CN112352179B - 用于在热膨胀或收缩期间保持光学套管对准的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学套管，该光学套管具有与光学装置所安装到的基板不同的热膨胀系数，该套管将该装置光学耦接到一根或多根光纤。该光学套管包括和/或其中安装有该套管的支架包括横向接合特征结构和纵向接合特征结构，其确保在操作温度下与该光学装置对准，当转变为该操作温度时，该套管相对于该基板膨胀。

Description

用于在热膨胀或收缩期间保持光学套管对准的设备和方法

技术领域

本公开整体涉及连接器组件和与连接器组件相关的方法。

背景技术

光学连接器可用于多种应用程序，包括：电信网络、局域网、数据中心链接以及计算机装置中的内部链接。光学功能越来越多地结合在小型集成装置中，诸如光子集成电路(PIC)。PIC装置可包括光学元件，诸如波导、光栅检测器、激光器等，这些光学元件使用诸如材料沉积、光刻和蚀刻之类的方法制造。PIC可经由光纤与外部光学装置耦接。以这种方式利用PIC的一个挑战是光在光纤与PIC上的小芯PIC波导或其他小型光学装置之间的有效耦接。现有的解决方案涉及光纤的主动对准，然后永久地附接到装置，这是昂贵的、缓慢的并且常常是高损耗的。

发明内容

一个实施方案涉及光学套管，该光学套管具有用于接收多根光纤并永久地附接到多根光纤的附接区。套管的光重定向构件沿着第一方向接收来自由附接区接收并永久地附接到附接区的多根光纤的光，并且沿着不同的第二方向重定向所接收的光。所重定向的光在配合平面上的出口位置处离开套管。出口位置基本上居中在正交于第一方向的第一对准平面上。一对第一接合特征结构从光学套管的相对横向侧突出。第一接合特征结构基本上居中在第一对准平面上。不同于该对第一接合特征结构的第二接合特征结构从光学套管的前侧突出并且基本上居中在垂直于第一对准平面的第二对准平面上。第二对准平面将出口位置平分成基本上相等的半部。

在一些构型中，出口位置可包括沿着第一对准平面的一行光学输出位置。第一接合特征结构可包括从光学套管的相对横向侧延伸的第一突片和第二突片。第一突片和第二突片位于固定光学套管的支架的相应的第一腔和第二腔内。当光学套管装配到支架中时，第一腔和第二腔沿着第一方向约束两个突片。在这样的情况下，光学套管还可包括在第一突片和第二突片与相应的第一腔和第二腔之间的第一横向间隙和第二横向间隙，使得突片可在横向方向上移位，其中在第一突片和第二突片与相应的第一腔和第二腔之间在第一方向上几乎没有间隙或没有间隙。

在其他构型中，第二接合特征结构可包括从前侧延伸的突片，该突片被放置在被构造成固定套管的支架的腔中。在这样的情况下，在突片和腔之间包括间隙，使得突片可在第一方向上移位，其中在第一突片和第二突片与相应的第一腔和第二腔之间在横向方向上几乎没有间隙或没有间隙。

在一些构型中，光学套管可由聚合物形成。光学套管还可包括与基板上的光学装置光学交接的配合表面。光学套管可被构造成在组装温度下宽松地装配到支架中，并且在操作温度下紧密地装配到支架中。在这样的情况下，组装温度可低于操作温度。

在另一个实施方案中，光学套管包括被构造成接收并固定光学波导的附接端。远侧末端沿着纵向方向与附接端相对。光重定向元件被构造成在光学波导和光学套管的配合表面之间重定向光。纵向约束构件可操作以与支架的接收并固定光学套管的对应的纵向约束构件交接。边对边约束构件可操作以与支架的对应的边对边约束构件交接。纵向约束构件和边对边约束构件使光学套管的参考点相对于支架的对应的参考点的移位最小化，该移位是由于光学套管和支架的导致光学套管相对于支架响应于温度变化的尺寸变化的不同热膨胀系数引起的。

在一些构型中，配合表面包括沿着边对边线的一行光学输出位置，参考点位于边对边线的中心处。纵向约束构件可包括从光学套管的相对侧延伸并且与边对边的线对准的两个突片。另外，支架的对应的纵向约束构件可包括两个腔，这两个腔分别纵向约束两个突片，并且在光学套管装配到支架中时允许两个突片的边对边移位。边对边约束构件可包括从与边对边线的中心对准的远侧末端延伸的突片。另外，对应的边对边约束构件可包括腔，该腔约束突片的边对边移位并且在光学套管装配到支架中时允许突片的纵向移位。

在一种构型中，光学套管的第一热膨胀系数大于支架的第二热膨胀系数。光学套管可由聚合物形成。配合表面可操作以与基板上的光学装置光学交接，其中支架将光学套管与光学装置对准。光学套管可被构造成在组装温度下宽松地装配到支架中，并且在操作温度下紧密地装配到支架中，在这种情况下，组装温度可低于操作温度。

在另一个实施方案中，支架被构造成接收并固定光学套管。支架包括对应的纵向约束构件，该对应的纵向约束构件可操作以与光学套管的纵向约束构件交接。对应的边对边约束构件可操作以与光学套管的边对边约束构件交接。纵向约束构件和边对边约束构件使光学套管的配合表面的参考点与支架的对应的参考点的移位最小化。该移位是由于光学套管相对于支架的尺寸变化引起的，该尺寸变化由光学套管和支架的不同热膨胀系数以及温度的变化引起的。

在一些构型中，配合表面可包括沿着边对边线的一行光学输出位置，参考点位于边对边线的中心处。光学套管的纵向约束构件可包括从光学套管的相对侧延伸并且与边对边的线对准的两个突片。另外，支架的对应的纵向约束构件可包括两个腔，这两个腔分别约束两个突片，并且在光学套管装配到支架中时允许两个突片的边对边移位。边对边约束构件可包括从光学套管的与边对边线的中心对准的远侧末端延伸的突片，并且对应的边对边约束构件可包括腔，该腔约束突片的边对边移位并且在光学套管装配到支架中时允许突片的纵向移位。

在一些构型中，光学套管的第一热膨胀系数大于支架的第二热膨胀系数。支架由二氧化硅或其他陶瓷或低热膨胀金属合金(诸如因瓦合金或柯伐合金)形成。支架可将光学套管对准并固定到基板，使得配合表面与基板上的光学装置光学交接。光学套管可被构造成在组装温度下宽松地装配到支架中，并且在操作温度下紧密地装配到支架中，并且组装温度可低于操作温度。

在一些构型中，支架还可包括透镜，该透镜被构造成修改光学套管和光学装置之间的光路，该光学装置位于支架所附接到的基板上。透镜可包括准直透镜。支架还可包括第二对应的纵向约束构件和第二对应的边对边约束构件，该第二对应的纵向约束构件和第二对应的边对边约束构件被构造成由于第二光学套管相对于支架的尺寸变化，而使第二光学套管的第二参考点与支架的对应第二参考点的第二移位最小化。

在另一个实施方案中，光学组件包括光学套管，该光学套管包括光重定向元件，该光重定向元件被构造成在光学波导和光学套管的配合表面之间重定向光。光学套管具有第一热膨胀系数。支架被构造成将光学套管保持并固定到基板。支架具有不同于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。光学套管被构造成在组装温度下宽松地装配在支架内并且在操作温度下膨胀到支架中。

在一些构型中，光学套管可包括至少一个约束构件，并且支架可包括至少一个对应的约束构件。约束构件和对应的约束构件交接，使得光学套管的参考点与支架的对应的参考点之间的移位在组装温度和操作温度之间最小化。光学套管可包括沿着配合表面布置在边对边线中的一行光学输出位置，参考点位于边对边线的中心处。至少一个约束构件可包括纵向约束构件和边对边约束构件，并且至少一个对应的约束构件可包括与纵向约束构件交接的对应的纵向约束构件和与边对边纵向约束构件交接的对应的边对边约束构件。光学组件还可包括在纵向约束构件与对应的纵向约束构件之间的边对边间隙，使得纵向约束构件可在边对边方向上移位，并且其中在纵向约束构件和对应的纵向约束构件之间在纵向方向上几乎没有间隙或没有间隙。

在一些实施方案中，组装温度可低于操作温度。光学套管可由聚合物形成，并且支架可由陶瓷形成。光学组件还可包括附接到基板的光学装置，支架将光学套管的一个或多个光学输出位置与光学装置对准。一个或多个光学输出位置的至少一部分可在组装温度下与光学装置不对准，并且一个或多个光学输出位置可以在操作温度下与光学装置最佳地对准。支架还可包括透镜，该透镜被构造成修改光学套管和光学装置之间的光路，该光学装置位于基板上。透镜可包括准直透镜。支架还可被构造成将第二光学套管保持并固定到基板，第二光学套管横向于光学套管定位。支架和光学套管可一体地形成。

