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【发明授权】光连接器、光连接器系统以及具有它们的有源光缆_京瓷株式会社_201680062998.5 

申请/专利权人:京瓷株式会社

申请日:2016-08-23

公开(公告)日:2020-06-30

公开(公告)号:CN108463751B

主分类号:G02B6/30(20060101)

分类号:G02B6/30(20060101);G02B6/12(20060101);G02B6/32(20060101);G02B6/36(20060101);G02B6/42(20060101)

优先权:["20151028 JP 2015-211821"]

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.06.30#授权;2018.09.21#实质审查的生效;2018.08.28#公开

摘要:得到一种光连接器、光连接器系统以及具有它们的有源光缆,在该光连接器、光连接器系统以及具有它们的有源光缆中,受光波导的端面的划痕或附着于端面的异物灰尘的影响较小,制造容易且成本较低,并且能够在光波导的端面与光纤的端面之间有效地收发光信号。光连接器30的特征在于,具有:连接器主体30,介于光波导11的光射入射出端面11t处的基板10与光纤23的光射入射出端面23t处的套圈20之间,对基板10和套圈20进行连接;以及透镜部36,以位于光波导11的光射入射出端面11t与光纤23的光射入射出端面23t之间的方式设置于连接器主体30,并且,在两光射入射出端面11t,23t之间收发光信号。

主权项:1.一种光连接器,其特征在于,具有:L字状的连接器主体,介于形成有光波导的光射入射出端面的基板与插入有光纤的光射入射出端面的套圈之间,对所述基板和所述套圈进行连接,该连接器主体具有:上面壁,沿着所述基板的基板层,端面壁,与所述上面壁正交地形成于所述上面壁的所述套圈侧的端部,夹设壁,形成于所述端面壁,位于所述光波导的所述光射入射出端面与所述光纤的所述光射入射出端面之间并由透光性材料构成;以及与所述光波导的光射入射出端面相对的光波导侧透镜以及与所述光纤的所述光射入射出端面相对的光纤侧透镜,以与所述夹设壁一体成形的状态,以位于所述光波导的所述光射入射出端面与所述光纤的所述光射入射出端面之间的方式设置,并且,在所述两光射入射出端面之间收发光信号,所述端面壁具有:第一端面,在光传送方向上与所述基板的端面相对且相比所述光波导侧透镜更靠所述基板侧,第二端面,在所述光传送方向上与所述套圈相对且相比所述光纤侧透镜更靠所述套圈侧,所述连接器主体的所述上面壁形成有与所述基板层抵接的定位面。

