專利名稱：光學(xué)纖維互連裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文的主題總體涉及一種光纖裝置，更具體地說，涉及一種具有成形的光學(xué)纖維端面反射部(mirror)的互連裝置，所述端面反射部能實(shí)現(xiàn)緊湊型直角源發(fā)射組件。
背景技術(shù)：
光纖的應(yīng)用多種多樣。光學(xué)纖維作為傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(包括聲音數(shù)據(jù))的介質(zhì)的使用變得越來越常見了，原因是利用光學(xué)傳輸系統(tǒng)可獲得的高可靠性和大帶寬。這些系統(tǒng)的基礎(chǔ)是用于傳輸和/或接收光學(xué)信號(hào)的光學(xué)組件。用于傳輸光學(xué)信號(hào)的一種常規(guī)裝置包括在其中形成有溝槽以固定光學(xué)纖維的硅基板。基板用作光學(xué)組件的主基臺(tái)，并且還用于將光學(xué)纖維固定在固定位置中。常規(guī)溝槽優(yōu)選通過蝕刻基板而形成為“V”形，以包括沿其長(zhǎng)度保持光學(xué)纖維的兩個(gè)側(cè)壁和用作反射部裝置的端面。常規(guī)V形溝槽具有特定的俯仰角α，其是V形溝槽的壁與在其中蝕刻出V 形溝槽的頂面或者基準(zhǔn)面之間的角度。側(cè)壁和端面中的每一個(gè)通常由于硅的晶態(tài)結(jié)構(gòu)而以從基準(zhǔn)面起的54. 7度的精確角度形成。操作期間，常規(guī)裝置V形通道的端面被金屬化，以使它可以用作向光學(xué)纖維中發(fā)射光的反射部。具體說，光源向V形通道端面反射部上發(fā)出圓錐形的光束。V形通道端面反射部反射光穿過光學(xué)纖維的端部。如上所述，V形通道端面的表面與基準(zhǔn)面精確地呈54. 7 度的角度。如此一來，光以從基準(zhǔn)面起的大致-9. 3度穿過光學(xué)纖維反射離開通道端面反射部。然而，利用通道的端面反射部來發(fā)射光穿過光學(xué)纖維的端部的現(xiàn)有裝置使大量光反射偏離光學(xué)纖維的軸，導(dǎo)致非最佳的信號(hào)傳輸性能。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，一種互連裝置包括在其中形成有至少一個(gè)溝槽的基板。所述溝槽包括第一側(cè)壁和第二側(cè)壁以及設(shè)置在側(cè)壁的一個(gè)端部處的第一端部。所述裝置還包括設(shè)置在所述溝槽中的光學(xué)纖維，而所述光學(xué)纖維具有圓柱本體、形成在所述圓柱本體的一個(gè)端部上的端面和形成在所述端面上的多面式反射部。所述裝置還具有光源，所述光源適配成向所述多面式反射部傳輸光，以使光穿過所述光學(xué)纖維。


現(xiàn)在將參考附圖通過示例來描述本發(fā)明，附圖中圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的示例性互連裝置的頂端透視圖。圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的圖1所示示例性互連裝置的底端透視圖。圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的圖1和2所示的基板的頂端透視圖。圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的圖3所示的基板的端部截面圖。圖5是在本發(fā)明一實(shí)施例中安裝在圖1所示互連裝置中的示例性光學(xué)纖維的側(cè)視截面圖。
圖6是在本發(fā)明一實(shí)施例中可以形成到光學(xué)纖維上的示例性多面式反射部的示意圖。圖7是圖6所示多面式反射部的正視圖。圖8是用于形成圖6所示反射部所進(jìn)行的多次切割或者劈切的側(cè)視圖。圖9是圖8所示光學(xué)纖維在第一系列的切割或者劈切完成后的正視圖。
