光纖托架、光纖光學模塊以及處理光纖的方法

光纖托架、光纖光學模塊以及處理光纖的方法
【專利摘要】本發明揭示光纖托架及光纖光學模塊以及使用該等光纖托架及光纖光學模塊之組合件，其中光纖(10)固定至光纖托架(120)，該光纖托架則固定至光纖模塊之主體(110)。主體界定多個透鏡(164、165)，該多個透鏡使用全內反射表面(113)反射光，以將光導向至主動式光學組件(140)。光纖托架固定至主體，以使得多個光纖可固定于主體之光纖支撐特征結構(112)內，該等光纖支撐特征結構將光纖之末端對準至由主體界定之透鏡。本發明亦揭示使用該等兩片式光纖光學模塊之光電連接器，以及使用光纖托架處理多個光纖的方法。
【專利說明】光纖托架、光纖光學模塊以及處理光纖的方法
[0001] 優先權
[0002] 本申請案根據專利法規定主張2012年4月20日申請之美國臨時申請案第 61/636, 159號及2012年5月24日申請之美國臨時申請案第61/651，307號的優先權權利， 本文依賴該等申請案之內容且該等申請案之內容全部以引用之方式并入本文中。本申請案 亦根據專利法主張2013年3月15日申請之美國申請案第13/838, 417號的優先權權利，本 文依賴該案之內容且該案之內容全部以引用之方式并入本文中。

【技術領域】
[0003] 本揭示案大體上涉及光纖光學模塊，且更特定言之，本揭示案涉及光纖光學模塊 及光電連接器，該等光電連接器使光纖托架耦接至使用全內反射之主體。

【背景技術】
[0004] 用于消費型電子產品之近距離數據鏈路日益達到更高數據速率，尤其是用于視頻 及數據儲存應用之彼等近距離數據鏈路。實例包括在兩個信道上之5Gb/s之USB3. 0協定、 10Gb/s之HDMI及10Gb/s之Thunderbolt?。以如此高之數據速率，傳統銅芯電纜限制了傳 輸距離及電纜可撓性。至少出于該等原因，光纖作為銅線之替代物出現用于適應下一代電 子裝置（諸如，消費型裝置）之高數據速率。
[0005] 不同于使用高價、高功率邊射型激光連同調變器之電信應用，近距離光纖鏈路系 基于低成本、低功率直接調變之光源，諸如，垂直共振腔面射型激光（VCSEL)。為使消費型電 子產品等可行，用于在一個方向上將來自光源之光耦合至光纖中（即，傳輸）且在另一方向 上將在另一光纖中行進之光耦合至光電二極管上（即，接收）之光纖組合件需要為低成本 的。該要求導致對設計制造簡單同時具有適合效能之組合件的需求。因此，對光纖光學模 塊存在尚未解決之需求，該等光纖光學模塊簡化光纖之對準。


【發明內容】

[0006] 本揭示案之實施例涉及兩片式光纖光學模塊，該等模塊包括光纖托架及主體，該 主體具有全內反射（"TIR"）表面。保持多個光纖之光纖托架定位且固定于主體中。自光 纖托架延伸之光纖的末端被動地或主動地定位于主體之光纖支撐特征結構內且用黏合劑 (諸如，折射率匹配黏合劑）在光纖支撐特征結構處固定至主體。光纖末端經定位，以使得 該等光纖末端安置于參考光纖末端基準表面處，以使得該等光纖末端與由主體界定之多個 透鏡光學通信（即，光學對準）。亦揭示使用光纖托架處理光纖的方法。
[0007] 本揭示案之一個方面為一種用于與具有全內反射表面之主體耦接之光纖托架。光 纖托架包括第一表面及與第一表面相對之第二表面，連同多個光纖支撐特征結構，該多個 光纖支撐特征結構經配置以收納多個光纖。光纖托架亦包括在第一表面與第二表面之間的 第一黏合劑收納特征結構及第二黏合劑收納特征結構，及黏合劑井，該黏合劑井自第一表 面延伸至光纖托架中一深度且穿過多個光纖支撐特征結構。
[0008] 本揭示案之另一方面為上述光纖托架，其中黏合劑井位于第一表面處。
[0009] 本揭示案之另一方面為上述光纖托架，其中第一黏合劑收納特征結構及第二黏合 劑收納特征結構相較于第一邊緣更靠近第二邊緣定位。
[0010] 本揭示案之另一方面為上述光纖托架，該光纖托架進一步包括：第一額外黏合劑 收納特征結構，該第一額外黏合劑收納特征結構定位于第三邊緣處；及第二額外黏合劑收 納特征結構，該第二額外黏合劑收納特征結構定位于第四邊緣處。
[0011] 本揭示案之另一方面為上述光纖托架，該光纖托架進一步包括一或多個傾斜特征 結構。作為實例，光纖托架可包括一或多個突起，該一或多個突起自光纖托架之第二表面延 伸。
[0012] 本揭示案之另一方面為光纖光學模塊，該光纖光學模塊包括：主體，該主體對具有 預定波長之光為透射的；及光纖托架。光纖光學主體包括：第一表面及第二表面；全內反射 (TIR)表面，該TIR表面自第一表面延伸，其中TIR表面可操作以藉由全內反射來反射在主 體內傳播之光的光學信號；光纖末端基準表面，該光纖末端基準表面鄰近TIR表面定位，以 使得傳播穿過光纖末端基準表面之光學信號在TIR表面處反射；及多個透鏡表面，該多個 透鏡表面形成于主體之第二表面上。主體之多個透鏡表面、TIR表面、光纖末端基準表面及 介入部分界定多個透鏡，該多個透鏡各自具有折迭光軸（即，光軸使光學信號轉向）。主體 進一步包括光纖托架凹部，該光纖托架凹部經配置以收納光纖托架。光纖托架包括多個光 纖支撐特征結構，該多個光纖支撐特征結構安置于第一表面上。多個光纖支撐特征結構經 配置以收納多個光纖。光纖托架安置于光纖托架凹部內且固定至主體，以使得安置于多個 光纖支撐特征結構中之多個光纖的光纖末端定位于主體之光纖末端基準表面處且實質上 與多個透鏡之折迭光軸對準。
[0013] 本揭示案之另一方面為上述光纖光學模塊，其中光纖托架進一步包括定位之第一 黏合劑收納特征結構及第二黏合劑收納特征結構。第一黏合劑收納特征結構及第二黏合劑 收納特征結構經配置以收納用于在光纖托架凹部處將光纖托架固定至主體的黏合劑。光纖 托架進一步包括黏合劑井，該黏合劑井自第一表面延伸至光纖托架中一深度且穿過多個光 纖支撐特征結構以將安置于多個光纖支撐特征結構內之多個光纖固定至光纖托架。
[0014] 本揭示案之另一方面為上述光纖光學模塊，其中黏合劑井定位于第一表面處。
[0015] 本揭示案之另一方面為上述光纖光學模塊，其中第一黏合劑收納特征結構及第二 黏合劑收納特征結構相較于第一邊緣更靠近第二邊緣定位。
[0016] 本揭示案之另一方面為上述光纖光學模塊，其中光纖托架包括第一額外黏合劑收 納特征結構及第二額外黏合劑收納特征結構。
[0017] 本揭示案之另一方面為上述光纖光學模塊，該光纖光學模塊具有用于傾斜光纖托 架凹部中之光纖托架的傾斜特征結構。一或多個傾斜特征結構可安置于光纖托架、主體或 光纖托架與主體兩者上。舉例而言，光纖托架進一步包括一或多個傾斜突起，該一或多個傾 斜突起自鄰近第一邊緣之第二表面延伸，以使得光纖托架朝向光纖托架凹部之底板傾斜。 然而，傾斜特征結構可安置于主體之凹部中，以傾斜光纖托架凹部。
[0018] 本揭示案之另一方面為上述光纖光學模塊，其中主體進一步包括多個光纖支撐特 征結構。主體之多個光纖支撐特征結構大體上與托架之多個光纖支撐特征結構對準。
