本發明涉及一種光纖陣列和光學模塊的連接結構。

背景技術：

在日本未審專利申請公報no.2006-3818和2006-259590中描述一些傳統的連接結構。這些連接結構均包括光導和光學模塊。光學模塊包括基座、反射鏡和轉換器。基座的端部設置有凹部。光導的端部被固定地接納在凹部中。轉換器是光電轉換器或電光轉換器。轉換器安裝在基座的凹部附近，從而面對位于凹部的后部的反射鏡。反射鏡將從光導的端部發射的光學信號反射到轉換器上和/或將光學信號從轉換器反射到光導的端部。

技術實現要素：

技術問題

近來的需要是方便光纖陣列和光學模塊的轉換器之間的光學連接。在用于這種連接的典型方法中，將光纖的覆蓋有塑料部分的端部剝離以露出端部，然后將這些端部光學地連接至對應的轉換器。這種剝離對于剝離光纖的覆蓋有塑料部分的端部并將端部露出來說非常不方便。將光纖的端部一個一個地光學連接至轉換器也非常不方便。

鑒于上述情形設計了本發明，并且本發明提供了一種光纖陣列和光學模塊的連接結構，其中多個光纖可容易地連接至光學模塊的多個轉換器。

解決問題的方案

本發明的一個方面的連接結構包括光學模塊和光纖陣列。該光學模塊包括基座和多個轉換器。該基座具有第一面，該第一面具有凹部。該凹部在第一方向和第二方向上延伸，并且通向所述第一方向上的至少一側。所述第二方向正交于所述第一方向。轉換器均為光電轉換器或電光轉換器，并且它們沿著所述第二方向彼此并列地布置在所述基座處。所述光纖陣列包括塑料部分以及多個光纖。所述光纖均具有第一端部。所述光纖的第一端部沿著所述第二方向彼此并列地布置并且覆蓋有所述塑料部分。所述第一端部在覆蓋有所述塑料部分時固定地定位在所述基座的凹部中并且光學地連接至對應的轉換器。

在該方面的連接結構中，多個光纖可容易地連接至多個轉換器。具體地說，所述光纖的第一端部在覆蓋有塑料部分時一次光學連接至轉換器。

所述凹部可以通向第三方向上的一側。所述第三方向可以優選地正交于所述第一和第二方向。所述基座可以為si基板或soi基板。在該方面的連接結構中，由于所述基座為si基板或soi基板，所以可以通過蝕刻或任何其他合適的工藝容易地將所述凹部精確地形成在所述基座中。

所述基座可以進一步包括凹槽或可以不包括凹槽。如果設置，則所述凹槽可以優選地在所述基座的所述第一面中相對于所述凹部定位在所述第一方向上的另一側。所述凹槽可以優選地在所述第二方向上延伸從而與所述凹部連通并通向所述第三方向上的一側。

所述凹槽可以包括位于所述第一方向上的另一側的壁。如果省略所述凹槽，則所述凹部可以具有位于所述第一方向上的另一側的壁。在這些情況下，轉換器優選相對于所述壁位于第三方向上的一側。

