CN103314319A - 具有弹性体的电光装置及其相关方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电光装置,其可包含衬底,所述衬底具有相对的第一及第二表面以及在其之间延伸的开口。所述光学装置还可包含光学波导,所述光学波导沿所述第一表面横向延伸且具有与所述开口对准的末端,以及由所述第二表面承载且与所述开口对准的电光组件。所述电光装置可进一步包含弹性体,所述弹性体在所述开口内且具有邻近于所述光学波导的第一末端面且具有邻近于所述电光组件的第二末端面。所述弹性体及所述光学波导可具有彼此在5%内的相应梯度折射率。

Description

具有弹性体的电光装置及其相关方法
技术领域
本发明涉及电光元件的领域,且更特定来说,涉及一种电光装置,以及相关方法。
背景技术
光纤通常用于在短距离及长距离二者上传达数据信号。与例如金属导线的其它通信媒体相比较,光纤的有利之处在于沿其行进的信号具有较少损耗,且其还较不容易受电磁干扰的影响。光纤还提供比导线更高的带宽(即,数据载运能力)。
然而,光纤的一个缺点在于由于连接点处的不连续性可能造成使信号质量降级的光反射及损耗,所以其难以耦合到另一光纤或另一组件,例如电光组件。光纤或更一般形式的光学波导的另一缺点为光引导媒体弯曲成相对锐利角度时的光学损耗。可能强烈影响玻璃光纤的另一限制为当将光纤保持为弯曲状况时损坏的可能性或减少的长期可靠度。此项技术中已知使用光纤来建构光学背板用于互连板安装式电光组件。此应用经受本文所讨论的限制。举例来说,建构混合电气及光学电路板时的问题为在光学波导层与不同层级的光学组件或层之间实现垂直光学互连。
由于在通常包含光学波导或光纤的平坦阵列的波导层中行进的光执行90度弯曲以横越垂直堆叠电气或光学层之间的距离,所以此问题通常称为90度弯曲问题。在以光纤建立(多个)光学层的情形中,可仅在例如大于约4厘米的相对大的半径上完成以90度弯曲光纤。或者,举例来说,可通过使用镜而在光学路径上进行陡峭的90度弯曲,但是除非在镜点处提供聚焦光学镜或另一引导媒体,否则光将变成无引导且将扩散,导致其在垂直方向上行进时的信号损耗。
更特定来说,可用光纤或平坦光学波导制造电路板中的光学层。在用光纤制造光学层的情形中,可在例如聚合物膜的柔性衬底上形成光学织物,使得所述织物可在平面外弯曲用于垂直互连,但是具有弯曲半径较大的限制。对于平坦光导,可包含镜以垂直地偏转光,且可采用外部透镜以将光聚焦在源与检测器之间,借此在减小的空间中完成90度翻转。在此情形中,制造过程可涉及可能相对昂贵的微光学元件的组装。相应地,当可行时,许多电光组件边缘或侧耦合到光学波导。
Jeon等人的第7,218,825号美国专利揭示具有弯曲反射镜表面的光学波导。分割块在光学波导的末端旁边。液体聚合物落在分割块之间。Yoshimura等人的第6,611,635号美国专利涉及一种电光互连衬底。更特定来说,Yoshimura等人揭示一种光学波导核心,所述光学波导核心在衬底的顶表面上且具有端接成邻近于电光装置的侧表面的末端。上包层形成于所述光学波导核心上。
Gilliand等人的第5,778,127号美国专利揭示一种光学收发器设备,所述光学收发器设备具有包含与透镜对准的二极管封装的外壳,且在其之间注入光学填充物组合物。所述光学填充物组合物包括可用作折射率匹配元件的硅酮弹性体作为定位及锁定构件或光学衰减器。用于光纤连接器或终端的其它示范性做法在下列参考中提出:King等人的第5,619,610号美国专利;Olin等人的第5,515,465号美国专利;Aloisio,Jr等人的第6,501,900号美国专利;Filas等人的第6,097,873号美国专利;以及Corke等人的第5,058,983号美国专利。
发明内容
鉴于前述背景技术,因此本发明的目的为提供一种解决现有技术的90度弯曲困难的电光装置。
此及其它目的、特征及优点由包含衬底的电光装置提供,所述衬底具有相对的第一及第二表面以及在其之间延伸的开口。所述光学装置还包含至少一个光学波导,所述至少一个光学波导沿所述第一表面横向延伸且具有与所述开口对准的末端,且举例来说,可包含由所述第二表面承载且与所述开口对准的电光组件。或者,所述电光装置可在所述第二表面上包含第二光学波导,所述第二光学波导包含与所述开口对准的第二镜面式末端。
所述电光装置进一步包含光学体,所述光学体可为透明光学体,且其可为弹性体,其在所述开口内且具有与所述光学波导接触或相对紧密地接近的第一末端面且具有与所述电光组件接触或相对紧密地接近的第二末端面。相应地,所述电光装置提供90度耦合且还提供减小的信号损耗。
为了更好地局限光且为了减小信号损耗,光学体应具有高于空气的折射率。举例来说,光学体及光学波导的核心优选具有互相在±5%内的相应折射率。在一实施例中,光学体也可为具有核心及包层的光学波导,其中所述核心的折射率大于所述包层的折射率。所述光学体的核心及包层可具有在其在第一表面上耦合的波导的对应折射率的±5%内的折射率。类似地,光学体的核心的形状及核心的横截面面积与波导优选可匹配在约5%内。在第一表面上的光学波导包含分级的折射率分布的情形中,光学体的折射率分布可紧密匹配所述光学波导的核心的折射率分布。所述光学体可具有在波导的对应折射率分布的±5%内的折射率分布。
弹性体的第二末端面可向外延伸超过界定光学凸块的第二表面。可将所述光学体的第二末端面压抵所述电光组件,例如以机械地形成光学连接。在此情形中,可压缩所述凸块的尖端以形成与所述电光装置的接触区域,其允许光以来自散射或反射的减小的光学损耗横越界面。在此实施例中,光学体可包含压缩下可变形的光学材料。
