紧凑型光纤分路器的制作方法

文档序号:12836400阅读:166来源:国知局
发明领域本发明通常涉及光学部件,并且特别地涉及紧凑型光纤分路器(opticalfibersplitter)。背景ohta的美国专利申请公开2010/0158446描述了光路转向装置。hiramatsu的美国专利申请公开2004/0114866描述了光路改变连接器。概述本文描述的本发明的实施方案提供了一种光学互连部(opticalinterconnect),其用于在光纤的第一套管和第二套管(firstandsecondferrules)之间引导光学信号,该光学互连部包括基板、第一光学接口部(firstopticalinterface)、第二光学接口部、多个光波导、一个或多个第一微透镜以及一个或多个第二微透镜,所述第一光学接口部构造成连接到光纤的第一套管、位于基板的第一面上,所述第二光学接口部构造成连接到光纤的第二套管、位于基板的第二面上,所述多个光波导形成在基板中,并构造成在第一光学接口部和第二光学接口部之间传送相应的光学信号,该一个或多个第一微透镜设置在光波导的相应的第一端部上并且构造成在第一端部和第一套管之间耦合光学信号,该一个或多个第二微透镜设置在光波导的相应的第二端部上并且构造成在第二端部和第二套管之间耦合光学信号。可选地,该多个波导中的每一个包括至少一个水平弯曲部,并且其中该多个波导的该至少一个水平弯曲部分包括在单个平面中。还提供了包括一个或多个光波导、一个或多个第一微透镜和一个或多个第二微透镜的设备。该一个或多个光波导形成在基板中并且构造成在光波导的第一端部和第二端部之间传送相应的光学信号。该一个或多个第一微透镜设置在光波导的相应的第一端部上,并且构造成在第一端部和相应的第一光学元件之间耦合光学信号。该一个或多个第二微透镜设置在光波导的相应的第二端部上,并且构造成在第二端部和相应的第二光学元件之间耦合光学信号。在一些实施方案中,第一微透镜设置在基板的面上,并且光波导的第一端部与第一微透镜相对地终止于距基板的该面预定距离处。在其它实施方案中,第一光学元件和第二光学元件包括选自由光纤、光学检测器和光学发射器组成的一组类型的至少一种元件类型。在其它实施方案中,该设备还包括机械固定装置,该机械固定装置将第一光学元件固定在距相应的第一微透镜预定距离处,以便在第一光学元件和第一微透镜之间形成空气间隙。在一些实施方案中,每个光波导包括相应弯曲元件,该相应弯曲元件在第一轴线和第二轴线之间弯曲光波导中的光学信号。在其它实施方案中,光波导包括光波导的第一和第二子集,使得第一子集中的光波导的第一端部布置在第一行中,并且第二子集中的光波导的第一端部布置在定位在第一行上方的第二行中。在其它实施方案中,光波导的第一和第二子集位于不同的第一和第二平行平面中。在一些实施方案中,光波导包括光波导的第一子集以及光波导的第二子集,该光波导的第一子集的第二端部位于基板的第一面上,该光波导的第二子集的第二端部位于基板的不同于第一面的第二面上。在其它实施方案中,第一面与第二面平行。在其它实施方案中,第一面垂直于第二面。根据本发明的实施方案,另外提供了一种设备,其包括光学互连部,该光学互连部包括基板、一个或多个光波导、一个或多个第一微透镜、一个或多个第二微透镜、以及第一和第二机械固定装置。该一个或多个光波导形成在基板中并且构造成在光波导的第一端部和第二端部之间传送相应的光学信号。该一个或多个第一微透镜设置在光波导的相应的第一端部上,并且构造成在第一端部和相应的第一光学元件之间耦合光学信号。该一个或多个第二微透镜设置在光波导的相应的第二端部上,并且构造成在第二端部和相应的第二光学元件之间耦合光学信号。第一和第二机械固定装置构造成分别使第一和第二光学元件抵靠光波导的第一端部和第二端部固定。在一些实施方案中,第一光学元件包括光纤,并且第一机械固定装置包括套管,该套管构造成将光纤的相应端面(facet)固定到光波导的相应的第一端部。