專利名稱：并行傳輸模塊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是申請(qǐng)日為94年3月31日、申請(qǐng)?zhí)枮?4190164.5、發(fā)明名稱為“光纖陣列”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及用于并行傳輸光信號(hào)的并行傳輸模塊、并行傳輸模塊的制造方法以及并行光傳輸裝置內(nèi)的光模塊和外部連接器的連接部分的外殼結(jié)構(gòu)。
近幾年提出了這樣一種光互連方式，即在大型計(jì)算機(jī)和大容量交換機(jī)等信息設(shè)備之間采用多芯光纖線路來(lái)代替過(guò)去的同軸電纜進(jìn)行連接。這種光互連的基本方式如圖1所示，在設(shè)備701和702之間利用由多根光纖組成的光纖線路703進(jìn)行連接，并行傳輸光信號(hào)。圖2示意性地取出其中一部分進(jìn)行表示。設(shè)備701中的并行傳輸用的光模塊704與設(shè)備702中的并行傳輸用的光模塊705，分別通過(guò)多芯光連接器706和光纖線路703互相連接。
其中，作為多芯光連接器706，已知的有例如對(duì)硅(Si)進(jìn)行腐蝕加工，形成V形溝槽，將光纖夾在溝槽內(nèi)進(jìn)行定位的光纖陣列結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)1985年10月發(fā)行的Journal of Lighware Technology Vol.LT-3 No.5，1159頁(yè))。另外，已知的還有在特開(kāi)平4-86802號(hào)公報(bào)中發(fā)表的把兩個(gè)L形磁鐵對(duì)稱放置，把光纖夾在中間的光纖陣列結(jié)構(gòu)。
但是，當(dāng)對(duì)激光二極管的光電二極管與光纖陣列調(diào)整中心進(jìn)行固定時(shí)，由于采用焊料焊接和YAG(釔鋁石榴石)激光器，所以光纖陣列也將受熱傳導(dǎo)的作用而加熱到200℃以上。因此產(chǎn)生以下問(wèn)題即根據(jù)零件裝置狀態(tài)不同，可能產(chǎn)生數(shù)微米的變形，連接部位受損，或從光纖陣列周圍的粘接劑中產(chǎn)生氣體或者結(jié)露而影響性能。
再者，如圖3所示，在光模塊704上連接帶狀光纖703a，而且在其端部安裝多芯光連接器706，構(gòu)成所謂撓性接頭，另外，在石英波導(dǎo)(光合分支、光合波分量、光開(kāi)關(guān)等)的兩端，安裝帶狀光纖703和多芯光連接器706，構(gòu)成所謂跨接形。
但是，并行光傳輸模塊，特別是撓性接口形的模塊，在各制造工序上都很難進(jìn)行光纖帶狀部分的處理。尤其是光纖帶狀部分的包皮是由樹(shù)脂構(gòu)成的，耐熱性差，在模塊焊接固定和清洗時(shí)都很難操作。另外，跨接形的光纖模塊也有同樣的缺點(diǎn)光纖帶狀部分很難處理，并且當(dāng)其要裝入較小的空間內(nèi)時(shí)會(huì)遇到困難。因?yàn)?，光纖彎曲半徑必須保持30mm以上，所以使安裝空間增大。
另一方面，如圖1、圖2所示，光傳輸模塊和外部的光耦合是通過(guò)帶狀光纖703a和多芯光連接器706進(jìn)行的，光連接器706與外部其他設(shè)備相連接。這種連接形式，由于從基板向外部接線的線端頭將形成接點(diǎn)，所以布線容易雜亂，不連接時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一端的連接器下垂的現(xiàn)象。因此，使用不方便，還可能損傷連接端面。
因此，本發(fā)明的目的是提供使用方便的并行傳輸模塊以及該并行傳輸模塊的制造方法。
本發(fā)明的并行傳輸模塊是并行傳輸各個(gè)光信號(hào)的傳輸模塊。其結(jié)構(gòu)包括以下幾個(gè)組成部分①模塊主體，它具有分別傳輸各個(gè)光信號(hào)的多個(gè)光傳輸系統(tǒng)。②光纖陣列，它具有多條光纖，分別排列在該模塊主體上的光傳輸系統(tǒng)的一端，而且與該模塊主體固定在一起構(gòu)成一個(gè)整體，分別與光傳輸系統(tǒng)進(jìn)行光耦合。③導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，它位于和各光傳輸系統(tǒng)相連接的一側(cè)的對(duì)面，在使其他光連接器與光纖陣列的光耦合端面耦合時(shí)能發(fā)揮導(dǎo)向定位作用。
本發(fā)明的并行傳輸模塊的制造方法包括以下6個(gè)工序第1個(gè)工序是將一根根光纖分別放入第一塊板上形成的定位構(gòu)槽內(nèi)，然后用第二塊板把一根根光纖按壓到該定位溝槽內(nèi)。第2個(gè)工序是把法蘭盤(pán)構(gòu)件嵌合到夾持各根光纖的上述第一塊板和第二塊板的外周。第3個(gè)工序是把重合的第一塊板和第二塊板中各根光纖端面露出的一個(gè)端面浸入焊料槽內(nèi)，把法蘭盤(pán)構(gòu)件固定到該板的外周部分上。第4個(gè)工序是在第3個(gè)工序的同時(shí)或在其前后，把焊料槽內(nèi)的焊料填充到第一塊板和第二塊板之間的間隙內(nèi)，使焊料流到第一塊板和第二塊板的另一端為止。第5個(gè)工序是對(duì)第一塊板和第二塊板的兩個(gè)端面進(jìn)行研磨，使各光纖端面變成光亮的鏡面，形成光纖陣列。第6個(gè)工序是把已研磨的光纖陣列的一個(gè)端面固定到具有多個(gè)光傳輸系統(tǒng)的模塊主體的光耦合端面上，使光纖陣列和模塊主體構(gòu)成一個(gè)整體，同時(shí)分別連接該光纖陣列的每根光纖和上述模塊主體的各光傳輸系統(tǒng)。
圖1是利用多條光纖線路在大型計(jì)算機(jī)等信息設(shè)備之間進(jìn)行連接的狀態(tài)說(shuō)明圖。
圖2是取出圖1中的一部分進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明的平面圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)的撓性接頭形式的并行傳輸模塊示意圖。
圖4是現(xiàn)有技術(shù)的跨接形式的并行傳輸模塊示意圖。
圖5是表示實(shí)施例的光纖陣列的分解斜視圖。
圖6是表示圖5光纖陣列的成品圖。
圖7是表示光纖陣列的縱剖面圖。
圖8是沿圖7中的A-A線的剖面圖。
圖9是表示把光纖陣列固定到激光二極管(LD)模塊上的狀態(tài)的模式圖。
圖10A和圖10B是表示套管形狀的斜視圖。
圖11是表示光纖陣列端部的斜視圖。
圖12A-圖12C是表示構(gòu)成上、下板的硅片的加工方法的說(shuō)明圖。
圖13是表示其他光纖陣列端部的斜視圖。
圖14A-圖14D是表示陰極耦合的各光纖陣列中的V形溝槽結(jié)構(gòu)示例圖。
圖15A是表示折射率分布型光纖陣列的平面圖；圖15B是其側(cè)面圖。
圖16A是光纖陣列結(jié)構(gòu)的平面圖，圖16B是光纖陣列內(nèi)部結(jié)構(gòu)的縱剖面圖，圖16C是光纖陣列的另一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
圖17是光纖陣列端部結(jié)構(gòu)放大圖。
圖18A是密封光纖陣列的縱剖面圖，圖18B是其端面圖，圖18C是說(shuō)明一邊加超聲波振動(dòng)一邊從光纖陣列端部填充焊料的方法的示意圖。
圖19A是表示在光纖陣列端部用焊料等形成凸起部分的狀態(tài)的縱剖面圖，圖19B是表示把端面研磨成平面狀態(tài)的端面圖。
圖20是表示光纖陣列與并行傳輸模塊的接合狀態(tài)的說(shuō)明圖，圖21是表示先有技術(shù)狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖22A是表示光纖陣列另一種結(jié)構(gòu)示例的平面圖，圖22B是其縱剖面圖，圖22C是其端部的端面圖。
圖23A是表示把光纖陣列的端部浸入焊料槽內(nèi)的狀態(tài)，圖3B表示在套管上設(shè)置臺(tái)階部分時(shí)的焊料附著狀態(tài)。
圖24A是表示光纖陣列的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的平面圖，圖24B是其縱剖面圖，圖24C是其端部的端面圖。
圖25A是表示并行傳輸模塊基本結(jié)構(gòu)的縱剖面圖，圖25B是表示并行傳輸模塊和光纖陣列的連接狀態(tài)的側(cè)面圖。
圖26是具有導(dǎo)向銷釘溝槽的光纖陣列的斜視圖。
圖27A是表示利用波導(dǎo)基板來(lái)構(gòu)成并行傳輸模塊的狀態(tài)的平面圖，圖27B是表示該并行傳輸模塊的連接狀態(tài)的側(cè)面圖。
圖28是表示利用導(dǎo)向銷釘把光纖陣列和石英波導(dǎo)基板連接起來(lái)的狀態(tài)的平面圖。
圖29A-圖29C是表示導(dǎo)向銷釘溝槽密封結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖30A是表示光纖陣列和并行傳輸模塊的內(nèi)部用壓緊材料進(jìn)行固定的狀態(tài)的平面圖，圖30B是其側(cè)面圖。
圖31是表示裝上了金屬套管的光纖陣列的斜視圖，圖32是其端部的部分放大端面圖。
圖33是利用獨(dú)立的上板對(duì)光纖進(jìn)行加壓固定的結(jié)構(gòu)的斜視圖，圖34是表示其不同形式示例的斜視圖。
圖35A-圖35D是變換MFD的各種結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖36A和圖36B是防止耦合端面反射的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖37是采用MFD增大的光纖結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖38-圖46是按順序表示并行傳輸模塊制造工序的工序圖。
圖47A是表示下板和支持板的頂視圖，圖47B是其側(cè)視圖，圖47C和圖47D分別是前端部和后端部的側(cè)視圖。
圖48A是把后端部浸入焊料槽內(nèi)對(duì)法蘭盤(pán)內(nèi)部進(jìn)行密封，同時(shí)向前端部充填焊料的狀態(tài)的頂視圖，圖48B是其側(cè)視圖，圖48C是其前端部的側(cè)視圖，圖48D是其后端部的側(cè)視圖。
圖49是圖48D的放大圖。
圖50A是繼圖48A之后對(duì)兩端進(jìn)行研磨后的狀態(tài)的頂視圖，圖50B是其側(cè)視圖，圖50C是其前端部的側(cè)視圖，圖50D是其后端部的側(cè)視圖。
圖51A是繼50A之后裝上保護(hù)套管的狀態(tài)的頂視圖，圖51B是其側(cè)視圖，圖51C是其前端部的側(cè)視圖，圖51D是其后端部的側(cè)視圖，圖51E是用金屬?gòu)椈傻葔壕o構(gòu)件來(lái)壓住插入導(dǎo)向槽銷釘溝槽內(nèi)的導(dǎo)向銷釘?shù)臓顟B(tài)的縱剖面圖。
圖52A是下板和支持板的另一實(shí)施例的頂視圖，圖52B是其側(cè)視圖，圖52C是其前端部的側(cè)視圖，圖52D是其后端部的側(cè)視圖。
圖53A是繼圖52A之后利用從前端部注入的固定材料進(jìn)行粘接固定的狀態(tài)的頂視圖，圖53B是其側(cè)視圖，圖53C是前端部的剖面圖。
圖54A是對(duì)模塊前端部進(jìn)行研磨后的狀態(tài)的頂視圖，圖54B是其側(cè)視圖，圖54其前端部的剖面圖。
圖55A是繼圖54A之后安裝上導(dǎo)向銷釘和保護(hù)套管，然后用焊料對(duì)后端部加以固定后的狀態(tài)的頂視圖，圖55B是其側(cè)視圖，圖55C是前端部的剖面圖。
圖56為繼圖55A之后研磨后端面制成的光纖陣列的頂視圖，圖56B是其側(cè)視圖，圖56C是其前端部的剖面圖。
圖57是在下板上設(shè)置隔板部分后的狀態(tài)的模式圖，圖58是隔板部分的另一種形態(tài)的模式圖。
