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CN121057969A - 光连接组件 - Google Patents

光连接组件

Info

Publication number
CN121057969A
CN121057969A CN202480024950.XA CN202480024950A CN121057969A CN 121057969 A CN121057969 A CN 121057969A CN 202480024950 A CN202480024950 A CN 202480024950A CN 121057969 A CN121057969 A CN 121057969A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical
optical connection
connection component
connector
guide pin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202480024950.XA
Other languages
English (en)
Inventor
中西哲也
熊谷传
藤原悠人
柴田雅弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Sumitomo Electric Optifrontier Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Sumitomo Electric Optifrontier Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd, Sumitomo Electric Optifrontier Co Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Publication of CN121057969A publication Critical patent/CN121057969A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/32Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

光连接组件具备:第一光连接部件,由玻璃材料形成;第二光连接部件,由延展性材料形成;以及定位结构。定位结构具有:突起部,与第一光连接部件一体化;以及凹部,设于第二光连接部件。突起部以能拆装的状态插入至凹部。

Description

光连接组件
技术领域
本公开涉及光连接组件。本申请主张基于在2023年4月13日提出申请的日本专利申请第2023-065819号的优先权,并引用所述日本专利申请中记载的全部记载内容。
背景技术
经由光纤等光传输介质进行光通信的光通信模块具有通信用LSI(Large ScaleIntegration:大规模集成电路)和电连接于通信用LSI的多个光IC(Integrated Circuit:集成电路)基板搭载于同一基板上的结构。此外,在光IC基板装接有用于将光IC与光传输介质光学连接的光连接组件。
作为上述的光连接组件的具体例子,例如,在专利文献1中公开的光连接组件中,为了在相对于作为配置于光IC基板上的插座的硅基板维持相对的位置的状态下将装配于光纤的顶端部分的插芯连接,采用利用了引导销的嵌合结构。此外,在专利文献2中公开的光连接组件中,为了覆盖设于位于光IC的插座的金属制的反射镜透镜,也采用在插座粘接有玻璃板,使用贯通了玻璃板的引导销将插座与装配于光纤的顶端部分的光纤连接器连接的嵌合结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利申请公开第2016/0370544号说明书
专利文献2:美国专利申请公开第2020/0124798号说明书
发明内容
本公开的光连接组件具备:第一光连接部件,包括由玻璃材料形成的基板;第二光连接部件,由延展性材料形成;以及定位结构,保持第一光连接部件与第二光连接部件之间的相对的位置关系。定位结构具有设于第一光连接部件的突起部和设于第二光连接部件的凹部。第一光部件的突起部以能拆装的状态插入至第二光连接部件的凹部。
附图说明
图1是表示能应用本公开的光连接组件的光通信模块的一个例子的图。
图2是表示构成本公开的光连接组件的光连接部件各自的基本配置的例子的图。
图3是分别表示本公开的光连接组件的第一构成例和第二构成例的图。
图4是表示本公开的光连接组件的第三构成例及其剖视图的图。
图5是分别针对本公开的光连接组件的第一构成例和第三构成例示出第一光连接部件和第二光连接部件的组的具体的构成的图。
图6是表示本公开的光连接组件的第四构成例及其主视图的图。
图7是表示本公开的光连接组件的第五构成例及其主视图的图。
图8是表示作为本公开的光连接组件的第一构成例、第二构成例或第四构成例的插芯发挥功能的第二光连接部件的变形例的图。
具体实施方式
[本公开所要解决的问题]
发明人们对现有技术进行了研究的结果是,发现了以下这样的问题。即,上述的光通信模块为了实现收纳空间的高效的利用而被要求小型化。另一方面,随着光通信模块的小型化,光IC基板接近变为高温的通信用LSI,因此,光IC基板上的光连接组件被暴露于起因于通信用LSI所发出的热的高温环境。而且,光连接组件因光布线的更换等而相对于光IC基板被不定期地反复进行拆装,因此,一般采用如专利文献1和专利文献2中所记载的那样的嵌合结构。
例如,如上所述,在专利文献1中公开了一种使用引导销来实施插座与插芯的对位的嵌合结构。然而,在专利文献1中记载的光连接组件中,难以在假定85℃以上的高温环境的光IC基板上维持稳定的低损耗光连接。这样的光连接损耗的不稳定化是由于未考虑插芯的耐热性、热膨胀系数而引起的。需要说明的是,为了避免引导销装接时的破损,对引导销进行保持的构件一般利用树脂材料。
此外,专利文献2中公开了一种在插座设有具有与硅、玻璃的热膨胀系数不同的热膨胀系数的金属制的反射镜透镜,通过金属制的反射镜透镜对光进行反射的连接结构。在这样的构成中,在假定85℃以上的高温环境的光IC基板上也难以维持稳定的低损耗光连接。其主要原因是在光IC基板设有容易受高温环境的影响的金属制的反射镜透镜的结构。反射镜透镜的材料利用具有与硅、玻璃材料的热膨胀系数不同的热膨胀系数的金属也是一个原因。
如果考虑在如上所述的高温环境下的光连接组件的使用,则使用热膨胀系数小的玻璃材料是有效的。不过,玻璃材料为脆性材料,玻璃材料向需要构件间的拆装的光连接组件的利用也成为使光连接组件本身的耐久性降低的主要原因。
需要说明的是,在专利文献2中公开的构成中,一部分使用了玻璃板。然而,玻璃板被用作以防止灰尘、树脂进入金属制的反射镜透镜的设置空间的方式发挥功能的罩,不具有波导、光纤定位结构。而且,玻璃板与引导销的相对的位置相对于金属制的反射镜透镜被确定,在这样的结构中,无法发挥具有小的热膨胀系数的玻璃材料的优点。此外,虽然玻璃板具有小的热膨胀系数,但不会为了实现引导销与光束位置的相对的定位或者光纤位置与光波导的相对的定位而发挥功能。而且,在专利文献2的技术中,完全没有考虑使引导销贯通玻璃板时的玻璃板的破损的发生风险。
