CN114127600A - 潜望镜光学组件 - Google Patents

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CN114127600A CN202080052483.3A CN202080052483A CN114127600A CN 114127600 A CN114127600 A CN 114127600A CN 202080052483 A CN202080052483 A CN 202080052483A CN 114127600 A CN114127600 A CN 114127600A
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阿什利·J·马克尔
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Abstract

本公开提供了内插器内的潜望镜光学组件，内插器包括：块状材料，具有第一侧和与第一侧相反的第二侧；第一光学器件，沿着在第一侧和第二侧之间延伸的轴线在块状材料中的第一高度处限定在块状材料中；第二光学器件，沿着轴线在块状材料中的不同于第一高度的第二高度处限定在块状材料中；第一波导，限定在块状材料中，从第一侧延伸到第一光学器件；第二波导，限定在块状材料中，从第二光学器件延伸到第二侧；以及第三波导，限定在块状材料中，从第一光学器件延伸到第二光学器件。

Description

潜望镜光学组件
技术领域
本公开中呈现的实施例总体涉及制造光电器件中的特征。更具体地，本文公开的实施例提供在波导的光路中生产波导和反射镜以重新引导光路。
背景技术
波导是限制和引导光在光学器件的介质内行进的路径的光学组件。光波导限定了相对于光学介质(例如，SiO2)的折射率增加的区域，以沿所需轨迹引导光。由于波导相对于光学器件的块状材料的折射率差异，波导可以限定弯曲路径，将光从一个直线路径逐渐转移到另一个直线路径。
附图说明
为了能够详细地理解本公开的上述特征的方式，可以通过参考实施例了解上面简要概述的本公开的更具体的描述，实施例中的一些在附图中示出。然而，要注意的是，附图说明了典型的实施例，因此不应被认为是限制性的；其他同样有效的实施例也被考虑在内。
图1示出了根据本公开的实施例的潜望镜组件的剖视图。
图2示出了根据本公开的实施例的两件式潜望镜组件的剖视图。
图3示出了根据本公开的实施例的不同布局的一系列反射镜。
图4A-4C示出了根据本公开的实施例的两个反射镜和三个相关联的波导的几种对准。
图5示出了根据本公开的实施例的重新排序的波导布局。
图6示出了根据本公开的实施例的反射镜布置。
图7示出了根据本公开的实施例的反射镜布置。
图8示出了根据本公开的实施例的反射镜布置。
图9示出了根据本公开的实施例的反射镜布置。
图10示出了根据本公开的实施例的反射镜布置。
图11A和11B示出了根据本公开的实施例的用于潜望镜组件和另一个光学元件的耦合布置。
图12是部署潜望镜光学组件的方法的流程图。
为了便于理解，在可能的情况下使用了相同的附图标记来表示附图共有的相同元件。预期在一个实施例中公开的元件可以有益地用于其他实施例中而无需具体叙述。
具体实施方式
概述
本公开中提出的一种实施例描述了一种内插器，包括：块状材料，具有第一侧和与所述第一侧相反的第二侧；第一光学器件，沿着在所述第一侧和所述第二侧之间延伸的轴线在所述块状材料中的第一高度处限定在所述块状材料中；第二光学器件，沿着所述轴线在所述块状材料中的不同于所述第一高度的第二高度处限定在所述块状材料中；第一波导，限定在所述块状材料中，从所述第一侧延伸到所述第一光学器件；第二波导，限定在所述块状材料中，从所述第二光学器件延伸到所述第二侧；以及第三波导，限定在所述块状材料中，从所述第一光学器件延伸到所述第二光学器件。
本公开中提出的一种实施例描述了一种方法，包括：在块状材料中在第一高度处限定第一反射镜；在所述块状材料中在不同于所述第一高度的第二高度处限定第二反射镜；在所述块状材料中限定第一波导，该第一波导光学连接到所述第一反射镜和所述块状材料的第一边缘；在所述块状材料中限定第二波导，该第二波导光学连接到所述第二反射镜和所述块状材料的不同于所述第一边缘的第二边缘；以及在所述块状材料中限定第三波导，该第三波导光学连接到所述第一反射镜和所述第二反射镜以限定光路，该光路从所述第一边缘经由所述第一波导、所述第一反射镜、所述第三波导、所述第二反射镜和所述第二波导到所述第二边缘。
本公开中提出的一种实施例描述了一种***，包括：第一波导，限定在块状材料的第一平面中；第二波导，限定在所述块状材料的平行于所述第一平面的第二平面中；第三波导，限定在所述块状材料的与所述第一平面和所述第二平面相交的第三平面中；第一反射镜，限定在所述第一平面和所述第三平面的第一交点处并且光学连接到所述第一波导和所述第三波导；以及第二反射镜，限定在所述第三平面和所述第二平面的第二交点处并且光学连接到所述第三波导和所述第二波导。
