JP3117708B2 - 光学システム - Google Patents

光学システム

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JP3117708B2
JP3117708B2 JP03511880A JP51188091A JP3117708B2 JP 3117708 B2 JP3117708 B2 JP 3117708B2 JP 03511880 A JP03511880 A JP 03511880A JP 51188091 A JP51188091 A JP 51188091A JP 3117708 B2 JP3117708 B2 JP 3117708B2
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ブリテイッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光相互接続システム、特にハイブリッド光学
マザーボード用の相互接続システムに関する。
ハイブリッド光学マザーボードは、光相互接続子およ
びその他の光学素子を含むマザーボードであり、したが
って印刷回路板（以下pobという）の光学的等価物であ
る。光学素子に対する電気相互接続もまた適切にマザー
ボード上に設けられている。ハイブリッド光学マザーボ
ード技術のフレキシビリティーの一例は図13に示されて
いる。
光コネクタは、ハイブリッド光学マザーボードの光相
互接続子およびその他の光学素子（別のハイブリッド光
学マザーボードの一部分を形成する）を相互接続する必
要がある。このような光コネクタはマザーボード上の光
相互接続子と正確に整列されなければならず、マザーボ
ードの相補コネクタ領域と結合されなければならない。
このようなコネクタ／コネクタ領域組合せにおける整
列のために超精密加工されたシリコンＶ溝を使用するこ
とが知られている。すなわち、欧州特許第331334号明細
書は、基体の斜面を持つエッジ上に押付けられた２つの
金属案内ロッドを使用して正確な整列で維持された２つ
の同一のシリコン基体から形成され、斜面を持つエッジ
が超精密加工されたＶ溝の対の中央に沿って各基体を劈
開またはのこぎりで切断することによって形成されたコ
ネクタが示されている。このような構造の欠点は、任意
の１つの素子上に２つのコネクタ領域の最大のものを形
成することだけしかできず、コネクタ領域は素子の対向
したエッジ上にあり、各領域に対して整列手段を形成す
るために同じ対のＶ溝を使用することである。
pcbの電気相互接続から類推して、１つの光学素子上
にいくつかの光コネクタ領域を形成することが有効な適
用が存在することは容易に認識される。ハイブリッド光
学マザーボードはこのような一例である。
ハイブリッド光学マザーボードおよびコネクタを具備
し、コネクタと結合されるコネクタ領域はハイブリッド
光学マザーボードのエッジ部分に沿って形成され、コネ
クタ領域が予め定められた位置に複数の光相互接続子を
含み、コネクタがそれら光相互接続素子とそれぞれ結合
される光学装置を含み、コネクタの光学装置をコネクタ
領域に含まれる光相互接続子と予め定められた形態に整
列させるようにコネクタがコネクタ領域に接続可能であ
る光学システムにおいて、コネクタおよびコネクタ領域
は、結晶材料から形成され、エッチングによって限定さ
れる交差平面を含んでいる第１および第２の基体をそれ
ぞれ具備し、第１の基体はそれぞれエッチングによって
形成された整列溝手段を形成され、第２の基体はそれぞ
れ関連した第１の基体の整列溝手段に対応しているエッ
チングによって形成された整列溝手段を形成され、それ
によってコネクタおよびコネクタ領域のそれぞれの第１
および第２の基体の整列溝手段は、２つの基体が対面結
合して配置されたときに正確に整列して隣接し、コネク
タの整列された隣接整列溝手段はコネクタ領域の隣接す
る整列された整列溝手段と正確に整列されて隣接するこ
とが可能であり、コネクタは隣接している整列溝手段に
関してその２つの基体間に関連した光学装置を正確に位
置する整列手段を設けられており、ハイブリッド光学マ
ザーボードは、結晶材料から形成され、エッチングによ
って限定できる交差平面を含んでいる２つの基体によっ
て構成され、前記２つの基体はコネクタ領域の第１およ
