[发明专利]具有精确对齐零件的基于透镜的连接器组件及其制造方法

说明书

公开了基于透镜的光学连接器组件及其制造方法。在一个实施方式中，基于透镜的连接器组件包括基于玻璃的光学基板，所述基于玻璃的光学基板包括在所述光学基板内的至少一个光学元件；和位于所述基于玻璃的光学基板的边缘处的至少一个对齐零件，其中所述至少一个对齐零件位于相对于所述至少一个光学元件沿着x方向和y方向的预定位置的0.4μm内。所述基于透镜的光学连接器组件进一步包括连接器元件，所述连接器元件包括具有内表面的凹槽，所述内表面具有至少一个连接器对齐零件。所述基于玻璃的光学基板放置于所述凹槽内，使得所述基于玻璃的光学基板的至少一个对齐零件啮合所述至少一个连接器对齐零件。

相关申请

本申请主张于2020年1月31日递交的美国申请号No.16/778,000的优先权权益，依赖其内容并通过引用将其内容作为整体并入本文中。

技术领域

本公开内容大体上涉及光学连接，且更具体地涉及具有通过激光工艺制造的对齐零件的基于透镜的连接器组件。

背景技术

光学通信的优势包括极宽的带宽和低噪声操作。由于这些优点，光纤正越来越多地用于各种应用，包括但不限于，宽带语音、视频、和数据传输。连接器通常用于数据中心和电信系统中，以向机架安装的设备提供服务连接并提供机架间的连接。

数据中心中的光学互连使用包含数百或数千根光纤的电缆，这些光纤被拉伸穿过管道长达2km。这些光学互连通常在它们被接合至更短长度的光纤(预先已在工厂组装至连接器)之前就被安装在管道中。通过熔融接合将如此大量的光纤连接成尾纤(pigtails)(例如，3,456根)通常产生光学损耗非常低的接点，但其因工作的复杂性、工艺的水平、和需要的长加工时间而昂贵。熔融接合也可产生偶发的高损耗连接。

可得到以12、16、24、或32根单模纤维围绕精确注塑孔阵列构建的多纤维连接器，但具有更多纤维的连接器提出了极大的技术挑战。这种挑战之一是需要具有精确纤维阵列，在其中大量的纤维(例如，96或更多根)被固定在精确位置中，位置误差小于1μm。这超出了用于当前商用产品的连接器模塑工艺的能力。

另一项挑战涉及需要确保配对的高纤维数量连接器中的每个纤维对之间的正接触。这通常通过将所有成品纤维的高度保持在相对于套圈端面表面的亚微米精度并施加配对力以弹性地适应任何剩余误差来实现。增加纤维的数量需要在大阵列上不可实现的精确纤维突起和不可接受的高轴向力以成功配对，这使得这些要求超出了当前连接器设计和制造的范围。

可能需要用于将大量光纤光学耦接在一起的替代结构和方法。

发明内容

在一个实施方式中，基于透镜的连接器组件包括基于玻璃的光学基板，所述基于玻璃的光学基板包括在所述光学基板内的至少一个光学元件；和位于所述基于玻璃的光学基板的边缘处的至少一个对齐零件，其中所述至少一个对齐零件位于相对于所述至少一个光学元件沿着x方向和y方向的预定位置的0.4μm内。所述基于透镜的光学连接器组件进一步包括连接器元件，所述连接器元件包括具有内表面的凹槽，所述内表面具有至少一个连接器对齐零件。所述基于玻璃的光学基板设置在所述凹槽内，使得所述基于玻璃的光学基板的至少一个对齐零件与所述至少一个连接器对齐零件啮合。

在另一实施方式中，制造基于玻璃的光学基板的方法包括通过将激光光束施加至玻璃片材而在所述玻璃片材内形成至少一个激光损伤区域。所述至少一个激光损伤区域至少部分地限定至少一个对齐零件，并且所述至少一个激光损伤区域位于相对于所述至少一个光学元件沿着x方向和y方向的预定位置的0.4μm内。所述方法进一步包括在蚀刻液中蚀刻所述玻璃片材以移除一部分所述基于玻璃的光学基板，由此限定所述至少一个对齐零件。所述方法也包括从所述玻璃片材单体化至少一个基于玻璃的光学基板，使得所述至少一个对齐零件位于所述基于玻璃的光学基板的边缘处。