示例实施例
本公开提供了用于创建和部署潜望镜内插器(interposers)和其他光学器件的***和方法，该***和方法使用在波导的光路中限定的反射镜来快速且紧凑地重定向光在光学器件中行进的方向。通过在光路中限定至少一对“光学器件”或反射镜，通过蚀刻、光刻、金属电镀、化学沉积、精密成型和/或激光图案化，潜望镜组件可以在一个平面上接收光信号并将这些光信号重定向到另一个平面，包括平行于原始平面的平面，通过的距离比弯曲波导以将光信号引导到新平面更短。此外，通过错开几个反射镜，波导可以以第一物理布置接收光信号，并以不同的物理布置输出光信号。
虽然本公开总体提供与包括作为内部限定部件的反射镜和波导的内插器相关的示例，但是潜望镜光学组件的创建和部署可以包括附加的光学和电子元件，例如光栅、移相器、滤光片等。
图1示出了根据本公开的实施例的潜望镜组件100(例如，内插器)的剖视图。在各种实施例中，图1的潜望镜组件100被构造为由光学块状材料110(例如SiO2)制成的一个部件，在光学块状材料110中限定第一波导120a(统称为波导120)、第二波导120b、第三波导、第一反射镜130a(统称为反射镜130)和第二反射镜130b。在其他实施例中，图1的潜望镜组件100代表完整构造的多件式潜望镜组件，例如关于图2更详细地讨论的。
尽管总体上关于反射镜130进行了描述，但是本文提供的示例可以被理解为包括若干其他光学器件，包括但不限于：反射镜、透镜、光栅、滤光器及其组合。光学器件可以通过各种工艺限定在块状材料110中，以基于从块状材料110中的一个区域穿过到另一区域的光的折射率和角度对在块状材料110中承载的光信号具有不同的影响。例如，波导120可以被限定为将光限制在块状材料110中的预定路径，而反射镜130可以将在一个方向上接收的光重定向到第二方向。其他光学器件可能对块状材料110中承载的光具有其他影响，例如透镜聚焦/汇聚或漫射/发散入射光、将光光栅***和衍射成多个光束、滤光片去除/阻挡/衰减/偏振某些光波长等。
如图1所示，第一波导120a平行于第二波导120b延伸，并且第三波导120c经由第一反射镜130a和第二反射镜130b光学耦合到第一波导120a和第二波导120b。第一反射镜130a被限定为接收在第一波导120a上承载的光信号并将这些光信号反射到第三波导120c上。第二反射镜130b被限定为接收第三波导120c上承载的光信号并将这些光信号反射到第二波导120b上。在各种实施例中，反射镜130可具有各种尺寸、形状、反射表面的配置、以及与波导120的界面(例如，透镜、滤光器)。
图2示出了两部分式潜望镜组件200的剖视图，其在组装时可以提供图1所示的潜望镜组件100。如图2所示，第一部件210a包括第一波导120a、第二波导120b、以及设置在第一波导120a和第二波导120b之间的第一反射镜130a，它们限定在第一部件210a的块状材料110中。第二部件210b包括第三波导120c、第四波导120d、以及设置在第三波导120c和第四波导120d之间的第二反射镜130b，它们限定在第二部件210b的块状材料110中。
各种对准特征220a-d(统称为对准特征220)(例如成对的公互连和母互连)可以限定在第一部件210a和第二部件210b(统称为两个部件210)的块状材料110中和上，以对准第二波导120b和第三波导120c，使得当两个部件210接合在一起时，第二波导120b和第三波导120c限定一个连续波导120。在各种实施例中，两个部件210通过环氧树脂接合、焊接、热压或芯片级工艺接合在一起，以将部件粘合和固定在一起。在各种实施例中，对准特征220被设计成相对于成对的对准特征自对准以对准潜望镜中的波导120。例如，对准特征220可以形成为U形槽、V形槽、互锁凹口、梯形特征等。
在一些实施例中，图1和图2中的波导120和反射镜130可以通过三维激光图案化工艺被限定在块状材料110内，该工艺影响块状材料110的材料基质，从而影响材料的折射率，以作为波导120将光包含在限定路径上，或者作为反射镜130将光反射并急剧重定向到新路径上。在一些实施例中，图1和图2中的波导120和反射镜通过多层光刻工艺、或结合光刻和激光图案化工艺来限定。例如，制造商可以使用激光图案化来限定波导120的路径，并使用物理和/或化学蚀刻工艺来限定反射镜130。诸如灰度光刻之类的其他技术可以用于图案化块状材料110中的三维倾斜反射镜130和光学器件。