在另一个实施方案中，方法涉及在组装温度下经由支架将光学套管耦接到基板。在组装温度下，光学套管宽松地装配在支架内。光学套管具有第一热膨胀系数，并且支架具有不同于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。一个或多个装置耦接到基板，使得基板、支架和光学套管达到操作温度。光学套管和支架在操作温度下的相对膨胀使得光学套管的一个或多个输出位置与附接到基板的光学装置对准。

在一些构型中，光学套管和支架在操作温度下的相对膨胀使得光学套管紧密地装配在支架内。该方法还可包括在操作温度下经由光学套管的配合表面处的一个或多个输出位置在光学套管和光学装置之间传输光。在光学套管和光学装置之间传输光可包括在配合表面和耦接到光学套管的一端的光学波导之间重定向光。该方法还可包括使光学套管的参考点与支架的对应的参考点之间的移位在组装温度和操作温度之间最小化。可经由光学套管的与支架的至少一个对应的纵向约束构件交接的至少一个纵向约束构件以及光学套管的与支架的至少一个对应的边对边约束构件交接的至少一个边对边约束构件，使移位最小化。

在另一个实施方案中，支架被构造成接收并固定光学套管，支架包括被构造成限制光学套管的限制构件。两个或更多个结合垫可与在结合温度下将支架结合到基板的结合材料一起使用。支架具有第一热膨胀系数，并且基板具有不同于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。两个或更多个安装构件将相应的两个或更多个结合垫机械耦接到支架。两个或更多个安装构件响应于在结合垫和两个或更多个安装构件的附接区域之间施加到支架的力而可逆地偏转。该力是由于不同的第一膨胀系数和第二膨胀系数引起的。

在一些构型中，两个或更多个安装构件可包括附连在支架的与两个或更多个结合垫相对的顶表面附近的两个或更多个支腿。两个或更多个支腿可包括各自附连在支架的不同拐角处的四个或更多个支腿。两个或更多个支腿可包括各自附连在支架的不同边缘处的三个或更多个支腿。两个或更多个安装构件可包括从支架的面向基板的底表面延伸的两个或更多个中空圆柱体或中空棱柱。两个或更多个安装构件可相对于支架对称地布置，使得可逆偏转使光学套管的参考点相对于基板的对应的参考点的移位最小化。当支架由于温度变化而相对于基板膨胀或收缩时，移位可被最小化。

在一些构型中，支架还可包括透镜，该透镜被构造成修改光学套管和光学装置之间的光路，该光学装置位于支架所附接到的基板上。透镜可包括准直透镜。

在另一个实施方案中，支架被构造成接收并固定光学套管。支架包括被构造成限制光学套管的限制构件，以及具有结合材料的两个或更多个结合垫，该结合材料在结合温度下将支架结合到基板。支架具有第一热膨胀系数，并且基板具有不同于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。两个或更多个安装构件将相应的两个或更多个结合垫机械耦接到支架。两个或更多个安装构件可响应支架相对于基板的膨胀而变形。膨胀的相对变化是由于结合温度和操作温度之间的变化引起的。两个或更多个安装构件是可变形的，使得支架至少在操作温度下保持光学套管与附接到基板的光学装置之间的对准。

在一些构型中，两个或更多个安装构件可包括附连在支架的与两个或更多个结合垫相对的顶表面附近的两个或更多个支腿。两个或更多个支腿可包括各自附连在支架的不同拐角处的四个或更多个支腿。两个或更多个支腿可包括各自附连在支架的不同边缘处的三个或更多个支腿。两个或更多个安装构件可包括延伸远离支架的面向基板的底表面的两个或更多个中空圆柱体或中空棱柱。两个或更多个安装构件可相对于支架对称地布置，使得可逆偏转使光学套管的参考点相对于基板的对应的参考点的移位最小化。当支架由于温度变化而相对于基板膨胀或收缩时，移位可被最小化。在一些构型中，支架还可包括透镜，该透镜被构造成修改光学套管和光学装置之间的光路。透镜可包括准直透镜。

在另一个实施方案中，方法涉及在结合温度下将支架的两个或更多个结合垫结合到基板。支架包括两个或更多个安装构件，该两个或更多个安装构件将相应的两个或更多个结合垫机械耦接到支架。支架和基板达到组装温度。由于支架和基板之间的热膨胀系数的差异，结合温度和组装温度之间的差异导致安装构件的变形。将光学套管***支架中，使得支架相对于安装在基板上的光学装置固定光学套管。

在一些构型中，该方法还可包括激活耦接到基板的一个或多个装置，使得基板、支架和光学套管达到操作温度，其中支架相对于基板在操作温度下的膨胀使光学套管与光学装置对准。该方法还可包括在操作温度下经由光学套管的配合表面处的一个或多个输出位置在光学套管和光学装置之间传输光。在光学套管和光学装置之间传输光可包括在配合表面和耦接到光学套管的一端的光学波导之间重定向光。

在另一个实施方案中，光学部件包括用于接收并永久地附接多根光纤的附接区。光重定向构件沿着第一方向接收来自多根光纤的光并且沿着不同的第二方向重定向光。重定向的光在配合平面上的出口位置处离开光学部件。出口位置基本上居中在正交于第一方向的第一对准平面上。部件的两个或更多个结合垫可与在结合温度下将光学部件结合到基板的结合材料一起使用。光学部件具有第一热膨胀系数，并且基板具有不同于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。两个或更多个安装构件将相应的两个或更多个结合垫机械耦接到光学部件。两个或更多个安装构件响应于在结合垫和两个或更多个安装构件的附接区域之间施加到光学部件的力而可逆地偏转，使得第一对准平面与基板相交的位置受到温度的影响最小。在一种构型中，光学部件还可包括透镜，该透镜被构造成修改部件和光学装置之间的光路，该光学装置位于基板上。

附图说明

图1、图2和图3是根据一些实施方案的光学套管和支架的剖视图和顶视图；

图4是根据示例性实施方案的光学套管的透视图；

图5是根据示例性实施方案的光学连接器***的分解透视图；

图6和图7是图5的光学连接器***的透视图和顶视图；

图8和图9是根据其他实施方案的光学套管和支架的顶视图；

图10是根据示例性实施方案的光学连接器***的分解透视图；

图11是图10的光学连接器***的透视图；

图12是在图10的光学连接器***中使用的支架的透视图；

图13是根据另一个示例性实施方案的支架的透视图；

图14A和图14B是根据另一个示例性实施方案的支架的底视图和侧视图；

图15和图16是根据示例性实施方案的光学套管的光学输入/输出位置的示意图；

图17和图18是根据示例性实施方案的方法的流程图；

图19是根据一些实施方案的光学套管和支架的侧视图；

图20是根据一些实施方案的多个光学套管和支架的顶视图；并且

图21是根据示例性实施方案的光学部件的侧视图。

图未必按照比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而，应当理解，在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一个图中用相同数字标记的部件。

具体实施方式

本文所述的实施方案涉及用于光子集成电路(PIC)的光缆子组件、光学连接器和封装。描述了连接器接口，该连接器接口可将一个或多个光纤波导配合到安装在基板上或与基板成一体的对应光学装置。在一些情况下，光学装置和基板可整体地形成为PIC的一部分。在其他情况下，光学装置可安装(例如，结合、焊接)到电路板，使得电路板充当基板。在其他情况下，光学装置可安装在内插器或其他载体上，该内插器或其他载体继而安装在电路板上。在任一种情况下，光学装置可包括波导、光栅、检测器、调制器、光源(例如，激光器)，并且可包括其他集成光学特征结构，诸如透镜、准直器、反射镜、滤光器等。

下文所述的光学连接器可包括附接到多个平行波导(例如，4个、8个或12个或更多个平行波导)的套管。各个波导通常是由带有保护性缓冲涂层的玻璃(例如，单模或多模光纤)制成的光纤，并且平行的缓冲光纤由护套封闭以形成带。套管可包括光重定向元件，该光重定向元件将光(例如，以接近90度的角度)从光学波导重定向到配合表面，在该配合表面中将光导向穿过输出窗口。光学套管可被构造成使离开配合表面的光束膨胀，这允许非接触式光学耦接，并且当与其他类型的光学连接器(诸如物理接触连接器)相比时，可放宽连接器到连接器机械对准精度。

光学套管可由具有期望光学特性的聚合物制成，该聚合物可例如通过注塑大量生产。光学级聚合物如Zeonex K26R可具有大约63ppm/℃的热膨胀系数(CTE)(本文也称为“热膨胀系数”)。相比之下，光学套管所配合的基板可由CTE为大约2.6ppm/℃的材料诸如硅形成。CTE的这种差异可能使光学套管与基板安装或基板集成的光学装置的对准复杂化。例如，光学套管到基板的组装可在室温下进行，但是光学装置(以及热耦接到基板的任何其他装置)可使得组装在显著高于室温的温度下运行。基板和光学套管将由于CTE而在那些不同的温度下膨胀或收缩不同的量。