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的示例性互連裝置10的頂端透視圖。圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的圖1所示示例性互連裝置10的底端透視圖?；ミB裝置包括基板20，所述基板具有兩個(gè)部分21、23，每個(gè)部分21、23在其中形成有至少一個(gè)溝槽22?；ミB裝置10還包括設(shè)置在每個(gè)相應(yīng)溝槽22中的光學(xué)纖維30。在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)纖維30是具有多面式端面反射部110(圖5所示)的多模光學(xué)纖維。光學(xué)纖維30具有大致80微米的外徑?？蛇x地，光學(xué)纖維30是單模纖維。應(yīng)該意識(shí)到的是，本文所述互連裝置10可以構(gòu)造成以任意類型的光學(xué)纖維進(jìn)行操作?；ミB裝置10還包括光源40，所述光源構(gòu)造成通過光學(xué)纖維30向相應(yīng)檢測(cè)器32傳輸一束光。在示例性實(shí)施例中，光源40是垂直空腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)。可選地，光源40可以實(shí)施為例如發(fā)光二極管(LED)或者其它的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。VCSEL是構(gòu)造成從 VCSEL的頂面垂直地發(fā)射一束光的半導(dǎo)體激光二極管。操作時(shí)，VCSEL發(fā)射一束光通過光學(xué)纖維30的側(cè)部(例如通過光學(xué)纖維的包覆層)。光于是從多面式端面反射部110反射，并傳輸穿過光學(xué)纖維30至檢測(cè)器32。再次參考圖1，在一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)器32可以構(gòu)造成接收來自光學(xué)纖維30的光學(xué)信號(hào)，例如檢測(cè)器32構(gòu)造在基板20上，并通過接觸件34、接觸件36和基板通路孔38 (均在圖5中示出)，以及撓性電路270電氣地連接至圖2所示的接收器電路四2。光源40與檢測(cè)器32通過接觸件34、36的連接將在以下更詳細(xì)地論述。在示例性實(shí)施例中，互連裝置10包括形成在基板20中的N個(gè)溝槽22?；ミB裝置 10還包括N個(gè)光學(xué)纖維30，其中單個(gè)光學(xué)纖維30設(shè)置在單個(gè)相應(yīng)溝槽22中。此外，互連裝置10包括N個(gè)光源40，其中每個(gè)光源40傳輸光通過安裝在相應(yīng)溝槽22中的相應(yīng)光學(xué)纖維30。在一個(gè)實(shí)施例中，N大于1。可選地，N可以等于1。在本文示出的示例性實(shí)施例中 N等于六。圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的圖1和2所示的基板部分21的頂端透視圖。圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的圖3所示的基板部分21的端部截面圖。應(yīng)該意識(shí)到的是，基板部分21大致與基板部分23相同，因此下面只描述基板部分21。在示例性實(shí)施例中，基板20是被蝕刻成形成多個(gè)V形溝槽22的硅晶片。包括V形溝槽22的基板20用作光學(xué)安裝平臺(tái)，所述光學(xué)安裝平臺(tái)基本消除或者降低主動(dòng)對(duì)齊與基板20聯(lián)接的多個(gè)不同部件的需求。更具體地說，對(duì)于待光學(xué)地對(duì)齊的部件，它們必須沿χ、y和ζ軸相對(duì)于彼此保持成精確的空間關(guān)系。 (ζ軸通常是光軸。)主要存在兩種對(duì)齊途徑來在一平臺(tái)上對(duì)齊光學(xué)部件，即主動(dòng)對(duì)齊和被動(dòng)對(duì)齊。在主動(dòng)對(duì)齊中，光學(xué)部件被放置在平臺(tái)上，但是在附著于平臺(tái)前，在操作各部件的同時(shí)將光學(xué)信號(hào)傳輸穿過各部件以提供最佳的光學(xué)性能。一旦獲得了最佳性能，則將各部件附著至平臺(tái)。在被動(dòng)對(duì)齊中，通常在部件上以及在待安裝部件的平臺(tái)上直接制造對(duì)準(zhǔn)或者對(duì)齊特征。 然后使用對(duì)齊特征在平臺(tái)上定位各部件，并將之附著就位。