專利名稱：用于使用光纖的集成光學器件的帶通槽基底的制作方法
技術領域：
本公開涉及集成光學器件，更具體地涉及用于形成使用光纖的集成光學器件的基
。
背景技術：
某些類型的集成光學器件以光纖的形式結合有源光學部件、有源電學部件和無源波導。這樣的集成光學器件的例子包括光學收發器和有源電纜組件(ACA)。雖然光纖與有源光學部件的有源對準確保了集成光學器件的最佳性能，但對準優選地為無源的以降低成本和復雜性。此外，優選的是使用在本領域中已知的標準包裝技術以形成集成光學器件。實際的集成光學器件使用標準包裝技術裝配以最小化成本。通常，有源光學部件可以有源側向上的方式附接在基底上并與引線電學地互連。在這種情況下，有源光學部件的光路在某些實施例中被導向為朝上遠離基底。在另一種方法中，有源光學部件以倒裝片法安裝在基底上，以使得光路被定向為朝下進入基底或朝上穿過諸如玻璃窗的透明介質。在這兩種選擇中，倒裝片安裝方法具有若干優點，例如有源光學部件和光纖之間的接口得到保護而不受周圍環境影響。另外，光學接口被載體基底機械地穩定化，并且到其它裝置的電氣鏈路是短的，使得能夠高頻率操作。然而，倒裝片安裝方法的主要挑戰涉及在有源光學部件下面無源地對準光纖的必要性，以及提供到光纖的低損耗耦合的必要性。
發明內容
本公開的一個方面是用于形成集成光學器件的帶通槽基底，該集成光學器件使用一個或多個光纖和至少一個有源光學部件。帶通槽基底包括基底構件，該基底構件具有在其中形成有一個或多個凹槽的上表面。基底也包括固定到基底構件上表面的透明片，該透明片與一個或多個凹槽結合限定一個或多個通槽，所述一個或多個通槽的尺寸均設計成容納一個或多個光纖之一，以便允許在有源光學部件與一個或多個光纖之間通過透明片光通f目。本公開的另一個方面是用于形成集成光學器件的帶通槽基底，該集成光學器件使用一個或多個光纖和有源光學部件。帶通槽基底包括具有平的上表面的基底。帶通槽基底還包括具有在其中形成有一個或多個凹槽的透明片，該透明片固定到基底上表面，以與平的基底上表面結合限定一個或多個通槽，所述一個或多個通槽的尺寸均設計成容納一個或多個光纖之一，以便允許在有源光學部件與一個或多個光纖之間通過透明片光通信。本公開的另一個方面是形成用于形成集成光學器件的帶通槽基底的方法，該集成光學器件使用一個或多個光纖和有源光學部件。該方法包括提供具有上表面的基底構件和提供具有相對表面的透明片。該方法也包括在透明片表面的其中一個中形成一個或多個凹槽。該方法還包括使帶凹槽的透明片表面與基底構件上表面接合以限定一個或多個通槽，所述一個或多個通槽的尺寸均設計成容納一個或多個光纖之一，以便允許在有源光學部件與一個或多個光纖之間通過透明片光通信。本公開的另一個方面是形成用于集成光學器件的帶通槽基底的方法，該集成光學器件使用光纖和有源光學部件。該方法包括形成具有大致矩形形狀的截面和在其中形成的多個通槽的柱形玻璃預制件。該方法也包括拉延預制件以形成柱形棒部，該棒部比預制件小并具有與預制件大致相同的相對尺寸，其中棒部通槽的尺寸設計成容納光纖。該方法還包括切割一段棒部以獲得帶通槽基底。參照下面的書面說明書、權利要求書和附圖，本領域的技術人員將進一步理解和體會本公開的這些和其它的優點。
當與附圖結合時，參照下面的詳細描述，可對本公開有更完整的理解，其中圖I是示出在其中形成精確凹槽的示例性基底構件的透視圖；圖2是類似圖I的透視圖，但還示出了在布置在帶凹槽基底構件上面以形成示例性帶通槽基底的過程中的透明片；圖3是在圖2中形成的帶通槽基底的透視圖；圖4與圖3相同，但具有形成在透明片上表面的導電觸點；圖5與圖4相同，但具有形成在導電觸點上的焊球，以及具有在布置在導電觸點和焊球上面的過程中的有源光學部件和有源電學部件；圖6與圖5類似，但具有以倒裝片法安裝在帶通槽基底上的光學部件和電學部件；圖7示出了圖6的帶通槽基底，該基底被翻轉和附接到具有“印刷電路板”(“PCB基底”)形式的更大基底，并且還示出了可操作地安裝在PCB基底上的支持芯片；圖8與圖7類似，但示出了在PCB基底上就位的帶通槽基底和支持芯片；圖9與圖8相同，但示出了插入到帶通槽基底的通槽中的光纖陣列；圖10與圖9相同，但具有在帶通槽基底內就位的光纖陣列；圖11與圖10相同，但示出了用一團固定材料保持到帶通槽基底和PCB基底的光纖陣列；圖12示出了位于透明片的相對側上的有源光學部件和光纖的近距離視圖，并且示出了當光束傳播通過透明片時來自有源光學部件的光束的發散；圖13是示出在其中用鋸切割的凹槽的晶片級基底構件的透視圖；圖14是透視圖，示出了布置在圖13的帶凹槽基底構件上面的晶片級透明片；圖15是與圖14類似的透視圖，示出了在圖13的帶凹槽基底構件上面就位，從而形成晶片級帶通槽基底的圖14的透明片；、
圖16是與圖15類似的 視圖，但示出了形成在透明片上表面上的導電觸點；圖17與圖16類似，但示出了在形成集成光學器件的過程中以倒裝片法安裝到帶通槽基底的有源光學部件和有源電學部件；圖18與圖17類似，但是在對晶片級帶通槽基底切片以分開單獨的集成光學器件之后;圖19是在其中形成凹槽的模制基底構件的透視圖，其中凹槽終止在基底構件內而不是從一端到另一端延伸；圖20是使用帶通槽基底的示例性集成光學器件的剖視圖，該基底使用圖19的模制基底構件；圖21與圖20類似，但示出了具有比傾斜纖維端部的角度小的角度的傾斜通槽端部;圖22與圖21類似，但示出了具有比傾斜纖維端部的角度大的角度的傾斜通槽端部;圖23是示例性玻璃預制件，該預制件被拉延以形成類似于圖3中示出的帶通槽基底，但具有一體結構；圖24是在圓柱形加熱器中的圖23的預制件的透視剖面圖，示出了圓柱形預制件的受熱端部，該預制件被拉延成較小的棒同時保留通槽的幾何形狀和預制件的相對比例；圖25是示出了在其中形成的槽的陣列的拉延的帶通槽基底的透視圖；圖26與圖25相同，但示出了在帶通槽基底的下表面上的導電觸點；圖27與圖26類似并示出了插入到基底通槽中的光纖陣列；圖28與圖27類似，但示出了在基底通槽內就位的光纖陣列；圖29是示例性實施例的近距離視圖，其中光纖端部包括兩個棱面，這兩個棱面有利于將來自有源光學部件的光耦合到光纖內，同時還允許檢測一部分光。