CN102349010B - 用于路由光学信号的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于路由光学信号的系统（10）和方法（800，900）。该系统包括：大芯空心波导（30），具有覆盖空心波导的内表面（32）的反射涂层（40），被配置成引导光束（104）。至少一个基于面积的分束器（50）与空心波导整体地形成并且具有成角度的反射表面（52），该反射表面具有相对于内表面的可选择的高度（H）。该成角度的反射表面被取向为基于成角度的反射表面的高度而重定向预定量的光束（114）。

Description

用于路由光学信号的系统和方法

背景技术

随着电路板上的计算机芯片速度增加到越来越快的速度，芯片间通信中的通信瓶颈正变成一个较大的问题。一种可能的解决方案是使用玻璃纤维使高速计算机芯片互连。然而，大多数电路板包含许多层并且经常要求其制造中的公差小于1微米。物理地放置玻璃光纤并且将这些纤维连接到芯片可能太不精确且耗时，从而不能在电路板制造工艺中广泛采用。

围绕电路板以及在电路板之间路由光学信号可能添加显著的附加复杂性。因此，芯片之间的可销售的光学互连被证明是虚幻的，尽管存在宽带数据传输的需求。

附图说明

图1为依照本发明一个实施例的用于路由光学信号的系统的图示，该系统具有耦合到光束源的大芯空心波导，并且示出与波导整体地形成的分束器；

图2为图1系统的透视图；

图3为图1系统的分束器的反射功率对分支（tap）高度的曲线图；

图4为具有分束器的图1系统的图示，其具有相对较窄的分束器；

图5为具有分束器的图1系统的图示，其具有相对较宽的分束器；

图6为具有分束器的图1系统的图示，其具有在波导之下延伸的成角度的表面；

图7为具有分束器的图1系统的图示，其具有在波导之下延伸的弯曲表面；

图8为依照本发明另一个实施例的用于路由光学信号的系统的侧视图，该系统具有耦合到光束源的多个大芯空心波导，并且示出与波导整体地形成的多个分束器；

图9为图8系统的顶视图；

图10为依照本发明另一个实施例的用于路由光学信号的系统的透视图，该系统具有耦合到光束源的多个大芯空心波导，并且示出与波导整体地形成的多个分束器；

图11为图10系统的片段透视图；

图12为图10系统的片段侧视图；

图13为依照本发明另一个实施例的用于路由光学信号的系统的透视图，该系统具有耦合到光束源的多个大芯空心波导，并且示出与波导整体地形成的多个分束器；

图14为图13系统的侧视图；

图15为依照本发明另一个实施例的用于路由光学信号的系统的侧视图，该系统具有耦合到光束源的多个大芯空心波导；

图16为依照本发明另一个实施例的用于路由光学信号的系统的侧视图，该系统具有耦合到光束源的多个大芯空心波导；

图17为依照本发明另一个实施例的用于路由光学信号的方法的流程图；以及

图18为依照本发明另一个实施例的用于制造光学信号路由系统的方法的流程图。

具体实施方式

一种用于在电路板上的计算机芯片之间形成光学互连的方法是使用电路板上形成的光学波导。光学波导由于使用平版印刷或类似工艺在电路板上形成波导的能力而可以优于玻璃光纤通信。波导典型地利用诸如聚合物和/或电介质之类的基本上光学透明的材料而在电路板上形成。使用平版印刷或类似工艺制成的光学波导也可以在不安装到电路板上的其他类型的衬底上形成。例如，（一个或多个）光学波导可以在柔性衬底上形成以形成具有一个或多个光学波导的带状线缆。

以这种方式形成光学波导可以提供以必要的物理公差构造以用于现代多层电路板上的互连。然而，可以用在芯片和电路板制造中以形成板上波导的聚合物、电介质和其他材料典型地经历远多于玻璃光纤的损耗。事实上，板上波导的损耗量已经是限制接受光学波导互连的因素之一。用来构造波导的聚合物可能具有每厘米0.1dB的损耗。形成对照的是，玻璃光纤中的损耗为大约每千米0.1dB。因此，聚合物波导可能具有比玻璃光纤中的损耗大若干数量级的损耗。