び第２の基体を構成していることを特徴とする。
ハイブリッド光学マザーボードは４つの直交するエッ
ジ部分を有していることが有効である。少なくとも３つ
のコネクタ領域が存在していることが好ましい。
コネクタ領域の第１のものは前記直交エッジ部分の１
つに形成され、コネクタ領域の第２のものは同じ直交エ
ッジ部分またはそれに対して直角な直交エッジ部分に形
成されることが便利である。
ハイブリッド光学マザーボード手段の基体に対して使
用される結晶材料の性質は、コネクタ領域が交差平面に
直交する基体のエッジ部分にのみ形成されることが可能
であることが理解されるであろう。実際に、これは長方
形または長方形の一部分を形成するエッジ部分を意味す
る。したがって、コネクタ領域の形成は従来の構造のよ
うに各対の平行な対向エッジの１つに制限されない。し
たがって、コネクタ領域は直交したエッジ部分に隣接し
て形成されることが可能であり、また１つ以上のコネク
タ領域が同じエッジ部分に形成されることができる。さ
らに、各コネクタ領域が関連したマザーボードエッジ部
分の全長に沿って延在しないため、マザーボードエッジ
部分は電気接続子および光接続子用のかなりの空間を有
する。これは、光コネクタ領域がマザーボードの幅全体
を取る従来技術の構造と対照的である。
各コネクタは関連した光学装置を取付ける手段を形成
され、前記取付け手段はそのコネクタの整列手段を構成
することが有効である。各整列溝手段は１対の平行なＶ
溝によって構成されることが好ましい。
少なくとも１つのコネクタの光学装置はほぼ平行な光
学素子の１次元アレイによって構成されることが好まし
い。前記少なくとも１つのコネクタのアレイはそのコネ
クタの基体のＶ溝の間に取付けられ、それらと正確に整
列されることが有効である。前記少なくとも１つのコネ
クタのアレイの素子は光ファイバであり、関連した基体
の取付け手段は基体にエッチングされた複数のＶ溝によ
って構成され、光ファイバは前記Ｖ溝中に取付けられる
ことが好ましい。
その代りとして、前記少なくとも１つのコネクタのア
レイの光学素子は平面導波体である。
別の実施例において、少なくとも１つのコネクタの光
学素子はELEDチップ、レーザチップ、リチウムニオベイ
ト導波体素子のような分離して形成された平面導波体素
子または検出器チップであってもよい。最後に述べられ
た場合において、システムはさらに検出器チップを具備
した前記少なくとも１つのコネクタにおいて第１の基体
に形成された複数のエッチングされたＶ溝を有し、検出
器チップは前記Ｖ溝を覆って位置している。
システムはさらに各コネクタの２対の隣接したＶ溝内
に位置された整列ピンを含んでいることが好ましい。
ハイブリッド光学マザーボードは、結晶材料から形成
され、エッチングによって限定されることができる交差
平面を含んでいる２つの基体によって構成され、前記２
つの基体は各コネクタ領域の第１および第２の基体を構
成することが有効である。
各基体は（100）シリコン基体であると便利である。
好ましい実施例において、少なくとも１つのコネクタ
の少なくとも１つの基体およびまたは少なくとも１つの
コネクタ領域は整列溝手段に隣接したフレキシブルな部
分を形成され、前記フレキシブルな部分は超精密加工さ
れた溝またはカンチレバー部分によって限定される。
システムはさらにコネクタとコネクタ領域との間をイ
ンターフェイスする光インターフェイス素子を含み、こ
のインターフェイス素子は結晶材料から形成され、エッ
チングによって限定されることができる交差平面を含ん
でいる第１および第２の基体を含み、第１のインターフ
ェイス素子基体はエッチングされた整列溝手段を形成さ
れ、第２のインターフェイス素子基体は第１のインター
フェイス素子基体の整列溝手段に対して相補的であるエ
ッチングされた整列溝手段を形成され、それによって第
１および第２のインターフェイス素子基体の整列溝手段
は、２つの基体が対面結合で配列されたときに正確に整
列されて隣接し、インターフェイス素子の整列した隣接
溝手段は各コネクタおよび各コネクタ領域の整列され隣
接した整列溝手段と整列され隣接されることができる。
光インターフェイス素子は、少なくとも１つのレンズお
よび、または少なくとも１つの光フィルタおよび、また
は少なくとも１つの光学アイソレータを支持することが
