆层与外部第二 包覆层，该内部第一包覆层具有第一直径(例如，100μm之外直径)，该外 部第二包覆层具有第二直径(例如，250μm之外直径)。光纤托架120之光 纤支撑特征结构122经定尺寸以容纳光纤106之被包覆部分107。芯108具有 如第5B图中所示之中心轴151。在一些实施例中，光纤支撑特征结构122之 前部可经定尺寸以容纳包覆层107之第一包覆层，且光纤支撑特征结构122 之后部可经定尺寸以容纳包覆层107之第二包覆层。换言之，在实施例中，光 纤支撑特征结构122之前部可比后部宽。

如第5A图所示，光纤106安置于光纤支撑特征结构122中，以使得光纤 106延伸超过第二边缘126。每一光纤106经剥露以曝露芯108(或包层)且 随后实质上垂直于光纤轴经分裂，以使得每一光纤106延伸超过光纤托架120 之第二边缘126一长度L_f。作为实例且非限制，光纤106可藉由激光剥离制程 剥离包覆层107，其中激光用于移除包覆材料。作为实例且非限制，激光源可 用于移除包覆层107，诸如，位于英国阿宾顿(Abingdon，UK)的OpTek Systems 提供之激光剥离制程。亦可利用其它激光剥离方法。另外，非激光剥离方法可 用于剥离包覆材料，诸如化学剥离、机械剥离或热气体剥离。举例而言，可藉 由激光分裂或机械分裂将剥露的光纤106分裂。在一些实施例中，在安置于光 纤托架120中之后，光纤106未分裂。示例性激光分裂系统包括(但不限于) 由英国阿宾顿(Abingdon，UK)的OpTek Systems提供之激光分裂系统。

自包覆层107之末端至光纤末端109量测每一光纤106之长度L_c的剥露 部分。在分裂之后，长度L_f应当使得光纤之光纤末端109到达光纤末端基准 表面114，如以下详细描述。长度L_c应当等于或大于主体110的主体光纤支撑 特征结构112之长度(见第6A图)。在实施例中，光纤106在固定至光纤托 架120之后可藉由剥离制程剥离包覆层107，以使得可在线性数组中处理多个 光纤。

大体上参考第4A图至第4D图以及第5A图，所图标之光纤托架120进 一步包括黏合剂井124，黏合剂井124自第一表面121延伸一深度d_w至光纤托 架120之主体中。可提供黏合剂井124以接收黏合剂(诸如，可固化环氧树脂) 以将光纤106固定于光纤托架120之光纤支撑特征结构122中。因此，黏合剂 井124经配置作为黏合剂储存室。涂覆至黏合剂井124之黏合剂可沿光纤支撑 特征结构122与光纤106之包覆层107毛细作用。示例性UV固化折射率匹配 黏合剂可包括(但不限于)由Nextgen Adhesives制造之Nextgen UV AB14。 可使用其它UV固化折射率匹配黏合剂。尽管将黏合剂井124图示为居中安置 于光纤托架120之第一表面121中，但实施例不限于此。另外，在其它实施例 中，黏合剂井124亦可配置为光纤托架120的第一表面121中之一个以上井。

光纤托架120亦可包括黏合剂接收特征结构127以将光纤托架120固定至 主体110之光纤托架凹槽118(第5A图)。黏合剂接收特征结构127提供容 器以接收黏合剂(例如，将光纤末端109匹配至主体110的材料之可固化折射 率匹配环氧树脂)，黏合剂接收特征结构127在所图标实施例中配置为位于光 纤托架的第三边缘123A与第四边缘123B上的凹口。在此实施例中，黏合剂 接收特征结构127允许黏合剂在光纤托架120下方毛细作用，以使得光纤托架 120可结合至主体110的光纤托架凹槽118之底面139。应理解，可提供两个 以上的黏合剂接收特征结构127(即，额外黏合剂接收特征结构)，且可提供 在除诸图中图标之彼等位置外之位置处。在替代实施例中，黏合剂接收特征结 构可配置为通孔，该等通孔自光纤托架120之第一表面121延伸至第二表面 129，由此允许黏合剂在光纤托架120与主体110之光纤托架凹槽118之间流 动。使用所揭示之概念的其它实施例可放弃使用黏合剂接收特征结构。例如， 黏合剂可安置在组件之间，或在光纤托架与主体之间使用机械附接，诸如舌片 与沟槽。

