JP2017505467A - 垂直光結合構造を製造するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
‐結合部の材料は、1.2〜4.2の屈折率を有する。
‐結合部の材料は、2つの光学又は光電子部品の発光又は受光面の屈折率間の屈折率を有する。
‐結合部の材料は、ポリマーである。
‐結合部の材料は、感光性樹脂である。
‐結合部の材料は、SU−8、ベンゾシクロブテン、パリレン、ポリメタクリル酸メチル又はシリコンから作られる。
‐垂直光結合構造は、光学部品の発光又は受光面に関連して、結合位置に結合部を保持するために、光学部品のうちの1つを受容する基板を圧迫するのに適した支持部を更に含む。
‐支持部は、基板を圧迫するのに適したフレームと、フレームに結合部を接続し、かつ、結合部から放射状に延びるサスペンションアームとを含む。
‐サスペンションアームは、三角形断面を有し、その三角形の1つの頂点は、結合部の切欠面(truncated face)の側で配向される。
‐支持部は、その中心に光ファイバの1つの端部を受容するのに適した筒状ハウジングを有するファイバを保持するための構造を更に含む。
‐垂直光結合構造は、ファイバ保持構造と支持体との間に分離層を更に含む。
‐結合部は、円形又は矩形の断面を有する円錐台形である。
‐結合される光学又は光電子部品のマトリックスを受容する基板における集合的な製造の単一のステップにおいて、結合部及びその支持部は、マトリックスとして製造される。
‐ステップ(i)において、第2の光学又は光電子部品を含む基板上に主要層を堆積することによって、
‐ステップ(ii)において、主要層のリソグラフィー及び/又は物理化学的エッチングによって、製造され、
各垂直光結合構造は、基板に置かれる第2の光学部品と面して、かつ、接触して、基板に置かれるように製造され、
モノリシック主要層は、ステップ(iii)を行った後の空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料から構成される全体的に円錐台形の結合部を含み、
結合部は、それぞれ、第1の光学又は光電子部品の発光又は受光面と接触することを目的とした第1横断端面と、第2の光学又は光電子部品の発光又は受光面と接触する第2横断端面とを有する。
‐発光又は受光面を有する、第1の光学又は光電子部品と、
‐発光又は受光面を有する、第2の光学又は光電子部品と、
‐請求項11〜17のいずれか一項によって定義されるような垂直結合構造であり、所定の高さ(H)を有し、かつ、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料から構成される全体的に円錐台形の結合部を含む、垂直結合構造と、を含み、
結合部は、第1直径を有し、かつ、第1の光学又は光電子部品の発光又は受光面と接触することを目的とする、第1横断面と、第2直径を有し、かつ、第2の光学又は光電子部品の発光又は受光面と接触することを目的とする、第2横断面とを有し、
アセンブリは、第1横断面及び第2横断面の寸法が、第1の光学又は光電子部品の出力光フィールドの横方向の分布と、第2の光学又は光電子部品の発光又は受光面との重なりを最大化するように最適化される一方で、第1の光学又は光電子部品と第1横断面との間の位置決めと、第2の光学又は光電子部品と第2横断面との間の位置決めとにおける変化を可能にすることを特徴とし、かつ、2つの光学又は光電子部品間の最大結合の位置に関連して、多かれ少なかれ、少なくとも5マイクロメータの2つの光学又は光電子部品間の位置ずれの変化のために、所定の波長の光学ビームにおける所定の第2直径に関し、高さ対第1直径の割合が、第1の光学又は光電子部品と第2の光学又は光電子部品との間において、少なくとも60%の光結合を提供するような方法で決定されることを特徴とする。
‐ステップiにおいて、第2の光学又は光電子部品を含む基板35上に主要層Aを堆積させることによって生成される。
‐ステップiiにおいて、主要層のリソグラフィー及び/又は物理化学的エッチングによって生成される。
Claims (21)
- 第1の光学又は光電子部品と第2の光学又は光電子部品との間に垂直光結合構造を製造するための方法であって、モノリシック型集合的結合デバイスを製造することを可能にし、前記の垂直結合構造は、
‐ステップ(i)において、第2の光学又は光電子部品を含む基板上に主要層を堆積することによって、
‐ステップ(ii)において、前記主要層のリソグラフィー及び/又は物理化学的エッチングによって、製造され、
各垂直光結合構造は、前記基板に置かれる第2の光学部品と面して、かつ、それと接触して置かれるように製造され、
モノリシック主要層が、ステップ(iii)を行った後の空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料から構成される全体的に円錐台形の結合部を含み、
前記結合部は、それぞれ、第1の光学又は光電子部品の発光又は受光面と接触することを目的とした第1横断端面と、前記第2の光学又は光電子部品の発光又は受光面と接触する第2横断端面とを有する、
製造方法。 - 前記ステップ(ii)は、フォトリソグラフィーによって行われる、請求項1に記載の製造方法。