圖30是與圖28類似的透視圖，但示出了在帶通槽基底一側上與發送器有源光學部件相對的接收器有源光學部件；圖31是示例性帶凹槽透明片的透視圖；圖32與圖31類似，并示出了沉積在帶凹槽表面上的支承材料；圖33與圖32類似，示出了已被平面化后的支承材料，并且還示出了穿過支承材料的切割線；圖34與圖33類似并示出了不穿過支承材料的切割線；圖35是具有用鋸在其中形成的凹槽的薄透明片的透視圖；圖36是圖35的透明片的剖視圖，示出了在其中形成的凹槽的彎曲形狀；圖37是與圖36類似的剖視圖，進一步示出了模制的基底構件，該基底構件具有被成形為貼合到透明片的凹槽中以進一步限定通槽的隆起。圖38是圖37的模制基底的仰視圖，示出了貼合到透明片的凹槽中的隆起；圖39示出了與透明片匹配的模制基底并示出了由此形成的通槽；圖40與圖39相同，但示出了在由模制基底隆起和透明片凹槽限定的通槽中的光纖;圖41至圖44是用于帶通槽基底的不同的示例性凹槽構型的剖視圖45和圖46與圖44類似，并示出了 V形凹槽的兩個不同頂角的實施例以及該角如何影響發送器有源光學部件和通槽內的光纖之間的光耦合；圖47和圖48與圖44和圖46類似，并示出了示例性實施例，其中利用在透明基底凹槽底部處的散射將來自發送器有源光學部件的光耦合到通槽內的光纖中；以及圖49是示例性印刷電路板(PCB)組件的剖視圖，該組件包括與作為發送器組件的一部分的發送器有源光學部件結合構造的堆疊的集成光學器件。
具體實施例方式下面將詳細參考本公開的優選實施例，其示例性實施例在附圖中示出。只要可能，在所有附圖中都使用相同或類似的附圖標記和符號來表示相同或類似的部件。本公開的實例涉及各種基底，以及使用基底無源地對準光纖的陣列與在諸如低成本光電收發器和ACA的集成光學器件中的有源光學部件的方法。還描述了使用本公開的基 底的示例性集成光學器件。有源光學部件可具有光源的形式，并且包括例如市售的陣列半導體激光光源，例如邊發射光源(例如，Fabry-Perot、分布反饋、環形激光器等)或諸如垂直腔面發射激光器(VCSEL)的面發射光源。下文將發光的有源光學部件稱為“發送器有源光學部件”。有源光學部件還可具有有源光調制器的形式，并包括例如空間光調制器、光相位調制器、電吸收調制器、注入鎖定光調制器、光學晶體管、自由載流子吸收調制器、液晶調制器和半導體光放大器，并且在下文統稱為“光調制器”。有源光學部件還可具有檢測器或接收器的形式，并包括例如諸如PIN光電二極管的檢測器陣列，并且在下文統稱為“接收器有源光學部件”。在下面的討論中，“晶片級”表示這樣的尺寸，該尺寸足以將多個構件、裝置或組件制造在單個結構(例如半導體晶片)上，然后將單個結構切片以得到單獨的構件、裝置或組件。圖I是具有上表面12、下表面14和前端16與后端18的示例性基底構件10的透視圖。出于參照目的而示出了笛卡爾坐標，其具有在基底構件10的平面內的X軸和Y軸以及在該平面之外的Z軸。基底10可由多種材料中的至少一種制成，例如，硅、InP及其合金、GaAs及其合金、GaN及其合金、GaP及其合金、石英、藍寶石、包括鋅、錫和銦的氧化物在內的透明導電氧化物、玻璃、陶瓷、塑料、金屬和適用于光電和集成光學器件應用的其它任何尺寸穩定的材料。基底構件10包括在上表面12中形成的一個或多個凹槽30。凹槽30具有底部31和側壁32。在示例性實施例中，如示出的，凹槽30從前端16延伸到后端18。凹槽30旨在充當光纖的導向器并因此形成為具有適合(例如，稍大于)光纖直徑的寬度和深度。凹槽30可通過多種方法形成，這些方法包括精鋸、各向同性或各向異性蝕刻(例如，反應離子蝕亥IJ、化學蝕刻或光化學蝕刻)或模制方法。凹槽30 (或下面討論的凹槽30’)的橫截面輪廓可以是矩形形狀、V形或U形或由這些和/或其它輪廓的組合形成的某一其它輪廓。除了如示出的沿著基底構件10的整個長度延伸之外，凹槽30還可在基底構件的某個位置處終止，如下面討論的。在基底凹槽加工完成之后，然后參照圖2和圖3，將具有上表面52、下表面54、前端56和后端58以及厚度T5tl的薄透明片50設置在基底構件10的帶凹槽頂部表面12上。在示例性實施例中，透明片50由玻璃制成。透明片50利用諸如固定材料62的多種技術中的一種固定至頂部表面12，固定材料為例如鍵合劑、粘合劑或環氧樹脂。例如，固定材料62可使用絲網印刷方法施加到透明基底下表面54的選定區域，或者在將透明片50放置在基底構件上表面上之前施加到基底構件上表面12的部分。如果基底構件10由硅制成，則在示例性實施例中使用陽極鍵合將透明片50固定到基底構件上表面12。在基底構件10具有與透明片50緊密匹配的熱膨脹系數(CTE)且基底能承受高溫(例如> 850°C )的情況中，則在另一個實例中，將透明片熔接到基底。此外，在該實例中，在施加到透明片50的另外的向下壓力下進行熔接。在另一個示例性實施例中，在選定位置處將透明片50激光熔融到基底構件10。
用于透明基底50的示例性材料為玻璃，因為玻璃在較大的波長范圍內是透光的，能支承導電觸點和透明導電氧化物，與封裝和組裝工藝相容，并且可以由薄片以低成本制成并具有可控厚度。此外，玻璃為低熱膨脹系數材料，其可從組分上設計以匹配硅或在集成光學器件的諸如GasAs、InP,GaN,GaP及其合金的III-V族光電半導體材料的熱膨脹系數。此外，玻璃具有可制造得相對高的折射率以限制光束在玻璃內傳播的衍射。如下所述，這延長了有源光學部件和光纖陣列之間的允許間距。也可將折射率制造得相對低以減少在玻璃光學界面處的背反射。用于透明片50的可選合適材料包括藍寶石和石英，因為其具有各種光學、熱學、化學和機械性質。透明片50的厚度T5tl的示例性范圍在約75iim和約125 ii m之間，用于將波長入=I. 55 iim的光低損耗耦合到多模光纖中。在示例性實施例中，透明片50包括在上表面52和下表面54中的一者或兩者上的至少一個抗反射涂層(未示出)。該至少一個抗反射涂層可在透明片50結合到基底構件上表面12之前或之后施加。透明片50和基底構件上表面12形成了其中凹槽30和透明片限定通槽66的組件，并且在后續加工中可當作單個一體的帶通槽基底。因此，在下文中將透明片50和帶凹槽基底10的組合稱為“帶通槽基底”70。帶凹槽基底構件10為透明片50充當穩固的機械支承，透明片50在一些情況下太易彎曲和/或易碎而不能獨立經受后續加工步驟。參照圖4，導電觸點80被添加到透明片50的上表面52。例如，使用絲網印刷、電鍍、光化學蝕刻處理或其它已知的方法施加導電觸點80。