在其它实施方案中,第一机械固定装置构造成使第一光学元件固定在距相应的第一微透镜预定距离处,以便在第一光学元件和第一微透镜之间形成空气间隙。根据本发明的实施方案,另外提供了一种方法,该方法包括在基板中形成一个或多个光波导,以用于在光波导的第一端部和第二端部之间传送相应的光学信号。该一个或多个第一微透镜设置在光波导的相应的第一端部上,以用于在第一端部和相应的第一光学元件之间耦合光学信号。该一个或多个第二微透镜设置在光波导的相应的第二端上,用于在第二端部和相应的第二光学元件之间耦合光学信号。附图说明依据本发明的实施方案的以下详细描述,结合附图,本发明将得到更完全地理解,在附图中:图1是示出根据本发明实施方案的具有集成微透镜的光互连部的图;图2a-2d是示出根据本发明的实施方案的用于光波导中的弯曲部的不同反射器构造的图;图3a和3b是示出根据本发明实施方案的t形光学分路器模块的图;图4a和4b是示出根据本发明实施方案的l形光学分路器模块的图;图5a-5c是示出根据本发明的实施方案的三个光学分路器模块构造的图;以及图6是示出根据本发明的实施方案的具有光检测器的光学互连部的图。具体实施方式综述许多光学系统使用光纤使光在不同光学元件之间耦合。在一些系统中,单独的光纤被保持在束或光学缆线中,并且需要被分开以将光纤路由到系统中不同位置处的光学元件。例如,光纤分路器模块可以用于以非常小的模块体积将光纤缆线中的单独光纤物理地分离且弯曲到两个或更多个不同的输出光纤缆线中,以便将光纤路由到系统中的其目的地。随着束中的光纤数量的增加,分路器的尺寸相应地增加以适应光纤的密度。该约束条件限制了分路器的尺寸减小,而空间约束条件有时是关键的,并且需要具有小形状因子的模块。本文描述的本发明的实施方案提供了非常紧凑的光学互连部,以及用于制造这种互连部(如用于光学分路器模块的构建块)的方法。在所公开的实施方案中,一个或多个光纤中的光学信号穿过具有集成的微透镜的光学接口部耦合到形成在基板中的紧凑波导阵列。微透镜构造成在单独光纤和基板中的相应波导之间有效地聚焦或准直光。一旦光耦合到基板中的波导阵列,则分开的波导在基板中被水平地弯曲或竖直地弯曲。阵列中的波导的一部分可以被分离并且被路由到基板的任何期望的面。波导可以在波导阵列的另一端部处以非常小的形状因子路由到另一个微透镜接口部。基于一个或多个微透镜的光学接口部可以位于基板的任何面上,以使用多层级波导基板(multi-levelwaveguidesubstrate)在第一缆线到一个或多个缆线中的任何数量的光纤之间耦合光。因此,在本文所述的另外的实施方案中,具有高度紧凑形状因子的多种低损耗光学分路器模块构造和拓扑结构基于以微透镜为基础的光学互连部构建块被示出。如上所提及的,在本发明的一些实施方案中,多个波导水平地弯曲,使得该多个波导的弯曲区域被包括在单个平面中。在一些实施方案中,波导在基板内是完全平面的。在这些实施方案中,基板中的在波导的相对的侧上的至波导的接口部也包括在与波导相同的平面中。在其它实施方案中,波导在基板内水平和竖直地弯曲,允许至波导的接口部位于不同的平面中。在一些实施方案中,连接一对接口部的所有波导在弯曲部的平面内具有相同的长度并且彼此平行地延伸。可选地,波导中每一个包括至少两个弯曲部,该至少两个弯曲部布置成使得当波导连接到接口部时波导彼此平行。在其它实施方案中,连接一对接口部的波导根据其在弯曲位置处的相对位置具有不同的长度。通常,在弯曲部的内部分中的波导比在弯曲部的外部分处的波导短。使用水平弯曲部允许在波导的布置中具有更大的灵活性并且可以实现更紧凑的光纤分路器。系统描述图1是示出根据本发明的实施方案的具有集成的微透镜13的光学互连部10的图。光学互连部10包括形成在基板15中的八个光波导20的横向阵列,其在任一侧上以八个相应的集成微透镜13终止。波导20具有垂直于波导20的横截面的方向向量。光学接口部30形成在基板15的面35上,如图1中的虚线区域所示。在基板15的面40上也形成类似的光学接口部(图1中未示出)。