JP5502880B2

JP5502880B2 - フォトニック要素を光学的に結合するための装置

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Publication number: JP5502880B2
Application number: JP2011534476A
Authority: JP
Inventors: ローゼンバーグ，ポール，ケスラー; タン，マイケル，レンネ，タイ; クオ，フェイ，ペイ; ウォールムスレイ，ロバート，ジー．; ピーターソン，エリック
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2028-10-31
Also published as: WO2010050981A1; JP2012507857A; US20110268392A1; EP2350718A1; KR20110083690A; US9784953B2; EP2350718A4; CN102203649A

Description

コンピューティングユニット（演算装置）間の光通信には、電気信号通信に比べて、高速でかつ帯域幅が広いといったいくつかの利点がある。そのような接続には、しばしば、光ファイバーや他の導波管が使用される。典型的には、コンピュータラック中の隣接するプリント回路基板（PCB）間またはブレード間の通信情報は、コネクタを通ってバックプレーンへ、別のコネクタを通ってスイッチへ、さらに、類似の経路を逆方向に辿って第２のブレード上の目的地へと、ブレードの長さ方向に沿って流れる。このプロセスは、比較的遅く、かつ、金属パターン及びコネクタピンを駆動するために大きな電力を必要とする場合がある。シグナル（信号）インテグリティ及び使用電力量は、光通信を使用することによって改善される。

光ファイバーまたは導波管の対間でより効率的な通信を確立するために、光を伝送する光チャネルを比較的正確に同軸をなす配置関係になるようにすることが重要である。たとえば、シングルモード光ファイバーは、位置合わせの精度が約１ミクロンのときに光パワー（光出力）の損失が最小になる。マルチモードファイバーは、位置合わせの精度が数ミクロン以内のときに光パワーの損失が最小になる。接続されるアセンブリ（組立体）間の位置合わせ精度をこのレベルで達成することは難しい場合がある。したがって、必要な精度を下げ、及び、光チャンネルを接続するために使用される部品及びプロセスの複雑さを低減することが望ましい。

送信用フォトニック要素のアレイと受信用フォトニック要素のアレイとの間の回転による位置合わせ不良φを示す。２つのフォトニック要素間の回転による位置合わせ不良の程度とそれらの要素間で送信された信号の完全性との間の関係を示すグラフである。相互の傾きによる位置合わせ不良θを表す２つのフォトニックアセンブリの断面図である。２つのフォトニック要素間の傾きによる位置合わせ不良の程度と、それらの要素間で伝送される信号の完全性との間の関係を示すグラフである。位置ずれによる位置合わせ不良（Δｘ、Δｙ）を表す２つのフォトニックアセンブリの断面図である。２つのフォトニック要素間の位置ずれによる位置合わせ不良の程度とそれらの要素間で伝送される信号の完全性との間の関係を示すグラフである。本発明の１実施形態にしたがう、２つのフォトニック要素間に配置された光経路を有する光学的接続（構成）の分離した構成要素の断面図である。組み立てられた状態における図７Ａの光学的接続（構成）の断面図である。本発明の１実施形態にしたがう、２つの別個の光経路要素が２つのフォトニック要素を結合するように構成された、光学的接続（構成）の分離した構成要素の断面図である。組み立てられた状態における図８Ａの光学的接続（構成）の断面図である。仕切りをさらに含む、図８Ａ及び図８Ｂにおける光学的接続（構成）の分離した構成要素の断面図である。組み立てられた状態における図９Ａの光学的接続（構成）の断面図である。２つの別個に収容されたブレードの斜視図であって、本発明の１実施形態にしたがって、それら２つのブレードは、それらのブレード間に配置された光経路を介して接続されるように配置されている。

本発明を、図示した典型的な実施形態を参照して説明する。本明細書では、それらの実施形態を説明するために特定の用語が使用される。しかしながら、それによって本発明の範囲を何ら限定しないことが意図されていることが理解されよう。本明細書で説明されている本発明の特徴の代替形態及び変形形態、並びに、本明細書で説明されている本発明の原理の他の応用は、本発明に関連する技術分野の当業者であって本開示を知得した者には想起されるものであり、本発明の範囲内のものとみなされる。それぞれの図面間で同じ参照符号は同じ要素を表している。

光−電気（OE）相互接続または電気−光（EO）相互接続は、PCB（複数の場合あり）と該PCB上の回路を接続するために使用される。手作業によるOE相互接続の取り付けは、時間がかかるものであって、場所をとりかつ高価な電気ケーブルや光ケーブルの配線を要する。位置合わせされることになる光学要素が、光ファイバーを手作業で取り付けることができないような位置にある場合もある。サーバータイプのコンピュータの場合がそうであり、ブレードアセンブリ間の狭い間隔は、手あるいは薄型の工具でさえも挿入できなくしている。