好ましい。
本発明にしたがって構成された光学系は、添付図面を
参照して例示によって新たに詳細に説明される。
図１は、３つのハイブリッド光学マザーボードおよび
光コネクタを示した斜視図である。
図２は、光コネクタの第１の形態の展開された斜視図
である。
図３は、ハイブリッド光学マザーボードの１つのコネ
クタ領域を概略的に示した展開された斜視図である。
図４は、図２のコネクタと図３のコネクタ領域との間
の相互接続を示した展開された斜視図である。
図５は、コネクタの修正形態の上部斜視図である。
図６は、２つのハイブリッド光学マザーボード間の相
互接続を概略的に示した展開された斜視図である。
図７は、ハイブリッド光学マザーボードの１つの一部
分の展開された斜視図である。
図８は、光コネクタの第２の形態の展開された斜視図
である。
図９は、図８のコネクタとハイブリッド光学マザーボ
ードの１つのコネクタ領域との相互接続を示している側
面図である。
図10は、ハイブリッド光学マザーボードの１つの別の
部分の展開された斜視図である。
図11は、光コネクタの第３の形態の展開された斜視図
である。
図12は、インターフェイス素子を介して図２のコネク
タと図３のコネクタ領域との相互接続を示した展開され
た斜視図である。
図13は、既知の簡単なハイブリッド光学マザーボード
の斜視図である。
図面を参照すると、図１は３つのハイブリッド光学マ
ザーボードM1,M2およびM3、それぞれ（導波体および、
または光ファイバ）がファイバリボンＲおよび光コネク
タP1によって光学的に接続された（別のハイブリッド光
学マザーボード上の相互接続子または別の光学装置のい
ずれかに）種々の光相互接続を示す。各光コネクタP1
（そのうちの１つが図２において詳細に示されている）
は、図４に示されている方法で相補コネクタ領域S1（そ
のうちの１つが図３に示されている）と結合する。
図２に示されているように、コネクタP1は（100）シ
リコンサブマウント１および（100）シリコンカバープ
レート２を含む。サブマウント１は１対の正確に位置さ
れたＶ溝３を形成され、カバープレート２は１対の正確
に位置されたＶ溝４を形成されている。Ｖ溝３および４
は、それらがサブマウント１と整列し、コネクタP1のカ
バープレート２が対面結合で配置されているように位置
される。
Ｖ溝３および４は超精密加工によって形成され、Ｖ溝
３および４はエチレンジアミンピロカテコールおよび水
（EDP）またはKOHのようなエッチング剤を使用して異方
性エッチング処理によって（100）シリコンマウント１
およびカバープレート２中に形成される。このようなエ
ッチング剤により、シリコン中の結晶平面は他のものよ
りかなり緩慢にエッチングされる。結果的に、マスク窓
が２つのこのような平面の交差部分に沿ってシリコンの
平面と正しく整列されたとき、エッチングはこれらの平
面において終了し、Ｖ形状の溝が結果として生じる。こ
れらの平面は直接シリコンの結晶構造に関連されている
ため、Ｖ溝の角度および方向は非常に厳密に制御され
る。したがって、このようなＶ溝の幅は典型的に0.25μ
ｍ乃至0.5μｍの公差範囲まで非常に正確に制御される
ことができる。したがって、Ｖ溝３および４は適切に位
置され、寸法が規定されたマスク窓を形成されたマスク
を通してエッチング（EDPまたはKOHを使用して）によっ
てサブマウント１およびカバープレート２の表面に関し
て正確に形成されることができる。Ｖ溝３および４は、
結果として予め定められたエッチング時間に制限された
エッチングプロセスから生じた平坦なベースを有してい
る。
サブマウント１およびカバープレート２はまた８つの
平行なＶ溝５および６のアレイをそれぞれ形成されてい
る。Ｖ溝５および６はＶ溝３および４に関して正確に位
置されている。これらのＶ溝５および６はＶ溝３および
４と同時に超精密加工することによって形成される。Ｖ
溝５および６は完全にＶ形状の溝であり、一方Ｖ溝３お
よび４は平坦なベースを有する。Ｖ溝３および４の平坦
なベースを限定するようにエッチングプロセスを制限す
るエッチング時間は、完全なＶ溝５および６が形成され
ることを保証するのに十分である。Ｖ溝3,5および4,6
は、サブマウント１およびカバープレート２がコネクタ
P1を形成するために対面結合で配置されたときに、整列
しているように位置される。