此外，典型的波导通常被制造成具有大致与它们被设计成载送的光的波长成比例的尺寸。例如，被配置成载送1000nm光的单模波导可以具有用于较高指数芯区域的且被较低指数包层区域包围的1000nm-9000nm（1μm-9μm）的尺寸。多模波导可以具有用于芯区域的大约20-60um的较大尺寸。单模和多模波导二者对于0.01-0.02的芯和包层折射率差异具有大约0.15-0.25的相对较高的数值孔径（NA）。数值孔径确定来自发射纤维的光束的发散度。较大的NA将导致耦合效率的较快的恶化，因为纤维至纤维的间距增大。因此，连接这种类型的波导可能昂贵且具有挑战性。

引导的光束的分离和分支（tap）也难以使用这些波导完成，因为分离器必须精确地以45度插入波导中。此外，向外耦合的功率量要求控制沉积在分束器上的光学涂层。分束器也需要是薄的，以防止光束的横向移动，这将增加每个分支的额外损耗。因此，产生和连接具有分束器和分支的波导的成本在历史上减少了它们在大多数普通应用中的使用。依照本发明的一个方面，已经认识到，需要一种具有分束设备的廉价的波导，其与光学分支和其他光学设备连接更加简单并且其可以显著降低传统波导的制造成本和效率损失。

依照本发明的一个实施例，图1-2示出了以10大体表示的一种用于路由光学信号的系统，其包括以30大体表示的大芯空心波导。准直透镜106可以用来将光束耦合到空心芯波导中。将理解的是，准直的光在空心芯波导中具有较低的损耗，因为光线与波导的轴平行地行进。玻璃光纤中的损耗取决于光与反射金属壁进行了多少次相互作用。理想情况下，空心芯波导将具有尽可能低的反弹次数。

大芯空心波导可以包括以50大体表示的至少一个基于面积的分束器，其与大芯空心波导整体地形成。

术语大芯空心波导的使用意在表示这样的波导，其具有远大于在该波导中被定向的光的波长的直径（或宽度和/或高度）。例如，所述直径（或宽度和/或高度）可以是波导被配置成引导的光束的波长的大约50-150倍或者更多倍。

大芯空心波导可以具有被配置成引导光学信号（诸如光束）的正方形、矩形、圆弧形、椭圆形或者某种其他形状的截面形状。此外，由于波导是空心的，光束基本上以光在空气或真空中的速度行进。大芯空心波导是相对于使用聚合物或电介质材料形成的传统光学波导的重大改进。

返回到图1-2，光源102被示为将光束104发射到波导30中。分束器50用来将光束的一部分（称为反射束114）重定向到配对连接器112或波导中。称为透射束110的剩余光可以在与原始束104相同的方向上继续。光束可以在波导的壁之间反弹。在每次反射时，可能发生光束的重大损耗。

为了减少波导内的损耗，可以添加反射涂层40以覆盖波导30的内表面32。反射涂层可以使用喷镀、溅射或者如可以理解的类似工艺来形成。如果空心波导包含具有低熔点的聚合物或其他材料，那么可以使用诸如溅射、电镀或热蒸发之类的低温工艺来施加反射涂层。

准直透镜106可以用来将光束耦合到空心金属波导30中。透镜106用来将耦合到波导中的光线限制为几乎平行于波导的侧壁，从而最小化光遇到的反射或反弹的次数。即使壁的反射率可能是高的（即大于98%），将反射次数降低至最小值仍然是重要的，因为20次反弹会将光线的强度降低至其初始强度的67%。

反射涂层40可以包含在光的波长处基本上反射的一层或多层金属、电介质或其他材料。金属可以基于其反射率来选择。覆盖通道的高度反射层是所希望的。例如，反射涂层可以使用银、金、铝或者某种其他可以形成高度反射层的金属或合金来形成。

可替换地，反射涂层可以是可以由在选定的波长处基本上反射的一层或多层电介质材料形成的电介质叠层。在沉积反射涂层之前，可以使波导的未涂敷的空心通道平滑以移除任何表面粗糙度。反射涂层也可以经历平滑过程以移除可能在沉积工艺期间出现的反射层中的表面粗糙度。例如，可以施加热以进行平滑或者可以使用电抛光以便使反射表面平滑。此外，可以在反射涂层上形成诸如二氧化硅之类的基本上透明的保护层以充当保护层。