在觸點形成過程期間，將導電觸點80對準基底凹槽30，使得隨后安裝的有源光學部件與凹槽30的中心對齊。導電觸點80提供與有源部件的電接觸。一種示例性的導電觸點80具有圖案化構型，而另一種示例性導電觸點則是接觸墊或包括接觸墊。圖4的導電觸點80示出為具有由相對窄的線段連接的兩個較寬的焊盤段。在一個示例性實施例中，導電焊盤80由諸如金、鉻、錫、鈦、銀和銦的金屬單獨或組合制成。在可用于在希望通過導電觸點80傳播光束時的另一個示例性實施例中，導電觸點由諸如鋅的氧化物、銦的氧化物和錫的氧化物的透明導電材料形成。在一些實施例中，基底構件10由透明導電材料的厚膜或片材制成，在這種情況下，基底構件和導電觸點80被組合成一個。例如當希望有源部件的所有共同引線端接到相同的電接地平面時，這種構型是有用的。現在參照圖5和圖6，將焊球82施加到選定的導電觸點80。然后將有源光學部件100 (例如，諸如VCSEL的光源、諸如寬面積陣列檢測器的光電檢測器、諸如自由載流子光調制器的光調制器等)和有源電子部件102(例如，驅動芯片、接收器芯片等)以倒裝片法安裝在焊球82上。雖然圖5和圖6示出了安裝在通槽66的陣列上方的一個有源光學部件100，但通常可在同一個帶通槽基底70上布置一個或多個有源光學部件。在一個示例性實施例中，將具有VCSEL陣列形式的發送器有源光學部件100定位在一組通槽66的上方，同時將接收器有源光學部件定位在不同組的通槽的上方。在有源部件100為光調制器的形式并且尤其是具有本身透光而不是本質上光反射的類型的情況中，優選的是為光提供基本上透明的路徑以繼續通過有源光學部件，并可在那里進一步使用這部分光束。此外，在示例性實施例中，具有電子驅動芯片或電子接收器芯片形式的有源電子部件102也可操作地布置在帶通槽基底70上。圖6示出了在以倒裝片法附接有源光學部件100和有源電子部件102之后的帶通槽基底70。圖6的構型也稱為“集成光學器件”202。應當注意，有源光學部件100包括在平行于帶通槽基底70的平面的方向上發射或接收光的諸如邊緣發射激光器、平面波導和光纖陣列的裝置。對于這樣的有源光學部件100，在這些裝置中或附近提供了光學的直角彎曲結構或元件(未示出)。例如，平面光波回 路(PLC)的邊緣可以45°或接近45°的角度傾斜，以通常垂直于PLC基底導向光。可選地，可將單獨的直角鏡結構鄰近有源光學部件添加，或者通過鋸切或其它的表面成形方法在透明層的某個部分中形成。還可將有源光學部件100定向為垂直于帶通槽基底70 (特別地，垂直于透明片50的上表面52)，使得光以類似于VCSEL光源的方式沿著垂直發射路徑穿過透明片。現在參照圖7，在下一個加工步驟中，圖6的集成光學器件202被翻轉并附接到更大的基底120，例如印刷電路板(PCB)(下文中，“PCB基底”120)。PCB基底120具有上表面122，該上表面122可選地具有在其中形成的孔或凹部126，當將帶通槽基底安裝在PCB基底中或PCB基底上時，該孔或凹部126防止與在帶通槽基底70上以倒裝片法安裝的有源光學部件100和有源電學部件102的機械干擾。PCB基底上表面122包括導電觸點80和在周邊孔或凹部126周圍的焊球82，該焊球82在PCB基底和集成光學器件202之間提供各種所需的電連接。在示例性實施例中，附接過程還可涉及在PCB基底120上的輔助芯片或支持芯片150的倒裝片安裝。結果是如圖8中所示的PCB組件204。現在參照圖9，提供了具有帶護套部221并由光纖222構成的光纖陣列220并將其插入到帶通槽基底70中的通槽66內，每個光纖222具有外表面223、芯224和劈割(例如，激光劈割)的光纖端部226。在示例性實施例中，光纖陣列220構成諸如帶狀光纜的光纜。在示例性實施例中，光纖端部226成角度并因而具有傾斜端面228，其中端面角可形成為45°或接近45°，或者提供改進的光學性能(例如，降低的背反射、增加的多模光纖帶寬等)的相對于光纖軸線Al的其它角度。傾斜光纖端部226的尖頭形狀有利于將光纖222插入到通槽66中。在示例性實施例中，通槽66的暴露(開放)端部是張開的，以進一步有利于光纖陣列220在通槽66內的插入和對準。圖10示出了在通過插入通槽66中而將光纖陣列220結合到其中之后的PCB組件204。光纖陣列220被插入到通槽66中，直到傾斜光纖端部226對準有源光學部件100。對于具有VCSEL或其它光源形式的發送器有源光學部件100來說，在示例性方法中，使用有源光反饋來對準光纖陣列220。該對準方法涉及激活有源光學部件100并調整光纖陣列220在通槽66內的位置，直到在光纖陣列遠端處的功率最大化。對于接收器有源光學部件100來說，光發送到光纖陣列220的遠端，并且當在通槽66內調整光纖陣列的位置時主動地監控接收器功率。在另一個示例性實施例中，構造成在通過帶通槽基底70觀察時識別部件或基準的視覺系統(未示出)允許對準光纖陣列220與有源光學部件100，而不增加必須對有源光學部件加電的困難。在光纖外表面223和側壁32和/或限定通槽66的透明片下表面54之間的界面處可發生背反射和標準具效應。在示例性實施例中，在光纖外表面223、通槽壁32和透明片下表面54中的至少一個上使用抗反射涂層降低這樣的效應。替代地，可在該界面處施加折射率匹配的環氧樹脂或折射率匹配的流體(未示出)。折射率匹配的環氧樹脂還用來補償在界面區域中的光纖外徑的微小變化。通過在給定的工作波長下適當選擇透明片50的折射率也可減少背反射。作為最終組裝步驟，可能需要機械地限制光纖陣列220，以使得光纖222在通槽66內不移動。圖11是與圖10類似的示意圖，但其示出了將固定材料62在基底端部18處施加(例如，作為一團粘結材料)到光纖陣列220上的示例性實施例。其它的示例性解決方案包括將光纖陣列保護套221卷曲到PCB基底120，以使得光纖222相對于PCB組件204固定。為了將來自安裝在透明片上表面52上的發送器有源光學部件100和安裝在透明片下表面54附近的光纖222的光的低損耗耦合，透明片50的厚度T5tl最好不太厚。例如，參照圖12，從發送器有源光學部件100發送的光束100L穿過透明片50。由于衍射效應，光束100在傳播時直徑增加。如果透明片50太厚，光束100L的直徑將顯著大于光纖芯224的直徑，導致光低效耦合進光纖222中。