KR20000064367A - 도파관컨넥터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 물리적인 접촉용 도파관 컨넥터(1)를 적어도 하나의 도파관(15)을 갖는 적어도 하나의 광 장치와 정렬시키는 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 도파관(15)을 배치시킨 기판(10) 및 도파관 컨넥터(1)를 포함한다. 도파관 컨넥터(1) 및 기판(10)은 정렬소자(2, 4)를 포함한다. 상기 정렬소자(2, 4)는 상호 맞물림으로 흔들려질 수 있다. 정렬소자는 배치되어 MT-인터페이스를 갖는 광 장치가 도파관 컨넥터(1)와 접촉하게 되고, 도파관(15) 및 광 장치가 서로 정렬된다.

Description

도파관 컨넥터
고정되거나 유연성있는 기판상에 배치되는 광 도파관으로 및 광 도파관으로부터 광을 발생시키는 임무는 어려움을 겪게 된다. 하나의 어려움은 예를 들어 광 장치를 간단하고 값싼 방법으로 도파관에 연결할 때 생긴다. 광 장치의 단면을 도파관에 연결할 때 높은 정밀도가 요구된다.
JP 1-232 307은 광 도파관을 광 섬유에 연결하는 장치를 설명한다. 상기 경우에, 도파관 및 섬유는 하나를 나머지 것으로 밀어내지는 2개의 부품의 도움으로 상호 연결된다. 도파관은 상기 장치들중 하나에 견고하게 시트(seat)되고 섬유는 나머지 장치에서 견고하게 시트된다. 섬유 및 도파관의 상호 직면하는 단면은 하나의 장치 및 그 대응하는 장치상의 수납 가이드 핀에 제공된 가이드 구멍이 가이드 핀 자체보다 약간 더 크다는 사실 덕분에 서로 정렬된다. 최종의 동작은 표면을 상호 정렬로 되게 하기 위해 사용되어, 광 신호의 감쇄를 가능한한 최소로 되게 한다. 그러나, 상기 해결책은 도파관이 컨넥터와 집적해서 제조된다고 가정한다. 환언해서, 평평한 기판상에 배치되는 도파관이 상기 공지된 기술에 의해 광 섬유와 연결될 수 없다.
본 발명은 적어도 하나의 기판-장착된 도파관을 적어도 하나의 광 장치에 정렬하고 기계적으로 연결하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 도파관 컨넥터 및 기판상에 배치된 도파관의 사시도.
도 2는 도파관 컨넥터 및 도 1의 기판을 접촉 측면으로부터 이동시키는 도파관의 예시도.
도 3은 도파관 컨넥터상의 정렬소자 및 도 1의 기판의 확대도.
도 4는 하부로부터 도 1의 도파관 컨넥터의 예시도.
도 5는 도파관 컨넥터의 대안적인 실시예의 예시도.
도 6은 본 발명의 도파관 커넥터 및 텅 기판상에 배치된 도파관의 사시도.
도 7은 MT-인터페이스 축 관계(x, y 및 z) 및 각도(a, b 및 c)의 예시도.
광을 평평한 기판상에 배치되는 광 도파관의 내부 및 외부로 발생시킬 필요성이 증대되고 있다. 광을 도파관의 내부 및 외부에서 발생시키기 위해, 도파관은 광 장치의 도움으로 상호 연결된다. 광 도파관 및 광 장치간의 스플라이스(splice) 또는 조인트는 매우 민감한 부분이다. 정렬시 최소 에러, 도파관 및 광 장치간의 각도 또는 그들간의 간격이 상당한 광 밀도를 손상시킨다.
도파관 및 광 섬유를 함께 연결시 겪게 되는 대부분의 문제는 각 섬유 및 도파관을 서로 관련시켜 정렬시키는 것과, 그들간의 "빈틈없는" 인터페이스를 얻는 것이다. 정렬은 능동적으로, 즉 최적의 정렬점을 광 설비의 도움으로 결정함에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명의 의도는 정렬소자를 포함하는 도파관 컨넥터를 기판-장착된 광 가이드를 갖는 정렬로 되게 함에 의해 상기 언급된 문제를 해결하는 것이다. 도파관 컨넥터상의 정렬소자는 기판상에서 대응하는 정렬소자로 끼워 맞춘다. MT 인터페이스를 갖는 광 장치는 도파관 컨넥터에 연결된다.