如果通过波导的光学通路不是充分笔直的，那么波导内可能发生显著的损耗。波导中出现的弯曲或转向可能使得光具有不希望次数的反射或反弹，从而造成重大的衰减或损耗量。为了使得光学信号能够在不同的方向上被路由，可以在空心波导30内整体地形成所述至少一个基于面积的分束器50以重定向光束104。依照图1-2中所示的实施例，系统10可以包括单个分束器50，但是将理解的是，可以根据需要使用更多的分束器。

分束器50可以具有成角度的反射表面52，该反射表面可以关于光束在波导中的行进方向而被确定尺寸和取向以重定向预定量的光束。成角度的反射表面52可以至少部分地从内表面32延伸到波导30的通道中。成角度的反射表面52可以具有相对于内表面的可调节或可选择的高度H，该高度可以确定成角度的反射表面的面积。更特别地，分束器50的高度H可以在形成波导时选择，并且高度H的选择可以基于希望由分束器重定向的光量。如果希望重定向更多的光束，那么可以增大高度H，这导致与光束相交的成角度的反射表面的面积的总体增大。如果需要更少的光束，那么可以减小高度，这导致与光束相交的成角度的反射表面的面积的总体减小。通过这种方式，分束器重定向的光量基于在形成波导时调节或选择的分束器的成角度的反射表面的面积。

图3示出了比较反射的光束114的功率百分比作为成角度的反射表面52的高度H的函数的曲线图，其中单个反射涂层42施加到成角度的反射表面。该曲线图示出这里描述的分束器的实施例在具有单个反射涂层的情况下可以具有范围从光束104的功率的近似0%至89%的反射率。该曲线图也示出，随着成角度的反射表面的高度增加，反射的光束的功率也增加。

再次转向图1-2，除了能够调节或选择分束器50的希望的高度H之外，也可以基于反射束114的希望的位置来调节或选择分束器相对于光源102的纵向距离L。将理解的是，为了保持反射的光束基本上位于连接器112的中心，可以在纵向或X方向上以及在高度或Z方向上移动成角度的反射表面。在Z方向上移动表面仅仅可能导致反射束在连接器处的移位。因此，当分束器的高度H升高或降低时，纵向位置L可以选择成更远离或更靠近光源以便将反射束置于希望的位置。通过这种方式，可以将反射束与诸如光学分支之类的配对连接器112对准。

空心波导30和分束器50可以在单个制造工艺中作为单个单体（monolithic）部件整体地形成在一起。通过这种方式，无需在单独的制造步骤中将分束器置于波导中。

将理解的是，在制造波导之后将单独的分束器或光学分支置于波导中需要仔细、耗时的精度以便以足够的准确性重定向反射的光束。因此，有利的是，与波导30整体地形成分束器50允许实现较高的精度，这提高了分束器或光学分支的效率。此外，诸如注射成型、压花、蚀刻、粉末爆破（power blasting）、切割、挤压、轧制热形成等等之类的高效且相对廉价的制造工艺可以用来制造波导和集成的分束器。这样的制造工艺在制造多个波导时也提供高的可重复性。因此，与波导整体地形成分束器也有利于波导的批量生产。也可以使用本领域中已知的其他制造方法。

与波导整体地形成分束器50也允许分束器50具有各种各样的几何配置。例如，分束器50的成角度的反射表面52的角度可以以相对于光束104在空心波导30中的行进方向的近似30度与60度之间的预定角度形成。成角度的反射表面相对于光束的行进方向的角度以相对于光束在空心波导中的行进方向的近似60度与120度之间的角度重定向光束的预定反射量。因此，具有45度的成角度的反射表面的分束器50可以以90度的角度重定向光束，如图1中所示。类似地，具有30度角度的成角度的反射表面可以以60度的角度重定向光，并且具有60度角度的成角度的反射表面可以以120度的角度重定向光。通过这种方式，可以以各种各样的角度将分束器反射的光束114定向到耦合到分束器的连接器。