[0019] 本揭示案之另一方面為一種光電連接器，該光電連接器包括基板、多個光纖、具有 主體之光纖光學模塊及光纖托架。基板包含表面及多個主動式光學組件，該多個主動式光 學組件耦接至表面。多個光纖中之每一光纖具有纖芯，該纖芯由外涂層圍繞，其中每一光纖 包含剝離區域，在該剝離區域中，纖芯自光纖末端曝露一長度。主體對具有預定波長之光為 透射的，且主體包括：第一表面及第二表面；全內反射（TIR)表面，該TIR表面自第一表面 延伸，其中TIR表面可操作以藉由全內反射來反射在主體內傳播之光的光學信號；及光纖 末端基準表面，該光纖末端基準表面鄰近TIR表面定位，以使得傳播穿過光纖末端基準表 面之光學信號在TIR表面處反射。主體進一步包括：多個光纖支撐特征結構，該多個光纖支 撐特征結構在光纖末端基準表面處終止；及多個透鏡表面，該多個透鏡表面形成于主體之 第二表面上，其中主體之透鏡表面、TIR表面、光纖末端基準表面及介入部分界定多個透鏡， 該多個透鏡各自具有折迭光軸。主體亦可包括光纖托架凹部（即，凹穴）用于收納光纖托 架。主體耦接至基板之表面，以使得多個透鏡實質上與多個主動式光學組件對準。光纖托 架包括第一邊緣及第二邊緣，該第二邊緣與第一邊緣相對。多個光纖安置于光纖托架內，以 使得每一個別光纖延伸超過第二邊緣一偏移長度Lf。光纖托架安置于光纖托架凹部內且固 定至主體，以使得多個光纖之剝離區域安置于多個光纖支撐特征結構中，且多個光纖之光 纖末端定位于光纖末端基準表面處且實質上與多個透鏡之折迭光軸對準。
[0020] 本揭示案之另一方面為上述光電連接器，其中光纖托架進一步包括第一表面及多 個光纖支撐特征結構，該多個光纖支撐特征結構在第一表面上自第一邊緣延伸至第二邊 緣，其中多個光纖安置于多個光纖支撐特征結構內。光纖托架進一步包括：第三邊緣；第四 邊緣，該第四邊緣與第三邊緣相對；及第一黏合劑收納特征結構，該第一黏合劑收納特征結 構定位于第三邊緣處；及第二黏合劑收納特征結構，該第二黏合劑收納特征結構定位于第 四邊緣處。第一黏合劑收納特征結構及第二黏合劑收納特征結構經配置以收納用于在光纖 托架凹部處將光纖托架固定至主體的黏合劑。光纖托架亦包括黏合劑井，該黏合劑井自第 一表面延伸至光纖托架中一深度且穿過多個光纖支撐特征結構。黏合劑井經配置以收納黏 合劑，以將安置于多個光纖支撐特征結構內之多個光纖固定至光纖托架。
[0021] 本揭示案之另一方面為上述光電連接器，其中多個主動式光學組件包括至少一個 光源裝置及至少一個光偵測器。與至少一個光源裝置對準之多個透鏡表面中之透鏡表面自 至少一個光源裝置的表面偏移一高度Hs，且與至少一個光偵測器對準之多個透鏡表面中之 透鏡表面自至少一個光偵測器的表面偏移一高度HD，其中Hs大于HD。
[0022] 本揭示案之另一方面為一種處理光纖的方法，該方法包括以下步驟：將具有纖芯 之多個光纖定位于光纖托架之第一表面中，以使得多個光纖延伸超過光纖托架之插入邊緣 一偏移長度Lf，該纖芯由多個光纖支撐特征結構中之外涂層圍繞；及將黏合劑涂覆于光纖 托架之第一表面處，以將多個光纖固定至光纖托架。方法進一步包括以下步驟：剝離多個光 纖中之每一光纖的外涂層，以曝露纖芯，從而形成每一光纖之剝離區域；及將光纖托架定位 于光纖光學模塊之主體中。主體包括：全內反射（TIR)表面，該TIR表面自第一表面延伸； 光纖末端基準表面，該光纖末端基準表面鄰近TIR表面定位；及多個光纖支撐特征結構，該 多個光纖支撐特征結構在光纖末端基準表面處終止。光纖托架插入主體中，以使得多個光 纖之剝離區域安置于主體之多個光纖支撐特征結構內，且每一光纖之光纖末端定位于光纖 末端基準表面處。方法進一步包括以下步驟：將黏合劑涂覆至光纖托架，以將光纖托架及多 個光纖固定至光纖光學模塊之主體。
[0023] 本揭示案之另一方面為上述方法，其中剝離多個光纖中之每一光纖之外涂層的步 驟藉由激光剝離過程執行。
[0024] 本揭示案之另一方面為上述方法，該方法進一步包括以下步驟：涂覆黏合劑，以將 光纖托架固定至光纖光學模塊之主體。
[0025] 將在隨后的【具體實施方式】中闡述額外特征及優點，并且對于本領域技術人員而 言，額外特征及優點將部分地自描述顯而易見或藉由實踐本文中揭示之實施例（包括隨后 的【具體實施方式】、權利要求書及附圖）來認識到。
[0026] 應理解，前文一般描述及下文【實施方式】兩者提出本揭示案之實施例且意在提供 用于理解主張之本揭示案之性質與特性的概述或框架。包括附圖以提供對本揭示案之進一 步理解，且附圖并入本說明書中并構成本說明書之部分。圖式圖示本揭示案之各種實施例， 并與本文中所述之描述一起用以解釋所揭示之概念的原理及操作。權利要求書并入以下所 述之【實施方式】且構成【實施方式】之部分。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 以下圖式之組件經圖標以強調本揭示案之一般原理且不一定依比例繪制。圖式中 所述之實施例本質上為說明性且示例性的，且不欲限制由權利要求書界定之標的物。當連 同以下圖式閱讀時，可理解說明性實施例之以下詳細描述，其中相同結構用相同組件符號 指示，且其中：
[0028] 第1圖為根據本揭示案之一或多個實施例包括光纖光學模塊之示例性光電連接 器的自上而下立視圖，其中為清晰之目的，移除外殼之一部分；
[0029] 第2圖為如第1圖所示之經拆卸之光纖光學模塊的透視圖；
[0030] 第3圖為第1圖之光電連接器之近距自上而下立視圖，圖示具有附接至主體之光 纖托架的光纖光學模塊；
[0031] 第4A圖為第1圖至第3圖中所示之光纖光學模塊之光纖托架的自上而下立視圖；
[0032] 第4B圖為第4A圖中所示之光纖托架之自上而下視圖；
[0033] 第4C圖為第4A圖及第4B圖中所示之光纖托架的后視圖；
[0034] 第4D圖為沿線4D-4D所取之類似于第4C圖中所示之光纖托架的另一光纖托架的 橫截面圖，該光纖托架具有可選傾斜特征結構；
[0035] 第5A圖為第4A圖至第4D圖中所示之以光纖填充之光纖托架的俯視圖；
[0036] 第5B圖為第5A圖中所示之填充之光纖托架的側視圖；
[0037] 第6A圖為第1圖至第3圖中所示之光纖光學模塊之主體的自上而下立視圖；
[0038] 第6B圖為第6A圖中所示之主體的俯視圖；
[0039] 第6C圖為第6A圖及第6B圖中所示之主體模塊的后視圖；
[0040] 第6D圖為沿線6D-6D所取之第6B圖中所示之主體的橫截面圖；
[0041] 第6E圖為第6A圖至第6D圖中所示之主體的由下而上視圖；
[0042] 第6F圖為沿線6F-6F所取之第6E圖中所示之主體的橫截面圖；
[0043] 第7圖為根據本揭示案之一或多個實施例圖標示例性光纖處理方法之流程圖； [0044] 第8圖為第1圖中所示之光電連接器之裝配之光纖光學模塊的俯視圖；
[0045] 第9A圖為近距橫截面圖，圖標印刷電路板（"PCB"）基板（或IC芯片）及作為光 源裝置之主動式光學組件，且亦圖標來自光源裝置之光在折迭源光學路徑上行進穿過光纖 光學模塊之主體至位于光纖內之焦點；及
[0046] 第9B圖為近距橫截面剖視圖，圖標光在自光纖之折迭偵測器光學路徑上在第9A 圖之相反方向上之光纖中行進且穿過光纖光學模塊之主體至主動式光學組件，該主動式光 學組件為由PCB基板（或IC芯片）支撐之光偵測器形式。
[0047] 在隨后的【實施方式】中闡述本揭示案之額外特征及優點，并且對于本領域技術人 員而言，額外特征及優點將部分地自描述顯而易見或藉由實踐本文中所述之揭示案連同權 利要求書及附圖來認識到。
[0048] 為了便于參考，笛卡爾（Cartesian)坐標圖示于某些圖式中，且相對于方向或定 向不欲為限制性的。

【具體實施方式】