参考第4D图(以及参考第4C图与第5B图)，光纤模块可视情况包括倾 斜特征结构以调整光纤托架与水平面之角度，从而辅助将光纤置放于所需位置 中。例如，光纤托架120可视情况包括一或多个倾斜突起160，倾斜突起160 自靠近第一边缘125之第二表面129延伸，以在光纤托架120定位于光纤托架 凹槽118中时，使光纤托架120相对于第二边缘126及在主体110的主体光纤 支撑特征结构112与光纤末端基准表面114之间的接口向下倾斜一倾斜角度φ。 倾斜角度φ应当有助于延伸超过光纤托架120的第二边缘126之光纤106安置 于主体110之主体光纤支撑特征结构112中，且因此在主动对准之前与主体 110之透镜(在以下描述)预先对准。在其它实施例中，未提供倾斜突起，以 使得光纤托架120之整个第二表面129(即，底部表面)接触主体110的光纤 托架凹槽118之底面139。在其它实施例中，诸如一或多个倾斜突起之倾斜特 征结构可安置在主体之光纤托架凹槽上或光纤托架与主体二者上，而不是仅光 纤托架或主体之任一者上。

在一些实施例中，光纤托架120亦可包括可选操作特征结构128以使操作 (藉由人力或机器)光纤托架120简单(诸如在将光纤托架120插入至光纤托 架凹槽118中及使光纤之光纤末端109对准至主体光纤支撑特征结构112中 时)。进一步地，光纤托架可具有除所图标形状外的与光纤托架凹槽互补之其 它合适形状。

光纤托架120允许将光纤106集合在一起以便易于同时处理，此举可产生 最小光纤对光纤长度误差(即，共面性误差)，最小光纤对光纤长度误差可确 保每一光纤106位于主体110的各别透镜之焦点处。

光纤模块之主体

参考第6A图至第6F图，图示示例性主体110，该示例性主体110经配置 以接收第4A图至第5B图中所示之光纤托架120。第6A图为示例性主体110 之正面俯视立视图，且第6B图为示例性主体110之背面俯视立视图。第6C 图为主体110之顶视图，第6D图为主体110之后视图，且第6E图为主体110 之前视图。第6F图为沿线条6F-6F截取之第6E图的剖视图。

大体上，主体110经配置以将自光纤106的光纤末端109发射之光信号引 导至直接耦合的配对光纤连接器的配对主体之透镜中及将自直接耦合的配对 光纤连接器接收之光信号引导及聚焦至光纤106中。在所图示实施例中，主体 110实质上为矩形形状。其它配置亦为可能的。

由可透射具有根据特定光学通信协议的预定波长之光的材料制造主体 110，该预定波长诸如800nm至1,100nm范围内之红外(IR)波长，该红外 波长为用于形成光学数据链路的VCSEL之波长范围。如本文中所使用，可透 射意谓光信号能够穿过材料而无显著损失。可使用其它预定波长，诸如，可见 光谱中之波长。

在示例性实施例中，主体110由透明树脂形成，诸如General Electric  Company以商标名1010售卖之聚醚酰亚胺(PEI)，该透明树脂在 上述IR波长范围内具有大约n＝1.64之折射率。另一示例性材料包括由Solvay  Specialty Polymers制造之Udel 3700聚砜。在实例中，主体110为整体式的且 (例如)藉由模塑、藉由机械加工或藉由模塑与机械加工二者之组合形成。在 实例中，模具由钢制成且经精密微加工(例如，藉由单点金刚石旋削制程 (“SPDT”))，以使得以高精密度形成主体110之特征结构(包括以下描 述之透镜表面130)以在光纤末端109与主动光学组件之间提供优良光学对准。

主体110具有经配置以接触配对主体的机械耦合表面之前机械耦合表面 117、与前机械耦合表面117相对的后端132、第一表面119及与第一表面119 相对的第二表面111。示例性主体110亦包括界定光纤托架凹槽118之两个侧 面153A、153B及底面139，光纤托架120安置于光纤托架凹槽118中。

在此实施例中，光纤托架凹槽118具有宽插入部分116，宽插入部分116 在两个光纤托架止挡壁135A、135B之后变窄，在一些实施例中，两个光纤托 架止挡壁135A、135B可用作光纤托架的操作特征结构128之止挡件。光纤托 架凹槽118之较窄部分安置在两个平行侧壁153A、153B之间，以使得较窄部 分具有容纳光纤托架120之宽度。光纤托架凹槽118终止于凸耳133处，凸耳 133可经配置以在光纤托架120安置于光纤托架凹槽118中时啮合光纤托架 120之倒角162。凸耳133转变为光纤支撑凸耳134，光纤支撑凸耳134之高 度大于凸耳133的高度。光纤支撑凸耳134界定壁138。或者，底面139可直 接终止于光纤支撑凸耳134处而非中间凸耳133处。

