KR100795736B1 - Athermal awg and awg with low power consumption using groove of changeable width - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따라, 렌즈 또는 도파관 격자를 가로지르는 갭 및 이 갭의 각각의 측면 상에 광학 집적 회로를 조절 가능하게 위치시키는 작동기를 갖는 광학 집적 회로가 개시된다. 결과적으로, 광학 집적 회로들, 예를 들면 배열된 도파관 격자들의 열 감응성은 완화된다. 또한, 갭 및 작동기를 사용하는 광학 집적 회로의 제조 방법이 개시되어 있다.In accordance with the present invention, an optical integrated circuit is disclosed having a gap across a lens or waveguide grating and an actuator for controllably positioning the optical integrated circuit on each side of the gap. As a result, the thermal sensitivity of optical integrated circuits, for example arranged waveguide gratings, is relaxed. Also disclosed is a method of fabricating an optical integrated circuit using a gap and an actuator.
Description
본 발명은 광학 집적 회로 분야에 관한 것이며, 보다 상세하게는 온도에 관계없이 중심 파장을 갖는 배열된 도파관들을 제공하는 장치 및 방법들에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of optical integrated circuits, and more particularly, to apparatus and methods for providing arranged waveguides having a center wavelength regardless of temperature.
광학 집적 회로들(OICs)은 1xN 광학 스플리터들, 광학 스위치들, 파장 분할 멀티플렉서들(WDMs), 디멀티플렉서들, 광학 애드/드롭 멀티플렉서들(OADMs) 등의 많은 형태들로 쓰인다. 그러한 OICs는 광 신호들이 데이터를 전달하기 위해 광학 디바이스들 사이에서 전송되는 광학 네트워크들을 구축하는데 사용된다. 예를 들면, 전통적인 신호는 원격 통신 네트워크들 및 데이터 통신 네트워크들 내에서 광섬유들로 대체되고 있는 전기 도전성 라인들 및 광(예, 빛) 신호들이 전송되는 회로들을 통해 전기 신호들의 전송을 사용하여 교환된다. 그러한 광 신호들은 광학 네트워크를 통해 정보를 전송하기 위해 변조 기술들을 통해 데이터 또는 기타 정보를 전달할 수 있다. OICs는 광학 매체와 전기 매체 사이의 중간 변환 없이 광신호들의 분기화, 결합, 스위칭, 분리, 멀티플렉싱 및 디멀티플렉싱을 허용한다.Optical integrated circuits (OICs) are used in many forms, such as 1xN optical splitters, optical switches, wavelength division multiplexers (WDMs), demultiplexers, optical add / drop multiplexers (OADMs), and the like. Such OICs are used to build optical networks in which optical signals are transmitted between optical devices to carry data. For example, traditional signals are exchanged using transmission of electrical signals through electrically conductive lines that are being replaced by optical fibers within telecommunication networks and data communications networks and circuits through which optical (eg, light) signals are transmitted. do. Such optical signals may carry data or other information via modulation techniques to transmit information over the optical network. OICs allow for branching, coupling, switching, separation, multiplexing and demultiplexing of optical signals without intermediate conversion between optical and electrical media.
그러한 광학 회로들은 편평한 기판들 상에 광 도파관들을 갖는 평면 광파 회로들(PLCs)을 포함하고, 이는 많은 입력 광섬유들 중의 하나로부터 많은 출력 광섬유들 또는 광 회로들 중의 임의의 것으로 광 신호들을 라우팅시키기 위해 사용될 수 있다. PLCs는 반도체업계와 전형적으로 연관된 제조 기술들의 사용을 통해 섬유 성분들에 의해 이용될 수 있는 것보다 큰 밀도, 보다 큰 생산 볼륨 및 보다 다양한 기능들을 달성할 수 있게 한다. 예를 들면, PLCs는 리쏘그래픽 프로세싱을 사용하여 실리콘 웨이퍼 기판 상에 형성된 도파관들로서 공지된 광 경로들을 포함하고, 여기서 도파관들은 광 경로에 따라 광선을 안내하기 위해 칩 기판 또는 외부의 클래딩 층들보다 큰 굴절률을 갖는 투과성 매체로 제조된다. 진보된 포토리쏘그래픽 프로세스들 및 기타 프로세스들을 사용함으로써, PLCs는 다수의 성분들 및 기능성들을 단일 광학 칩 내로 집적시키도록 만들어진다. Such optical circuits include planar lightwave circuits (PLCs) having optical waveguides on flat substrates, which are intended to route optical signals from one of many input optical fibers to any of many output optical fibers or optical circuits. Can be used. PLCs make it possible to achieve greater densities, larger production volumes and more functions than can be used by fiber components through the use of manufacturing techniques typically associated with the semiconductor industry. For example, PLCs include optical paths known as waveguides formed on a silicon wafer substrate using lithographic processing, where the waveguides have a refractive index greater than the chip substrate or external cladding layers to guide light rays along the optical path. It is made of a transmissive medium having. By using advanced photolithographic processes and other processes, PLCs are made to integrate multiple components and functionalities into a single optical chip.
