專利名稱：微機(jī)械對(duì)準(zhǔn)的光學(xué)組合件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及光纖通信，且更明確地說，涉及用于使激光源對(duì)準(zhǔn)到光纖和其它類型的波導(dǎo)的光學(xué)封裝技術(shù)。
背景技術(shù)：
在過去的幾十年中，光纖通信已大體上代替了長(zhǎng)距離上的電鏈路。在較近的過去， 光學(xué)鏈路正在較短的距離處用于將服務(wù)器連接到交換機(jī)且用于數(shù)據(jù)中心。在將來，預(yù)期隨著數(shù)據(jù)速率增加且光學(xué)器件的成本降低，所述光學(xué)器件將擴(kuò)散到計(jì)算機(jī)中，且機(jī)器內(nèi)或處理器之間的連接將為光學(xué)的。光纖的挑戰(zhàn)已在于封裝和對(duì)準(zhǔn)工藝比電布線難得多。優(yōu)點(diǎn)是帶寬較大且信號(hào)隨距離的降級(jí)減少。以10(ib/s的數(shù)據(jù)速率，對(duì)于信號(hào)在光纖中行進(jìn)IOOm到300m以上，通常需要單模光纖，其中典型的模式大小約為8微米。激光源通常具有僅幾微米的模式大小。因此， 激光與光纖之間通過中間光學(xué)器件的對(duì)準(zhǔn)通常必須具有非常高的精度，通常需要大約十分之一微米的公差。單模光纖的一大優(yōu)點(diǎn)在于可同時(shí)耦合多個(gè)波長(zhǎng)以獲得經(jīng)由單個(gè)光纖的并行鏈路。因此，可通過使用各10(ib/S的十個(gè)信道，經(jīng)由單模光纖將100(ib/S信號(hào)發(fā)送數(shù)千米，每一路線在一不同波長(zhǎng)下。作為替代方案，當(dāng)距離約為IOOm或以下時(shí)，通常使用多模光纖和多模垂直腔激光器。在此情況下，光纖中的核心大小要大得多，約為50um，且公差可相當(dāng)寬松。然而，作用范圍是有限的，因?yàn)楣饫w的不同模式以不同速度行進(jìn)，且同時(shí)發(fā)射多個(gè)波長(zhǎng)變得更加困難。隨著帶寬要求增加，單模和多模光纖鏈路兩者中的并行性增加。在單模系統(tǒng)中，可通過將波長(zhǎng)添加到同一光纖來容易地獲得并行信道。在多模系統(tǒng)中，通常添加額外光纖以形成光纖帶。并行帶光纖當(dāng)然相當(dāng)昂貴，且內(nèi)部具有M根光纖的連接器制作起來較復(fù)雜， 即使它們使用具有較寬松的對(duì)準(zhǔn)公差的多模光纖也是如此。產(chǎn)業(yè)中已對(duì)使單模系統(tǒng)中的對(duì)準(zhǔn)公差寬松的不同技術(shù)進(jìn)行了大量的工作。然而， 所述工作都不是非常有效，尤其是在多個(gè)來源耦合到同一光纖中的情況下。在這些情況下， 同一封裝中發(fā)生多次單模對(duì)準(zhǔn)。使公差稍微寬松的最簡(jiǎn)單的方式是制造具有較大光模的激光器。最常用的技術(shù)是在光模在其中擴(kuò)展的激光器的輸出處具有錐形截面。這使得激光模式大致具有與光纖或波導(dǎo)模式相同的大小，且對(duì)準(zhǔn)公差從約十分之一微米增加到約一微米。此技術(shù)的缺點(diǎn)在于激光或半導(dǎo)體源的制造變得更加復(fù)雜，從而增加成本。激光的性能也有一些犧牲。另外，具有稍大的光模的激光器的作用也并不那么顯著。一微米對(duì)準(zhǔn)公差好于十分之一微米，然而，其仍經(jīng)不起低成本封裝技術(shù)的檢驗(yàn)。另一技術(shù)是蝕刻激光器的小面，并添加無源硅石波導(dǎo)。所述激光器倒置接合到平面光波電路(PLC)，其內(nèi)建有波導(dǎo)。激光源中的無源波導(dǎo)與PLC中的波導(dǎo)在有效指數(shù)上是匹配的，且具有輕微的斜度，理論上，所有的能量可從激光源轉(zhuǎn)移到下面的單模波導(dǎo)中。這使裸片接合工藝中的公差放寬到約5um，從而允許使用某一標(biāo)準(zhǔn)封裝和裸片接合設(shè)備。這種技術(shù)的問題在于激光器芯片變得非常復(fù)雜。必須蝕刻小面，且通過外延和平版印刷工藝，使無源波導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)到半導(dǎo)體波導(dǎo)。此些激光器是高度定制的，且激光波導(dǎo)與挨著其形成的無源波導(dǎo)之間存在不可避免的光學(xué)損失。具有有源而不是無源對(duì)準(zhǔn)的MEMS也已用于對(duì)準(zhǔn)激光器和波導(dǎo)。可用具有由控制環(huán)維持的對(duì)準(zhǔn)的MEMS鏡來執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)。然而，在操作期間必須維持反饋環(huán)，從而要求封裝外的高壓控制電子設(shè)備在操作期間保持活動(dòng)。已對(duì)用于開關(guān)和陣列對(duì)準(zhǔn)的MEMS活動(dòng)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)提出了一些建議。一些建議是具有移動(dòng)波導(dǎo)(E·奧利埃(E.Ollier)的“基于移動(dòng)波導(dǎo)的1\X8微機(jī)械開關(guān) (1\ X 8Micromechanical Switches based on Moving Waveguides)，，, 2000 年 8 月在夏威夷的考愛島舉行的2000IEEE/LE0S國(guó)際光學(xué)MEMS會(huì)議的會(huì)刊，第39到40頁(yè))，一些建議具有扭轉(zhuǎn)鏡(MEMS光學(xué)開關(guān)(MEMS optical switches)，姚志偉(Tze-ffei Yeow)； 勞· K · L · E(Law, K. L. Ε.)；戈登堡· A(Goldenberg，Α.)，通信雜志，IEEE 第 39 卷、第 11 版，2001年11月，第158到163頁(yè))，且一些建議在χ-y臺(tái)上具有透鏡(用于微鏡開關(guān)的 MEMS 封裝(MEMS packaging for micro mirror switches)，黃龍孫(Long-Sun Huang)；李石勝(Shi-Sheng Lee)；莫塔麥迪· E ；吳· M · C ；金· C. -J.，電子組件和技術(shù)參考，1998年第48IEEE卷，1998年5月25日到觀日發(fā)行，第592到597頁(yè))。然而，所有這些方法都是復(fù)雜的且難以(例如)應(yīng)用于PLC。

發(fā)明內(nèi)容
在一些方面中，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)，其含有具有不同波長(zhǎng)的多個(gè)激光器；平面光波電路，其可將不同波長(zhǎng)組合到單個(gè)波導(dǎo)中；以及透鏡集合，其位置可至少最初使用全部安裝在次級(jí)貼裝上的微機(jī)械構(gòu)件來調(diào)整，其中-所述激光器和所述平面波導(dǎo)電路焊接到所述次級(jí)貼裝上-透鏡固持件是所述次級(jí)貼裝的一體部分，且最初可調(diào)整。一種如上文所述的結(jié)構(gòu)，其中所述透鏡固持件位于杠桿上，從而縮小用于調(diào)整其位置的運(yùn)動(dòng)。一種如上文所述的結(jié)構(gòu)，其中所述次級(jí)貼裝含有可用集成加熱器回流的預(yù)沉積焊料區(qū)，且其中所述焊料可鎖定所述透鏡相對(duì)于電構(gòu)件的位置。如上文所述的結(jié)構(gòu)，其中致動(dòng)件形成于所述次級(jí)貼裝上，作為所述次級(jí)貼裝的一體部分，且其中所述致動(dòng)件在無外部機(jī)械運(yùn)動(dòng)的情況下移動(dòng)所述透鏡，以優(yōu)化耦合。在一些方面中，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)，其具有至少一個(gè)透鏡、一個(gè)輸出波導(dǎo)和一微透鏡，藉此所述微透鏡可由機(jī)電構(gòu)件移動(dòng)，且在優(yōu)化耦合之后鎖定下來。在一些方面中，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)，其由以下部分組成具有不同波長(zhǎng)的多個(gè)激光器；平面光波電路，其可將不同波長(zhǎng)組合到單個(gè)波導(dǎo)中；透鏡集合，其用于準(zhǔn)直和聚焦光束；以及微鏡集合，其偏轉(zhuǎn)可調(diào)整所述光束的位置，且將所述光束聚焦到波導(dǎo)中。如上文所述的結(jié)構(gòu)，其中激光器安裝在平面光波電路之上，且發(fā)射光束穿過微透鏡到可調(diào)整微鏡上。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種經(jīng)微機(jī)械對(duì)準(zhǔn)的光學(xué)組合件，其包括位于襯底上的第一波導(dǎo)；位于所述襯底上的第二波導(dǎo)；用于將所述第一波導(dǎo)的光聚焦到所述