基板和光学套管之间的膨胀差异可导致光束在一些温度范围内失准。因为在装置的操作温度下需要光学套管与光学装置之间的最大光学耦接，所以光学套管的大小被设计成使得其在操作温度下膨胀到期望的大小。在操作温度下，进入或离开光学套管的光束应当与装置上耦接到光束的元件基本上相同地间隔开。然而，光学套管、基板和装置的组装通常将在与操作温度不同的温度(例如，更低的温度)下进行。在该较低温度下，预期套管的至少一些光学输出位置可能未对准。因此，***将具有确保套管在操作期间正确对准的特征结构。另外，在服务期间，例如当光学装置上电和掉电时，可能预期组装的***在操作温度和室温之间循环。这将导致光学连接器相对于基板和光学装置的重复膨胀和收缩。这可导致两者间的移动，从而导致光束未对准。

为了确保具有与光学套管所耦接的装置不同的CTE的该光学套管即使在经受一定温度范围时也保持对准，下文描述了两种方法。在这两种方法中，使用接收光学套管并将其固定到基板的支架。在一种方法中，支架由CTE类似于基板的CTE的材料制成。支架和光学套管包括确保套管在操作温度范围下与基板对准的特征结构。在另一种方法中，支架和套管由类似CTE材料制成。在该方法中，支架将在宽的温度范围内紧密附接到套管。将与基板不同地膨胀的支架包括确保支架在操作温度下与基板对准的特征结构，这继而将对准套管。

在图1和图2中，简化图示出了根据示例性实施方案的光学套管100和支架102的侧视图和剖视图。在该实施方案中，光学套管100和支架102由具有不同CTE的材料制成。在该特定示例中，假设套管的热膨胀系数高于支架的热膨胀系数。光学套管100包括附接端101，该附接端被构造成接收并固定光学波导106(在该示例中，如图2所示的多根光纤)。波导106与套管100之间的界面通常被称为附接区103，该附接区接收并永久地附接多根光纤106。光学套管100的远侧末端104沿着纵向方向116与附接端101相对。需注意，在该实施方案和其他实施方案中，术语“纵向”通常涉及细长波导/光纤106在附接端101处的取向，并且不旨在关于光学套管100的相对形状或尺寸进行限制。

光学套管100包括光重定向构件108，该光重定向构件沿着第一方向(纵向方向116)接收来自多根光纤106的光109。光重定向构件108沿着不同的第二方向115重定向所接收的光，在该示例中，该第二方向正交于支架102所附接到的基板120。需注意，光重定向构件108可以其他方式工作，在方向115上接收光并且沿着方向116将其发送穿过光纤106。应当理解，本文对从套管离开或输出的光的任何描述同样适用于进入或输入到套管的光，并且此类术语并不旨在限制套管和光学装置可如何相互作用。

如图2中最佳所见，重定向的光109在配合平面117上的出口位置处离开光学套管(参见图2中的出口位置210，在本文中也称为光学输出位置)。在该示例中，该配合平面117对应于套管100的配合表面110。光学出口位置210基本上居中在正交于第一方向116的对准平面119上。

在图1中，套管100被示出为与支架102分离。支架102被构造成当套管100在第一方向116上向下移动时接收并固定光学套管100。例如，支架102可包括表面114，套管100被放置在该表面上或其附近并且在该表面上或其附近至少部分地被约束。可通过将套管100捕获到支架102中的盖(未示出)来提供附加约束。

一般来讲，在组装温度下，套管100可宽松地装配在支架102内，例如，使得需要最小力来将套管100***支架102内。在操作温度下，套管100将比支架102膨胀得更多，从而导致紧密装配。在操作温度下的紧密装配至少使得由外力(例如，作用于光学波导106上的力)引起的偏转将不会引起耦接在套管100和光学装置122之间的光束的过度光学未对准。紧密装配可涉及套管100的至少一部分与支架102之间的接触或干涉，但在至少一些区域中也可在两者之间具有一些间隙。支架102由诸如陶瓷(例如，二氧化硅)或具有与基板120类似的CTE的金属合金之类的材料制成，并且因此由于相同的温度变化，支架和基板之间的相对膨胀将最小。

在图2中，光学套管100和支架102例如在组装温度下以宽松装配构型示出。该视图中还示出了可操作以与支架102的对应的纵向约束构件202交接的纵向约束构件200。在该示例中，纵向约束构件200被构造为在边对边方向208上从光学套管100的相对横向侧突出的一对第一接合特征结构(例如，突片)。接合特征结构200基本上居中在对准平面119上。在该示例中，对应的纵向约束构件202被构造为包围接合特征结构200的一对腔。需注意，纵向约束构件200与对应的纵向约束构件202之间的边对边间隙203使得纵向约束构件200可在边对边方向208上移位(例如，由于套管100的膨胀)，然而，在纵向方向116上在两者之间几乎没有间隙或没有间隙。

光学套管100包括可操作以与支架202的对应的边对边约束构件206交接的边对边约束构件204。在该示例中，边对边约束构件204被构造为从光学套管100的前侧(远侧端部104)突出的与一对第一接合特征结构200不同的第二接合特征结构。第二对准平面214穿过第二接合特征结构204并且垂直于对准平面119，并且将出口位置210基本上平分成基本上相等的半部。纵向约束构件200与对应的纵向约束构件204之间的纵向间隙205使得纵向约束构件200可在纵向方向116上移位(例如，由于套管100的膨胀)，然而，在两者之间在边对边方向208上几乎没有间隙或没有间隙。

出口位置210是套管100的特征结构，例如，由光重定向构件的形状和位置限定的几何位置，并且对应于耦接进或耦接出套管100的光束的位置。在该视图中(在组装温度下)，出口位置210的间距将不同于光学装置122的对应的光学特征结构(未示出)的间距。出口位置210的间距将约等于光学装置122的对应的光学特征结构在操作温度下的间距。

纵向约束构件200和边对边约束构件204被构造成在工作温度下将出口位置210与光学装置122的对应的光学特征结构对准。这可通过使由温度变化引起的光学套管100相对于支架102的尺寸变化引起的光学套管100的参考点212相对于支架102的对应的参考点215的移位最小化来完成。在图3中，光学套管100在支架102中被示出为处于或接近操作温度。光学套管100由于其CTE较大而比支架102膨胀得更多，使得套管100现在紧密装配在支架102内，例如，填充支架102内的腔。由于约束构件200、204相对于平面119、214的布置，参考点212、215之间的移位最小化，从而导致出口位置210与光学装置122基本上对准。出口位置210已在边对边方向208上膨胀，使得出口位置210的间距也匹配光学装置122的间距。

需注意，可使用多于所指示的约束构件。如虚线框300所示，附加的边对边约束可补充204和206。作为另外一种选择，如虚线框301和302所示，可使用其他边对边约束构件来代替边对边约束构件204和206。也可使用类似的纵向约束构件。在一些构型中，约束构件可位于别处或除了套管的侧面之外的位置。这可在图4的透视图中所示的示例性实施方案中看出。在该视图中，看到套管400的配合表面402，以及在其中可以看到光学输入/输出位置406的出口窗口404。纵向约束构件包括脊408，并且边对边约束构件包括脊410。支架(未示出)将包括脊408、410将装配到其中的对应的通道。在其他实施方案中，可使用图4所示的脊408、410和图2所示的突片202、204的任何组合。

需注意，在上述实施方案中，假设光学套管的CTE大于支架和基板的CTE，并且组装温度小于操作温度。然而，在该实施方案和其他实施方案中，具有相反特性(光学套管的CTE小于支架和基板的CTE，并且组装温度大于操作温度)的***也可以实现类似的结果，通过在支架中提供装配到套管中的腔中的约束构件，在操作温度下在支架和套管之间具有紧密装配，并且在组装温度下在支架和套管之间具有宽松装配。

在图5中，分解透视图示出根据另一个示例性实施方案的光学连接布置。光学套管500和支架502由具有不同CTE的材料制成。光学套管500包括接收并永久地附接光纤带506的附接区503。光学套管500的远侧末端504沿着纵向方向516与附接区503相对。套管500包括光重定向构件508，该光重定向构件在方向516上的光纤带506和方向515上的光学装置522之间重定向光509，该重定向的方向正交于支架502所附接到的基板520。在其他实施方案中，重定向方向515可不正交于基板。重定向的光509在配合平面517上的出口位置(未示出)处离开并进入光学套管500，该配合平面对应于套管500的配合表面(未示出)。光学出口位置基本上居中在正交于第一方向516的对准平面519上。防反射涂层可用于减少进入或离开套管的光的反射。需注意，支架502包括便于光509穿过套管500和光学装置522之间的空隙511。