举例来说,所述光学体包含弹性聚合物。所述弹性体包含核心及围绕所述核心的包层。举例来说,所述弹性体核心具有比所述弹性体包层更高的折射率。所述光学波导的末端上可有反射涂层。另外,所述光学波导包含核心、围绕所述核心的包层,以及任选地围绕所述包层的缓冲器层。所述波导可包含对在期望使用的波长下的光为透明的任何适当材料。此类材料可包含例如硅、熔融二氧化硅、玻璃、蓝宝石、聚合物及类似材料。
衬底包含具有多个电连接区域的电路板。举例来说,电光组件可包含封装、所述封装内的光学装置,以及由所述封装承载且耦合到所述电路板的电连接区域的对应者的多个电连接区域。举例来说,所述封装与所述电路板的邻近部分之间可有填底材料,用于较好的机械耦合。
方法方面涉及一种制作电光装置的方法。所述方法包含形成沿衬底的第一表面横向延伸的光学波导,所述衬底具有相对的第一及第二表面以及在其之间延伸的开口,其中所述光学波导的末端与所述开口对准。所述方法进一步包含:在所述波导的末端上形成镜面表面以将光90度偏转到所述开口中;以及在所述开口内形成光学体,且所述光学体具有邻近于所述光学波导的第一末端面且具有邻近于且优选接触所述电光组件的第二末端面。所述方法可进一步包含在所述第二表面上定位与所述开口对准且邻近于所述弹性体的第二末端面且优选与所述弹性体的第二末端面接触的电光组件。
附图说明
图1为根据本发明的电光装置的示意性框图。
图2为图1的电光装置的横截面图。
图3为根据本发明的另一实施例的电光装置的示意性框图。
图4为图3的电光装置的横截面图。
图5为说明制作图3的电光装置的方法的一部分的一对示意性框图。
图6为根据本发明的制作电光装置的方法的流程图。
图7为根据本发明的制作电光装置的方法的另一流程图。
图8为根据本发明的制作电光装置的方法的又另一流程图。
图9为根据本发明的另一实施例的电光装置的一部分的横截面图。
图10a为根据本发明的另一实施例的电光装置的一部分的分解横截面图。
图10b为图10a的电光装置的部分的横截面图。
图11为根据本发明的另一实施例的电光装置的一部分的横截面图。
图12为根据本发明的另一实施例的电光装置的一部分的横截面图。
具体实施方式
现将在下文中参考在其中展示本发明的优选实施例的附图更充分描述本发明。然而,本发明可体现为许多不同形式且不应视为限制于在本文提出的实施例。相反,提供这些实施例使得本揭示内容将为彻底且完整的,且会将本发明的范围充分传达给所属领域的技术人员。全文相同数字指代相同元件,且单引号用来指示替代实施例中的类似元件。
最先参考图1到2,电光装置20说明性地包含衬底或电路板21,例如印刷电路板(PCB),所述衬底或电路板21具有相对的第一表面23及第二表面24以及在其之间延伸的开口。电路板21包含电连接区域26。衬底或电路板21的材料可具柔性或刚性,且可包括此项技术中已知的各种有机材料中的一者,例如聚酰亚胺、环氧树脂、液晶聚合物、含氟聚合物、双马来酰亚胺三嗪,及类似有机材料。或者,衬底或电路板21可包含无机材料,例如,低温共烧陶瓷(LTCC)、硅、氮化铝、蓝宝石、氧化铝及类似物。如所属领域的技术人员将明白,可使用其它类型的衬底。
电光装置20还包含光学波导30,所述光学波导30沿第一表面23横向延伸且具有与开口对准的末端31。光学波导30包含具有核心折射率的核心33(例如,较高折射率聚合物或二氧化硅玻璃核心),以及围绕所述核心且具有小于所述核心的折射率的包层折射率的相应包层34(例如,较低折射率聚合物或纯二氧化硅)。缓冲器层35任选地围绕包层34。包含核心33、包层34及缓冲器层35的末端31处于小于九十度且更特定来说在约45度的角度,在所述角度下会将光朝向开口有利地反射。
电光组件40由第二表面24承载且还与开口对准。所述电光组件40包含可为任选的封装41或组件外壳,以及在所述封装内的光学装置42。此装置内可包含接纳或发射光学信号的光学端口(未展示)。所述电光组件40还包含由封装41承载且耦合到衬底或电路板21电连接区域26(图2)的电连接区域43。
所述电光组件40可为光接收器或光发射器。举例来说,电光组件40可为垂直腔面发射激光器(VCSEL)。封装41可为例如倒装芯片封装或裸片,且电连接区域43可为栅阵列(图2)。或者,所述封装41可为用于与由衬底21承载的零插入力(ZIF)型插口耦合的ZIF封装,或类似封装(未展示)。另外,封装41与电路板21的邻近部分之间任选地有填底材料28。
所述电光装置20还包含光学体50,且更特定来说,在开口内且具有接触光学波导30的第一末端面51的弹性体。如所属领域的技术人员将明白,光学体50可为其它材料。弹性体50还具有接触电光组件40的第二末端面52。在一些实施例中,第一末端面51可相对紧密地接近或邻近于光学波导,且第二末端面52也可相对紧密地接近电光组件40。举例来说,如本文所使用,紧密接近可定义为具有小于100微米的间隙。对光谱的近红外光部分的光优选实质上为透明的弹性或光学体50有效地为以减小的光学损耗将光从一层传导到另一层的光学通孔。
所述弹性体50包含弹性聚合物。当电光组件40为可卸除且可更换时可弹性变形的弹性材料是特别优选的。当然,弹性体50可为具有变化程度的弹性属性及硬度的其它材料。举例来说,材料可包含在调配物上经设计以通过紫外光而固化或通过紫外光曝光后续加热而固化的丙烯酸酯、环氧树脂及聚硅氧烷。
弹性体50具有在光学波导的核心的折射率的±5%内的折射率。所述弹性体50可由相对量的不同单体或低聚物形成,使得经固化的弹性聚合物体50折射率在光学波导核心折射率的±5%内。举例来说,如果光学波导30的核心33具有分级折射率,那么弹性体50可形成为具有在分级折射率核心的±5%内的分级折射率。