8第二波導(dǎo)中的透鏡；以及固持所述透鏡的杠桿，所述杠桿具有至少一個(gè)相對(duì)于所述襯底固定的點(diǎn)，所述杠桿將所述透鏡固持在一位置，使得所述杠桿的移動(dòng)將產(chǎn)生所述透鏡在至少不同于所述第一波導(dǎo)的光的光軸的方向上的縮小移動(dòng)，所述杠桿可移動(dòng)以便定位所述透鏡以將所述第一波導(dǎo)的光聚焦到所述第二波導(dǎo)中。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，本發(fā)明提供根據(jù)技術(shù)方案1所述的組合件，其進(jìn)一步包括位于所述襯底上的多個(gè)另外的第一波導(dǎo)；位于所述襯底上的多個(gè)第二波導(dǎo)；多個(gè)另外的透鏡，所述多個(gè)另外的透鏡中的每一者用于將所述另外的第一波導(dǎo)中的對(duì)應(yīng)一者的光聚焦到所述另外的第二波導(dǎo)中的對(duì)應(yīng)一者中；以及多個(gè)另外的杠桿，所述另外的杠桿中的每一者固持所述多個(gè)另外的透鏡中的對(duì)應(yīng)一者，所述另外的杠桿中的每一者具有至少一個(gè)相對(duì)于所述襯底固定的點(diǎn)，所述另外的杠桿中的每一者將所述對(duì)應(yīng)的另外透鏡固持在一位置，使得所述另外的杠桿中的每一者的移動(dòng)將產(chǎn)生所述對(duì)應(yīng)透鏡在至少不同于所述另外的第一波導(dǎo)中的所述對(duì)應(yīng)一者的光的光軸的方向上的縮小移動(dòng)。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種光學(xué)裝置，其包括第一光學(xué)組件，其經(jīng)配置以提供光；第二光學(xué)組件，其經(jīng)配置以接收光；以及第三光學(xué)組件，其位于所述第一光學(xué)組件與所述第二光學(xué)組件之間的光徑中，所述第三光學(xué)組件安裝在臂上，所述臂具有沿大體上與由所述第一光學(xué)組件與所述第三光學(xué)組件之間的光徑界定的軸平行的軸的長(zhǎng)度。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種制作經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)組合件的方法，其包括 操縱固持透鏡的杠桿來定位所述透鏡，以將來自第一波導(dǎo)的光聚焦到第二波導(dǎo)中，所述第一波導(dǎo)和所述第二波導(dǎo)物理耦合到襯底，且所述杠桿具有相對(duì)于襯底固定在適當(dāng)位置中的支點(diǎn)，所述杠桿縮小所述透鏡在不同于所述光的光軸的方向上的移動(dòng)。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種制作經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)組合件的方法，其包括 移動(dòng)固持透鏡的杠桿來定位所述透鏡，以將來自第一波導(dǎo)的光聚焦到第二波導(dǎo)中，所述第一波導(dǎo)和所述第二波導(dǎo)物理耦合到襯底，其中所述杠桿具有相對(duì)于襯底而固定的支點(diǎn)，且所述杠桿具有大體上平行于所述光從所述第一波導(dǎo)到所述透鏡的光徑的長(zhǎng)度；以及固定所述杠桿的位置，使得所述透鏡將來自所述第一波導(dǎo)的光聚焦到所述第二波導(dǎo)中。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種經(jīng)微機(jī)械對(duì)準(zhǔn)的光學(xué)裝置，其包括耦合到襯底的第一波導(dǎo)；耦合到所述襯底的第二波導(dǎo)；用于將來自所述第一波導(dǎo)的光聚焦到所述第二波導(dǎo)中的透鏡，所述光具有大體上平行于所述襯底的平面基座的光軸；用于固持所述透鏡的固持件，所述固持件物理耦合到所述襯底；至少一個(gè)電致動(dòng)的致動(dòng)件，其至少部分地耦合到所述固持件，所述致動(dòng)件經(jīng)配置以在不應(yīng)用用于有效地固定所述固持件的位置的構(gòu)件的情況下致使所述固持件在至少一個(gè)方向上移動(dòng)；以及用于有效地固定固持件的位置的構(gòu)件。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種使光學(xué)組合件對(duì)準(zhǔn)的方法，其包括從物理耦合到襯底的第一波導(dǎo)提供光；將電信號(hào)提供給致動(dòng)件來移動(dòng)透鏡，以將來自所述第一波導(dǎo)的光聚焦到第二波導(dǎo)中，所述透鏡在固持件上物理耦合到第一襯底，所述致動(dòng)件固定地物理耦合到所述固持件；確定所述透鏡正將來自所述第一波導(dǎo)的光聚焦到所述第二波導(dǎo)中；以及固定所述固持件的位置。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)裝置，其包括輸入波導(dǎo)，其物理耦合到襯底；輸出波導(dǎo)，其物理耦合到所述襯底；透鏡，其經(jīng)配置以將來自所述輸入波導(dǎo)的光聚焦到所述輸出波導(dǎo)中；臂，其固持所述透鏡，所述臂具有大體上平行于由從所述輸入波導(dǎo)到所述輸出波導(dǎo)的線性路徑界定的軸的縱向長(zhǎng)度，所述臂相對(duì)于所述襯底固定在適當(dāng)位置中。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)裝置，其包括輸入波導(dǎo)，其物理耦合到襯底；輸出波導(dǎo)，其物理耦合到所述襯底；透鏡，其經(jīng)配置以將來自所述輸入波導(dǎo)的光聚焦到所述輸出波導(dǎo)中；臂，其固持所述透鏡，所述臂具有大體上平行于由從所述輸入波導(dǎo)到所述輸出波導(dǎo)的線性路徑界定的軸的縱向長(zhǎng)度；以及用于相對(duì)于所述襯底固定所述臂的位置的構(gòu)件。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種光學(xué)裝置，其包括輸入波導(dǎo)；輸出波導(dǎo)；凸鏡，其安裝在固持件中，所述鏡可在不應(yīng)用有效地固定所述鏡的位置的構(gòu)件的情況下移動(dòng)，以將來自所述輸入波導(dǎo)的光反射到所述輸出波導(dǎo)中；臂，其物理耦合到所述鏡，所述臂具有遠(yuǎn)離所述鏡的可移動(dòng)自由端；以及用于有效地永久固定所述鏡的位置的構(gòu)件。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種光學(xué)裝置，其包括多個(gè)輸入波導(dǎo)，其物理耦合到襯底；多個(gè)輸出波導(dǎo)，其物理耦合到所述襯底；多個(gè)透鏡，其經(jīng)配置以將來自所述輸入波導(dǎo)中的對(duì)應(yīng)一者的每一者的光聚焦到所述輸出波導(dǎo)中的對(duì)應(yīng)一者中，所述多個(gè)透鏡安裝在固持件中；多個(gè)臂，其物理耦合到所述固持件，所述另外的臂可在不應(yīng)用用以相對(duì)于所述襯底有效地永久固定所述臂的位置的構(gòu)件的情況下移動(dòng)，以便致使來自所述輸入波導(dǎo)中的所述對(duì)應(yīng)一者的每一者的光聚焦到對(duì)應(yīng)輸出波導(dǎo)中的所述對(duì)應(yīng)一者中；以及用于相對(duì)于所述襯底有效地永久固定所述臂的位置的構(gòu)件。在審閱本發(fā)明后更全面地理解本發(fā)明的這些和其它方面。


圖1說明使用可微調(diào)臺(tái)上的球透鏡耦合到具有4個(gè)輸入波導(dǎo)的平面光波電路 (PLC)的4個(gè)激光器。圖2A和圖2B展示用于將各自在不同波導(dǎo)中的波長(zhǎng)多路復(fù)用到單個(gè)波導(dǎo)中的絕緣體上硅PLC，以及針對(duì)PLC的一實(shí)例的透射率對(duì)波長(zhǎng)的圖表。圖3是分布式反饋激光器的示意圖。圖4A示意性地展示通過I級(jí)杠桿引起的(例如)透鏡的運(yùn)動(dòng)的縮小。圖4B示意性地展示通過II級(jí)杠桿引起的(例如)透鏡的運(yùn)動(dòng)的縮小。圖4C說明把手/透鏡固持件/彈簧組合件。圖5是展示隨用于250um和500um直徑的球透鏡的不同彈簧參數(shù)而變的諧振頻率和應(yīng)變的曲線圖。圖6展示在不同透鏡直徑下硅球透鏡與常規(guī)非球面鏡相比的耦合效率。圖7展示耦合效率隨IOOum和300um球透鏡的橫向未對(duì)準(zhǔn)的實(shí)例變化。圖8A和圖8B展示硅光學(xué)試驗(yàn)板。在圖8A中，展示原始絕緣體上硅橫截面，且在圖8B中，展示經(jīng)充分處理的試驗(yàn)板。圖9展示填充有透鏡、PLC和激光二極管的圖8的試驗(yàn)板。圖IOA和圖IOB展示預(yù)沉積有焊料且焊料熔化以將微杠桿臂鎖定到對(duì)準(zhǔn)位置中的裝置的橫截面。圖IOA展示在對(duì)準(zhǔn)和焊接之前的橫截面，而圖IOB展示程序完成之后的橫