특히 PLCs 및 OICs의 중요한 용도는 일반적으로 치밀한 파장-분할 멀티플렉싱(DWDM)을 포함하는 파장-분할 멀티플렉싱(WDM)을 포함한다. DWDM은 광학적 네트워크 내엣 단일 광 채널 또는 광 섬유를 통해 전송되어야 할 별개의 정보를 각각 전달하는 상이한 파장의 광 신호들을 허용한다. 현행 멀티플렉스된 광학 시스템들은 각각의 광 섬유에 대해 160 파장만큼을 사용한다.In particular, important applications of PLCs and OICs generally include wavelength-division multiplexing (WDM), including dense wavelength-division multiplexing (DWDM). DWDM allows optical signals of different wavelengths to each convey separate information to be transmitted through a single optical channel or optical fiber within the optical network. Current multiplexed optical systems use as much as 160 wavelengths for each optical fiber.
그러한 네트워크들 내에 진보된 멀티플렉싱 및 디멀티플렉싱(예, DWDM) 및 기타 기능들을 제공하기 위해, 배열된-도파관 격자들(AWGs)은 PLCs의 형태로 개발되었다. 현존하는 AWGs는 80개의 채널들에 이르는 멀티플렉싱 또는 디멀티플렉싱 또는 50GHz 만큼 근접한 간격의 파장들을 제공할 수 있다. 도 1에 예시된 바와 같 이, 종래의 디멀티플렉싱 AWG(2)는 단일 입력 포트(3) 및 다중 출력 포트(4)를 포함한다. 다중 파장 광선은 입력 포트(3)(예, 네트워크에서 광섬유로부터, 도시되지 않음)에서 수신되고, 입력 광학 경로 또는 도파관(6)을 통해 입력 렌즈(5)에 제공된다.To provide advanced multiplexing and demultiplexing (eg DWDM) and other functions within such networks, arrayed-waveguide gratings (AWGs) have been developed in the form of PLCs. Existing AWGs can provide multiplexing or demultiplexing up to 80 channels or wavelengths as close as 50 GHz. As illustrated in FIG. 1, a conventional demultiplexing AWG 2 includes a
입력 렌즈(5)는 때때로 도파관 격자라 칭하는 도파관들(7)의 배열 내로 다중 파장 광선을 퍼트린다. 도파관들(7) 각각은 입력 렌즈(5)로부터 출력 렌즈(8)로 상이한 광학 경로 길이를 갖고, 파장에 의존하여 출력 렌즈(8)로 입력단에서 상이한 위상 경사를 초래한다. 다시, 이러한 위상 경사는 광선이 보강 간섭을 통해 출력 렌즈(8) 내에서 어떻게 재조합되는지에 영향을 미친다. 따라서 출력 렌즈(8)는 개개의 출력 도파관들(9)을 통해 출력 포트들(4)에 상이한 파장들을 제공함으로써, AWG(2)는 입력 포트(6)로 유입되는 빛 신호들을 출력 포트(4)에서 2개 이상의 디멀티플렉스된 신호들로 디멀티플렉싱하는데 사용될 수 있다. AWG(2)는 선택적으로 포트들(4)로부터 빛 신호들을 포트(3)에서 2개 이상의 파장 성분들을 갖는 멀티플렉싱된 신호로 멀티플렉스하기 위해 사용될 수 있다.The
도 1의 종래의 AWG(2) 등의 OICs가 갖는 문제점은 온도 감지성이다. 도파관 물질은 보편적으로 온도 의존성 굴절률을 갖기 때문에, 멀티/디멀티플렉서의 채널 파장들은 온도가 변화함에 따라 시프트된다. 이러한 시프트는 전형적으로 실리카-베이스 디바이스들에서 0.01 nm/E℃ 및 InP 베이스 디바이스들에서 0.1 nm/E℃의 치수이다. 이러한 파장 시프트는 AWG(2)를 사용하는 통신 시스템(들)에서 신호의 손실 및(또는) 혼선을 초래할 수 있다. 통신 시스템(들)이 점진적으로 보다 작은 채널 간격을 갖도록 고안됨에 따라, 심지어 작은 온도 의존성 파장 시프트는 시스템 성능에 대한 현저한 효과를 가질 수 있다. 현재, AWGs는 허용 가능하게 수행하기 위해 디바이스 작동 온도의 활성 안정화를 가져야 한다. 이러한 안정화는 전형적으로 저항성 히터들, 온도 센서들, 활성 전자 부품들 및 일부 경우들에는 열-전기 냉각기들을 부가함으로써 달성된다. AWG가 수동 필터인 경우조차, 현재 그것은 효과적으로 작동하도록 유효 전자 부품들 및 몇 와트의 전력을 필요로 한다.A problem with OICs, such as the conventional AWG 2 of FIG. 1, is temperature sensitivity. Since waveguide materials generally have a temperature dependent refractive index, the channel wavelengths of the multi / demultiplexer shift as the temperature changes. This shift is typically on the order of 0.01 nm / E ° C. in silica-based devices and 0.1 nm / E ° C. in InP base devices. This wavelength shift can result in loss of signals and / or crosstalk in the communication system (s) using the
발명의 요약Summary of the Invention
다음은 본 발명의 일부 국면들의 기본적인 이해를 제공하기 위해 본 발명의 단순화된 요약을 제공한다. 이러한 요약은 본 발명의 광범위한 개관이 아니다. 본 발명의 키 소자 또는 중요 소자들을 식별하지 않거나 또는 본 발명의 범위를 서술하지 않도록 의도된다. 오히려, 이러한 요약의 유일한 목적은 이후 제공되는 보다 상세한 설명에 대한 서두로서 단순한 형태로 본 발명의 일부 개념들을 제공하는 것이다.The following provides a simplified summary of the invention in order to provide a basic understanding of some aspects of the invention. This summary is not an extensive overview of the invention. It is not intended to identify key elements or critical elements of the invention or to delineate the scope of the invention. Rather, the sole purpose of this summary is to present some concepts of the invention in a simplified form as a prelude to the more detailed description that is presented later.