在一些实施例中，反射镜130被限定为块状材料110内的三维反射结构，而在其他实施例中，反射镜130通过反射表面处理被限定。例如，激光可以通过赋予区域与块状材料110和波导120不同的折射率以将施加到其上的光信号反射到不同的波导120，来正性(positively)限定反射镜130的结构。例如，激光可以改变块状材料110的材料基质，例如SiO2，以赋予区域对某些波长的光的不同的反射率。在另一个示例中，光刻蚀刻工艺可以通过去除块状材料110来负性(negatively)限定反射镜130的结构，并且制造商可以抛光或应用施加到在蚀刻区域中限定的表面的反射涂层以限定反射镜130。此外，尽管未示出，但制造商可以对两个波导120之间的界面应用表面处理和/或透镜，以在光信号从一个波导120转换到另一个波导时减少背反射和/或信号功率损耗。在另外的实施例中，还可以使用折射率匹配环氧树脂或抗反射涂层来减少背反射。
图3示出了根据本公开的实施例的不同布局的一系列反射镜130。第一反射镜130a包括平坦反射表面310，而第二反射镜130b和第三反射镜130c包括弯曲的反射表面310。图示的反射镜130中的每一个可以被理解为正性限定的“棱镜”或负性限定的“空隙”。当解释为棱镜时，反射表面310限定在“外部”表面上以反射光信号。当解释为空隙时，一系列壁限定空隙，并且反射表面310被限定在壁的一个“内部”表面上以反射光信号。因此，第二反射镜130b在由棱镜结构限定时可以是凹面的，而在由空隙限定时可以是凸面的。类似地，第三反射镜130c在由棱镜结构限定时可以是凸面的，而在由空隙限定时可以是凹面的。尽管本公开主要将示例反射镜130图示为包括平坦反射表面310，但是制造商在限定反射镜130时可以使用各种弯曲表面。另外，虽然图示为每个反射镜130提供一个反射表面310，但是制造商可以限定具有不止一个反射表面310的反射镜130、或其中反射表面310在不同位置的取向和曲率变化的反射镜130。
图4A-4C示出了两个反射镜130和三个相关联的波导120的几个对准400a-c(统称为对准400)。对准400a-c中的每一个示出了与反射镜130的不同的反射角410a-b。虽然在给定的对准400中每个对准400a-c的第一反射角410a和第二反射角410b显示为彼此相等(例如，均为90度)，但制造商可以构造或调整反射镜130的角度以产生包括不同于第二反射角410b的第一反射角410a的对准400。
对准400a-c中的每一个示出了在第一方向上延伸并将光信号馈送到第一反射镜130a中的第一波导120a，第一反射镜130a将光信号反射到在与第一波导120a的相交路径上延伸的第二波导120b。第二波导120b将光信号馈送到第二反射镜130b，第二反射镜130b将光信号反射到第三波导120c，第三波导120c在与第二波导120b的相交路径上延伸，并且可以在不同平面上平行于第一波导120a延伸。
图4A的对准400a示出了将第二波导120b垂直于第一波导120a和第三波导120c定位的反射角(即，反射角410为90(±2)度)。图4B的对准400b示出了将第二波导120b与第一波导120a和第三波导120c锐角定位的反射角(即，反射角410小于90(±2)度)。图4C的对准400c示出了将第二波导120b与第一波导120a和第三波导120c钝角定位的反射角(即，反射角410大于90(±2)度)。
制造商可以通过改变入射到波导120的反射表面310的角度、改变反射表面310的曲率、在反射表面310上或处***或限定透镜等来调整两个波导120之间的反射角410。
图5示出了根据本公开的实施例的重新排序的波导布局500。在重新排序的波导布局500中，第一多个波导在输入处被限定在第一图案510a中，并且在输出处被限定在第二图案510b中；(统称为图案510)。如图所示，三个光路520a-c(统称为光路520)(包括一个或多个波导120和相关联的透镜、滤光器等)在第一图案510a中在不同平面中呈三角形布置，并且在第二图案510b中在共享平面中呈线性布置，但也考虑其他图案510(例如，圆形、矩形、W形等)。
为了对光路520的图案510重新排序，在每个光路520中限定一组交错和成对的反射镜130以改变其中的波导120的相对路径。例如，第一反射镜130a和第二反射镜130b设置在第一光路520a中以接受由第一平面中的第一波导120a承载的信号，并且通过限定在第一反射镜130a和第二反射镜130b之间的第三波导120c将这些信号引导到第二平面中的第二波导120b上。在图示的例子中，第三反射镜130c和第四反射镜130d设置在第二光路520b中以接受由在不同于第一平面或第二平面的平面中的第四波导120d承载的信号，并通过限定在第三反射镜130c和第四反射镜130d之间的第六波导120f将这些信号引导到第二平面中的第五波导120e上(例如，与第二波导120b线性布置)。类似地，第五反射镜130e和第六反射镜130f设置在第三光路520c中以接受由在不同于第一平面或第二平面的平面中的第七波导120g承载的信号，并通过限定在第五反射镜130e和第六反射镜130f之间的第九波导120i将这些信号引导到第二平面中的第八波导120h上(例如，与第二波导120b线性布置)。
