制备光连接器的方法和包括由此制备的光连接器的光学装置本发明整体涉及用于制备光连接器的方法以及由此制备的光连接器。
各种技术已用于光学互连光学装置，诸如光纤光学装置和聚合物波导装置。例如，
在某些系统中，建立精确微型模具以使光纤保持在适当位置，接着将光纤切割、胶合、紧固
和抛光以形成足够的互连接口。类似地，已使用相似技术诸如激光烧蚀和精确对准来形成
聚合物波导连接系统。然而，此类系统需要两个光学系统的精密对准，以便使光纤和聚合物
波导互连。
最近，已证实不需要光学装置精密对准的替代方法可建立光学连接系统(即，光连
接器)。例如，近期使用聚合物桥的自写入聚合作用(self written polymerization)来建
立光学装置之间的聚合物桥，而不需要精密对准。然而，自写入聚合物桥属于具有单一折射
率的单一固化聚合物材料。在无此类材料折射率的对比的情况下，穿过自写入聚合物桥的
每一个的电磁辐射(即，一个或多个电磁波)的传播的效率低下，因此可能需要在自写入聚
合物桥四周引入单独的包层材料以增加电磁波传播的效率，该包层材料的折射率低于自写
入聚合物桥的折射率。引入包层材料以增加电磁波传播的效率会增加制造光学连接装置的
过程的额外制造时间和成本。
本发明提供连接光学装置的更简易对准和简单的制造技术，同时还解决电磁波传
播穿过光学互连系统的效率问题。
发明内容
本发明提供一种制备光连接器的方法，该光连接器用于将第一光学组件的至少一
个光学元件的相应一个连接至第二光学组件的至少一个光学元件的对应一个，其中可在该
第一光学组件的该至少一个光学元件的该相应一个与该第二光学组件的该至少一个光学
元件的该对应一个之间引导一个或多个电磁波。
该光连接器位于介于该第一光学组件与该第二光学组件之间的间隙内且包括对
比层，该对比层具有至少一个固化的桥接部分以及至少一个未固化的部分，其中该至少一
个固化的桥接部分的每一个从该第一光学组件的该至少一个光学元件中的一个的末端连
续延伸至该第二光学组件的该至少一个光学元件的相应一个的对应末端。另外，该对比层
由具有第一折射率(RI1)的第一组合物形成。
本发明的方法包括：在该对比层上施加具有第二折射率(RI2)的第二组合物以形
成第二层；以及将该第二层的至少一部分与该对比层的该至少一个未固化的部分混合以在
该对比层中形成具有第三折射率(RI3)的至少一个互混部分。
在此方法中，该第一光学组件的该至少一个光学元件中的一个的末端与该第二光
学组件的该至少一个光学元件的该相应一个的对应末端之间的该至少一个互混部分中的
一个至少部分地围绕该至少一个固化的桥接部分的每一个。
该方法还包括施加第二固化条件以使该至少一个互混部分固化。在此方法中，第
一组合物与第二组合物以及该至少一个互混部分彼此不同。此外，第一组合物与第二组合
物以及该至少一个互混部分的折射率彼此不同，并且其中当在相同的波长和温度下测量
时，RI1＞RI3＞RI2。
本发明还涉及包括本发明的制备的光连接器的光学装置。
根据本发明的方法制备光连接器以及包括根据本发明的此类制备的光连接器的
相关光学装置的优势有许多形式。由于事实上固化的桥接部分的接口的尺寸和形状将符合
其所对准的光学元件的相应末端的尺寸和形状，所以将放宽光连接器精密对准的需求，也
放宽系统未对准公差。此外，很可能将不需要抛光，这是因为光学元件中的一个的平滑的、
非散射表面被铸模或模制成固化的桥接部分，因此在断开后留下平滑的、非散射表面。另
外，较高折射率的固化的桥接部分与较低折射率的固化互混层之间的对比允许沿着固化的
桥接部分的长度引导电磁辐射，且使对周围的固化互混层的损失降至最低。并且，用于形成
光连接器的制造过程简单且可复制，以用于制造耦合多种光学装置的光连接器。
附图说明
当结合附图考虑时，本发明的其他优点和方面可在以下具体实施方式中有所描
述，其中：
图1示出包括根据本发明的实施例的光连接器的光学装置的透视图；
图2至图6示出根据本发明的一个实施例的用于形成光连接器以及图1的相关光学
装置的方法的不同阶段的透视图；
图7至图9示出根据本发明的一个实施例的由包括光连接器的第一光学装置形成
第二光学装置的方法的不同阶段的透视图；
图10示出根据本发明的另一个实施例的包括具有多个固化的桥接部分的光连接
器的光学装置的透视图；
图11示出根据本发明的再一个实施例的包括具有多个固化的桥接部分的光连接
器的光学装置的透视图；
图12A示出根据本发明的另一个实施例的包括有角度的第一光学元件和有角度的
光连接器的光学装置的透视图；
图12B示出根据本发明的另一个实施例的具有第一光学元件的光学装置的透视
图，该第一光学元件具有弯曲末端；
图13示出根据本发明的另一个实施例的包括形成在具有未对准光学元件的光学
装置之间的光连接器的光学装置的透视图；
图14示出用于形成图13的光连接器的固化的桥接部分的方法的一个阶段的透视
图；
图15是耦合至根据本发明的一个实施例形成的聚合物波导的单个固化的桥接部
分的相差显微镜图；
图16是耦合至根据本发明的一个实施例形成的对应聚合物波导的多个固化的桥
接部分的相差显微镜图；以及
图17是根据本发明的实施例的容纳在固化互混部分内的固化的桥接部分中的一
个的端视图的相差显微镜图。
具体实施方式
本发明提供一种制备光连接器的方法，该光连接器用于将第一光学组件的至少一
个光学元件的相应一个连接至第二光学组件的至少一个光学元件的对应一个，以形成光学
装置。本发明还提供一种用于由包括制备的光连接器的第一光学装置形成第二光学装置的
方法。
本发明的方法和光连接器既适用于无源系统元件也适用于有源系统元件。以下是
此类无源系统元件和有源系统元件的例子：非支化型光学波导、波分多路复用器[WDM]、支
化光学波导、光学粘合剂或类似的无源光传输元件、光学波导开关、光学衰减器、以及光学
放大器或类似的有源光传输元件。合适的制品以及可使用该方法和制品的应用的另外的例
子包括体积相位光栅、布拉格光栅、Mach Zhender干涉仪、透镜、放大器、激光腔、声光器件、
调制器以及电介质反射镜。
参照图1，根据本发明的方法形成的光学装置15包括第一光学组件20，该第一光学
组件20具有设置在包层23内的至少一个光学元件22(如图1所示的一个光学元件22)，该包
层23设置在外壳25内。如在图2中最佳地显示，该至少一个光学元件22的每一个包括末端
24，该末端24端接在第一光学接口26处。
再次参照图1，光学装置15包括第二光学组件40，该第二光学组件40具有设置在包
层44内的至少一个光学元件42(如图1所示的一个光学元件42)，该包层44设置在外壳45内。
如在图2中最佳地显示，该至少一个光学元件42的每一个包括末端48，该末端48端接在第二
光学接口50处。优选地，第一光学组件20的外壳25耦合至或以其他方式紧固至或固定至第
二光学组件40的外壳45。
在某些实施例中，也如图1所示，第二光学组件40还包括基板47，该基板47设置在
外壳45内。
术语“光学元件”(如在图1的光学元件22或光学元件42中)是指任何这样的装置或
材料：能够沿其相应长度引导一个或多个电磁波(例如，紫外光光谱中的一个或多个光波，
或可见光光谱中的一个或多个光波)。可包括至少一个光学元件22和/或至少一个光学元件
42的光学元件的合适例子包括但不限于光纤、聚合物波导、透镜、发射模块、接收模块、收发
器(既包括发射模块也包括接收模块的模块)。
因此，包括此类光学元件22或42的对应光学组件(诸如图1中的第一光学组件20或
第二光学组件40)可有许多形式，包括许多市售形式。包括光纤作为光学元件22或42的合适
的市售光学组件(例如，其可包括光学组件20或40)包括但不限于光连接器，诸如Avio、ADT-
UNI、DMI、E-2000(AKA LSH)、EC、F07、F-3000、FC、Fibergate、FSMA、LC、ELIO、LX-5、MIC、MPO/
MTP、MT、MT-RJ、MU、Opti-Jack、SC、SMA 905、SMA 906、SMC、ST/BFOC、TOSLINK、VF-45、
1053HDTV和V-PIN。
虽然在许多图中显示一个光学元件22和一个光学元件42，但是应理解，在第一光