其他的几何变型可以包括：对于如图4中所示的分束器50，具有这样的成角度的反射表面52a的波导30，该反射表面具有比图1中所示成角度的表面52相对较短的纵向长度；对于如图5中所示具有与光束104的行进方向平行的上表面54的分束器50，具有比图4中所示成角度的反射表面相对较长的纵向长度的成角度的反射表面52b的波导30；对于如图6中所示的分束器50，具有这样的成角度的表面的波导30，该表面延伸到波导下表面之下；以及对于如图7中所示的分束器50，具有这样的弯曲表面的波导30，该弯曲表面延伸到波导下表面之下。这些变型中的每一个可以用于功能或制造目的。例如，图4中所示的与光束的行进方向平行的上表面可以降低锐利边缘或拐角造成的光束的衍射和散射。类似地，图5和图6中所示的延伸到波导下表面之下的表面可以具有圆弧形拐角或者不在光束的直接路径中的拐角，以便最小化将由于不希望的散射而造成光束损耗的不希望的反射。

波导30也可以包括空心波导内的基本上透明的孔径36。孔径36可以允许由成角度的反射表面52a-c重定向的基本上所有反射的光束114透射通过该孔径。

如图8-9中所示，示出了依照本发明另一个实施例的以200大体表示的一种用于路由光学信号的系统。该系统200可以具有以230大体表示的大芯空心金属波导，其在许多方面类似于上面描述的且在图1-6中示出的光学系统10。因此，波导230可以接收来自光源102的光104并且朝分束器定向该光。

此外，可以将准直器置于来自光源的光束的路径中以克服从光源发射的较高模式的衰减。该准直器可以是准直透镜106，诸如具有抗反射涂层的球透镜。该准直器被配置成在光束进入大芯空心波导230之前将光束准直成平行的或近轴的光束。通过这种方式，光束在波导内传播时仅仅掠射反射层，从而仅遭受少量的反弹。准直器提供：基本上确实出现的任何反射将典型地处于相对于波导壁的相对较浅的角度，从而最小化了波导内的反射次数并且因而降低了空心波导内的光的衰减。结果，在空心波导内传播的低损耗模式具有极小的数值孔径。该特性允许将分光器插入这些波导中而具有很少的额外损耗。

在图8-9所示的实施例中，波导230可以包括多个分束器250a、250b和250c，并且每个分束器可以重定向预定量的传输的光束110。在一个实施例中，每个重定向的预定量可以具有基本上相等的功率。可替换地，每个重定向的光114量可以根据系统需要而具有希望的功率。

波导230可以具有覆盖波导的内表面232的反射涂层40。该反射涂层可以使用喷镀、溅射或如可以理解的类似工艺来形成。如果空心波导230包含具有低熔点的聚合物或其他材料，那么可以使用诸如溅射、电镀或热蒸发之类的低温工艺来施加反射涂层。反射涂层40可以如上面所讨论的那样包含在光的波长处基本上反射的一层或多层金属、电介质或其他材料。在一个实施例中，可以将相同的反射涂层施加到波导的内部以及分束器的表面。可替换地，可以使用不同类型的反射涂层。

所述多个分束器250a、250b和250c可以通过上面描述的制造工艺之一与波导230整体地形成。每个分束器可以沿着空心波导230的纵向长度L顺序地定位。每个分束器也可以分别具有成角度的反射表面252a、252b和252c，其分别从内表面232延伸依次更大的预定长度H1、H2和H3。依次更大的预定长度H1、H2和H3可以允许每个反射表面重定向依次更大预定量的剩余光束，使得每个预定量具有基本上相等的功率。通过这种方式，所述多个分束器相等地将传输的光束110分离成具有基本上相等的功率水平的多个反射的光束114。

将理解的是，尽管这里描述的实施例使用了依次更大的预定长度H1、H2和H3以改变反射的光的份额量（fractional amount），但是诸如宽度之类的其他几何特征也可以用来实现相同的目的。此外，高度和宽度的组合可以用来在保持每个反射的光束中的基本上相等的功率水平的同时改变反射的光的预定份额量。

将理解的是，当每个分束器250a、250b和250c重定向预定量的光时，传输的光束110的总功率将减少相应的量。为了沿着波导230均匀地分布功率，当光沿着波导传播时，反射的功率量必须增大。这可以通过改变沿着传输的光束的传播方向的每个相继分束器的高度来实现。因此，为了每个重定向的光束114基本上功率相等，每个相继的分束器必须重定向成比例地更大量的传输的光束。

