平面光波導(dǎo)及其制造方法
【專利摘要】在此披露了一種平面光波導(dǎo)(PLC)，用于耦合光纖的耦合管固定到其上。該P(yáng)LC包括：一個平面光襯底，在該平面光襯底中具有一個光波導(dǎo)，該光波導(dǎo)具有一個位于該光襯底的邊緣表面上的光孔；以及一個管，該管被形成為具有一個尺寸被限定為用于接收一個光纖套管的管腔和一個被固定到該襯底邊緣表面上的邊緣表面，從而使得該管腔在該邊緣表面處的截面與該光孔對準(zhǔn)。
【專利說明】平面光波導(dǎo)及其制造方法
相關(guān)申請
[0001]本申請要求2011年12月27日提交的61/580，307號美國臨時申請的35U.S.C.119(e)下的權(quán)益，該申請的披露內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的實施例涉及一種平面光波導(dǎo)(PLC)及其制造和耦合到光纖上的方法。
進(jìn)旦冃月^
[0003]光通信系統(tǒng)的一個方面涉及將光纖連接到其他光學(xué)組件(例如，這些系統(tǒng)中所包括的收發(fā)器)。使用連接器將光纖連接至光學(xué)組件，這些連接器用于機(jī)械地耦合光纖芯和將其與其他光學(xué)組件對準(zhǔn)，從而使得光可以在光纖與光學(xué)組件之間高效地通過。各種類型的光連接器和將光纖連接至另一個光學(xué)組件的方法是眾所周知的。
[0004]常規(guī)地，通過將公連接器的突出部分定位在匹配的母連接器的兼容腔內(nèi)來將光連接器連接到彼此上。公連接器的突出部分保持光纖套管。光纖套管是一個在光纖的尖端周圍外徑經(jīng)常為約1.25mm到2.5mm的細(xì)長套筒。該套管為尖端提供某種剛性，并且有時由陶瓷(氧化鋯)或金屬(不銹合金)制成。母連接器中的腔(有時被稱為“套筒”)一般尺寸被限定為用于接受和定位套管。公和母連接器一般還包括多個結(jié)構(gòu)特征，這些結(jié)構(gòu)特征用于允許彼此容易附接和/或分離并且用于當(dāng)連接在正確位置上時對它們進(jìn)行固定。
[0005]按照用于將組件耦合到光纖上的方法或光纖連接器的類型對某些類型的光學(xué)組件(例如，光收發(fā)器)進(jìn)行分類。
[0006]例如，一組收發(fā)器使用一種經(jīng)常被稱為“辮子法(pigtail method) ”的方法用于將光纖耦合至收發(fā)器。此組收發(fā)器經(jīng)常被稱為辮子收發(fā)器。在辮子法中，光纖的長度短的一端(被稱為“辮子”)永久地耦合到收發(fā)器的組件上。光纖的另一端通常配備有公連接器，該公連接器包括一個有待連接到可插拔母連接器的光纖套管。
[0007]第二組收發(fā)器中的收發(fā)器(經(jīng)常被稱為可插拔收發(fā)器)包括使連接器在電子主機(jī)卡上匹配的連接器。通過將收發(fā)器的電子連接器插入到卡上的匹配連接器內(nèi)來將可插拔收發(fā)器附接至主機(jī)卡。當(dāng)“插入”時，收發(fā)器連接至主機(jī)卡中所包括的各種電子和/或光學(xué)組件?？ㄖ兴ǖ慕M件中的收發(fā)器所附接到其上的至少一個組件提供到光纖的中間連接，卡從該光纖接收和/或卡將光信號發(fā)送給該光纖。
概述
[0008]本發(fā)明的某些實施例的一個方面涉及提供一種直接連接到光纖連接器的平面光波導(dǎo)(PLC)，該光纖連接器能夠?qū)崿F(xiàn)光纖容易地連接到PLC和從其容易地斷開連接。該連接器包括一個空心管，該空心管具有一個尺寸被限定為用于接收常規(guī)光纖連接器中所包括的光纖套管的管腔。該空心管(下文中也為“耦合管”或“套筒”)直接固定到PLC的表面上，與該表面上的光孔對準(zhǔn)?？蛇x地，該孔是光波導(dǎo)的在PLC內(nèi)形成的孔。
[0009]在本發(fā)明的實施例中,通過位于PLC表面(有時被稱為PLC面)與管壁的邊緣表面之間的粘合劑固定該耦合管。PLC表面的在該耦合管管腔的截面內(nèi)的區(qū)域基本上沒有粘合劑。其結(jié)果是，粘合劑不會使經(jīng)由PLC中的波導(dǎo)與位于耦合管中的光纖套管中所包括的光纖之間的光孔的光透射降低。
[0010]本發(fā)明的某些實施例的一個方面涉及提供一種制造具有直接附接到其表面上的耦合管的PLC的方法。