在示例性實(shí)施例中，互連裝置10 包括多個(gè)不同的對(duì)齊特征，它們能使光學(xué)部件在基板20被動(dòng)地對(duì)齊。一種這樣的對(duì)齊特征是允許光學(xué)纖維30沿圖3所示Z軸或者光軸M對(duì)齊的溝槽22。其它對(duì)齊特征在以下更詳細(xì)地論述。在示例性實(shí)施例中，每個(gè)V形溝槽22沿Z軸M對(duì)齊，使得多個(gè)V形溝槽22配置成平行構(gòu)造。在示例性實(shí)施例中，基板20是用于附接光學(xué)部件的基臺(tái)。此外，基板20用作用于支承和對(duì)齊附接于其上的光學(xué)部件的背骨?；?0由可以被蝕刻或者機(jī)械加工以形成V 形溝槽22的剛性材料制成。例如，基板可以由具有晶態(tài)形式的基本材料、聚合材料、玻璃材料、陶瓷材料制成，例如金屬或者半金屬的氧化物、氮化物、碳化物、硼化物和硅化物，及其組合。其它適當(dāng)?shù)牟牧习ㄋР牧虾徒饘俨牧稀Ｔ谑纠詫?shí)施例中，基板20通過硅材料制成，例如硅晶片。再次參考圖4，每個(gè)V形溝槽22包括第一側(cè)壁42、第二側(cè)壁44和底面46。第一和第二側(cè)壁42、44以及底面46的組合形成具有平坦底面46的大致V形的溝槽。V形溝槽 22具有形成為相反于底面46的開口 48。開口 48在基板20的表面76處具有溝槽寬度50， 所述溝槽寬度50大于底面46的寬度52，以便能使光學(xué)纖維30至少部分地設(shè)置在溝槽22 內(nèi)。開口 48的溝槽寬度50在大致125到175微米之間。在示例性實(shí)施例中，溝槽寬度50 大致為150微米，以便能使直徑大致為80微米的光學(xué)纖維定位在溝槽22中。再次參考圖3，每個(gè)溝槽22還包括第一端部M和形成在溝槽22的遠(yuǎn)端端部58處的開口 56。具體說，側(cè)壁42和44、底面46、第一端部M以及開口 58的組合限定出在上表面處打開以及在遠(yuǎn)端端部處打開以便能使光學(xué)纖維插入其中的V形溝槽。在示例性實(shí)施例中，如圖3所示，每個(gè)溝槽22與相鄰溝槽22分離一預(yù)限定距離60。預(yù)限定距離60是從第一溝槽64的中心線62到相鄰溝槽68的中心線66測(cè)得的。預(yù)限定距離60基于溝槽22的寬度50。例如，在示例性實(shí)施例中，光學(xué)纖維30的直徑大致為80微米，而預(yù)限定距離60大致為250微米。此外，如果使用直徑大于80微米的光學(xué)纖維30，則預(yù)限定距離60可以大于 250微米。此外，如果光學(xué)纖維30具有小于80微米的直徑，則預(yù)限定距離60可以小于250 微米。如圖4所示，每個(gè)V形溝槽22還形成為具有預(yù)限定深度70。預(yù)限定深度70基于待安裝于溝槽22中的光學(xué)纖維的直徑。例如，在示例性實(shí)施例中，光學(xué)纖維30具有大致80 微米的直徑，例如光學(xué)芯子加上包圍光學(xué)芯子的包覆材料的直徑大致為80微米。在該情況下，預(yù)確定深度70大于80微米。在示例性實(shí)施例中，溝槽22的深度70大于待安裝于溝槽中的光學(xué)纖維的直徑，以使纖維不會(huì)接觸溝槽底面46。溝槽的寬度50選擇成使得光學(xué)纖維的一部分延伸到在其中形成有溝槽22的基板20的表面76上方，并且纖維將只接觸溝槽側(cè)壁42、44，用于被動(dòng)對(duì)齊。應(yīng)該意識(shí)到的是，溝槽22的寬度50和深度70是基于待安裝于溝槽22中的光學(xué)纖維的直徑而確定的。V形溝槽22是通過蝕刻工藝形成在基板20中的。在示例性實(shí)施例中，V形溝槽22 是通過濕蝕刻工藝限定在基板20中的。從成本有效性和精度觀點(diǎn)來說濕蝕刻是優(yōu)選的，因?yàn)楸绕鸶晌g刻，極其精確的濕蝕刻技術(shù)能夠更輕松地在大規(guī)?；A(chǔ)上進(jìn)行。因此，在一優(yōu)選實(shí)施例中，基板20具有晶態(tài)形式，以便能使用濕蝕刻技術(shù)來形成具有可預(yù)測(cè)形狀和/或幾何結(jié)構(gòu)的V形溝槽22。如圖4所示，溝槽側(cè)42/44和第一端部M各自被蝕刻至預(yù)確定角度74。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)確定角度74在53-56度之間。在示例性實(shí)施例中，預(yù)確定角度74大致為54. 