10截面。圖11展示隨把手的線性位移而變的到波導(dǎo)中的耦合功率的相依性。圖12展示當(dāng)此輸出波導(dǎo)移位到不同位置時(shí)耦合到波導(dǎo)的功率，其說明通過致動(dòng) MEMS，功率可完全恢復(fù)。圖13展示具有兩個(gè)彈簧的杠桿結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)縱向以及橫向和垂直地放寬公差。如果壓縮或拉伸把手，那么透鏡與兩個(gè)彈簧的剛性比率成比例地移動(dòng)。圖14展示用于對(duì)準(zhǔn)微透鏡的三軸臺(tái)的實(shí)例。具有集成加熱器的人字形件沿光軸推動(dòng)透鏡，雙臂熱致動(dòng)件使透鏡橫向移動(dòng)，而在臂下方的電容性焊盤使所述部分以靜電方式上下移動(dòng)。圖15展示與4個(gè)微透鏡的陣列或4個(gè)個(gè)別透鏡一起使用的透鏡固持件。圖16A和圖16B說明本發(fā)明的實(shí)施例，其中代替于具有四個(gè)集成波導(dǎo)的PLC而使用四根光纖，且說明光纖和固持所述光纖的凹槽的橫截面。圖17說明連接到對(duì)準(zhǔn)桿的球面鏡的單個(gè)分解圖，以及組裝有4個(gè)此類裝置的陣列。圖18A和圖18B展示用于將激光二極管的發(fā)散光束重新聚焦回到PLC的輸入波導(dǎo)中的曲面鏡的側(cè)視圖(圖18A)和俯視圖(圖18B)。圖19展示球透鏡與曲面鏡的組合可如何用于將來自激光器的光耦合到PLC中。在此情況下，可將隔離物放置在兩端之間。圖20展示4個(gè)激光器、四個(gè)可調(diào)凹面鏡和一薄膜濾光片組合的組合件，其用以將光束多路復(fù)用到單根光纖中。圖21A和圖21B展示以硅制成的可為此應(yīng)用提供較高耦合效率的非球面透鏡的尺寸。在插圖中，將耦合損失展示為隨定位誤差而變。圖22是根據(jù)本發(fā)明的方面的用于對(duì)準(zhǔn)光學(xué)裝置的工藝的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的方面使用與次級(jí)貼裝成一體式的可調(diào)元件來移動(dòng)光學(xué)器件以優(yōu)化耦合。 一旦對(duì)準(zhǔn)達(dá)到完美或可接受，就使用微加熱器將零件永久地焊接到適當(dāng)位置中。圖1展示根據(jù)本發(fā)明的方面的激光器到PLC耦合部分。將整個(gè)組合件安裝到硅試驗(yàn)板或平臺(tái)10上，硅試驗(yàn)板或平臺(tái)10已為混合集成而適當(dāng)?shù)販?zhǔn)備。將PLC多路復(fù)用器20 安裝在硅試驗(yàn)板上，PLC多路復(fù)用器20將許多波長(zhǎng)組合到一個(gè)波導(dǎo)中。此裝置可基于制造于絕緣體上硅(SOI)中的經(jīng)蝕刻光柵，或可基于以硅上硅石(silica on silicon)技術(shù)制造的陣列波導(dǎo)光柵(AWG)。在任一情況下，芯片的一側(cè)將存在多個(gè)(四個(gè)，如所說明)輸入波導(dǎo)30，且另一側(cè)存在單個(gè)波導(dǎo)用于輸出。也有4個(gè)激光器60焊接到硅試驗(yàn)板10上。每一激光器優(yōu)選具有一不同波長(zhǎng)，其中所述波長(zhǎng)與PLC的輸入波導(dǎo)的波長(zhǎng)匹配。來自每一激光器的發(fā)散光(通常在水平方向上具有20度的半值全寬度，且在垂直方向上具有30度的半值全寬度)由球透鏡50重新聚焦到PLC 30的輸入波導(dǎo)中。注意，球透鏡50優(yōu)選放置成相較于PLC更靠近激光器，以放大圖像并使遠(yuǎn)場(chǎng)與PLC輸入波導(dǎo)的較小自然發(fā)散(通常15度乘15度)匹配。每一球透鏡50適應(yīng)從硅試驗(yàn)板材料蝕刻出的固持件。此固持件最初能夠自由地在所有三個(gè)維度中移動(dòng)。此固持件的端部有把手90，其可在所有三個(gè)軸上操縱。固持件的另一端固定在硅試驗(yàn)板10中，且不可移動(dòng)。在球透鏡與固持件的固定端之間存在彈簧或撓曲物40，其由較薄的硅以Z字形結(jié)構(gòu)制成，從而允許其微微拉伸和上下彎曲。當(dāng)上下操縱把手90時(shí)，固持件上的透鏡也上下移動(dòng)。整個(gè)彈簧/透鏡/固持件組合件是杠桿，其中將透鏡放置成更加靠近樞轉(zhuǎn)點(diǎn)。這引起機(jī)械縮小，使得把手的大運(yùn)動(dòng)引起透鏡的較小運(yùn)動(dòng)。由于系統(tǒng)的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)通常在χ和y方向(上/下和左右)上是重要的，因此在兩個(gè)軸上均存在縮小。然而，對(duì)于ζ或光軸維度，對(duì)準(zhǔn)公差要寬松得多，且因此不需要縮小。在此情況下，彈簧40微微拉伸或壓縮。把手85上存在較小的金屬化焊盤，且固持件80的任一側(cè)上存在兩個(gè)較厚的焊料沉積。兩個(gè)沉積焊料區(qū)之間存在借助于金屬化87 (圖IOA中展示)的電接觸，使得在焊盤之間施加電流將引起局部發(fā)熱，且焊料熔化并將把手鎖定在適當(dāng)位置。一旦已將激光器、PLC 和透鏡加載到臺(tái)上，就激活激光器，且調(diào)整固持件90，以最大化到PLC的光學(xué)耦合。以可接受的光學(xué)耦合，且優(yōu)選最佳光學(xué)耦合，將電流施加到焊盤，且焊料流到用以將固持件鎖定在適當(dāng)位置中的位置?？赏ㄟ^確定PLC的光學(xué)輸出來評(píng)估光學(xué)耦合，其可經(jīng)執(zhí)行以(例如) 使用光功率計(jì)或其它裝置來測(cè)量光功率。在組合件的遠(yuǎn)端具有焊盤的重要優(yōu)點(diǎn)是在焊料冷卻下來時(shí)可能發(fā)生的任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)被縮小，且系統(tǒng)將經(jīng)歷輸出耦合的最小減少。通常，在焊料已流到用以將固持件鎖定在適當(dāng)位置中的位置，或已施加充足的加熱以允許焊料如此流動(dòng)之后，去除用以熔化焊料的電流。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，焊料充當(dāng)粘合劑。在各種實(shí)施例中，可使用其它粘合劑來將固持件鎖定在適當(dāng)位置中，或可使用激光焊或其它手段。一旦系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)，就可將高速驅(qū)動(dòng)器IC 70安裝在組合件之上，但在一些實(shí)施例中， 在系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)之前安裝高速驅(qū)動(dòng)器IC。此芯片將引線接合到激光器，且引線接合到硅試驗(yàn)板。 通過使驅(qū)動(dòng)器IC 70與激光器60之間的距離保持較短，可維持良好的信號(hào)完整性，且有可能可避免使用50ohm匹配電阻器。硅試驗(yàn)板上還存在電互連95，其將低速和高速信號(hào)兩者從芯片的外圍帶到驅(qū)動(dòng)器 IC和激光器。PLC的輸出未展示，但大概通過另一透鏡和隔離物耦合到光纖。接著用蓋蓋在整個(gè)組合件上，以封閉地密封此結(jié)構(gòu)。芯片98的外圍周圍的厚電介質(zhì)防止蓋罩使電線短路，且還在驅(qū)動(dòng)器IC下使用，以允許杠桿臂有運(yùn)動(dòng)空間。圖2A展示此PLC芯片，其在市場(chǎng)上可買到，且適合此集成。在200中展示芯片本身，且在圖2B中展示光譜特性。如先前所述，存在4個(gè)輸入波導(dǎo)30和單個(gè)輸出波導(dǎo)210。圖3展示將適合此應(yīng)用的分布式反饋激光器(DFB)。DFB激光器通常是可買到的。 將激光器芯片制造在磷化銦αηΡ)襯底360上。光本身是在較高指數(shù)WhGaAsP波導(dǎo)核心 330中產(chǎn)生。將電流供應(yīng)到頂部觸點(diǎn)320，且除了穿過活性條帶以外在各處均被中間層350 阻斷。光由內(nèi)建衍射光柵310來回反射，使得僅反饋和光激射單個(gè)波長(zhǎng)。這些激光具有清潔的單模光譜，其波長(zhǎng)由衍射光柵間距精確地確定。本發(fā)明中將使用四個(gè)此類激光器，優(yōu)選各自具有適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)。如在圖3中可見，DFB是邊緣發(fā)射激光器。在本發(fā)明的方面中，透鏡運(yùn)動(dòng)由透鏡放置于其上的杠桿縮小。圖4Α示意性地展示 I級(jí)杠桿。存在充當(dāng)杠桿的支點(diǎn)的固定點(diǎn)410。透鏡50安裝在杠桿的一側(cè)，且通過外部致動(dòng)件或用位于杠桿另一側(cè)(此處可存在把手90)上的集成致動(dòng)件將運(yùn)動(dòng)賦予杠桿。如果透鏡與支點(diǎn)之間的距離小于從把手到支點(diǎn)的距離，那么存在物理縮小。透鏡50取來自源波導(dǎo)450的光，并將其聚焦到輸出波導(dǎo)30中。在一個(gè)實(shí)施方案中，源波導(dǎo)由DFB激光器提供，且輸出波導(dǎo)由PLC提供。所述透鏡的優(yōu)點(diǎn)在于其可有效地變換模式的大小，從而產(chǎn)生較佳的耦合效率。在圖4A和4B中，將輸入波導(dǎo)展示為小于輸出波導(dǎo)，且因此透鏡相較于輸出波導(dǎo)更靠近輸入波導(dǎo)以放大圖像使其與模式匹配。