本公开提供一种具备用于维持对于所假定的使用环境而言稳定的低损耗光连接并且实现足够的耐久性的结构的光连接组件。
[本公开的效果]
根据本公开,能维持对于所假定的使用环境而言稳定的低损耗光连接并且能实现足够的耐久性。
[本公开的实施方式的说明]
首先,分别单独地列举本公开的实施方式的内容来进行说明。
本公开的光连接组件具备:(1)第一光连接部件,包括由玻璃材料形成的基板;第二光连接部件,由延展性材料形成;以及定位结构,保持第一光连接部件与第二光连接部件之间的相对的位置关系。定位结构具有设于第一光连接部件的突起部和设于第二光连接部件的凹部。第一光部件的突起部以能拆装的状态插入至第二光连接部件的凹部。需要说明的是,在本说明书中,设于第二光连接部件的凹部是在与突起部之间实现嵌合结构的形状即可,例如包括贯通孔、槽等。
如上所述,构成光连接组件的光连接部件的一方是由玻璃材料形成的部件。这样的玻璃制的光连接部件即使在一般对于光连接器中使用的PPS(Poly Phenylene Sulfide:聚苯硫醚)、PEI(Poly Ether Imide:聚醚酰亚胺)这样的树脂而言困难的85℃以上的高温环境下也具有耐热性,并具有小的热膨胀系数。因此,今后,可以期待作为用于将光纤等光传输介质连接于在实用化进展的ASIC(Application Specific Integrated Circuit:专用集成电路)等发热的半导体的附近配置有基板的光IC的构件的、玻璃制构件的使用范围的扩大。
此外,对假设在第二光连接部件一体地设置突起部,突起部以能拆装的状态插入至玻璃制的第一光连接部件的构成进行研究。在该情况下,玻璃材料为脆性材料,因此,假定在第一光连接部件与第二光连接部件嵌合时在第一光连接部件形成碎裂的情况、由于从第二光连接部件向第一光连接部件施加过度的力而第一光连接部件破损的情况。因此,通过在以拆装为前提的第一光连接部件与第二光连接部件间,预先设置与玻璃制的第一光连接部件一体化的突起部,例如,在由金属、耐热树脂等延展性材料形成的第二光连接部件设置供突起部插入的凹部,由此能在第一光连接部件与第二光连接部件嵌合时减少成为第一光连接部件的玻璃基板的破损。第一光连接部件与第二光连接部件的嵌合方向可以是相对于光IC基板为垂直,也可以是相对于光IC基板为水平。
(2)在上述(1)中,也可以是,突起部的材料是具有相对于玻璃材料的热膨胀系数为10倍以下的热膨胀系数的材料。在使与玻璃材料的线膨胀系数有很大不同的构件的一部分作为突起部与玻璃制的第一光连接部件一体化的情况下,在高温环境下向第一光连接部件插入构件时在第一光连接部件产生应力,其结果是,可能会导致第一光连接部件的破损。因此,能通过选择具有相对于玻璃材料的热膨胀系数为10倍以下的热膨胀系数的材料作为突起部的材料来减少第一光连接部件的破损。
(3)在上述(1)或上述(2)中,也可以是,突起部由引导销构成,其中,所述引导销在该引导销的一部分插入至设于第一光连接部件的凹部的状态下粘接固定于第一光连接部件。需要说明的是,在本说明书中,设于第一光连接部件的凹部是能维持对引导销的一部分进行收纳的空间的形状即可,例如,包括贯通孔、槽等。引导销的一部分收纳于该第一光连接部件的凹部的所述引导销中的、从第一光连接部件的凹部露出的部分相当于突出部。如此,利用引导销也能实现第一光连接部件与第二光连接部件的定位结构。
(4)在上述(3)中,也可以是,第一光连接部件的凹部的内径与引导销的外径之差小于等于2μm,在第一光连接部件的凹部的内周与引导销的外周之间填充有粘接剂。假定在高温环境下使用,粘接剂应用耐热粘接剂。能通过在第一光连接部件的凹部与引导销之间设置间隙在第一光连接部件上容易地形成突起部。需要说明的是,为了高精度地进行定位,第一光连接部件的凹部的内径与引导销的外径之差可以小于等于2μm,也可以小于等于1μm。
(5)在上述(1)~上述(4)中的任一项中,也可以是,第一光连接部件包括一个以上的光波导。光波导也可以分别包括埋入至成为第一光连接部件的玻璃基板的内部的光纤或形成于玻璃基板的内部的折射率变化区域。将光纤固定于高精度地设于成为第一光连接部件的玻璃基板的贯通孔或者在玻璃基板的内部直接直写光波导,由此能实现作为光传播区域的纤芯的二维配置等灵活的配置图案。此外,通过使构成定位结构的一部分的突起部与将光纤、光波导设于内部的第一光连接部件一体化,能不使成为第一光连接部件的玻璃基板破损地安全地实现光IC基板上的嵌合结构。
在(6)上述(1)~上述(5)中的任一项中,也可以是,延展性材料是具有大于等于1×10-6/K且小于等于7×10-6/K的线性热膨胀系数的、以金属为主要成分的材料。能通过选择金属作为第二光连接部件的材料来减少由引导销的插入动作引起的破损。此时,由于要适用于在光IC基板上的使用,第二光连接部件的材料是热膨胀系数与硅大致一致的金属即可。第二光连接部件的材料例如是Kovar(科伐合金)、Invar(因瓦合金)、金属陶瓷复合材料等。
(7)在上述(1)~上述(6)中的任一项中,也可以是,第一光连接部件配置于光IC基板,第二光连接部件相对于第一光连接部件配置于与光IC基板相反的一侧。在该构成中,第二光连接部件的一部分的材料也可以是作为延展性材料的、具有小于等于3×10-5/K的线性热膨胀系数的树脂材料。
作为具体的构成,第二光连接部件例如可以具备由插芯部分和金属制的框构成的双重结构,其中,插芯部分由树脂材料形成,金属制的框包围插芯部分中的与第一光连接部件相对的基准面。在该情况下,供第一光连接部件的突起部插入的凹部可以设于插芯部分,也可以设于金属制的框。此外,应用于框的金属材料也可以应用具有与硅的热膨胀系数一致或接近的热膨胀系数的金属。从而树脂制的插芯部分的热变形减少,由与第一光连接部件一体化的突出部的插入动作引起的破损减少。需要说明的是,作为树脂材料,例如可以应用具有小于等于1×10-5/K的热膨胀系数的液晶聚合物、PPS等。不过,这些树脂材料的热膨胀系数比硅的热膨胀系数大,因此,在直接粘接于光IC基板的硅的情况下,有时会发生剥离等。因此,在光IC基板上配置有具有光波导并且突起部被一体化的玻璃制的第一光连接部件。在该情况下,通过使第一光连接部件的突起部插入至设于树脂制的插芯部分或金属制的框的凹部,在受热的影响大的光IC基板上也能实现稳定的嵌合结构。其结果是,不用担心第一光连接部件与第二光连接部件嵌合时的玻璃破损,并且可以使用廉价的树脂制的光连接部件。
(8)在上述(1)~上述(7)中的任一项中,也可以是,光连接组件具有配置于与第二光连接部件相对的基准面上的透镜结构。例如,能通过将透镜结构适当地粘接于玻璃制的第一光连接部件,使来自第一光连接部件的光纤或光波导的光向规定的光束进行变换并在空间中进行传播。在该情况下,无需在延展性材料中形成对光进行引导的光纤、光波导就能使光在空间中进行传播。
(9)在上述(1)~上述(8)中的任一项中,也可以是,光连接组件具备维持第一光连接部件的突起部被插入至第二光连接部件的凹部的状态的夹持构件。夹持构件具有:主体,一边对第二光连接部件赋予施加力一边抓持第二光连接部件;以及钩部,设于主体的两端。另一方面,第一光连接部件具有台阶部,该台阶部与钩部一对一地对应设置,在主体抓持第二光连接部件的状态下供钩部抵接。通过该结构,能稳定地维持第一光连接部件与第二光连接部件的嵌合状态。
