相關申請的交叉引用

本申請要求于2012年3月5日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/606，885的優(yōu)先權，其全文通過引用方式并入于此。下述指出的所有的公開通過引用方式并入于此。

技術領域

本發(fā)明涉及光纖信號傳輸，尤其一種用于物理地以及光學地耦合光纖的裝置，用于指定各光信號路徑。

背景技術：

鑒于用于現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜找嬖黾拥膸捫枨?例如，用于高清晰視頻數(shù)據(jù))，光纖信號傳輸在數(shù)據(jù)通信中變得無處不在。光信號通過光纖和相關連接件以及交換器的網(wǎng)絡在光纖上被傳輸。對于給定的物理尺寸/空間，所述光纖與銅線相比展示了明顯更高的帶寬數(shù)據(jù)傳輸能力以及更低的信號損失。

在光纖信號傳輸中，除了其終止端之外，光信號和電信號的轉化在光纖上發(fā)生。具體地，在光纖的輸出端，來自光纖的光線通過轉換接收器被探測到并且轉化為電信號用于下游進一步的數(shù)據(jù)處理(即光至電的轉化)。在光纖的輸入端，電信號通過轉換發(fā)射器被轉化為要輸入光纖中的光(即電至光的轉化)。

為了耦合光纖的輸入/輸出至發(fā)射器/接收器，需要例如透鏡的光學元件以平行和/或聚焦來自光源(例如，激光)的光線在光纖的輸入端，并且用以準直和/或聚焦來自光纖輸出端的光線進入光敏二極管探測器。為了獲得可接受的信號水平，光纖必須以高公差被精確地對齊至發(fā)射器和接收器，以使光纖相對于發(fā)射器和接受器被精確地對齊至所支撐的各光學元件。在過去，鑒于實現(xiàn)所需的光學對準需要的內部光學元件以及結構，發(fā)射器和接收器設置有具有連接端口的耦合結構，光纖使用終止光纖的連接器耦合到所述連接端口。鑒于光纖是易碎的，其在物理連接至發(fā)射器和接收器結構期間和之后必須小心輕放。因此，所述發(fā)射器和接收器以及具有連接端口的相關結構一般是笨重的，其占用大量空間，從而使它們不適合使用在更小的電子裝置中。至今為止，用于光纖以及發(fā)射器和接收器的耦合結構對于給定端口數(shù)一般非常昂貴并且尺寸較大。

在多通道光纖傳輸中，上述提到的光纖數(shù)據(jù)傳輸存在的缺點被加重。光纖相對于發(fā)射器和接收器的連接和光學對準必須被裝配，并且各部件必須以亞微米級精度組裝。好像具有這樣的精密水平的各部件不夠挑戰(zhàn)性一樣，為了經(jīng)濟地生產所述各部件，其應該在全自動、高速度工藝中完成。

所需的是改進的結構用于光纖的物理地以及光學地耦合輸入/輸出，其在降低成本的情況下，提高可制造性、易用性、功能性以及可靠性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種耦合裝置，其用于物理地以及光學地耦合光纖的輸入/輸出端以指定光信號的路徑。所述裝置可被實施用于物理地以及光學地耦合光纖至光學接收器和/或發(fā)射器，其在降低成本的情況下，提高可制造性、易用性以及可靠性，從而克服了現(xiàn)有技術結構的許多缺陷。

根據(jù)本發(fā)明，所述耦合裝置包括結構化表面，其作為光學元件，此光學元件通過反射(其也可包括入射光的偏轉與衍射)指引光線至/來自光纖的輸入/輸出端。所述耦合裝置還包括光纖保持結構，其相對于結構化反射表面牢固地和準確地對齊光纖。在一實施例中，所述光纖保持結構包括至少一個凹槽(或者一個或者更多的凹槽)，其以光纖的端部以確定的距離至并且對齊于結構化反射表面的方式積極地容納光纖。結構化反射表面的位置與方向相對于光纖保持結構是固定的。在一實施例中，所述光纖保持結構以及結構化反射表面被限定在耦合裝置的同一(例如，單塊)結構上。在一替代性實施例中，光纖保持結構以及結構化反射表面被限定在分離式結構上，該分離式結構被連接在一起以形成耦合裝置。