コンピュータ製造業者は、コンピュータラック内のプリント回路基板（すなわちブレード）などのコンピューティングユニット（演算器）を接続する手段であって、ネットワークシステムにおける光データ伝送の利益を受け、及び、そのような接続における高精度の要求に付随する困難さに対処することができる手段を欲している。このため、データ信号の強度及び忠実性が保持されるようにフォトニック要素（または一般に光学素子。または光通信用素子。フォトニック素子ともいう。以下同じ）が位置合わせされている、PCBを光学的に接続するための装置及びシステムが提供される。

フォトニック要素を光学的に結合するための装置は、それらの要素間に配置されたインターポーザー（介入要素）を有することができる。説明の便宜上、サーバーブレードなどのPCB間の信号に典型的に関連するフォトニック要素を参照して説明する。しかしながら、説明されている装置の用途は、他のタイプのコンピューティングユニットや、フォトニック信号（光信号）を送信しまたは受信する他の装置を接続することにも及ぶ。

サーバーブレードは、一般に、シートメタル筐体（薄い金属製の筐体）に収容される。これらの筐体は、後部（背面）に電気コネクタを通し、前部にディスクドライブなどの周辺装置を取り付けることができるように、典型的には、前部と後部が開いている。これらの筐体は、典型的には、他の４つの側部が閉じている。光データ信号を、ブレード筐体の外部とPCB内部との間の導波管によって伝送することができる。この導波管を、１つ以上の中空コア金属導波管、または、光ファイバー、または、１つ以上の光学コアを含むポリマー導波路とすることができる。１例では、２つのOEコンポーネント、たとえば、右側のブレード上の受信機光アセンブリ（ROSA）と、該ROSAに送信する左側のブレード上の送信機光サブアセンブリ（TOSA）が含まれる場合がある。ブレード筐体を貫通する端子ブロック（または端子板。以下同じ）へと複数の並列光信号を伝送するファイバーリボンがTOSAに接続される。ROSAに接続されている同様のファイバーリボンは、ROSAブレードの筐体を貫通する端子ブロックで終端する。TOSAからROSAに光信号を伝送するためには、端子ブロックユニットのそれぞれの光ファイバーが同軸関係で位置合わせされるようにそれらのユニットを正確に位置合わせすることが有利である。１つの方法は、単に、２つの端子ブロックを、オープンスペース（空き空間）を横切るように対向して配置（対向配置）することである。しかしながら、そのように配置する場合には、しばしば、１つ以上の空間軸のまわりの端子ブロックの相対的な配置にわずかな相違が生じるであろうことが明らかである。

２つのブレードのフォトニック要素間の位置合わせ不良は、伝送中の信号の大きな損失を生じる場合がある。本明細書で使用されている「フォトニック要素」は、光ベースの信号を送信または受信するように構成された要素を意味し、単一の要素または多数のそのような要素でありうる。フォトニック要素を、光送信機（たとえば、レーザー）または受信機（たとえばフォトダイオード）とすることができ、あるいは、そのような要素への外部アクセスポイント（たとえば、導波管の終端部）とすることができる。

図１は、４×４送信用アレイ１０（実線で示されている）と対応する受信用アレイ１２（点線で示されている）を示している。この例では、受信用アレイは、送信用アレイに対して角度φだけ回転している。この回転角度は、φが大きくなると急激に大きくなる信号損失をもたらす。この関係は、回転角度の変化に対するそのようなアレイ中の２つの検出器チャンネルの出力を示す図２のグラフに示されている。したがって、そのような接続は、全く許容できない回転に伴う位置合わせ不良を生じる傾向があることがわかる。φの許容範囲は、（図１に示す）検出器アレイの最大長さ寸法、すなわち、作動領域の差渡し（または直径）Ｄとアレイの長さＬに線形比例する。それゆえ、所与の用途において許容できない信号損失を生じることになる位置ずれの程度は、関連するフォトニック要素の寸法に依存することになる。例示のケースでは、回転に起因する信号損失を１ｄＢ未満に抑えるためには、φは約１°未満でなければならない。

信号伝送は、突き合わせられたフォトニック要素が互いに対して傾いているときにも影響を受ける。図３に示す例では、２つのフォトニックアセンブリ１４ａ及び１４ｂが、各々のフォトニック要素１６ａ及び１６ｂが水平方向から角度θ（θ_１とθ_２）だけ傾いている状態で、互いに対向配置されている。検出器アセンブリ１４ｂは、ある作動領域の差渡し（または直径）を有するフォトニック要素を備えている。これらの要素には、各アセンブリが焦点距離ｆを有するようにレンズ１８も設けられる。かかる場合における許容範囲は、作動領域の差渡し（または直径）及びｆに線形比例する。｜Δｘ_１−Δｘ_２｜、｜Δｙ_１−Δｙ_２｜、ｆ*｜θ_１−θ_２｜のベクトル和は、約０．５Ｄより小さい、すなわち、Ｄ＝５０μｍを有する検出器の場合に約２０μｍである。