(10)在上述(9)中,也可以是,主体具有沿第一方向形成的第一部分和沿与第一方向交叉的第二方向形成的一对第二部分。各第二部分的第二方向上的第一端部可以连接于第一部分的第一方向上的对应的端部。钩部可以设于各第二部分的第二方向上的与第一端部不同的第二端部。
(11)在上述(10)中,也可以是,夹持构件具有缓冲构件。第一部分可以具有在主体抓持第二光连接部件的状态下与第二光连接部件相对的表面。缓冲构件可以配置于第一部分中的与第二光连接部件相对的表面。
(12)在上述(1)~上述(8)中的任一项中,也可以是,光连接组件具备:夹持构件,维持第一光连接部件的突起部被插入至第二光连接部件的凹部的状态;以及透镜阵列,配置于第一光连接部件的与第二光连接部件相对的基准面上。夹持构件具有:主体,一边对第一光连接部件赋予施加力一边抓持第一光连接部件;以及钩部,设于主体的两端。另一方面,第二光连接部件具有台阶部,该台阶部与钩部一对一地对应设置,在主体抓持第一光连接部件的状态下供钩部抵接。通过该结构,也能稳定地维持第一光连接部件与第二光连接部件的嵌合状态。需要说明的是,在该嵌合动作中,当与玻璃制的第一光连接部件一体化的突起部无意中与延展性材料制的第二光连接部件接触时,担心第一光连接部件由于施加于突起部的应力而破损。此外,也担心第一光连接部件的透镜阵列由于与第二光连接部件接触而破损。为了防止这种情况,夹持构件先抓持第一光连接部件并完成了粗调芯之后,将第二光连接部件的突起部插入至第二光连接部件的凹部,由此,维持适当的插入动作,其结果是,能防止玻璃制的第一光连接部件的破损。
(13)在上述(12)中,也可以是,主体具有沿第一方向形成的第一部分和沿与第一方向交叉的第二方向形成的一对第二部分。各第二部分的第二方向上的第一端部可以连接于第一部分的第一方向上的对应的端部。钩部可以设于各第二部分的第二方向上的与第一端部不同的第二端部。
(14)在上述(13)中,也可以是,夹持构件具有缓冲构件。第一部分可以具有在主体抓持第一光连接部件的状态下与第一光连接部件相对的表面。缓冲构件可以配置于第一部分中的与第一光连接部件相对的表面。
以上,在该[本公开的实施方式的说明]栏中列举的各方案能对剩下的所有方案的每一个或这些剩下的方案的全部的组合进行应用。
[本公开的实施方式的详情]
以下参照附图,详细对本公开的光连接组件的具体例子进行说明。需要说明的是,本公开并不限定于这些示例,而是由权利要求书示出,此外,旨在包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有变更。此外,在附图的说明中对相同的要素标注相同的附图标记,并省略重复的说明。
图1是表示能应用本公开的光连接组件的光通信模块的一个例子的图。如图1所示,经由作为光传输介质的光纤500进行光通信的光通信模块10具有通信用LSI20和经由电气布线40分别连接于通信用LSI20的多个光IC基板30搭载于同一基板上的结构。为了将光IC与光纤500光学连接,在光IC基板30以能拆装的状态装接本公开的光连接组件100。光连接组件100具备作为装配于光纤500的顶端部分的插芯发挥功能的光连接部件和作为设置于光IC基板30上的插座发挥功能的光连接部件。这些光连接部件通过能拆装的嵌合结构相对地被定位。需要说明的是,嵌合结构由设于这些光连接部件中的一方的突起部和设于另一方的凹部构成。通过突起部被插入至凹部来决定两个光连接部件的相对的位置。凹部包括对收纳突起部的空间进行定义的贯通孔、槽等。
需要说明的是,光通信模块10为了实现收纳空间的高效的利用而被要求小型化。另一方面,随着光通信模块10的小型化,光IC基板30接近变为高温的通信用LSI20。因此,光IC基板30上的光连接组件100被暴露于起因于通信用LSI20所发出的热的高温环境。因此,本公开的光连接组件100由构成光连接组件100的两个光连接部件中的一方由具有小的热膨胀系数的玻璃材料形成的部件构成。
不过,应用于第一光连接部件的玻璃材料为脆性材料。因此,在利用嵌合结构将两个光连接部件连接的情况下,假定在玻璃制的光连接部件中形成碎裂的情况、由于施加过度的力而玻璃制的光连接部件破损的情况。因此,在本公开的光连接组件100中,以向以拆装为前提的两个光连接部件中的、玻璃制的第一光连接部件突出的方式设置突起部,并在第二光连接部件设有供突起部插入的凹部。
图2是表示构成本公开的光连接组件的光连接部件各自的基本配置的例子的图(图2中记为“基本配置”)。在图2中,在上侧的两段(图2中记为“垂直连接”)分别示出了玻璃制的第一光连接部件与延展性材料制的第二光连接部件的垂直连接的例子,在下侧的两段(图2中记为“水平连接”)分别示出了第一光连接部件与第二光连接部件的水平连接的例子。特别是,在最上段(图2中记为“第一配置例”)示出了在光IC基板上配置有第一光连接部件的例子。在第二段(图2中记为“第二配置例”)示出了在光IC基板上配置有第二光连接部件的例子。在第三段(图2中记为“第三配置例”)示出了在光IC基板上配置有第一光连接部件的例子。在最下段(图2中记为“第四配置例”)示出了在光IC基板上配置有第二光连接部件的例子。
作为本公开的光连接组件100的第一配置例,图2的最上段所示的光连接组件100A具备玻璃制的第一光连接部件110A、延展性材料制的第二光连接部件120A以及将第一光连接部件110A与第二光连接部件120A垂直连接的定位结构。在该第一配置例中,第一光连接部件110A搭载于光IC基板30上,第二光连接部件120A以与第一光连接部件110A相对的状态被定位。需要说明的是,在以下的说明中,将各配置例的第一光连接部件和第二连接部件沿垂直方向或水平方向被定位的状态记为“嵌合状态”。
成为第一光连接部件110A的玻璃基板具备与第二光连接部件120A相对的第一基准面600a、配置于内部的多个光波导以及以向第一基准面600a上方突出的方式设置的突起部。需要说明的是,多个波导可以是埋入至第一光连接部件110A的玻璃基板的光纤,此外,也可以是在玻璃基板的内部直写出的折射率变化区域。在以下的说明中,仅将设于包括第一光连接部件110A在内的各种类型的第一光连接部件的多个光波导记为纤芯510。以向第一光连接部件110A的玻璃基板突出的方式设置的突起部是指粘接固定于设于玻璃基板的凹部的引导销150的露出部分。在以下的说明中,仅将设于包括第一光连接部件110A在内的各种类型的第一光连接部件的突起部记为引导销150。
另一方面,第二光连接部件120A是装配于光纤500的顶端部分的延展性材料制的插芯,延展性材料是具有与玻璃材料的热膨胀系数相比大致一致或小的热膨胀系数的耐热树脂、金属等。成为该第二光连接部件120A的插芯具有与第一光连接部件110A相对的第二基准面600b和供设于第一光连接部件110A的引导销150插入的凹部,在其内部收纳有光纤500的顶端部分。需要说明的是,光纤500的端面配置于第二基准面600b上。第二光连接部件120A的凹部是用于维持能收纳从第一光连接部件110A的第一基准面600a露出的引导销150的空间的结构,例如可以是贯通孔、槽等。在以下的说明中,将设于包括第二光连接部件120A在内的各种类型的第二光连接部件的凹部记为引导孔151。