所述結構化反射表面可構造成平面、凹面或者凸面。在一實施例中，結構化反射表面具有鏡面加工的光滑表面。其可被反光的紋理表面代替。所述結構化反射表面可具有統(tǒng)一的表面特征，或者不同的表面特征，例如不同的平滑度和/或不同程度的紋理，或者光滑面和紋理表面的不同區(qū)域的組合來制成結構化反射表面。所述結構化反射表面可有一表面輪廓和/或光學特征，其對應于至少一個下述等價的光學元件：鏡子、聚焦透鏡、發(fā)散透鏡、衍射光柵，或者上述的組合。所述結構化反射表面可有多于一個的區(qū)域，其對應于不同的等價光學元件(例如，發(fā)散環(huán)形區(qū)域包圍的聚焦中心區(qū)域)。在一實施例中，結構化反射表面被限定在不能穿過表面?zhèn)鬏敼饩€的不透明材料上。

在本發(fā)明的一方面，結構化反射表面以及光纖保持結構被開放式結構限定，此開放式結構適于批量生產工藝，例如沖壓，其是低成本、高產量工藝。在一實施例中，所述結構化反射表面以及各光纖保持凹槽通過沖壓金屬材料形成。在一實施例中，所述金屬材料可被選為具有高剛度(例如，不銹鋼)、化學惰性(例如，鈦)、高溫度穩(wěn)定性(鎳合金)、低熱膨脹性(例如，殷鋼(Invar))，或者被選為匹配熱膨脹至其他的材料(例如用于匹配玻璃的柯伐鐵鎳鈷合金(Kovar))。可替代地，所述材料可為硬塑料或其他硬聚合材料。

在一實施例中，所述耦合裝置可被連接至光學發(fā)射器和/或接收器，耦合裝置的結構化反射表面對齊于發(fā)射器中的光源(例如，激光)或者對齊于接收器中的探測器(例如，光敏二極管)。所述發(fā)射器/接收器可被不透氣地密封至耦合裝置。所述發(fā)射器/接收器可設置有導電接觸墊，其用于電連接至外部電路。鑒于固定的結構化反射表面以及光纖保持結構通過對齊發(fā)射器中的光源或者接收器中的光探測器至耦合裝置中的結構化反射表面的方式被精確的限定在同一耦合裝置上，光源/探測器將被精確的對齊至光纖的輸入/輸出端。在一實施例中，精確對準發(fā)射器/接收器至耦合裝置的方法包括疊加設置在發(fā)射器/接收器以及耦合裝置上的互補對準標記。

在本發(fā)明的另一方面，光纖被構建為主動式光纜(active optical cable，AOC)，其是在現(xiàn)有技術中公知的光纜用以在光纖的一個終端設有用于電至光的轉化的發(fā)射器，并且在光纖的另一個終端設有用于光至電的轉化的接收器。

根據(jù)本發(fā)明所述的耦合裝置克服了現(xiàn)有技術中許多不足，其以低環(huán)境敏感性提供易用性和高可靠性，并且其能夠以低成本制造。發(fā)明的耦合裝置可以被構造成支撐單一或多個光纖，用于光輸入、光輸出或者以上兩者(用于雙向數(shù)據(jù)通訊)。

附圖說明

為了更全面的理解本發(fā)明的性質以及優(yōu)點，和優(yōu)選使用模式，應結合附圖參照下述具體實施方式。在下述附圖中，遍及附圖的相同或相似的部件采用相同的附圖標記。

圖1是在光纖上數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉嬙斓氖疽鈭D，其中實施本發(fā)明的耦合裝置。