図４のグラフは、Δｘ_１−Δｘ_２とΔｙ_１−Δｙ_２の各々が０（ゼロ）に近いときに、検出器（作動領域の差渡し（または直径）Ｄ＝５０μｍ）の４×４アレイにおける｜θ_１−θ_２｜との間の関係を示す。このグラフから、そのような接続は、傾きに伴う位置合わせ不良の方が回転に伴う位置合わせ不良よりもさらに許容できないことがわかる。たとえば、検出器のこの特定のアレイの場合、｜θ_１−θ_２｜は、信号損失を約１ｄＢ未満に抑えるために、約０．１５°以下でなければならない。

本明細書で説明した特定の許容範囲は単なる例であって、対象とするアレイの特定の幾何学的形状乃至配置に少なくとも部分的に依存する。任意の所与のアレイについての許容範囲も同様に、いくつかの他の要因に依存する場合があり、それらの要因には、アレイの構成、送信機と受信機の間の距離（間隔）、使用される送信用要素／検出要素のタイプ、使用される信号のタイプ、及び、装置が適用されるタスクに起因する他の要件が含まれる（がそれらには限定されない）。

横方向シフト（横方向のずれ）による位置合わせ不良は、２つのフォトニック要素間の信号伝送に関わる他の要因である。しかしながら、テレセントリックシステムにおける光パワー損失に与える影響は、このタイプの位置合わせ不良の方が傾き及び回転に伴う位置合わせ不良よりも小さい（すなわち、傾き及び回転に伴う位置合わせ不良に対する感度の方が高い）ことがわかっている。図５は、２つの軸（ｘ、ｙ）に沿って相対的な位置ずれによる位置合わせ不良（Δｘ、Δｙ）が生じている２つのフォトニックアセンブリ１４ａ及び１４ｂを示す。検出器（Ｄ＝５０μｍ）の４×４アレイの場合の横方向シフトの効果を図６のグラフに示す。かかるアレイにおいて信号損失を１ｄＢ未満に抑えるために、ΔｘとΔｙのベクトル和を２ｍｍ未満にすることができる。

位置合わせ不良、特に、傾き及び回転による位置合わせ不良に対する許容範囲が小さい場合には、突き合わせられたフォトニック要素の相対的な位置が、光学的接続において重要な問題となる。このことは、差渡し距離（または直径）が非常に小さい検出器について特に当てはまる。なぜなら、それらの検出器は位置合わせ不良に対してより感度が高い（すなわち、位置合わせ不良により受ける影響がより大きい）傾向があるからである。それゆえ、通常は、位置に対する追加の制約をすることなく、コンピュータラックまたはシャーシ内にブレードまたはフォトニックサブアセンブリを注意深く配置することによる位置合わせに頼るのは十分ではないであろう。したがって、フォトニック要素を位置合わせし、かつ、信号損失を小さくするために光伝送を調整することもできるインターポーザー（介入構造）などの機構をブレード間に設けることが重要となりうる。フォトニックアセンブリ間のそのようなインターポーザー機構は、並進（平行移動）、傾き、及び回転が許容範囲内に収まるように、フォトニック要素の相対的位置をもたらすことができる。さらに、インターポーザーは、送信機及び／または受信機を囲む筐体として作用し、それらの光学コンポーネント並びにそれらのコンポーネントが取り付けられているブレードアセンブリを保護することができる。

図７Ａは、本発明の１実施形態による光学インターポーザー機構の１例を示す。この実施形態では、光学接続機構２０は、第１のフォトニック要素１６ａ、第２のフォトニック要素１６ｂ、及び、それらの間に配置されたインターポーザー２２を備える。それらのフォトニック要素は、送信用要素として１つ以上のレーザーまたは他の発光体（フォトニックエミッタ）、及び、受信用要素として１つ以上の対応する光検出ダイオードを備えることができる。ある特定の側面では、フォトニック要素の各々は、双方向データフローを提供するために、互いに組み合わされた送信用要素及び受信用要素のアレイを備えることができる。別の側面では、送信用要素は、面発光レーザー（vertical-cavity surface-emitting laser：VCSEL）から構成することができる。特定の実施形態では、それらの要素の各々は、ケーブル２６によってコンピューティングユニットに接続された端子ブロック２４に配置される。「端子ブロック」は、フォトニック要素を収容するコネクタまたはコネクタハウジングなどの構造であって、光学的接続の一部としてフォトニック要素を配置することに関わるものである。