[0011]在本發(fā)明的某些實施例中，該方法包括一個在一個對準(zhǔn)位置處將連接器定位在PLC表面上的步驟。此步驟可以包括:將光纖耦合至連接器并且使光透射通過光纖到達(dá)PLC內(nèi)的波導(dǎo)或從該波導(dǎo)透射，以及確定所透射的光量。耦合管可以在一個位置上固定到PLC表面上，針對該位置，測量到光透射在多個測試位置之間是最大的。
[0012]在某些實施例中，該方法包括使用粘合劑將連接器固定到PLC上，該粘合劑被選擇成具有一個粘度，從而使得當(dāng)以預(yù)定義的量被應(yīng)用于界面時，粘合劑選擇性地位于界面內(nèi)并且在連接器的管腔的與PLC表面相鄰的截面內(nèi)的PLC表面部分基本上沒有粘合劑。這可以包括使該粘度與連接器的表面在界面處的粗糙度匹配。
[0013]相應(yīng)地，根據(jù)其某些實施例提供了一種PLC，包括:一個平面光襯底，該平面光襯底具有一個邊緣表面并且包括一個光波導(dǎo)，該光波導(dǎo)具有一個位于該邊緣表面上的光孔；以及一個管，該管被形成為具有一個尺寸被限定為用于接收一個光纖套管的管腔和一個被固定到該襯底邊緣表面上的邊緣表面，從而使得該管腔的在該管的邊緣表面處的截面與該光孔對準(zhǔn)。
[0014]在某些實施例中，該P(yáng)LC還包括一個支撐襯底，該支撐襯底附接到該平面光襯底上，從而使得該支撐襯底的邊緣表面形成該平面光襯底的邊緣表面的延伸。然后，該管可以固定到該支撐襯底的邊緣表面和該平面光襯底的邊緣表面兩者上。
[0015]在某些實施例中，該管通過粘合劑被固定到該平面光襯底的邊緣表面上，該粘合劑在應(yīng)用時具有一個與該管的邊緣表面的粗糙度相匹配的粘度。例如，當(dāng)該粗糙度為約1(^111時，該粘度可以在200-3001^&*8之間。有時，這些邊緣表面的在該管的管腔的截面內(nèi)的并且與該光孔相鄰的至少一部分基本上沒有粘合劑。
[0016]在某些實施例中，通過以下內(nèi)容將該管耦合至該P(yáng)LC:將該管和該平面光襯底分別彼此定位在一個對準(zhǔn)位置，其中，該管的邊緣表面面向該平面光襯底的邊緣表面，從而使得該管腔的在該管的邊緣表面處的截面與該光孔對準(zhǔn)；以及在該對準(zhǔn)位置處將該管固定到該邊緣表面上。
[0017]可選地，一個支撐襯底附接到該平面光襯底上，從而使得該支撐襯底的邊緣表面形成該平面光襯底的邊緣表面的延伸。
[0018]根據(jù)某些實施例，在該對準(zhǔn)位置處將該管固定到該平面光襯底的邊緣表面上包括:將粘合劑應(yīng)用于該管與該平面光襯底的邊緣表面之間的界面區(qū)，其中，在與該管的邊緣表面在該界面區(qū)的粗糙度相匹配的粘度下應(yīng)用該粘合劑，從而使得當(dāng)將該量應(yīng)用于該界面區(qū)時，該粘合劑被拉入到該界面區(qū)內(nèi)。
[0019]可選地，將該管與該平面光襯底分別彼此定位在一個對準(zhǔn)位置包括:將一根具有一個光纖套管的光纖定位在該管的管腔內(nèi)；將該管和平面光襯底分別彼此放置在一個或多個位置處，其中，該套管的尖端與該平面光襯底的邊緣表面中的光孔對準(zhǔn)；以及將光引導(dǎo)通過該光纖和波導(dǎo)的一端到達(dá)另一端并且針對該一個或多個位置中的每個位置測量到另一端的光傳輸特性。
[0020]在某些實施例中，將該管與該平面光襯底分別彼此定位在一個對準(zhǔn)位置包括根據(jù)所測量的光傳輸特性在該多個位置之間選擇一個位置；以及將所選擇的位置設(shè)置成該對準(zhǔn)位置。例如，所選擇的位置可以被選擇成具有在一個預(yù)定義值以上的測量光傳輸特性和/或在多個測試位置之間具有一個最大值。
[0021]提供本概述以便以簡化的形式介紹概念的選擇，以下在詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述了這些概念。本概述并不旨在確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，其也不旨在限制或限定所要求保護(hù)的主題的范圍。
附圖簡要說明
[0022]以下參照本發(fā)明的附圖描述了本發(fā)明的實施例的非限制性示例。出現(xiàn)在不止一張圖中的完全相同的結(jié)構(gòu)、元件或部件在它們所出現(xiàn)的所有圖中通常標(biāo)有相同的數(shù)字。圖中所示的組件和特征的尺寸出于展示方便和清晰而選擇而不一定按比例示出。