このようにしてコネクタP1を完成する前に、各光ファ
イバ７は各Ｖ溝５内に位置される。コネクタP1はそのサ
ブマウント１において溝３中に正確な金属ピン８を配置
し、関連したカバープレート２を整列するためにピンを
使用することによって組立てられる。２つの部分１およ
び２は、プラグP1を形成するように結合される。それか
らピン８はコネクタP1を完成させるように除去される。
ファイバ７は、それらの端部面がコネクタP1の端部面と
接触されることを保証するように劈開および研磨され
る。プラグP1は、整列された溝３および４中にピン８を
再挿入することによって完成される。
図３はハイブリッド光学マザーボードM1,M2およびM3
の１つのコネクタ領域S1の概略図である。コネクタ領域
S1は（100）シリコンサブマウント11および（100）シリ
コンカバープレート12を含む。正確に整列されたＶ溝13
および14はそれぞれサブマウント11およびカバープレー
ト12中に形成され、Ｖ溝は平坦なベースを有し、Ｖ溝３
および４と同様に超精密加工によって形成されている。
サブマウント11は８つの平行な平坦の導波体15のアレ
イにより形成され、カバープレート12はサブマウントの
上面を越えて突出した導波体の一部分を受ける凹部16を
形成されている。導波体15は、サブマウント11の中央部
分に形成された凹部17中に位置されている。導波体15は
Ｖ溝13に関して正確に位置される。Ｖ溝13および14は、
サブマウント11およびカバープレート12がコネクタ領域
S1を形成するために対面結合で配置されたときに整列し
ているように位置され、正確な金属ピン（示されていな
いが、ピン８と同じである）はこの整列を保証するため
に使用される。導波体15は、多重化、方向性結合、光信
号処理およびチャンネルスクランブリングのような任意
の受動光学機能を実行することが可能であり、示された
簡単な平行な構造である必要はない。特に、各コネクタ
は異なる数の入力および出力を有していることが可能で
あり、導波体は湾曲、交差または同化するか、或はマザ
ーボードにハイブリッド集積された任意の別の光学装置
と相互接続してもよい。
導波体15は、サブマウント11を形成するシリコン基体
の中央部分に形成された３つの酸化層15a,15bおよび15c
によって限定される。第１の酸化層15aは導波体コアと
その下に位置する基体との間にバッファを形成し、第２
の（ドープされた）酸化層15bは導波体コアを形成し、
第３の酸化層15cは被覆を形成する。これらの層15a,15b
および15cはそれらの全体が図３中に全て示されておら
ず、この図面はバッファ層15a、導波体コアを形成する
層15bの一部分および層15cを示す。バッファ層15aは凹
部17中に形成され、その後コア層15bがバッファ層上に
形成される。導波体ストリップは層15b中にエッチング
され、このエッチングステップはＶ溝13を後に限定する
窓の開放と同時に実行される。これはＶ溝13と導波体15
との間の最小の整列エラーを保証し、このエラーはマス
クの正確さと組合せられた処理中のライン幅制御の変化
によって基本的に決定される。結果的な位置制御は0.5
μｍ乃至１μｍの範囲内である。Ｖ溝に対して自己整列
する導波体のこのプロセスは欧州特許EP−Ａ−0552218
号明細書にさらに詳細に示されている。
サブマウント11およびカバープレート12の整列に続い
て、これらの部分は結合され、ピンが除去される。その
後、導波体15の端部面はコネクタ領域S1の端部面と接触
することを保証するために研磨される。
コネクタP1およびコネクタ領域S1は、それらが図４に
示されたように接続され、それによって光ファイバ７お
よび導波体25の接続および正確な整列を提供することが
できるように相補的な形態である。したがって、コネク
タP1はコネクタ領域の整列されたＶ溝13/14中にコネク
タのピン８を挿入することによってコネクタ領域S1に接
続されることができる。コネクタP1およびコネクタ領域
S1と関連された光学素子は関連したＶ溝3/4および13/14
と正確に整列されているので、これらの光学素子は互い
に正確に整列される。さらに、Ｖ溝3,4および13,14の大
きさはピン８の軸がコネクタP1およびコネクタ領域S1と
関連した光学素子の光学平面に対して固定関係で存在す
