LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL.15,N0.7 (July 1997) ；Lukas Chrostowskij OpticalGratings: Nano-engineered Lenses, NATURE PHOTONICS,VOL 4 (July 2010) ；DavidFattalj et al., Flat Dielectric Grating Reflectors with Focusing Abilities, NATUREPHOTONICS,VOL 4 (July 2010) ；G.J.Swanson,Binary Optics Technology: TheTheory and Design of Mult1-level diffractive optical elements ；LINC0LNLABORATORY, MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY, Technical Report 854(14August1989);和美國專利N0.5，657，407中已知并描述，所有以上文件全部通過引用結(jié)合于此。合適的DOE將包括，例如，二維高折射率對(duì)比聚焦D0E。在本公開的啟示下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可生產(chǎn)合適的DOE而無需不恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)。
[0034]DOE 540與波導(dǎo)531使用諸如絕熱漸縮波導(dǎo)過渡之類的已知技術(shù)而接口。如圖1所示，光學(xué)部件130上的波導(dǎo)131基本上平行于內(nèi)插件的平坦表面101a，雖然其他的構(gòu)造也是可能的。合適的波導(dǎo)包括，例如，絕緣體上硅(SOI)線、肋狀波導(dǎo)、或甚至光纖。由于DOE具有至少與光束170的光斑尺寸一樣大的表面區(qū)域，如上所述，并且波導(dǎo)趨于更窄(例如，0.5微米)，所以波導(dǎo)531的該實(shí)施例包括絕熱過渡部532，如圖5所示。大體上向下漸縮至波導(dǎo)513的寬度是優(yōu)選的，以最小化在該過渡中的傳播損失。
[0035]在圖1的實(shí)施例中，波導(dǎo)131與光學(xué)部件130是一體的。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，波導(dǎo)可以是離散的，并且獨(dú)立于光學(xué)部件。替代地，波導(dǎo)和DOE可以設(shè)置在第二基底(未示出)上。第二基底可以例如是硅、PCB、柔性材料、玻璃、和聚酰胺。在這樣的實(shí)施例中，用于與與光學(xué)部件連接的下文中所述的內(nèi)插件熱/電氣互連且對(duì)齊的墊/柱也可與第二基底一起使用。在該方面，應(yīng)當(dāng)注意到，本發(fā)明可不與完全集成的光學(xué)部件一起實(shí)施。
[0036]光學(xué)部件130可以是可被光學(xué)耦接到光纖的任意已知或后續(xù)開發(fā)的應(yīng)用的特定光電部件。該光電部件可以是例如:(a)光電器件(OED)，其為供給、檢測(cè)和/或控制光的電裝置(例如，光電處理器，諸如CMOS光電處理器，用于發(fā)出/接收光學(xué)信號(hào)、處理信號(hào)和傳輸響應(yīng)信號(hào)；電光存儲(chǔ)器，電光隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(EO-RAM)或電光動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(EO-DRAM)，以及用于廣利光存儲(chǔ)器的電光邏輯芯片(E0-邏輯芯片)；激光器，諸如垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)，雙溝平面掩埋異質(zhì)結(jié)(DC-PBH)，掩埋新月型(BC)，分布式反饋(DFB)，分布式布拉格反射器(DBR);發(fā)光二極管(LED)，諸如表面發(fā)射LED (SLED)，邊緣發(fā)射LED (ELED)，超輻射激光二極管(SLD);以及光電二極管，諸如P本征N(PIN)和雪崩光電二極管(APD)) ；(b)被動(dòng)部件，其不將光能轉(zhuǎn)換為其他形式，并且其不改變狀態(tài)(例如，光纖，透鏡，添加/去除濾鏡，成陣列的波導(dǎo)光柵(AWG)，GRIN透鏡，分束器/耦合器，平面波導(dǎo)，或衰減器)；或(c)混合器件，其不將光能轉(zhuǎn)換為其他形式，但是響應(yīng)于控制信號(hào)改變狀態(tài)(例如，開關(guān)，路由器，調(diào)制器，衰減器，和可調(diào)濾波器)。應(yīng)當(dāng)理解的是，光學(xué)部件可以是單個(gè)離散器件或其可被組裝或集成為器件陣列。