[0049] 本揭示案之實施例涉及光纖光學模塊及光電連接器，且更特定言之，本揭示案之 實施例涉及光纖光學模塊及使用全內反射（"TIR"）以在主動式光學組件之間提供光之 光學信號的光電連接器，該等主動式光學組件諸如用于一或多個傳輸信道之光源裝置（激 光、發光二極管等等）及用在一或多個接收通道上之光偵測器裝置（例如，光電二極管）。 實施例亦涉及處理且對準光纖與光纖光學模塊之透鏡的方法。
[0050] 大體上參看圖式，實施例系針對兩片式光纖光學模塊，該兩片式光纖光學模塊包 括光纖托架及具有TIR表面之主體。光學電纜組合件之光纖首先插入光纖托架之光纖支撐 特征結構（例如，凹槽），且接著進一步經處理（例如，激光或機械剝離一或多個涂層以曝露 光纖芯或包覆及/或分裂光纖末端）。光纖托架接著定位于光纖光學模塊之主體中且由黏 合劑固定。自光纖托架延伸之光纖的光纖末端（例如，使用被動對準或主動對準）主動地 定位于主體之光纖支撐特征結構（例如，（諸如）凹槽）內且用折射率匹配黏合劑于光纖 支撐特征結構處固定至主體。光纖末端經對準及定位，以使得該等光纖末端安置于（即，接 觸或近乎接觸）參考光纖末端基準表面處，以使得該等光纖末端與由主體界定之多個透鏡 對準。
[0051] 使用光纖托架使得能夠在插入光纖光學模塊之主體之前同時處理多個光纖，此情 形可減少制造時間、成本或制造時間及成本兩者。進一步地，光纖托架將松散光纖固定于接 近光纖末端之位置處，以使得光纖之經剝離部分在主體之光纖支撐特征結構中的定位快速 且易于制造。因為主體具有用于將光纖之光纖末端定位于設計之位置處的特征，故僅需嚴 格控制主體之公差；光纖托架尺寸的公差可更寬松地控制，此情形可減少制造兩片式光纖 光學模塊的總成本。下文詳細描述光纖光學模塊、光纖托架、光電連接器及處理光纖的方法 的各種實施例。
[0052] 現參看第1圖，圖標主動式光學電纜組合件之示例性光電連接器10。應理解，本 揭示案之實施例不限于任何連接器標準或配置。本文中所述之實施例可針對光電連接器 或電纜組合件。術語"光電"用于描述光電連接器，因為光電連接器在連接器內執行光至電 轉換及電至光轉換。換言之，光電連接器具有在連接器接口處之電觸點，用于連接至裝置連 同內部之主動式電子產品，以將電氣信號轉換為光學信號，且反之亦然，以用于沿光學波導 (諸如，附接至連接器之模塊的光纖）傳輸。示例性連接器類型包括（但不限于）USB3.0、 HDMI、Thunderbolt?及FireWire?。大體而言，主動式光學電纜組合件將來自第一光電連 接器處之電氣裝置的電氣信號轉換成經由一或多個光纖傳輸之光學信號。主動式光學電纜 組合件之相對末端處之第二光電連接器10接著接收來自一或多個光纖之光學信號、將光 學信號轉換為電氣信號及將轉換之電氣信號傳輸至另一電氣裝置，該電氣裝置電耦接至第 二光電連接器10之配合接口。
[0053] 第1圖中所示之示例性光電連接器10大體上包括外殼101 (注意：第1圖中未圖 示外殼之頂部分來圖標內部組件），該外殼101保持電連接器102、基板103 (例如，由諸如 FR-4(例如）材料制成之印刷電路板（"？08")）、各種電子組件105(例如，用于接收電氣信 號、驅動光源裝置、接收來自光電二極管裝置之信號等等的組件）、將電連接器102電氣耦 接至由各種電子組件105界定之電路的導電組件104、用于將光之光學信號提供至在光纖 光學模塊100下方之主動式光學組件140D、主動式光學組件140S(第1圖中不可見，參見第 9A圖及第9B圖）并提供來自主動式光學組件140D、主動式光學組件140S之光的光學信號 的光纖光學模塊100,及光學電纜之多個光纖106。主動式光學組件包括能夠傳輸及/或接 收光之裝置。用作傳輸主動式光學組件之光源裝置140S可包括（但不限于）發光二極管 及激光二極管（諸如，垂直共振腔面射型激光（"VCSEL")。用作接收主動式光學組件之光 偵測器140D可包括（例如）光電二極管。各種電子組件105可配置為集成電路，該等集體 電纜能夠驅動（例如）主動式光學組件140D、主動式光學組件140S。視通信協議而定，可 使用任何數目之主動式光學組件140D、主動式光學組件140S。在圖示之實施例中，使用兩 個光源裝置140S及兩個光偵測器140D，從而提供四個通道。
[0054] 大體而言，光纖光學模塊100包括主體110及光纖托架120,該光纖托架120保持 光纖106之末端部分。在實施例中，光纖光學模塊100可提供為用于將光纖光學地耦接至 主動式光學組件的成套部分。第2圖為處于拆卸狀態之光纖光學模塊100的透視圖，且第3 圖為裝配之光纖光學模塊100之透視圖，該裝配之光纖光學模塊100耦接至第1圖中所示 之光電連接器10的PCB基板103。光纖托架120經配置以安置且固定至主體110之光纖托 架凹部118中，以使得自可選應變釋放組件190延伸之光纖106的光纖末端定位于光纖末 端基準表面114處。光纖106之光纖末端應接觸光纖末端基準表面114。然而，由于光纖 長度之變化，一些光纖末端可近似接觸光纖末端基準表面114且可按需要使用折射率匹配 材料。光纖106由光纖托架120之頂面中之光纖支撐特征結構122支撐。如下詳細描述， 光纖光學模塊的主體110包括凹部115的成角表面，所述成角表面用作TIR表面113來反 射穿過主體的中間部分的光學信號及由主動式光學組件（未圖標）發射的光學信號，主體 的中間部分自光纖末端基準表面114延伸，主動式光學組件位于主體110下方之PCB基板 103上。光纖托架120藉由黏合劑固定至光纖托架凹部118內之主體110,但光纖托架120 可具有其它類型之機械附接。在主動定位光纖末端之后，光纖106可藉由折射率匹配黏合 劑固定至主體110,以使得光纖106與由主體110界定之透鏡光學地對準（即，光學通信）。 在實施例中，光纖末端可與用作透鏡位置之代用物之基準對準。
[0055] 主體110可精確定位且固定至PCB基板103,以藉由任何適當構件與主動式光學組 件對準。例如，PCB基板103可包括基準點，該等基準點經對準且配置以適應主體110之對 準特征結構，或反之亦然；然而，其它對準方法系可能的。例如，視覺系統可用于相對于PCB 基板103上之主動式光學組件140D、主動式光學組件140S精確定位主體110。在實施例中， 主體110可使用黏合劑（諸如，環氧樹脂）固定至PCB基板103上的適當位置。
[0056] 光纖托架及光纖
[0057] 現參看第4A圖至第4D圖，詳細描述示例性光纖托架120。第4A圖為示例性光纖 托架120之自上而下立視圖，而第4B圖為光纖托架120之俯視圖，第4C圖為光纖托架120 之后視圖，及第4D圖為沿第4C圖中之線4D-4D所取之光纖托架的橫截面圖。
[0058] 光纖托架120經配置以在插入主體110之前且在一些實施例中，在處理光纖106 之前（諸如，激光剝離以曝露每一光纖之纖芯）保持多個光纖106。光纖托架120可由 任何適合材料制成，諸如模制熱塑性塑料（例如）。示例性材料包括（但不限于）SABIC innovativePlastics制造之LEXAN940A及SolvaySpecialtyPolymers制造之Udel 3700HC。所選材料可因材料傳輸紫外線（"UV"）波長而選擇，以使得UV固化黏合劑可固化 于光纖托架120下方。在實施例中，光纖托架120之特征結構（諸如在本實施例中配置為 開口凹槽之光纖支撐特征結構122)可藉由使用由（例如）線切割放電加工（"EDM"）制造 之模具而射出成型來形成。