ることを保証するのに十分なように制御される。明らか
に、コネクタP1は導波体間の接続が達成可能であるよう
に導波体を支持するように修正されることができる。同
様に、ファイバ間接続はコネクタP1およびコネクタ領域
S1の両者に光ファイバを設けることによって達成される
ことができる。
全てのコネクタ領域S1および各マザーボードM1,M2お
よびM3が同時に形成されることが明らかであり、また相
補接続子自身と同じプロセスで形成されることが好まし
い。これはもちろん基体11および12が図３および図４に
示されたものよりかなり大きく、複雑であることを意味
する。
コネクタP1またはコネクタ領域S1のいずれかに対する
完成ステップの前の正確な金属ピンの除去を容易にする
ために、関連したカバープレート２（または12）は、カ
バープレート２（または12）が形成された基体中に超精
密加工された溝2bによって限定されたフレキシブルなシ
リコンばね2aを形成されてもよい（図５参照）。関連し
たサブマウント１（または11）はまたフレキシブルなシ
リコンばねを形成されることが可能であり、それによっ
てさらにピンの除去（および可能性のある後続的置換）
を容易にする。フレキシブルなシリコンばね2aの適切な
設計は金属ピン８にそうでない場合よりも低い公差仕様
を可能にする。
図６は２つのハイブリッド光学マザーボードがコネク
タ領域C1（これらは図６に示されたマザーボードの一部
分に過ぎない）によってどのように接続されることがで
きるかを示した概略図である。コネクタ領域C1はコネク
タ領域S1の修正された形態である。したがって、各コネ
クタ領域C1は各（100）シリコンサブマウント21および
各（100）シリコンカバープレート22を有している。正
確に整列されたＶ溝23および24の対はそれぞれサブマウ
ント21およびカバープレート22において形成され、Ｖ溝
は平坦なベースを有し、上記と同じ方法で超精密加工に
よって形成される。各サブマウント21は８つの平行な導
波体25のアレイにより形成され、これらは導波体15と同
じ方法で形成される。導波体15の場合のように、導波体
25は任意の受動光学機能を実行することができる。正確
な金属ピン26は、各コネクタ領域がプラグおよびソケッ
トの両者を形成するように各コネクタ領域C1の１対の整
列溝23/24と関連している。したがって、２つのコネク
タ領域C1はこれらの領域においてハイブリッド光学マザ
ーボードによって支持される導波体を相互接続するよう
に図６に示されたように接続されることができる。
図７は分岐された光学背面を形成する別のハイブリッ
ド光学マザーボードのコネクタ領域C2のサブマウント31
の概略図である。（100）シリコンサブマウントである
サブマウント31は、３対の正確に整列された平坦な底部
を持つＶ溝33a,33bおよび33cを形成され、Ｖ溝は上記の
方法で超精密加工することによって形成される。Ｖ溝33
bはＶ溝33aと整列され、Ｖ溝33cはＶ溝33aおよび33bの
両方に対して直角である。サブマウント31はまた８つの
導波体35および８つのタップ導波体36を形成されてい
る。導波体35および36は全て導波体15が形成されたのと
同様にして形成される。導波体35は平行であり、Ｖ溝33
aの領域において“バス入力”およびＶ溝33bの領域にお
いて“バス出力”を限定する。導波体36はＶ溝33cを含
んでいるサブマウント31のエッジで終端する直線部分お
よび導波体35と同化する湾曲部分を有している。したが
って、導波体36は溝33cの領域中の“バス分岐”を限定
する。コネクタ領域C2は相補カバープレート（示されて
いない）によって完成される。コネクタ領域C2は、“バ
ス分岐”および適切なコネクタP1（そのうちの正確な金
属ピン８だけが示されている）を介して導波体またはフ
ァイバのいずれかに光（“バス入力”からの）を分岐す
るために使用され、“バス出力”および適切なコネクタ
P1（そのうちの正確な金属ピン８だけが示されている）
から導波体またはファイバのいずれかに（“バス入力”
から）直接光を供給することができる。
図８は、図１のマザーボードM1,M2およびM3のような
ハイブリッド光学マザーボードへの接続のための光コネ
クタP2の別の形態を示す。光コネクタP2は（100）シリ