全文数据:光连接器、光连接器系统以及具有它们的有源光缆技术领域[0001]本申请基于申请日为2015年10月28日,申请号为特愿2015—211821的日本专利申请提出优选权,并援引该在先申请所公开的全部内容作为参考。[0002]本发明涉及在配置于具有光元件发光元件或受光元件)的基板的光波导的光射入射出端面(以下,简称为端面与光纤的光射入射出端面(以下,简称为端面之间收发光信号的光连接器、具有该光连接器的光连接器系统以及具有它们的有源光缆。背景技术[0003]例如,在25Gbpsch以上的高速大容量数据光通信技术领域中,存在使用在配置于具有光元件的基板的光波导的端面与光纤的端面之间收发光信号的光连接器的情况。[0004]在这种光连接器中,利用薄膜技术在基板上形成光元件和光波导。通过切割加工使光波导的端面在基板的端面露出。并且,光纤的端面与该光波导的端面对位紧贴。即,光元件经由形成在光波导上的能够进行光路变换的反射镜例如,利用蒸镀或折射率的差的反射方法光路变换方法)等与光波导相结合。光波导进一步与光纤相结合。像这样,需要以光波导为基准进行两次光轴对准的连结结合。[0005]现有技术文献[0006]专利文献[0007]专利文献1:日本特开平6—300939号公报发明内容[0008]发明所要解决的问题[0009]然而,在这样的光连接器中,存在容易受到在基板的端面排列并露出的多个光波导的端面的划痕或附着于端面的异物灰尘)的不良影响的向题。另外,由于要求光波导的端面与光纤的端面严格对位公差),因此,具有制造困难或成本高的问题。尤其是,为了有效地收发光信号,必须对光纤的端面进行PC研磨(凸面研磨),来使光波导的端面和光纤的端面高精度地紧贴。由此,制造困难或成本高的问题更加显著。[0010]本发明是基于对上述问题的认识而成的,目的在于得到一种光连接器、光连接器系统以及具有它们的有源光缆,在该光连接器、光连接器系统以及具有它们的有源光缆中,受光波导的端面的划痕或附着于端面的异物灰尘)的影响较小,容易制造且成本较低,而且,能够在光波导的端面与光纤的端面之间有效地收发光信号。[0011]解决问题的技术方案[0012]本发明的光连接器的特征在于,具有:连接器主体,介于光波导的光射入射出端面处的基板与光纤的光射入射出端面处的套圈之间,对所述基板和所述套圈进行连接;以及透镜部,以位于所述光波导的光射入射出端面与所述光纤的光射入射出端面之间的方式设置于所述连接器主体,并且,在两光射入射出端面之间收发光信号。[0013]也可以为所述连接器主体具有位于所述基板与所述套圈之间的由透光性材料构成的夹设壁,在该夹设壁上一体成形有所述透镜部。[0014]也可以为所述透镜部具有与所述光波导的光射入射出端面相对的光波导侧透镜、以及与所述光纤的光射入射出端面相对的光纤侧透镜,根据光信号的前进方向,所述光波导侧透镜和所述光纤侧透镜中的一方作为准直透镜发挥作用,另一方作为聚光透镜发挥作用。[0015]也可以为在所述连接器主体与所述基板之间形成有引导部,该引导部引导所述连接器主体和所述基板能够沿与所述光波导的延伸方向平行的方向相对移动。[0016]本发明的光连接器系统的特征在于,具有:基板,具有光元件;多个光波导,以形成与所述光元件相连的光路的方式设置于所述基板,并使该多个光波导的光射入射出端面到达所述基板端面;套圈,保持多个光纤,该多个光纤具有在与所述多个光波导的光射入射出端面之间收发光信号的光射入射出端面;插座,具有位于所述基板与所述套圈之间的夹设壁;以及多个透镜部,以位于所述多个光波导的光射入射出端面与所述多个光纤的光射入射出端面之间,且不与两光射入射出端面接触的的方式,设置于所述插座的夹设壁,并在所述多个光波导的光射入射出端面与所述多个光纤的光射入射出端面之间收发光信号。[0017]也可以为所述插座中的至少所述夹设壁由透光性材料构成,在所述夹设壁一体成形有所述透镜部。[0018]也可以为所述透镜部具有与所述光波导的光射入射出端面相对的光波导侧透镜、以及与所述光纤的光射入射出端面相对的光纤侧透镜,根据光信号的前进方向,所述光波导侧透镜和所述光纤侧透镜中的一方作为准直透镜发挥作用,另一方作为聚光透镜发挥作用。[0019]也可以为在所述插座与所述基板之间形成有引导部,该引导部引导所述插座和所述基板能够沿与所述光波导的延伸方向平行的方向相对移动。[0020]本发明的有源光缆具有上述的任一个光连接器或光连接器系统。[0021]发明效果[0022]根据本发明,得到一种光连接器、光连接器系统以及具有它们的有源光缆,在该光连接器、光连接器系统以及具有它们的有源光缆中,受光波导的端面的划痕或附着于端面的异物灰尘的影响较小,容易制造且成本较低,并且,能够在光波导的端面与光纤的端面之间有效地收发光信号。