[0059] 第4A圖至第4D圖中所示之光纖托架120大體上包括：第一表面121;第二表面 129,該第二表面129與第一表面121相對；第一邊緣125 (即，插入邊緣），該第一邊緣125 界定光纖托架120之后部分；第二邊緣126,該第二邊緣126與第一邊緣125相對；第三邊 緣123A;及第四邊緣123B，該第四邊緣123B與第三邊緣123A相對。第二邊緣126可視情 況包括用于嚙合主體110之倒角162。
[0060] 配置為凹槽之多個光纖支撐特征結構122在光纖托架120之第一表面121上自第 一邊緣125延伸至第二邊緣126。光纖支撐特征結構122經配置以收納多個光纖106之非 剝離部分（即，"經涂布的")，如第5A圖及第5B圖中所示。盡管在第4A圖至第4C圖中，光 纖支撐特征結構122圖標為矩形凹槽，但實施例并不限于該等矩形凹槽。例如，凹槽可經配 置為"V"型凹槽（即，當在橫截面中觀察時，形狀為字母"V"）或"U"型凹槽（即，當在橫截 面中觀察時，形狀為字母"U"）。
[0061] 參看第5A圖及第5B圖，圖標安置于配置為凹槽之四個光纖支撐特征結構122內 的四個光纖106,但任何適合支撐特征結構可用于光纖。示例性光纖106為多模光纖，諸如 (例如）大纖芯、高數值孔徑光纖，例如可購自紐約Corning之CorningIncorporated之 VSDN?光纖。在名為"Highnumericalaperturemultimodeopticalfiber" 已公布之 PCT專利申請案公開案第W02010036684號中亦論述示例性光纖106,該案以引用之方式并 入本文中。每一光纖106具有中心纖芯108 ("纖芯")，該纖芯108具有折射率nC。由包層 (未圖示）圍繞之纖芯108具有折射率ηα，其中ηα<η。。在實例中，光纖106具有數值孔 徑NAf= 0. 29。又，在實例中，纖芯108具有梯度折射率分布，在實例中，梯度折射率分布為 拋物線分布。在實例中，纖芯108具有約80微米之直徑。每一光纖106之纖芯108及包層 由涂層107圍繞。例如，涂層107可為丙烯酸酯材料。光纖托架120之光纖支撐特征結構 122經定尺寸以收納光纖106之經涂布部分107。纖芯108具有中心軸151，如第5Β圖中所 不O
[0062] 如第5Α圖中所示，光纖106安置于光纖支撐特征結構122內，以使得光纖106延伸 超過第二邊緣126。每一光纖106經剝離以曝露纖芯108 (或包層），且接著實質上垂直于 光纖軸斷裂，以使得每一光纖106延伸超過光纖托架120之第二邊緣126 -長度Lf。作為 實例且非限制，光纖106可藉由激光剝離過程剝離涂層107,其中激光用于移除涂層材料。 作為實例且非限制，激光源可用于移除涂層107,諸如（例如）由英國Abingdon之OpTek Systems提供之激光剝離過程。亦可使用其它激光剝離方法。另外，非激光剝離方法可用于 剝離涂層材料，諸如，化學剝離、機械剝離或熱氣剝離。剝離之光纖106可藉由（例如）激 光斷裂或機械斷裂加以斷裂。在一些實施例中，光纖106不在安置于光纖托架120中之后 斷裂。示例性激光斷裂系統包括（但不限于）由英國Abingdon之OpTekSystems提供之 激光斷裂系統。
[0063] 長度L。之每一光纖106之剝離部分自涂層107之末端至光纖末端109量測。在 斷裂之后，長度LfS使得光纖之光纖末端109到達光纖末端基準表面114,如下詳細描述。 長度L。應等于或大于主體110之光纖支撐特征結構112之長度（參見第6A圖）。在實施 例中，在固定至光纖托架120之后，光纖106可藉由剝離過程剝離涂層107,以使得多個光纖 可以線性數組處理。
[0064] 大體上參看第4A圖至第4D圖及第5A圖，所示光纖托架120進一步包括黏合劑井 124,該黏合劑井124自第一表面121延伸至大部分光纖托架120中深度dw。黏合劑井124 可提供以收納諸如可固化環氧樹脂（例如）之黏合劑，以將光纖106固定于光纖托架120 之光纖支撐特征結構122內。因此，黏合劑井124經配置為用于黏合劑之儲存庫。施加至 黏合劑井124之黏合劑可沿光纖支撐特征結構122及光纖106之涂層107滲透。示例性UV 固化折射率匹配黏合劑可包括（但不限于）NextgenAdhesives制造之NextgenUVAB14。 可使用其它UV固化折射率匹配黏合劑。盡管黏合劑井124圖示為中心地安置于光纖托架 120之第一表面121內，但實施例并不限于此。另外，在其它實施例中，黏合劑井124亦可配 置為光纖托架120之第一表面121內之一個以上井。
[0065] 光纖托架120亦可包括用于將光纖托架120固定至主體110之光纖托架凹部118 的黏合劑收納特征結構127 (參見第6A圖）。黏合劑收納特征結構127在所示實施例中配 置為位于光纖托架之第三邊緣123A及第四邊緣123B上凹口，黏合劑收納特征結構127提 供容器以收納黏合劑（例如，將光纖末端109匹配至主體110之材料的可固化折射率匹配 環氧樹脂）。在此情況下，凹口為弓狀，但該等凹口可具有任何適合形狀，諸如有角的、矩形、 正方形等。黏合劑收納特征結構127允許黏合劑在光纖托架120下滲透，以使得光纖托架 120可黏合至主體110之光纖托架凹部118的底板139。應理解，可提供兩個以上黏合劑收 納特征結構127 (即，額外黏合劑收納特征結構），且在除圖式中圖標之彼等位置之外的位 置處兩個以上黏合劑收納特征結構127系可能的。在替代實施例中，黏合劑收納特征結構 可配置為通孔，該等通孔自光纖托架120之第一表面121延伸至第二表面129,從而允許黏 合劑在光纖托架120與主體110之光纖托架凹部118之間流動。使用揭示之概念的其它實 施例可放棄使用黏合劑收納特征結構。例如，黏合劑可安置在組件之間或可使用光纖托架 與主體之間（諸如，舌片與凹槽之間）的機械附接。
[0066] 參看第4D圖（以及參看第4C圖及第5B圖），光纖光學模塊可視情況包括用于使 光纖托架與水平面成角度的傾斜特征結構。例如，光纖托架120可視情況包括一或多個傾 斜突起160,該一或多個傾斜突起160自第二邊緣129接近第一邊緣125延伸，以在光纖托 架120位于光纖托架凹部118中時，使光纖托架120朝向第二邊緣126及光纖支撐特征結 構112與主體110之光纖末端基準表面114之間的接口向下傾斜一傾斜角度Φ(參見下文 介紹之第7圖）。傾斜角度Φ應使得延伸超過光纖托架120之第二邊緣126的光纖106經 促進以安置于主體110之光纖支撐特征結構112內，且因此，在主動對準之前，光纖106與 主體110之透鏡（下文所述）預對準。在其它實施例中，未提供傾斜突起，以使得光纖托架 120之整個第二表面129(即，底面）接觸主體110之光纖托架凹部118的底板139。在其 它實施例中，傾斜特征結構（諸如，傾斜突起）可安置于主體之光纖托架凹部上或安置于光 纖托架及主體兩者上，而非僅僅安置于光纖托架上。
[0067] 在一些實施例中，光纖托架120亦可包括可選處理特征結構128,以減輕（由人或 機器）對光纖托架120的處理，諸如當將光纖托架120插入光纖托架凹部118中及將光纖 之光纖末端109對準至光纖支撐特征結構112中時。進一步地，除所示形狀之外，光纖托架 可具有與光纖托架凹部互補的其它適合形狀。