另外，虽然被图示为多边形到线性重新排序，但是在其他实施例中，制造商可以将第一图案510a重新排序成各种类型、形状和取向的不同的第二图案510b，或者改变相同形状的图案510a-b中的各个光路520的相对顺序。例如，如果第一图案510a是在平行于xy平面的平面中的第一、第二和第三光路520a-c的线性布置，则制造商可以限定反射镜130使得第二图案510b也是线性，但在平行于xz平面的平面中呈现第一、第二和第三光路520a-c。在另一个示例中，如果第一图案510a是从左到右循序的第一、第二和第三光路520a-c的线性布置，则制造商可以限定反射镜130使得第二图案510b也是线性的，但是依次呈现(从左到右)第三光路520c、第一光路520a和第二光路520b。
制造商可以部署具有不同反射角、与***器边缘的不同相对位置(例如，在根据图5的不同x和y坐标处)、以及***器内的不同相对高度(例如，在根据图5的不同z坐标处)的几个不同的交错反射镜130，以影响输入和输出波导120的图案510的不同重新排序。
图6示出了根据本公开的实施例的反射镜布置600。在图6的反射镜布置600中，第一波导120a绕过第一反射镜130a并且其上承载的光信号不被该第一反射镜130a在新的方向或平面上反射。相比之下，由图6的第二波导120b承载的光信号从第一反射镜130a反射到第三波导120c上，并进而从第二反射镜130b反射到第四波导120d上。制造商可以限定波导120和反射镜130以使得并非每个光信号都由潜望镜组件引导到新的平面(例如，终止波导120的子集，弯曲而不是潜望波导120的子集，允许波导120的子集以未重定向的方式行进)。制造商还可以限定波导120和反射镜130以使得一些光信号不仅被重定向到新的平面，而且被重定向到新的方向。例如，潜望镜组件可在第一平面中沿x轴接收光信号，并将这些光信号沿x轴、y轴或其他方向重定向到第二平面。
图7示出了根据本公开的实施例的反射镜布置700。在图7的反射镜布置700中，由第一波导120a和第二波导120b承载的光信号从第一反射镜130a分别反射到第三波导120c和第四波导120d上。第三波导120c承载的光信号从第二反射镜130b反射到第五波导120e上，第四波导120d承载的光信号从第三反射镜130c反射到第六波导120f上。制造商可以限定波导120和反射镜130以使得一个反射镜130在与另一个反射镜130不同的平面和/或方向上重定向光信号，而不管这些光信号是在相同的平面和/或方向上被接收的。例如，由第一波导120a和第二波导120b承载的光信号可以在相同方向上(例如，沿x轴)由第一反射镜130a接收，并由第二反射镜130b和第三反射镜130c在不同的方向上(例如，分别沿x轴和y轴)重定向。
图8示出了根据本公开的实施例的反射镜布置800。在图8的反射镜布置800中，由第一波导120a承载的光信号从第一反射镜130a反射到第二波导120b上，并从第二反射镜130b反射到第三波导120c上，以改变在其中承载光信号的平面。第四波导120d承载被第三反射镜130c反射到第五波导120e上的光信号，以在初始平面中以新方向承载光信号。制造商可以限定波导120和反射镜130以使得多个反射镜130在彼此不同的平面和/或方向中重定向在相同平面和/或方向接收的光信号。例如，由第一波导120a和第四波导120d承载的光信号可以在相同方向(例如，沿x轴)被第一反射镜130a和第三反射镜130c接收，并且在彼此不同方向和平面上重定向。
图9示出了根据本公开的实施例的反射镜布置900。在图9的反射镜布置900中，四个反射镜130a-d设置在基板中以调整接收和输出的两个光路之间的间隔。例如，作为输入的第一波导120a和第二波导120b之间的第一距离910a可以不同于作为输出的对应的第五波导120e和第六波导120f之间的第二距离910b。制造商可以限定波导120和反射镜130，以使得多个反射镜130将在以一种图案布置的波导120上接收的光信号重定向成与波导120被接收时相同或不同的平面和/或方向上的不同间隔版本的该图案。
图10示出了根据本公开的实施例的反射镜布置1000。在图10的反射镜装置1000中，两个反射镜130a-b设置在基板中以调整在同一平面上接收和输出的两条光路之间的间隔。例如，作为输入的第一波导120a和第二波导120b之间的第一距离910a可以不同于作为输出的第一波导120a和第二光路中的第三波导120c之间的第二距离910b。制造商可以限定波导120和反射镜130，以使得多个反射镜130将在以一种图案布置的波导120上接收的光信号重定向成与波导120被接收时相同或不同的平面和/或方向上的不同间隔版本的该图案。因此，制造商可以在同一平面上重新限定两个或更多个光路的相对间隔。
图5-10中所示的反射镜布置被提供作为制造商可以部署反射镜130和波导120以将一些或所有传入信号路径重定向和重新布置到新的平面、顺序、和/或方向的一些方式的非限制示例。制造商可以使用比图示数量更多或更少的波导120和/或反射镜130，并且可以组合、反转和修改图示的示例反射镜布置以满足特定于给定潜望镜组件应用的用例。
