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光耦合元件和组件的制作方法

2022-06-05 00:58:43 来源:中国专利 TAG:

光耦合元件和组件
1.本技术为专利申请案(国际申请日2019年6月25日,申请号201980042069.1,发明名称为“光耦合元件和组件”)的分案申请。


背景技术:

2.光学连接器可用于多种应用中的光学通信,该多种应用包括:电信网络、局域网、数据中心链接以及计算机装置中的内部链接。


技术实现要素:

3.在本说明书的一些方面,提供了一种光耦合元件,所述光耦合元件包括用于接收一根或多根光纤的一个或多个沟槽。至少一个沟槽包括有利于光纤在所述沟槽中的定位的一个或多个特征部。在本说明书的一些方面,提供了一种光学耦合组件,所述光学耦合组件包括所述光耦合元件以及接收和支撑在所述沟槽中的光学波导。
4.在本说明书的一些方面,提供了一种光耦合元件,所述光耦合元件包括沟槽和光重定向构件,所述沟槽用于接收和对准光学波导并且包括开口前端和后端。所述光重定向构件包括:输入侧,所述输入侧用于从接收并且支撑在所述沟槽中的光学波导接收光;以及光重定向侧,所述光重定向侧用于改变从所述输入侧接收的光的方向。所述沟槽包括底部表面,所述底部表面在所述沟槽的所述前端和所述后端之间延伸并且包括相对于未凸起底部表面部分向上凸起的凸起底部表面部分,其中所述底部表面的所述未凸起底部表面部分设置在所述底部表面的所述凸起底部表面部分和所述光重定向构件的所述输入侧之间。
5.在本说明书的一些方面,提供了一种光学耦合组件,所述光学耦合组件包括光耦合元件和光学波导。所述光耦合元件包括:沟槽,所述沟槽用于接收并且对准光学波导并且包括开口前端、后端以及在所述沟槽的所述前端和所述后端之间延伸的底部表面;以及光重定向构件。所述光重定向构件包括:输入侧,所述输入侧用于从接收并且支撑在所述沟槽中的光学波导接收光;以及光重定向侧,所述光重定向侧用于改变从所述输入侧接收的光的方向。所述光学波导被接收在所述沟槽中并且由所述沟槽支撑,并且具有位于所述光重定向构件的所述输入侧处或其附近的端面。所述光学波导包括相邻的第一区段和第二区段,其中所述第二区段设置在所述第一区段和所述光重定向构件的所述输入侧之间并且包括所述光学波导的所述端面,使得所述光学波导的沿着所述光学波导的所述第一区段的最底部部分搁置在所述沟槽的所述底部表面上并且与所述底部表面进行物理接触,并且所述光学波导的沿着所述光学波导的所述第二区段的最底部部分与所述底部表面间隔开,从而限定所述最底部部分和所述底部表面之间的间隙。
6.在本说明书的一些方面,提供了一种光耦合元件,所述光耦合元件包括用于接收并且永久性地附接到光纤的附接区,以及从所述附接区延伸的光重定向构件。所述光重定向构件包括:输入侧,所述输入侧用于从设置在所述附接区处的光纤接收光;光重定向侧,所述光重定向侧用于从所述输入侧接收光并且改变从所述输入侧接收的所述光的方向;以及沟槽,所述沟槽形成于所述附接区中以用于接收光纤并且在第一方向上从入口端延伸到
靠近所述光重定向构件的所述输入侧的相对末端。所述沟槽包括底部表面和相对的侧壁,所述相对的侧壁从所述底部表面的相对横向侧向上延伸并且限定所述沟槽的宽度和开口顶部;止动区域,所述止动区域靠近所述光重定向构件的所述输入侧;居中区域,所述居中区域与所述止动区域相邻并且与所述光重定向构件的所述输入侧相对;以及支撑区域,所述支撑区域位于所述入口端和所述居中区域之间。所述沟槽在所述居中区域的至少一部分中以及在所述止动区域的至少一部分中的宽度小于所述沟槽在所述支撑区域的至少一部分中的宽度。所述沟槽在所述居中区域中的宽度在所述第一方向上以第一速率减小,并且所述沟槽在所述止动区域的至少一部分中的宽度在所述第一方向上以大于所述第一速率的第二速率减小。
7.在本说明书的一些方面,提供了一种光耦合元件,所述光耦合元件包括多个基本上平行的沟槽和光重定向构件,所述多个基本上平行的沟槽沿着第一方向延伸并且沿着正交的第二方向布置以用于接收和对准多个光学波导。所述光重定向构件包括用于从接收并且支撑在所述多个沟槽中的沟槽中的光学波导接收光的输入侧和用于改变从所述输入侧接收的光的方向的光重定向侧。对于所述多个沟槽中的至少一个沟槽,所述沟槽包括底部表面和相对的侧壁,所述相对的侧壁从所述底部表面的相对横向侧向上延伸并且限定所述沟槽的宽度和开口顶部和与靠近所述光重定向构件的所述输入侧的末端相对的入口端;以及第一收窄区域和第二收窄区域,所述第一收窄区域和所述第二收窄区域沿着所述第一方向彼此间隔开并且限所述第一收窄区域和所述第二收窄区域之间的第三区域,使得所述沟槽在所述第一收窄区域和所述第二收窄区域中的每一者中的最小宽度小于所述沟槽在所述第三区域中的最小宽度。
8.在本说明书的一些方面,提供了一种光耦合元件,所述光耦合元件包括多个基本上平行的沟槽和光重定向构件,所述多个基本上平行的沟槽沿着第一方向延伸并且沿着正交的第二方向布置以用于接收和对准多个光学波导。每个沟槽包括开口前端、后端、沿着所述第二方向的宽度以及沿着正交于所述第一方向和所述第二方向的第三方向的深度。所述光重定向构件包括用于从接收并且支撑在所述多个沟槽中的沟槽中的光学波导接收光的输入侧和用于改变从所述输入侧接收的光的方向的光重定向侧。对于所述多个沟槽中的至少一个沟槽,所述沟槽包括第一收窄区域,所述第一收窄区域设置在所述沟槽的所述前端和所述后端之间并且与所述前端和所述后端间隔开;止动区域,所述止动区域设置在所述沟槽的所述第一收窄区域和所述后端之间并且与所述第一收窄区域和所述后端间隔开;以及支撑区域,所述支撑区域设置在所述沟槽的所述前端和所述第一收窄区域之间。所述沟槽的宽度沿着所述第一方向的变化率与在所述第一收窄区域中相比在所述止动区域中更大,并且所述沟槽在所述第一收窄区域中的最小宽度小于所述沟槽在所述支撑区域中的最小宽度。
9.在本说明书的一些方面,提供了一种将光纤安装到光耦合元件的方法,所述光耦合元件包括光重定向构件和沟槽,所述沟槽沿着第一方向从所述沟槽的入口端延伸到所述沟槽的靠近所述光重定向构件的输入侧的相对末端。所述沟槽具有沿着与所述第一方向正交的第二方向的宽度和沿着与所述第一方向和所述第二方向正交的第三方向的深度。所述沟槽包括底部表面,所述底部表面在所述沟槽的所述入口端和所述末端之间延伸并且包括相对于着陆部分向上凸起的凸起底部表面部分,其中所述底部表面的所述着陆部分设置在
所述底部表面的所述凸起底部表面部分和所述光重定向构件的所述输入侧之间。所述沟槽的着陆区域包括所述底部表面的所述着陆部分并且设置在所述沟槽的所述凸起底部表面部分和所述末端之间。所述方法包括将所述光纤插入所述沟槽中,使得所述沟槽的所述着陆区域的一部分被刮削。
附图说明
10.图1是包括光耦合元件和光学波导的光学耦合组件的顶部透视图;
11.图2至图3是光学耦合组件的部分的顶部透视图;
12.图4是光学耦合组件的一部分的顶视图;
13.图5是光学耦合组件的一部分的透视剖面图;
14.图6是光学耦合组件的一部分的顶部透视图;
15.图7是光学耦合组件的一部分的透视端部剖面图;
16.图8是光耦合元件的一部分的顶视图;
17.图9是沟槽的一部分的顶视图;
18.图10是光学耦合组件的一部分的顶部透视图;
19.图11至图12是光学耦合组件的部分的剖视图;
20.图13a至图13c是光学耦合组件在基本上平行的平面中的部分的剖视图;
21.图14是光耦合元件的一部分的剖视图;
22.图15是光学耦合组件的一部分的剖视图;
23.图16至图18是光学耦合组件的部分的透视剖面图;
24.图19是光耦合元件的具有刮削部分的一部分的示意性透视图;
25.图20是光耦合元件的具有刮削部分的一部分的示意性顶视图;
26.图21至图26是光耦合元件的部分的示意性顶视图;
27.图27是光学耦合组件的一部分的示意性剖视图;
28.图28a是沟槽的示意性剖视图;
29.图28b是沟槽的示意性剖视图,其中光纤坐置在沟槽中;
30.图29是插入到光耦合元件的沟槽中的光纤的端部的透视图;
31.图30是其中光纤下降到光耦合元件的沟槽中的光耦合元件的透视图;
32.图31是图30的光耦合元件的一部分的透视图;
33.图32是在光纤已经移动到适当位置之后的图30的光耦合元件的一部分的透视图;
34.图33是定位在对准梳状件中的多根光纤的透视图;
35.图34a是接收在光耦合元件的多个沟槽中的多根光纤的图像的顶视图,其中光纤的后部部分与对应沟槽的凸起底部表面部分分离;
36.图34b是示出图34a的光纤相对于凸起底部表面部分的位置的示意性剖视图;
37.图35a是接收在光耦合元件的多个沟槽中的多根光纤的图像的顶视图,其中光纤的前部部分与对应沟槽的凸起底部表面部分分离;
38.图35b是示出图35a的光纤相对于凸起底部表面部分的位置的示意性剖视图;
39.图36a是接收在光耦合元件的多个沟槽中的多根光纤的图像的顶视图,其中光纤与对应沟槽的凸起底部表面部分对准;并且
40.图36b是示出图36a的光纤相对于凸起底部表面部分的位置的示意性剖视图。
具体实施方式
41.在以下说明中参考附图,该附图形成本发明的一部分并且其中以举例说明的方式示出各种实施方案。附图未必按比例绘制。应当理解,在不脱离本说明书的范围或实质的情况下,可设想并进行其他实施方案。因此,以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
42.在本文所描述的光耦合元件的一些实施方案中,提供了用于接收一根或多根光纤(光学波导)的一个或多个沟槽,其中至少一个沟槽包括有利于光纤在沟槽中的定位的一个或多个特征部。例如,沟槽可包括相邻的居中区域和止动区域,其中居中区域包括有助于基本上沿着沟槽的中心线定位光纤的居中倒角,并且其中止动区域具有相对快速变窄的宽度,该宽度在光纤被向前推入沟槽中时使光纤停止。作为另一个示例,沟槽可包括至少一个收窄区域。收窄区域可具有比沟槽的支撑区域更小的拔模斜度,这可在收窄区域中仅产生小的间隙(例如,在光纤的每一例上不超过1微米或不超过0.5微米)。已经发现,使用两个收窄区域(例如,每个区域靠近沟槽的每个端部)允许改善对光纤相对于光纤所期望方向的横向角度的控制。作为又另一个示例,沟槽可包括具有凸起部分和未凸起部分的底部表面。凸起部分可(例如)相对于未凸起部分凸起1微米至20微米,并且可为激光切割的光纤端面的迅速延烧提供间隙和/或为通过将光纤插入和降低到沟槽内而引起的任何刮削提供间隙。本文所描述的沟槽可包括居中区域、止动区域、收窄部分以及凸起底部表面部分和未凸起底部表面部分的任何组合。
43.在一些实施方案中,沟槽在顶部处可形成得更宽,从而提供有利于将光学波导捕集到沟槽中的基本上y形横截面(例如,y形沟槽)。利用y形沟槽的光耦合单元在pct公开wo 2017/066022(haase等人)和2017/066018(haase等人)中有所描述。在一些实施方案中,沟槽具有基本上竖直的(例如,拔模角不超过10度、或不超过8度、或不超过6度的)下部部分和具有较大倾斜的上部部分。沟槽的侧壁将沟槽的宽度限定为沟槽的下部部分中跨沟槽的横向距离。较宽的上部部分可有利于将光纤捕集到沟槽中。沟槽的下部部分可被制成略宽于光纤的直径,以提供用于光纤的初始捕集的间隙,并且允许光纤轴向滑动到沟槽的居中区域和/或止动区域中。另选地,可使沟槽的下部部分略窄于光纤的直径以提供过盈配合。在一些实施方案中,使用y形沟槽之外的沟槽(例如,v形沟槽或u形沟槽)。
