光纤装置及制造光纤装置的方法
专利名称：光纤装置及制造光纤装置的方法
光纤装置及制造光纤装置的方法
背景技术：
I.抟术领域本发明整体涉及光纤装置。更具体地讲，本发明整体涉及光收发器元件。2.相关技术的描述光收发器包括电至光信号转换器，例如激光器、发光二极管和光电二极管。通常，光收发器的元件与电子半导体元件(称为前置放大器和后置放大器以及激光驱动器)封装在一起。激光驱动器、前置放大器和后置放大器进一步将电信号转换为存在于系统中的其他电路所要求的必要形状和大小。图I示出此结构的简化形式的框图以及各元件如何耦合至彼此。
图I示出单光源将光耦合至光纤中，单光纤将光耦合至光电检测器上(此图中未示出精确的光耦合装置)。此结构通常见于多种商业应用中所用的双工收发器模块中。更密集的收发器模块(称为并行光收发器)如今变得可用。其通常使用光纤阵列来将光耦合至光源和检测器阵列中以及从其耦合出。通常，光源往往独立于检测器封装，以避免由电串扰或光串扰引起的干扰，然而，一种新的、成本非常低的收发器模块(针对下一代高速USB连接器技术提出)将接收器和光源均容纳于一个薄型包装中(例如，高度< 2mm)。将多个光纤组合在小的包装中带来另外的制造问题。随着光纤和光电装置的尺寸减小，由于将多个元件精确对齐的难度，制造成本和时间增加。为了使此类装置在经济上可行，希望设计这样的光纤装置，其具有较少的可调公差，以改善制造速度和成本。
发明内容
一种形成光纤装置的方法包括将一个或多个光纤固定到支撑件，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基准特征，以用于使所述支撑件与包括一个或多个光电装置的基座对齐。在一个或多个所述光纤固定之后，对所述光纤进行切割。所述支撑件耦合至基座，使得所述一个或多个支撑件对齐基准特征与一个或多个基座对齐基准特征对齐。一个或多个所述光纤的末端的角度大于或等于所述支撑件耦合至所述基座时，光学耦合至所述光纤的光电装置之间所形成的临界角。在一些实施例中，光纤的切割通过激光器来实现。在一个实施例中，一种光纤装置包括支撑件和基座。所述支撑件包括耦合至所述支撑件的一个或多个光纤以及被模制为所述支撑件的一部分的一个或多个透镜。一个或多个所述光纤被设置为与一个或多个所述透镜光学对齐。所述基座包括一个或多个光电装置。所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置通过被模制为所述支撑件的一部分的一个或多个所述透镜光学耦合至一个或多个所述光纤。在一个实施例中，一种光纤装置包括支撑件和基座。所述支撑件包括耦合至所述支撑件的一个或多个光纤。与所述支撑件接触的所述光纤的至少一部分基本弯曲。所述基座包括一个或多个光电装置。所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置光学耦合至一个或多个所述光纤的弯曲部分。
在一个实施例中，一种光纤装置包括支撑件和基座。所述支撑件包括耦合至所述支撑件的一个或多个光纤，其中一个或多个所述光纤的末端成大于45度的角度。所述基座包括一个或多个光电装置。所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置光学耦合至一个或多个所述光纤。在一个实施例中，一种光纤装置包括支撑件和基座。所述支撑件包括在基本上固定的位置耦合至光纤支撑件的一个或多个光纤。一个或多个反射表面邻近一个或多个所述光纤的末端设置。所述反射表面被模制为所述支撑件的一部分。所述基座包括一个或多个光电装置。所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置通过所述一个或多个反射表面光学耦合至一个或多个所述光纤。一种制备光纤装置的方法包括将一个或多个光纤设置于支撑件上。所述支撑件被设置于包括一个或多个光电装置的基座上。所述支撑件被设置于所述基座上，使得一个或多个所述光纤与耦合至所述基座的一个或多个光电装置光学对齐。当所述支撑件设置于所述基座上时，在第一位置对一个或多个所述光纤切割。激活一个或多个所述光电装置，并确定一个或多个所述光纤和与所述一个或多个光纤光学耦合的一个或多个所述光电装置中间的光学连接效率。如果所述光学连接效率低于预定的设定点，则在第二位置对所述光纤 进行切割。一种形成光纤装置的方法包括将一个或多个光纤固定到支撑件。与光纤支撑件接触的所述一个或多个光纤的至少一部分基本弯曲。所述支撑件耦合至包括一个或多个光电装置的基座。所述支撑件耦合至所述基座，使得所述一个或多个光纤的一个或多个末端以基本大于零的角度设置于一个或多个所述光电装置的ΙΟΟμπι范围内。在所述支撑件设置于所述基座上时，以大于或等于所述光电装置与邻近所述光电装置设置的所述光纤的所述末端之间所形成的临界角的角度，对邻近所述一个或多个光电装置设置的所述一个或多个光纤的一个或多个所述末端进行切割。
利用以下对实施例的详细描述并参考附图，对于本领域技术人员而言，本发明的优点将变得明显，其中图I示出双工收发器模块的示意图；图2示出组装的光纤装置的透视图；图3示出光纤支撑件的透视图；图4Α示出光电壳体的顶面的透视图；图4Β示出光电壳体的底面的透视图；图5Α示出在光纤切割之前，光纤装置的剖面透视图；图5Β示出在光纤切割之后，光纤装置的剖面透视图；图6示出光纤装置的替代实施例的分解透视图；图7Α示出图6的组装光纤装置的剖面图；图7Β示出图6的组装光纤装置的放大剖面图；图8示出图6的组装光纤装置的透视图；图9Α示出替代光纤装置的剖面图9B示出图7A的替代光纤装置的放大剖面图；图IOA示出组装的替代光纤装置的透视图；图IOB示出图IOB的组装光纤装置的剖面图。尽管本发明可允许有各种修改和替代形式，附图中以举例的方式示出其特定实施例，本文中将对其进行详细描述。附图可能未按比例绘制。然而，应当理解，附图及其详细描述并非意在将本发明限于所公开的特定形式，而是相反，其目的在于覆盖落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同形式和替代形式。
具体实施例方式本文描述光纤装置和制造光纤装置的方法。在本文所述的一些实施例中，光纤装置由耦合至基座的支撑件形成。所述支撑件被构造为支撑并设置一个或多个光纤。在一些 实施例中，所述支撑件还被构造为在光纤固定到支撑件之后允许光纤切割。在一些实施例中，所述支撑件包括集成的光学元件和集成的光纤支撑件。支撑件的设计使得当光纤被设置于光纤支撑件上时，光纤和集成的光学元件光学对齐。所述支撑件耦合至基座的配合部分，所述基座包括一个或多个光电装置。所述基座的所述配合部分被构造为使光纤和可选的光学元件与一个或多个光电装置基本上对齐。包括此类特征的光纤装置更易于构造，并且对齐要求较少。这样的有益效果使得相对于其他光纤装置的构造时间更快且更精确，从而减少制造成本。本文中更详细地描述本发明的某些实施例。本文所用的术语定义如下。“光纤”是沿其长度输送光的玻璃或聚合物纤维。光纤的许多例子是已知的。玻璃光纤可由二氧化硅、掺杂二氧化硅或其他无机材料形成。聚合物光纤可由光学透明的聚合物形成。可用的聚合物的例子包括(但不限于)丙烯酸酯聚合物和全氟化聚合物。“带涂层光纤”是包括施加于光纤外侧的一个或多个涂层的光纤。带涂层光纤可包括双涂层。内侧主要涂层用作减震器，以使微弯所引起的衰减最小化。外侧次要涂层保护主要涂层免受机械损坏，用作横向力的屏障。带涂层光纤的例子有得自3MCorporation (Minneapolis, MN)的 3M GGP 光缆。“光电装置”是电至光或光至电换能器，或者在其操作中使用此类装置的仪器。光电装置的例子包括(但不限于)光电检测器(例如，光电二极管、光电晶体管、光电倍增管和光敏电阻器)、激光二极管(例如，垂直腔面发射激光器(“VCSEL”)、量子级联激光器和发光二极管。“光学透明”用于描述这样的材料，其允许光很少或没有光损失地通过材料。“光学耦合”是指两个或更多个光学元件被布置为使得光可在这些光学元件之间透射。“光学对齐”是指两个或更多个光学元件被布置为使得光可在这些光学元件之间透射，并且透射的光的光学效率大于50%。“光学效率”被定义为透射通过一个光学元件或者两个或更多个光学耦合的光学元件的光的强度，与进入所述光学元件或者所述两个或更多个光学耦合的元件中第一元件的光的强度的百分比。“全内反射”(“TIR”)是当光线相对于表面法线以大于特定临界角的角度照射到介质边界时出现的光学现象。如果边界另一侧的折射率较低，则没有光可透过，所有光均被反射。“临界角”是大于此角时发生反全内反射的入射角。图2示出组装的光纤装置100的透视图。光纤装置100包括支撑件110和基座120。支撑件110包括耦合至支撑件的一个或多个光纤115。基座120是这样的结构，其包括一个或多个光电装置以及被构造为控制所述一个或多个光电装置的操作的电路。在一个实施例中，基座120为印刷电路板(例如，FR4板)。在图3中，示出了支撑件110的透视图。在一个实施例中，在支撑件中形成有一个或多个凹槽112，其延伸穿过支撑件的轴向轴。一个或多个光纤115可被设置于凹槽112中。凹槽112可形成为能够接纳光纤的任何形状。在一个实施例中，凹槽112为大致“V”形。使用“V”形凹槽使得光纤在支撑件110中的布置和对齐简化。在一个实施例中，光纤115利用顶盖114保持在支撑件110上。顶盖114可被设计为与支撑件120的配合部分互锁。例如，顶盖114可包括一个或多个凸起，所述凸起可与 支撑件的对应突起互锁，以形成锁配合。在一些实施例中，顶盖114可用于在利用粘合剂将光纤粘结到凹槽时将光纤115保持在凹槽112中。在光纤115粘结到凹槽112之后，顶盖114可移除。或者，顶盖114可留在原位以保护光纤115免受损坏和外部环境影响。在一个实施例中，顶盖114可由光学透明材料(例如，紫外光透明聚合物)形成。在制造期间，光纤可利用光固化粘合剂(例如，紫外光固化粘合剂)来粘结至支撑件110。顶盖114可由这样的材料形成，其允许能够活化粘合剂的光穿过顶盖到达设置在顶盖下方的光纤。在一些实施例中，所用粘合剂在固化时是光学透明的。适当光学透明粘合剂的例子包括紫外光固化环氧树脂粘合剂。参照图2，支撑件110通过壳体130耦合至基座120。壳体130可布置在基座上所设置的一个或多个光电装置上方。图5A和图5B不出壳体130设置在光电装置122上方。壳体130布置在基座120上，以从环境上保护基座上所设置的一个或多个光电装置和或电路。在一个实施例中，壳体130具有与支撑件110的形状互补的形状。在特定实施例中，如图2所示，壳体124具有渐缩内表面132。渐缩内表面132的角度与支撑件110的渐缩外表面116的角度互补。在组装期间，支撑件110可布置在由壳体130限定的腔134内(参见图4A)，使得渐缩表面彼此接触(如图2所示)。使用渐缩表面允许在组装期间支撑件110相对于基座120移动。通过使用渐缩表面，可调节支撑件110相对于壳体130的位置，以允许光纤115与光电装置更好地对齐。支撑件110可包括耦合器113。耦合器113可附接至支撑件110，并被构造为与壳体130上的互补耦合装置相互作用，以将支撑件固定到壳体和基座120。在一个实施例中，耦合器113是通过一对连接器117附接至支撑件110的外表面的夹片形式。耦合器113可包括一对接合部119。当支撑件110耦合至壳体130时，接合部119被壳体的对应配合结构137弹性地向外推。耦合器113的接合部119滑过配合结构137，并扣进与配合结构137接合，以将支撑件110固定到壳体130。耦合器113中可设计有一些公差，以允许支撑件110相对于壳体130的侧向和轴向位置有小的变化，以允许进行对齐调节。图4A和图4B分别示出壳体130的顶部和底部的透视图。参照图4A，壳体130的顶面用作支撑件110的对应结构的对齐特征。在一个实施例中，壳体130包括腔134，其被构造为接纳支撑件110的一部分。腔134具有与支撑件110的一部分的渐缩外表面116互补的渐缩表面，如图2所示。壳体130中还可形成有一个或多个透镜136a。在一个实施例中，第一组透镜可形成在壳体的顶部表面上。在一个实施例中，可使用单个透镜将光纤光学耦合至光电装置。单个透镜可为会聚和准直的。例如，透镜可在光从光电装置传播至光纤时为会聚的。或者，相同的透镜可收集来自光纤的光以将所述光更有效地转移至光电装置。在一些实施例中，单个透镜可基于光学耦合至透镜的光电装置的性质沿适当方向取向。例如，在将光纤光学耦合至光电检测器时，透镜可取向为将来自光纤的光聚焦到光电装置上。在将发光装置(例如，诸如激光二极管的发光二极管)光学耦合至光纤时，透镜可取向为将来自发光装置的光聚焦到光纤上。对于双工收发器模块，光电检测器和发光装置的混合耦合至基座120，通过在壳体130中使用适当取向的透镜136a来提高效率。在将来自发光装置的光耦合至光纤时，准直仅是近似的，因为透镜被布置为使得源光略微在光纤内部成像。这样对源光成像引起背反射，从而发散回激光器。当使用与在 TIR光纤内部聚焦图像结合的发光装置时，背反射显著减小，因为光纤趋于发散反射的光，因为面向透镜的光纤表面并非如抛光或切割的平坦端面中一样平坦，而是呈球状弯曲。图4B示出壳体130的底面。壳体130可包括布置在底面上的一个或多个定位孔138。定位孔138可与附连到基座的一个或多个对齐柱(未示出)配合。定位孔138与对齐柱结合，用于提供壳体130与光电装置的近似对齐。对齐柱的直径可小于对应定位孔的直径。这允许在壳体耦合至基座之后，壳体130相对于基座120的位置移动。在一个实施例中，可在壳体130耦合至基座120之后进行主动对齐。在主动对齐期间，激活一个或多个光电装置，改变壳体130的位置，直到通过一个或多个透镜136实现最大光学耦合效率。在元件光学对齐之后，可使用粘合剂来将壳体130固定到基座120。除了顶面上所示的透镜136a之外或作为替代，一个或多个透镜136b可设置在底面上。在一个实施例中，透镜136b是仅有的透镜，并以如上所述相同的方式取向以会聚或发散，这取决于光电元件的性质。在其他实施例中，存在一对透镜136a和136b。每一透镜136b光学耦合至对应的透镜136a。光学耦合的一对透镜的取向部分地由光电元件来确定。例如，如果光电元件为光电检测器，则底面透镜136b可取向为将光聚焦在光电检测器上，而顶面透镜136a可以准直取向方式取向，以收集来自光纤的光并将所述光引导向光电检测器。如果光电元件为发光装置(例如，诸如激光二极管的发光二极管)，底面透镜136b可取向为收集来自发光装置的光，而顶面透镜136a可取向为将从发光装置收集的光聚焦到光纤上。具有两个透镜的系统通过光到达的第一透镜的准直效果而允许光路延伸。尽管双透镜构型可能更有效率，但仅使用单个透镜可减少成本以及组装光纤装置所需的工作。在一个实施例中，壳体130由光学透明材料形成。可用于形成壳体130的光学透明材料的例子包括(但不限于)光学透明的聚醚酰亚胺、聚碳酸酯和聚丙烯酸酯。在一个实施例中，壳体130形成为单个模制件。模制可利用注模技术或者形成单个一体聚合材料的其它模制技术实现。在一个实施例中，透镜(136a和/或136b)被模制为壳体130的一部分。