多模光學連接器的制造方法
【專利摘要】本公開一般涉及單獨光學波導、多組光學波導諸如光纖帶，以及可用于連接單獨光學波導或多個光纖諸如在光纖帶纜中的光纖連接器。具體地，本公開提供一種與多模光學波導一起使用的表現(xiàn)出低插入損耗的有效、緊湊并可靠的光學連接器。該光學連接器包含一體式光耦合單元，其結(jié)合光纖對準特征連同光束的重定向和成形。
【專利說明】
多模光學連接器
【背景技術(shù)】
[0001]光纖連接器可以用于在多種應用中連接光纖，該多種應用包括:電信網(wǎng)絡、局域網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心鏈接以及用于高性能計算機中的內(nèi)部鏈接。這些連接器可被分組成單光纖和多光纖設計，并且還可以通過接觸類型來分組。常見接觸方法包括:物理接觸，其中配合纖維末端被拋光至一定的光潔度并壓合在一起;折射率配合，其中具有與纖維芯配合的折射率的柔順材料填充配合纖維末端之間的小間隙；以及氣隙連接器，其中光穿過兩個光纖末端之間的小氣隙。對于這些接觸方法中的每一個而言，配合光纖的末端上的極少量灰塵便可大大地增加光損耗。
[0002]另一種類型的光學連接器稱之為擴束連接器。這種類型的連接器允許源連接器中的光束在光被準直之前離開光纖芯并在連接器內(nèi)發(fā)散短的距離，以形成直徑大體上大于所述芯的光束。在接收連接器中，然后在接收光纖的端部上將該光束聚焦回其初始直徑。這種類型的連接器對可存在于其中將光束擴展至較大直徑的區(qū)域中的灰塵和其它形式的污染物較不敏感。
[0003]在不久的將來，隨著在未來幾年內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸線速率從當前1Gb/秒/線迀移至25Gb/秒/線，背板光學連接器將成為高性能計算機、數(shù)據(jù)中心以及電信交換系統(tǒng)的基本部件。將是有利的是，提供可替代當前用于1Gb/秒互連中的現(xiàn)有光學連接和銅連接的更低成本和更高性能的擴束連接器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本公開一般涉及單獨光學波導、多組光學波導(諸如光纖帶)以及可用于連接單獨光學波導或多個光纖(諸如，在光纖帶纜中)的光纖連接器。具體地，本公開提供一種與多模光學波導一起使用的表現(xiàn)出低插入損耗的有效、緊湊并可靠的光學連接器。所述光學連接器包含一體式光親合單元，其結(jié)合光纖對準特征連同光束的重定向和成形。
[0005]在一個方面，本公開提供一種在光學連接器中使用的一體式光耦合單元，其包括用于接收并對準光學波導的波導對準構(gòu)件以及光重定向構(gòu)件。光重定向構(gòu)件包括輸入表面，該輸入表面用于接收來自在波導對準構(gòu)件處設置并對準的光學波導的輸入光;和環(huán)形表面，所述環(huán)形表面用于接收來自輸入表面的沿著輸入軸傳播的光并反射所接收的光，反射光沿著不同的重定向軸傳播，反射光的第二散度沿著兩個互相正交發(fā)散方向小于輸入光的第一散度。光重定向構(gòu)件還包括輸出表面，該輸出表面用于接收來自環(huán)形表面的光并將所接收的光作為離開光重定向構(gòu)件的沿著輸出軸傳播的輸出光來傳輸，環(huán)形表面與由輸入軸和重定向軸形成的第一平面的彎曲相交具有曲率半徑，所述環(huán)形表面具有在輸入表面處第一平面中設置的旋轉(zhuǎn)軸和沿著輸入軸從旋轉(zhuǎn)軸至環(huán)形表面測量的焦距，所述焦距小于所述曲率半徑。在另一方面，本公開提供此類第一一體式光耦合單元，其具有由第一一體式光耦合單元的波導對準構(gòu)件接收并對準的第一光學波導，所述第一一體式光耦合單元與此類第二一體式光耦合單元配合，所述第二一體式光耦合單元具有由第二一體式光耦合單元的波導對準構(gòu)件接收并對準的第二光學波導，所述第一一體式光耦合單元的輸出表面靠近第二一體式光耦合單元的輸出表面并面向所述輸出表面，連接器組件被構(gòu)造成用于使得離開第一光學波導的光在通過第一一體式光耦合單元和第二一體式光耦合單元的光重定向構(gòu)件傳播之后進入第二光學波導。
[0006]在另一方面，本公開提供一種在光學連接器中使用的一體式光耦合單元，其包括用于接收并對準光學波導的波導對準構(gòu)件以及實心的光重定向構(gòu)件。實心的光重定向構(gòu)件包括輸入表面，該輸入表面用于接收來自在波導對準構(gòu)件處設置并對準的光學波導的輸入光；以及反射表面，該反射表面用于接收來自輸入表面的沿著輸入軸傳播的光并反射所接收的光，反射光沿著不同的重定向軸傳播，反射光的第二散度沿著兩個互相正交發(fā)散方向小于輸入光的第一散度。實心的光重定向構(gòu)件另外仍包括輸出表面，該輸出表面用于接收來自反射表面的光并將所接收的光作為離開光重定向構(gòu)件的沿著輸出軸傳播的輸出光來傳輸，其中反射表面包括反射涂層，并且其中在沒有反射涂層情況下，來自輸入表面的被反射表面接收的光的至少一部分在反射表面處不經(jīng)歷全內(nèi)反射。在另一方面，本公開提供包括此類第一一體式光耦合單元的連接器組件，所述第一一體式光耦合單元具有由第一一體式光耦合單元的波導對準構(gòu)件接收并對準的第一光學波導，所述第一一體式光耦合單元與此類第二一體式光耦合單元配合，所述第二一體式光耦合單元具有由第二一體式光耦合單元的波導對準構(gòu)件接收并對準的第二光學波導，所述第一一體式光耦合單元的輸出表面靠近第二一體式光耦合單元的輸出表面并面向所述輸出表面，連接器組件被構(gòu)造成用于使得離開第一光學波導的光在通過第一一體式光耦合單元和第二一體式光耦合單元的光重定向構(gòu)件傳播之后進入第二光學波導。
[0007]在另一方面，本公開提供一種在光學連接器中使用的一體式光耦合單元，其包括用于接收并對準光學波導的波導對準構(gòu)件以及光重定向構(gòu)件。光重定向構(gòu)件包括輸入表面，該輸入表面用于接收來自在波導對準構(gòu)件處設置并對準的光學波導的輸入光；以及反射表面，該反射表面用于接收來自輸入表面的光作為沿著輸入軸傳播的入射光并反射所述入射光作為沿著不同的重定向軸傳播的反射光，反射光的第二散度沿著兩個互相正交發(fā)散方向小于輸入光的第一散度。光重定向構(gòu)件另外仍包括輸出表面，所述輸出表面用于接收反射光并將所接收的光作為離開光重定向構(gòu)件的沿著輸出軸傳播的輸出光來傳輸，其中入射光和反射光之間的角度小于90度。在另一方面，本公開提供連接器組件，其包括此類第一一體式光耦合單元，所述第一一體式光耦合單元具有由第一一體式光耦合單元的波導對準構(gòu)件接收并對準的第一光學波導，所述第一一體式光耦合單元與此類第二一體式光耦合單元配合，所述第二一體式光耦合單元具有由第二一體式光耦合單元的波導對準構(gòu)件接收并對準的第二光學波導，所述第一一體式光耦合單元的輸出表面靠近第二一體式光耦合單元的輸出表面并面向所述輸出表面，連接器組件被構(gòu)造成用于使得離開第一光學波導的光在通過第一一體式光耦合單元和第二一體式光耦合單元的光重定向構(gòu)件傳播之后進入第二光學波導。
[0008]在另一方面，本公開提供一種具有配合的第一光學連接器和第二光學連接器的連接器組件，每個光學連接器包括具有出射面的多模光學波導和一體式光重定向構(gòu)件。一體式光重定向構(gòu)件包括:第一表面，該第一表面設置在多模光纖的出射面處并面向所述出射面;第二表面，該第二表面設置在另一個光學連接器的一體式光重定向構(gòu)件的第二表面處并面向所述第二表面；以及反射表面，該反射表面用于接收來自第一表面和第二表面中的一個表面的光并朝向第一表面和第二表面中的另一個表面反射所接收的光，其中連接器組件在600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長下的光學插入損耗小于0.5dBo
[0009]在另一方面，本公開提供一種光學組件，包括:光學纖維，其在600nm至2000nm波長范圍內(nèi)為多模并具有出射面并且被構(gòu)造成用于沿著第一光學軸接收或發(fā)射光;環(huán)形表面；和光學收發(fā)器，其被構(gòu)造成用于沿著不同的第二光學軸接收或發(fā)射光，光學組件被構(gòu)造成用于使得從光纖和收發(fā)器中的一個傳播到光纖和收發(fā)器中的另一個的光在環(huán)形表面處經(jīng)歷反射，環(huán)形表面與由第一光學軸和第二光學軸形成的第一平面的彎曲相交具有曲率半徑，環(huán)形表面具有在出射面處第一平面中設置的旋轉(zhuǎn)軸和沿著第一光學軸從旋轉(zhuǎn)軸至環(huán)形表面測量的焦距，所述焦距小于所述曲率半徑。
[0010]示例性實施方案的列表
[0011]以下列出示例性實施方案。應當理解，可以結(jié)合實施方案I至實施方案35、實施方案36至實施方案39、實施方案40至實施方案71、實施方案72至實施方案108、實施方案109至實施方案116以及實施方案117至實施方案122中的任何一者。
[0012]實施方案1:一種在光學連接器中使用的一體式光親合單元，包括:
[0013]用于接收并對準光學波導的波導對準構(gòu)件；以及
[0014]光重定向構(gòu)件，包括:
[0015]輸入表面，所述輸入表面用于接收來自在波導對準構(gòu)件處設置并對準的光學波導的輸入光；
[0016]環(huán)形表面，所述環(huán)形表面用于接收來自輸入表面的沿著輸入軸傳播的光并反射所接收的光，所述反射光沿著不同的重定向軸傳播，反射光的第二散度沿著兩個互相正交發(fā)散方向小于輸入光的第一散度;和
[0017]輸出表面，所述輸出表面用于接收來自環(huán)形表面的光并將所接收的光作為離開光重定向構(gòu)件的沿著輸出軸傳播的輸出光來傳輸，環(huán)形表面與由輸入軸和重定向軸形成的第一平面的彎曲相交具有一定曲率半徑，環(huán)形表面具有在輸入表面處第一平面中設置的旋轉(zhuǎn)軸和沿著輸入軸從旋轉(zhuǎn)軸至環(huán)形表面測量的焦距，所述焦距小于所述曲率半徑。
[0018]實施方案2:根據(jù)實施方案I所述的一體式光耦合單元，其中旋轉(zhuǎn)軸基本上平行于重定向軸。
[0019]實施方案3:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光耦合單元，其中光學連接器被構(gòu)造成用于沿著配合方向與配合光學連接器配合，所述配合方向不與輸入軸平行。
[0020]實施方案4:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光親合單元，其中光學連接器被構(gòu)造成用于沿著配合方向與配合光學連接器配合，所述配合方向與輸入軸平行。
[0021]實施方案5:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器包括不同于輸入表面的輸入面。
[0022]實施方案6:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光親合單元，其中所述光學連接器包括不同于輸出表面的輸出面。
[0023]實施方案7:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光親合單元，其中所述光學連接器是陰陽同體的。
[0024]實施方案8:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光耦合單元，其中波導對準構(gòu)件包括沿著用于接收并對準光學波導的溝槽方向延伸的溝槽。
[0025]實施方案9:根據(jù)實施方案8所述的一體式光耦合單元，其中溝槽方向平行于輸入軸并與所述輸入軸對準。
[0026]實施方案10:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光耦合單元，其中光學波導包括光纖。
[0027]實施方案11:根據(jù)實施方案10所述的一體式光耦合單元，其中波導對準構(gòu)件包括能夠接收光纖的柱形孔。
[0028]實施方案12:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光耦合單元，其中光學波導為用于600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長的多模。
[0029]實施方案13:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光耦合單元，其中光學波導具有圓形橫截面輪廓。
[0030]實施方案14:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光親合單元，其中光學波導具有多邊形橫截面輪廓。
[0031]實施方案15:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光親合單元，其中離開由波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導的中心光線沿著光學波導和輸入表面之間的中心軸傳播，所述中心軸平行于輸入軸并與所述輸入軸對準。
[0032]實施方案16:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光耦合單元，還包括由波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導，和將光學波導光學耦合至輸入表面的折射率配合材料。
[0033]實施方案17:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光親合單元，其中輸入表面為平面的。
[0034]實施方案18:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光親合單元，其中輸入表面基本上垂直于輸入軸。
[0035]實施方案19:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光親合單元，其中輸入表面基本上垂直于輸出表面。
[0036]實施方案20:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光親合單元，其中離開由波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導的光沿著從輸入表面到輸出表面的光學路徑傳播，沿著整個光學路徑的一體式光耦合單元的折射率大于一。