當(dāng)向上致動(dòng)杠桿的固持件側(cè)時(shí)(如在圖中由箭頭460所示)，杠桿向下移動(dòng)(如在圖中由箭頭470所示)。此配置的優(yōu)點(diǎn)在于透鏡的運(yùn)動(dòng)由杠桿縮小，因此運(yùn)動(dòng)470比運(yùn)動(dòng)460小得多，且可獲得較精確的對(duì)準(zhǔn)。在I級(jí)杠桿中， 透鏡的運(yùn)動(dòng)是在把手的運(yùn)動(dòng)的相對(duì)方向上。圖4B展示同一概念，但是在II級(jí)杠桿中，其中將支點(diǎn)或固定點(diǎn)410放置于杠桿的與把手相對(duì)的端部，如是圖1的裝置的情況。在此情況下，運(yùn)動(dòng)460也縮小，但是在同一方向上。圖4C展示對(duì)本發(fā)明有用的彈簧/固持件/把手組合件的實(shí)施例的細(xì)節(jié)。在概念上，當(dāng)組合件的第一端410大體上固定在適當(dāng)位置中時(shí)，圖4C的實(shí)施例充當(dāng)II級(jí)杠桿，其中組合件的第一端為錨定點(diǎn)或支點(diǎn)。此端是固定的，且連接到硅試驗(yàn)板。彈簧或撓曲物40 允許或增加組合件上下和左右彎曲以及拉伸的能力。透鏡本身適應(yīng)具有蝕刻環(huán)430的固持件區(qū)段420。優(yōu)選的是，組合件具有長(zhǎng)杠桿臂440，其大體上長(zhǎng)于從錨點(diǎn)410到透鏡固持件 420的距離。這允許透鏡在固持件區(qū)段中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)縮小?？拷軛U另一側(cè)的是金屬化焊盤85，其將粘合到熔化的焊料，從而允許杠桿鎖定到適當(dāng)位置中。把手90位于與第一端相對(duì)的第二端，且可用于定位透鏡或與優(yōu)化透鏡的位置的致動(dòng)件配合。彈簧的設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)選足夠軟，使得在x、y和ζ上獲得充足的運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)造成彈簧上的不當(dāng)應(yīng)變。類似地，彈簧應(yīng)優(yōu)選足夠硬，使得組合件不會(huì)具有低諧振頻率且不會(huì)對(duì)沖擊和振動(dòng)敏感?？赏ㄟ^將硅制作得較薄、較窄或?qū)椈蓞^(qū)段制作得較長(zhǎng)來使彈簧較軟。類似地， 可通過改變另一方向上的這些尺寸來使彈簧剛性較大。幾乎所有質(zhì)量均在球透鏡中，且可通過知道彈簧常數(shù)和透鏡的質(zhì)量來計(jì)算組合件的諧振頻率。類似地，可根據(jù)透鏡從平衡位置的位移來計(jì)算硅上的應(yīng)變。透鏡的最大位移由激光器和PLC的裸片接合準(zhǔn)確性決定。圖 5展示針對(duì)250um直徑和500um直徑的球透鏡的此計(jì)算的結(jié)果，假定透鏡的最大位移是3微米，其可用半手動(dòng)裸片接合器來實(shí)現(xiàn)。在y軸上，描繪組合件的諧振頻率，且在χ軸上描繪硅中的最大相對(duì)應(yīng)變。所述設(shè)計(jì)優(yōu)選應(yīng)具有將對(duì)外界沖擊和振動(dòng)不敏感的高諧振頻率。通常，對(duì)于高于 800Hz的諧振頻率，卓訊(Telcordia)標(biāo)準(zhǔn)沒有問題。因此優(yōu)選的是，設(shè)計(jì)點(diǎn)高于y軸上的此數(shù)目。在χ軸上，如果將硅的楊氏模量除以屈服應(yīng)力，那么得出硅在嚴(yán)重?fù)p壞之前理論上可被拉伸4%。因此，在χ軸上，優(yōu)選的是，彈簧應(yīng)低于此相對(duì)應(yīng)變值。如圖5展示，彈簧的設(shè)計(jì)有相當(dāng)大的自由度，其中所有點(diǎn)均無設(shè)計(jì)限制。隨著透鏡變小，設(shè)計(jì)裕量增加。還應(yīng)優(yōu)選設(shè)計(jì)球透鏡以獲得最佳耦合。最佳設(shè)計(jì)使激光器模式與PLC波導(dǎo)模式匹配。球透鏡在低成本和易組裝方面對(duì)此應(yīng)用來說是理想的，然而，球透鏡與玻璃非球面鏡相比遭受增加的球面像差。圖6展示，如果使用足夠小的光學(xué)器件，那么代價(jià)相對(duì)較小。一般來說，像差可隨著光學(xué)器件的尺寸減小而減少。圖6中的χ軸是透鏡的直徑，而所計(jì)算的耦合效率展示于y軸上。對(duì)于常規(guī)的玻璃非球面鏡，可設(shè)計(jì)透鏡的表面以獲得最佳耦合，其僅受模式的橢圓度(elipticity)失配(在此情況下高于90%)的限制。然而，由硅制造的球透鏡具有較高的球面像差，且在Imm直徑下僅具有35%的耦合效率。但隨著光學(xué)器件的大小減小，球透鏡和非球面鏡的耦合效率變得類似。較小的球透鏡的對(duì)準(zhǔn)公差比較大光學(xué)器件稍嚴(yán)格，但在適當(dāng)?shù)南拗苾?nèi)。圖7展示針對(duì)100微米硅球透鏡和300微米透鏡的對(duì)準(zhǔn)公差計(jì)算。如可在圖7中看到，較小的光學(xué)器件具有較佳的耦合效率，但兩者對(duì)于0. 5dB的功率降均具有約0. 15微米的類似公差。圖8A和圖8B涉及將平版印刷技術(shù)用于例如圖1所示的裝置的處理步驟。A中所示的最終成為光學(xué)試驗(yàn)板的開始材料是未加工的絕緣體上硅晶片，其可從各種商業(yè)來源獲得。襯底830是η型硅，而在此實(shí)例中，存在一微米厚的二氧化硅層820和15微米厚的頂部P+型硅層810。彈簧和把手將從此頂部硅層建置。所述晶片經(jīng)輕度氧化，且接著經(jīng)金屬化以形成高速跡線(％)。接著在晶片上形成相對(duì)較厚( 20um)的電介質(zhì)層以覆蓋所述高速跡線，其中蓋罩密封到芯片上，且還為驅(qū)動(dòng)器IC的安裝形成底座(98)。接著蝕刻頂部硅晶片，在Si02層處停止，且在彈簧和把手周圍形成空腔。接著用KOH溶液蝕刻氧化物下面的硅，以底切和釋放彈簧和把手。注意，KOH 是選擇性的，且將不蝕刻頂部P+摻雜層。最后的快速氧化物蝕刻清除掉機(jī)械組件下的任何剩余氧化物。最后，施加另一金屬化層隨后沉積焊料，以在杠桿臂上形成焊料結(jié)構(gòu)和金屬化物?？墒褂糜薪嵌鹊恼舭l(fā)以允許金屬化進(jìn)入杠桿臂下的凹槽中?！┕鈱W(xué)試驗(yàn)板完成，就將四個(gè)激光二極管焊接到組合件中，機(jī)械公差約 <+/-5um。接著使用(例如)焊料或高溫環(huán)氧樹脂將球透鏡固定到固持件。最后，通過輸入波導(dǎo)的粗略對(duì)準(zhǔn)來附接PLC，所得的結(jié)構(gòu)如圖9所示。圖IOA和圖IOB展示在焊接工藝(圖10A)之前且在對(duì)準(zhǔn)(圖10B)之后的穿過金屬化物周圍的一個(gè)臂的橫截面。以圖IOA的配置中的焊料開始，有效地對(duì)準(zhǔn)組合件。激活每一激光器，且調(diào)整杠桿臂端部上的把手以優(yōu)化到PLC中的耦合?？赏ㄟ^使用外部光纖耦合功率計(jì)或積分球，或者通過安裝在PLC本身上且監(jiān)視波導(dǎo)中的光的板上光電檢測(cè)器監(jiān)視退出PLC的光功率，來獲得對(duì)對(duì)準(zhǔn)的反饋。一旦可接受，或優(yōu)選最佳，就實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)，電流在可移動(dòng)臂的每一側(cè)上的兩個(gè)金屬化焊盤之間傳遞。這導(dǎo)致焊料熔化且流動(dòng)到空腔中并圍繞所述臂，從而密封所述臂或?qū)⑺霰坻i定在適當(dāng)位置中，如圖IOB所示。有各種其它方式來在已實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)之后固定杠桿的位置。舉例來說，不是電熔化焊料以鎖定臂，而是可使用激光來加熱焊料，其在此項(xiàng)技術(shù)中可稱為激光焊。還可使用可熱固化、用UV光來固化或組合的環(huán)氧樹脂。不是在杠桿的兩側(cè)上具有焊料，而是可僅在一側(cè)具有一個(gè)焊料球，且通過將杠桿推到熔化的焊料球中來對(duì)準(zhǔn)零件。最后，可通過直接激光焊硅來將臂固定在適當(dāng)位置中。在臂被鎖定下來之后，附接驅(qū)動(dòng)器IC，引線接合封裝，使用標(biāo)準(zhǔn)方法將輸出耦合光纖，且將蓋上蓋罩以密封所述封裝。先前所論述的杠桿的使用在放寬對(duì)準(zhǔn)公差中極其有用。曾建置了一種根據(jù)本發(fā)明的方面的設(shè)備，且相對(duì)于移動(dòng)杠桿的端部測(cè)量了對(duì)準(zhǔn)公差。圖11展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖的y軸是耦合到PLC的光功率，而χ軸展示杠桿的移動(dòng)。各種曲線對(duì)應(yīng)于不同軸上的運(yùn)動(dòng)。虛曲線1110展示在透鏡本身在χ或y方向(以ζ軸為最佳軸)上移動(dòng)的情況下耦合到波導(dǎo)中的功率。如圖11中所示，耦合功率隨線性運(yùn)動(dòng)而快速下降，且因此非常精確的對(duì)準(zhǔn)優(yōu)選是在光徑之外。此曲線表示光纖對(duì)準(zhǔn)中所需要的常規(guī)公差。