。在步骤103处，取决于波导17是否从光纤11接收光学信号，从检测器29或41获取光学信号强度，或反之亦然。在步骤105中，将所接收光学信号的信号强度与参考信号强度进行比较以查看所述信号强度是否在可接受容限范围内，例如高于预设振幅水平。如果回答为“是”，那么在步骤107处通过维持压电结构25a、25b、25c或35a、35b、25c的当前致动状态而保持透镜15的当前x、y、z位置。随后在有或无预定延迟119的情况下，操作流程返回到步骤103，其中从检测器29或41获取另一信号。由虚线步骤119展示为选项的预定延迟将致使在设定透镜15的x、y、z位置之后周期性而非连续性地从检测器29或41获取信号。
[0031]如果从检测器29或41获取的信号强度不在可接受容限范围内，如在步骤105中所确定，那么在步骤109中控制系统51致动压电结构25a、25b、25c (或35a、35b、25c)以通过设定新的x、y、z透镜15位置而改变x、y及z透镜位置。随后在步骤111中从检测器29或41获取信号，且在步骤113中测量及存储所述新X、y、z透镜位置处的信号强度。在步骤115中，作出是否已设定透镜15的所有可能的W位置且已存储对应信号强度值的确定。如果回答为“是”，那么在步骤117中将具有最高所存储信号强度的x、y、z位置设定为透镜15的位置且对应地致动压电结构25a、25b、25c (或35a、35b、25c)以将透镜15设定在所述位置处。在步骤117之后，在有或无预定延迟119的情况下，控制系统51回转到步骤103。
[0032]如果在步骤115中尚未设定透镜15的所有x、y、z位置且尚未存储对应信号强度，那么控制系统51返回到步骤109且重复由步骤109-115实施的操作直到在步骤115中检测到“是”条件。
[0033]因此，控制系统51从初始中央x、y、z透镜15位置开始，且如果如在步骤105处所检测，可周期性地或连续地检查的信号强度不在可接受容限范围内，那么其找出其中信号强度是最大值的透镜15的新的x、y、z位置且将所述位置设定为新的x、y、z透镜15位置。如果需要调整，那么控制系统51动态地操作以周期性地或连续地移位透镜15，以将透镜15设定在最佳位置处以任选地对准光纤11与波导17。应注意，图13表示控制过程的仅一个实例，其可由控制系统51实施且用于将透镜15调整到在光纤11与波导17之间最佳地对准光学信号的位置。也可使用其它控制过程51。
[0034]本文中所图解说明的结构是使用由芯片9的衬底材料制作及塑形结构的已知MEMS技术制作在集成电路光子芯片9上。
[0035]尽管已详细地描述了实例性实施例，但应容易了解，本发明并不限于所揭示的实施例。相反，在不背离仅由所附权利要求书界定的本发明范围的情况下，实施例可经修改以并入有任何数目的此前未描述的变化、更改、替代或等效布置。
【主权项】
1.一种光学对准结构，其包含: 透镜，其用于从发光装置接收光学信号且将所述光信号提供到光接收装置，所述发光装置及光接收装置中的一者包含光子装置且所述发光装置及光接收装置中的另一者包含光纤; 至少两个致动器头，其用于致使所述透镜移动 '及 动力源，其与所述两个致动器头相关联以用于致使所述透镜进行响应性移动， 其中所述透镜、至少两个致动器头、光子装置及动力源是集成光子芯片的部分。2.根据权利要求1所述的光学对准结构，其中所述集成光子芯片进一步包含第一、第二及第三致动器头，每一致动器头具有用于致使所述透镜移动的相关联动力源。3.根据权利要求2所述的光学对准结构，其中所述集成光子芯片进一步包含与所述致动器头中的每一者相关联的相应悬臂，所述致动器头提供在所述相应悬臂的自由端处。4.根据权利要求1所述的光学对准结构，其中所述动力源包含用于致使相应致动器头移动的相应压电结构。5.根据权利要求3所述的光学对准结构，其中所述致动器头中的两者是从下方支撑所述透镜的下部致动器头，且第三致动器头是从上方接触所述透镜的上部致动器头。6.根据权利要求3所述的光学对准结构，其中所述动力源包含与每一悬臂相关联的相应压电结构。7.根据权利要求6所述的光学对准结构，其中每一压电结构致使相应悬臂进行弯折移动。8.根据权利要求7所述的光学对准结构，其中所述悬臂的所述弯折移动致使所述致动器头赋予所述透镜沿X、y及z轴方向的移动。9.根据权利要求6所述的光学对准结构，其中用于所述两个下部致动器头的所述悬臂是静止的，且用于所述两个下部致动器头的每一压电结构提供在相应悬臂与相应致动器头之间。10.根据权利要求2所述的光学对准结构，其中所述致动器头中的两者从下方固持所述透镜，且用于所述两个致动器头的所述动力源是提供在致动器头与静止支撑件之间的相应压电结构。11.根据权利要求2所述的光学对准结构，其中所述致动器头中的两者从下方固持所述透镜，且用于所述两个致动器头的所述动力源是提供在致动器头与所述透镜之间的相应压电结构。12.根据权利要求1所述的光学对准结构，其中所述致动器头各自具备与所述透镜的下部部分啮合的下斜的倾斜区域。13.根据权利要求4所述的光学对准结构，其进一步包含用于操作所述相应压电结构以致使所述相应致动器头移动的控制系统。14.根据权利要求11所述的光学对准结构，其中所述致动器头间隔开且定位于透镜底部的相对侧上，使得所述透镜与所述致动器头的所述倾斜区域啮合。