[0037]實施方案21:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光親合單元，其中光重定向構(gòu)件為實心介質(zhì)，該實心介質(zhì)具有大于一的折射率。
[0038]實施方案22:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光親合單元，其中輸入軸和重定向軸之間的角度小于90度。
[0039]實施方案23:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸入軸和重定向軸之間的角度小于90度。
[0040]實施方案24:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸入軸和重定向軸之間的角度為111度。
[0041]實施方案25:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光耦合單元，其中反射光的第二散度沿著兩個互相正交發(fā)散方向中的每個方向小于輸入光的第一散度至少I度。
[0042]實施方案26:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光耦合單元，其中離開由波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導并且由環(huán)形表面反射的光從環(huán)形表面?zhèn)鞑サ捷敵霰砻?，反射光具有基本上定位于輸出表面處的最小光束尺寸?br>[0043]實施方案27:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光親合單元，其中環(huán)形表面通過全內(nèi)反射來反射所接收的光。
[0044]實施方案28:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光親合單元，其中環(huán)形表面包括布拉格反射器。
[0045]實施方案29:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光親合單元，其中環(huán)形表面包括金屬反射器。
[0046]實施方案30:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸出軸位于第一平面內(nèi)。
[0047]實施方案31:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸出表面為基本上平面的。
[0048]實施方案32:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光親合單元，其中輸出表面基本上垂直于輸出軸。
[0049]實施方案33:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光耦合單元，其中離開由波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導的光在輸入表面處具有第一光束尺寸并且在輸出表面處具有第二光束尺寸，第二光束尺寸大于第一光束尺寸。
[0050]實施方案34:根據(jù)實施方案33所述的一體式光耦合單元，其中第二光束尺寸是第一光束尺寸的約2倍大。
[0051 ]實施方案35:根據(jù)前述實施方案中任一項所述的一體式光親合單元，其中在光重定向構(gòu)件內(nèi)，輸入光為發(fā)散的并且反射光為會聚的或基本上準直的。
[0052]實施方案36:—種連接器組件，包括:
[0053]根據(jù)前述實施方案中任一項所述的第一一體式光耦合單元，其具有由第一一體式光耦合單元的波導對準構(gòu)件接收并對準的第一光學波導，所述第一一體式光耦合單元與根據(jù)前述實施方案中任一項所述的第二一體式光親合單元配合，所述第二一體式光親合單元具有由第二一體式光耦合單元的波導對準構(gòu)件接收并對準的第二光學波導，第一一體式光耦合單元的輸出表面靠近第二一體式光耦合單元的輸出表面并面向所述輸出表面，連接器組件被構(gòu)造成用于使得離開第一光學波導的光在通過第一一體式光耦合單元和第二一體式光耦合單元的光重定向構(gòu)件傳播之后進入第二光學波導。
[0054]實施方案37:根據(jù)實施方案36所述的連接器組件，其中離開第一光學波導的光傳播了第一一體式光耦合單元的輸入表面和第二一體式光耦合單元的輸入表面之間的第一傳播距離，所述傳播距離基本上等于第一一體式光耦合單元的焦距與第二一體式光耦合單元的焦距的和的兩倍。
[0055]實施方案38:根據(jù)實施方案36至實施方案37中任一項所述的連接器組件，其中第一一體式光耦合單元的焦距基本上等于第二一體式光耦合單元的焦距。
[0056]實施方案39:根據(jù)實施方案36至實施方案38中任一項所述的連接器組件，其中第一光學波導包括第一多模光纖并且第二光學波導包括第二多模光纖，其中連接器組件在600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長下的光學插入損耗小于0.5dBo
[0057 ]實施方案40: 一種在光學連接器中使用的一體式光親合單元，包括:
[0058]用于接收并對準光學波導的波導對準構(gòu)件；以及
[0059]實心的光重定向構(gòu)件，包括:
[0060]輸入表面，所述輸入表面用于接收來自在波導對準構(gòu)件處設置并對準的光學波導的輸入光；
[0061 ]反射表面，所述反射表面用于接收來自輸入表面的沿著輸入軸傳播的光并反射所接收的光，所述反射光沿著不同的重定向軸傳播，反射光的第二散度沿著兩個互相正交發(fā)散方向小于輸入光的第一散度;和
[0062]輸出表面，所述輸出表面用于接收來自反射表面的光并將所接收的光作為離開光重定向構(gòu)件的沿著輸出軸傳播的輸出光來傳輸，其中反射表面包括反射涂層，并且其中在沒有反射涂層的情況下，來自輸入表面的被反射表面接收的光的至少一部分在反射表面處不經(jīng)歷全內(nèi)反射。
[0063]實施方案41:根據(jù)實施方案40所述的一體式光耦合單元，其中反射涂層包含金屬。
[0064]實施方案42:根據(jù)實施方案40至實施方案41中任一項所述的一體式光親合單元，其中光學連接器被構(gòu)造成用于沿著配合方向與配合光學連接器配合，所述配合方向不與輸入軸平行。
[0065]實施方案43:根據(jù)實施方案41至實施方案42中任一項所述的一體式光親合單元，其中光學連接器被構(gòu)造成用于沿著配合方向與配合光學連接器配合，所述配合方向與輸入軸平行。
[ΟΟ??]實施方案44:根據(jù)實施方案40至實施方案43中任一項所述的一體式光親合單元，其中所述光學連接器包括不同于輸入表面的輸入面。
[0067]實施方案45:根據(jù)實施方案40至實施方案44中任一項所述的一體式光親合單元，其中光學連接器包括不同于輸出表面的輸出面。
[0068]實施方案46:根據(jù)實施方案40至實施方案45中任一項所述的一體式光親合單元，其中光學連接器是陰陽同體的。
[0069]實施方案47:根據(jù)實施方案40至實施方案46中任一項所述的一體式光親合單元，其中波導對準構(gòu)件包括沿著用于接收并對準光學波導的溝槽方向延伸的溝槽。
[0070]實施方案48:根據(jù)實施方案47所述的一體式光耦合單元，其中溝槽方向平行于所述輸入軸并與所述輸入軸對準。
[0071 ]實施方案49:根據(jù)實施方案40至實施方案48中任一項所述的一體式光親合單元，其中光學波導包括光纖。
[0072]實施方案50:根據(jù)實施方案49所述的一體式光耦合單元，其中波導對準構(gòu)件包括能夠接收光纖的柱形孔。
[0073]實施方案51:根據(jù)實施方案40至實施方案50中任一項所述的一體式光親合單元，其中光學波導為用于600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長的多模。
[0074]實施方案52:根據(jù)實施方案40至實施方案51中任一項所述的一體式光耦合單元，其中光學波導具有圓形橫截面輪廓。
[0075]實施方案53:根據(jù)實施方案40至實施方案52中任一項所述的一體式光耦合單元，其中光學波導具有多邊形橫截面輪廓。
[0076]實施方案54:根據(jù)實施方案40至實施方案53中任一項所述的一體式光耦合單元，其中離開由波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導的中心光線沿著光學波導和輸入表面之間的中心軸傳播，所述中心軸平行于所述輸入軸并與所述輸入軸對準。
[0077]實施方案55:根據(jù)實施方案40至實施方案54中任一項所述的一體式光耦合單元，還包括由波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導，和將光學波導光學耦合至輸入表面的折射率配合材料。
[0078]實施方案56:根據(jù)實施方案40至實施方案45中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸入表面為平面的。
[0079]實施方案57:根據(jù)實施方案40至實施方案56中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸入表面基本上垂直于輸入軸。
[0080]實施方案58:根據(jù)實施方案40至實施方案57中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸入表面基本上垂直于輸出表面。
[0081 ]實施方案59:根據(jù)實施方案40至實施方案58中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸入軸和重定向軸之間的角度小于90度。
[0082]實施方案60:根據(jù)實施方案40至實施方案59中任一項所述的一體式光耦合單元，其中反射光的第二散度沿著兩個互相正交發(fā)散方向中的每個方向小于輸入光的第一散度至少I度。
[0083]實施方案61:根據(jù)實施方案40至實施方案60中任一項所述的一體式光親合單元，其中離開由波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導并且由反射表面反射的光沿著從反射表面到輸出表面的光學路徑傳播，所述反射光具有基本上定位于所述輸出表面處的最小光束尺寸。
[0084]實施方案62:根據(jù)實施方案40至實施方案61中任一項所述的一體式光親合單元，其中反射涂層包括布拉格反射器。
[0085]實施方案63:根據(jù)實施方案40至實施方案62中任一項所述的一體式光親合單元，其中反射表面包括環(huán)形表面、拋物線形表面、球形表面、雙曲線形表面或橢圓形表面。
[0086]實施方案64:根據(jù)實施方案40至實施方案63中任一項所述的一體式光親合單元，其中輸出軸位于由輸入軸和重定向軸形成的第一平面內(nèi)。
[0087]實施方案65:根據(jù)實施方案40至實施方案64中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸出表面為基本上平面的。
[0088]實施方案66:根據(jù)實施方案40至實施方案65中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸出表面基本上垂直于輸出軸。
[0089]實施方案67:根據(jù)實施方案40至實施方案66中任一項所述的一體式光親合單元，其中離開由波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導的光在輸入表面處具有第一光束尺寸并且在輸出表面處具有第二光束尺寸，第二光束尺寸大于第一光束尺寸。
[0090]實施方案68:根據(jù)實施方案67所述的一體式光親合單元，其中第二光束尺寸是第一光束尺寸的約2倍大。
[0091]實施方案69:根據(jù)實施方案40至實施方案68中任一項所述的一體式光耦合單元，其中在光重定向構(gòu)件內(nèi)，輸入光為發(fā)散的并且反射光為會聚的或基本上準直的。
[0092]實施方案70:—種連接器組件，包括:
[0093]根據(jù)實施方案40至實施方案69中任一項所述的第一一體式光耦合單元，其具有由第一一體式光耦合單元的波導對準構(gòu)件接收并對準的第一光學波導，所述第一一體式光耦合單元與根據(jù)實施方案40至實施方案69中任一項所述的第二一體式光親合單元配合，所述第二一體式光耦合單元具有由第二一體式光耦合單元的波導對準構(gòu)件接收并對準的第二光學波導，第一一體式光耦合單元的輸出表面靠近第二一體式光耦合單元的輸出表面并面向所述輸出表面，連接器組件被構(gòu)造成用于使得離開第一光學波導的光在通過第一一體式光耦合單元和第二一體式光耦合單元的光重定向構(gòu)件傳播之后進入第二光學波導。
[0094]實施方案71:根據(jù)實施方案70所述的連接器組件，其中第一光學波導包括第一多模光纖并且第二光學波導包括第二多模光纖，其中連接器組件在600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長下的光學插入損耗小于0.5dB0
[0095]實施方案72:—種在光學連接器中使用的一體式光親合單元，包括:
[0096]用于接收并對準光學波導的波導對準構(gòu)件;和
[0097]光重定向構(gòu)件，所述光重定向構(gòu)件包括:
[0098]輸入表面，所述輸入表面用于接收來自在波導對準構(gòu)件處設置并對準的光學波導的輸入光；
[0099]反射表面，所述反射表面用于接收來自輸入表面的光作為沿著輸出軸傳播的入射光并且將入射光反射為沿著不同的重定向軸傳播的反射光，反射光的第二散度沿著兩個互相正交發(fā)散方向小于輸入光的第一散度;和
[0100]輸出表面，所述輸出表面用于接收反射光并將所接收的光作為離開光重定向構(gòu)件沿著輸出軸傳播的輸出光來傳輸，其中入射光和反射光之間的角度小于90度。
[0101 ]實施方案73:根據(jù)實施方案72所述的一體式光親合單元，其中入射光和反射光之間的角度小于或等于約60度。
[0102]實施方案74:根據(jù)實施方案72至實施方案73中任一項所述的一體式光耦合單元，其中光學連接器被構(gòu)造成用于沿著配合方向與配合光學連接器配合，所述配合方向不與輸入軸平行。
[0103]實施方案75:根據(jù)實施方案72至實施方案74中任一項所述的一體式光耦合單元，其中光學連接器被構(gòu)造成用于沿著配合方向與配合光學連接器配合，所述配合方向與輸入軸平行。