此外,为了能应对灵活的弯曲形状,包括第二光连接部件120A在内的各种类型的第二光连接部件所保持的光纤500应用具有低弯曲损耗的光纤(以下记为“低弯曲损耗光纤”)。对低弯曲损耗光纤应用纤芯的光限制功能被强化了的光纤,例如,能通过使纤芯的折射率比一般的光纤中的纤芯的折射率高的结构、在纤芯与包层之间设有比包层的折射率低的折射率的沟槽层的折射率结构来实现。需要说明的是,为了维持遵照标准的光纤外径,通常在包层的外周设置护套层。
光纤500的组成被添加了用于针对二氧化硅玻璃来控制折射率的掺杂剂。具体而言,作为一个例子,中心纤芯由添加了二氧化锗(GeO2)的二氧化硅玻璃构成。位于纤芯外周的包层由纯二氧化硅玻璃或添加了氟的二氧化硅玻璃构成。护套层由纯二氧化硅玻璃构成。通过这样的光纤组成,能获得经济性和形状控制性良好的光纤。需要说明的是,护套层也可以包含氯(Cl),此外也可以不包含氯。中心纤芯也可以被同时添加GeO2和F。需要说明的是,为了提高光纤500的强度,在光纤500的制造阶段,可以将在玻璃部分的外周涂布碳涂层的方法、调整拉丝时的热过程来对玻璃部分的外周部分赋予压缩应变的方法等多个方法进行组合。
此外,如图2的最上段等所示,光纤500设有预先进行了加热的弯折部。可以在用于弯折部形成的加热方法中应用燃烧器、CO2激光、电弧放电、加热器等。CO2激光能容易地调整照射强度、照射范围、照射时间,因此,能进行弯折部的曲率分布的精密的控制。在CO2激光的一般波长10μm附近,玻璃材料是不透明的,因此,CO2激光的照射能量被玻璃材料的表层吸收,并通过再辐射和热传导进行传递。在CO2激光的功率过高的情况下,玻璃材料的表层温度急剧地上升至玻璃蒸发温度,因此无法维持玻璃的构件形状。因此,适当地调整CO2激光的照射功率,以使玻璃材料的表层不蒸发,并且加热区域的玻璃内部以一定时间上升至作业点以上的温度来去除玻璃内部的应变。光纤500的拉丝后的冷却速度可以小于等于10-4℃/秒。
作为本公开的光连接组件100的第二配置例,图2的第二段所示的光连接组件100B具备玻璃制的第一光连接部件110B、延展性材料制的第二光连接部件120B以及将第一光连接部件110B与第二光连接部件120B垂直连接的定位结构。在该第二配置例中,第二光连接部件120B搭载于光IC基板30上,第一光连接部件110B以与第二光连接部件120B相对的状态被定位。
成为第一光连接部件110B的玻璃基板装配于光纤500的顶端部分,在与第二光连接部件120B相对的第一基准面600a上配置有光纤500的端面和引导销150。另一方面,搭载于光IC基板30上的第二光连接部件120B设有与第一光连接部件110B相对的第二基准面600b以及将与光IC基板30相对的面与第二基准面600b衔接的开口部。第二光连接部件120B的开口部对用于使光信号在第一光连接部件110B与光IC的光输入输出部之间传播的空间进行定义,此外,在第二基准面600b上还设有对设于第一光连接部件110B的引导销150进行收纳的引导孔151。需要说明的是,第二光连接部件120B的延展性材料是具有与玻璃材料的热膨胀系数相比大致一致或小的热膨胀系数的耐热树脂、金属等。
作为本公开的光连接组件100的第三配置例,图2的第三段所示的光连接组件100C具备玻璃制的第一光连接部件110C、延展性材料制的第二光连接部件120C以及将第一光连接部件110C与第二光连接部件120C水平连接的定位结构。在该第三配置例中,第一光连接部件110C搭载于光IC基板30上,第二光连接部件120C以与第一光连接部件110C相对的状态被定位。
成为第一光连接部件110C的玻璃基板具备与第二光连接部件120C相对的第一基准面600a、配置于内部的多个纤芯510以及在第一基准面600a上设置的引导销150。需要说明的是,多个纤芯510从第一基准面600a沿着箭头S1所示的方向延伸。不过,纤芯510的第一端位于第一基准面600a上,但纤芯510的第二端远离配置有反射部152的玻璃基板的倾斜面。反射部152具有使在箭头S1所示的水平方向上传播的光向箭头S2所示的垂直方向反射或使在垂直方向上传播的光向水平方向反射的功能,是将纤芯510的第二端与光IC的光输入输出部光学连接的光学部件。需要说明的是,在倾斜面被设计为满足对在玻璃基板内的纤芯510中传播的信号光进行全反射的上表面的情况下,不需要反射部152。
另一方面,第二光连接部件120C是装配于光纤500的顶端部分的延展性材料制的插芯,延展性材料是具有与玻璃材料的热膨胀系数相比大致一致或小的热膨胀系数的耐热树脂、金属等。成为该第二光连接部件120C的插芯具有与第一光连接部件110C相对的第二基准面600b以及供设于第一光连接部件110C的引导销150插入的引导孔151,在其内部收纳有光纤500的顶端部分。需要说明的是,光纤500的端面配置于第二基准面600b上。第二光连接部件120C的引导孔151对从第一光连接部件110C的第一基准面600a露出的引导销150进行收纳。
作为本公开的光连接组件100的第四配置例,图2的最下段所示的光连接组件100D具备玻璃制的第一光连接部件110D、延展性材料制的第二光连接部件120D以及将第一光连接部件110D与第二光连接部件120D水平连接的定位结构。在该第四配置例中,第二光连接部件120D搭载于光IC基板30上,第一光连接部件110D以与第二光连接部件120D相对的状态被定位。
成为第一光连接部件110D的玻璃基板装配于光纤500的顶端部分,在与第二光连接部件120D相对的第一基准面600a上配置有光纤500的端面和引导销150。另一方面,搭载于光IC基板30上的第二光连接部件120D设有与第一光连接部件110D相对的第二基准面600b以及将与光IC基板30相对的面与第二基准面600b衔接的开口部。该开口部对在光纤500与光IC的光输入输出部之间传播的光的传播路径进行定义,反射镜153配置于传播路径上。反射镜153具有使在箭头S1所示的水平方向上传播的光向箭头S2所示的垂直方向反射或者使垂直方向的光向水平方向反射的功能。此外,在第二光连接部件120D的第二基准面600b上还设有对设于第一光连接部件110D的引导销150进行收纳的引导孔151。需要说明的是,第二光连接部件120D的延展性材料是具有与玻璃材料的热膨胀系数相比大致一致或小的热膨胀系数的耐热树脂、金属等。
在上述的第一排列例至第四排列例中的任一个中,第一光连接部件与第二光连接部件的嵌合状态都通过引导销150被插入至引导孔151直到第一基准面600a与第二基准面600b抵接为止来实现。
图3是分别表示本公开的光连接组件的第一构成例和第二构成例的图(图3中记为“光连接组件1”)。在图3的上段(图3中记为“第一构成例”)示出了图2的最上段所示的第一配置例的具体的构成。在图3的下段(图3中记为“第二构成例”)示出了图2的第三段所示的第三配置例的具体的构成。
图3的上段的第一构成例是图2的第一配置例的具体的构成。在该第一构成例中,光连接组件100A具备玻璃制的第一光连接部件110A、延展性材料制的第二光连接部件120A以及保持第一光连接部件110A与第二光连接部件120A的相对的位置关系的定位结构。