然而，對(duì)于杠桿，對(duì)準(zhǔn)公差大大放寬。曲線1120和1130展示在杠桿用于執(zhí)行x(水平)和y (垂直)方向上的對(duì)準(zhǔn)的情況下的耦合功率。如圖中11所示，公差與原始曲線1110相比大大放寬。在此特定結(jié)構(gòu)中，ζ方向上無縮小，且曲線1140展示耦合功率對(duì)透鏡的縱向位移的敏感性。由于這因長(zhǎng)焦深而相對(duì)寬松，因此無需使其擴(kuò)大，且此曲線適用于常規(guī)的對(duì)準(zhǔn)技術(shù)以及此處呈現(xiàn)的對(duì)準(zhǔn)技術(shù)。在一些實(shí)施例中，使用具有寬松定位公差的標(biāo)準(zhǔn)工具將例如激光器和PLC等零件焊接到試驗(yàn)板上。一旦放下所述零件，就移動(dòng)杠桿以對(duì)準(zhǔn)光束，且將所述杠桿鎖定在最佳位置處。圖11 中所示的寬松公差暗示可粗略地移動(dòng)杠桿，且當(dāng)所述杠桿鎖定時(shí)，較小的移位對(duì)耦合功率具有可忽略的影響。然而，基本公差甚至比圖11所示的還大，因?yàn)榭墒褂么思夹g(shù)來獲得透鏡的相當(dāng)大的位移。移動(dòng)透鏡的能力暗示零件最初可以非常大的誤差放置。圖12展示從最佳位置水平移動(dòng)輸出波導(dǎo)的情況下測(cè)得的數(shù)據(jù)，類似于定位PLC時(shí)的誤差，且掃描MEMS 以再優(yōu)化所述對(duì)準(zhǔn)。圖的y軸是到輸出波導(dǎo)中的相對(duì)耦合功率?？煽吹?，輸出波導(dǎo)位置可移動(dòng)+/-12微米，且MEMS經(jīng)再優(yōu)化以補(bǔ)償所述誤差。如先前所提到，先前所述的杠桿可縮小水平(χ)和垂直(y)方向上的公差，但不縮小縱向(ζ)方向上的公差。這不是重要問題，因?yàn)榭v向公差通常相對(duì)較大。然而，簡(jiǎn)單的修改也可允許ζ上的較寬松公差。這在圖13中示意性地展示。所述部分非常類似于先前描述的部分，除了在透鏡固持件420的另一側(cè)添加額外的撓曲元件或彈簧1310。彈簧1310應(yīng)優(yōu)選抗彎曲，但在縱向方向上相當(dāng)弱。當(dāng)推入把手90時(shí)，彈簧1310和彈簧40兩者均壓縮。 如果兩個(gè)彈簧具有相等的剛性，那么透鏡固持件420將朝錨定點(diǎn)410移動(dòng)把手90移動(dòng)的距離的一半，且因此將存在因子為2的縮小。如果彈簧310比彈簧40弱9倍，那么縮小因子將為十倍。在一些實(shí)施例中，用于移動(dòng)杠桿的致動(dòng)件直接建置于包含杠桿本身的試驗(yàn)板上。 此項(xiàng)技術(shù)中眾所周知有多種致動(dòng)件，包含梳狀致動(dòng)件、熱致動(dòng)件和靜電致動(dòng)件。這些致動(dòng)件可形成于透鏡固持件周圍，以在所有三個(gè)軸上移動(dòng)杠桿，且接著用于在一些實(shí)施例中將杠桿鎖定到適當(dāng)?shù)奈恢弥校驅(qū)⒏軛U固持在適當(dāng)位置，而使用粘合劑(例如焊料或環(huán)氧樹脂) 將杠桿鎖定到適當(dāng)位置中。光學(xué)試驗(yàn)板接著可完全組裝，且經(jīng)歷自動(dòng)化校準(zhǔn)工藝，其中使用芯片上致動(dòng)件來對(duì)準(zhǔn)且接著固定各種可調(diào)整組件。這將簡(jiǎn)化零件的制造。圖14中展示具有內(nèi)建致動(dòng)件的部分的實(shí)例。在此情況下，透鏡固持件420連接到人字形件1400。此人字形件具有形成于裝置的表面上的絕緣金屬化物，其在任一端包括引線接合焊盤1410且在表面1420上包括薄金屬跡線。舉例來說，透鏡固持件可在人字形件的向其提供焊盤1416的兩端耦合到或連接到試驗(yàn)板。所述薄金屬跡線可由鎳鉻合金或另一材料形成，所述材料的電阻相對(duì)較大，且可以傳遞電流來加熱。由于此金屬化物與P+硅絕緣，因此其僅熱連接到人字形件。隨著電流傳遞，且人字形件變熱，硅稍稍膨脹。此熱膨脹由人字形件的幾何形狀放大，以使透鏡固持件向圖的左側(cè)移動(dòng)。由于人字形件由ρ+材料制成，因此其也是導(dǎo)電的且每一端具有兩個(gè)額外的焊盤 1430。這些焊盤熔合到硅中，且在其間傳遞電流致使電流流入硅零件本身中。致動(dòng)件具有在人字形件1440中的中心區(qū)段，其具有η型植入物且對(duì)從一個(gè)焊盤直接流經(jīng)到下一焊盤的電流形成勢(shì)壘。因此，電流從頂部焊盤穿過透鏡固持件420、穿過厚杠桿臂440，且接著返回穿過薄杠桿臂1450，且沿人字形件到達(dá)下部接合焊盤。由于薄杠桿臂具有較高的電阻，因此薄杠桿臂升溫且與厚杠桿臂相比稍稍膨脹。這導(dǎo)致兩個(gè)臂在圖中在箭頭1460所示的方向上向上彎曲。
使透鏡向下朝光學(xué)試驗(yàn)板移動(dòng)(到圖11上的頁(yè)面中)的第三致動(dòng)件是靜電的。通過將負(fù)電壓施加到放在致動(dòng)件1470下方的焊盤，零件向下靜電偏轉(zhuǎn)，且在另一維度上調(diào)整透鏡。實(shí)施例已展示，致動(dòng)件端部處的較大“把手”90將提供較大的面積來產(chǎn)生較強(qiáng)的向下力。在圖14的實(shí)例中，每一致動(dòng)件在一個(gè)軸上移動(dòng)，但僅在一個(gè)方向上。在此些情況下，如此項(xiàng)技術(shù)中眾所周知，試驗(yàn)板的尺寸使得在運(yùn)動(dòng)范圍的中途獲得標(biāo)稱對(duì)準(zhǔn)。以此方式，通過減小或增加到致動(dòng)件的電流，可補(bǔ)償兩個(gè)方向上的誤差。在致動(dòng)件可倒轉(zhuǎn)方向的情況下，在所述范圍中途使零件偏置將是不必要的。一旦已通過使用上文描述的三個(gè)致動(dòng)件優(yōu)化透鏡的位置，就可以與先前所述的相同方式將零件焊接或另外固定到適當(dāng)位置中。一旦零件被焊下，就去除對(duì)致動(dòng)件的電驅(qū)動(dòng)， 且零件留在原地。當(dāng)向后拉致動(dòng)件時(shí)，將存在一些殘余應(yīng)力，但焊料應(yīng)將零件牢固地固持在原地。或者，可能希望使致動(dòng)件從透鏡固持件斷裂開，以消除焊料的任何變形和蠕變機(jī)會(huì)。 在圖14中，到透鏡固持件1480的窄連接是可用于斷開的位置。或者，將用反力彈簧抵著致動(dòng)件推動(dòng)透鏡固持件。電致動(dòng)將把透鏡固持件推開，且壓縮反力彈簧。一旦零件被鎖定下來，致動(dòng)件就將縮回，但透鏡固持件將留在原地。當(dāng)通道的數(shù)目變大時(shí)，集成陣列可比使用個(gè)別組件簡(jiǎn)單。舉例來說，單個(gè)激光器芯片可含有若干個(gè)激光器元件，其各自經(jīng)設(shè)計(jì)以在不同波長(zhǎng)下操作。類似地，可將微透鏡陣列制造成具有元件之間的精確間距。因此，所有三個(gè)元件(激光器陣列、微透鏡陣列和PLC輸入波導(dǎo)陣列)均匹配。在此情況下，可在一個(gè)步驟中對(duì)準(zhǔn)整個(gè)微透鏡陣列。圖15展示在一些實(shí)施例中既定用于在彈簧的自由端附近連接到試驗(yàn)板的單個(gè)透鏡固持件，其具有用于單獨(dú)透鏡的位置?；蛘?，經(jīng)平版印刷界定的透鏡陣列可安裝在所述零件上。不是4個(gè)單獨(dú)的把手和四個(gè)彈簧，而是僅存在兩個(gè)把手1510、1520和兩個(gè)彈簧1530、巧40，因?yàn)橥哥R之間的間距不需要調(diào)整。在此情況下，通過在一個(gè)方向或另一方向上推動(dòng)兩個(gè)把手，整個(gè)組合件一起移動(dòng)。然而，也可通過在不同方向上推動(dòng)把手來使結(jié)構(gòu)傾斜。也存在不需要PLC或PLC已經(jīng)光纖耦合在封裝外部的應(yīng)用。在這些例子中，光束直接耦合到多根光纖中。在一些實(shí)施例中，使用組成帶的四根光纖，而不是PLC。圖16展示此實(shí)施例。PLC已由四根光纖1610代替。硅試驗(yàn)板的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是ν形凹槽或其它對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)可制造在試驗(yàn)板中以將光纖引導(dǎo)到正確的位置。在此情況下，存在蝕刻在硅試驗(yàn)板1620中的淺ν形凹槽。對(duì)圖的一側(cè)的放大展示經(jīng)各向異性蝕刻的ν形凹槽如何固持光纖。此些ν 形凹槽機(jī)構(gòu)是此項(xiàng)技術(shù)中眾所周知的。如果需要，可在光纖前放置隔離物，且例如每一光徑中的用以準(zhǔn)直且接著重新聚焦光束的雙透鏡等其它配置是可能的。到此為止的論述已集中于使用可移動(dòng)微透鏡或球透鏡來優(yōu)化對(duì)準(zhǔn)。然而，可替代地使用曲面鏡?？梢造o電方式移動(dòng)曲面鏡(類似于標(biāo)準(zhǔn)微鏡)，或可通過縮小來手動(dòng)旋轉(zhuǎn)曲面鏡，以操縱聚焦的光束并優(yōu)化對(duì)準(zhǔn)。如圖17所示，曲面鏡可沖壓成型在銷的端部。每一鏡表面1710彎曲以反射并聚焦光束。將鏡安裝在可(例如從遠(yuǎn)離鏡的一端)操縱的桿 1720上。將包含鏡的銷安裝在固持件1730中，使得其可旋轉(zhuǎn)以改變角度?？扇菀椎刂圃齑诵╃R的陣列1740，且可通過移動(dòng)杠桿1750的端部來個(gè)別地調(diào)整每一銷。注意通過在每一銷的背部具有長(zhǎng)桿1720，再次獲得在早先幾何形狀中實(shí)現(xiàn)的相同縮小效應(yīng)?？墒褂迷趯?duì)準(zhǔn)之后將零件固定在適當(dāng)位置中的類似方法。