所述光學模塊可以進一步包括位于所述壁上的反射鏡。所述反射鏡可以優選地傾斜或彎曲，從而使得所述光纖的第一端部經由所述反射鏡光學地連接至對應的轉換器。

所述凹部可以具有底部。所述反射鏡還可以在所述凹部的底部的第一方向上的另一側的一部分上延伸。

附圖說明

圖1a是根據本發明的一個實施方式的光線陣列和光學模塊的連接結構的示意平面圖。

圖1b是沿著圖1a的線1b-1b截取的連接結構的示意性端視圖。

圖2a是連接結構的光學模塊的基座、反射鏡和電極的示意性平面圖。

圖2b是連接結構的光學模塊的基座、反射鏡和電極的示意性側視圖。

附圖標記列表

s：連接結構

100：光纖陣列

110：光纖

111：第一端部

120：塑料部分

m：光學模塊

200：基座

201：第一面

210：凹部

220：凹槽

221：壁

222：壁

300：轉換器

400：反射鏡

500：模塊板

具體實施方式

下面將參照圖1a至圖2b描述本發明的一個實施方式的連接結構s。連接結構s包括第一光學模塊m和光纖陣列100，第一光學模塊m可以簡單地稱為光學模塊m。圖1a至圖2b僅僅例示了光纖陣列100的第一端部。圖1a和圖1b中所示的y-y’方向對應權利要求中的第一方向。該y-y’方向包括對應于第一方向上的一側的y方向和對應于第一方向上的另一側的y’方向。圖1b中的x-x’方向對應于權利要求中的第二方向。x-x’方向還對應于光纖陣列100的(將要描述的)多個光纖110所布置的方向。x-x’方向正交于y-y’方向。圖1a和圖1b中所示的z-z’方向對應于權利要求中的第三方向，并且還對應于光纖陣列100的厚度方向。z-z’方向正交于x-x’方向和y-y’方向。z-z’方向包括對應于第三方向上的一側的z方向和對應于第三方向上的另一側的z’方向。

光纖陣列100(光纖帶)包括上述的光纖110和塑料部分120。光纖陣列100可以包括例如2、3、4、8、12、16、24、32、40、48或64個光纖110。圖1a至圖1b示出了四個光纖110。光纖110均具有光路(芯部)和覆蓋光路的覆層。光纖110均具有第一端部111。光纖110，至少其第一端部111，可以優選沿著x-x’方向彼此并列地布置。整個光纖110(包括第一端部111)可以沿著x-x’方向彼此并列地布置。塑料部分120由可光固化樹脂或其它聚合物制成。塑料部分120至少共同覆蓋第一端部111。塑料部分120可以將整個光纖110(包括第一端部111)共同覆蓋。在這種情況下，將第一端部111的端面從塑料部分120露出來，從而將第一端部111的光路(芯部)從塑料部件120露出來。

光學模塊m包括基座200。基座200可以是金屬板、塑料板、硅(si)板或絕緣硅(soi)基板。基座200包括具有凹部210的第一面201。第一面201為基座200的z方向側。凹部210設置在基座200的第一面201中。凹部210是在y-y’和x-x’方向上延伸的矩形凹部。凹部210具有底部(位于z’方向側的面)，該底部可以是平坦的。凹部210可以在y方向上敞開。凹部210可以在y方向和z方向上敞開，如圖1a至圖2b所示。在該實施方式中，第一面201包括位于凹部210的x方向和x’方向側的邊緣(下文分別稱為第一邊緣和第二邊緣)。

凹部210具有與光纖陣列100的x-x’方向尺寸對應的x-x’方向尺寸。例如，凹部210的x-x’方向尺寸基本相同于或略微大于光纖陣列100的x-x’方向尺寸。這種尺寸關系允許光纖110的第一端部111在覆蓋有塑料部分120時固定地定位在凹部210內。換言之，光纖陣列100的第一端部可以固定地定位在凹部210內。例如，光纖陣列100的第一端部可以利用已知粘合裝置諸如粘合劑或雙面膠帶固定地定位在凹部210內部。另選地，光纖陣列100的第一端部可以裝配在凹部210中。

凹部210進一步具有位于x方向側和x’方向側的壁。凹部210的x方向側的壁可以以x’和z’方向上的傾角或曲線或者垂直于凹部210的底部從第一面201的第一邊緣延伸至凹部210的底部。凹部210的x’方向側壁可以以以在x和z’方向上的傾角或曲線或者垂直于凹部210的底部從第一面210的第二邊緣延伸到凹部210的底部。

凹部210的尺寸可以具有任何z-z’方向尺寸或可以對應于光纖陣列100的z-z’方向尺寸。例如，凹部210的z-z’方向尺寸可以基本相同于或略微大于光纖陣列100的z-z’方向尺寸。

