[發明專利]光路改變元件以及光耦合裝置

在審

• 申請號: 201580062328.9
• 申請日: 2015-11-13
• 公開（公告）號: CN107111062A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 立山忠生
• 申請（專利權）人: 柯尼卡美能達株式會社
• 主分類號: G02B6/26
• 分類號: G02B6/26;G02B5/00;G02B6/42
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 李洋,楊林森

技術領域

本發明涉及在光纖等光元件彼此之間進行光耦合的光耦合裝置用的光路改變元件、以及使用了該光路改變元件的光耦合裝置。

背景技術

在包括路由器等網絡裝置、服務器、大型計算機在內的各種信息/信號處理裝置中，信息/信號處理的大型化、高速化不斷進展。在這些裝置中，以往以來利用電線在電路基板(Board)中的CPU以及存儲器彼此間、配線基板彼此間、裝置(Rack：架)彼此間等進行信號傳輸。但是，開始實際上導入所謂光互連，即：根據傳輸速度、傳輸容量、功耗、來自傳輸路徑的輻射、電磁波對于傳輸路徑的干涉等觀點中的優先度，代替上述電線，將光纖等作為傳輸路徑，通過光來傳輸信號。

在這種光互連中，包括將電信號轉換為光信號并發送光信號的發光元件的光送信模塊和包括接收光信號并將該光信號轉換為電信號的受光元件的光受信模塊、或者具有光發送模塊和光接收模塊雙方的功能的光收發信號模塊作為主要的光部件被使用。將這些模塊通稱為光模塊。

在光模塊間，使用傳輸通道并行地傳輸光信號，由此能夠實現大容量的通信。作為傳輸通道，為了在光模塊間進行光信號的發送/接收，多使用光纖。因此，為了進行光纖與光模塊間的光耦合，通常使用光耦合裝置。

然而，雖由于光纖基本上都具有撓性，所以允許某種程度的彎曲、松動，但在通常的光纖中規定了為了確保光的傳輸效率而允許的彎曲的最小直徑。因此，在因設置空間的限制等而要求彎曲到最小直徑以下的情況下，使用在切斷光纖的基礎上，將在被切斷的光纖間傳遞的光束的光路偏轉并進行光耦合的光耦合裝置，這樣能夠整體更高效地實現收納、提高光的傳輸效率。使用這種光耦合裝置的優點并不局限于光纖彼此，在發光元件和光纖或者光纖與受光元件之間的光耦合中也同樣能夠產生該優點。在此，將發光元件、受光元件、光纖等通稱為光元件。

為了進行光元件間的光耦合，有時將具有偏轉光路的構造的光連接器使用于光耦合裝置。作為這種光連接器，實際使用在連接器內部使光軸改變90°的PT光連接器(按JPCA－PE03－01－06S被標準化)。

PT光連接器是對多芯光纖帶芯線等多芯光纖、與可撓性配線基板上的光元件進行光耦合的基板安裝型光連接器。作為能夠應用于PT光連接器并將多芯光纖的光路偏轉的光路改變元件，存在專利文獻1所記載的光路改變元件。

專利文獻1：日本特開2013－235243號公報。

在此，專利文獻1所公開的塊狀的光路改變元件在上表面的V形槽內形成有非球面反射面。沿水平方向插入光路改變元件的多芯光纖的端面與各非球面反射面對置。另一方面，設置于光路改變元件的下表面的多個透鏡與設置于光模塊的多個發光元件(或者受光元件)分別對置。從光模塊的各發光元件射出的光束在依靠透鏡形成為平行光束之后，被所對應的非球面反射面反射，并聚光于光纖的端面。

然而，通常的光耦合裝置多設置于被層疊并向服務器等的背面插入的基板上，因此可以說為了實現了基板的集成化用以促進省空間化，而優選極力實現光耦合裝置的小型化。然而，在專利文獻1的光路改變元件中，存在如下顧慮，即：在入射至非球面反射面的光束因基于構成非球面反射面的材料與空氣間的折射率差而產生的內表面反射而被反射時，若非球面反射面受到損傷，則產生散射等而反射率降低。因此，在引用文獻1的光耦合裝置中，也可以考慮通過將非球面反射面設置于V形槽內而使非球面反射面不易受到損傷。但是，為了設置這種V形槽而使光路改變元件形成為塊狀，從而存在光路改變元件大型化這一問題。另外，非球面反射面不僅有可能受到損傷而且有可能附著結露、異物，如果附著有結露、異物的情況下，不僅反射條件改變，而且容易引起材料劣化，從而容易導致光的利用效率降低，結果是存在信息傳遞的精度降低的顧慮。與此相對，雖還研究了在非球面反射面進行成膜，但在為引用文獻1的光路改變元件的情況下，存在如下顧慮，即：在V形槽內成型了非球面反射面之后，對非球面反射面進行成膜的工序中，V形槽對于以直線性從外部飛來的微小的成膜粒子產生影響，從而無法在非球面反射面均勻地進行成膜。

接下來，針對結露、異物附著這一問題，研究了利用板狀的罩部件覆蓋光路改變元件的上表面。通過設置罩部件具有不僅能降低誤損傷非球面反射面的情況，還具有減少因環境導致的隨時間老化的影響的優點，特別是在非球面反射面成膜有反射膜等時，能夠抑制反射膜剝離、破損等。然而，若在光路改變元件為塊狀的同時，在光路改變元件安裝罩部件，則會成為距基板的高度更高的光耦合裝置，因此存在當層疊使用基板時與相鄰的基板干涉的顧慮，由此不得不增大基板的間隔，成為阻礙集成化的重要因素。

發明內容