도파관 컨넥터는 도파관 근처의 기판에 제공된 오목부 또는 개구로 끼워맞추기 위해 사용되는 가이드 다리를 또한 포함한다. 도파관은 텅(tongue)상에 대안적으로 배치되어, 상기 가이드 다리는 텅을 포위한다. 도파관에 관하여 도파관 컨넥터를 6개의 자유도(3개의 좌표 및 세 개의 각도)에 대해 정렬하도록 기능하는 소자는 예를 들어 원뿔 또는 구형이다. 기판상에서 대응하는 정렬소자는 도파관 컨넥터상에서 정렬소자에 역으로 된다. 그러나, 그것은 본 발명의 요구사항으로 되지 않는 데, 왜냐하면 실행되는 기준만은 정렬소자가 서로 끼워맞추고 기판상에서 만족할만한 도파관 컨넥터의 정렬을 제공하기 때문이다.
기계적인 정렬소자들은 흔들림에 의해 함께 끼워맞추어지게 될 수 있다. 도파관 컨넥터가 기판상에 설치되게 된후, 도파관 컨넥터는 기판-장착된 정렬소자 및 도파관 컨넥터가 서로 맞물리게 되는 위치로 흔들려진다. 가이드 다리는 도파관 컨넥터를 정렬소자에 근접해서 위치시키기 위한 기능을 한다. 가이드 다리는 도파관 컨넥터의 위치를 방해하는 상기 흔들림 동작을 방지한다.
본 발명의 목적은 기판-이동된 광 도파관의 연결을 광 장치에 단순화하기 위한 것이다. 본 발명에 의해 제공된 하나의 장점은 기판상에서 도파관 컨넥터의 정렬이 수동적으로 발휘될 수 있다는 것이다.
다른 장점은 도파관 컨넥터가 수직 이동의 도움으로 기판상에 설치될 수 있다는 것이다. 그것은 프로그램되는 픽-앤드-플레이스(pick-and-place) 로봇으로 하여금 도파관 컨넥터를 기판상에서 설치되도록 할 수 있게 하고, 그것은 기판상에서 도파관 컨넥터를 설치, 정렬 및 고정시키는 모든 과정을 자동화시킬 수 있다.
도 1은 기판(10)상에 배치된 복수의 도파관(15)을 갖는 도파관 컨넥터(1)의 전형적인 실시예를 예시한다. 도파관 컨넥터(1)는 상기 실시예에서 U자형이다. 도파관 컨넥터(1)상에서 2개의 의존하는 가이드 다리(7)는 기판(10)에서 2개의 개구 또는 슬롯(16)으로 끼워맞춘다. 도파관(15)은 가이드 다리(7)간의 기판 표면상에 위치된다. 도 6에 도시했듯이, 가이드 다리는 도파관(15)을 이동시키는 텅(17)을 통해 대안적으로 설치할 수 있다.
기판-이동된 도파관(15)에 관련해서 도파관 컨넥터(1)를 정렬시키는 정렬소자(2, 4)는 도파관 컨넥터(1)의 2개의 가이드 다리(7)간에 제공된다. 도 2에 표시했듯이, 상기 정렬소자의 일부는 U자형 도파관 컨넥터(1)의 가이드 다리(7)가 수신되는 도파관(15) 및 기판개구(16)간에 설치된다. 도파관 컨넥터상에서 정렬소자가 홈, 구형 또는 피라미드의 형태를 가질 때, 기판-이동된 정렬소자는 홈, 구형 또는 파라미드의 역으로 될 수 있고, 즉 다시 말하면 홈, 구형 피트(pits) 또는 내부방향으로 뻗어있는 피라미드의 형태를 갖는다. 예를 들어, 도파관 컨넥터상에서 정렬소자가 피라미드 형태이면, 기판-이동된 정렬소자는 사각형 오목부 형태를 또한 갖는다. 상기 후자의 태양에서, 실행되기를 필요로 하는 단 하나의 요구사항은 피라미드의 에찌 또는 측면이 x방향 및 y방향 모두에서 안정성을 이루기 위해 사각형 오목부의 에찌와 인접해서 놓이게 된다는 것이다. z방향의 정렬이 하기에서 더 상세하게 설명하듯이 지지체(3)의 중간을 통해 주로 이루어지지만, 정렬소자(2, 4)는 z방향에서 정렬을 향해 기여할 수 있다.