图11A和11B示出了根据本公开的实施例的用于潜望镜组件100和另一个光学元件1110(例如光子平台或光缆)的耦合布置1100a-b。
图11A示出了直接耦合装置1100a(也称为对接耦合)，其中光路直接行进穿过由潜望镜组件100的配合表面111和光学元件1110的配合表面1111形成的接合部。如图所示，潜望镜组件100邻接光学元件1110，配合表面111/1111垂直于由在潜望镜组件100和光学元件1110之间承载光信号的波导形成的光路。潜望镜组件100的波导120在第一侧(不与光学元件1110耦合)位于第一高度h1处，并且在与光学元件1110耦合的第二侧位于不同的第二高度h2处。在直接耦合布置1100a中，光学元件1110的波导1120被线性布置以通过直接传输从潜望镜组件100的波导120接收光。在各种实施例中，可以在配合表面111/1111上应用透镜、滤光器和表面处理，以帮助直接传输光信号。
图11B示出了渐逝(evanescent)耦合布置1100b，其中潜望镜组件100的配合表面111连接到光学元件1110的配合表面1111，并且通过潜望镜组件100的光路不垂直于配合表面111/1111。相反，配合表面111附随有波导120的渐逝区121，配合表面1111附随有光学元件1110的波导1120的渐逝区1121，渐逝区121向/从渐逝区1121渐逝地传输光信号。潜望镜组件100的波导120在第一侧(不与光学元件1110耦合)位于第一高度h1处，并且下降到渐逝区121起始的第二高度h2处。
图12是根据本公开的实施例的部署潜望镜光学组件的方法1200的流程图。
在框1210，制造商在基板(例如，块状材料110)中限定一个或多个反射镜130。在框1220，制造商在基板中限定一个或多个波导。尽管图示为从框1210开始并进行到框1220，但是在各种实施例中，方法1200可以从框1210或框1220中的任一个开始并进行到另一个，或者可以在框1210和框1220处同时开始。另外或替代地，制造商可以交替迭代执行框1210和框1220(例如，形成第一反射镜130a，然后形成一个或多个波导120，然后形成第二反射镜130b)或分阶段执行框1210和框1220(例如，执行框1210的第一阶段，执行框1220，执行框1220的第二阶段)。
当形成反射镜130(根据框1210)时，制造商可以使用激光图案化工艺或蚀刻工艺中的一个或多个来在基板中限定反射镜130。激光图案化工艺通过基板的材料基质的变化来限定反射镜130，该材料基质的变化影响基板在指定区域中的反射率，从而在基板中限定具有期望形状和取向的反射表面310。蚀刻工艺从基板去除材料以限定具有一个或多个表面的空隙，该一个或多个表面可以被抛光或对其施加表面处理，从而在基板中限定具有期望形状和取向的反射表面310。在各种实施例中，蚀刻工艺之前是激光图案化工艺，其改变基板的指定区域对化学蚀刻剂的反应性(例如，通过改变基板的材料基质的区域中的化学键)。反射表面310接收在一个波导120上承载的光信号并且通过预定反射角410将这些光信号重定向到另一个波导120上。
当形成波导120(根据框1220)时，制造商可以使用激光图案化工艺来在基板中限定具有与周围材料不同的折射率的区域，以引导光传播穿过材料。波导120可以具有与限定在基板中的接合特征共同对准的端部，以确保与其他组件或部件中的波导的光学耦合。类似地，波导120可以具有与一个或多个反射镜130共同对准的端部。
在一些实施例中，激光在限定波导图案所处的位置的同时限定相对于对准点施加蚀刻图案的位置。在其他实施例中，相对于对准点施加蚀刻图案，并且稍后相对于蚀刻图案施加波导图案(例如，在化学蚀刻之后)。在进一步的实施例中，相对于对准点施加波导图案，并且稍后相对于波导图案施加蚀刻图案。
在框1230，当制造商使用多部件潜望镜组件(例如，如图2所示)时，制造商将部件210接合在一起。在各种实施例中，制造商可以在接合之前细化部件，这可以包括将基板切割成所需形状、抛光至少一个外表面、施加环氧树脂或热处理以将部件固定在一起等。各种对准特征可以包括在部件中以确保在不同部件中限定的波导120的部分彼此光学对准。根据潜望镜组件的设计，潜望镜部分可以使用主动或被动对准过程进行对准。
在框1240，制造商将潜望镜组件耦合到光纤或光子平台中的一个或多个。在各种实施例中，基于波导120的对准和路径，制造商可以通过光信号到/从光子平台或光纤的渐逝传输或直接传输(例如，对接耦合)来耦合潜望镜组件。制造商可以通过环氧树脂、物理互连、热压等将潜望镜组件和其他光学元件耦合在一起。然后方法1200可以结束。
在上文中，参考了本公开中呈现的实施例。然而，本公开的范围不限于具体描述的实施例。相反，所描述的特征和元素的任何组合，无论是否与不同的实施例相关，都被预期实现和实践预期的实施例。此外，尽管本文公开的实施例可以实现优于其他可能的解决方案或优于现有技术的优点，但是特定的优点是否通过给定的实施例实现并不限制本公开的范围。因此，前述方面、特征、实施例和优点仅是说明性的并且不被认为是所附权利要求的要素或限制，除非在权利要求中明确陈述。