[0104]實施方案76:根據(jù)實施方案72至實施方案75中任一項所述的一體式光耦合單元，其中光學連接器包括不同于輸入表面的輸入面。
[0105]實施方案77:根據(jù)實施方案72至實施方案76中任一項所述的一體式光耦合單元，其中光學連接器包括不同于輸出表面的輸出面。
[0106]實施方案78:根據(jù)實施方案72至實施方案77中任一項所述的一體式光耦合單元，其中光學連接器是陰陽同體的。
[0107]實施方案79:根據(jù)實施方案72至實施方案78中任一項所述的一體式光耦合單元，其中波導對準構(gòu)件包括沿著用于接收并對準光學波導的溝槽方向延伸的溝槽。
[0108]實施方案80:根據(jù)實施方案79所述的一體式光耦合單元，其中溝槽方向平行于所述輸入軸并與所述輸入軸對準。
[0109]實施方案81:根據(jù)實施方案72至實施方案80中任一項所述的一體式光耦合單元，其中光學波導包括光纖。
[0110]實施方案82:根據(jù)實施方案81所述的一體式光耦合單元，其中波導對準構(gòu)件包括能夠接收光纖的柱形孔。
[0111]實施方案83:根據(jù)實施方案72至實施方案82中任一項所述的一體式光耦合單元，其中光學波導為用于600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長的多模。
[0112]實施方案84:根據(jù)實施方案72至實施方案83中任一項所述的一體式光耦合單元，其中光學波導具有圓形橫截面輪廓。
[0113]實施方案85:根據(jù)實施方案72至實施方案84中任一項所述的一體式光耦合單元，其中光學波導具有多邊形橫截面輪廓。
[0114]實施方案86:根據(jù)實施方案72至實施方案85中任一項所述的一體式光耦合單元，其中離開由波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導的中心光線沿著輸入表面和反射表面之間的輸入路徑傳播，輸入路徑平行于所述輸入軸并與所述輸入軸對準。
[0115]實施方案87:根據(jù)實施方案86所述的一體式光親合單元，其中中心光線由反射表面反射，并且另外沿著反射路徑傳播到輸出表面，反射路徑和輸入路徑形成小于90度的角。
[0116]實施方案88:根據(jù)實施方案72至實施方案87中任一項所述的一體式光耦合單元，還包括由波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導，和將光學波導光學耦合至輸入表面的折射率配合材料。
[0117]實施方案89:根據(jù)實施方案72至實施方案88中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸入表面為平面的。
[0118]實施方案90:根據(jù)實施方案72至實施方案89中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸入表面基本上垂直于輸入軸。
[0119]實施方案91:根據(jù)實施方案72至實施方案90中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸入表面基本上垂直于輸出表面。
[0120]實施方案92:根據(jù)實施方案72至實施方案91中任一項所述的一體式光耦合單元，其中離開由波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導的光沿著從輸入表面到輸出表面的光學路徑傳播，沿著整個光學路徑的一體式光耦合單元的折射率大于一。
[0121]實施方案93:根據(jù)實施方案72至實施方案92中任一項所述的一體式光耦合單元，其中光重定向構(gòu)件為實心介質(zhì)，該實心介質(zhì)具有大于一的折射率。
[0122]實施方案94:根據(jù)實施方案72至實施方案93中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸入軸和重定向軸之間的角度小于90度。
[0123]實施方案95:根據(jù)實施方案72至實施方案94中任一項所述的一體式光耦合單元，其中反射光的第二散度沿著兩個互相正交發(fā)散方向中的每個方向小于輸入光的第一散度至少I度。
[0124]實施方案96:根據(jù)實施方案72至實施方案95中任一項所述的一體式光耦合單元，其中離開由波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導并且由反射表面反射的光沿著從反射表面到輸出表面的光學路徑傳播，所述反射光具有基本上定位于輸出表面處的最小光束尺寸。
[0125]實施方案97:根據(jù)實施方案72至實施方案96中任一項所述的一體式光耦合單元，其中反射表面包括環(huán)形表面、拋物線形表面、球形表面、雙曲線形表面或橢圓形表面。
[0126]實施方案98:根據(jù)實施方案72至實施方案97中任一項所述的一體式光耦合單元，其中反射表面通過全內(nèi)反射來反射所接收的光。
[0127]實施方案99:根據(jù)實施方案72至實施方案98中任一項所述的一體式光耦合單元，其中反射表面包括布拉格反射器。
[0128]實施方案100:根據(jù)實施方案72至實施方案99中任一項所述的一體式光耦合單元，其中反射表面包括金屬反射器。
[0129]實施方案101:根據(jù)實施方案72至實施方案100中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸出軸位于由輸入軸和重定向軸形成的第一平面內(nèi)。
[0130]實施方案102:根據(jù)實施方案72至實施方案101中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸出表面為基本上平面的。
[0131]實施方案103:根據(jù)實施方案72至實施方案102中任一項所述的一體式光耦合單元，其中輸出表面基本上垂直于輸出軸。
[0132]實施方案104:根據(jù)實施方案72至實施方案103中任一項所述的一體式光耦合單元，其中離開由波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導的光在輸入表面處具有第一光束尺寸并且在輸出表面處具有第二光束尺寸，第二光束尺寸大于第一光束尺寸。
[0133]實施方案105:根據(jù)實施方案104所述的一體式光親合單元，其中第二光束尺寸是第一光束尺寸的約2倍大。
[0134]實施方案106:根據(jù)實施方案72至實施方案105中任一項所述的一體式光耦合單元，其中在光重定向構(gòu)件內(nèi)，輸入光為發(fā)散的并且反射光為會聚的或基本上準直的。
[0135]實施方案107:—種連接器組件，包括:
[0136]根據(jù)實施方案72至實施方案106中任一項所述的第一一體式光耦合單元，其具有由第一一體式光耦合單元的波導對準構(gòu)件接收并對準的第一光學波導，所述第一一體式光親合單元與根據(jù)實施方案72至實施方案106中任一項所述的第二一體式光親合單元配合，所述第二一體式光耦合單元具有由第二一體式光耦合單元的波導對準構(gòu)件接收并對準的第二光學波導，第一一體式光耦合單元的輸出表面靠近第二一體式光耦合單元的輸出表面并面向所述輸出表面，連接器組件被構(gòu)造成用于使得離開第一光學波導的光在通過第一一體式光耦合單元和第二一體式光耦合單元的光重定向構(gòu)件傳播之后進入第二光學波導。
[0137]實施方案108:根據(jù)實施方案107所述的連接器組件，其中第一光學波導包括第一多模光纖并且第二光學波導包括第二多模光纖，其中連接器組件在600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長下的光學插入損耗小于0.5dB0
[0138]實施方案109:—種包括配合的第一光學連接器和第二光學連接器的連接器組件，每個光學連接器包括:
[0139]具有出射面的多模光學波導;和
[0140]一體式光重定向構(gòu)件，包括:
[0141]第一表面，所述第一表面在多模光學波導的出射面處設置并面向所述出射面；
[0142]第二表面，所述第二表面設置在在另一個光學連接器的一體式光重定向構(gòu)件的第二表面處并面向所述第二表面;和
[0143]反射表面，所述反射表面用于接收來自第一表面和第二表面中的一個表面的光并朝向第一表面和第二表面中的另一個表面反射所接收的光，其中連接器組件在600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長下的光學插入損耗小于0.5dB0
[0144]實施方案110:根據(jù)實施方案109所述的連接器組件，其中第一光學連接器和第二光學連接器中至少一個的反射表面為環(huán)形表面。
[0145]實施方案111:根據(jù)實施方案109至實施方案110中任一項所述的連接器組件，其中第一光學連接器和第二光學連接器中的每個的多模光學波導為多模光纖。
[0146]實施方案112:根據(jù)實施方案109至實施方案111中任一項所述的連接器組件，其中至少一個光學連接器的多模光學波導具有圓形橫截面輪廓。
[0147]實施方案113:根據(jù)實施方案109至實施方案112中任一項所述的連接器組件，其中至少一個光學連接器的多模光學波導具有多邊形橫截面輪廓。
[0148]實施方案114:根據(jù)實施方案109至實施方案113中任一項所述的連接器組件，其中第一光學連接器和第二光學連接器中的至少一個的反射表面通過全內(nèi)反射來反射所接收的光。
[0149]實施方案115:根據(jù)實施方案109至實施方案114中任一項所述的連接器組件，其中第一光學連接器和第二光學連接器中的至少一個的反射表面包括布拉格反射器。
[0150]實施方案116:根據(jù)實施方案109至實施方案115中任一項所述的連接器組件，其中第一光學連接器和第二光學連接器中的至少一個的反射表面包括金屬反射器。
[0151]實施方案117:—種光學組件，包括:
[0152]光纖，所述光纖在600nm至2000nm波長范圍內(nèi)為多模并具有出射面并被構(gòu)造成用于沿著第一光學軸接收或發(fā)射光；
[0153]環(huán)形表面;和
[0154]光學收發(fā)器，所述光學收發(fā)器被構(gòu)造成用于沿著不同的第二光學軸接收或發(fā)射光，光學組件被構(gòu)造成用于使得從光纖和收發(fā)器中的一個傳播到光纖和收發(fā)器中的另一個的光在環(huán)形表面處經(jīng)歷反射，環(huán)形表面和由第一光學軸和第二光學軸形成的第一平面的彎曲相交具有曲率半徑，環(huán)形表面具有在出射面處第一平面中設置的旋轉(zhuǎn)軸和沿著第一光學軸從旋轉(zhuǎn)軸至環(huán)形表面測量的焦距，所述焦距小于所述曲率半徑。
[0155]實施方案118:根據(jù)實施方案117所述的光學組件，其中光學收發(fā)器包括光學檢測器。
[0156]實施方案119:根據(jù)實施方案117至實施方案118中任一項所述的光學組件，其中光學收發(fā)器包括垂直空腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)。
[0157]實施方案120:根據(jù)實施方案117至實施方案119中任一項所述的光學組件，其中環(huán)形表面通過全內(nèi)反射來反射所接收的光。
[0158]實施方案121:根據(jù)實施方案117至實施方案120中任一項所述的光學組件，其中環(huán)形表面包括布拉格反射器。
[0159]實施方案122:根據(jù)實施方案117至實施方案121中任一項所述的光學組件，其中環(huán)形表面包括金屬反射器。
[0160]上述
【發(fā)明內(nèi)容】
并非旨在描述本公開的每個所公開的實施方案或每種實施方式。以下附圖和【具體實施方式】更具體地說明示例性實施方案。
【附圖說明】
[0161]在整個說明書中參考了附圖，在這些附圖中，相似的參考標記表示相似的元件，并且其中:
[0162]圖1示出了一體式光耦合單元的示意性橫截面視圖；
[0163]圖2示出了一體式光耦合單元的示意性橫截面視圖；
[0164]圖3A示出了連接器組件的示意性橫截面視圖；
[0165]圖3B示出了通過連接器組件的光路的透視示意圖；
[0166]圖4示出了光學組件的示意性橫截面視圖；
[0167]圖5A示出了一體式光耦合單元的示意性透視圖；以及
[0168]圖5B示出了連接器組件的示意性透視圖。
[0169]附圖未必按比例繪制。附圖中使用的相似標號指示相似的部件。然而，應當理解，在給定附圖中使用標號指示部件并非旨在限制另一附圖中用相同標號標記的部件。
【具體實施方式】
[0170]本公開一般涉及單獨光學波導、多組光學波導(諸如光纖帶)以及可用于連接單獨光學波導或多個光纖(諸如，在光纖帶纜中)的光纖連接器。具體地，本公開提供一種與多模光學波導一起使用的表現(xiàn)出低插入損耗的有效、緊湊并可靠的光學連接器。該光學連接器包含一體式光耦合單元，其結(jié)合光纖對準特征連同光束的重定向和成形。
[0171]在以下說明中參考附圖，這些附圖構(gòu)成本說明的一部分，并且其中通過舉例說明的方式示出。應當理解，在不脫離本公開的范圍或?qū)嵸|(zhì)的情況下，可設想并進行其它實施方案。因此，以下的詳細說明不應被視為具有限制意義。
[0172]除非另外指明，否則說明書和權(quán)利要求書中所使用的所有表達特征尺寸、量和物理特性的數(shù)值在所有情況下均應理解成由術(shù)語“約”修飾。因此，除非有相反的說明，否則在上述說明書和所附權(quán)利要求書中列出的數(shù)值參數(shù)均為近似值，這些近似值可根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員使用本文所公開的教導內(nèi)容尋求獲得的期望特性而變化。
[0173]除非上下文另外明確指明，否則本說明書和所附權(quán)利要求中使用的單數(shù)形式“一個”、“一種”和“所述”涵蓋了具有多個指代物的實施方案。除非上下文另外明確指明，否則如本說明和所附權(quán)利要求中使用的，術(shù)語“或”一般以包括“和/或”的意義使用。
[0174]空間相關(guān)的術(shù)語包括但不限于“下面”、“上面”、“在......下面”、“在......下方”、“在......上方”和“在頂部”，如果在本文中使用，則用于便于描述一個元件相對于另一個元件的空間關(guān)系。除了圖中描繪的和本文所描述的具體取向外，此類空間相關(guān)術(shù)語涵蓋裝置在使用或操作時的不同取向。例如，如果附圖中所描繪的對象翻轉(zhuǎn)或倒轉(zhuǎn)，則先前描述為在其它元件下方或下面的部分就在那些其它元件上方。