- 前記ステップ(ii)は、各垂直光結合構造に対し、前記基板を圧迫するのに適した懸垂フレームと、前記のフレームに前記結合部を接続するサスペンションアームとを備える支持部を得ることをもたらす、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 第2層が、ステップ(iii)で、前記主要層上に堆積され、この第2層は、ステップ(vi)で、リソグラフィー及び/又は物理化学的エッチングによって、筒状ハウジング内の第1の光学又は光電子部品を受容することを目的とする保持構造を製造することを可能にする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記主要層は、感光性樹脂又は非感光性樹脂である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記主要層は、シリコンにより形成される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
- インプリントフォトリソグラフィー及び/又はナノインプリントフォトリソグラフィー技術は、前記の垂直結合構造を製造するように使用される、請求項4又は5に記載の製造方法。
- 前記主要層は、反応性イオンエッチング及び/又は深掘り反応性イオンエッチング技術によって機械加工される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記基板は、ハウジングでくり抜かれて、前記基板の上面と同一平面上に、これらハウジング内に、さまざまな第2の光学又は光電子部品を配置し、前記第2の光学又は光電子部品は、金属トラックによって互いに接続されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記第1の光学又は光電子部品若しくは前記第2の光学又は光電子部品は、20μm未満の寸法を有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の製造方法。
- 請求項1〜10のいずれか一項によって定義される方法で得られる2つの光学又は光電子部品間の垂直光結合構造。
- 前記結合部の材料は、1.2〜4.2の間の屈折率を有する、請求項11に記載の垂直光結合構造。
- 前記結合部の材料は、前記2つの光学又は光電子部品の発光又は受光面の屈折率間の屈折率を有する、請求項11又は12に記載の垂直光結合構造。
- 前記の光学部品の前記発光又は受光面に関連して、結合位置において、アームによって前記結合部を保持するために、前記の光学部品のうちの1つを受容する基板を圧迫するのに適した支持部を更に含む、請求項10〜13のいずれか一項に記載の垂直光結合構造。
- 前記結合部は、中実である、請求項11〜14のいずれか一項に記載の垂直光結合構造。
- SU8材料で作られる結合構造に関し、1550nmの波長で、5μmの第1直径で、高さ対第2直径の割合が1.25に等しい、請求項11〜15のいずれか一項に記載の垂直光結合構造。
- デバイスであって、
‐発光又は受光面を有する、第1の光学又は光電子部品と、
‐発光又は受光面を有する、第2の光学又は光電子部品と、
‐請求項11〜16のいずれか一項によって定義されるような垂直結合構造であり、所定の高さ(H)を有し、かつ、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料から構成される全体的に円錐台形の結合部を含む、垂直結合構造と、
を含み、
前記結合部は、
第1直径(d1)を有する第1横断面であり、前記第1の光学又は光電子部品の前記発光又は受光面と接触する、第1横断面と、
第2直径(d2)を有する第2横断面であり、前記第2の光学又は光電子部品の前記発光又は受光面と接触する、第2横断面と、を有し、
アセンブリは、
前記第1横断面及び前記第2横断面の寸法が、前記第1の光学又は光電子部品の出力光フィールドの横方向の分布と、前記第2の光学又は光電子部品の前記発光又は受光面との重なりを生成すように選択される一方で、前記第1の光学又は光電子部品と前記第1横断面との間の位置決めと、前記第2の光学又は光電子部品と前記第2横断面との間の位置決めとにおける変化を可能にする、ことを特徴とし、かつ、
前記の2つの光学又は光電子部品間の最大結合の位置に関連して、多かれ少なかれ、少なくとも5マイクロメータの前記の2つの光学又は光電子部品間の位置ずれの変化のために、所定の波長の光学ビームにおける所定の第2直径(d2)に関し、前記高さ(H)対前記第1直径の割合が、前記第1の光学又は光電子部品と前記第2の光学又は光電子部品との間において、少なくとも60%の光結合を提供するような方法で決定される、ことを特徴とする、
デバイス。 - 前記の結合構造を圧迫し、かつ、筒状ハウジング内に第1の光学又は光電子部品を受容することを目的とした保持構造を含む、請求項17に記載のデバイス。
- 前記の光学又は光電子部品は、シングルモード又はマルチモード光ファイバ、光検出器、VCSEL、光学減衰器、光増幅器の中から選択される、請求項17〜18のいずれか一項に記載のデバイス。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法によって得られる、マトリックス。
- 請求項20に記載のマトリックスと、
第1の光学部品を受容することを目的とした保持構造のマトリックスと、
を含み、
前記マトリックスは、互いを圧迫する、
アセンブリ。
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