44.在本文所描述的一些实施方案中,提供了将光纤安装到光耦合元件的方法。在一些实施方案中,该方法包括调整光纤的位置以使光纤定位在沟槽中时观察到的干涉条纹减少或最小化。已经发现,使干涉条纹最小化可改善光纤与沟槽的底部的对准。在一些实施方案中,光学耦合组件通过将光纤安装到光耦合元件来形成。在一些实施方案中,光纤与沟槽对准,使得沿着光纤传播的中心射线在光学波导的靠近光学波导的端面的至少一部分中与沟槽的底部成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度。
45.图1至图18提供了光耦合元件1000或光耦合元件1000的部分的各种视图。图1是光耦合元件1000的顶部透视图,该光耦合元件包括附接区10和光重定向构件30,该附接区用于接收并且在一些实施方案中永久性地附接到光学波导20。光重定向构件30从附接区10延伸,并且包括用于从设置在附接区10处的光学波导(光纤)20接收光的输入侧31(参见例如图4)和用于改变从输入侧31接收的光的方向的光重定向侧32。在一些实施方案中,光耦合
元件1000包括沿着第一方向(x方向)延伸并且沿着正交的第二方向(y方向)布置以用于接收和对准多个光学波导20的多个基本上平行的沟槽40。图1中还示出了包括光耦合元件1000和光学波导20的光学耦合组件1500。在一些实施方案中,光学耦合组件1500包括多个光学波导,其中多个光学波导中的每个光学波导被接收在多个沟槽40中的对应沟槽中并且由该对应沟槽支撑。例如,基本上平行的沟槽可在5度以内平行。
46.在一些实施方案中,光耦合元件1000和光学耦合组件1500适于与对应光耦合元件和光学耦合组件配合。例如,光学耦合组件1500可用于将带状电缆连接在一起。例如,相关的光学连接器在美国专利9,482,827(haase等人)中有所描述。光耦合元件1000可包括各种特征部,诸如配合舌状物12,以有利于光耦合元件1000与另一个光耦合元件1000的配合。
47.在一些实施方案中,光耦合元件1000是一体式构造。一体式构造是可通过例如模塑(例如,使热塑性塑料注塑成型)或机加工制成的单件式构造。
48.图2是光耦合元件1000的一部分的顶部透视图,其示出了具有前端或入口端42和相对的后端或末端43的沟槽40。沟槽40包括设置在沟槽40的入口端42和末端43之间并且与该入口端和该末端间隔开的第一收窄区域44,以及设置在沟槽的入口端42和第一收窄区域44之间的支撑区域49。沟槽40还包括位于沟槽40的前端42处或其附近的第二收窄区域80。在一些实施方案中,光学波导20包括围绕玻璃纤维的聚合物缓冲器220,该玻璃纤维具有围绕单模玻璃芯(未示出)的玻璃包覆层120。从光学波导20的设置在沟槽40中的部分移除缓冲器220。
49.图3是光耦合元件1000的一部分的顶部透视图,其示出了用于接收和对准光学波导20,并且包括开口前端42(参见图2)和后端31的沟槽40。在一些实施方案中,沟槽40的后端31是光重定向构件30的输入侧31,该输入侧用于从接收和支撑在沟槽40中的光学波导20接收光。光重定向构件30还包括用于改变从输入侧31接收的光的方向的光重定向侧32。沟槽40包括在沟槽40的前端42和后端31之间延伸的底部表面50,并且包括相对于未凸起底部表面部分51向上凸起的凸起底部表面部分52。底部表面50的未凸起底部表面部分51设置在底部表面50的凸起底部表面部分52和光重定向构件30的输入侧31之间。沟槽40还包括从底部表面50的相对横向侧向上延伸的相对的第一侧壁60和第二侧壁70。
50.在一些实施方案中,光重定向构件30包括一个或多个光重定向元件38。在一些实施方案中,光重定向构件30的光重定向侧32包括光重定向元件38的阵列,每个沟槽对应一个光重定向元件。光重定向元件38可以是棱镜、透镜和反射表面中的一者或多者。例如,在一些实施方案中,光重定向构件30包括一个或多个透镜38。
51.图4是光耦合元件1000的一部分的顶视图。在例示的实施方案中,底部表面50的凸起部分52具有周边53。在一些实施方案中,未凸起底部表面部分51包围凸起底部表面部分52的周边53的至少70%、或至少90%、或者全部或基本上全部。在一些实施方案中,凸起底部表面部分52的上表面是基本上平面的。在一些实施方案中,未凸起底部表面部分51是基本上平面且连续的,并且包括设置在沟槽40的凸起底部表面部分52和后端31之间的第一未凸起部分57以及设置在凸起底部表面部分52的至少一个横向侧上的第二未凸起部分58。凸起底部表面部分52具有与未凸起底部表面部分51的第一部分57相邻的端部79,该端部设置在底部表面50的凸起底部表面部分52和光重定向构件30的输入侧31之间。在例示的实施方案中,第二未凸起部分58设置在凸起底部表面部分52的每个横向侧上。在其他实施方案中,
省略了第二未凸起部分58。具有另选的底部表面几何形状的实施方案在本文其他地方进一步描述。
52.图5是光耦合元件1000的一部分的透视剖面图。沟槽40包括具有凸起底部表面部分52和未凸起底部表面部分51的底部表面,并且沟槽40具有开口顶部41。图6是光耦合元件1000的一部分的顶部透视图。凸起部分52具有总长度l1

和在沟槽40内且沿着该沟槽的长度l1,并且未凸起部分51具有沿着沟槽40的长度l2。在一些实施方案中,第一长度l1大于第二长度l2。在一些实施方案中,底部表面50的未凸起部分51包括在其表面上沿着未凸起部分51的第二长度l2的至少一部分的刮削部分(参见例如图20所描绘的刮削部分256)。例如,当光纤20插入沟槽40中时,可刮削底部表面50的未凸起部分51的一部分。除底部表面的一部分被刮削之外或代替底部表面的一部分被刮削,一个或两个侧壁还可包括至少一个刮削部分(参见例如图19所描绘的刮削部分183)。在一些实施方案中,沟槽40包括至少一个刮削部分,该至少一个刮削部分在光学波导20在被接收在沟槽40中并且由该沟槽支撑时刮削底部表面或者第一侧壁或第二侧壁中的至少一者时形成。
53.在一些实施方案中,凸起底部表面部分52与输入侧31间隔开至少40微米、或至少60微米、或至少80微米。例如,在一些实施方案中,未凸起底部表面部分51从凸起底部表面部分52延伸到光重定向构件30的输入侧31,并且长度l2为至少40微米、或至少60微米、或至少80微米。
54.图7是光耦合元件1000的一部分的透视端部剖面图。在一些实施方案中,每个沟槽40沿着第一方向(x方向)延伸,并且具有沿着第二方向(y方向)的宽度w和沿着与第一方向和第二方向正交的第三方向(z方向)的深度h。在一些实施方案中,沟槽40形成在附接区10中以用于接收光学波导20,并且包括底部表面50和相对的侧壁60、70,这些相对的侧壁从底部表面50的相反横向侧54和55向上延伸并且限定开口顶部41和与靠近光重定向构件30的输入侧31(参见例如图3)的末端43(参见例如图2)相对的入口端42。
55.图8是光耦合元件1000的一部分的顶视图,并且图9是沟槽40的一部分的顶视图。在一些实施方案中,光耦合元件1000包括多个基本上平行的沟槽,并且对于多个沟槽中的至少一个沟槽(例如,沟槽40),沟槽40包括设置在沟槽40的开口前端42(参见例如图2)和后端31之间并且与所述前端和所述后端间隔开的第一收窄区域44;设置在沟槽40的第一收窄区域44和后端31之间并且与该第一收窄区域和该后端间隔开的止动区域46;以及设置在沟槽40的前端42和第一收窄区域44之间的支撑区域49。在一些实施方案中,对于至少一个沟槽40,沟槽40还包括设置在沟槽40的第一收窄区域44和止动区域46之间的着陆区域45。在一些实施方案中,着陆区域45包括设置在第一收窄区域44和止动区域46之间的相邻的第一部分81和第二部分82,其中第一部分81从第一收窄区域44延伸到第二部分82,并且第二部分82从第一部分81延伸到止动区域46,使得沟槽40沿着第一方向的宽度的变化率与在第一部分81中相比在第二部分82中更大。第二部分82可用作居中区域,以在光纤定位在沟槽40中时使光纤居中。
56.在一些实施方案中,沟槽40在第一部分81、第二部分82和止动区域46中的宽度的变化率分别为d1至d3,并且d1<d2<d3。在一些实施方案中,着陆区域45的第一部分81或第二部分82中的至少一者包括沿着第一方向延伸的刮削部分(参见例如图20所描绘的刮削部分256)。
57.沟槽沿着第一方向的宽度的变化率是指正量。例如,如果沟槽的宽度通过沿着第一方向的坐标x的函数来描述,则沿着第一方向的宽度的变化率可表示为宽度相对于x的导数的绝对值。在一些情况下,可能期望指定沟槽的宽度在指定方向上是增大还是减小。例如,第一方向可指定成使得沟槽沿着第一方向从入口端42延伸到靠近光重定向构件30的输入侧31的相对的末端43。在这种情况下,第一方向是正x方向。在一些实施方案中,沟槽40在居中区域82中的宽度在第一方向上以第一速率减小,并且沟槽在止动区域46的至少一部分中的宽度在第一方向上以大于第一速率的第二速率减小。第一速率和第二速率是正量。
58.描述光耦合元件相对于各种平面的几何形状可能是有用的。例如,在一些实施方案中,在沟槽40在第一平面p1(参见例如图9)中的第一横截面中,沟槽沿着第一方向的宽度的变化率与在第一收窄区域44中相比在止动区域46中更大。如本文其他地方进一步描述,其他可用平面包括:第二平面p2,该第二平面基本上垂直于第一方向并且沿着支撑区域49中的横截面(例如,图13c中所描绘的横截面是沿着第二平面p2的);第三平面p3,该第三平面基本上垂直于第一方向并且沿着第一收窄区域44中的横截面(例如,图13b中所描绘的横截面是沿着第三平面p3的);平面p4,该平面基本上平行于第一方向和第二方向(例如,图11中所描绘的横截面是沿着平面p4的);以及平面p5,该平面基本上垂直于光重定向构件重定向的光的方向(例如,z方向)(在10度以内)(例如,图12中所描绘的横截面是沿着平面p5的)。
59.第一平面p1、平面p4和平面p5可基本上彼此平行或可重合。第一平面p1、平面p4和平面p5可独立地取为处于使得平面平分设置在沟槽的凸起底部表面部分上的光纤的一部分或平分与沟槽的底部表面和侧壁相切的圆的水平,或者例如,平面的水平可取为h/2,或者平面可取为与底部表面的凸起底部表面部分的上表面齐平。图28a至图28b是在基本上垂直于第一方向的沟槽的支撑区域中的横截面中的沟槽2840的示意性剖视图,其示出了各种平面。沟槽2840包括相对的侧壁2860和2870以及包括凸起底部表面部分2852的底部表面2850。侧壁2860和280具有与底部表面2850所成的拔模角图28a中示出了与底部表面2852以及与侧壁2860和2870中的每一者相切的圆2880。圆2880可对应于或可不对应于设置在沟槽2840中的光纤。例如,设置在沟槽2840中的光纤可具有小于圆2880的直径,使得光纤接触侧壁2860和2870中的至多一者。图28b示出了具有直径小于圆2880的光纤2820。在其他实施方案中,光纤的直径可大于圆2880的直径,使得光纤在由沟槽2840接收时变形。在其他实施方案中,光纤的直径可基本上等于圆2880的直径。平面p6-p10在图28a中示出,并且平面p11在图28b中示出。平面p6-p11中的每一者基本上平行于由第一方向和第二方向限定的平面(x-y平面)和/或基本上垂直于第三方向(z方向)。侧壁2860和2870包括较陡的下部部分和较平缓的上部部分。平面p6穿过上部部分和下部部分之间的侧壁区域。平面p7平分圆2880。沟槽2840具有高度h,并且平面p8处于距底部表面2850的未凸起底部表面部分的高度h/2处。平面p9穿过侧壁上与圆2880相切的点。平面p10与凸起底部表面部分2852齐平。平面p11穿过侧壁2860和2870最接近光纤2820的区域。在一些实施方案中,所例示的平面中的一个或多个平面可与另一个例示的平面重合。例如,如果光纤2820的直径等于圆2880的直径,则平面p9和p11可重合。第一平面p1、平面p4和平面p5可独立地取为例如平面p6至p11中的任一者。