学组件20内可包括一个以上的光学元件22，并且在第二光学组件40内可包括一个以上的光
学元件42，如图10所示。在利用一个以上的光学元件22或42的情况中，此类光学元件22或42
可全部为相同的类型(即，一个非限制性例子为其中至少一个光学元件22的全部都可以为
光纤的情况)或可为不同的类型(即，一个非限制性例子为其中一个光学元件22为光纤而另
一个光学元件22为聚合物波导的情况)。
在某些实施例中，在第一光学组件20中的光学元件22的数目对应于在第二光学组
件40中的光学元件42的数目。
然而，在其他布置形式中，在第一光学组件20中的光学元件22的数目可与第二光
学组件40中的光学元件42的数目不同，而是还包括其中通过固化的桥接部分62将光学元件
22的至少一个耦合至光学元件42的对应一个的情况，如图11所示并如下文进一步描述。
在某些实施例中，光学元件22与光学元件42相同，而在其他实施例中，光学元件22
与光学元件42不同。因此，例如，在仅有一个光学元件22和一个光学元件42的情况下，光学
元件22和光学元件42两者均可以为光纤，或者光学元件22可以为光纤，而光学元件42可以
为聚合物波导、透镜、发射模块、接收模块或收发器。类似地，在仅有一个光学元件22和一个
光学元件42的情况下，光学元件42可以为光纤，而光学元件22可以为聚合物波导、透镜、发
射模块、接收模块或收发器。类似地，在光学元件22和光学元件42的数目为两个或更多个
时，该至少两个光学元件22或42的每一个可以为相同或不同的，并且该至少两个光学元件
22的每一个可与相应至少两个光学元件42相同或不同。
再进一步，在其中该至少一个光学元件22包括光纤的某些实施例中，光纤的数目
可从1至144条光纤或更多条光纤变化，诸如从1至72条光纤变化。在包括一个以上的光学元
件22或一个以上的光学元件42的实施例中，还应理解，该一个或多个光学元件22或42的相
对尺寸和形状在长度和横截面形状两者方面可以相同或不同。此外，此类光学元件22或42
的尺寸和形状不限于图中所示的尺寸和形状。因此，例如，光学元件22可为具有圆柱形形状
和基本上圆形横截面的光纤，而光学元件42可以为横截面为矩形的聚合物波导。
虽然光学元件22和42一般示为沿其相应长度为直的且垂直于其相应光学接口26
和50延伸，但是光学元件22和42的构造不限于如图1所示的布置方式。例如，该至少一个光
学元件22或42的一个或多个可以垂直于相应光学接口26或50以外的角度向其相应光学接
口26或50延伸，例如图12A所示(且固化的桥接部分62也成角度地将有角度的光学元件22连
接至光学元件42)。虽然第一光学元件22和桥接部分62的角度一般示为以相对于水平位置
的微小角度向下延伸(从左至右)(如图12A)，但是在其他实施例中，该角度可轻微地向上，
或该角度可相对于水平位置在向下或向上的方向上更大(如图从左至右所示)，并且仍在本
发明的范围内。
虽然光学元件22或42的相应末端24或48一般为平坦且垂直的(如图1至图11所
示)，但是在某些实施例中，末端24或48中的一个或两个可呈各种形状。例如，如图12B所示，
第一光学元件22的末端24B可以为弯曲的，并且对应的第一末端64B成形为对应于弯曲的末
端24B。虽然未示出，但是第二光学元件42的末端48(以及桥接部分62的对应末端68)也可以
为弯曲的(或可以为平坦的，如图12B所示)。如图12B所示的弯曲末端24B的曲率的相对量可
以如图所示，或可比图12B所示的稍微更深或更浅，并且仍在本发明的范围内。再进一步，光
学元件22或42的一个或多个可以为均有角度的并具有弯曲的或其他形状的末端22或42，并
且在本发明的范围内。
回头参照图1，光学装置15还包括光连接器30。光连接器30包括至少一个桥接部分
62，各桥接部分62具有第一末端64且具有第二末端66，第一末端64耦合至光学元件22的末
端24，第二末端66耦合至光学元件42的对应一个的末端48。当光连接器30耦合至第一光学
组件20和第二光学组件40两者时，各桥接部分62在第一光学组件20的至少一个光学元件22
的相应一个与第二光学组件40的至少一个光学元件42的对应一个之间引导一个或多个电
磁波。
光连接器30还包括至少一个互混部分70，该互混部分70从桥接部分62的相应第一
末端64至第二末端66(即，从光学元件22的末端24至对应光学元件44的末端48)部分地围绕
相应桥接部分62的每一个的长度，但是不围绕第一末端64和第二末端66(即，互混部分70不
位于桥接部分62的相应末端64、66内或不接触桥接部分62的相应末端64、66)。在某些实施
例中，存在第二部分72，且在此类实施例中，除了互混部分70外，第二部分72也可部分地围
绕该至少一个桥接部分62的一个或多个的长度，使得互混部分70和第二部分完全围绕相应
的桥接部分。如本文中所使用，术语“至少部分地围绕长度”定义其中相应桥接部分62沿其
第一末端64与其第二末端之间的整个外表面上未设置且未接触相应组合物的情况。因此，
在某些实施例中，互混部分70可设置在桥接部分62的第一末端64与第二末端66之间的外表
面上且与该外表面的0.1至99.9％接触，并且被视为“部分地围绕”相应的桥接部分62。
在其中不存在第二部分72的实施例中，该至少一个互混部分70中的一个从相应第
一末端64至第二末端66完全地围绕桥接部分62的相应一个的长度(即，从相应第一末端64
至第二末端66围绕桥接部分62的长度的大于99.9％)。共同地，该至少一个互混部分70和任
选的第二部分72在本文中可替代地称为包层部分，该包层部分因此从相应第一末端64至第
二末端66围绕该至少一个桥接部分62的每一个。
通过固化具有第一折射率(RI1)的第一组合物来形成桥接部分62，如下文针对用
于形成光连接器30的相关方法将进一步详细讨论的那样。第一组合物为可固化组合物并且
可至少根据所需第一折射率和其他因素(例如，所需固化机理)来选择，如下所述。通过固化
第一组合物和第二组合物的共混物来形成该至少一个互混部分70，如也将在下文进一步讨
论的那样。通过固化不与第一组合物互混的第二组合物的一部分来形成任选的第二部分
72，如将在下文讨论的那样。第二组合物具有第二折射率(RI2)，以及该至少一个互混部分
70在固化前具有第三折射率(RI3)。
RI3一般源于(第一组合物的)RI1和(第二组合物的)RI2的共混物的平均值，并且
RI1、RI2和RI3彼此不同。在本发明中，第一组合物和第二组合物被选择成使得RI1＞RI2，因此
共混物的折射率RI3介于RI2与RI1之间(即，RI1＞RI3＞RI2)。
值得注意的是，折射率通常不仅取决于特定组合物内的代替物，而且还取决于固
化产物的交联密度。为此，固化的桥接部分62的折射率一般大于RI1，或大于用以形成固化
的桥接部分62的第一组合物的折射率。然而，通常在固化前后维持每种组合物的折射率梯
度。换句话说，桥接部分62的固化部分可具有折射率RI1′，并且该至少一个互混部分70的固
化部分可具有折射率RI3′，以及第二部分72的固化部分可具有折射率RI2′，但是RI1′和RI2′和
RI3′彼此不同，正如同RI1和RI2和RI3彼此不同。例如，第一组合物具有折射率RI1，由第一组
合物形成的固化的桥接部分62具有折射率RI1′，其中RI1′＞RI1，这是因为与第一组合物相比
较，固化的桥接部分62的交联密度增加。类似地，第二组合物具有折射率RI2，由第二组合物
形成的固化的第二部分72具有折射率RI2′，其中RI2′＞RI2，这是因为与第二组合物相比较，
第二层的交联密度增加。类似地，形成未固化的互混部分的第一组合物和第二组合物的共
混物具有折射率RI2，以及固化的互混部分70具有折射率RI3′，其中RI3′＞RI3，这是因为与形
成未固化的互混部分的第一组合物和第二组合物的共混物相比较，固化的互混部分70的交
联密度增加。为此，当RI1＞RI3＞RI2时，则RI1′＞RI3′＞RI2′。RI1′/RI1的比率可与RI2′/RI2的
比率相同或不同并且可与RI3′/RI3的比率相同或不同。
在某些实施例中，第一组合物和第二组合物各自包含阳离子型可聚合材料，阳离