在一个示例性实施例中，对于如图8-9中所示的三个相继的分束器250a、250b和250c，第一分束器250a可以具有足以重定向1/3的传输的光束的高度H1或者近似50um的高度。第二分束器250b可以具有足以重定向近似1/2的剩余的传输的光束的高度H2或者近似66um的高度。同样，第三分束器250c可以具有足以重定向近似100%的剩余的传输的光束的高度或者近似150um的高度。通过这种方式，每个重定向的光束114可以具有近似相等的功率。类似地，任意数量的分束器可以与波导一起形成，只要每个分束器具有足够的高度以反射具有基本上相等的功率的所传输的光束的一部分。

此外，所述多个分束器250a、250b和250c中的每一个可以沿着波导彼此分别以足够的距离L1、L2和L3纵向隔开，以允许传输的光束110在下一个相继的分束器之前扩展并且基本上重新填充空心波导。此外，传输的光束的传播方向上的表面粗糙度或波纹度可以用来增大分束器之间的散射以允许光束在每个分束器之间的距离内扩展并且重新填充波导。光束发散量由入射束被准直的程度如何以及它招致的反弹次数来确定。例如，1度的输入束发散度将导致每4.3mm反射一次。因此，在4.3cm的距离之后，光将反射10次，从而允许光重新填充波导。

因此，有利的是，可以选择和调节每个分束器的高度、形状和纵向定位以在制造时优化可制造性并且降低具有多个波导的系统中的波导之间的串扰。

如图10-12所示，示出了依照本发明另一个实施例的以300大体表示的一种用于路由光学信号的系统。该系统300可以具有以330大体表示的多个大芯空心金属波导，其在许多方面类似于上面描述的且在图1-9中示出的光学系统10和200的波导30和130，包括在内表面332上具有反射涂层40。此外，每个波导330可以包括以350大体表示的多个分束器。每个分束器可以重定向相继更大的预定份额量的光束，其中每个反射的光束具有基本上相等的光学功率。

所述多个波导330也可以以层状或叠层状结构来布置。在该布置中，每个层可以拥有具有成角度的反射表面的分束器350，所述反射表面具有不同的高度。每个分束器也可以位于离发射光源（未示出）不同的距离处。通过这种方式，每个反射束可以朝接收波导或连接器的中心定向，如图12中最佳地看到的。将理解的是，在X方向纵向地以及在高度方面在Z方向上移动每个分束器有助于保持反射束相对于接收波导居中。

如图13-14所示，示出了依照本发明另一个实施例的以500大体表示的一种用于路由光学信号的系统。该系统500可以具有以530大体表示的至少一个大芯空心金属波导，其在许多方面类似于上面描述的且在图1-12中示出的光学系统10、200和300。此外，系统500可以包括以550大体表示的至少一个分束器。

在该实施例中，分束器550可以位于波导530的上表面534上并且向下延伸至波导中以便反射传输的光束110的上部114b。在一个方面中，分束器可以与波导的覆盖板570整体地形成。

覆盖板570可以由透明材料或者具有产生低传输损耗的光学特性的材料形成。在一个方面中，覆盖板可以具有隔开波导之间的距离的多个分束器550a和550b。在另一个方面中，覆盖板可以具有由虚线550c表示的单个分束器，该分束器跨覆盖板延伸并且与多个波导一起操作。

覆盖板570可以具有沿着波导530的反射表面40。分束器可以具有成角度的反射表面552和竖直部分554。成角度的反射表面可以具有反射涂层540。在其中成角度的反射表面550分段成550a、550b等的情况下，也可以改变分段的宽度以控制反射的光量。竖直部分可以由在光束110的波长处基本上光学透明的材料形成，以便允许光透射通过竖直部分并且由成角度的反射表面反射出波导530。

此外，覆盖板570可以在光束所经过的界面表面590和592上具有抗反射涂层。这些抗反射涂层可以减少波导与分束器之间以及分束器与连接器之间的界面处的反射损耗。

如图15中所示，示出了依照本发明另一个实施例的以600大体表示的一种用于路由光学信号的系统。该系统600可以具有以630大体表示的至少一个大芯空心金属波导，其在许多方面类似于上面描述的且在图1-14中示出的光学系统10、200、300和500。此外，系统600可以包括以650大体表示的至少一个分束器。