インターポーザー２２は、フォトニック要素のコネクタを接続できる共通の構造として、さらに、送信用要素から受信用要素にフォトニック信号（光信号）を送る経路として機能することができる。したがって、インターポーザーは、信号が通過できる光経路（または光路）を構成する。さらに、インターポーザーは、他のソースからの光などの干渉（または妨害物）からフォトニック信号を遮蔽するように機能することができる。ある特定の側面では、インターポーザーは、その長さのかなりの部分（またはほとんどの部分）にわたって中空であり、このため、該経路は少なくとも部分的に（何もない）空間から構成される。インターポーザーはまた、ちりや破片が光経路に入らないようにすることができる。光学的接続を確立するために、フォトニック要素は、該フォトニック要素がインターポーザーの長さ方向に離れて対向して配置（対向配置）されるように、インターポーザーの各端部に接続される。

各部分を互いに固定し合うように構成された機械式ガイドアセンブリ２８ａ及び２８ｂによって、フォトニック要素とインターポーザーの接続を容易にすることができる。１実施形態では、そのようなガイドアセンブリは、接続されることになるコンポーネント上（たとえば、フォトニック要素を収容するコネクタ上、及び、インターポーザーの端部上）に配置された相互接続用機構２８ａ、２８ｂから構成される。ある特定の側面では、機械式ガイドアセンブリは、一方のコンポーネントの面にある球状構造、ロッド、ピン、テーパー、または基準面（または基準線）などの突起部２８ａ、及び、他方のコンポーネントの面にある受け口（またはソケット。以下同じ）、くぼみ、または孔などの対応するレセプタクル２８ｂ（受け口や差込み口など）を含むことができる。別の例では、そのような要素は、コンポーネントが互いに対して特定の向きを向いて整列しているときに相互接続するように構成されている。この結果、コンポーネントが互いに対して特定の向きを向くようにされている状態で、それらのコンポーネント同士がしっかりと結合される。結合の安定性を、それらのコンポーネントを結合する力を提供する結合力機構を設けることによって高めることができる。１実施形態では、一方または両方のコンポーネントにある磁石３０がそのような力を提供する。他の可能な結合力機構には、ばね、クリップ、掛け金（ラッチ機構）、並びに、ある角度をなす傾斜構造や移動止めなどの嵌合関係にあるコネクタで共通に使用される機構などがある。ある特定の実施形態では、少なくとも１つのコンポーネントが、ばねなどのフレキシブルな（すなわち可撓性のある）機構に搭載される。可能性あるばねのタイプには、コイルばねや板ばねや空気ばねが含まれるが、これらには限定されない。フレキシブルな搭載機構は、コンポーネントに移動の自由を与えることによって位置合わせを促進することもできる。このフレキシブルな機構を、すべての運動軸においてフレキシブルなものとすることができ、該機構は、コンポーネントが、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿って移動し、及び、それらの軸のまわりに回転することを可能にすることができる。

図７Ａの装置によって例示される実施形態では、フォトニック要素をインターポーザーの各端部に結合することができ、この場合、機械式ガイドアセンブリによって、コンポーネントは相互に特定の向きに向けられる。より具体的には、コンポーネントは、フォトニック要素の相対的な傾き及び回転を小さくすることができるように結合される。これによって、２つのブレードの光学的接続を、より高い信頼性及び再現性を有する高整合性のものにすることが可能であり、この場合、該光学的接続は、それらのブレードのそれぞれのコネクタがインターポーザーと連結する（またはかみ合う）ようにそれらのブレードを挿入することによって達成可能である。

本明細書で説明する装置は、より大きなコンピューティングシステム中のコンピューティングユニット（たとえば、サーバーのシャーシ内に設置された２つの隣接するブレード）間の強固な光学的接続を提供することができる。本発明は、金属ブレード筐体などのブレードに関連する構造的特徴物、及び、仕切り（パーティション）などのシャーシの特徴物を収容するように構成されることができる。ある特定の側面では、インターポーザーを、隣接するブレード間に配置された仕切り３１に搭載することができる。この構成では、インターポーザーは、仕切りを貫通して、フォトニック信号が一方のブレードから他方のブレードに移動するための経路を提供する。別の代替の構成では、インターポーザーを、一方のブレードの光コネクタに永久的に装着することができる。この場合は、接続されたブレードの対の各々は、インターポーザーが装着されているブレードとインターポーザーがないブレードからなる。

