專(zhuān)利名稱(chēng)：連接器插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在波導(dǎo)連接器上布置波導(dǎo)圖案的方法和裝置。
現(xiàn)有技術(shù)短光學(xué)連接(＜100cm)將有可能用于未來(lái)的電子設(shè)備中，這些電子設(shè)備對(duì)傳輸速度有很高的要求(Gbits/sec量級(jí))。在許多應(yīng)用領(lǐng)域中，聚合物光波導(dǎo)具有比基于玻璃光纖的其它解決方案更高的成本效率，尤其是在需要許多密封包裝導(dǎo)體或分支器的場(chǎng)合。
在EP.0,480,618A2中描述了一種用多層聚合物疊層和帶有相應(yīng)于波導(dǎo)圖案的凹凸圖形的壓制工具來(lái)制作波導(dǎo)的方法。多層疊層包括折射率較高的芯部，和折射率比芯部低圍繞著芯部的兩個(gè)外圍層。該多層疊層被放置在適合的底座一側(cè)上，然后用壓制工具在相反一側(cè)壓制，以使凹凸圖形圖案呈浮雕狀地凸出于多層疊層。
上述發(fā)明的缺點(diǎn)是，為了保持接觸，形成浮雕后的波導(dǎo)圖案必須與連接器插座對(duì)準(zhǔn)。
發(fā)明概述在光通信中，經(jīng)常遇到這樣的情況，一條光纖必須被分成多條其它光纖，或者多條光纖必須一起耦合到一條光纖中。在本文中，我們討論的是分束器或合成器形式的光纖連接器。當(dāng)今技術(shù)所存在的問(wèn)題是，當(dāng)光纖連接器被引入到一光學(xué)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，該連接器就變成了幾個(gè)接口。這意味著光波可以在接口處被分化。幾個(gè)分量還可以被引入到并非總是有空間的系統(tǒng)中。
本發(fā)明要解決的是，如何以簡(jiǎn)單、節(jié)省空間和提高成本效率的方式，在連接器插座(connecter body，連接器主體)上布置和對(duì)準(zhǔn)波導(dǎo)圖案，尤其是光分束器或合成器的問(wèn)題。
連接器插座可以是U形，在其連接端可以有一個(gè)MT接口。在該連接器插座的U-形凹口中布置凹凸圖形圖案，以形成所需的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以是簡(jiǎn)單的波導(dǎo)，分束器或更先進(jìn)的光學(xué)結(jié)構(gòu)。
所以，在連接器插座中，安排有凹凸圖形圖案。有適合的凹凸圖形圖案的連接器插座被用作壓制工具，以在多層疊層中壓出波導(dǎo)來(lái)。制作安排在連接器插座中的所述波導(dǎo)的方法可以為如下將連接器插座放在透明聚合物材料的適當(dāng)多層疊層上；接著將多層疊層放在剛性基座上，之后壓制裝置將連接器插座壓在剛性基礎(chǔ)上，以使連接器插座中的凹凸圖形圖案如浮雕一樣地突進(jìn)到多層疊層中，從而形成波導(dǎo)圖案。壓制工序完成之后，多層疊層留在連接器插座中。
本發(fā)明的目的是以簡(jiǎn)單便宜的方式獲得一種包含光波導(dǎo)圖案的接觸式連接器。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，有波導(dǎo)圖案的接觸式連接器可以在裝配線(xiàn)上進(jìn)行生產(chǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，不需要任何單獨(dú)的壓花工具。
本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，該接觸式連接器可以提供MT-接口。
本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，不必進(jìn)行后續(xù)的波導(dǎo)與連接器之間的相對(duì)調(diào)節(jié)。