15.根据权利要求14所述的光学对准结构，其中所述相应致动器头致使所述透镜在两个致动器头朝向彼此移动时沿向上方向移动，且致使所述透镜在两个致动器头远离彼此移动时沿向下方向移动。16.根据权利要求14所述的光学对准结构，其中所述相应致动器头致使所述透镜在两个头沿向左方向移动时沿向左方向移动，且致使所述透镜在两个头沿向右方向移动时沿向右方向移动。17.根据权利要求14所述的光学对准结构，其中所述相应致动器头致使所述透镜在所述头中的一者是静止的且另一者沿朝向所述静止致动器头的方向移动时沿向上且向左方向移动，且致使所述透镜在所述另一致动器头是静止的且所述一个致动器头沿朝向所述静止致动器头的方向移动时沿向上且向右方向移动。18.根据权利要求12所述的光学对准结构，其中所述倾斜区域包含平坦区域。19.根据权利要求12所述的光学对准结构，其中所述倾斜区域包含弯曲区域。20.根据权利要求12所述的光学对准结构，其中所述倾斜区域包含一系列阶部。21.根据权利要求13所述的光学对准结构，其中所述控制系统接收表示由所述光接收装置接收的光的量的信号且操作所述相应压电结构以致使所述透镜移动到获得所述发光装置与光接收装置的光学对准的位置。22.根据权利要求21所述的光学对准结构，其中所述控制系统周期性地监视由所述光接收装置接收的所述光，且如果所述所接收光不在容限范围内，那么操作所述相应压电结构以致使所述透镜移动到增加由所述光接收装置接收的光的所述量的位置。23.根据权利要求22所述的光学对准结构，其中所述控制系统周期性地监视由所述光接收装置接收的所述光。24.根据权利要求21所述的光学对准结构，其中光传输装置是所述光纤，且所述光接收装置是所述光子装置。25.根据权利要求24所述的光学对准结构，其中所述光子装置是波导。26.根据权利要求21所述的光学对准结构，其中所述光传输装置是所述光子装置，且所述光接收装置是所述光纤。27.根据权利要求26所述的光学对准结构，其中所述光子装置是波导。28.一种光学对准结构，其包含: 透镜，其用于从发光装置接收光学信号且将所述光信号提供到光接收装置，所述发光装置及光接收装置中的一者包含光子装置且所述发光装置及光接收装置中的另一者包含光纤; 一对致动器头，其提供在所述透镜的下部表面处及相对侧处； 致动器头，其提供在所述透镜的上部表面处； 多个可弯折悬臂，其用于分别支撑所述致动器头； 多个压电结构，其分别与每一悬臂相关联；及 控制系统，其用于控制所述压电结构以经由所述致动器头实现所述透镜的移动。29.根据权利要求28所述的光学对准结构，其中所述透镜、光子装置、致动器头、可弯折悬臂及压电结构是制作在共同集成电路芯片上。30.根据权利要求29所述的光学对准结构，其中所述控制系统是制作在所述共同集成电路芯片上。31.根据权利要求30所述的光学对准结构，其进一步包含用于从所述光接收装置接收光信号的信号检测器，所述控制系统接收且作用于所述光信号以控制所述压电结构。32.—种制作光学对准结构的方法，所述方法包含: 在光子集成电路上制作: 对准透镜； 三个悬臂，每一悬臂在自由端处含有相应致动器头； 相应动力源，其与所述相应致动器头相关联以用于致使所述透镜移动； 光子装置；及 光纤固持结构，其经布置使得所述透镜处于附接到所述光纤固持结构的光纤与所述光子装置之间的光学路径中。33.根据权利要求32所述的方法，其中所述动力源包含用于致使相应致动器头移动的相应压电结构。34.根据权利要求33所述的方法，其中每一压电结构致使相应悬臂进行弯折移动以使相应致动器头移动。35.根据权利要求34所述的方法，其中每一压电结构提供在相应悬臂上。36.根据权利要求32所述的方法，其中所述致动器头中的两者被制作成从下方支撑所述透镜的相对侧且具备用于与所述透镜啮合的下斜的倾斜区域。37.根据权利要求36所述的方法，其中所述倾斜区域包含平坦区域。38.根据权利要求36所述的方法，其中所述倾斜区域包含弯曲区域。39.根据权利要求36所述的方法，其中所述倾斜区域包含一系列阶部。40.根据权利要求32所述的方法，其进一步包含: 在所述光子集成电路上制作光检测器，所述光检测器用于检测由所述光子装置及附接到所述固持结构的光纤中的至少一者接收的光。41.根据权利要求40所述的方法，其进一步包含在所述光子集成电路上制作控制系统，所述控制系统从所述光检测器接收光且控制用于使所述致动器头移动的所述动力源。
【专利摘要】本发明涉及一种用于将光纤(11)光学对准到光子装置(17)的结构及其制作方法。所述结构使用可通过致动器头(21)在光纤与所述光子装置之间移动的透镜(15)将所述光纤光学对准到所述光子装置。所述透镜可通过与所述致动器头相关联的相应动力源而移动。
【IPC分类】G02B6/42
【公开号】CN104884986
【申请号】CN201380069230
【发明人】古尔特杰·桑胡, 罗伊·米迪, 毕磊, 约翰·斯迈思
【申请人】美光科技公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年12月19日
【公告号】EP2941661A1, US20140185983, WO2014107321A1