光在波导20中穿过光波导20中的弯曲部45在面35和面40上的两个相应的光学接口部之间被耦合。在图1中波导20在面35上的方向向量平行于xy平面中的y轴指向。当波导20连接到面40上的光学接口部时,方向向量在弯曲部45中旋转以变成平行于xy平面中的x轴。如光学接口部30的第一插图所示,波导20终止于波导端部50上,波导端部50定位成与形成在基板15的面35中的沟槽面47成一定距离d。沟槽使光穿过基板材料在波导20的端部50和沟槽面47之间经过距离d。光学材料在距离每个波导20的端部50距离d处在面35和40处设置在沟槽面47上,以形成集成的微透镜阵列13。阵列中的每个微透镜13构造成将从波导端部50发散的光线52聚焦到光学元件(比如光纤60的光纤端面55)上,如图1的第一和第二插图所示。端面55定位在距沟槽面47距离g处。在一些实施方案中,基板15可以包括一层或多层光学材料,例如聚碳酸酯(pc)、聚苯乙烯(ps)、二氧化硅和聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)。波导通过在一个或多个层中蚀刻出凹槽、用具有比该一个或多个层的折射率高的折射率的第二光学材料填充所蚀刻的凹槽并将该一个或多个层结合在一起以形成基板15来形成。在图1中所示的八个平行波导20的示例性构造中,为了用两层光学材料形成波导阵列20,上层上的填充的凹槽层对准并结合到下层上的镜像的填充的凹槽,以形成基板15。可以以这种方式产生波导20的任何合适的横截面形状,这取决于确定被蚀刻的凹槽的形状的蚀刻工艺。此外,如下面将进一步示出的,可以以这种方式形成一层或多层堆叠的波导。在其它实施方案中,可以使用例如在硅互补金属氧化物半导体(cmos)工艺中使用的常规光刻工艺或形成si微机械系统(mems)装置的工艺来直接形成波导。微透镜13可以使用制造技术(例如聚醚酰亚胺(pei)的注射成型)或用于在沟槽面47上设置合适材料来形成微透镜13的本领域已知的其它技术而在沟槽面47上与波导端部50相对地形成。在一些实施方案中,除了聚焦光之外,微透镜13还被设计成过滤光。例如,微透镜13可以通过过滤特定波长的材料来制造和/或微透镜13被着色以衰减光强度。可选地或另外地,另外的玻璃窗定位在微透镜13前方以进行过滤。光纤60通常保持在形成在套管70中的微通道中,其在图1的第一插图中以虚线轮廓线示出。光纤60通常是具有如下直径的多模光纤:芯直径范围为50-62.5μm,环绕的包覆层直径为125μm,并且外部机械圈(outermechanicalcoil)直径为250-900μm。然而,仅通过示例给出了这些尺寸,并且可以使用任何其它合适的尺寸。在一些实施方案中,导引销80形成面35和面40上,以通过将导引销80插入形成在套管70的主体中的导引销通道85中来将套管70保持在每个面处。然后可以将光纤端面55的阵列精确地放置在距相应的微透镜13的阵列的间隙距离g处,即,以便在光纤端部和对应的微透镜之间形成宽度g的空气间隙。通常,光纤缆线被连接并支撑在套管的第一端部处。来自缆线的单个光纤穿过形成在套管主体中的单独的微通道并保持在该微通道中。在套管的第二(相对)端部处,将光耦合到光学接口部30中的光纤的端部通常是切割或抛光的光纤端面55,其与套管70的边缘对齐,如图1的第一插图所示。套管的示例是由connectedfibres,inc.(roswell,georgia)生产的mt套管。2009年1月的标题为“mtferrules”的这些mt套管的数据手册通过引用并入本文。被并入本文作为参考的1996年1月的国际电工委员会(iec)文件号iec61754-5、标题为“fiberopticconnectorinterfaces–part5:typemtconnectorferrules”详细说明了这些套管设计。光纤端面55与连接到模块的套管70的第二端部对齐。光纤端面在套管边缘处的布置可以具有不同的封装部(footprint)。