정렬소자는 배치되어 도파관 컨넥터(1)의 MT-인터페이스가 3개의 각도(a, b 및 c)에서 도파관의 중심선을 교차시키고; 도 7을 참고하시오. 3개의 각도는 3중축 대칭에 관한 것이다. 각도는 도파관을 따라 축에 관련한 각도에 대응한다. 각도(b 및 c)는 도파관의 길이축 x에 대해 90°각도로된 관계를 갖는다. 광 장치의 MT 인터페이스는 각도(a, b 및 c)에 관련해서 상보(complementary) 각도(a', b' 및 c')를 형성한다. 도파관 컨넥터 및 광 장치가 함께 모여질 때, 그들은 서로 정렬된다. 2개의 접촉표면 각도에 관련한 상기 기준은 표면들이 한번의 절단으로 잘려진 소자뿐만 아니라 함께 동등하게 끼워맞추는 것을 확실하게 하는 데 도움이 된다. 2개의 부품 부분간의 조인트에서 광 신호의 후방향 반사를 제거하기 위해, 각도(a, b 또는 c)중 적어도 하나가 0°와 다른 각도로 된다. 서로에 관련해서 접촉표면들의 경사는 신호가 후방향으로 반사하지 않으나 주변에서 외부로 튀게하는 것을 의미한다.
정렬소자의 일부는 도파관 컨넥터가 x방향으로 정확하게 위치되는 것을 확정하는 반면에, 다른 일부는 도파관 컨넥터(1)가 y방향으로 정확하게 위치되는 것을 확정한다.
정렬소자는 기판과 접촉을 이루어지게 하는 도파관 컨넥터의 표면상에서 어디든 설치될 수 있고, 또한 역도 마찬가지다. 정렬소자를 상기 도파관들간에 설치하는 것을 방해하는 것이 아무것도 없지만, 정렬소자는 도파관 측면에 의해 양호하게 설치된다.
도 5는 각 측면상에서 8로 부가해서 플랜지(flange)되는 도파관 컨넥터의 대안적인 실시예를 예시한다. 정렬소자는 상기 추가적인 플랜지상에 설치된다.
그러므로, 도파관 컨넥터는 기판상에서 대응하는 정렬소자와 맞물리는 정렬소자를 이동시킨다. 상기 정렬소자는 중합 재료 또는 세라믹 재료로 구비된다. 도파관 컨넥터가 끼워짐에 따라 기판-이동된 정렬소자에 손상을 방지할 의도로, 추가적인 지지체(3)는 정렬소자(2)의 측면에 의해 제공될 수 있다. 도파관 컨넥터상에서 정렬소자가 기판-이동된 정렬소자와 맞물려져 흔들림에 따라 지지체(3)은 홈형태의 기판-이동된 정렬소자(2)에서 균열을 방지하는 기능을 한다. 그러나, 지지체(3)의 주요 기능은 도파관 컨넥터(1)가 z방향으로 정확하게 위치되는 것을 확정한다. 모든 지지체(3)를 인접시킨 표면이 같은 높이에서 위치될 때, 지지체는 도파관 컨넥터를 z방향으로 정렬시키기 위해 도파관 컨넥터상의 평평한 표면에 관련해서 제조시 같은 길이로 설정된다. 그러나, 공간 부족은 높이를 다른 인접점과 달리하는 기판 위치에서 소정의 지지체를 위치시키는 것을 필요로 한다. 그러나, 상기 높이차가 공지될 때 상기 필요성은 문제를 발생시키지 않는다. 도파관 컨넥터가 그럼에도 불구하고 z방향으로 정확하게 위치되도록 상기 차에 관련해서 상기 지지체의 높이를 정확하게 적응시키는 것이 가능하다.
MT-장치가 도파관 컨넥터(1)와 양호하게 연결되는 것을 확정하기 위해, 기판 및 도파관 컨넥터의 외부단부를 절단하고 알맞은 형태의 유연한 표면을 얻기 위해 절단표면을 매끄럽게 하는 것이 필요로 한다. 도파관 컨넥터는 예를 들어 MT-장치용 가이드 구멍(5)을 포함한다.
정렬소자가 구형으로 되는 것이 또한 성취될 수 있다. 도파관 컨넥터가 구형 오목부 또는 돌출부로써 제공되고 기판은 대응하는 오목부 또는 돌출부로써 제공된다. 이미 언급된 경우와 같이, 정렬소자들의 각 형태들간의 정확한 일치는 본 발명의 요구사항으로 되지 않는다. 이전에 언급했듯이, 상기 관계에서 주요 기준은 정렬소자들이 서로 끼워맞추어지고 x방향 및 y방향으로 안정도를 제공하고 z방향에서 정렬을 향해 기여한다는 것이다.