在图5中，套管500被示出为与支架502分离。支架502被构造成当套管500在第一方向515上向下移动时接收并固定光学套管500。例如，支架502包括表面514，套管100被放置在该表面上或其附近并且在该表面上或其附近至少部分地被约束。可通过将套管500捕获到支架502中的盖522来提供附加约束。图示盖522通过紧固到螺母526的螺钉524保持在适当位置。需注意，可使用其他附接方式(诸如夹具或结合)来将盖522固定到支架502和基板520。

支架502可在套管500与支架502组装之前永久地附接到基板520。如垫518所指示，该附接可包括焊接或其他类型的结合。在焊料结合的情况下，垫将被焊料金属润湿。支架502可例如经由拾取和放置机器精确地放置在光学装置522上方，然后通过施加热、光固化粘合剂等固定到基板520。此后，支架502和基板520形成子组件，套管500和光纤带506可例如在室温下手动地或经由机器人装置附接到该子组件。在图6的透视图中可以看到包括盖522的附接的最终组件。需注意，如图6所示，远侧末端514延伸到支架502之外。末端514对应于该设计中的模制浇口，因此通过使末端514延伸到支架502之外，任何去浇口痕迹均不影响对准。

一般来讲，在组装温度下，套管500可宽松地装配在支架502内，使得需要最小力来将套管500***支架502内。这在图7的顶视图中可见，其中可在套管500的轮廓和支架502的接收腔之间看到间隙700。在高于组装温度的操作温度下，套管500将比支架502膨胀得更多，从而导致紧密装配，例如过盈装配。

再次参考图5，套管500的纵向约束构件(突片530)可操作以与支架502的对应的纵向约束构件(腔532)交接。接合突片530基本上居中在对准平面519上，该对准平面限定光学输出位置在方向526上的中心。光学套管100包括可操作以与支架202的对应的边对边约束构件(腔536)交接的边对边约束构件(突片534)。平面514穿过边对边约束构件534并且垂直于对准平面519，并且将光重定向构件508的出口/入口位置基本上平分成基本上相等的半部。

在图20所示的另一个示例性实施方案中，支架2002被构造成接收并固定两个或更多个套管2000。套管2000可包括与先前描述的那些特征结构类似的特征结构，例如图1中的套管100。套管2000和支架2002具有不同的CTE。套管2000彼此偏移并且被构造成光学耦接到基板2008上的装置2006。支架2002可由前述材料(例如，陶瓷、二氧化硅)制成，并且在从组装温度到操作温度的转变中保持套管2000和装置2006之间的对准。支架2006包括多个对应的纵向约束构件2010和多个对应的边对边约束构件2012，该多个对应的纵向约束构件和多个对应的边对边约束构件被构造成由于多个光学套管2000相对于支架2002的尺寸变化而使多个光学套管2000的多个参考点2014与支架2006的多个第二参考点2015之间的多个移位最小化。

在图8中，顶视图示出了根据其他示例性实施方案的光学套管800和支架802。在该示例中，光学套管800和支架802具有相同或类似的CTE，并且这些CTE与套管800所配合的基板820和光学装置822的CTE不同。光学套管800包括光重定向构件808和附接区803，该附接区接收并永久地附接光纤带806。光学套管800的远侧末端804沿着纵向方向816与附接区803相对。

因为光学套管800和支架802具有相同或类似的CTE，所以它们在组装温度下可具有相对紧密的装配。部件可被构造有限制构件801，使得光学套管800和支架802的组装和拆卸可例如在没有显著安装力的情况下用手完成，但仍然具有确保紧密装配以限制套管800的特征结构，诸如卡扣、弹簧等。在该示例中，限制构件801至少包括支架802的腔的周边表面，该周边表面的形状匹配套管800的顶视图轮廓。在限制构件801表面和套管800的侧表面之间可存在小间隙以有助于套管的组装。其他部件(诸如盖)也可在套管800被放置在支架802中之后约束该套管。在其他实施方案中，套管800可与支架802一体地形成，例如，模制为一件。

在将光学套管800组装到支架802之前(如果部件单独形成)，支架802将附接到基板820。这可涉及高温方法诸如焊接。因此，支架包括可与结合材料(例如，焊料)一起使用的两个或更多个结合垫826，该结合材料在结合温度下将支架结合到基板。结合垫826表示支架802和基板820之间的附接点，并且基板820可具有类似的垫(未示出)。该结合温度不同于组装温度(当将套管800***支架802中时的温度)，并且也可不同于(例如，高于)组件的操作温度。因为这些温差将导致支架802中的尺寸变化大于基板820中的尺寸变化，所以支架802包括具有受控顺应性的两个或更多个安装构件828，该两个或多个安装构件将相应的两个或更多个结合垫826机械耦接到支架802。

在该图中，两个或更多个安装构件828示意性地表示为支架802的拐角处的弹簧。两个或更多个安装构件828响应于在结合垫826和两个或更多个安装构件828的附接区域830之间施加到支架802的力而可逆地偏转。一般来讲，这些力是由于支架802和基板820的不同膨胀系数引起的，但也可由于其他力(例如，作用于光纤806的力)而引起。安装构件828的刚度可被选择为使得它们具有足够的刚性以防止响应于使用中的预期力而过度移动，同时具有足够的柔性以允许支架802相对于基板820收缩和生长而没有破损或其他损坏。

安装构件828被构造成使得由于支架802相对于基板的热膨胀或收缩经由安装构件828作用于支架802的力使至少一个区域中支架802和光学装置822之间的未对准最小化。在图9的简化视图中示出该示例。支架802和套管800使用实线以膨胀构型(例如，在结合温度下)示出，并且使用虚线以收缩构型(例如，在组装温度下)示出。需注意，套管800在结合期间通常将不位于支架802中，但被示出以说明支架802的膨胀/收缩将对套管800与光学装置822的对准产生的影响。在组装温度和操作温度之间可发生类似的膨胀/收缩，并且在这种情况下套管800将位于支架802中。如虚线形状840所示，安装构件和相关联的垫可包括各自附连在支架802的不同边缘处的三个或更多个安装构件。

与套管800相关联的一行光学输出位置900以膨胀构型和收缩构型两者示出。这些输出位置900将与光学装置的光学特征结构(例如，小平面、透镜、波导、检测器)对准。为了使这些输出位置900在操作期间的净移位最小化，当支架802由于温度变化而膨胀或收缩时，安装构件828使支架802的参考点与光学装置822和/或基板820的对应的参考点之间的未对准最小化。在该图中，在该示例中，圆圈902、904的中心将限定参考点和对应的参考点。

在图10中，分解透视图示出根据另一个示例性实施方案的光学连接布置。光学套管1000和支架1002由具有相同或类似CTE的材料制成。光学套管1000包括接收并永久地附接光纤带1006的附接区1003。光学套管1000的远侧末端1004沿着纵向方向1016与附接区1003相对。套管1000包括光重定向构件1008，该光重定向构件将光在方向1016上的光纤带1006和方向1015上的光学装置1022之间重定向，该光朝向支架1002所附接到的基板1020导向。重定向的光1009在配合平面1017上的出口位置(未示出)处离开并进入光学套管1000，该配合平面对应于套管1000的配合表面(未示出)。光学出口位置基本上居中在正交于第一方向1016的对准平面1019上。需注意，支架1002包括便于光1009穿过套管1000和光学装置1022之间的空隙1011。

在图10中，套管1000被示出为与支架1002分离。支架1002被构造成当套管1000在第一方向1015上向下移动时接收并固定光学套管1000。例如，支架1002包括表面1014，套管100被放置在该表面上或其附近并且在该表面上或其附近至少部分地被约束。可通过将套管1000捕获到支架1002中的盖1022来提供附加约束。图示盖1022通过螺钉1024保持在适当位置，该螺钉紧固到捕获在支架中的凹陷部1206中的螺母。需注意，可使用其他附接方式(诸如夹具或结合)来将盖1022固定到支架1002和基板1020。

支架1002可在套管1000与支架1002组装之前永久地附接到基板1020。如垫1018所指示，该附接可包括焊接或其他类型的结合。结合垫1018可与结合材料一起使用，该结合材料在结合温度下将支架1002结合到基板1020。支架1002可例如经由拾取和放置机器精确地放置在光学装置1022上方，然后通过施加热、光固化粘合剂等固定到基板1020。此后，支架1002和基板1020形成子组件，套管1000和光纤带1006可例如在室温下手动地或经由机器人装置附接到该子组件。在图11的透视图中可以看到包括盖1022的附接的最终组件。

支架1002包括两个或更多个安装构件，该两个或更多个安装构件在该示例中被构造为附连在支架的顶表面1030附近的支腿1032，该顶表面与支架1002的两个或更多个结合垫(参见图12中的结合垫1200)相对。支架1002具有第一热膨胀系数，并且基板1020具有不同于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。由于热膨胀系数的这些差异，支架1002将在不同温度下相对于基板1020膨胀或收缩。如图12的透视图所示，支腿1032可如虚线所指示的那样偏转。支腿1032也可由于支腿1032和支架1002的主体之间的间隙1201而沿另一个方向偏转。在其他实施方案中，代替拐角支腿或除了拐角支腿之外，三个或更多个支腿可各自附连在支架1002的不同边缘处(参见图8中的安装构件840)。