[0037]在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)部件130和基底101協(xié)作以形成緊密容差的通道190，該通道用于接收光學(xué)導(dǎo)管110。更具體的，參考圖3，其示出了光學(xué)子組件300，該子組件300具有連接到光學(xué)部件530的內(nèi)插件350。光學(xué)部件精確地定位在溝槽502上方，當(dāng)導(dǎo)管被插入進(jìn)溝槽時(shí)提供了光學(xué)導(dǎo)管310上方的預(yù)定的間隙。取決于預(yù)定間隙的大小，可確定最小的溝槽長(zhǎng)度，以保證光學(xué)導(dǎo)管的光學(xué)軸線111的角度未對(duì)齊維持在某一范圍內(nèi)。例如，申請(qǐng)人已經(jīng)確定了 2微米的間隙需要約230微米長(zhǎng)的溝槽，以確保光學(xué)軸線的未對(duì)齊小于0.5°。較小的間隙需要更短的溝槽長(zhǎng)度，雖然，隨著間隙變小，將光學(xué)導(dǎo)管310插入到通道390中的難度也增大。本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在該公開的啟示下，將能夠基于最優(yōu)的間隙而確定最小的溝槽長(zhǎng)度。
[0038]光學(xué)部件在溝槽上方的精確定位可以多種方式實(shí)現(xiàn)。在圖1的實(shí)施例中，溝槽和光學(xué)部件之間的間隙通過柱170、171而控制，該柱170、171分別沉積在光學(xué)部件和基底上。具體地，參考圖4和5，示出了光學(xué)部件530的底部表面和基底101的平坦表面1la的布局圖。(應(yīng)當(dāng)理解的是，示于圖5的表面相對(duì)于其在子組件100中的位置而被稱為底部表面。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到該表面可以實(shí)際上是如眾所周知的“倒裝芯片”到基底上的芯片的頂部表面。)每個(gè)布局圖示出了用于支撐光學(xué)部件和用于將光學(xué)部件電連接到基底的柱，以及用于幫助實(shí)現(xiàn)光學(xué)部件和基底之間的熱傳導(dǎo)以幫助光學(xué)部件中冷卻的柱。例如，參考圖4，示出了基底401的平坦表面401a，其中多個(gè)溝槽402蝕刻在該表面上。還示出了在每個(gè)溝槽402的終端403處限定的第一刻面405。在該實(shí)施例中為銅柱的柱471限定在平坦表面401a的上方。柱471具有在光學(xué)部件530的底側(cè)上的相應(yīng)的柱570，如圖5所示。
[0039]柱不僅用于在基底上方精確地定位光學(xué)部件，而且用于將光學(xué)部件與基底精確地對(duì)齊。也就是，互補(bǔ)的柱471和570之間的焊料可以用于在回流期間被動(dòng)地將光學(xué)部件與基底對(duì)齊。為此，光學(xué)部件被放在基底上，使得柱471、570使用已知的拾取和放置技術(shù)而大致對(duì)齊。當(dāng)組件被回流，使得在柱上的焊料的表面張力導(dǎo)致柱對(duì)齊時(shí)，基底和光學(xué)部件之間的對(duì)齊得到實(shí)現(xiàn)，從而將光學(xué)部件相對(duì)于基底的溝槽精確地定位。這樣的機(jī)構(gòu)類似于在美國專利N0.7，511，258中所公開的機(jī)構(gòu)，該專利全文通過引用結(jié)合于此。替代地，不采用焊料回流，而可以使用熱壓縮結(jié)合直接連結(jié)互補(bǔ)的柱。
[0040]除了光學(xué)部件上用于將光學(xué)部件相對(duì)于基底定位的柱570之外，柱560 (圖1中的柱160)可被用作機(jī)械止動(dòng)件，以將光纖端面相對(duì)于DOE 540的位置軸向定位。不同于圓形的支撐柱570，在該實(shí)施例中柱560是矩形的，以提供直的邊緣和表面，光學(xué)導(dǎo)管端面112鄰接抵靠該直的邊緣和表面。更具體地，參考回圖1和2，柱160防止當(dāng)端面112被迫使進(jìn)入傾斜的第一刻面105中時(shí)光學(xué)導(dǎo)管110被向上推動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，柱570和560是同一高度的，以有助于可制造性。不同于使用柱以防止光學(xué)導(dǎo)管在第一刻面上向上爬坡，通道可被用于控制光學(xué)導(dǎo)管移動(dòng)的程度。更具體地，在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)導(dǎo)管的端面可成角度以匹配第一面，如上所述。這樣的構(gòu)造有助于第一刻面和前表面之間的凸輪動(dòng)作，以當(dāng)端面被推入溝槽中時(shí)將端面向上移動(dòng)。如果光學(xué)導(dǎo)管上方的間隙由光學(xué)部件的位置精確地控制，并且如果當(dāng)光學(xué)導(dǎo)管鄰接光學(xué)部件的底部時(shí)端面可被割裂以匹配第一面，那么光學(xué)導(dǎo)管的精確定位可通過將光纖向前推動(dòng)直到鄰接光學(xué)部件的底部并且其端面與第一刻面實(shí)現(xiàn)物理接觸時(shí)而實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本公開的啟示下將會(huì)想到其他的對(duì)齊方法。
[0041]在其他實(shí)施例中，不同于或除了焊接墊之外，內(nèi)插件上的其他基準(zhǔn)被用于有助于被動(dòng)對(duì)齊?；鶞?zhǔn)可以是提供光學(xué)部件的被動(dòng)對(duì)齊的任意結(jié)構(gòu)或標(biāo)記?？墒褂枚喾N基準(zhǔn)。例如，該基準(zhǔn)可以是從平臺(tái)表面上凸出的物理結(jié)構(gòu)，該物理結(jié)構(gòu)提供了調(diào)準(zhǔn)表面，光學(xué)部件的邊緣可接觸抵靠該調(diào)準(zhǔn)表面以被準(zhǔn)確地定位在內(nèi)插件上。替代地，該基準(zhǔn)可以是標(biāo)記以使得能夠使用商業(yè)可獲得的、超高精度的芯片鍵合機(jī)，諸如，例如Suss MicroTec的機(jī)器(參見美國專利N