圖18中展示光學(xué)設(shè)計(jì)。激光器輸出僅從曲面鏡反射，且重新聚焦到PLC的輸入波導(dǎo)上。激光器可安裝在PLC之上。還可使用球透鏡與曲面鏡的組合。這可產(chǎn)生較高的耦合效率，且允許較多空間用于放置組件。舉例來說，如圖19中示意性地展示，可將表面安裝的隔離物1910放置在球透鏡與球面鏡之間。如果隔離物1910具有足夠大的孔徑，那么隔離物1910可適應(yīng)所有四個(gè)光束。在此情況下，球透鏡50使來自激光二極管的光束準(zhǔn)直，且曲面鏡1510將光束重新聚焦到PLC上。如果PLC在適當(dāng)方向上具有帶角度小面1920，那么可改進(jìn)耦合。圖19的配置擴(kuò)大了可用于其它組件的空間。舉例來說，可使用薄膜濾光片，其允許一個(gè)波長(zhǎng)穿過，同時(shí)反射其它波長(zhǎng)，所述薄膜濾光片在此配置中可用于一起多路復(fù)用所有波長(zhǎng)。這排除了對(duì)PLC的需要，且可直接耦合到輸出波導(dǎo)。圖20中展示此配置。四個(gè)激光二極管60發(fā)射由球透鏡50準(zhǔn)直的光束。這四個(gè)經(jīng)準(zhǔn)直的光束接著穿過三個(gè)薄膜濾光片 2010，其反射除直接從激光器轟擊的波長(zhǎng)之外的其它波長(zhǎng)。所述光束接著相對(duì)于球面鏡反射，且最終聚焦到光纖2020中。再次，可通過移動(dòng)連接到凹面鏡的杠桿來對(duì)準(zhǔn)整個(gè)封裝。為了簡(jiǎn)單起見，已大體上將光學(xué)器件描述為球形的，不管其是透鏡還是反射鏡。當(dāng)然，如先前所述，非球面鏡可具有較低的像差，且將產(chǎn)生較高的耦合效率。用于本申請(qǐng)案的非常便利的透鏡是平凸硅透鏡，其以平版印刷方式制造在晶片上。這些透鏡是市場(chǎng)上可買到的，且通常通過在硅上回流光致抗蝕劑或聚合物接著進(jìn)行干式蝕刻步驟來形成，所述干式蝕刻步驟將光致抗蝕劑的形狀轉(zhuǎn)印到硅。接著在透鏡的前面和后面涂上抗反射物，并將其切成單塊或陣列。有時(shí)，將這些透鏡制造在絕緣體上硅晶片上，其接著釋放以形成非常小的透鏡。圖21A展示此透鏡，且圖21B展示使用透鏡從激光器到PLC的耦合的計(jì)算的圖表。在一些實(shí)施例中，為優(yōu)化來自如本文所論述的裝置的輸入波導(dǎo)的光到輸出波導(dǎo)中的功率，首先在輸出波導(dǎo)中檢測(cè)一些光。如果χ和y位置未經(jīng)優(yōu)化，其中χ和y方向彼此且與ζ方向(其大體上沿光的光軸)正交，那么當(dāng)光束充分聚焦時(shí)，光斑相當(dāng)小，且可能難以檢測(cè)輸出波導(dǎo)中的任何耦合光。然而，如果(例如)輸入波導(dǎo)與輸出波導(dǎo)之間的透鏡在縱向 (ζ)方向上遠(yuǎn)離最佳位置，那么所述光束非常不良地聚焦且較大，且因此在輸出波導(dǎo)中可能將檢測(cè)至少一些光。因此，在一些實(shí)施例中，首先將透鏡沿光軸一路朝輸出波導(dǎo)或一路朝源波導(dǎo)幾乎移動(dòng)到最大位置。接著，測(cè)量輸出波導(dǎo)中的耦合功率，并將其記錄為“Α”。接著在 χ方向上優(yōu)化透鏡，χ是垂直于光的方向的軸。可通過在正χ上將透鏡移動(dòng)較小的量、測(cè)量光，且接著在負(fù)方向上移動(dòng)較小的量并測(cè)量光，來執(zhí)行所述優(yōu)化。如果在任一點(diǎn)處，耦合光功率大于中心點(diǎn)處的耦合光功率，那么此新點(diǎn)變?yōu)橹行狞c(diǎn)，且過程重復(fù)。此循環(huán)繼續(xù)，直到確定中心點(diǎn)具有最大耦合功率為止。接著以完全相同的方式在y上重復(fù)所述過程，y是垂直于光的傳播的另一軸，且接著在ζ (縱向或傳播方向)上重復(fù)所述過程。一旦所有三個(gè)軸均對(duì)準(zhǔn)，就再次測(cè)量耦合功率，且將其與原始記錄為A的值進(jìn)行比較。如果功率已增加，那么整個(gè)過程重復(fù)。另一方面，如果x、y和ζ上的對(duì)準(zhǔn)未導(dǎo)致進(jìn)一步的功率增加，那么可確信具有最大功率，且過程接著通過將所述杠桿向下用環(huán)氧樹脂粘合或焊接到襯底來鎖定透鏡。在一些應(yīng)用中，可能不希望具有最大功率耦合，因?yàn)槠淇赡軐?dǎo)致調(diào)制功率高于目標(biāo)規(guī)范。此外，有時(shí)，不能通過減小激光器電流來降低功率，因?yàn)槠淇赡軐?dǎo)致來自激光器的較慢響應(yīng)。如果是這種情況，或即使不是這種情況，在優(yōu)化之后，可使透鏡在ζ方向上遠(yuǎn)離最佳位置而移動(dòng)，以使輸出波導(dǎo)耦合功率從最大量逐漸降低，直到功率達(dá)到所要值為止。
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圖22是可用于優(yōu)化從源波導(dǎo)耦合到輸出的功率的控制環(huán)的實(shí)例的流程圖?？墒褂秒娮玉詈系接糜诖_定光功率的電路且耦合到例如本文所述的光學(xué)裝置的致動(dòng)件的控制器或電路來執(zhí)行圖22的過程。在框221中，所述過程使透鏡沿光軸(可將其視為ζ軸)移動(dòng)到最靠近輸出波導(dǎo)的位置，但在一些實(shí)施例中，所述過程使透鏡沿光軸移動(dòng)到最遠(yuǎn)離輸出波導(dǎo)的位置，其中所述過程將x、y和ζ軸中的所得位置視為x、y和ζ中心點(diǎn)。在框2215中，所述過程確定耦合到輸出波導(dǎo)的光功率的初始指示。在框2220中，所述過程使透鏡在垂直于光軸的第一方向上移動(dòng)較小距離到達(dá)一位置，其中所述第一方向被視為X軸，且在相對(duì)方向上移動(dòng)到對(duì)應(yīng)位置；且確定針對(duì)兩個(gè)位置的耦合到輸出波導(dǎo)的光功率的指示。在一些實(shí)施例中，沿X軸的較小距離可大約為0. 1微米，在一些實(shí)施例中為約0. 1微米，且在一些實(shí)施中為0. 1微米。在框2225中，過程確定任一測(cè)得功率是否大于耦合到輸出波導(dǎo)的光功率的初始指示。如果任一測(cè)得功率大于耦合到輸出波導(dǎo)的光功率的初始指示，那么在框2230中，過程將具有最大功率的位置設(shè)置為χ中心點(diǎn)，且過程返回到框2220。否則，過程繼續(xù)進(jìn)行到框2235。在框2235中，所述過程使透鏡在垂直于光軸和χ軸的第二方向上移動(dòng)較小距離到達(dá)一位置，其中所述第二方向被視為y軸，且在相對(duì)方向上移動(dòng)到對(duì)應(yīng)位置；且確定針對(duì)兩個(gè)位置的耦合到輸出波導(dǎo)的光功率的指示。在一些實(shí)施例中，沿y軸的較小距離如相對(duì)于 χ軸所論述。在框2240中，過程確定任一測(cè)得功率是否大于耦合到輸出波導(dǎo)的光功率的初始指示。如果任一測(cè)得功率大于耦合到輸出波導(dǎo)的光功率的初始指示，那么在框2245中， 過程將具有最大功率的位置設(shè)置為y中心點(diǎn)，且過程返回到框2235。否則，過程繼續(xù)進(jìn)行到框 2250。在框2250中，過程使透鏡在ζ方向上移動(dòng)較小距離到達(dá)一位置，且如果可能，在相對(duì)方向上移動(dòng)到對(duì)應(yīng)位置；且確定針對(duì)兩個(gè)位置的耦合到輸出波導(dǎo)的光功率的指示。在一些實(shí)施例中，沿ζ軸的較小距離是相對(duì)于χ軸所論述的較小距離的五倍。在框2255中，過程確定任一測(cè)得功率是否大于耦合到輸出波導(dǎo)的光功率的初始指示。如果任一測(cè)得功率大于耦合到輸出波導(dǎo)的光功率的初始指示，那么在框2260中，過程將具有最大功率的位置設(shè)置為ζ中心點(diǎn)，且過程返回到框2250。否則，過程繼續(xù)進(jìn)行到框2270。在框2265中，過程確定耦合到輸出波導(dǎo)的光功率的指示，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，可使用來自框2250的測(cè)得功率。在框2270中，過程確定在框2270中確定的光功率是否(在一些實(shí)施例中)大于和(在其它實(shí)施例中)顯著大于框2215中所確定的光功率。如果在框2270 中確定的光功率大于和顯著大于框2215中所確定的光功率，那么過程將耦合到輸出波導(dǎo)的光功率的初始指示設(shè)置為在框2265中確定的光功率，且過程返回到框2220。否則，過程 (在大多數(shù)實(shí)施例中)通過鎖定固持透鏡的臂或杠桿的位置來鎖定透鏡的位置，且此后返回。本發(fā)明的方面因此包含一種平臺(tái)，其中使用微機(jī)械可調(diào)的光學(xué)組件來從一個(gè)或多個(gè)激光器或激光器陣列對(duì)準(zhǔn)到平面光波電路或其它輸出波導(dǎo)中。盡管已相對(duì)于各種實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明包含受此揭示內(nèi)容支持的新穎且非明顯的所附權(quán)利要求書。