例如,保持二十四根光纤的套管可以布置在以预定距离隔开的两行十二根光纤的封装部中。在图1的实施方案中,八个波导连接基板15的面35和面40上的接口部沟槽面47。最靠内的波导是最短的,并且每个随后的波导比先前的波导长。应注意的是,面35上的最右边的波导对应于面40上最左侧的波导,反之亦然。尽管在基板15中示出了连接面35和面40上的接口部沟槽面47的八个波导,但根据本发明实施方案的基板可以包括其它数量的波导,包括多于10个或甚至多于20个的波导。在互连部10的两个面35和面40处的在波导20和光纤60之间的光的耦合效率可以经验地优化或通过模拟来优化。这种优化通过改变参数(诸如光学互连部10中的间隙距离g、距离d、微透镜13的形状、波导弯曲部45的形状以及任何其它合适的几何或材料参数)来完成。换句话说,离开波导的光应该通过改变上述参数以将从波导端部50发散的光聚焦到光纤端面55上而配合到具有给定数值孔径的纤芯中。光纤端面55相对于沟槽面47的使用套管导引销85的精确定位也是影响互连部10中整体光学损耗的重要参数。图2a-2d是示出根据本发明的实施方案的用于光波导弯曲部45的不同反射器构造的图。波导弯曲部45的构造对于使在波导20中传播的光线52在弯曲部45中的光学损耗最小化也是重要的,这进而也是光学互连部10的设计中的重要参数。图2a示出了波导20中的45度的直的光学反射器100。图2b示出了波导20中的90度的弯曲的凹形光学反射器110。图2c示出了波导20中的90度的直的光学反射器120。图2d示出了波导20中的90度的抛物线光学反射器130。图2a-2d中所示的弯曲反射器构造可以例如通过蚀刻、电镀反射层、通过将反射装置放置在波导的蚀刻槽中或通过用于形成反射器的任何合适的制造方法来形成。图2a-2d中所示的光学反射器构造仅作为示例而非限制本发明的实施方案。任何这样的构造可以用于实现图1中的弯曲部45或下面图中所示的任何其它波导弯曲部。例如,可以使用任何合适的弯曲角度或反射器构造以将波导的方向向量从第一轴线旋转到第二轴线。紧凑型光学分路器和路由模块各种光学分路器模块构造可以使用光学接口部30作为基本构建块来制造,如图1中所示。图1中所示的光学互连部10包括一行波导,该行波导连接基板15的面35上的光学接口部30、沿着y轴定向,该一行波导弯曲到连接到面40上的光学接口部中的沿着x轴定向的同一行波导。为了实现光学分路器模块,光学互连部30中示出的两个或更多个波导阵列20可以竖直堆叠。可选地,每个波导阵列位于相应的单个平面内。输入光学接口部可以包括如图1中所示在xy平面中但是在沿着z轴的不同的高度处竖直地堆叠的一行或多行波导。类似地,相应行的微透镜阵列可以以与竖直堆叠的波导相同的对准设置在输入光学接口部处的沟槽面47上,以便使来自光纤的光在基板边缘处穿过微透镜耦合到堆叠波导中。在沿着z轴的相应高度处以堆叠层级(inthestackedlevel)形成的每个波导阵列然后可以远离输入光学接口部路由到基板15的不同面,以形成光学分路器模块的芯部。下面附图中所示的光学分路器的示例性实施方案具有在基板15的第一边缘上的微透镜的第一阵列(例如,以两行布置的微透镜),其构造成将光耦合到基板中的第一层级和第二层级的竖直堆叠的波导中。第一层级的竖直堆叠的波导被路由到形成在基板的第二边缘上的相应微透镜的第二阵列,并且第二层级被路由到基板15的第三边缘上的相应微透镜的第三阵列。本文示出的具有传送光的八个或十六个光纤60(其穿过微透镜阵列13在基板15中的相应波导之间耦合)的示例性实施方案仅仅是出于概念上的清楚而示出而无论如何不限制本发明的实施方案。通常,只要套管的封装部构造成支撑m*n个光纤,则可以使用以m行、每行n个光纤布置的任何数量的m*n个光纤,其中m和n为整数。此外,如上所述,在以n行布置的m*n个光纤中传送并保持在套管中的光应该使用合适的多层基板(suitablemultilayeredsubstrate)精确地耦合到包括m个波导的n个层级的对应波导阵列。