在所图标实施例中，光纤支撑凸耳134包括配置为“V”形沟槽之主体光 纤支撑特征结构112。举例而言，主体光纤支撑特征结构112亦可配置为矩形 沟槽，或“U”形沟槽。或者，主体光纤支撑特征结构112亦可配置为经定尺 寸以接收光纤106之剥露部分108之孔。主体光纤支撑特征结构112在Z方向 上行进一长度L_g，且主体光纤支撑特征结构112可视需要大体上平行于第一 侧面131A与第二侧面131B。在一些实施例中，主体光纤支撑特征结构112 终止于光纤末端基准表面114处，光纤末端基准表面114实质上与主体光纤支 撑特征结构112正交并朝向第一表面119延伸，且主体光纤支撑特征结构112 在光纤支撑凸耳134之相对端处开放。在其它实施例中，光纤末端基准表面 114相对于与主体光纤支撑特征结构112正交之平面轻微成角(例如，5度) 以用于制造目的(例如，以在制造制程期间当模具打开时，防止模具划伤光纤 末端基准表面114)。当光纤托架120安置于光纤托架凹槽118中时，主体光 纤支撑特征结构112经配置以与光纤托架120之支撑特征结构122对准。进一 步地，如以下更详细描述，每一主体光纤支撑特征结构112与每一透镜之线性 透镜轴163对准，以使光纤106之光纤轴与透镜之相应透镜轴恰当地定位。光 纤末端基准表面114因此充当光纤106的光纤末端109之机械止挡件，该机械 止挡件确定由主体光纤支撑特征结构112支撑的光纤106之纵向位置(即，Z 方向位置)。

参考第6A图、第6C图、第6E图及第6F图，主体110进一步包括安置 于机械耦合表面117中之盖凹槽150。盖凹槽150沿着X方向居中定位且自第 一表面119延伸。在所图示实施例中，盖凹槽150不延伸至第二表面111而是 终止于由间隙g间分离之第一盖支撑表面152A与第二盖支撑表面152B处。 可操作盖支撑表面152A、盖支撑表面152B以支撑安置于盖凹槽150中之盖 140，如第1图与第3A图所示。间隙g与第一表面处的盖凹槽150之开口允 许在制造制程期间在插入至盖凹槽150中时操作盖140之边缘。应理解，由于 对称的盖凹槽，或由于在光纤支撑特征结构之间不存在间隙(即，完整底部(及 /或顶部)周壁)，亦可将光纤支撑表面提供为靠近第一表面119。在替代实施 例中，不提供盖140或盖凹槽150。在此类实施例中，透镜表面130可自机械 耦合表面117凹陷并不被盖保护。

盖凹槽150经定尺寸以接收盖140。盖凹槽150界定后盖壁137。当插入 至盖凹槽150中时，盖140之后表面接触盖壁137。在一些实施例中，盖140 之前表面可在负Z方向上自机械耦合表面117轻微偏移(例如，近似10μm)， 以防止配对主体之间出现倾斜以及以为碎片提供某一间隙且防止对盖140的 接触损害。

可由可透射光信号波长之任何材料制造盖140。作为实例且非限制，可由 化学强化铝硼硅酸盐玻璃制造盖140。在一些实施例中，盖140可具有位于盖 140上的疏油性、疏水性及/或抗反射包覆层。作为实例，盖140的前表面可具 有疏油性及/或疏水性包覆层，而后表面可具有抗反射包覆层。盖140可具有 任何适当尺寸。作为实例且非限制，盖140之尺寸大约为3.50×1.25×0.40mm。 应理解，视用途而定，可使用其它尺寸。

光学接口凹槽136安置于盖壁137中。光学接口凹槽136提供光学接口表 面154，光学接口表面154在负Z方向上自盖壁137偏移。在光学接口表面154 上提供多个透镜表面130。举例而言，可藉由精密射出成型使透镜表面130与 光学接口表面154整体形成。作为实例且非限制，可由SPDT形成界定透镜表 面130的模具之透镜表面特征结构。多个透镜表面130之前表面可自盖壁137 偏移，以使得盖140之后表面不接触多个透镜表面130。