圖2是示出在光纖的輸入端的光學照明模式的示意圖。

圖3是示出在光纖的輸出端的光學照明模式的示意圖。

圖4是示出在輸入端以及輸出端的結構化反射表面上照明的足跡的示意圖。

圖5A-5C是示出了用具有光滑平面的球形沖頭形成平面鏡的示意圖。

圖6是用于沖壓耦合裝置中的凹槽和結構化反射表面輪廓的沖頭幾何形狀的透視圖。

圖7A是沿光纖的縱向軸的剖面圖；

圖7B是其透視截面圖。

圖8A是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的完整的發(fā)射器/接收器模塊的透視圖；

圖8B是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的發(fā)射器的透視圖；

圖8C是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的接收器的透視圖。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的主動式光纜(AOC)的透視圖。

圖10A是具有對準標記的耦合裝置的另一實施例；

圖10B是發(fā)射器/接收器的另一實施例。

圖11A-11C根據(jù)本發(fā)明的一實施例示意性的示出了裝配臺以及包括對準的裝配過程。

具體實施方式

本發(fā)明在下面參照參考附圖的多個實施方式進行描述。雖然本發(fā)明按照用以實現(xiàn)本發(fā)明的目的的最佳方式進行說明，本領域技術人員應該理解的是，變化可以鑒于這些教導實現(xiàn)而不偏離本發(fā)明精神或范圍。

本發(fā)明提供一種耦合裝置，其用于物理地及光學地耦合光纖的輸入/輸出端用以指定光學信號的路徑。此裝置可被實施用于物理地和光學地耦合光纖至光學接收器和/或發(fā)射器，其在降低成本的情況下，提高了可制造性、易用性和可靠性，從而克服了現(xiàn)有技術結構的多個缺陷。根據(jù)本發(fā)明，所述耦合裝置包括結構化表面，其作為通過反射(其也可以包括入射光的偏轉及衍射)指引光線至/來自光纖的輸入/輸出端的光學元件。

圖1示意性的示出了用于在光纖上傳輸信息的數(shù)據(jù)鏈的構造，其中實施本發(fā)明所述的耦合裝置。為簡單起見，圖1中僅包括一些基本的元件以解釋本發(fā)明。

在圖1中，光纖10的終止端部(輸入端17以及輸出端19是包層暴露的裸露部分，其沒有保護緩沖及套層11)指向結構化反射表面12以及14。具有光源(例如，激光，像VCSEL-垂直腔表面發(fā)射激光器)的發(fā)射器16將電信號轉化為光信號。發(fā)射器的平行光輸出指向根據(jù)本發(fā)明所述的耦合裝置的結構化反射表面12，其將光線聚焦在光纖10的輸入端17上。光信號通過光纖10被傳輸，并且輸出至根據(jù)本發(fā)明所述的另一耦合裝置的結構化反射表面14，其將輸出的光線聚焦至接收器18中的光學探測器(例如，PIN光敏二極管)。所述接收器將光信號轉化為電信號。通過適當?shù)恼{制輸入至發(fā)射器16的電信號，數(shù)據(jù)經(jīng)由在光纖10上的光信號被傳輸，并且在接收器18處對應于輸入數(shù)據(jù)恢復為電信號。

在所示實施例中，所述光纖可以是50/125漸變折射率(graded index)光纖，其具有0.2+/-0.015的數(shù)值孔徑(NA)。結構化反射表面12及14被配置成凹透鏡，其具有不超過250μm的孔徑寬度以匹配在帶狀光纜中兩光纖之間的標準節(jié)。凹透鏡的光軸與光纖10的軸線對齊。所述光纖的端部17和19(平端面或角度拋光端面)距各自的結構化反射表面12和14大概為0.245mm的有效距離(沿光軸)。發(fā)射器16中的光源以及接收器18中的光學探測器距各自的結構化反射表面12和14大概為0.1mm的有效距離(沿光軸)。所述光源可以是VCSEL，其具有850nm的波長，6mW的光輸出功率，以及20至30度的光束發(fā)散度。所述光學探測器可為PIN光敏二極管，其具有大約為70μm直徑的有效面積。