コンサブマウント41および（100）シリコンカバープレ
ート42を有する。正確に整列された平坦な底部を持つＶ
溝43および44はそれぞれサブマウント41およびカバープ
レート42中に形成され、Ｖ溝は上記と同じ方法で超精密
加工によって形成される。簡単に説明すると、平坦な底
部を持つＶ溝43aはＶ溝43が形成されるのと同時にサブ
マウント41において超精密加工される。これは、Ｖ溝43
aがＶ溝43と正確に整列されることを保証する。凹部45
はカバープレート42中にエッチングによって形成され、
凹部はＶ溝44と同時に都合良く形成される。検出器チッ
プ46は、Ｖ溝43aの上に位置するように（図９参照）サ
ブマウント41上に位置される。チップ46は凹部45に関し
て整列させ、これら２つの部分が対面結合で配置され、
結合されたときにサブマウント41およびカバープレート
42に結合され、正確な金属ピン47はサブマウントおよび
カバープレートの整列を保証するためにＶ溝43/44中に
挿入される。必要な場合には、ピン47は任意の本質的な
完成動作を容易にするためにプラグP2から除去されても
よい。それらはプラグP2を完成するために置換されるこ
とができる。
図９に示されたように、プラグP2はマザーボードM1,M
2およびM3の１つのコネクタ領域S2（概略的に示されて
いる）と共に使用されることが可能であり、コネクタ領
域S2は８つの光ファイバ48を有している。これらのファ
イバ48は、Ｖ溝43の傾斜した端部壁43a′によって検出
器チップ46に向ってファイバからの光が上方に反射され
るようにＶ溝43aと正確に整列される。結果的に、超精
密加工プロセスは（100）シリコンにおける結晶平面の
位置のために必ず傾斜した端部壁43a′を形成すること
に留意しなければならない。さらに、シリコンの本質的
特性のために、エッチングプロセスは必ずミラー表面を
限定する傾斜した端部壁43a′を生じる。
図10は、図１のマザーボードM1,M2およびM3のような
ハイブリッド光学マザーボードのコネクタ領域S3のサブ
マウント51の概略図である。サブマウント51は、正確に
整列された平坦な底部を持つＶ溝53を設けられた（10
0）シリコンサブマウントであり、Ｖ溝は上記の方法で
超精密加工することによって形成される。サブマウント
51はまた８つの導波体55のアレイを形成され、導波体は
図３の実施例の導波体15が形成された同じ方法で形成さ
れる。しかしながら、導波体55は、それらの入力端部55
aがそれらの出力端部55bよりかなり狭く間隔を隔てられ
るように湾曲されている。ELED（またはレーザ）アレイ
チップ56は、サブマウント51上に形成された１対の配置
リッジ57によって導波体入力端部55aと正確に整列され
た正確に位置されたエッチングウェル（示されていな
い）に位置されている。湾曲された導波体55は出力端部
55b（一致したコネクタ中のファイバの間隔に適応する
ように間隔を隔てられた）および入力端部55a（ソース
アレイ56中のELEDの最小の都合良い間隔を相補するよう
に間隔を隔てられた）の間隔の整合を可能にする。この
ようにして、ウェハ生産量は最大化される。コネクタ領
域S3は相補的カバープレート（示されていない）および
精度金属ピン58によって完成される。
図11は図１のマザーボードM1,M2およびM3のようなハ
イブリッド光学マザーボードに対する接続のための光コ
ネクタP3の別の形態を示す。コネクタP3は（100）シリ
コンサブマウント61および（100）シリコンカバープレ
ート62を有する。正確に整列されたＶ溝63および64はそ
れぞれサブマウント61およびカバープレート62中に形成
され、Ｖ溝は平坦なベースを有し、上記と同じ方法で超
精密加工によって形成される。凹部69および70はそれぞ
れサブマウント61およびカバープレート62中に形成され
る。リチウムニオベイト導波体素子68はサブマウント61
の凹部69中に取付けられる。初めの実施例のように、精
度金属ピン65は、これらの部品がコネクタP3を形成する
ように対面結合で配置されたときにサブマウント61およ
びカバープレート62の整列を保証するために使用され
る。ピン65は導波体素子68の端部面の仕上げ（研磨）を
可能にするように除去されることができる。それらは、
コネクタP3を完成するように置換されることができる。
