專利名稱：波導管連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于把至少一個安裝在底板上的波導管和至少一個光學裝置對準并進行機械連接的方法和裝置。
由設(shè)置在剛性的或柔性的底板上的光波導管進行光的傳輸時遇到不少困難。例如，一個困難存在于在以簡單而廉價的方式把光學裝置和波導管相連的過程中。此時要求把光學裝置的端面以高的精度和波導管相連。
JP 1-232 307披露了一種用于使光波導管和光纖相連的裝置。在這種情況下，波導管和光纖借助于兩個相互套連的元件相互連接。波導管被牢固地安裝在所述一個元件上，而光纖被牢固地安裝在另一個元件上。借助于這樣的事實，即在一個元件中提供導向孔并在相應(yīng)的元件上提供接收導向銷，并使導向孔略大于導向銷本身，使光纖和波導管相互面對的端面被相互對準。這用于使端面相互對準，例如達到使光信號的衰減盡可能小的目的。然而這種方法要求波導管和連接器被整體地制造。換句話說，被設(shè)置在一個扁的底板上的波導管不能利用這種已有技術(shù)和光纖連接。
十分需要使光能夠被引導進入與導出被設(shè)置在扁底板上的光波導管。為了使光被引入與導出波導管，波導管借助于光學器件相互連接。光波導管和光學器件之間的接頭是非常敏感的部分。在對準時的最小的誤差，在波導管和光學器件之間的角度或其間的間隙都對光的強度有明顯的削弱作用。
在把波導管和光纖相連時遇到的主要問題包括使各個光纖和波導管相互對準并得到其間的“密封”的連接。對準可以例如通過借助于光學設(shè)備確定對準的最佳點而被積極地實現(xiàn)。
本發(fā)明旨在通過使包括對準元件的波導管連接器和安裝在底板上的光波導管對準來解決上述問題。在波導管連接器上的對準元件裝配到在底板上的相應(yīng)的對準元件中。具有MT交界面的光學器件可被連接于波導管連接器。
波導管連接器也可以具有導向柱，其可適用于裝配在波導管附近的底板中提供的孔或槽中。此外，波導管可被置于一舌狀物上，使得所述導向柱圍繞著舌狀物。用于使波導管連接器以6個自由度(3個坐標，3個角度)和波導管對準的元件例如可以呈錐形或球形。在底板上的相應(yīng)的對準元件可以和在波導管連接器上的對準元件相反。不過，這不是本發(fā)明的要求，因為要被滿足的唯一的準則是對準元件應(yīng)該相互配合并提供在底板上的波導管連接器的滿意的對準。
可以通過搖晃使機械對準元件裝配在一起。在波導管連接器被置于底板上之后，把波導管連接器搖晃使其處于底板安裝的對準元件和波導管連接器相互咬合的位置。導向柱用于使波導管連接器位于對準元件附近。導向柱阻止這搖晃運動干擾波導管連接器的位置。
本發(fā)明的目的在于簡化底板承載的光波導管對光學器件的連接。本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，在底板上的波導管連接器的對準可被鈍態(tài)地實現(xiàn)。
另一個優(yōu)點在于，波導管連接器可借助于垂直移動而被置于底板上。這使得裝配機器人能夠被編程用于把波導管置于底板上，這又使得整個定位工序，在底板上對準并固定波導管的操作自動化。


圖1是本發(fā)明的波導管連接器和放置在底板上的波導管的透視圖；圖2從連接側(cè)說明圖1中的波導管連接器和波導管承載底板；圖3是圖1的波導管連接器上的對準元件和底板的放大圖；圖4從下面說明圖1的波導管連接器；圖5是波導管連接器的另一個實施例；圖6是本發(fā)明的波導管連接器和放置在舌狀底板上的波導管的透視圖；圖7說明MT交界面軸線關(guān)系x，y，z，和角度a，b，c。
圖1說明波導管連接器1的一個示例的實施例，其具有設(shè)置在底板10上的多個波導管15，在本實施例中，波導管連接器1呈U形。在波導管連接器1上的兩個懸掛的導向柱7和底板10上的兩個孔或槽16配合。波導管15位于導向柱7之間的底板表面上。如圖6所示，另外導向柱也可以位于承載波導管15的舌狀物17的上方。