본 발명은 무열 광학 집적 회로들 및 종래의 광학 집적 회로(들) 및 기타 디바이스들과 연관된 단점들을 완화시키고(시키거나) 극복한 광학 집적 회로들을 무열화시키는 방법들을 제공한다.The present invention provides methods for mitigating and / or overcoming disadvantages associated with heatless optical integrated circuits and conventional optical integrated circuit (s) and other devices.
본 발명은 추가로 OICs를 제조하는 방법 및 홈 및 작동기를 이용하는 온도 감응성을 완화시키는 방법을 포함한다. 현저히 낮은 전력 소비는 또한 본 발명의 다른 국면에서 온도 반응성 기계적 작동기들을 사용하는 것을 초래한다. 본 발명은 또한 종래의 OICs 및 기타 디바이스들과 연관된 단점들을 완화시키고(시키거나) 극복한 기계적 빔 스티어링을 위한 OIC 장치들 및 그 방법들을 제공한다. 본 발명은 추가로 OICs의 제조 방법 및 OICs에서 기계적 빔 스티어링을 위해 작동기들을 이용하는 온도 감응성을 완화시키는 방법을 포함한다.The invention further includes methods of making OICs and methods of mitigating temperature sensitivity using grooves and actuators. Significantly lower power consumption also results in the use of temperature reactive mechanical actuators in another aspect of the invention. The present invention also provides OIC devices and methods for mechanical beam steering that mitigate and / or overcome the disadvantages associated with conventional OICs and other devices. The present invention further includes a method of manufacturing OICs and a method of mitigating temperature sensitivity using actuators for mechanical beam steering in OICs.
본 발명의 일 국면에 따라, 힌지에 의해 분리되는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 베이스 및 베이스 상의 AWG 칩을 포함하는 광학 집적 회로가 제공되고, 여기서 홈은 1개 이상의 렌즈 및 도파관 격자를 가로지르고, 작동기는 베이스의 제1 영역 및 제2 영역을 접속시키는 것이다. 베이스 및 작동기는 상이한 열 팽창 계수들을 갖는다. 작동기는 온도 변화들에 의해 팽창 및(또는) 수축함으로써 제1 영역 및 그 위의 AWG 칩의 적어도 일부가 제2 영역 상의 AWG 칩의 일부에 관하여 이동하게 한다. 따라서, 도파관 의존성 굴절률과 연관된 파장 시프트가 완화될 수 있다.According to one aspect of the invention, there is provided an optical integrated circuit comprising a base comprising a first region and a second region separated by a hinge, and an AWG chip on the base, wherein the groove is provided with at least one lens and waveguide grating. Across, the actuator connects the first area and the second area of the base. The base and the actuator have different coefficients of thermal expansion. The actuator expands and / or contracts with temperature changes to cause at least a portion of the AWG chip above and in the first region to move relative to a portion of the AWG chip on the second region. Thus, the wavelength shift associated with the waveguide dependent refractive index can be relaxed.
본 발명의 다른 국면에 따라, 1개 이상의 렌즈 및 도파관 격자를 가로지르는 홈을 갖는 AWG 칩을 포함하는 광학 집적 회로가 제공된다. AWG 칩은 힌지에 의해 접속되고 홈에 의해 분리되는 제1 영역 및 제2 영역을 포함한다. 작동기는 AWG 칩의 제1 영역 및 제2 영역을 접속시킨다. AWG 칩 기판 및 작동기는 상이한 열 팽창 계수들을 갖는다. 작동기는 온도 변화들에 의해 팽창 및(또는) 수축함으로써 AWG 칩의 제1 영역이 제2 영역에 관하여 이동하게 한다. 따라서, 도파관 의존성 굴절률과 연관된 파장 시프트가 완화될 수 있다.In accordance with another aspect of the present invention, an optical integrated circuit is provided that includes an AWG chip having one or more lenses and a groove across a waveguide grating. The AWG chip includes a first area and a second area connected by a hinge and separated by a groove. The actuator connects the first area and the second area of the AWG chip. The AWG chip substrate and the actuator have different coefficients of thermal expansion. The actuator expands and / or contracts with temperature changes to cause the first region of the AWG chip to move relative to the second region. Thus, the wavelength shift associated with the waveguide dependent refractive index can be relaxed.
본 발명의 다른 국면은 도파관 의존성 굴절률과 연관된 파장 시프트를 완화시킬 수 있는 OIC의 제조 방법론을 제공한다. OIC의 제조는 AWG 칩 내에 홈을 형 성함으로써 작동기는 온도 변화들에 응답하여 칩의 상이한 부분들 사이에 상대적 상대적 이동을 포함할 수 있도록 AWG 칩 내에 홈을 형성하는 것을 포함한다.Another aspect of the invention provides a methodology for manufacturing OIC that can mitigate wavelength shifts associated with waveguide dependent refractive index. Fabrication of the OIC involves forming grooves in the AWG chip such that grooves can be included in the AWG chip so that the actuator can include relative relative movement between different portions of the chip in response to temperature changes.