[0023]圖1A至圖1D示出了一種具有直接連接到其邊緣表面上的光連接器的PLC ;圖1A示出了該P(yáng)LC的等距視圖；圖1B描繪了底視圖；圖1C示出了該P(yáng)LC的垂直于管與平面光襯底之間的界面的一個側(cè)視圖；以及圖1D示出了從該P(yáng)LC的該管所連接到的側(cè)面拍攝的后視圖。
[0024]圖2示意性地描繪了圖1A至圖1D中所示的PLC，連接到常規(guī)光連接器的示例中所包括的光纖。
[0025]圖3A至圖3D示意性地描繪了用于為PLC提供光連接器的方法中的階段。
[0026]圖4示出了一個流程圖，匯總了用于為PLC提供光連接器的方法中的步驟。
[0027]圖5 (圖6A至圖6E之后出現(xiàn))示意性地示出了用于為PLC提供光連接器的裝置。
[0028]圖6A至圖6E示意性地描繪了管及其管腔的截面的某些示例。
[0029]圖7示意性地示出了連接至兩個管的PLC，該P(yáng)LC包括一個收發(fā)器，該收發(fā)器包括一個接收光子組件(ROSA)和一個透射光子組件(TOSA)。
詳細(xì)說明
[0030]圖1A至圖1D示出了 PLClO。如所看到的，PLClO包括一個具有一個邊緣表面111的平面光襯底11。該平面光襯底由能夠高效地傳導(dǎo)光的任何合適的光學(xué)材料形成?！耙粋€或多個光襯底”的示例包括玻璃和類似玻璃合成材料、石英、硅以及任何其他透光的剛性材料。
[0031]平面光襯底11包括一個嵌入其中的波導(dǎo)12，該波導(dǎo)在邊緣表面111中具有一個孔121。該波導(dǎo)可以用任何已知的方法被結(jié)合到該平面光襯底內(nèi)，包括但不限于通過多種方法的原子(例如，銀原子)沉積，包括硅和聚合物波導(dǎo)上的離子交換或二氧化硅。波導(dǎo)12的在平面光襯底11中的如所示路徑包括分裂(并且在邊緣表面111中具有單個光孔121。然而，本發(fā)明的實施例不局限于波導(dǎo)的特定路徑或形狀。平面光襯底11可以例如包括多個波導(dǎo)12，這些波導(dǎo)在該平面光襯底的一個或多個邊緣表面中具有一個或多個孔。
[0032]平面光襯底在垂直于平面光襯底(圖1D中標(biāo)記為“C”)的平面表面所取的截面上有時形狀為經(jīng)常約5-100mm長(圖1B中標(biāo)記為“A” )和2_20mm寬(圖1B中標(biāo)記為“B”)并且0.厚的板?？梢园l(fā)現(xiàn)波導(dǎo)孔121在平面光襯底11的表面以下I μ m_40 μ m。
[0033]圖1A至圖1D中示出了平面光襯底11連同附接到其上的支撐襯底16。支撐襯底16可以用于延伸邊緣表面111以便為耦合管的粘合提供更大的表面。在上述圖1A至圖1D中，支撐襯底16為具有一個邊緣表面161的平面光襯底。邊緣表面161形成平面光襯底11的邊緣表面111的延伸，并且管13固定到兩個表面上。
[0034]在某些情況下，邊緣表面161連同邊緣表面111將形成組合邊緣表面(“組合邊緣表面”)，該組合邊緣表面的尺寸被確定為使得當(dāng)被固定在位時，管的邊緣表面15的至少90%或至少95%將與該組合邊緣表面接觸。有時，該組合邊緣表面的尺寸被限定為與光孔121周圍的管的邊緣表面15大約相同或甚至更大。例如，在圖1D中，尺寸“C”為邊緣表面111的寬度，尺寸“D”為邊緣表面161的寬度，并且組合邊緣表面寬度D+C約等于圖1C中的管13的寬度尺寸“d”或甚至比其更長。當(dāng)管13具有一個外部圓形截面(如圖1A至圖1D中所例示的)時，該組合邊緣表面可以在孔121周圍延伸至少管的邊緣表面15的外徑，并且可以在一個或多個方向上超過其至少I μ m或至少1mm。
[0035]支撐表面16還可以向平面光襯底11提供剛性和耐久性。支撐襯底16可以由與平面光襯底11相同的材料或由例如具有相似折射率和熱膨脹系數(shù)的不同材料制成。
[0036]如圖1A和圖1D中具體看到的，管13被形成為具有一個管腔14。管13通過管的邊緣表面15固定到邊緣表面111，從而使得管腔14在邊緣表面111處的截面與光孔121對準(zhǔn)。