鉴于前述内容，本公开的范围由所附权利要求确定。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种内插器，包括：
块状材料，具有第一侧和与所述第一侧相反的第二侧；
第一光学器件，沿着在所述第一侧和所述第二侧之间延伸的轴线在所述块状材料中的第一高度处限定在所述块状材料中，其中，所述第一光学器件位于所述第一侧和所述第二侧的之间的第一距离处；
第二光学器件，沿着所述轴线在所述块状材料中的不同于所述第一高度的第二高度处限定在所述块状材料中，其中，所述第二光学器件位于所述第一侧和所述第二侧的之间的所述第一距离处，并在所述第二侧和所述第二光学器件之间限定渐逝区；
光路的第一部分，从所述第一侧延伸到所述第一光学器件；
所述光路的第二部分，从所述第二光学器件延伸到所述第二侧；以及
所述光路的第三部分，从所述第一光学器件延伸到所述第二光学器件。
2.根据权利要求1所述的内插器，还包括第一部件和第二部件；
所述第一部件包括：
所述光路的第一部分；
所述第一光学器件；以及
所述光路的第三部分的第一段；
所述第二部件包括：
所述光路的第二部分；
所述第二光学器件；以及
所述光路的第三部分的第二段；并且
其中，所述第一部件接合到所述第二部件以将所述光路的第三部分的第一部分与第二部分对准。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的内插器，还包括：
第二光路，限定在所述块状材料中，从所述第一侧延伸到所述第二侧，其中，所述光路的第一部分和所述第二光路之间在所述第一侧的第一距离不同于所述光路的第二部分和所述第二光路之间在所述第二侧的第二距离。
4.根据任一前述权利要求所述的内插器，其中，所述第一光学器件、所述第二光学器件、所述光路的第一部分、所述光路的第二部分和所述光路的第三部分中的一个或多个通过影响所述块状材料的反射率的激光图案化来限定。
5.根据任一前述权利要求所述的内插器，其中，所述第一光学器件和所述第二光学器件中的一个或多个通过光刻和蚀刻工艺以及表面处理来限定以在所述块状材料内施加反射表面。
6.根据任一前述权利要求所述的内插器，其中，所述光路的第一部分在所述第一高度沿第一方向行进，并且所述光路的第二部分在所述第二高度沿所述第一方向行进。
7.根据任一前述权利要求所述的内插器，其中，所述第一光学器件位于所述第一侧和所述第二侧之间的第一距离处，所述第二光学器件位于所述第一侧和所述第二侧之间的所述第一距离处，其中，所述光路的第二部分在所述第二侧和所述第二光学器件之间限定渐逝区。
8.根据权利要求1所述的内插器，还包括：
第三光学器件，在所述第一侧和所述第二侧之间在所述块状材料中的不同于所述第一高度和所述第二高度的第三高度处限定在所述块状材料中；
第四光学器件，在所述第一侧和所述第二侧之间在所述块状材料中的所述第二高度处限定在所述块状材料中；
第一波导，从所述第一侧行进到所述第三光学器件；
第二波导，从所述第四光学器件行进到所述第二侧；以及
第三波导，从所述第三光学器件行进到所述第四光学器件。
9.根据权利要求8所述的内插器，其中，所述第一光学器件和所述第三光学器件是反射镜，其中，所述第一光学器件的第一反射角不同于所述第三光学器件的第二反射角。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的内插器，其中，所述第一光学器件位于所述第一侧和所述第二侧之间的第一距离处，并且所述第三光学器件位于所述第一侧和所述第二侧之间的不同于所述第一距离的第二距离处。
11.一种方法，包括：
在块状材料中在第一高度处限定第一光学器件；
在所述块状材料中在不同于所述第一高度的第二高度处限定第二光学器件；
在所述块状材料中限定光路的第一部分，所述光路的第一部分光学连接到所述第一反射镜和所述块状材料的第一边缘；
在所述块状材料中限定所述光路的第二部分，所述光路的第二部分光学连接到所述第二反射镜和所述块状材料的不同于所述第一边缘的第二边缘；以及
在所述块状材料中限定所述光路的第三部分，所述光路的第三部分光学连接到所述第一反射镜和所述第二反射镜以限定所述光路，所述光路从所述第一边缘经由所述光路的第一部分、所述第一光学器件、所述光路的第三部分、所述第二光学器件和所述光路的第二部分到所述第二边缘。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
将第一部件结合到第二部件；
其中，所述第一部件包括所述第一光学器件、所述光路的第一部分、和所述光路的第三部分的第一段；
其中，所述第二部件包括所述第二光学器件、所述光路的第二部分、和所述光路的第三部分的第二段；并且