子型可聚合材料包含至少一个阳离子型可聚合基团。阳离子型可聚合材料通常在通过阳离
子反应机制暴露于活性能射线时为可固化的。阳离子型可聚合基团可为中性部分。也就是
说，术语“阳离子型”修饰可聚合而非基团。阳离子型可聚合基团可位于阳离子型可聚合材
料的任何位置处。例如，阳离子型可聚合基团可侧挂于阳离子型可聚合化合物或者为阳离
子型可聚合化合物的取代基。至少一个阳离子型可聚合基团在本文中仅称为“阳离子型可
聚合基团”，其虽然是单数的，但是涵盖这样的实施例，其中阳离子型可聚合基团包括不止
一个阳离子型可聚合基团，即两个或更多个阳离子型可聚合基团。通常，阳离子型可聚合材
料包含两个或更多个阳离子型可聚合基团，其被独立地选择。
在某些实施例中，阳离子型可聚合基团包括杂环官能团，杂环官能团定义为包括
至少一个杂原子的环状有机官能团，该至少一个杂原子诸如为S、N、O和/或P；或者S、N和/或
O。例如，杂环基团包括但不限于内酯基团、内酰胺基团、环状醚和环状胺。内酯基团通常为
环酯并且可选自例如乙内酯、丙内酯、丁内酯和戊内酯。内酰胺基团通常为环酰胺并且可选
自例如β-内酰胺、γ-内酰胺、δ-内酰胺和ε-内酰胺。环醚的具体例子包括环氧乙烷、氧杂环
丁烷、四氢呋喃和二氧杂环庚烷(例如，1，3-二氧杂环庚烷)。杂环官能团的另外例子包括硫
杂环丁烷和噁唑啉。值得注意的是，上述杂环官能团还可以单体存在。然而，在阳离子型可
聚合基团的上下文中，上文所述的杂环官能团是大分子的取代基而非离散单体。另外，这些
基团可通过二价连接基团键合或连接到阳离子型可聚合材料。
在其他实施例中，阳离子型可聚合基团可包括除杂环官能团之外的阳离子型可聚
合基团。例如，阳离子型可聚合基团可以替代地选自烯键式不饱和基团，诸如乙烯基、乙烯
基醚、二乙烯基醚、乙烯基酯、二烯、叔乙烯基、苯乙烯或苯乙烯衍生物基团。
不同杂环官能团的组合、或除杂环官能团之外的阳离子型可聚合基团的组合、或
杂环官能团与除杂环官能团之外的阳离子型可聚合基团的组合可包括在阳离子型可聚合
材料中。
在其中阳离子型可聚合材料为有机的某些实施例中，第一组合物和/或第二组合
物可独立地包含烯属或多烯属材料。在其他实施例中，第一组合物和/或第二组合物包含有
机环氧官能化材料，诸如环氧树脂。环氧树脂的具体例子包括：双酚型环氧树脂，诸如双酚A
型、双酚F型、双酚AD型、双酚S型和氢化双酚A型环氧树脂；萘型环氧树脂；苯酚酚醛型环氧
树脂；联苯型环氧树脂；甘油胺型环氧树脂；脂环型环氧树脂；或二环戊二烯型环氧树脂。这
些环氧树脂可以两种或更多种的组合用于第一组合物和/或第二组合物中的每一者中。叉
或者，第一组合物和/或第二组合物可独立地包含聚丙烯酸、聚酰胺、聚酯等，或具有阳离子
型可聚合基团的其他有机聚合物材料。在这些实施例中，第一组合物和/或第二组合物各自
独立地包含有机组合物。如本文所用，利用具有包含硅氧烷键(Si-O-Si)的主链的有机硅材
料和具有碳基主链而缺乏硅氧烷键的有机材料将“有机材料”与有机硅材料区分。
在其他实施例中，为了增加可混合性，第一组合物和第二组合物各自独立地包含
有机硅组合物。如果需要，第一组合物可包含有机硅组合物，而第二组合物可包含有机组合
物，并且反之亦然。本领域的技术人员可容易地确定组合物的折射率并且确定两种组合物
之间的可混合性。
当第一组合物和/或第二组合物包含有机硅组合物时，第一组合物和/或第二组合
物包含有机硅材料。有机硅组合物和有机硅材料包含有机聚硅氧烷大分子，其中每个大分
子可独立地为直链的或支链的。有机硅材料可包含硅氧烷单元的任何组合，即，有机硅材料
包含R3SiO1/2单元(即M单元)、R2SiO2/2单元(即D单元)、RSiO3/2单元(即T单元)和SiO4/2单元
(即Q单元)的任何组合，其中R通常独立地选自取代或未取代的烃基基团或阳离子型可聚合
基团。例如，R可为脂族、芳族、环状、脂环族等。另外，R可包括烯键式不饱和基团。所谓“取代
的”，意指烃基的一个或多个氢原子可用除氢之外的原子(例如，卤素原子，诸如氯、氟、溴
等)代替，或者R的链内的碳原子可用除碳之外的原子代替，即，R可包含在链内的一个或多
个杂原子，诸如氧、硫、氮等。R通常具有从1至10个碳原子。例如，R可在为脂族时具有1至6个
碳原子，或在为芳族时具有6至10个碳原子。含有至少3个碳原子的取代或未取代的烃基基
团可具有支链或非支链的结构。由R表示的烃基基团的例子包括但不限于烷基，例如甲基、
乙基、丙基、丁基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基和此类基团的异构物；烯基，例如乙烯基、丙
烯基和己烯基；环烷基，例如环戊基、环己基和甲基环己基；芳基，例如苯基和萘基；烷芳基，
例如甲苯基和二甲苯基；以及芳烷基，例如苄基和苯乙基。由R表示的卤代烃基基团的例子
示例为3，3，3-三氟丙基、3-氯丙基、氯苯基、二氯苯基、2，2，2-三氟乙基、2，2，3，3-四氟丙
基、和2，2，3，3，4，4，5，5-八氟戊基。上文示出了由R代表的阳离子型可聚合基团的例子。
在其中有机硅材料为树脂的实施例中，有机硅材料可包括DT树脂、MT树脂、MDT树
脂、DTQ树脂、MTQ树脂、MDTQ树脂、DQ树脂、MQ树脂、DTQ树脂、MTQ树脂或MDQ树脂。不同树脂的
组合可存在于有机硅材料中。此外，有机硅材料可包括与聚合物结合的树脂。
在一个特定实施例中，有机硅材料包括有机聚硅氧烷树脂或由其组成。有机聚硅
氧烷树脂可由以下硅氧烷单元式表示：
(R1R2R3SiO1/2)a(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c(SiO4/2)d，
其中R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地选自R，R如上文所定义；a+b+c+d＝1；“a”平均而言满足
以下条件：0≤a＜0.4；“b”平均而言满足以下条件：0＜b＜1；“c”平均而言满足以下条件：0
＜c＜1；“d”平均而言满足以下条件：0≤d＜0.4；以及“b”和“c”由以下条件界定：0.01≤b/c
≤0.3。下标a、b、c和d指定每个硅氧烷单元的平均摩尔数。换言之，这些下标表示平均摩
尔％或每个硅氧烷单元在该有机聚硅氧烷树脂的一个分子中的份额。因为R1-6独立地选自
R，所以上述硅氧烷单元式可重写如下：
(R3SiO1/2)a(R2SiO2/2)b(RSiO3/2)c(SiO4/2)d，
其中R被独立地选择并如上定义，并且a-d如上定义。
通常，在有机聚硅氧烷树脂的一个分子中，包含阳离子型可聚合基团的硅氧烷单
元占总硅氧烷单元的2至50摩尔％。另外，在这些实施例中，所有硅键合的有机基团中的至
少15摩尔％包含具有6至10个碳原子的单价芳香烃基团(例如，芳基基团)。
有机聚硅氧烷树脂含有(R4R5SiO2/2)和(R6SiO3/2)作为不可缺少的单元。然而，有机
聚硅氧烷可另外包括结构单元(R1R2R3SiO1/2)和(SiO4/2)。换句话讲，含环氧基的有机聚硅氧
烷树脂可由示于以下式中的单元构成：
(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c；
(R1R2R3SiO1/2)a(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c；
(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c(SiO4/2)d；或
((R1R2R3SiO1/2)a(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c(SiO4/2)d。
如果(R1R2R3SiO1/2)单元的含量过高，则该有机聚硅氧烷树脂的分子量减小，并且
以下条件发生：0≤a＜0.4。如果在该条件下引入(SiO4/2)单元，则该有机聚硅氧烷树脂的固
化产物可不期望地变得硬而脆。因此，在某些实施例中，满足以下条件：0≤d＜0.4；或者0≤
d＜0.2；或者d＝0。不可缺少的结构单元(R4R5SiO2/2)和(R6SiO3/2)的摩尔比b/c应为0.01至