如所属领域的技术人员将明白,有利地匹配弹性体50以使得可从光学波导30的成角度的末端31反射的光可经历较少背反射及较少扩散。如果光扩散到检测器的区域的外面或第二层上的第二波导的受光锥角的外面,那么归因于光束离开波导的约束之后光束的发散的光的光束的扩散可造成增加的损耗。来自扩散的相同损害也应用于来自第二层上的源的待从镜反射且到第一层上的波导中的光。露天在电光组件40与光学波导30的末端31之间可见的事物可减小扩散,这是因为光学体提供减小发散角的较高折射率。
有利的是,弹性体50可在其第一末端面51符合波导30的表面,且在其第二末端面52符合电光组件40的表面。保形且防止消光波导及电光组件40的表面的能力可消除将造成来自光学波导或电光装置的光反射或散射因此造成增加的光学损耗的气穴。
可通过以波导处于适当位置的液态单体调配物填充衬底或电路板21中的开口,且以UV光原位聚合此调配物而完成弹性体50在其第一末端面51符合波导30。通过允许弹性体50在电路板21的第二表面24上延伸,且接着以机械力将所述电光组件压缩抵靠所述第二末端表面而促进第二末端面52符合电光组件40,且更特定来说符合光学装置42。换句话说,将所述第二末端面52压抵所述电光组件40,且更特定来说压抵所述光学装置42。一旦组装,便可在填底材料28的帮助下或者在用于电光装置的施加机械压力的插口下维持力。举例来说,弹性体50有利地引导光且可充当光学波导30的延伸部。
现参考图3到5,描述电光装置20′的另一实施例。包含核心33′、包层34′及缓冲器层35′的末端31′处于小于九十度且最优选在约45度的角度,在所述角度下会将光朝向开口有利地反射。可为任选的反射涂层36′在光学波导30′的末端31′上。举例来说,金属表面可用来在光学波导30′内反射光。此做法通常反射由多模式波导承载的模式的全部,但是可能招致归因于金属可吸收光的一些的损耗。
替代做法为使表面或末端31′保持未加涂布且依赖全内反射以产生镜的效果。此效果依赖于具有跨越界面或末端31′的相对大折射率差。举例来说,光学波导可具有约1.5的核心折射率且经定角度以形成45度界面,其中空气具有1.0的折射率。在此情形中,取决于由光学波导支持的引导模式的范围,如果表面平滑,那么将无损耗地在界面处反射多模式引导中的大多数但可能并非全部模式。
弹性体50′的第二末端面52′有利地向外延伸超过界定光学凸块55′的第二表面24′。如所属领域的技术人员将明白,光学凸块55′有利地取代例如可在常规上在电光组件与光学波导的末端之间形成光学界面的光学粘着剂。弹性体50′的第二末端面52′说明性地压抵电光组件40′,且更特定来说,压抵光学装置42′(图5)。如所属领域的技术人员将明白,当光学凸块55′包含弹性材料时,光学凸块55′界定介于电光组件40′与光学波导30′之间的可重新使用的连接。弹性体50′的第二末端面52′无法延伸超过第二表面24′以界定光学凸块,在此情形中,可有利地采用光透明填底材料以填充第二末端面52′与电光组件40′之间的小剩余间隙。
弹性体50′的内部53′或核心具有第一折射率且与光学波导30′的核心33′光学对准。所述第一折射率有利地在光学波导30′的核心33′的折射率的±5%内。即,将弹性体内部53′的折射率选择为与光学波导30′的核心33′的折射率大致相同。当使核心折射率分级时,即,分级折射率核心,弹性体内部53′可具有核心33′的±5%内的分级折射率。
所述弹性体50′还具有围绕弹性体内部53′且具有第二折射率的外部54′,或包层。所述外部54′与光学波导30′的包层34′光学对准。所述外部54′有利地在光学波导30′的包层34′的折射率的±5%内。即,将弹性体外部54′的折射率选择成与光学波导30′的包层34′大致相同。在一些实施例中(未展示),外部54′可不存在且由光学波导30′的包层34′的延伸部取代。
如所属领域的技术人员将明白,弹性体50′的弹性属性可适应焊料凸块43′及弹性聚合物体50′的热膨胀系数(CTE)的差。事实上,可选择组成弹性体50′的单体以使得其使温度稳定性足以与焊接过程兼容。弹性体50′有利地引导光且可充当光学波导30′的延伸部,例如以限制光在其经过光学波导30′与电光组件40′之间的长度时的任何扩散。也可用足以实现梯度折射率(GRIN)透镜的折射率分布(即,折射率的径向梯度)建构所述弹性体50′体,其中聚焦长度适于将光聚焦在电光组件40′的作用区域上或聚焦在波导30′的核心33′上以进一步减小损耗。光学体50′可任选地包含缓冲器(未展示)。
在一些实施例(未展示)中,光学体可不具弹性,且可为第二光学波导。所述第二光学波导具有核心及包层,其中所述核心的折射率大于所述包层的折射率。所述光学体的核心及包层可具有在光学体在第一表面上耦合到其的光学波导的对应折射率的±5%内的折射率。类似地,光学体的核心的形状及核心的横截面面积与波导优选可匹配在约±5%内。在第一表面上的光学波导包含分级折射率分布的情形中,光学体的折射率分布可紧密匹配所述光学波导的核心的折射率分布,举例来说,在波导的对应折射率分布的±5%内。
此外,在所说明的实施例中,光学波导30为多模光学波导。即,与支持单模式或传播路径的单模光学波导相反,光学波导30可有利地支持许多传播路径或横向模式。多模光学波导通常具有较大核心直径,且用于短距离通信链路且用于需要高功率传输的应用,例如局部化网络或在多个建筑物之间。如此一来,由于加入或取代光学波导在使用多模光学波导的局部化区域中可能更为普遍,所以重复地光学地(且任选为机械地)将多模光学波导耦合到电光组件的能力可为明显优点。然而,所属领域的技术人员将明白,也可搭配通常采用用于相对长通信链路的单模光学波导使用弹性体50。另外,如所属领域的技术人员将明白,图1及2所说明的光学装置可更容易生产,但是相对于图3到5所说明的实施例,可提供减少的性能。