第一光连接部件110A搭载于光IC基板30上。设于第一光连接部件110A的玻璃基板内的纤芯510在第一端与光IC的光输入输出部光学耦合的状态下从与光IC的光输入输出部相对的面延伸至第一基准面600a。此外,在第一光连接部件110A的玻璃基板设有引导销150。另一方面,第二光连接部件120A装配于设有弯折部的光纤500的顶端部分,作为延展性材料制的插芯发挥功能。此外,在第二光连接部件120A设有供第一光连接部件110A的引导销150插入的引导孔151。光纤500的端面配置于第二光连接部件120A的与第一光连接部件110A相对的第二基准面600b上。由第一光连接部件110A的引导销150和第二光连接部件120A的引导孔151构成定位结构。
具备如上所述的结构的第一光连接部件110A和第二光连接部件120A通过引导销150被插入至引导孔151以被定位的状态被垂直连接。
图3的下段的第二构成例是图2的第三配置例的具体的构成。在该第二构成例中,光连接组件100C具备玻璃制的第一光连接部件110C、延展性材料制的第二光连接部件120C以及保持第一光连接部件110C与第二光连接部件120C的相对的位置关系的定位结构。
第一光连接部件110C搭载于光IC基板30上。设于第一光连接部件110C的玻璃基板内的纤芯510的第一端位于第一基准面600a上,第二端延伸至配置有反射部152的玻璃基板的倾斜面的跟前。反射部152通过将来自纤芯510的第二端的光朝向光IC的光输入输出部反射,此外,将来自光IC的光输入输出部的光朝向纤芯510的第二端反射,使纤芯510与光IC的光输入输出部光学耦合。需要说明的是,在第一光连接部件110C的玻璃基板设有引导销150。另一方面,第二光连接部件120C装配于光纤500的顶端部分,作为延展性材料制的插芯发挥功能。此外,在第二光连接部件120C设有供第一光连接部件110C的引导销150插入的引导孔151。光纤500的端面配置于第二光连接部件120C的与第一光连接部件110C相对的第二基准面600b上。由第一光连接部件110C的引导销150和第二光连接部件120C的引导孔151构成定位结构。
具备如上所述的结构的第一光连接部件110C和第二光连接部件120C通过引导销150被插入至引导孔151以被定位的状态被水平连接。
图4是表示本公开的光连接组件的第三构成例及其剖视图的图(图4中记为“光连接组件2”)。在图4的上段(图4中记为“第三构成例”)示出了图2的第二段所示的第二配置例的具体的构成。在图4的下段(图4中记为“I-I截面”)示出了沿着图4的上段所示的I-I线的光连接组件的截面结构。
图4的上段的第三构成例是图2的第二配置例的具体的构成。在该第三构成例中,光连接组件100E具备玻璃制的第一光连接部件110E、延展性材料制的第二光连接部件120E以及保持第一光连接部件110E与第二光连接部件120E的相对的位置关系的定位结构。
第一光连接部件110E粘接固定于装配于具有弯折部的光纤500的顶端部分的插芯300。光纤500的端面配置于该插芯300的端面上,光纤500与设于第一光连接部件110E的玻璃基板的内部的纤芯510光学连接。需要说明的是,第一光连接部件110E的纤芯510在第一端与光纤500光学耦合的状态下,从与插芯端面相对的面延伸至第一基准面600a。在第一光连接部件110E的玻璃基板设有引导销150。此外,在第一基准面600a中的引导销150之间即纤芯510的第二端所位于的区域粘接固定有具有与纤芯510一对一地对应的透镜面410的透镜阵列400。
另一方面,第二光连接部件120E搭载于光IC基板30上。第二光连接部件120E为了维持第一光连接部件110E的透镜阵列400的各透镜面410与光IC的光输入输出部光学耦合的空间,设有从与第一光连接部件110E相对的第二基准面600b朝向光IC延伸的开口部154。此外,在第二光连接部件120E的第二基准面600b上以隔着开口部154的方式设有供第一光连接部件110E的引导销150插入的引导孔151。由第一光连接部件110E的引导销150和第二光连接部件120E的引导孔151构成定位结构。
具备如上所述的结构的第一光连接部件110E和第二光连接部件120E通过引导销150被插入至引导孔151以被定位的状态被垂直连接。在图4的下段示出了包括第一光连接部件110E与第二光连接部件120E在光IC基板30上被垂直连接的光连接组件100E的第三构成例的剖视图。
如图4的下段所示,在第三构成例中,具有开口部154的第二光连接部件120E搭载于光IC基板30上,引导销150以第一基准面600a与第二基准面600b抵接的状态被插入至引导孔151。在引导销150被插入至引导孔151的状态下,实现第二光连接部件120E配置于光IC基板30上、第一光连接部件110E配置于第二光连接部件120E之上、进而插芯300配置于第一光连接部件110E之上的层叠结构。此时,粘接固定于第一光连接部件110E的玻璃基板的透镜阵列400和配置于光IC的光输入输出部的透镜155位于通过第二光连接部件120E的开口部154定义的空间内。透镜阵列400的透镜面410和光IC基板30的透镜155一对一地对应,分别作为准直透镜发挥功能。
图5是分别针对本公开的光连接组件的第一构成例和第三构成例示出第一光连接部件和第二光连接部件的组的具体的构成的图(图5中记为“光连接部件”)。在图5中,在上侧的两段(图5中记为“第一构成例”)示出了图3的上段所示的第一构成例的第一光连接部件和第二光连接部件各自的例子,在下侧的两段(图5中记为“第三构成例”)示出了图4的上段所示的第三构成例的第一光连接部件和第二光连接部件各自的例子。特别是,在最上段(图4中记为“第一光连接部件”)示出了应用于第一构成例的、由玻璃材料形成的第一光连接部件的组装工序。在第二段(图5中记为“第二光连接部件”)示出了应用于第一构成例的、由延展性材料形成的第二光连接部件的正面构成。在第三段(图4中记为“第一光连接部件”)示出了应用于第三构成例的第一光连接部件的组装工序。在最下段(图5中记为“第二光连接部件”)示出了应用于第三构成例的第二光连接部件的正面构成。
应用于图3的上段所示的第一构成例的第一光连接部件110A如图5的最上段所示那样被制造。即,在成为第一光连接部件110A的玻璃基板111形成有从第一基准面600a延伸至与光IC基板30相对的面的多个纤芯510。此外,在第一基准面600a形成有销插入口112,并且粘接固定有引导销150。即,在销插入口112与引导销150之间填充有粘接剂113,由此,引导销150设于第一光连接部件110A。