0.3，或者0.01至0.25，或者0.02至0.25。因为该有机聚硅氧烷树脂含有(R4R5SiO2/2)和
(R6SiO3/2)作为不可缺少的单元，所以其分子结构可主要在支链、网状和三维的之间变化。
当第一组合物和第二组合物各自包含有机聚硅氧烷树脂时，可通过改变相应有机
聚硅氧烷树脂的R来选择性地修改第一组合物和第二组合物的折射率。例如，当有机聚硅氧
烷树脂中的大多数R为单价脂族烃基团(诸如甲基基团)时，有机聚硅氧烷树脂的折射率可
小于1.5。或者，如果该有机聚硅氧烷树脂中的大多数R为单价芳香烃基团，诸如苯基基团，
则折射率可大于1.5。该值可易于通过取代有机聚硅氧烷树脂，或通过将另外的组分包括在
第一组合物和/或第二组合物中来控制，如下文所述。因此，在某些实施例中，第一组合物包
含具有单价芳香烃基团的有机聚硅氧烷树脂，而第二组合物包含具有单价脂族烃基团的有
机聚硅氧烷树脂。
在有机聚硅氧烷树脂的各种实施例中，具有阳离子型可聚合基团的硅氧烷单元占
所有硅氧烷单元的2至70摩尔％，或者10至40摩尔％，或者15至40摩尔％。如果此类硅氧烷
单元以低于2摩尔％的量存在于有机聚硅氧烷树脂中，这将导致固化期间交联程度的减小，
这会减小由有机聚硅氧烷树脂形成的固化产物的硬度。在另一方面，如果这些硅氧烷单元
的含量在有机聚硅氧烷树脂中超过70摩尔％，则固化产物可具有减小的可见光透射率、低
耐热性以及增加的脆度。通常，阳离子型可聚合基团不直接键合到有机聚硅氧烷树脂的硅
原子。相反，该阳离子型可聚合基团通常通过二价连接基团(诸如亚烃基、杂亚烃基、或有机
亚杂基连接基团)键合到硅原子。
例如，当阳离子型可聚合基团为环醚基团(例如环氧基团)时，适用于有机聚硅氧
烷树脂的阳离子型可聚合基团的具体例子立即在下文中列出：
3-(缩水甘油氧基)丙基基团：
2-(缩水甘油氧基羰基)丙基基团：
2-(3，4-环氧环己基)乙基基团：
和
2-(4-甲基-3，4-环氧环己基)丙基基团：
适用于阳离子型可聚合基团的环状醚基团的另外例子包括以下这些：2-缩水甘油氧基
乙基、4-缩水甘油氧基丁基或类似的缩水甘油氧基烷基基团；3-(3，4-环氧环己基)丙基或
类似的3，4-环氧环己基烷基基团；和4-环氧乙烷基丁基、8-环氧乙烷基辛基或类似的环氧
乙烷基烷基基团。在这些实施例中，阳离子型可聚合材料可称为环氧官能化有机硅材料。
除如上示例的环氧基基团之外的阳离子型可聚合基团的具体例子包括但不限于
以下基团(其中最左部分表示将特定阳离子型可聚合基团连接到有机聚硅氧烷树脂的键)：
当阳离子型可聚合基团为环状醚基团(例如环氧基团)时，有机聚硅氧树脂的具体
例子包括包含下列硅氧烷单元组或由下列硅氧烷单元组构成的有机聚硅氧烷树脂：
(Me2SiO2/2)、(PhSiO3/2)和(E1SiO3/2)单元；(Me3SiO1/2)、(Me2SiO3/2)、(PhSiO3/2)和(E1SiO3/2)
单元；(Me2SiO2/2)、(PhSiO3/2)、(E1SiO3/2)和(SiO4/2)单元；(Me2SiO2/2)、(PhSiO3/2)、
(MeSiO3/2)和(E1SiO3/2)单元；(Ph2SiO2/2)、(PhSiO3/2)和(E1SiO3/2)单元；(MePhSiO2/2)、
(PhSiO3/2)和(E1SiO3/2)单元；(Me2SiO2/2)、(PhSiO3/2)和(E2SiO3/2)单元；(Me2SiO2/2)、
(PhSiO3/2)和(E E3SiO3/2)单元；(Me2SiO2/2)、(PhSiO3/2)和(E4SiO3/2)单元；(MeViSiO2/2)、
PhSiO3/2)和(E3SiO3/2)单元；(Me2SiO2/2)、(PhSiO3/2)、(MeSiO3/2)和(E3SiO3/2)单元；
(Ph2SiO2/2)、(PhSiO3/2)和(E3SiO3/2)单元；(Me2SiO2/2)、(Ph2SiO2/2)和(E1SiO3/2)单元；
(Me2SiO2/2)、(Ph2SiO2/2)和(E3SiO3/2)单元；(Me2ViSiO1/2)、(Me2SiO2/2)、(PhSiO3/2)和
(E1SiO3/2)单元；(Me3SiO1/2)、(Ph2SiO2/2)、(PhSiO3/2)和(E1SiO3/2)单元；(Me3SiO1/2)、
(Me2SiO2/2)、(PhSiO3/2)和(E3SiO3/2)单元；(Me2SiO2/2)、(PhSiO3/2)、(E3SiO3/2)和(SiO2)单元；
(Me2SiO2/2)、(Ph2SiO2/2)、(E1SiO3/2)和(SiO2)单元；(Me3SiO1/2)、(Me2SiO2/2)、(PhSiO3/2)、
(E1SiO3/2)和(SiO2)单元；以及(Me3SiO1/2)、(Me2SiO2/2)、(PhSiO3/2)、(E3SiO3/2)和(SiO2)单
元；其中Me指定甲基基团，Vi指定乙烯基基团，Ph指定苯基基团，E1指定3-(缩水甘油氧基)
丙基基团，E2指定2-(缩水甘油氧基羰基)丙基基团，E3指定2-(3，4-环氧环己基)乙基基团以
及E4指定2-(4-甲基-3，4-环氧环己基)丙基基团。相同标号适用于本文中的以下说明。可以
预期，在上述有机聚硅氧烷树脂中列举出的单价烃取代基(例如，Me、Ph和Vi)中的任一者可
被其他单价烃取代基代替。例如，乙基基团或其他取代或未取代的烃基基团可用于代替上
述甲基、苯基、或乙烯基基团中的任一者。另外，不同于E1-E4的阳离子型可聚合基团可代替
E1-E4使用，或在E1-E4之外使用。然而，上文所确定的有机聚硅氧烷树脂的种类由于其折射
率值和物理特性而成为特别期望的。
有机聚硅氧烷树脂可具有来自其制备的一些残余的硅键合的烷氧基基团和/或硅
键合的羟基基团(即，硅烷醇基团)。这些基团的含量可取决于制造方法和制造条件。这些取
代基可影响有机聚硅氧烷树脂的贮存稳定性并且减小由有机聚硅氧烷树脂形成的固化产
物的热稳定性。因此，在某些实施例中，期望限制此类基团的形成。例如，硅键合的烷氧基基
团和硅键合的羟基基团的量可通过在微量的氢氧化钾存在的情况下加热有机聚硅氧烷树
脂来减少，从而导致脱水和缩合反应、或脱醇和缩合反应。推荐的是，这些取代基的含量不
超过硅原子上的所有取代基的2摩尔％，并且优选地不超过1摩尔％。
虽然对于有机聚硅氧烷树脂的数均分子量(Mn)没有特别限制，但在某些实施例
中，有机聚硅氧烷树脂的Mn在103和106道尔顿之间。
在某些实施例中，第一组合物和/或第二组合物可以不包含，或者还可以包含稀释
剂组分。在某些实施例中，稀释剂组分包含硅烷化合物，该硅烷化合物具有单个(仅一个)硅
键合的阳离子型可聚合基团。
该单个硅键合的阳离子型可聚合基团可为上述阳离子型可聚合基团中的任一者。
硅烷化合物在25℃下的动态粘度通常小于1,000，或者小于500，或者小于100，或
者小于50，或者小于25，或者小于10厘泊(cP)。动态粘度可用Brookfield粘度计、Ubbelohde
管、锥/板流变学或其他设备和方法来测量。虽然该值可根据所使用的仪器/设备略微改变，
但不管测量类型为何，这些值通常是稳定的。在这些实施例中，硅烷化合物在1毫米汞柱(mm
Hg)(133.32帕斯卡)的压力下的沸点温度为至少25℃，或者至少50℃，或者至少75℃，或者
至少80℃，或者至少85℃，或者至少90℃。例如，在某些实施例中，硅烷化合物在1mm Hg压力
下的沸点温度为80至120℃，或者90至110℃。
在某些实施例中，除潜在阳离子型可聚合基团之外，稀释剂组分的硅烷化合物不
含任何硅键合的可水解基团。例如，某些硅键合的可水解基团(诸如硅键合的卤素原子)与
水反应以形成硅烷醇(SiOH)基团，其中硅-卤素键已裂解。其他硅键合的可水解基团(诸如
羧酸酯)可在不裂解到硅的任何键的情况下水解。为此，在某些实施例中，硅烷化合物不合
任何硅键合的可水解基团，该硅键合的可水解基团可水解以形成硅烷醇基团。在其他实施
例中，硅烷化合物的阳离子型可聚合基团是不可水解的，使得该硅烷化合物完全不合任何
硅键合的可水解基团。在这些实施例中，阳离子型可聚合基团是不可水解的，例如，该阳离