现参考图6中的流程图60,说明制作电光装置20的方法。在方框62开始,所述方法包含将光学波导30形成为沿具有相对的第一表面及第二表面24的衬底21或电路板的第一表面23横向延伸(方框64)。在方框66,在第一表面23与第二表面24之间的衬底或电路板21中形成开口。形成所述开口使得其与光学波导30的末端31对准。可通过例如通过电路板21钻孔到光学波导而形成所述开口。
在方框68,以可紫外光(UV)聚合单体的混合物填充所述开口,所述混合物优选包括在其间折射率相差达±3%以上、且最优选地来说达±5%以上的丙烯酸单体的混合物。选择可UV聚合单体使得其相应折射率的平均值在光学波导30的有效折射率的±5%之内。
在方框70,使经准直UV激光器对准且操作于所述开口的中心部上以形成弹性聚合物体50的内部53或核心/中心区。以例如UV灯或失焦UV激光器“泛光”曝光弹性聚合物体50的内部53及剩余未反应的可聚合单体以完成剩余未反应单体的聚合作用(方框72)。
中心部上的经聚光UV激光及“泛光”曝光的组合界定了具有对应于弹性聚合物体50的内部53及外部54的不同折射率(即,梯度折射率)的弹性聚合物体50。此技术可称为光锁定,其中核心或内部53与包层或外部54之间的折射率的差由内部与外部之间的密度差且由具有不同折射率的单体的自发交换而产生。通过使用具有大为不同的折射率的单体的调配物来增强效果,其中差优选超过3%。如所属领域的技术人员将明白,弹性聚合物体50的内部53及外部54分别与光学波导30的核心33及包层34光学对准。
另外,可形成弹性体50以界定光学凸块55。在一些实施例(未展示)中,如所属领域的技术人员将明白,在组装之前,可在电路板或衬底21上形成光学凸块55,或者例如在电光组件40上形成光学凸块55。此外,在一些实施例中,可将整个弹性体50曝光于UV激光器或UV泛光灯,使得其折射率并非为梯度折射率,且在光学波导30的有效折射率的±5%之内。
在方框74,将电光组件40定位在第二表面23上且与开口对准,并且与弹性体50的第二末端面52接触。所述方法在方框76结束。
现参考图7的流程图80,说明制作电光装置20′的另一方法。在方框82开始,所述方法包含任选地在衬底21′的一侧上图案化金属迹线(例如,电连接区域)26′(方框83)。在方框84,在待安装电光组件40′的位置处的衬底中形成开口。在方框86,以UV固化单体填充所述开口以形成光学体50′。任选地,透明模具可用来界定光学凸块55′。或者,扁平板可用来使光学体50′的末端与衬底21′维持共面。使UV激光器对准且聚焦在开口的中心部上,并且曝光连续开口的中心部中的单体(方框88)。接着以来自灯或失焦激光器的UV光泛光曝光所述开口的全部(方框90)。接着在方框92移除任何模具或板(如果使用)。将单独预先存在的波导30′的镜部分与所述开口对准且将光学波导接合到适当位置(方框94)。或者,将预先存在的波导的阵列与开口对准且层压到衬底21′的第一表面23′,且在开口处在光学波导中后续制造镜(方框93)。作为第三选项,就地制造光学波导,其中以包层及核心单体循序涂布第一表面23′(方框95)并且加以光刻图案化以产生光学波导(方框96)。在对应于开口的位置处在光学波导中制造镜36′(方框97)。在方框98,将电光组件40′与所述开口对准并且附接到衬底21′。所述方法在方框99结束。
现参考图8中的流程图100,说明制作电光装置20′的另一方法。在方框102开始,所述方法包含任选地在衬底21′的一侧上图案化金属迹线(例如,电连接区域)26′(方框103)。在方框104,在待安装电光组件40′的位置处的衬底中形成开口。在方框106,以UV固化单体填充所述开口以形成光学体50′。透明模具可任选地用来界定光学凸块55′。或者,扁平板可用来使光学体50′的末端与衬底21′维持共面。使UV激光器对准且聚焦在开口的中心部上,并且曝光连续开口的中心部中的单体(方框108)。例如,将待由扁平板支撑的光学体的聚合部分暂时固持抵住衬底21′的与电连接区域26′相对的侧。通过溶剂洗涤形成光学体50′的核心部分(方框110)。举例来说,可使用异丙醇、甲醇或其它溶剂。在方框112,以包层单体55′填充核心周围的区域。
以来自灯或失焦激光器的UV光泛光曝光开口的全部(方框114)。接着在方框116移除任何模具或板(如果使用)。将单独预先存在的波导30′的镜部分与所述开口对准(方框118)且将光学波导接合到适当位置。或者,将预先存在的波导的阵列与开口对准且层压到衬底21′的第一表面23′,且在开口处在光学波导中后续制造镜(方框117)。作为第三选项,就地制造光学波导,其中以包层及核心单体循序涂布第一表面23′(方框120)并且加以光刻图案化以产生光学波导。在对应于开口的位置处在光学波导中制造镜36′(方框122)。在方框128将电光组件40′与所述开口对准并且附接到衬底21′。所述方法在方框130结束。
所属领域的技术人员将明白可根据相应方法方面形成光学装置的额外实施例。举例来说,参考图9,开口可例如通过钻孔而形成为通过衬底21″及波导30″。填充所述开口以形成光学体50″。可例如通过激光烧蚀或成角度锯而在光学体50″的末端中形成45度镜。应注意,未说明光学波导30″的缓冲器层。如所属领域的技术人员将明白,缓冲器层是任选的且可包含在其中。
