專利名稱:用于制造光學(xué)存取單元的方法、光學(xué)存取單元、和光纖套筒模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于制造光纖存取單元的方法以及這種光纖存取單元,其中光纖通常地連接到發(fā)送器/接收器芯片上,所述芯片連接到一用于信號處理的電子電路上,而所述電路連接到用于向所述電路和所述光纖分配信號或?qū)⑿盘枏钠渲蟹峙涑鋈サ倪B接端口上。本發(fā)明還涉及一種用在這種光纖存取單元中的光纖套筒模塊。
背景技術(shù):
包括家用存取網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)通訊越來越基于光纖的基礎(chǔ)。對于包括某些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的光纖接口裝置的光學(xué)界面,以及用于將電子信號轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號的電路需要光纖和電子的整體設(shè)計,并且反之亦然。連接裝置和電路通過標(biāo)準(zhǔn)多模式或單模式類型的短光纖彼此相互連接。通常,光纖連接裝置、短光纖連接、以及至少電路的發(fā)送器/接收器芯片裝配成一子模塊,它們依次裝配到整個界面單元中。在裝配和操作中都必須非常小心地處理子模塊,這是因為其在光纖的兩端都有靈敏的連接。光纖連接端必須非常好地拋光,而且芯片端部必須剝落并精確地切斷,精確切斷尤其難以實現(xiàn),并且在下面的安裝操作步驟中,很容易破壞或損傷模塊。
發(fā)明內(nèi)容公知的制造原理不太適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn),這主要是由于較低的生產(chǎn)率和較高的成本。大部分的操作必須通過手工來完成,而不可能轉(zhuǎn)換成自動化生產(chǎn)線。另一個問題是,公知的方法在生產(chǎn)子模塊上不能使其具有可靠性和穩(wěn)定的質(zhì)量,而其中大部分是不合格品和廢品。
由于這個原因,本發(fā)明的一個目的是獲得一種方法、一種光纖存取單元和一種光纖套筒模塊,以便使得連接到微電子裝置上的光纖存取單元可進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化制造。另一個目的是提供一種具有在自動線上不需要人工輔助就能移動元件和模塊的方法和裝置。而另一個目的是實現(xiàn)作為一個單獨(dú)元件容易制造和操作的光纖套筒模塊。還有另一個目的是獲得一種確保制造光纖存取單元穩(wěn)定質(zhì)量的方法。
簡要地說,本發(fā)明的這些目的是通過一種方法和光纖存取單元來實現(xiàn)的,其中光纖光學(xué)地連接到發(fā)送器和/或接收器芯片上。所述芯片又連接到用于信號處理的電子電路上,而所述電子電路連接到用于向所述電路和光纖分配信號并將信號從該電路和光纖中分配出去的連接端口上。光纖套筒模塊是通過光纖和殼體形成的,該殼體圍繞光纖除了其兩端的準(zhǔn)備形成光學(xué)界面之外的部分。發(fā)送器/接收器芯片模塊設(shè)置用于光學(xué)連接到光纖套筒模塊的第一存取端,而光纖存取端口設(shè)置用于在光纖套筒模塊的第二存取端提供光學(xué)連接。最后設(shè)置一用于組裝光纖套筒模塊、發(fā)送器/接收器芯片模塊、和電子電路的支撐單元。
本發(fā)明的優(yōu)越性在于,它能夠使在光纖存取單元中的所有部件在自動化生產(chǎn)線上作為模塊來處理。另一個優(yōu)越性是靈敏的光纖在從套筒模塊的制造到光纖存取單元的裝配的整個過程中完全被覆蓋和保護(hù)以避免損害。另一個優(yōu)越性是能夠使發(fā)送器/接收器芯片和套筒模塊作為一個單元集成化。另一個優(yōu)越性是當(dāng)固定在套筒殼體中時,可以在同一步驟中拋光在套筒模塊中光纖的兩端。還有另一個優(yōu)越性是光纖存取單元的存取端口可以容易地適應(yīng)不同標(biāo)準(zhǔn)的連接。