7 度。預(yù)確定角度74是指在其中蝕刻有V形溝槽的基板20的V形溝槽側(cè)42/44與表面76 之間的角度。預(yù)確定角度74取決于所使用的蝕刻技術(shù)以及被蝕刻的材料。例如，由于硅的晶態(tài)結(jié)構(gòu)，能夠在濕蝕刻于硅中的V形溝槽中實(shí)現(xiàn)可預(yù)測(cè)的和高精確的54. 7度角。圖5是安裝于相應(yīng)溝槽22中的示例性光學(xué)纖維30的側(cè)視截面圖。光學(xué)纖維30 包括芯子100和包圍芯子100的包覆層102。光學(xué)纖維還可以包括包圍包覆層102的保護(hù)性覆蓋材料104。保護(hù)性覆蓋材料104的示例在圖1和2中示出。如上所述，在示例性實(shí)施例中，光學(xué)纖維30具有大致為80微米的外徑106。外徑106包括芯子100和包覆層102 兩者。溝槽22的第一端部M被蝕刻成在示例性實(shí)施例中大致為54. 7度的預(yù)確定角度 74。如上所述，至少一種已知的常規(guī)裝置利用通道的端部(例如第一端部54)來發(fā)射光通過光學(xué)纖維。然而，常規(guī)裝置使大量光反射離開光學(xué)纖維，導(dǎo)致非最佳的信號(hào)傳輸性能。如此一來，在本文所述的示例性實(shí)施例中，光學(xué)纖維30形成為包括多面式反射部110。更具體地說，光學(xué)纖維30包括圓柱本體112，該圓柱本體112在其一端形成有端面 114。光學(xué)纖維30的端面114然后被修改成形成多面式反射部110。具體說，制造期間，在一個(gè)實(shí)施例中，端面114被劈切以形成多面式反射部110。端面劈切可以利用激光器劈切裝置(未示出)來實(shí)現(xiàn)?？蛇x地，端面114可以使用適合于移除光學(xué)纖維端面114的一部分的任何其它裝置來劈切。例如，可以使用蝕刻技術(shù)，通過研磨和拋光端面114，和/或使用光刻技術(shù)向纖維端面114添加和/或去除材料，來使端面114形成為多面式反射部110。在示例性實(shí)施例中，劈切端面114的激光器能使特定的表面輪廓，即多面式反射部110，加工到多模纖維端面114上。此外，向端面114施加涂層116，能使光學(xué)纖維30，包括一體化的多面式反射部110，永久地且穩(wěn)定地與光學(xué)纖維30的中心光軸對(duì)齊。通過相對(duì)于源(VCSEL或者LED)定位一體化反射部110和光學(xué)纖維30，于是能夠向多模纖維波導(dǎo)中發(fā)射特定的模式能量分布(mode power distribution)。這將允許用于特定模式能量分布發(fā)射條件的源規(guī)格滿足簡(jiǎn)單、低成本且穩(wěn)定(對(duì)環(huán)境&長(zhǎng)時(shí)間)的封裝途徑。更具體地說， 通過組合多面式反射部110和濕蝕刻V形溝槽22，包括多面式反射部110的一體化光學(xué)纖維30能夠通過簡(jiǎn)單的機(jī)械組裝高精度地經(jīng)由V形溝槽22被動(dòng)地對(duì)齊至基板20。圖6是可以被蝕刻到例如光學(xué)纖維30等光學(xué)纖維上的一個(gè)示例性多面式反射部 110的示意圖。圖7是圖6所示多面式反射部110的正視圖。在示例性實(shí)施例中，多面式反射部110包括多個(gè)平坦分區(qū)120，在本文也稱為反射部分區(qū)。平坦分區(qū)120各自定位或者形成為沿光學(xué)纖維30的縱軸提供最佳的光反射。具體說，平坦分區(qū)120各自被蝕刻成使得從光源40 (圖1所示)發(fā)出的光束以最佳角度進(jìn)入每個(gè)平坦分區(qū)120，以便能使光束傳輸穿過光學(xué)纖維30。如圖6和7所示，平坦分區(qū)120中的每一個(gè)是基于一對(duì)角度識(shí)別符122得以定位或者蝕刻的。這對(duì)角度識(shí)別符(α，β )相對(duì)于Z軸和Z軸的45度旋轉(zhuǎn)線限定出每個(gè)平坦分區(qū)120的復(fù)雜角度。Z軸大致平行于延伸穿過光學(xué)纖維30的中心線軸，例如圖3所示的中心線62或66。