図７Ｂは、完成状態の接続を形成するように結合されたコンポーネントを示す。インターポーザーは、また、フォトニック信号を、送信用要素から、該インターポーザーによって提供される経路をたどって受信用要素へと導く１つ以上の光学アセンブリ（または光学系。１または複数の光学素子の組織的集合体。光学装置ともいう。以下同じ）３２を備えることができる。１実施形態では、該光学系はテレセントリック光学素子（またはテレセントリック光学系）を備える。上述したように、テレセントリック光学素子は、横方向シフトによる位置合わせ不良の影響を小さくする（すなわち、横方向シフトによる位置合わせ不良に対する感度を小さくする）ことができる。したがって、かかる光学アセンブリ（または光学素子からなるアセンブリ。以下同じ）を設けることによって、追加の位置合わせ機構を効果的に提供するというさらなる機能が得られる。これは、機械式ガイドアセンブリの効果とあいまって、光伝送を調節して信号パワー（信号電力）損失を低減することができる。

別の実施形態によれば、端子ブロックの各々は、コネクタが結合されるとインターポーザーを形成する構造を備える。この実施形態にしたがう光学的接続３４を、分離した状態で描かれた図８Ａ、及び、結合された状態で描かれた図８Ｂにそれぞれ示す。この接続は、各々が別個の筐体３５に収容されている２つのブレードを結合する。この実施形態では、端子ブロック２４の各々は中空の延長部を有する光経路要素３６備え、該延長部は、該延長部と嵌合関係にある、他方の端子ブロックの延長部と接続されると、それらの端子ブロック間に光経路を形成する。この実施形態はまた、上述したような機械式ガイドアセンブリ２８ａ及び２８ｂを備えることもできる。１つの特定の実施形態では、機械式ガイドアセンブリは、他方のコネクタ上の機構（構造物）と嵌合して相互接続する各コネクタ上の機構（構造物）から構成される。１つの側面では、それらの機構（構造物）は、各コネクタの光経路要素の遠位面（遠い方の側の面）にある。磁石３０などの結合力を提供するためのメカニズム（構造）設けることもできる。端子ブロックが結合するか、互いに十分に近づくと、機械式ガイド機構は相互接続して、フォトニック要素の互いの向きが特定の一定の向きになるようにする。この相互接続はまた、フォトニック要素間に光経路を確立する。この実施形態はまた、該経路を通るようにフォトニック信号を導くための１つ以上の光学アセンブリ３２を備えることもできる。この場合には、光学アセンブリは、一方または両方のコネクタの光経路要素に配置される。光学アセンブリが２つ以上ある場合には、該アセンブリは、コネクタが結合されたときに１つのユニットとして機能することができる。ある特定の実施形態では、光学アセンブリは、テレセントリック光学素子（またはテレセントリック光学系）を備える。

上述したように、ブレード間の仕切りは、実際に、インターポーザーを収容することができる。仕切りを、他のやり方で本発明の光学的接続（構成）に組み込むこともできる。いくつかの実施形態では、端子ブロックの取り付け及び適正な向きへの方向づけを、仕切りと接続することによって達成することができる。この構成は図９Ａに示されており、アセンブリされた状態（組み立てられた状態）の接続は図９Ｂに示されている。この実施形態では、仕切り３１は、光経路要素３６上の機構（構造物）に対応する機械式ガイド機構２８ａ、２８ｂを備える。

各ブレード用の端子ブロックをブレードの筐体３５と接続して、該端子ブロックが嵌合関係にあるコネクタまたはインターポーザーに接触できるようにすることができる。１実施形態では、端子ブロックを該筐体の外部（または外面）に取り付けることができる。別の実施形態では、端子ブロックを該筐体の壁にある適切な大きさ及び形状の開口部内にはめ込む（または埋め込む）ことができる。それらの構成のある特定の側面では、端子ブロックを、該端子ブロックが３つの軸の各々に沿ってある程度自由に移動できるように取り付けることができる。このようにして、ブレードの設置及び接続中に、端子ブロックを別のコンポーネントに対して位置合わせして、それらのコンポーネントの機械式ガイドア機構が係合して相互接続するように、該端子ブロックを必要に応じて移動（シフト）させることができる。これは、板ばねなどの可撓性のある支持部に端子ブロックを取り付けることによって、または、ガスケットなどの可撓性のあるハウジング（ケース）内に端子ブロックをつるすことによって達成することができる。そのような可撓性のある取り付け台は、上述したように結合力を提供するという機能をもたらすことができる。