圖59是利用夾持器來(lái)夾持導(dǎo)向銷釘?shù)臓顟B(tài)的模式圖。
圖60是導(dǎo)向銷釘?shù)牟煌螤钍纠膫?cè)視圖。
圖61是說(shuō)明外部光連接器的耦合端面和模塊內(nèi)的耦合端面的一種狀態(tài)的頂視圖。
圖62A和圖62B是說(shuō)明部分或全部光纖進(jìn)行MFD變換的狀態(tài)的模式圖。
圖63是外殼結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖64是各外殼連接前的狀態(tài)的平面圖。
圖65和圖66是依次表示連接機(jī)理的縱剖面圖。
圖67是表示解除機(jī)構(gòu)的縱剖面圖。
圖68是表示在外殼上安裝屏板的斜視簡(jiǎn)圖。
圖69是表示各外殼連接前的狀態(tài)的平面圖。
圖70A-圖70C是依次表示解除外殼之間鎖緊狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖71是光纖陣列結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖72是裝在外殼內(nèi)的并行傳輸模塊的組合結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖。
圖73是備有發(fā)光用和受光用模塊的并行傳輸模塊的主要組合結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖74是圖73中具有的光纖陣列的斜視圖。
圖75是把光纖陣列端面放大的模式圖。
圖76A-圖76D是發(fā)光元件和受光元件排列示例的說(shuō)明圖。
圖77是與二維排列相對(duì)應(yīng)的光纖陣列結(jié)構(gòu)的端面圖。
圖78A和圖78B是光纖MFD放大變換或縮小變換的說(shuō)明圖。
現(xiàn)參照


本發(fā)明的實(shí)施方案。下列各實(shí)施例中所示的光纖陣列等主要用于大型計(jì)算機(jī)和大容量交換機(jī)等信息設(shè)備之間的光互連(參見(jiàn)圖1、圖2)。
<實(shí)施例1>
圖5表示本實(shí)施例的光纖陣列。該光纖陣列備有在硅片上形成的下板3a和上板3b，許多根光纖1置于下板3a和上板3b之間。光纖1從多芯光纖帶的芯線部分(有包皮部分)7中向外延伸。并且，在下板3a上形成許多條V形溝槽4(用于對(duì)光纖1進(jìn)行定位)。排列在V形溝槽內(nèi)的光纖1被上板3b壓入到V形溝槽4內(nèi)。并且，在夾持光纖1的下板3a和上板3b的外部套上一個(gè)金屬套管8(圖6)。該套管8上備有窗口5(其功能待以后詳述)。
圖7表示該光纖陣列的固定狀態(tài)。多芯光纖帶是在具有包皮的芯線部7和光纖1的邊界部分附近利用耐熱性粘合劑10固定在下板3a和上板3b之間。并且利用焊料6把前端部的光纖1固定到下板3a和上板3b之間。這樣，通過(guò)焊料6進(jìn)行固定，可以確保良好的密封性。再者，如果焊料6接觸到具有光纖包皮部分的芯線部7，那么芯線部的包皮將溶解，并產(chǎn)生大量氣體。所以最好是在用粘接劑10對(duì)芯線部7和光纖1的邊界部分附近進(jìn)行保護(hù)后，再用焊料6僅對(duì)光纖1的玻璃部分加以固定。
焊料6在加超聲波振動(dòng)的條件下從光纖前端送入。在此之后向芯線部7附近填充粘接劑時(shí)，由于內(nèi)側(cè)是密閉的，所以內(nèi)部會(huì)集留空氣，不能填滿粘接劑。因此，在套管8上設(shè)置一個(gè)窗口(穿通孔)，以便在填充粘接劑時(shí)使空氣能夠排出。并且，把設(shè)置窗口5的位置設(shè)計(jì)在光纖1露出的部位上。這樣可以在光纖1的玻璃部分，形成焊料6和粘接劑10的邊界。設(shè)置該窗口5的另一效果是，由于在該部位的間隙擴(kuò)大，所以也能作為焊料上升的上限位置。并且，在下板3a和上板3b之間僅留出很小的間隙就能使焊料很容易地流入間隙內(nèi)。
但是，由于光纖1在固定時(shí)受到200℃以上的熱作用，所以在光纖表面上迅速產(chǎn)生裂紋，光纖容易斷裂。因此，如果采用涂敷碳的光纖，則能抑制裂紋的形成。
所用的焊料必須適合焊接構(gòu)成光纖的玻璃。這種焊料由于在一般的Pb-Sn合金中添加Zn、Sb、Al、Ti、Si、Cu等材料，故可用氧氣作媒介進(jìn)行有效的焊接。
在這種情況下，添加材料在焊料中所占的比例是，按重量計(jì)算焊料為100時(shí)，添加材料為0.01-5，但最好是0.05-1.5。適用的焊料是旭硝子公司生產(chǎn)的(セラソルザW)。當(dāng)添加材料的重量比低于0.01時(shí)，與玻璃的結(jié)合力不夠。當(dāng)重量比超過(guò)5時(shí)不但不能增強(qiáng)結(jié)合力，反而損壞焊料本身的性能。
這樣構(gòu)成的光纖陣列用焊料到激光二極管等上。這時(shí)若要充分進(jìn)行密封，最重要的工藝是牢靠地密封住套管板和光纖的間隙。
因此，如圖7、圖8所示，如果從設(shè)計(jì)上能使從前端注入的焊料6流入該間隙內(nèi)，那么A-A′剖面就能完全密封。另外，當(dāng)固定到激光二極管模塊(LD)上時(shí)，如圖9所示，用焊料6對(duì)套管8的外周進(jìn)行密封固定。這樣可使整體密封。
粘接劑10當(dāng)然也要能夠耐熱。在260℃條件下加熱10秒后重量減少1％以上的粘接劑，當(dāng)其再附著到模塊內(nèi)的激光二極管透鏡等上時(shí)，性能會(huì)劣化。所以，最好采用環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑，因?yàn)楫?dāng)其在260℃下加熱10秒后產(chǎn)生的氣體重量不超過(guò)1％。
光纖陣列的結(jié)構(gòu)大體分為圖11所示的夾層型和圖13所示的陽(yáng)極結(jié)合型。
所謂夾層型是指如圖11所示利用具有V形溝槽的下板3a和上板3c來(lái)夾持光纖1。在這種情況下，夾持光纖1的V形溝槽的底部至少要有一面具有曲率半徑R的曲面(以下簡(jiǎn)稱R面)。下板3a和上板3c的V形溝槽的底部，兩面有R面也好，或一面有R面而另一面為平面也好，均可達(dá)到同樣效果。
另外，套管8也可制成如圖10A、圖10B所示的拉制矩型彈性套管9a或壓制型(有縫隙)彈性套管9b。并且該套管8最好用殷鋼合金制成9a和9b形狀。這樣，利用由殷鋼合金制成的套管9a和9b從外部對(duì)光纖模塊施加壓力，便于光纖裝配。
殷鋼合金是Ni-Fe合金。含42％Ni的合金，熱膨脹系數(shù)為4.4×10-6(30-300℃)，含36％Ni的合金的熱膨脹系數(shù)可進(jìn)一步降低到2.0×10-6。其優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)光纖陣列固定到光模塊上時(shí)，即使加熱也不會(huì)變形。
另外，如圖12A-圖12C所示，用金剛石刀對(duì)硅片3進(jìn)行刻槽加工時(shí)，可以形成底部R曲面為5μ以上的V形溝槽4。
這樣可以防止溝槽產(chǎn)生破損的小碎片。因?yàn)檫^(guò)去用腐蝕方法形成的V形溝槽由于應(yīng)力集中而經(jīng)常產(chǎn)生破損的小碎片。圖12B表示用V字形金剛石刀11在硅片3上連續(xù)加工V形溝槽的情況。這樣制成V形溝槽4后，如圖12C所示把硅片3分割成2塊，再把兩塊硅片上的V形溝槽成形面互相重合在一起，分別作下板3a和上板3c使用。利用這樣制成的下板3a和上板3c，由于溝槽間距相同，所以能提高定位精度。
圖13表示陽(yáng)極結(jié)合型光纖陣列的外觀圖。
該陽(yáng)板的結(jié)合方法是把由硅片構(gòu)成的下板3a與上板3b(采用硅硼酸耐熱玻璃、氨基硅酸玻璃等或玻璃蒸發(fā)淀積硅等)重合起來(lái)，加上400℃、1000V，使其結(jié)合。這樣可以使下板3a和上板3b完全形成一個(gè)整體，所以，側(cè)面可以完全密封。
玻璃制的上板3b內(nèi)部的Na離子在電場(chǎng)作用下進(jìn)行遷移，產(chǎn)生Si-O結(jié)合。當(dāng)Si和Si結(jié)合時(shí)，如果采用在一塊Si玻璃上進(jìn)行薄膜蒸發(fā)淀積的方法，那么，即使在50-60V的低壓下也能進(jìn)行連接。這時(shí)，預(yù)先對(duì)下板3a和上板3b進(jìn)行陽(yáng)極結(jié)合，然后插入光纖1，這樣操作更加方便。圖14A-14D表示陽(yáng)極結(jié)合型光纖陣列中的各種V形溝槽的結(jié)合示例。
由于玻璃制上板3b是透明的，所以，焊料填充情況也很容易觀察。并且，圖15所示的帶有GI光纖15的單模光纖16的也很容易檢查。
Ni-Fe殷鋼合金除用于形成光纖導(dǎo)向孔的陣列板外，最好也用作光纖芯線部固定機(jī)構(gòu)的一部分。如果Ni-Fe殷鋼合金不用作光纖芯線部固定機(jī)構(gòu)的一部分，那么，受熱時(shí)將產(chǎn)生變形。另外，最好由殷鋼合金和上下板對(duì)光纖線路的芯線部分7進(jìn)行夾持，在這種情況下可以提高剛性。
殷鋼合金呈矩形套管狀，而且?jiàn)A持光纖的上下板的一部分插入該合金套管內(nèi)，所以可靠性很高。
當(dāng)光纖陣列與激光二極管陣列模塊對(duì)準(zhǔn)中心進(jìn)行結(jié)合時(shí)，聚光部分過(guò)去單獨(dú)用自聚焦透鏡(日本板硝子公司生產(chǎn))制作，所以，激光二極管和自聚焦透鏡的中心調(diào)節(jié)和固定，以及自聚焦透鏡和光纖陣列的中心調(diào)節(jié)和固定，分兩次進(jìn)行。因此，操作很麻煩，費(fèi)用高，而且連接損耗也很大。本實(shí)施例如圖15A、15B所示，光纖陣列中采用單模光纖16(在其端部焊接一定長(zhǎng)度的GI光纖15)，所以，可根據(jù)數(shù)值孔徑的變換和光準(zhǔn)直系統(tǒng)等的目的，在光纖陣列內(nèi)進(jìn)行光處理。
GI光纖15和單模光纖16在熔化焊接時(shí)，自動(dòng)調(diào)整中心后焊接在一起。二者的外徑最好相等。但如果差別在20-30％左右時(shí)，焊接時(shí)由于玻璃能自由調(diào)整中心，所以影響不大。
同樣，如果采用被覆碳的光纖1，則可靠性較高。焊接時(shí)的熱量能將碳去除，于是容易識(shí)別GI15光纖和單模光纖16的焊接部分，采用圖像處理的自動(dòng)切斷和研磨系統(tǒng)也容易工作。
GI光纖16，只要根據(jù)目的用途來(lái)確定Δn和芯徑即可，可以準(zhǔn)備專用產(chǎn)品。包括外徑在內(nèi)，各種芯線材料都可以。
焊接部分，外徑往往會(huì)產(chǎn)生1μ以下的變化，所以如圖15B所示，如果在導(dǎo)向定位溝槽(對(duì)應(yīng)于焊接部位的V形溝槽擴(kuò)大部分)17處留出空隙，則容易提高定位精度。也可以把導(dǎo)向溝槽17擴(kuò)大到整個(gè)單模光纖16。只要能對(duì)前端的GI光纖15準(zhǔn)確定位即可。
另外，也可以用多芯光連接器等對(duì)光纖進(jìn)行定位。在對(duì)準(zhǔn)中心的狀態(tài)下進(jìn)行永久性固定，并且進(jìn)行密封。這與過(guò)去的多芯光連接器完全不同。制造實(shí)例利用金剛石刀在硅片上加工V形溝槽，制做出夾層型和陽(yáng)極結(jié)合型的陣列板。V形溝槽的允許加工偏心度為±0.3μ。
外殼分別用殷鋼合金制作，光纖1用Sb-Pb合金(其中含有Zn、Sb、Al、Ti等)進(jìn)行固定，固定位置在前端約4mm長(zhǎng)的位置上。芯線部分7通過(guò)窗口部5注入環(huán)氧樹(shù)脂耐熱粘合劑(260℃加熱10秒后的氣體發(fā)生量為0.1％)進(jìn)行固定(參見(jiàn)圖11)。
光纖是表面被覆碳的18芯光纖，間距定為250μm。另外，光纖外徑定為125±0.3μm，芯線偏心度定為0.3μm，裝配后以第1芯線到第18芯線為基準(zhǔn)測(cè)量其他光纖的偏心度，其結(jié)果偏心度均在1μm以下，平均值為0.4μm，最大值為0.8μm。