例如，如圖6所示，一個(gè)示例性平坦分區(qū)130是使用一對(duì)角度識(shí)別符05，0)來蝕刻的。在該情況下，平坦分區(qū)130相對(duì)于Z軸以45度的角度形成，而相對(duì)于Z軸的45度旋轉(zhuǎn)線以0度形成，所述Z軸的45度旋轉(zhuǎn)線形成作為平坦分區(qū)130的面的法線的軸。此外， 另一示例性平坦分區(qū)134是以一對(duì)角度識(shí)別符05，-5)蝕刻的。具體說，平坦分區(qū)134相對(duì)于Z軸以45度的角度蝕刻出，而相對(duì)于平坦分區(qū)130的面以-5度的角度蝕刻出。如圖 6和7所示，每個(gè)平坦分區(qū)120是基于各自的一對(duì)角度識(shí)別符(α，β)形成或者蝕刻出的。 在示例性實(shí)施例中，角度識(shí)別符(α，β)選擇成使光穿過光學(xué)纖維30的傳輸最佳化。如上所述，每個(gè)平坦分區(qū)120是使用一對(duì)角度識(shí)別符(α，β)形成的，所述一對(duì)角度識(shí)別符選擇成使光在多面式反射部110上的特定點(diǎn)處的傳輸最佳化。更具體地說，光學(xué)纖維30以多個(gè)不同角度得到劈切，以限定出平坦分區(qū)120。例如，圖8是相對(duì)于Z軸進(jìn)行多次切割或者劈切以形成如上所述的角度α的側(cè)視圖。圖9是沿Z軸進(jìn)行切割或者劈切后的光學(xué)纖維30的正視圖。應(yīng)該意識(shí)到的是，本文所述的形成多面式反射部110的方法是相對(duì)于直徑大致為80微米的光學(xué)纖維描述的。然而，還應(yīng)該意識(shí)到的是，角度識(shí)別符以及蝕刻每個(gè)平坦分區(qū)120的方法可以基于光學(xué)纖維的直徑進(jìn)行修改。例如，假設(shè)光學(xué)纖維具有125微米的外徑，則角度識(shí)別符可以修改為使穿過具有125微米外徑的光學(xué)纖維的光傳輸最佳化。再次參考圖8，在示例性實(shí)施例中，用于形成多面式反射部110的切割1或者劈切 1的第一部分150是從光學(xué)纖維30的第一側(cè)140向光學(xué)纖維30的第二側(cè)142進(jìn)行的。在本實(shí)施例中，第一側(cè)140設(shè)置成鄰近光源40，并從光源40接收光。此外，第二側(cè)142相反于第一側(cè)140，并設(shè)置在V形溝槽22中。如圖7和8所示，切割1的第一部分150是通過以大致7度的角度激光蝕刻光學(xué)纖維來進(jìn)行的。在本示例中，角度識(shí)別符α大致等于 54. 7，使得第一切割150是相對(duì)于Z軸以大致54. 7度的角度進(jìn)行的。此外，為了改善制造時(shí)間，第一切割150是沿光學(xué)纖維30的整個(gè)寬度進(jìn)行的。切割1的第二部分152是以大致50度的角度激光蝕刻光學(xué)纖維30的一部分來進(jìn)行的，例如α大致等于50.0度。如圖8所示，激光蝕刻工具被重新定位，以使切割1的第二部分152在從光學(xué)纖維30的第一側(cè)140起的大致30微米的深度處開始，并在從光學(xué)纖維30的第一側(cè)140起的大致35微米的深度處結(jié)束。當(dāng)切割1的第二部分152完成后，清楚的是第一平坦分區(qū)160和第二平坦分區(qū)162得以形成。第一平坦分區(qū)160和第二平坦分區(qū)162還在圖9中示出。切割1的第三部分巧4是以大致45度的角度激光蝕刻光學(xué)纖維30的一部分來進(jìn)行的，例如α大致等于45.0度。更具體地說，激光蝕刻工具被重新定位，以使切割1的第三部分巧4在從第一側(cè)140起的大致35微米的深度處開始，并延伸至從第一側(cè)140起的大致45微米的深度。切割1的第四部分156是以大致40度的角度激光蝕刻光學(xué)纖維30的一部分來進(jìn)行的，例如α大致等于40. 0度。更具體地說，激光蝕刻工具被重新定位，以使切割1的第四部分156在從第一側(cè)140起的大致45微米的深度處開始，并在第二側(cè)142處結(jié)束。當(dāng)切割 1的第四部分156完成后，清楚的是第三平坦分區(qū)164和第四平坦分區(qū)166得以形成。第三平坦分區(qū)164以大致等于45度的角度α從第二平坦分區(qū)162延伸至大致45微米的深度。 第四平坦分區(qū)166以大致等于40度的角度α從第三平坦分區(qū)164延伸至第二側(cè)142。第三和第四平坦分區(qū)164、166還在圖9中示出。