其中，所述第一部件和所述第二部件对准，使得当结合时，所述光路的第三部分的第一段与所述光路的第三部分的第二段共线。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的方法，其中，限定所述第一光学器件还包括下列项之一：
限定透镜；
限定光栅；或者
通过下列项限定反射镜：
在所述块状材料中蚀刻空隙；以及
应用表面处理以增加由所述空隙限定的面的反射率。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，限定所述第二光学器件还包括：
经由激光在所述块状材料中图案化具有反射表面的棱镜。
15.一种***，包括：
光路的第一部分，限定在第一平面中；
所述光路的第二部分，限定在平行于所述第一平面的第二平面中；
所述光路的第三部分，限定在与所述第一平面和所述第二平面相交的第三平面中；
第一光学器件，限定在所述第一平面和所述第三平面的第一交点处并且光学连接到所述光路的第一部分和所述光路的第三部分；以及
第二光学器件，限定在所述第三平面和所述第二平面的第二交点处并且光学连接到所述光路的第三部分和所述光路的第二部分；以及
其中，所述光路的第二部分在所述第二光学器件以及块状材料的在其中限定所述第一光学器件和所述第二光学器件的表面之间限定渐逝区。
16.根据权利要求15所述的***，还包括：
第一部件，包括：
所述光路的第一部分；
所述第一光学器件；
所述光路的第三部分的第一段；
第二部件，包括：
所述光路的第二部分；
所述第二光学器件；以及
所述光路的第三部分的第二段；并且
其中，所述第一部件与所述第二部件结合，使得所述光路的第三部分的第一段和所述光路的第三部分的第二段在所述第三平面中线性对准。
17.根据权利要求15所述的***，还包括：
第一波导，限定在平行于所述第一平面的第四平面中；
第二波导，限定在所述第二平面中；
第三波导，限定在与所述第四平面和所述第二平面相交的第五平面中；
第一反射镜，限定在所述第四平面和所述第五平面的第三交点处并且光学连接到所述第一波导和所述第三波导；以及
第二反射镜，限定在所述第五平面和所述第二平面的第四交点处并且光学连接到所述第三波导和所述第二波导。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的***，其中，所述光路的第一部分与所述光路的第三部分之间的第一反射角为90度；并且
其中，所述光路的第二部分与所述光路的第三部分之间的第二反射角为90度。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的***，其中，所述第一光学器件是在蚀刻到块状材料中的空隙中限定的反射表面。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的***，其中，所述第二光学器件是通过对块状材料的材料基质进行激光图案化而限定的棱镜结构的反射表面。

Claims (20)

1.一种内插器，包括：
块状材料，具有第一侧和与所述第一侧相反的第二侧；
第一光学器件，沿着在所述第一侧和所述第二侧之间延伸的轴线在所述块状材料中的第一高度处限定在所述块状材料中；
第二光学器件，沿着所述轴线在所述块状材料中的不同于所述第一高度的第二高度处限定在所述块状材料中；
第一波导，限定在所述块状材料中，从所述第一侧延伸到所述第一光学器件；
第二波导，限定在所述块状材料中，从所述第二光学器件延伸到所述第二侧；以及
第三波导，限定在所述块状材料中，从所述第一光学器件延伸到所述第二光学器件。
2.根据权利要求1所述的内插器，其中，所述块状材料被分成包括第一部件的第一块状材料和包括第二部件的第二块状材料；
所述第一部件包括：
所述第一波导；
所述第一光学器件；以及
所述第三波导的第一部分；
所述第二部件包括：
所述第二波导；
所述第二光学器件；以及
所述第三波导的第二部分；并且
其中，所述第一部件接合到所述第二部件以将所述第三波导的第一部分与第二部分对准。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的内插器，还包括：
第四波导，限定在所述块状材料中，从所述第一侧延伸到所述第二侧，其中，所述第一波导和所述第四波导之间在所述第一侧的第一距离不同于所述第二波导和所述第四波导之间在所述第二侧的第二距离。
4.根据任一前述权利要求所述的内插器，其中，所述第一光学器件、所述第二光学器件、所述第一波导、所述第二波导和所述第三波导中的一个或多个通过影响所述块状材料的反射率的激光图案化来限定。
5.根据任一前述权利要求所述的内插器，其中，所述第一光学器件和所述第二光学器件中的一个或多个通过光刻和蚀刻工艺以及表面处理来限定以在所述块状材料内施加反射表面。
6.根据任一前述权利要求所述的内插器，其中，所述第一波导在所述第一高度沿第一方向行进，并且所述第二波导在所述第二高度沿所述第一方向行进。
7.根据任一前述权利要求所述的内插器，其中，所述第一光学器件位于所述第一侧和所述第二侧之间的第一距离处，所述第二光学器件位于所述第一侧和所述第二侧之间的所述第一距离处，其中，所述第二波导在所述第二侧和所述第二光学器件之间限定渐逝区。