[0068] 光纖光學模塊之主體
[0069] 參看第6Α圖至第6F圖，圖標經配置以收納第4Α圖至第5Β圖中所示之光纖托架 120之光纖光學模塊的示例性主體110。第6Α圖為示例性主體110之自上而下立視圖，而 第6Β圖為主體110之俯視圖，第6C圖為主體110之后視圖，且第6D圖為沿第6Β圖之線 6D-6D所取之主體110的橫截面圖。第6Ε圖為主體110之底視圖，而第6F圖為沿第6Ε圖 之線6F-6F所取之橫截面圖。
[0070] 大體而言，光纖光學模塊之主體110經配置以將自光纖106之光纖末端109發射 之光的光學信號復位向且聚焦至光偵測器140D上，且將由光源裝置140S發射之光的光學 信號復位向且聚焦至光纖106中。模塊100具有主體110,在所示實施例中，主體110界定 長方體形狀TIR部分143及光纖托架插入部分144,該光纖托架插入部分144自TIR部分 143之前表面146延伸。然而，其它更簡單幾何形狀可界定主體，諸如，使用本文揭示之概念 的矩形主體。
[0071] 主體110由對光為透射的材料制成，該光具有根據特定光學通信協議之預定波長 入，諸如，在SOOnm至IlOOnm之范圍內的紅外線（IR)波長λ，該范圍為用于形成光學數據 鏈路之VCSEL的波長范圍。如本文中所使用，透射意謂光學信號能夠穿過材料，而無顯著損 耗。可使用其它預定波長λ，諸如，（例如）可見光譜中之波長。
[0072] 在示例性實施例中，光纖光學模塊100之主體110由透明樹脂（諸如，由General ElectricCompany以商標名稱ULTEM^ 1010出售之聚醚酰亞胺（PEI))構成，該樹脂具 有在上述IR波長范圍內之約η= 1. 64之折射率。在實例中，主體110為整體且（例如） 藉由模制、藉由機制或藉由模制及機制兩者之組合形成。在實例中，模具由鋼制成且經精密 微機制，以使得主體之特征結構（包括下述透鏡表面134、透鏡表面135)以高精度形成，以 在光纖末端109與主動式光學組件之間提供良好光學對準。
[0073] 主體110具有在插入部分144處之第一末端117、TIR部分143之前表面146、可 實質上平行于前表面146之第二末端132、第一表面119及可實質上平行于第一表面119 之第二表面145。主體110之TIR部分143亦包括兩個側面131AU31B。示例性插入部分 144包括兩個臂116AU16B及底板139,該兩個臂116AU16B及底板139界定光纖托架凹部 118,光纖托架120安置于該光纖托架凹部118中。在替代實施例中，主體110不包括如第 6Α圖至第6F圖中所示之插入部分144,但相反，主體110經配置為整體的長方體形狀（例 如，前表面146位于第一末端117處）。
[0074] 光纖托架凹部118延伸至TIR部分143中，且在所示實施例中，光纖托架凹部118 之底板139在突出部分130處終止，該突出部分130可經配置以在光纖托架120安置于光 纖托架凹部118中時嚙合光纖托架120之倒角162。突出部分130過渡至光纖支撐突出部 分147,該光纖支撐突出部分147具有大于突出部分130之高度的高度。光纖支撐突出部分 147界定壁136。或者，底板139可直接在光纖支撐突出部分147而非中間突出部分130處 終止。
[0075] 光纖支撐突出部分147包括在所示實施例中配置為"V"型凹槽之光纖支撐特征結 構112。例如，光纖支撐特征結構112可配置為矩形凹槽或"U"型凹槽。或者，光纖支撐特 征結構112亦可配置為孔，該等孔經定尺寸以收納光纖106之剝離部分。光纖支撐特征結 構112在Z方向上行進長度Lg，且若需要，光纖支撐特征結構112可大體上平行于第一側面 131A及第二側面131B。在一些實施例中，光纖支撐特征結構112在光纖末端基準表面114 處終止，該光纖末端基準表面114實質上與光纖支撐特征結構112正交且朝向第一表面119 延伸，并且，光纖支撐特征結構112在光纖支撐突出部分147之相反末端處系敞開的。在其 它實施例中，出于制造目的，光纖末端基準表面114相對于與光纖支撐特征結構112正交的 平面微微成角（例如，5度）（例如，當模具在制造過程期間打開時，防止模具擦損光纖末端 基準表面114)。光纖支撐特征結構112經配置以當光纖托架120安置于光纖托架凹部118 中時，與光纖托架120之光纖支撐特征結構122對準。進一步地，如下更詳細描述，每一模 塊光纖支撐特征結構112與每一透鏡之透鏡軸對準，以用透鏡之相應透鏡軸適當地定位光 纖106的光纖軸。
[0076] 第一表面119亦包括凹部115,該凹部115自光纖末端基準表面114偏移。凹部 115包括：前成角壁113,該前成角壁113界定如下所述之TIR表面113 ;及后壁148,該后 壁148可成角或替代地，可為實質上垂直的。成角壁113面向光纖末端基準表面114且以 角度Θ傾斜遠離光纖末端基準表面114(參見第9A圖及第9B圖）。在實例中，成角壁113 相對于Y方向具有標稱角度Θ=45°。
[0077] 相應地，光纖末端基準表面114用作用于光纖106之光纖末端109的機械擋板，該 機械擋板建立由光纖支撐特征結構112支撐之光纖106的縱向位置（即，Z方向位置）。
[0078] 凹部115及相應成角壁113提供空氣主體接口，該空氣主體接口允許成角壁113 用作實質上90°之TIR鏡面，用于反射光之光學信號，如下詳細描述。成角壁113在下文中 稱為TIR表面113。主體110之材料具有折射率n，折射率η足夠大以在TIR表面113處提 供標稱90°之全內反射。簡單而言，TIR表面113在成角壁113之材料與具有不同折射率 之空氣之間提供接口，用于在主體110內使光學信號轉向。
[0079] 若需要，主體110亦可包括其它可選特征結構。舉例而言，主體可包括在主體110 之底部處之一或多個黏合劑支座141，如第6Α圖中虛線所示。黏合劑支座141允許主體110 與PCB等等之間的較少表面區域接觸，且亦可允許任何黏合劑流出，以使得自黏合劑之任 何額外安裝高度可為均勻的且受控的。該實施例展示黏合劑支座位于主體110之轉角處， 但位置、大小及布置的其它適合配置系可能的，諸如沿主體110之邊緣行進之兩個縱向支 座。黏合劑支座可提供自PCB至主體110之透鏡的均勻間隔及高度，且提供PCB上之快速、 簡便、精確且可重復放置，以提供光學耦合效率。其它可選特征結構仍可能用于主體110,諸 如，安置于光纖托架凹部118中之凸起流道118a，如第6B圖及第6C圖中之虛線所示。凸起 流道118a可維持光纖托架與光纖托架凹部118之間的可靠高度公差，及/或可允許用于黏 合劑之間隔。
[0080] 如第6D圖至第6F圖（以及以下介紹之第9A圖及第9B圖）中最佳所見，模塊100 之主體110界定凹部133,該凹部133形成于底面152中且鄰近第二末端132。當主體110 固定至PCB基板103時，固定至PCB基板103或中間IC芯片之主動式光學組件安置于凹部 133內。在所示實施例中，凹部133界定第一頂板部分137及第二頂板部分138,該第二頂 板部分138自第一頂板部分137偏移距離d。（第6F圖）。如下所述，第一頂板部分137與 第二頂板部分138之間的偏移距離d。經提供以適應用于由光電二極管裝置140D接收之光 學信號的光學路徑不同于（即，經不同光學調諧）用于由光源裝置140S發射之光學信號的 光學路徑的事實。