導波体素子68はフリップチップ結合によって凹部69内
に都合良く固定されており、その場合凹部は絶縁する誘
電性の層および金属導体並びに接触パッド（示されてい
ない）を含んでいる。（フリップチップ結合は、１表面
上に接触パッドを備えた素子がやはり接触パッドを備え
た基体にはんだ付けされる良く知られた技術である）。
素子上の各接触パッドは基体上の素子上の各接触パッド
に直接はんだ付けされる。十分に多数の接触パッドを設
けることによって、溶融されたはんだの表面張力は素子
68を引張り、基体上に設けられた基準マークとサブミク
ロンの精度で自動整列させる。この場合、Ｖ溝63用のマ
スク窓は凹部69内における接触パッドの金属パターン化
中に限定され、それによってＶ溝と導波体素子68との間
の最小の整列エラーを保証する。
光相互接続を形成する際に、粗さまたは埃が光を散乱
させ、信号を減衰させるため、境界面の光学特性を制御
することが重要である。制御された波長透過性の窓を持
つフィルタを使用して光学特性を変化することが有効で
ある。既知の光接続技術とは異なり、本発明のシステム
は境界面が制御されることを可能にする。コネクタおよ
びコネクタ領域の両表面は金属ピンの除去後に研磨され
ることが可能であり、光学被覆はコネクタに所定の低反
射率または波長依存性を与えるために付加される。光学
フィールドが２つの素子において異なる分布のものであ
る場合、レンズはモード整合を改良するために境界面に
おいて容易に付加される。これらのレンズは任意のいく
つかの既知の技術によって形成され、コネクタまたはコ
ネクタ領域の面に直接結合される、或はコネクタおよび
コネクタ領域のものに一致したＶ溝を含む付加的なシリ
コン素子中に形成されてもよく、これは同じ金属ピンを
使用して取付けられ、整列される。このような素子は光
アイソレータを付加的に支持してもよい。
したがって、図12は図１のマザーボードM1,M2およびM
3のようなハイブリッド光学マザーボードのコネクタ領
域S1に対するインターフェイス素子Ｉを介したコネクタ
P1の相互接続を示す。インターフェイス素子Ｉは（10
0）シリコンサブマウント71および（100）シリコンカバ
ープレート72から形成されている。正確に整列されたＶ
溝73および74はそれぞれサブマウント71およびカバープ
レート72中に形成され、Ｖ溝は上記と同じ方法で超精密
加工によって形成される。Ｖ溝73および74は、素子が組
立てられたときにコネクタP1のＶ溝73,74がコネクタ領
域S1のＶ溝3,4と整列しているように位置される。コネ
クタP1のピン８は整列されたＶ溝73,74を通ってコネク
タ領域S1の整列されたＶ溝13,14中に通過するような長
さである。インターフェイス素子Ｉはレンズ、光学フィ
ルタ、光アイソレータ（示されていない）またはこれら
の素子の任意の組合せを具備している。
上記の光コネクタに対して多数の修正が行われること
が可能なことは明らかであろう。すなわち、整列のため
に使用されるＶ溝3,4等は、関連した基体１の厚さ等が
許容する完全な（平坦な底部にされるのではなく）溝で
あることができる。さらに、本発明にしたがって構成さ
れた光コネクタと共に使用されることができる光学素子
（光ファイバおよび導波体等）の数は重要ではなく、８
個以外の個数の光学素子を有する光コネクタが可能であ
る。リチウムニオベイト導波体素子の代わりに、別の形
態の電気・光または受動導波体素子を使用することもま
た可能である。別の修正において、フレキシブルなシリ
コンばね2aを限定する溝2bはカンチレバーの溝である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジル、マイケル・デニス イギリス国、アイピー４・３エージェ イ、サフォーク、イプスウイッチ、バレ ー・ロード 140 (56)参考文献 特開 平２−15204（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−9183（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−101904（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−45051（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−157279（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−135241（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/24 - 6/42