分束器650可以位于覆盖板670中。该分离器可以具有成角度的反射表面652和竖直部分654。成角度的反射表面可以具有反射涂层640。竖直部分可以由在光束110的波长处基本上光学透明的材料形成，以允许光束的希望量透射通过竖直部分并且由成角度的反射表面反射出波导。

竖直部分654可以具有适合波导630的通道634的相对较长的纵向长度的透明材料。有利的是，竖直部分的较长长度可以帮助将覆盖板670固定到波导，并且更精确地对准分束器650的成角度的反射表面652。

如图16中所示，示出了依照本发明另一个实施例的以700大体表示的一种用于路由光学信号的系统。该系统700可以具有以730大体表示的至少一个大芯空心金属波导，其在许多方面类似于上面描述的且在图1-15中示出的光学系统10、200、300、500和600。此外，系统700可以包括以750大体表示的至少一个分束器。

分束器750可以光学耦合到配对连接器712。该分束器可以通过孔径736插入到波导730中并且由此延伸到波导的通道734中。分束器可以通过耦合到分束器且置于波导之外的微透镜772而将预定量114的所传输的光束110重定向到光纤770。

分束器、微透镜和光纤可以一起形成连接器712并且可以通过诸如不锈钢、机械传递（MT）导针778之类的机械紧固件而耦合到波导且与波导对准。将理解的是，也可以使用其他的附接和对准机构并且这样的机构可以主动地或被动地将分束器与波导对准。例如，在许多情况下，可以通过光学连接器712将到来的光104传送到波导730中。在这种情况下，定位光学连接器的波导对准结构714可以与波导730和成角度的分束器750共同形成。通过这种方式，这里描述的光学路由系统的其他元件也可以与波导整体地形成以简化精确地放置光学路由元件所需的精确定位过程。

图17中所示的是一种用于路由光学信号的方法800。该方法包括810处所示的将基本上相干的光束定向到大芯空心波导中。波导可以具有覆盖大芯空心波导的内表面的反射涂层。在820处所示，可以利用设置在空心波导中的至少一个分束器重定向预定量的光束。分束器可以具有成角度的反射表面，该反射表面具有离内表面的可调节或可选择的预定高度。成角度的反射表面可以被取向为基于反射表面的选定高度而重定向预定量的光束。在830处所示，预定量的光束可以以由成角度的反射表面的角度所确定的角度定向出空心波导。

所述方法进一步包括利用沿着空心波导顺序地设置的多个分束器将传输的光束分离成多个分离光束。每个分离光束可以具有基本上相等的功率。此外，每个分束器可以具有成角度的反射表面，其中每个成角度的反射表面的选定高度相对于前一个分束器从内表面延伸依次更大的距离。每个反射表面可以重定向依次更大预定量的剩余光束以使得每个分离束能够具有基本上相等的功率水平。

图18中所示的是一种制造光学信号路由系统的方法900。该方法包括910处所示的形成具有反射涂层且被配置成引导光束的大芯空心波导，所述反射涂层覆盖该空心波导的内部。在920处所示，分束器可以在诸如注射成型之类的单个制造步骤中整体地且单体地形成在空心波导中。分束器可以具有成角度的表面，该表面具有离内表面的选定高度。该成角度的反射表面可以被取向为基于反射表面的选定高度而将预定量的光束重定向出波导。在930处所示，可以在成角度的表面上形成反射器从而以成角度的表面的角度确定的角度将预定量的光束反射出空心波导。

所述方法也可以包括形成沿着空心波导顺序地设置的多个分束器。每个分束器可以含有具有选定高度的成角度的反射表面，其相对于前一个分束器从内表面延伸依次更大的距离。每个反射表面可以重定向依次更大预定份额量的剩余光束以使得每个分离束能够具有基本上相等的功率水平。

尽管前面的实例说明了一个或多个特定应用中的本发明原理，但是本领域普通技术人员将清楚的是，可以在不运用创造能力的情况下且在不脱离本发明原理和构思的情况下做出实现方式的形式、用法和细节方面的许多修改。因此，除了由所附阐述的权利要求限制外，不预期本发明受到限制。