陽(yáng)極結(jié)合型是在400℃、1000V條件下將硅片和硼硅酸耐熱玻璃接合在一起。而夾層型是按照V形溝槽底部R為20μm進(jìn)行加工的，所以，使用時(shí)和試驗(yàn)時(shí)均無(wú)任何破裂。
由于采用了這種光纖陣列結(jié)構(gòu)，所以可達(dá)到以下效果。
首先，由于采用形成R曲面的V形溝槽，所以能防止硅片破裂，能高效率地加工V形溝槽的光纖陣列。另外，由于用焊料進(jìn)行固定，所以能夠達(dá)到密封。用殷鋼合金進(jìn)行組合，可以減少受熱時(shí)的變形。由于能制成內(nèi)裝透鏡的光纖陣列，現(xiàn)有技術(shù)的與激光二極管進(jìn)行中心調(diào)節(jié)工序，現(xiàn)在一次即可完成。另外，由于采用被覆碳膜的光纖，所以，能夠獲得高可靠性的光纖陣列。由于采用陽(yáng)極結(jié)合型光纖陣列，所以側(cè)面密封更牢靠，不容易產(chǎn)生熱變形。由于利用殷鋼合金外殼對(duì)夾層陣列進(jìn)行加壓，所以光纖容易安裝。
<實(shí)施例2>
圖16A-圖16C是表示本實(shí)施例的夾層型光纖陣列基本結(jié)構(gòu)的模式圖。并且，與實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)部分標(biāo)以相同的序號(hào)。
在圖中光纖1夾持在下板3a和上板3b之間，并且，金屬套管8的內(nèi)側(cè)與光纖1、下板3a和上板3b依靠焊料互相固定在一起。序號(hào)5是設(shè)在套管8的適當(dāng)位置上的窗口部，通過(guò)窗口部5，可借助彈簧板等緊固構(gòu)件把內(nèi)部的上板3b壓住。
金屬套管8的光纖陣列前端部光耦合端面被研磨成與光纖面的端面形成同一平面。由于采用這種結(jié)構(gòu)，所以套管8的研磨面f在光纖陣列與光并行傳輸模塊以外的零件(例如激光二極管陣列、透鏡陣列等)進(jìn)行定位固定時(shí)正好作為對(duì)接固定面。
如圖17的放大圖所示，與研磨端面相比，下板3a和上板3b的前端部的端面3d是縮入到內(nèi)部的，這樣可在前端的套管8的內(nèi)側(cè)填充焊料，便于充分進(jìn)行密封。
這時(shí)，如圖17所示，在研磨面f和下板3a、上板3b之間由焊料、低熔點(diǎn)玻璃等密封材料20進(jìn)行密封，同時(shí)下板3a和上板3b與套管8之間的間隙也由焊料6進(jìn)行密封。
研磨面f和上下板前端部的端面3d之間的距離(即引入量)只要其間隙能填入焊料或粘接劑即可，為了不損傷研磨面f上的光纖排列精度，該距離最好不超過(guò)1mm。
作為光纖定位構(gòu)件的下板3a和上板3b，如圖18B所示，最好至少有一面具有V形槽。
上板3b也可用透明材料構(gòu)成，這樣容易觀察內(nèi)部焊料填充情況。并且也容易檢查光纖1的位置。
下板3a和上板3b也可以把兩塊具有V形溝槽的陣列板結(jié)合在一起，形成導(dǎo)向孔(圖中未示出)，把光纖1插入該導(dǎo)孔內(nèi)進(jìn)行定位。另外，該V形溝槽的結(jié)構(gòu)如實(shí)施例1所說(shuō)明的那樣，最好在V形溝槽底部形成R曲面，尤其是最好形成曲率半徑大于5μm的R曲面。
本實(shí)施例也可采用這樣的結(jié)構(gòu)，即通過(guò)套管8上的窗口部5，利用由殷鋼合金等制作的板狀彈簧從外部壓緊。這樣更容易裝配光纖陣列。
圖18a-18c是說(shuō)明用焊料來(lái)密封光纖的方法的模式圖。如果該焊料6接觸到具有光纖被覆部分的芯線部7，則被覆層會(huì)溶解，產(chǎn)生大量氣體，所以，焊料6最好只對(duì)玻璃部分的光纖1加以固定。
如圖18C所示，最好是一邊加超聲波振動(dòng)21，一邊從光纖1的前端送入焊料6。具體做法是，把焊料槽22加熱到適合密封的溫度(即使焊料6的液體能在光纖1和上下板3a、3b之間的間隙內(nèi)上升的粘度適當(dāng)?shù)臏囟?時(shí)，利用圖中未示出的超聲波振動(dòng)機(jī)向槽內(nèi)的焊料6中施加超聲波振動(dòng)21。最好把光纖陣列F的前端部插入焊料槽22內(nèi)，以使焊料充滿間隙。
當(dāng)用焊料焊接光纖陣列F和套管8時(shí)，為了充分進(jìn)行密封，如圖18B所示，最好在其間形成間隙，以使焊料6充分充滿。
另外，為防光纖表面產(chǎn)生裂紋和斷裂，最好預(yù)先在光纖1上涂敷碳膜等。
該焊料最好是在通常的Pb-Sn合金中添加Zn、Sb、Al、Ti、Si、Cu等。
耐熱性粘合劑10最好是環(huán)氧樹(shù)脂類，在260℃下加熱10秒后產(chǎn)生的氣體量下超過(guò)10％重量比。
上下板3a、3b的材料最好是硅、玻璃、陶瓷中的某一種或其組合。
圖19A、圖19B是說(shuō)明在光纖陣列F的前端面上形成與其他光纖模塊的光耦合端面的方法的模式圖。
如圖19A所示，加上焊料或粘接劑，形成凸起部23，然后，如圖19B所示，對(duì)突起部23的端面進(jìn)行研磨，使套管8的端面和光纖1的端面形成同一平面。其結(jié)果，研磨端面后露出焊料或粘接劑，形成密封結(jié)構(gòu)。
圖20是說(shuō)明粘合光纖陣列F和并行光傳輸模塊M的方法的模式圖。光纖陣列F與并行光傳輸模塊M耦合時(shí)，必須始終保持一定的間隔(Z)，在這種情況下，在光模塊M外面設(shè)置外殼31，對(duì)外殼31進(jìn)行焊接。具體做法最好是在序號(hào)34所示的部位上利用焊料將外殼31的端面與光纖陣列F固定在一起，或者利用YAG(釔鋁石榴石)激光器進(jìn)行焊接。這時(shí)，圖20是把外殼31端面與光纖陣列F的端面作為基準(zhǔn)面。另外，序號(hào)32、33分別表示透鏡陣列和激光二極管陣列。
另一方面，圖21表示把光纖陣列F插入到外殼31的端面內(nèi)部進(jìn)行焊接的先有的方法。此法必須在XYZ三個(gè)方向調(diào)整中心。
另外，金屬套管8最好用殷鋼合金制成。制造實(shí)例用金剛石刀在硅片上刻制V形溝槽，制成夾層型陣列板。V形溝槽的允許偏心度為±0.3μm。
用殷鋼合金制成套管8，用其中含有Zn、Sb、Al、Ti等的Sb-Pb合金作焊料，在前端約4mm的區(qū)域內(nèi)對(duì)光纖進(jìn)行焊接。從套管8的窗口部5處注入環(huán)氧樹(shù)脂耐熱粘接劑(在260℃下加熱10秒后產(chǎn)生的氣體量為0.1％)，對(duì)其他部分進(jìn)行固定(參見(jiàn)圖16B)。已固定的光纖線路是表面涂敷碳的18芯光纖，間距為250μm。另外，光纖陣列的外徑為125±0.3μm，芯線偏心度均在0.3μm以內(nèi)。然后以第1芯和第8芯為基準(zhǔn)，測(cè)量其他光纖的偏心度。結(jié)果，可以抑制到1μm以下，平均值為0.4μm，最大值也只有0.8μm。
其次，如圖19所示，在光纖陣列F的端面上涂敷焊料，形成凸起部23，最后進(jìn)行研磨使光纖陣列F的端面和套管8的端面在同一平面上，以便與光模塊的光學(xué)部件進(jìn)行焊接。
利用YAG激光器把保護(hù)光模塊的外殼31和覆蓋在光纖陣列F上的套管8焊接成一個(gè)整體。這時(shí)，在與構(gòu)成光模塊的透鏡陣列32等的光學(xué)部件之間，按一定的間隙Z(200μm)進(jìn)行焊接。
這樣制作的優(yōu)點(diǎn)是，由于套管8的端面和光纖陣列F的端面同時(shí)研磨，所以，在調(diào)整中心時(shí)不需要縱向移動(dòng)，在縱向直交的兩根軸的旋轉(zhuǎn)方向上不需要調(diào)整中心。另外，兩者的端面也容易密封。
<實(shí)施例3>
圖22A-圖22C為其他實(shí)施例。由下板3a上的V形溝槽4和上板3b形成光纖V形槽孔37，將光纖1插入槽孔37內(nèi)，光纖1被上下板3a、3b夾持。
圖23A表示光纖陣列F浸入焊料槽22內(nèi)的狀態(tài)。安裝光纖陣列F時(shí)，在固定光纖時(shí)如圖所示，套管8的前端也要浸入焊料槽內(nèi)，以便使套管8的內(nèi)側(cè)完全密封。
具體地做法最好是，光纖陣列F的端面和套管8的端面的距離保持在2mm以內(nèi)。
在圖23中，套管8的位置比光纖陣列F的端面僅稍微偏后一點(diǎn)，所以套管8可以浸入焊料槽內(nèi)進(jìn)行密封，因此密封操作準(zhǔn)確而容易，另外，圖23B表示在套管8上設(shè)置臺(tái)階部分8a時(shí)的焊料附著狀態(tài)。
圖24A-圖24C表示在套管8上設(shè)置臺(tái)階部分8a時(shí)的結(jié)構(gòu)。
圖中表示光纖陣列的結(jié)構(gòu)，在離開(kāi)前端至少1mm以上，最好是2mm以上的地方把外側(cè)有臺(tái)階部分8a并呈伸出狀的套管8安裝到上下板3a、3b的外側(cè)。
由于采用了這種結(jié)構(gòu)，焊料6只能附著到圖23B所示的部分，因此，其優(yōu)點(diǎn)是，在光纖陣列設(shè)定后，與光學(xué)部件耦合時(shí)，端面旁邊附著的焊料沒(méi)有不良影響。
上、下板3a、3b的材料最好采用硅、玻璃、陶瓷中的某一種或其組合(數(shù)種)。
這時(shí)，最好也在套管8上設(shè)置窗口5。窗口5的作用是，能利用由殷鋼合金等制成的板簧等緊固構(gòu)件(圖中未示出)來(lái)壓緊上板3b或下板3a。
套管8還兼有法蘭盤(pán)的作用，同時(shí)用于光纖密封的激光焊接或焊料固定。但是，也可以與套管8分開(kāi)，另外單獨(dú)設(shè)置法蘭盤(pán)。
適合制作套管8的殷鋼合金最好采用Ni-Fe合金。其優(yōu)點(diǎn)是熱膨脹系數(shù)小，當(dāng)把光纖陣列固定到光模塊內(nèi)時(shí)即使加熱也不會(huì)變形。
當(dāng)焊料接觸光纖包層部分時(shí)包層溶解，產(chǎn)生大量氣體，所以，最好是僅光纖玻璃部分用焊料固定，包層部分用耐熱粘合劑固定。
如果浸入上述焊料槽22內(nèi)時(shí)一邊加超聲波振動(dòng)，一邊從光纖前端注入焊料，則焊料容易注入，密封性也好。
當(dāng)用焊料來(lái)粘接光纖陣列和套管時(shí)，為了密封良好，最后在其間形成間隙，使焊料能充分充滿。
為防止光纖表面產(chǎn)生裂紋和斷裂，最好事先在光纖上涂敷碳等材料。
焊料的成分最好是在一般的Pb-Sn合金中添加Zn、Sb、AI、Ti、Si、Cu等。
光纖陣列端面必須研磨，其結(jié)果可使焊料露出，形成密封結(jié)構(gòu)。
光纖陣列F在與光學(xué)器件及光連接器連接時(shí)，最好在光模塊的外皮上設(shè)置外殼后再進(jìn)行連接。具體的連接方法是，模塊陣列的外殼端面和光纖陣列用焊料固定或用YAG激光器焊接。
這樣，使光纖陣列外部的套管8比光纖陣列端面稍稍位于后方一點(diǎn)，以便于入焊料槽達(dá)到完全密封。并且，由于光纖陣列端面比套管8突出，所以容易研磨。在套管8上設(shè)置臺(tái)階部分8a，可以不影響光纖陣列端面附近的焊料的附著。
<實(shí)施例4>
下面參照

本實(shí)施例的并行傳輸模塊。
圖25A、圖25B表示由發(fā)光及受光元件、光纖陣列和 外裝的光連接器構(gòu)成的并行傳輸模塊。并行傳輸模塊主要由模塊主體51和與模塊主體51連成一個(gè)整體的光纖陣列40構(gòu)成。
模塊主體51內(nèi)裝有發(fā)出光信號(hào)的激光二極管53、驅(qū)動(dòng)激光二極管53的IC(集成電路)52和透鏡系統(tǒng)54，這樣構(gòu)成光傳輸系統(tǒng)。在該主體51內(nèi)部并行排列看許多排光傳輸系統(tǒng)，以此進(jìn)行光信號(hào)的并行傳輸。
圖26僅放大示出了光纖陣列40。光纖陣列40具有已刻制了多條V形溝槽的下板41和在其上面固定的上板42，利用V形溝槽43對(duì)光纖44(僅指無(wú)包層的玻璃部分)進(jìn)行定位。另外序號(hào)45表示供插入導(dǎo)向銷釘?shù)膶?dǎo)向銷釘槽。