现参考图10a及10b,说明电光装置20″′的另一实施例。举例来说,开口可通过钻孔而形成为通过衬底21″′。填充所述开口以形成具有延伸超过衬底21″′的第一表面23″′及第二表面24″′的第一光学凸块55a″′及第二光学凸块55b″′的弹性体50″′。使用例如粘着剂59″′将光学波导30″′层压到衬底21″′。例如通过激光烧蚀或成角度锯在光学波导30″′中形成45度镜(图10b)。
现参考图11,举例来说,使用微光学棱镜58″″将“边缘发射式”电光组件40″″安装到衬底21″″,微光学棱镜58″″与由向外延伸超过衬底21″″的表面的弹性体50″″部分界定的第一光学凸块55a″″及第二光学凸块55b″″对准。现参考图12,使用弹性体50″″′安装“边缘发射式”电光组件40″″′,弹性体50″″′已经模制或切割以在衬底21″″′的第二表面24″″′或组件侧上提供镜面。因此,未包含微光学棱镜。

Claims (10)

1.一种电光装置,其包括:
衬底,其具有相对的第一及第二表面以及在其之间延伸的开口;
光学波导,其沿所述第一表面横向延伸且具有与所述开口对准的末端;
电光组件,其由所述第二表面承载且与所述开口对准;及
弹性体,其在所述开口内且具有邻近于所述光学波导的第一末端面且具有邻近于所述电光组件的第二末端面。
2.根据权利要求1所述的电光装置,其中所述第一末端面接触所述光学波导,且其中所述第二末端面接触所述电光组件。
3.根据权利要求1所述的电光装置,其中所述弹性体及所述光学波导具有彼此在±5%内的相应梯度折射率。
4.根据权利要求1所述的电光装置,其中所述弹性体及所述光学波导具有彼此在±5%内的相应折射率。
5.根据权利要求1所述的电光装置,其中所述弹性体的所述第二末端面向外延伸超过所述第二表面,从而界定压抵所述电光组件的光学凸块。
6.根据权利要求1所述的电光装置,其中所述弹性体包括弹性聚合物。
7.一种制作电光装置的方法,所述方法包括:
形成沿衬底的第一表面横向延伸的光学波导,所述衬底具有相对的第一及第二表面以及在其之间延伸的开口,其中所述光学波导的末端与所述开口对准;
在所述开口内形成弹性体,且所述弹性体具有邻近于所述光学波导的第一末端面且具有第二末端面;及
定位邻近于所述第二表面、与所述开口对准且邻近于所述弹性体的所述第二末端面的电光组件。
8.根据权利要求7所述的方法,其中形成所述弹性体包括:将所述弹性体形成为具有接触所述光学波导的所述第一末端面及接触所述电光组件的所述第二末端面。
9.根据权利要求7所述的方法,其中定位所述电光组件包括:将所述电光组件定位在所述第二表面上,且与所述弹性体的所述第二末端面接触。
10.根据权利要求7所述的方法,其中形成所述弹性体包括:将所述弹性体形成为向外延伸超过所述第二表面以界定压抵所述电光组件的光学凸块。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113009625A (zh) * 2021-03-09 2021-06-22 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种集成光波导的多层lcp光传输模块的制造方法

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5505140B2 (ja) * 2010-07-05 2014-05-28 富士通株式会社 光モジュールおよび製造方法
US9551844B2 (en) * 2011-01-11 2017-01-24 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Passive optical alignment
US8559774B2 (en) 2011-03-31 2013-10-15 Harris Corporation Optical device having an elastomeric waveguide switch body and related methods
US9917647B2 (en) 2012-01-31 2018-03-13 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Combination underfill-dam and electrical-interconnect structure for an opto-electronic engine
JP6137777B2 (ja) * 2012-04-17 2017-05-31 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation 半導体上の発光素子または受光素子と光導波路との間の光の接続損失を低減させることに役立つ、スペーサ樹脂パターンの設計
TWI572922B (zh) * 2013-01-31 2017-03-01 鴻海精密工業股份有限公司 光纖連接器
US20140272315A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Tyco Electronics Corporation Method for fabricating negative photoresist etched pits and trenches as controlled optical path and a device fabricated thereby
CN104111507A (zh) * 2013-04-19 2014-10-22 深圳新飞通光电子技术有限公司 集成并行光组件与光收发模块
