对准光学部件与光波导的布置及方法技术

本发明专利技术公开了对准光学部件与光波导的布置和方法，具体公开了用于根据公共光轴(y)对准光学部件与光波导的布置，包括：光学部件组合件(OCA)，包括这些光学部件和与所述光学部件组合件(OCA)的基板相关联的第一对准结构，所述第一对准结构包括根据所述光学部件组合件(OCA)内的所述光学部件的位置设计的空腔；适配器(ADP)，呈现有包括第一台阶结构(s1)的基面(Bs)；光波导组合件，包括光波导和第二对准结构，第二对准结构包括根据波导组合件内的波导的位置设计的不同台阶结构；其中，光学部件组合件(OCA)、光波导组合件和适配器(ADP)定位为使得空腔的侧壁和不同台阶结构与第一台阶结构(S1)的侧壁接触。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了对准光学部件与光波导的布置和方法，具体公开了用于根据公共光轴(y)对准光学部件与光波导的布置，包括：光学部件组合件(OCA)，包括这些光学部件和与所述光学部件组合件(OCA)的基板相关联的第一对准结构，所述第一对准结构包括根据所述光学部件组合件(OCA)内的所述光学部件的位置设计的空腔；适配器(ADP)，呈现有包括第一台阶结构(s1)的基面(Bs)；光波导组合件，包括光波导和第二对准结构，第二对准结构包括根据波导组合件内的波导的位置设计的不同台阶结构；其中，光学部件组合件(OCA)、光波导组合件和适配器(ADP)定位为使得空腔的侧壁和不同台阶结构与第一台阶结构(S1)的侧壁接触。【专利说明】
本专利技术涉及将光学部件，尤其是光学耦合元件与光波导对准的领域。
技术介绍
对准误差导致光信号损失，因此应当避免，或者至少加以限制。美国专利US6115521描述了一种对准装置，用于耦合光学装置之间的光。它包括在基板内蚀刻出的空腔，以定位光学部件。这样的布置具有对蚀刻空腔厚度的高灵敏度，部件加工工艺因该情况而昂贵且复杂。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，本专利技术可体现为一种方法，用于通过使用适配器根据公共光轴对准包含在光学部件组合件中的光学部件和包含在光波导组合件中的光波导，所述方法包括:提供具有第一对准结构的所述光学部件组合件，第一对准结构包括根据所述光学部件组合件内的所述光学部件的位置而设计的空腔；提供呈现有基面的适配器，基面包括第一台阶结构；提供具有第二对准结构的所述光波导组合件，第二对准结构包括根据所述波导组合件内的所述波导的位置而设计的不同台阶结构；定位所述光学部件组合件、所述光波导组合件和所述适配器，使得所述空腔的侧壁和所述不同台阶结构与所述第一台阶结构的侧壁接触。在实施例中，所述方法可包括以下特征中的一个或多个:-所述适配器还包括第二台阶结构，该第二台阶结构具有垂直于所述光轴的前壁和后壁，并且所述光波导组合件的前表面与所述第二台阶结构的所述后壁接触；-所述光学部件组合件的前表面与所述第二台阶结构的所述前壁对准；-所述第二对准结构还包括下部覆层的可及表面(accessiblesurface),并且其中，所述第一台阶结构的表面与所述可及表面接触；-所述空腔的底表面与所述第一台阶结构的表面接触；-所述不同台阶结构的与所述第一台阶结构的所述侧壁接触的部分定位在离与所述波导相关联的第一参考点的一距离处，所述距离等于与所述光学部件相关联的第二参考点和所述空腔的所述侧壁之间的距离；以及-所述第一台阶结构由两个平行的子结构构成，每个子结构具有位于两侧的两个侧壁。根据另一方面，本专利技术可体现为一种设计用于根据公共光轴对准光学部件与光波导的布置，所述布置包括:光学部件组合件，包括所述光学部件和与所述光学部件组合件的基板相关联的第一对准结构，所述第一对准结构包括根据所述光学部件组合件内的所述光学部件的位置设计的空腔；适配器，呈现有包括第一台阶结构的基面；光波导组合件，包括所述光波导和第二对准结构，所述第二对准结构包括根据所述波导组合件内的所述波导的位置设计的不同台阶结构；其中，所述光学部件组合件、所述光波导组合件和所述适配器定位成使得所述空腔的侧壁和所述不同台阶结构与所述第一台阶结构的侧壁接触。在实施例中，所述布置可包括以下特征中的一个或多个:-所述光学部件包括光学透镜；-所述光学部件包括反射镜；-所述不同台阶结构的与所述第一台阶结构的所述侧壁接触的部分定位在离与所述波导相关联的第一参考点的一距离处，所述距离等于与所述光学部件相关联的第二参考点和所述空腔的所述侧壁之间的距离；-所述波导组合件包括覆盖所述波导的顶部覆层；-所述顶部覆层部分地覆盖所述不同台阶结构；以及-所述第一台阶结构由两个平行的子结构构成，每个子结构具有位于两侧的两个侧壁。