[发明专利]全内反射光纤接口模块和组件

说明书

优先权

本申请根据专利法要求2012年3月30日提交的美国申请序列号13/436,165的优先权的权益，所述申请的内容是本案的依托并且以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本公开涉及光纤接口模块和组件，并且具体来说，涉及采用全内反射的这类模块和组件。

背景技术

用于消费电子产品的短距离数据链路的数据速率变得越来越高，尤其是用于视频和数据存储应用的那些短距离数据链路。实例包括5Gb/s的USB 3.0协议、10Gb/s的HDMI以及在两个信道上的10Gb/s的Thunderbolt。在这类高数据速率下，传统的铜电缆具有有限的传输距离和电缆灵活性。出于至少这些原因，光纤作为铜线的替代物出现，以用于适应下几代消费电子产品的高数据速率。

与采用昂贵的高功率边缘发射激光器以及调制器的电信应用不同，短距离光纤链路是基于低成本、低功率的直接调制的光源，如垂直空腔表面发射激光器(VCSEL)。为了在消费电子产品中可行，用于在一个方向上将来自光源的光耦合到光纤中并且在另一方向上将另一光纤中传播的光耦合到光电二极管上的光纤接口模块和组件需要是低成本的。这种要求推动了对设计制造简单且同时具有合适的性能的光纤接口模块和组件的需求。因此，尚未解决的是需要具有宽松的未对准公差和被动对准过程的光纤接口模块。

发明内容

本公开的一方面包括一种配置来支撑一个或多个光纤的光纤接口模块。所述模块包括模块本体，所述模块本体具有前端和后端、顶表面、底表面以及相反侧部，并且对具有红外波长的光是基本上透明的。所述模块还包括一个或多个光纤支撑特征结构，所述一个或多个光纤支撑特征结构形成在所述顶表面中并且配置来支撑相应的一个或多个光纤；以及突脊，所述突脊形成在所述顶表面中并且具有限定全内反射(TIR)镜的倾斜壁。所述模块具有凹槽，所述凹槽形成在所述模块本体的所述底表面中邻近所述前端并且具有凹槽顶板。所述模块还具有一个或多个透镜表面，所述一个或多个透镜表面形成在所述凹槽顶板上并且具有与所述一个或多个光纤支撑特征结构和TIR表面对准的相应的折叠透镜轴，其中所述一个或多个透镜表面限定与端壁的相应的一个或多个后聚焦距离F2，其中F2大于零。

本公开的另一方面包括上述光纤接口模块，进一步包括与所述模块本体一体成形的所述一个或多个透镜表面。

本公开的另一方面包括上述光纤接口模块，其中所述凹槽顶板限定所述一个或多个透镜表面的间隔距离，并且其中所述间隔距离与前聚焦距离F1基本相同。

本公开的另一方面包括上述光纤接口模块，其中所述模块本体具有小于10mm诸如在2mm≤LZ≤10mm之间的长度LZ、宽度LX(其中2mm≤LX≤10mm)以及高度LY(其中1mm≤LY≤4mm)。

本公开的另一方面包括上述光纤接口模块，其中所述红外波长是在800nm至1,100nm的范围内。

本公开的另一方面包括上述光纤接口模块，进一步包括配置来与所述模块本体的所述顶表面配合并覆盖所述顶表面的盖子。

本公开的另一方面包括上述光纤接口模块，其中所述模块本体是整体式的。

本公开的另一方面包括一种包括上述光纤接口模块的光纤接口组件，其中所述一个或多个光纤分别可操作地支撑在所述一个或多个光纤支撑特征结构中，其中所述一个或多个光纤具有与所述突脊的端壁接口连接的相应末端。所述组件还包括一个或多个有源光器件，所述一个或多个有源光器件可操作地布置在与所述一个或多个透镜表面相距相应的前聚焦距离处，从而使得所述一个或多个有源光器件在对应的一个或多个折叠光学路径上与所述一个或多个光纤进行光学通信。

本公开的另一方面是上述光纤接口组件，其中所述一个或多个有源光器件包括以下各项的至少一种：i)至少一个光源和ii)至少一个光电检测器；并且其中所述一个或多个折叠光学路径包括以下各项的至少一种：i)至少一个折叠光源光学路径和ii)至少一个折叠检测器光学路径。

本公开的另一方面是上述光纤接口组件，所述光纤接口组件包括支撑所述模块的印刷电路板(PCB)，以及由所述PCB可操作地支撑并且可操作地连接至所述至少一个有源光器件的至少一个集成电路(IC)芯片。所述PCB或所述IC芯片可操作地支撑与所述至少一个透镜表面相距聚焦距离F2处的所述至少一个有源光器件。