局所的な高帯域データパイプを、隣接する２つのコンピュータブレード間の必要とされる正確な場所に確立することができる。バックプレーンを通るようにこの接続を引き回すことなく該接続を行うことができる。隣接する２つのコンピューティングユニットのそのような接続を図１０に示す。図１０では、第１のブレード３８と第２のブレード４０が別個の筐体３５中にそれぞれ収容されている。各ブレードは、光電気子送信機４２または光電気受信機４４を備え、それらの送信機及び受信機に対して、端子ブロック２４に配置されたフォトニック要素１６がファイバーケーブル２６を介して接続されている。図示の実施形態では、インターポーザー２２は、第１のブレードの端子ブロックに圧入（またはプレスばめ）されるかまたは永久的に取り付けられている。インターポーザーは、該インターポーザーが第２のブレードの端子ブロックと接続可能な位置において筐体の側部（側面）から突き出ている。機械式ガイド機構２８ａは、インターポーザー上の対応する機構（斜視図のため見えていない）と相互接続することによって適正に位置合わせされた接続を提供する。この構成は、光ファイバーと同軸をなす方向に沿ってプラグ接続する標準的な光コネクタを使用するのがそれほど望まれない状況において、２つのブレード間に光リンクを確立する難しさを克服する。図１０に示す実施形態は、横を向いて並んだブレード間の接続を示している。しかしながら、本発明にしたがう接続を用いて、上下配列または前後配列をなすようにブレードを接続することもできる。

ある程度要約し及び繰り返すと、２つのコンピューティングユニット間に整合性がより高い光相互接続を提供するために、２つのフォトニック要素を位置合わせ可能にする接続を提供した。この接続は、フォトニック要素間に特定の位置合わせをもたらすインターポーザー及び機械式機構を備えることができる。この接続はまた、いくつかのタイプの位置合わせ不良に対してより影響を受けにくい光学的接続を行うために、テレセントリックレンズ構成などの光学素子を備えることができる。このコネクタは、サーバー内において近くにあるPCBを接続するのに特に有用な場合がある。

上記の例は、１つ以上の特定の用途に関して本発明の原理を例示したものであるが、発明的才能を発揮することなく、及び、本発明の原理及び概念から逸脱することなく、実施の形態、実施物の使用法、及び実施の細部において多くの変更が可能であることが当業者には明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲による場合を除いて、本発明を限定することは意図されていない。