當(dāng)結(jié)合附圖和權(quán)利要求考慮時,本發(fā)明的其它目的、優(yōu)越性和新穎性特征,將從下面的詳細(xì)說明中呈現(xiàn)出來。
下面將參照附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明,其中圖1示意性地示出了按照本發(fā)明的光纖套筒模塊的總體透視圖,圖2示意性地示出了按照本發(fā)明可選擇的光纖套筒模塊的透視圖,圖3示意性地示出了按照圖2的光纖套筒模塊的相反側(cè)的透視圖,圖4示意性地示出了包括按照圖1的單獨(dú)光纖套筒模塊的部分裝配的光學(xué)存取單元的透視圖,圖5示意性地示出了包括兩個按照圖1的單獨(dú)光纖套筒模塊的部分裝配的光學(xué)存取單元的透視圖,圖6示意性地示出了包括按照圖2的套筒模塊的部分裝配的光學(xué)存取單元的透視圖,圖7示意性地示出了包括按照圖1的單獨(dú)光纖套筒模塊的光學(xué)存取單元的透視圖,
圖8示意性地示出了包括兩個按照圖1的單獨(dú)光纖套筒模塊的光學(xué)存取單元的透視圖,以及圖9示意性地示出了包括按照圖2的套筒模塊的光學(xué)存取單元的透視圖。
具體實施方式在圖1中示出了光纖套筒模塊11,其包括中心光纖12或具有第一端13和第二端14的光纖單元、和圍繞除了其兩端之外的光纖12的圓柱殼體15。該光纖是標(biāo)準(zhǔn)的光纖,優(yōu)選地是單模的,而某些固體材料的殼體通常用作光學(xué)套筒,例如鋯的陶瓷材料、玻璃或聚合物。殼體15包括第一端面16和第二端面17,它們與光纖12的第一端13和第二端14平齊。端面基本上是平面的,并且垂直于光纖的縱向方向。在實際中,這些端面有些是具有10-25mm半徑的圓頂形的,其光纖端面位于中間位置,以獲得和連接光纖或電子元件的緊密接觸。具有光纖端13的第一端面16構(gòu)造成適于所述電子連接的第一存取端18,而具有光纖端14的第二端面17構(gòu)造成適于所述外部光纖連接的第二存取端19。殼體15在該表面上設(shè)置有以便于安裝的環(huán)形槽20。
套筒模塊11是按照圖7在光纖存取單元21中的一個模塊。在圖4中顯示了其它部分,其中示出了支撐基板22,其上安裝有套筒模塊11和所需要的電子元件。具有第一光纖端13的第一存取端18以通常的方式布置成以較小間隙非??拷す庑酒问降陌l(fā)送器或二極管芯片形式的接收器的。它們通常也可以組合成發(fā)送器芯片。在本文中,術(shù)語發(fā)送器/接收器芯片將覆蓋所有可選擇的形式。在圖4中,標(biāo)準(zhǔn)發(fā)送器/接收器芯片23設(shè)置在芯片模塊24上。芯片模塊24又與用于驅(qū)動發(fā)送器/接受器模塊24的所需要的電路25連接,并且將信號分配到存取單元21以及將信號從存取單元21中分配出去。向存取單元電方式分配信號以及從存取單元中電方式分配出的信號是通過以連接到電路25上的多個引線27形式的連接端口26實現(xiàn)的。光纖向存取單元分配信號以及從存取單元中分配出信號是通過套筒模塊11的凸出部分29形式的光纖存取端口28實現(xiàn)的。
基板22和蓋板30構(gòu)造成用于套筒模塊11和電路25的支撐單元?;?2和蓋板30以在承窩31中接收套筒模塊11的方式而形成,承窩31還包括相應(yīng)于殼體15上槽的軌道裝置。
在圖5和圖8中,示出了按照本發(fā)明的光纖存取單元的第二個實施例,其中兩個帶有發(fā)送器/接收器芯片模塊24’和24”的套筒模塊11’和11”設(shè)置在同一個支撐單元22、30上。這能夠具有同時發(fā)送和/或接收雙重信號的能力。