圖2及圖3分別進一步示意性的示出了光纖10的輸入及輸出端的光學照明模式。

圖4示意性的示出了在結構化反射表面12及14上照明的足跡。被這些反射表面限定的凹透鏡具有相同的形狀，但是兩透鏡的尺寸被在輸出/接收器端透鏡上的更大的光斑尺寸設置。在圖示的示例中，所述透鏡可以是170μm，其在輸入/發(fā)射器(Tx)端的光斑尺寸為64μm，并且在輸出/接收器(Rx)端光斑尺寸為108μm。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述結構化反射表面可通過精密沖壓金屬材料形成。圖5A-5C示意性的示出了用具有拋光平面的球形沖頭的平面鏡的形成。精密沖壓工藝以及裝置已在美國專利號7,343,770中公開，其共同轉讓給本發(fā)明的受讓人。該發(fā)明全文通過引用方式被并入本文。在那里公開的工藝以及沖壓裝置可適用于精密沖壓本發(fā)明的耦合裝置的特征(包括結構化反射表面以及在下文公開的光纖保持結構)。所述沖壓工藝以及系統(tǒng)能夠以至少1000nm的公差生產部件。

參照圖7，在本發(fā)明的另一方面中，所述耦合裝置包括光纖保持結構，其牢固地并且準確地相對于結構化反射表面13對齊光纖10。在本發(fā)明的其他方面，結構化反射表面以及光纖保持結構被開放式結構限定，此開放式結構適于批量生產工藝，例如沖壓，其是低成本、高產量的工藝。圖7A是沿光纖10的縱向軸獲取的剖面圖。圖7B是沿光纖10的縱向軸獲取的剖面透視圖。在圖示實施例中，光纖保持結構包括凹槽22，其以光纖10的端部至結構化反射表面13有一定的距離并且與此結構化反射表面對齊的方式積極地容納光纖。結構化反射表面13的位置及方向相對于光纖保持結構固定。在圖示實施例中，所述光纖保持結構以及結構化反射表面限定在耦合裝置的同一(例如，整體)基座26上。在可替代實施例中(未示出)，所述光纖保持結構以及結構化反射表面限定在分離式結構上，其連接在一起以形成耦合裝置。凹槽22有區(qū)段24，其限定在光纖10的端面15之間的空間。在圖示實施例中，此區(qū)段24除了如凹槽22的剩余區(qū)段的淺底之外具有相似的寬度。此區(qū)段24限定肩部27，其提供光纖10的端面13的一部分(端部)與其抵接的止動件。因此，沿光軸的距離(例如245μm)被限定在端面15與結構化反射表面13之間。在圖示的實施例中，光纖被完全容納在凹槽22中，光纖22的外表面與基座26的頂面29齊平。鑒于具有125μm直徑的光纖，以及距結構化反射表面13為100μm有效距離(例如從VCSEL30的平面沿光軸)的VCSEL光源30，VCSEL(垂直腔表面發(fā)射激光器)的平面距基座26的頂面29的距離大概為37.5μm。

所述凹槽22被構建為通過夾緊光纖10以牢固地保持光纖10(包層暴露的裸露部分，其沒有保護緩沖及套層)，例如通過機械的或過盈配合(或壓入配合)。過盈配合確保光纖10夾緊在位，并且因此光纖10的位置與方向通過凹槽22的位置和其縱向軸設置。在圖示實施例中，凹槽22具有一U型橫截面，其緊貼地容納裸露的光纖10(例如，包層暴露，沒有保護緩沖及套層)。凹槽22的側壁基本上是平行的，其中凹槽的開口可稍微窄于側壁之間的平行間距(例如，輕微的C型橫截面)以對光纖10提供額外的機械或過盈配合。開放式凹槽結構的其他細節(jié)可發(fā)現(xiàn)于在2012年4月5日提交的待審的美國專利申請?zhí)?3/440,970，其全文通過引用方式合并與此。具有凹槽22的基座26實際上是一體式開放套箍，其用于支撐光纖10在精確的位置并且與結構化反射表面13對齊。結構化反射表面13的位置相對于凹槽22及肩部27固定，并且因此相對于光纖10的端面固定。結構化反射表面13不在移動部件上支撐并且不涉及任何移動部件。