根据最后的方面，本专利技术可体现为一种制造上述布置的方法。【专利附图】【附图说明】参考附图，通过下面的详细说明，本专利技术特征的上述和其它方面将变得非常显而易见，附图中:-图1示出根据本专利技术实施例的光学部件组合件；-图2示出该光学部件组合件的前视图；-图3示出根据本专利技术实施例的机械适配器；-图4示出光学部件组合件定位在适配器上的实施例；-图5示出该同一实施例的前视图；-图6和7示出根据本专利技术实施例的波导组合件的制造过程的步骤；-图8a、8b和8c示出波导组合件的三个可能实施例的顶视图；-图9和10示出根据本专利技术实施例，如何将波导组合件定位在适配器上；以及-图11示出光学部件组合件的制造过程的实施例。【具体实施方式】作为对以下说明的介绍，首先涉及本专利技术的总体方面，根据总体方面，本专利技术体现为一种方法，用于通过使用适配器根据公共光轴对准光学部件组合件的光学部件与光波导组合件的光波导。所述光学部件组合件设有第一对准结构，第一对准结构包括根据光学部件组合件内的光学部件的位置而设计的空腔。还提供了适配器，其具有包括第一台阶结构的基面。优选地，如下详细所述，所述适配器还包括第二台阶结构。接着，光波导组合件设有包括根据波导组合件内的波导位置而设计的不同台阶结构(即，与第一和第二台阶结构不同，如果可以，其在下文中通常称为“第三台阶结构”)的第二对准结构。最后，光学部件组合件、光波导组合件和适配器定位成使得空腔的侧壁和不同(或第三)台阶结构与第一台阶结构的侧壁接触。图1示出光学部件组合件0CA，其包括至少一个光学部件OC和其上制造有光学部件OC的基板。光学部件可以是透镜、反射镜等中的任一种。它们通常形成单独光学部件的阵列，但是还可考虑单个光学部件的情形。例如，它们可以是在光波导的输入端和/或输出端进行耦合的光学部件。在平面内耦合的情况下，它可以是例如透镜阵列。使用成排的透镜阵列和偏转镜阵列，可实施平面外耦合。从以下说明中可明白，本专利技术可将多个光学部件组合件OCA安装在同一波导组合件前方。在图1的示例中，光学部件OC沿垂直于光轴y的轴X形成一排单独部件。然而，许多其它布置是可能的，本专利技术不限于光学部件OC的特定布置。光学部件组合件OCA的基板可以是能够进行光学部件OC的制造的任何常用基板，例如玻璃、硅等。第一对准结构被提供给所述基板。该第一对准结构包括空腔SC。可使用光刻和蚀亥IJ，或者允许高精度的任何其它技术来形成该空腔。根据光学部件组合件OCA内的光学部件OC的位置来设计该空腔。更确切地说，该空腔的深度可基本上对应于穿过光学部件OC的中心位置的线。然而，小偏移可存在于这些中心和蚀刻线(对应于深度)之间，因为蚀刻线对应于波导芯的底部。光学部件组合件OCA具有光学部件OC定位其上的前表面OCF和图1中未示出的后表面。图2是该光学部件组合件OCA的前视图，即示出组合件的前表面0CF。空腔SC以虚线示出。在该示例中，空腔由位于光学部件OC两侧的两部分构成。该布置是可选的，但是当定位在随后所示的适配器上时，允许光学部件组合件OCA更加稳定。该空腔在光学部件组合件OCA上形成台阶样形状，包括侧壁OCW和底表面0CS。空腔SC的底表面OCS位于与侧壁OCW的高度对应且基本上与光学部件OC的中心位置(考虑了如先前所述的偏移)对应的深度处。同样地，侧壁OCW沿横轴X的位置由尺寸XO限定，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过使用适配器(ADP)根据公共光轴(y)对准光学部件(OC)和光波导的方法，该光学部件(OC)包含在光学部件组合件(OCA)中，该光波导包含在光波导组合件(WGA)中，所述方法包括：提供具有第一对准结构的所述光学部件组合件(OCA)，所述第一对准结构包括根据所述光学部件组合件(OCA)内的所述光学部件(OC)的位置而设计的空腔(SC)；提供呈现有包括第一台阶结构(s1)的基面(Bs)的适配器(ADP)；提供具有第二对准结构的所述光波导组合件(WGA)，所述第二对准结构包括根据所述波导组合件(WGA)内的所述波导(WG)的位置而设计的不同台阶结构(S3)；定位所述光学部件组合件(OCA)、所述光波导组合件(WGA)和所述适配器(ADP)，使得所述空腔(sC)的侧壁(OCW)和所述不同台阶结构(s3)与所述第一台阶结构(S1)的侧壁(ASW)接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：IM索甘西，A拉波塔，F霍斯特，BJ奥夫莱恩，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US