如果基座200為si基板或soi基板，則凹部210可以以如下方式中的一種方式形成在基座200的第一面201中。將抗蝕膜施加到基座200的第一面201上，并且與凹部210的輪廓對應地對抗蝕膜進行構圖。然后，在從圖案露出的部分處對基座200進行蝕刻。之后，將抗蝕膜去除。凹部210因而形成在基座200的第一面201中。另選地，可以通過使基座200的第一面201經受激光束加工或其它加工而形成凹部210。

基座200可以進一步包括在基座200的第一面201中、位于凹部210的y’方向側的凹槽220。凹槽220與凹部210連通并在x-x’方向上延伸。凹槽220具有x-x’方向尺寸，該x-x’方向尺寸可以如圖1a至圖2b所示大于凹部210的x-x’方向尺寸，或者可選地小于凹部210的x-x’方向尺寸，或者與凹部210的x-x’尺寸相同。凹槽220具有可以大于、小于或相同于凹部210的z-z’方向尺寸的z-z’方向尺寸。在基座200包括凹槽220的實施方式中，基座200的第一面201具有位于凹槽220的y’方向側和y方向側的邊緣(以下分別稱為第三邊緣和第四邊緣)。在其中基座200不具有凹槽220的實施方式中，第一面201具有位于凹部210的y’方向側的邊緣(以下稱為第五邊緣)。

凹槽220可以具有大體v形的橫截面(如圖1a至圖2b的實施方式中所示)，或者正方形橫截面。凹槽220可以例如使用刀具通過切割過程而形成。另選地，凹槽220可以以與凹部210相同的方式形成。凹槽220可以優選具有位于y’方向側的至少第一壁221，該第一壁221可以簡單地稱為壁221并且對應于權利要求中的凹槽的第一壁。壁221可以優選在y方向和z’方向上傾斜地從第一面201的第三邊緣延伸至凹槽220的底部。凹槽220可以進一步具有位于y方向側的一對第二壁222，該第二壁可以簡單地稱為壁222并且對應于權利要求中的凹槽的一對第二壁。凹部210位于壁222之間。壁222可以在y’方向和z’方向上傾斜地或者垂直于凹部210的底部而從第一面201的第四邊緣延伸至凹槽220的底部。在基座200沒有凹槽220的實施方式中，凹部210可以具有位于y’方向側的壁，該壁可以在y方向和z’方向上傾斜地從第一面201的第五邊緣延伸至凹部210的底部。

光學模塊m可以進一步多個第一轉換器300，第一轉換器300可以簡單地稱為轉換器300。在基座200包括凹槽220的實施方式中，轉換器300可以優選布置在基座200的第一面201上，沿著x-x’方向彼此并列，并且相對于凹槽220位于y’方向側，而相對于壁221位于z方向側，諸如至少面對壁221。在這種情況下，優選的是將電極230連接至設置在基座200的第一面201上的相應轉換器300，從而相對于凹槽220位于y’方向側。在基座200不具有凹槽220并且凹部210的y’方向側的壁如以上所述那樣傾斜的實施方式中，轉換器300可以優選地布置在基座200的第一面201上，沿著x-x’方向彼此并列，相對于凹部210位于y’方向側，并且相對于凹部210的y’方向側壁位于z方向側，從而至少面對該壁。在這種情況下，優選的是將電極230連接至設置在基座200的第一面201上的相應轉換器300，從而使其相對于凹部210位于y’方向側。

轉換器300可以是光電轉換器。光電轉換器為光接收元件(光電檢測器)，諸如光電二極管，該光接收元件被構造成將來自于光纖110的光學信號轉換成電信號并且將電信號輸出到對應的電極230。轉換器300可以是電光轉換器。電光轉換器是發光元件，諸如半導體激光器或發光二極管，該發光元件被構造成將來自于電極230的電信號轉換成光學信號并且將該光學信號發射到對應的光纖110。轉換器300可以是光電轉換器和電光轉換器的任意組合。