使用具有約8 u m的孔并耦合到具有直徑30 y m的芯224的多模光纖222中的VCSEL光源在由具有折射率n = I. 45的玻璃制成的透明片50中進行的光束發散評價表明，對于入=850nm來說，透明片50應具有不大于約250iim的厚度T5tl,而對于入=I. 55 ii m來說，則應具有不大于約130 u m的厚度T5(l。此外，作為VCSEL發送器有源光學部件100和光纖端部226之間的距離的函數，用于小于300m的短的多模光纖鏈路的鏈路帶寬的測量顯示，當空氣中的間隔距離在約80 y m至約100 ii m之間時最優性能是最佳的。對于X = I. 55um來說，該間隔距離對應于約150 u m的玻璃厚度T5(i。使用熔融拉制法的低成本的玻璃制造技術允許形成具有低至至少100 u m的厚度T5tl的精確厚度(例如，± I U m)的玻璃透明片50。具有至少100 u m的厚度T50的薄玻璃透明片50充分剛性且相對容易操作。因而，當使用具有在\ = 850nm下工作的VCSEL形式的有源光學部件100時，玻璃透明片50的厚度T5tl的示例性范圍在約200 u m至約250 iim之間，而對于在入=I. 55iim下工作的VCSEL，厚度則在IOOiim和150iim之間。帶通槽基底組件的晶片級制造制造帶通槽基底70的方法被放大至更大的(例如“晶片級”)基底構件10和透明片50，從而允許在同一基底構件上制造許多單獨的帶通槽基底70和集成光學器件202，然后在以后彼此分離(切割)。較大的基底構件10的使用降低了制造成本，因為各個加工步驟(例如，鋸切、導電觸點形成、芯片附接和各個基底的切片)可以在單個結構上并行進、行。帶通槽基底70的形狀和厚度可以選擇以模仿現有標準尺寸晶片和透明片。這允許較大的基底構件10使用現有加工設備而不進行修改，甚至基底性質(例如，具有槽結構的玻璃)可以與加工設備通常處理的基底大不相同。圖13至圖18示出了當放大至較大尺寸的基底構件10時用于形成帶通槽基底組件70以及集成光學器件202和PCB組件204的各種示例性加工步驟。圖13使用具有鋸片302的鋸300在基底構件10中形成凹槽30的示例性方法的透視圖。精鋸操作形成具有良好控制的幾何形狀的凹槽30。例如，在陶瓷和玻璃材料中的V形凹槽精鋸操作可以產生間距和深度控制在約I U m內的凹槽30。其它精度較低的鋸切操作仍然可以更經濟的成本提供對凹槽結構的更寬松但可接受的幾何控制(例如，在約3iim至5iim的公差范圍內)。這樣的公差通常對于將有源光學部件100對準到多模光纖220是可接受的。圖14是設置在帶凹槽基底構件上表面12上的透明片50的透視圖，而圖15則是示出為形成帶通槽基底70而就位的透明片的類似視圖。在此階段，在示例性實施例中，帶通槽基底70的總體尺寸和形狀被修剪以匹配所需形狀。圖16是圖15的帶通槽基底70的透視圖，但具有施加在多個位置處的導電觸點 80。用于形成導電觸點80的過程(例如焊盤金屬化)例如使用用于整個帶通槽基底70的單個掩模和圖案化操作或通過在帶通槽基底的不同部分上使用多個操作來進行。焊盤金屬化或圖案化的透明導電氧化物(或PTC0)可以在形成凹槽30之前或之后施加。在任一種情況下，都在掩模和下面的通槽66之間進行精確對準，以確保光纖222在放入通槽內時與以倒裝片法安裝在導電觸點80上的有源光學器件100正確對準。透明片50的透明性有利于這種對準過程。透明片50也使得更容易確保PCB組件204的表面和掩埋特征對準至微米級公差。在導電觸點80形成之后，將焊球82布置在導電觸點上。然后，參照圖17，將有源光學部件100和相關的有源電學部件102在不同的焊盤金屬化(或PTC0)位置以倒裝片法安裝在帶通槽基底70上。該方法導致顯著的成本降低，因為焊球施加、倒裝片安裝和焊料回流過程都以晶片級進行。在倒裝片安裝步驟之后，參照圖18，進行切片操作以將單獨的集成光纖器件202分離。然后，將集成光纖器件202可選地安裝到諸如PCB基底的更大的光學子組件(未示出)中。然后，將光纖陣列220插入相應的帶通槽基底70的通槽66內以完成如上文討論的集成光學器件202或PCB組件204 (參見例如圖7)。模制通槽基底精密凹槽30也可以多種基底材料使用模制操作形成。在一個示例性實施例中，在模制的塑性基底構件10中形成帶有具有微米級位置精度的特征的V形凹槽30。在另一個示例性實施例中，利用將玻璃片熱壓入模具來形成凹槽30，該凹槽30在尺寸和位置上以在約3 ii m至約5 ii m之間的公差變化。這些技術可用來形成帶凹槽基底構件10。圖19是類似于圖I的基底構件10的透視圖，但示出了通過模制操作形成的凹槽30。與鋸切的凹槽30不同，模制凹槽可容易地制備成具有在基底構件內而不是從前端16至后端18延伸的端壁34。在示例性實施例中，通過以90°端接凹槽30的模制止擋來形成端壁34。端壁34由此充當通槽端壁并在光纖插入通槽66內時充當光纖止擋。在另一個示例性實施例中，模制操作在基底構件上表面12上的多個位置處形成模制基準350，其中基準相對于模制凹槽30精確對準。基準350用來例如有助于將透明片50和后續導電觸點80對準到凹槽30。
圖20是使用具有模制基底構件10的帶通槽基底70的集成光學器件202的剖視圖。光纖222具有傾斜光纖端部226,傾斜光纖端部226引導光在大致垂直于光纖軸線Al (即向上至有源光學部件100)的方向上進入或離開光纖。在形成集成光學器件202期間，將光纖陣列220插入通槽66內，如上所述。然而,漸縮的光纖端部226接觸90°端壁34并在傾斜光纖端部與有源光學部件100對準的位置處停止。90°端壁34不接觸傾斜光纖端面228，這確保由光纖222引導且入射到傾斜光纖端面228上的光經歷全內反射(TIR)并向上朝有源光學部件100反射。最佳對準對應于光學部件100和光纖222之間的最佳光