본 발명의 다른 국면에 따라, 제2 열 팽창 계수를 갖는 제2 작동기 본체 부분에 결합된 제1 열 팽창 계수를 갖는 제1 작동기 본체를 갖는 작동기들이 제공된다. 본 발명의 다른 국면은 OICs와 사용될 작동기들을 제공한다. OICs는 도파관을 갖는 제1 영역, 도파관을 갖는 제2 영역 및 제1 영역 및 제2 영역에 결합된 접속 영역을 포함한다. 접속 영역은 제1 영역의 도파관을 제2 영역의 도파관에 임의로 결합시키는 제1 렌즈를 포함할 수 있다. 작동기는 예를 들면 기계적 빔 스티어링을 고무시키기 위해 제1 영역에 인접하게 배치된다.According to another aspect of the invention, actuators are provided having a first actuator body having a first coefficient of thermal expansion coupled to a second actuator body portion having a second coefficient of thermal expansion. Another aspect of the invention provides actuators for use with OICs. OICs include a first region having a waveguide, a second region having a waveguide and a connection region coupled to the first region and the second region. The connection region may include a first lens that arbitrarily couples the waveguide of the first region to the waveguide of the second region. The actuator is arranged adjacent to the first area, for example to inspire mechanical beam steering.
본 발명의 또 다른 국면은 OIC의 제조 방법론을 제공한다. 이 방법은 베이스를 제공하는 단계, 제1 영역 내에 적어도 하나의 도파관을 형성하는 단계, 제2 영역 내에 적어도 하나의 도파관을 형성하는 단계 및 제1 영역의 적어도 하나의 도파관을 제2 영역의 적어도 하나의 도파관에 결합시키는 제1 렌즈를 포함하는 접속 영역을 형성하는 단계를 포함한다. 이어서, 제1 영역 및 제2 영역은 남아있는 기계적 연속성이 일반적으로 접속 영역을 통해 제공되도록 서로 스크롤-다이스된다. 이후, 작동기는 제1 영역과 제2 영역 사이에 놓인다.Another aspect of the present invention provides a methodology for producing OIC. The method comprises providing a base, forming at least one waveguide in the first region, forming at least one waveguide in the second region and at least one waveguide in the first region at least one of the second region. And forming a connection region comprising a first lens coupled to the waveguide of the lens. The first region and the second region are then scrolled to each other such that the remaining mechanical continuity is generally provided through the connection region. The actuator is then placed between the first area and the second area.
상기 결과 및 관련된 결과들을 달성하기까지, 본 발명의 특정 예시적 국면들이 다음 설명 및 첨부된 도면들과 관련하여 본원에 기재된다. 그러나, 이들 국면들은 분 발명의 원리들이 사용될 수 있고, 본 발명이 그러한 모든 국면들 및 이들의 등가물들을 포함하도록 의도되는 여러 방식들 중의 일부 만을 지시한다. 본 발 명의 다른 장점들 및 신규 특징들은 도면들과 관련하여 고려할 때 본 발명의 다음 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.To achieve the above and related results, certain illustrative aspects of the invention are described herein in connection with the following description and the annexed drawings. These aspects are indicative, however, of but a few of the various ways in which the principles of the invention may be employed and the present invention is intended to include all such aspects and their equivalents. Other advantages and novel features of the invention will become apparent from the following detailed description of the invention when considered in conjunction with the drawings.
도 1은 종래의 AWG 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스의 개략적 평면도.1 is a schematic plan view of a conventional AWG multiplexer / demultiplexer device.
도 2는 본 발명의 일 국면에 따른 베이스 또는 라이저의 개략적 평면도.2 is a schematic plan view of a base or riser in accordance with an aspect of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 국면에 따른 OIC의 개략적 평면도.3 is a schematic plan view of an OIC in accordance with an aspect of the present invention.
도 4는 도 3의 OIC의 단면도.4 is a cross-sectional view of the OIC of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 일 국면에 따른 다른 베이스 또는 라이저의 개략적 평면도.5 is a schematic plan view of another base or riser in accordance with an aspect of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 국면에 따른 다른 OIC의 개략적 평면도.6 is a schematic plan view of another OIC in accordance with an aspect of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 국면에 따른 또 다른 베이스 또는 라이저의 개략적 평면도.7 is a schematic plan view of another base or riser in accordance with an aspect of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 국면에 따른 또 다른 OIC의 개략적 평면도.8 is a schematic plan view of another OIC in accordance with an aspect of the present invention.
도 9는 본 발명의 일 국면에 따른 또 다른 베이스 또는 라이저의 개략적 평면도.9 is a schematic plan view of another base or riser in accordance with an aspect of the present invention.
도 10은 본 발명의 일 국면에 따른 또 다른 OIC의 개략적 평면도.10 is a schematic plan view of another OIC in accordance with an aspect of the present invention.
도 11은 본 발명의 일 국면에 따른 또 다른 베이스 또는 라이저의 개략적 평면도.11 is a schematic plan view of another base or riser in accordance with an aspect of the present invention.