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權(quán)利要求
1.一種經(jīng)微機(jī)械對(duì)準(zhǔn)的光學(xué)組合件，其包括 位于襯底上的第一波導(dǎo)；位于所述襯底上的第二波導(dǎo)；用于將所述第一波導(dǎo)的光聚焦到所述第二波導(dǎo)中的透鏡；以及固持所述透鏡的杠桿，所述杠桿具有至少一個(gè)相對(duì)于所述襯底固定的點(diǎn)，所述杠桿將所述透鏡固持在一位置，使得所述杠桿的移動(dòng)將產(chǎn)生所述透鏡在至少不同于所述第一波導(dǎo)的光的光軸的方向上的縮小移動(dòng)，所述杠桿可移動(dòng)以便定位所述透鏡以將所述第一波導(dǎo)的光聚焦到所述第二波導(dǎo)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其中所述第一波導(dǎo)的所述光是激光器的光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合件，其中所述第一波導(dǎo)至少是邊緣發(fā)射激光器的一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其中所述杠桿包含位于所述至少一個(gè)相對(duì)于所述襯底固定的點(diǎn)與所述透鏡的所述位置之間的撓曲物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其中所述杠桿大體上沿所述光軸延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合件，其中所述至少一個(gè)相對(duì)于所述襯底固定的點(diǎn)包括所述杠桿的第一端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合件，其中所述杠桿具有第二自由端，其中所述透鏡定位成相較于所述杠桿的所述第二端更靠近所述杠桿的所述第一端。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合件，其中所述杠桿的所述第一端位于所述第一波導(dǎo)與所述第二波導(dǎo)之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其中所述杠桿與所述襯底成一體式。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合件，其中所述襯底包含硅材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合件，其中所述杠桿包含另一撓曲物，其相較于所述透鏡的所述位置更遠(yuǎn)離所述固定點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合件，其進(jìn)一步包括在所述杠桿的一部分周圍的粘合材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組合件，其中所述粘合材料定位成相較于所述杠桿的所述第一端更靠近所述杠桿的所述第二端。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其進(jìn)一步包括 位于所述襯底上的多個(gè)另外的第一波導(dǎo)；位于所述襯底上的多個(gè)第二波導(dǎo)；多個(gè)另外的透鏡，所述多個(gè)另外的透鏡中的每一者用于將所述另外的第一波導(dǎo)中的對(duì)應(yīng)一者的光聚焦到所述另外的第二波導(dǎo)中的對(duì)應(yīng)一者中；以及多個(gè)另外的杠桿，所述另外的杠桿中的每一者固持所述多個(gè)另外的透鏡中的對(duì)應(yīng)一者，所述另外的杠桿中的每一者具有至少一個(gè)相對(duì)于所述襯底固定的點(diǎn)，所述另外的杠桿中的每一者將所述對(duì)應(yīng)的另外透鏡固持在一位置，使得所述另外的杠桿中的每一者的移動(dòng)將產(chǎn)生所述對(duì)應(yīng)透鏡在至少不同于所述另外的第一波導(dǎo)中的所述對(duì)應(yīng)一者的光的光軸的方向上的縮小移動(dòng)。
15.一種光學(xué)裝置，其包括第一光學(xué)組件，其經(jīng)配置以提供光；第二光學(xué)組件，其經(jīng)配置以接收光；以及第三光學(xué)組件，其位于所述第一光學(xué)組件與所述第二光學(xué)組件之間的光徑中，所述第三光學(xué)組件安裝在臂上，所述臂具有沿大體上與由所述第一光學(xué)組件與所述第三光學(xué)組件之間的光徑界定的軸平行的軸的長(zhǎng)度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)裝置，其中所述第一光學(xué)組件位于所述第三光學(xué)組件的一側(cè)上，所述第二光學(xué)組件位于所述第三光學(xué)組件的相對(duì)側(cè)上，且所述臂形成支點(diǎn)在所述第三光學(xué)組件的所述相對(duì)側(cè)上的杠桿。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)裝置，其中所述第一光學(xué)組件是激光器，且所述第三光學(xué)組件是透鏡。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)裝置，其中所述第三光學(xué)組件是凸透鏡。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的光學(xué)裝置，其中所述臂包含位于所述支點(diǎn)與所述第三光學(xué)組件之間的彈簧。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)裝置，其中所述臂包含位于所述第三光學(xué)組件與所述臂在所述第三光學(xué)組件的所述一側(cè)上的端之間的另一彈簧。
21.一種制作經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)組合件的方法，其包括操縱固持透鏡的杠桿來定位所述透鏡，以將來自第一波導(dǎo)的光聚焦到第二波導(dǎo)中，所述第一波導(dǎo)和所述第二波導(dǎo)物理耦合到襯底，且所述杠桿具有相對(duì)于襯底固定在適當(dāng)位置中的支點(diǎn)，所述杠桿縮小所述透鏡在不同于所述光的光軸的方向上的移動(dòng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其進(jìn)一步包括固定所述杠桿的位置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中固定所述透鏡的位置包括相對(duì)于所述襯底粘合所述杠桿的不同于在處于適當(dāng)位置中的所述支點(diǎn)處的一部分。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中將所述杠桿粘合到所述襯底包括沿光的所述光軸在相較于所述透鏡更遠(yuǎn)離所述第二波導(dǎo)的位置處將所述杠桿粘合到所述襯底。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中將所述杠桿焊接到所述襯底包括焊接所述杠桿的遠(yuǎn)離所述支點(diǎn)的一部分。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述杠桿和所述襯底由相同材料一體形成。
27.一種制作經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)組合件的方法，其包括移動(dòng)固持透鏡的杠桿來定位所述透鏡，以將來自第一波導(dǎo)的光聚焦到第二波導(dǎo)中，所述第一波導(dǎo)和所述第二波導(dǎo)物理耦合到襯底，其中所述杠桿具有相對(duì)于所述襯底而固定的點(diǎn)，且所述杠桿具有大體上平行于所述光從所述第一波導(dǎo)到所述透鏡的光軸的長(zhǎng)度；以及固定所述杠桿的位置，使得所述透鏡將來自所述第一波導(dǎo)的光聚焦到所述第二波導(dǎo)中。
28.一種經(jīng)微機(jī)械對(duì)準(zhǔn)的光學(xué)裝置，其包括耦合到襯底的第一波導(dǎo)；耦合到所述襯底的第二波導(dǎo)；用于將來自所述第一波導(dǎo)的光聚焦到所述第二波導(dǎo)中的透鏡，所述光具有大體上平行于所述襯底的平面基座的光軸；用于固持所述透鏡的固持件，所述固持件物理耦合到所述襯底；至少一個(gè)電致動(dòng)的致動(dòng)件，其至少部分地耦合到所述固持件，所述致動(dòng)件經(jīng)配置以在不應(yīng)用用于有效地固定所述固持件的位置的構(gòu)件的情況下致使所述固持件在至少一個(gè)方向上移動(dòng)；以及用于有效地固定固持件的位置的構(gòu)件。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的裝置，其中所述固持件通過杠桿物理耦合到所述襯底。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的裝置，其中所述致動(dòng)件通過所述杠桿至少部分地物理耦合到所述固持件。