其次，如圖27A、圖27B所示，模塊主體51也可以把由多條光波導(dǎo)55組成的波導(dǎo)基板50排列在內(nèi)部而構(gòu)成。這時(shí)，如圖28所示，波導(dǎo)基板50和光纖陣列40的結(jié)合，既可采用導(dǎo)向銷釘56，也可在光軸中心對(duì)準(zhǔn)后用粘合劑固定。光纖陣列40也可利用焊料或YAG激光器在序號(hào)57所示的部位與模塊主體51(外殼)進(jìn)行連接固定，使其達(dá)到密封狀態(tài)，二者的結(jié)合面的固定最好采用具有折射率匹配功能的粘合劑(例如紫外線固化型粘合劑)。
另外，如圖29A-圖29C所示，光連接器結(jié)合用的導(dǎo)向銷釘槽45的深處也可用焊料59等進(jìn)行密封。在該例中，導(dǎo)向銷釘槽45是穿通孔。
如圖30A、圖30B所示，在模塊主體51的外殼內(nèi)部，如果用夾子39等把光纖陣列40和光波導(dǎo)基板50壓緊固定，則能進(jìn)一步提高可靠性。
該光纖陣列40，如圖25A所示，在光纖陣列40的外周部分設(shè)置了結(jié)合用的外殼58a(用于使并行傳輸模塊與其他光纖模塊F相結(jié)合)，構(gòu)成所謂推挽形式。該結(jié)合外殼58a與具有光纖陣列F的光連接器結(jié)合外殼58b相連接，使二者構(gòu)成一個(gè)整體(圖25B)。
如圖31所示，也可以把金屬外殼60嵌合在光纖陣列40的外周上。該金屬外殼60的形式與上述實(shí)施例1中的外殼8相同，中央部分設(shè)有窗口61。在這種情況下，金屬外殼60和光纖陣列40之間的間隙，當(dāng)然也要填充焊料。金屬外殼60的形狀既可以是矩型的，也可以是圓的，只要能與模塊配合即可。金屬套管60的材料最好選用熱膨脹率與光纖陣列40基本相同的殷鋼合金或科瓦鐵鎳鈷合金。
圖27A、圖27B是表示并行傳輸模塊和光連接器相結(jié)合的代表性示例的簡(jiǎn)圖。波導(dǎo)基板50具有1×8分支光波導(dǎo)55，在兩端具有光纖陣列40。并且把外裝光連接器的光纖陣列F連接到光纖陣列40上。另外，作為這種連接的示例，可用夾子(例如板簧夾子62)與外裝的光連接器的光纖陣列F相結(jié)合。
圖26是表示具有導(dǎo)向銷釘槽的光纖陣列的基本結(jié)構(gòu)的斜視圖。如果有定位機(jī)構(gòu)，那么即使沒(méi)有導(dǎo)向銷釘槽45也可以。另外，在光纖陣列40的外側(cè)，如圖25A所示，也可以具有像推挽式那樣的外殼58a。該導(dǎo)向銷釘槽45，如圖28所示，也可以分別從兩端進(jìn)行加工，在端部也可以不是兩個(gè)。
圖32是表示依靠上下板41、42夾持、用焊料固定密封的光纖陣列40的示例的橫剖面圖。即在圖32中，用上下板41、42夾持光纖44，用玻璃焊接等用的焊料6進(jìn)行固定和密封，使光纖陣列40達(dá)到密封。另外，也可以利用低熔點(diǎn)玻璃等來(lái)代替焊料6進(jìn)行焊接密封。
這里所用的焊料對(duì)光纖陣列和模塊等的可靠性有很大影響，當(dāng)其接觸到光纖包皮部分時(shí)會(huì)使包皮溶解，產(chǎn)生大量氣體，所以最好是僅對(duì)光纖玻璃部分加以固定。
焊料在從光纖前端注入時(shí)最好同時(shí)加超聲波振動(dòng)，如圖33所示，若設(shè)置一個(gè)窗口部61，最好使此處成為與焊料和粘合劑的邊界。另外，窗口61的作用還與控制光纖位置有關(guān)，由于在窗口處間隙擴(kuò)大，所以可成為焊料上升的上限。
下板41由硅制成，導(dǎo)向銷釘槽45的表面有氧化膜，這有助于和上板42的接合以及與焊料焊接。
如圖33所示，帶有導(dǎo)向銷釘槽45的上板42a與下板41相接合，上板42通過(guò)上板42a而獲得下向的壓力，從而能壓緊光纖44。
上板42的拉伸彈性模量E最好等于或小于上板42a和下板41的拉伸彈性模量。其原因在于研磨端面時(shí)如果上板42的拉伸彈性模量小，則容易研磨，該部分不會(huì)從端面突出。
光纖陣列40和模塊主體51的外殼，利用焊料或低熔點(diǎn)玻璃等進(jìn)行固定和密封。
這時(shí)，為了便于粘附焊料，光纖41最好利用金屬涂層來(lái)提高可靠性或者涂敷碳層。
特別是光纖在用焊料進(jìn)行固定時(shí)受200℃以上的高溫作用，光纖表面會(huì)迅速產(chǎn)生裂紋，容易使光纖斷裂。若涂敷碳層則能抑制上述缺陷。
焊料應(yīng)當(dāng)能適合光纖玻璃的焊接，其成分最好是在一般的Pb-Sn合金中添加Zn、Sb、Al、Ti、Si、Cu等。這時(shí)添加材料的比例是焊料為100時(shí)添加料為0.01-5，最好是0.05-1.5。添加材料的比例不足0.01時(shí)，與玻璃的粘拉接力不夠，比例超過(guò)5時(shí)，非但不能提高粘接力，甚至還會(huì)影響焊料本身的性能。
下板41和上板42a也可以不用粘合劑，而用陽(yáng)極接合或直接接合的方式進(jìn)行接合，這樣接合成一體，就能明顯提高接合(密封)的可靠性。
特別是在陽(yáng)極接合的情況下，最好是把由硅或氧化鋯制成的下板41與上板42a(其材料是硼硅酸耐熱玻璃、氨基硅酸玻璃、硅或具有玻璃蒸發(fā)淀積膜的硅)重疊起來(lái)，加上約400℃、1000V的條件進(jìn)行焊接。
另外，若能達(dá)到與直接接合或上述方法相同的效果，那么不限于采用陽(yáng)極接合和直接接合，也可以采用蒸發(fā)淀積等任意方法。所謂直接接合是指對(duì)硅表面進(jìn)行鏡面加工，加熱到1000℃以上進(jìn)行接合。
如果設(shè)置導(dǎo)向銷釘溝槽45，其密封將成為問(wèn)題，但是可采用圖29A-圖29C所示的導(dǎo)向銷釘槽密封方法。圖29A表示用焊料59和YAG等焊接方法從導(dǎo)向銷釘56開(kāi)始向深處進(jìn)行焊接。
導(dǎo)向銷釘56用于初期調(diào)整中心，最好在與導(dǎo)向銷釘孔的空隙范圍內(nèi)調(diào)整中心和定位。
圖29B表示導(dǎo)向銷釘槽45沒(méi)有穿通，在里側(cè)深處上下板是接合密封的。
在圖29C中，導(dǎo)向銷釘槽45穿通了波導(dǎo)基板51，而且全部位于模塊主體51的外殼外側(cè)，所以，可以與密封分開(kāi)單獨(dú)進(jìn)行處理。這樣，最好是把導(dǎo)向銷釘槽45加工成通孔，設(shè)置在模塊主體的外側(cè)。光纖陣列的光纖導(dǎo)向槽(孔)和導(dǎo)向銷釘槽(孔)在同一基板上加工，但上下板的光纖導(dǎo)向槽和導(dǎo)向銷釘槽也可以不同。這樣可以反轉(zhuǎn)180°進(jìn)行結(jié)合。
圖33表示設(shè)有加工用窗口61的光纖陣列40。這種結(jié)構(gòu)用獨(dú)立的上板42來(lái)壓緊固定光纖44。也就是說(shuō)，光纖陣列40在上板42a以外單獨(dú)設(shè)置了上板42。并且，從窗口61注入粘合劑，用焊料填充與下板41之間的間隙，加以密封。當(dāng)然，上下板41、42a的連接既可采用陽(yáng)極接合方式，也可采用直接接合方式。導(dǎo)向銷釘槽45的內(nèi)部在注入焊料時(shí)不會(huì)流入內(nèi)部，所以從密封性考慮還是這種封死的結(jié)構(gòu)為好。
圖34是圖33的變形例子，其中設(shè)置了窄縫狀的開(kāi)口61a來(lái)代替圖33的窗口61，用上板42壓緊固定光纖。
在圖33、34中，如果導(dǎo)向銷釘槽45只加工到中間部分，然后進(jìn)行接合密封，那么其優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)從接合密封一側(cè)注入焊料(例如超聲波玻璃焊料的注入)時(shí)，焊料不流入導(dǎo)向銷釘槽45內(nèi)即可固定住光纖。
圖35A-圖35D表示各種不同MFD(方式字段(moke field)直徑)的光纖。這樣可以擴(kuò)大軸線偏差的允許范圍，便于調(diào)整。
圖35A是表示擴(kuò)大MFD69的模式圖，即擴(kuò)大了光纖陣列40的模塊一側(cè)的MFD。
這時(shí)光纖陣列40的模塊一側(cè)的MFD比標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的MFD擴(kuò)大20％以上，最好擴(kuò)大100％。
所以，光纖陣列的兩端，均將MFD擴(kuò)大12μm以上，最好擴(kuò)大19μm以上。
圖35B是增大光纖陣列40的MFD、利用光連接器一側(cè)的光纖陣列F進(jìn)行變換的模式圖。
圖35C是把GI光纖68離開(kāi)一定距離L(例如0.8mm)安裝到同一基板上、增加聚光透鏡作用的模式圖。其外徑最好與SM(單模)光纖相同，但也可相差±50％左右。并且MFD變換可采用殘余應(yīng)力衰減型的。
圖35D是通過(guò)2種光纖的熔接在光連接器的內(nèi)部使MFD一致的模式圖。序號(hào)67表示熔接部位。
所以，最好局部增大外裝的光連器內(nèi)部的光纖結(jié)合前端部分的MFD。
光連接器內(nèi)部的光纖規(guī)定長(zhǎng)度，對(duì)于光纖的MFD，希望通過(guò)使殘余應(yīng)力集中在芯線區(qū)而使芯線區(qū)內(nèi)的折射率降低，MFD至少可比消除了殘余應(yīng)力的狀態(tài)增大20％以上。
另外，光連接器內(nèi)部的規(guī)定長(zhǎng)度的光纖最好能有熔焊部分。
圖36A、圖36B是對(duì)光纖陣列的端面進(jìn)行無(wú)反射涂敷或傾斜研磨后以傾斜狀態(tài)進(jìn)行結(jié)合的模式圖。
圖36A、圖36B分別表示在光纖陣列40的端面上具有無(wú)反射金屬71和傾斜研磨后以傾斜狀態(tài)結(jié)合72的類型，但構(gòu)成光連接器的光模塊也可以是將多個(gè)光模塊F1、F2組合成。
固定光纖用的粘合劑最好采用像環(huán)氧樹(shù)脂那樣的耐熱粘合劑，例如，在260℃下加熱10秒后產(chǎn)生的氣體重量比小于1％。
在通常的光連接器中，互相連接使用的光連接器內(nèi)部的光纖結(jié)合前端部分的MFD如果局部增大，則相對(duì)于光連接器軸線偏差的損耗變化較小，結(jié)果可實(shí)現(xiàn)低損耗結(jié)合，而且裝卸損耗穩(wěn)定性好。
這種光纖陣列40的例子示于圖37。在光纖陣列40內(nèi)部的光纖指定長(zhǎng)度對(duì)于光纖的MFD，通過(guò)使殘留應(yīng)力集中在芯線區(qū)內(nèi)使芯線區(qū)的折射率降低，可使MFD至少比消除了殘留應(yīng)力的狀態(tài)增大20％以上。
另外，光纖陣列內(nèi)部的指定長(zhǎng)度的光纖具有熔接部分75，這對(duì)在光纖端部增大MFD是有利的。制造實(shí)例利用單模光纖12芯，用陽(yáng)極接合方法使玻璃與刻有V形溝槽的硅基板焊接，利用硅基板對(duì)光纖加壓，用超聲波注入焊料，使整體密封(參見(jiàn)圖33)。
光纖陣列的全長(zhǎng)約為100mm，厚度為2mm。光纖定位使全部芯線偏差小于1μm。導(dǎo)向孔加工到中間位置，其他部分進(jìn)行焊接密封。
對(duì)激光二極管模塊，通過(guò)透鏡陣列進(jìn)行調(diào)整中心和定位，用焊料固定到外殼上。驅(qū)動(dòng)光纖陣列的IC(集成電路)也和激光二極管模塊一起進(jìn)行密封。
為便于用焊料往外殼上固定，在光纖陣列的外周形成沖壓加工的金屬套管，用焊料來(lái)固定金屬套管和外殼。
在光纖陣列40和金屬套管60的間隙中也填充焊料。金屬套管60的形狀不限，矩形、圓形均可，只要能與模塊配合即可。也可以在部分地方帶有伸出部在那里YAG焊接。
金屬套管60最好采用熱膨脹系數(shù)與光纖陣列40基本相等的殷鋼合金或科瓦鐵鎳鈷合金。
在該光纖陣列40上連接多芯光連接器，測(cè)量連接部分的損耗，其結(jié)果是，12芯平均為0.35dB，對(duì)實(shí)際使用沒(méi)有問(wèn)題。
對(duì)于應(yīng)連接的光連接器，裝上推挽式外殼，可使操作簡(jiǎn)單。
對(duì)于MFD從通常的9.5μm增大到18μm的光連接器和光纖維陣列，其測(cè)量結(jié)果為損耗約增加0.2dB，同時(shí)裝卸誤差也只有±0.02dB，非常穩(wěn)定。