도 12는 본 발명의 일 국면에 따른 다른 OIC의 개략적 평면도.12 is a schematic plan view of another OIC in accordance with an aspect of the present invention.
도 13은 본 발명의 일 국면에 따른 AWG 칩의 개략적 평면도.Figure 13 is a schematic plan view of an AWG chip in accordance with an aspect of the present invention.
도 14는 본 발명의 일 국면에 따른 다른 AWG 칩의 개략적 평면도.14 is a schematic plan view of another AWG chip in accordance with an aspect of the present invention.
도 15는 본 발명의 일 국면에 따른 OIC의 개략적 평면도.15 is a schematic plan view of an OIC in accordance with an aspect of the present invention.
도 16은 본 발명의 일 국면에 따른 다른 OIC의 개략적 평면도.16 is a schematic plan view of another OIC in accordance with an aspect of the present invention.
도 17은 본 발명의 일 국면에 따른 다른 OIC의 개략적 평면도.17 is a schematic plan view of another OIC in accordance with an aspect of the present invention.
도 18은 본 발명의 일 국면에 따른 또 다른 OIC의 개략적 평면도.18 is a schematic plan view of another OIC in accordance with an aspect of the present invention.
도 19는 온도 안정되지 않은 종래의 AWG 및 본 발명의 일 국면에 따른 AWG에 대한 CW의 변화(y 축) 대 온도의 변화(x 축)를 플로팅한 그래프도.19 is a graph plotting the change in CW (y axis) versus the change in temperature (x axis) for a conventional AWG that is not temperature stable and an AWG according to an aspect of the present invention.
도 20은 전형적인 OIC의 개략적 평면도.20 is a schematic plan view of a typical OIC.
도 21은 도 20의 OIC의 단면도.21 is a cross-sectional view of the OIC of FIG. 20.
도 22는 본 발명의 일 국면에 따른 전형적인 작동기의 사시도.22 is a perspective view of an exemplary actuator in accordance with an aspect of the present invention.
도 23은 본 발명의 일 국면에 따른 작동기의 일 성분의 단면도.23 is a cross-sectional view of one component of an actuator according to one aspect of the present invention.
도 24는 본 발명의 일 국면에 따른 도 22의 작동기를 사용하는 도 20의 OIC의 개략적 평면도.24 is a schematic plan view of the OIC of FIG. 20 using the actuator of FIG. 22 in accordance with an aspect of the present invention.
도 25는 본 발명의 일 국면에 따른 작동기의 사시도.25 is a perspective view of an actuator according to one aspect of the present invention.
도 26은 본 발명의 일 국면에 따른 작동기의 사시도.Figure 26 is a perspective view of an actuator according to one aspect of the present invention.
도 27은 본 발명의 일 국면에 따른 작동기의 개략적 평면도.27 is a schematic plan view of an actuator according to an aspect of the present invention.
도 28은 본 발명의 일 국면에 따른 작동기의 개략적 평면도.28 is a schematic plan view of an actuator according to one aspect of the present invention.
도 29는 본 발명의 일 국면에 따른 도 28의 작동기를 사용한 OIC의 단면도.29 is a cross-sectional view of an OIC using the actuator of FIG. 28 in accordance with an aspect of the present invention.
도 30은 본 발명의 일 국면에 따른 작동기의 개략적 평면도.30 is a schematic plan view of an actuator according to one aspect of the present invention.
도 31은 본 발명의 일 국면에 따른 작동기의 단면도.Fig. 31 is a sectional view of an actuator according to one aspect of the present invention.
도 32는 도 31의 작동기의 개략적 평면도.32 is a schematic plan view of the actuator of FIG. 31;
도 33은 본 발명의 일 국면에 따른 작동기의 단면도.33 is a sectional view of an actuator according to one aspect of the present invention.
도 34는 도 33의 작동기의 개략적 평면도.34 is a schematic plan view of the actuator of FIG. 33.
도 35는 본 발명의 일 국면에 따른 작동기를 사용하는 OIC의 개략적 평면도.35 is a schematic plan view of an OIC using an actuator in accordance with an aspect of the present invention.
도 36은 도 35의 작동기를 갖는 OIC의 단면도.FIG. 36 is a cross sectional view of the OIC with the actuator of FIG. 35; FIG.
도 37은 본 발명의 일 국면에 따른 작동기를 사용하는 OIC의 개략적 평면도.37 is a schematic plan view of an OIC using an actuator in accordance with an aspect of the present invention.
도 38은 본 발명의 일 국면에 따른 작동기를 사용하는 OIC의 개략적 평면도.38 is a schematic plan view of an OIC using an actuator in accordance with an aspect of the present invention.
도 39는 도 38의 작동기를 갖는 OIC의 단면도.FIG. 39 is a cross sectional view of the OIC with the actuator of FIG. 38; FIG.
도 40은 본 발명의 일 국면에 따른 작동기를 사용하는 OIC의 단면도.40 is a cross-sectional view of an OIC using an actuator in accordance with one aspect of the present invention.
도 41은 본 발명의 일 국면에 따른 작동기의 개략도.41 is a schematic representation of an actuator according to one aspect of the present invention.
도 42는 본 발명의 일 국면에 따른 웨지를 사용하는 OIC의 개략적 평면도.42 is a schematic plan view of an OIC using a wedge in accordance with an aspect of the present invention.