支腿1032围绕支架1002的周边定位，并且全部具有相同的尺寸。当支腿1032由于热膨胀而挠曲时，支架1002的参考点1202将相对于光学装置1022的对应的参考点(参见图10中的点1034)经历最小偏转。因此，支腿1032将围绕参考点1202对称地布置，该参考点可不同于支架的中心点。需注意，支架包括空隙1204，光通过该空隙穿过套管1000和光学装置1022之间。因此，参考点1202位于该空隙中。一般来讲，此处和别处所述的参考点为抽象几何特征，并且不需要对应于正在对准的对象的物理特征(例如，表面、体积)。

在图13中，透视图示出了根据另一个示例性实施方案的支架1302。该支架1302可与先前所述的套管(例如，图10中所示的套管1000)一起使用，并且具有与套管相同或类似的CTE。支架1302包括两个或更多个安装构件，在该示例中，该安装构件被构造为从支架1302的底表面1306延伸的中空棱柱1304。底表面1306面向基板，支架1302结合到该基板。

支架1302具有可与结合材料一起使用的结合垫1308，该结合材料在结合温度下将支架1302结合到基板。支架1302具有第一热膨胀系数，并且基板具有不同于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。当支架1302由于温度变化而相对于基板膨胀或收缩时，安装构件可挠曲。中空棱柱1304围绕支架1302的周边定位，并且全部具有相同的尺寸。代替中空棱柱1304或除了中空棱柱1304之外，可使用中空圆柱体。棱柱1304还围绕支架1302的参考点1310(位于光通过空隙1312中)对称地布置。因此，当中空棱柱1304由于热膨胀而挠曲时，参考点1310将相对于安装到基板或作为基板的一部分的光学装置的对应的参考点经历最小偏转。支架还具有用于保持螺母1026的凹陷部1310，该螺母与螺钉1024配合以将顶部1022保持在适当位置，从而将套管保持在支架中。

在图14A-图14B中，底视图和侧视图示出了根据另一个示例性实施方案的支架1402。该支架1402可与具有与支架1402相同或类似的CTE的套管一起使用。一般来讲，套管的几何形状将不同于先前图示，例如，具有在边对边方向1403上比先前所示更大的光学输出位置的行或阵列。支架1402包括两个安装构件，这两个安装构件在该示例中被构造为从支架1402的顶表面1406延伸的支腿1404。底表面1412面向基板，支架1402结合到该基板。

支架1402具有可与结合材料一起使用的结合垫1408，该结合材料在结合温度下将支架1402结合到基板。支架1402具有第一热膨胀系数，并且基板具有不同于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。当支架1402由于温度变化而相对于基板膨胀或收缩时，安装构件1404可挠曲。安装构件1404位于支架1402的端部上，并且具有相同的尺寸。安装构件1404关于支架1402的参考点1410(位于光通过空隙1412中)对称。因此，当中空圆柱体1404由于热膨胀而挠曲时，参考点1410将相对于安装到基板或作为基板的一部分的光学装置的对应的参考点经历最小偏转。

在上述实施方案中，支架的几何形状被设计成使保持在支架中的套管的参考点的移位最小化。一般来讲，这使套管的多个光学输入/输出位置相对于光学装置的净移位最小化。在图15的示意图中示出该示例。多个光学输入/输出位置1500被布置成两行。参考点1502在行的中间水平居中并且在行之间竖直居中。在套管的膨胀或收缩期间，输入/输出位置1500a-1500d将经历最大移位，因为这些位置的中心的距离1504a-1504d距参考点1502最远。如果参考点1502移动到别处，则距离1504a-1504d中的至少一者将增加，因此对于输入/输出位置1500a-1500d中的至少一者的未对准风险将大于对于其他位置的未对准风险。

一般来讲，可选择参考点以使到最远输入/输出位置的距离最小化。这可任选地应用于非对称图案。根据示例性实施方案的输入/输出位置1600的非对称布置在图16的示意图中示出。在这种情况下，参考点1602在顶行的中间水平居中并且在行之间竖直居中。这导致输入/输出位置1600a-1600c具有最大的膨胀/收缩移位，因为这些位置的中心的距离1604a-1604c距参考点1602最远。在其他实施方案中，可替代地使用由输入/输出位置1600形成的形状的质心，这将使参考点从此处所示略微向左和向上偏移。

在图17中，流程图示出根据示例性实施方案的方法。该方法涉及在组装温度下经由支架将光学套管耦接1700到基板。在组装温度下，光学套管宽松地装配在支架内。光学套管具有第一热膨胀系数，并且支架具有不同于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。激活1701耦接到基板的一个或多个装置，使得基板、支架和光学套管达到操作温度。光学套管和支架在操作温度下的相对膨胀1702使得光学套管的一个或多个输出位置与附接到基板的光学装置对准。

在图18中，流程图示出根据另一个示例性实施方案的方法。该方法涉及在结合温度下将支架的两个或更多个结合垫结合1800到基板。支架具有两个或更多个安装构件，该两个或更多个安装构件将相应的两个或更多个结合垫机械耦接到支架。使得1801支架和基板达到组装温度。将光学套管***1802支架中，使得支架相对于安装在基板上的光学装置固定光学套管。使得1803支架和基板达到操作温度。由于支架和基板之间的热膨胀系数的差异，结合温度和操作温度之间的差异导致安装构件的变形。变形保持光学装置和光学套管之间的对准。

在图19中，侧视图示出根据另一个示例性实施方案的光学子组件。光学套管1900和支架1902可类似于上述其他套管来构造。支架1902被构造成接收套管1900并将该套管固定到基板1904，使得套管在操作温度下与光学装置1906光学对准。支架1902包括透镜1908，该透镜被构造成修改光学套管1900和光学装置1906之间的光路。支架1902中的一些或全部支架可由对感兴趣的光的波长透明的材料形成。透镜1908可以是准直透镜，该准直透镜使在光学套管1900和光学装置1906之间传输的光基本上准直。两个或更多个安装构件1910将支架1902机械耦接到基板1904。两个或更多个安装构件1910响应于在构件1910的与基板1904接合的一端处施加的力而可逆地偏转。

在图21中，侧视图示出了根据另一个示例性实施方案的光学部件2100，其中上述套管和支架形成为单个一体件。光学部件具有用于接收并永久地附接多根光纤2104的附接区2102。光重定向构件2106沿着第一方向2108接收来自多根光纤2102的光并且沿着不同的第二方向2110重定向光。重定向的光在配合平面2112上的出口位置处离开光学部件2100。出口位置基本上居中在正交于第一方向的第一对准平面2114上。

两个或更多个结合垫2116可与在结合温度下将光学部件2100结合到基板2118的结合材料一起使用。部件2100由具有第一热膨胀系数的材料(例如，透明的光学级塑料)形成，并且基板2118具有不同于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。两个或更多个安装构件2120将相应的两个或更多个结合垫2116机械耦接到部件2100。两个或更多个安装构件2120响应于在结合垫和两个或更多个安装构件的附接区域之间施加到部件2100的力而可逆地偏转，使得第一对准平面2114与基板2118相交的位置受到温度的影响最小。光学部件2100可包括透镜2122，该透镜被构造成修改部件和光学装置2124之间的光路，该光学装置2124位于基板2118上。

在以下共同拥有且同时提交的美国专利申请中提供了关于可结合本文所述的方法使用的连接器的另外的信息，这些专利申请以引用方式并入本文：标题为“光学连接器(Optical Connector)”、代理人案卷号为70228US002的美国专利申请S/N__________；标题为“具有倾斜反射镜的光学连接器(Optical Connector with Tilted Mirror)”、代理人案卷号为78847US002的美国专利申请S/N__________；标题为“光学套管和光学套管模具(Optical Ferrules and Optical Ferrule Molds)”、代理人案卷号为75985US002的美国专利申请S/N__________；

本公开所述的实施方案包括：

项1.一种光学套管，所述光学套管包括：

附接区，所述附接区用于接收多根光纤并且永久地附接到所述多根光纤；

光重定向构件，所述光重定向构件用于沿着第一方向接收来自由所述附接区接收的并且永久地附接到所述附接区的多根光纤的光，并且沿着不同的第二方向重定向所接收的光，所重定向的光在配合平面上的出口位置处离开所述套管，所述出口位置基本上居中在正交于所述第一方向的第一对准平面上；

一对第一接合特征结构，所述一对第一接合特征结构从所述光学套管的相对横向侧突出，所述第一接合特征结构基本上居中在所述第一对准平面上；以及

第二接合特征结构，所述第二接合特征结构不同于所述一对第一接合特征结构，所述第二接合特征结构从所述光学套管的前侧突出并且基本上居中在垂直于所述第一对准平面的第二对准平面上，所述第二对准平面将所述出口位置平分成基本上相等的半部。