[0175]如本文所用，例如當元件、部件或?qū)用枋鰹榕c另一元件、組件或?qū)有纬伞耙恢陆缑妗?，或在另一元件、組件或?qū)印吧稀?、“連接到”、“耦合到”或“接觸”另一元件、組件或?qū)?，其意為直接?.....上，直接連接到，直接耦合到或直接接觸，或例如居間的元件、部件或?qū)涌赡茉谔囟ㄔ?、部件或?qū)由?，或連接到、親合到或接觸特定元件、部件或?qū)?。例如當元件、部件或?qū)颖环Q為“直接在另一元件上”、“直接連接到另一元件”、“直接與另一元件耦合”或“直接與另一元件接觸”時，則不存在居間的元件、部件或?qū)印?br>[0176]用于多模光纖連接器的先前設計通常使用拋物面反射鏡使從光纖發(fā)射的光轉(zhuǎn)向并使其大致準直。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于更好地管理像差(具體是慧差)，通過使用適當設計的環(huán)形反射鏡顯著減少插入損耗的出人意料且令人驚奇的結(jié)果。具有環(huán)形反射鏡的連接器套管的制造可以通過用由金剛石機加工或本領(lǐng)域中已知的其它技術(shù)制造的模具插入件注塑而獲得，并且可產(chǎn)生極大改進的光學波導連接。
[0177]在一個具體實施方案中，本公開益處中的一個益處為通過更好的管理像差(具體為慧差)顯著減少插入損耗。較早的連接器設計包括例如將反射鏡和透鏡轉(zhuǎn)向和準直;在一些情況下，平面鏡已經(jīng)與準直透鏡組合以擴展輸入光束。在一些情況下，連接器設計特征為通常使用拋物面反射鏡轉(zhuǎn)向和準直反射鏡，其由于與纖芯非零尺寸(通常50μπι直徑)相關(guān)聯(lián)的慧差而遭受損耗。本公開已經(jīng)證明，使用以“4f”設計(S卩，通過連接器的路徑長度為環(huán)形反射鏡的焦距的四倍，如在別處描述)的環(huán)形反射鏡可顯著減少由于慧差和像散引起的損耗。
[0178]在一個方面，環(huán)形反射鏡的幾何結(jié)構(gòu)可以描述為如在別處描述的圓弧的旋轉(zhuǎn)表面。旋轉(zhuǎn)軸穿過焦點并平行于準直的反射光束。圓弧的中心定位于將通過沿著光纖軸來自源極的光線和來自反射鏡光線的反射形成的角度平分的線上。
[0179]給定在具有點源的光學波導內(nèi)的光源，拋物面反射鏡可以用于提供零損耗連接器(原則上)。然而，給定在通常光學連接器中的相對大的多模芯(通常50微米直徑)，成角度反射可產(chǎn)生像散和慧差。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本文中所描述的環(huán)形設計提供比使用拋物面反射鏡的連接器所預期的顯著更低的插入損耗。在一個具體實施方案中，使用拋物面反射鏡的插入損耗為0.53dB( 11.6% )，而使用環(huán)形反射鏡的插入損耗為0.36dB(8.0%)。
[0180]在一個具體實施方案中，反射表面可以諸如通過在光重定向構(gòu)件中模制或澆鑄特征結(jié)構(gòu)，并且可具有表面，該表面在一定角度處可以對準于光學波導的光學軸的表面。在一些情況下，所述反射表面可以為彎曲的反射元件，諸如環(huán)形反射鏡、拋物線形反射鏡、球形反射鏡、雙曲線形反射鏡、橢圓形反射鏡等等，以使得不必需要另外的聚焦光學裝置。在一些情況下，可以優(yōu)選環(huán)形反射表面。在一些情況下，所述反射表面可涂覆有反射材料(諸如，金屬或金屬合金，或多層干涉反射器諸如布拉格反射器)以將光重定向。在一些情況下，反射表面可相反地能夠進行全內(nèi)反射(TIR)以有利于將光重定向。
[0181]重定向元件可以包裹在連接器外殼中，所述連接器外殼可提供對光纜的支承、確保連接器元件的互鎖部件對準并提供保護以免受環(huán)境影響。此類連接器外殼是本領(lǐng)域中眾所周知的，并且可包括(例如)對準孔、配合對準銷、舌片和溝槽等等。相同的連接元件可以用于多種連接配置中。所述連接元件也可以用于使用板裝式對準環(huán)將光纖接合到光學裝置(諸如VCSEL和光電探測器)。應當理解，雖然本文中提供的公開內(nèi)容描述在一個方向上移動穿過光纖和連接器的光，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應了解，光也可以在相反方向上移動穿過連接器，或者可以是雙向的。
[0182]在一個具體實施方案中，本文中限定的獨特界面可用于實現(xiàn)高性能計算機、服務器或路由器內(nèi)的內(nèi)部聯(lián)接。也可以設想關(guān)于配接到光學背板的其它應用。連接元件的突出特征中的一些可包括:模制(或澆鑄或機加工)部件，其具有大體平面的配合表面，和在配合表面內(nèi)的凹陷區(qū)域(袋)；可用于對準光纖的光纖對準特征；以及反射表面，其使來自每個光纖的光束重定向以使得光束垂直于配合表面。機械對準特征結(jié)構(gòu)有利于兩個連接元件的對準，以使得它們的配合表面接觸并且其光學路徑對準。
[0183]在一些情況下，光重定向特征結(jié)構(gòu)可使來自光纖的光束準直。一般來講，由于光束一般會在準直時得到擴展，這使得連接不太易受外來材料(諸如灰塵)所致的污染影響，因此被準直光束可用于實現(xiàn)光纖到光纖連接。在一個具體實施方案中，光重定向特征結(jié)構(gòu)可相反地將光束聚焦，以便形成靠近配合表面平面的光束尺寸的最小值。一般來講，由于光束可以被集中到較小的區(qū)域以配合裝置的發(fā)射或接收區(qū)域，因此被聚焦光束可用于實現(xiàn)光纖到電路連接，諸如到設置在電路板上的檢測器、發(fā)射器或其它有源裝置的電路連接。在一些情況下，尤其是對于光纖到光纖連接而言，由于被準直光束對于灰塵和其它污染而言更穩(wěn)固，并且也提供更好的對準公差，因此光束的準直可以為優(yōu)選的。
[0184]在一個具體實施方案中，可以使用波導對準特征結(jié)構(gòu)使光纖對準，諸如在一體式光耦合單元中的模制V形溝槽內(nèi)，其中所述V形溝槽平行于配合表面;然而，并非在所有情況下對準都需要V形溝槽。如本文所述，包括任選的平行V形溝槽，但應當理解，用于光纖的對準和固定的其它技術(shù)也將是可以接受的。此外，在一些情況下，例如當光學波導是聚合物波導時，V形溝槽可能并不適合，并且其它技術(shù)可為優(yōu)選的。在一些情況下，可相反地通過光纖對準領(lǐng)域中的技術(shù)人員已知的任何技術(shù)、使用任何適合的波導對準特征結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)光學波導和/或光纖的對準。
[0185]可使用多種機械特征結(jié)構(gòu)組以對準一對連接元件。一個特征結(jié)構(gòu)組包括:一對精確定位的孔洞，其中放置有對準銷，類似于針對MT套管使用的對準技術(shù)。在一個具體實施方案中，如果孔洞直徑和位置類似于MT連接器的直徑和位置，則本文所描述的連接元件中一個可(用一組適當?shù)闹囟ㄏ蛟?與MT套管互相配合。
[0186]圖1示出根據(jù)本公開的一個方面的在光學連接器中使用的一體式光耦合單元100的示意性橫截面視圖。在圖1中呈現(xiàn)的橫截面視圖為XYZ笛卡爾坐標系的XZ平面，使得XZ平面穿過光學波導120的中心軸122，所述光學波導由一體式光耦合單元100的連接器外殼110中的波導對準特征結(jié)構(gòu)115接收并對準。光學波導120在波導對準特征結(jié)構(gòu)115內(nèi)被接收并對準，使得光學波導出射面124面向設置在連接器外殼110中的光重定向構(gòu)件130的輸入表面132。在一些情況下，光重定向構(gòu)件130可包括對于從光學波導輸入的光波長是透明的實心介質(zhì)，并且具有大于一的折射率。在一些情況下，光學波導出射面124可以緊鄰光重定向構(gòu)件130的輸入表面132;然而，在一些情況下，折射率配合材料可以設置在它們之間，將光學波導120光學親合到輸入表面132。在一些情況下，光重定向構(gòu)件130可以是在連接器外殼110中形成的中空空腔。
[0187]光學連接器被構(gòu)造成用于沿著配合方向與配合光學連接器配合，該配合方向不與中心軸122平行。為了易于實現(xiàn)該配合，連接器外殼110還包括配合表面112和對準特征結(jié)構(gòu)114、對準特征結(jié)構(gòu)116。對準特征結(jié)構(gòu)114、對準特征結(jié)構(gòu)116使光學連接器內(nèi)的光重定向構(gòu)件130的輸出表面136與第二光學連接器(未不出)中第二一體式光親合單元100 ’或收發(fā)器諸如光學檢測器或發(fā)射器(諸如垂直空腔表面激光發(fā)射器(VCSEL))中任一者對準。在一個具體實施方案中，可以形成任選的凹陷配合表面113使得袋160可以靠近輸出表面136形成，使得氣隙可以形成在輸出表面136和鄰近的第二光學連接器或收發(fā)器之間。在一個具體實施方案中，一體式光親合單元100可以是陰陽同體的親合單元，使得第—體式光親合單元100與第二一體式光耦合單元100’可以是等同的并且彼此連接，如別處所述。在一個具體實施方案中，輸入表面132和輸出表面136中的至少一個表面可包括抗反射涂層，并且/或者可以靠近于折射率配合流體。
[0188]波導對準構(gòu)件115可包括沿著用于接收并對準光學波導120的溝槽方向延伸的溝槽，例如在以下專利申請中描述:共同未決的PCT公開號W02013/048730，其標題為“具有帶有耦合到相關(guān)聯(lián)微透鏡的交錯切割端部的多個光纖的光學連接器(OPTICAL CONNECTORHAVING A PLURALITY OF OPTICAL FIBRES WITH STAGGERED CLEAVED ENDS COUPLED TOASSOCIATED MICROLENSES)” ；W02013/048743，其標題為“具有在其主表面上的多個交錯光重定向特征結(jié)構(gòu)的光學基底(OPTICAL SUBSTRATE HAVING A PLURALITY OF STAGGEREDLIGHT REDIRECTING FEATURES ON A MAJOR SURFACE THEREOF)” ；以及美國專利申請序列號61/652,478，其標題為“光學互連(OPTICAL INTERCONNECT)”(代理人案卷號67850US002，2013年5月14日提交)和61/710,083，其標題為“光學連接器(OPTICAL CONNECTOR)”(代理人案卷號70227US002，2013年9月27日提交)在一些情況下，溝槽方向可以平行于中心軸122并且與中心軸122對準。在一些情況下，波導對準構(gòu)件可替代地包括能夠接收并對準可以是光纖的光學波導120的柱形孔(未不出)。
[0189]光學波導120可以是包括(例如)光纖的任何波導。在一些情況下，光學波導120為適合于約600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長的多模光學波導。在一個具體實施方案中，光學波導120可具有圓形橫截面輪廓。然而，在一些情況下，光學波導120可替代地具有多邊形橫截面輪廓。
[0190]光重定向構(gòu)件130包括輸入表面132、反射表面134以及輸出表面136，所述輸入表面用于沿著輸入軸142接收來自光學波導120的輸入光140，所述反射表面用于將所接收輸入光140作為沿著不同的重定向軸152傳播的重定向光150來反射，所述輸出表面用于接收重定向光150并將重定向光150作為沿著輸出軸156傳播的輸出光155來傳輸。輸入表面132和輸出表面136中的至少一個表面可以是平面表面，所述平面表面分別地基本上垂直于輸入軸142和重定向軸152。重定向軸152也示出在XYZ笛卡爾坐標系的第一平面(S卩，XZ平面)內(nèi)，并且輸入軸142和重定向軸152形成在它們之間的重定向角Φ。重定向角Φ可以是適用于應用的任何期望的角，并且可以是例如大于90度，或約90度，或約80度，或約70度，或約60度，或約50度，或約40度，或約30度，或甚至小于約30度。在圖1中示出的一個具體實施方案中，重定向角Φ為約90度。在一些情況下，光學波導120的中心軸122可以如圖所示與輸入軸一致;然而，在一些情況下，光纖可以與輸入表面132對準使得輸入軸142和中心軸122形成它們之間的角度(未示出)。
[0191 ]輸入光和反射光中的每個在兩個互相正交的方向上分別發(fā)散或會聚。輸入光140具有輸入軸142和輸入邊界光144之間的第一散度半角0i，其中第一散度半角Qi在約3度至約10度之間，或在約5度至約8度之間或約7度。重定向光150具有第二散度半角Θ。，所述第二散度半角Θ。在一些情況下可以為重定向軸152和重定向邊界光154之間的會聚半角Θ。，其中第二散度小于第一散度。在一些情況下，第二散度半角Θ。小于約5度，或小于約4度，或小于約3度，或小于約2度，或小于約I度。在一些情況下，離開由波導對準特征結(jié)構(gòu)115接收并對準的光學波導120的光沿著從輸入表面132到輸出表面136的光學路徑傳播，使得重定向光150具有基本上定位在輸出表面136處的最小光束尺寸(例如，橫截面)。在一個具體實施方案中，輸入光140為發(fā)散光束，并且重定向光150為會聚光束或基本上準直的光束。
[0192]反射表面134可以是能夠?qū)⒕哂械谝簧⒍鹊妮斎牍?40重定向至具有小于第一散度的第二散度的重定向光150的任何合適形狀的反射器，并且可以是環(huán)形表面、拋物線形表面、球形表面、雙曲線表面或橢圓形表面，盡管環(huán)形表面可以是優(yōu)選的并且在本文中描述。環(huán)形表面134與XZ平面的彎曲相交可以通過具有從半徑起點105測量的曲率半徑“R”的圓弧134a描述。半徑起點105位于將輸入軸142和重定向軸152之間的重定向角Φ平分的線上。環(huán)形表面134另外通過旋轉(zhuǎn)軸106來表征，所述旋轉(zhuǎn)軸設置在XZ平面中并且在焦點107處與中心軸122相交。在一個具體實施方案中，旋轉(zhuǎn)軸106平行于例如如圖1所示的重定向軸152。環(huán)形表面134通過使圓弧134a圍繞旋轉(zhuǎn)軸106(即，在XZ平面外)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生，使得從焦點107到中心軸122與圓弧134a的交點測量的焦距“f”小于曲率半徑“R”，并且可以通過表達式來表征:
[0193]R=(2f/tan{(31- Φ )/2}) (tan2{ (π- φ )/2}+1)1/2