再次參考圖6和8，當(dāng)切割1或劈切1的四個(gè)部分(150、152、巧4和156)如圖8所示沿Z軸完成后，如圖6所示，以角度+/- β關(guān)于Z軸的45度旋轉(zhuǎn)線進(jìn)行額外的切割，即切割2(157)和切割3(159)或者劈切2和劈切3，切割2和切割3在從光學(xué)纖維30的中心光軸起大致+/-5微米的距離處開始，并繼續(xù)至光學(xué)纖維30的邊緣，從而在光學(xué)纖維30上形成多面式反射部110。如上所述，圖7和8示出和描述了示例性切割或者劈切，它們可以被進(jìn)行以在具有 80微米直徑的光學(xué)纖維上形成多面式反射部的一部分。在另一示例性實(shí)施例中，可以劈切具有125微米的直徑的光學(xué)纖維來形成多面式反射部110。例如，在在纖維上的切割在進(jìn)行時(shí)，調(diào)節(jié)激光劈切。更具體地說，對(duì)于第一個(gè)32. 5微米的y軸移動(dòng)，ζ軸移動(dòng)被程序化為相對(duì)于光學(xué)纖維30的例如Z軸或者中心光軸62或64給予54. 7度角的切割。對(duì)于下一個(gè)20 微米的y軸移動(dòng)，ζ軸移動(dòng)被程序化為提供52度的角度。緊接著進(jìn)行給予50度角度的5微米的y軸移動(dòng)，然后以45度再行進(jìn)10微米，緊接著以40度再行進(jìn)5微米，最后以38度再行進(jìn)52.5微米。一旦已切割出垂直輪廓角度后，在Y-Z平面中旋轉(zhuǎn)纖維45度。接著，使用激光劈切來將新表面額外地輪廓化成關(guān)于纖維中心線的突出橫向地呈0度、+/-5度和+/-7 度的表面。這些額外的輪廓限制來自VCSEL或者LED的光束的橫向傳播。再次參考圖5，當(dāng)已蝕刻出端面平坦分區(qū)120后，向多面式反射部110的外表面施加反射性涂層116。操作期間，反射性涂層116能使傳輸穿過光學(xué)纖維的光反射離開反射表面而通過光學(xué)纖維30。為了促進(jìn)涂覆多面式反射部，鄰接光源40的光學(xué)纖維30的外表面的至少一部分117被掩蔽，以防止金屬化或者涂覆。該被掩蔽的區(qū)域起著允許去往/來自多面式反射部110的光束路徑的窗口 117的作用。在示例性實(shí)施例中，反射性涂層116直接施加至多面式反射部110以及芯子和光學(xué)纖維端面的周圍區(qū)域的至少一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，反射性涂層116是厚度大致為1微米的反射性金屬材料?？蛇x地，也可以利用其它反射性涂層。在另一實(shí)施例中，為了監(jiān)測(cè)從光源40發(fā)出的光學(xué)能量，可以穿過反射部涂層 116形成小的孔口 121，以允許所發(fā)出能量的一部分穿過多面式反射部110，并前進(jìn)穿過基板20，到放置于基板20的背側(cè)的大面積監(jiān)測(cè)檢測(cè)器(未示出)。為了滿足用于模式能量分布的源發(fā)射需求，可以將最低級(jí)模式成分(mode content)的一部分用于該監(jiān)測(cè)功能。如圖5所示，為了將光學(xué)纖維30安裝到互連裝置10中，光學(xué)纖維30被定位在V 形溝槽22中，并被向前推送直到光學(xué)纖維30的端部接觸溝槽第一端部54。更具體地說，在上述示例性實(shí)施例中，平坦分區(qū)120中的至少一個(gè)被蝕刻成提供光學(xué)纖維30已接觸第一端部M的物理標(biāo)識(shí)。在上述示例性實(shí)施例中，平坦分區(qū)212被蝕刻成具有大致為54. 7度的角度a。此外，第一端部M以Μ. 7度的角度形成。如此一來，平坦分區(qū)212還用作止動(dòng)裝置，以便能使安裝者確定光學(xué)纖維30已恰當(dāng)?shù)囟ㄎ辉跍喜?2中。當(dāng)光學(xué)纖維30接觸第一端部M時(shí)，光學(xué)纖維30得以恰當(dāng)?shù)囟ㄎ辉跍喜?2中。此外，在此時(shí)，多面式反射部110相對(duì)于一已知位置得到精確地定位，所述已知位置由V形溝槽第一端部M與硅晶片的表面的交點(diǎn)(如圖1、3和5所示的端面基準(zhǔn)Ε)形成。然后，例如，使用紫外線粘結(jié)劑將光學(xué)纖維30固定在溝槽內(nèi)。此外，當(dāng)光學(xué)纖維30 得以恰當(dāng)?shù)囟ㄎ辉跍喜?2內(nèi)時(shí)，光學(xué)纖維30的至少一部分延伸到溝槽22上方達(dá)一尺寸 Dl0在示例性實(shí)施例中，Dl大致為3. 