高密度FAU和光学互连设备以及相关方法技术

一种光纤配件，包括具有基本平坦的表面的支撑基板以及被支撑在该支撑基板上的信号

【技术实现步骤摘要】
高密度FAU和光学互连设备以及相关方法
[0001]优先权申请
[0002]本申请要求享有2020年04月30日提交的美国临时申请63/018,020、2020年04月30日提交的美国临时申请63/018,072、2020年09月09日提交的美国临时申请63/075,975以及2021年01月29日提交的美国临时申请63/143,196的优先权，所述申请的内容在这里作为依靠并被全部引入以作为参考。


[0003]本公开主要涉及光纤和连接。更具体地说，本公开涉及高密度光纤阵列单元(FAU)。

技术介绍

[0004]光纤连接器是用于将第一光纤光学连接到第二光纤或者将第一光纤集合(阵列)光学连接到第二光纤集合(阵列)的光学互连设备。此类光纤连接器有时被称为光纤到光纤连接器。光纤通常由光纤电缆(“光缆”)承载。承载多条光纤的光缆被称为多纤光缆。按行承载光纤且相对扁平的光缆被称为光纤带状光缆或者仅仅被称为“带状光缆”。
[0005]光纤连接器还可用于将多纤光缆承载的光纤阵列光学连接到平面光电路(PLC)或集成光子设备(例如光子集成电路(PIC))。此类光纤连接器有时被称为光纤到芯片连接器。
[0006]由于光纤具有相对较小的纤芯直径(例如，对于单模光纤而言约为10微米)，因此，光纤到光纤连接器和光纤到芯片连接器需要与它们的光学对应连接器建立亚微米级精度的对准。被配置成连接多条光纤(例如由多纤光缆承载)的光纤连接器被称为多纤连接器。
[0007]一种用于在多纤连接器中实现光纤阵列的精确对准的常规方法是使用由平板玻璃加工而成的V形槽基板(substrate)。不幸的是，制造V形槽基板的成本很高且非常耗时，并且需要使用昂贵的机床。可以预料到的是，多纤连接器会被越来越多地用在多种得益于使用多纤光缆数据承载能力的应用中，由此需要低成本的制造解决方案来构成当在光纤阵列之间或者在光纤阵列与PLC或PIC的波导阵列之间建立光学互连时仍旧可以提供所需要的对准精度的多纤连接器。