60.在一些实施方案中,沟槽2840包括底部表面2850以及相对的侧壁2860和2870,这
些相对的侧壁从底部表面2850的相对横向侧向上延伸并且限定沟槽的宽度和开口顶部2841。沟槽2840的宽度可取为在例如平面p6至p11中任一者中在第二方向(y方向)上的横向开度。当比较沟槽在垂直于第一方向的不同横截面中的宽度时,宽度可被理解为是指同一平面中的宽度。例如,如果沟槽在平面p6至p11中的任一者中例如在居中区域中的横向开度在第一方向上以第一速率减小,并且沟槽在平面p6至p11中的同一个平面中例如在止动区域的至少一部分中的横向开度在第一方向上以大于第一速率的第二速率减小,则沟槽在居中区域中的宽度可被描述为在第一方向上以第一速率减小,并且沟槽在止动区域的至少一部分中的宽度可被描述为在第一方向上以大于第一速率的第二速率减小。
61.图10是光耦合元件1000的一部分的顶部透视图,并且图11是在平面p4中的光耦合元件1000的一部分的剖视图,在例示的实施方案中,该平面平分光纤20的设置在沟槽40的凸起底部表面部分上的部分。在一些实施方案中,光耦合元件1000包括沿着第一方向(x方向)延伸并且沿着正交的第二方向(y方向)布置以用于接收和支撑多个光学波导20的多个基本上平行的沟槽40,其中对于多个沟槽中的至少一个沟槽,沟槽包括紧邻顺序布置的第一区域82和第二区域46,该第一区域和第二区域设置在沟槽的前端42和后端31之间并且与该前端和该后端间隔开,第二区域46设置在沟槽的第一区域82和后端31之间,使得在沟槽在基本上平行于第一方向和第二方向的平面p4中的横截面中,作为距沟槽的后端的距离t的函数的沟槽的横向开度d(例如,宽度)在第二方向上的变化率与在第一区域82中相比在第二区域46中更大。
62.图12是光耦合元件1000在平面p5中的一部分的剖视图。在一些实施方案中,光重定向构件将从输入侧接收的光沿着第一方向重定向到不同的第二方向(例如,z方向),并且平面p5基本上垂直于第二方向。在一些实施方案中,在沟槽40在平面p5中的横截面中,相对的侧壁中的至少一个侧壁包括在公共点64处彼此相交的第一线段61和第二线段62,其中在公共点64处与相应的第一线段61和第二线段62相切的第一切线65和第二切线66两者间成角度θ1。在一些实施方案中,角度θ1在95度至160度的范围内。在一些实施方案中,在沟槽40在平面p5中的横截面中,相对的侧壁中的至少一个侧壁包括在公共点69处彼此相交的第一线段161和第二线段163,其中在公共点69处与相应的第一线段161和第二线段163相切的第一切线76和第二切线71两者间成角度θ2。在一些实施方案中,角度θ2在120度至175度的范围内。在一些实施方案中,角度θ2在95度至θ2减去5度的范围内。在一些实施方案中,θ2-θ1在5度至90度的范围内或在10度至80度的范围内。
63.在一些实施方案中,第一线段61和第二线段62中的至少一者是弯曲的。在一些实施方案中,第一线段61是基本上直的,并且第二线段62是弯曲的。
64.在一些实施方案中,沟槽40在止动区域46中的宽度沿着第一方向(x方向)亚线性地减小。在此上下文中,亚线性可被理解为意指沟槽40在止动区域46中的宽度与在侧壁60的第二线段62的切线66和与侧壁70的对应第二线段762相切的对应切线766之间的距离s相比沿着第一方向减小得更慢。
65.图13a至图13c分别示出了光耦合元件1000在基本上垂直于第一方向的平面中的一部分在止动区域46、第一收窄区域44和支撑区域49中的横截面中的横截面。在一些实施方案中,在第一收窄区域44和支撑区域49在基本上垂直于第一方向的相应第二平面p2(图13c)和第三平面p3(图13b)中的横截面中,沟槽的宽度沿着第三方向的变化率与在第一收
窄区域44中相比在支撑区域49中更大。另选地或除此之外,沟槽的宽度沿着第三方向的变化率可根据拔模角来表征。在一些实施方案中,每个侧壁在底部表面的对应横向侧处具有与在第一收窄区域44中相比在支撑区域49中更大的拔模角。例如,图13b中所描绘的角度α3减去90度是第三平面p3中侧壁60在底部表面的横向侧54处的拔模角,并且图13c中所描绘的角度α2减去90度是第二平面p2中侧壁60在底部表面的横向侧54处的拔模角。在图13a的横截面中(在止动区域46中),侧壁60在底部表面50的横向侧54处的拔模角是90度减去例示的角度β1。
66.在一些实施方案中,沟槽包括沿着第一方向彼此间隔开并且限定其间的第三区域49的第一收窄区域44和第二收窄区域80,该第一收窄区域和第二收窄区域可适于支撑光学波导,使得每个侧壁在底部表面的对应横向侧处具有与在第三区域49中相比在第一收窄区域44和第二收窄区域80中的每一者中更大的拔模角。
67.图14和图15是光耦合元件1000在第一平面p1中的部分的剖视图,其示出了没有设置在沟槽中的光学波导20和具有设置在沟槽中的光学波导的沟槽。在例示的实施方案中,第一平面p1在设置在第一收窄区域44中的光纤的至少一部分中将光学波导20平分。在一些实施方案中,沟槽40在第一收窄区域44中的最小宽度w1小于沟槽在支撑区域49中的最小宽度w3。在一些实施方案中,沟槽40在第二收窄区域80中的最小宽度w4小于沟槽在支撑区域49中的最小宽度w3。在一些实施方案中,当具有平均直径d的光学波导或光纤20被接收并且支撑在沟槽中时,沟槽在止动区域的至少一部分中的宽度小于d。在一些实施方案中,当具有平均直径d的光学波导或光纤20被接收并且支撑在沟槽40中时,在沟槽40的第一横截面p1中,沟槽在第一收窄区域44中的最小宽度w1在d的约10%内(例如,在d至1.1d的范围内),并且沟槽在止动区域46中的最小宽度w2小于约0.8d。在一些实施方案中,沟槽的宽度沿着第一方向的变化率与在第一收窄区域44中相比在止动区域46中更大。在一些实施方案中,沟槽在支撑区域49中的最小宽度w3在d的约10%内(例如,在d至1.1d的范围内)。
68.沟槽在第一收窄区域44中的最小宽度w1可大于d(例如,1.01d至1.1d)以允许光纤和侧壁之间的一些空隙。在一些实施方案中,接收和支撑在沟槽40中的光纤可具有小于沟槽在第一收窄区域44中但不小于在止动区域46的至少一部分中的最小宽度的平均直径。在其他实施方案中,接收和支撑在沟槽40中的光纤可具有大约等于沟槽在第一收窄区域44中的最小宽度的平均直径。在一些实施方案中,当光纤20被接收并且支撑在沟槽40中时,光纤20接触第一收窄区域44中的侧壁中的至多一个侧壁。在一些实施方案中,当光纤20被接收并且支撑在沟槽40中时,光纤20接触止动区域46中的两个侧壁。
69.图16是在基本上垂直于第二方向并且平分光学波导20的平面中剖开的光学耦合组件1500的透视剖面图。光学波导20包括相邻的第一区段21和第二区段22,其中第二区段22设置在第一区段21和光重定向构件30的输入侧31之间,并且包括光学波导20的端面26。光学波导20的端部27包括端面26。图17和图18分别是在第一区段21和第二区段22中在基本上垂直于第一方向的平面中剖开的透视剖面图。沟槽40的底部表面50包括相对于未凸起底部表面部分51向上凸起的凸起底部表面部分52,该未凸起底部表面部分设置在凸起底部表面部分52的周边53和光重定向构件的输入侧31之间。在一些实施方案中,光学波导20沿着光学波导20的第一区段21的最底部部分23搁置在沟槽40的底部表面50上并且与其进行物理接触,并且光学波导20沿着光学波导的第二区段22的最底部部分24与底部表面间隔开,
从而限定该最底部部分和该底部表面之间的间隙g。例如,沿着第一区段21的最底部部分23可搁置在凸起底部表面部分52上并且与其进行物理接触,并且沿着第二区段22的最底部部分24可与未凸起底部表面部分51间隔开间隙g。间隙g可以是基本上均匀的(例如,间隙的高度变化小于10%),或者光学波导的第一区段21可具有第一直径,并且如本文其他地方所进一步描述,端面可具有大于第一直径的第二直径,使得与在周边53附近相比间隙g在端面26附近更小。
70.在一些实施方案中,粘合剂用于将光纤20永久性地附接到附接区10。粘合剂可以是例如折射率匹配的光学粘合剂。在一些实施方案中,间隙g至少部分地填充有粘合剂88。
71.图19是光耦合元件2000的一部分的示意性透视图,其示出了沟槽140的侧壁160,该沟槽具有末端131、居中区域182和止动区域146。示意性地示出了刮削部分183。光耦合元件2000可对应于光耦合元件1000,其中插入光纤(图19中未示出)在居中区域182和止动区域146中产生了刮削,这两个区域可分别对应于居中区域82和止动区域46。在其他实施方案中,仅居中区域182或止动件区域146中的一者中的侧壁中的至少一个侧壁的一部分被刮削。在一些实施方案中,居中区域182中的侧壁中的至少一个侧壁包括刮削部分。在一些实施方案中,居中区域182中的侧壁中的每个侧壁包括刮削部分。
72.图20是光耦合元件3000的一部分的示意性顶视图,其示出了具有底部表面的沟槽240,该底部表面包括凸起底部表面部分252和未凸起底部表面部分251。在例示的实施方案中,未凸起底部表面部分251包括设置在沟槽240的凸起底部表面部分252和后端231之间的第一未凸起部分257和设置在凸起底部表面部分252的每个横向侧上的第二未凸起部分258。示出了沿着第一方向(x方向)延伸的刮削部分256。光耦合元件3000可对应于光耦合元件1000,其中插入光纤(图20中未示出)产生了刮削部分256。沟槽240包括设置在沟槽249的前端和后端231之间并且与该前端和该后端间隔开的第一收窄区域244,以及设置在沟槽的第一收窄区域244和后端231之间并且与该第一收窄区域和该后端间隔开的止动区域246。在一些实施方案中,沟槽240还包括设置在沟槽240的第一收窄区域244和止动区域246之间的着陆区域245,其中着陆区域245包括设置在第一收窄区域244和止动区域246之间的相邻的第一部分281和第二部分282。第一部分281从第一收窄区域244延伸到第二部分282,并且第二部分282从第一部分281延伸到止动区域246。在一些实施方案中(例如,当光学波导被接收在沟槽240中并且由其支撑时),着陆区域245的第一部分281或第二部分282中的至少一者包括沿着第一方向延伸的刮削部分256。
73.图21至图26分别是光耦合元件4000-9000的部分的示意性顶视图,这些光耦合元件中的每个光耦合元件可对应于光耦合元件1000或本文描述的其他光耦合元件,不同的是相应底部表面的几何形状可有所不同。
74.图21示意性地示出了光耦合元件4000的第一沟槽340a和第二沟槽340b,这些沟槽中的每个沟槽具有包括凸起部分352和未凸起部分351的底部表面350。未凸起部分351包括设置在沟槽的凸起底部表面部分352和后端之间的第一未凸起部分357和设置在凸起底部部分352的每个横向侧上的第二未凸起部分358。未凸起底部表面部分351包围凸起底部表面部分的整个周边353。例如,第二未凸起部分358可被包括以提供用于粘合剂的更多空间。
75.图22示意性地示出了光耦合元件5000的第一沟槽440a和第二沟槽440b,这些沟槽中的每个沟槽具有包括凸起部分452和未凸起部分451的底部表面450。未凸起部分451包括