需要说明的是,在埋入光纤作为形成于成为第一光连接部件110A的玻璃基板111的内部的纤芯510的构成中,相对于玻璃基板111形成用于插入光纤的贯通孔。该贯通孔使用将光刻与RIE(Reactive Ion Etching:反应离子刻蚀)等干刻蚀组合的工艺、使用了激光的开孔技术来形成。不过,只要是能实现贯通孔的位置相对于规定的设计位置为小于等于1μm的误差,并且贯通孔的内径相对于目标内径为小于等于±1μm的玻璃开孔技术即可,可以应用任何技术。此外,设于玻璃基板111的光纤插入用的贯通孔也可以不相对于玻璃基板的第一基准面600a垂直。例如,如图2的最上段所示,以玻璃基板的第一基准面600a或该第一基准面600a与贯通孔所成的角度成为θ的方式,换言之,以贯通孔相对于第一基准面600a的法线方向以角度:90°-θ例如8°倾斜的方式形成贯通孔,由此,有效地减少与光IC的光输入输出部的连接界面上的反射。需要说明的是,形成于玻璃基板111的内部的纤芯510也可以是由于激光照射而产生了折射率变化的折射率变化区域。
引导销150的材料也可以是具有相对于玻璃基板111的热膨胀系数为10倍以下的热膨胀系数的材料。在将与玻璃材料的线膨胀系数有很大不同的构件的一部分作为引导销150设于玻璃基板111的情况下,在高温环境下向玻璃基板111插入时会在玻璃基板111产生应力。其结果是,玻璃基板111恐怕会破损。因此,能通过选择具有相对于玻璃材料的热膨胀系数为10倍以下的热膨胀系数的材料作为引导销150的材料来减少成为第一光连接部件110A的玻璃基板111的破损。
此外,如图5的最上段所示,引导销150在引导销150的一部分被插入至设于成为第一光连接部件110A的玻璃基板111的销插入口112的状态下粘接固定于玻璃基板111。需要说明的是,玻璃基板111的销插入口112的内径与引导销150的外径之差小于等于2μm即可,在销插入口112的内周与引导销150的外周之间填充有粘接剂113。假定在高温环境下使用,粘接剂113也可以是耐热粘接剂。能通过在玻璃基板111的销插入口112与引导销150之间设置间隙而将成为突起部的引导销150容易地设于玻璃基板111。需要说明的是,为了高精度地进行定位,玻璃基板111的销插入口112的内径与引导销150的外径之差可以小于等于2μm,也可以小于等于1μm。
而且,在成为第一光连接部件110A的玻璃基板111的内部埋入有光纤或形成有通过激光直写形成的折射率变化区域来作为纤芯510。如此,能通过将光纤固定于高精度地设于玻璃基板111的贯通孔或者在玻璃基板111的内部直接直写光波导来实现作为光传播区域的纤芯510的二维配置等灵活的配置图案。此外,通过在将光纤、光波导设于内部的玻璃基板111设置构成定位结构的一部分的引导销150,能不使玻璃基板111破损地安全地实现光IC基板30上的嵌合结构。
此外,应用于图3的上段所示的第一构成例的第二光连接部件120A具有图5的第二段所示的那样的结构。即,第二光连接部件120A作为装配于光纤500的顶端部分的插芯发挥功能,在与第一光连接部件110A的第一基准面600a相对的第二基准面600b上配置有光纤500的端面和供引导销150插入的引导孔151。需要说明的是,第二光连接部件120A的延展性材料也可以是具有大于等于1×10-6/K且小于等于7×10-6/K的线性热膨胀系数的、以金属为主要成分的材料。能通过选择金属作为第二光连接部件120A的材料来减少由引导销150的插入动作引起的破损。此时,由于要适用于在光IC基板30上的使用,因此,第二光连接部件120A的材料也可以是热膨胀系数与硅大致一致的金属。第二光连接部件120A的材料例如是具有小于等于5×10-6/K的线膨胀系数的Kovar、具有小于等于2×10-6/K的线膨胀系数的Invar、金属陶瓷复合材料等。
接着,应用于图4的上段所示的第三构成例的第一光连接部件110E如图5的第三段所示那样被制造。即,在成为第一光连接部件110E的玻璃基板111形成有从第一基准面600a延伸至与光IC基板30相对的面的多个纤芯510。此外,在第一基准面600a形成有销插入口112,并且粘接固定有引导销150。即,销插入口112与引导销150之间由粘接剂113填充,由此,引导销150设于第一光连接部件110A。该构成与上述的第一光连接部件110A的制造工序相同。不过,在应用于第三结构例的第一光连接部件110E中,在第一基准面600a上粘接固定有透镜阵列400。该透镜阵列400具有与设于玻璃基板111的内部的多个纤芯510一对一地对应的透镜面410。
需要说明的是,关于该第一光连接部件110E中的纤芯510的形成、引导销150的材料等,与上述的第一光连接部件110A的实例相同。此外,能通过将透镜阵列400适当地粘接于成为第一光连接部件110E的玻璃基板111,使来自设于玻璃基板111的内部的多个纤芯510的光向规定的光束进行变换并在空间中进行传播。在该情况下,如后文所述,无需在延展性材料制的第二光连接部件120E形成对光进行引导的光纤、光波导就能使光在空间中进行传播。
应用于图4的上段所示的第三构成例的第二光连接部件120E具有图5的最下段所示那样的结构。如上所述,在该第二光连接部件120E设有对用于使来自第一光连接部件110E的纤芯510的光传播的空间进行定义的开口部154。该开口部154包围光IC的光输入输出部,在光IC的光输入输出部配置有透镜155。此外,第二光连接部件120E以隔着开口部154的方式设有引导孔151。需要说明的是,第二光连接部件120E的材料应用与上述的第二光连接部件120A同样的材料。
图6是表示本公开的光连接组件的第四构成例及其主视图的图(图6中记为“光连接组件3”)。在图6的上段(图6中记为“第四构成例”)示出了对图3的上段所示的第一构成例赋予了用于使光连接状态稳定的结构的第四构成例。在图6的下段(图6中记为“主视图”)示出了在从图6的上段所示的箭头A所示的方向观察时的第四构成例的主视图。
图6的上段的第四构成例包括图3的上段所示的整个第一构成例。不过,除了第一构成例之外,该第四构成例还具备用于维持第一光连接部件110A与第二光连接部件120A的嵌合状态的结构。这样的嵌合状态的维持通过夹持构件700来实现。
即,在该第四构成例中,光连接组件100A具备玻璃制的第一光连接部件110A、延展性材料制的第二光连接部件120A以及保持第一光连接部件110A与第二光连接部件120A的相对的位置关系的定位结构。搭载于光IC基板30上的第一光连接部件110A在其玻璃基板内设有纤芯510,并且在第一基准面600a上设有引导销150。另一方面,设于光纤500的顶端部分的第二光连接部件120A设有供第一光连接部件110A的引导销150插入的引导孔151,并且光纤500的端面配置于第二基准面600b上。由第一光连接部件110A的引导销150和第二光连接部件120A的引导孔151构成定位结构。具备这样的结构的第一光连接部件110A和第二光连接部件120A通过引导销150被插入至引导孔151以被定位的状态被垂直连接。
然而,第一光连接部件110A的引导销150以能拆装的状态嵌合于第二光连接部件120A的引导孔151。在该情况下,引导销150在使用中也可能会无意地从引导孔151脱落。因此,该第四构成例具备夹持构件700作为用于维持第一光连接部件110A与第二光连接部件120A的嵌合状态的结构。
夹持构件700具有:主体730,一边对第二光连接部件120A赋予施加力一边抓持第二光连接部件120A;钩部720,设于主体730的两端;以及缓冲构件710,用于保护所抓持的第二光连接部件120A的表面。