子型可聚合基团为环醚。可水解基团的具体例子包括以下硅键合的基团：卤化物基团、烷氧
基基团、烷基氨基基团、羧基基团、烷基亚胺氧基基团、烯氧基基团和N-烷基酰氨基基团。例
如，除了不止一个阳离子型可聚合基团之外，某些常规硅烷化合物可具有硅键合的烷氧基
基团。这些常规硅烷化合物的此类硅键合的烷氧基基团可水解和缩合，从而形成硅氧烷键
并且增加固化产物的交联密度。相比之下，硅烷化合物通常用于减小固化产物的交联密度，
因此在某些实施例中，这些可水解基团是不期望的。
在各种实施例中，稀释剂组分的硅烷化合物具有以下通式：
其中R被独立地选择并且如上定义，Y为阳离子型可聚合基团，而X选自R和SiR3。
在某些实施例中，X为R，使得硅烷化合物包括单硅烷化合物。在这些实施例中，硅
烷化合物具有通式YSiR3，其中Y和R如上定义。当Y独立地选自上述E1-E4时，硅烷化合物可被
重写为例如E1SiR3、E2SiR3、E3SiR3、和E4SiR3。在E1-E4中，E3为最典型的。
在其他实施例中，X为SiR3，使得硅烷化合物包括二硅烷化合物。在这些实施例中，
可将单个阳离子型可聚合基团键合到二硅烷的任一个硅原子上，该硅原子通常直接相互键
合。虽然R独立地选自取代和未取代的烃基基团，但R最通常选自烷基基团和芳基基团以用
于控制折射率。
硅烷化合物及其制备方法的具体实例在2014年5月15日提交的共同未决的PCT国
际专利申请PCT/US14/038149(DC11701PCT2)中有所描述。
硅烷化合物可使阳离子型可聚合材料(例如，有机聚硅氧烷树脂)有效地增溶，从
而避免对另外溶剂的需要。在一些实施例中，第一组合物和/或第二组合物缺乏除硅烷化合
物之外的溶剂。如果存在于其中，硅烷化合物还减小了第一组合物和/或第二组合物的折射
率，并且因此可修改所使用的硅烷化合物的相对量以选择性地控制第一组合物和/或第二
组合物的折射率。例如，第一组合物可以小于第二组合物的量来使用硅烷化合物，从而赋予
第二组合物小于第一组合物的折射率，在其他所有条件都相同时(例如，所使用的特定有机
聚硅氧烷树脂)。
稀释剂组分通常包含一定量的硅烷化合物，该量基于第一组合物和/或第二组合
物的所需折射率和其他物理特性。例如，在某些实施例中，基于第二组合物的总重量计，稀
释剂组分以足以提供至少3重量％，或者至少5重量％，或者至少10重量％，或者至少15重
量％，或者至少20重量％，或者至少25重量％，或者至少30重量％的硅烷化合物的量包含硅
烷化合物。如果在两者中均有使用，硅烷化合物通常以小于第二组合物中的量存在于第一
组合物中。
稀释剂组分可以不包括，或者可以包括除了硅烷化合物之外的化合物或组分。例
如，该稀释剂组分可包括不同于硅烷化合物和除其之外的稀释剂化合物。该稀释剂化合物
可在各个方面不同于硅烷化合物。例如，该稀释剂化合物可具有不止一个阳离子型可聚合
基团。或者，该稀释剂化合物可具有单个阳离子型可聚合基团，但是可不含硅。稀释剂组分
可包括不止一种稀释剂化合物，即，该稀释剂组分可包括稀释剂化合物的任何组合。稀释剂
化合物可为芳族、脂环族、脂族等。
适用于稀释剂组分的芳族稀释剂化合物的具体例子包括每个具有至少一个芳环
的多元酚的聚缩水甘油醚、或酚的烯化氧加合物(诸如双酚A和双酚F的缩水甘油醚)的聚缩
水甘油醚、或通过将烯化氧进一步添加到双酚A和双酚F而获得的化合物的聚缩水甘油醚；
以及环氧酚醛清漆树脂。
适用于稀释剂组分的脂环族稀释剂化合物的具体例子包括：各具有至少一个脂环
族环的多元醇的聚缩水甘油醚；以及通过用氧化剂来环氧化含环己烯环的化合物或含环戊
烯环的化合物所获得的含环氧环己烷的化合物或含环氧环戊烷的化合物。例子包括氢化双
酚A缩水甘油醚、2-(3，4-环氧环己基-5，5-螺-3，4-环氧基)环己烷-二氧己环甲烷、二(3，4-
环氧环己基甲基)己二酸酯、乙烯基环己烯二氧化物、4-乙烯基环氧环己烷、二(3，4-环氧
基-6-甲基环己基甲基)己二酸酯、3，4-环氧基-6-甲基环己基羧酸酯、二环戊二烯二环氧化
物、乙二醇二(3，4-环氧环己基甲基)醚、二辛基环氧基六氢邻苯二甲酸酯以及二-2-乙基己
基环氧基六氢邻苯二甲酸酯。
适用于稀释剂组分的脂族稀释剂化合物的具体例子包括：脂族多元醇以及脂族多
元醇的环氧烷加合物的聚缩水甘油醚；脂族长链多元酸的聚缩水甘油酯；通过丙烯酸缩水
甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的乙烯基聚合作用合成的均聚物；以及通过丙烯酸缩水甘
油酯和另一种乙烯聚合物的乙烯基聚合作用合成的共聚物。代表性化合物包括多元醇的缩
水甘油醚，诸如1，4-丁二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、甘油的三缩水甘油
醚、三羟甲基丙烷的三缩水甘油醚、山梨醇的四缩水甘油醚、二季戊四醇的六缩水甘油醚、
聚乙二醇的二缩水甘油醚、聚丙二醇的二缩水甘油醚、聚醚多元醇的聚缩水甘油醚，其通过
添加一种、两种或更多种类的环氧烷烃与脂族多元醇诸如丙二醇、三羟甲基丙烷或甘油、和
脂族长链二元酸的二缩水甘油酯而获得。此外，列举了脂族高级醇、苯酚、甲酚、丁基苯酚的
单缩水甘油醚，聚醚醇的单缩水甘油醚，其通过向其添加环氧烷烃而获得，高级脂族酸的缩
水甘油酯、环氧化大豆油、环氧硬脂酸辛酯、环氧硬脂酸丁酯、环氧化亚麻籽油、环氧化聚丁
二烯等。
适用于稀释剂组分的稀释剂化合物的另外例子包括环氧丙烷化合物，诸如1，3-环
氧丙烷(trimethylene oxide)、3，3-二甲基环氧丙烷(3，3-dimethyl oxetane)和3，3-二氯
甲基氧环氧丙烷；三噁烷，诸如四氢呋喃和2，3-二甲基四氢呋喃；环状醚化合物，诸如1，3-
二氧戊环和1，3，6-三氧杂环辛烷；环状内酯化合物，诸如丙内酯、丁内酯和己内酯；噻喃化
合物，诸如环硫乙烷；噻丁环化合物，诸如硫杂环丁烷和3，3-二甲基噻丁环；环状硫醚化合
物，诸如四氢噻吩衍生物；通过环氧化合物与内酯的反应获得的螺环原酸酯化合物；以及乙
烯基醚化合物，诸如乙二醇二乙烯基醚、烷基乙烯基醚、3，4-二氢吡喃-2-甲基(3，4-二氢吡
喃-2-甲基(3，4-二氢吡喃-2-甲酸酯)和三乙二醇二乙烯基醚。
如果存在，分别基于第一组合物或第二组合物的总重量计，稀释剂组分通常以足
以提供大于0至30重量％，或者大于0至10重量％，或者1至5重量％的稀释剂化合物的量包
含稀释剂化合物。这些值通常反映稀释剂组分中除硅烷化合物之外的任何阳离子型可聚合
稀释剂化合物，即，当使用不同稀释剂化合物的组合时，上述值表示其集体量。在某些实施
例中，稀释剂组分包含硅烷化合物和稀释剂化合物。
在某些实施例中，第一组合物和第二组合物中的每一者还包含催化剂。第一组合
物的催化剂可与第二组合物的催化剂相同或不同。每种催化剂独立地有效增强相应组合物
的固化。例如，当第一组合物和第二组合物可在暴露于活性能射线而固化时，催化剂可称为
光催化剂。然而，还可使用除光催化剂之外的催化剂，例如，当第一组合物和/或第二组合物
暴露于热而不是活性能射线而固化时。光催化剂可以替代地被称为光聚合引发剂，并且通
常用于引发阳离子型可聚合材料和稀释剂组分的光聚合。在某些实施例中，第一组合物和
第二组合物独立地包含(A)有机聚硅氧烷树脂，以及(B)催化剂。有机聚硅氧烷树脂在上文
中有所描述。催化剂可包括适用于此类聚合的任何催化剂。催化剂的例子可包括锍盐、碘鎓
盐、硒盐、鏻盐、重氮盐、对甲苯磺酸盐、三氯甲基取代的三嗪、和三氯甲基取代的苯。另外的
催化剂包括本领域中已知的酸产生剂。催化剂可增加组合物的固化速率、减少固化开始的
时间、增加组合物交联的程度、增加固化产物的交联密度，或其任意两者或更多者的组合。
通常，催化剂至少会增加组合物的固化速率。
可通过下式表达适用于催化剂的锍盐：R73S+X-，其中R7可以指定甲基基团、乙基基
团、丙基基团、丁基基团或含1至6个碳原子的类似烷基基团；苯基基团、萘基基团、联苯基基
团、甲苯基基团、丙基苯基基团、癸基苯基基团、十二烷基苯基基团或含6至24个碳原子的类
似芳基或取代芳基基团。在上式中，X-表示SbF6-、AsF6-、PF6-、BF4-、B(C6F5)4-、HSO4-、ClO4-、