由于用焊料固定光纖，所以無(wú)反射涂敷也比較容易，測(cè)試結(jié)果為，對(duì)λ＝1.3μm來(lái)說(shuō)很容易做到30dB以上的反射涂敷。
如上述說(shuō)明，本實(shí)施例的并行傳輸模塊可以把過(guò)去的撓性接頭型的跨接型模塊改變?yōu)槿仔湍K，使其很容易進(jìn)行制造和現(xiàn)場(chǎng)裝配。另外，由于不需要安裝光纖帶，所以也容易實(shí)現(xiàn)小型化、提高安裝密度。
通過(guò)采用陽(yáng)極接合和直接接合的密封方法，可以減少零件數(shù)量，而且可以提高裝配的可靠性。另外，由于溝槽加工到中間位置，所以用陽(yáng)極接合和直接接合方法很容易對(duì)導(dǎo)向銷釘槽進(jìn)行密封。
由于單獨(dú)設(shè)置了光纖壓緊裝置(參見(jiàn)圖33)，所以能可靠地將光纖壓入V形槽內(nèi)，很容易達(dá)到1μm的偏心度。
通過(guò)改變光纖陣列和光連接器的MFD，可以降低損耗，減小裝卸誤差。
如果用波導(dǎo)構(gòu)件和導(dǎo)向銷釘來(lái)連結(jié)光纖陣列，則不需要調(diào)整中心。如果在內(nèi)部用彈簧加壓，則可進(jìn)一步提高可靠性。
如圖29A所示，如果在導(dǎo)向銷釘槽的深處進(jìn)行密封，則從另一端注入焊料時(shí)焊料不會(huì)流入導(dǎo)孔內(nèi)，操作簡(jiǎn)單。
由于光纖具有增大MFD部分，所以光連接器相互之間容易連接。
<實(shí)施例5>
下面參照附圖按制造工藝順序說(shuō)明本實(shí)施例的并行傳輸模塊。
首先，在下板101上的許多V形槽101a內(nèi)分別放入光纖1，再把上板102重疊到上面。然后把已夾入光纖1的上下板101、102的一端插入金屬法蘭盤(pán)104的中央的開(kāi)口103內(nèi)(參見(jiàn)圖38、39)。這時(shí)在下板101橫向兩側(cè)設(shè)置突出的支持板106(其上有支持導(dǎo)向銷釘?shù)腣形槽106a)。插入該支持板106直到與法蘭盤(pán)104接觸。在法蘭盤(pán)104的反面開(kāi)口處固定著用于保護(hù)上、下板101、102的金屬套管105。在完成插入的狀態(tài)下，上、下板101、102的插入端從金屬套管105的端面向外突出(圖39)。
其次，從金屬套管105的端面突出的上下板101、102的端部浸入焊料槽內(nèi)(參見(jiàn)上述圖18C)、加上高頻振動(dòng)，以便焊料一直填充到反面端部為止(圖40)。這樣，焊料將填充到金屬套管105、法蘭盤(pán)104或夾持光纖1的上下板101、102之間，使整體在密封狀態(tài)下固定。除使用該焊料外，也可使用低熔點(diǎn)玻璃等密封材料。
另外，對(duì)上下板101、102的兩端面進(jìn)行研磨，以除掉該部位附著的焊料，使光纖露出，變成光亮的鏡面(圖41)。
然后，把導(dǎo)向銷釘108裝入支持板106的V形槽106a內(nèi)。接著把夾子109嵌合在外部，使導(dǎo)向銷釘108和上下板101、102互相壓接。這樣即可把導(dǎo)向銷釘108固定在V槽106a內(nèi)(圖42)。
接著，插入保護(hù)套管110并加以固定，使其覆蓋在夾子109安裝部位的外面(圖43)。這樣制成的光纖陣列100示于圖44A-圖44D。
然后，將該光纖陣列100插入模塊主體120內(nèi)，主體120的結(jié)構(gòu)包括發(fā)光元件陣列和受光元件陣列以及與其相對(duì)應(yīng)的集成電路陣列等(圖45)。另外，再利用焊料或YAG焊接等方法在密封狀態(tài)下把主體120和光纖陣列100固定在一起，使其成為一個(gè)整體，從而制成并列傳輸模塊(圖46)。
<實(shí)施例6>
下面根據(jù)

并行傳輸模塊的另一實(shí)施例。本實(shí)施例的并行傳輸模塊具有與實(shí)施例5中的并行傳輸模塊相同的結(jié)構(gòu)，對(duì)同樣的構(gòu)件標(biāo)以相同的序號(hào)。
本實(shí)施例中的并行傳輸模塊也同樣在兩端用下板101和上板102對(duì)光纖1進(jìn)行定位。光纖1、上下板101、102和法蘭盤(pán)104由焊料或低熔點(diǎn)玻璃等密封材料固定成一個(gè)整體。并且備用導(dǎo)向銷釘108，依靠支持板106的V形槽106a進(jìn)行支持。另外，光纖1由下板101上的V形槽101a進(jìn)行定位。
特別是作為密封材料的焊料和低熔點(diǎn)玻璃等對(duì)于光纖陣列內(nèi)部零件的密封以及光纖陣列和模塊等的可靠性有重要作用。
為了從光纖陣列前端一側(cè)注入焊料，最好在注入時(shí)加上超聲波振動(dòng)。這時(shí)如果在法蘭盤(pán)104上設(shè)置窗口(圖中未示出)，那么在這一部位借助上下板101、102能牢固地夾持光纖1。
設(shè)置該窗口的作用是能控制光纖的位置，由于間隙擴(kuò)大，所以形成焊料上升的上限位置。
適合焊接光纖玻璃的焊料是在通常的Pb-Sn合金中添加Zn、Sb、Al、Ti、Si、Cu等，焊接時(shí)加上超聲波。
如圖47A-圖47D所示，壁板112和下板101最好采用Si和玻璃或Si-Si的固相焊接方式進(jìn)行連接。
該固相焊接最好采用陽(yáng)極接合方式，而且該固相焊接最好是Si和Si的直接焊接。
在下板101的硅表面上設(shè)置氧化膜，這有利于上板102與焊料的粘接。
為使光纖1容易粘接焊料，最好在其上面涂敷金屬層或碳層，以提高可靠性。
法蘭盤(pán)104、光纖1、上下板101、102最好研磨成幾乎是同一平面。
研磨端面時(shí)如果上板的拉伸彈性模量較小，則容易研磨。
另外，如圖48A-圖48B所示，如果光纖1和上下板101、102比法蘭盤(pán)104突出，則便于研磨。
下面，根據(jù)圖47A-圖51E說(shuō)明構(gòu)成并行傳輸模塊的光纖陣列的制造方法。
將光纖1(圖中未示出)排列到下板101的各個(gè)V形槽101a內(nèi)，然后將上板102重疊在上面，把光纖1夾緊。接著，安裝包在外側(cè)的法蘭盤(pán)104，然后，如圖48A-圖48D所示，用焊料進(jìn)行固定。
把后端一側(cè)浸入焊料槽(圖中未示出)內(nèi)，對(duì)法蘭盤(pán)104的內(nèi)側(cè)進(jìn)行密封，同時(shí)要使從后端注入的焊料流到前端。這時(shí)，兩端的密封部分形成凸起部分111。
所以，如圖51A-圖51E所示，光纖陣列的后端部，法蘭盤(pán)104、臺(tái)階部和整個(gè)后端面都附著焊料，構(gòu)成金屬部。即如圖49所示，上下板101、102、壁板112和光纖1均被焊料113包圍。
其次，兩個(gè)端面研磨后(圖50A-圖50D)，把導(dǎo)向銷釘108插入到前端面上的V形槽106a內(nèi)加以固定。該工序在下列情況下不再需要，即端面上連接光學(xué)零件時(shí)和采用導(dǎo)向銷釘以外的結(jié)合方法時(shí)。
如圖51A-圖51E所示，光纖陣列根據(jù)需要在其外周安裝保護(hù)套管110，這有助于保護(hù)光纖陣列內(nèi)部，這時(shí)保護(hù)套管110的材料也可采用塑料。
這樣制成的光纖陣列的兩端面研磨后，嚴(yán)格進(jìn)行密封。另外，根據(jù)需要配備的導(dǎo)向銷釘108也可用彈簧夾子109進(jìn)行固定。而且，模塊主體120內(nèi)的光連接器和光學(xué)元件等的接合也很簡(jiǎn)單，連接操作也很方便。
下面，根據(jù)圖52A-圖52D說(shuō)明構(gòu)成并行傳輸模塊的光纖陣列的制造方法。
首先，將光纖1(圖中未示出)排列到下板101的各個(gè)V形槽101a內(nèi)，然后把上板102重疊在上面，把光纖1夾緊。并且如圖53A-圖53C所示進(jìn)行粘接固定。
如圖53A-圖53C所示，重要的是從前端注入的接合材料113a(焊料或耐熱粘合劑)由下板101上的隔板112的阻擋，不能流入支持板106的V形槽106a內(nèi)，并且控制注入條件以使粘接材料113a不會(huì)到達(dá)后端。
圖54A-圖54C表示光纖陣列前端研磨后的狀態(tài)，圖54A是其頂視圖，圖54B是其側(cè)面圖，圖54C是其前端縱剖面圖。
圖55A-圖55C是將導(dǎo)向銷釘插入模塊前端并用焊料固定后端的狀態(tài)的模式圖。把導(dǎo)向銷釘108插入前端面的V形槽106a內(nèi)，同時(shí)用焊料113固定后端一側(cè)的導(dǎo)銷108、光纖1和金屬法蘭盤(pán)110a。金屬法蘭盤(pán)110a的內(nèi)側(cè)用焊料113嚴(yán)格密封。
最后，如圖56A-圖56C所示，對(duì)端面研磨后既完成光纖陣列。
這樣制成的圖56A等所示的光纖陣列，兩端經(jīng)過(guò)研磨，完全密封，而且模塊內(nèi)的光連接器和光學(xué)元件等的結(jié)合也很簡(jiǎn)單，連接操作也很容易。
下面，進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖53A等所示的那樣，圖57示出了使從前端注入的焊料不會(huì)流入V形槽106a內(nèi)的機(jī)構(gòu)。在這一結(jié)合例中，隔板112安裝在下板101和/或支持板106上，形成框形結(jié)構(gòu)。
隔板112可采用圖57的結(jié)構(gòu)，最好采用圖58所示的框形結(jié)構(gòu)，這樣可提高上板102固定的可靠性。
圖59表示定位的導(dǎo)向銷釘108由彈性?shī)A子109夾持的狀態(tài)。
如圖59所示，導(dǎo)向銷釘108裝入其夾持用V形槽106a中后，上部至少要有一部分露出，該部分由夾子109壓住。這樣有利于固定導(dǎo)向銷釘108。
圖60是表示導(dǎo)向銷釘變形例的模式圖。如圖所示，導(dǎo)向銷釘108的一部分有臺(tái)階108a，也可以用夾子夾住這一部分。這樣，由于臺(tái)階部108a被夾住，所以能防止導(dǎo)向銷釘108在軸向上被拔脫。
導(dǎo)向銷釘108的材料采用氧化鋯等陶瓷，這有助于提高加工精度和長(zhǎng)期可靠性。
圖61表示外部光連接器耦合端面及并行傳輸模塊內(nèi)的耦合端面的一種狀態(tài)。
如圖61所示，導(dǎo)向銷釘用V形槽106a位于外部光連接器耦合端面部(前端)上，上下板101、102呈相對(duì)該V形槽106a突出的凸出形狀。另外，上下板101、102也相對(duì)于模塊內(nèi)結(jié)合端面(后端)的V形槽106a呈凸出狀。
這兩種凸出形式均為較好的結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是能限制焊料的附著區(qū)部分。
如圖61所示，法蘭盤(pán)104最好具有形成終端壁104b(該壁與支持導(dǎo)向銷釘?shù)闹С职?06的一個(gè)端面相對(duì)接)的部分，而且具有臺(tái)階部104a(其外部尺寸小于終端壁104b)。
本實(shí)施例的光纖陣列和激光二極管陣列、透鏡陣列等光學(xué)元件的焊接，在對(duì)準(zhǔn)中心后，既可用粘合劑固定，也可用YAG激光器與模塊外殼焊接，同時(shí)也可使用導(dǎo)向銷釘。另外，光纖陣列和波導(dǎo)基板的連接也是一樣。
V形槽106a也可分別從光纖陣列的兩端進(jìn)行加工，另外，如圖所示，在端部沒(méi)有2個(gè)導(dǎo)向銷釘也可以。如果有其他定位機(jī)構(gòu)(例如在光連接器一側(cè)設(shè)置導(dǎo)向銷釘槽等)，則光纖陣列一側(cè)也可沒(méi)有該導(dǎo)向銷釘?shù)腣形槽106a。再者，在光纖陣列的外側(cè)也可有推挽式的外殼機(jī)構(gòu)。
另外，金屬法蘭盤(pán)104的形狀，不論是矩形還是圓形均可，其材料最好采用熱膨脹率與光纖陣列基本相同的殷鋼合金或科瓦鐵鎳鈷合金。
圖62A、圖62B是對(duì)光纖的一部分或全部進(jìn)行MFD變換的模式圖。