[0081] 第一頂板部分137包括一或多個透鏡表面134,該一或多個透鏡表面134經配置 以將光學信號聚焦至光偵測器140D上，而第二頂板部分138包括一或多個透鏡表面135， 該一或多個透鏡表面135經配置以自光源裝置140S接收光學信號且將該光學信號聚焦至 光纖106中。透鏡表面134、透鏡表面135連同TIR表面113及光纖末端基準表面114 一 起界定相應透鏡164 (透鏡164用于將光學信號聚焦至光電二極管裝置140D上）及相應透 鏡165 (透鏡165用于將光學信號聚焦至光纖106中），每一透鏡具有折迭透鏡軸153。折 迭透鏡軸153以實質上直角穿過透鏡表面134、透鏡表面135及光纖末端基準表面114。
[0082] 透鏡表面134、透鏡表面135及相關聯之折迭透鏡軸153沿Z方向與相應光纖支撐 特征結構112對準，其中用于每一光纖支撐特征結構之一個透鏡表面支撐于相應光纖支撐 特征結構112中，且因此用于每一光纖106之一個透鏡表面支撐于相應光纖支撐特征結構 112 中。
[0083] 在實例中，當相應光纖106安置于相應模塊光纖支撐特征結構112中時，
[0084] 折迭透鏡軸153之在Z方向上行進之部分與光纖中心軸151重合。因此，光纖支 撐特征結構112經配置，以使得光纖之中心軸151與折迭透鏡軸153實質上成直角且實質 上在TIR表面113處相交（第6D圖及第9A圖及第9B圖中最佳所示）。折迭透鏡軸153界 定一部分折迭光源（"源"）光學路徑OPS或折迭光偵測器（"偵測器"）光學路徑OPD，其 中每一光學路徑之一部分位于模塊主體110內，如下論述且如第9A圖及第9B圖中所示。
[0085] 透鏡表面134、透鏡表面135、TIR表面113、光纖末端基準表面114之相應部分及 該等表面之間的主體110的相應部分界定具有折迭光軸153之透鏡164、透鏡165。透鏡表 面134、透鏡表面135可視為"前"透鏡表面，且光纖末端基準表面114可視為"后"透鏡表 面。主體110之相應部分包括透鏡主體。前透鏡表面與后透鏡表面之間的軸向距離為透鏡 厚度，即，透鏡主體之厚度。應注意，特征結構149(第6E圖）在制造過程期間可提供為用 于模具之頂出銷或結構。該頂出銷亦可用作用于對準主體110與主動式光學組件及PCB基 板103之對準基準點。
[0086] 在實例中，透鏡表面134整體性形成于第一頂板部分137上，且透鏡表面135形成 于第二頂板部分138上（即，透鏡表面134、透鏡表面135與主體110成一體，且因此組成 主體110之彎曲部分）。在另一實例中，透鏡表面134、透鏡表面135添加至第一頂板部分 137及第二頂板部分138。透鏡表面134、透鏡表面135各自具有直徑或凈孔徑CA。在實例 中，透鏡表面134、透鏡表面135各自具有在250微米與600微米之間的凈孔徑CA，且在更 具體實例中，透鏡表面134、透鏡表面135各自具有約500微米的凈孔徑CA，但其它適合大 小系可能的。單點鉆石車削（"SPDT"）可用于形成模具之精確組件，諸如，光纖支撐特征結 構及透鏡表面134、透鏡表面135。然而，線EDM或其它過程亦可用于形成該等組件。
[0087] 應注意，在本文中，盡管透鏡164、透鏡165可為相同的，但（至少一個）源光學路 徑(^及（至少一個）偵測器光學路徑OPD通常不相同。參看第9A圖及第9B圖，此系因為 離開光纖末端109之光150通常將具有不同于光源裝置140S之散度（數值孔徑）。因此， 源光學路徑OPs及偵測器光學路徑OPD通常不為反向光學路徑。在所示實施例中，第一頂板 部分137及第二頂板部分138相對于彼此偏移，以因而偏移透鏡表面134及透鏡表面135， 以適應源光學路徑OPs與偵測器光學路徑OPD之差異。在替代實施例中，透鏡表面134及透 鏡表面135可能不相對于彼此及個別透鏡偏移，該等透鏡經配置以適應源光學路徑0&與 偵測器光學路徑OPd之差異。
[0088] 處理光纖且將光纖托架及光纖安裝至光纖光學模塊之主體中
[0089] 現參看第7圖，提供處理光纖106之示例性方法的流程圖。在方塊170處，多個光 纖106插入光纖托架120之第一表面121內的光纖支撐特征結構122中，如第5A圖及第5B 圖中所示。光纖之光纖末端109延伸超過第二邊緣126-偏移長度，該偏移長度等于或大 于主體110上之光纖支撐特征結構112的長度Lg。作為實例且非限制，夾具或自動化裝置 可用以將多個光纖106準確定位于光纖托架120中。在方塊171中，延伸超過第二邊緣126 之光纖106之部分的長度Lf可在實施例中檢定（例如，藉由適當量測系統），其中光纖106 未斷裂至所需長度Lf。
[0090] 在光纖106適當地定位于光纖托架120內之后，例如，諸如可固化環氧樹脂之黏合 劑施加至黏合劑井124。黏合劑流動遍及黏合劑井124且流入光纖支撐特征結構122中。 因此，黏合劑將光纖106固定至光纖托架120 (方塊172)。
[0091] 以此方式將多個光纖106固定至光纖托架120之步驟允許多個光纖106同時剝離 該等光纖106之涂層107,因為該等光纖106不為松散的（即，該等光纖106為可管理且保 持于已知所需配置中）。在方塊173處，每一光纖106之涂層107藉由激光剝離過程移除， 以曝露纖芯108 (或包層），因而形成具有長度L。之剝離部分，該長度L。等于或大于主體110 上之光纖支撐特征結構112的長度Lg。另外，在一些實施例中，光纖106斷裂，以使得該等 光纖106延伸超過光纖托架120之第二邊緣126 -長度Lf (方塊174)。任何剝離系統可用 以移除圍繞纖芯108之涂層107及任何其它光纖106層。進一步地，任何斷裂方法可用于 將光纖106斷裂至適當長度。作為實例且非限制，示例性激光剝離過程及激光斷裂過程包 括由英國Abingdon之OpTekSystems提供之光纖激光剝離系統及光纖斷裂系統。應注意， 除激光剝離過程外的剝離過程可用于移除涂層107,諸如化學剝離、機械剝離或熱氣剝離。 另外，在一些實施例中，機械斷裂方法而非激光斷裂可用于斷裂光纖106。
[0092] 在方塊175處，光纖托架120連同剝離之光纖106定位于主體110之光纖托架凹 部118內。光纖托架凹部118經定尺寸以適應光纖托架120。在所示實施例中，光纖托架 120在Z方向上插入光纖托架凹部118。作為實例且非限制，真空微操縱器可耦接至光纖托 架120之處理特征結構128,以將光纖托架120定位于光纖托架凹部118中。
[0093] 在方塊176處，每一光纖106之曝露之纖芯108的剝離部分定位于光纖106之各 別光纖支撐特征結構122,且藉由使用主動對準過程接觸（或近乎接觸）光纖末端基準表面 114。主體110之公差經嚴格控制，以使得光纖支撐特征結構112與光纖末端基準表面114 之接口提供用于每一光纖106之光纖末端109的準確位置，以使得每一纖芯108的中心軸 151實質上與由主體110提供之相應透鏡164、透鏡165之折迭透鏡軸153對準（參見第9A 圖及第9B圖）。主動對準過程可使用顯微鏡說明將光纖106完全安置于各別模塊光纖支 撐特征結構112,以使得光纖106實質上與光纖末端基準表面114正交，且光纖末端109定 位于光纖末端基準表面114處。光纖末端109可實質上接觸光纖末端基準表面114。在一 些實施例中，X-Y-Z分度機（未圖示）可用以說明將光纖托架120適當定位于光纖托架凹 部118中，以使得光纖末端109在正確位置中。例如，X-Y-Z分度機可允許光纖托架120及 /或主體110在X方向、Y方向及Z方向上的增量運動用于適當對準。