技术实现思路

[0008]本公开公开了基于无顶盖光纤阵列挤压技术的紧凑的、兼容焊料回流的FAU，以及制造该FAU的工艺。这些无顶盖FAU将会非常适合与PIC被动对准。在某些高带宽数据中心交换机中，将围绕电子交换芯片的众多紧凑型光电收发信机共同定位在共用的中介层基板或多芯片模块上正在成为一种常见的做法。无顶盖FAU能与在光电收发信机中使用的PIC进行多种光学互连，这其中包括边缘、渐逝和光栅耦合解决方案。通过消除通常会在FAU中发现的昂贵的玻璃V形基板，有助于降低材料成本，而挤压方法能使光纤以很小的间距排列，由此实现紧凑的高密度PIC互连。
[0009]在一个例示实施例中，FAU可以用硬化光纤阵列的整体支撑片来制造。指状咬合的
裸光纤阵列可被布置在刚性支撑片的顶部，并且可以施加粘合剂。在裸光纤的暴露表面上可以布置释放垫。然后，FAU可被放置在顶板与底板之间。通过在光纤阵列的所有四个侧面上施加力，迫使相邻的光纤相互接触。施加在顶板和底板上的垂直挤压力可以确保光纤阵列中的所有光纤都与支撑板的顶面相接触。通过推板，可以对裸光纤施加水平挤压力，以确保相邻光纤之间的接触。该粘合剂可以是通过施加紫外(UV)光或热等等而被固化的UV固化粘合剂。在粘合剂固化之后，所述力和释放垫可以被移除，由此形成包含了介于光纤阵列中的每一条相邻光纤之间以及介于每一条光纤与支撑基板之间的基准接触的无顶盖FAU。更进一步，该光纤阵列包括被布置在光纤阵列的每一条光纤的顶面处的暴露基准表面和/或每一条边缘光纤上的暴露基准表面。这些暴露基准表面可以与精密表面(例如位于波导基板上)相配合，以使FAU的光纤能够高精度地与波导基板的波导被动对准。
[0010]在一些例示实施例中，在带状化之前，可以依照光纤包层的相应外径来组织光纤阵列的光纤。该光纤阵列可以与采用第一配置的理想纤芯位置相比较，以便确定纤芯位置误差。光纤阵列中的两条光纤的位置可被交换并与理想的纤芯位置相比较，以便确定第二纤芯位置误差。该处理可以被重复预定的次数，以便确定具有最小(例如最优)纤芯位置误差的光纤阵列配置。通过优化构成所述带的光纤的顺序，可以将纤芯到纤芯的间距误差最小化，由此显著降低FAU中的纤芯到纤芯的间距误差。这一点在大型阵列FAU(例如24
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96条光纤)中会尤其突出。在一个例示实施例中，可以选择一组光纤，并且可以基于每一条光纤的包层量度执行纤芯到纤芯的间距误差仿真。然后，在带状化之前，可以按照将纤芯到纤芯的间距误差最小化的顺序来布置光纤。
[0011]与V形槽相比，本专利技术的无顶盖或顶盖可选的FAU更为紧凑，更易于预先制备，并且在取放应用中更为实用。
[0012]在更进一步的例示实施例中，提供了一种光纤配件，包括具有包含了多个V形槽的第一表面的支撑基板，以及支撑在所述支撑基板的所述第一表面上的信号
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光纤阵列。所述信号
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光纤阵列包括布置在所述多个V形槽中的多条光纤。所述光纤配件还包括布置在所述多条光纤和所述支撑基板上的粘合剂。在与所述支撑表面相对的所述多条光纤中的每一条光纤的顶面上布置了第一基准表面。
[0013]在另一个例示实施例中，提供了一种光纤配件，包括具有基本平面的表面的支撑基板，以及支撑在所述支撑基板的所述平坦表面上的信号
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光纤阵列。所述信号
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光纤阵列包括多条光纤。所述光纤配件还包括布置在所述多条光纤和所述支撑基板上的粘合剂。所述每一条光纤都以精确的间距与所述多条光纤中的相邻光纤间隔开来。
[0014]在更进一步的实施例中，提供了一种光纤配件，包括具有平面表面的支撑基板，以及支撑在所述支撑基板的所述平面表面上的信号
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光纤阵列。所述信号
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光纤阵列包括多条光纤。所述光纤配件还包括布置在所述多条光纤和所述支撑基板上的粘合剂。所述每一条光纤都与所述多条光纤中的相邻光纤间隔开来，并且在所述多条光纤的每一条边缘光纤的外表面上都布置了基准表面。
[0015]在以下的具体实施方式中将会阐述附加的特征和优点，对本领域技术人员来说，这些附加的特征和优点可以从该具体实施方式中被清楚了解，或者可以通过实践这里的书面描述和权利要求以及附图中描述的实施例来认识。
[0016]应该理解的是，以上的一般描述和以下的详细描述都只是例示性的，其目的是提
供用于理解权利要求的本质和特性的综述或框架。
[0017]所包含的附图提供了更进一步的理解，并且这些附图被引入并构成了本说明书的一部分。这些附图示出了一个或多个实施例，并且与具体实施方式一起说明了不同实施例的原理和操作。
附图说明
[0018]图1示出了根据一个例示实施例的处于初始组装阶段的FAU的透视图。
[0019]图2示出了根据一个例示实施例的组装处理之后的例示无顶盖FAU的剖视图。
[0020]图3
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7B示出了根据一个例示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤配件，包括：具有基本平坦的表面的支撑基板；以及支撑在所述支撑基板上的信号
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光纤阵列，所述信号
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光纤阵列包括：多条光纤，其中所述多条光纤中的至少一些光纤包括布置在所述光纤与相邻光纤之间的第一基准接触，并且所述多条光纤中的每一条光纤包括布置在所述多条光纤中的每一条光纤与所述支撑基板之间的第二基准接触；以及粘合剂，其布置在所述多条光纤之间或所述多条光纤与所述支撑基板之间的一个或多个间隙中，其中，在所述多条光纤中的每一条光纤的与所述支撑表面相对的顶面上布置第一基准表面。2.如权利要求1所述的光纤配件，其中所述光纤配件不包括与所述支撑基板相对布置的顶盖。3.如权利要求1所述的光纤配件，其中所述粘合剂未布置在所述第一基准接触或所述第二基准接触上。4.如权利要求1所述的光纤配件，其中在所述多条光纤中的每一条边缘光纤上布置第二基准表面，其中所述第二基准表面被布置成与所述第一基准接触相对。5.如权利要求1所述的光纤配件，其中所述粘合剂未布置在与所述多条光纤相邻的所述平面表面的区域中。6.如权利要求1所述的光纤配件，其中所述多条光纤包含多条D形光纤。7.如权利要求6所述的光纤配件，其中所述多条D形光纤中的每一条的平坦部分是与所述支撑基板相对布置的。8.如权利要求6所述的光纤配件，其中所述多个D形光纤中的每一条的平坦部分被布置成与所述支撑基板接触。9.如权利要求1所述的光纤配件，其中所述多条光纤中的每一条包括涂覆部分和裸露玻璃部分，其中所述裸露玻璃部分被布置在所述平面表面中。10.如权利要求9所述的光纤配件，其中所述裸露玻璃部分伸出所述支撑基板的边缘。11.如权利要求9所述的光纤配件，其中所述粘合剂布置在所述支撑基板与所述涂覆部分之间的所述裸露玻璃部分上，以使所述粘合剂提供应变消除。12.如权利要求9所述的光纤配件，其中所述平面表面包括向下的阶梯状表面，其中所述裸露玻璃部分被布置在所述平面表面上，并且所述涂覆部分被布置在所述向下的阶梯状表面上。13.如权利要求12所述的光纤配件，其中所述粘合剂在所述裸露玻璃部分与所述涂覆部分的交界面处布置在所述支撑基板上，以使所述粘合剂提供应变消除。14.如权利要求1所述的光纤配件，进一步包...

【专利技术属性】
技术研发人员：道格拉斯，
申请(专利权)人：康宁研究与开发公司，
类型：发明
国别省市：