具体参考第6C图，多个透镜表面130、光纤末端基准表面114之相应部 分及透镜表面130与光纤末端基准表面114之间的主体110之相应部分界定多 个折射透镜141。可将每一透镜表面130视作“前”透镜表面，且可将光纤末 端基准表面114视作“后”透镜表面。主体110之相应部分构成透镜主体，透 镜主体标记为142。前透镜表面与后透镜表面之间的轴向距离为透镜厚度，即， 透镜主体142之厚度。每一透镜141具有线性光轴163，线性光轴163与安置 于光纤托架120上之相应光纤之中心轴151对准，如以下关于第8图及第9 图更详细描述。透镜表面130各具有直径或通光孔径(CA)。在实例中，透 镜表面130各具有在250μm与600μm之间的CA，且在更特定实例中为大约 500μm，但可为其它合适尺寸。每一透镜141经配置以接收自光纤106的光纤 末端109发散之光信号及准直(或以其它方式光学调节)该光信号以供配对主 体之相应透镜接收，或经配置以自配对主体接收准直的光(或以其它方式光学 调节的光)及将该光聚焦至相应光纤106中。

如第6C图与6D图所示，严格控制多个透镜表面130、光纤末端基准表 面114及多个主体光纤支撑特征结构112之位置以使得主体光纤支撑特征结构 112实质上与多个透镜141之线性轴163对准，由多个透镜表面130在X、Y 及Z方向上界定该等线性轴163。因此，可操作主体光纤支撑特征结构112以 相对于透镜之线性光轴163精确定位中心轴151及安置于主体光纤支撑特征结 构112中的光纤106之光纤末端109(见第8图及第9图)(例如，在X、Y 及Z方向上±10μm中)。

大体上参考第6A图至第6F图，在一些实施例中，主体110进一步包括 机械耦合表面117处之两个对准孔113。可操作对准孔113以接收配对主体之 对准销(未图示)以对准各别透镜用于光学通信。在其它实施例中未提供对准 孔。可提供其它机械对准特征结构及/或磁性对准特征结构。

光纤托架与光纤至主体中之安装

现参考第7图，提供用于处理光纤106之示例性方法之流程图。在方块 170处，将多个光纤106插入至光纤托架120的第一表面121中之光纤支撑特 征结构122中，如第5A图及第5B图所示。光纤之光纤末端109延伸超过第 二边缘126一偏移长度，该偏移长度等于或大于主体110上的主体光纤支撑特 征结构112之长度L_g。作为实例且非限制，可利用夹具或自动化装置在光纤 托架120中精准定位多个光纤106。在方块171处，在光纤106未分裂至所需 长度L_f之实施例中可(例如，由适当量测系统)验证延伸超过第二边缘126 的光纤106的部分之长度L_f。

在将光纤106恰当地定位于光纤托架120中之后，将黏合剂(诸如，可固 化环氧树脂)涂覆至黏合剂井124。黏合剂流动遍及黏合剂井124且流至光纤 支撑特征结构122中。因此，黏合剂将光纤106固定至光纤托架120(方块172)。

将多个光纤106固定至光纤托架120，如此允许同时剥离多个光纤106之 包覆层107，因为该等光纤106并不是松散的(即，该等光纤106为可处理的 且维持于已知的所需配置中)。在方块173处，藉由激光剥离制程移除每一光 纤106之包覆层107(例如，第一材料之内包覆层(例如，100μm之外直径) 及/或第二材料之外包覆层(250μm之外直径))以曝露芯108(或包层)， 由此形成剥露部分，该剥露部分具有长度L_c，长度L_c等于或大于主体110上 的主体光纤支撑特征结构112之长度L_g。另外，在一些实施例中，分裂光纤 106以使得该等光纤106延伸超过光纤托架120之第二边缘126一长度L_f(方 块174)。可利用任何剥离系统移除包覆层107及光纤106的包围芯108之任 何其它层。进一步地，任何分裂方法可用于将光纤106分裂至恰当长度。作为 实例且非限制，示例性激光剥离制程及激光分裂制程包括由位于英国阿宾顿 (Abingdon，UK)的OpTek Systems提供之光纤激光剥离与分裂系统。注意， 除激光剥离制程外之剥离制程可用于移除包覆层107，诸如化学剥离、机械剥 离或热气体剥离。另外，在一些实施例中，机械分裂方法可用于分裂光纤106 而不使用激光分裂。

在方块175处，将光纤托架120连同剥露光纤106定位于主体110的光纤 托架凹槽118中。光纤托架凹槽118经定尺寸以容纳光纤托架120。在所图标 实施例中，将光纤托架120沿Z方向插入至光纤托架凹槽118中。作为实例且 非限制，真空微操纵器可耦合至光纤托架120之操作特征结构128以将光纤托 架120定位于光纤托架凹槽118中。