项2.根据项1所述的光学套管，其中所述出口位置包括沿着所述第一对准平面的一行光学输出位置。

项3.根据项1-项2中任一项所述的光学套管，其中所述第一接合特征结构包括从所述光学套管的所述相对横向侧延伸的第一突片和第二突片，所述第一突片和所述第二突片位于固定所述光学套管的支架的相应的所述第一腔和所述第二腔内，当所述光学套管装配到所述支架中时，所述第一腔和所述第二腔沿着所述第一方向约束所述两个突片。

项4.根据项3所述的光学套管，所述光学套管还包括在所述第一突片和所述第二突片与相应的所述第一腔和所述第二腔之间的第一横向间隙和第二横向间隙，使得所述突片能够在横向方向上移位，其中在所述第一突片和所述第二突片与相应的所述第一腔和所述第二腔之间在所述第一方向上几乎没有间隙或没有间隙。

项5.根据项1-项4中任一项所述的光学套管，其中所述第二接合特征结构包括从所述前侧延伸的突片，所述突片被放置在被构造成固定所述套管的支架的腔中。

项6.根据项5所述的光学套管，所述光学套管还包括在所述突片和所述腔之间的间隙，使得所述突片能够在所述第一方向上移位，其中在所述第一突片和所述第二突片与相应的所述第一腔和所述第二腔之间在所述横向方向上几乎没有间隙或没有间隙。

项7.根据项1-项6中任一项所述的光学套管，其中所述光学套管由聚合物形成。

项8.根据项1-项7中任一项所述的光学套管，所述光学套管还包括与基板上的光学装置光学交接的配合表面。

项9.根据项1-项8中任一项所述的光学套管，其中所述光学套管被构造成在组装温度下宽松地装配到支架中，并且在操作温度下紧密地装配到所述支架中。

项10.根据项9所述的光学套管，其中所述组装温度低于所述操作温度。

项11.一种光学套管，所述光学套管包括：

附接端，所述附接端被构造成接收并固定光学波导；

远侧末端，所述远侧末端沿着纵向方向与所述附接端相对；

光重定向元件，所述光重定向元件被构造成在所述光学波导和所述光学套管的配合表面之间重定向光；

纵向约束构件，所述纵向约束构件能够操作以与支架的接收并固定所述光学套管的对应的纵向约束构件交接；以及

边对边约束构件，所述该边对边约束构件能够操作以与所述支架的对应的边对边约束构件交接，其中由于所述光学套管和所述支架的不同热膨胀系数，所述纵向约束构件和所述边对边约束构件使所述光学套管的参考点相对于所述支架的对应的参考点的移位最小化，从而导致所述光学套管相对于所述支架响应于温度变化的尺寸变化。

项12.根据项11所述的光学套管，其中所述配合表面包括沿着边对边线的一行光学输出位置，所述参考点位于所述边对边线的中心处。

项13.根据项12所述的光学套管，其中所述纵向约束构件包括从所述光学套管的相对侧延伸并且与所述边对边线对准的两个突片，所述支架的所述对应的纵向约束构件包括两个腔，所述两个腔分别纵向约束所述两个突片，并且在所述光学套管装配到所述支架中时允许所述两个突片的边对边移位。

项14.根据项12-项13中任一项所述的光学套管，其中所述边对边约束构件包括从与所述边对边线的所述中心对准的所述远侧末端延伸的突片，所述对应的边对边约束构件包括腔，所述腔约束所述突片的边对边移位并且在所述光学套管装配到所述支架中时允许所述突片的纵向移位。

项15.根据项11-项14中任一项所述的光学套管，其中所述光学套管的第一热膨胀系数大于所述支架的第二热膨胀系数。

项16.根据项15所述的光学套管，其中所述光学套管由聚合物形成。

项17.根据项11-项16中任一项所述的光学套管，其中所述配合表面能够操作以与基板上的光学装置光学交接，其中所述支架将所述光学套管与所述光学装置对准。

项18.根据项11-项17中任一项所述的光学套管，其中所述光学套管被构造成在组装温度下宽松地装配到所述支架中，并且在操作温度下紧密地装配到所述支架中。

项19.根据项18所述的光学套管，其中所述组装温度低于所述操作温度。

项20.一种支架，所述支架被构造成接收并固定光学套管，所述支架包括：

对应的纵向约束构件，所述对应的纵向约束构件能够操作以与所述光学套管的纵向约束构件交接；以及

对应的边对边约束构件，所述对应的边对边约束构件能够操作以与所述光学套管的边对边约束构件交接，其中由于所述光学套管相对于所述支架的尺寸变化，所述纵向约束构件和所述边对边约束构件使所述光学套管的配合表面的参考点与所述支架的对应的参考点的移位最小化，所述尺寸变化由所述光学套管和所述支架的不同热膨胀系数以及温度变化引起。

项21.根据项20所述的支架，其中所述配合表面包括沿着边对边线的一行光学输出位置，所述参考点位于所述边对边线的中心处。

项22.根据项21所述的支架，其中所述光学套管的所述纵向约束构件包括从所述光学套管的相对侧延伸并且与所述边对边线对准的两个突片，所述支架的所述对应的纵向约束构件包括两个腔，所述两个腔分别约束所述两个突片，并且在所述光学套管装配到所述支架中时允许所述两个突片的边对边移位。

项23.根据项21-项22中任一项所述的支架，其中边对边约束构件包括从所述光学套管的与所述边对边线的所述中心对准的远侧末端延伸的突片，并且所述对应的边对边约束构件包括腔，所述腔约束所述突片的边对边移位并且在所述光学套管装配到所述支架中时允许所述突片的纵向移位。

项24.根据项20-项23中任一项所述的支架，其中所述光学套管的第一热膨胀系数大于所述支架的第二热膨胀系数。

项25.根据项24所述的支架，其中所述支架由陶瓷形成。

项25a.根据项24所述的支架，其中所述支架由二氧化硅形成。

项26.根据项20-项25a中任一项所述的支架，其中所述支架将所述光学套管对准并固定到基板，使得所述配合表面与所述基板上的光学装置光学交接。

项27.根据项20-项26中任一项所述的支架，其中所述光学套管被构造成在组装温度下宽松地装配到所述支架中，并且在操作温度下紧密地装配到所述支架中。

项28.根据项27所述的支架，其中所述组装温度低于所述操作温度。

项28a.根据项20-项28中任一项所述的支架，所述支架还包括透镜，所述透镜被构造成修改所述光学套管和光学装置之间的光路，所述光学装置位于所述支架所附接到的基板上。

项28b.根据项28a所述的支架，其中所述透镜包括准直透镜。

项28c.根据项20-项28b中任一项所述的支架，所述支架还包括第二对应的纵向约束构件和第二对应的边对边约束构件，所述第二对应的纵向约束构件和所述第二对应的边对边约束构件被构造成由于第二光学套管相对于所述支架的尺寸变化，而使所述第二光学套管的第二参考点与所述支架的对应的第二参考点的第二移位最小化。

28d.根据项20-项28c中任一项所述的支架，所述支架还被构造成接收并固定两个或更多个套管。

项29.一种光学组件，所述光学组件包括：

光学套管，所述光学套管包括光重定向元件，所述光重定向元件被构造成在光学波导和所述光学套管的配合表面之间重定向光，所述光学套管具有第一热膨胀系数；以及

支架，所述支架被构造成将所述光学套管保持并固定到基板，所述支架具有不同于所述第一热膨胀系数的第二热膨胀系数，其中所述光学套管被构造成在组装温度下宽松地装配在所述支架内并且在操作温度下在所述支架中膨胀。

项30.根据项29所述的光学组件，其中所述光学套管包括至少一个约束构件，并且所述支架包括至少一个对应的约束构件，所述约束构件和所述对应的约束构件交接，使得所述光学套管的参考点与所述支架的对应的参考点之间的移位在所述组装温度和所述操作温度之间最小化。

项31.根据项30所述的光学组件，其中所述光学套管包括沿着所述配合表面布置在边对边线中的一行光学输出位置，所述参考点位于所述边对边线的中心处。

项32.根据项29-项30中任一项所述的光学组件，其中所述至少一个约束构件包括纵向约束构件和边对边约束构件，并且所述至少一个对应的约束构件包括与纵向约束构件交接的对应的纵向约束构件和与所述边对边纵向约束构件交接的对应的边对边约束构件。

项33.根据项32所述的光学组件，所述光学组件还包括在所述纵向约束构件与所述对应的纵向约束构件之间的边对边间隙，使得所述纵向约束构件能够在边对边方向上移位，并且其中在所述纵向约束构件和所述对应的纵向约束构件之间在纵向方向上几乎没有间隙或没有间隙。