子袖口 O通槽端壁34的角度可以調整以支持小于90°的角度，例如圖21所示。就這一點而言，考慮用于傾斜模制端壁34的兩種一般構型。在第一構型中，端壁34的角度略大于在光纖端部226處的傾斜面228,例如圖21所不。當光纖222完全插入通槽66內時,在光纖端部226處的頂端在端壁34的上部與其接觸。在圖22所示的第二構型中，端壁34的角度 略小于在光纖端部226處的傾斜面228。當光纖222完全插入通槽66內時,在光纖端部226處的頂端在端壁34的下部與其接觸。在兩種情況下，傾斜通槽端壁34用來對準有源光學部件100正下方的光纖端部226，而不直接接觸光纖端部226處的傾斜面228。傾斜端壁34也用來迫使光纖端部236向上緊密接觸透明片50的下表面54。這確保在有源光學部件100和光纖222之間保持受控距離。傾斜通槽端壁34的向上楔入功能也允許凹槽30的深度略大于位于其中的光纖222的直徑，這簡化了將光纖陣列220結合到帶通槽基底70內的過程。在另一個實施例中，端壁34成角度，使得其大約平行于光纖端面228。在這種情況下，端壁34在對應于光纖芯224的位置處提供了輕微的凹部。該凹部通過在光纖端面228上的一個位置處提供小的氣隙而允許光在光纖222內的全內反射。在示例性實施例中，端壁34的其它部分構造成接觸光纖端部228并迫使光纖向上接觸透明片50。通過拉延形成的帶通槽基底在示例性實施例中，通過拉延適當構造的預制件來形成帶通槽基底70。圖23是具有柱形矩形截面主體382的玻璃預制件380的透視圖，在主體382內形成多個通槽384。預制件380具有相對的端部386和388。預制件380例如通過以下方式形成將一塊玻璃加工至所選尺寸，并且在玻璃塊中端部386和388的其中一個的準確位置處鉆孔。預制件380基本上是帶通槽基底70的放大形式。典型的玻璃預制件被加工成一定的幾何形狀，該幾何形狀與最終產品的形狀緊密匹配但大許多倍(例如十至一千倍)。預制件通常從一端懸掛下來并受熱，直到玻璃軟化。施加到預制件自由端的重力和/或受控張力使得玻璃被拉伸成狹窄的股線或坯體。該坯體的截面大致保留初始預制件的幾何形狀，但具有小得多的尺寸。利用該方法，可以將拉延制品的特征尺寸控制到低至亞微米分辨率。因此，現在參照圖24，在使用玻璃預制件380形成帶通槽基底70的過程中，將預制件端部386保持并將玻璃預制件在自由端388處的至少一部分390放入圓柱形加熱器400中加熱，直到部分390中的玻璃軟化。向下拉伸(“拉延”)軟化的預制件部分390中的玻璃，使得預制件形狀和所有內部通槽384向下漸縮至更小的幾何形狀。通槽384的相對尺寸和位置以及其它預制件尺寸在拉延過程中大致保留，導致形成尺寸減小的帶通槽棒410。然后，將帶通槽棒410切割成多個具有通槽66的帶通槽基底70，如圖25所示。由于圖25的帶通槽基底70由玻璃制成，其在所關注的波長(例如，880nm和1550nm的通信波長)下是透明的，并且因此允許在基底表面和內部通槽之間的光通信。圖25的一體帶通槽基底70的上表面記為52，并且將下表面記為14，以使附圖標記與如上所述由基底構件10和透明片50形成的帶通槽基底的實施例保持一致。在圖25的帶通槽基底70上的后續加工步驟在帶通槽基底下表面14上形成導電觸點80，如圖26所示。然后進行有源光學部件100和有源電學部件102的倒裝片附接，結果形成圖27所示對應的集成光學器件202。如上文所述和圖28所示，然后將帶有具有傾斜光纖端部230的光纖222的光纖陣列220插入通槽66內并與有源光學部件100對準。在替代的組裝順序中，帶通槽棒410被切割成更長的長度，以便在很大程度上以上文討論的“晶片級”制造方法的方式由單個長棒制造多個帶通槽基底70。在上述組裝過程之后，在更大的“帶通槽基底”70的不同位置進行焊盤金屬化、焊球附接和部件的倒裝片附接，以使用帶通槽棒410形成多個集成光學器件202。在倒裝片附接之后，然后將帶通槽 棒410切片以形成單獨的集成光學器件202，然后可以如上所述將集成光學器件202可選地一體化到更大的光學子組件中。也可以進行其它操作，例如對帶通槽棒410上的一個或多個表面的精拋光。具有安裝在兩側的有源光學部件的透明帶通槽基底在一些應用中，有源光學部件100和有源電學部件102安裝在帶通槽基底構件70的相對側上。例如，對于諸如VCSEL的發送器有源光學部件100，可能需要在發送器的壽命期內用接收器有源光學部件監測光輸出功率。在示例性實施例中，使用透光的帶通槽基底70將接收器有源光學部件100大致相對地倒裝片安裝到發送器有源光學部件。圖29是光纖222及其光纖端部226的近距離視圖，光纖端部226具有傾斜面228，傾斜面228具有劈割的上棱面228U和下棱面228L，用來將來自光束100L的光在光纖芯224和附近的光電檢測器有源光學部件100之間分裂。下棱面228L形成為相對陡峭的角度(相對于圖29的水平面)，以使得來自布置在光纖端部226下面的VCSEL有源光學部件100的光100L被全內反射到光纖芯224中。上棱面228U形成為更淺的角度，以使得光100L的一部分折射通過該棱面并到達布置在光纖端部226上方的接收器有源光學部件100。在圖30所示示例性實施例中，雙棱面光纖222的陣列220被插入帶通槽基底70的通槽66內。光纖陣列220中的光纖222的光纖端部226定位在發送器有源光學部件100的對應陣列的正上方和接收器有源光學部件的第二陣列的下方。來自發送器有源光學部件100的陣列的光100L被導向至相應的光纖端部226內，使得該光的一部分被反射到光纖芯224內，該光的一部分被向上朝接收器有源光學部件100折射。此處可以構想到帶通槽基底70的其它應用，例如所有有源光學部件100都以倒裝片法安裝在帶通槽基底的一側上的應用。例如，在一個這樣的應用中，從發送器有源光學部件100發出的光100L的一部分傳播通過帶通槽基底70的一部分，然后在被導向至安裝在發送器有源光學部件裝置附近的接收器有源光學部件之前反射離開一個或多個內表面或外表面(或機加工棱面)。光衰減對于諸如VCSEL基發送器形式的光源的某些發送器有源光學部件100，常常希望以高光輸出功率水平操作部件。由于眼睛安全要求限制了光鏈路中傳輸的最大光學功率，有時需要衰減進入光纖222的光學功率。在一個實例中，在有源光學部件100和光纖222之間提供已知的光衰減，或者將光纖定位(即選擇性地對準)以使其僅捕獲由有源光學部件輸出的一小部分光，通過這種方式來實現對光學功率的控制。雖然基底構件10、透明片50和預制件380可以全部由低損耗光學玻璃制成，但這些部件也可由摻雜玻璃制成，其中將摻雜物以一定量加入玻璃中，所述量改變玻璃的光吸收特性，同時優選地基本上不改變其它相關玻璃性質，例如CTE、導熱率和電導率。在示例性實施例中，使用多種摻雜玻璃中的一種來制造基底構件10、透明片50和/或預制件380，以實現給定應用所需的光衰減。