然而,根据本文所描述的本发明的实施方案,任何数量的光纤可以保持在任何合适的壳体中,并且不限于套管,该任何数量的光纤穿过相应的微透镜耦合到任何布置中的任何数量的波导。图3a和3b是示出根据本发明实施方案的t形光学分路器模块168的示意图。图3a示出了基板15,其中腔140形成在基板15的前面155上。类似地,两个腔150和151分别形成在基板15的右面152和左面158中。图3b示出了基板15放置到其中的t形光学分路器模块168。腔140构造成支撑多纤套管165,多纤套管165保持十六根光纤,该十六根光纤以两行八根光纤的封装部布置在由两个套管导引销80支撑的套管壳体内。图3a和图3b中所示的t形光学分路器模块168将保持在垂直于x轴的面155上的套管165中的十六根光纤分成两束八根光纤,每束保持在两个相应的套管70中。套管安装在基板15的相对的面152和面158上,该两个面都垂直于y轴。单个光纤60保持在光学缆线中。第一光学缆线160构造成连接到套管165的封装部。腔150和腔151构造成支撑多纤套管70,套管70使用一行八根光纤的封装部将八根光纤保持在套管壳体内。第二光学缆线170构造成连接到套管70的在基板15的面152处的腔150中和基板15的面158处的腔151中的封装部。在一些实施方案中,图3b中所示的t形光学分路器模块168直接由具有用于三个套管的支撑销80、支撑腔140、150和151的基板15(如图3a的示例所示)形成。在其它实施方案中,模块168可以通过以任何合适的壳体材料形成腔140、150和151来制造,其中基板15放置在壳体内。套管然后由基板15中的导引销80和形成在壳体材料中的腔140、150和151两者来支撑。在图3a中,基板15将来自具有两行八根光纤的封装部的套管160的十六根光纤的光在平行于x轴的八个相应波导20中路由到两个套管70,该两个套管70各自具有一行八根光纤的封装部。两行八根光纤在套管165中以预定的距离隔开。离开腔140中的具有两行八个波导的封装部的套管的两个层级的波导20在z方向上以不同高度物理地隔开套管165的封装部中的两行光纤端面的预定距离,其纳入到基板15的设计和制造中。因此,面152上的腔150中的一行八个微透镜13和面158上的腔151中的一行八个微透镜13沿着z轴偏移相同的预定距离。图4a和4b是示出根据本发明的另一实施方案的l形光学分路器模块190的图。图4a示出了基板15,其中腔182形成在基板15的顶面185上,以便支撑具有两行八根光纤的套管165。类似地,两个腔183和184形成在基板15的左面180中,以支撑具有一行八根光纤的套管70。对于图4a中所示的实施方案,两层级的八个波导20形成在基板15中,基板15构造成将插入腔182的套管165中的两行十六根光纤中的光分离到两个套管70,该两个套管70具有插入到腔183和184中的一行八根光纤。在每个腔182、183和184中,导引销80形成在基板中并且插入到形成在套管主体中的导引销通道85中,以便使光纤端面55的端部以距相应的微透镜阵列13间隙距离g来精确地定位。波导20的大部分长度在单个平面内延伸。在该单个平面中,每个波导具有两个弯曲点,一个靠近腔182,另一个靠近腔184或腔183。在该实施方案中,第一组中的连接腔182和腔183的所有波导具有相同的长度并且平行延伸。可选地,第二组中的连接腔182和腔183中的所有波导也具有相同的长度。可能地,尽管不是必要的,第一组和第二组的波导具有相同的长度。应注意到,靠近腔182,波导20具有竖直弯曲部,该竖直弯曲部将波导从单个平面引导出来到腔182。图4b示出了l形光学分路器模块190,其中腔182构造成支撑多纤套管165,套管165保持布置在两行八根光纤的封装部中的十六根光纤。单个光纤60保持在光学缆线中。第一光学缆线160构造成连接到套管165的封装部。