项34.根据项29-项33中任一项所述的光学组件，其中所述组装温度低于所述操作温度。

项35.根据项29-项34中任一项所述的光学组件，其中所述光学套管由聚合物形成，并且所述支架由陶瓷形成。

项36.根据项29-项35中任一项所述的光学组件，所述光学组件还包括附接到所述基板的光学装置，所述支架将所述光学套管的一个或多个光学输出位置与所述光学装置对准。

项37.根据项36所述的光学组件，其中所述一个或多个光学输出位置的至少一部分在所述组装温度下与所述光学装置不对准，并且所述一个或多个光学输出位置在所述操作温度下与所述光学装置最佳地对准。

项37a.根据项29-项37中任一项所述的光学组件，其中所述支架还包括透镜，所述透镜被构造成修改所述光学套管和光学装置之间的光路，所述光学装置位于所述基板上。

项37b.根据项37a所述的光学组件，其中所述透镜包括准直透镜。

项37c.根据项29-项37b中任一项所述的光学组件，其中所述支架还被构造成将两个或更多个光学套管保持并固定到基板。

项37d.根据项29-项37c中任一项所述的光学组件，其中所述支架和所述光学套管一体地形成。

项38.一种方法，所述方法包括：

在组装温度下经由支架将光学套管耦接到基板，在所述组装温度下，所述光学套管宽松地装配在所述支架内，所述光学套管具有第一热膨胀系数，并且所述支架具有不同于所述第一热膨胀系数的第二热膨胀系数；以及

激活耦接到所述基板的一个或多个装置，使得所述基板、所述支架和所述光学套管达到操作温度，其中所述光学套管和所述支架在所述操作温度下的相对膨胀使得所述光学套管的所述一个或多个输出位置与附接到所述基板的光学装置对准。

项38a.根据项38所述的方法，其中所述光学套管和所述支架在所述操作温度下的所述相对膨胀使得所述光学套管紧密地装配在所述支架内。

项39.根据项38-项38a中任一项所述的方法，所述方法还包括在所述操作温度下经由所述光学套管的配合表面处的所述一个或多个输出位置在所述光学套管和所述光学装置之间传输光。

项40.根据项39所述的方法，其中在所述光学套管和所述光学装置之间传输光包括在所述配合表面和耦接到所述光学套管的端部的光学波导之间重定向光。

项41.根据项40所述的方法，所述方法还包括使所述光学套管的参考点与所述支架的对应参考点之间的移位在所述组装温度和所述操作温度之间最小化。

项42.根据项41所述的方法，其中经由以下使移位最小化：

所述光学套管的与所述支架的至少一个对应的纵向约束构件交接的至少一个纵向约束构件；以及

所述光学套管的与所述支架的至少一个对应的边对边约束构件交接的至少一个边对边约束构件。

项43.一种支架，所述支架被构造成接收并固定光学套管，所述支架包括：

限制构件，所述限制构件被构造成限制所述光学套管；以及

两个或更多个结合垫，所述两个或更多个结合垫能够与在结合温度下将所述支架结合到基板的结合材料一起使用，所述支架具有第一热膨胀系数，并且所述基板具有不同于所述第一热膨胀系数的第二热膨胀系数；以及

两个或更多个安装构件，所述两个或更多个安装构件将相应的所述两个或更多个结合垫机械耦接到所述支架，所述两个或更多个安装构件响应于在所述结合垫和所述两个或更多个安装构件的附接区域之间施加到所述支架的力而可逆地偏转，所述力是由于不同的所述第一膨胀系数和所述第二膨胀系数引起的。

项44.根据项43所述的支架，其中所述两个或更多个安装构件包括附连在所述支架的与所述两个或更多个结合垫相对的顶表面附近的两个或更多个支腿。

项45.根据项44所述的支架，其中所述两个或更多个支腿包括各自附连在所述支架的不同拐角处的四个或更多个支腿。

项46.根据项44-项45中任一项所述的支架，其中所述两个或更多个支腿包括各自附连在所述支架的不同边缘处的三个或更多个支腿。

项47.根据项43-项46中任一项所述的支架，其中所述两个或更多个安装构件包括从所述支架的面向所述基板的底表面延伸的两个或更多个中空圆柱体或中空棱柱。

项48.根据项43-项47中任一项所述的支架，其中所述两个或更多个安装构件相对于所述支架对称地布置，使得可逆偏转使所述光学套管的参考点相对于所述基板的对应参考点的移位最小化。

项49.根据项48所述的支架，其中当所述支架由于温度变化而相对于所述基板膨胀或收缩时，移位被最小化。

项49a.根据项43-项49中任一项所述的支架，所述支架还包括透镜，所述透镜被构造成修改所述光学套管和光学装置之间的光路，所述光学装置位于所述支架所附接到的基板上。

项49b.根据项49a所述的支架，其中所述透镜包括准直透镜。

项50.一种支架，所述支架被构造成接收并固定光学套管，所述支架包括：

限制构件，所述限制构件被构造成限制所述光学套管；以及

两个或更多个结合垫，所述两个或更多个结合垫具有在所述结合温度下将所述支架结合到基板的结合材料，所述支架具有第一热膨胀系数，并且所述基板具有不同于所述第一热膨胀系数的第二热膨胀系数；以及

两个或更多个安装构件，所述两个或更多个安装构件将相应的所述两个或更多个结合垫机械耦接到所述支架，所述两个或更多个安装构件能够响应所述支架相对于所述基板的膨胀而变形，膨胀的所述相对变化是由于结合温度和操作温度之间的变化引起的，所述两个或更多个安装构件能够变形使得所述支架至少在所述操作温度下保持所述光学套管与附接到所述基板的光学装置之间的对准。

项51.根据项50所述的支架，其中所述两个或更多个安装构件包括附连在所述支架的与所述两个或更多个结合垫相对的顶表面附近的两个或更多个支腿。

项52.根据项51所述的支架，其中所述两个或更多个支腿包括各自附连在所述支架的不同拐角处的四个或更多个支腿。

项53.根据项51-项52中任一项所述的支架，其中所述两个或更多个支腿包括各自附连在所述支架的不同边缘处的三个或更多个支腿。

项54.根据项50-项53中任一项所述的支架，其中所述两个或更多个安装构件包括延伸远离所述支架的面向所述基板的底表面的两个或更多个中空圆柱体或中空棱柱。

项55.根据项50-项54中任一项所述的支架，其中所述两个或更多个安装构件相对于所述支架对称地布置，使得可逆偏转使所述光学套管的参考点相对于所述基板的对应的参考点的移位最小化。

项56.根据项55所述的支架，其中当所述支架由于温度变化而相对于所述基板膨胀或收缩时，移位被最小化。

项56a.根据项50-项56中任一项所述的支架，所述支架还包括透镜，所述透镜被构造成修改所述光学套管和所述光学装置之间的光路。

项56b.根据项56a所述的支架，其中所述透镜包括准直透镜。

项57.一种方法，所述方法包括：

在结合温度下将支架的两个或更多个结合垫结合到基板，所述支架包括两个或更多个安装构件，所述两个或更多个安装构件将相应的所述两个或更多个结合垫机械耦接到所述支架；

使得所述支架和所述基板达到组装温度，由于所述支架和所述基板之间的热膨胀系数的差异，所述结合温度和所述组装温度之间的所述差异导致所述安装构件的变形；以及

将光学套管***到所述支架中，使得所述支架相对于安装在所述基板上的光学装置固定所述光学套管。

项58.根据项57所述的方法，所述方法还包括激活耦接到所述基板的一个或多个装置，使得所述基板、所述支架和所述光学套管达到操作温度，其中所述支架相对于所述基板在所述操作温度下的膨胀使所述光学套管与所述光学装置对准。

项59.根据项58所述的方法，所述方法还包括在所述操作温度下经由所述光学套管的配合表面处的所述一个或多个输出位置在所述光学套管和所述光学装置之间传输光。

项60.根据项59所述的方法，其中在所述光学套管和所述光学装置之间传输光包括在所述配合表面和耦接到所述光学套管的一端的光学波导之间重定向光。

项61.一种光学部件，所述光学部件包括：

附接区，所述附接区用于接收多个光学波导并且永久地附接所述多个光学波导；

光重定向构件，所述光重定向构件用于沿着第一方向接收来自由所述附接区接收并永久地附接到所述附接区的多根光纤的光，并且沿着不同的第二方向重定向光，所重定向的光在配合平面上的出口位置处离开所述套管，所述出口位置基本上居中在正交于所述第一方向的第一对准平面上；

两个或更多个结合垫，所述两个或更多个结合垫能够与在结合温度下将所述部件结合到基板的结合材料一起使用，所述部件具有第一热膨胀系数，并且所述基板具有不同于所述第一热膨胀系数的第二热膨胀系数；以及