[0194]其中，例如，給定重定向角φ = 90度(即，V2)，則曲率半徑“R”通過2f\T2或2.828f給出。在一個具體實施方案中，可以設計光重定向構(gòu)件130輸入光和反射光的路徑行進從輸入表面132到輸出表面136的一段組合距離。
[0195]反射表面134可以通過包括反射涂層，諸如例如多層干涉反射器諸如布拉格反射器或金屬或金屬合金反射器而制成為反射性的，這兩種反射器均可以適合與光重定向構(gòu)件130—起使用，所述光重定向構(gòu)件為如別處所述的實心材料或中空腔。在一些情況下，對于是實心材料的光重定向構(gòu)件130，反射表面134可替代地使用全內(nèi)反射(TIR)以反射輸入光。為了使TIR有效，一體式光耦合單元100的連接器外殼110可還包括至少部分包圍空腔118的內(nèi)部周邊119，其被定位成使得光重定向構(gòu)件130的反射表面134可以受到保護免于可在反射表面134處抑制TIR的干擾，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。
[0196]光重定向構(gòu)件130可以由任何適合的尺寸穩(wěn)定的透明材料制作，所述材料包括例如聚合物，諸如聚酰亞胺。在一個具體實施方案中，光重定向構(gòu)件130可以由尺寸穩(wěn)定的透明聚酰亞胺材料制造，諸如例如可購自馬薩諸塞州皮茨菲爾德市的沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料(SABIC Innovative Plastics ,Pittsfield MA)的Ultem 1010 聚釀酰亞胺。在一些情況下，光學波導120可以以粘合方式固定于波導對準特征結(jié)構(gòu)115中。在一個具體實施方案中，折射率配合凝膠或粘合劑可以插入在光重定向構(gòu)件130和光學波導120之間。通過消除此區(qū)域中的任何氣隙，可大大地降低菲涅耳損耗。
[0197]圖2示出根據(jù)本公開的一個方面的在光學連接器中使用的一體式光耦合單元200的示意性橫截面視圖。圖2中所示出的元件200至元件260中的每個對應于圖1中所示出的先前已描述的類似編號的元件100至元件160。例如，圖2的光學波導220對應于圖1的光學波導120等等。在圖2中，輸入軸242和重定向軸252形成小于90度的重定向角Φ ’。環(huán)形表面234與XZ平面的彎曲相交可以通過具有從半徑起點205測量的曲率半徑“R”的圓弧234a描述。半徑起點205位于將輸入軸242和重定向軸252之間的重定向角Φ ’平分的線上。環(huán)形表面234另外通過旋轉(zhuǎn)軸206來表征，所述旋轉(zhuǎn)軸設置在XZ平面中并且在焦點207處與中心軸222相交。在一個具體實施方案中，旋轉(zhuǎn)軸206平行于例如如圖2所示的重定向軸252。環(huán)形表面234通過使圓弧234a圍繞旋轉(zhuǎn)軸206(即，在XZ平面外)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生，使得從焦點207到中心軸222與圓弧234a的交點測量的焦距“f”小于曲率半徑“R”，并且焦距f’、重定向角Φ ’以及曲率半徑R’之間的關(guān)系可以通過在別處提供的方程來計算。在圖2中，重定向角Φ ’可以是例如60度，并且輸入表面232和輸出表面236各自垂直于相應的輸入軸242和重定向軸252;然而，輸入表面232和輸出表面236未彼此垂直對準。
[0198]光學連接器被構(gòu)造成用于沿著配合方向與配合光學連接器配合，該配合方向不與中心軸222平行。為了易于實現(xiàn)該配合，連接器外殼210包括配合表面212和對準特征結(jié)構(gòu)214、對準特征結(jié)構(gòu)216。對準特征結(jié)構(gòu)214、對準特征結(jié)構(gòu)216使光學連接器內(nèi)的光重定向構(gòu)件230的輸出表面236與第二光學連接器(未不出)中第二一體式光親合單元200 ’或收發(fā)器諸如光學檢測器或發(fā)射器(諸如垂直空腔表面激光發(fā)射器(VCSEL))中任一者對準。在一個具體實施方案中，袋260可以鄰近輸出表面236形成，使得氣隙可以形成在輸出表面236和鄰近的第二光學連接器或收發(fā)器之間。在一個具體實施方案中，一體式光耦合單元200可以是陰陽同體的耦合單元，使得第一一體式光耦合單元200與第二一體式光耦合單元200 ’可以是等同的并且彼此連接，如別處所述。在一個具體實施方案中，輸入表面232和輸出表面236中的至少一個表面可包括抗反射涂層，并且/或者可以靠近于折射率配合流體。
[0199]圖3A示出了根據(jù)本公開的一個方面的連接器組件300的示意性橫截面視圖。圖3中所示出的元件100至元件160中的每個對應于圖1中所示出的先前已描述的類似編號的元件100至元件160。例如，圖3的光學波導120對應于圖1的光學波導120等等。在圖3A中，連接器組件300包括親合在一起的第體式光親合單元100和第二一體式光親合單元100’，使得配合表面112、配合表面112’彼此鄰近;對準特征結(jié)構(gòu)114和對準特征結(jié)構(gòu)116分別與對準特征結(jié)構(gòu)116’和對準特征結(jié)構(gòu)114’對準;并且第一一體式光耦合單元100的輸出表面136靠近于第二一體式光親合單元100 ’的輸出表面136 ’并且面向該輸出表面。在圖3中，第體式光耦合單元100和第二一體式光耦合單元100’中的每個為可以彼此附接的陰陽同體的耦合單元。連接器組件300被構(gòu)造成用于使得離開第一光學波導120的光在通過第一一體式光耦合單元100和第二一體式光耦合單元100’的反射表面134、反射表面134’傳播之后進入第二光學波導120’。
[0200]離開第一光學波導的光傳播第一光重定向構(gòu)件130的輸入表面132和第二光重定向構(gòu)件130 ’的輸入表面132 ’之間的第一傳播距離(f+f+f ’+f ’)，該傳播距離(f+f+f ’+f ’)基本上等于第一一體式光耦合單元的焦距f和第二一體式光耦合單元焦距f’的和的兩倍。在一些情況下，第一一體式光耦合單元100的焦距“f”基本上等于第二一體式光耦合單元100’焦距“f’”。在一些情況下，第一光學波導120包括第一多模光纖并且第二光學波導120’包括第二多模光纖，其中連接器組件300在600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長下的光學插入損耗小于0.5dB。
[0201]圖3B示出了根據(jù)本公開的一個方面的通過圖3A的連接器組件300的光路的透視示意圖。在圖3B中不出的一個具體實施方案中，第一反射表面134和第二反射表面134’各自為環(huán)形反射器134和環(huán)形反射器134’。在圖3B中，第一光學波導120將從第一環(huán)形反射器134反射的第一輸入光140作為第一重定向光束150注入。第一重定向光束150穿過第一光重定向構(gòu)件130的第一輸出表面136，并通過第二輸出表面136’進入第二光重定向構(gòu)件130’作為第二重定向光束150’。第二重定向光束150’被第二環(huán)形反射器134’反射作為進入第二光學波導120’的第二輸入光140’。
[0202]圖4示出了根據(jù)本公開的一個方面的光學組件400的示意性橫截面視圖。圖4中所示出的元件100至元件160中的每個對應于圖1中所示出的先前已描述的類似編號的元件100至元件160。例如，圖4的光學波導120對應于圖1的光學波導120等等。光學組件400包括與光學收發(fā)器170連通的一體式光耦合單元100，例如圖1中的一體式光耦合單元100，所述光學收發(fā)器被構(gòu)造成用于接收來自一體式光親合單元100的輸出表面136的光或發(fā)射該光。
[0203]在一個具體實施方案中，光學組件400包括光學波導120，其在600nm至2000nm波長范圍內(nèi)為多模并且具有光學波導出射面124并且被構(gòu)造成用于沿著輸入軸142接收或發(fā)射光。光學組件還包括環(huán)形表面反射器134和被構(gòu)造成用于沿著不同的重定向軸152接收或發(fā)射光的光學收發(fā)器170，光學組件400被構(gòu)造成用于使得從光學波導120和光學收發(fā)器170中的一個傳播到光學波導120和光學收發(fā)器170中的另一個的光(S卩，輸入光140或重定向光150中任一者)在環(huán)形表面反射器134處經(jīng)歷反射，環(huán)形表面反射器134和由輸入軸142與重定向軸152形成的第一平面(S卩，XZ平面)的彎曲相交(S卩，圓弧)134a具有曲率半徑R，環(huán)形表面反射器134具有設置在第一平面(S卩，XZ平面)中在光學波導出射面124處的旋轉(zhuǎn)軸106和沿著輸入軸142從旋轉(zhuǎn)軸106到環(huán)形表面反射器134測量的焦距f，該焦距f小于曲率半徑R。
[0204]光學收發(fā)器170包括可與一體式光耦合單元100的對準特征結(jié)構(gòu)116、對準特征結(jié)構(gòu)114對準的收發(fā)器對準特征結(jié)構(gòu)174、收發(fā)器對準特征結(jié)構(gòu)176，收發(fā)器外殼173，其至少部分封閉可以在任選收發(fā)器空腔175內(nèi)任選地凹陷的收發(fā)器元件172。管道177提供收發(fā)器元件172與電氣部件或光學部件中任一者的通信。在一些情況下，光學收發(fā)器可以是光學檢測器。在一些情況下，光學收發(fā)器可以是光學發(fā)射器諸如垂直空腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)。
[0205]圖5A示出了根據(jù)本公開的一個方面的一體式光耦合單元500的示意性透視圖。圖5A中所示的元件500至元件530中的每個對應于圖1所示的此前已描述的類似編號元件100至元件130。例如，圖5的光學波導520對應于圖1的光學波導120等等。在圖5A中，多個光學波導520由波導對準構(gòu)件515接收并對準以將來自光學波導的光導向至在連接器外殼510內(nèi)的光重定向構(gòu)件530。連接器外殼510包括對準特征結(jié)構(gòu)514、對準特征結(jié)構(gòu)516。
[0206]圖5B示出了根據(jù)本公開的一個方面的連接器組件503的示意性透視圖。連接器組件503可以類似于例如在共同未決的美國專利申請序列號61/652,478，標題為“光學互連(OPTICAL INTERCONNECT)”(代理人案卷號67850US002，2013年5月14日提交)中示出的那些多光纖連接器組件，其提供緊湊、可靠的光學互連;然而，本公開的光重定向構(gòu)件530提供先前未認識到的多光纖連接器組件中的優(yōu)點。連接器組件503包括根據(jù)本公開的一個方面的具有第一一體式光耦合單元500的第一光學連接器501和具有第二一體式光耦合單元500’的第二光學連接器501 ’。第體式光親合單兀500和第二一體式光親合單兀500 ’中的每個可以是如別處所述的陰陽同體的連接器。第一光學連接器501和第二光學連接器501’可以由第一連接器框架502和第二連接器框架502 ’保護并支撐，這可使得一體式光耦合單元500、一體式光耦合單元500’中的每個的相應的第一對準特征結(jié)構(gòu)514、第二對準特征結(jié)構(gòu)516和第一對準特征結(jié)構(gòu)514’、第二對準特征結(jié)構(gòu)516 ’能夠更可靠地配合。
[0207]多光纖連接器組件中的每個可以適用于使用如本領(lǐng)域熟知的多個連接方案互連，例如另外在以下專利申請中描述:共同未決的PCT公開號W02013/048730，其標題為“具有帶有耦合到相關(guān)聯(lián)微透鏡的交錯切割端部的多個光纖的光學連接器(OPTICAL CONNECTORHAVING A PLURALITY OF OPTICAL FIBRES WITH STAGGERED CLEAVED ENDS COUPLED TOASSOCIATED MICROLENSES)” ；W02013/048743，其標題為“具有在其主表面上的多個交錯光重定向特征結(jié)構(gòu)的光學基底(OPTICAL SUBSTRATE HAVING A PLURALITY OF STAGGEREDLIGHT REDIRECTING FEATURES ON A MAJOR SURFACE THEREOF)” ；以及美國專利申請序列號61/652,478，其標題為“光學互連(OPTICAL INTERCONNECT)”(代理人案卷號67850US002，2013年5月14日提交)和61/710,083，其標題為“光學連接器(OPTICAL CONNECTOR)”(代理人案卷號70227US002，2013年9月27日提交)
[0208]以下為本公開的實施方案的列表。
[0209]項目1:一種在光學連接器中使用的一體式光耦合單元，包括:用于接收并對準光學波導的波導對準構(gòu)件；以及光重定向構(gòu)件，包括:輸入表面，所述輸入表面用于接收來自在所述波導對準構(gòu)件處設置并對準的光學波導的輸入光;環(huán)形表面，所述環(huán)形表面用于接收來自所述輸入表面的沿著輸入軸傳播的光并反射所接收的光，所述反射光沿著不同的重定向軸傳播，所述反射光的第二散度沿著兩個互相正交發(fā)散方向小于所述輸入光的第一散度;和輸出表面，所述輸出表面用于接收來自所述環(huán)形表面的光并將所接收的光作為離開所述光重定向構(gòu)件的沿著輸出軸傳播的輸出光來傳輸，所述環(huán)形表面和由所述輸入軸與重定向軸形成具有一定曲率半徑的第一平面的彎曲焦點，所述環(huán)形表面具有在所述輸入表面處所述第一平面中設置的旋轉(zhuǎn)軸和沿著所述輸入軸從所述旋轉(zhuǎn)軸到所述環(huán)形表面測量的焦距，所述焦距小于所述曲率半徑。
[0210]項目2:根據(jù)項目I所述的一體式光耦合單元，其中所述旋轉(zhuǎn)軸基本上平行于所述重定向軸。
[0211 ]項目3:根據(jù)項目I或項目2所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器被構(gòu)造成用于沿著配合方向與配合光學連接器配合，所述配合方向不與所述輸入軸平行。
[0212]項目4:根據(jù)項目I至項目3所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器被構(gòu)造成用于沿著配合方向與配合光學連接器配合，所述配合方向與所述輸入軸平行。