主体730形成为U字状。更具体而言,主体730具有沿第一方向A1形成的第一部分731和沿第二方向A2形成的一对第二部分732。第二方向A2与第一方向A1交叉(在本例中为正交)。第一部分731和一对第二部分732分别形成为长方形板状。第一部分731的长尺寸方向沿着第一方向A1。第二部分732的长尺寸方向沿着第二方向A2。各第二部分732的第二方向A2上的第一端部连接于第一部分731的第一方向A1上的对应的端部。钩部720设于各第二部分732的第二方向A2上的与第一端部不同的第二端部(未连接于第一部分731的端部)。
如图6的下段所示,第一光连接部件110A具有台阶部450,该台阶部450与钩部720一对一地对应设置,在主体730抓持第二光连接部件120A的状态下供钩部720抵接。第一光连接部件110A与第二光连接部件120A的嵌合状态通过引导销150被插入至引导孔151直到第一光连接部件110A的第一基准面600a与第二光连接部件120A的第二基准面600b抵接为止来实现。此时,抓持第二光连接部件120A的夹持构件700的钩部720嵌入至第一光连接部件110A的台阶部450,从而第一光连接部件110A与第二光连接部件120A的嵌合状态被稳定地维持。
第一部分731具有在主体730抓持第二光连接部件120A的状态下与第二光连接部件120A相对的表面731a。缓冲构件710配置于表面731a。从夹持构件700的主体730的上部起到钩部720为止的长度(从第二部分732的第一端部起到钩部720为止的长度)比缓冲构件710的厚度、第二光连接部件120A的厚度以及从第一光连接部件110A的第一基准面600a起到台阶部450为止的厚度的合计短。在主体730抓持第二光连接部件120A的状态下,缓冲构件710与第二光连接部件120A的表面接触。由于缓冲构件710的厚度缩小而产生施加力。缓冲构件710的杨氏模量可以大于等于100MPa且小于等于40GPa。缓冲构件710的杨氏模量能通过重锤载荷法和音叉式测定法等来进行测定。
图7是表示本公开的光连接组件的第五构成例及其主视图的图(图7中记为“光连接组件4”)。在图7的上段(图7中记为“第五构成例”)示出了对图4的上段所示的第三构成例赋予了用于使光连接状态稳定的结构的第五构成例。在图7的下段(图7中记为“主视图”)示出了在从图7的上段所示的箭头A所示的方向观察时的第五构成例的主视图。
图7的上段的第五构成例包括图4的上段所示的整个第三构成例。不过,除了第三构成例之外,该第五构成例还具备用于维持第一光连接部件110E与第二光连接部件120E的嵌合状态的结构。这样的嵌合状态的维持通过夹持构件700来实现。
即,在该第五构成例中,光连接组件100E具备玻璃制的第一光连接部件110E、延展性材料制的第二光连接部件120E以及保持第一光连接部件110E与第二光连接部件120E的相对的位置关系的定位结构。第一光连接部件110E粘接固定于装配于光纤500的顶端部分的插芯300。此外,第一光连接部件110E在内部设有纤芯510,在第一基准面600a粘接固定有引导销150和具有透镜面410的透镜阵列400。另一方面,第二光连接部件120E搭载于光IC基板30上。第二光连接部件120E设有开口部154,以隔着开口部154的方式在第二基准面600b上设有引导孔151。由第一光连接部件110E的引导销150和第二光连接部件120E的引导孔151构成定位结构。
在该第五构成例中也与上述的第四构成例同样地,第一光连接部件110E的引导销150以能拆装的状态嵌合于第二光连接部件120E的引导孔151。在该情况下,引导销150在使用中也有可能无意地从引导孔151脱落。因此,该第五构成例具备夹持构件700作为用于维持第一光连接部件110E与第二光连接部件120E的嵌合状态的结构。
夹持构件700具有:主体730,一边对粘接固定于插芯300的第一光连接部件110E赋予施加力一边抓持第一光连接部件110E;钩部720,设于主体730的两端;以及缓冲构件710,用于保护所抓持的第一光连接部件110E的表面。另一方面,如图7的下段所示,第二光连接部件120E具有台阶部460,该台阶部460与钩部720一对一地对应设置,在主体730抓持第一光连接部件110E的状态下供钩部720抵接。第一光连接部件110E与第二光连接部件120E的嵌合状态通过引导销150被插入至引导孔151直到第一光连接部件110E的第一基准面600a与第二光连接部件120E的第二基准面600b抵接为止来实现。此时,抓持第二光连接部件120E的夹持构件700的钩部720嵌入至第一光连接部件110E的台阶部460,从而第一光连接部件110E与第二光连接部件120E的嵌合状态被稳定地维持。
在该例子中,第一部分731的表面731a在主体730抓持第一光连接部件110E的状态下与第一光连接部件110E相对。缓冲构件710配置于表面731a。从夹持构件700的主体730的上部起到钩部720为止的长度(从第二部分732的第一端部起到钩部720为止的长度)比缓冲构件710的厚度、第一光连接部件110E的厚度以及从第二光连接部件120E的第二基准面600b起到台阶部460为止的厚度的合计短。在主体730抓持第一光连接部件110E的状态下,缓冲构件710与第一光连接部件110E的表面接触。由于缓冲构件710的厚度缩小而产生施加力。缓冲构件710的杨氏模量可以大于等于100MPa且小于等于40GPa。缓冲构件710的杨氏模量能通过重锤载荷法和音叉式测定法等来进行测定。
需要说明的是,在将从第一基准面600a起到透镜阵列400的透镜面410为止的距离设为L1、将从第一基准面600a起到引导销150的顶端为止的距离设为L2以及将在夹持构件700抓持第一光连接部件110E的状态下从第一基准面600a起到钩部720为止的距离设为L3时,为了避免上述那样的第一光连接部件110E的破损,可以满足L1<L2<L3的关系。
图8是表示作为本公开的光连接组件的第一构成例、第二构成例或第四构成例的插芯发挥功能的第二光连接部件的变形例的图(图8中记为“第二光连接部件”)。在图8的上段(图8中记为“第一变形例”)示出了图2、图3、图5等所示的第二光连接部件的第一变形例。在图8的下段(图8中记为“第二变形例”)示出了图2、图3、图5等所示的第二光连接部件的第二变形例。在上述第一构成例、第二构成例或第四构成例中,玻璃制的第一光连接部件配置于光IC基板,另一方面,延展性材料制的第二光连接部件相对于第一光连接部件配置于与光IC基板相反的一侧。
在图8的上段和下段所示的各例子中,第二光连接部件由不同的延展性材料的构件构成。特别是,图8的上段所示的第二光连接部件的例子例如具备具有与第一构成例的第二光连接部件120A相同的结构的插芯部分350以及包围包括第二基准面600b的插芯部分350的顶端部分的金属框800。需要说明的是,在图8的上段的例子中,光纤500的端面配置于由以金属为主要成分的金属框800包围的第二基准面600b上,并且以隔着这些端面的方式设有引导孔151。