[0094] 在方塊177處，檢定光纖支撐特征結構112中之光纖106之光纖末端109的位置。 例如，光纖末端109的位置可使用顯微鏡視覺上地檢定。或者，光纖末端109之位置可藉由 發送及接收穿過由主體110界定之透鏡164、透鏡165之光學信號及證實接收到該等光學信 號而主動地檢定。
[0095] 一旦檢定出光纖末端109之位置，便使用適合材料將光纖托架120及光纖106之 曝露之纖芯108固定至主體110 (方塊178)，如第8圖中所示。適合材料之實例為折射率匹 配黏合劑180,諸如，環氧樹脂。折射率匹配黏合劑實質上匹配主體110及光纖106之纖芯 108之材料的折射率，且折射率匹配黏合劑可填入存在于光纖106之光纖末端109與光纖末 端基準表面114之間的任何間隙中。光纖托架120可藉由將折射率匹配黏合劑涂覆至黏合 劑收納特征結構127而固定至主體110之光纖托架凹部118部分，黏合劑收納特征結構127 連同光纖托架插入部分144之臂116A、臂116B的內表面一起界定用于收納折射率匹配黏合 劑的凹部。黏合劑180可在光纖托架120下方流動且將光纖托架120固定至光纖托架凹部 118的底板139。類似地，光纖106之曝露之纖芯108可藉由將折射率匹配黏合劑（諸如， 環氧樹脂）涂覆至光纖支撐突出部分147及相應光纖支撐特征結構112而固定至光纖支撐 特征結構112,因而亦折射率匹配光纖末端109與光纖末端基準表面114用于光學耦合。
[0096] 在一些實施例中，在將光纖末端109主動定位于光纖支撐特征結構112中之前，光 纖托架120可固定至主體110。例如，黏合劑180可首先涂覆至黏合劑收納特征結構127， 之后主動對準光纖末端109,且接著用黏合劑將曝露之纖芯108固定至光纖支撐特征結構 112〇
[0097] 主體110固定至PCB基板103,以使得透鏡164、透鏡165與亦固定至PCB基板103 之相應主動式光學組件140S、主動式光學組件140D對準，如第9A圖及第9B圖中所示，以下 介紹且論述第9A圖及第9B圖。
[0098] 光纖光學模塊及主動式光學組件之操作
[0099] 現將參看第9A圖及第9B圖描述光纖光學模塊100及主動式光學組件的操作，該 光纖光學模塊100包括光纖托架120及主體110。大體而言，主體110應與電路板之主動式 光學組件適當對準，以在組件之間傳輸/接收光學信號。任何適合主動式方法或被動式方 法可用于對準主體110與主動式組件，且主體110可視情況包括用于說明對準之一或多個 特征結構。舉例而言，主體110可包括一或多個對準基準點111，諸如第3圖中以虛線所示， 一或多個對準基準點111用于對準主體110與PCB上之對準特征結構，諸如印在PCB上之 標記。例如，對準基準點111可為穿式開口，該等穿式開口關于PCB上之標記對準/集中， 以對準主體110之各別透鏡與PCB上之各別主動式組件。在其它實施例中，對準基準點可 為自頂面之凹部，或可配置為在主體110之側壁上打開。
[0100] 第9A圖圖示以位于PCB基板103頂上之光源裝置140S(或位于PCB基板103頂上 之IC芯片）的形式的主動式光學組件。光源裝置140S具有裝置軸154,該裝置軸154實質 上與由主體110提供之至少一個透鏡165的透鏡軸153對準。在第9A圖中所示之配置中， 光源裝置140S產生發散光150,發散光150大體上沿透鏡軸153在源光學路徑OPs上朝向 透鏡165行進。發散光150入射至凸透鏡表面135上，該凸透鏡表面135用于將發散光轉 換成會聚光150,會聚光150接著沿源光學路徑OPs在主體110內行進。會聚光150最終入 射至TIR表面113上，TIR表面113將該光反射實質上90°，以使得該光現沿朝向光纖106 之源光學路徑〇&朝向光纖末端基準表面114行進。會聚光150行進穿過光纖末端基準表 面114且進入光纖末端109,其中該光繼續在光纖106內行進。注意，若該材料安置在光纖 末端109與光纖末端基準表面114之間，光150可穿過折射率匹配材料（例如，折射率匹配 環氧樹脂）之薄部分。
[0101] 在類似于第9A圖中所示之示例性實施例中，透鏡表面135實質上形成準直光，該 準直光自TIR表面113呈實質上90°反射且作為實質上準直之光離開光纖末端基準表面 114。例如，在某些情況下可使用該實施例，其中光纖106具有梯度折射率纖芯108,且光150 較佳地作為實質上準直之光引入纖芯108。注意，該梯度折射率光纖將在距光纖末端109 - 定距離處將光150引至焦點。透鏡表面135自光源裝置140S偏移一高度Hs，以使得光150 在光纖106之纖芯108內之位置處引至焦點。
[0102] 第9B圖類似于第9A圖且圖標實例，其中PCB基板103 (或IC芯片）可操作地支 撐光偵測器140D(例如，光電二極管）。光偵測器140D具有裝置軸154,該裝置軸154實質 上與由主體110提供之至少一個透鏡164的透鏡軸153對準。在第9B圖中所示之配置中， 導引光（自光學電纜組合件之相對末端處之光源裝置發射）作為發散光150離開光纖末端 109。當該發散光150在偵測器光學路徑OPd上行進時，發散光150穿過光纖末端基準表面 114且進入光纖光學模塊100之主體110。注意，光150可穿過折射率匹配材料（例如，折 射率匹配環氧樹脂）之薄部分，若該材料安置在光纖末端109與光纖末端基準表面114之 間。
[0103] 發散光150接著入射至TIR表面113上，且自TIR表面113反射實質上90°，以在 偵測器光學路徑OPd上沿透鏡軸153行進。當發散光150在主體110之材料內行進至至少 一個透鏡表面134時，發散光150繼續發散。當發散光150離開主體110且朝向光偵測器 140D行進時，透鏡表面134用以將發散光150轉換成會聚光150。透鏡表面134自光偵測 器140D偏移一高度HD，以使得會聚光150大體上向下聚焦至光偵測器140D上。光偵測器 140D接著接收該聚焦光150且將該聚焦光150轉換成電氣信號（未圖標），諸如，在別處經 定向用于處理之光電流。
[0104] 盡管已參考特定方面及特征描述本文中之實施例，但應理解，該等實施例僅為說 明所需原理及應用。因此，應理解，可對說明性實施例進行許多修改，并且在不背離附加權 利要求書的精神及范疇的情況下可設計其它配置。
【權利要求】
1. 一種用于與一光纖光學模塊耦接之光纖托架，該光纖托架包含： 第一表面、第二表面，該第二表面與該第一表面相對； 多個光纖支撐特征結構，該多個光纖支撐特征結構在該第一表面上，其中該多個光纖 支撐特征結構經配置以收納多個光纖； 第一黏合劑收納特征結構及第二黏合劑收納特征結構，該第一黏合劑收納特征結構及 該第二黏合劑收納特征結構安置在該第一表面與該第二表面之間；及 黏合劑井，該黏合劑井自該第一表面延伸至該光纖托架中一深度且穿過該多個光纖支 撐特征結構。