具体地讲，形成模，其包括代表透镜的外表面的一个或多个部分。通过由光学透明材料模制壳体130，可形成作为壳体130的一部分的透镜。这样使用模制工艺来形成壳体130有助于改善将透镜(136a和/或136b)设置在壳体中的效率和精度。例如，在使用两个透镜的情况下，可通过形成适当模来形成预定对齐构型的透镜对。一旦形成，壳体130就将具有彼此光学对齐的透镜对，而将不再需要进一步的对齐。使用透镜形成为壳体的一体部分的模制壳体减少了制造时间，并提高了装置的效率。将光纤与光电装置光学耦合可以许多种不同的方式实现。通常，光纤可以端接耦合布置方式耦合(有透镜或没有透镜)，或利用全内反射(“TIR”)将光反射到光纤中。在端接耦合布置方式中，光电装置与光纤侧向对齐。这种布置方式会难以制造和对齐，因为光纤和有源装置需要极其靠近在一起，而这经证明是不切实际的。在一些实施例中，可利用引入以延伸光路的各种形式的透镜来克服端接耦合布置方式。然而，这增加了制造此类装置的附加成本。另外，光纤和光电装置侧向对齐的需要往往将增加装置的外形。利用TIR效应将光纤耦合至光电装置使得形成的装置具有基本小于典型的端接耦合布置方式的外形。图5A和图5B示出光纤装置组件的透视剖面图，其被构造为使用TIR将光电装置 光学耦合至光纤。通过将光纤115的末端附接在光电装置122上方来在光电装置和光纤之间耦合光。在一个实施例中，光纤115的末端121被斜削，如图5B所示。在一个实施例中，光通过光纤115的一侧从发光光电装置122传播，并被斜削端121全内反射到光纤的芯中。利用这种几何形状可耦合的最大功率百分比非常接近于通过端接耦合在切割光纤中实现的功率百分比。另外，传播通过光纤115的光可被光纤的斜削端121全内反射到光电装置。在一些实施例中，斜削端121具有约45度的角度。相比于端接耦合组件，斜削光纤组件的一个优点在于，TIR耦合的光纤对对齐组件的不同部分的几何参数的变化较不敏感，例如凹槽尺寸和光纤参数。使斜削端121相对于光电装置以正确取向设置对于实现光学效率而言很重要。由于涉及的小尺寸，将预斜削光纤设置于精确的位置以最大化光学效率会是困难且耗时的。在一个实施例中，在光纤被设置于光电装置上方之后形成光纤的斜削端121。例如，光纤115可固定到支撑件110，而支撑件耦合至基座120 (例如，通过壳体130)。光纤115可被设置于支撑件中，使得光纤的末端121延伸超过支撑件110的内壁123，如图5A所示。当耦合至壳体130时，光纤被设置在支撑件110和壳体130之间所形成的空间中。支撑件110利用一个或多个支撑件对齐基准特征以及一个或多个壳体基准特征与壳体130对齐。这些特征的对齐将使得光纤115与一个或多个光电装置基本上对齐。一旦支撑件110被固定在基本上对齐的位置，就以大于或等于光学耦合至光纤的光电装置之间所形成的临界角的角度对延伸到所述空间中的光纤115的末端121进行切割。光纤的切割可通过机械手段或通过激光切割来实现。还控制切割位置以使光电装置122和光纤115之间的TIR耦合最大化。从图5A和图5B可以看出，壳体130和支撑件110被构造为使得当组装时，支撑件110的成角部125形成通道，其中激光器(或机械切割装置)可穿过支撑件并切割光纤。另外，支撑件110和壳体130之间的空间可被设计为容纳光纤的切割端，直到所述末端可移除。激光器(或机械切割装置)可基于壳体130和支撑件110的一个或多个共用对齐标记相对于光纤取向，以确保光纤的精确切削。例如，基座120的对齐特征可耦合至激光切割设备的对齐特征。由于基座120已经通过壳体130相对于支撑件110正确对齐，所以可在很少或没有切割装置的微调的情况下实现光纤115的切割。此方法有助于确保相对于光学元件精确控制每一光纤的长度和角度并改善工艺的可重复性。在另一实施例中，切割设备可利用一个或多个光电装置来与光纤115对齐。激活光电装置可允许激光切割工具与光纤115精对齐确。例如，如果基座120包括一个或多个光电检测器，则可通过利用一个或多个光电检测器帮助确定切割装置相对于被切割的光纤的位置，使用对齐激光器来使切割装置与光纤115对齐。一旦实现了正确对齐，就可在适当位置将光纤切削成适当角度。这样的工艺可减降低斜削光纤末端与光电装置未对齐的可能性。在另一实施例中，可使用重复工艺来切割光纤115。在重复工艺中，包括一个或多个光纤115的支撑件110耦合至壳体130。利用一个或多个共用对齐基准特征，在第一位置(并且在一些实施例中，以约等于临界角的角度)切割光纤115。在切割光纤115之后，操作一个或多个光电装置，并确定一个或多个光电装置与一个或多个对应的光纤之间的耦合效率。如果确定效率满足预定的设定点，则认为工艺完成。如果效率小于预定的设定点，则可改变切割装置的角度或侧向位置，并以与第一次设定的切割条件不同的角度和/或位置切割光纤。重复这一过程，直到认为装置是可接受的，或者确定装置无法正确地构造(在这种情况下，装置可被废弃)。大多数光纤为带涂层光纤。涂层通常为保护光纤免于损坏的聚合材料的形式。在一个实施例中，使用激光器来切割光纤还有这样的优点允许容易地去除光纤上存在的任 何涂层。在一个实施例中，带涂层光纤如上所述设置在支撑件上。光纤的带涂层部分可从支撑件延伸到支撑件耦合至壳体时所形成的空间中。在切割光纤之前，可使用激光器去除覆盖光纤的涂层的全部或部分。或者，可通过激光器切割光纤，并且可在切割之后通过激光器去除涂层。在其他实施例中，可在切割光纤之后利用机械或化学(例如，脱酸)技术去除涂层。图6中示出光纤装置的另一实施例。该实施例类似于图2-图5所示的实施例。相比于上述实施例，支撑件和壳体形成为单个构件。如图6所示，光纤装置包括组合的支撑件/壳体210，其耦合至基座220。支撑件/壳体210包括耦合至支撑件/壳体的一个或多个光纤215。基座220为这样的结构，其包括一个或多个光电装置以及被构造为控制所述一个或多个光电装置的操作的电路。在一个实施例中，基座220为印刷电路板(例如，FR4板)。在一个实施例中，在支撑件/壳体210中形成有一个或多个凹槽212，其延伸穿过支撑件/壳体的轴向轴。一个或多个光纤215可被设置于凹槽212中。凹槽212可形成为能够接纳光纤的任何形状。在一个实施例中，凹槽212为大致“V”形。使用“V”形凹槽212使得光纤215在支撑件/壳体210中的布置和对齐简化。在一个实施例中,光纤215利用顶盖214保持在支撑件/壳体210上。顶盖214可被设计为与支撑件/壳体210的配合部分互锁。例如，顶盖214可包括一个或多个凸起，所述凸起可与支撑件/壳体210的对应突起互锁，以形成锁配合。在一些实施例中，顶盖214可用于在利用粘合剂将光纤粘结到凹槽时将光纤215保持在凹槽212中。在光纤215粘结之后，顶盖214可移除。或者，顶盖214可留在原位以保护光纤215免受损坏和外部环境影响。如上所述，顶盖214可由光学透明材料形成，以允许固化光穿过顶盖214透射到粘合剂。在一个实施例中，光纤装置还可包括壳体顶盖230。由于壳体(来自上述实施例)现在形成为支撑件的一部分，所以壳体顶盖230可用于在环境上保护基座上所设置的一个或多个光电装置和或电路。支撑件/壳体210中还形成有一个或多个透镜236。图7a和图7b示出耦合至基座220的支撑件/壳体210的剖面图。在一个实施例中，一个或多个透镜236可形成在支撑件/壳体210中。在一些实施例中，如上所述，透镜可基于光电装置的性质取向，以对光进行准直和聚焦。在一些实施例中，第一组透镜236a可邻近光纤形成，第二组透镜236b可邻近光电装置形成。在一个实施例中，支撑件/壳体210由光学透明材料形成。在一个实施例中，支撑件/壳体210形成为单个模制件。模制可利用注模技术或者形成单个一体聚合材料的其它模制技术实现。在一个实施例中，透镜(236a和/或236b)被模制为支撑件/壳体210的一部分。具体地讲，形成模，其包括代表透镜的外表面的一个或多个部分。通过由光学透明材料模制支撑件/壳体210，可形成作为支撑件/壳体的一部分的透镜。这样使用模制工艺来形成支撑件/壳体210有助于改善将透镜(236a和/或236b)设置在壳体中的效率和精度。例如，在使用两个透镜的情况下，可通过形成适当模来形成预定对齐构型的透镜对。一旦形成，支撑件/壳体210就将具有彼此光学对齐的透镜对，而将不再需要进一步的对齐。使用透镜形成为支撑件/壳体的一体部分的模制支撑件/壳体减少了制造时间，降低了成本，并提高了装置的效率。在一个实施例中，在光纤被设置于支撑件/壳体中之后形成光纤的斜削端。光纤 可被固定于支撑件/壳体并设置于支撑件/壳体中，使得光纤的末端在一个或多个模制透镜上方延伸超过支撑件的内壁(类似于图5A和图5B所示的实施例)。将在透镜上方延伸的光纤的末端以大于或等于光学耦合至光纤的光电装置之间所形成的临界角的角度切割。在一个实施例中，如上所述，光纤的切割可通过激光切割来实现。从图7A和7B可以看出，支撑件/壳体210被构造为使得支撑件/壳体的成角部225形成通道，其中激光器(或机械切割装置)可穿过支撑件/壳体并切割一个或多个光纤。另外，支撑件/壳体包括空间223，其可被设计为容纳光纤的切割端，直到所述末端可被移除。激光器(或机械切割装置)可基于壳体/支撑件210或基座220的一个或多个对齐标记来取向，以确保光纤的精确切削。图7A示出耦合至基座220的支撑件/壳体210。支撑件/壳体210可包括布置于支撑件/壳体的底部表面上的一个或多个定位孔240。定位孔240可与附连至基座220上的一个或多个对齐柱242配合。定位孔240与对齐柱242结合，用于提供支撑件/壳体210与光电装置的近似对齐。对齐柱242的直径可小于对应定位孔240的直径。这使得在支撑件/壳体耦合至基座之后，支撑件/壳体210相对于基座220的位置能够移动。在一个实施例中，可在支撑件/壳体耦合至基座之后进行主动对齐。在主动对齐期间，激活一个或多个光电装置，改变支撑件/壳体的位置，直到实现光电装置和光纤之间的最大效率。在元件光学对齐之后，可使用粘合剂来将支撑件/壳体210固定到基座220。图8示出组装的光纤装置的透视图。图9A和图9B中示出光纤装置的另一实施例。该实施例使用与上面关于图6_图8所示实施例所述相同的一体支撑件/壳体设计。相比于上述实施例，图9的实施例依赖于支撑件/壳体的成角表面来形成TIR效应。如图9所示，支撑件/壳体310包括成角部330。成角部330用作反射器，以在光电装置322和光纤315之间引导光。在一个实施例中，成角部330依赖于TIR效应来对光进行重新导向。成角部330以大于或等于光电装置与光纤之间所形成的临界角的角度模制为支撑件/壳体310的一部分。成角表面330后面的空间345为袋状，填充有气体，例如空气，以便允许TIR效应发生。在一些实施例中，成角部的角度为45度。这样形成的TIR效应等同于利用斜削光纤所形成的TIR效应。当元件正确对齐时，根据光传播的方向，入射在成角部330上的光朝着光纤315或光电装置322反射90度。在此实施例中，光纤315具有基本上直的末端。例如，光纤315的末端的角度可在约O度至约10度范围内。使光纤315的末端成大于约5度的角度会有助于使光的背反射最小化。光纤315可如前所述置于凹槽中，并被切削(例如，利用激光器)以形成基本上直的末端。或者，在将光纤安装于支撑件中之前，可对光纤进行切割。为了避免支撑件表面的“剃刮”，当光纤被设置于支撑件中时，光纤的末端可通过抛光或利用激光器来变得平滑。类似于上述实施例，可沿着光电装置与光纤之间的光路设置一个或多个透镜，以提高光学效率。在替代实施例中，通过将光纤置于光电装置的ΙΟΟμπι范围内，可不需要透镜。参 照图IOA和图10Β，光纤装置400包括支撑件/壳体410和基座420。支撑件/壳体410包括耦合至支撑件/壳体410的一个或多个光纤415。该实施例使用与上面关于图6-图8和图9所示实施例所述相同的一体模制支撑件/壳体设计。相比于上述实施例，图IOA和图IOB的实施例依赖于使光纤415紧邻光电装置422。支撑件/壳体410被构造为使得光纤415朝着光电装置422弯曲。在一个实施例中，弯曲外形使得光纤上不会施加过度的应力。当支撑件/壳体410耦合至基座420时，光纤415的弯曲部分与光电装置422光学耦合。基座420是这样的结构，其包括一个或多个光电装置422以及被构造为控制所述一个或多个光电装置的操作的电路。在一个实施例中，基座420为印刷电路板(例如，FR4板)。在一个实施例中，一个或多个光纤成弯曲构型。如本文所用，术语“直的”或“不弯曲”是指这样的光纤特性，其中光纤表面的基本上所有点的曲率均约为零。术语“弯曲”是指这样的光纤特性，其中光纤表面的一些部分的曲率不为零。如本文所用，短语“光纤的至少一部分基本弯曲”是指这样的光纤，其中光纤表面的一部分的特征在于具有不为零的曲率。应当理解，表面的至少一部分实质上非平面的光纤可包括直的部分(即，曲率为零)。通过将光纤的末端邻近地附接到光电装置上，光在光电装置422和光纤415之间率禹合。光纤415可被设置为使得光纤的末端在光电装置的100 μ m、75 μ m、50 μ m、30 μ m、20μπι或ΙΟμπι范围内。在一个实施例中，光纤415的末端421被斜削，如图IOB所示。在一个实施例中，光通过光纤的一侧从发光光电装置传播，并被斜削端全内反射到光纤的芯中。利用这种几何形状可耦合的最大功率百分比非常接近于通过端接耦合在切割光纤中实现的功率百分比。在另一实施例中，传播通过光纤的光可被光纤的斜削端全内反射到光电
