光学系统技术方案

一种光学系统，所述光学系统包括用于在其中引导光的第一光学元件和第二光学元件。对于每个光学元件，传播光通过所述光学元件的耦合表面进入或离开所述光学元件。所述光学元件的所述耦合表面彼此面对并对准，使得在所述光学元件中的一个中传播的光通过所述光学元件的所述耦合表面离开所述光学元件，并且通过另一个光学元件的所述耦合表面进入所述另一个光学元件。所述耦合表面彼此间隔开并在其间限定区域。所述区域填充有冷却剂，所述冷却剂基本上围绕所述第一光学元件和所述第二光学元件中的至少一者。中的至少一者。中的至少一者。

【技术实现步骤摘要】
光学系统


[0001]本公开一般涉及光学系统，并且尤其涉及用于光学部件的冷却系统。

技术介绍

[0002]通信网络不断扩展带宽，以满足实现更快、更好连接的日益增长的需求。服务提供方通过将光纤结合到接入网络中来满足这些对更大带宽的需求。

技术实现思路

[0003]本公开的一些方面涉及一种光学系统，该光学系统具有用于在其中引导光的第一光学元件和第二光学元件。对于每个光学元件，传播光通过光学元件的耦合表面进入或离开光学元件。光学元件的耦合表面彼此面对并对准，使得在光学元件中的一个中传播的光通过光学元件的耦合表面离开光学元件，并且通过另一个光学元件的耦合表面进入另一个光学元件。耦合表面彼此间隔开并在其间限定区域。该区域至少部分地填充有冷却剂，并且冷却剂基本上围绕第一光学元件和第二光学元件中的至少一者。
[0004]本公开的一些其它方面涉及一种系统，该系统包括基本上完全浸没在循环液体冷却剂中的第一光学系统。第一光学系统具有第一光学套管和第二光学套管。第一光学套管光学地且物理地连接到一根或多根光纤的第一端。第二光学套管安装在电路板上。电路板至少部分地浸没在循环液体冷却剂中。第一光学套管和第二光学套管通过相应的第一耦合表面和第二耦合表面彼此光学耦合。第一耦合表面和第二耦合表面彼此面对并对准，并且在其间限定区域。该区域至少部分地填充有液体冷却剂或液体冷却剂的蒸气中的至少一者。
[0005]本申请的这些方面和其它方面从下面的具体实施方式将是显而易见的。然而，在任何情况下都不应将上面的总结理解为是对所要求保护的主题的限制，该主题仅仅由所附权利要求限定。
附图说明
[0006]将参考附图更详细地讨论本公开的各个方面，其中，
[0007]图1至图4示意性地示出了光学系统的部件的浸没冷却的示例性实施方案的不同视图；并且
[0008]图5示意性地示出了定位在基板上的浸没冷却光学套管的示例性实施方案的不同视图。
[0009]图未必按照比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而，应当理解，在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一图中用相同数字标记的部件。
具体实施方式
[0010]在以下详细描述中，参考了形成该详细描述的一部分的附图，并且在附图中以例
示的方式示出了若干具体实施方案。应当理解，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，能够设想并作出其它实施方案。
[0011]通信网络不断扩展带宽，以满足实现更快、更好连接的日益增长的需求。随着数据通信快速向400Gbps(和太比特数据速率)及更高的速率前进，由此带来的热管理挑战仍然是一个重大障碍。此外，执行大量工作负载的大规模计算机服务器系统在其操作期间生成大量热量。随着对越来越多的处理和存储资源的访问需求不断扩大，服务器系统的密度也在不断增加。随着对增加这些服务器系统中的处理或存储密度的需求，由此产生的热挑战仍然是一个重大障碍，并且不断需要增加从散热部件转移走的热量的速率。
[0012]光信号主要使用电路板边缘上的可插拔光学器件。高速电路板(约 400Gbps及更高)通常要求超出可用可插拔光学器件的信号完整性能力的板载速度和密度，这有可能简化板制造，从而降低板制造成本。嵌入式光学模块被设计到系统设备中，以增加I/O密度和带宽。计算光学互连器已从可插拔卡边缘模块发展到板载光学器件，再到集成板载光学器件。数据的增长以及随后数据中心功能的增长和效率的提高，将向具有光缆连接性的电子浸没冷却系统发展，从而为通过浸没冷却系统实现光学连接性创造了可行和可靠的手段。
[0013]如图1至图4所示的本公开的实施方案涉及一种光学系统(200)，该光学系统包括用于在其中引导光(30)的第一光学元件(10)和第二光学元件(20)。第一光学元件(10)和第二光学元件(20)中的至少一者可经由一根或多根光纤(70)光学耦合到光收发器(60)。收发器可安装在电路板(80)上。在一些方面，第一光学元件(10)和第二光学元件 (20)中的至少一者可安装在电路板(80)上。在一些其它方面，第一光学元件和第二光学元件均可安装在电路板(80)上。