在一實施例中，耦合裝置的基座26由金屬材料形成。在一實施例中，所述金屬材料可被選為具有高剛度(例如，不銹鋼)、化學惰性(例如，鈦)，高溫度穩(wěn)定性(鎳合金)、低熱膨脹性(例如，殷鋼)，或者被選為匹配熱膨脹至其他的材料(例如，用于匹配玻璃的柯伐鐵鎳鈷合金)。為了反射性，基座26可采用例如鋁或銅的金屬形成，其提供更高的光學反射率。反射性也可以通過在基座26上涂覆例如金、銀、鎳、鋁等材料來實現(xiàn)?？商娲?，所述材料可為硬塑料或其他硬聚合材料。上述公開的具有結構化反射表面以及光纖保持結構的耦合裝置的開放式結構適于批量生產工藝，例如沖壓，其為低成本、高產量的工藝。精密沖壓工藝以及裝置已在美國專利號7,343,770中公開，其共同轉讓給本發(fā)明的受讓人。該發(fā)明全文通過引用方式合并與此。在那里公開的工藝以及沖壓裝置可適用于精密沖壓本發(fā)明的套箍。

圖6示出沖頭200，其構造成用于在基座26中沖壓凹槽22以及結構化反射表面13。所述沖頭200具有凸起表面輪廓，所述表面輪廓基本上與結構化反射表面以及凹槽是相反的。沖頭200的表面輪廓符合被沖壓的特征。

圖8A示出完整的發(fā)射器/接收器模塊40的一個實施例，此模塊包括連接至光學耦合裝置39的發(fā)射器/接收器38，耦合裝置中結構化反射表面對齊于在發(fā)射器/接收器中的光源/探測器。圖8B示出了發(fā)射器/接收器38的實施例。發(fā)射器/接收器38包括基座150，其支撐電路板51，光源/探測器52(例如，VCSEL/光敏二極管)以及相關控制電路(例如，IC芯片)被安裝在電路板51上。粘結表面53被限定在發(fā)射器/接收器38的周界。

圖8C示出了耦合裝置39的內部開放式結構，其與上述討論的耦合裝置的開放式結構非常相似?；旧?，耦合裝置39具有一基座46，其具有在那里限定的凹槽42以及結構化反射表面43，類似與上述討論的圖6及圖7中的之前實施例中限定在基座26中的凹槽22以及結構化反射表面13。在此實施例中，凹槽22的區(qū)段44更寬，但是具有限定肩部47的深度用以精確的定位光纖10的端面。更寬的凹槽34被設置在基座46上以容納具有保護層11的光纖的更厚的區(qū)段。環(huán)氧樹脂可被應用于保護凹槽34中的保護層11。

在此實施例中，基座46具有凸起的側壁37，其限定腔36，結構化反射表面43以及各凹槽位于腔36內。所述腔36設置用于容納安裝在電路板51上的IC芯片的高度的空間。側壁37的高度限定發(fā)射器/接收器38中的光源/探測器與耦合裝置39中的結構化反射表面43之間的距離。同樣參照圖7A，鑒于光纖具有125μm的直徑，以及沿光軸方向距結構化反射表面43為100μm的VCSEL的平面輸出表面，側壁37的高度限定VCSEL的平面輸出表面距腔36(對應于圖7A中基座26的頂面29)的距離大概為37.5μm。

如人們可理解的，在模塊40中，鑒于固定的結構化反射表面以及光纖保持結構通過對齊發(fā)射器中的光源或者接收器中的光探測器至耦合裝置中的結構化反射表面的方式被精確的限定在同一耦合裝置上，光源/探測器被精確的對齊至光纖的輸入/輸出端。

從另一觀點，上面所描述的發(fā)射器/接收器與耦合裝置的組合可被認為是完整的發(fā)射器/接收器模塊，其包括結構化反射表面以及完整的耦合結構，此耦合結構對齊光纖至結構化反射表面。