[0037]雖然用基本上圓柱形形狀示出了管13和管腔14，但本發(fā)明的實施例不局限于這種形狀?？梢圆捎眯g(shù)語“管”用于指具有延伸通過其并且在相對端具有開口的管腔的任何結(jié)構(gòu)，而不管該結(jié)構(gòu)的整體形狀如何。管腔14可以具有能夠接收光纖連接器20的突出部分并且將其保持就位的任何截面，以便允許連接器(未示出)中的光纖到波導(dǎo)12之間的光傳導(dǎo)。管13可以具有任何截面，無論與管腔14的截面相同還是不同，并且其可以具有用于光纖連接器(例如，與標(biāo)準(zhǔn)ΜΤΡ/ΜΡ0連接器相似)的多個管腔或單個管腔。
[0038]在此方面，注意描繪了管13和管腔14的某些非限制性示例的圖6A至圖6E，被顯示為在帶有邊緣表面111的界面處所取的截面。如在這些圖中所看到的，管腔14在邊緣表面111處的截面可以是具有一個位于孔121的截面內(nèi)的質(zhì)心的任何形狀。
[0039]可選地，管13可以不完全靠近管腔14周圍(例如，圖6A)，只要其允許將光纖套管定位和固定到PLC。應(yīng)指出的是，管13不局限于圓柱形外貌，如圖6B和圖6C中所例示的。
[0040]圖2描繪了管13連同光纖公連接器20的示例。從而，管13被配置成用于在管腔14內(nèi)接收光纖連接器20的套管21的突出部分。如本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知的，套管直徑的外徑由01.2485-01.2495 mm的共同標(biāo)準(zhǔn)限定。在管14的尺寸被限定為用于接收符合當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)的套管的情況下，管腔的內(nèi)截面可以大大約0.5-1.5μπι以允許容易附接這種套管(在所允許的制造公差下)。當(dāng)連接時，套管21可以與平面光襯底11的邊緣表面111接觸，其中光纖的保持在套管21 (未示出)內(nèi)的尖端與邊緣表面中的光孔121對接接觸。
[0041]管13可以被配置成用于允許在不使用專用工具或努力下容易附接和/或去附接和/或固定光纖連接器。這種配置的示例是眾所周知的。有時，附接到管上的公連接器通過一個用于如通過卡入管內(nèi)將其固定到位和/或用于卡齒到其上和/或用于擰緊在管上或旋扭到其上的機(jī)構(gòu)。管經(jīng)常被配置成用于通過具有互補(bǔ)溝槽或狹槽來連接到連接器上。這種機(jī)構(gòu)的示例包括旋扭式機(jī)構(gòu)(例如，向在ST連接器中發(fā)現(xiàn)的)、擰緊式機(jī)構(gòu)(例如，像在FC連接器中發(fā)現(xiàn)的)、卡入式機(jī)構(gòu)(例如，像SC連接器和LC連接器中發(fā)現(xiàn)的)。
[0042]管13可以包括或由本領(lǐng)域內(nèi)已知的用于定位和/或固定光纖連接器或光纖套管的任何材料制成，包括例如陶瓷鋯。
[0043]圖7中描繪了包括一個具有連接到其上的耦合管的PLC的收發(fā)器的示例。四通道小型可插拔(QSFP)收發(fā)器700包括可選地安裝到支撐底座702上的接收光子組件(ROSA) 711和透射光子組件(TOSA) 811，該支撐底座具有一個位于ROSA與TOSA之間的傳導(dǎo)面板704以減少相互電磁干擾。R0SA711和T0SA811中的每個或兩者一起可以是平面光襯底。R0SA711包括一個具有光孔7121的波導(dǎo)712。T0SA811包括一個具有光孔8121的波導(dǎo)812。如在圖7中看到的，QSFP700包括分別固定在光孔8121和7121附近的耦合管813和713，從而基本上如以上描述允許光纖耦合到這些孔上。應(yīng)指出的是，在TOSA和ROSA安裝在支撐底座702上之前或之后，耦合管713和813中的每個可以分別固定到R0SA711和T0SA811。此外或可替代地，R0SA711和/或T0SA811可以附接至支撐襯底(未示出)，基本上如在此參照平面光襯底11和支撐襯底16所描述的。整個組件QSFP700可以被封裝在具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的MSA(多源協(xié)議)金屬箱內(nèi)。該金屬箱具有用于當(dāng)連接到管713和/或813時牢固地將光纖公連接器鎖定就位的機(jī)械特征，從而使得光纖的邊緣對接連接到PLC表面8111和/或7111，同時管713和813確保光纖芯與光孔8121和7121對準(zhǔn)。