본 발명의 여러 국면들은 이하 도면들을 참조하여 기재할 것이며, 여기서 동일한 참조 번호들은 명세서 전반에서 동일한 소자들을 의미하도록 사용된다. 본 발명은 기계적 빔 스티어링을 사용함으로써 광학 집적 회로들의 온도 민감성의 이동을 제공한다.Various aspects of the invention will now be described with reference to the drawings, wherein like reference numerals are used to refer to like elements throughout the specification. The present invention provides for the movement of temperature sensitivity of optical integrated circuits by using mechanical beam steering.
본 발명은 서로 상대적일 수 있는 2개 이상의 독특한 영역들 또는 조각들을 갖는 OIC 또는 AWG를 사용하여, 빔 편향을 사용함으로써 낮은 전력 소비로 무열 OICs 및 OICs를 제공한다. 이러한 상대적 움직임은 2 조각의 모션에 비례하는 OIC의 중신 파장(CW) 또는 주어진 채널에 대한 피크 전송 파장에서 시프트들을 유발한 다. OIC는 2 조각의 모션에 의해 유발된 CW 변화 정도가 OIC에서 고유한 CW 변화(OIC의 팽창/수축 및 온도에 따른 도파관 굴절률의 의존성에 의해 유발됨)에 대해 크기가 동일하고 부호가 반대이도록 고안되고, 이어서 디바이스는 온도에 따라 거의 0의 순수한 CW 의존도를 갖고, 실질적으로 온도에 독립적인 중신 파장을 갖고, 따라서 무열성인 것으로 정의된다.The present invention provides heatless OICs and OICs with low power consumption by using beam deflection using OIC or AWG with two or more unique regions or pieces that may be relative to each other. This relative motion results in shifts in the OIC's center wavelength (CW) or peak transmission wavelength for a given channel proportional to two pieces of motion. The OIC ensures that the magnitude of the CW change caused by two pieces of motion is the same magnitude and opposite sign for the CW change inherent in the OIC (induced by the OIC's expansion / contraction and dependence of waveguide refractive index over temperature). Otherwise, the device is then defined as having a pure CW dependence of nearly zero with temperature, having a neutral wavelength that is substantially temperature independent, and therefore heatless.
OIC의 온도가 증가하거나 또는 감소함에 따라, 1개 이상의 영역의 도파관(들)의 굴절률이 변화할 수 있다. 굴절률 변화에 기초하여 이러한 온도를 보상하기 위해, 작동기는 온도 변화의 결과로서 팽창/수축하고, 홈 내의 AWG 칩의 에지들이 이동(예, 회전)하게 한다. 온도 변화들에 의해 유발된 움직임(회전)은 온도 의존성 굴절률로 인해 도파관(들) 내의 온도-변화 유발된 파장 시프트들에 대응하거나 또는 그것을 보상한다. 그러한 것으로, 도파관 온도 의존성 굴절률 변화와 연관된 파장 시프트는 완화될 수 있다. 따라서, OIC를 사용하는 통신 시스템(들)에서 신호의 손실 및(또는) 혼선이 감소될 수 있다.As the temperature of the OIC increases or decreases, the refractive index of the waveguide (s) in one or more regions may change. To compensate for this temperature based on the refractive index change, the actuator expands / contracts as a result of the temperature change and causes the edges of the AWG chip in the groove to move (eg rotate). The movement (rotation) caused by temperature changes corresponds to or compensates for the temperature-changed induced wavelength shifts in the waveguide (s) due to the temperature dependent refractive index. As such, the wavelength shift associated with the waveguide temperature dependent refractive index change can be relaxed. Thus, signal loss and / or crosstalk in communication system (s) using OIC can be reduced.
일반적으로 말하자면, AWG 칩은 베이스 상에 위치한다. 베이스는 이 베이스의 제1 영역 및 제2 영역을 분리하고 접속시키는 힌지를 갖는다. 힌지는 제1 영역 및 제2 영역을 접속시키지만, 베이스의 제1 영역 및 제2 영역이 서로 상대적으로 이동하도록 허용한다. 전형적으로, 힌지는 베이스 (또는 아래 기재되는 바의 AWG 기판)의 상대적으로 좁은 스트립이다. 작동기는 베이스의 제1 영역 및 제2 영역에 접속되고, 작동기의 팽창/수축은 힌지에 관하여 제1 및 제2 영역들의 움직임을 유도할 수 있다. 작동기 및 베이스는 상이한 열 팽창 계수들을 갖는다. 힌지 상으 로 적어도 대략적으로 어떤 위치에서 AWG 칩 내에 홈 또는 갭이 형성된다. 홈의 한쪽 측면 상의 AWG 칩의 하나의 부분 또는 조각이 우위에 있고, 베이스의 제1 영역에 의해 지원되는 한편, 홈의 다른 측면 상의 AWG 칩의 다른 부분 또는 조각이 위에 있고 베이스의 제2 영역에 의해 지원된다. 따라서, 작동기의 팽창/수축에 의해 유도된 힌지에 관하여 제1 및 제2 영역들의 움직임은 AWG 칩의 2 부분들 또는 조각들이 서로 상대적으로 이동하게 한다.Generally speaking, the AWG chip is located on the base. The base has a hinge that separates and connects the first and second regions of the base. The hinge connects the first region and the second region but allows the first region and the second region of the base to move relative to each other. Typically, the hinge is a relatively narrow strip of base (or AWG substrate as described below). The actuator is connected to the first and second regions of the base, and the expansion / contraction of the actuator can induce the movement of the first and second regions with respect to the hinge. The actuator and the base have different coefficients of thermal expansion. Grooves or gaps are formed in the AWG chip at least approximately in some position on the hinge. One part or piece of the AWG chip on one side of the groove is dominant and supported by the first region of the base, while the other part or piece of AWG chip on the other side of the groove is above and in the second area of the base. Is supported by Thus, the movement of the first and second regions relative to the hinge induced by the expansion / contraction of the actuator causes the two parts or pieces of the AWG chip to move relative to each other.