用于使波導管連接器1相對于底板承載的波導管15對準的對準元件2，4被提供在波導管連接器1的兩個導向柱7之間。如圖2所示，這些對準元件的部分可以位于波導管15和底板孔16之間，在底板孔中接收U形的波導管連接器1的導向柱7。對準元件2，4可以是錐形的或球形的或可以具有V形槽的形狀；見圖3和圖4。當在波導管連接器上的對準元件具有槽，球或錐形的形狀時，底板承載的對準元件可以是和槽，球以及錐形相反的形狀，即可以具有槽形，凹球形或向內(nèi)延伸的錐形形狀。例如，如果在波導管連接器上的對準元件是錐形的，則底板承載的對準元件可以具有矩形槽的形狀。在這后一方面，唯一需要滿足的要求是，錐形的邊沿或側(cè)邊和矩形槽的邊沿相鄰接，使得實現(xiàn)在X方向和Y方向上的穩(wěn)定性。對準元件2，4也可以有助于沿Z方向的對準，雖然沿這方向的對準主要通過下面要詳細說明的支撐3的媒介實現(xiàn)。
對準元件被這樣設(shè)置，使得波導管連接器1的MT交界面以3個角度a，b，c和波導管的中心線相交，如圖7所示。這3個角度關(guān)于3個軸線對稱。角a相當于相對于沿波導方向的軸線的角。角b和角c相當于和波導方向的縱軸x成90°的角。光學器件的MT交界面限定關(guān)于角a，b，和c的補角a’，b’，和c’。當波導管連接器和光學器件連在一起時，它們將相互對準。這些關(guān)于兩個接觸面的角度的準則對于確保除去在單個切口中被切除的任何部分之外，兩個表面也將平衡地配合在一起是有幫助的。為了消除在兩個部件之間的接頭處的光信號的向后反射，至少角a，b，或c中的一個應(yīng)是不為0°的角。這種接觸表面相互之間的傾斜意味著信號不會向后反射，但在周邊會漏出。
對準元件的一部分確保波導管連接器沿x方向被正確地定位，而另一部分確保波導管連接器1沿y方向被正確地定位。
對準元件可以位于波導管連接器的可以和底板實現(xiàn)接觸的表面上的任何位置，并且反之亦然。對準元件最好放置在靠近波導管的一側(cè)，但是這無助于阻止對準元件被置于所述波導管之間。
圖5表示波導管連接器的另一個實施例，其中在其各個側(cè)面附加地設(shè)置有法蘭8，可以把對準元件放置在附加的法蘭上。
這樣，波導管連接器具有和底板上的相應(yīng)的對準元件咬合或接合對準元件。這些對準元件可以聚合物材料或陶瓷材料制成。為了防止在裝配波導管連接器時破壞底板承載的對準元件，可以在對準元件2的側(cè)面提供附加的支撐3。支撐3用于在波導管連接器上的對準元件被搖晃而和底板承載的對準元件實現(xiàn)接合時阻止槽形的底板承載的對準元件2破裂。不過，支撐3的主要功能是確保波導管連接器1被正確地沿z方向定位。當和所有的支撐3鄰接的表面處于同一高度時，在制造時使支撐相對于波導管連接器上的平面具有相同的長度，從而使波導管連接器沿z方向?qū)?。不過，由于缺少空間可能使得在底板的其高度和其它鄰接點不同的位置上需要設(shè)置一些支撐。不過，當這高度差已知時，這種需要不成問題。這時可以使這支撐的高度精確地適應(yīng)于所述差值，使得波導管連接器被沿z方向正確地定位。
為了確保MT器件和波導管連接器1很好地連接，可能需要切下波導管連接器和底板的外端部，然后拋光被切的表面，使得獲得合適形狀的光滑的表面。波導管連接器包括導向孔5，例如用于MT器件。
對準元件也可以設(shè)計成球形的，波導管連接器或者具有球形的凹槽或者具有球形的凸起，并且底板具有相應(yīng)的凹槽或凸起。在上述較早的情況下，在對準元件的各種形狀之間的精確的對應(yīng)不是本發(fā)明的要求。如上所述，在這方面的主要準則在于對準元件相互配合，并提供在x方向和y方向的穩(wěn)定性并沿z方向?qū)省?br> 波導管連接器可以用用于塑料密封的標準材料擠壓成型，或由某些合適的材料利用注模工藝制成。