[0014]对于每个光学元件(10、20)，传播光(30)通过光学元件的耦合表面 (11、21)进入或离开光学元件。光学元件的耦合表面(11、21)彼此面对并对准，使得在光学元件中的一个(10)中传播的光通过光学元件(10)的耦合表面(11)离开光学元件(10)，并且通过另一个光学元件(20)的耦合表面(21)进入另一个光学元件(20)。根据一个实施方案，耦合表面 (11、21)彼此间隔开并在其间限定区域(40)。区域(40)至少部分地填充有冷却剂(50)，该冷却剂基本上围绕第一光学元件(10)和第二光学元件(20)中的至少一者。在一些实施方案中，冷却剂基本上围绕第一光学元件(10)和第二光学元件(20)两者。在如图2最佳所示的其它实施方案中，第二光学元件(20)与电路板(80)间隔开并在其间限定区域。第二光学元件(20)和电路板(80)之间的区域至少部分地填充有冷却剂(50)。
[0015]在一些方面，冷却剂(50)基本上完全围绕第一光学元件和第二光学元件中的至少一者。在其它方面，冷却剂(50)基本上完全围绕第一光学元件(10)和第二光学元件(20)两者，并且第一光学元件(10)和第二光学元件(20)基本上悬浮在冷却剂(50)内部。在一些其它方面，区域 (40)基本上完全填充有冷却剂(50)。在其它方面，基本上围绕第一光学元件(10)和第二光学元件(20)中的至少一者的冷却剂(50)围绕第一光学元件(10)和第二光学元件(20)中的至少一者流动。
[0016]在如图4最佳所示的一些实施方案中，第一光学元件具有第一光纤 (140)，第二光学元件具有第二光纤(150)。第一光纤(140)的耦合表面为第一光纤的端面(141)。第二光纤(150)的耦合表面为第二光纤的端面(151)。第二光纤(150)的相对的第二端面(152)可光学耦合到光收发器(60)。在一些实施方案中，收发器安装在电路板(80)上，并且在一些方面，
收发器(60)和电路板(80)至少部分地浸没在冷却剂(50)中。
[0017]在如图5所示的实施方案中，第一光学元件包括第一光学套管 (90)，并且第二光学元件(20)包括第二光学套管(100)。
[0018]在如图3最佳所示的一些方面，第一光学元件和第二光学元件中的一个(20)可完全被冷却剂(50)围绕，并且第一光学元件和第二光学元件中的另一个(10)可仅部分地浸没在冷却剂(50)中。
[0019]在一些实施方案中，至少部分地填充区域(40)的冷却剂(50)可为液体。在一些方面，液体完全填充区域(40)。
[0020]在其它实施方案中，至少部分地填充区域(40)的冷却剂(50)可为液体冷却剂的蒸气(51)。在一些方面，蒸气(51)完全填充区域(40)。
[0021]根据本公开的一些实施方案，光学系统在光学元件(10、20)之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学系统，其特征在于，所述光学系统包括用于在其中引导光的第一光学元件和第二光学元件，对于每个光学元件，传播光通过所述光学元件的耦合表面进入或离开所述光学元件，所述光学元件的所述耦合表面彼此面对并对准，使得在所述光学元件中的一个中传播的光通过所述光学元件的所述耦合表面离开所述光学元件，并且通过另一个光学元件的所述耦合表面进入所述另一个光学元件，所述耦合表面彼此间隔开并在其间限定一区域，所述区域至少部分地填充有冷却剂，所述冷却剂围绕所述第一光学元件和所述第二光学元件中的至少一者。2.根据权利要求1所述的光学系统，其中至少部分地填充所述区域的所述冷却剂为液体冷却剂的蒸气，并且其中所述蒸气完全填充所述区域。3.根据权利要求1所述的光学系统，其中至少部分地填充所述区域的所述冷却剂为液体，其中所述液体完全填充所述区域，并且其中所述光学系统在所述光学元件之间的耦合效率在具有相同构造但所述区域填充有空气的对比光学系统的耦合效率的小于约5％内。4.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述区域完全填充有所述冷却剂，并且其中围绕所述第一光学元件和所述第二光学元件中的至少一者的所述冷却剂围绕所述第一光学元件和所述第二光学元件中的所述至少一者流动。5.根据权利要求1所述的光学系统，其中在介于约0.5atm和1.5atm之间的压力下，所述冷却剂的沸点介于30℃和75℃之间。6.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述第一光学元件和所述第二光学元件中的至少一者经由一根或多根光纤光学耦合到光收发器，所述收发器安装在电路板上，所述收发器和所述电路板至少部分地浸没在所述冷却剂中。7.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述第一光学元件和所述第二光学元件中的至少一者安装在电路板上。8.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述冷却剂完全围绕所述第一光学元件和所述第二光学元件两者，并且所述第一光学元件和所述第二光学元件悬浮在所述冷却剂内部。9.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述第一光学元件包括第一光学套管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：新型
国别省市：