US9326373B2 (en) * 2014-04-09 2016-04-26 Finisar Corporation Aluminum nitride substrate
US10162118B2 (en) 2015-02-03 2018-12-25 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Optical coupling element
US9482833B1 (en) 2015-09-24 2016-11-01 International Business Machines Corporation Light pipe connector apparatus
CN105629378B (zh) * 2016-01-04 2018-03-16 京东方科技集团股份有限公司 显示基板以及显示装置
WO2017210321A1 (en) * 2016-05-31 2017-12-07 Commscope, Inc. Of North Carolina Passive thin film optical shutter
US10996401B2 (en) * 2016-06-30 2021-05-04 Mellanox Technologies, Ltd. Method and apparatus for optical coupling of optical signals for a photonic integrated circuit
WO2019172254A1 (ja) * 2018-03-08 2019-09-12 湖北工業株式会社 光ファイバモジュール及びその製造方法
US11493711B2 (en) 2020-05-17 2022-11-08 AuthenX Inc. Hybrid multi-layered optical flexible printed circuit device and manufacturing method thereof
TWI776601B (zh) * 2021-07-22 2022-09-01 先豐通訊股份有限公司 具有波導管的線路板結構及其製作方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10248505A1 (de) * 2002-10-11 2004-04-29 Infineon Technologies Ag Koppelanordnung mit einer ersten und einer zweiten optischen Komponente und Verfahren zur Herstellung einer solchen Koppelanordnung
US20040126064A1 (en) * 2002-12-31 2004-07-01 Vandentop Gilroy J. Optical assembly
JP2005157128A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 光伝送基板、光伝送基板製造方法、及び光電気集積回路
CN1790071A (zh) * 2004-12-17 2006-06-21 日立电线株式会社 聚合物光波导及其制造方法
US20060171627A1 (en) * 2005-01-19 2006-08-03 Bridgestone Corporation Optical device and method for producing the same
WO2009134674A1 (en) * 2008-04-28 2009-11-05 The Trustees Of Dartmouth College System, optode and cap for near-infrared diffuse-optical functional neuroimaging

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5515465A (en) 1982-07-01 1996-05-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber optic hull penetrator insert
US5058983A (en) 1990-07-06 1991-10-22 Aster Corporation Fiber optic connector terminator
US5778127A (en) 1995-06-07 1998-07-07 Gilliland; Patrick Optical transceiver and filler composition
US5619610A (en) 1995-12-29 1997-04-08 Lucent Technologies Inc. Optical terminator
US5761350A (en) * 1997-01-22 1998-06-02 Koh; Seungug Method and apparatus for providing a seamless electrical/optical multi-layer micro-opto-electro-mechanical system assembly