波導管連接器在被置于底板上之后，可以用若干不同的方法固定在底板上。一種可用的方法是在波導管連接器上提供孔9，并通過該孔在波導管的頂部例如注入黏膠。在波導管連接器和底板承載的波導管之間有一空間，該空間可通過波導管連接器中的孔用黏膠充滿，從而把波導管連接器固定在底板上。
把波導管連接器置于底板上的預(yù)定位置的一種方法可以借助于編程的機器人實現(xiàn)，機器人在一個箱子中抓起波導管連接器，然后將其向底板移動，最后把在所述器件上的導向柱放入在底板上為其提供的孔中，或?qū)⑵渲糜谏酄钗锏纳戏?。然后，使底板處于在波導管連接器被定位之后進行運動的振動器或晃動器上。這晃動運動確保在波導管連接器上的對準元件和底板相互咬合或接合?；蝿舆\動的振幅和頻率和對準元件的大小相適應(yīng)。不過，因為波導管連接器的導向柱嵌入一個舌狀件或向下伸人底板孔中而不會完全錯位。
權(quán)利要求
1一種使用于在至少一個底板承載的波導管和至少一個光學器件之間進行物理連接的波導管連接器對準的方法，其特征在于，把波導管連接器置于多個底板承載的波導管附近；以及晃動底板，使得和波導管連接器上的對準元件和底板上的相應(yīng)的對準元件相互接合。
2一種包括至少一個波導管連接器(1)和至少一個底板(10)的用于在設(shè)置在底板(10)上的 一個或幾個波導管(15)和一個或幾個光學器件之間進行物理連接的裝置，其特征在于，波導管連接器(1)包括和底板(10)上設(shè)置的相應(yīng)的對準元件配合的對準元件(2，4)。
3如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，在波導管連接器(1)上的連接表面和波導管(15)的縱軸限定一個角度a，并相對于均垂直于波導管的縱軸并且相互垂直的兩個軸線限定角度b和c；以及至少一個光學器件限定相應(yīng)的補角a’，b’，c’。
4如權(quán)利要求2-3任何一個所述的裝置，其特征在于，波導管連接器(1)包括至少一個導向柱(7)；底板(10)包括至少一個孔(16)，用于接收在波導管連接器(1)上的導向柱(7)。
5如權(quán)利要求2-3任何一個所述的裝置，其特征在于，波導管連接器(1)包括至少兩個導向柱(7)；底板包括至少一個相應(yīng)地適配于在波導管連接器(1)上的導向柱(7)的舌狀件(17)。
6如權(quán)利要求2-5任何一個所述的裝置，其特征在于，在波導管連接器(1)上的對準元件(2，4)和在底板(10)上的對準元件處于其可以相互接觸的位置。
7如權(quán)利要求2-6任何一個所述的裝置，其特征在于，波導管連接器(1)包括導向孔(5)，用于例如接收MT器件。
8如權(quán)利要求2-7任何一個所述的裝置，其特征在于，波導管連接器(1)包括至少一個在波導管(15)上方的貫通孔(9)，所述貫通孔用于注入黏膠，以便把波導管連接器固定在例如底板上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于使和至少一個具有至少一個波導管(15)的光學器件進行物理連接的波導管連接器(1)對準的方法和裝置,所述裝置包括波導管連接器(1),和底板(10),在底板上設(shè)置有波導管(15)。波導管連接器(1)和底板(10)包括對準元件(2,4)。這些對準元件(2,4)可通過晃動而相互接合。對準元件被如此設(shè)置,使得當具有MT交界面的光學裝置和波導管連接器(1)進行連接時,波導管(15)和光學器件將相互接合。
文檔編號G02B6/42GK1209203SQ96199909
公開日1999年2月24日 申請日期1996年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月19日
發(fā)明者M·羅伯森, P·艾力克森, K·恩伯格, P·羅庫列佐 申請人:艾利森電話股份有限公司