>j-U ρ α装直。使斜削端相对于光电装置以正确取向设置对于实现光学效率而言很重要。由于涉及的小尺寸，将预斜削光纤设置于精确的位置以最大化光学效率会是困难且耗时的。另外，在此实施例中，光纤的弯曲部分与光电装置之间的非标准耦合角度使得临界角的确定变得更困难(例如，临界角可能不总为约45度)。在一个实施例中，在光纤被设置于光电装置上方之后形成光纤415的斜削端421。光纤415可被设置于支撑件/壳体410中，使得光纤的末端朝着光电装置延伸，如图IOA和图IOB所示。一旦支撑件/壳体410固定就位，使得光纤415与光电装置422对齐，就以大于或等于光学耦合至光纤的光电装置之间所形成的临界角的角度对朝着光电装置延伸的光纤末端进行切割。光纤的切割可通过机械手段或通过激光切割来实现。由于光纤相对于光电装置取向的非常规角度，可使用重复工艺以适当角度和位置切割光纤。在重复工艺中，包括一个或多个光纤415的支撑件/壳体410耦合至基座420。利用一个或多个共用对齐基准特征，以大于零度的第一角度(例如，使用激光器)切割光纤。在切割光纤415之后，操作一个或多个光电装置422，并确定光电装置与光纤之间的耦合效率。如果确定效率满足预定的设定点，则认为工艺完成。如果效率小于预定的设定点，则可改变切割装置的角度或侧向位置，并以与第一次设定的切割条件不同的角度和/或位置切割光纤。重复这一过程，直到认为装置是可接受的，或者确定装置无法正确地构造(在这种情况下，装置可被废弃)。在光纤成弯曲构型的情况下将光纤耦合至光电装置使得光纤能够更容易地与光电装置对齐。在此实施例中，不需要透镜。这得到更简单的设计，其能够快速制造，并且未对齐的可能性较小。此特征的另一优点在于，所述装置容许一定范围内的光纤位置，从而能够适应光学参数的小的改变。相比于其他传统设计，每一实施例提供改善的对齐能力。在一个实施例中，光纤装 置为互锁装置，如图2-图5所示。该装置包括多个点，在这些点处，如果装置未正确对齐，则光学效率会较低。在另一实施例中，支撑件/壳体形成为单个单元。由于在此实施例中壳体与支撑件之间的耦合是不必要的，因此在支撑件耦合至壳体时形成公差问题的一些问题被消除。在另一实施例中，光纤成弯曲构型，其使得末端处于足够靠近的位置，以允许光纤光学耦合至光电装置。这最后一种构型不再需要其他实施例所需的许多对齐步骤。本文所述的光纤装置可用作单模式装置(例如，光接收器或光发送器)，或者用作多模式装置(例如，光收发器)。光纤装置的具体应用通常由附接至基座的元件来确定。应当理解，上述改进可与上述实施例的任何特征结合使用。本文将在下面的条款中描述另外的实施例条款A :—种形成光纤装置的方法，包括将一个或多个光纤固定到支撑件，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基准特征，以用于使所述支撑件与包括一个或多个光电装置的基座对齐；切割一个或多个光纤；将所述支撑件耦合至基座壳体，使得所述一个或多个支撑件对齐基准特征与一个或多个基座壳体对齐基准特征对齐；其中至少一个光纤以大于或等于所述支撑件耦合至所述基座时，光学耦合至所述光纤的光电装置之间所形成的临界角的角度切割。条款Al :根据条款A所述的方法，其中支撑件对齐特征包括所述支撑件的侧壁，并且其中基座壳体对齐特征包括被构造为接纳所述支撑件的所述基座壳体的腔的侧壁，其中将所述支撑件耦合至所述基座包括将所述支撑件设置于所述腔内。条款A2 :根据条款A所述的方法，其中支撑件对齐特征包括柱，并且其中基座对齐特征包括定位孔，其中将所述支撑件耦合至所述基座包括将所述支撑件设置在所述基座上，使得所述柱设置于所述定位孔中。条款A3 :根据条款A2所述的方法，其中所述柱的直径小于所述定位孔的直径，其中将所述支撑件耦合至所述基座还包括在所述柱设置于所述定位孔中之后，侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款A4:根据条款A3所述的方法，还包括在一个或多个所述光电装置处于激活状态的情况下，侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。 条款A5 :根据条款A所述的方法，其中所述支撑件包括一个或多个凹槽，并且其中将一个或多个光纤固定到支撑件包括通过粘合剂将一个或多个所述光纤连接至所述凹槽。条款A6 :根据条款A5所述的方法，其中一个或多个凹槽为V形。条款A7 :根据条款A所述的方法，其中所述基座壳体包括一个或多个透镜，所述透镜被模制为所述基座壳体的一部分。条款AS :根据条款A7所述的方法，其中所述支撑件包括至少两个透镜，所述透镜被模制为所述基座壳体的一部分，其中第一和第二透镜彼此光学对齐。
条款A9 :根据条款A所述的方法，其中所述支撑件的至少一部分由光学级透明聚合物组成。条款AlO :根据条款A所述的方法，其中所述一个或多个光纤为带涂层光纤。条款All :根据条款A所述的方法，其中一个或多个所述光纤用激光器切割。条款A12 :根据条款A所述的方法，其中所述一个或多个所述光纤中的每个被切割。条款A13 :根据条款A所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用激光器从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切割一个或多个不带涂层的部分。条款A14 :根据条款A所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用机械脱模工艺从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切割一个或多个不带涂层的部分。条款A15 :根据条款A所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用化学脱模工艺从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切割一个或多个不带涂层的部分。条款A16 :根据条款A所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的发光二极管。条款A17 :根据条款A所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的激光二极管。条款A18 :根据条款A所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的光电检测器。条款A19 :根据条款A所述的方法，还包括利用粘合剂将所述支撑件固定到所述基座。条款A20 :根据条款A19所述的方法，其中所述粘合剂为环氧树脂粘合剂。权利要求A21 :根据条款A所述的方法，其中所述光学装置为光收发器。条款B :—种光纤装置，包括支撑件，其包括耦合至所述支撑件的一个或多个光纤；被模制为所述支撑件的一部分的一个或多个透镜；其中一个或多个所述光纤被设置为与一个或多个所述透镜光学对齐；包括一个或多个光电装置的基座；其中所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置通过被模制为所述支撑件的一部分的一个或多个所述透镜光学耦合至一个或多个所述光纤。条款BI :根据条款B所述的装置，其中一个或多个所述光纤的末端以大于或等于所述支撑件耦合至所述基座时，光学耦合至所述光纤的光电装置之间所形成的临界角的角度切割。条款B2 :根据条款B所述的装置，其中一个或多个所述光纤的一个或多个末端成大于或等于45度的角度。
条款B3 :根据条款B所述的装置，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基 准特征以用于将所述支撑件与一个或多个基座对齐基准特征对齐。条款B4 :根据条款B2所述的装置，其中支撑件对齐特征为所述支撑件的侧壁，并且其中基座对齐特征为被构造为接纳所述支撑件的腔的侧壁，其中所述支撑件被设置于所述腔内。条款B5 :根据条款B2所述的装置，其中支撑件对齐特征为柱，并且其中基座对齐特征为定位孔，其中所述支撑件所述柱被设置于所述定位孔中。条款B6 :根据条款B5所述的装置，其中所述柱的直径小于所述定位孔的直径，使得在所述柱设置于所述定位孔中之后，能够侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款B7 :根据条款B所述的装置，其中所述支撑件包括一个或多个凹槽，并且其中一个或多个光纤通过粘合剂连接至所述凹槽。条款B8 :根据条款B7所述的装置，其中一个或多个凹槽为V形。条款B9 :根据条款B所述的装置，其中所述支撑件包括至少两个透镜，所述透镜被模制为所述支撑件的一部分。条款BlO :根据条款B所述的装置，其中所述支撑件的至少一部分由光学级透明聚合物组成。条款Bll :根据条款B所述的装置，其中所述一个或多个光纤为带涂层光纤。条款B12 :根据条款B所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的发光二极管。条款B13 :根据条款B所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的激光二极管。条款B14 :根据条款B所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的光电检测器。条款B15 :根据条款B所述的装置，其中所述光学装置为光收发器。条款C : 一种光纤装置，包括支撑件，其包括耦合至所述支撑件的一个或多个光纤，其中与所述支撑件接触的所述光纤的至少一部分基本弯曲；基座,其包括一个或多个光电装置；其中所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置光学耦合至一个或多个所述光纤的弯曲部分。
条款Cl :根据条款C所述的装置，其中一个或多个所述光纤的末端以大于或等于所述支撑件耦合至所述基座时，光学耦合至所述光纤的光电装置之间所形成的临界角的角度切割。条款C2 :根据条款C所述的装置，其中一个或多个所述光纤的一个或多个末端成大于或等于45度的角度。条款C3 :根据条款C所述的装置，其中一个或多个所述光纤的一个或多个末端被设置于一个或多个所述光电装置的100 μ m范围内。条款C4 :根据条款C所述的装置，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基准特征以用于将所述支撑件与一个或多个基座对齐基准特征对齐。
条款C5 :根据条款C4所述的装置，其中支撑件对齐特征为所述支撑件的侧壁，并且其中基座对齐特征为被构造为接纳所述支撑件的腔的侧壁，其中所述支撑件被设置于所述腔内。条款C6 :根据条款C4所述的装置，其中支撑件对齐特征为柱，并且其中基座对齐特征为定位孔，其中所述支撑件所述柱被设置于所述定位孔中。条款C7 :根据条款C所述的装置，其中所述柱的直径小于所述定位孔的直径，使得在所述柱设置于所述定位孔中之后，能够侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款CS :根据条款C所述的装置，其中所述支撑件包括一个或多个凹槽，并且其中一个或多个光纤通过粘合剂连接至所述凹槽。条款C9 :根据条款CS所述的装置，其中一个或多个凹槽为V形。条款ClO :根据条款C所述的装置，其中所述支撑件的至少一部分由光学级透明聚合物组成。条款Cll :根据条款C所述的装置，其中所述一个或多个光纤为带涂层光纤。条款C12 :根据条款C所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的发光二极管。条款C13 :根据条款C所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的激光二极管。条款C14 :根据条款C所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的光电检测器。条款C15 :根据条款C所述的装置，其中所述光学装置为光收发器。条款D :—种光纤装置，包括支撑件，其包括耦合至所述支撑件的一个或多个光纤，其中一个或多个所述光纤的末端成大于45的角度；包括一个或多个光电装置的基座；其中所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置光学耦合至一个或多个所述光纤。条款Dl :根据条款D所述的装置，其中每一光纤的末端以大于或等于所述支撑件耦合至所述基座时，光学耦合至所述光纤的光电装置之间所形成的临界角的角度切割。条款D2 :根据条款D所述的装置，其中一个或多个所述光纤的一个或多个末端被设置于一个或多个所述光电装置的100 μ m范围内。条款D3 :根据条款D所述的装置，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基准特征以用于将所述支撑件与一个或多个基座对齐基准特征对齐。条款D4 :根据条款D3所述的装置，其中支撑件对齐特征为所述支撑件的侧壁，并且其中基座对齐特征为被构造为接纳所述支撑件的腔的侧壁，其中所述支撑件被设置于所述腔内。条款D5 :根据条款D3所述的装置，其中支撑件对齐特征为柱，并且其中基座对齐特征为定位孔，其中所述支撑件所述柱被设置于所述定位孔中。条款D6 :根据条款D3所述的装置，其中所述柱的直径小于所述定位孔的直径，使得在所述柱设置于所述定位孔中之后，能够侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款D7 :根据条款D所述的装置，其中所述支撑件包括一个或多个凹槽，并且其中 一个或多个光纤通过粘合剂连接至所述凹槽。条款D8 :根据条款D7所述的装置，其中一个或多个凹槽为V形。条款D9 :根据条款D所述的装置，其中所述支撑件的至少一部分由光学级透明聚合物组成。条款DlO :根据条款D所述的装置，其中所述一个或多个光纤为带涂层光纤。条款Dll :根据条款D所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的发光二极管。条款D12 :根据条款D所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的激光二极管。条款D13 :根据条款D所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的光电检测器。条款D14 :根据条款D所述的装置，其中所述光学装置为光收发器。条款E: —种光纤装置,包括支撑件，其包括耦合至所述支撑件的一个或多个光纤；一个或多个反射表面，其邻近一个或多个所述光纤的末端设置，其中所述反射表面被模制为所述支撑件的一部分；基座,其包括一个或多个光电装置；其中所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置通过所述一个或多个反射表面光学耦合至一个或多个所述光纤。条款El :根据条款E所述的装置，其中所述反射表面为成角表面，其在所述支撑件耦合至所述基座时，相对于通过所述反射表面光学耦合至所述光纤的所述光电装置成45度的角度。条款E2 :根据条款E所述的装置，其中所述反射表面成大于或等于45度的角度。条款E3:根据条款E所述的装置，其中所述反射表面包括耦合至所述支撑件材料的反射材料。条款E4:根据条款E所述的装置，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基准特征以用于将所述支撑件与一个或多个基座对齐基准特征对齐。