US6097873A (en) 1998-01-14 2000-08-01 Lucent Technologies Inc. Optical fiber attenuator device using an elastomeric attenuator member
US6785447B2 (en) 1998-10-09 2004-08-31 Fujitsu Limited Single and multilayer waveguides and fabrication process
US6611635B1 (en) 1998-10-09 2003-08-26 Fujitsu Limited Opto-electronic substrates with electrical and optical interconnections and methods for making
US6477284B1 (en) 1999-06-14 2002-11-05 Nec Corporation Photo-electric combined substrate, optical waveguide and manufacturing process therefor
TW451084B (en) 1999-06-25 2001-08-21 Toppan Printing Co Ltd Optical-electro wiring board, mounted board, and manufacturing method of optical-electro wiring board
US6501900B1 (en) 2000-02-17 2002-12-31 Fitel Usa Corp. Variable optical fiber attenuator device
JP3764640B2 (ja) * 2000-09-26 2006-04-12 京セラ株式会社 光モジュール及びその製造方法
US7426328B2 (en) 2002-08-28 2008-09-16 Phosistor Technologies, Inc. Varying refractive index optical medium using at least two materials with thicknesses less than a wavelength
US6907151B2 (en) * 2002-09-24 2005-06-14 Texas Instruments Incorporated Optical coupling for a flip chip optoelectronic assembly
US7263248B2 (en) * 2003-02-11 2007-08-28 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. Optical via to pass signals through a printed circuit board
JP4578469B2 (ja) 2004-02-25 2010-11-10 関西ペイント株式会社 光導波路形成用硬化性樹脂組成物、光導波路形成用硬化性ドライフィルム、樹脂硬化物及び光導波路
US7092603B2 (en) * 2004-03-03 2006-08-15 Fujitsu Limited Optical bridge for chip-to-board interconnection and methods of fabrication
US6996303B2 (en) 2004-03-12 2006-02-07 Fujitsu Limited Flexible optical waveguides for backplane optical interconnections
US20050207693A1 (en) * 2004-03-22 2005-09-22 Kishio Yokouchi Optical structures and methods for connecting optical circuit board components
KR100697606B1 (ko) 2005-10-05 2007-03-22 주식회사 두산 곡면의 반사 거울면을 포함하는 광 도파로 및 그 제조 방법
KR100948635B1 (ko) 2007-09-28 2010-03-24 삼성전기주식회사 인쇄회로기판
US8090266B2 (en) * 2007-11-26 2012-01-03 Fujitsu Limited Optically coupling components of a transceiver
JP2009198804A (ja) * 2008-02-21 2009-09-03 Sony Corp 光モジュール及び光導波路
US7505650B1 (en) 2008-03-28 2009-03-17 Corning Incorporated Microlenses for optical assemblies and related methods
US7728399B2 (en) 2008-07-22 2010-06-01 National Semiconductor Corporation Molded optical package with fiber coupling feature
US20100034497A1 (en) * 2008-08-05 2010-02-11 Fujitsu Limited Flexible Optical Pillars for an Optical Assembly