現(xiàn)在將借助于優(yōu)選的實(shí)施例并參考附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。


圖1a從連接端表示出了連接器插座一個(gè)實(shí)施例的實(shí)例，該連接器插座包括一個(gè)位于多層疊層上面的凹凸圖形壓花圖案。
圖1b從連接端表示出了與圖1a相同的連接器插座一個(gè)實(shí)施例的實(shí)例，其中該連接器插座已經(jīng)與多層疊層壓在一起了。
圖2a從側(cè)面表示了包括多層疊層的連接器插座，和用于對(duì)連接器插座中的多層疊層壓花的壓制工具。
圖2b從側(cè)面表示了具有經(jīng)上述壓制工具壓花后的多層疊層的連接器插座。
圖3a從側(cè)面表示了包括凹凸圖形圖案的連接器插座，和具有凹凸圖形圖案的壓制工具，該工具用于對(duì)放置在連接插座與壓制工具之間的多層疊層壓花。
圖3b表示了包含壓花多層疊層的連接器插座。
圖4a表示了三層透明聚合物材料的疊層。
圖4b表示了折射率對(duì)圖4a所述疊層厚度的函數(shù)。
圖5a表示了五層透明聚合物材料的疊層。
圖5b表示了折射率對(duì)圖5a所述疊層厚度的函數(shù)。
圖6a表示了有折射率梯度的疊層。
圖6b表示了折射率對(duì)圖6a所述疊層厚度的函數(shù)。
圖7表示了包括光學(xué)圖案的連接器插座的透視圖。
優(yōu)選實(shí)施例圖1a表示了連接器插座1一個(gè)實(shí)施例的實(shí)例，它包括一個(gè)凹凸圖形圖案40。所述的凹凸圖形圖案40被安置在連接器插座1的支腿2之間的平表面4上。通過(guò)壓制或擠壓步驟，具有構(gòu)成光學(xué)圖案之結(jié)構(gòu)的凹凸圖形圖案40，浮雕般地突出于例如疊層結(jié)構(gòu)20上，該疊層結(jié)構(gòu)20例如由可塑的熱塑性材料，可塑塑料或粘性可塑材料制成。高折射率的材料處于疊層材料20的中間。疊層結(jié)構(gòu)可以由多于三層或有梯度折射率的一層構(gòu)成，但是要求高折射率材料(“芯”)由低折射率材料(“包層”)包圍。圖1b表示具有壓出光波導(dǎo)圖案的連接器插座。
圖2a表示了一種具有位于支腿2之間的透明聚合物多層疊層的連接器插座1。實(shí)際如上所述，疊層包括至少一個(gè)高折射率材料的中間層和至少兩個(gè)低折射率材料的外層。用壓制工具60，將多層疊層20被直接壓花在連接器插座1中。壓制工具60包括對(duì)應(yīng)于所需波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的凹凸圖形圖案40。壓制工具60將多層疊層20一起壓到連接器插座中，以使凹凸圖形圖案40浮雕樣突進(jìn)多層疊層20中，以形成波導(dǎo)圖案。
圖3a表示了一個(gè)包含凹凸圖形圖案40的連接器插座1，和包括凹凸圖形圖案40的壓制工具60。多層疊層20被安排在工具60與連接器插座1之間。連接器插座1和壓制工具60壓在一起，且凹凸圖形圖案40浮雕般地突進(jìn)到多層疊層30，以形成波導(dǎo)圖案。
圖4-6中表示了另外的原始疊層。圖4a表示了包括三層21,25,29的多層疊層20。中間層25具有比外圍層21和29高的折射率。圖4b表示了折射率關(guān)于圖4a所述疊層厚度的函數(shù)。
圖5a表示了包括五層21,22,25,28,29的多層疊層。中間層25具有比外圍層21,22,28,29高的折射率。圖5b表示了折射率關(guān)于圖5a所述疊層厚度的函數(shù)。
圖6a表示了有折射率梯度的一層。其中，該層的中間部分具有比外圍部分高的折射率。圖6b表示了折射率關(guān)于圖6a所述疊層厚度的函數(shù)。