8.根据权利要求1所述的内插器，还包括：
第三光学器件，在所述第一侧和所述第二侧之间在所述块状材料中的不同于所述第一高度和所述第二高度的第三高度处限定在所述块状材料中；
第四光学器件，在所述第一侧和所述第二侧之间在所述块状材料中的所述第二高度处限定在所述块状材料中；
第四波导，从所述第一侧行进到所述第三光学器件；
第五波导，从所述第四光学器件行进到所述第二侧；以及
第六波导，从所述第三光学器件行进到所述第四光学器件。
9.根据权利要求8所述的内插器，其中，所述第一光学器件和所述第三光学器件是反射镜，其中，所述第一光学器件的第一反射角不同于所述第三光学器件的第二反射角。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的内插器，其中，所述第一光学器件位于所述第一侧和所述第二侧之间的第一距离处，并且所述第三光学器件位于所述第一侧和所述第二侧之间的不同于所述第一距离的第二距离处。
11.一种方法，包括：
在块状材料中在第一高度处限定第一反射镜；
在所述块状材料中在不同于所述第一高度的第二高度处限定第二反射镜；
在所述块状材料中限定第一波导，该第一波导光学连接到所述第一反射镜和所述块状材料的第一边缘；
在所述块状材料中限定第二波导，该第二波导光学连接到所述第二反射镜和所述块状材料的不同于所述第一边缘的第二边缘；以及
在所述块状材料中限定第三波导，该第三波导光学连接到所述第一反射镜和所述第二反射镜以限定光路，该光路从所述第一边缘经由所述第一波导、所述第一反射镜、所述第三波导、所述第二反射镜和所述第二波导到所述第二边缘。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
将第一部件结合到第二部件；
其中，所述第一部件包括所述第一反射镜、所述第一波导和所述第三波导的第一部分；
其中，所述第二部件包括所述第二反射镜、所述第二波导和所述第三波导的第二部分；并且
其中，所述第一部件和所述第二部件对准，使得当结合时，所述第三波导的第一部分与所述第三波导的第二部分共线。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的方法，其中，限定所述第一反射镜还包括：
在所述块状材料中蚀刻空隙；以及
应用表面处理以增加由所述空隙限定的面的反射率。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，限定所述第二反射镜还包括：
经由激光在所述块状材料中图案化具有反射表面的棱镜。
15.一种***，包括：
第一波导，限定在块状材料的第一平面中；
第二波导，限定在所述块状材料的平行于所述第一平面的第二平面中；
第三波导，限定在所述块状材料的与所述第一平面和所述第二平面相交的第三平面中；
第一反射镜，限定在所述第一平面和所述第三平面的第一交点处并且光学连接到所述第一波导和所述第三波导；以及
第二反射镜，限定在所述第三平面和所述第二平面的第二交点处并且光学连接到所述第三波导和所述第二波导。
16.根据权利要求15所述的***，还包括：
第一部件，包括：
所述第一波导；
所述第一反射镜；
所述第三波导的第一部分；
第二部件，包括：
所述第二波导；
所述第二反射镜；以及
所述第三波导的第二部分；并且
其中，所述第一部件与所述第二部件结合，使得所述第三波导的第一部分和所述第三波导的第二部分在所述第三平面中线性对准。
17.根据权利要求15所述的***，还包括：
第四波导，限定在所述块状材料的平行于所述第一平面的第四平面中；
第五波导，限定在所述块状材料的所述第二平面中；
第六波导，限定在所述块状材料的与所述第四平面和所述第二平面相交的第五平面中；
第三反射镜，限定在所述第四平面和所述第五平面的第三交点处并且光学连接到所述第四波导和所述第六波导；以及
第四反射镜，限定在所述第五平面和所述第二平面的第四交点处并且光学连接到所述第六波导和所述第五波导。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的***，其中，所述第一波导与所述第三波导之间的第一反射角为90度；并且
其中，所述第二波导与所述第三波导之间的第二反射角为90度。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的***，其中，所述第一反射镜是在蚀刻到所述块状材料中的空隙中限定的反射表面。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的***，其中，所述第二反射镜是通过对所述块状材料的材料基质进行激光图案化而限定的棱镜结构的反射表面。
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