本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于多通道并行光耦合的光互連結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著高速高密度大容量通信的要求，單通道傳輸?shù)男畔⒘窟h(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了人們?nèi)找嬖鲩L的對數(shù)據(jù)的需求量，因此在光通信領(lǐng)域，高速多通道并行光收發(fā)組件應(yīng)用而生，由此也誕生了用于高速多通道并行光耦合互連的結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有技術(shù)中，一種結(jié)構(gòu)是用雙層基板固定光纖陣列，首先將光纖陣列中的多根光纖并列放置在下基板上開設(shè)的多條平行的V型槽或者U型槽內(nèi)，再用上基板固定。

實踐發(fā)現(xiàn)，上述雙基板固定結(jié)構(gòu)采用V型槽或者U型槽定位，精度比較難以控制，且光纖被夾在上、下基板之間形成了對光耦合的阻礙，影響光耦合效率。

而且，現(xiàn)有技術(shù)中，通常將光纖陣列與芯片直接耦合，其光學(xué)容差較小，對設(shè)備精度要求較高，耦合效率低下。

另外，現(xiàn)有技術(shù)中還有一些結(jié)構(gòu)需要將光纖端面研磨成45度角對光路進(jìn)行轉(zhuǎn)折，制作工藝復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種用于多通道并行光耦合的光互連結(jié)構(gòu)，用于提高光耦合的精度和效率并簡化制作工藝。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種用于多通道并行光耦合的光互連結(jié)構(gòu)，包括：光纖陣列，光纖插芯，微透鏡陣列，以及，連接頭；所述光纖陣列包括多條光纖，所述光纖插芯包括多個插芯孔，所述微透鏡陣列包括多個微透鏡，所述多條光纖插入所述多個插芯孔中，所述多個微透鏡與所述多個插芯孔一一對應(yīng)設(shè)置，所述連接頭設(shè)有位于兩端的兩個臺階孔以及連通所述兩個臺階孔的通孔，所述光纖插芯和所述微透鏡陣列分別插接到所述兩個臺階孔中。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例技術(shù)方案取得了以下技術(shù)效果：

1.光纖陣列插入到光纖插芯中，用光纖插芯固定方式取代了傳統(tǒng)的雙基板和V型槽或者U型槽的固定方式，提高了光纖的安裝精度，且避免光纖被擠壓，可以有效提高光耦合的效率；

2.增加了微透鏡陣列結(jié)構(gòu)，這樣，與芯片耦合時微透鏡陣列位于光纖陣列與芯片之間，后兩者不再是直接耦合，這樣可以提高光學(xué)容差，降低對光互連結(jié)構(gòu)的精度要求，有效提高光耦合效率。

3.不需要將光纖端面加工形成特殊角度的光平面，如45°，只需要按照正常的跳線研磨步驟進(jìn)行研磨即可，制作工藝簡單。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例技術(shù)方案，下面將對實施例和現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的用于多通道并行光耦合的光互連結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2是是光纖陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是光纖插芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4a和圖4b分別是微透鏡陣列的正視圖和側(cè)視圖；

圖5 a、5b、5c和5d分別是連接頭的立體圖，正視圖，俯視圖，以及側(cè)視圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等是用于區(qū)別不同的對象，而不是用于描述特定順序。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及它們?nèi)魏巫冃危鈭D在于覆蓋不排他的包含。例如包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備沒有限定于已列出的步驟或單元，而是可選地還包括沒有列出的步驟或單元，或可選地還包括對于這些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

下面通過具體實施例，分別進(jìn)行詳細(xì)的說明。

請參考圖1，本發(fā)明實施例提供一種用于多通道并行光耦合的光互連結(jié)構(gòu)，可包括以下組件：光纖陣列10，光纖插芯20，微透鏡陣列30，以及，連接頭40。

如圖2所示，是光纖陣列10的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖3所示，是光纖插芯20的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖4a和圖4b所示，分別是微透鏡陣列30的正視圖和側(cè)視圖；如圖5a、5b、5c和5d所示，分別是所述連接頭40的立體圖，正視圖，俯視圖，以及側(cè)視圖。

其中，所述光纖陣列10包括多條光纖101，所述光纖插芯20包括多個插芯孔，所述微透鏡陣列30包括多個微透鏡301，所述多條光纖101插入所述多個插芯孔中，所述多個微透鏡301與所述多個插芯孔一一對應(yīng)設(shè)置，所述連接頭40設(shè)有位于兩端的兩個臺階孔41以及連通所述兩個臺階孔的通孔42，所述光纖插芯20和所述微透鏡陣列30分別插接到所述兩個臺階孔41中。