如之前討論的，耦合裝置39可由可鍛金屬材料沖壓制得。側壁37的頂面33設置有用于連接至發(fā)射器/接收器38的粘結區(qū)域。所述發(fā)射器/接收器38可通過膠水、環(huán)氧樹脂、錫焊或者焊接的方式被連接至耦合裝置39。在一實施例中，發(fā)射器/接收器38可抵靠耦合裝置39被不透氣地密封，例如，通過激光焊接、錫焊、或者燃燒(blazing)。所述發(fā)射器/接收器38以及耦合裝置能夠在組裝前單獨地制造及測試。

本發(fā)明的另一方面，光纖被構建為主動式光纜(AOC)，其是在現(xiàn)有技術中公知的光纜，用以在光纖的一個終端設有用于電至光的轉化的發(fā)射器，并且在光纖的另一個終端設有用于光至電的轉化的接收器。圖9示出了AOC48的實施例，其按照本發(fā)明采用發(fā)射器/接收器模塊50。(在圖9中僅示出了主動式光纜的一端；另一端在結構上是相似的，其中一端是設有激光或光源的發(fā)射器模塊并且另一端是設有光子探測器的接收模塊。)所述模塊50的結構與在圖8中所示的之前實施例中的模塊40的結構相似，除了設置在發(fā)射器/接收器39外側的電接觸墊49之外。所述電接觸墊49提供外部電通路至模塊50內部的控制電路54。

同樣參照圖1的示意圖，主動式光纜48基本上包括在圖1中所示的部件。所述主動式光纜48包括光纖(裸露的光纖10以及保護層)、發(fā)射器模塊50、接收器模塊50，所述發(fā)射器模塊50對應于發(fā)射器16與耦合裝置的組合，其中耦合裝置具有結構化反射表面12以及上面討論的支撐光纖10的端部17的光纖保持結構；所述接收器模塊50對應于接收器18與耦合裝置的組合，其中耦合裝置具有結構化反射表面14以及上面討論的支撐光纖10的端部19的光纖保持結構。

圖10和圖11示出了裝配過程的一實施例，其包括通過疊加設置在發(fā)射器/接收器以及耦合裝置上的互補對準標記的發(fā)射器/接收器至耦合裝置的精密對準。圖10A是耦合裝置46’的另一實施例，其與圖8C相似，除了其省略了耦合裝置的凸起的側面之外。對準標記被設置在光學耦合裝置39’的基座46’的頂面上。所述基座46’相對于結構化反射表面43’精確的對齊保持在凹槽中的光纖10。所述對準標記包括三個點64(其可以是由形成凹槽和結構化反射表面的沖壓工藝所造成的凹痕)，其圍繞結構化反射表面43’以L構型布置，因此其在兩個軸/方向上提供了空間對準。對準點64是隔開的以使其對應于在發(fā)射器/接收器中光源/探測器上一定的特征。例如，圖11B為VCSEL70(垂直腔表面發(fā)射激光器)的正方形頂面72的俯視圖。所述VCSEL70(垂直腔表面發(fā)射激光器)具有輸出區(qū)域71，其被偏移靠近于正方形頂面72的一個角。因此，通過在鄰近于結構化反射表面43’的兩側的頂面66上鋪設三個點64，并且此外隔開的各點64對應于VCSEL70(垂直腔表面發(fā)射激光器)的正方形頂面72的各個角，輸出區(qū)域71能夠通過對準點64至VCSEL70(垂直腔表面發(fā)射激光器)的正方形頂面72的各個角的方式來對齊于結構化反射表面43’。通過以上述討論的類似的方式在耦合裝置的頂面上提供類似的對準標記，在接收器中的光敏二極管至結構化反射表面的類似對準限定在耦合裝置上?；仡^參照圖8C，類似地對準標記(點64)被設置在圍繞結構化反射表面43的腔的底部上。