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ハイブリッド光学マザーボード（M1）およ
    びコネクタ（P1）を具備し、コネクタ（p1）と結合され
    るコネクタ領域（S1）はハイブリッド光学マザーボード
    （M1）のエッジ部分に沿って形成され、コネクタ領域
    （S1）が予め定められた位置に複数の光相互接続子（1
    5）を含み、コネクタがそれら光相互接続素子（15）と
    それぞれ結合される光学装置（７）を含み、コネクタの
    光学装置をコネクタ領域に含まれる光相互接続子と予め
    定められた形態に整列させるようにコネクタ（P1）がコ
    ネクタ領域（S1）に接続可能である光学システムにおい
    て、 コネクタおよびコネクタ領域は、結晶材料から形成さ
    れ、エッチングによって限定される交差平面を含んでい
    る第１および第２の基体（1,2;11,12）をそれぞれ具備
    し、第１の基体（1,11）はそれぞれエッチングによって
    形成された整列溝手段（3,13）を形成され、第２の基体
    （2,12）はそれぞれ関連した第１の基体の整列溝手段
    （3,13）に対応しているエッチングによって形成された
    整列溝手段（4,14）を形成され、それによってコネクタ
    （P1）およびコネクタ領域（S1）のそれぞれの第１およ
    び第２の基体（1,2;11,12）の整列溝手段（3,13;4,14）
    は、２つの基体が対面結合して配置されたときに正確に
    整列して隣接し、コネクタの整列された隣接整列溝手段
    はコネクタ領域の隣接する整列された整列溝手段と正確
    に整列されて隣接することが可能であり、コネクタは隣
    接している整列溝手段（3,13;4,14）に関してその２つ
    の基体間に関連した光学装置（７）を正確に位置する整
    列手段（５）を設けられており、ハイブリッド光学マザ
    ーボードは、結晶材料から形成され、エッチングによっ
    て限定できる交差平面を含んでいる２つの基体（11,1
    2）によって構成され、前記２つの基体はコネクタ領域
    の第１および第２の基体を構成していることを特徴とす
    る光学システム。
  2. 【請求項２】少なくとも１つのコネクタの少なくとも１
    つの基体および、または少なくとも１つのコネクタ領域
    は、整列溝手段に隣接したフレキシブルな部分を形成さ
    れ、このフレキシブルな部分は超精密加工された溝また
    はカンチレバー部分によって限定されている請求項１記
    載の光学システム。
  3. 【請求項３】コネクタとコネクタ領域との間をインター
    フェイスする光インターフェイス素子（Ｉ）をさらに含
    み、このインターフェイス素子は、結晶材料から形成さ
    れ、エッチングによって限定されることができる交差平
    面を含んでいる第１および第２の基体（71,72）を含
    み、第１のインターフェイス素子の基体はエッチングさ
    れた整列溝手段を形成され、第２のインターフェイス素
    子の基体は第１のインターフェイス素子の基体の整列溝
    手段に対応しているエッチングされた整列溝手段（73,7
    4）を形成され、それによって第１および第２のインタ
    ーフェイス素子の基体の整列溝手段は、２つの基体が対
    面結合で配置されたときに正確に整列されて隣接し、イ
    ンターフェイス素子の整列した隣接溝手段は、各コネク
    タおよび各コネクタ領域の隣接する整列された整列溝手
    段（3,4;13,14）と隣接して整列されることができる請
    求項１または２記載の光学システム。
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