圖中，對(duì)于光纖40a的MFD，到光纖陣列40的兩端部分或全部將MFD擴(kuò)大(縮小)12μm以上，最好15μm以上，以便適合于與其他連接器進(jìn)行焊接。若從角度損耗考慮，則最好大于20μm并小于50μm。圖62A的光纖40a在整個(gè)長(zhǎng)度上的MFD為30μm；圖62B的光纖40a在模塊主體120內(nèi)側(cè)的一端為30μm，外側(cè)的另一端為9.5μm。圖62B的光纖40a是標(biāo)準(zhǔn)單模光纖。各圖中的序號(hào)121、122分別表示設(shè)置在模塊主體120內(nèi)的激光二極管陣列和透鏡陣列。
在這種情況下，光連接器相對(duì)于軸偏差的損耗變化較小，所以能實(shí)現(xiàn)低損耗耦合，并且有助于裝卸穩(wěn)定性。
光纖陣列的端面不僅可研磨成平面，而且可研磨成斜面以斜角進(jìn)行耦合(例如5°-10°)，另外，也可涂無(wú)反射層。
固定光纖用的粘合材料，采用有機(jī)粘合劑時(shí)最好選用耐熱性好的產(chǎn)品，例如環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑，要保證在260℃下加熱10秒后產(chǎn)生的氣體的重量比小于10％。
通過(guò)這樣構(gòu)成并行傳輸光模塊，為了提高多芯光連接器和光元件等的耦合面的密封性而用粘接材料把光纖固定到構(gòu)成光模塊用的定位構(gòu)件上，然后研磨兩個(gè)耦合面，把導(dǎo)向銷釘固定到定位構(gòu)件上。采用這種結(jié)構(gòu)可大大提高該模塊的耦合端面的密封性。
由于不同于過(guò)去的撓性接頭方式，未附加光纖帶，所以大大提高了光模塊的印刷電路板安裝效率和處理速度。
<實(shí)施例7>
現(xiàn)參照

并行傳輸模塊的實(shí)施例。
圖73是本實(shí)施例的并行傳輸模塊的基本結(jié)構(gòu)模式圖。
圖中，序號(hào)600表示光纖陣列，511表示透鏡陣列，512、513分別表示在平行軸線上形成的激光二極管陣列和光電二極管陣列，514、515表示其上連接的激光二極管用集成電路和光電二極管用集成電路。
并且，光纖陣列600也可用光波導(dǎo)基板形成，下面說(shuō)明由許多光纖排列成的代表性光纖維陣列。
如圖73所示，激光二極管陣列(發(fā)光元件)和光電二極管陣列(受光元件)分別單獨(dú)制作。安裝時(shí)以光纖陣列600為基準(zhǔn)，通過(guò)陣列透鏡調(diào)整中心、進(jìn)行定位，制成一個(gè)整體。
這是發(fā)射接收一體化的并行傳輸模塊，光纖陣列也是一體化。
也可把各種光元件混裝在一起，例如LD(激光二極管)-PD(光電二極管)、LD-LD、LD-PD-LD等。
在先有技術(shù)的模塊中，發(fā)光體模塊(發(fā)射模塊)和受光體模塊(接收模塊)分別形成。因此，一般為了雙向傳送光信號(hào)，裝置基板等的傳輸模塊和接收模塊必須分別裝配，影響提高裝配密度。
于是，采用圖73的結(jié)構(gòu)，與先有的模塊相比，新結(jié)構(gòu)能使模塊小型化，能縮短裝配過(guò)程。另外，還能降低光纖陣列的成本(因?yàn)檠心ズ凸饫w安裝可一次完成)，因此可以提高裝配密度，降低裝配費(fèi)用。
本實(shí)施例的光纖陣列和透鏡陣列、激光二極管等光元件的接合，可在對(duì)準(zhǔn)中心后用粘合劑固定，也可以用焊料或YAG激光焊接方法連接到光模塊的外殼上，還可以利用導(dǎo)向銷釘。另外，光纖陣列和光波導(dǎo)基板的連接也是如此。
本實(shí)施例的光纖陣列和光連接器的結(jié)合可采用導(dǎo)向銷釘，但也可用夾子進(jìn)行接合。
圖74是光纖陣列600的基本結(jié)構(gòu)模式圖。
圖中，在硅片上加工光纖V形槽602后構(gòu)成下板606，光纖601按照1μm以下的精度在光纖V形槽602內(nèi)進(jìn)行定位。在下板606上加工導(dǎo)向銷釘V形槽603，把導(dǎo)向銷釘604插入下板606與上板605之間導(dǎo)向銷釘V形槽603的孔內(nèi)，與光連接器(圖中未示出)進(jìn)行定位。
在上下板605、606的外周安裝金屬法蘭盤(pán)609(參見(jiàn)圖77)。利用焊料和YAG焊接待方法把金屬法蘭盤(pán)609固定到與模塊相對(duì)應(yīng)的位置上。
當(dāng)光纖601向光纖陣列600中安裝時(shí)，其中一部分或者全部用焊料焊接，使模塊密封。
另外，光纖陣列的端面方向，相對(duì)于光軸方向不限于垂直方向，也可以傾斜研磨形成傾斜方向。這樣，可以按一定斜角度進(jìn)行結(jié)合(例如5°-10°)。并且還可以在端面上涂無(wú)反射層。
固定光纖的粘接材料，最好采用粘合劑、焊料或低熔點(diǎn)玻璃等密封材料，要求能耐高溫，在260℃下加熱10秒，產(chǎn)生的氣體的重量比應(yīng)小于10％。這一要求和其他實(shí)施例相同。
該密封材料對(duì)提高光纖陣列和模塊等的可靠性有重要作用。
適合光纖玻璃焊接的焊料，其成份可以是在通常的Pb-Sn合金中添加Zn、Sb、Al、Ti、Si、Cu等。
為便于光纖601粘附焊料，最好涂金屬層或碳層，提高可靠性。
序號(hào)607是光纖加壓板，從光纖壓緊窗口608處利用夾子(圖中未示出)等壓緊夾具使光纖601壓緊到光纖V形槽602內(nèi)。
導(dǎo)向銷釘V形槽603也可分別從光纖陣列的兩端進(jìn)行加工。
如有其他定位機(jī)構(gòu)，也可以不要該導(dǎo)向銷釘V形槽603。但是在光纖陣列的外側(cè)也可具有推挽式的外殼。
本實(shí)施例中使用的金屬法蘭盤(pán)609，其形狀可以是矩形，也可以是圓形，而金屬法蘭盤(pán)的材料則最好選用熱膨脹率與光纖陣列比較接近的殷鋼合金或科瓦鐵鎳鈷合金。
圖75是表示光纖陣列剖面放大的模式圖。
圖中，光纖601按250μm的間距分5通道(5芯)排列，而且與激光二極管相對(duì)應(yīng)(序號(hào)610)，或者與光電二極管相對(duì)應(yīng)(序號(hào)611)，各通道按12mm間距同軸排列。
利用這種機(jī)構(gòu)，可以以光纖陣列600為基準(zhǔn)來(lái)調(diào)整激光二極管和光電二極管陣列的中心進(jìn)行定位。當(dāng)然，根據(jù)需要，也可以在光纖陣列的前端形成陣列透鏡。
圖76A-圖76D是表示受光和發(fā)光零件的排列方法的模式圖。
本實(shí)施例，不限于采用圖76A所示的按同一直線排列，而且還可以采用其他排列方法，例如，按間隔ΔH使位置錯(cuò)開(kāi)、平行進(jìn)行排列的平行直線排列(圖76B)、按間隔ΔH平行進(jìn)行排列的二維排列(圖76C)、把激光二極管用的光纖和光電二極管用的光纖混合在一起的混合排列(圖76D)等，這些方法可以任意組合。這些方法可根據(jù)LD、PD的生產(chǎn)效率和裝配效率等因素進(jìn)行適當(dāng)設(shè)計(jì)。圖中，白圓圈表示LD等發(fā)光元件，黑圓點(diǎn)表示PD等受光元件。
以上是利用LD、PD作為光學(xué)元件進(jìn)行說(shuō)明的，但是，當(dāng)然也可適用于LED(發(fā)光二極管)和其他發(fā)光、受光元件的陣列。
圖77是與發(fā)光元件或受光元件的排列對(duì)應(yīng)地對(duì)光纖進(jìn)行二維排列的光纖陣列結(jié)構(gòu)示例的模式圖。圖中，序號(hào)604′表示調(diào)整間隔ΔH用的導(dǎo)向銷釘，序號(hào)603′表示導(dǎo)向銷釘槽。這也適用于GI光纖。
圖78A、圖78B是對(duì)光纖陣列和光纖結(jié)合用光連接器說(shuō)明MFD放大變換或MFD縮小變換的模式圖。
如圖所示，當(dāng)采用SM光纖時(shí)，為便于和發(fā)光受光元件相結(jié)合，也可放大光纖的MFD(圖78A)或縮小MFD(圖78B)。另外，也可放大或縮小與光纖陣列相結(jié)合的光連接器的前端MFD。
在這種情況下，光連接器和光纖陣列相對(duì)于軸偏差的損耗變化較小，因此，可實(shí)現(xiàn)低損耗耦合，并且有助于提高裝卸穩(wěn)定性。另外，圖78中，序號(hào)621表示光纖陣列的MFD較大的狀態(tài)；序號(hào)622表示與光纖陣列相結(jié)合的光連接器的MFD逐漸減小的狀態(tài)。在圖78B中，序號(hào)623表示結(jié)合用光連接器一側(cè)具有的一般單模(SM)光纖；序號(hào)624表示光纖陣列所具有的光纖MFD在該陣列內(nèi)變化的狀態(tài)。制造實(shí)例通過(guò)透鏡陣列對(duì)10通道的LD陣列和10通道的PD陣列相對(duì)于20通道的單模光纖陣列進(jìn)行連接和調(diào)整中心。
將光纖陣列內(nèi)的光纖的MFD形成為約30μm，以增大調(diào)整中心的X-Y允許誤差。
在光纖陣列的外圍，裝上殷鋼合金或科瓦鐵鎳鈷合金等熱膨脹率較低的外殼(金屬法蘭盤(pán))，對(duì)模塊外殼進(jìn)行密封焊接。
對(duì)光纖陣列，加工出直徑0.7mm的與導(dǎo)向銷釘對(duì)應(yīng)的槽，將導(dǎo)向銷釘固定在該槽內(nèi)，這一部分也同樣進(jìn)行密封。
外部安裝用的多芯光連接器裝在推挽外殼內(nèi)，只要按一下，就能與發(fā)射接受模塊相結(jié)合。
通常的模光纖的MFD為9.5μm左右，因此，在多芯光連接器內(nèi)部制作了這樣一個(gè)多芯光連接器，它具有圖78A所示的MFD變換部，從30μm變換成9.5μm。
MFD的變換是通過(guò)焊接殘留應(yīng)力衰減型光纖而實(shí)現(xiàn)的。
這樣獲得的發(fā)射接收模塊性能良好，耦合損耗和傳輸特性均沒(méi)有問(wèn)題。印刷電路板上的裝配密度提高一倍以上。
以上用光纖陣列進(jìn)行了說(shuō)明，但光纖陣列也可以用石英光波導(dǎo)制成。
如上所述，如利用本實(shí)施例，則可產(chǎn)生以下效果。
(1)由于LD陣列、PD陣列裝在一個(gè)外殼內(nèi)，所以，提高了印制電路板的裝配密度，(2)過(guò)去需要2套包封外殼和光纖陣列，現(xiàn)在一套即可，裝配作業(yè)也可一次完成，所以可降低成本。
(3)通過(guò)變換光纖陣列或多芯光連接器的MFD，可增大調(diào)整中心和光連接器的允許誤差，能提高調(diào)整中心的作業(yè)效率，并使光連接器耦合損耗達(dá)到穩(wěn)定。
<實(shí)施例8>
在圖63中，本實(shí)施例的外殼結(jié)構(gòu)由三個(gè)外殼A、B、C構(gòu)成。
外殼A呈方筒狀，固定在作為隔離板的背板301上，該背板將光模塊應(yīng)連接的裝置的內(nèi)部和外部隔離開(kāi)來(lái)，外殼B裝在外殼A內(nèi)。
外殼B裝在外殼A內(nèi)可以滑動(dòng)，其功能是，內(nèi)部可裝入并保持插入式光連接器302、303(其前端部裝有圖6等所示的光纖陣列)。
外殼C由上下兩個(gè)外殼組成，利用這兩個(gè)外殼來(lái)夾持并行傳輸模塊。圖68表示二者分開(kāi)后其中的一個(gè)外殼。另外，外殼C的內(nèi)部裝有兩個(gè)圖46等所示的并行傳輸模塊。外殼C固定在印刷電路板304的一端(該電路板上裝有驅(qū)動(dòng)該并行傳輸模塊或處理受光信號(hào)的集成電路)。在該實(shí)施例中，外殼C內(nèi)裝有發(fā)射用并行傳輸模塊LD(內(nèi)裝LD陣列)和接收用并行傳輸模塊PD(內(nèi)裝PD陣列)。另外，外殼C內(nèi)裝有散熱用的葉片237(參見(jiàn)圖64)。
如圖64所示，若按箭頭305所示的方向把光連接器302、303插入，使其接觸到固定在背板301上的外殼A、B，則外殼A內(nèi)的外殼B就從外部支承光連接器302、303、在此狀態(tài)下，外殼B的一端與終端壁211(位于外殼A的終端部)相搭接，另外，位于外殼B的另一端的突出部221與突出部212(位于外殼A的開(kāi)口端)相搭接。所以，外殼B與外殼A的一部分相搭接。這樣可以限制外殼B在外殼A內(nèi)移動(dòng)。結(jié)果，使光連接器302、303夾持在外殼A內(nèi)。