条款E5 :根据条款E4所述的装置，其中支撑件对齐特征为所述支撑件的侧壁，并且其中基座对齐特征为被构造为接纳所述支撑件的腔的侧壁，其中所述支撑件被设置于所述腔内。条款E6 :根据条款E4所述的装置，其中支撑件对齐特征为柱，并且其中基座对齐特征为定位孔，其中所述支撑件所述柱被设置于所述定位孔中。条款E7 :根据条款E6所述的装置，其中所述柱的直径小于所述定位孔的直径，使得在所述柱设置于所述定位孔中之后，能够侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款ES :根据条款E所述的装置，其中所述支撑件包括一个或多个凹槽，并且其中一个或多个光纤通过粘合剂连接至所述凹槽。条款E9 :根据条款ES所述的装置，其中一个或多个凹槽为V形。条款ElO :根据条款E所述的装置，其中所述支撑件还包括 一个或多个凹槽，其中一个或多个所述光纤被设置于所述凹槽中；与主体集成的一个或多个透镜，其被设置为使得当光纤邻近所述透镜设置于一个或多个所述凹槽中时，一个或多个所述透镜与一个或多个所述光纤光学对齐。条款Ell :根据条款E所述的装置，其中所述支撑件还包括一个或多个透镜，所述透镜被模制为所述支撑件的一部分；其中一个或多个所述光纤被设置为与一个或多个所述透镜光学对齐。条款E12 :根据条款E所述的装置，其中所述支撑件包括至少两个透镜，所述透镜被模制为所述支撑件的一部分。条款E13 :根据条款E所述的装置，其中所述支撑件的至少一部分由光学级透明聚合物组成。条款E14 :根据条款E所述的装置，其中所述一个或多个光纤为带涂层光纤。条款E15 :根据条款E所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的发光二极管。条款E16 :根据条款E所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的激光二极管。条款E17 :根据条款E所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的光电检测器。条款E18 :根据条款E所述的装置，其中所述光学装置为光收发器。条款F :—种制备光纤装置的方法，包括将一个或多个光纤设置于支撑件上；将所述支撑件设置于基座上，所述基座包括一个或多个光电装置，使得一个或多个所述光纤与耦合至所述基座的一个或多个光电装置光学对齐；在所述支撑件设置于所述基座上时，在第一位置对至少一个光纤切削；激活一个或多个所述光电装置；确定一个或多个所述光纤和与所述一个或多个光纤光学对齐的一个或多个所述光电装置之间的光学连接效率；如果所述光学连接效率低于预定的设定点，则在第二位置切削所述光纤。条款Fl :根据条款F所述的方法，其中在第二位置切削所述光纤改变所述光纤的长度。条款F2 :根据条款F所述的方法，其中在所述第一位置切削所述光纤包括以第一角度切削所述光纤，其中所述第一角度大于零度；并且其中在所述第二位置切削所述光纤包括以第二角度切削所述光纤，其中所述第二角度大于所述第一角度。条款F3 :根据条款F所述的方法，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基准特征以用于将所述支撑件与一个或多个基座对齐基准特征对齐。条款F4 :根据条款F3所述的方法，其中所述支撑件对齐特征为所述支撑件的侧壁，并且其中基座对齐特征为被构造为接纳所述支撑件的腔的侧壁，其中将所述支撑件设置于所述基座包括将所述支撑件设置于所述腔内。条款F5 :根据条款F3所述的方法，其中支撑件对齐特征为柱，并且其中基座对齐特征为定位孔，其中将所述支撑件设置于所述基座包括将所述支撑件设置在所述基座上，使得所述柱设置于所述定位孔中。
条款F6 :根据条款F5所述的方法，其中所述柱的直径小于所述定位孔的直径，其中将所述支撑件设置至所述基座还包括在所述柱设置于所述定位孔中之后，侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款F7 :根据条款F6所述的方法，还包括在一个或多个所述光电装置处于激活状态的情况下，侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款F8 :根据条款F所述的方法，其中所述支撑件包括一个或多个凹槽，并且其中将一个或多个光纤设置至支撑件包括通过粘合剂将一个或多个所述光纤连接至所述凹槽。条款F9 :根据条款F8所述的方法，其中一个或多个凹槽为V形。条款FlO :根据条款F所述的方法，其中所述支撑件包括一个或多个透镜，所述透镜被模制为所述支撑件的一部分。条款Fll :根据条款F所述的方法，其中所述支撑件包括至少两个透镜，所述透镜被模制为所述支撑件的一部分。 条款F12 :根据条款F所述的方法，其中所述支撑件的至少一部分由光学级透明聚合物组成。条款F13:根据条款F所述的方法，其中所述一个或多个光纤为带涂层光纤。条款F14 :根据条款F所述的方法，其中一个或多个所述光纤用激光器切削。条款F15 :根据条款F所述的方法，其中所述一个或多个所述光纤中的每一个被切割。条款F16 :根据条款F所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用激光器从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切削一个或多个不带涂层的部分。条款F17 :根据条款F所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用机械脱模工艺从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切削一个或多个不带涂层的部分。条款F18 :根据条款F所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用化学脱模工艺从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切削一个或多个不带涂层的部分。
条款F19 :根据条款F所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的发光二极管。条款F20 :根据条款F所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的激光二极管。条款F21 :根据条款F所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的光电检测器。条款F22 :根据条款F所述的方法，还包括利用粘合剂将所述支撑件固定到所述基座。条款F23 :根据条款F22所述的方法，其中所述粘合剂为环氧树脂粘合剂。条款F24 :根据条款F所述的方法F，其中所述光学装置为光收发器。
条款G :—种形成光纤装置的方法，包括将一个或多个光纤固定到支撑件，其中与所述光纤支撑件接触的所述一个或多个光纤的至少一部分基本弯曲；将所述支撑件耦合至包括一个或多个光电装置的基座，使得所述一个或多个光纤的一个或多个末端以基本大于零的角度设置于一个或多个所述光电装置的ΙΟΟμπι范围内；以大于或等于所述光电装置与邻近所述光电装置设置的所述光纤的所述末端之间所形成的临界角的角度，对邻近所述一个或多个光电装置设置的所述一个或多个光纤的一个或多个所述末端进行切割。条款Gl :根据条款G所述的方法，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基准特征以用于将所述支撑件与包括一个或多个基座对齐基准特征的基座对齐。条款G2 :根据条款Gl所述的方法，其中所述支撑件对齐特征为所述支撑件的侧壁，并且其中基座对齐特征为被构造为接纳所述支撑件的腔的侧壁，其中将所述支撑件设置至所述基座包括将所述支撑件设置于所述腔内。条款G3 :根据条款Gl所述的方法，其中支撑件对齐特征为柱，并且其中基座对齐特征为定位孔，其中将所述支撑件设置至所述基座包括将所述支撑件设置在所述基座上，使得所述柱设置于所述定位孔中。条款G4 :根据条款G3所述的方法，其中所述柱的直径小于所述定位孔的直径，其中将所述支撑件设置至所述基座还包括在所述柱设置于所述定位孔中之后，侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款G5 :根据条款G4所述的方法，还包括在一个或多个所述光电装置处于激活状态的情况下，侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款G6 :根据条款G所述的方法，其中所述支撑件包括一个或多个凹槽，并且其中将一个或多个光纤设置到支撑件包括通过粘合剂将一个或多个所述光纤连接至所述凹槽。条款G7 :根据条款G6所述的方法，其中一个或多个凹槽为V形。条款G8 :根据条款G所述的方法，其中所述一个或多个光纤为带涂层光纤。条款G9 :根据条款G所述的方法,其中一个或多个所述光纤用激光器切削。条款GlO :根据条款G所述的方法，其中所述一个或多个所述光纤中的每个被切割。
条款Gll :根据条款G所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用激光器从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切削一个或多个不带涂层的部分。条款G12 :根据条款G所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用机械脱模工艺从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切割一个或多个不带涂层的部分。条款G13 :根据条款G所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用化学脱模工艺从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切割一个或多个不带涂层的部分。条款G14 :根据条款G所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的发光二极管。条款G15 :根据条款G所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述 光电装置为耦合至所述印刷电路板的激光二极管。条款G16 :根据条款G所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的光电检测器。条款G17 :根据条款G所述的方法，还包括利用粘合剂将所述支撑件固定到所述基座。条款G18 :根据条款G17所述的方法，其中所述粘合剂为环氧树脂粘合剂。条款G19 :根据条款G所述的方法，其中所述光学装置为光收发器。在此专利中，某些美国专利、美国专利申请以及其他材料(例如，文章)以引用方式并入。然而，此类美国专利、美国专利申请以及其他材料的正文仅在此类正文与本文所阐述的其他声明和附图之间不存在冲突的程度上以引用方式并入。在存在这样的冲突的情况下，这样以引用方式并入的美国专利、美国专利申请以及其他材料中的任何此类冲突内容明确未以引用方式并入本专利。对于本领域技术人员而言根据此说明书，本发明各个方面的另外的修改和可供选择的实施例将变得明显。因此，此说明书应被解释为仅是示例性的，是出于教导本领域技术人员实现本发明的一般方式的目的。应当理解，本文所示出并描述的本发明的形式应被认为是实施方式的例子。元件和材料可取代本文所示出并描述的那些元件和材料，部件和方法可颠倒，本发明的某些特征可独立使用，所有这些对于本领域技术人员而言在利用本发明说明书之后将变得明显。在不脱离由以下权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可对本文所述的元件进行改变。
权利要求
1.一种形成光纤装置的方法，包括 将一个或多个光纤固定到支撑件，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基准特征，以用于使所述支撑件与包括一个或多个光电装置的基座对齐； 切割一个或多个光纤； 将所述支撑件耦合至基座壳体，使得所述一个或多个支撑件对齐基准特征与一个或多个基座壳体对齐基准特征对齐； 其中至少一个光纤以大于或等于临界角的角度被切割，当所述支撑件耦合至所述基座时，所述临界角在光学耦合至所述光纤的光电装置之间形成。
2.一种光纤装置，包括 支撑件，包括 耦合至所述支撑件的一个或多个光纤；和 被模制为所述支撑件的一部分的一个或多个透镜；其中一个或多个所述光纤被设置为与一个或多个所述透镜光学对齐；以及基座，包括一个或多个光电装置； 其中所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置通过被模制为所述支撑件的一部分的一个或多个所述透镜光学耦合至一个或多个所述光纤。
3.一种光纤装置，包括 支撑件，包括耦合至所述支撑件的一个或多个光纤，其中与所述支撑件接触的所述光纤的至少一部分基本弯曲；和 基座，包括一个或多个光电装置； 其中所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置光学耦合至一个或多个所述光纤的弯曲部分。
4.一种光纤装置，包括 支撑件，包括 耦合至所述支撑件的一个或多个光纤，其中一个或多个所述光纤的末端成大于45的角度； 基座，包括一个或多个光电装置； 其中所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置光学耦合至一个或多个所述光纤。
5.一种光纤装置，包括 支撑件，包括 耦合至所述支撑件的一个或多个光纤；和 一个或多个反射表面，邻近一个或多个所述光纤的末端设置，其中所述反射表面被模制为所述支撑件的一部分；以及 基座，包括一个或多个光电装置； 其中所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置通过所述一个或多个反射表面光学耦合至一个或多个所述光纤。
6.一种制备光纤装置的方法，包括 将一个或多个光纤设置于支撑件上；将所述支撑件设置于基座上，所述基座包括一个或多个光电装置，使得一个或多个所述光纤与耦合至所述基座的一个或多个光电装置光学对齐； 在所述支撑件设置于所述基座上时，在第一位置切削至少一个光纤； 激活一个或多个所述光电装置； 确定一个或多个所述光纤和与所述一个或多个光纤光学对齐的一个或多个所述光电装置之间的光学连接效率； 如果所述光学连接效率低于预定的设定点，则在第二位置切削所述光纤。
7.一种形成光纤装置的方法，包括 将一个或多个光纤固定到支撑件，其中与所述光纤支撑件接触的所述一个或多个光纤的至少一部分基本弯曲； 将所述支撑件耦合至包括一个或多个光电装置的基座，使得所述一个或多个光纤的一个或多个末端以基本大于零的角度设置于一个或多个所述光电装置的ΙΟΟμπι范围内；以大于或等于临界角的角度对邻近所述一个或多个光电装置设置的所述一个或多个光纤的一个或多个所述末端进行切割，其中所述临界角在所述光电装置和邻近所述光电装置设置的所述光纤的末端之间形成。
8.一种形成光纤装置的方法，包括 以一角度切割一个或多个光纤。
9.一种光纤装置，包括 支撑件，所述支承件包括一个或多个光纤。
10.一种制备光纤装置的方法，包括 在第一位置切削至少一个光纤。
11.一种形成光纤装置的方法，包括 以大于或等于临界角的角度切割一个或多个光纤的一个或多个末端。
全文摘要
本发明公开了一种形成光纤装置的方法，包括将一个或多个光纤固定到支撑件。所述支撑件耦合至包括一个或多个光电装置的基座。在一个或多个所述光纤固定到所述支撑件，并且所述支撑件固定到所述基座之后，对一个或多个所述光纤进行切割。相比于已有制造工艺，该方法以及利用该方法制成的光纤装置更容易对齐并且制造成本会更低。
文档编号G02B6/42GK102859410SQ201080049867