[0044]微型控制器76安裝到支撐底座702上，并且連接到T0SA811的激光二極管(LD)81、82、83和84上以控制通過波導(dǎo)812和8012中的每個波導(dǎo)內(nèi)的LD的光信號的生成以便多路復(fù)用和透射通過光孔8121?？蛇x地，微型控制器76通過一個不同的激光二極管激勵器(未示出)耦合到LD中的每一個，該激光二極管激勵器控制著到LD的電流、以及由此LD生成的光脈沖。該微型控制器還連接到R0SA711中所包括的光電二極管(PD)71、72、73和74以響應(yīng)于收發(fā)器700通過ROSA去多路復(fù)用的光孔7121接收的光信號而接收這些H)生成的電信號?？蛇x地，微型控制器76通過一個不同的跨阻抗放大器/限幅放大器(未示出)耦合到這些ro中的每一個上，該跨阻抗放大器/限幅放大器從ro接收電流信號并且將其轉(zhuǎn)換成成形電壓信號。QSFP順應(yīng)連接器78電連接到微型控制器76上以便將QSFP700連接到通信終端。QSFP700可以小到足夠被封裝在具有分別小于或等于70mm、18.35mm和
8.5mm的長度、寬度和高度的QSFP順應(yīng)外殼內(nèi)。
[0045]圖4描繪了一個流程圖，描述了為PLC提供耦合管的方法。圖3A至圖3D中也示意性地描述了為PLC提供耦合管的方法。以下為本發(fā)明的與該流程圖和方案相關(guān)的某些實施例的描述。
[0046]在步驟40中，提供平面光襯底11。如圖3A中看到的，平面光襯底11包括一個波導(dǎo)12?？蛇x地，(步驟41以及圖3A和圖3B)平面光襯底11附接到支撐襯底16。可以附接平面光襯底11和支撐襯底16，從而使得支撐襯底16的邊緣表面161和平面光襯底11的邊緣表面111對準(zhǔn)以形成單個平面表面。有時，平面光襯底11和支撐襯底16例如通過粘合劑固定到彼此上。此外或可替代地，這兩個襯底可以通過其他裝置附接或固定，包括使用機(jī)械緊固裝置和/或通過具有結(jié)構(gòu)上匹配的表面和/或通過在兩個襯底上施加力以將它們保持在一起。
[0047]如圖3C和圖3D中所示，提供了在管腔14周圍形成的管13。管13的邊緣表面15被帶到與平面光襯底11的邊緣表面111對準(zhǔn)的位置(圖3D中未示出)，由此限定它們之間的界面30。對準(zhǔn)位置是一個在管腔14在邊緣表面15處的截面與波導(dǎo)12的光孔121對準(zhǔn)的位置。在這種對準(zhǔn)下，管13的管腔在邊緣表面15處的截面的質(zhì)心可以與光孔121對準(zhǔn)，從而使光纖31的芯與該光孔對準(zhǔn)。界面30還可以在該管的邊緣表面15與支撐襯底16的邊緣表面161之間延伸。
[0048]對準(zhǔn)位置可以通過如圖4的步驟41和步驟43至步驟45中所例示的光纖的使用來確定。光纖31定位在管13 (圖3C ;步驟41)內(nèi)，在光纖套管的尖端311處結(jié)束。尖端311被帶至與邊緣表面111非常近或甚至與其對接接觸。此時，管13可以遠(yuǎn)離邊緣表面111。波導(dǎo)12與光纖31之間的高效的光傳輸要求尖端311與光纖芯良對準(zhǔn)良好。
[0049]為了評估光傳輸，管13中的光纖31與光孔121對準(zhǔn)。然后，通過光纖31和波導(dǎo)12將光(例如，激光)或者從光纖的末端‘a(chǎn)’引導(dǎo)向波導(dǎo)的末端‘b’，或反之亦然，并且可以在出口測量(步驟43)發(fā)出的光。這允許確定與光纖和波導(dǎo)之間的光傳輸相關(guān)聯(lián)的光傳輸特性，例如，功率或損耗。
[0050]如果光傳輸特性在一個預(yù)定義閾值(例如，至少_3dBm或甚至至少-3.5dBm的功率或-5dB或以下?lián)p耗、或甚至_6dB或以下的損耗)以上，則可以選擇該位置用于將該管固定?？商娲鼗虼送?，通過將平面光襯底11和管13分別彼此進(jìn)行移動(步驟44)和重復(fù)光傳輸和測量(步驟43)來針對多個位置測量光傳輸。為此，可以應(yīng)用智能掃描算法以控制平面光襯底11和管13分別彼此的移動，其中在移動過程中和/或在多個對應(yīng)位置處測量光傳輸。這種算法可以由來自所感測的光傳輸?shù)姆答亖砜刂?。例如，顯示增加的光傳輸?shù)囊苿臃较蚶^續(xù)，而如果移動減少了光傳輸，則取消該移動并且將系統(tǒng)返回至上一個位置。