[0213]項目5:根據(jù)項目I或項目4所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器包括不同于所述輸入表面的輸入面。
[0214]項目6:根據(jù)項目I至項目5所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器包括不同于所述輸出表面的輸出面。
[0215]項目7:根據(jù)項目I至項目6所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器是陰陽同體的。
[0216]項目8:根據(jù)項目I至項目7所述的一體式光耦合單元，其中所述波導對準構(gòu)件包括沿著用于接收并對準光學波導的溝槽方向延伸的溝槽。
[0217]項目9:根據(jù)項目8所述的一體式光耦合單元，其中所述溝槽方向平行于所述輸入軸并與所述輸入軸對準。
[0218]項目10:根據(jù)項目I至項目9所述的一體式光耦合單元，其中所述光學波導包括光纖。
[0219]項目11:根據(jù)項目10所述的一體式光耦合單元，其中所述波導對準構(gòu)件包括能夠接收所述光纖的柱形孔。
[0220]項目12:根據(jù)項目I至項目11所述的一體式光耦合單元，其中所述光學波導為用于600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長的多模。
[0221]項目13:根據(jù)項目I至項目12所述的一體式光耦合單元，其中所述光學波導具有圓形橫截面輪廓。
[0222]項目14:根據(jù)項目I至項目13所述的一體式光耦合單元，其中所述光學波導具有多邊形橫截面輪廓。
[0223]項目15:根據(jù)項目I至項目14所述的一體式光耦合單元，其中離開由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的所述光學波導的中心光線沿著所述光學波導和所述輸入表面之間的中心軸傳播，所述中心軸平行于所述輸入軸并與所述輸入軸對準。
[0224]項目16:根據(jù)項目I至項目15所述的一體式光耦合單元，還包括由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導，和將所述光學波導光學耦合至所述輸入表面的折射率配合材料。
[0225]項目17:根據(jù)項目I至項目16所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入表面為平面的。
[0226]項目18:根據(jù)項目I至項目17所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入表面基本上垂直于所述輸入軸。
[0227]項目19:根據(jù)項目I至項目18所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入表面基本上垂直于所述輸出表面。
[0228]項目20:根據(jù)項目I至項目19所述的一體式光耦合單元，其中離開由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導的光沿著從所述輸入表面到所述輸出表面的光學路徑傳播，沿著所述整個光學路徑的一體式光耦合單元的折射率大于一。
[0229]項目21:根據(jù)項目I至項目20所述的一體式光耦合單元，其中所述光重定向構(gòu)件為實心介質(zhì)，該實心介質(zhì)具有大于一的折射率。
[0230]項目22:根據(jù)項目I至項目21所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入軸和所述重定向軸之間的角度小于90度。
[0231 ]項目23:根據(jù)項目I至項目22所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入軸和所述重定向軸之間的角度大于90度。
[0232]項目24:根據(jù)項目I至項目23所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入軸和所述重定向軸之間的角度為111度。
[0233]項目25:根據(jù)項目I至項目24所述的一體式光耦合單元，其中所述反射光的所述第二散度沿著所述兩個互相正交發(fā)散方向中的每個方向小于所述輸入光的所述第一散度至少I度。
[0234]項目26:根據(jù)項目I至項目25所述的一體式光耦合單元，其中離開由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導并且由所述環(huán)形表面反射的光從所述環(huán)形表面?zhèn)鞑サ剿鲚敵霰砻?，所述反射光具有基本上定位于所述輸出表面處的最小光束尺寸?br>[0235]項目27:根據(jù)項目I至項目26所述的一體式光耦合單元，其中所述環(huán)形表面通過全內(nèi)反射來反射所接收的光。
[0236]項目28:根據(jù)項目I至項目27所述的一體式光耦合單元，其中所述環(huán)形表面包括布拉格反射器。
[0237]項目29:根據(jù)項目I至項目28所述的一體式光耦合單元，其中所述環(huán)形表面包括金屬反射器。
[0238]項目30:根據(jù)項目I至項目29所述的一體式光耦合單元，其中所述輸出軸位于所述第一平面內(nèi)。
[0239]項目31:根據(jù)項目I至項目30所述的一體式光耦合單元，其中所述輸出表面為基本上平面的。
[0240]項目32:根據(jù)項目I至項目31所述的一體式光耦合單元，其中所述輸出表面基本上垂直于所述輸出軸。
[0241 ]項目33:根據(jù)項目I至項目32所述的一體式光耦合單元，其中離開由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導的光在所述輸入表面處具有第一光束尺寸并且在所述輸出表面處具有第二光束尺寸，所述第二光束尺寸大于所述第一光束尺寸。
[0242]項目34:根據(jù)項目33所述的一體式光耦合單元，其中所述第二光束尺寸是所述第一光束尺寸的約2倍大。
[0243]項目35:根據(jù)項目I至項目34所述的一體式光耦合單元，其中在所述光重定向構(gòu)件內(nèi)，所述輸入光為發(fā)散的并且所述反射光為會聚的或基本上準直的。
[0244]項目36:—種連接器組件，包括:根據(jù)項目I至項目35所述的第一一體式光耦合單元，其具有由所述第一一體式光耦合單元的所述波導對準構(gòu)件接收并對準的第一光學波導，所述第一一體式光耦合單元與根據(jù)項目I至項目35所述的第二一體式光耦合單元配合，所述第二一體式光耦合單元具有由所述第二一體式光耦合單元的所述波導對準構(gòu)件接收并對準的第二光學波導，所述第一一體式光耦合單元的所述輸出表面靠近所述第二一體式光耦合單元的所述輸出表面并面向所述輸出表面，所述連接器組件被構(gòu)造成用于使得離開所述第一光學波導的光在通過所述第一一體式光耦合單元和所述第二一體式光耦合單元的所述光重定向構(gòu)件傳播之后進入所述第二光學波導。
[0245]項目37:根據(jù)項目36所述的連接器組件，其中離開所述第一光學波導的光傳播了所述第一一體式光耦合單元的所述輸入表面和所述第二一體式光耦合單元的所述輸入表面之間的第一傳播距離，所述傳播距離基本上等于所述第一一體式光耦合單元的所述焦距與所述第二一體式光耦合單元的所述焦距的和的兩倍。
[0246]項目38:根據(jù)項目36或項目37所述的連接器組件，其中所述第一一體式光耦合單元的所述焦距基本上等于所述第二一體式光耦合單元的所述焦距。
[0247]項目39:根據(jù)項目36至項目38所述的連接器組件，其中所述第一光學波導包括第一多模光纖并且所述第二光學波導包括第二多模光纖，其中所述連接器組件在600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長下的光學插入損耗小于0.5dB0
[0248]項目40:—種在光學連接器中使用的一體式光耦合單元，包括:用于接收并對準光學波導的波導對準構(gòu)件；以及實心的光重定向構(gòu)件，包括:輸入表面，所述輸入表面用于接收來自在所述波導對準構(gòu)件處設置并對準的光學波導的輸入光;反射表面，所述反射表面用于接收來自所述輸入表面的沿著輸入軸傳播的光并反射所接收的光，所述反射光沿著不同的重定向軸傳播，所述反射光的第二散度沿著兩個互相正交發(fā)散方向小于所述輸入光的第一散度;和輸出表面，所述輸出表面用于接收來自所述反射表面的光并將所接收的光作為離開所述光重定向構(gòu)件的沿著輸出軸傳播的輸出光來傳輸，其中所述反射表面包括反射涂層，并且其中在沒有所述反射涂層的情況下，來自所述輸入表面的由所述反射表面接收的所述光的至少一部分在所述反射表面處不經(jīng)歷全內(nèi)反射。
[0249]項目41:根據(jù)項目40所述的一體式光耦合單元，其中所述反射涂層包含金屬。
[0250]項目42:根據(jù)項目40或項目41所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器被構(gòu)造成用于沿著配合方向與配合光學連接器配合，所述配合方向不與所述輸入軸平行。[0251 ]項目43:根據(jù)項目40至項目42所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器被構(gòu)造成用于沿著配合方向與配合光學連接器配合，所述配合方向與所述輸入軸平行。
[0252]項目44:根據(jù)項目40至項目43所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器包括不同于所述輸入表面的輸入面。
[0253]項目45:根據(jù)項目40至項目44所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器包括不同于所述輸出表面的輸出面。
[0254]項目46:根據(jù)項目40至項目45所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器是陰陽同體的。
[0255]項目47:根據(jù)項目40至項目46所述的一體式光耦合單元，其中所述波導對準構(gòu)件包括沿著用于接收并對準光學波導的溝槽方向延伸的溝槽。
[0256]項目48:根據(jù)項目47所述的一體式光耦合單元，其中所述溝槽方向平行于所述輸入軸并與所述輸入軸對準。
[0257]項目49:根據(jù)項目40至項目48所述的一體式光耦合單元，其中所述光學波導包括光纖。
[0258]項目50:根據(jù)項目41至項目49所述的一體式光耦合單元，其中所述波導對準構(gòu)件包括能夠接收所述光纖的柱形孔。
[0259]項目51:根據(jù)項目40至項目50所述的一體式光耦合單元，其中所述光學波導為用于600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長的多模。
[0260]項目52:根據(jù)項目40至項目51所述的一體式光耦合單元，其中所述光學波導具有圓形橫截面輪廓。
[0261 ]項目53:根據(jù)項目40至項目52所述的一體式光耦合單元，其中所述光學波導具有多邊形橫截面輪廓。
[0262]項目54:根據(jù)項目40至項目53所述的一體式光耦合單元，其中離開由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的所述光學波導的中心光線沿著所述光學波導和所述輸入表面之間的中心軸傳播，所述中心軸平行于所述輸入軸并與所述輸入軸對準。
[0263]項目55:根據(jù)項目40至項目54所述的一體式光耦合單元，還包括由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導，和將所述光學波導光學耦合至所述輸入表面的折射率配合材料。
[0264]項目56:根據(jù)項目33至項目55所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入表面為平面的。
[0265]項目57:根據(jù)項目40至項目56所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入表面基本上垂直于所述輸入軸。
[0266]項目58:根據(jù)項目40至項目57所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入表面基本上垂直于所述輸出表面。
[0267]項目59:根據(jù)項目40至項目58所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入軸和所述重定向軸之間的角度小于90度。
[0268]項目60:根據(jù)項目40至項目59所述的一體式光耦合單元，其中所述反射光的所述第二散度沿著所述兩個互相正交發(fā)散方向中的每個方向小于所述輸入光的所述第一散度至少I度。
[0269]項目61:根據(jù)項目40至項目60所述的一體式光耦合單元，其中離開由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導并且由所述反射表面反射的光沿著從所述反射表面到所述輸出表面的光學路徑傳播，所述反射光具有基本上定位于所述輸出表面處的最小光束尺寸。
[0270]項目62:根據(jù)項目40至項目61所述的一體式光耦合單元，其中所述反射涂層包括布拉格反射器。
[0271 ]項目63:根據(jù)項目40至項目62所述的一體式光耦合單元，其中所述反射表面包括環(huán)形表面、拋物線形表面、球形表面、雙曲線形表面或橢圓形表面。
[0272]項目64:根據(jù)項目40至項目63所述的一體式光耦合單元，其中所述輸出軸位于由所述輸入軸和所述重定向軸形成的第一平面內(nèi)。
[0273]項目65:根據(jù)項目40至項目64所述的一體式光耦合單元，其中所述輸出表面為基本上平面的。
[0274]項目66:根據(jù)項目40至項目65所述的一體式光耦合單元，其中所述輸出表面基本上垂直于所述輸出軸。
[0275]項目67:根據(jù)項目40至項目66所述的一體式光耦合單元，其中離開由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導的光在所述輸入表面處的具有第一光束尺寸并且在所述輸出表面處具有第二光束尺寸，所述第二光束尺寸大于所述第一光束尺寸。
[0276]項目68:根據(jù)項目67所述的一體式光耦合單元，其中所述第二光束尺寸是所述第一光束尺寸的約2倍大。