2微米，因此光學(xué)纖維30的大致3. 2微米延伸到溝槽22上方。此外，光學(xué)纖維30的至少一部分延伸超出溝槽22達(dá)一尺寸D2。在示例性實(shí)施例中，D2大致為2. 3微米，因此光學(xué)纖維的大致2. 3微米延伸超出溝槽22的端面基準(zhǔn)E。該定位能使光源40相對(duì)于多面式反射部110恰當(dāng)?shù)貙?duì)齊。具體說，該定位能使從光源40傳來的光進(jìn)入如上所述的居中定位的平坦分區(qū)130(圖6所示)。具有一體化多面式反射部 110的光學(xué)纖維30在光學(xué)纖維30的端面114接觸溝槽22的第一端部M時(shí)恰當(dāng)?shù)貙?duì)齊于光源40，從而將反射部分區(qū)130的中心定位在源40的光學(xué)孔口的中心的正下方。如圖5所示，當(dāng)光學(xué)纖維30恰當(dāng)?shù)囟ㄎ辉跍喜?2內(nèi)時(shí)，在光源40與光學(xué)纖維30 之間限定出一個(gè)間隙260。在示例性實(shí)施例中，間隙260填充有光學(xué)透明材料沈2。在示例性實(shí)施例中，材料262具有這樣一種折射率，其選擇成增強(qiáng)光源40與光學(xué)纖維30之間的聯(lián)接，以使該界面處的反射最小化。材料262的選擇可以包括聚對(duì)二甲苯、環(huán)氧樹脂、硅樹脂或者若干透明模具未充滿材料。此外，材料262還提供光電子模具的環(huán)境保護(hù)，并且防止水分得以進(jìn)入光源40與光學(xué)纖維30的窗口表面117之間的光學(xué)界面。如圖1和5所示，為了能使光源40電氣地連接至光源驅(qū)動(dòng)器電路四0，互連裝置10 利用接觸件34來提供從光源40到向光源40提供能量的光源驅(qū)動(dòng)器電路四0的接地-信號(hào)-接地電氣連接。這些接觸件34通過晶片通路孔38電氣地連接至晶片背側(cè)電氣傳導(dǎo)接觸件36 (如圖2和5所示)。使用電氣撓性電路270來將裝置10互連至光源驅(qū)動(dòng)器電路 290。再次參考圖1，在示例性實(shí)施例中，每個(gè)光源40通過多個(gè)襯墊250固定至基板20。 在示例性實(shí)施例中，安裝襯墊250通過高精確光刻技術(shù)設(shè)置在基板20上，以在基板20的表面上以從第一端部M到端面基準(zhǔn)E的預(yù)確定距離252定位金屬安裝襯墊250。此外，安裝襯墊250騎跨各個(gè)相應(yīng)的溝槽22。在示例性實(shí)施例中，安裝襯墊250的陣列定位成與形成在光源40上的安裝襯墊的另一陣列對(duì)齊。如此一來，安裝襯墊250的陣列的位置是基于所使用的光源40得到確定的。在另一實(shí)施例中，安裝襯墊250可以通過鍍覆技術(shù)或者蒸發(fā)沉積技術(shù)安裝在基板20上。此外，安裝襯墊250可以通過例如金、錫或者不同比例的金和錫等金屬性材料制成。然后將包含光源40的光電子模具對(duì)齊至安裝襯墊250。這是在光源上使用相同的金屬襯墊陣列(其相對(duì)于模具上的主動(dòng)光孔口得以精確地定位)來完成的。將例如錫或者金等焊料添加至光源40上的該第二金屬襯墊陣列，并在使光源40于一與金屬襯墊陣列粗略對(duì)齊的位置連結(jié)至基板20后，使焊料回流以將光源40被動(dòng)地對(duì)齊至期望位置。應(yīng)該意識(shí)到的是，光源40在本文中描述為單個(gè)和分離的光源，光源40可以作為包括多個(gè)光源40的單個(gè)裝置制成，以進(jìn)一步改善成本節(jié)約。例如，單個(gè)模具可以制造成包括 6個(gè)VCSEL的陣列，每個(gè)VCSEL能夠?qū)崿F(xiàn)10(ibit/秒的調(diào)制速度。單個(gè)基板20將具有六個(gè)溝槽的陣列，以及用于使光源模具與基板對(duì)齊的金屬襯墊的陣列。如上所述，在示例性實(shí)施例中，互連裝置包括六個(gè)光源40。每個(gè)光源40經(jīng)由一組接觸件；34聯(lián)接至相應(yīng)的柔性電路270。在示例性實(shí)施例中，接觸件34配置成一個(gè)組，包括三個(gè)接觸件272、274和276。接觸件272、276用作使光源40接地的接地構(gòu)件。