圖10示出了發(fā)射器38’的另一實施例。基座150’具有凸起的側壁，其有凹槽79以容納光纖10的保護層11的額外的厚度。所述VCSEL70(垂直腔表面發(fā)射激光器)被安裝在電路板51’上。

圖11A示意性的示出了裝配臺80，其包括采用上述描述的對準標記的對準系統(tǒng)。所述裝配臺80包括支撐對準臺82(例如在X-Y水平面中的X-Y平移并且正交于平面外的Z軸，以及其關于Z軸旋轉)的基座81。所述裝配臺80還包括具有取放頭的旋轉臂83，其被支撐以關于軸承84旋轉用以擺動所述臂至對準臺82上。耦合裝置39’(或者圖8和圖9中的耦合裝置39)被支撐在對準臺82上，以對準點64在水平面中。發(fā)射器/接收器38’(或者圖8和圖9中的發(fā)射器/接收器38)通過旋轉臂83的取放頭來支撐。如圖11A所示，當旋轉臂83在豎直位置時，所述VCSEL70的正方形頂面72在豎直平面內。正交于VCSEL70的正方形頂面72的平面的軸線與正交于對準點64的平面的軸線正交。使用相機86以及分光器85設置用于VCSEL70的正方形頂面72以及對準點64的同時成像。如圖11B所示，通過啟動對準臺82，對準點64的成像能夠被帶入至與正方形頂面72的成像對齊。如圖11C所示，然后旋轉臂83擺動以放置發(fā)射器38’在耦合裝置39’的頂部上。所述發(fā)射器38’與所述耦合裝置39’通過例如激光焊接，激光輔助錫焊，或者紅外錫焊的方式連接。

根據(jù)本發(fā)明所述的耦合裝置克服了現(xiàn)有技術中的許多不足，其以低環(huán)境敏感性提供易用性和高穩(wěn)定性，以及其能夠以低成本制造。發(fā)明的耦合裝置可以被配置成支撐單一或多個光纖，用于光輸入、光輸出或者以上兩者(用于雙向數(shù)據(jù)通訊)。

雖然上述實施例參照用于單一光纖的耦合裝置描述，但通過在耦合裝置中提供平行的凹槽，使上述公開的耦合裝置適用于多個光纖也在本發(fā)明的范圍和精神內。

對于上述描述的所有實施例，從另一觀點，發(fā)射器/接收器與耦合裝置的組合可被完整的發(fā)射器/接收器模塊代替，此完整的發(fā)射器/接收器模塊包括一個或更多的光源/探測器，完整的耦合結構，其包括一個或更多的結構化反射表面并且對齊一個或多個光纖至各結構化反射表面。

在上述描述的所有實施例中，結構化反射表面可被構造成平面、凹面或凸面，或者這些的組合以構建混合反射表面。在一實施例中，結構化反射表面具有光滑(拋光)鏡面。其可代替為反光的紋理表面。所述結構化反射表面可具有統(tǒng)一的表面特征，或者不同的表面特征，例如表面上不同的平滑度和/或不同程度的紋理，或者光滑面和紋理表面不同區(qū)域的組合來制成結構化反射表面。所述結構化反射表面可有表面輪廓和/或光學特征，其對應于至少一個下述等價的光學元件：鏡子、聚焦透鏡、發(fā)散透鏡、衍射光柵，或者上述的組合。所述結構化反射表面可有限定多于一個區(qū)域的組合輪廓，所述區(qū)域對應于不同的等價光學元件(例如，由發(fā)散環(huán)形區(qū)域包圍的聚焦中心區(qū)域)。在一實施例中，結構化反射表面被限定在不透明材料上，其不能穿過表面?zhèn)鬏敼饩€。

雖然本發(fā)明已被參照優(yōu)選實施例詳細地示出并描述，本領域技術人員應當理解的是，可對形式以及細節(jié)作出多種改變而不偏離本發(fā)明的精神、范圍以及教導。因此，所公開的發(fā)明僅僅被考慮作為說明性的，并且被限定在附加權利要求指定的范圍中。