대안으로, 작동기는 AWG 칩의 2 부분들 또는 조각들을 접속시키고, 작동기의 팽창/수축은 서로 상대적인 AWG 칩의 2 부분들 또는 조각들의 움직임을 유도할 수 있다. 작동기 및 AWG 칩 기판은 상이한 열 팽창 계수들을 갖는다. 베이스는 (상기한 바와 같이) AWG 칩의 부분들 또는 조각들 사이의 움직임을 허용하도록 하는 방식으로 구축된다.Alternatively, the actuator connects two portions or pieces of the AWG chip, and the expansion / contraction of the actuator can induce the movement of the two portions or pieces of the AWG chip relative to each other. The actuator and the AWG chip substrate have different coefficients of thermal expansion. The base is constructed in such a way as to allow movement between portions or pieces of the AWG chip (as described above).
또 다른 대안으로, 상기 메카니즘은 AWG 칩의 거의 절반을 포함하지만, 거울이 장착된 구조에 적용될 수 있다. 그러한 구조에서, 거울에 근접하지만, 거울에 직접적으로 고정되지 않게 (움직임을 허용하게) 도파관 격자 또는 렌즈를 위치시킴으로써 홈이 형성된다. 작동기 및 AWG 칩/거울 기판은 상이한 열 팽창 계수들을 갖는다.Alternatively, the mechanism includes almost half of the AWG chip, but can be applied to mirror mounted structures. In such a structure, a groove is formed by positioning the waveguide grating or lens in proximity to the mirror but not directly fixed to the mirror (allowing movement). The actuator and the AWG chip / mirror substrate have different coefficients of thermal expansion.
도파관 격자를 포함하는 AWG 칩들은 길이로 고찰되지만, OIC는 마하-젠더(Mach-Zehnder) 간섭계를 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 홈은 마하-젠더 디바이스의 암들 또는 도파관들을 가로지른다.AWG chips containing waveguide gratings are considered in length, but the OIC may include a Mach-Zehnder interferometer. In this case, the groove traverses the arms or waveguides of the Mach-Gender device.
AWG 칩 내의 홈의 폭 또는 AWG 칩과 거울 사이의 폭(이하 홈이라 칭하기도 함)은 CW를 시프트하도록 움직임을 허용하기에 충분하다. 일 실시예에서, 홈의 폭은 약 1 미크론 이상, 약 50 미크론 이하이다. 다른 실시예에서, 홈의 폭은 약 3 미크론 이상, 30 미크론 이하이다. 또 다른 실시예에서, 홈의 폭은 약 5 미크론 이상, 약 25 미크론 이하이다. 또 다른 실시예에서, 홈의 폭은 약 7 미크론 이상, 약 20 미크론 이하이다. AWG 칩은 1개 이상의 홈을 포함할 수 있다. 홈 또는 갭은 직선, 곡선일 수 있고, 그것이 렌즈, 도파관 격자를 가로지르거나 또는 거울에 인접함에 따라 대칭 형상 또는 비대칭 형상을 가질 수 있다. 홈이 비대칭인 실시예들에서, 홈이 렌즈 또는 도파관 격자들을 가로지름에 따라 홈의 폭은 변화할 수 있지만, 상기 폭 파라메터들 내에 남아있다. 50 미크론 이상의 폭에서, 삽입 손실 관심사는 현저해지기 시작한다.The width of the groove in the AWG chip or the width between the AWG chip and the mirror (also referred to as groove) is sufficient to allow movement to shift CW. In one embodiment, the groove width is at least about 1 micron and at most about 50 microns. In other embodiments, the width of the grooves is at least about 3 microns and at most 30 microns. In yet another embodiment, the width of the grooves is at least about 5 microns and at most about 25 microns. In yet another embodiment, the width of the grooves is at least about 7 microns and at most about 20 microns. The AWG chip may comprise one or more grooves. The groove or gap may be straight, curved, and may have a symmetrical or asymmetrical shape as it traverses the lens, waveguide grating, or is adjacent to the mirror. In embodiments where the groove is asymmetric, the width of the groove may change as the groove traverses the lens or waveguide gratings, but remains within the width parameters. At widths above 50 microns, insertion loss concerns begin to stand out.