CF3SO3-，或类似的非亲核、非碱性阴离子。可通过下式表示碘鎓盐：R72I+X-，其中R7与上文定
义的X-相同。可通过下式表示硒鎓盐：R73Se+X-，其中R7、X-与上文定义的相同。可通过下式表
示鏻盐：R74P+X-，其中R7、X-与上文定义的相同。可通过下式表示重氮盐：R7N2+X-，其中R7和X-
与上文定义的相同。可通过下式表示对甲苯磺酸盐：CH3C6H4SO3R8，其中R8为含有吸电子基的
有机基团，诸如苯甲酰苯甲基基团或邻苯二甲酰亚胺基团。可通过下式表示三氯甲基取代
的三嗪：[CCl3]2C3N3R9，其中R9为苯基基团、取代的或未取代的苯乙炔基基团、取代的或未取
代的呋喃基乙炔基基团或类似的吸电子基。可通过下式表示三氯甲基取代的苯：
CCl3C6H3R7R10，其中R7与上文定义的相同，R10为卤素基团、卤素取代的烷基基团或类似的含
卤素基团。
适用于第一组合物和/或第二组合物的催化剂的具体例子包括三苯基锍四氟硼酸
盐、三苯基锍六氟锑酸盐、三苯基锍研磨物、三(对甲苯基)锍六氟磷酸盐、对叔丁基苯基二
苯基锍六氟锑酸盐、二苯基碘鎓四氟硼酸盐、二苯基碘鎓六氟锑酸盐、对叔丁基苯基二苯基
碘鎓六氟锑酸盐、二(对叔丁基苯基)碘鎓六氟锑酸盐、二(十二烷基苯基)碘鎓六氟锑酸盐、
三苯基硒四氟硼酸盐、四苯基鏻四氟硼酸盐、四苯基鏻六氟锑酸盐、对氯苯基重氮四氟硼酸
盐、苯甲酰基苯基对甲苯磺酸盐、双(三氯甲基)苯基三嗪、双(三氯甲基)呋喃基三嗪、对双
(三氯甲基)苯等。
任选地在载体溶剂存在的情况下，催化剂可包括两个或更多个不同种类。
催化剂可以独立改变的量存在于第一组合物和第二组合物中。通常，催化剂以一
定量存在，该量足以在暴露于活性能射线(即，高能射线)诸如紫外线时引发聚合反应和固
化。在某些实施例中，基于相应组合物的总重量计，催化剂以大于0至5重量％，或者0.1至4
重量％的量用于第一组合物和第二组合物中的每一者中。
第一组合物和/或第二组合物可为无溶剂的。在这些实施例中，稀释剂组分通常使
阳离子型可聚合材料充分地增溶以倾倒和湿式涂布第一组合物和/或第二组合物。然而，如
果需要，第一组合物和/或第二组合物还可包含溶剂，例如有机溶剂。如本文所用并参考无
溶剂的第一组合物和/或第二组合物，无溶剂意指基于相应组合物的总重量计，总溶剂可以
小于5重量％，或者小于4重量％，或者小于3重量％，或者小于2重量％，或者小于1重量％，
或者小于0.1重量％的量存在于相应组合物中，总溶剂包括任何载体溶剂。
如果使用，则通常针对与阳离子型可聚合材料和稀释剂组分的可混合性来选择溶
剂。一般来讲，溶剂在大气压力下的沸点温度为80℃至200℃，这允许溶剂易于通过加热或
其他方法而被移除。溶剂的具体例子包括异丙醇、叔丁醇、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲
苯、二甲苯、均三甲苯、氯苯、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、乙氧基-2-丙
醇乙酸酯、甲氧基-2-丙醇乙酸酯、八甲基环四硅氧烷、六甲基二硅氧烷等。可以组合方式利
用两种或更多种溶剂。
第一组合物和/或第二组合物可任选地并附加地包括任何其他合适的组分，诸如
偶联剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、增塑剂、均化剂、颜料、催化剂、催化剂抑制剂等。催化剂
抑制剂可用于阻止或减慢固化速率，直到催化剂被激活(例如，通过移除抑制剂或使其失
活)。
在某些实施例中，第一组合物和第二组合物各自为液体形式，在25℃下的动态粘
度为20至10,000mPa·s。可用Brookfield粘度计、Ubbelohde管、锥/板流变学或其他设备和
方法来测量动态粘度。虽然该值可根据所使用的仪器/设备略微改变，但不管测量类型为
何，这些值通常是稳定的。
可由如下文在图2至图7中所述的方法形成光连接器30以及由光连接器30形成的
相关光学装置20。
首先参照图2，方法始于相对于第二光学组件40设置第一光学组件20，使得在光学
接口26与波导接口50之间存在间隙80。
在此位置中，优选地，至少一个光学元件22中的至少一个跨间隙80对准至少一个
光学元件42中的对应一个。接着，如图3所示，该方法还包括在间隙80内施加具有第一折射
率(RI1)的第一组合物以形成第一层94，使得第一层94在第一光学接口26处接触至少一个
光学元件22的每一个的末端24，且使得第一层94在第二光学接口50处接触至少一个光学元
件42的每一个的末端48。
在某些实施例中，将第一层94施加至容纳在第一光学组件20和第二光学组件40内
的第一基板47上。或者，将第一层94施加至外壳25的内表面91上和/或施加至外壳45的内表
面93上，或当外壳25耦合至外壳45时，将第一层94施加至内表面91和93两者上。
如上所述，第一组合物为可固化的组合物并且可至少基于所需的第一折射率和其
他因素(例如所需的固化机理)予以选择。
可经由各种方法将第一组合物施加在基板47上或施加至内表面91和93。例如，在
某些实施例中，施加第一组合物的步骤包括湿式涂布方法。适用于该方法的湿式涂布方法
的具体例子包括浸涂、旋涂、流涂、喷涂、辊涂、凹面涂布、溅射、槽式涂布以及它们的组合。
接着，如在图4所示，该方法还包括施加固化条件至第一层94的目标部分，不施加
固化条件至第一层的非目标部分，以形成对比层96，对比层96包括至少一个固化的桥接部
分62以及至少一个未固化的部分98。至少一个固化的桥接部分62的每一个在间隙80内从相
应至少一个光学元件22中的一个的末端24延伸到至少一个光学元件42的相应一个的对应
对准末端48。
由至少第一组合物决定借以选择性固化第一层94的方法并因此决定所用的固化
条件。例如，在某些实施例中，第一组合物以及由该组合物形成的第一层可在暴露于活性能
射线时被固化，即通过用活性能射线选择性地照射第一层而选择性地固化第一层。活性能
射线可包括紫外线、电子束或其他电磁波或辐射。或者，可热固化第一层。在这些实施例中，
通过选择性地加热第一层94(例如，用加热元件选择性地加热第一层)而选择性地固化第一
层94。合适的加热元件的例子包括电阻性或感应性加热元件、红外(IR)热源(例如，IR灯)，
以及火焰热源。感应性加热元件的例子为射频(RF)感应加热元件。
优选地，如图4所示，通过使在紫外光范围内的第一预定波长的光从至少一个光学
元件22传输通过相应末端24，且在构成第一层94的第一组合物的目标部分内达足以引起在
第一组合物的目标部分中的折射率从RI1变成RI1′的一段时间而使第一层94固化，且形成至
少一个固化的桥接部分62，各固化的桥接部分62从第一光学组件20的光学元件22的相应一
个的相应末端24延伸至第二光学组件40的相应光学元件42的对应一个。
接着，如图5所示，该方法还包括在对比层96上施加具有第二折射率(RI2)的第二
组合物以形成第二层102，以及混合第二层102的至少一部分与对比层96的至少一个未固化
的部分98的至少一部分，以在对比层96中形成具有第三折射率(RI3)的至少一个互混部分
104。该混合步骤后，至少一个互混部分104的至少一个从相应第一末端64至第二末端66至
少部分地围绕至少一个固化的桥接部分62的每一个，但是其中末端64、66未被第二层102或
互混部分104覆盖，如上所述。
在某些实施例中，第二层102的一部分未与对比层96的未固化部分98混合且保持
为未混合部分(如在图5中的102所示)。在这些实施例中，第二层102的一部分可部分地围绕
至少一个桥接部分62的一个或多个，其中第二层102以及至少一个互混部分104中的一个共
同地完全围绕至少一个桥接部分62的相应一个。
然而，优选地，第二组合物的全部与至少一个未固化的部分98互混以形成互混部
分104(即，混合后不存在第二层102)。在此优选实施例中，至少一个互混部分104中的一个
从相应第一末端64至第二末端66完全围绕至少一个固化的桥接部分62的每一个，但是其中
末端64、66未被互混部分104覆盖，如上所述。