[0051]在該多個對應(yīng)位置之間，可以選擇一個具有在該預(yù)定義閾值(例如，比測試位置的75%或更多更低的損耗或更高的功率強(qiáng)度)以上的所測量的光傳輸特性的、或在多個測試位置之間甚至最低損耗或最高功率強(qiáng)度的位置用于固定。有時，所選擇的位置是一個在一個預(yù)定義閾值以上并且在多個測試位置之間具有最低損耗或最高功率兩種情況的位置，選擇該位置(步驟45)。
[0052]一旦選擇了對準(zhǔn)位置，管13可以在界面30固定到平面光襯底11 (見步驟46和圖3D)。當(dāng)選擇其中管13遠(yuǎn)離平面光襯底11并且光纖31的尖端311與邊緣表面111接觸的位置時，可以沿著光纖31的套管移動該管，從而使得該管將與平面光襯底11的邊緣表面111對接接觸，并且然后例如通過將光纖31的套管牢固地與平面光襯底11保持在一起而在那兒被保持就位用于固定。
[0053]此固定可以通過本領(lǐng)域內(nèi)任何已知的方法來執(zhí)行，包括例如應(yīng)用也被稱為結(jié)合劑的粘合劑。結(jié)合劑的一個示例是紫外光固化粘合劑。粘合劑可以是例如具有液相的粘合劑。該液體可以按照圖3D中的箭頭方向131應(yīng)用于界面30。當(dāng)將粘合劑沉積在界面中后，可以使用紫外光固化粘合劑一段希望的時間段(例如，直到固化完成)。在某些實施例中可能有用的可商購的粘合劑的非限制性示例為OPTIDYNETM UV1100 (由大金(Daikin)公司生產(chǎn))。一旦管13被固定到邊緣表面111上，就可以移除套管和光纖31。一旦被移除，可以在附加附接過程中重復(fù)使用此套管和光纖31。
[0054]可以希望確保邊緣表面111在孔121周圍的和在管13的管腔14的截面內(nèi)的區(qū)域?qū)]有粘合劑。一種控制粘合劑的位置的方法是通過利用管的表面區(qū)域在邊緣表面15處的粗糙度。在管的制造過程中，有時通過激光鉆孔方法對此表面進(jìn)行切塊。通過避免此表面拋光或通過避免大面積拋光，該表面可以保持粗糙。表面15處的此粗糙度可以具有一個例如在5與15 μ m之間、或在8與12 μ m之間或約10 μ m的粗糙度指數(shù)。
[0055]通過選擇具有合適粘度的粘合劑和(可選地)選擇所應(yīng)用的量，可以確保所應(yīng)用的粘合劑將變得僅(或主要)位于如圖3D中的箭頭所描繪的界面30內(nèi)。該合適的粘度可以是與管的邊緣表面的粗糙度程度相匹配的粘度，從而使得粘合劑被拉成(例如，通過毛細(xì)管作用)在管的邊緣表面與襯底的邊緣表面之間并且基本上僅在其之間流動。
[0056]在非常低的粘度情況下，粘合劑可能向下流動并且覆蓋邊緣表面111的在管腔14的截面內(nèi)的部分(或甚至覆蓋孔121)，由此妨礙連接至耦合管13的光纖與波導(dǎo)12的高效光耦合。使用具有太高粘度的粘合劑會防止粘合劑流動填充界面30的大部分。應(yīng)指出的是，如果管的粗糙度與粘合劑的粘度匹配，則有時可以觀察到毛細(xì)管效應(yīng)允許粘合劑被拉到界面內(nèi)。對于某些應(yīng)用而言，當(dāng)應(yīng)用時，200-300mPa.s之間的粘合劑粘度會是合適的。預(yù)先確定的粘合劑量可以被不精確地測量(例如，直徑為約ΙΟΟμπι的一滴或微滴)或設(shè)置成在0.5.10_4 μ 1-5.10_4 μ I的范圍內(nèi)或為約1.6.10_4 μ I (例如，由粘合劑分配器精確地提供)。在某些情況下，如果粘度太高，則粘合劑可能不分別流入和填充粗糙管表面15與平面光襯底11盒支撐襯底16的邊緣表面111和161之間的空間，同時太高的粘度會引起粘合劑流入邊緣表面111和161的在管13的截面的圓周內(nèi)的部分。
[0057]現(xiàn)在注意圖5，示意性地描繪了用于為PLC提供耦合管的系統(tǒng)500。如圖5中看到的，支撐構(gòu)件51 (例如，被配置成用于固定光襯底的夾具)保持著平面光襯底11。光纖31被定位在其中的管13由支撐構(gòu)件52(例如，被配置成用于對管進(jìn)行固定的夾具)保持。支撐構(gòu)件51和支撐構(gòu)件52中的一個或多個相對于彼此是可移動的，從而使得平面光襯底11和管13可以分別彼此定位在一個或多個位置上。此移動可以手動地執(zhí)行或由控制器54控制。當(dāng)定位在對準(zhǔn)位置上時，光纖31和波導(dǎo)12允許光在尖端‘a(chǎn)’與尖端‘b’之間傳輸。