在示例性實施例中，具 有選定厚度T5tl的透明片50具有對應的所需衰減，以允許在光纖222和有源光學部件100之間引入受控量的插入損耗。對于該方法的一個顧慮是，當光束100L在傳播通過透明片50的過程中發散時，是否將存在與相鄰光纖222的大量光學串擾。光纖222的陣列220通常布置成127 iim或250 iim的間距，因此，來自一個有源光學部件100的發散光束100L橫向散布最好不超過該值的大約一半。取62. 5 ii m的橫向散布(即125 u m的光束直徑)為保守值，則對于波長\ = 850nm且由直徑8 y m的VCSEL產生的光束100L，光束在穿過約I. 4mm的玻璃之后將散布125 u m。與在I. 4mm玻璃厚度下進入直徑30 y m的多模光纖222的耦合相關聯的估計插入損耗為約10dB。對于波長X = I. 55iim和直徑8iim的VCSEL，光束100L在穿過約0. 75mm的玻璃之后將散布125 u m。與在0. 75mm玻璃厚度下進入直徑30 y m的多模光纖222的耦合相關聯的估計插入損耗為約10dB。因此，對于常用的波長X = 1.55iim和X = 850nm，可以在光纖222之間不引入顯著的信號串擾的情況下引入顯著的信號衰減。如果仍然擔心信號串擾，則可以將基底通槽66的間距增加至更大的值，例如250 ii m或500 y m。為了消除或減少來自帶通槽基底70內的額外反射的不需要的串擾，在示例性實施例中，將抗反射涂層、吸收性涂層或散射表面處理施加到帶凹槽基底(當帶凹槽基底不透明時)或帶通槽基底相對面(當帶凹槽基底或拉延帶通槽基底透明時)。薄玻璃片上的通槽和其它特征在用于制造帶通槽基底70的另一個示例性實施例中，使用略厚的透明片50(例如，0. 7_至約I. Imm)來增加透明片在加工期間的機械穩定性。此外，以與上文結合基底構件10所述的相同或類似方式加工透明片50，以便在上表面52中形成平行凹槽30’的陣列，如圖31所示。在一種方法中，通過精鋸在透明片50中形成凹槽30’，例如上述用于在基底10中形成凹槽30的精鋸。凹槽30’的形成導致在凹槽底部31’和下表面54之間形成變薄區域17。在本示例性實施例中，基底構件10不帶凹槽，使得凹槽30’和基底上表面12限定了通槽66’。下面描述其中基底構件10也帶凹槽的示例性實施例。在帶通槽透明片50與不帶通槽基底構件10結合形成帶通槽基底70之后，需要在安裝在透明片下表面54上的有源光學部件100和定位在通槽66’中的光纖端部226之間的損耗耦合。變薄區域17的厚度應不超過約150 ii m至250 u m,表面上取決于波長入和有源光學部件100的其它光學性質，以及(多模)光纖芯224的直徑。所得透明片50即使在輕微的機械變形之下，也易于在變薄區域17處斷裂。例如，在透明片不斷裂的情況下，通常難以從切片中常用的壓敏背襯片(未示出)移除帶凹槽透明片50。為了減輕透明片50在變薄區域17處斷裂的傾向，在示例性實施例中，通過在凹槽30’的所選部分內施加少量的支承材料450，例如環氧樹脂、粘結材料或粘合劑來加固薄的區域，如圖32所示。支承材料450優選地足夠稀，以便在從透明片上表面施加壓力時向下流入到凹槽30’中，但又足夠稠，以防止沿凹槽流動。在示例性實施例中，支承材料450包含可得自康寧股份有限公司(Corning, Inc.)(美國紐約州康寧市)的Corning MCA_xx系列的填充CTE匹配熱固化環氧樹脂。在示例性實施例中，支承材料450在仍然附接到壓敏粘合劑背襯(未示出)的同時被施加到透明片50的上(帶凹槽)表面52。這允許充分地加固透明片50，以便在后續加工步驟期間經受背襯移除和處理。支承材料450的流動優選地使用絲網印刷、自動注射分配或其它掩模或分配方法限制在具體凹槽位置。該方法允許在同一透明片50上制造多個部件，從而降低了總部件成本。在示例性實施例中，使用額外的粘合劑拋光和/或研磨步驟來平面化支承材料450，從而使其不高出透明片上表面52，如圖33所示。圖33也示出了切割線460，以顯示如何將較大的帶凹槽透明片50分割成單獨的透明片的實例。切片操作可以立即在透明片50上進行，或者延遲，直到將基底構件10附接到透明片以形成帶通槽基底70之后。當基底構件10附接到透明片50之后，其為薄區域17提供了機械加固。因此，切片操作可以這樣的方式進行，使得在切片之后例如沿圖34所示切割線460暴露通槽。這使得類似于圖7至圖11所示步驟的后續加工能夠實現集成光學器件202的實施例。如果在切片之前將基底構件10附接到帶凹槽透明片50提供足夠的加固，則可以取消上述凹槽加固步驟。然而，在后續焊盤金屬化和倒裝片附接期間需要注意薄區域17，以確保這些區域不承受過度的機械荷載。
在另一個示例性實施例中，凹槽30’不在透明片50的前端56和后端58之間延伸。相反，例如通過在一個或多個位置(例如透明片的中心附近)處鋸入透明片上表面52內而形成較短的凹槽30’，如圖35所示。該方法優選地在具有約0. 7mm至I. Imm的厚度的上述較厚透明片50上進行，使得未被鋸移除的透明片的部分在后續加工期間為透明片提供足夠的機械支承。圖36是IOmm寬、0. 7mm厚的透明片50的示意性按比例剖視圖，該透明片已使用直徑50mm的鋸片302橫鋸。鋸片302被下降，直到薄區域17為約0. 2mm厚。在該深度處，鋸片302僅僅在前端56和后端58處接觸透明片50的頂部表面52。 在示例性實施例中，模制基底構件10包括隆起470，隆起470構造成貼合到通過橫鋸操作形成的凹槽30’中并用來進一步限定通槽66，以將光纖陣列220引導至適當的位置，如圖37所示。隆起470包括傾斜光纖止擋472和擴大(例如張開)的光纖入口 474，以使光纖陣列220插入通槽66簡化。圖38提供了圖37的模制基底構件10底部視圖，示出了貼合到玻璃基底橫鋸凹槽30’中的升高的隆起470。模制基底構件10和透明片50在插入光纖陣列之前的組裝剖視圖在圖39中示出。在將模制基底構件10和透明片50結合(例如，使用粘合劑)之后，將光纖陣列220插入通槽66內，如圖40所示。傾斜光纖止擋472確保傾斜光纖端部226位于正確的位置并受壓接觸透明片50。