光學模塊m可以進一步包括反射鏡400。反射鏡400可以如在圖1a至圖1b的實施方式中一樣至少在凹槽220的壁221上延伸，或者至少在凹部210的y’方向側上延伸。更具體地說，反射鏡400可以是位于凹槽220的壁221上或凹部210的y’方向側壁上的金屬膜，或者是通過對凹槽220的壁221或凹部210的y’方向側壁進行拋光而形成鏡面精整表面。反射鏡400傾斜或彎曲成使得光纖110的第一端部111經由反射鏡400光學地連接至相應的轉換器300。換言之，反射鏡400具有傾斜面或者凹面以將從光纖110的第一端部111的光路發射的光信號反射到轉換器300上，并且/或者將從轉換器300發射的光學信號反射到光纖110的第一端部111的光路上。在這種情況下，該傾斜面或凹面可以分別為凹部210的設置有反射鏡400的壁221或y’方向側壁。在圖1a至圖2b的實施方式中，反射鏡400具有相對于凹部210的底部以45度傾斜的面。為了方便描述，圖1b示出了雙向箭頭來表示被反射鏡400反射的光學信號的方向。

反射鏡400還可以在y方向側壁222上和/或在凹部210的底部的y’方向側的端部上延伸。例如，反射鏡400可以在如下區域1)或2)中的一個內延伸：1)凹槽220的壁221、以及y方向側壁222和凹部210的底部的y’方向側端部中的至少一個；2)凹部210的y’方向側壁、以及y方向側壁222和凹部210的底部的y’方向側端部中的至少一個。

如果采用金屬沉積過程僅在凹槽220的壁221或凹部210的y’方向側壁上將反射鏡400形成為金屬膜(蒸鍍金屬膜)，則用于沉積的掩膜應該具有相對較小開口。這將致使相對較小的面積分配給凹槽220的壁221或凹部210的y’方向側壁上的反射鏡400。如果反射鏡400是通過金屬沉積過程在以上區域1)或2)上形成的金屬膜，則用于沉積的掩膜應該具有相對較大開口。這在給凹槽220的壁221或凹部210的y’方向側壁上的反射鏡400分配相對較大面積時是有利的。

如果將反射鏡400和凹槽220省略，則轉換器300可以布置在基座200內，沿著x-x’方向彼此并列，從而光學地連接至固定地位于凹部210中的光纖110的第一端部11的對應光路。在這種情況下，待連接至相應轉換器30的電極230可以優選地設置在基座200中。

連接結構s可以進一步包括模塊板500。光學模塊m可以優選地安裝在該模塊板500上。更具體地說，光學模塊m的基座200可以優選通過粘合裝置諸如銀膏或導電粘合劑或通過固定裝置諸如螺釘或銷固定到模塊板500上。在這些情況下，基座200上的電極230可以通過基座200中的通孔電極(未示出)連接至模塊板500的導線，或者可以通過連接裝置(未示出)諸如結合線或引腳而連接至模塊板500的導線。

連接結構s可以進一步包括多個轉換電路(未示出)。轉換電路為光電轉換電路和/或電光轉換電路。轉換電路可以優選地設置在模塊板500上或中、基座200的第一面201上或者基座200中。

如果設置，則光電轉換電路經由電極230(以及上述的通孔電極或連接裝置)連接至光電轉換器。光電轉換電路用來處理由光電轉換器從光學信號轉換而來的電信號。如果設置，則電光轉換電路通過電極230(和上述的通孔電極或連接裝置)連接至電光轉換器。電光轉換電路用來將進入電信號轉換成可轉換成光學信號的類型的信號，并且將所轉換的信號輸出到電光轉換器從而使電光轉換器發射光信號。

光電轉換電路和/或電光轉換電路可以省略。如果省略，光電轉換電路和/或電光轉換電路可以優選地設置在例如電路板(未示出)上而不是設置在模塊板500上，并且通過已知的連接裝置諸如電纜或引腳而連接至模塊板500或轉換器300。