[0058]然后，光源55用于將在尖端‘a(chǎn)’或尖端‘b’其中之一引導(dǎo)光，并且傳感器56定位在另一個尖端附近以測量所傳輸?shù)墓?。此信息用于測量這些尖端之間的光傳輸特性。所測量的特性可以是對評估光纖與波導(dǎo)之間的光傳輸?shù)男视杏玫娜魏翁匦裕ɡ绻β蕪?qiáng)度和損耗。
[0059]基于在平面光襯底11和管13的一個或多個不同對應(yīng)位置處的此測量，選擇一個用于將管固定到襯底上的位置，基本上如以上方法所詳述的那樣。支撐構(gòu)件51和/或52的移動和/或用于固定的位置的選擇可以由讀取系統(tǒng)的輸出的操作員手動地執(zhí)行或由控制器54自動命令。
[0060]一旦選擇了位置，可以致動分配器57以將所測量的粘合劑量沉積在界面30處。當(dāng)粘合劑在界面的所希望的位置上時，紫外光58用于固化粘合劑，由此將管固定到平面光襯底11上。這些步驟還可以手動地執(zhí)行和/或由控制器54控制。
[0061 ] 在本申請的說明書和權(quán)利要求書中，每個動詞“包括(comprise) ”、“包括(include) ”和“具有(have) ”、及其同源詞用于指示動詞的一個或多個賓語不一定是動詞的一個或多個主語的組件、元件或部件的完整列舉。
[0062]在討論中，除非另行說明，否則如對本發(fā)明的實施例的一個或多個特征的條件或關(guān)系特征進(jìn)行修飾的“基本上(substantially) ”、“基本上(essentially) ”和“大約(about) ”形容詞應(yīng)被理解成是指條件或特征被限定在對其所針對的應(yīng)用的實施例的操作而言可接受的公差內(nèi)。
[0063]以示例的方式提供本申請中的本發(fā)明的實施例的描述并且其不旨在限制本發(fā)明的實施例的范圍。所描述的實施例包括不同的特征，本發(fā)明的全部實施例中并不需要這些特征中的全部特征。某些實施例僅利用了這些特征中的某些特征或這些特征的可能組合。本領(lǐng)域的人員將想到所描述的本發(fā)明的實施例、以及本發(fā)明的包括所述實施例中所指出的不同特征組合的實施例的變化。本發(fā)明的范圍僅受到權(quán)利要求書的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種平面光波導(dǎo)(PLC)，包括: 一個平面光襯底，具有一個邊緣表面并且包括一個光波導(dǎo)，該光波導(dǎo)具有一個位于該邊緣表面上的光孔；以及 一個管，被形成為具有一個尺寸被限定為用于接收一個光纖套管的管腔和一個被固定到該襯底邊緣表面上的邊緣表面，從而使得該管腔在該管的該邊緣表面處的一個截面與該光孔對準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的PLC，其中，該管的該邊緣表面具有一個粗糙度，其特征在于一個在5 μ m與15 μ m之間的粗糙度指數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的PLC，其中，該粗糙度指數(shù)為約10μ m。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的PLC，其中，該管通過一種粘合劑被固定到該平面光襯底的該邊緣表面上，該粘合劑在應(yīng)用時具有一個與該管的該邊緣表面的粗糙度相匹配的粘度。
5.如權(quán)利要求2所述的PLC，其中，該匹配的粘度在200-300mPa.s之間。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的PLC，其中，該管通過一種粘合劑被固定到該平面光襯底的該邊緣表面上，從而使得該平面光襯底的該邊緣表面的在該管的管腔的該截面內(nèi)的并且與該光孔相鄰的至少一部分基本上沒有該粘合劑。
7.如權(quán)利要求6所述的PLC，其中，該平面光襯底在該管的管腔的該截面內(nèi)的并且與該光孔相鄰的該邊緣表面基本上沒有該粘合劑。