附图说明[0023]图1是示出基于本发明的光连接器系统的一实施方式的基板、套圈以及光连接器的分解状态的立体图。[0024]图2是图1中的连接状态的剖视图。[0025]图3是套圈以及光连接器的分解状态的局部剖视图。[0026]图4是基板单体的剖视图。[0027]图5是套圈单体的剖视图。[0028]图6是光连接器单体的剖视图。[0029]图7是从基板侧观察光连接器系统的连接状态的图。具体实施方式[0030]图1至图3示出基于本发明的光连接器系统100的实施方式。该光连接器系统100能够适用于实现长距离的高速大容量数据光通信(例如25Gbpsch以上)的有源光缆A0C:ActiveOpticalCables。光连接器系统1〇〇将基板作为有机基板或陶瓷基板的布线基板)10、套圈20以及光连接器连接器主体、插座、插头)30作为主要的构成要素。在基板1〇将单体形状示出在图4中)上,利用公知的薄膜技术和光刻技术经由基板层12形成多根在图示例中为12根光波导11。另外,形成有向各光波导11射入光信号的作为光电转换元件的发光兀件(例如VerticalCavitySurfaceEmittingLaser以下,称作VCSEL14a和反射镜14b。光波导11形成与基板10的端面lOt正交的位置关系。通过对端面l〇t进行切割加工,光波导11的光射入射出端面(以下,称作端面)lit露出。在图2、图4以及图7中,以单体单独描绘光波导11,但在光波导11的周围形成有公知的包层。在基板10基板层12上突出形成有一对引导突起13,该引导突起13位于多根光波导11的排列方向的两侧,用于与光连接器30结合。[0031]就套圈20将单体形状示出在图5中)而言,将多模光纤22内的12根光纤23导入套圈20的合成树脂制的主体21中。在主体21上形成有导入开口24、操作开口25、面向操作开口25的12根半圆形状的保持槽26以及与保持槽26相连的12根光纤导入孔27。光纤导入孔27具有向操作开口25开口的粗径部27a和与粗径部27a相连的细径部27b。细径部27b的顶端向主体21的端面21t开口。由粗径部27a和细径部27b构成光纤导入孔27的理由是,利用粗径部27a使光纤23容易插入,利用细径部27b准确地决定光纤23芯部23a的位置。12根光纤23被从导入开口24导入至操作开口25内的对应的保持槽26上,并被插入至光纤导入孔27。众所周知,光纤23由中心的芯部23a和外周的包层部23b构成。将从主体21的端面21t突出的芯部23a光纤23的光射入射出端面(以下,称作端面23t平面研磨成与端面21t在同一平面,形成光学平面。[0032]就光连接器30将单体形状示出在图6中)而言,不使上述的基板10的光波导11的端面lit和套圈2〇的光纤23的芯部23a的端面23t物理接触,就能够对光波导11和光纤23进行光学连接。光连接器30由透光性材料例如,聚醚酰亚胺等透光性合成树脂构成。光连接器30具有:上面壁31,沿着基板10的形成光波导11的面;以及端面壁32,与上面壁31正交地形成于该上面壁31的套圈20侧的端部。上面壁31具有与基板10基板层12的上表面接触的定位面31b。在该定位面31b形成有引导凹部31a,该引导凹部31a与基板10的引导突起13接合来引导光连接器30相对于基板10的滑动移动方向。引导突起13和引导凹部31a构成引导部,该引导部引导基板10和光连接器30能够沿与光波导11的延伸方向平行的方向相对移动。定位面3lb和基板10基板层12的上表面构成在与光波导11的排列方向正交的方向上的光连接器30和基板10的定位面。[0033]在光连接器3〇的端面壁32形成有使端面壁32的基板10侧和套圈20侧的中央部凹陷而成的比端面壁32薄的非接触夹设壁33。位于端面壁32的非接触夹设壁33的两侧部和下侧部的端面构成定位面壁34,该定位面壁34与基板10的端面lit抵接而决定该端面lit与非接触夹设壁33的间隔。另外,端面壁32的除非接触夹设壁33外的套圈20侧的端面构成定位面壁35,该定位面壁35与主体21的端面21t抵接而决定该端面2U与非接触夹设壁33的间隔。非接触夹设壁33形成为与定位面34和定位面35相互平行,且不与套圈20端面21t和基板10端面10t接触。[0034]在光连接器30的非接触夹设壁33上一体成形有透镜部36,该透镜部36位于光波导11的端面lit与光纤23的芯部23a的端面23t之间。