許多上文討論的制造技術涉及從基底構件10或透明片50移除材料。在其它示例性實施例中，從基底10和透明片50兩者移除材料以形成由凹槽30和30’兩者限定的通槽660圖41至圖44示出了基底構件10和透明片50的示例性構型。圖41示出了通過僅從基底10移除材料形成的通槽66。圖42示出了通過僅從透明片50移除材料形成的通槽66，其與具有貼合到透明片凹槽內的隆起11的模制基底構件10結合。圖43示出了通過從基底10和透明片50兩者移除材料形成的通槽66。圖44類似于圖43，不同的是凹槽30’為V形。V形通槽66是用于光纖對準的吸引人的選項，因為“V”的頂點允許準確定位。然而，V形通槽66也具有有效耦合進出光纖220的傾斜端部236的光的含意。圖45和圖46示出了用于通槽66的兩種不同的V形構型的兩個不同的剖視圖，其中V形通槽66由V形凹槽30’和例如基底構件10的平坦上表面12限定。凹槽30’的“V”部分具有頂角0。發送器有源光學部件100定位在鄰近透明片50的下表面54的光纖222正上方(應當注意，由于上表面已帶凹槽，因此此時下表面54在帶通槽基底70的頂部上)。來自發送器有源光學部件100的光向下穿過薄區域17并入射到光纖222正上方的傾斜V形凹槽側壁32。V形凹槽側壁32的取向導致來自發送器有源光學部件100的光束100L在穿過V形凹槽時發散。這種發散橫向地加寬光束100L,導致一部分光束未進入光纖芯224。光束100L的發散量取決于頂角0。在圖45中，V形凹槽30’具有相對小的頂角0，使得光束100L以相對高的入射角入射到V形凹槽側壁32。這導致通過斯涅耳定律而以甚至更高的入射角折射。由于V形凹槽頂角0較小，因此光入射到的那部分V形凹槽側壁32和光纖外表面223之間的距離較大。較長的距離意味著光束100L有更多的機會發散，這增加了至少一部分光束將不會進入光纖芯224的可能性。 在圖46中，V形凹槽30’具有大于圖44所示角度的頂角0。這減小了穿過V形凹槽側壁32的光的入射角，從而相比圖44的構型減小了光束的發散率。由于V形凹槽頂角0大于圖44所示角度，光束100L入射到的那部分V形凹槽側壁32和光纖外表面223之間的距離減小。這種減小的距離意味著光束100L有更少的機會發散，這減小了至少一部分光束將不會進入光纖芯224的可能性。當光束100L從傾斜光纖端部226向上進入安裝在透明基底50的下表面54附近的接收器有源光學部件100A時，出現類似的光束發散情況。V形凹槽頂角0可用來改變光束的發散，并且優選較大的V形凹槽頂角0以最小化該幾何形狀的光束發散。在示例性實施例中，光束100L的發散受到控制以最大化多模光纖鏈路中的鏈路帶寬。通過優先地激發有限組的導模或導模組，可以減少多模光纖中的模態色散。具體地講，通過以相對于光纖軸線Al較高的角度將光射入多模光纖芯224內，可以實現較高階導模的激發。只要發射角小于光纖的截光角，光就在光纖內以有限數量的高階模被引導，導致對于更長的鏈路(例如> 200m)減少的模態色散和增加的鏈路帶寬。在一個實例中，來自光束100L的光優先地以較高的角度使用圖43所示V形凹槽形凹槽30’射入光纖芯224內。V形凹槽頂角0被調整以改善高角度發射條件。在一些情況下，可能需要減小透明片厚度T5tl,因為光束100L的高度發散部分更可能落在光纖芯224以外。
在示例性實施例中，在光鏈路的接收器端使用V形構型的凹槽30’，在那里，與V形凹槽30’相關的光束100L的發散充當角度濾波器，并且只允許高階模光傳播和到達光電檢測器(未示出)。在到達傾斜面228之前大致平行于光纖軸線Al傳播的低階模光趨于被傾斜V形凹槽側壁表面導向至除了以倒裝片法安裝的接收器有源光學部件100之外的位置。在另一個示例性實施例中，通過使用介于發送器有源光學部件100和光纖222之間的散射表面而將來自光束100L的光入射為光纖222的較高階模。當使用鋸形成凹槽30’時，其底部表面31’由于鋸片302的偏差而具有一定的粗糙度。圖47和圖48示出了放大的底部粗糙表面31’。當光束100L被發送器有源光學元件100發射時，其入射到粗糙化表面31’并在相對于光束初始傳播方向的一定散射角Cp范圍內散射。如果大部分光束100L以適度的散射角9散射，則散射部分將趨于激發光纖222的較高階模，導致改善的鏈路帶寬性倉泛。在示例性實施例中，通過改變鋸片302所用材料并在切割之前處理或打磨鋸片表面而改善了凹槽底部表面31’的粗糙度。在示例性實施例中，使用諸如凸面或凹面輪廓的 復雜鋸片輪廓來進一步改善發射條件和散射角(P。上述示例性實施例可擴展至二維帶通槽基底構型。圖49是示例性PCB組件204的剖視圖，該組件包括二維(疊置)集成光學器件202，集成光學器件202構造成與作為發送器組件512 —部分的發送器有源光學部件100結合。發送器組件512包括導電觸點80和焊球82，導電觸點80和焊球82提供與也包括導電觸點的相鄰帶通槽基底70的電連接。在示例性實施例中，多個帶凹槽透明片50(或帶通槽基底70)被疊置和用來將二維光纖陣列220與有源光學部件100的二維陣列在一個或多個倒裝片法安裝的基底組件上對準。凹槽30可在帶凹槽基底70的一側或兩側上形成，并且根據需要被疊置和覆以薄玻璃片50。可選地沿光路包括諸如透鏡520的透鏡，以補償光纖與有源裝置互連中增加的光束衍射。圖49示出了與最上帶通槽基底70相關的透鏡520。透鏡520也可用來將光100L耦合到較下的帶通槽基底70的光纖222內。透鏡520可通過微成型或激光成形來形成。透鏡520也可包括衍射光柵結構。在各個疊置的光纖陣列平面內的透鏡520的焦距優選地被定制，以優化各個光纖陣列的光學耦合性能。對于本領域的技術人員將顯而易見的是，在不脫離如所附權利要求限定的本公開的精神和范圍的情況下，可以對本文所述本公開的優選實施例進行各種更改。因此，本公開旨在涵蓋本公開的更改和變型，前提是這些更改和變型在所附權利要求及其等同物的范圍內。
權利要求
1.一種用于形成使用一個或多個光纖和至少一個有源光學部件的集成光學器件的帶通槽基底，包括 基底構件，所述基底構件具有上表面，所述上表面具有在其中形成的一個或多個凹槽；和 透明片，所述透明片固定到所述基底構件上表面，所述透明片與所述一個或多個凹槽結合限定一個或多個通槽，所述一個或多個通槽的尺寸均設計成容納所述一個或多個光纖之一，以便允許在所述有源光學部件與所述一個或多個光纖之間通過所述透明片光通信。
2.根據權利要求I所述的帶通槽基底，其特征在于，所述透明片包含玻璃。