腔183和腔184构造成支撑多纤套管70,其保持八根光纤,该光纤布置在由两个套管导引销80支撑的套管壳体内的一行八根光纤的封装部中。两根光学缆线170构造成连接到左面180处的、支撑在形成于基板15中的腔183和184中的两个相应的套管70的封装部。在一些实施方案中,如图4b中所示的l形光学分路器模块190直接由具有用于套管的支撑销80和支撑腔182、183和184的基板15形成。在其它实施方案中,模块190可以通过以任何合适的外壳材料形成腔182、183和184来制造,其中基板15放置在壳体内。套管然后由基板15中的导引销80和形成在壳体材料中的腔182、183和184两者来支撑。对于图4a和4b中所示的光纤分路器模块190,两行八个微透镜13将来自插入腔182中的套管165中的两行八根光纤的封装部的光聚焦到基板15中的波导20。然而,在图4a中,光在波导20的平行于z轴的竖直部分187中竖直地指向。波导20的竖直部分187具有竖直方向向量,该竖直方向向量然后通过竖直转水平弯曲部或任何合适的过渡部水平旋转到xy平面中。通过在填充有具有比基板材料高的折射率的合适光学材料的基板材料层中蚀刻出竖直通孔,竖直波导187可以由基板15中的填充的波导形成。类似地,将波导20的竖直部分187旋转成在x-y平面中定向的波导20的竖直转水平的波导弯曲部可以使用图2a-2d的实施方案中所示的反射器中的任一种或任何合适的竖直转水平过渡部来形成。图5a-5c是示出根据本发明的实施方案的三个光学分路器模块构造的图。图5a示出了平面光学分路器构造,其中三个套管安装在位于不同x位置的两个xy平面上。图5b和5c示出了光学分路器构造,其中所有三个套管连接器在分路器模块的同一顶面上,套管在顶面上处于不同的方向。图5a-5c仅示出了内部波导20的路由和基板15以示出不同的模块构造。在图5a中所示的第一实施方案中,示出了平面光学分路器构造,其中光学套管连接器垂直于x轴定向。腔202形成在基板15的前面200上,以支撑保持十六根光纤的多纤套管165,该十六根光纤以两行八根光纤布置在由也形成在基板中的两个套管导引销80支撑的套管壳体内。类似地,在后面210上,两个腔212和214在基板15中垂直于x轴形成,以容纳各自具有一行八根光纤的两个套管70。可选地,在图5a的实施方案中,每个波导20完全包括在单个平面中。将腔202连接到腔214的波导在第一平面中,而将腔202连接到腔212的波导在第二平面中。在图5b中所示的第二实施方案中,示出了光学分配器构造,其中光学套管连接器在垂直于z轴定向的同一顶面220上。形成腔222以支撑保持十六根光纤的多纤套管165,该十六根光纤以两行八根光纤布置在由也形成在基板15中的两个套管导引销80支撑的套管壳体内。类似地,在基板15中形成两个腔224和腔226,以容纳各自具有一行八根光纤的两个套管70。然而,腔222中的两行微透镜13平行于x轴定向,并且腔224和腔226中的该一行微透镜13平行于y轴定向,如图5b中所示。在图5b的实施方案中,波导包括引向腔222、224和226的竖直弯曲部和用于配合腔224和226相对于腔222的不同方向的水平弯曲部两者。虽然水平弯曲部可以在两个不同的平面中,例如,一个平面用于引向腔224的波导,并且一个平面用于引向腔226的波导,但在一些实施方案中,所有水平弯曲部都在单个平面中。最后,在图5c中所示的第三实施方案中,示出了光学分路器构造,其中支撑光学套管连接器的腔在垂直于z轴定向的同一顶面230上。形成腔235以支撑多纤套管165,该多纤套管165保持十六根光纤,该十六根光纤以两行八根光纤布置在由也形成在基板15中的两个套管导引销80支撑的套管壳体内。类似地,在基板15中形成两个腔237和腔240,以容纳各自具有一行八根光纤的两个套管70。然而,腔222中的两行微透镜13平行于x轴定向,并且腔224和腔226中的该一行微透镜13也平行于x轴定向,如图5c中所示。在图5c的实施方案中,波导仅具有竖直弯曲部。