第一组合物、第二组合物和至少一个互混部分104彼此不同。此外，RI1、RI2和RI3彼
此不同。
可经由各种方法将第二组合物施加在第一层94上，包括上文所述的用于施加第一
组合物的那些方法。例如，在某些实施例中，将第一组合物施加在第一层94上的步骤包括湿
式涂布方法。适用于该方法的湿式涂布方法的具体例子包括浸涂、旋涂、流涂、喷涂、辊涂、
凹面涂布、溅射、槽式涂布以及它们的组合。
接着，如图6所示，该方法还包括施加第二固化条件以使互混部分104和任选存在
的第二层102固化，以形成固化的互混部分70和固化的任选第二部分72，并因此形成光连接
器30和完成的第一光学装置15。
由至少第一组合物和第二组合物决定借以选择性固化第二层102(当存在时)和至
少一个互混部分104的方法并因此决定所用的固化条件。
例如，在某些实施例中，第一组合物与用于形成第二层102(若存在)的第二组合物
以及互混部分104可在暴露于活性能射线后固化(即，通过用活性能射线选择性照射第一层
而选择性固化第二层102(当存在时)和至少一个互混部分104)。活性能射线可包括紫外线、
电子束或其他电磁波或辐射。
或者，第二层102(当存在时)和至少一个互混部分104可被热固化。在这些实施例
中，通过选择性加热第二层102和至少一个互混部分104而固化第二层102(当存在时)和至
少一个互混部分104，例如用加热元件选择性加热第二层102和至少一个互混部分104。合适
的加热元件的例子包括电阻性或感应性加热元件、红外(IR)热源(例如，IR灯)，以及火焰热
源。感应性加热元件的例子为射频(RF)感应加热元件。
在某些实施例中，通过将第二层102(若存在)和至少一个互混部分104加热至从90
至260℃范围内的温度而固化层102和部分104。
在另外其他实施例中，可利用固化方法的组合。因此，例如，第二层102(若存在)和
至少一个互混部分104两者都可通过暴露于活性能射线且通过加热而固化，如上所述。
形成所得的光学装置15(如图6所示)，其中固化的互混部分70和固化的第二部分
72(当存在时)从相应第一末端64至第二末端66围绕固化的桥接部分62的每一个，但是其中
末端64、66未被固化的互混部分70和固化的第二部分72覆盖(即，在第一光学组件20的至少
一个光学元件22中的一个的末端24与第二光学组件40的至少一个光学元件42的相应一个
的对应末端48之间)。在优选的实施例中，具有折射率RI2′的固化的互混部分70从相应第一
末端64至第二末端66围绕具有折射率RI1′的固化的桥接部分62的每一个，但是其中末端64、
66未被固化的互混部分70覆盖。或者，在某些实施例中，具有折射率RI2′的固化互混部分70
和具有折射率RI3′的固化第二部分72从相应第一末端64至第二末端66围绕具有折射率RI1′
的固化的桥接部分62的每一个，但是其中末端64、66未被固化的互混部分70和固化的第二
部分72覆盖。
在另外其他实施例中，因此，具有折射率RI2′的固化的互混部分70从相应第一末端
64至第二末端66围绕具有折射率RI1′的固化的桥接部分62的至少一个，但是其中末端64、66
未被互混部分104覆盖，并且其中第二层72是存在的且围绕固化的互混部分70而且不覆盖
相应的末端64、66。
在任何这些实施例中，形成光连接器30，其中至少一个桥接部分62的每一个的折
射率低于围绕其的包层部分(无论此类包层部分是否包括如上所述的固化的互混部分70或
固化的互混部分70和固化的第二部分72的组合)。换句话讲，在低折射率桥接部分62与较高
折射率包层部分(且更具体地讲，围绕低折射率桥接部分62的较高折射率的固化的互混部
分70和任选的固化的第二部分72)之间存在折射率对比。普通技术人员将理解，较低折射率
的固化的桥接部分62与较高折射率的固化的包层部分(且更具体地讲，较高折射率且固化
的互混层70和任选的固化的第二部分70)之间的对比允许沿着桥接部分62的长度引导电磁
辐射(即，一个或多个电磁波)，且使对互混层70以及对任选的第二层72的损失降至最低。因
此，本发明提供较高效率的光连接器30，其用于在第一光学组件20与第二光学组件40之间
传播一个或多个电磁波。
另外，由于事实上，因施加第一固化条件以形成相应的桥接部分62，使得固化的桥
接部分62的接口的尺寸和形状将符合其所对准的光学元件22、42的相应末端24或48的尺寸
和形状，所以通过使用根据本发明的方法形成的光连接器30，将放宽光连接器精密对准需
求，也放宽系统未对准公差。例如，桥接部分62在末端64或66处将具有圆形横截面视图，其
尺寸和形状对应于光学元件22或42的末端24或48的对应圆形。类似地，桥接部分62在末端
64或66处的截面具有方形尺寸和形状，其中光学元件22或42在其相应末端24或48处为方
形。相应末端64或66与对应末端24或48之间的此类共形性还被认为使相应光学元件22或42
与桥接部分62之间接口处的电磁辐射损失降至最低。
在另外其他实施例中，光连接器30形成固化的桥接部分62A，该部分在未对准的光
学元件22A与42A之间延伸，如图13至图14所示。用于形成光连接器30和光学组件15的过程
遵循如上文关于图2至图6描述的相同通用方法，不同之处在于，在图14中(如与图4相比)，
第一预定波长的传输光弯曲使得其从第一光学元件22A的相应末端24传输至第二光学元件
24A的末端48，从而使固化的桥接部分62相对于第一光学元件22A和第二光学元件42A的长
度处于略微成角度的方向。
另外，很可能不需要抛光，这是因为固化的桥接部分62的每一个的末端64或66如
同桥接部分62将具有粗糙度，该粗糙度允许更佳地粘附至相应的光学元件22或42。再进一
步，运用本发明的连接过程可缓解在具有MT连接的某些光学系统中的对光纤突出的担忧。
并且，用于形成本发明的光连接器30的制造过程简单且可复制，以用于耦合如上
所述的具有类似或不同光学元件22、42或222的各式各样光学装置20、40和220。
在另外其他实施例中，不同于第一光学装置15的单独的光学装置215可由具有根
据上述方法形成的光连接器30的第一光学装置15形成。图7至图9示出该进一步方法。
首先参照图7，用于形成第二光学装置215的方法始于断开第一光学组件20与所形
成的光连接器30(并因此与第二光学组件40断开)，使得至少一个固化的桥接部分62的每一
个保持与第二光学组件40的至少一个光学元件42的相应一个的末端48接触。这可用多种方
式来实现，优选地通过简易地使第一光学组件20以远离第二光学组件40的方向移动，如箭
头190所示，或通过使第二光学组件40以远离第一光学组件20的方向移动，如箭头195所示。
在此过程中，外壳25与外壳45解耦合或以其他方式断开。
在这些实施例中，第一光学组件20和第二光学组件40包括不同形式的光学元件22
和42，并且固化的桥接部分62粘附至光学元件42比粘附至光学元件22更牢固，且因此，当第
一光学组件20远离第二光学组件30移动时，固化的桥接部分62保持与光学元件42接触。
接着，如图8所示，提供不同于第一光学组件20的第三光学组件220。
第三光学组件220具有至少一个光学元件222，并且至少一个光学元件222的每一
个的末端224端接在第二光学接口226处。第三光学组件220还包括围绕光学元件222的外壳
225和包层223。类似于光学元件22或42的光学元件222是指任何这样的装置或材料：能够沿
其相应长度引导一个或多个电磁波(例如，诸如紫外光光谱中的一个或多个光波，或可见光
光谱中的一个或多个光波)。因此，可包括光学元件222的光学元件的合适例子包括但不限
于光纤、聚合物波导、透镜、发射模块、接收模块或收发器(既包括发射模块也包括接收模块
的模块)。
然而，如上所述，包括此类光学元件222的第三光学组件220与包括光学元件22的
第一光学组件20不同。优选地，在某些实施例中，光学元件222的数目以及这些光学元件222
的尺寸和形状类似于第一光学组件30的光学元件22的数目、尺寸和形状，然而在某些其他
实施例中，该数目、尺寸或形状可以不同。类似地，在第三光学组件220内至少一个光学元件