Claims (12)

1.一种用于在计算机芯片之间路由光学信号的光学互连（10），所述光学互连包括：

大芯空心波导（30），具有覆盖空心波导的内表面（32）的反射涂层（40）且被配置成引导光束（104）；以及

至少一个基于面积的分束器（50），与空心波导整体地形成并且具有成角度的反射表面（52），该反射表面具有相对于内表面的可选择的高度（H）且被取向为基于成角度的反射表面的高度而重定向预定量（114）的光束；

其中所述至少一个分束器（250）进一步包括顺序地沿着空心波导整体地形成的多个分束器（250a，250b，250c），每个分束器具有从内表面（232）延伸依次更大的预定高度（H1，H2，H3）的成角度的反射表面（252a，252b，252c），并且每个反射表面重定向依次更大预定量的剩余光束，其中每个预定量具有基本上相等的功率。

2.如权利要求1的光学互连，其中成角度的反射表面（52）从空心波导的下内表面（32）向上延伸并且反射光束的下部分（114）。

3.如权利要求1的光学互连，其中成角度的反射（552）表面从空心波导的上内表面（534）向下延伸并且反射光束的上部分（114b）。

4.如权利要求1的光学互连，其中所述多个分束器（250a，250b，250c）中的每一个彼此隔开足够的距离（L1，L2，L3）以允许光束在下一个分束器之前（30）衍射且基本上重新填充空心波导。

5.如权利要求1的光学互连，其中成角度的反射表面（52）以相对于光束在空心波导（3）中的行进方向30度与60度之间的角度设置并且以相对于光束在空心波导中的行进方向60度与120度之间的角度将预定量的光束（114）重定向出空心波导。

6.如权利要求1的光学互连，进一步包括空心波导（30）内的基本上透明的孔径（36），该孔径被配置成使得基本上所有的由成角度的反射表面反射的光束（114）都能够透射通过该孔径。

7.如权利要求1的光学互连，其中覆盖空心波导（30）的内表面（32）的反射涂层（40）选自这样的组，该组包括反射金属、电介质膜和电介质膜叠层及其组合。

8.如权利要求1的光学互连，其中大芯空心波导（30）具有大于光束波长50倍的截面尺寸。

9.如权利要求1的光学互连，进一步包括与所述至少一个基于面积的分束器（750）整体地形成的对准结构（714）。

10.一种用于在权利要求1的光学互连中路由光学信号的方法（800），包括：

将光束定向（810）到大芯空心波导中；以及

利用设置在空心波导中的所述至少一个分束器的成角度的反射表面来分离（820）预定量的光束；以及

以由成角度的反射表面的角度确定的角度将预定量的光束定向（830）出空心波导；

其中所述方法进一步包括：

利用沿着空心波导顺序地设置的多个分束器将光束分离成具有基本上相等功率的多个分离光束，每个分束器含有具有选定高度的成角度的反射表面，其相对于前一个分束器从内表面延伸依次更大的距离，并且每个反射表面重定向依次更大预定量的剩余光束以使得每个分离光束能够具有基本上相等的功率水平。

11.一种用于制造权利要求1的光学互连的方法（900），包括：

形成（910）具有覆盖空心波导的内部的反射涂层的大芯空心波导以引导光束；

在空心波导内形成（920）具有高度可调节的成角度的表面的分束器以基于反射表面的选定高度来重定向预定量的光束；以及

在成角度的表面上形成（930）反射器从而以由成角度的表面的角度确定的角度将预定量的光束反射出空心波导；

其中所述方法进一步包括：

形成沿着空心波导顺序地设置的多个分束器，每个分束器含有具有选定高度的成角度的反射表面，该反射表面相对于前一个分束器从内表面延伸依次更大的距离，并且每个反射表面重定向依次更大预定量的剩余光束以便使得每个分离光束能够具有基本上相等的功率水平。

12.如权利要求11的方法，其中空心波导（30）和所述至少一个分束器（50）通过选自这样的组的工艺被形成在一起，该组包括注射成型、压花、蚀刻、粉末爆破及其组合。

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