Claims

フォトニック要素（１６ａ及び１６ｂ）を光学的に結合するための装置であって、
外側に向かって延在する第１のフランジを有する第１の端子ブロックと、
外側に向かって延在する第２のフランジを有する第２の端子ブロックと、
２つの端部を有し、前記２つの端部のうちの一方の端部において、外側に向かって延在する第３のフランジを有し、他方の端部において、外側に向かって延在する第４のフランジを有するインターポーザー（２２）であって、該インターポーザー内に配置された中空の光経路を備える、インターポーザーと、
前記第１の端子ブロックに収容された第１のフォトニック要素（１６ａ）であって、前記中空の光経路の一方の端部に隣接して配置されて、該中空の光経路に対して軸方向に整列した第１のフォトニック要素（１６ａ）と、
前記第２の端子ブロックに収容された第２のフォトニック要素（１６ａ）であって、前記中空の光経路の他方の端部に隣接して配置されて、該中空の光経路に対して軸方向に整列した第２のフォトニック要素（１６ｂ）と、
フォトニック信号を前記中空の光経路に沿って導くように構成されたテレセントリック光学素子（３２）と、
前記中空の光経路の前記一方の端部に配置された第１の機械式ガイドアセンブリ（２８）あって、前記第１のフランジと前記第３のフランジのうちの一方のフランジの表面から突き出た球状構造を有し、及び、前記第１のフランジと前記第３のフランジのうちの該一方のフランジとは異なる方のフランジの表面に、前記第１のフランジと前記第３のフランジが接続されたときに前記球状構造を受けるための孔を有する第１の機械式ガイドアセンブリ（２８）と、
前記中空の光経路の前記他方の端部に配置された第２の機械式ガイドアセンブリ（２８）であって、前記第２のフランジと前記第４のフランジのうちの一方のフランジの表面から突き出た球状構造を有し、及び、前記第２のフランジと前記第４のフランジのうちの該一方のフランジとは異なる方のフランジの表面に、前記第２のフランジと前記第４のフランジが接続されたときに前記球状構造を受けるための孔を有する第２の機械式ガイドアセンブリ（２８）
を備え、
前記第１及び第２の機械式ガイドアセンブリは、前記第１のフランジの表面と前記第３のフランジの表面が結合し、前記第２のフランジの表面と前記第４のフランジの表面が結合し、及び、前記球状構造と前記孔が嵌合することによって、前記第２のフォトニック要素に対する前記第１のフォトニック要素の傾き及び回転を低減するように構成されることからなる、装置。
前記テレセントリック光学素子は前記中空の光経路内に配置された２つのレンズを備える、請求項１の装置。
前記第１の機械式ガイドアセンブリは第１の結合力機構を備え、前記第２の機械式ガイドアセンブリは第２の結合力機構を備える、請求項１または２の装置。
前記第１の端子ブロックは、サーバーのシャーシに設置された第１のブレードの筐体に取り付けられ、前記第２の端子ブロックは、前記サーバーの前記シャーシ内において前記第１のブレードに隣接して設置された第２のブレードの筐体に取り付けられ、前記インターポーザーは、前記第１のブレードと前記第２のブレードの間に配置された仕切りに取り付けられて、該仕切りを貫通する、請求項１〜３のいずれかの装置。
フォトニック要素を光学的に結合するための装置であって、
該装置は、第１のコネクタ、第２のコネクタ、及び機械式ガイドアセンブリ（２８）を備え、
前記第１のコネクタは、
第１の端子ブロック（２４）と、
前記第１の端子ブロックから延びる中空のスリーブを備える第１の光経路要素（３６）であって、該第１の光経路要素の遠位の端部において、外側に向かって延在する第１のフランジを有する第１の光経路要素（３６）と、
前記第１の端子ブロックに収容されて、前記第１の光経路要素に対して軸方向に整列した第１のフォトニック要素（１６ａ）と、
前記第１の光経路要素内に配置された第１のテレセントリック光学素子（３２）
を備え、
前記第２のコネクタは、前記第１のコネクタと対向して配置されて、
第２の端子ブロック（２４）と、
前記第２の端子ブロックから延びる中空のスリーブを備える第２の光経路要素（３６）であって、該第２の光経路要素の遠位の端部において、外側に向かって延在する第２のフランジを有する第２の光経路要素（３６）と、
前記第２の端子ブロックに収容されて、前記第２の光経路要素に対して軸方向に整列した第２のフォトニック要素（１６ｂ）と、
前記第２の光経路要素内に配置された第２のテレセントリック光学素子（３２）
を備え、
前記機械式ガイドアセンブリ（２８）は、前記第１のフランジと前記第２のフランジのうちの一方のフランジの表面から突き出た球状構造を有し、及び、前記第１のフランジと前記第２のフランジのうちの該一方のフランジとは異なる方のフランジの表面に、前記第１のフランジと前記第２のフランジが接続されたときに前記球状構造を受けるための孔を有し、
前記機械式ガイドアセンブリ（２８）は、前記第１のフランジの表面と前記第２のフランジの表面が結合し、及び、前記球状構造と前記孔が嵌合することによって、前記第２の光経路要素に対してある位置に前記第１の光経路要素を固定して、前記第２のフォトニック要素に対する前記第１のフォトニック要素の傾き及び回転を低減するように構成される、装置。
フォトニック要素を光学的に結合するための装置であって、
該装置は、第１のコネクタ、第２のコネクタ、該第１のコネクタと該第２のコネクタの間に配置された仕切り、第１の機械式ガイドアセンブリ（２８）、及び第２の機械式ガイドアセンブリ（２８）を備え、
前記第１のコネクタは、
第１の端子ブロック（２４）と、
前記第１の端子ブロックから延びる中空のスリーブを備える第１の光経路要素（３６）であって、該第１の光経路要素の遠位の端部において、外側に向かって延在する第１のフランジを有する第１の光経路要素（３６）と、
前記第１の端子ブロックに収容されて、前記第１の光経路要素に対して軸方向に整列した第１のフォトニック要素（１６ａ）と、
前記第１の光経路要素内に配置された第１のテレセントリック光学素子（３２）
を備え、