8.如以上權(quán)利要求中任一項所述的PLC，并且包括一個支撐襯底，該支撐襯底附接到該平面光襯底上，從而使得該支撐襯底的一個邊緣表面形成該平面光襯底的該邊緣表面的一個延伸。
9.如權(quán)利要求8所述的PLC，其中，該管被固定到該支撐襯底的該邊緣表面上。
10.一種用于將光連接器耦合到平面光波導(dǎo)(PLC)上的方法，該平面光波導(dǎo)包括一個光襯底，該光襯底具有一個邊緣表面和一個該邊緣表面上的光孔，該方法包括: 提供一個管，該管被形成為具有一個尺寸被限定為用于接收一個光纖套管的管腔； 將該管和該平面光襯底分別彼此定位在一個對準(zhǔn)位置，其中，該管的一個邊緣表面面向該平面光襯底的該邊緣表面，從而使得該管腔的在該管的該邊緣表面處的一個截面與該光孔對準(zhǔn)；以及 在該對準(zhǔn)位置處將該管固定到該邊緣表面上。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，提供一個平面光襯底包括將一個支撐襯底附接到該平面光襯底上，從而使得該支撐襯底的一個邊緣表面形成該平面光襯底的該邊緣表面的一個延伸。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，在該對準(zhǔn)位置處將該管固定到該平面光襯底的該邊緣表面上包括將一種粘合劑應(yīng)用于該管與該平面光襯底的該邊緣表面之間的一個界面區(qū)，其中，該粘合劑具有一個與該管的該邊緣表面在該界面區(qū)的粗糙度相匹配的粘度，從而使得當(dāng)將該粘合劑應(yīng)用于該界面區(qū)時，該粘合劑被拉入到該界面區(qū)內(nèi)。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，當(dāng)被應(yīng)用時，該粘合劑具有一個在200-300mPa-s之間的粘度。
14.如權(quán)利要求10至13中任一項所述的方法，其中，將該管與該平面光襯底分別彼此定位在一個對準(zhǔn)位置包括: 將一個具有一個光纖套管的光纖定位在該管的該管腔內(nèi)； 將該管和平面光襯底分別彼此放置在一個或多個位置處，其中，該套管的一個尖端與該平面光襯底的該邊緣表面中的該光孔對準(zhǔn)；以及 將光引導(dǎo)通過該光纖和波導(dǎo)的一端到達(dá)另一端并且針對該一個或多個位置中的每個位置測量到另一端的一種光傳輸特性。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，將該管與該平面光襯底分別彼此定位在一個對準(zhǔn)位置包括根據(jù)所測量的光傳輸特性在該多個位置之間選擇一個位置。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所選擇的位置為一個被測量到具有大于一個預(yù)定義值的所測量的光傳輸特性的位置。
17.如權(quán)利要求15或權(quán)利要求16所述的方法，其中，該光傳輸特性是功率強(qiáng)度，并且所選擇的位置是一個被測量到具有比測量該光傳輸特性所在的位置中的至少75%中每個位置更大的一個功率強(qiáng)度的位置。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，將該管與該平面光襯底分別彼此定位在多個位置上包括根據(jù)一種算法分別彼此對它們進(jìn)行移動，該算法被設(shè)計成用于選擇一個被測量到具有比多個測量位置中的每個位置更大的一個光強(qiáng)度的位置。
19.如權(quán)利要求1 1中任一項所述的方法，其中，所述平面光襯底測量在垂直于該平面光襯底的平面表面的至少一個截面中在0.5mm與2mm之間。
20.如權(quán)利要求10至19中任一項所述的方法，其中，在該對準(zhǔn)位置將該管固定到該邊緣表面上后，該P(yáng)LC被配置成用于允許通過該管使一根光纖容易附接至該波導(dǎo)和容易與其分離中的至少一項。
【文檔編號】G02B6/42GK104204882SQ201280067966
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月27日
【發(fā)明者】大衛(wèi)·布魯克斯, 羅迪·格林貝格, 埃里·阿拉德 申請人:科勒奇普（以色列）有限公司