两个或更多个安装构件，所述两个或更多个安装构件将相应的所述两个或更多个结合垫机械耦接到所述部件，所述两个或更多个安装构件响应于在所述结合垫和所述两个或更多个安装构件的附接区域之间施加到所述部件的力而可逆地偏转，使得所述第一对准平面与所述基板相交的位置受到温度的影响最小。

项62.根据项61所述的光学组件，其中所述部件还包括透镜，所述透镜被构造成修改所述部件和光学装置之间的光路，所述光学装置位于所述基板上。

除非另外指明，否则本说明书和权利要求书中所使用的表达特征尺寸、量和物理特性的所有数在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。由端点表述的数值范围的使用包括该范围内的所有数字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)以及该范围内的任何范围。

上述实施方案的各种变型和更改对于本领域中的技术人员都是显而易见的，并且应当理解，本公开不局限于本文所阐述的例示性实施方案。除非另外指明，否则读者应该假设一个公开的实施方案的特征也可应用于所有其他公开的实施方案。应该理解，所有本文引用的美国专利、专利申请、专利申请公开及其他专利和非专利文献都以其不与上述公开相矛盾的范围内以引用方式并入。

Claims (10)

1.一种光学套管，所述光学套管包括：

附接区，所述附接区用于接收多根光纤并且永久地附接到所述多根光纤；

光重定向构件，所述光重定向构件用于沿着第一方向接收来自由所述附接区接收的并且永久地附接到所述附接区的多根光纤的光，并且沿着不同的第二方向重定向所接收的光，所重定向的光在配合平面上的出口位置处离开所述光学套管，所述出口位置在正交于所述第一方向的第一对准平面上基本上居中；

一对第一接合特征结构，所述一对第一接合特征结构从所述光学套管的相反的横向侧突出，所述第一接合特征结构在所述第一对准平面上基本上居中；以及

第二接合特征结构，所述第二接合特征结构不同于所述一对第一接合特征结构，所述第二接合特征结构从所述光学套管的前侧突出并且在垂直于所述第一对准平面的第二对准平面上基本上居中，所述第二对准平面将所述出口位置平分成基本上相等的半部；

所述第一接合特征结构和所述第二接合特征结构被构造成使得在所述光学套管被配合到配合光学部件时所述光学套管的热膨胀使所述光学套管的出口位置与所述配合光学部件保持对准。

2.根据权利要求1所述的光学套管，其中所述第一接合特征结构包括从所述光学套管的所述相反的横向侧延伸的第一突片和第二突片，所述第一突片和所述第二突片位于固定所述光学套管的支架的相应的第一腔和第二腔内，当所述光学套管装配到所述支架中时，所述第一腔和所述第二腔沿着所述第一方向约束所述两个突片，其中所述光学套管还包括在所述第一突片和所述第二突片与相应的所述第一腔和所述第二腔之间的第一横向间隙和第二横向间隙，使得所述突片能够在横向方向上移位，其中在所述第一突片和所述第二突片与相应的所述第一腔和所述第二腔之间在所述第一方向上几乎没有间隙或没有间隙。

3.一种光学套管，所述光学套管包括：

附接端，所述附接端被构造成接收并固定光学波导；

远侧末端，所述远侧末端沿着纵向方向与所述附接端相反；

光重定向元件，所述光重定向元件被构造成在所述光学套管的配合表面和所述光学波导之间重定向光；

纵向约束构件，所述纵向约束构件能够操作以与支架的接收并固定所述光学套管的对应的纵向约束构件交接；以及

边对边约束构件，所述该边对边约束构件能够操作以与所述支架的对应的边对边约束构件交接，其中所述纵向约束构件和所述边对边约束构件使所述光学套管的参考点相对于所述支架的对应的参考点的移位最小化，该移位是由所述光学套管和所述支架的导致所述光学套管相对于所述支架响应于温度变化出现尺寸变化的不同热膨胀系数引起的。

4.一种支架，所述支架被构造成接收并固定光学套管，所述支架包括：

对应的纵向约束构件，所述对应的纵向约束构件能够操作以与所述光学套管的纵向约束构件交接；以及

对应的边对边约束构件，所述对应的边对边约束构件能够操作以与所述光学套管的边对边约束构件交接，其中所述纵向约束构件和所述边对边约束构件使所述光学套管的配合表面的参考点与所述支架的对应的参考点的移位最小化，所述移位是由所述光学套管相对于所述支架的尺寸变化引起的，所述尺寸变化由所述光学套管和所述支架的不同热膨胀系数以及温度变化引起的。

5.一种光学组件，所述光学组件包括：

光学套管，所述光学套管包括光重定向元件，所述光重定向元件被构造成在所述光学套管的配合表面和光学波导之间重定向光，所述光学套管具有第一热膨胀系数；以及

支架，所述支架被构造成将所述光学套管保持并固定到基板并且与安装在所述基板上的光学部件对准，所述支架具有不同于所述第一热膨胀系数的第二热膨胀系数，其中所述光学套管被构造成在组装温度下宽松地装配在所述支架内并且在操作温度下在所述支架中膨胀，所述第一热膨胀系数和所述第二热膨胀系数被构造成使得在所述光学套管膨胀之后所述光学套管与所述光学部件保持光学对准。

6.一种用于在热膨胀或收缩期间保持光学套管对准的方法，所述方法包括：

在组装温度下经由支架将光学套管耦接到基板，在所述组装温度下，所述光学套管宽松地装配在所述支架内，所述光学套管具有第一热膨胀系数，并且所述支架具有不同于所述第一热膨胀系数的第二热膨胀系数；以及

激活耦接到所述基板的一个或多个装置，使得所述基板、所述支架和所述光学套管达到操作温度，其中所述光学套管和所述支架在所述操作温度下的相对膨胀使得所述光学套管的所述一个或多个输出位置与附接到所述基板的光学装置对准。

7.一种支架，所述支架被构造成接收并固定光学套管，所述支架包括：

限制构件，所述限制构件被构造成限制所述光学套管；以及

两个或更多个结合垫，所述两个或更多个结合垫能够与在结合温度下将所述支架结合到基板的结合材料一起使用，所述支架具有第一热膨胀系数，并且所述基板具有不同于所述第一热膨胀系数的第二热膨胀系数；以及

两个或更多个安装构件，所述两个或更多个安装构件将相应的所述两个或更多个结合垫机械耦接到所述支架，所述两个或更多个安装构件响应于在所述两个或更多个安装构件的附接区域和所述结合垫之间施加到所述支架的力而可逆地偏转，所述力是由于不同的所述第一膨胀系数和所述第二膨胀系数引起的。

8.一种支架，所述支架被构造成接收并固定光学套管，所述支架包括：

限制构件，所述限制构件被构造成限制所述光学套管；以及

两个或更多个结合垫，所述两个或更多个结合垫具有在结合温度下将所述支架结合到基板的结合材料，所述支架具有第一热膨胀系数，并且所述基板具有不同于所述第一热膨胀系数的第二热膨胀系数；以及

两个或更多个安装构件，所述两个或更多个安装构件将相应的所述两个或更多个结合垫机械耦接到所述支架，所述两个或更多个安装构件能够响应所述支架相对于所述基板的膨胀而变形，所述膨胀的相对变化是由于结合温度和操作温度之间的变化引起的，所述两个或更多个安装构件能够变形，使得所述支架至少在所述操作温度下保持所述光学套管与附接到所述基板的光学装置之间的对准。

9.一种用于在热膨胀或收缩期间保持光学套管对准的方法，所述方法包括：

在结合温度下将支架的两个或更多个结合垫结合到基板，所述支架包括两个或更多个安装构件，所述两个或更多个安装构件将相应的所述两个或更多个结合垫机械耦接到所述支架；

使得所述支架和所述基板达到组装温度，由于所述支架和所述基板之间的热膨胀系数的差异，所述结合温度和所述组装温度之间的所述差异导致所述安装构件的变形；以及

将光学套管***到所述支架中，使得所述支架相对于安装在所述基板上的光学装置固定所述光学套管。

10.一种光学部件，所述光学部件包括：

附接区，所述附接区用于接收多根光纤并且永久地附接所述多根光纤；

光重定向构件，所述光重定向构件用于沿着第一方向接收来自所述多根光纤的光，并且沿着不同的第二方向重定向所述光，所重定向的光在配合平面上的出口位置处离开所述光学部件，所述出口位置在正交于所述第一方向的第一对准平面上基本上居中；

两个或更多个结合垫，所述两个或更多个结合垫能够与在结合温度下将所述光学部件结合到基板的结合材料一起使用，所述光学部件具有第一热膨胀系数，并且所述基板具有不同于所述第一热膨胀系数的第二热膨胀系数；以及

两个或更多个安装构件，所述两个或更多个安装构件将相应的所述两个或更多个结合垫机械耦接到所述光学部件，所述两个或更多个安装构件响应于在所述两个或更多个安装构件的附接区域和所述结合垫之间施加到所述光学部件的力而可逆地偏转，使得所述第一对准平面与所述基板相交的位置受到温度的影响最小。

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