公开日2013年1月2日 申请日期2010年10月29日 优先权日2009年11月3日
发明者拉曼·K·塞利, 布赖恩·M·科尔, 唐·G·多斯 申请人:3M创新有限公司
光纤装置及制造光纤装置的方法
背景技术：
I.抟术领域本发明整体涉及光纤装置。更具体地讲，本发明整体涉及光收发器元件。2.相关技术的描述光收发器包括电至光信号转换器，例如激光器、发光二极管和光电二极管。通常，光收发器的元件与电子半导体元件(称为前置放大器和后置放大器以及激光驱动器)封装在一起。激光驱动器、前置放大器和后置放大器进一步将电信号转换为存在于系统中的其他电路所要求的必要形状和大小。图I示出此结构的简化形式的框图以及各元件如何耦合至彼此。
图I示出单光源将光耦合至光纤中，单光纤将光耦合至光电检测器上(此图中未示出精确的光耦合装置)。此结构通常见于多种商业应用中所用的双工收发器模块中。更密集的收发器模块(称为并行光收发器)如今变得可用。其通常使用光纤阵列来将光耦合至光源和检测器阵列中以及从其耦合出。通常，光源往往独立于检测器封装，以避免由电串扰或光串扰引起的干扰，然而，一种新的、成本非常低的收发器模块(针对下一代高速USB连接器技术提出)将接收器和光源均容纳于一个薄型包装中(例如，高度< 2mm)。将多个光纤组合在小的包装中带来另外的制造问题。随着光纤和光电装置的尺寸减小，由于将多个元件精确对齐的难度，制造成本和时间增加。为了使此类装置在经济上可行，希望设计这样的光纤装置，其具有较少的可调公差，以改善制造速度和成本。
发明内容
一种形成光纤装置的方法包括将一个或多个光纤固定到支撑件，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基准特征，以用于使所述支撑件与包括一个或多个光电装置的基座对齐。在一个或多个所述光纤固定之后，对所述光纤进行切割。所述支撑件耦合至基座，使得所述一个或多个支撑件对齐基准特征与一个或多个基座对齐基准特征对齐。一个或多个所述光纤的末端的角度大于或等于所述支撑件耦合至所述基座时，光学耦合至所述光纤的光电装置之间所形成的临界角。在一些实施例中，光纤的切割通过激光器来实现。在一个实施例中，一种光纤装置包括支撑件和基座。所述支撑件包括耦合至所述支撑件的一个或多个光纤以及被模制为所述支撑件的一部分的一个或多个透镜。一个或多个所述光纤被设置为与一个或多个所述透镜光学对齐。所述基座包括一个或多个光电装置。所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置通过被模制为所述支撑件的一部分的一个或多个所述透镜光学耦合至一个或多个所述光纤。在一个实施例中，一种光纤装置包括支撑件和基座。所述支撑件包括耦合至所述支撑件的一个或多个光纤。与所述支撑件接触的所述光纤的至少一部分基本弯曲。所述基座包括一个或多个光电装置。所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置光学耦合至一个或多个所述光纤的弯曲部分。
在一个实施例中，一种光纤装置包括支撑件和基座。所述支撑件包括耦合至所述支撑件的一个或多个光纤，其中一个或多个所述光纤的末端成大于45度的角度。所述基座包括一个或多个光电装置。所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置光学耦合至一个或多个所述光纤。在一个实施例中，一种光纤装置包括支撑件和基座。所述支撑件包括在基本上固定的位置耦合至光纤支撑件的一个或多个光纤。一个或多个反射表面邻近一个或多个所述光纤的末端设置。所述反射表面被模制为所述支撑件的一部分。所述基座包括一个或多个光电装置。所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置通过所述一个或多个反射表面光学耦合至一个或多个所述光纤。一种制备光纤装置的方法包括将一个或多个光纤设置于支撑件上。所述支撑件被设置于包括一个或多个光电装置的基座上。所述支撑件被设置于所述基座上，使得一个或多个所述光纤与耦合至所述基座的一个或多个光电装置光学对齐。当所述支撑件设置于所述基座上时，在第一位置对一个或多个所述光纤切割。激活一个或多个所述光电装置，并确定一个或多个所述光纤和与所述一个或多个光纤光学耦合的一个或多个所述光电装置中间的光学连接效率。如果所述光学连接效率低于预定的设定点，则在第二位置对所述光纤 进行切割。一种形成光纤装置的方法包括将一个或多个光纤固定到支撑件。与光纤支撑件接触的所述一个或多个光纤的至少一部分基本弯曲。所述支撑件耦合至包括一个或多个光电装置的基座。所述支撑件耦合至所述基座，使得所述一个或多个光纤的一个或多个末端以基本大于零的角度设置于一个或多个所述光电装置的ΙΟΟμπι范围内。在所述支撑件设置于所述基座上时，以大于或等于所述光电装置与邻近所述光电装置设置的所述光纤的所述末端之间所形成的临界角的角度，对邻近所述一个或多个光电装置设置的所述一个或多个光纤的一个或多个所述末端进行切割。
利用以下对实施例的详细描述并参考附图，对于本领域技术人员而言，本发明的优点将变得明显，其中图I示出双工收发器模块的示意图；图2示出组装的光纤装置的透视图；图3示出光纤支撑件的透视图；图4Α示出光电壳体的顶面的透视图；图4Β示出光电壳体的底面的透视图；图5Α示出在光纤切割之前，光纤装置的剖面透视图；图5Β示出在光纤切割之后，光纤装置的剖面透视图；图6示出光纤装置的替代实施例的分解透视图；图7Α示出图6的组装光纤装置的剖面图；图7Β示出图6的组装光纤装置的放大剖面图；图8示出图6的组装光纤装置的透视图；图9Α示出替代光纤装置的剖面图9B示出图7A的替代光纤装置的放大剖面图；图IOA示出组装的替代光纤装置的透视图；图IOB示出图IOB的组装光纤装置的剖面图。尽管本发明可允许有各种修改和替代形式，附图中以举例的方式示出其特定实施例，本文中将对其进行详细描述。附图可能未按比例绘制。然而，应当理解，附图及其详细描述并非意在将本发明限于所公开的特定形式，而是相反，其目的在于覆盖落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同形式和替代形式。
具体实施例方式本文描述光纤装置和制造光纤装置的方法。在本文所述的一些实施例中，光纤装置由耦合至基座的支撑件形成。所述支撑件被构造为支撑并设置一个或多个光纤。在一些 实施例中，所述支撑件还被构造为在光纤固定到支撑件之后允许光纤切割。在一些实施例中，所述支撑件包括集成的光学元件和集成的光纤支撑件。支撑件的设计使得当光纤被设置于光纤支撑件上时，光纤和集成的光学元件光学对齐。所述支撑件耦合至基座的配合部分，所述基座包括一个或多个光电装置。所述基座的所述配合部分被构造为使光纤和可选的光学元件与一个或多个光电装置基本上对齐。包括此类特征的光纤装置更易于构造，并且对齐要求较少。这样的有益效果使得相对于其他光纤装置的构造时间更快且更精确，从而减少制造成本。本文中更详细地描述本发明的某些实施例。本文所用的术语定义如下。“光纤”是沿其长度输送光的玻璃或聚合物纤维。光纤的许多例子是已知的。玻璃光纤可由二氧化硅、掺杂二氧化硅或其他无机材料形成。聚合物光纤可由光学透明的聚合物形成。可用的聚合物的例子包括(但不限于)丙烯酸酯聚合物和全氟化聚合物。“带涂层光纤”是包括施加于光纤外侧的一个或多个涂层的光纤。带涂层光纤可包括双涂层。内侧主要涂层用作减震器，以使微弯所引起的衰减最小化。外侧次要涂层保护主要涂层免受机械损坏，用作横向力的屏障。带涂层光纤的例子有得自3MCorporation (Minneapolis, MN)的 3M GGP 光缆。“光电装置”是电至光或光至电换能器，或者在其操作中使用此类装置的仪器。光电装置的例子包括(但不限于)光电检测器(例如，光电二极管、光电晶体管、光电倍增管和光敏电阻器)、激光二极管(例如，垂直腔面发射激光器(“VCSEL”)、量子级联激光器和发光二极管。“光学透明”用于描述这样的材料，其允许光很少或没有光损失地通过材料。“光学耦合”是指两个或更多个光学元件被布置为使得光可在这些光学元件之间透射。“光学对齐”是指两个或更多个光学元件被布置为使得光可在这些光学元件之间透射，并且透射的光的光学效率大于50%。“光学效率”被定义为透射通过一个光学元件或者两个或更多个光学耦合的光学元件的光的强度，与进入所述光学元件或者所述两个或更多个光学耦合的元件中第一元件的光的强度的百分比。“全内反射”(“TIR”)是当光线相对于表面法线以大于特定临界角的角度照射到介质边界时出现的光学现象。如果边界另一侧的折射率较低，则没有光可透过，所有光均被反射。“临界角”是大于此角时发生反全内反射的入射角。图2示出组装的光纤装置100的透视图。光纤装置100包括支撑件110和基座120。支撑件110包括耦合至支撑件的一个或多个光纤115。基座120是这样的结构，其包括一个或多个光电装置以及被构造为控制所述一个或多个光电装置的操作的电路。在一个实施例中，基座120为印刷电路板(例如，FR4板)。在图3中，示出了支撑件110的透视图。在一个实施例中，在支撑件中形成有一个或多个凹槽112，其延伸穿过支撑件的轴向轴。一个或多个光纤115可被设置于凹槽112中。凹槽112可形成为能够接纳光纤的任何形状。在一个实施例中，凹槽112为大致“V”形。使用“V”形凹槽使得光纤在支撑件110中的布置和对齐简化。在一个实施例中，光纤115利用顶盖114保持在支撑件110上。顶盖114可被设计为与支撑件120的配合部分互锁。例如，顶盖114可包括一个或多个凸起，所述凸起可与 支撑件的对应突起互锁，以形成锁配合。在一些实施例中，顶盖114可用于在利用粘合剂将光纤粘结到凹槽时将光纤115保持在凹槽112中。在光纤115粘结到凹槽112之后，顶盖114可移除。或者，顶盖114可留在原位以保护光纤115免受损坏和外部环境影响。在一个实施例中，顶盖114可由光学透明材料(例如，紫外光透明聚合物)形成。在制造期间，光纤可利用光固化粘合剂(例如，紫外光固化粘合剂)来粘结至支撑件110。顶盖114可由这样的材料形成，其允许能够活化粘合剂的光穿过顶盖到达设置在顶盖下方的光纤。在一些实施例中，所用粘合剂在固化时是光学透明的。适当光学透明粘合剂的例子包括紫外光固化环氧树脂粘合剂。参照图2，支撑件110通过壳体130耦合至基座120。壳体130可布置在基座上所设置的一个或多个光电装置上方。图5A和图5B不出壳体130设置在光电装置122上方。壳体130布置在基座120上，以从环境上保护基座上所设置的一个或多个光电装置和或电路。在一个实施例中，壳体130具有与支撑件110的形状互补的形状。在特定实施例中，如图2所示，壳体124具有渐缩内表面132。渐缩内表面132的角度与支撑件110的渐缩外表面116的角度互补。在组装期间，支撑件110可布置在由壳体130限定的腔134内(参见图4A)，使得渐缩表面彼此接触(如图2所示)。使用渐缩表面允许在组装期间支撑件110相对于基座120移动。通过使用渐缩表面，可调节支撑件110相对于壳体130的位置，以允许光纤115与光电装置更好地对齐。支撑件110可包括耦合器113。耦合器113可附接至支撑件110，并被构造为与壳体130上的互补耦合装置相互作用，以将支撑件固定到壳体和基座120。在一个实施例中，耦合器113是通过一对连接器117附接至支撑件110的外表面的夹片形式。耦合器113可包括一对接合部119。当支撑件110耦合至壳体130时，接合部119被壳体的对应配合结构137弹性地向外推。耦合器113的接合部119滑过配合结构137，并扣进与配合结构137接合，以将支撑件110固定到壳体130。耦合器113中可设计有一些公差，以允许支撑件110相对于壳体130的侧向和轴向位置有小的变化，以允许进行对齐调节。图4A和图4B分别示出壳体130的顶部和底部的透视图。参照图4A，壳体130的顶面用作支撑件110的对应结构的对齐特征。在一个实施例中，壳体130包括腔134，其被构造为接纳支撑件110的一部分。腔134具有与支撑件110的一部分的渐缩外表面116互补的渐缩表面，如图2所示。壳体130中还可形成有一个或多个透镜136a。在一个实施例中，第一组透镜可形成在壳体的顶部表面上。在一个实施例中，可使用单个透镜将光纤光学耦合至光电装置。单个透镜可为会聚和准直的。例如，透镜可在光从光电装置传播至光纤时为会聚的。或者，相同的透镜可收集来自光纤的光以将所述光更有效地转移至光电装置。在一些实施例中，单个透镜可基于光学耦合至透镜的光电装置的性质沿适当方向取向。例如，在将光纤光学耦合至光电检测器时，透镜可取向为将来自光纤的光聚焦到光电装置上。在将发光装置(例如，诸如激光二极管的发光二极管)光学耦合至光纤时，透镜可取向为将来自发光装置的光聚焦到光纤上。对于双工收发器模块，光电检测器和发光装置的混合耦合至基座120，通过在壳体130中使用适当取向的透镜136a来提高效率。在将来自发光装置的光耦合至光纤时，准直仅是近似的，因为透镜被布置为使得源光略微在光纤内部成像。这样对源光成像引起背反射，从而发散回激光器。当使用与在 TIR光纤内部聚焦图像结合的发光装置时，背反射显著减小，因为光纤趋于发散反射的光，因为面向透镜的光纤表面并非如抛光或切割的平坦端面中一样平坦，而是呈球状弯曲。图4B示出壳体130的底面。壳体130可包括布置在底面上的一个或多个定位孔138。定位孔138可与附连到基座的一个或多个对齐柱(未示出)配合。定位孔138与对齐柱结合，用于提供壳体130与光电装置的近似对齐。对齐柱的直径可小于对应定位孔的直径。这允许在壳体耦合至基座之后，壳体130相对于基座120的位置移动。在一个实施例中，可在壳体130耦合至基座120之后进行主动对齐。在主动对齐期间，激活一个或多个光电装置，改变壳体130的位置，直到通过一个或多个透镜136实现最大光学耦合效率。在元件光学对齐之后，可使用粘合剂来将壳体130固定到基座120。除了顶面上所示的透镜136a之外或作为替代，一个或多个透镜136b可设置在底面上。在一个实施例中，透镜136b是仅有的透镜，并以如上所述相同的方式取向以会聚或发散，这取决于光电元件的性质。在其他实施例中，存在一对透镜136a和136b。每一透镜136b光学耦合至对应的透镜136a。光学耦合的一对透镜的取向部分地由光电元件来确定。例如，如果光电元件为光电检测器，则底面透镜136b可取向为将光聚焦在光电检测器上，而顶面透镜136a可以准直取向方式取向，以收集来自光纤的光并将所述光引导向光电检测器。如果光电元件为发光装置(例如，诸如激光二极管的发光二极管)，底面透镜136b可取向为收集来自发光装置的光，而顶面透镜136a可取向为将从发光装置收集的光聚焦到光纤上。具有两个透镜的系统通过光到达的第一透镜的准直效果而允许光路延伸。尽管双透镜构型可能更有效率，但仅使用单个透镜可减少成本以及组装光纤装置所需的工作。在一个实施例中，壳体130由光学透明材料形成。可用于形成壳体130的光学透明材料的例子包括(但不限于)光学透明的聚醚酰亚胺、聚碳酸酯和聚丙烯酸酯。在一个实施例中，壳体130形成为单个模制件。模制可利用注模技术或者形成单个一体聚合材料的其它模制技术实现。