US8593826B2 (en) * 2009-09-18 2013-11-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Memory module, memory system having the memory module, and method for manufacturing the memory module
US20110104388A1 (en) 2009-11-02 2011-05-05 Harris Corporation Method for making an optical device including a curable index matching elastomeric solid layer
US8175426B2 (en) 2009-11-02 2012-05-08 Harris Corporation Optical fiber switch including an index matching elastomeric solid layer providing core and cladding index of refraction matching and related methods
US8137001B2 (en) 2009-11-02 2012-03-20 Harris Corporation Repeatable optical waveguide interconnection including an index matching elastomeric solid layer and related methods
US8231281B2 (en) 2009-11-02 2012-07-31 Harris Corporation Repeatable optical waveguide interconnection including an index matching elastomeric solid layer providing core and cladding index of refraction matching and related methods
US8195016B2 (en) 2009-11-02 2012-06-05 Harris Corporation Optical fiber switch including an index matching elastomeric solid layer and related methods
US8351106B2 (en) * 2010-07-13 2013-01-08 Iowa State University Research Foundation, Inc. Elastomeric device for tunable imaging

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10248505A1 (de) * 2002-10-11 2004-04-29 Infineon Technologies Ag Koppelanordnung mit einer ersten und einer zweiten optischen Komponente und Verfahren zur Herstellung einer solchen Koppelanordnung
US20040126064A1 (en) * 2002-12-31 2004-07-01 Vandentop Gilroy J. Optical assembly
JP2005157128A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 光伝送基板、光伝送基板製造方法、及び光電気集積回路
CN1790071A (zh) * 2004-12-17 2006-06-21 日立电线株式会社 聚合物光波导及其制造方法
US20060171627A1 (en) * 2005-01-19 2006-08-03 Bridgestone Corporation Optical device and method for producing the same
WO2009134674A1 (en) * 2008-04-28 2009-11-05 The Trustees Of Dartmouth College System, optode and cap for near-infrared diffuse-optical functional neuroimaging

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113009625A (zh) * 2021-03-09 2021-06-22 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种集成光波导的多层lcp光传输模块的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
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US20120189253A1 (en) 2012-07-26

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