도파관 컨넥터는 플래스틱 캡슐화용 재료 표준으로 또는 알맞은 재료로부터의 주입 몰딩 재료에 의해 밀어내어질 수 있다.
도파관 컨넥터가 기판상에 설치된 후, 도파관 컨넥터는 다수의 다른 방법으로 거기에 고정될 수 있다. 하나의 성취가능한 방법은 도파관 컨넥터에 구멍(9)을 구비하고 예를 들어 구멍을 통해 도파관의 상부에 아교를 주입하는 것이다. 도파관 컨넥터에서 구멍을 통해 아교를 충전시킬 수 있는 사이의 공간이 도파관 컨넥터 및 기판-이동된 도파관간에 위치시키고, 그것에 의해 도파관 컨넥터를 기판에 고정시킨다.
도파관 컨넥터를 기판상으로 의도된 장소에 설치하는 하나의 방법은 도파관 컨넥터를 박스에서 잡고 도파관 컨넥터를 기판으로 이동시키고 최종적으로 상기 장치상의 가이드 다리를 기판에서 또는 텅을 통해 제공된 개구로 설치하기 위해 프로그램된 픽-앤드-플레이스 로봇의 도움으로 이루어질 수 있다. 기판은 위치되는 도파관 컨넥터에 연속되는 동작으로 세트되는 바이브레이터 또는 셰이커상에 놓인다. 상기 셰이킹 동작은 기판 및 도파관 컨넥터상의 정렬소자가 서로 맞물려지는 것을 확정한다. 상기 셰이킹 동작의 진폭 및 주파수가 정렬소자의 크기에 잘 적응된다. 그러나, 도파관 컨넥터는 전체적으로 위치를 벗어나서 결코 이동되지 않는 데, 왜냐하면 그 가이드 다리는 다수의 텅을 둘러싸거나 기판개구로 하향으로 뻗어 있다.

Claims (8)

  1. 적어도 하나의 기판-이동된 도파관 및 적어도 하나의 광 장치간의 물리적인 연결용 도파관 컨넥터를 정렬시키는 방법에 있어서,
    도파관 컨넥터를 복수의 기판-이동된 도파관에 인접해서 설치하는 단계와;
    도파관 컨넥터상의 정렬소자 및 기판상의 대응하는 정렬소자가 서로 맞물리도록 기판을 흔드는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 도파관 컨넥터의 정렬 방법.
  2. 하나 이상의 광 장치 및 기판(10)상에 배치된 하나 이상의 도파관(15)간의 물리적인 연결용의 적어도 하나 이상의 도파관(15) 및 적어도 하나의 도파관 컨넥터(1)를 포함하는 장치에 있어서,
    도파관 컨넥터(1)는 기판(10)상에 배치되는 대응하는 정렬소자로 끼워맞추는 정렬소자(2, 4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 도파관 컨넥터(1)상의 접촉표면이 도파관(15)의 길이축과 각도 a를 형성하고, 도파관의 길이축 및 서로에 모두 직교하는 2개의 축선에 관련해서 각도 b, c를 형성하고; 적어도 하나의 광 장치는 대응하는 상보 각도 a', b' 및 c'를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제2항 및 제3항에 있어서, 도파관 컨넥터(1)가 적어도 하나의 가이드 다리(7)를 포함하고; 기판(10)이 도파관 컨넥터(1)상에서 가이드 다리(7)를 수납하기 위해 사용된 적어도 하나의 개구(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제2항 및 제3항중 어느 한항에 있어서, 도파관 컨넥터(1)가 적어도 2개의 가이드 다리(7)를 포함하고; 기판이 도파관 컨넥터(1)상에서 가이드 다리(7)에 대응해서 사용되는 적어도 하나의 텅(17)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제2항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서, 기판(10) 및 도파관 컨넥터(1)상에서 정렬소자(2, 4)는 그들이 서로 접촉할 수 있는 위치에 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제2항 내지 제6항중 어느 한항에 있어서, 도파관 컨넥터(1)는 예를 들어 MT 장치를 수납하는 가이드 구멍(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제2항 내지 제7항중 어느 한항에 있어서, 도파관(1)은 도파관(15)위에서 적어도 하나의 관통-침투 구멍(9)을 포함하고, 상기 관통-침투 구멍은 아교로 하여금 예를 들어 도파관 컨넥터를 기판에 고정시킬 목적으로 주입되도록 하는 기능을 하는 것을 특징으로 하는 장치.
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