在一个实施例中，透镜(136a和/或136b)被模制为壳体130的一部分。具体地讲，形成模，其包括代表透镜的外表面的一个或多个部分。通过由光学透明材料模制壳体130，可形成作为壳体130的一部分的透镜。这样使用模制工艺来形成壳体130有助于改善将透镜(136a和/或136b)设置在壳体中的效率和精度。例如，在使用两个透镜的情况下，可通过形成适当模来形成预定对齐构型的透镜对。一旦形成，壳体130就将具有彼此光学对齐的透镜对，而将不再需要进一步的对齐。使用透镜形成为壳体的一体部分的模制壳体减少了制造时间，并提高了装置的效率。将光纤与光电装置光学耦合可以许多种不同的方式实现。通常，光纤可以端接耦合布置方式耦合(有透镜或没有透镜)，或利用全内反射(“TIR”)将光反射到光纤中。在端接耦合布置方式中，光电装置与光纤侧向对齐。这种布置方式会难以制造和对齐，因为光纤和有源装置需要极其靠近在一起，而这经证明是不切实际的。在一些实施例中，可利用引入以延伸光路的各种形式的透镜来克服端接耦合布置方式。然而，这增加了制造此类装置的附加成本。另外，光纤和光电装置侧向对齐的需要往往将增加装置的外形。利用TIR效应将光纤耦合至光电装置使得形成的装置具有基本小于典型的端接耦合布置方式的外形。图5A和图5B示出光纤装置组件的透视剖面图，其被构造为使用TIR将光电装置 光学耦合至光纤。通过将光纤115的末端附接在光电装置122上方来在光电装置和光纤之间耦合光。在一个实施例中，光纤115的末端121被斜削，如图5B所示。在一个实施例中，光通过光纤115的一侧从发光光电装置122传播，并被斜削端121全内反射到光纤的芯中。利用这种几何形状可耦合的最大功率百分比非常接近于通过端接耦合在切割光纤中实现的功率百分比。另外，传播通过光纤115的光可被光纤的斜削端121全内反射到光电装置。在一些实施例中，斜削端121具有约45度的角度。相比于端接耦合组件，斜削光纤组件的一个优点在于，TIR耦合的光纤对对齐组件的不同部分的几何参数的变化较不敏感，例如凹槽尺寸和光纤参数。使斜削端121相对于光电装置以正确取向设置对于实现光学效率而言很重要。由于涉及的小尺寸，将预斜削光纤设置于精确的位置以最大化光学效率会是困难且耗时的。在一个实施例中，在光纤被设置于光电装置上方之后形成光纤的斜削端121。例如，光纤115可固定到支撑件110，而支撑件耦合至基座120 (例如，通过壳体130)。光纤115可被设置于支撑件中，使得光纤的末端121延伸超过支撑件110的内壁123，如图5A所示。当耦合至壳体130时，光纤被设置在支撑件110和壳体130之间所形成的空间中。支撑件110利用一个或多个支撑件对齐基准特征以及一个或多个壳体基准特征与壳体130对齐。这些特征的对齐将使得光纤115与一个或多个光电装置基本上对齐。一旦支撑件110被固定在基本上对齐的位置，就以大于或等于光学耦合至光纤的光电装置之间所形成的临界角的角度对延伸到所述空间中的光纤115的末端121进行切割。光纤的切割可通过机械手段或通过激光切割来实现。还控制切割位置以使光电装置122和光纤115之间的TIR耦合最大化。从图5A和图5B可以看出，壳体130和支撑件110被构造为使得当组装时，支撑件110的成角部125形成通道，其中激光器(或机械切割装置)可穿过支撑件并切割光纤。另外，支撑件110和壳体130之间的空间可被设计为容纳光纤的切割端，直到所述末端可移除。激光器(或机械切割装置)可基于壳体130和支撑件110的一个或多个共用对齐标记相对于光纤取向，以确保光纤的精确切削。例如，基座120的对齐特征可耦合至激光切割设备的对齐特征。由于基座120已经通过壳体130相对于支撑件110正确对齐，所以可在很少或没有切割装置的微调的情况下实现光纤115的切割。此方法有助于确保相对于光学元件精确控制每一光纤的长度和角度并改善工艺的可重复性。在另一实施例中，切割设备可利用一个或多个光电装置来与光纤115对齐。激活光电装置可允许激光切割工具与光纤115精对齐确。例如，如果基座120包括一个或多个光电检测器，则可通过利用一个或多个光电检测器帮助确定切割装置相对于被切割的光纤的位置，使用对齐激光器来使切割装置与光纤115对齐。一旦实现了正确对齐，就可在适当位置将光纤切削成适当角度。这样的工艺可减降低斜削光纤末端与光电装置未对齐的可能性。在另一实施例中，可使用重复工艺来切割光纤115。在重复工艺中，包括一个或多个光纤115的支撑件110耦合至壳体130。利用一个或多个共用对齐基准特征，在第一位置(并且在一些实施例中，以约等于临界角的角度)切割光纤115。在切割光纤115之后，操作一个或多个光电装置，并确定一个或多个光电装置与一个或多个对应的光纤之间的耦合效率。如果确定效率满足预定的设定点，则认为工艺完成。如果效率小于预定的设定点，则可改变切割装置的角度或侧向位置，并以与第一次设定的切割条件不同的角度和/或位置切割光纤。重复这一过程，直到认为装置是可接受的，或者确定装置无法正确地构造(在这种情况下，装置可被废弃)。大多数光纤为带涂层光纤。涂层通常为保护光纤免于损坏的聚合材料的形式。在一个实施例中，使用激光器来切割光纤还有这样的优点允许容易地去除光纤上存在的任 何涂层。在一个实施例中，带涂层光纤如上所述设置在支撑件上。光纤的带涂层部分可从支撑件延伸到支撑件耦合至壳体时所形成的空间中。在切割光纤之前，可使用激光器去除覆盖光纤的涂层的全部或部分。或者，可通过激光器切割光纤，并且可在切割之后通过激光器去除涂层。在其他实施例中，可在切割光纤之后利用机械或化学(例如，脱酸)技术去除涂层。图6中示出光纤装置的另一实施例。该实施例类似于图2-图5所示的实施例。相比于上述实施例，支撑件和壳体形成为单个构件。如图6所示，光纤装置包括组合的支撑件/壳体210，其耦合至基座220。支撑件/壳体210包括耦合至支撑件/壳体的一个或多个光纤215。基座220为这样的结构，其包括一个或多个光电装置以及被构造为控制所述一个或多个光电装置的操作的电路。在一个实施例中，基座220为印刷电路板(例如，FR4板)。在一个实施例中，在支撑件/壳体210中形成有一个或多个凹槽212，其延伸穿过支撑件/壳体的轴向轴。一个或多个光纤215可被设置于凹槽212中。凹槽212可形成为能够接纳光纤的任何形状。在一个实施例中，凹槽212为大致“V”形。使用“V”形凹槽212使得光纤215在支撑件/壳体210中的布置和对齐简化。在一个实施例中,光纤215利用顶盖214保持在支撑件/壳体210上。顶盖214可被设计为与支撑件/壳体210的配合部分互锁。例如，顶盖214可包括一个或多个凸起，所述凸起可与支撑件/壳体210的对应突起互锁，以形成锁配合。在一些实施例中，顶盖214可用于在利用粘合剂将光纤粘结到凹槽时将光纤215保持在凹槽212中。在光纤215粘结之后，顶盖214可移除。或者，顶盖214可留在原位以保护光纤215免受损坏和外部环境影响。如上所述，顶盖214可由光学透明材料形成，以允许固化光穿过顶盖214透射到粘合剂。在一个实施例中，光纤装置还可包括壳体顶盖230。由于壳体(来自上述实施例)现在形成为支撑件的一部分，所以壳体顶盖230可用于在环境上保护基座上所设置的一个或多个光电装置和或电路。支撑件/壳体210中还形成有一个或多个透镜236。图7a和图7b示出耦合至基座220的支撑件/壳体210的剖面图。在一个实施例中，一个或多个透镜236可形成在支撑件/壳体210中。在一些实施例中，如上所述，透镜可基于光电装置的性质取向，以对光进行准直和聚焦。在一些实施例中，第一组透镜236a可邻近光纤形成，第二组透镜236b可邻近光电装置形成。在一个实施例中，支撑件/壳体210由光学透明材料形成。在一个实施例中，支撑件/壳体210形成为单个模制件。模制可利用注模技术或者形成单个一体聚合材料的其它模制技术实现。在一个实施例中，透镜(236a和/或236b)被模制为支撑件/壳体210的一部分。具体地讲，形成模，其包括代表透镜的外表面的一个或多个部分。通过由光学透明材料模制支撑件/壳体210，可形成作为支撑件/壳体的一部分的透镜。这样使用模制工艺来形成支撑件/壳体210有助于改善将透镜(236a和/或236b)设置在壳体中的效率和精度。例如，在使用两个透镜的情况下，可通过形成适当模来形成预定对齐构型的透镜对。一旦形成，支撑件/壳体210就将具有彼此光学对齐的透镜对，而将不再需要进一步的对齐。使用透镜形成为支撑件/壳体的一体部分的模制支撑件/壳体减少了制造时间，降低了成本，并提高了装置的效率。在一个实施例中，在光纤被设置于支撑件/壳体中之后形成光纤的斜削端。光纤 可被固定于支撑件/壳体并设置于支撑件/壳体中，使得光纤的末端在一个或多个模制透镜上方延伸超过支撑件的内壁(类似于图5A和图5B所示的实施例)。将在透镜上方延伸的光纤的末端以大于或等于光学耦合至光纤的光电装置之间所形成的临界角的角度切割。在一个实施例中，如上所述，光纤的切割可通过激光切割来实现。从图7A和7B可以看出，支撑件/壳体210被构造为使得支撑件/壳体的成角部225形成通道，其中激光器(或机械切割装置)可穿过支撑件/壳体并切割一个或多个光纤。另外，支撑件/壳体包括空间223，其可被设计为容纳光纤的切割端，直到所述末端可被移除。激光器(或机械切割装置)可基于壳体/支撑件210或基座220的一个或多个对齐标记来取向，以确保光纤的精确切削。图7A示出耦合至基座220的支撑件/壳体210。支撑件/壳体210可包括布置于支撑件/壳体的底部表面上的一个或多个定位孔240。定位孔240可与附连至基座220上的一个或多个对齐柱242配合。定位孔240与对齐柱242结合，用于提供支撑件/壳体210与光电装置的近似对齐。对齐柱242的直径可小于对应定位孔240的直径。这使得在支撑件/壳体耦合至基座之后，支撑件/壳体210相对于基座220的位置能够移动。在一个实施例中，可在支撑件/壳体耦合至基座之后进行主动对齐。在主动对齐期间，激活一个或多个光电装置，改变支撑件/壳体的位置，直到实现光电装置和光纤之间的最大效率。在元件光学对齐之后，可使用粘合剂来将支撑件/壳体210固定到基座220。图8示出组装的光纤装置的透视图。图9A和图9B中示出光纤装置的另一实施例。该实施例使用与上面关于图6_图8所示实施例所述相同的一体支撑件/壳体设计。相比于上述实施例，图9的实施例依赖于支撑件/壳体的成角表面来形成TIR效应。如图9所示，支撑件/壳体310包括成角部330。成角部330用作反射器，以在光电装置322和光纤315之间引导光。在一个实施例中，成角部330依赖于TIR效应来对光进行重新导向。成角部330以大于或等于光电装置与光纤之间所形成的临界角的角度模制为支撑件/壳体310的一部分。成角表面330后面的空间345为袋状，填充有气体，例如空气，以便允许TIR效应发生。在一些实施例中，成角部的角度为45度。这样形成的TIR效应等同于利用斜削光纤所形成的TIR效应。当元件正确对齐时，根据光传播的方向，入射在成角部330上的光朝着光纤315或光电装置322反射90度。在此实施例中，光纤315具有基本上直的末端。例如，光纤315的末端的角度可在约O度至约10度范围内。使光纤315的末端成大于约5度的角度会有助于使光的背反射最小化。光纤315可如前所述置于凹槽中，并被切削(例如，利用激光器)以形成基本上直的末端。或者，在将光纤安装于支撑件中之前，可对光纤进行切割。为了避免支撑件表面的“剃刮”，当光纤被设置于支撑件中时，光纤的末端可通过抛光或利用激光器来变得平滑。类似于上述实施例，可沿着光电装置与光纤之间的光路设置一个或多个透镜，以提高光学效率。在替代实施例中，通过将光纤置于光电装置的ΙΟΟμπι范围内，可不需要透镜。参 照图IOA和图10Β，光纤装置400包括支撑件/壳体410和基座420。支撑件/壳体410包括耦合至支撑件/壳体410的一个或多个光纤415。该实施例使用与上面关于图6-图8和图9所示实施例所述相同的一体模制支撑件/壳体设计。相比于上述实施例，图IOA和图IOB的实施例依赖于使光纤415紧邻光电装置422。支撑件/壳体410被构造为使得光纤415朝着光电装置422弯曲。在一个实施例中，弯曲外形使得光纤上不会施加过度的应力。当支撑件/壳体410耦合至基座420时，光纤415的弯曲部分与光电装置422光学耦合。基座420是这样的结构，其包括一个或多个光电装置422以及被构造为控制所述一个或多个光电装置的操作的电路。在一个实施例中，基座420为印刷电路板(例如，FR4板)。在一个实施例中，一个或多个光纤成弯曲构型。如本文所用，术语“直的”或“不弯曲”是指这样的光纤特性，其中光纤表面的基本上所有点的曲率均约为零。术语“弯曲”是指这样的光纤特性，其中光纤表面的一些部分的曲率不为零。如本文所用，短语“光纤的至少一部分基本弯曲”是指这样的光纤，其中光纤表面的一部分的特征在于具有不为零的曲率。应当理解，表面的至少一部分实质上非平面的光纤可包括直的部分(即，曲率为零)。通过将光纤的末端邻近地附接到光电装置上，光在光电装置422和光纤415之间率禹合。光纤415可被设置为使得光纤的末端在光电装置的100 μ m、75 μ m、50 μ m、30 μ m、20μπι或ΙΟμπι范围内。在一个实施例中，光纤415的末端421被斜削，如图IOB所示。在一个实施例中，光通过光纤的一侧从发光光电装置传播，并被斜削端全内反射到光纤的芯中。利用这种几何形状可耦合的最大功率百分比非常接近于通过端接耦合在切割光纤中实现的功率百分比。在另一实施例中，传播通过光纤的光可被光纤的斜削端全内反射到光电