在方块176处，藉由使用主动或被动对准制程将每一光纤106的曝露芯 108之剥露部分定位于光纤之各别主体光纤支撑特征结构112中且接触(或几 乎接触)光纤末端基准表面114。严格控制主体110之公差，以便主体光纤支 撑特征结构112与光纤末端基准表面114之接口为每一光纤106之光纤末端 109提供精准位置，以使得每一芯108之中心轴151实质上与主体110提供的 相应透镜141之线性光轴163对准(见第8图与第9图)。主动对准制程可利 用视觉系统以辅助将光纤106完全安置于各别主体光纤支撑特征结构112中， 以使得光纤106实质上与光纤末端基准表面114正交且光纤末端109定位于光 纤末端基准表面114处。光纤末端109可实质上与光纤末端基准表面114接触。 在一些实施例中，可利用X-Y-Z分度机(未图标)辅助将光纤托架120恰当 地定位于光纤托架凹槽118中，以使得光纤末端109处于正确位置中。举例而 言，X-Y-Z分度机可允许光纤托架120及/或主体110在X方向、Y方向及Z 方向上之增量运动以恰当对准。

在一些实施例中，可严格控制光纤托架凹槽118与光纤托架120之尺寸以 使得光纤托架120由搭扣配合安置于光纤托架凹槽118中。

在方块177处，验证光纤106的光纤末端109在主体光纤支撑特征结构 112中之位置。举例而言，可使用显微镜或其它视觉系统视觉验证光纤末端109 之位置。或者，可藉由发送及接收穿过由主体110界定之透镜141之光信号及 确认此等光信号之接收来主动验证光纤末端109之位置。

一旦验证了光纤末端109之位置，则如第8图所示使用合适材料将光纤托 架120及光纤106之曝露芯108固定至主体110(方块178)。合适材料之实 例为折射率匹配黏合剂，诸如环氧树脂。折射率匹配黏合剂实质上匹配主体 110与光纤106之芯108之材料的折射率，且折射率匹配黏合剂可填充光纤106 之光纤末端109与光纤末端基准表面114之间存在的任何间隙。可藉由涂覆折 射率匹配黏合剂至黏合剂接收特征结构127将光纤托架120固定至主体110 之光纤托架凹槽118部分，该等黏合剂接收特征结构127界定接收折射率匹配 黏合剂之凹槽。黏合剂180可在光纤托架120下方流动且将光纤托架120固定 至光纤托架凹槽118之底面139。相似地，可藉由涂覆折射率匹配黏合剂(诸 如环氧树脂)至光纤支撑凸耳134及相应模块光纤支撑特征结构112而将光纤 106之曝露芯108固定至主体光纤支撑特征结构112，由此亦使光纤末端109 与光纤末端基准表面114折射率匹配以用于光学耦合。

在一些实施例中，在将光纤末端109主动定位于主体光纤支撑特征结构 112中之前，可将光纤托架120固定至主体110。举例而言，可首先将黏合剂 180涂覆至黏合剂接收特征结构127，接着主动对准光纤末端109，且随后用 黏合剂将曝露芯108固定至主体光纤支撑特征结构112。

现参考第9图，第9图图示耦合至配对第二主体210之示例性第一主体 110及穿过第一主体110与第二主体210之间的光信号。第一主体110之机械 耦合表面117接触第二主体210之机械耦合表面217。第一主体110之多个透 镜表面130在X方向及Y方向上与第二主体之多个透镜表面230对准。安置 于主体光纤支撑特征结构112中的光纤106之中心轴151与透镜141之线性光 轴163对准。光纤106之中心轴151及主体110的透镜141之线性光轴与光纤 (未图标)之中心轴251及配对第二主体210的透镜241之线性光轴263对准。 如本文所使用，线性光轴意谓光轴并不使光信号转向以改变光信号之方向，诸 如产生90度转向。自光纤106的光纤末端109发射之呈光形式之光信号在主 体110中以传输光路OP_T发散，光纤末端109位于主体光纤支撑特征结构112 中。随后藉由透镜表面130处之透镜141准直该光信号，且该光信号传播穿过 第一主体110及第二主体210之盖板玻璃140、240作为准直传输光路OP_TC。 第二主体210之相应透镜表面230接收该准直光信号且将该光信号聚焦及引导 至相应光纤(未图标)。相似地，由第一主体110之透镜表面130接收由第二 主体的透镜表面230在准直接收光路OP_RC上准直之光信号。部分由透镜表面 130界定之透镜241随后聚焦且沿接收光路OP_R引导接收的光信号至耦合至主 体110之光纤106。

尽管已参考特定方面与特征描述本文中之实施例，但应理解，该等实施例 仅说明所需原理及应用。因此应理解，在不背离附加权利要求书的精神与范畴 前提下，可对说明性实施例作出许多修改且可设计出其它配置。