套筒模塊可以具有多種不同的形狀,并且包括大量的光纖單元。在圖2和圖3中,示出了盒狀結(jié)構(gòu)的具有四個光纖單元42的套筒模塊41,光纖單元具有與盒狀殼體45的第一端面46和第二端面47對齊的第一端43和第二端44。第一端面46設(shè)置成在殼體45的凹槽52中接收發(fā)送器/接收器芯片模塊51的形式。凹槽52和模塊51通過軌道53形式的導(dǎo)向裝置彼此緊密配合。發(fā)送器/接收器芯片50的數(shù)量對應(yīng)于光纖單元42的數(shù)量。在每一個端面46、47上有兩個孔54,以使未示出的導(dǎo)向銷能夠插入。帶有第二光纖端44的第二端面47構(gòu)造成用于連接外部光纖的光纖存取端口48。殼體45還包括凸緣或凹槽49,以便于在支撐單元中安裝和導(dǎo)向。在圖6和圖9中示出了其它部分,其中相同的附圖標(biāo)記用于表示與第一個實施例中類似的部件。
按照本發(fā)明光纖存取單元的制造在優(yōu)選實施例中可以以通常的套筒成型過程形成套筒模塊開始。一個通常的方法是將陶瓷材料鑄成殼體15、45的形狀,并設(shè)置用于光纖12、42的小孔。然后光纖通過使用含合適樹脂的粘膠固定在孔中,在固化之后,以一種方法拋光具有裸露光纖端部13、14、43、44的端面16、17、46、47,以獲得較好的光學(xué)傳輸特性。在光纖存取單元21的下面裝配步驟中,該套筒單元隨后作為一個模塊被處理并存放。發(fā)送器/接收器芯片單元也是作為一個芯片模塊24、51來裝配和操作的,這很容易安裝到套筒模塊上,如圖3中所示,或直接安裝到基板22上,如圖4和圖5所示。而下面包括在基板22上設(shè)置所需要的電路25、連接到引線27上等步驟是公知的。最后,在基板上安裝蓋板30以覆蓋所有電路,并鎖定包括用于電子信號傳送的連接端口26和用于光學(xué)信號傳送的光纖存取端口28、48的所有元件。
本發(fā)明可以以任何其它的形式來實現(xiàn)。也可以改變套筒模塊的結(jié)構(gòu)和材料以及在支撐單元中電路的設(shè)置。存取端口也可以適應(yīng)不同的標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種用于制造光纖存取單元的方法,其中光纖光學(xué)地連接到發(fā)送器/接收器芯片上,所述芯片連接到用于信號處理的電子電路(25)上,所述電路連接到用于向所述電路和光纖分配信號并將信號從所述電路和光纖中分配出去的連接端口(26)上,其特征在于,其包括以下步驟-形成一包括殼體(15、45)和兩個存取端的光纖套筒模塊(11、41),第一端(18、46)適于發(fā)送器/接收器芯片(50)連接,而第二端(19、47)適于光纖連接;-形成用于連接到該光纖套筒模塊的該第一存取端的發(fā)送器/接收器芯片模塊(24、51);-提供一用于該光纖套筒模塊、該發(fā)送器/接收器芯片模塊和該電子電路的支撐單元(22、30);-組裝所述模塊和所述電子電路;-將該連接端口連接到該電子電路上;以及-在該光纖套筒模塊的該第二存取端上設(shè)置一光纖存取端口(28、48)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,形成該光纖套筒模塊的步驟包括以下步驟-圍繞該光纖設(shè)置一固體殼體(15、45),其端面(16、17、46、47)與該光纖端部(13、14、43、44)平齊;以及-通過磨削該端面來拋光所述光纖端部。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,-在該殼體中設(shè)置一用于該光纖的通孔;以及-在該孔中通過粘接來固定該光纖。