然后，按圖64所示，把裝有并行傳輸模塊LD、PD的外殼C按箭頭306所示方向插入。這時(shí)如圖65所示，外殼C的夾持部231越過(guò)外殼A的錐體部213進(jìn)入內(nèi)部，從外部夾住外殼B端部。這時(shí)外殼C前端突出的對(duì)接部232與外殼B的一端進(jìn)行對(duì)接。
如果繼續(xù)將外殼C向里推入，則外殼B被外殼C的對(duì)接部232壓緊，沿著該壓力方向(箭頭306方向)進(jìn)行位移。這樣，如圖66所示，外殼B的凸出部221越過(guò)外殼A的突出部212進(jìn)行位移。結(jié)果使突出部221和212分開(kāi)，外殼B從外殼A的后部伸出，可以沿306的方向移動(dòng)。即外殼B的滑動(dòng)不再受限制。但是，可以移動(dòng)的范圍是有限的，外殼B的臺(tái)階部223頂?shù)胶蟀?01后不能再繼續(xù)移動(dòng)。并且，可以移動(dòng)的距離最好是2mm左右。
在此狀態(tài)下，外殼B被外殼C的夾持部231夾緊，使外殼B和外殼C連結(jié)成一個(gè)整體。這時(shí)外殼A僅從外部控制已連成整體的外殼B和外殼C，對(duì)B和C的結(jié)合沒(méi)有影響。
由于采用這種結(jié)合機(jī)構(gòu)，所以，即使印刷板304產(chǎn)生一定位移，其力量不會(huì)直接作用到背板301上。
另一方面，當(dāng)拆開(kāi)上述結(jié)合時(shí)，按箭頭307移動(dòng)外殼C，則外殼C上的夾持部231的爪部將與外殼B的臺(tái)階部224相結(jié)合。因此，外殼B被外殼C拉向箭頭307的方向(參見(jiàn)圖67)。
如果進(jìn)一步沿箭頭307的方向拉開(kāi)外殼C，則如圖67所示，外殼B的突出部221將越過(guò)外殼A的突出部212進(jìn)行移動(dòng)。同時(shí)，外殼C的夾持部231將越過(guò)外殼A的錐部213進(jìn)行移動(dòng)，使外殼C不再夾持外殼B。這樣，外殼B回到初始位置，再次由外殼A來(lái)限制其移動(dòng)。另外，外殼B和外殼C的連結(jié)被折開(kāi)后，即互相分離。
2個(gè)并行傳輸模塊通過(guò)以上動(dòng)作進(jìn)行連結(jié)和拆開(kāi)。
這時(shí)，外殼C內(nèi)備有并行傳輸模塊LD，為了防止從模塊LD發(fā)出的光信號(hào)射入操作者的眼內(nèi)，如圖68所示，最好裝上屏蔽板235。屏蔽板235裝在外殼C的插入端部，借助固定在外殼C上的支持軸236來(lái)支持屏蔽板235，并使其能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，當(dāng)連結(jié)模塊時(shí)，屏蔽板235被相對(duì)的模塊壓住而進(jìn)入外殼內(nèi)，當(dāng)拆開(kāi)模塊時(shí)屏蔽板又回到原處。利用這一功能，可以防止光信號(hào)射入操作者的眼內(nèi)。這里只不過(guò)表示屏蔽板235的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的例子，也可以采用其他機(jī)構(gòu)。
<實(shí)施例9>
下面，參考

外殼結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例。
圖69是外殼結(jié)構(gòu)圖，它表示把2組光學(xué)元件陣列與外部連接器一起可動(dòng)連接的結(jié)構(gòu)。
圖中，外殼結(jié)構(gòu)由三個(gè)外殼A、B、C組成。外殼C內(nèi)裝2組并行傳輸模塊403。并行傳輸模塊403是把由發(fā)光元件陣列或受光元件陣列組成的光學(xué)元件403和內(nèi)裝光纖陣列(參見(jiàn)圖71)的光連接器盒402連接成一個(gè)整體而構(gòu)成的。在外殼B內(nèi)以可拆卸方式裝入2組插入式機(jī)構(gòu)407(帶有壓簧功能，可嵌合到光連接器盒402上)。另外，外殼A在外殼C和外殼B相結(jié)合之前，利用嵌合固定爪408(它與嵌合固定錐部409相嵌合)與外殼B連接成一個(gè)整體。外殼A在外殼B和外殼C嵌合后，嵌合固定爪408脫開(kāi)，使外殼A脫開(kāi)外殼B、C。
圖70A-圖70C是說(shuō)明外殼B與外殼A的銷緊和脫開(kāi)的模式圖。
在圖70A中，外殼C和外殼B相結(jié)之前，固定爪408與固定錐部409互相咬合。但是，之后，固定爪408越過(guò)固定錐部409(圖70B)，外殼C與外殼B相結(jié)合。這時(shí)，固定爪408的可動(dòng)量L約為2mm，外殼A和外殼B處于非結(jié)合狀態(tài)(圖70C)。
在圖69中，已連接光纖線423的多芯光連接器402′與2組插入機(jī)構(gòu)407相連接。而且，多芯光連接器402′通過(guò)插入機(jī)構(gòu)407，可一起從外殼B中拉出。
另外，裝在外殼C內(nèi)的2組光模塊所具有的光元件403，其中最好一組是LD陣列，另一組是PD陣列。各光模塊單獨(dú)固定到印制板401上。另外，外殼B與并行傳輸塊分開(kāi)、單獨(dú)固定到后板410上較好。
外殼C的結(jié)構(gòu)分上下兩個(gè)部分，當(dāng)把光模塊裝入內(nèi)部后把上下兩個(gè)部分合在一起(參見(jiàn)圖68)。
另外，光模塊箱體部有定位用的凹部或凸部。把這些凸部或凹部嵌合到外殼C的對(duì)應(yīng)部位上。這樣可使光模塊和外殼C的互相定位提高精度，裝配工作簡(jiǎn)單易行。
對(duì)2組或多組光模塊，其箱體的凹凸部也可以采用不同的形狀。這樣，可以準(zhǔn)確無(wú)誤地插入和安裝多組光模塊。
更詳細(xì)地講，就是外殼C最好是由底座和蓋板兩部分構(gòu)成，在底座上最好設(shè)計(jì)成凸起部(用于對(duì)光模塊前端的光纖陣列部進(jìn)行定位)，使凸起部與LD、PD用陣列部的凹部相咬合，從上部插入進(jìn)行裝配后，再安裝蓋板。
蓋板最好用金屬制成，為便于散熱，再裝上散熱片，形成為內(nèi)部散熱體的導(dǎo)熱部分。
外殼A的結(jié)構(gòu)最好是能容納外殼B，固定爪408離開(kāi)時(shí)，在軸向上能保持0-2mm，最好是2mm以上的行程。這樣即使有某種程度(例如，±1mm前后)的移動(dòng)，印制板401的位置也能與光模塊和多芯光連接器402′緊密結(jié)合。
該光連接器最好是多芯的，而且是推挽式的。其內(nèi)部有彈簧對(duì)導(dǎo)向銷釘結(jié)合式套圈加壓力，利用四周的噴射來(lái)解除結(jié)合狀態(tài)。
本實(shí)施例的外殼機(jī)構(gòu)基本上能廣泛適用于并行傳輸模塊。其詳細(xì)結(jié)構(gòu)是，光纖陣列的一端與模塊光學(xué)系統(tǒng)(光元件)相接合，另一端與光連接器相結(jié)合。
圖71是表示并行傳輸模塊(位于本實(shí)施例的外殼機(jī)構(gòu)內(nèi))基本結(jié)構(gòu)的模式圖。
圖中，光纖陣列本身有兩個(gè)端面，一個(gè)是位于模塊端部，與模塊內(nèi)部的光元件相耦合的模塊內(nèi)部耦合端面；另一個(gè)是與外部光連接器相耦合的外部連接器耦合端面。另外，在外部連接器耦合端面上有設(shè)置著具導(dǎo)向銷釘422，以及由模塊內(nèi)耦合端面一側(cè)的上下板415、416所構(gòu)成的定位構(gòu)件及其周圍的金屬法蘭盤(pán)(圖中未示出)。
光纖412在兩端面由下板416和上板415進(jìn)行定位，光纖412、上下板415、416以及金屬法蘭盤(pán)用焊料和低熔點(diǎn)玻璃等密封材料進(jìn)行固定，形成一個(gè)整體。另外還有導(dǎo)向銷釘422和導(dǎo)向銷釘槽414。這時(shí)，導(dǎo)向銷釘422可利用光纖陣列411一側(cè)的光纖定位材料進(jìn)行固定，或者，在光連接器402′一側(cè)設(shè)置導(dǎo)向銷釘414，只要將導(dǎo)向銷釘固定到槽內(nèi)即可。
另外，光纖412位于光纖槽413內(nèi)。
光纖陣列用密封材料嚴(yán)格密封，而且對(duì)兩端面進(jìn)行研磨。這些處理尤其重要。
密封材料可采用適合光纖玻璃焊接的焊料、低熔點(diǎn)玻璃，或者在通常的Pb-sn合金內(nèi)添加Zn、Sb、Al、Ti、Si、Cu等。這些材料對(duì)光纖陣列內(nèi)部零件的密封非常重要，另外，對(duì)光纖陣列和模塊內(nèi)各種光元件等的可靠性也很重要。
為了密封光纖陣列，可利用焊料槽從光纖陣列的前端等處注入密封材料，這時(shí)最好一邊加超聲波，一邊注入。這時(shí)如果在金屬法蘭盤(pán)上設(shè)置窗口(圖中未示出)或光纖露出部，則可在此位置上夾緊光纖的上下板。
設(shè)置這種窗口或光纖露出部，其效果是，由于間隙擴(kuò)大，所以能阻止焊料上升，能控制光纖位置。
另外，最好在下板416上設(shè)置壁板(圖中未示出)。位壁板、下板416最好利用Si和玻璃或Si-Si的固相結(jié)合方式而形成。并且該固相結(jié)合既可采用陽(yáng)極接合法，也可用Si和Si直接結(jié)合法。
在下板416和硅表面上制作氧化膜有助于和上板415及焊料相粘接。
為了使光纖412容易粘附焊料，最好涂敷金屬層或碳層，提高可靠性。
光纖412、上下板415、416和金屬法蘭盤(pán)最好大體研磨成同一平面。在端面研磨時(shí)，如果上板415的拉伸彈性模量較小，則容易研磨。
另外，光纖412、上下板415、416如采用比金屬法蘭盤(pán)部分向外突出的結(jié)構(gòu)，則容易研磨。
圖72是說(shuō)明發(fā)光受光模塊(內(nèi)部有光纖陣列，外部有金屬法蘭盤(pán))的模式圖。
圖中，422是導(dǎo)向銷釘，411是光纖陣列，417是定位部，418是集成電路部，419是端子，420是陣列透鏡，421是LD或PD陣列。
如圖72所示，金屬法蘭盤(pán)(圖中未示出)裝在光纖陣列411的周圍(光纖陣列裝在連接器盒402內(nèi))。另外，導(dǎo)向銷釘422固定在光纖陣列411的前端，借助導(dǎo)向銷釘422與光連接器402′等連接。在后端，通過(guò)陣列透鏡420來(lái)連接LD或PD陣列420、集成電路IC418，利用端子419與其他光學(xué)機(jī)構(gòu)等相連接。
再者，把金屬法蘭盤(pán)等安裝到光纖陣列411上，由于固定在模塊上，所以如圖69所示，變成光連接器盒402。
另外，光纖陣列和光元件(LD或PD陣列、透鏡陣列和光波導(dǎo)等)的接合，在對(duì)準(zhǔn)中心后可用粘合劑固定，也可用焊料或YAG激光器焊接到光模塊的盒子上，也可利用導(dǎo)向銷釘。
光纖陣列的端面的角度，相對(duì)光軸方向不限于垂直方向，也可研磨成斜面。這樣可以斜角結(jié)合(例如5°-10°)，也可在端面上涂敷無(wú)反射層。
本實(shí)施例的光纖陣列是用上下板來(lái)對(duì)光纖定位的，但也可不用光纖，而用在石英板上形成的光波導(dǎo)(放在光連接器盒內(nèi))。根據(jù)需要在光波導(dǎo)上制成導(dǎo)向銷釘槽即可。
做成光波導(dǎo)時(shí)容易進(jìn)行密封等處理，當(dāng)需要變換元件和光連接器的間距時(shí)也比較容易。另外，也可在連接器盒內(nèi)增加合分支、合分波功能。制造實(shí)例作為一個(gè)例子，把12通道的LD陣列和12通道的PD陣列各一組分別裝入1組模塊內(nèi)，與2組12芯的單模光連接器的推挽結(jié)合通過(guò)背板進(jìn)行。
首先，利用聚苯硫化物(PPSpolyphenylene sulfide)塑料來(lái)形成外殼C，蓋板用金屬制作，為提高散熱性，裝上散熱片。另外，為便于傳導(dǎo)內(nèi)部模塊的熱量，用熱導(dǎo)體來(lái)連接蓋板和模塊。
通過(guò)安裝蓋板使這些部分更容易接觸。
外殼C由基座和蓋板組成，在基座上有凸起部分，用于對(duì)光模塊前端的光纖陣列進(jìn)行定位。該凸起部分分別與LD和PD陣列的凹部相咬合，這樣可從上方插入進(jìn)行裝配，然后裝上蓋板。