设置在沟槽的凸起底部表面部分452和后端之间的第一未凸起部分457和设置在凸起底部部分452的每个横向侧上的第二未凸起部分458。未凸起底部表面部分451包围凸起底部表面部分452的整个周边453。凸起底部表面部分452包括间隔开的第一凸起部分459和第二凸起部分463,该间隔开的第一凸起部分和第二凸起部分相对于底部表面450的设置在间隔开的第一部分459和第二部分463之间的部分474向上凸起。例如,第二未凸起部分458和未凸起部分474可被包括以提供用于粘合剂的更多空间。
76.图23示意性地示出了光耦合元件6000的第一沟槽540a和第二沟槽540b,这些沟槽中的每个沟槽具有包括凸起部分552和未凸起部分551的底部表面550。未凸起部分551包括设置在沟槽的凸起底部表面部分552和后端之间的第一未凸起部分557和设置在凸起底部部分552的每个横向侧上的第二未凸起部分558。未凸起底部表面部分551包围凸起底部表面部分552的周边553的大部分(例如,至少70%),但不是全部。
77.图24示意性地示出了光耦合元件7000的第一沟槽640a和第二沟槽640b,这些沟槽中的每个沟槽具有包括凸起部分652和未凸起部分651的底部表面650。未凸起部分651设置在沟槽的凸起底部表面部分652和后端631之间。在例示的实施方案中,未凸起部分651没有任何部分设置在凸起底部部分652的任何横向侧上。
78.在一些实施方案中,至少一个沟槽包括相邻的第一沟槽和第二沟槽(例如,沟槽540a和540b,或沟槽640a和640b),光耦合元件还包括在第一沟槽和第二沟槽中的每一者的入口端之间延伸的第一凸起部分(例如,第一凸起部分594或第一凸起部分694),使得连续的基本上平面的顶部表面(顶部表面597或顶部表面697)包括第一凸起部分以及第一沟槽和第二沟槽的凸起底部表面部分中的每个凸起底部表面部分的顶部表面部分。
79.图25示意性地示出了光耦合元件8000的第一沟槽740a和第二沟槽740b,这些沟槽中的每个沟槽具有包括凸起部分752和未凸起部分751的底部表面750,并且这些沟槽中的每个沟槽包括第一收窄区域742和止动区域746。凸起底部表面部分752和止动区域746之间沿着第一方向(x方向)的最短距离为d1,第一收窄区域742和止动区域之间沿着第一方向的最短距离为d2,凸起底部表面部分752和第一收窄区域742之间沿着第一方向的最短距离为d3,并且第一收窄区域742沿着第一方向的长度为lp。已经发现,如果d3太大,则对于一些应用而言,光纤在未凸起表面部分751上方的部分之间的间隙可能控制得太不精确。因此,在一些实施方案中,d3不超过沟槽在支撑区域中的最小宽度w3的2倍,或不超过w3,或不超过0.5w3。
80.图26示出了光耦合元件9000的第一沟槽840a和第二沟槽840b,这些沟槽中的每个沟槽具有包括凸起部分852和未凸起部分851的底部表面850,并且这些沟槽中的每个沟槽包括第一收窄区域842和止动区域846。凸起底部表面部分852和止动区域846之间沿着第一方向(x方向)的最短距离为d1,第一收窄区域842和止动区域之间沿着第一方向的最短距离为d2,凸起底部表面部分852和第一收窄区域842之间沿着第一方向的最短距离为d3,并且第一收窄区域842沿着第一方向的长度为lp。已经发现,如果d3太大,则第一收窄部分可能不如使光纤居中时通常所期望的有效。因此,在一些实施方案中,d3不超过沟槽在支撑区域中的最小宽度w3,或不超过0.5w3,或不超过0.2w3,或不超过0.4d2,或不超过0.2d2,或不超过0.1d2。
81.在图25中所示的实施方案中,d1>d2,并且在图26中所示的实施方案中,d1<d2。
在一些实施方案中,|d2-d1|小于沟槽在支撑区域中的最小宽度w3的2倍。在一些实施方案中,2w3>d1-d2>-0.5w3,或w3>d1-d2>-0.2w3。在一些实施方案中,2w3>d1-d2>-0.2d2,或w3>d1-d2>-0.1d2。在一些实施方案中,凸起底部表面部分(例如,752或852)和第一收窄区域(例如,742或842)之间沿着第一方向的最短距离d3小于第一收窄区域(例如,742或842)沿着第一方向的长度lp。例如,图25至图26中的任一者中所描绘的d3可小于lp。在一些实施方案中,凸起底部表面部分的端部沿着第一方向与第一收窄部分的长度重叠,因此凸起底部表面部分和第一收窄区域之间沿着第一方向的最短距离d3为零。
82.在一些实施方案中,由光耦合元件的沟槽接收和支撑的光学波导已通过激光器切割。例如,这可产生迅速延烧效应,从而导致端面具有比光学波导的平均直径大的直径。图27是光学耦合组件9500的包括光学波导920的一部分的示意性剖视图,该光学波导被接收在光耦合元件10000中的沟槽中并且由该沟槽支撑,该光耦合元件可对应于本文其他地方描述的光耦合元件中的任一者。沟槽包括具有凸起部分952和未凸起部分951的底部表面,并且包括居中区域982和止动区域946。光学波导920包括相邻的第一区段921和第二区段922,其中光学波导920的沿着第一区段921的最底部部分搁置在底部表面上并且与其进行物理接触,并且光学波导920的沿着第二区段922的最底部部分与底部表面间隔开。在一些实施方案中,光学波导920的第一区段921具有第一直径ds,并且端面926具有大于第一直径ds的第二直径df。在例示的实施方案中,端面926的较大直径df不会导致端面926接触未凸起部分951。
83.图29至图32示出了将光纤20安装到光耦合元件1000的方法。沟槽包括底部表面50,该底部表面在沟槽的入口端和末端之间延伸并且包括相对于着陆部分向上凸起的凸起底部表面部分52。沟槽的着陆区域45包括底部表面50的着陆部分并且设置在沟槽40的凸起底部表面部分52和末端43之间。底部表面50的着陆部分设置在底部表面50的凸起底部表面部分52和光重定向构件30的输入侧31之间,并且是未凸起底部表面部分51在着陆区域45中的部分或包括该部分。在一些实施方案中,沟槽40具有第一收窄区域44,并且着陆区域45设置在沟槽40的第一收窄区域44和末端43之间,其中沟槽在第一收窄区域44中的最小宽度小于沟槽在着陆区域45的相邻部分中的宽度。
84.在图29中,将光纤的端部插入沟槽中,使得端部与沟槽的底部表面的着陆部分进行接触。然后将光纤20降低到沟槽中,直到光纤搁置在底部表面的凸起部分上为止,如图30和图31所示,图30是光耦合元件1000和光纤20的透视图,图31是光耦合元件1000和光纤20的一部分的透视图。然后光纤沿着第一方向移动,直到光纤的端部接触止动区域46为止,如图32所示。
85.在一些实施方案中,该方法包括将光纤插入沟槽中,使得沟槽的着陆区域的一部分被刮削。在一些实施方案中,插入光纤端部的步骤或降低光纤的步骤中的至少一者包括刮削底部表面的着陆部分的一部分。例如,当光纤的端部插入沟槽中和/或当光纤降低到沟槽中时,沟槽在着陆区域中的底部表面的着陆部分的一部分可由光纤的端部刮削。在一些实施方案中,移动光纤的步骤包括刮削沟槽在着陆区域中的相对的第一例壁和第二侧壁中的至少一者的一部分。例如,沟槽在着陆区域45中的相对的第一侧壁60和第二侧壁70中的至少一者的一部分可由光纤的端部刮削,然后光纤沿着第一方向移动。在一些实施方案中,底部表面的着陆部分的一部分被刮削,并且一个或两个侧壁的一部分被刮削。
86.在一些实施方案中,将光纤的端部插入沟槽中包括将光纤设置成使得光纤的靠近光纤的端部的轴线与第一方向成斜角,如图29所示。
87.在一些实施方案中,将光纤降低到沟槽中在光纤的端部和着陆部分之间形成间隙(参见例如图18)。
88.在一些实施方案中,沟槽是在光耦合元件1000包括多个基本上平行的沟槽的情况下沿着第一方向延伸并且沿着第二方向布置的多个基本上平行的沟槽中的第一沟槽。在一些实施方案中,光纤是多根光纤中的第一光纤,并且该方法包括将多根光纤安装到光耦合元件1000。在一些实施方案中,该方法包括将这多根光纤定位在对准梳状件中。这在图33中示意性地示出,其为定位在对准梳状件677中的多根光纤640的透视图。
89.在一些实施方案中,该方法包括:将多根光纤中的每根光纤的端部插入多个沟槽中的对应沟槽中,使得每个端部与对应沟槽的着陆部分进行接触;通过降低对准梳状件将每根光纤降低到对应沟槽中,直到光纤搁置在对应沟槽的底部表面的凸起部分上为止;以及沿着第一方向移动每根光纤,直到光纤的端部接触对应沟槽的止动区域为止。在一些实施方案中,该方法包括:在降低步骤和移动步骤中的至少一者期间检查定位在多个沟槽中的多根光纤中的干涉条纹。在一些此类实施方案中,该方法还包括:调整对准梳状件的位置以减少任何观察到的干涉条纹。
90.图34a、图35a和图36a是接收在光耦合元件3400的多个沟槽中的多根光纤3440的图像的顶视图,其中图像是在沿z方向观看的同轴白光光源的情况下使用显微镜拍摄的。干涉条纹3447在图34a和图35a中可见。图34b、图35b和图36b是示出光纤3440相对于凸起底部表面部分3452的相应位置的示意性剖视图。在图34a和图34b中,光纤3440的后部部分与凸起底部表面部分3452分离,从而产生图34a所示的干涉条纹3447。在图35a和图35b中,光纤3440的前部部分与凸起底部表面部分3452分离,从而产生图35a所示的干涉条纹3447。在图36a和图36b中,光纤3440在凸起底部表面部分3452的大部分长度上由凸起底部表面部分3452支撑,从而产生很少观察到或基本上观察不到彩色干涉条纹的长灰色区域3448。
91.通过合适地定位光纤3440(例如,通过调整对准梳状件的位置),干涉条纹可得以减少或基本上消除,从而指示光纤与凸起底部表面3452对准。已经发现,调整光纤的位置以减少任何观察到的干涉条纹允许光纤对准,使得沿着光纤传播的中心射线在光纤的设置在沟槽的着陆部分中的至少一部分中与沟槽的底部成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度。图35b示出了靠近光纤的端面沿着光纤3440传播的中心射线3449。中心射线3449与沟槽的底部或第一方向(x方向)中的至少一者成角度δ1。在沟槽具有平坦底部表面部分(例如,凸起部分或未凸起部分)的实施方案中,与沟槽的底部的角度δ1是相对于平坦底部表面部分的角度。在沟槽为v形沟槽的实施方案中,与沟槽的底部的角度δ1是相对于v形沟槽的底部的角度。在图35b中,角度δ1可例如大于2度。图34a的对应中心射线3449可例如以与沟槽的底部成大于2度的角度δ1向下定向(δ1对于具有向上或向下分量的中心射线可被理解为正)。图36b的对应中心射线3449可与沟槽的底部或第一方向具有小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度δ1。图36b中示出了光纤3440的一部分中的中心射线3499。中心射线3499也可与沟槽的底部或第一方向成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度。
92.图35b中示意性地示出了离开光学波导3440的端面的与沟槽的底部或第一方向成角度δ2的中心射线3489。δ2对于离开的具有向上分量或向下分量的中心射线可被理解为
正。由于例如在切割端面处的折射,离开的中心光射线可与第一方向成与在光纤中传播的中心光射线不同的角度。在一些实施方案中,通过在端面和光重定向元件的输入侧之间使用折射率匹配粘合剂来使这种差异最小化。在一些实施方案中,离开光学波导的端面的中心射线与第一方向成小于1度或小于0.5度的角度。