4.一種光纖存取單元,其包括光學(xué)地連接到發(fā)送器/接收器芯片上的光纖單元,所述芯片連接到用于信號處理的電子電路(25)上,所述電子電路連接到用于向所述電路和光纖分配信號并將信號從所述電路和光纖中分配出去的連接端口(26)上,其特征在于-光纖套筒模塊(11、41)適應(yīng)于光纖連接和發(fā)送器/接收器芯片連接;-該光纖套筒模塊包括光纖單元、該光纖單元的一殼體(15、45)和兩個存取端、適于發(fā)送器/接收器芯片連接的第一端(18、46)、以及適于光纖連接的第二端(19、47);-發(fā)送器/接收器芯片模塊(24、51)設(shè)置用于連接到該光纖套筒模塊的該第一存取端;-支撐單元(22、30)設(shè)置用于組裝該光纖套筒模塊、該發(fā)送器/接收器芯片模塊和該電子電路;以及-光纖存取端口(28、48)設(shè)置在該光纖套筒模塊的該第二存取端處。
5.按照權(quán)利要求4所述的光纖存取單元,其特征在于,-該殼體是由圍繞該光纖的固體材料制成的,并且包括與該光纖端部平齊的端面(16、17、46、47);以及-所述存取端口包括所述端面。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的光纖存取單元,其特征在于,-該光纖套筒模塊(41)包括兩個或多個光纖(42);以及-該發(fā)送器/接收器芯片模塊(51)包括對應(yīng)每一個光纖的芯片(50)。
7.按照權(quán)利要求5或6所述的光纖存取單元,其特征在于,-導(dǎo)向裝置(53)設(shè)置用于使該套筒與該芯片模塊對齊。
8.按照權(quán)利要求5、6或7所述的光纖存取單元,其特征在于,-該端面是平的并且基本上垂直于該光纖的縱向方向。
9.一種用在光纖存取單元中的光纖套筒模塊,所述模塊包括具有形成光學(xué)界面的第一和第二端的光纖,其特征在于,-該光纖在其兩端之間的整個長度上由殼體(15、45)圍繞;-該殼體包括與該光纖的所述第一和第二端平齊的端面(16、17、46、47);-該光纖的該第一端(18、46)設(shè)置成用于光學(xué)連接到發(fā)送器/接收器芯片(23、50)上;以及-光纖的第二端(19、47)設(shè)置成用于光學(xué)連接到外部光纖上。
10.按照權(quán)利要求9所述的光纖套筒模塊,其特征在于,-該光纖是單模的光纖。
11.按照權(quán)利要求9或10所述的光纖套筒模塊,其特征在于,-該殼體是由具有陶瓷特性的材料制成的,并且在其表面上包括一環(huán)形的凹槽或凸緣(20、49),以用于與圍繞的支撐件(32)接合。
12.按照權(quán)利要求9、10或11所述的光纖套筒模塊,其特征在于,-在該殼體(45)中固定有兩個或多個光纖(42)。
全文摘要
一種方法和光纖存取單元,其中光纖光學(xué)地連接到發(fā)送器和/或接收器芯片(23)上。所述芯片又連接到用于信號處理的電子電路(25)上,而所述電路連接到用于向所述電路和光纖分配信號并將信號從其中分配出去的連接端口(26)上。光纖套筒模塊(11)是由光纖和殼體(15)形成的,該殼體圍繞光纖除了其兩端(13、14)準(zhǔn)備形成光學(xué)界面之外的部分。發(fā)送器/接收器芯片模塊(24)設(shè)置成光學(xué)連接到光纖套筒模塊的第一存取端(18),設(shè)置光纖存取端口(28)以便在光纖套筒模塊的第二存取端(19)提供光學(xué)連接。最后設(shè)置一用于組裝光纖套筒模塊(11)、發(fā)送器/接收器芯片模塊(24)、和電子電路(25)的支撐單元(22、30)。
文檔編號H01S5/00GK1524193SQ02813507
公開日2004年8月25日 申請日期2002年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月5日
發(fā)明者H·-C·莫爾, J·-A·恩斯特蘭, H -C 莫爾, ざ魎固乩 申請人:艾利森電話股份有限公司