為了壓制之后能將多層疊層20留在連接器插座中，多層疊層20的一側(cè)或者連接器插座1中準(zhǔn)備放多層疊層20的地方，可以完全地或部分地用加固材料固定。該加固材料可以是凝膠。當(dāng)把三層疊層放置在連接器插座1中時(shí)，該疊層的一側(cè)可以是凝膠與包層材料的組合層。所以，該凝膠具有比芯材料低的折射率。
當(dāng)用獨(dú)立的壓制工具直接將波導(dǎo)結(jié)構(gòu)壓入連接器插座中時(shí)(見(jiàn)圖2和3)，可以首先安置與連接器插座相鄰的層，它是凝膠與包層材料相結(jié)合層。然后在所述的凝膠與包層材料組合層上安置一個(gè)兩層的疊層，以使高折射率的層位于凝膠與包層材料組合層之上。兩層疊層的另外一層適宜具有與凝膠和包層材料組合層相似的流動(dòng)特性和相似的折射率。
僅用一個(gè)步驟的方法(壓制，擠壓或壓花步驟)，即可用具有相關(guān)凹凸圖形圖案的波導(dǎo)連接器改變?cè)摨B層形狀，以使其中間層原本可以導(dǎo)光的疊層結(jié)構(gòu)20(所謂埋板式波導(dǎo))在x-y平面內(nèi)具備了波導(dǎo)的圖案，其中所述的x-y平面與波導(dǎo)連接器1上的表面4重合。將疊層20的高度和厚度方向定義為z方向。疊層20的變形必須大到使高折射率的芯材料被壓在一起的程度，其尺寸大到不可能傳導(dǎo)光波，即充分壓花波導(dǎo)箔的截面形成一對(duì)薄的不能泄露出光的芯材料25“末端”31,32。
假設(shè)，被壓花的各層在壓花過(guò)程中有相同的流動(dòng)特性。而且，如果各層之間的流動(dòng)特性(粘彈性，粘性和塑性)加以調(diào)整，則可以得到材料更為優(yōu)化的分布。例如，如果芯材料在壓花過(guò)程中更易流動(dòng)，即，芯材料比外圍的包層材料更容易在x-y平面內(nèi)轉(zhuǎn)移，則末端31或32最端頭的芯材料部分將大大減少。
可壓花的材料可以是熱塑性塑料，固化的塑料，紫外或光固化的塑料，或者它們的組合。但是，在壓花過(guò)程中，材料必須充分地可加工。在壓花之后形狀被固定，根據(jù)本發(fā)明要經(jīng)過(guò)冷卻(熱塑塑料)，經(jīng)過(guò)熱處理(固化的塑料)或經(jīng)過(guò)紫外或光照射(紫外或光固化的塑料)或它們的組合，而得到波導(dǎo)連接器1。而且除了紫外和可見(jiàn)光之外，從微波到離子化X-射線(xiàn)的波長(zhǎng)原則上均可以用于促成材料的硬化(不流動(dòng))反應(yīng)。在某些情況下，芯可以是粘性的。
壓制工具的精確壓花圖案，可以通過(guò)在一個(gè)表面用光制版技術(shù)(如為了得到所需的凹凸圖形，顯影光致抗蝕劑的紫外圖案)產(chǎn)生出具有適用的浮雕圖案的Ni-靠模而制得。也可以用硅V形槽刻蝕和其它刻蝕。用所謂電火花加工可獲得更深的壓花圖案。
連接器插座可以有兩個(gè)與MT接口對(duì)應(yīng)的導(dǎo)孔3。
圖7表示了包含光學(xué)分束器形式的光波導(dǎo)圖案50的連接器插座。本發(fā)明當(dāng)然不限于上文所述和附圖所示的實(shí)施例，在權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)可作各種改變。
權(quán)利要求
1．一種在連接器插座中安置波導(dǎo)圖案的方法，其特征在于所述的連接器插座包括位于安置在硬基礎(chǔ)上面的透明聚合物多層疊層上方的凹凸圖形圖案，其中至少一層由芯部構(gòu)成，至少兩層由包層材料構(gòu)成，所述的包層材料各在一側(cè)地包圍著所述芯層，且包層材料有比芯材料低的折射率，連接器插座被壓到聚合物多層疊層上，以使連接器插座上的凹凸圖形圖案浮雕般地突出到疊層中，從而在該連接器插座中形成波導(dǎo)圖案，并在壓制之后將多層疊層固定在連接器插座中。