31.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的裝置，其中所述致動(dòng)件是熱裝置。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述致動(dòng)件是靜電裝置。
33.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的裝置，其中所述用于有效地固定所述固持件的位置的構(gòu)件包括粘合材料。
34.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的裝置，其進(jìn)一步包括物理耦合到所述固持件的彈簧，所述彈簧用于抵消由所述致動(dòng)件引起的所述固持件的移動(dòng)。
35.一種使光學(xué)組合件對(duì)準(zhǔn)的方法，其包括 從物理耦合到襯底的第一波導(dǎo)提供光；將電信號(hào)提供給致動(dòng)件來移動(dòng)透鏡，以將來自所述第一波導(dǎo)的光聚焦到第二波導(dǎo)中， 所述透鏡在固持件上物理耦合到第一襯底，所述致動(dòng)件固定地物理耦合到所述固持件； 確定所述透鏡正將來自所述第一波導(dǎo)的光聚焦到所述第二波導(dǎo)中；以及固定所述固持件的位置。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中確定所述透鏡正將來自所述第一波導(dǎo)的光聚焦到所述第二波導(dǎo)中包括確定所述透鏡正將來自所述第一波導(dǎo)的光聚焦到所述第二波導(dǎo)中以便優(yōu)化到所述第二波導(dǎo)的耦合光功率。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中確定所述透鏡正將來自所述第一波導(dǎo)的光聚焦到所述第二波導(dǎo)中包括確定所述透鏡正將來自所述第一波導(dǎo)的光聚焦到所述第二波導(dǎo)中以便獲得所要的到所述第二波導(dǎo)的耦合光功率。
38.一種經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)裝置，其包括 輸入波導(dǎo)，其物理耦合到襯底； 輸出波導(dǎo)，其物理耦合到所述襯底；透鏡，其經(jīng)配置以將來自所述輸入波導(dǎo)的光聚焦到所述輸出波導(dǎo)中； 臂，其固持所述透鏡，所述臂具有大體上平行于由從所述輸入波導(dǎo)到所述輸出波導(dǎo)的線性路徑界定的軸的縱向長(zhǎng)度，所述臂相對(duì)于所述襯底固定在適當(dāng)位置中。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的裝置，其中所述臂由所述襯底的材料一體形成，且所述臂具有物理耦合到所述襯底的第一端以及粘合到所述襯底的第二位置。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的裝置，其中進(jìn)一步包括粘合材料，所述粘合材料將所述第二位置粘合到所述襯底。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的裝置，其中所述透鏡由所述臂固持在相較于所述臂的遠(yuǎn)離所述第一端的一部分更靠近所述第一端的位置。
42.一種經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)裝置，其包括 輸入波導(dǎo)，其物理耦合到襯底；輸出波導(dǎo)，其物理耦合到所述襯底；透鏡，其經(jīng)配置以將來自所述輸入波導(dǎo)的光聚焦到所述輸出波導(dǎo)中； 臂，其固持所述透鏡，所述臂具有大體上平行于由從所述輸入波導(dǎo)到所述輸出波導(dǎo)的線性路徑界定的軸的縱向長(zhǎng)度；以及用于相對(duì)于所述襯底固定所述臂的位置的構(gòu)件。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的光學(xué)裝置，其進(jìn)一步包括 多個(gè)另外的輸入波導(dǎo)，其物理耦合到所述襯底；多個(gè)另外的輸出波導(dǎo)，其物理耦合到所述襯底；多個(gè)另外的透鏡，其經(jīng)配置以將來自所述另外的輸入波導(dǎo)中的對(duì)應(yīng)一者的每一者的光聚焦到所述另外的輸出波導(dǎo)中的對(duì)應(yīng)一者中；多個(gè)另外的臂，其各自固持所述多個(gè)另外的透鏡中的對(duì)應(yīng)一者，所述另外的臂中的每一者具有大體上平行于由所述另外的輸入波導(dǎo)中的所述對(duì)應(yīng)一者到所述另外的輸出波導(dǎo)中的所述對(duì)應(yīng)一者的線性路徑界定的軸的縱向長(zhǎng)度；以及用于相對(duì)于所述襯底固定所述另外的臂的位置的構(gòu)件。
44.一種光學(xué)裝置，其包括 輸入波導(dǎo)；輸出波導(dǎo)；凸鏡，其安裝在固持件中，所述鏡可在不應(yīng)用有效地固定所述鏡的位置的構(gòu)件的情況下移動(dòng)，以將來自所述輸入波導(dǎo)的光反射到所述輸出波導(dǎo)中；臂，其物理耦合到所述鏡，所述臂具有遠(yuǎn)離所述鏡的可移動(dòng)自由端；以及用于有效地永久固定所述鏡的位置的構(gòu)件。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的裝置，其進(jìn)一步包括 多個(gè)另外的輸入波導(dǎo)；多個(gè)另外的輸出波導(dǎo)；多個(gè)另外的鏡，其各自可移動(dòng)地安裝在多個(gè)另外的固持件中的對(duì)應(yīng)一者中，所述鏡中的每一者可移動(dòng)以將來自所述另外的輸入波導(dǎo)中的對(duì)應(yīng)一者的光反射到所述另外的輸出波導(dǎo)中的對(duì)應(yīng)一者中；以及另外多個(gè)另外的臂，其各自物理耦合到所述多個(gè)另外的鏡中的對(duì)應(yīng)一者，所述另外多個(gè)另外的臂中的每一者具有遠(yuǎn)離所述多個(gè)另外的鏡中的所述對(duì)應(yīng)一者的自由端。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的裝置，其進(jìn)一步包括用以使來自所述輸入波導(dǎo)和所述多個(gè)另外的輸入波導(dǎo)的光準(zhǔn)直的透鏡，所述透鏡位于所述輸入波導(dǎo)和所述另外的輸入波導(dǎo)與所述鏡和所述多個(gè)另外的鏡之間的光徑中。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的裝置，其進(jìn)一步包括光學(xué)隔離物，所述光學(xué)隔離物位于所述透鏡與所述鏡和所述多個(gè)另外的鏡之間的光徑中。
48.根據(jù)權(quán)利要求45所述的裝置，其進(jìn)一步包括多個(gè)波長(zhǎng)選擇性濾光片，所述多個(gè)波長(zhǎng)選擇性濾光片位于所述輸入波導(dǎo)和所述多個(gè)另外的輸入波導(dǎo)與所述鏡和所述多個(gè)另外的鏡之間的光徑中。
49.一種光學(xué)裝置，其包括 多個(gè)輸入波導(dǎo)，其物理耦合到襯底；多個(gè)輸出波導(dǎo)，其物理耦合到所述襯底；多個(gè)透鏡，其經(jīng)配置以將來自所述輸入波導(dǎo)中的對(duì)應(yīng)一者的每一者的光聚焦到所述輸出波導(dǎo)中的對(duì)應(yīng)一者中，所述多個(gè)透鏡安裝在固持件中；多個(gè)臂，其物理耦合到所述固持件，所述另外的臂可在不應(yīng)用用以相對(duì)于所述襯底有效地永久固定所述臂的位置的構(gòu)件的情況下移動(dòng)，以便致使來自所述輸入波導(dǎo)中的所述對(duì)應(yīng)一者的每一者的光聚焦到所述對(duì)應(yīng)輸出波導(dǎo)中的所述對(duì)應(yīng)一者中；以及用于相對(duì)于所述襯底有效地永久固定所述臂的位置的構(gòu)件。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其中所述多個(gè)輸入波導(dǎo)位于共用芯片上。
51.根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其中所述多個(gè)透鏡形成微透鏡陣列。
全文摘要
一種光學(xué)組合件包含激光源的組合，所述激光源將輻射經(jīng)透鏡組合聚焦發(fā)射到光學(xué)波導(dǎo)中。所述光學(xué)波導(dǎo)和所述激光源永久附接到共用載體，而所述透鏡中的至少一者附接到是所述載體的一體部分但最初能夠自由移動(dòng)的固持件。使用微機(jī)械技術(shù)來調(diào)整所述透鏡和固持件的位置，且接著使用具有焊料的集成加熱器將所述固持件永久地固定到適當(dāng)位置中。
文檔編號(hào)G02B6/32GK102308239SQ201080006268
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月30日
發(fā)明者巴蒂阿·佩澤什基, 約翰·希紐 申請(qǐng)人:凱亞光電