此外，接觸件274向光源40提供電氣信號(hào)能量，以操作光源40。如圖5所示，互連裝置還包括安裝在基板20的下表面278上的多個(gè)電氣接觸件36。在示例性實(shí)施例中，每組接觸件34聯(lián)接至安裝在基板20上的相應(yīng)一組的接觸件，例如接觸件36。例如，在示例性實(shí)施例中，互連裝置10包括六個(gè)光源40。每個(gè)光源40包括三個(gè)接觸件34，例如總計(jì)18個(gè)接觸件34。如此一來，互連裝置10還包括安裝在基板20上的18個(gè)接觸件34。在示例性實(shí)施例中，每個(gè)接觸件34經(jīng)由貫穿基板20形成的通路孔38聯(lián)接至相應(yīng)的接觸件36。如此一來，在示例性實(shí)施例中，互連裝置還包括18個(gè)通路孔38。組裝期間，柔性電路270聯(lián)接至接觸件36，以利用通路孔38和接觸件34向光源40提供接地和電能。
權(quán)利要求
1.一種互連裝置(10)，包括基板(20)，在該基板中形成有至少一個(gè)溝槽(22)，所述溝槽包括第一側(cè)壁和第二側(cè)壁 (42,44)以及設(shè)置在側(cè)壁的一個(gè)端部處的第一端部(54)；設(shè)置在所述溝槽0 中的光學(xué)纖維(30)，所述光學(xué)纖維具有圓柱本體(112)、形成在所述圓柱本體(112)的一個(gè)端部上的端面(114)和形成在所述端面(114)上的多面式反射部(110)；和光源(40)，適配成向所述多面式反射部(110)傳輸光，以使光穿過所述光學(xué)纖維(30)。
2.如權(quán)利要求1所述的互連裝置，其中，所述光源GO)設(shè)置成鄰接所述光學(xué)纖維(30) 的一側(cè)，所述光源GO)構(gòu)造成傳輸光穿過所述光學(xué)纖維(30)的一側(cè)至所述多面式反射部 (110)。
3.如權(quán)利要求1所述的互連裝置，其中，所述多面式反射部(110)包括形成在所述光學(xué)纖維(30)的所述端面上的多個(gè)平坦分區(qū)(120)。
4.如權(quán)利要求1所述的互連裝置，其中，所述多面式反射部(110)包括設(shè)置在所述多面式反射部(110)的外表面上的反射性涂層(116)。
5.如權(quán)利要求1所述的互連裝置，其中，所述溝槽的第一端部(54)以一角度α形成， 并且所述光學(xué)纖維(30)包括包圍所述光學(xué)纖維的芯子的包覆層，所述包覆層的至少一部分以所述角度α形成。
6.如權(quán)利要求1所述的互連裝置，其中，所述溝槽的第一端部(4)以一角度α形成，并且所述多面式反射部(110)的至少一部分以不同于所述角度α的角度β形成。
7.如權(quán)利要求3所述的互連裝置，其中，所述溝槽的第一端部(54)以一角度α形成， 并且所述多面式反射部(110)的至少一個(gè)平坦分區(qū)以所述角度α形成。
8.如權(quán)利要求1所述的互連裝置，其中，所述多面式反射部的第一部分150以第一組角度形成，所述多面式反射部的第二部分(152)以不同的第二角度形成，而所述多面式反射部的第三部分(154)以不同于第一和第二角度的第三角度形成。
9.如權(quán)利要求1所述的互連裝置，其中，所述光源GO)包括垂直空腔表面發(fā)射激光器 (VCSEL)。
10.如權(quán)利要求1所述的互連裝置，還包括形成在所述光學(xué)纖維(30)的至少一部分與所述光源GO)之間的間隙Q60)；和設(shè)置在所述間隙O60)中的密封劑062)。
全文摘要
一種互連裝置(10)，包括在其中形成有至少一個(gè)溝槽(22)的基板(22)。所述溝槽包括第一側(cè)壁和第二側(cè)壁(42、44)以及設(shè)置在側(cè)壁的一個(gè)端部處的第一端部(54)。所述裝置還包括設(shè)置在所述溝槽(22)中的光學(xué)纖維(30)，而所述光學(xué)纖維具有圓柱本體(112)、形成在所述圓柱本體的一個(gè)端部上的端面114和形成在所述端面上的多面式反射部110。所述裝置還具有光源(40)，所述光源適配成向所述多面式反射部(110)傳輸光，以使光穿過所述光學(xué)纖維(30)。
文檔編號(hào)G02B6/42GK102472870SQ201080033095
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者T.P.伯溫 申請(qǐng)人:泰科電子公司