2. 如權利要求1所述之光纖托架，其中該黏合劑井定位于該第一表面處。
3. 如權利要求1或權利要求2所述之光纖托架，其中該第一黏合劑收納特征結構及該 第二黏合劑收納特征結構相較于第一邊緣更靠近第二邊緣定位。
4. 如權利要求1至權利要求3中任一項所述之光纖托架，該光纖托架進一步包含：第 一額外黏合劑收納特征結構，該第一額外黏合劑收納特征結構定位于第三邊緣處；及第二 額外黏合劑收納特征結構，該第二額外黏合劑收納特征結構定位于第四邊緣處。
5. 如權利要求1至權利要求4中任一項所述之光纖托架，該光纖托架進一步包含一或 多個傾斜特征結構。
6. -種光纖光學模塊，該光纖光學模塊包含： 主體，該主體對具有預定波長之光為透射的，該光纖光學模塊之該主體包含： 第一表面及第二表面，該第二表面與該第一表面相對； 全內反射（TIR)表面，該TIR表面自該第一表面延伸，其中該TIR表面可操作以藉由全 內反射來反射在該光纖光學模塊內傳播之光的光學信號； 光纖末端基準表面，該光纖末端基準表面鄰近該TIR表面定位，以使得傳播穿過該光 纖末端基準表面之光學信號在該TIR表面處反射； 多個透鏡表面，該多個透鏡表面形成于該主體之該第二表面上，其中該主體之該多個 透鏡表面、該TIR表面、該光纖末端基準表面及介入部分界定多個透鏡，該多個透鏡各自具 有折迭光軸；及 光纖托架凹部；及 光纖托架，該光纖托架包含： 多個光纖支撐特征結構，該多個光纖支撐特征結構安置于第一表面上，其中： 該多個光纖支撐特征結構經配置以收納多個光纖；且 該光纖托架安置于該光纖托架凹部內且固定至該主體，以使得安置于該多個光纖支撐 特征結構中之該多個光纖的光纖末端定位于該主體之該光纖末端基準表面處且實質上與 該多個透鏡之該等折迭光軸對準。
7. 如權利要求6所述之光纖光學模塊，其中： 該光纖托架進一步包含： 第一黏合劑收納特征結構及第二黏合劑收納特征結構；及 黏合劑井，該黏合劑井自該第一表面延伸至該光纖托架中一深度且穿過該多個光纖支 撐特征結構。
8. 如權利要求7所述之光纖光學模塊，其中該黏合劑井位于該第一表面處。
9. 如權利要求7或權利要求8所述之光纖光學模塊，其中該第一黏合劑收納特征結構 及該第二黏合劑收納特征結構相較于第一邊緣更靠近第二邊緣定位。
10. 如權利要求7至權利要求9中任一項所述之光纖光學模塊，其中該光纖托架進一步 包含第一額外黏合劑收納特征結構及第二額外黏合劑收納特征結構。
11. 如權利要求6至權利要求10中任一項所述之光纖光學模塊，其中該光纖托架包括 一或多個傾斜特征結構。
12. 如權利要求6至權利要求11中任一項所述之光纖光學模塊，其中： 該主體進一步包含多個光纖支撐特征結構，該多個光纖支撐特征結構具有在該光纖末 端基準表面處之第一末端及第二末端；且 該光纖托架之該多個光纖支撐特征結構實質上與該主體之該多個光纖支撐特征結構 對準。
13. 如權利要求1至權利要求12中任一項所述之光纖光學模塊，該主體包括一或多個 對準基準點。
14. 一種光電連接器，該光電連接器包含： 基板，該基板包含表面及多個主動式光學組件，該多個主動式光學組件耦接至該表 面； 多個光纖，該多個各自光纖具有由外涂層圍繞之纖芯，其中每一光纖包含剝離區域，在 該剝離區域中，該纖芯自光纖末端曝露一長度； 光纖光學模塊，該光纖光學模塊具有主體，該主體對具有預定波長之光為透射的，該主 體包含： 第一表面及第二表面，該第二表面與該第一表面相對； 全內反射（TIR)表面，該TIR表面自該第一表面延伸，其中該TIR表面可操作以藉由全 內反射來反射在該主體內傳播之光的光學信號； 光纖末端基準表面，該光纖末端基準表面鄰近該TIR表面定位，以使得傳播穿過該光 纖末端基準表面之光學信號在該TIR表面處反射； 多個光纖支撐特征結構，該多個光纖支撐特征結構在該光纖末端基準表面處終止； 多個透鏡表面，該多個透鏡表面形成于該主體之該第二表面上，其中該主體之該多個 透鏡表面、該TIR表面、該光纖末端基準表面及介入部分界定多個透鏡，該多個透鏡各自具 有折迭光軸；及 光纖托架凹部，其中該主體耦接至該基板之該表面，以使得該多個透鏡表面與該多個 主動式光學組件對準；及 光纖托架，該光纖托架包含第一邊緣及第二邊緣，該第二邊緣與該第一邊緣相對，其 中： 該多個光纖安置于該光纖托架內，以使得每一個別光纖延伸超過該第二邊緣偏移長度 Lf;且 該光纖托架安置于該光纖托架凹部內且固定至該主體，以使得該多個光纖之該剝離區 域安置于該多個光纖支撐特征結構中，且該多個光纖之光纖末端定位于該光纖末端基準表 面處且實質上與該多個透鏡之該等折迭光軸對準。
15. 如權利要求14所述之光電連接器，其中： 該光纖托架進一步包含： 第一黏合劑收納特征結構及第二黏合劑收納特征結構； 黏合劑井，該黏合劑井自該第一表明延伸至該光纖托架中一深度；且 該光電連接器進一步包含黏合劑，該黏合劑安置于該第一黏合劑收納特征結構及該第 二黏合劑收納特征結構中以在該光纖托架凹部處將該光纖托架固定至該主體；及 黏合劑，該黏合劑安置于該黏合劑井中以固定安置至該光纖托架的該多個光纖。
16. 如權利要求14或權利要求15所述之光電連接器，其中： 該多個主動式光學組件包含至少一個光源裝置及至少一個光偵測器； 與該至少一個光源裝置對準之該多個透鏡表面的透鏡表面自該至少一個光源裝置之 表面偏移高度Hs;且 與該至少一個光偵測器對準之該多個透鏡表面的透鏡表面自該至少一個光偵測器之 表面偏移高度Hd，其中Hs大于Hd。
17. -種用于制造光纖光學模塊的方法，該方法包含以下步驟： 將具有纖芯之多個光纖定位于光纖托架之第一表面中，以使得該多個光纖延伸超過該 光纖托架之插入邊緣偏移長度，該纖芯由多個光纖支撐特征結構中之外涂層圍繞； 將黏合劑涂覆至該光纖托架之該第一表面處，以將該多個光纖固定至該光纖托架； 剝離該多個光纖中之每一光纖的該外涂層，以曝露該纖芯，從而形成每一光纖之剝離 區域； 將該光纖托架定位至光纖光學模塊之主體中，該光纖光學模塊包含： 全內反射（TIR)表面，該TIR表面自第一表面延伸； 光纖末端基準表面，該光纖末端基準表面鄰近該TIR表面定位；及 多個光纖支撐特征結構，該多個光纖支撐特征結構在該光纖末端基準表面處終止，其 中該光纖托架固定至該主體，以使得該多個光纖之該等剝離區域安置于該多個光纖支撐特 征結構內，且每一光纖之光纖末端定位于該光纖末端基準表面處。
18. 如權利要求17所述之方法，其中剝離該多個光纖中之每一光纖之該外涂層的步驟 藉由激光剝離過程執行。
19. 如權利要求17或權利要求18所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：涂覆黏合 劑以將該光纖托架固定至該主體。
20. 如權利要求17至權利要求19中任一項所述之方法，其中每一光纖經斷裂至超過該 光纖托架之該插入邊緣之期望長度Lf。
【文檔編號】G02B6/42GK104508528SQ201380023433
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年4月19日 優先權日:2012年4月20日
【發明者】馬蒂厄·沙博諾-勒福爾, 邁克爾·德容, 卡爾·蘭德爾·哈里森, 丹尼斯·邁克爾·克內克特, 克雷格·艾倫·斯特勞瑟, 托馬斯·托伊爾科恩 申請人:康寧光電通信有限責任公司