2．一種在連接器插座中安置波導(dǎo)圖案的方法，其特征在于一個(gè)包含凹凸圖形圖案的壓制工具被放置在位于連接器插座中的透明聚合物多層疊層上方，其中至少一層構(gòu)成芯部，至少兩層構(gòu)成包層材料，所述的包層材料各在一側(cè)地包圍著所述芯層，且包層材料有比芯材料低的折射率，壓制工具被壓到聚合物多層疊層上，以使壓制工具上的凹凸圖形圖案浮雕般地突出到疊層中，從而在該連接器插座中形成波導(dǎo)圖案，并在壓制之后將多層疊層固定在連接器插座中。
3．一種在連接器插座中安置波導(dǎo)圖案的方法，其特征在于一個(gè)包含凹凸圖形圖案的壓制工具被放置在位于有凹凸圖形圖案的連接器插座中的透明聚合物多層疊層上方，其中至少一層構(gòu)成芯部，至少兩層構(gòu)成包層材料，所述的包層材料各在一側(cè)地包圍著所述芯層，且包層材料有比芯材料低的折射率，壓制工具被壓到聚合物多層疊層上，以使壓制工具和連接器插座上的凹凸圖形圖案浮雕般地突出到多層疊層中，從而在該連接器插座中形成波導(dǎo)圖案，并在壓制之后將多層疊層固定在連接器插座中。
4．借助于壓制或擠壓步驟對(duì)放置于硬基礎(chǔ)上的透明聚合物多層疊層進(jìn)行壓花而在連接器插座(1)中安置波導(dǎo)圖案的裝置，其中至少一層構(gòu)成芯部，至少兩層構(gòu)成包層材料，所述的包層材料各在一側(cè)地包圍著所述芯層，且包層材料有比芯材料低的折射率，其特征在于連接器插座(1)包括用于對(duì)透明聚合物多層疊層(20)進(jìn)行所述壓花的凹凸圖形圖案(40)，其中在將連接器插座壓在聚合物多層疊層(20)上的過(guò)程中，波導(dǎo)圖案形成在連接器插座中，且其中所述的多層疊層(20)在所述壓制之后被固定在連接器插座(1)中。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于連接器插座(1)完全或部分地用加固材料所覆蓋，如在凹凸圖形圖案(40)上放置多層疊層(20)的地方用凝膠覆蓋。
6．根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于多層疊層(20)中一側(cè)包層中的至少一層是由板材與凝膠層的組合層構(gòu)成的。
7．根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于一側(cè)的多層疊層完全或部分地用加固材料所覆蓋，如凝膠。
8．根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于連接器插座包含MT接口。
9．根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于連接器插座包含MAC接口。
10．根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于波導(dǎo)圖案包括至少一個(gè)光分束器或合成器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在波導(dǎo)連接器中制作波導(dǎo)圖案的方法和裝置。包括凹凸圖形圖案的該波導(dǎo)連接器被放置在位于硬基礎(chǔ)的透明聚合物多層疊層上方,其中至少一層構(gòu)成芯部。至少兩層構(gòu)成包層材料,所述的包層材料各在一側(cè)包圍著所述芯層,且包層材料具比芯材料低的折射率。波導(dǎo)連接器被壓到多層疊層上,以使波導(dǎo)連接器上的凹凸圖形圖案浮雕般地突出到疊層中,從而在該波導(dǎo)連接器中形成波導(dǎo)圖案,并在壓制之后將多層疊層固定在波導(dǎo)連接器中。
文檔編號(hào)G02B6/13GK1236439SQ9719947
公開(kāi)日1999年11月24日 申請(qǐng)日期1997年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月6日
發(fā)明者M·羅伯遜 申請(qǐng)人:艾利森電話(huà)股份有限公司