JP2021515279A - 光学装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (37)
- 光学装置であって、
第1の基板のレーザ刻印により形成された第1の導波路を含む第1の基板と、
第2の導波路を含む第2の基板と
含み、
前記第1の導波路は、前記第1の導波路と前記第2の導波路との間の界面を横切って光信号のエバネッセント結合を提供するように構成された湾曲部分を含む、光学装置。 - 前記第1の基板は、ガラス及び非晶質材料の少なくとも1つを含む、請求項1に記載の光学装置。
- 前記第1の導波路は、前記第1の導波路の中心線が3次元に延びるように3次元構造を画定する、請求項1又は2に記載の光学装置。
- 前記第1の導波路と前記第2の導波路との間にエバネッセント結合を提供するために前記第1の基板と前記第2の基板との間に設けられた更なる導波路を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記更なる導波路が、酸窒化ケイ素、ゲルマニウムドープシリカ、及び窒化ケイ素の少なくとも1つを含む、請求項4に記載の光学装置。
- 前記第2の基板の前記第2の導波路は、前記第1の導波路及び前記更なる導波路よりも高い屈折率の材料を含み、前記更なる導波路は、前記第1の導波路よりも高い屈折率を有する材料を含む、請求項4又は5に記載の光学装置。
- 前記更なる導波路は、前記第1の基板に堆積した犠牲層の除去された部分に設けられている、請求項4から6のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記湾曲部分は、前記界面に対して近位にあり、エバネッセント結合された光信号の伝播方向に平行な平面内に延び、前記平面は前記界面に垂直である、請求項1から7のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記第1の導波路は、前記湾曲部分に隣接しかつ前記界面に対して近位にある直線部分をさらに含み、前記第1の導波路は、前記直線部分が前記第2の導波路の近位部分に平行になるように前記第2の導波路に対して配置されている、請求項1から8のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記湾曲部分の曲率半径が、前記第1の導波路の前記界面に対して遠位にある部分と前記第1の導波路の前記界面に対して近位にある部分との間の幾何学的関係によって定義され、前記第1の導波路の前記界面に対して近位にある部分は、前記光信号のエバネッセント場が前記第1の導波路と前記第2の導波路との間の部分を通って伝播することができるように形作られる、請求項1から9のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記第1の導波路の屈折率が、前記第1の導波路に沿った位置の関数として変化する、請求項1から10のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記第1の導波路は、前記第1の導波路の一部又は全ての屈折率が第1の方向及び/又は第2の方向において減少するように構成され、前記第1の方向は、前記第1の導波路に沿った方向を含み、かつ/又は前記第2の方向は、前記第1の方向に垂直な方向を含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記第2の導波路は、前記第1の導波路よりも高い屈折率の材料を含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記第2の導波路の材料は、シリコン、窒化ケイ素、及びリン化インジウムの少なくとも1つを含む、請求項1から13のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記光信号を電気信号に変換すること、及び電気信号を前記光信号に変換することの少なくとも1つを行うように構成された電気コンポーネントを含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記電気コンポーネントは、前記第2の導波路を通して前記光信号を送信すること及び前記光信号を受信することの少なくとも1つを行うように構成されている、請求項15に記載の光学装置。
- 前記電気コンポーネントとの光通信、電気通信及び磁気通信の少なくとも1つを提供するように構成されたキャリアをさらに含む、請求項15又は16に記載の光学装置。
- 前記第1の基板は、前記第2の基板と前記キャリアとの間に配置され、前記第1の基板は、前記第2の基板と前記キャリアとの間で前記第1の基板を通って延びる少なくとも1つのビアを含む、請求項17に記載の光学装置。
- 前記第2の導波路は、前記第1の導波路との断熱的なエバネッセント結合を提供するために横方向に離間した複数の先細り部分を有するスプリッタを含む、請求項1から18のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置された少なくとも1つのスペーシング要素を含む、請求項1から19のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置された少なくとも1つの層に少なくとも1つの凹部領域を含み、前記少なくとも1つのスペーシング要素は前記少なくとも1つの凹部領域内に設けられている、請求項20に記載の光学装置。