对于图5b和5c中所示的实施方案,通过前面描述的方法,在基板15中形成竖直波导187(平行于z轴的方向向量)和水平波导(x-y平面中的方向向量)两者,以便实现这里所示的实施方案。在前述附图中示出的示例性实施方案中,光学接口部30和套管沿着笛卡尔轴线定向。该方向仅为了视觉清晰被示出,且其不限制本发明的实施方案。可选地,光学接口部30可以以相对于基板15的任何合适的角度来构造。例如通过以适当的斜角切割基板15、在基板15的斜边缘上形成微透镜13并将套管定位在倾斜部上,光学接口部可以构造成使光在基板中的波导和套管中的光纤之间以任何期望的角度耦合。可以使用任何合适的制造技术和材料来形成倾斜光学接口部,以便支撑相对于光纤分路器模块的主体以任何合适的角度安装的套管。如本发明实施方案中所描述的光学接口部30不限于光纤分路器模块。如前所述,根据图1中所示的本发明的实施方案,波导阵列20中的光可以通过互连部10中的光学接口部30引导到任何合适的光学元件中。接口部30被设计成其中代替图1中所示的多纤套管70,任何合适的光学元件可以安装在光纤端面55的同一平面处。因此,通过改变距波导20的边缘50的参数d和从微透镜13到光学元件的间隙g使从边缘50发散的光聚焦到光学元件上。用于说明该实施方案的示例性构造可以包括例如保持在套管165中的16根光纤中的光耦合到基板15中的两个层级的波导20中,并且被分离成基板15中的八个波导的两个堆叠层级,如图3a中所示。然而,当在腔150和腔151中时,八个波导的每个层级到达基板的两个相对面。然而,代替相应腔中的套管,第一芯片上的八个竖直腔表面发射激光器(vcsel)装置的光电转换器阵列和第二芯片上的八个光电二极管(pd)装置的阵列可以安装在距微透镜13间隙距离g处。可选地,可以使用任何其它合适类型的光学发射器和光学检测器。类似地,波导可以终止于距基板面的边缘的距离d处,其中pd和vcsel阵列芯片安装在基板15中(代替腔150和腔151中的套管70)。光学接口部根据图1中所示的本发明的实施方案被设计,如前所述。应注意,除了波导20之外,基板15可以包括诸如光纤分路器和光功率监视器的另外的光学元件。图6是根据本发明的实施方案的光学互连部300的示意图。除了以类似于图1的光学互连部10中的方式布置的波导之外,互连部300包括外波导上的光分路器302。光分路器302将通过外波导的光的一部分引导到侧波导304中,侧波导304引向光监视器306。光分路器302可以是例如在meyer等人的题为“in-planeopticalwaveguidewithareabasedsplitter”的美国专利公开2011/0150390中所描述的任何已知类型,该专利公开通过引用并入本文。虽然仅示出了单个分路器302,但是光学互连部可以包括多个波导上的多个分路器,例如在多于35%的波导上,或者甚至在所有波导上。侧波导304可选地在包括波导20的同一平面中延伸。可选地,侧波导304将分路器302连接到与包括波导20的平面不同的平面。尽管这里描述的实施方案主要讨论光学分路器模块中的用于在输入/输出套管中的光纤束之间耦合光纤中的光的低损耗光学接口部,但是本文所描述的光学接口部也可以用于其它应用中,用于使光纤中的光穿过微透镜阵列精确耦合到任何合适的光学元件。因此,应理解上述实施方案是通过示例被引用,并且应理解本发明并不限于上文已具体示出和描述的内容。相反,本发明的范围包括上文描述的各种特征的组合和子组合以及本发明的变化和修改,所述变化和修改将在本领域的技术人员在阅读前面描述时发生并且在现有技术中未被公开。通过引用并入本专利申请的文件被认为是该申请的一体的部分,除了任何术语在这些所并入的文件中在某种程度上以与本说明书中明确地或隐含地作出的定义相冲突的方式被定义之外,仅仅本说明书中的定义应该被考虑。当前第1页12当前第1页12
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