光纖陣列100的光纖110均包括位于與第一端部111相反一側的第二端部(未示出)。連接結構s可以進一步包括待連接至光學纖維110的第二端部的第二光學模塊。該第二光學模塊除了如下不同之外可以具有與第一光學模塊m相同的構造。在光纖110的第一端部111光學地連接至光電轉換器的情況下，光纖110的第二端部(覆蓋有塑料部分120)光學地連接至電光轉換器(多個第二轉換器)。在光纖110的第一端部111光學連接至電光轉換器的情況下，光纖110的第二端部(覆蓋有塑料部分120)光學地連接至光電轉換器(多個第二轉換器)。與第一轉換器300一樣，第二光學模塊的第二轉換器可以為電光轉換器、光電轉換器、或電光轉換器和光電轉換器的任意組合。

第二光學模塊可以具有與第一光學模塊m不同的構造。例如，第二光學模塊可以優選包括有待光學地連接至光纖110的第二端部的多個第二轉換器，其中第二端部周圍的塑料部分120被移除以分離第二端部。第二轉換器為電光轉換器、光電轉換器、或電光轉換器和光電轉換器的任意組合。

在圖1a至圖2b中所示的連接結構s中，光纖陣列100可以以如下方式連接至光學模塊m。首先，將光纖陣列100的第一端部從y方向側插入到光學模塊m的基座200的凹部210內。換言之，將光纖陣列100的光纖110的第一端部111(覆蓋有塑料部分120)從y方向側插入光學模塊m的基座200的凹部210內。在插入之后，將光纖110的覆蓋有塑料部分120的第一端部111(即，光纖陣列100的第一端部)固定地定位在凹部210中。此外，經由反射鏡400將光纖110的第一端部111的光路光學地連接至對應的轉換器300。

以上描述的連接結構具有至少如下技術特征。首先，能夠將多個光纖110容易地連接至光學模塊m的對應轉換器300。具體地說，僅僅通過將光纖110的第一端部111(覆蓋有塑料部分120)固定地定位在基座200的凹部210就可以立即實現光纖110的多個第一端部111和多個轉換器300之間的光學連接。

其次，如果光學模塊m包括反射鏡400，則可以將轉換器300高精度地定位在光學模塊m的基座200上。這是因為基座200設置有用于固定地定位光纖110的第一端部111的凹部210、安裝有轉換器300的電極230以及用于將光纖110光學地連接至轉換器300的反射器400。由于該原因，僅僅通過將轉換器300安裝至基座200的第一面201上的電極230從而面對基座200上的反射鏡400，就可以相對于固定地定位在凹部210中的光纖110的第一端部111高精度地固定定位轉換器300。

再次，如果光纖模塊m的基座200為si基板或soi基板，則可以容易地以高精度形成光學模塊m的基座200的凹槽220和凹部210。如上所述，通過施加蝕刻劑和時刻能夠以高精度容易地形成凹部210。通過使用刀具進行切割過程可以在基座200中容易地以高精度形成凹槽220。通過切割過程也可以以期望傾角在基座200中容易地以高精度形成凹槽220的壁221、222。

上述的連接結構不限于以上描述的實施方式，而是可以在權利要求的范圍內以任何方式進行修改。

應該認識到，以上實施方式及其變型的連接結構在上面僅僅是以示例的方式進行了描述。該連接結構的組成元件的材料、形狀、尺寸、數量、布置和其他構造如果能夠執行類似功能則可以以任意方式進行修改。以上描述的實施方式及其變型的構造可以任何可能方式進行組合。本發明的第一方向可以是能夠可移除地將光纖的第一端部插入光學模塊的凹部內的任何方向。本發明的第二方向可以是正交于第一方向并且布置光纖的任何方向。本發明的第三方向可以是正交于第一方向和第二方向的任何方向。