[0277]項目69:根據(jù)項目40至項目68所述的一體式光耦合單元，其中在所述光重定向構(gòu)件內(nèi)，所述輸入光為發(fā)散的并且所述反射光為會聚的或基本上準直的。
[0278]項目70:—種連接器組件，包括根據(jù)項目40至項目69所述的第一一體式光耦合單元，其具有由所述第一一體式光耦合單元的所述波導對準構(gòu)件接收并對準的第一光學波導，所述第一一體式光耦合單元與根據(jù)項目40至項目69所述的第二一體式光耦合單元配合，所述第二一體式光耦合單元具有由所述第二一體式光耦合單元的所述波導對準構(gòu)件接收并對準的第二光學波導，所述第一一體式光耦合單元的所述輸出表面靠近所述第二一體式光耦合單元的所述輸出表面并面向所述輸出表面，所述連接器組件被構(gòu)造成用于使得離開所述第一光學波導的光在通過所述第一一體式光耦合單元和所述第二一體式光耦合單元的所述光重定向構(gòu)件傳播之后進入所述第二光學波導。
[0279]項目71:根據(jù)項目70所述的連接器組件，其中所述第一光學波導包括第一多模光纖并且所述第二光學波導包括第二多模光纖，其中所述連接器組件在600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長下的光學插入損耗小于0.5dB0
[0280]項目72:—種在光學連接器中使用的一體式光耦合單元，包括:用于接收并對準光學波導的波導對準構(gòu)件；以及光重定向構(gòu)件，包括:輸入表面，所述輸入表面用于接收來自在所述波導對準構(gòu)件處設置并對準的光學波導的輸入光;反射表面，所述反射表面用于接收來自所述輸入表面的光作為沿著輸入軸傳播的入射光并將所述入射光反射為沿著不同的重定向軸傳播的反射光，所述反射光的第二散度沿著兩個互相正交發(fā)散方向小于所述輸入光的第一散度;和輸出表面，所述輸出表面用于接收所述反射光并將所接收的光作為離開所述光重定向構(gòu)件的沿著輸出軸傳播的輸出光來傳輸，其中所述入射光和所述反射光之間的角度小于90度。
[0281]項目73:根據(jù)項目72所述的一體式光耦合單元，其中所述入射光和所述反射光之間的所述角度小于或等于約60度。
[0282]項目74:根據(jù)項目72或項目73所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器被構(gòu)造成用于沿著配合方向與配合光學連接器配合，所述配合方向不與所述輸入軸平行。
[0283]項目75:根據(jù)項目72至項目74所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器被構(gòu)造成用于沿著配合方向與配合光學連接器配合，所述配合方向與所述輸入軸平行。
[0284]項目76:根據(jù)項目72至項目75所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器包括不同于所述輸入表面的輸入面。
[0285]項目77:根據(jù)項目72至項目76所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器包括不同于所述輸出表面的輸出面。
[0286]項目78:根據(jù)項目72至項目77所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器是陰陽同體的。
[0287]項目79:根據(jù)項目72至項目78所述的一體式光耦合單元，其中所述波導對準構(gòu)件包括沿著用于接收并對準光學波導的溝槽方向延伸的溝槽。
[0288]項目80:根據(jù)項目79所述的一體式光耦合單元，其中所述溝槽方向平行于所述輸入軸并與所述輸入軸對準。
[0289]項目81:根據(jù)項目72至項目80所述的一體式光耦合單元，其中所述光學波導包括光纖。
[0290]項目82:根據(jù)項目81所述的一體式光耦合單元，其中所述波導對準構(gòu)件包括能夠接收所述光纖的柱形孔。
[0291 ]項目83:根據(jù)項目72至項目82所述的一體式光耦合單元，其中所述光學波導為用于600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長的多模。
[0292]項目84:根據(jù)項目72至項目83所述的一體式光耦合單元，其中所述光學波導具有圓形橫截面輪廓。
[0293]項目85:根據(jù)項目72至項目84所述的一體式光耦合單元，其中所述光學波導具有多邊形橫截面輪廓。
[0294]項目86:根據(jù)項目72至項目85所述的一體式光耦合單元，其中離開由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的所述光學波導的中心光線沿著所述輸入表面和所述反射表面之間的輸入路徑傳播，所述輸入路徑平行于所述輸入軸并與所述輸入軸對準。
[0295]項目87:根據(jù)項目86所述的一體式光耦合單元，其中所述中心光線由所述反射表面反射，并且另外沿著反射路徑傳播到所述輸出表面，所述反射路徑和所述輸入路徑形成小于90度的所述角。
[0296]項目88:根據(jù)項目72至項目87所述的一體式光耦合單元，還包括由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導，和將所述光學波導光學耦合至所述輸入表面的折射率配合材料。
[0297]項目89:根據(jù)項目72至項目88所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入表面為平面的。
[0298]項目90:根據(jù)項目72至項目89所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入表面基本上垂直于所述輸入軸。
[0299]項目91:根據(jù)項目72至項目90所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入表面基本上垂直于所述輸出表面。
[0300]項目92:根據(jù)項目72至項目91所述的一體式光耦合單元，其中離開由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導的光沿著從所述輸入表面到所述輸出表面的光學路徑傳播，沿著所述整個光學路徑的一體式光耦合單元的折射率大于一。
[0301]項目93:根據(jù)項目72至項目92所述的一體式光耦合單元，其中所述光重定向構(gòu)件為實心介質(zhì)，該實心介質(zhì)具有大于一的折射率。
[0302]項目94:根據(jù)項目72至項目93所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入軸和所述重定向軸之間的所述角度小于90度。
[0303]項目95:根據(jù)項目72至項目94所述的一體式光耦合單元，其中所述反射光的所述第二散度沿著所述兩個互相正交發(fā)散方向中的每個方向小于所述輸入光的所述第一散度至少I度。
[0304]項目96:根據(jù)項目72至項目95所述的一體式光耦合單元，其中離開由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導并且由所述反射表面反射的光沿著從所述反射表面到所述輸出表面的光學路徑傳播，所述反射光具有基本上定位于所述輸出表面處的最小光束尺寸。
[0305]項目97:根據(jù)項目72至項目96所述的一體式光耦合單元，其中所述反射表面包括環(huán)形表面、拋物線形表面、球形表面、雙曲線形表面或橢圓形表面。
[0306]項目98:根據(jù)項目72至項目97所述的一體式光耦合單元，其中所述反射表面通過全內(nèi)反射來反射所接收的光。
[0307]項目99:根據(jù)項目72至項目98所述的一體式光耦合單元，其中所述反射表面包括布拉格反射器。
[0308]項目100:根據(jù)項目72至項目99所述的一體式光耦合單元，其中所述反射表面包括金屬反射器。
[0309]項目101:根據(jù)項目72至項目100所述的一體式光耦合單元，其中所述輸出軸位于由所述輸入軸和所述重定向軸形成的第一平面內(nèi)。
[0310]項目102:根據(jù)項目72至項目101所述的一體式光耦合單元，其中所述輸出表面為基本上平面的。
[0311]項目103:根據(jù)項目72至項目102所述的一體式光耦合單元，其中所述輸出表面基本上垂直于所述輸出軸。
[0312]項目104:根據(jù)項目72至項目103所述的一體式光耦合單元，其中離開由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導的光在所述輸入表面處具有第一光束尺寸并且在所述輸出表面處具有第二光束尺寸，所述第二光束尺寸大于所述第一光束尺寸。
[0313]項目105:根據(jù)項目104所述的一體式光耦合單元，其中所述第二光束尺寸是所述第一光束尺寸的約2倍大。
[0314]項目106:根據(jù)項目72至項目105所述的一體式光耦合單元，其中在所述光重定向構(gòu)件內(nèi)，所述輸入光為發(fā)散的并且所述反射光為會聚的或基本上準直的。
[0315]項目107:—種連接器組件，包括根據(jù)項目72至項目106所述的第一一體式光耦合單元，其具有由所述第一一體式光耦合單元的所述波導對準構(gòu)件接收并對準的第一光學波導，所述第一一體式光耦合單元與根據(jù)項目72至項目106所述的第二一體式光耦合單元配合，所述第二一體式光耦合單元具有由所述第二一體式光耦合單元的所述波導對準構(gòu)件接收并對準的第二光學波導，所述第一一體式光耦合單元的所述輸出表面靠近所述第二一體式光耦合單元的所述輸出表面并面向所述輸出表面，所述連接器組件被構(gòu)造成用于使得離開所述第一光學波導的光在通過所述第一一體式光耦合單元和所述第二一體式光耦合單元的所述光重定向構(gòu)件傳播之后進入所述第二光學波導。
[0316]項目108:根據(jù)項目107所述的連接器組件，其中所述第一光學波導包括第一多模光纖并且所述第二光學波導包括第二多模光纖，其中所述連接器組件在600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長下的光學插入損耗小于0.5dB0
[0317]項目109: —種連接器組件，包括配合的第一光學連接器和第二光學連接器，每個光學連接器包括:具有出射面的多模光學波導;和一體式光重定向構(gòu)件，包括:第一表面，所述第一表面設置在所述多模光學波導的所述出射面處并面向所述出射面;第二表面，所述第二表面設置在另一個光學連接器的所述一體式光重定向構(gòu)件的第二表面處并面向所述第二表面；以及反射表面，所述反射表面用于接收來自所述第一表面和所述第二表面中一個表面的光并朝向所述第一表面和所述第二表面中另一個表面反射所接收的光，其中所述連接器組件在600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長下的光學插入損耗小于0.5dB0
[0318]項目110:根據(jù)項目109所述的連接器組件，其中所述第一光學連接器和所述第二光學連接器中的至少一個的所述反射表面為環(huán)形表面。
[0319]項目111:根據(jù)項目109或項目110所述的連接器組件，其中所述第一光學連接器和所述第二光學連接器中的每個的所述多模光學波導為多模光纖。
[0320]項目112:根據(jù)項目109至項目111所述的連接器組件，其中至少一個光學連接器的所述多模光學波導具有圓形橫截面輪廓。
[0321]項目113:根據(jù)項目109至項目112所述的連接器組件，其中至少一個光學連接器的所述多模光學波導具有多邊形橫截面輪廓。
[0322]項目114:根據(jù)項目109至項目113所述的連接器組件，其中所述第一光學連接器和所述第二光學連接器中至少一個的所述反射表面通過全內(nèi)反射來反射所接收的光。
[0323]項目115:根據(jù)項目109至項目114所述的連接器組件，其中所述第一光學連接器和所述第二光學連接器中的至少一個的所述反射表面包括布拉格反射器。
[0324]項目116:根據(jù)項目109至項目115所述的連接器組件，其中所述第一光學連接器和所述第二光學連接器中的至少一個的所述反射表面包括金屬反射器。
[0325]項目117: —種光學組件，包括:光學纖維，其在600nm至2000nm波長范圍內(nèi)為多模并具有出射面并且被構(gòu)造成用于沿著第一光學軸接收或發(fā)射光;環(huán)形表面;和光學收發(fā)器，其被構(gòu)造成用于沿著不同的第二光學軸接收或發(fā)射光，所述光學組件被構(gòu)造成用于使得從所述光纖和收發(fā)器中的一個傳播到所述光纖和收發(fā)器中的另一個的光在所述環(huán)形表面處經(jīng)歷反射，所述環(huán)形表面與由所述第一光學軸和所述第二光學軸形成的第一平面的彎曲相交具有曲率半徑，所述環(huán)形表面具有在所述出射面處所述第一平面中設置的旋轉(zhuǎn)軸和沿著所述第一光學軸從所述旋轉(zhuǎn)軸至所述環(huán)形表面測量的焦距，所述焦距小于所述曲率半徑。
[0326]項目118:根據(jù)項目117所述的光學組件，其中所述光學收發(fā)器包括光學檢測器。
[0327]項119:根據(jù)項目117或118所述的光學組件，其中所述光學收發(fā)器包括垂直空腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)。
[0328]項目120:根據(jù)項目117至項目119所述的光學組件，其中所述環(huán)形表面通過全內(nèi)反射來反射所接收的光。
[0329]項目121:根據(jù)項目117至項目120所述的光學組件，其中所述環(huán)形表面包括布拉格反射器。
[0330]項目122:根據(jù)項目117至項目121所述的光學組件，其中所述環(huán)形表面包括金屬反射器。
[0331]除非另外指明，否則本說明書和權(quán)利要求書中所用的表示特征結(jié)構(gòu)尺寸、量和物理特性的所有數(shù)字應理解為都由術(shù)語“約”來修飾。因此，除非有相反的說明，否則在上述說明書和所附權(quán)利要求書中列出的數(shù)值參數(shù)均為近似值，這些近似值可根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員使用本文所公開的教導內(nèi)容尋求獲得的期望特性而變化。