前記第２のコネクタは、前記第１のコネクタと対向して配置されて、
第２の端子ブロック（２４）と、
前記第２の端子ブロックから延びる中空のスリーブを備える第２の光経路要素（３６）であって、該第２の光経路要素の遠位の端部において、外側に向かって延在する第２のフランジを有する第２の光経路要素（３６）と、
前記第２の端子ブロックに収容されて、前記第２の光経路要素に対して軸方向に整列した第２のフォトニック要素（１６ｂ）と、
前記第２の光経路要素内に配置された第２のテレセントリック光学素子（３２）
を備え、
前記仕切りは、貫通孔と第１の表面と第２の表面とを有し、
前記第１の機械式ガイドアセンブリ（２８）は、前記第１のコネクタと前記仕切りの間に配置されて、前記第１のフランジの表面と前記仕切りの前記第１の表面のうちの一方の表面から突き出た球状構造を有し、及び、前記第１のフランジの表面と前記仕切りの前記第１の表面のうちの該一方の表面とは異なる方の表面に、前記第１のフランジと前記仕切りが接続されたときに前記球状構造を受けるための孔を有し、
前記第２の機械式ガイドアセンブリ（２８）は、前記第２のコネクタと前記仕切りの間に配置されて、前記第２のフランジの表面と前記仕切りの前記第２の表面のうちの一方の表面から突き出た球状構造を有し、及び、前記第２のフランジの表面と前記仕切りの前記第２の表面のうちの該一方の表面とは異なる方の表面に、前記第２のフランジと前記仕切りが接続されたときに前記球状構造を受けるための孔を有し、
前記第１及び第２の機械式ガイドアセンブリは、前記第１のフランジの表面と前記仕切りの第１の表面が結合し、前記第２のフランジの表面と前記仕切りの第２の表面が結合し、及び、前記球状構造と前記孔が嵌合することによって、前記第２の光経路要素に対してある位置に前記第１の光経路要素を固定して、前記第２のフォトニック要素に対する前記第１のフォトニック要素の傾き及び回転を低減するように構成される、装置。
前記第１のテレセントリック光学素子は単一のレンズであり、前記第２のテレセントリック光学素子は単一のレンズである、請求項５または６の装置。
前記第１のコネクタは、サーバーのシャーシに設置された第１のブレードの筐体に取り付けられ、前記第２のコネクタは、前記サーバーの前記シャーシ内において前記第１のブレードに隣接して設置された第２のブレードの筐体に取り付けられる、請求項５〜７のいずれかの装置。
前記機械式ガイドアセンブリが結合力機構を備える、請求項５の装置。
前記第１の機械式ガイドアセンブリは第１の結合力機構を備え、前記第２の機械式ガイドアセンブリは第２の結合力機構を備える、請求項６の装置。
コンピューティングユニットを光学的に結合するための接続であって、
外側に向かって延在する第１のフランジを有する第１の端子ブロックと、
前記第１の端子ブロックに収容されて、第１のコンピューティングユニットに結合した第１のフォトニック要素（１６ａ）と、
外側に向かって延在する第２のフランジを有する第２の端子ブロックと、
前記第２の端子ブロックに収容された第２のフォトニック要素（１６ｂ）であって、第２のコンピューティングユニットに結合し、及び、前記第１のフォトニック要素に対向して配置された第２のフォトニック要素（１６ｂ）と、
前記第１のコンピューティングユニットと前記第２のコンピューティングユニットの間に配置された仕切り（３１）と、
前記仕切りに取り付けられて、２つの端部を有するインターポーザー（２２）であって、該インターポーザーは、前記２つの端部のうちの一方の端部において、外側に向かって延在する第３のフランジを有し、他方の端部において、外側に向かって延在する第４のフランジを有し、及び、前記第１のフォトニック要素と前記第２のフォトニック要素の間に配置された中空の光経路を有し、該中空の光経路は前記仕切りを貫通する、インターポーザーと、
前記中空の光経路を通って、前記第１のフォトニック要素から前記第２のフォトニック要素に信号を導くように構成されたテレセントリック光学素子（３２）と、
前記中空の光経路の一方の端部に配置された第１の機械式ガイドアセンブリ（２８）あって、前記第１のフランジと前記第３のフランジのうちの一方のフランジの表面から突き出た球状構造を有し、及び、前記第１のフランジと前記第３のフランジのうちの該一方のフランジとは異なる方のフランジの表面に、前記第１のフランジと前記第３のフランジが接続されたときに前記球状構造を受けるための孔を有する第１の機械式ガイドアセンブリ（２８）と、
前記中空の光経路の他方の端部に配置された第２の機械式ガイドアセンブリ（２８）であって、前記第２のフランジと前記第４のフランジのうちの一方のフランジの表面から突き出た球状構造を有し、及び、前記第２のフランジと前記第４のフランジのうちの該一方のフランジとは異なる方のフランジの表面に、前記第２のフランジと前記第４のフランジが接続されたときに前記球状構造を受けるための孔を有する第２の機械式ガイドアセンブリ（２８）
を備え、
第１及び第２の機械式ガイドアセンブリは、前記第１のフランジの表面と前記第３のフランジの表面が結合し、前記第２のフランジの表面と前記第４のフランジの表面が結合し、及び、前記球状構造と前記孔が嵌合することによって、前記第２のフォトニック要素に対する前記第１のフォトニック要素の傾き及び回転を低減するように構成されることからなる、接続。
前記テレセントリック光学素子は、前記中空の光経路内に配置された２つのレンズを備える、請求項１１の接続。
前記第１の機械式ガイドアセンブリは第１の結合力機構を備え、前記第２の機械式ガイドアセンブリは第２の結合力機構を備える、請求項１１または１２の接続。
前記第１のコンピューティングユニットと前記第２のコンピューティングユニットは、それぞれ、筐体（３５）の内部に実質的に配置される、請求項１１〜１３のいずれかの接続。
前記第１の端子ブロックは、前記第１のコンピューティングユニットの前記筐体に移動可能に取り付けられ、前記第２の端子ブロックは、前記第２のコンピューティングユニットの前記筐体に移動可能に取り付けられる、請求項１４の接続。