外殼A內(nèi)裝有外殼B，通過(guò)開(kāi)鎖脫開(kāi)，在軸向上可有2mm行程。這樣，印制板的位置即使前后移動(dòng)±1mm，也不用對(duì)背板加壓力，能使光模塊和多芯光連接器相結(jié)合。外殼A、B均用PPS(聚苯硫化物)塑料制成。
多芯光連接器的推挽方式是在內(nèi)部用彈簧對(duì)12芯導(dǎo)銷結(jié)合式的套圈加壓，利用四周的噴射使結(jié)合脫開(kāi)。
12芯的多芯光連接器的間距為12mm，另外，離開(kāi)外殼C的印制板上的高度，考慮到裝配需要，將其控制在9mm以下。
利用該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了500次裝卸試驗(yàn)，其損耗變動(dòng)為0.4dB以內(nèi)，這對(duì)使用完全沒(méi)有問(wèn)題。
另外，利用該結(jié)構(gòu)，可以使光發(fā)射接收模塊和多芯光連接器相對(duì)背板單獨(dú)進(jìn)行結(jié)合，使作業(yè)效率大大提高。
再者，發(fā)射接受實(shí)現(xiàn)了一體化，安裝面積減小，現(xiàn)場(chǎng)使用方便。
如上所述，本實(shí)施例的外殼結(jié)構(gòu)可把一體化的多組光纖陣列以可動(dòng)方式一起與外部連接器進(jìn)行連接，可以簡(jiǎn)化連接過(guò)程。
另外，各實(shí)施例1-9分別單獨(dú)進(jìn)行了說(shuō)明，這只不過(guò)是為了便于說(shuō)明，實(shí)際上各實(shí)施例互相關(guān)系密切。在一個(gè)實(shí)施例中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)要素也可用于其他實(shí)施例，并且也可以組合使用。
本發(fā)明的光纖陣列，由于利用耐熱性粘合劑來(lái)涂敷作為涂敷部的芯部和作為玻璃部的光纖部這二者的邊界部分，所以，該芯部在用焊料固定時(shí)能防止受熱引起損壞。
本發(fā)明的并行傳輸模塊是把具有多個(gè)光傳輸系統(tǒng)的模塊主體和具有多根光纖的光纖陣列二者結(jié)合成一個(gè)整體，它使用方便，不需要像先有技術(shù)的產(chǎn)品那樣占有很大安裝場(chǎng)所。
再者，本發(fā)明并行傳輸模塊的制造方法是把固定在模塊內(nèi)的光纖陣列的兩端面用焊料完全密封，所以，并行傳輸模塊可在高氣密狀態(tài)下封口，模塊內(nèi)的透鏡和光元件等可獲得充分的保護(hù)。
另外，本發(fā)明的外殼結(jié)構(gòu)可以通過(guò)固定在隔板等上的外殼直接與并行傳輸模塊和多芯光連接器進(jìn)行連接，并且連接和拆開(kāi)都很容易，能大大提高工作效率。
權(quán)利要求
1.一種并行傳輸多個(gè)光信號(hào)的并行傳輸模塊，其特征在于包括模塊主體，它具有分別傳輸上述各光信號(hào)的多個(gè)光傳輸系統(tǒng)；具有多根光纖的光纖陣列，它設(shè)置在上述模塊主體中的上述傳輸系統(tǒng)的一端，并且與模塊主體固定成一個(gè)整體，分別與上述各光傳輸系統(tǒng)進(jìn)行光耦合；光纖導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，它位于和上述各光傳輸系統(tǒng)進(jìn)行光耦合的一側(cè)的對(duì)面，把其他光連接器結(jié)合到上述光纖陣列的光耦合端面上。
2.按權(quán)利要求1所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述各光傳輸系統(tǒng)分別與上述光纖陣列的各光纖進(jìn)行光耦合，其構(gòu)成包括發(fā)光和受光元件以及與光元件相對(duì)應(yīng)的電路元件，而且以陣列狀排列在上述模塊主體內(nèi)。
3.按權(quán)利要求1所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述模塊主體備有由多個(gè)發(fā)光元件排列而成的發(fā)光元件陣列和排列在上述發(fā)光元件陣列的鄰接處的由多個(gè)受光元件排列而成的受光元件陣列；上述各光傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中包含構(gòu)成上述發(fā)光元件陣列的上述發(fā)光元件和構(gòu)成上述受光元件陣列的上述受光元件中的某一種光元件；這些光傳輸系統(tǒng)分別與上述光纖陣列的各光纖進(jìn)行光耦合。
4.按權(quán)利要求1所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述模塊主體由波導(dǎo)基板構(gòu)成，上述光傳輸系統(tǒng)是在該波導(dǎo)基板上形成的多個(gè)光波導(dǎo)。
5.按權(quán)利要求1所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)是將應(yīng)當(dāng)與上述光纖陣列的光耦合端面相結(jié)合的上述其他光連接器定位的導(dǎo)向銷釘。
6.按權(quán)利要求5所述的并行傳輸模塊，其特征在于還具有保持應(yīng)結(jié)合的上述其他光連接器的外殼。
7.按權(quán)利要求1所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是用于插入應(yīng)當(dāng)與上述光纖陣列的光耦合面相結(jié)合的、上述其他光連接器具有的導(dǎo)向銷釘。
8.按權(quán)利要求7所述的并行傳輸模塊，其特征在于具有保持應(yīng)結(jié)合的上述其他光連接器的外殼。
9.按權(quán)利要求5所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述光纖陣列具有以下結(jié)構(gòu)部分用于上述光纖定位的多個(gè)定位槽的第1板；把排列在上述第1板各定位槽內(nèi)的上述各光纖壓入到該定位槽內(nèi)的第2板；為支持上述導(dǎo)向銷釘而設(shè)置的支持板，該支持板向外突出地設(shè)置在上述第1板的橫向兩側(cè)，且長(zhǎng)度比第1板短；以及與上述支持板的一個(gè)端面相對(duì)接、并且嵌合在夾持上述光纖的上述第1和第2板周圍的法蘭盤(pán)構(gòu)件。
10.按權(quán)利要求9所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述光纖、夾持該光纖的上述第1和第2板以及上述法蘭盤(pán)構(gòu)件，用粘接固定材料連成一體。
11.按權(quán)利要求10所述的并行傳輸模塊，其特征在于在上述第1板及其兩側(cè)的上述支持板的鄰接部位上連續(xù)形成高于第1板向上突出的許多凸起部，利用這些凸起部來(lái)防止填充到第1板內(nèi)的上述粘接固定材料向上述支持板一側(cè)流出。
12.按權(quán)利要求9所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述并行傳輸模塊具有對(duì)上述支持板加彈性壓力，并夾持上述導(dǎo)向銷釘?shù)膴A持構(gòu)件。
13.按權(quán)利要求9所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述光纖陣列中，其他光連接器一側(cè)的光耦合端面在上述第1和第2板的縱向比上述支持板的端面位置突出。
14.按權(quán)利要求9所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述光纖陣列中的上述模塊主體一側(cè)的光耦合端面，在上述第1和第2板的縱向比上述法蘭盤(pán)構(gòu)件的端面位置突出。
15.按權(quán)利要求10所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述粘接固定材料是焊料，用焊料把上述光纖固定并密封到上述第1和第2板之間。
16.按權(quán)利要求15所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述焊料是Pb-Sn合金，其中至少含有Zn、Sb、Al、Ti、Si、Cu中的任一種添加物。
17.按權(quán)利要求16所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述光纖是包有碳層的光纖。
18.按權(quán)利要求10所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述并行傳輸模塊具有套在夾持上述光纖的上述第1和第2板的外周的套管。
19.按權(quán)利要求18所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述套管由Ni-Fe殷鋼合金制成。
20.按權(quán)利要求9所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述第1板和第2板利用陽(yáng)極結(jié)合法連接成一個(gè)整體。
21.按權(quán)利要求1所述的并行傳輸模塊，其特征在于排列在上述光耦合端面上的上述各光纖，方式字段直徑在該端面附近局部增大。
22.按權(quán)利要求21所述的并行傳輸模塊，其特征在于上述方式字段直徑是通過(guò)使殘留應(yīng)力集中在芯區(qū)，從而使該芯區(qū)折射率下降而增大的，至少比消除上述殘留應(yīng)力的狀態(tài)增大20％以上。
23.并行傳輸模塊的制造方法，其特征在于包括如下工序1)把光纖分別放入在第1板上形成的定位槽內(nèi)后，利用第2板把各光纖壓入該定位槽內(nèi)；2)在夾持上述各光纖的上述第1板和第2板的外周裝上法蘭盤(pán)構(gòu)件；3)將重合起來(lái)的第1板和第2板中與上述各光纖的端面相鄰的一個(gè)端面浸入焊料槽內(nèi)，把法蘭盤(pán)構(gòu)件固定到該板的外周；4)在上述第3工序的同時(shí)或其前后，把上述焊料槽內(nèi)的焊料填充到上述第1和第2板之間，直至焊料流到第1和第2板的另一端為止；5)研磨第1和第2板的兩端面，使上述各光纖的端面達(dá)到光亮鏡面，形成光纖陣列；6)把上述光纖陣列的一個(gè)端面固定到裝有多個(gè)光纖傳輸系統(tǒng)的模塊主體的光耦合端面上，使上述光纖陣列和模塊主體成為一個(gè)整體，同時(shí)對(duì)該光纖陣列的各光纖和上述模塊主體的各光傳輸系統(tǒng)分別進(jìn)行光耦合。
24.按權(quán)利要求24所述的并行傳輸模塊的制造方法，其特征在于在上述第4工序中，利用超聲波振動(dòng)把上述焊料從上述第1和第2板的一端填充到另一端。
全文摘要
并行傳輸多個(gè)光信號(hào)的并行傳輸模塊及其制造方法。本發(fā)明的并行傳輸模塊包括模塊主體、具有多根光纖的光纖陣列和光纖導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)。所述模塊主體具有分別傳輸各光信號(hào)的多個(gè)光傳輸系統(tǒng);所述光纖陣列設(shè)置在模塊主體中的傳輸系統(tǒng)的一端,且與模塊主體固定成一個(gè)整體,分別與各光傳輸系統(tǒng)進(jìn)行光耦合;所述定位機(jī)構(gòu)位于各光傳輸系統(tǒng)進(jìn)行光耦合的一側(cè)的對(duì)面,把其它光連接器結(jié)合到上述光纖陣列的光耦合端面上。
文檔編號(hào)G02B6/26GK1244074SQ9910503
公開(kāi)日2000年2月9日 申請(qǐng)日期1999年4月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月31日
發(fā)明者柿井俊昭, 石田英敏, 小川信二, 宮部一道 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社