93.在一些实施方案中,光学波导3440具有第一区段和第二区段(参见例如第一区段21和第二区段22),如本文其他地方所进一步描述。在一些实施方案中,沿着光学波导传播的中心射线(例如,图36b的中心光射线3499)在第一区段的至少一部分中与沟槽的底部成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度。在一些实施方案中,沿着光学波导传播的中心射线(例如,图36b的中心光射线3449)在第二区段的至少一部分中与第一方向成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度。在一些实施方案中,离开光学波导的端面的中心射线(例如,图36b的离开的中心光射线3489)与第一方向成小于1度或小于0.5度的角度。
94.在一些实施方案中,光学耦合组件包括光耦合元件和多个光学波导,该光耦合元件包括多个沟槽,其中多个光学波导中的每个光学波导被接收在多个沟槽中的对应沟槽中并且由该对应沟槽支撑。在一些实施方案中,每个沟槽包括沿着第一方向彼此间隔开并且限定其间的第三区域(例如,第一收窄区域44和第二收窄区域80以及第三区域49)的第一收窄区域和第二收窄区域,如本文其他地方所进一步描述。在一些实施方案中,对于多个光学波导中的每个光学波导,沿着光学波导传播的中心射线(例如,图36b的中心光射线3499)在光学波导的至少一部分中与沟槽的底部成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度,该至少一部分在与第一收窄区域相邻的第三区域的至少一部分中接触沟槽的底部表面。在一些实施方案中,对于每个光学波导和对应沟槽,沟槽的底部表面包括相对于未凸起底部表面部分向上凸起的凸起底部表面部分,其中底部表面的未凸起底部表面部分设置在底部表面的凸起底部表面部分和光重定向构件的输入侧之间,并且光学波导在凸起底部表面的至少连续部分上方接触凸起底部表面部分,该连续部分包括凸起底部表面部分的与未凸起底部表面部分相邻的端部。在一些实施方案中,沿着光学波导传播的中心射线(例如,图36b的中心光射线3499)在连续部分中与沟槽的底部成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度。在一些实施方案中,对于多个光学波导中的每个光学波导,沿着光学波导传播的中心射线(例如,图36b的中心光射线3499)在光学波导的设置在光学波导的第一收窄区域和端面之间的至少一部分中与第一方向成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度。在一些实施方案中,对于多个光学波导中的每个光学波导,离开光学波导的端面的中心射线(例如,图36b的离开的中心射线3489)与第一方向成小于1度或小于0.5度的角度。
95.在一些实施方案中,光耦合元件包括至少一个沟槽,该至少一个沟槽包括设置在沟槽的前端和后端之间并且与该前端和该后端间隔开的第一收窄区域;止动区域,所述止动区域设置在所述沟槽的所述第一收窄区域和所述后端之间并且与所述第一收窄区域和所述后端间隔开;以及设置在沟槽的前端和第一收窄区域之间的支撑区域,如本文其他地方所进一步描述。在一些实施方案中,光学波导被接收在至少一个沟槽中并且由该至少一个沟槽支撑。在一些实施方案中,沿着光学波导传播的中心射线(例如,图36b的中心光射线3499)在光学波导的至少一部分中与沟槽的底部成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度,该至少一部分在与第一收窄区域相邻的支撑区域的至少一部分中接触沟槽的底部表面。在一些实施方案中,沿着光学波导传播的中心射线(例如,图36b的中心光射线3499)在
光学波导的设置在光学波导的第一收窄区域和端面之间的至少一部分中与第一方向成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度。在一些实施方案中,沟槽包括底部表面,该底部表面在沟槽的前端和后端之间延伸并且包括相对于未凸起底部表面部分向上凸起的凸起底部表面部分,其中底部表面的未凸起底部表面部分设置在底部表面的凸起底部表面部分和光重定向构件的输入侧之间,并且光学波导在凸起底部表面的至少连续部分上方接触凸起底部表面部分,其中连续部分包括凸起底部表面部分的与未凸起底部表面部分相邻的端部。在一些实施方案中,沿着光学波导传播的中心射线(例如,图36b的中心光射线3499)在连续部分中与沟槽的底部成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度。在一些实施方案中,离开光学波导的端面的中心射线(例如,图36b的离开的中心光射线3489)与第一方向成小于1度或小于0.5度的角度。
96.以下为本说明书的示例性实施方案的列表。
97.实施方案a是一种光耦合元件,包括:
98.沟槽,所述沟槽用于接收并且支撑光学波导,并且包括开口前端和后端;和
99.光重定向构件,所述光重定向构件包括:
100.输入侧,所述输入侧用于从接收并且支撑在所述沟槽中的光学波导接收光;和
101.光重定向侧,所述光重定向侧用于改变从所述输入侧接收的光的方向,其中所述沟槽包括底部表面,所述底部表面在所述沟槽的所述前端和所述后端之间延伸并且设置在相对的侧壁之间,使得当光学波导被接收在所述沟槽中并且由所述沟槽支撑时,所述光学波导的沿着所述光学波导的第一区段的最底部部分搁置在所述底部表面上并且与所述底部表面进行物理接触,并且所述光学波导的沿着所述光学波导的不同的第二区段的最底部部分设置在所述底部表面上方,从而限定所述最底部部分和所述底部表面之间的间隙。
102.实施方案b是一种光耦合元件,包括:
103.沟槽,所述沟槽用于接收并且支撑光学波导,并且包括开口前端和后端;和
104.光重定向构件,所述光重定向构件包括:
105.输入侧,所述输入侧用于从接收并且支撑在所述沟槽中的光学波导接收光;和
106.光重定向侧,所述光重定向侧用于改变从所述输入侧接收的光的方向,其中所述沟槽包括底部表面,所述底部表面在所述沟槽的所述前端和所述后端之间延伸并且包括相对于未凸起底部表面部分向上凸起的凸起底部表面部分,所述底部表面的所述未凸起底部表面部分设置在所述底部表面的所述凸起底部表面部分和所述光重定向构件的所述输入侧之间。
107.实施方案c是根据实施方案b所述的光耦合元件,其中当光学波导被接收在所述沟槽中并且由所述沟槽支撑时,所述光学波导的沿着所述光学波导的第一区段的最底部部分搁置在所述底部表面上并且与所述底部表面进行物理接触,并且所述光学波导的沿着所述光学波导的不同的第二区段的最底部部分设置在所述底部表面上方,从而限定所述最底部部分和所述底部表面之间的间隙。
108.实施方案d是根据实施方案b或c所述的光耦合元件,其中所述底部表面的所述未凸起部分从所述底部表面的所述凸起部分延伸到所述光重定向构件的所述输入侧。
109.实施方案e是一种光学耦合组件,包括:
110.光耦合元件,所述光耦合元件包括:
111.沟槽,所述沟槽用于接收并且支撑光学波导并且包括开口前端、后端以及在所述沟槽的所述前端和所述后端之间延伸的底部表面;
112.光重定向构件,所述光重定向构件包括:
113.输入侧,所述输入侧用于从接收并且支撑在所述沟槽中的光学波导接收光;和
114.光重定向侧,所述光重定向侧用于改变从所述输入侧接收的光的方向;和
115.光学波导,所述光学波导被接收在所述沟槽中并且由所述沟槽支撑,所述光学波导具有位于所述光重定向构件的所述输入侧处或其附近的端面,所述光学波导包括相邻的第一区段和第二区段,所述第二区段设置在所述第一区段和所述光重定向构件的所述输入侧之间并且包括所述光学波导的所述端面,使得所述光学波导的沿着所述光学波导的所述第一区段的最底部部分搁置在所述沟槽的所述底部表面上并且与所述底部表面进行物理接触,并且所述光学波导的沿着所述光学波导的所述第二区段的最底部部分与所述底部表面间隔开,从而限定所述最底部部分和所述底部表面之间的间隙。
116.实施方案f是一种光耦合元件,包括:
117.沟槽,所述沟槽用于接收并且支撑光学波导,并且包括开口前端和后端;和
118.光重定向构件,所述光重定向构件包括:
119.输入侧,所述输入侧用于从接收并且支撑在所述沟槽中的光学波导接收光;和
120.光重定向侧,所述光重定向侧用于改变从所述输入侧接收的光的方向,其中所述沟槽包括底部表面,所述底部表面在所述沟槽的所述前端和所述后端之间延伸并且包括相对于未凸起底部表面部分向上凸起的凸起底部表面部分,所述未凸起底部表面部分包围所述凸起底部表面部分的周边的至少70%。
121.实施方案g是一种光耦合元件,包括:
122.附接区,所述附接区用于接收光纤并且永久性地附接到所述光纤;
123.光重定向构件,所述光重定向构件从所述附接区延伸并且包括:
124.输入侧,所述输入侧用于从设置在所述附接区处的光学波导接收光;和
125.光重定向侧,所述光重定向侧用于改变从所述输入侧接收的光的方向;和
126.沟槽,所述沟槽形成在所述附接区中以用于接收光学波导并且包括:
127.底部表面和基本上平行的相对的侧壁,所述相对的侧壁从所述底部表面的相对横向侧向上延伸并且限定开口顶部和与靠近所述光重定向构件的所述输入侧的末端相对的入口端,使得在所述沟槽在基本上平行于所述第一方向和所述第二方向的平面中的横截面中,所述相对的侧壁中的至少一个侧壁包括在公共点处彼此相交的第一线段和第二线段,在所述公共点处与相应的所述第一线段和所述第二线段相切的第一切线和第二切线两者间成在95度至160度范围内的角度。
128.实施方案h是根据实施方案g所述的光耦合元件,其中所述第一线段和所述第二线段中的至少一者是弯曲的。
129.实施方案i是根据实施方案g或h所述的光耦合元件,其中所述第一线段是基本上直的,并且所述第二线段62是弯曲的。
130.实施方案j是一种光耦合元件,包括:
131.附接区,所述附接区用于接收光学波导并且永久性地附接到光学波导;
132.光重定向构件,所述光重定向构件从所述附接区延伸并且包括:
133.输入侧,所述输入侧用于从设置在所述附接区处的光学波导接收光;和
134.光重定向侧,所述光重定向侧用于改变从所述输入侧接收的光的方向;和
135.沟槽,所述沟槽形成在所述附接区中以用于接收光学波导并且包括底部表面(50),所述底部表面在所述沟槽的入口端和所述沟槽的靠近所述光重定向构件的所述输入侧的相对末端之间延伸,所述底部表面包括凸起部分,从而在所述凸起部分和所述输入侧之间留下未凸起部分,所述凸起部分和所述未凸起部分沿着所述沟槽具有相应的第一长度和第二长度,所述第一长度大于所述第二长度,所述底部表面的所述未凸起部分包括在其表面上沿着所述未凸起部分的所述第二长度的至少一部分的刮削部分。
136.实施方案k是一种光耦合元件,包括:
137.多个基本上平行的沟槽,所述多个基本上平行的沟槽沿着第一方向延伸并且沿着正交的第二方向布置以用于接收和支撑多个光学波导;和
138.光重定向构件,所述光重定向构件包括:
139.输入侧,所述输入侧用于从接收并且支撑在所述多个沟槽中的沟槽中的光学波导接收光;和
140.光重定向侧,所述光重定向侧用于改变从所述输入侧接收的光的方向,其中对于所述多个沟槽中的至少一个沟槽,所述沟槽包括:
141.底部表面和相对的侧壁,所述相对的侧壁从所述底部表面的相对横向侧向上延伸并且限定开口顶部和与靠近所述光重定向构件的所述输入侧的末端相对的入口端;
142.第一收窄区域和第二收窄区域,所述第一收窄区域和所述第二收窄区域沿着所述第一方向彼此间隔开并且限定所述第一收窄区域和所述第二收窄区域之间的第三区域,使得在基本上垂直于所述第一方向的相应第一平面、第二平面和第三平面中的所述第一收窄区域和所述第二收窄区域和所述第三区域的横截面中,所述沟槽的每个侧壁在所述相应的第一平面、所述第二平面和所述第三平面中包括第一平均拔模角、第二平均拔模角和第三平均拔模角,所述第三平均拔模角大于所述第一平均拔模角和所述第二平均拔模角中的每一者。
143.实施方案l是一种光耦合元件,包括:
144.多个基本上平行的沟槽,所述多个基本上平行的沟槽沿着第一方向延伸并且沿着正交的第二方向布置以用于接收和支撑多个光学波导,每个沟槽包括开口前端和后端;和
145.光重定向构件,所述光重定向构件包括:
146.输入侧,所述输入侧用于从接收并且支撑在所述多个沟槽中的沟槽中的光学波导接收光;和
147.光重定向侧,所述光重定向侧用于改变从所述输入侧接收的光的方向,其中对于所述多个沟槽中的至少一个沟槽,所述沟槽包括凸起底部表面部分,所述凸起底部表面部分相对于基本上平行于所述第一方向和所述第二方向的基本上平面的连续未凸起底部表面部分向上凸起,所述基本上平面的连续未凸起底部表面部分包括设置在所述沟槽的所述凸起底部表面部分和所述后端之间的第一未凸起部分以及设置在所述凸起底部表面部分的至少一个横向侧上的第二未凸起部分。
148.实施方案m是一种光耦合元件,包括:
149.多个基本上平行的沟槽,所述多个基本上平行的沟槽沿着第一方向延伸并且沿着
正交的第二方向布置以用于接收和支撑多个光学波导,每个沟槽设置在相对的侧壁之间并且包括开口前端和后端;和
150.光重定向构件,所述光重定向构件包括:
151.输入侧,所述输入侧用于从设置在所述多个沟槽中的沟槽中的光学波导接收光;和
152.光重定向侧,所述光重定向侧用于改变从所述输入侧接收的光的方向,其中对于所述多个沟槽中的至少一个沟槽,所述沟槽包括紧邻顺序布置的第一区域和第二区域,所述第一区域和所述第二区域设置在所述沟槽的所述前端和所述后端之间并且与所述前端和所述后端间隔开,所述第二区域设置在所述沟槽的所述第一区域和所述后端之间,使得在所述沟槽在基本上平行于所述第一方向和所述第二方向的平面中的横截面中,作为距所述沟槽的所述后端的距离的函数的所述沟槽的横向开度在所述第二方向上的变化率与在所述第一区域中相比在所述第二区域中更大,其中所述沟槽的所述相对的侧壁中的至少一个侧壁包括沿着所述第一方向沿着所述第一区域中的所述侧壁的至少一部分的刮削部分。
153.实施方案n是根据实施方案m所述的光耦合元件,其中所述刮削部分延伸到所述第二区域中。
154.实施方案o是一种光耦合元件,包括:
155.多个基本上平行的沟槽,所述多个基本上平行的沟槽沿着第一方向延伸并且沿着正交的第二方向布置以用于接收和支撑多个光学波导,每个沟槽包括开口前端、后端、沿着所述第二方向的宽度以及沿着与所述第一方向和所述第二方向正交的第三方向的深度;和
156.光重定向构件,所述光重定向构件包括:
157.输入侧,所述输入侧用于从接收并且支撑在所述多个沟槽中的沟槽中的光学波导接收光;和
158.光重定向侧,所述光重定向侧用于改变从所述输入侧接收的光的方向,其中对于所述多个沟槽中的至少一个沟槽,所述沟槽包括:
159.第一收窄区域,所述第一收窄区域设置在所述沟槽的所述前端和所述后端之间并且与所述前端和所述后端间隔开;
160.止动区域,所述止动区域设置在所述沟槽的所述第一收窄区域和所述后端之间并且与所述第一收窄区域和所述后端间隔开;和
161.支撑区域,所述支撑区域设置在所述沟槽的所述前端和所述第一收窄区域之间,使得:
162.在所述沟槽的基本上垂直于所述第三方向的第一平面中的第一横截面中,所述沟槽的宽度沿着所述第一方向的变化率与在所述第一收窄区域中相比在所述止动区域中更大;并且
163.在基本上垂直于所述第一方向的相应的第二平面和第三平面中的所述第一收窄区域和支撑区域的横截面中,所述沟槽宽度沿着所述第三方向的变化率与在所述第一收窄区域中相比在所述支撑区域中更大。
164.实施方案p是根据实施方案o所述的光耦合元件,使得当具有平均直径d的光学波导被接收并且支撑在所述沟槽中时,在所述沟槽的所述第一横截面中,所述沟槽在所述第一收窄区域中的最小宽度在d的约10%内,并且所述沟槽在所述止动区域中的最小宽度小
于约0.8d。
165.实施方案q是根据实施方案o或p所述的光耦合元件,其中对于所述至少一个沟槽,所述沟槽还包括在所述沟槽的所述前端处或其附近的第二收窄区域,使得所述沟槽的所述支撑区域设置在所述沟槽的所述第一收窄区域和所述第二收窄区域之间,并且在所述沟槽的所述第一横截面中,所述沟槽在所述支撑区域中的最小宽度大于所述沟槽在所述第一收窄区域和所述第二收窄区域中的每一者中的最小宽度。
166.实施方案r是根据实施方案o、p或q所述的光耦合元件,其中对于所述至少一个沟槽,所述沟槽还包括着陆区域,所述着陆区域设置在所述沟槽的所述第一收窄区域和所述止动区域之间。
167.实施方案s是根据实施方案r所述的光耦合元件,其中所述着陆区域包括设置在所述第一收窄区域和所述止动区域之间的相邻的第一部分和第二部分,所述第一部分从所述第一收窄区域延伸到所述第二部分,并且所述第二部分从所述第一部分延伸到所述止动区域,使得在所述沟槽的所述第一平面中的所述第一横截面中,所述沟槽的宽度沿着所述第一方向的变化率与在所述第一部分中相比在所述第二部分中更大。
168.实施方案t是根据实施方案s所述的光耦合元件,使得在所述沟槽的所述第一平面中的所述第一横截面中,所述沟槽在所述第一部分、所述第二部分和所述止动区域中的宽度的变化率分别为d1至d3,d1<d2<d3。
169.实施方案u是根据实施方案s或t所述的光耦合元件,其中所述着陆区域的所述第一部分和所述第二部分中的至少一者包括沿着所述第一方向延伸的刮削部分。
170.实施方案1是一种光耦合元件,包括:
171.沟槽,所述沟槽用于接收并且对准光学波导并且包括开口前端和后端;和
172.光重定向构件,所述光重定向构件包括:
173.输入侧,所述输入侧用于从接收并且支撑在所述沟槽中的光学波导接收光;和
174.光重定向侧,所述光重定向侧用于改变从所述输入侧接收的光的方向,其中所述沟槽包括底部表面,所述底部表面在所述沟槽的所述前端和所述后端之间延伸并且包括相对于未凸起底部表面部分向上凸起的凸起底部表面部分,所述底部表面的所述未凸起底部表面部分设置在所述底部表面的所述凸起底部表面部分和所述光重定向构件的所述输入侧之间。
175.实施方案2是根据实施方案1所述的光耦合元件,其中当所述光学波导被接收在所述沟槽中并且由所述沟槽支撑时,所述光学波导的沿着所述光学波导的第一区段的最底部部分搁置在所述底部表面上并且与所述底部表面进行物理接触,并且所述光学波导的沿着所述光学波导的不同的第二区段的最底部部分设置在所述底部表面上方,从而限定所述最底部部分和所述底部表面之间的间隙。
176.实施方案3是根据实施方案1或2所述的光耦合元件,其中所述底部表面的所述未凸起部分从所述底部表面的所述凸起部分延伸到所述光重定向构件的所述输入侧。
177.实施方案4是根据实施方案1至3中任一项所述的光耦合元件,其中所述凸起底部表面部分与所述输入侧间隔开至少40微米。
178.实施方案5是根据实施方案1至4中任一项所述的光耦合元件,其中所述未凸起底部表面部分包括刮削部分。
179.实施方案6是根据实施方案1至5中任一项所述的光耦合元件,其中所述凸起底部表面部分包括间隔开的第一凸起部分和第二凸起部分,所述第一凸起部分和所述第二凸起部分相对于所述底部表面的设置在间隔开的所述第一凸起部分和所述第二凸起部分之间的一部分向上凸起。
180.实施方案7是根据实施方案1至6中任一项所述的光耦合元件,其中所述凸起底部表面部分的上表面是基本上平面的。
181.实施方案8是根据实施方案1至7中任一项所述的光耦合元件,其中所述光重定向构件包括一个或多个透镜。
182.实施方案9是根据实施方案1至8中任一项所述的光耦合元件,所述光耦合元件是一体式构造。
183.实施方案10是根据实施方案1至9中任一项所述的光耦合元件,其中所述沟槽是沿着第一方向延伸并且沿着正交的第二方向布置以用于接收和对准多个光学波导的多个基本上平行的沟槽中的第一沟槽。
184.实施方案11是实施方案1至10中任一项所述的光耦合元件,其中所述沟槽沿着第一方向延伸并且包括:
185.第一收窄区域,所述第一收窄区域设置在所述沟槽的所述前端和所述后端之间并且与所述前端和所述后端间隔开;和
186.支撑区域,所述支撑区域设置在所述沟槽的所述前端和所述第一收窄区域之间,所述沟槽在所述第一收窄区域中的最小宽度小于所述沟槽在所述支撑区域中的最小宽度。
187.实施方案12是根据实施方案11所述的光耦合元件,其中在所述凸起底部表面部分和所述第一收窄区域之间沿着所述第一方向的最短距离小于所述第一收窄区域沿着所述第一方向的长度。
188.实施方案13是根据实施方案11或12所述的光耦合元件,其中所述沟槽还包括设置在所述沟槽的第一收窄区域和所述后端之间并且与所述第一收窄区域和所述后端间隔开的止动区域,所述沟槽在所述止动区域中的最小宽度小于所述沟槽在所述第一收窄区域中的最小宽度。
189.实施方案14是实施方案13所述的光耦合元件,其中在所述凸起底部表面部分和所述止动区域之间沿着所述第一方向的最短距离是d1,在所述第一收窄区域和所述止动区域之间沿着所述第一方向的最短距离是d2,并且|d2-d1|小于所述沟槽在所述支撑区域中的最小宽度w3的2倍。
190.实施方案15是根据实施方案14所述的光耦合元件,其中2w3>d1-d2>-0.5w3。
191.实施方案16是根据实施方案14所述的光耦合元件,其中w3>d1-d2>-0.2w3。
192.实施方案17是根据实施方案14所述的光耦合元件,其中2w3>d1-d2>-0.2d2。
193.实施方案18是根据实施方案14所述的光耦合元件,其中w3>d1-d2>-0.1d2。
194.实施方案19是一种光学耦合组件,包括:
195.光耦合元件,所述光耦合元件包括:
196.沟槽,所述沟槽用于接收并且对准光学波导并且包括开口前端、后端以及在所述沟槽的所述前端和所述后端之间延伸的底部表面;
197.光重定向构件,所述光重定向构件包括:
198.输入侧,所述输入侧用于从接收并且支撑在所述沟槽中的光学波导接收光;和
199.光重定向侧,所述光重定向侧用于改变从所述输入侧接收的光的方向;和
200.光学波导,所述光学波导被接收在所述沟槽中并且由所述沟槽支撑,所述光学波导具有位于所述光重定向构件的所述输入侧处或其附近的端面,所述光学波导包括相邻的第一区段和第二区段,所述第二区段设置在所述第一区段和所述光重定向构件的所述输入侧之间并且包括所述光学波导的所述端面,使得所述光学波导的沿着所述光学波导的所述第一区段的最底部部分搁置在所述沟槽的所述底部表面上并且与所述底部表面进行物理接触,并且所述光学波导的沿着所述光学波导的所述第二区段的最底部部分与所述底部表面间隔开,从而限定所述最底部部分和所述底部表面之间的间隙。
201.实施方案20是根据实施方案19所述的光学耦合组件,其中所述光学波导的所述第一区段具有第一直径,并且所述端面具有大于所述第一直径的第二直径。
202.实施方案21是根据实施方案19或20所述的光学耦合组件,其中所述间隙至少部分地填充有粘合剂。