>j-U ρ α装直。使斜削端相对于光电装置以正确取向设置对于实现光学效率而言很重要。由于涉及的小尺寸，将预斜削光纤设置于精确的位置以最大化光学效率会是困难且耗时的。另外，在此实施例中，光纤的弯曲部分与光电装置之间的非标准耦合角度使得临界角的确定变得更困难(例如，临界角可能不总为约45度)。在一个实施例中，在光纤被设置于光电装置上方之后形成光纤415的斜削端421。光纤415可被设置于支撑件/壳体410中，使得光纤的末端朝着光电装置延伸，如图IOA和图IOB所示。一旦支撑件/壳体410固定就位，使得光纤415与光电装置422对齐，就以大于或等于光学耦合至光纤的光电装置之间所形成的临界角的角度对朝着光电装置延伸的光纤末端进行切割。光纤的切割可通过机械手段或通过激光切割来实现。由于光纤相对于光电装置取向的非常规角度，可使用重复工艺以适当角度和位置切割光纤。在重复工艺中，包括一个或多个光纤415的支撑件/壳体410耦合至基座420。利用一个或多个共用对齐基准特征，以大于零度的第一角度(例如，使用激光器)切割光纤。在切割光纤415之后，操作一个或多个光电装置422，并确定光电装置与光纤之间的耦合效率。如果确定效率满足预定的设定点，则认为工艺完成。如果效率小于预定的设定点，则可改变切割装置的角度或侧向位置，并以与第一次设定的切割条件不同的角度和/或位置切割光纤。重复这一过程，直到认为装置是可接受的，或者确定装置无法正确地构造(在这种情况下，装置可被废弃)。在光纤成弯曲构型的情况下将光纤耦合至光电装置使得光纤能够更容易地与光电装置对齐。在此实施例中，不需要透镜。这得到更简单的设计，其能够快速制造，并且未对齐的可能性较小。此特征的另一优点在于，所述装置容许一定范围内的光纤位置，从而能够适应光学参数的小的改变。相比于其他传统设计，每一实施例提供改善的对齐能力。在一个实施例中，光纤装 置为互锁装置，如图2-图5所示。该装置包括多个点，在这些点处，如果装置未正确对齐，则光学效率会较低。在另一实施例中，支撑件/壳体形成为单个单元。由于在此实施例中壳体与支撑件之间的耦合是不必要的，因此在支撑件耦合至壳体时形成公差问题的一些问题被消除。在另一实施例中，光纤成弯曲构型，其使得末端处于足够靠近的位置，以允许光纤光学耦合至光电装置。这最后一种构型不再需要其他实施例所需的许多对齐步骤。本文所述的光纤装置可用作单模式装置(例如，光接收器或光发送器)，或者用作多模式装置(例如，光收发器)。光纤装置的具体应用通常由附接至基座的元件来确定。应当理解，上述改进可与上述实施例的任何特征结合使用。本文将在下面的条款中描述另外的实施例条款A :—种形成光纤装置的方法，包括将一个或多个光纤固定到支撑件，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基准特征，以用于使所述支撑件与包括一个或多个光电装置的基座对齐；切割一个或多个光纤；将所述支撑件耦合至基座壳体，使得所述一个或多个支撑件对齐基准特征与一个或多个基座壳体对齐基准特征对齐；其中至少一个光纤以大于或等于所述支撑件耦合至所述基座时，光学耦合至所述光纤的光电装置之间所形成的临界角的角度切割。条款Al :根据条款A所述的方法，其中支撑件对齐特征包括所述支撑件的侧壁，并且其中基座壳体对齐特征包括被构造为接纳所述支撑件的所述基座壳体的腔的侧壁，其中将所述支撑件耦合至所述基座包括将所述支撑件设置于所述腔内。条款A2 :根据条款A所述的方法，其中支撑件对齐特征包括柱，并且其中基座对齐特征包括定位孔，其中将所述支撑件耦合至所述基座包括将所述支撑件设置在所述基座上，使得所述柱设置于所述定位孔中。条款A3 :根据条款A2所述的方法，其中所述柱的直径小于所述定位孔的直径，其中将所述支撑件耦合至所述基座还包括在所述柱设置于所述定位孔中之后，侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款A4:根据条款A3所述的方法，还包括在一个或多个所述光电装置处于激活状态的情况下，侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。 条款A5 :根据条款A所述的方法，其中所述支撑件包括一个或多个凹槽，并且其中将一个或多个光纤固定到支撑件包括通过粘合剂将一个或多个所述光纤连接至所述凹槽。条款A6 :根据条款A5所述的方法，其中一个或多个凹槽为V形。条款A7 :根据条款A所述的方法，其中所述基座壳体包括一个或多个透镜，所述透镜被模制为所述基座壳体的一部分。条款AS :根据条款A7所述的方法，其中所述支撑件包括至少两个透镜，所述透镜被模制为所述基座壳体的一部分，其中第一和第二透镜彼此光学对齐。
条款A9 :根据条款A所述的方法，其中所述支撑件的至少一部分由光学级透明聚合物组成。条款AlO :根据条款A所述的方法，其中所述一个或多个光纤为带涂层光纤。条款All :根据条款A所述的方法，其中一个或多个所述光纤用激光器切割。条款A12 :根据条款A所述的方法，其中所述一个或多个所述光纤中的每个被切割。条款A13 :根据条款A所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用激光器从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切割一个或多个不带涂层的部分。条款A14 :根据条款A所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用机械脱模工艺从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切割一个或多个不带涂层的部分。条款A15 :根据条款A所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用化学脱模工艺从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切割一个或多个不带涂层的部分。条款A16 :根据条款A所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的发光二极管。条款A17 :根据条款A所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的激光二极管。条款A18 :根据条款A所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的光电检测器。条款A19 :根据条款A所述的方法，还包括利用粘合剂将所述支撑件固定到所述基座。条款A20 :根据条款A19所述的方法，其中所述粘合剂为环氧树脂粘合剂。权利要求A21 :根据条款A所述的方法，其中所述光学装置为光收发器。条款B :—种光纤装置，包括支撑件，其包括耦合至所述支撑件的一个或多个光纤；被模制为所述支撑件的一部分的一个或多个透镜；其中一个或多个所述光纤被设置为与一个或多个所述透镜光学对齐；包括一个或多个光电装置的基座；其中所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置通过被模制为所述支撑件的一部分的一个或多个所述透镜光学耦合至一个或多个所述光纤。条款BI :根据条款B所述的装置，其中一个或多个所述光纤的末端以大于或等于所述支撑件耦合至所述基座时，光学耦合至所述光纤的光电装置之间所形成的临界角的角度切割。条款B2 :根据条款B所述的装置，其中一个或多个所述光纤的一个或多个末端成大于或等于45度的角度。
条款B3 :根据条款B所述的装置，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基 准特征以用于将所述支撑件与一个或多个基座对齐基准特征对齐。条款B4 :根据条款B2所述的装置，其中支撑件对齐特征为所述支撑件的侧壁，并且其中基座对齐特征为被构造为接纳所述支撑件的腔的侧壁，其中所述支撑件被设置于所述腔内。条款B5 :根据条款B2所述的装置，其中支撑件对齐特征为柱，并且其中基座对齐特征为定位孔，其中所述支撑件所述柱被设置于所述定位孔中。条款B6 :根据条款B5所述的装置，其中所述柱的直径小于所述定位孔的直径，使得在所述柱设置于所述定位孔中之后，能够侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款B7 :根据条款B所述的装置，其中所述支撑件包括一个或多个凹槽，并且其中一个或多个光纤通过粘合剂连接至所述凹槽。条款B8 :根据条款B7所述的装置，其中一个或多个凹槽为V形。条款B9 :根据条款B所述的装置，其中所述支撑件包括至少两个透镜，所述透镜被模制为所述支撑件的一部分。条款BlO :根据条款B所述的装置，其中所述支撑件的至少一部分由光学级透明聚合物组成。条款Bll :根据条款B所述的装置，其中所述一个或多个光纤为带涂层光纤。条款B12 :根据条款B所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的发光二极管。条款B13 :根据条款B所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的激光二极管。条款B14 :根据条款B所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的光电检测器。条款B15 :根据条款B所述的装置，其中所述光学装置为光收发器。条款C : 一种光纤装置，包括支撑件，其包括耦合至所述支撑件的一个或多个光纤，其中与所述支撑件接触的所述光纤的至少一部分基本弯曲；基座,其包括一个或多个光电装置；其中所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置光学耦合至一个或多个所述光纤的弯曲部分。
条款Cl :根据条款C所述的装置，其中一个或多个所述光纤的末端以大于或等于所述支撑件耦合至所述基座时，光学耦合至所述光纤的光电装置之间所形成的临界角的角度切割。条款C2 :根据条款C所述的装置，其中一个或多个所述光纤的一个或多个末端成大于或等于45度的角度。条款C3 :根据条款C所述的装置，其中一个或多个所述光纤的一个或多个末端被设置于一个或多个所述光电装置的100 μ m范围内。条款C4 :根据条款C所述的装置，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基准特征以用于将所述支撑件与一个或多个基座对齐基准特征对齐。
条款C5 :根据条款C4所述的装置，其中支撑件对齐特征为所述支撑件的侧壁，并且其中基座对齐特征为被构造为接纳所述支撑件的腔的侧壁，其中所述支撑件被设置于所述腔内。条款C6 :根据条款C4所述的装置，其中支撑件对齐特征为柱，并且其中基座对齐特征为定位孔，其中所述支撑件所述柱被设置于所述定位孔中。条款C7 :根据条款C所述的装置，其中所述柱的直径小于所述定位孔的直径，使得在所述柱设置于所述定位孔中之后，能够侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款CS :根据条款C所述的装置，其中所述支撑件包括一个或多个凹槽，并且其中一个或多个光纤通过粘合剂连接至所述凹槽。条款C9 :根据条款CS所述的装置，其中一个或多个凹槽为V形。条款ClO :根据条款C所述的装置，其中所述支撑件的至少一部分由光学级透明聚合物组成。条款Cll :根据条款C所述的装置，其中所述一个或多个光纤为带涂层光纤。条款C12 :根据条款C所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的发光二极管。条款C13 :根据条款C所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的激光二极管。条款C14 :根据条款C所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的光电检测器。条款C15 :根据条款C所述的装置，其中所述光学装置为光收发器。条款D :—种光纤装置，包括支撑件，其包括耦合至所述支撑件的一个或多个光纤，其中一个或多个所述光纤的末端成大于45的角度；包括一个或多个光电装置的基座；其中所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置光学耦合至一个或多个所述光纤。条款Dl :根据条款D所述的装置，其中每一光纤的末端以大于或等于所述支撑件耦合至所述基座时，光学耦合至所述光纤的光电装置之间所形成的临界角的角度切割。条款D2 :根据条款D所述的装置，其中一个或多个所述光纤的一个或多个末端被设置于一个或多个所述光电装置的100 μ m范围内。条款D3 :根据条款D所述的装置，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基准特征以用于将所述支撑件与一个或多个基座对齐基准特征对齐。条款D4 :根据条款D3所述的装置，其中支撑件对齐特征为所述支撑件的侧壁，并且其中基座对齐特征为被构造为接纳所述支撑件的腔的侧壁，其中所述支撑件被设置于所述腔内。条款D5 :根据条款D3所述的装置，其中支撑件对齐特征为柱，并且其中基座对齐特征为定位孔，其中所述支撑件所述柱被设置于所述定位孔中。条款D6 :根据条款D3所述的装置，其中所述柱的直径小于所述定位孔的直径，使得在所述柱设置于所述定位孔中之后，能够侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款D7 :根据条款D所述的装置，其中所述支撑件包括一个或多个凹槽，并且其中 一个或多个光纤通过粘合剂连接至所述凹槽。条款D8 :根据条款D7所述的装置，其中一个或多个凹槽为V形。条款D9 :根据条款D所述的装置，其中所述支撑件的至少一部分由光学级透明聚合物组成。条款DlO :根据条款D所述的装置，其中所述一个或多个光纤为带涂层光纤。条款Dll :根据条款D所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的发光二极管。条款D12 :根据条款D所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的激光二极管。条款D13 :根据条款D所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的光电检测器。条款D14 :根据条款D所述的装置，其中所述光学装置为光收发器。条款E: —种光纤装置,包括支撑件，其包括耦合至所述支撑件的一个或多个光纤；一个或多个反射表面，其邻近一个或多个所述光纤的末端设置，其中所述反射表面被模制为所述支撑件的一部分；基座,其包括一个或多个光电装置；其中所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置通过所述一个或多个反射表面光学耦合至一个或多个所述光纤。条款El :根据条款E所述的装置，其中所述反射表面为成角表面，其在所述支撑件耦合至所述基座时，相对于通过所述反射表面光学耦合至所述光纤的所述光电装置成45度的角度。条款E2 :根据条款E所述的装置，其中所述反射表面成大于或等于45度的角度。条款E3:根据条款E所述的装置，其中所述反射表面包括耦合至所述支撑件材料的反射材料。条款E4:根据条款E所述的装置，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基准特征以用于将所述支撑件与一个或多个基座对齐基准特征对齐。