222的相对设置可与第一光学组件30中的光学元件的相对设置相同或不同。
还如图8所示，耦合至第二光学组件40的光连接器30系沿第三光学接口226相对于
第三光学组件220设置，使得第三光学组件220的至少一个光学元件222的每一个的末端224
相邻于至少一个固化的桥接部分62的相应一个的末端64。
接着，如图9所示，第三光学组件220被移动成接触第二光学组件40，使得第三光学
组件220的至少一个光学元件222的每一个的末端224接触至少一个固化的桥接部分62的相
应一个的末端64。以此方式，形成新的光学装置215，该装置包括通过光连接器30耦合至第
二光学组件40的第三光学组件220。
因此，可使用如图7至图9中所述的方法来简单地连接具有类似设置的光学元件的
任何两个光学装置。在图7至图9中描述的方法还允许将包括耦合的光连接器30的第二光学
组件40耦合至第一光学组件20，随后与此第一光学组件20解耦合且连接至第三光学组件
220(以及随后与第三光学组件220断开并重新连接至第一光学组件20)，以形成多种光学装
置。
所附权利要求不限于具体实施方式中描述的专门和特定的化合物、组合物或方
法，其可以在落入所附权利要求的范围内的特定实施例之间变化。就本文为描述各种实施
例的特定特征或方面而依赖的任何马库什组而言，可以从独立于所有其他马库什成员的相
应的马库什组的每个成员获得不同、特殊和/或意料之外的结果。马库什组的每个成员可以
被单独地和/或组合地依赖，并且为所附权利要求的范围内的具体实施例提供足够的支持。
此外，在描述本发明的各种实施例中依赖的任何范围和子范围独立地且共同地落
入所附权利要求的范围内，并且应理解为描述和设想在其中包括全部和/或部分值的所有
范围，即使本文未明确写出这样的值。本领域的技术人员容易认识到，列举的范围和子范围
充分地描述了本发明的各种实施例并使它们成为可能，并且这样的范围和子范围可以被进
一步描绘成相关的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一等。仅作为一个例子，“从0.1至
0.9”的范围可以被进一步描绘为下三分之一(即从0.1至0.3)、中三分之一(即从0.4至0.6)
和上三分之一(即从0.7至0.9)，其单独地且共同地在所附权利要求的范围内，并且可以被
单独地和/或共同地依赖并为所附权利要求的范围内的具体实施例提供足够的支持。此外，
就诸如“至少”、“大于”、“小于”、“不超过”等限定或修饰范围的语言而言，应当理解，此类语
言包括子范围和/或上限或下限。作为另一个例子，“至少10”的范围本质上包括至少10至35
的子范围、至少10至25的子范围、25至35的子范围等，并且每个子范围可以被单独地和/或
共同地依赖并为所附权利要求的范围内的具体实施例提供足够的支持。最后，在所公开的
范围内的每独数值可以被依赖并为所附权利要求的范围内的具体实施例提供足够的支持。
例如，“从1至9”的范围包括诸如3的各个单独的整数，以及诸如4.1的包括小数点(或分数)
的单独数，其可以被依赖并为所附权利要求的范围内的具体实施例提供足够的支持。
以下实例旨在示出本发明，而不应以任何方式看作是对本发明的范围的限制。
实例1：制备具有一个或多个固化的桥接部分的光连接器：将十二条光纤的末端
62.5μm MT连接器置于安装单元上。MT连接器包括具有下表面的狭槽，其中十二条光纤的每
一条的末端部分端接在狭槽的光纤接口处，光纤接口以通常垂直于下表面的方向延伸。将
十二个50×50μm的聚合物波导(节距为250微米(μm))置于MT连接器中的狭槽内。接着，经由
亚微米(＜1μm)精确度的xyz载台使MT连接器的十二条光纤的末端的每一个对准十二个聚
合物波导的相应一个的对应末端。在完成对准后，在狭槽内介于十二个聚合物波导的末端
与MT连接器的十二条光纤的末端之间设置500μm的间隙。
经由吸管将一滴具有约1.533的折射率的UV光可限定(photodefinable)的有机硅
材料施加至在MT连接器的间隙内的狭槽的下表面上，使得该液滴覆盖MT连接器的光纤以及
聚合物波导两者的相应末端的每一个。
通过MT连接器的十二条光纤中的一条的光纤接口发送UV光使该滴有机硅材料选
择性聚合。从光纤射出的375nm的光在光可限定的有机硅材料上引起约1.2焦耳/平方厘米
(J/cm2)的UV辐射剂量，以辐射固化该液滴的一部分，其中在从MT连接器的光纤之一延伸至
对应聚合物波导的该液滴内形成固化的桥接部分。接着，用甲苯移除围绕固化的桥接部分
的未固化的剩余材料，且使MT末端分离，使得固化的桥接部分保持附接到聚合物波导接口。
因此，制备了具有一个或多个固化的桥接部分的光连接器。接着，将固化的桥接部分和聚合
物波导置于透明片材上且经由相差显微镜法成像，如图15所示，其中指示的标度是0.5mm。
实例1a：制备具有一个或多个固化的桥接部分的另一光连接器。以基本上与上文
所述相同的方式重复实例1。然而，在此实例中，针对在单一接口上的多个波导桥，通过MT连
接器的十二条光纤中的多于一条光纤的光纤接口发送UV光使该滴有机硅材料选择性聚合。
因此，制备了具有一个或多个固化的桥接部分的另一光连接器。接着，将多个固化的桥接部
分和聚合物波导置于透明片材上且经由相差显微镜法成像，如图16所示，其中指示的标度
是50μm。
显示在图15以及图16的结果证明可根据本发明的方法形成一个或多个固化的桥
接部分62。
实例2：制备具有多个固化的桥接部分的光连接器：将十二条光纤的末端62.5μm
MT连接器置于安装单元上。MT连接器包括具有下表面的狭槽，其中十二条光纤的每一条的
末端部分端接在狭槽的光纤接口处，光纤接口以通常垂直于下表面的方向延伸。将十二个
50×50μm的聚合物波导(节距为250μm)置于MT连接器中的狭槽内。接着，经由亚微米(＜1μ
m)精确度的xyz载台使MT连接器的十二条光纤的末端的每一个对准十二个聚合物波导的相
应一个的对应末端。在完成对准后，在狭槽内介于十二个聚合物波导的末端与MT连接器的
十二条光纤的末端之间设置500μm的间隙。
经由吸管将一滴具有约1.533的折射率的紫外(UV)光可限定的有机硅材料施加至
在MT连接器的间隙内的狭槽的下表面上，使得该液滴覆盖MT连接器的光纤以及聚合物波导
两者的相应末端的每一个。
通过MT连接器的十二条光纤中的多于一条的光纤接口发送UV光使该滴有机硅材
料选择性聚合。从光纤射出的375nm的光在光可限定的有机硅材料上引起约1.2J/cm2的UV
辐射剂量，以辐射固化该液滴的一部分，其中在从MT连接器的光纤之一延伸至对应聚合物
波导的该液滴内形成固化的桥接部分。
接着，经由吸管将一滴具有约1.51的折射率的第二UV光可限定的有机硅施加至第
一UV光可限定的有机硅的未固化部分。接着，让第二UV光可限定的有机硅与第一UV光可限
定的材料的未固化部分混合达约1分钟以形成互混部分。经由宽光谱UVA灯泡，将约1.2J/
cm2的第二UV全体固化(blanket cure)施加至互混部分，以辐射固化围绕固化的桥接部分
的每一个的互混部分。
接着，使聚合物波导与十二条光纤的末端62.5μm MT连接器分离，而固化的桥接部
分和围绕固化的桥接部分的辐射固化的互混部分保持连接至聚合物波导的每一个。接着，
将具有连接的固化的桥接部分和辐射固化的互混部分的聚合物波导引入烘箱且以130℃热
固化约30分钟，以形成根据本发明的光连接器。因此，制备了具有多个固化的桥接部分的光
连接器。
接着，经由相差显微镜法，对与连接的聚合物波导相对的光连接器的端面(即，对
应于之前连接至十二根光纤的末端62.5μm MT连接器的端部的光连接器的末端)成像。显微
照片中介于固化的桥接部分62与周围的固化互混部分70之间的对比，如图17所示(其中指
示的标度是63μm)，确认形成了光连接器，其中固化的桥接部分的折射率高于周围的固化互
混部分的折射率。
已通过示例性方式对本发明进行了描述，并且应当理解已经使用的术语旨在具有
描述性而不是限制性词语的性质。显然，按照上面的教导内容，本发明的许多修改形式和变
型形式是可能的。可以按具体地描述之外的方式实施本发明。将实例称为比较例并不意味
着其为现有技术。