所述兩個臺階孔41包括用于連接所述光纖插芯20的第一臺階孔411，和用于連接所述微透鏡陣列30的第二臺階孔422，鑒于所述光纖插芯20和所述微透鏡陣列30的尺寸不同，所述第一臺階孔411和所述第二臺階孔422的尺寸，包括深度或者說長度，有所不同，具體取值按照實際應(yīng)用場景需要確定。

需要注意的是，微透鏡陣列30粘合固定時是位于連接頭40的內(nèi)部，因此，圖1中用虛線表示；多條光纖101也是位于內(nèi)部，也用虛線表示。

優(yōu)選的實施方式中，所述多條光纖101，所述多個插芯孔和所述多個微透鏡301均為1×N設(shè)置，N等于12或4或8或24或48；所述光纖101的端面角度為0°或者8°。當(dāng)端面成斜八度的時候，回波損耗會比平面的更高，在應(yīng)用于不同的場景時，可以選擇采用0°或者8°。其它實施方式中，所述多條光纖101，所述多個插芯孔和所述多個微透鏡301也可以采用為2×N，或3×N等方式設(shè)置，甚至還可以采用其它布局方式，對此本文中不予限制。另外，在一些特別的應(yīng)用場景中，所述N的取值也可以不限于上述的12或4或8或24或48。本文中，以采用1×N設(shè)置為例進(jìn)行說明。

優(yōu)選的，所述微透鏡陣列30到所述光纖101的端面的距離為所述微透鏡301的焦距，能提高外入光線到光纖陣列10的耦合效率。

本發(fā)明一些實施例中，所述光纖陣列10和所述光纖插芯20，所述光纖插芯20和所述連接頭40，以及所述微透鏡陣列30和所述連接頭40，可以分別采用熱固型環(huán)氧樹脂膠粘結(jié)固定，例如可以具體采用353ND膠進(jìn)行固定。應(yīng)用中可以采用353ND膠固定后，放入烘箱中，進(jìn)行熱固化。

請參考圖2，所述光纖陣列10，可采用1×N布局，即在同一平面上，設(shè)置N條光纖?？蛇x的，該光纖陣列10可以是成品帶狀光纖，或者，也可以為散狀光纖構(gòu)成的帶狀光纖。帶狀光纖的用于連接所述光纖插芯20的一端需要進(jìn)行預(yù)處理，剝離出一根根的散狀光纖101，以便能夠插入光纖插芯20的插芯孔中，插好之后，光纖陣列10固定在光纖插芯20中。

一些實施例中，所述光纖插芯20上可設(shè)置有導(dǎo)針202。

請參考圖3，一些實施例中，所述光纖插芯20具體可以為標(biāo)準(zhǔn)連接器MT插芯（簡稱MT插芯），例如包括12個插芯孔的MT插芯；其中，固定于MT插芯中的帶狀光纖先穿插在MT插芯中，由于插芯孔及其相鄰插芯孔間距定位精度很高，因此能很好的保證帶狀光纖的定位精度。MT插芯可以在外層亦涂覆一層353ND膠，然后固定在連接頭40中。

一種應(yīng)用場景中，所述標(biāo)準(zhǔn)連接器MT插芯中的插芯孔的直徑為125微米，間距為250微米；相應(yīng)的，所述微透鏡陣列30中的微透鏡301的直徑為125微米，間距為250微米。如上文所述，固定于MT插芯中的帶狀光纖的端面角度可以是0°平面，也可以是加工過的其他角度，比如8°，并且，在MT插芯中帶狀光纖的每根光纖端面的角度可以不一致，對于12芯MT插芯的典型應(yīng)用，所述標(biāo)準(zhǔn)連接器MT插芯中插入的12條光纖中，用于與PD陣列耦合的4條光纖的端面角度可為0°，用于與VCSEL芯片陣列耦合的4條光纖的端面角度可為8°，另外4條位于中間的光纖可不使用。