条款E5 :根据条款E4所述的装置，其中支撑件对齐特征为所述支撑件的侧壁，并且其中基座对齐特征为被构造为接纳所述支撑件的腔的侧壁，其中所述支撑件被设置于所述腔内。条款E6 :根据条款E4所述的装置，其中支撑件对齐特征为柱，并且其中基座对齐特征为定位孔，其中所述支撑件所述柱被设置于所述定位孔中。条款E7 :根据条款E6所述的装置，其中所述柱的直径小于所述定位孔的直径，使得在所述柱设置于所述定位孔中之后，能够侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款ES :根据条款E所述的装置，其中所述支撑件包括一个或多个凹槽，并且其中一个或多个光纤通过粘合剂连接至所述凹槽。条款E9 :根据条款ES所述的装置，其中一个或多个凹槽为V形。条款ElO :根据条款E所述的装置，其中所述支撑件还包括 一个或多个凹槽，其中一个或多个所述光纤被设置于所述凹槽中；与主体集成的一个或多个透镜，其被设置为使得当光纤邻近所述透镜设置于一个或多个所述凹槽中时，一个或多个所述透镜与一个或多个所述光纤光学对齐。条款Ell :根据条款E所述的装置，其中所述支撑件还包括一个或多个透镜，所述透镜被模制为所述支撑件的一部分；其中一个或多个所述光纤被设置为与一个或多个所述透镜光学对齐。条款E12 :根据条款E所述的装置，其中所述支撑件包括至少两个透镜，所述透镜被模制为所述支撑件的一部分。条款E13 :根据条款E所述的装置，其中所述支撑件的至少一部分由光学级透明聚合物组成。条款E14 :根据条款E所述的装置，其中所述一个或多个光纤为带涂层光纤。条款E15 :根据条款E所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的发光二极管。条款E16 :根据条款E所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的激光二极管。条款E17 :根据条款E所述的装置，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的光电检测器。条款E18 :根据条款E所述的装置，其中所述光学装置为光收发器。条款F :—种制备光纤装置的方法，包括将一个或多个光纤设置于支撑件上；将所述支撑件设置于基座上，所述基座包括一个或多个光电装置，使得一个或多个所述光纤与耦合至所述基座的一个或多个光电装置光学对齐；在所述支撑件设置于所述基座上时，在第一位置对至少一个光纤切削；激活一个或多个所述光电装置；确定一个或多个所述光纤和与所述一个或多个光纤光学对齐的一个或多个所述光电装置之间的光学连接效率；如果所述光学连接效率低于预定的设定点，则在第二位置切削所述光纤。条款Fl :根据条款F所述的方法，其中在第二位置切削所述光纤改变所述光纤的长度。条款F2 :根据条款F所述的方法，其中在所述第一位置切削所述光纤包括以第一角度切削所述光纤，其中所述第一角度大于零度；并且其中在所述第二位置切削所述光纤包括以第二角度切削所述光纤，其中所述第二角度大于所述第一角度。条款F3 :根据条款F所述的方法，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基准特征以用于将所述支撑件与一个或多个基座对齐基准特征对齐。条款F4 :根据条款F3所述的方法，其中所述支撑件对齐特征为所述支撑件的侧壁，并且其中基座对齐特征为被构造为接纳所述支撑件的腔的侧壁，其中将所述支撑件设置于所述基座包括将所述支撑件设置于所述腔内。条款F5 :根据条款F3所述的方法，其中支撑件对齐特征为柱，并且其中基座对齐特征为定位孔，其中将所述支撑件设置于所述基座包括将所述支撑件设置在所述基座上，使得所述柱设置于所述定位孔中。
条款F6 :根据条款F5所述的方法，其中所述柱的直径小于所述定位孔的直径，其中将所述支撑件设置至所述基座还包括在所述柱设置于所述定位孔中之后，侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款F7 :根据条款F6所述的方法，还包括在一个或多个所述光电装置处于激活状态的情况下，侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款F8 :根据条款F所述的方法，其中所述支撑件包括一个或多个凹槽，并且其中将一个或多个光纤设置至支撑件包括通过粘合剂将一个或多个所述光纤连接至所述凹槽。条款F9 :根据条款F8所述的方法，其中一个或多个凹槽为V形。条款FlO :根据条款F所述的方法，其中所述支撑件包括一个或多个透镜，所述透镜被模制为所述支撑件的一部分。条款Fll :根据条款F所述的方法，其中所述支撑件包括至少两个透镜，所述透镜被模制为所述支撑件的一部分。 条款F12 :根据条款F所述的方法，其中所述支撑件的至少一部分由光学级透明聚合物组成。条款F13:根据条款F所述的方法，其中所述一个或多个光纤为带涂层光纤。条款F14 :根据条款F所述的方法，其中一个或多个所述光纤用激光器切削。条款F15 :根据条款F所述的方法，其中所述一个或多个所述光纤中的每一个被切割。条款F16 :根据条款F所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用激光器从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切削一个或多个不带涂层的部分。条款F17 :根据条款F所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用机械脱模工艺从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切削一个或多个不带涂层的部分。条款F18 :根据条款F所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用化学脱模工艺从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切削一个或多个不带涂层的部分。
条款F19 :根据条款F所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的发光二极管。条款F20 :根据条款F所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的激光二极管。条款F21 :根据条款F所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的光电检测器。条款F22 :根据条款F所述的方法，还包括利用粘合剂将所述支撑件固定到所述基座。条款F23 :根据条款F22所述的方法，其中所述粘合剂为环氧树脂粘合剂。条款F24 :根据条款F所述的方法F，其中所述光学装置为光收发器。
条款G :—种形成光纤装置的方法，包括将一个或多个光纤固定到支撑件，其中与所述光纤支撑件接触的所述一个或多个光纤的至少一部分基本弯曲；将所述支撑件耦合至包括一个或多个光电装置的基座，使得所述一个或多个光纤的一个或多个末端以基本大于零的角度设置于一个或多个所述光电装置的ΙΟΟμπι范围内；以大于或等于所述光电装置与邻近所述光电装置设置的所述光纤的所述末端之间所形成的临界角的角度，对邻近所述一个或多个光电装置设置的所述一个或多个光纤的一个或多个所述末端进行切割。条款Gl :根据条款G所述的方法，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基准特征以用于将所述支撑件与包括一个或多个基座对齐基准特征的基座对齐。条款G2 :根据条款Gl所述的方法，其中所述支撑件对齐特征为所述支撑件的侧壁，并且其中基座对齐特征为被构造为接纳所述支撑件的腔的侧壁，其中将所述支撑件设置至所述基座包括将所述支撑件设置于所述腔内。条款G3 :根据条款Gl所述的方法，其中支撑件对齐特征为柱，并且其中基座对齐特征为定位孔，其中将所述支撑件设置至所述基座包括将所述支撑件设置在所述基座上，使得所述柱设置于所述定位孔中。条款G4 :根据条款G3所述的方法，其中所述柱的直径小于所述定位孔的直径，其中将所述支撑件设置至所述基座还包括在所述柱设置于所述定位孔中之后，侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款G5 :根据条款G4所述的方法，还包括在一个或多个所述光电装置处于激活状态的情况下，侧向改变所述支撑件相对于所述基座的位置。条款G6 :根据条款G所述的方法，其中所述支撑件包括一个或多个凹槽，并且其中将一个或多个光纤设置到支撑件包括通过粘合剂将一个或多个所述光纤连接至所述凹槽。条款G7 :根据条款G6所述的方法，其中一个或多个凹槽为V形。条款G8 :根据条款G所述的方法，其中所述一个或多个光纤为带涂层光纤。条款G9 :根据条款G所述的方法,其中一个或多个所述光纤用激光器切削。条款GlO :根据条款G所述的方法，其中所述一个或多个所述光纤中的每个被切割。
条款Gll :根据条款G所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用激光器从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切削一个或多个不带涂层的部分。条款G12 :根据条款G所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用机械脱模工艺从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切割一个或多个不带涂层的部分。条款G13 :根据条款G所述的方法，其中一个或多个所述光纤为带涂层光纤，所述方法还包括利用化学脱模工艺从一个或多个所述光纤的一部分去除涂层，并用激光器切割一个或多个不带涂层的部分。条款G14 :根据条款G所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的发光二极管。条款G15 :根据条款G所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述 光电装置为耦合至所述印刷电路板的激光二极管。条款G16 :根据条款G所述的方法，其中所述基座为印刷电路板，一个或多个所述光电装置为耦合至所述印刷电路板的光电检测器。条款G17 :根据条款G所述的方法，还包括利用粘合剂将所述支撑件固定到所述基座。条款G18 :根据条款G17所述的方法，其中所述粘合剂为环氧树脂粘合剂。条款G19 :根据条款G所述的方法，其中所述光学装置为光收发器。在此专利中，某些美国专利、美国专利申请以及其他材料(例如，文章)以引用方式并入。然而，此类美国专利、美国专利申请以及其他材料的正文仅在此类正文与本文所阐述的其他声明和附图之间不存在冲突的程度上以引用方式并入。在存在这样的冲突的情况下，这样以引用方式并入的美国专利、美国专利申请以及其他材料中的任何此类冲突内容明确未以引用方式并入本专利。对于本领域技术人员而言根据此说明书，本发明各个方面的另外的修改和可供选择的实施例将变得明显。因此，此说明书应被解释为仅是示例性的，是出于教导本领域技术人员实现本发明的一般方式的目的。应当理解，本文所示出并描述的本发明的形式应被认为是实施方式的例子。元件和材料可取代本文所示出并描述的那些元件和材料，部件和方法可颠倒，本发明的某些特征可独立使用，所有这些对于本领域技术人员而言在利用本发明说明书之后将变得明显。在不脱离由以下权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可对本文所述的元件进行改变。
权利要求
1.一种形成光纤装置的方法，包括 将一个或多个光纤固定到支撑件，其中所述支撑件包括一个或多个支撑件对齐基准特征，以用于使所述支撑件与包括一个或多个光电装置的基座对齐； 切割一个或多个光纤； 将所述支撑件耦合至基座壳体，使得所述一个或多个支撑件对齐基准特征与一个或多个基座壳体对齐基准特征对齐； 其中至少一个光纤以大于或等于临界角的角度被切割，当所述支撑件耦合至所述基座时，所述临界角在光学耦合至所述光纤的光电装置之间形成。
2.一种光纤装置，包括 支撑件，包括 耦合至所述支撑件的一个或多个光纤；和 被模制为所述支撑件的一部分的一个或多个透镜；其中一个或多个所述光纤被设置为与一个或多个所述透镜光学对齐；以及基座，包括一个或多个光电装置； 其中所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置通过被模制为所述支撑件的一部分的一个或多个所述透镜光学耦合至一个或多个所述光纤。
3.一种光纤装置，包括 支撑件，包括耦合至所述支撑件的一个或多个光纤，其中与所述支撑件接触的所述光纤的至少一部分基本弯曲；和 基座，包括一个或多个光电装置； 其中所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置光学耦合至一个或多个所述光纤的弯曲部分。
4.一种光纤装置，包括 支撑件，包括 耦合至所述支撑件的一个或多个光纤，其中一个或多个所述光纤的末端成大于45的角度； 基座，包括一个或多个光电装置； 其中所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置光学耦合至一个或多个所述光纤。
5.一种光纤装置，包括 支撑件，包括 耦合至所述支撑件的一个或多个光纤；和 一个或多个反射表面，邻近一个或多个所述光纤的末端设置，其中所述反射表面被模制为所述支撑件的一部分；以及 基座，包括一个或多个光电装置； 其中所述支撑件耦合至所述基座，使得一个或多个所述光电装置通过所述一个或多个反射表面光学耦合至一个或多个所述光纤。
6.一种制备光纤装置的方法，包括 将一个或多个光纤设置于支撑件上；将所述支撑件设置于基座上，所述基座包括一个或多个光电装置，使得一个或多个所述光纤与耦合至所述基座的一个或多个光电装置光学对齐； 在所述支撑件设置于所述基座上时，在第一位置切削至少一个光纤； 激活一个或多个所述光电装置； 确定一个或多个所述光纤和与所述一个或多个光纤光学对齐的一个或多个所述光电装置之间的光学连接效率； 如果所述光学连接效率低于预定的设定点，则在第二位置切削所述光纤。
7.一种形成光纤装置的方法，包括 将一个或多个光纤固定到支撑件，其中与所述光纤支撑件接触的所述一个或多个光纤的至少一部分基本弯曲； 将所述支撑件耦合至包括一个或多个光电装置的基座，使得所述一个或多个光纤的一个或多个末端以基本大于零的角度设置于一个或多个所述光电装置的ΙΟΟμπι范围内；以大于或等于临界角的角度对邻近所述一个或多个光电装置设置的所述一个或多个光纤的一个或多个所述末端进行切割，其中所述临界角在所述光电装置和邻近所述光电装置设置的所述光纤的末端之间形成。
8.一种形成光纤装置的方法，包括 以一角度切割一个或多个光纤。
9.一种光纤装置，包括 支撑件，所述支承件包括一个或多个光纤。
10.一种制备光纤装置的方法，包括 在第一位置切削至少一个光纤。
11.一种形成光纤装置的方法，包括 以大于或等于临界角的角度切割一个或多个光纤的一个或多个末端。
全文摘要
本发明公开了一种形成光纤装置的方法，包括将一个或多个光纤固定到支撑件。所述支撑件耦合至包括一个或多个光电装置的基座。在一个或多个所述光纤固定到所述支撑件，并且所述支撑件固定到所述基座之后，对一个或多个所述光纤进行切割。相比于已有制造工艺，该方法以及利用该方法制成的光纤装置更容易对齐并且制造成本会更低。
文档编号G02B6/42GK102859410SQ201080049867
公开日2013年1月2日 申请日期2010年10月29日 优先权日2009年11月3日
发明者拉曼·K·塞利, 布赖恩·M·科尔, 唐·G·多斯 申请人:3M创新有限公司
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