203.实施方案22是实施方案19至21中任一项所述的光学耦合组件,其中所述底部表面包括相对于未凸起底部表面部分向上凸起的凸起底部表面部分,所述底部表面的所述未凸起底部表面部分设置在所述底部表面的所述凸起底部表面部分和所述光重定向构件的所述输入侧之间。
204.实施方案23是实施方案19至22中任一项所述的光学耦合组件,其中所述沟槽还包括从所述底部表面的相对横向侧向上延伸的相对的第一侧壁和第二侧壁。
205.实施方案24是实施方案23所述的光学耦合组件,其中所述沟槽包括至少一个刮削部分,所述至少一个刮削部分在所述光学波导在被接收在所述沟槽中并且由所述沟槽支撑时刮削所述底部表面或者所述第一侧壁或所述第二侧壁中的至少一者时形成。
206.实施方案25是根据实施方案19至24中任一项所述的光学耦合组件,使得沿着所述光学波导传播的中心射线在所述第一区段的至少一部分中与所述沟槽的底部成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度。
207.实施方案26是根据实施方案19至25中任一项所述的光学耦合组件,使得沿着所述光学波导传播的中心射线在所述第二区段的至少一部分中与所述第一方向成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度。
208.实施方案27是根据实施方案19至26中任一项所述的光学耦合组件,其中离开所述光学波导的所述端面的中心射线与所述第一方向成小于1度或小于0.5度的角度。
209.实施方案28是根据实施方案19至27中任一项所述的光学耦合组件,其中所述沟槽是多个基本上平行的沟槽中的第一沟槽,所述多个基本上平行的沟槽沿着第一方向延伸并且沿着正交的第二方向布置,并且所述光学波导是多个光学波导中的第一光学波导,所述多个光学波导中的每个光学波导被接收在所述多个沟槽中的对应沟槽中并且由所述对应沟槽支撑。
210.实施方案29是实施方案1至18中任一项所述的光耦合元件或实施方案19至28中任一项所述的光学耦合组件,其中所述沟槽还包括:
211.止动区域,所述止动区域靠近所述光重定向构件的所述输入侧;
212.居中区域,所述居中区域与所述止动区域相邻并且与所述光重定向构件的所述输
入侧相对;和
213.支撑区域,所述支撑区域位于所述前端和所述居中区域之间,所述沟槽在所述居中区域的至少一部分中以及在所述止动区域的至少一部分中的宽度小于所述沟槽在所述支撑区域的至少一部分中的宽度,
214.其中所述沟槽在所述居中区域中的宽度在第一方向上从所述前端到所述后端以第一速率减小,并且所述沟槽在所述止动区域的至少一部分中的宽度在所述第一方向上以大于所述第一速率的第二速率减小。
215.实施方案30是根据实施方案1至18中任一项所述的光耦合元件或根据实施方案19至28中任一项所述的光学耦合组件,其中所述沟槽包括第一收窄区域和第二收窄区域,所述第一收窄区域和第二收窄区域沿着第一方向从所述前端到所述后端彼此间隔开并且限定所述第一收窄区域和所述第二收窄区域之间的第三区域,使得所述沟槽在所述第一收窄区域和所述第二收窄区域中的每一者中的最小宽度小于所述沟槽在所述第三区域中的最小宽度。
216.实施方案31是一种光耦合元件,包括:
217.附接区,所述附接区用于接收光纤并且永久性地附接到所述光纤;
218.光重定向构件,所述光重定向构件从所述附接区延伸并且包括:
219.输入侧,所述输入侧用于从设置在所述附接区处的光纤接收光;
220.光重定向侧,所述光重定向侧用于从所述输入侧接收光并且改变从所述输入侧接收的所述光的方向;和
221.沟槽,所述沟槽形成于所述附接区中以用于接收光纤并且在第一方向上从入口端延伸到靠近所述光重定向构件的所述输入侧的相对末端,所述沟槽包括:
222.底部表面和相对的侧壁,所述相对的侧壁从所述底部表面的相对横向侧向上延伸并且限定所述沟槽的宽度和开口顶部;
223.止动区域,所述止动区域靠近所述光重定向构件的所述输入侧;
224.居中区域,所述居中区域与所述止动区域相邻并且与所述光重定向构件的所述输入侧相对;和
225.支撑区域,所述支撑区域位于所述入口端和所述居中区域之间,所述沟槽在所述居中区域的至少一部分中以及在所述止动区域的至少一部分中的宽度小于所述沟槽在所述支撑区域的至少一部分中的宽度,
226.其中所述沟槽在所述居中区域中的宽度在所述第一方向上以第一速率减小,并且所述沟槽在所述止动区域的至少一部分中的宽度在所述第一方向上以大于所述第一速率的第二速率减小。
227.实施方案32是根据实施方案31所述的光耦合元件,使得当具有平均直径d的光纤被接收并且支撑在所述沟槽中时,所述沟槽在所述止动区域的至少一部分中的宽度小于d。
228.实施方案33是根据实施方案31所述的光耦合元件,使得当具有平均直径d的光纤被接收并且支撑在所述沟槽中时,所述沟槽在所述居中区域的至少一部分中和在所述止动区域的至少一部分中的宽度小于d。
229.实施方案34是根据实施方案31至33中任一项所述的光耦合元件,使得当具有平均直径d的光纤被接收并且支撑在所述沟槽中时,所述沟槽在所述支撑区域中的最小宽度在d
至1.1d的范围内,并且所述沟槽在所述止动区域中的最小宽度小于约0.8d。
230.实施方案35是根据实施方案31至34中任一项所述的光耦合元件,其中所述沟槽在所述止动区域中的最小宽度小于所述沟槽在所述居中区域中的最小宽度,并且所述沟槽在所述居中区域中的最小宽度小于所述沟槽在所述支撑区域中的最小宽度。
231.实施方案36是根据实施方案31至35中任一项所述的光耦合元件,其中所述沟槽在所述止动区域中的宽度沿着所述第一方向亚线性地减小。
232.实施方案37是根据实施方案31至36中任一项所述的光耦合元件,其中所述居中区域中的所述侧壁中的至少一个侧壁包括刮削部分。
233.实施方案38是根据实施方案31至37中任一项所述的光耦合元件,其中所述居中区域中的所述侧壁中的每个侧壁包括刮削部分。
234.实施方案39是根据实施方案31至38中任一项所述的光耦合元件,其中所述沟槽还包括设置在所述支撑区域和所述居中区域之间的第一收窄区域,所述沟槽在所述第一收窄区域中的最小宽度小于所述沟槽在所述支撑区域中的最小宽度。
235.实施方案40是根据实施方案39所述的光耦合元件,其中当光纤被接收并且支撑在所述沟槽中时,所述光纤接触所述第一收窄区域中的所述侧壁中的至多一个。
236.实施方案41是根据实施方案31至40中任一项所述的光耦合元件,其中当光纤被接收并且支撑在所述沟槽中时,所述光纤接触所述止动区域中的所述侧壁中的两个侧壁。
237.实施方案42是一种光耦合元件,包括:
238.多个基本上平行的沟槽,所述多个基本上平行的沟槽沿着第一方向延伸并且沿着正交的第二方向布置以用于接收和对准多个光学波导;和
239.光重定向构件,所述光重定向构件包括:
240.输入侧,所述输入侧用于从接收并且支撑在所述多个沟槽中的沟槽中的光学波导接收光;和
241.光重定向侧,所述光重定向侧用于改变从所述输入侧接收的光的方向,其中对于所述多个沟槽中的至少一个沟槽,所述沟槽包括:
242.底部表面和相对的侧壁,所述相对的侧壁从所述底部表面的相对横向侧向上延伸并且限定所述沟槽的宽度和开口顶部以及与靠近所述光重定向构件的所述输入侧的末端相对的入口端;
243.第一收窄区域和第二收窄区域,所述第一收窄区域和所述第二收窄区域沿着所述第一方向彼此间隔开并且限定所述第一收窄区域和所述第二收窄区域之间的第三区域,使得所述沟槽在所述第一收窄区域和所述第二收窄区域中的每一者中的最小宽度小于所述沟槽在所述第三区域中的最小宽度。
244.实施方案43是根据实施方案42所述的光耦合元件,其中每个侧壁在所述底部表面的所述对应横向侧处具有与在所述第三区域中相比在所述第一收窄区域和所述第二收窄区域中的每一者中更大的所述拔模角。
245.实施方案44是根据实施方案42或43所述的光耦合元件,其中对于所述多个沟槽中的所述至少一个沟槽,所述底部表面包括相对于未凸起底部表面部分向上凸起的凸起底部表面部分。
246.实施方案45为根据实施方案44所述的光耦合元件,其中所述底部表面的所述未凸
起底部表面部分设置在所述底部表面的所述凸起底部表面部分和所述光重定向构件的所述输入侧之间。
247.实施方案46是根据实施方案44所述的光耦合元件,其中所述未凸起底部表面部分包括设置在所述凸起底部表面部分和所述光重定向构件的所述输入侧之间的第一未凸起部分和设置在所述凸起底部表面部分的至少一个横向侧上的第二未凸起部分。
248.实施方案47是根据实施方案46所述的光耦合元件,其中所述未凸起底部表面部分包围所述凸起底部表面部分的周边的至少70%。
249.实施方案48是根据实施方案44至47中任一项所述的光耦合元件,其中所述至少一个沟槽包括相邻的第一沟槽和第二沟槽,所述光耦合元件还包括在所述第一沟槽和所述第二沟槽中的每一者的入口端之间延伸的第一凸起部分,使得连续的基本上平面的顶部表面包括所述第一凸起部分的顶部表面部分以及所述第一沟槽和所述第二沟槽的所述凸起底部表面部分中的每一者的顶部表面部分。
250.实施方案49是一种光学耦合组件,所述光学耦合组件包括根据实施方案42至48中任一项所述的光耦合元件和多个光学波导,所述多个光学波导中的每个光学波导被接收在所述多个沟槽中的对应沟槽中并且由所述对应沟槽支撑。
251.实施方案50是根据实施方案49所述的光学耦合组件,其中对于所述多个光学波导中的每个光学波导,沿着所述光学波导传播的中心射线在所述光学波导的至少一部分中与所述沟槽的底部成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度,所述光学波导的至少一部分在与所述第一收窄区域相邻的所述第三区域的至少一部分中接触所述沟槽的所述底部表面。
252.实施方案51是根据实施方案49或50所述的光学耦合组件,其中对于每个光学波导和对应的沟槽,所述沟槽的所述底部表面包括相对于未凸起底部表面部分向上凸起的凸起底部表面部分,所述底部表面的所述未凸起底部表面部分设置在所述底部表面的所述凸起底部表面部分和所述光重定向构件的所述输入侧之间,所述光学波导在所述凸起底部表面的至少连续部分上方接触所述凸起底部表面部分,所述连续部分包括所述凸起底部表面部分的与所述未凸起底部表面部分相邻的端部,其中在所述连续部分中沿着所述光学波导传播的中心射线与所述沟槽的底部成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度。
253.实施方案52是根据实施方案49至51中任一项所述的光学耦合组件,其中对于所述多个光学波导中的每个光学波导,沿着所述光学波导传播的中心射线在所述光学波导的设置在所述光学波导的所述第一收窄区域和端面之间的至少一部分中与所述第一方向成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度。
254.实施方案53是根据实施方案49至52中任一项所述的光学耦合组件,其中对于所述多个光学波导中的每个光学波导,离开所述光学波导的端面的中心射线与所述第一方向成小于1度或小于0.5度的角度。
255.实施方案54是根据实施方案49至53中任一项所述的光学耦合组件,其中至少一个刮削部分在对应的光学波导被接收在至少一个沟槽中并且由至少一个沟槽支撑时刮削所述着陆区域的所述第一部分和所述第二部分中的至少一者时在所述多个沟槽中的至少一个沟槽中形成。
256.实施方案55是一种光耦合元件,包括:
257.多个基本上平行的沟槽,所述多个基本上平行的沟槽沿着第一方向延伸并且沿着正交的第二方向布置以用于接收和对准多个光学波导,每个沟槽包括开口前端、后端、沿着所述第二方向的宽度以及沿着与所述第一方向和所述第二方向正交的第三方向的深度;和
258.光重定向构件,所述光重定向构件包括:
259.输入侧,所述输入侧用于从接收并且支撑在所述多个沟槽中的沟槽中的光学波导接收光;和
260.光重定向侧,所述光重定向侧用于改变从所述输入侧接收的光的方向,其中对于所述多个沟槽中的至少一个沟槽,所述沟槽包括:
261.第一收窄区域,所述第一收窄区域设置在所述沟槽的所述前端和所述后端之间并且与所述前端和所述后端间隔开;
262.止动区域,所述止动区域设置在所述沟槽的所述第一收窄区域和所述后端之间并且与所述第一收窄区域和所述后端间隔开;和
263.支撑区域,所述支撑区域设置在所述沟槽的所述前端和所述第一收窄区域之间,使得:
264.所述沟槽的宽度沿着所述第一方向的变化率与在所述第一收窄区域中相比在所述止动区域中更大,并且所述沟槽在所述第一收窄区域中的最小宽度小于所述沟槽在所述支撑区域中的最小宽度。
265.实施方案56是根据实施方案55所述的光耦合元件,其中对于所述至少一个沟槽,所述沟槽还包括底部表面和从所述底部表面的相对横向侧向上延伸的相对的侧壁,每个侧壁在所述底部表面的所述对应横向侧处具有与在所述第一收窄区域中相比在所述支撑区域中更大的拔模角。
266.实施方案57是根据实施方案55或56所述的光耦合元件,使得当具有平均直径d的光学波导被接收并且支撑在所述沟槽中时,所述沟槽在所述第一收窄区域中的最小宽度在d至1.1d的范围内,并且所述沟槽在所述止动区域中的最小宽度小于约0.8d。
267.实施方案58是根据实施方案57所述的光耦合元件,其中所述沟槽在所述第一收窄区域中的最小宽度大于d。
268.实施方案59是根据实施方案55至58中任一项所述的光耦合元件,其中对于所述至少一个沟槽,所述沟槽还包括第二收窄区域,所述第二收窄区域具有最小宽度并且设置在所述沟槽的所述前端处或其附近,使得所述沟槽的所述支撑区域设置在所述沟槽的所述第一收窄区域和所述第二收窄区域之间,并且所述沟槽在所述支撑区域中的最小宽度大于所述沟槽在所述第一收窄区域和所述第二收窄区域中的每一者中的最小宽度。
269.实施方案60是根据实施方案55至60中任一项所述的光耦合元件,其中对于所述至少一个沟槽,所述沟槽还包括着陆区域,所述着陆区域设置在所述沟槽的所述第一收窄区域和所述止动区域之间。
270.实施方案61是根据实施方案60所述的光耦合元件,其中所述着陆区域包括设置在所述第一收窄区域和所述止动区域之间的相邻的第一部分和第二部分,所述第一部分从所述第一收窄区域延伸到所述第二部分,并且所述第二部分从所述第一部分延伸到所述止动区域,使得所述沟槽的宽度沿着所述第一方向的变化率与在所述第一部分中相比在所述第二部分中更大。
271.实施方案62是根据实施方案61所述的光耦合元件,使得所述沟槽在所述第一部分、所述第二部分和所述止动区域中的宽度的变化率分别为d1至d3,d1<d2<d3。
272.实施方案63是根据实施方案61或62所述的光耦合元件,其中所述着陆区域的所述第一部分和所述第二部分中的至少一者包括沿着所述第一方向延伸的至少一个刮削部分。
273.实施方案64是一种光学耦合组件,所述光学耦合组件包括根据实施方案63所述的光耦合元件和被接收在所述至少一个沟槽中并且由所述至少一个沟槽支撑的光学波导,其中所述至少一个刮削部分在所述光学波导被接收在所述至少一个沟槽中并且由所述至少一个沟槽支撑时刮削所述着陆区域的所述第一部分或所述第二部分中的至少一者时形成。
274.实施方案65是根据实施方案64所述的光学耦合组件,其中对于所述至少一个沟槽,所述沟槽还包括底部表面和从所述底部表面的相对横向侧向上延伸的相对的侧壁,所述至少一个刮削部分包括至少一个侧壁的刮削部分。
275.实施方案66是根据实施方案64或65所述的光学耦合组件,其中对于所述至少一个沟槽,所述沟槽还包括底部表面,所述至少一个刮削部分包括所述底部表面的刮削部分。
276.实施方案67是一种光学耦合组件,所述光学耦合组件包括根据实施方案55至63中任一项所述的光耦合元件和被接收在所述至少一个沟槽中并且由所述至少一个沟槽支撑的光学波导,其中沿着所述光学波导传播的中心射线在所述光学波导的至少一部分中与所述沟槽的底部成小于1度、或成小于0.5度、或小于0.2度的角度,所述至少一部分在所述支撑区域的与所述第一收窄区域相邻的至少一部分中接触所述沟槽的底部表面。
277.实施方案68是一种光学耦合组件,所述光学耦合组件包括根据实施方案55至63中任一项所述的光耦合元件和被接收在所述至少一个沟槽中并且由所述至少一个沟槽支撑的光学波导,其中沿着所述光学波导传播的中心射线在所述光学波导的设置在所述光学波导的所述第一收窄区域和端面之间的至少一部分中与所述第一方向成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度。
278.实施方案69是一种光学耦合组件,所述光学耦合组件包括根据实施方案55至63中任一项所述的光耦合元件和被接收在所述至少一个沟槽中的沟槽中并且由所述沟槽支撑的光学波导,所述沟槽包括在所述沟槽的所述前端和所述后端之间延伸的底部表面,并且包括相对于未凸起底部表面部分向上凸起的凸起底部表面部分,所述底部表面的所述未凸起底部表面部分设置在所述底部表面的所述凸起底部表面部分和所述光重定向构件的所述输入侧之间,所述光学波导在所述凸起底部表面的至少连续部分上方接触所述凸起底部表面部分,所述连续部分包括与所述未凸起底部表面部分相邻的所述凸起底部表面部分的端部,其中沿着所述光学波导传播的中心射线在所述连续部分中与所述沟槽的底部成小于1度、或小于0.5度、或小于0.2度的角度。
279.实施方案70是一种光学耦合组件,所述光学耦合组件包括根据实施方案55至63中任一项所述的光耦合元件和被接收在所述至少一个沟槽中并且由所述至少一个沟槽支撑的光学波导,其中离开所述光学波导的端面的中心射线与所述第一方向成小于1度或小于0.5度的角度。
280.实施方案71是根据实施方案55至63中任一项所述的光耦合元件,其中对于所述至少一个沟槽,所述沟槽包括底部表面,所述底部表面在所述沟槽的所述前端和所述后端之间延伸并且包括相对于未凸起底部表面部分向上凸起的凸起底部表面部分,所述底部表面
的所述未凸起底部表面部分设置在所述底部表面的所述凸起底部表面部分和所述光重定向构件的所述输入侧之间。
281.实施方案72是一种将光纤安装到光耦合元件的方法,所述光耦合元件包括光重定向构件和沟槽,所述沟槽沿着第一方向从所述沟槽的入口端延伸到所述沟槽的靠近所述光重定向构件的输入侧的相对末端,所述沟槽具有沿着与所述第一方向正交的第二方向的宽度以及沿着与所述第一方向和所述第二方向正交的第三方向的深度,所述沟槽包括在所述沟槽的所述入口端和所述末端之间延伸的底部表面并且包括相对于着陆部分向上凸起的凸起底部表面部分,所述底部表面的所述着陆部分设置在所述底部表面的所述凸起底部表面部分和所述光重定向构件的所述输入侧之间,所述沟槽的着陆区域包括所述底部表面的所述着陆部分并且设置在所述沟槽的所述凸起底部表面部分和所述末端之间,所述方法包括将所述光纤插入所述沟槽中,使得所述沟槽的所述着陆区域的一部分被刮削。
282.实施方案73是根据实施方案72所述的方法,其中将所述光纤插入所述沟槽中包括:
283.将所述光纤的端部插入所述沟槽中,使得所述端部与所述着陆部分进行接触;
284.将所述光纤降低到所述沟槽中,直到所述光纤搁置在所述底部表面的所述凸起部分上为止;并且
285.沿着所述第一方向移动所述光纤,直到所述光纤的所述端部接触所述止动区域为止。
286.实施方案74是根据实施方案73所述的方法,其中将所述光纤降低到所述沟槽中在所述光纤的所述端部和所述着陆部分之间形成间隙。
287.实施方案75是根据实施方案73或74所述的方法,其中将所述光纤的所述端部插入所述沟槽中包括设置所述光纤,使得靠近所述光纤的所述端部的所述光纤的轴与所述第一方向成斜角。
288.实施方案76是根据实施方案73至75中任一项所述的方法,其中将所述光纤的端部插入的步骤或将所述光纤降低的步骤中的至少一者包括刮削所述底部表面的所述着陆部分的一部分。
289.实施方案77是根据实施方案73至76中任一项所述的方法,其中将所述光纤移动的步骤包括刮削在所述着陆区域中所述沟槽的相对的第一侧壁和第二侧壁中的至少一者的一部分。
290.实施方案78是根据实施方案73至77中任一项所述的方法,其中所述沟槽包括第一收窄区域,并且所述着陆区域设置在所述沟槽的所述第一收窄区域和所述末端之间,所述沟槽在所述第一收窄区域中的最小宽度小于所述沟槽在所述着陆区域的相邻部分中的宽度。
291.实施方案79是根据实施方案73至78中任一项所述的方法,其中所述沟槽是沿着所述第一方向延伸并且沿着所述第二方向布置的多个基本上平行的沟槽中的第一沟槽,所述光耦合元件包括所述多个基本上平行的沟槽。
292.实施方案80是根据实施方案79所述的方法,其中所述光纤是多根光纤中的第一光纤,所述方法包括将所述多根光纤安装到所述光耦合元件。
293.实施方案81是根据实施方案80所述的方法,所述方法还包括将所述多根光纤定位
在对准梳状件中。
294.实施方案82是根据实施方案81所述的方法,所述方法包括:
295.将所述多根光纤中的每根光纤的端部插入所述多个沟槽中的对应沟槽中,使得每一端部与所述对应沟槽的着陆部分进行接触;
296.通过降低所述对准梳状件,将每根光纤降低到所述对应沟槽中,直到所述光纤搁置在所述对应沟槽的底部表面的凸起部分上为止;并且
297.沿着所述第一方向移动每根光纤,直到所述光纤的所述端部接触所述对应沟槽的止动区域为止。
298.实施方案83是根据实施方案82所述的方法,所述方法还包括在所述降低步骤和所述移动步骤中的至少一者期间检查定位在所述多个沟槽中的所述多根光纤是否存在干涉条纹。
299.实施方案84是根据实施方案83所述的方法,所述方法还包括调整所述对准梳状件的位置以减少任何观察到的干涉条纹。
300.如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“约”应用于表达特征大小、数量和物理性质的量的使用不清楚,则“约”将被理解为意指与指定量相差10%以内,但还包括精确的指定量。例如,如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对其不清楚,则具有约1的值的量是指该量具有介于0.9和1.1之间的值,并且还包括精确地为1的值。
301.上述所有引用的参考文献、专利或专利申请以一致的方式全文据此以引用方式并入本文。在并入的参考文献部分与本技术之间存在不一致或矛盾的情况下,应以前述说明中的信息为准。
302.除非另外指明,否则针对附图中元件的描述应被理解为同样应用于其他附图中的对应元件。虽然本文已经例示并描述了具体实施方案,但本领域的普通技术人员将会知道,在不脱离本公开范围的情况下,可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本技术旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此,本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。
再多了解一些

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