本發(fā)明一些實施例中，所述連接頭40上還可以設(shè)有開窗，以方便觀察。

請參考圖4a和圖4b，所示的微透鏡陣列30為精密光學(xué)器件，其邊緣可以涂一層353ND膠，然后固定在連接頭40中。所述微透鏡陣列30可以為普通凸透鏡陣列，一些實施例中也可以替換為菲涅爾透鏡陣列，普通微透鏡的焦距為一個固定值，而菲涅爾透鏡的焦距可以有多個，這樣可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)本發(fā)明實施例的光互連結(jié)構(gòu)所連接的裝置例如VCSEL芯片陣列或者PD陣列與菲涅爾透鏡的距離。另外，所述微透鏡陣列30可為一個或多個，當(dāng)為多個時，所述多個微透鏡陣列30之間以隔圈隔離開，多個微透鏡陣列30可以將外來光線的光斑尺寸縮小，獲取更多的光線，從而提高光耦合效率。需要說明的是，圖中所畫單個微透鏡大小并非實際大小，因為微透鏡非常微小，圖中為了方便讀者理解將其放大。

請參考圖5a、5b、5c和5d所示，是連接頭40的結(jié)構(gòu)示意圖。所述連接頭40的通孔中充滿空氣或光學(xué)介質(zhì)，當(dāng)采用光學(xué)介質(zhì)時，所述光學(xué)介質(zhì)的折射率介于所述微透鏡的折射率和所述光纖的折射率之間，這樣可以進(jìn)一步增加對傳輸光的匯聚作用，減少傳輸光的損失，提高耦合效率。換句話說，折射率介于所述微透鏡的折射率和所述光纖的折射率之間的透明光學(xué)介質(zhì)，都可以用在本發(fā)明實施例連接頭40的通孔中。

本發(fā)明一些實施例中，所述連接頭40為長方體固定連接體，所述臺階孔為方形臺階孔，兩個臺階孔一個用來接MT插芯，另一個用來接微透鏡陣列30，所述連接頭40中的通孔為一個或多個，當(dāng)為一個時，應(yīng)當(dāng)是較大的通孔，允許所述多個插芯孔以及所述多個微透鏡一一對應(yīng)光連接；當(dāng)為多個時，所述多個通孔分別與所述多個插芯孔以及所述多個微透鏡一一對應(yīng)，每個通孔允許一對插芯孔和微透鏡對應(yīng)光連接。但需要指出的是，連接頭40也可以采用其它形式，只要是起到微透鏡陣列30與光纖插芯20固定連接作用，不限于采用長方體固定連接體。

本發(fā)明一些實施例中，所述連接頭40的兩側(cè)可具有與所述光纖插芯20匹配的導(dǎo)向孔43，優(yōu)選的，所述導(dǎo)向孔43的直徑與所述光纖插芯20中導(dǎo)針202的直徑一致。如需要將此連接器與帶有導(dǎo)向針的其他部件對接時，可以極大提高對接精準(zhǔn)度。

值得說明的是，本發(fā)明實施例中：光纖插芯20的材質(zhì)可以為合金塑料（Phenylenesulfide ，PPS）；微透鏡陣列30的材質(zhì)可以為石英玻璃或者塑料；連接頭40的材質(zhì)可以為金屬或合金或合金塑料等。

如上所述，本發(fā)明實施例提供了一種用于多通道并行光耦合的光互連結(jié)構(gòu)，其具有以下技術(shù)效果：

一、不需要對光纖端面加工以形成特殊角度的光平面，如45°。在本發(fā)明中光纖端面角度為正常0°或者8°，只需要按照正常的跳線研磨步驟進(jìn)行研磨即可，不需要對光纖微帶端面的角度進(jìn)行特殊控制。這樣制作工藝簡單，成本低廉，適合批量生產(chǎn)并且封裝之后的成品體積較小。

二、固定光纖陣列可采用批量注塑成型的MT插芯。MT插芯定位孔精度相對于V槽或者凹槽精度很高，只需要在MT開窗口位置加膠固定就好。不像有V槽或者凹槽定位結(jié)構(gòu)那樣，光纖需要上下兩個方向受力。采用批量注塑成型的MT插芯，成本更加低廉，并且定位精度更高。

三、在光纖陣列和所連接的裝置例如陣列VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面發(fā)射激光器）或者PD（Photo-Diode，光電二極管）芯片耦合中間加了一個整體微透鏡陣列，光纖微帶和微透鏡陣列可通過一個連接套筒相連接。微透鏡陣列到光纖端面的距離為微透鏡的焦距。這樣能提高外入光線到光線陣列的耦合效率。

在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側(cè)重，某個實施例中沒有詳細(xì)描述的部分，可以參見其它實施例的相關(guān)描述。

上述實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對上述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。