透镜部36由准直透镜光波导侧透镜36a和聚光透镜光纤侧透镜36b构成,其中,准直透镜36a不与光波导11的端面111接触,并使从该端面lit射出的光束信号光成为大致平行光,聚光透镜36b使利用准直透镜36a而成为大致平行光的光束朝向光纤23的芯部23a会聚,聚光透镜36b不与芯部23a端面23t接触。[0035]光连接器30的透镜部36的准直透镜36a与光波导11的端面lit之间的距离、以及光连接器30的透镜部36的聚光透镜36b与光纤23的芯部23a的端面23t之间的距离具有自由度。并且,能够根据它们之间的距离来改变设定光连接器30的透镜部36的准直透镜36a和聚光透镜36b中的至少一方的大小、突出量、或曲率半径)。[0036]光连接器30的透镜部36的准直透镜36a和聚光透镜36b中的至少一方也可以是非球面状。由此,各透镜的聚光率进一步提高,并且,对位也更加容易。[0037]在光连接器3〇与套圈2〇之间,作为两者的定位构件,形成有从光连接器30朝向套圈20侧突出形成的定位销37、和形成于套圈20的接受该定位销37的定位孔28参照图6。[0038]在上述结构的光连接器系统1〇〇中,通过将光连接器30设置在预先形成的基板1〇与预先形成的套圈20之间来使用。即,使基板10的引导突起13与光连接器30的引导凹部31a的位置一致,并使基板10和光连接器30移动靠近,使基板10的端面10t和光连接器30的定位面34抵接。另外,将光连接器30的定位销37嵌入套圈20的定位孔28,并使两者移动靠近,使光连接器3〇的定位面35与套圈20的端面21t抵接。[0039]在该状态下,当从基板10的发光元件14a发出光信号时,该光信号的光束被光波导11引导而到达端面lit。到达端面lit的光束从该端面lit扩散射出,该扩散射出光通过光连接器30的准直透镜36a而成为大致平行光。该大致平行光透过非接触夹设壁33内而到达聚光透镜36b,被聚光透镜36b聚光,到达光纤23的芯部23a的端面23t。进入光纤23的芯部23a内的光束在芯部2:3a内传播,到达设置于光纤23的另一端部的受光元件,由此实现光通信。[0040]像这样,根据本实施方式,不使光波导11的光射入射出端面lit与光纤23的光射入射出端面23t物理接触,就能够在光波导11与光纤23之间执行光通信。因此,受光波导11的端面lit的划痕或附着于端面llt的异物灰尘的影响较小。另外,由于对光波导n的端面lit和光纤23的端面23t实施单纯的平面研磨即可(不需要PC研磨(凸面研磨),因此,不需要太多的研磨成本,制造也容易。[0041]以上的实施方式是从基板10的光波导11侧向套圈20的多模光纤22侧发送光信号的实施方式。但是,本发明也可以逆向地,适用于从套圈20的多模光纤22侧向基板10的光波导11侧发送光信号的方式。在该实施方式中,在基板10上设置接收来自光波导光信号的受光元件,在套圈20的多模光纤22的未图示的端部设置发光元件。另外,在该方式中,光纤侧透镜36b作为使来自芯部23的光束成为大致平行光的准直透镜发挥功能,光波导侧透镜36a作为使通过光纤侧透镜36b成为大致平行光的光束朝向端面nt会聚的聚光透镜发挥功能。[0042]在本实施方式中,对多模光纤22的光纤23以及光波导11的根数为12根的情况进行了说明。但是,12根仅为例示,光纤23以及光波导11的根数并不局限于此。[0043]附图标记说明[0044]10:基板有机基板,陶瓷基板,布线基板)[0045]10t:端面[0046]11:光波导[0047]111:光射入射出端面端面)[0048]12:基板层[0049]13:引导突起(引导部)[0050]14a:发光元件光电转换元件)[0051]14b:反射镜[0052]20:套圈[0053]21:主体合成树脂制主体)[0054]21t:端面[0055]22:多模光纤[0056]23:光纤[0057]23a:芯部[0058]23b:包层部[0059]23t:光射入射出端面端面)[0060]24:导入开口[0061]25:操作开口[0062]26:保持槽[0063]27:光纤导入孔[0064]27a:粗径部[0065]27b:细径部[0066]28:定位孔[0067]30:光连接器涟接器主体,插座,插头)[0068]31:上面壁[0069]31a:引导凹部(引导部)[0070]31b:定位面[0071]32:端面壁[0072]33:非接触夹设壁夹设壁)[0073]34:定位面壁)[0074]35:定位面壁)[0075]36:透镜部[0076]36a:光波导侧透镜准直透镜或者聚光透镜)[0077]36b:光纤侧透镜聚光透镜或者准直透镜)[0078]37:定位销[0079]100:光连接器系统有源光缆)