[0332]本文中引用的所有參考文獻及出版物全文以引用方式明確地并入本文中，但能夠與本公開直接沖突的部分除外。雖然本文已經(jīng)舉例說明并描述了具體實施方案，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會知道，在不脫離本公開的范圍的情況下，可用多種另選和/或等同形式的具體實施來代替所示出的和所描述的具體實施方案。本專利申請旨在涵蓋本文所討論的具體實施方案的任何調(diào)整或變型。因此，本公開旨在僅受權(quán)利要求書及其等同形式的內(nèi)容限制。
【主權(quán)項】
1.一種在光學連接器中使用的一體式光親合單元，包括: 用于接收并對準光學波導的波導對準構(gòu)件；以及 光重定向構(gòu)件，所述光重定向構(gòu)件包括: 輸入表面，所述輸入表面用于接收來自在所述波導對準構(gòu)件處設置并對準的光學波導的輸入光； 環(huán)形表面，所述環(huán)形表面用于接收來自所述輸入表面的沿著輸入軸傳播的光并反射所接收的光，所述反射光沿著不同的重定向軸傳播，所述反射光的第二散度沿著兩個互相正交發(fā)散方向小于所述輸入光的第一散度;和 輸出表面，所述輸出表面用于接收來自所述環(huán)形表面的光并將所接收的光作為離開所述光重定向構(gòu)件的沿著輸出軸傳播的輸出光來傳輸，所述環(huán)形表面和由所述輸入軸和重定向軸形成的第一平面的彎曲相交具有曲率半徑，所述環(huán)形表面具有在所述輸入表面處所述第一平面中設置的旋轉(zhuǎn)軸和沿著所述輸入軸從所述旋轉(zhuǎn)軸到所述環(huán)形表面測量的焦距，所述焦距小于所述曲率半徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述旋轉(zhuǎn)軸基本上平行于所述重定向軸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器被構(gòu)造成用于沿著配合方向與配合光學連接器配合，所述配合方向不與所述輸入軸平行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器被構(gòu)造成用于沿著配合方向與配合光學連接器配合，所述配合方向與所述輸入軸平行。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器包括不同于所述輸入表面的輸入面。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器包括不同于所述輸出表面的輸出面。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述光學連接器是陰陽同體的。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述波導對準構(gòu)件包括沿著用于接收并對準光學波導的溝槽方向延伸的溝槽。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一體式光耦合單元，其中所述溝槽方向平行于所述輸入軸并與所述輸入軸對準。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述光學波導包括光纖。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一體式光耦合單元，其中所述波導對準構(gòu)件包括能夠接收所述光纖的柱形孔。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述光學波導為用于在600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長的多模。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述光學波導具有圓形橫截面輪廓。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述光學波導具有多邊形橫截面輪廓。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中離開由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的所述光學波導的中心光線沿著所述光學波導和所述輸入表面之間的中心軸傳播，所述中心軸平行于所述輸入軸并與所述輸入軸對準。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，還包括由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導，和將所述光學波導光學耦合至所述輸入表面的折射率配合材料。17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入表面為平面的。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入表面基本上垂直于所述輸入軸。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入表面基本上垂直于所述輸出表面。20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中離開由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導的光沿著從所述輸入表面到所述輸出表面的光學路徑傳播，沿著所述整個光學路徑的一體式光耦合單元的折射率大于一。21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述光重定向構(gòu)件為實心介質(zhì)，所述實心介質(zhì)具有大于一的折射率。22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入軸和所述重定向軸之間的角度小于90度。23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入軸和所述重定向軸之間的角度大于90度。24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述輸入軸和所述重定向軸之間的角度為111度。25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述反射光的所述第二散度沿著所述兩個互相正交發(fā)散方向中的每個方向小于所述輸入光的所述第一散度至少I度。26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中離開由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導并且由所述環(huán)形表面反射的光從所述環(huán)形表面?zhèn)鞑サ剿鲚敵霰砻妫龇瓷涔饩哂谢旧隙ㄎ挥谒鲚敵霰砻嫣幍淖钚」馐叽纭?7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述環(huán)形表面通過全內(nèi)反射來反射所接收的光。28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述環(huán)形表面包括布拉格反射器。29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述環(huán)形表面包括金屬反射器。30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述輸出軸位于所述第一平面內(nèi)。31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述輸出表面為基本上平面的。32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中所述輸出表面基本上垂直于所述輸出軸。33.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中離開由所述波導對準構(gòu)件接收并對準的光學波導的光在所述輸入表面處具有第一光束尺寸并且在所述輸出表面處具有第二光束尺寸，所述第二光束尺寸大于所述第一光束尺寸。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的一體式光耦合單元，其中所述第二光束尺寸是所述第一光束尺寸的約2倍大。35.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式光耦合單元，其中在所述光重定向構(gòu)件內(nèi)，所述輸入光為發(fā)散的并且所述反射光為會聚的或基本上準直的。36.—種連接器組件，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1所述的第一一體式光耦合單元，其具有由所述第一一體式光耦合單元的所述波導對準構(gòu)件接收并對準的第一光學波導，所述第一一體式光耦合單元與根據(jù)權(quán)利要求I所述的第二一體式光耦合單元配合，所述第二一體式光耦合單元具有由所述第二一體式光耦合單元的所述波導對準構(gòu)件接收并對準的第二光學波導，所述第一一體式光耦合單元的所述輸出表面靠近所述第二一體式光耦合單元的所述輸出表面并面向所述輸出表面，所述連接器組件被構(gòu)造成用于使得離開所述第一光學波導的光在通過所述第一一體式光耦合單元和所述第二一體式光耦合單元的所述光重定向構(gòu)件傳播之后進入所述第二光學波導。37.—種在光學連接器中使用的一體式光親合單元，包括: 用于接收并對準光學波導的波導對準構(gòu)件；以及 實心的光重定向構(gòu)件，所述實心的光重定向構(gòu)件包括: 輸入表面，所述輸入表面用于接收來自在所述波導對準構(gòu)件處設置并對準的光學波導的輸入光； 反射表面，所述反射表面用于接收來自所述輸入表面的沿著輸入軸傳播的光并反射所接收的光，所述反射光沿著不同的重定向軸傳播，所述反射光的第二散度沿著兩個互相正交發(fā)散方向小于所述輸入光的第一散度;和 輸出表面，所述輸出表面用于接收來自所述反射表面的光并將所接收的光作為離開所述光重定向構(gòu)件的沿著輸出軸傳播的輸出光來傳輸，其中所述反射表面包括反射涂層，并且其中在沒有所述反射涂層的情況下，來自所述輸入表面的由所述反射表面接收的所述光的至少一部分在所述反射表面處不經(jīng)歷全內(nèi)反射。38.—種連接器組件，包括: 根據(jù)權(quán)利要求37所述的第一一體式光耦合單元，其具有由所述第一一體式光耦合單元的所述波導對準構(gòu)件接收并對準的第一光學波導，所述第一一體式光耦合單元與根據(jù)權(quán)利要求37所述的第二一體式光耦合單元配合，所述第二一體式光耦合單元具有由所述第二一體式光耦合單元的所述波導對準構(gòu)件接收并對準的第二光學波導，所述第一一體式光耦合單元的所述輸出表面靠近所述第二一體式光耦合單元的所述輸出表面并面向所述輸出表面，所述連接器組件被構(gòu)造成用于使得離開所述第一光學波導的光在通過所述第一一體式光耦合單元和所述第二一體式光耦合單元的所述光重定向構(gòu)件傳播之后進入所述第二光學波導。39.一種在光學連接器中使用的一體式光親合單元，包括: 用于接收并對準光學波導的波導對準構(gòu)件；以及 光重定向構(gòu)件，所述光重定向構(gòu)件包括: 輸入表面，所述輸入表面用于接收來自在所述波導對準構(gòu)件處設置并對準的光學波導的輸入光； 反射表面，所述反射表面用于接收來自所述輸入表面的光作為沿著輸出軸傳播的入射光并且將所述入射光作為沿著不同的重定向軸傳播的反射光來反射，所述反射光的第二散度沿著兩個互相正交發(fā)散方向小于所述輸入光的第一散度;和 輸出表面，所述輸出表面用于接收所述反射光并將所接收的光作為離開所述光重定向構(gòu)件沿著輸出軸傳播的輸出光來傳輸，其中所述入射光和所述反射光之間的角度小于90度。40.—種連接器組件，包括: 根據(jù)權(quán)利要求39所述的第一一體式光耦合單元，其具有由所述第一一體式光耦合單元的所述波導對準構(gòu)件接收并對準的第一光學波導，所述第一一體式光耦合單元與根據(jù)權(quán)利要求39所述的第二一體式光耦合單元配合，所述第二一體式光耦合單元具有由所述第二一體式光耦合單元的所述波導對準構(gòu)件接收并對準的第二光學波導，所述第一一體式光耦合單元的所述輸出表面靠近所述第二一體式光耦合單元的所述輸出表面并面向所述輸出表面，所述連接器組件被構(gòu)造成用于使得離開所述第一光學波導的光在通過所述第一一體式光耦合單元和所述第二一體式光耦合單元的所述光重定向構(gòu)件傳播之后進入所述第二光學波導。41.一種包括配合的第一光學連接器和第二光學連接器的連接器組件，每個光學連接器包括: 具有出射面的多模光學波導;和 一體式光重定向構(gòu)件，所述一體式光重定向構(gòu)件包括:第一表面，所述第一表面設置在所述多模光學波導的所述出射面處并面向所述出射面； 第二表面，所述第二表面設置在所述另一個光學連接器的所述一體式光重定向構(gòu)件的所述第二表面處并面向所述第二表面;和 反射表面，所述反射表面用于接收來自所述第一表面和所述第二表面中的一個表面的光并朝向所述第一表面和所述第二表面中的另一個表面反射所接收的光，其中所述連接器組件在600納米至2000納米范圍內(nèi)的波長下的光學插入損耗小于0.5dBo42.一種光學組件，包括: 光纖，所述光纖在600nm至2000nm波長范圍內(nèi)為多模并具有出射面并被構(gòu)造成用于沿著第一光學軸接收或發(fā)射光； 環(huán)形表面;和 光學收發(fā)器，所述光學收發(fā)器被構(gòu)造成用于沿著不同的第二光學軸接收或發(fā)射光，所述光學組件被構(gòu)造成用于使得從所述光纖和收發(fā)器中的一個傳播到所述光纖和收發(fā)器中的另一個的光在所述環(huán)形表面處經(jīng)歷反射，所述環(huán)形表面與由所述第一光學軸和所述第二光學軸形成的第一平面的彎曲相交具有曲率半徑，所述環(huán)形表面具有在所述出射面處所述第一平面中設置的旋轉(zhuǎn)軸和沿著所述第一光學軸從所述旋轉(zhuǎn)軸至所述環(huán)形表面測量的焦距，所述焦距小于所述曲率半徑。
【文檔編號】G02B6/38GK105849607SQ201480069151
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月9日
【發(fā)明人】M·A·哈澤, 郝冰, T·L·史密斯
【申請人】3M創(chuàng)新有限公司