- 前記湾曲部分の曲率半径が、前記第1の導波路に沿った位置の関数として変化する、請求項1から21のいずれか一項に記載の光学装置。
- 第1の基板のレーザ刻印により形成された第1の導波路と追加の導波路との間の界面を横切って光信号をエバネッセント結合するための光学装置であって、
前記第1の基板を含み、
前記第1の導波路は前記第1の導波路と前記追加の導波路との間で前記光信号のエバネッセント結合を提供するように構成された湾曲部分を含む、光学装置。 - 前記追加の導波路は、前記第1の基板に堆積した更なる導波路と第2の基板の第2の導波路の少なくとも1つを含む、請求項23に記載の光学装置。
- 前記更なる導波路及び/又は前記第2の導波路は先細り部分を含む、請求項24に記載の光学装置。
- 前記先細り部分は、前記先細り部分の幅が第1の方向及び/又は第2の方向において増加又は減少するように構成され、前記第1の方向は、前記更なる導波路及び/又は第2の導波路に沿った方向を含み、かつ/又は前記第2の方向は、前記第1の方向に対して垂直な方向を含む、請求項25に記載の光学装置。
- 前記先細り部分の幅が前記第1の方向及び/又は前記第2の方向において増加する場合に、前記更なる導波路及び/又は前記第2の導波路はくびれ部分を含み、前記くびれ部分は、前記光信号の1つ以上のモードをフィルタリングするように構成され、かつ/又は前記第2の導波路の先細り部分への前記光信号の単一モードの伝送を可能にするように配置されている、請求項26に記載の光学装置。
- 前記第2の導波路は、複数の部分又はセグメントを含むように構成され、前記複数の部分又はセグメントは、前記更なる導波路及び/又は前記第2の導波路の屈折率が第1の方向及び/又は第2の方向において変化するように配置され、前記第1の方向は、前記更なる導波路及び/又は前記第2の導波路に沿った方向を含み、かつ/又は前記第2の方向は、前記第1の方向に垂直な方向を含む、請求項24から27のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記第1の基板は、少なくとも1つの開口部を含み、前記開口部は、前記第1の基板と前記第2の基板とが結合されるときに、前記第1の基板と前記第2の基板との間の空間からのガスの通過を可能にしかつ/又は前記開口部の少なくとも一部への接合材料の通過を可能にするように配置されている、請求項1から28のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記第1の基板及び前記第2の基板の少なくとも一方は、前記第1の基板及び前記第2の基板の少なくとも他方と相補的に結合することを可能にするように構成され又は形作られている、請求項1から29のいずれか一項に記載の光学装置。
- 光学装置の製造方法であって、
第1の基板を設けることと、
第1の導波路が湾曲部分を含むようにレーザ刻印により前記第1の基板に第1の導波路を形成することと、
第2の導波路を含む第2の基板を設けることと、
前記湾曲部分が前記第1の導波路と前記第2の導波路との間の界面を横切って光信号のエバネッセント結合を提供するように構成されるように前記第1の基板と前記第2の基板とを互いに結合することと
を含む方法。 - 前記第1の導波路と前記第2の導波路との間にエバネッセント結合を提供するために前記第1の基板と前記第2の基板との間に更なる導波路を設けることを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記第1の基板と前記第2の基板とを互いに結合した後に前記第1の導波路を形成すること、及び前記第1の基板と前記第2の基板とを互いに結合する前に前記第1の導波路を形成することの一方を含む、請求項31又は32に記載の方法。
- 光学装置の製造方法であって、
第1の基板を設けることと、
前記第1の基板に犠牲層を堆積させることと、
前記第1の基板に前記第1の導波路をレーザ刻印することと、
前記第1の基板の一部を露出させるために前記犠牲層の一部の除去することと、
前記第1の基板の露出した部分に更なる導波路を設けることと
を含む方法。 - 前記更なる導波路を設けることは、
前記犠牲層の残りの部分及び前記第1の基板の露出した部分の少なくとも一方に導波路層を堆積させることと、
前記更なる導波路を形成するために前記導波路層の1つ以上の部分を除去することと
を含む、請求項34に記載の方法。 - 第2の導波路を含む第2の基板を設けることを含み、前記第1の導波路は、前記第1の導波路と前記第2の導波路との間の界面を横切りかつ前記更なる導波路を通して光信号のエバネッセント結合を提供するように構成された湾曲部分を含むように構成されている、請求項34又は35に記載の方法。
- 前記レーザ刻印するステップは、前記第1の基板に前記犠牲層を堆積させる前及び前記第1の基板に前記犠牲層を堆積させた後のいずれかに行われる、請求項34から36のいずれか一項に記載の方法。
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