权利要求:1.一种光连接器,其特征在于,具有:连接器主体,介于光波导的光射入射出端面处的基板与光纤的光射入射出端面处的套圈之间,对所述基板和所述套圈进行连接;以及透镜部,以位于所述光波导的光射入射出端面与所述光纤的光射入射出端面之间的方式设置于所述连接器主体,并且,在两光射入射出端面之间收发光信号。2.根据权利要求1所述的光连接器,其特征在于,所述连接器主体具有位于所述基板与所述套圈之间的由透光性材料构成的夹设壁,在该夹设壁上一体成形有所述透镜部。3.根据权利要求1或2所述的光连接器,其特征在于,所述透镜部具有与所述光波导的光射入射出端面相对的光波导侧透镜、以及与所述光纤的光射入射出端面相对的光纤侧透镜,根据光信号的前进方向,所述光波导侧透镜和所述光纤侧透镜中的一方作为准直透镜发挥作用,另一方作为聚光透镜发挥作用。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光连接器,其特征在于,在所述连接器主体与所述基板之间形成有引导部,该引导部引导所述连接器主体和所述基板能够沿与所述光波导的延伸方向平行的方向相对移动。5.—种光连接器系统,其特征在于,具有:基板,具有光元件;多个光波导,以形成与所述光元件相连的光路的方式设置于所述基板,并使该多个光波导的光射入射出端面到达所述基板端面;套圈,保持多个光纤,该多个光纤具有在与所述多个光波导的光射入射出端面之间收发光信号的光射入射出端面;插座,具有位于所述基板与所述套圈之间的夹设壁;以及多个透镜部,以位于所述多个光波导的光射入射出端面与所述多个光纤的光射入射出端面之间,且不与两光射入射出端面接触的方式,设置于所述插座的夹设壁,并在所述多个光波导的光射入射出端面与所述多个光纤的光射入射出端面之间收发光信号。6.根据权利要求5所述的光连接器系统,其特征在于,所述插座中的至少所述夹设壁由透光性材料构成,在所述夹设壁一体成形有所述透镜部。7.根据权利要求5或6所述的光连接器系统,其特征在于,所述透镜部具有与所述光波导的光射入射出端面相对的光波导侧透镜、以及与所述光纤的光射入射出端面相对的光纤侧透镜,根据光信号的前进方向,所述光波导侧透镜和所述光纤侧透镜中的一方作为准直透镜发挥作用,另一方作为聚光透镜发挥作用。8.根据权利要求5至7中任一项所述的光连接器系统,其特征在于,在所述插座与所述基板之间形成有引导部,该引导部引导所述插座和所述基板能够'沿与所述光波导的延伸方向平行的方向相对移动。9.一种有源光缆,其特征在于,具有权利要求1至4中任一项所述的光连接器或权利要求5至8中任一项所述的光连接器系统。

百度查询: 京瓷株式会社 光连接器、光连接器系统以及具有它们的有源光缆

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