金属框800的材料是具有小于等于1×10-6/K且大于等于7×10-6/K的线性热膨胀系数的、以金属为主要成分的材料即可。具体而言,金属框800的材料是热膨胀系数与硅大致一致的金属即可,例如可以应用具有小于等于5×10-6/K的线膨胀系数的Kovar、具有小于等于2×10-6/K的线膨胀系数的Invar、金属陶瓷复合材料等。以金属为主要成分的材料包含30%以上的金属。能通过选择金属作为第二光连接部件的材料来减少由引导销的插入动作引起的破损。另一方面,插芯部分350的材料也可以是具有小于等于3×10-5/K的线性热膨胀系数的树脂材料。插芯部分350的材料例如可以应用具有小于等于1×10-5/K的线膨胀系数的液晶聚合物、具有小于等于2.5×10-5/K的线膨胀系数的PPS。
此外,在第二光连接部件具备由树脂部分和金属部分构成的双重结构的情况下,供引导销150插入的引导孔151可以设于树脂部分,也可以设于金属部分。在图8的下段示出了引导孔151装配于光纤500的顶端部分的插芯部分360被金属框810以使第二基准面600b露出的状态包围的第二光连接部件的例子。光纤500配置于第二基准面600b上,另一方面,引导孔151设于金属框810。
如图8的上段和下段所示的各例子那样,对包围插芯部分350、360的顶端部分的框应用具有与硅的热膨胀系数一致或接近的热膨胀系数的、以金属为主要成分的材料。因此,树脂制的插芯部分350、360的热变形减少,由引导销150的插入动作引起的破损减少。需要说明的是,插芯部分350、360的树脂材料的热膨胀系数比硅的热膨胀系数大,因此,在直接粘接于光IC基板的硅的情况下,恐怕会发生剥离等。因此,在应用图8的上段和下段所示的第二光连接部件的光连接组件的构成例中,在光IC基板上配置有第一光连接部件。在该情况下,通过使引导销150插入至设于树脂制的插芯部分350或金属框810的引导孔151,在受热的影响大的光IC基板上也能实现稳定的嵌合结构。
附图标记说明:
10:光通信模块;
20:通信用LSI;
30:光IC基板;
40:电气布线;
100、100A、100B、100C、100D、100E:光连接组件;
110A、110B、110C、110D、110E:第一光连接部件;
111:玻璃基板;
112:销插入口;
113:粘接剂;
120A、120B、120C、120D、120E:第二光连接部件;
150:引导销;
151:引导孔;
152:反射部;
153:反射镜;
154:开口部;
155:透镜;
300:插芯;
350、360:插芯部分;
400:透镜阵列;
410:透镜面;
450:台阶部;
460:台阶部;
500:光纤;
510:纤芯;
600a:第一基准面;
600b:第二基准面;
700:夹持构件;
710:缓冲构件;
720:钩部;
730:主体;
731:第一部分;
731a:表面;
732:第二部分;
800、810:金属框;
A、S1、S2:箭头。

Claims (14)

1.一种光连接组件,具备:
第一光连接部件,包括由玻璃材料形成的基板;
第二光连接部件,由延展性材料形成;以及
定位结构,保持所述第一光连接部件与所述第二光连接部件之间的相对的位置关系,
所述定位结构具有设于所述第一光连接部件的突起部和设于所述第二光连接部件的凹部,
所述突起部以能拆装的状态插入至所述第二光连接部件的所述凹部。
2.根据权利要求1所述的光连接组件,其中,
所述突起部由具有相对于所述玻璃材料的热膨胀系数为10倍以下的热膨胀系数的材料形成。
3.根据权利要求1或2所述的光连接组件,其中,
所述突起部由引导销构成,其中,所述引导销在该引导销的一部分插入至设于所述第一光连接部件的凹部的状态下粘接固定于所述第一光连接部件。
4.根据权利要求3所述的光连接组件,其中,
所述第一光连接部件的所述凹部的内径与所述引导销的外径之差小于等于2μm,在所述第一光连接部件的所述凹部的内周与所述引导销的外周之间填充有粘接剂。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的光连接组件,其中,
所述第一光连接部件包括一个以上的光波导,
所述光波导分别包括埋入至所述第一光连接部件的内部的光纤或形成于所述内部的折射率变化区域。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的光连接组件,其中,
所述延展性材料是具有大于等于1×10-6/K且小于等于7×10-6/K的线性热膨胀系数的、以金属为主要成分的材料。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的光连接组件,其中,
所述第一光连接部件配置于光集成电路IC基板,
所述第二光连接部件相对于所述第一光连接部件配置于与所述光IC基板相反的一侧,
所述第二光连接部件的一部分包含作为所述延展性材料的、具有小于等于3×10-5/K的线性热膨胀系数的树脂材料。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的光连接组件,其中,
所述光连接组件具有配置于与所述第二光连接部件相对的基准面上的透镜结构。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的光连接组件,其中,
所述光连接组件具备维持所述突起部被插入至所述第二光连接部件的所述凹部的状态的夹持构件,
所述夹持构件具有:主体,一边对所述第二光连接部件赋予施加力一边抓持所述第二光连接部件;以及钩部,设于所述主体的两端,
所述第一光连接部件具有台阶部,所述台阶部与所述钩部一对一地对应设置,在所述主体抓持所述第二光连接部件的状态下供所述钩部抵接。
10.根据权利要求9所述的光连接组件,其中,
所述主体具有沿第一方向形成的第一部分和沿与所述第一方向交叉的第二方向形成的一对第二部分,
各所述第二部分的所述第二方向上的第一端部连接于所述第一部分的所述第一方向上的对应的端部,
所述钩部设于各所述第二部分的所述第二方向上的与所述第一端部不同的第二端部。
11.根据权利要求10所述的光连接组件,其中,
所述夹持构件具有缓冲构件,
所述第一部分具有在所述主体抓持所述第二光连接部件的状态下与所述第二光连接部件相对的表面,
所述缓冲构件配置于所述表面。
12.根据权利要求1~8中任一项所述的光连接组件,具备:
夹持构件,维持所述突起部被插入至所述第二光连接部件的所述凹部的状态;以及
透镜阵列,配置于所述第一光连接部件的与所述第二光连接部件相对的基准面上,
所述夹持构件具有:主体,一边对所述第一光连接部件赋予施加力一边抓持所述第一光连接部件;以及钩部,设于所述主体的两端,
所述第二光连接部件具有台阶部,所述台阶部与所述钩部一对一地对应设置,在所述主体抓持所述第一光连接部件的状态下供所述钩部抵接。
13.根据权利要求12所述的光连接组件,其中,
所述主体具有沿第一方向形成的第一部分和沿与所述第一方向交叉的第二方向形成的一对第二部分,
各所述第二部分的所述第二方向上的第一端部连接于所述第一部分的所述第一方向上的对应的端部,
所述钩部设于各所述第二部分的所述第二方向上的与所述第一端部不同的第二端部。
14.根据权利要求13所述的光连接组件,其中,
所述夹持构件具有缓冲构件,
所述第一部分具有在所述主体抓持所述第一光连接部件的状态下与所述第一光连接部件相对的表面,
所述缓冲构件配置于所述表面。
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