3.根據權利要求2所述的帶通槽基底，其特征在于，所述基底構件包含選自下列的至少一種材料娃、InP及其合金、GaAs及其合金、GaN及其合金、GaP及其合金、石英、藍寶石、包括鋅、錫和銦的氧化物的透明導電氧化物、玻璃、陶瓷、塑料和金屬。
4.根據權利要求I所述的帶通槽基底，其特征在于，所述透明片包括一個或多個凹槽，所述一個或多個凹槽與所述一個或多個基底構件凹槽對準以進一步限定所述一個或多個通槽。
5.根據權利要求I所述的帶通槽基底，其特征在于，所述透明片的所述一個或多個凹槽具有矩形截面、V形截面和U形截面中的一種。
6.一種集成光學器件，包括 根據權利要求I所述的帶通槽基底； 導電觸點，所述導電觸點形成在透明基底層的上表面上； 至少一個有源光學部件，所述至少一個有源光學部件可操作地布置以與所述導電觸點電接觸；和 一個或多個光纖，所述一個或多個光纖設置在對應的一個或多個通槽中，其中所述一個或多個光纖具有相應的傾斜端部，所述傾斜端部定位和構造成允許光在所述一個或多個光纖和所述至少一個有源光學部件之間傳播。
7.根據權利要求6所述的集成光學器件，其特征在于，所述至少一個有源光學部件包括下列至少一者光學發送器、光調制器和光學檢測器。
8.根據權利要求6所述的集成光學器件，其特征在于，還包括印刷電路板(PCB)基底，并且其中所述帶通槽基底可操作地布置在所述PCB基底中或所述PCB基底上。
9.根據權利要求6所述的集成光學器件,其特征在于,所述一個或多個光纖具有包括第一和第二斜面的傾斜端部。
10.一種用于形成使用一個或多個光纖和有源光學部件的集成光學器件的帶通槽基底，包括 基底構件，所述基底構件具有平的上表面；和 透明片，所述透明片具有在其中形成的一個或多個凹槽并固定到所述基底上表面，以與所述平的基底上表面結合限定一個或多個通槽，所述一個或多個通槽的尺寸均設計成容納所述一個或多個光纖之一，以便允許在所述有源光學部件與所述一個或多個光纖之間通過所述透明片光通信。
11.根據權利要求10所述的帶通槽基底，其特征在于，所述透明片包含玻璃。
12.—種集成光學器件，包括根據權利要求10所述的帶通槽基底； 導電觸點，所述導電觸點形成在所述透明片的上表面上； 至少一個有源光學部件，所述至少一個有源光學部件可操作地布置在所述導電觸點上；和 一個或多個光纖，所述一個或多個光纖設置在對應的一個或多個通槽中，其中所述一個或多個光纖具有相應的傾斜端部，所述傾斜端部定位和構造成允許光在所述一個或多個光纖和所述至少一個有源光學部件之間傳播。
13.一種形成用于形成集成光學器件的帶通槽基底的方法，所述集成光學器件使用一個或多個光纖和有源光學部件，所述方法包括 a)提供具有上表面的基底構件； b)提供具有兩個相對表面的透明片； c)在所述兩個透明片表面中的一個透明片表面中形成一個或多個凹槽；以及 d)使所述帶凹槽透明片表面與所述基底構件上表面接合以限定一個或多個通槽，所述一個或多個通槽的尺寸均設計成容納所述一個或多個光纖之一，以便允許在所述有源光學部件與所述一個或多個光纖之間通過所述透明片光通信。
14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，還包括 通過用鋸切入所述兩個透明片表面中的一個透明片表面內在所述透明片中形成所述一個或多個凹槽。
15.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，還包括 將所述基底構件上表面形成為具有在形狀上與所述鋸切的凹槽相對應的一個或多個隆起，以便在步驟d)中使所述透明片的所述帶凹槽表面與所述基底上表面接合時進一步限定所述一個或多個通槽。
16.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，還包括 在步驟b)中，提供作為晶片級尺寸片的所述透明片； 將支承材料沉積在所述帶凹槽透明片表面上以為所述帶凹槽透明片提供機械支承； 切割所述帶凹槽片以提供多個帶凹槽透明片；以及 使用所述多個帶凹槽透明片之一來進行步驟d)。
17.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述透明片和基底構件都具有晶片尺度，并且還包括在步驟d)之后 e)切割接合的透明片和基底構件以形成多個帶通槽基底。
18.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，還包括 在所述基底構件中形成一個或多個凹槽，并在進行步驟d)時將所述基底構件凹槽與所述一個或多個透明片凹槽對準，使得所述基底構件凹槽形成所述一個或多個通槽的一部分。
19.一種形成用于集成光學器件的帶通槽基底的方法，所述集成光學器件使用光纖和有源光學部件，所述方法包括 形成具有大致矩形形狀的截面和在其中形成的多個通槽的柱形玻璃預制件； 拉延所述預制件以形成柱形棒部，所述柱形棒部比所述預制件小并具有與所述預制件大致相同的相對尺寸，其中所述棒部通槽的尺寸設計成容納所述光纖；以及切割一段所述棒部以獲得所述帶通槽基底。
20.根據權利要求19所述的方法，其特征在于，還包括 在所述帶通槽基底的上表面上形成導電觸點； 可操作地布置至少一個有源光學部件以與所述導電觸點電接觸；以及將所述光纖設置在對應通槽中，其中所述光纖具有相應的傾斜端部，所述傾斜端部定位和構造成允許光通過所述帶通槽基底的一部分在所述一個或多個光纖和所述至少一個有源光學部件之間傳播。
全文摘要
公開了一種用于形成使用光纖和至少一個有源光學部件的集成光學器件的帶通槽基底。所述帶通槽基底包括具有在其中形成的一個或多個凹槽的上表面的基底構件和透明片。優選地由薄玻璃制成的透明片固定到基底構件上表面，以與所述一個或多個凹槽結合限定一個或多個通槽。每一個通槽的尺寸均設計成容納光纖以允許通過透明片在有源光學部件和光纖之間光通信。還提供了通過模制和拉延形成的帶通槽基底。還公開了使用所述帶通槽基底的集成光學器件。
文檔編號G02B6/42GK102754005SQ201080044983
公開日2012年10月24日 申請日期2010年9月23日 優先權日2009年9月30日
發明者B·R·小赫曼維, J·A·德梅里特, J·S·薩瑟蘭, R·R·格里滋布朗斯基 申請人:康寧股份有限公司