작동기와 베이스 사이, 작동기와 AWG 칩 기판 사이 또는 작동기와 AWG 칩/거울 기판 사이의 열 팽창 계수들의 차이는 작동기의 팽창/수축에 의해 AWG 칩의 2 부분들 또는 조각들의 상대적 움직임을 유도하기에 충분하다. 일 실시예에서, (예를 들면, 작동기와 베이스 사이의) 열 팽창 계수들의 차이는 적어도 약 25%이다. 다른 실시예에서, 열 팽창 계수들의 차이는 적어도 약 100% (다시 말하자면, 작동기는 베이스의 값의 적어도 2배일 수 있다)이다. 또 다른 실시예에서, 열 팽창 계수들의 차이는 적어도 약 200% (다시 말하자면, 작동기는 베이스의 값의 적어도 3배일 수 있다)이다. 일 실시예에서, 무열 OIC는 도파관 격자 아래, 예를 들면 도파관 격자의 중심 부분 아래 배치된 힌지와 함께 베이스 또는 라이저 상에 설치된 AWG 칩을 포함한다. 예를 들면, 도 2 내지 4를 참조하면, 그러한 OIC의 일 실시예 및 OIC의 하나의 제조 방법이 도시된다.The difference in coefficient of thermal expansion between the actuator and the base, between the actuator and the AWG chip substrate, or between the actuator and the AWG chip / mirror substrate is sufficient to induce the relative movement of two parts or pieces of the AWG chip by expansion / contraction of the actuator. Do. In one embodiment, the difference in thermal expansion coefficients (eg, between the actuator and the base) is at least about 25%. In another embodiment, the difference in coefficients of thermal expansion is at least about 100% (that is, the actuator can be at least twice the value of the base). In another embodiment, the difference in coefficients of thermal expansion is at least about 200% (that is, the actuator can be at least three times the value of the base). In one embodiment, the heatless OIC includes an AWG chip mounted on a base or riser with a hinge disposed below the waveguide grating, for example below the center portion of the waveguide grating. For example, referring to FIGS. 2-4, one embodiment of such an OIC and one method of making the OIC are shown.
구체적으로, 도 2를 참조하면, 때때로 라이저라 언급되는 베이스(10)가 제공된다. 베이스(10)는 제1 영역(11) 및 제2 영역(13)을 분리하고 접속시키는 힌지(14)를 포함하도록 구성된다. 베이스는 제1의 열 팽창 계수를 갖는 물질로 제조된다. 베이스는 금속, 금속 합금 또는 경질 플라스틱 물질로 제조될 수 있다. 금속들의 예로는 알루미늄, 놋쇠, 청동, 크롬, 구리, 금, 철, 마그네슘, 니켈, 팔라듐, 백금, 은, 스테인레스강, 주석, 티탄, 텅스텐, 아연, 지르코늄, Hastelloy?, Kovar?, Invar, Monel?, Inconel? 등 중의 1개 이상을 포함한다.Specifically, referring to FIG. 2, a
베이스(10)의 제1의 열 팽창 계수와 상이한 제2의 열 팽창 계수를 갖는 작동기(12)는 베이스(10)의 제1 영역(11) 및 제2 영역(13)을 접속시키도록 제공된다. 베이스는 힌지(14)로 인해 굽을 수 있다. 즉, 제1 영역(11) 및 제2 영역(13)은 화살표들과 일치하게 힌지(14) 둘레로 회전할 수 있다.An
작동기(12)는 알루미늄, 놋쇠, 청동, 크롬, 구리, 금, 철, 마그네슘, 니켈, 팔라듐, 백금, 은, 스테인레스 강, 주석, 티탄, 텅스텐, 아연, 지르코늄, Hastelloy?, Kovar?, Invar, Monel?, Inconel? 등의 금속, 알루미나 또는 알루미늄 실리케이트 등의 세라믹 물질, 실리콘 고무 또는 엘라스토머 등의 중합성 물질, 폴리카르보네이트들, 폴리올레핀들, 폴리아미드들, 폴리에스테르들, 액정 폴리머들, 폴리머 복합체 물질(탄소 섬유, 흑연 또는 유리 섬유와 조합된 폴리머) 등 중 의 1개 이상으로 제조될 수 있다. 폴리머 복합체의 일 예는 DuPont사의 Zytel? 유리 섬유 보강 나일론이다. 작동기(12)는 대안으로 전체적으로 특이적 열 팽창 계수(베이스(10)의 그것과 상이함)를 갖도록 고안된 많은 상이한 물질들을 포함하는 기계적 어셈블리일 수 있다.The
기계적 작동기(12)는 대안으로 압전 소자, 일렉트로스트릭티브 작동기, 솔레노이드, 전기 모터, 예를 들면 서보 모터, 선형 모터 또는 스테퍼 모터, 또는 저항 가열된 열 팽창 부재일 수 있다. 작동기(12)가 압전 소자, 솔레노이드, 전기 모터 또는 저항 가열된 열 팽창 부재 중의 하나일 때, 1개 이상의 온도 센서들이 작동기(제어기 및(또는) 프로세서는 피드백 루프에 포함될 수도 있다)에 접속된 피드백 루프에 접속된 도파관 격자 내에 위치할 수 있다. 센서에 의해 검출된 온도 변화들은 제어기/프로세서로 전송되는 신호를 유도하고, 이는 다시 작동기의 기계적 발동을 유도한다. 다른 실시예에서, 작동기 또는 블록은 2001년 10월 24일자로 출원되어 동시 계류중인 미합중국 특허 출원 제09/999.692호 및 현재는 "광학 집적 회로들을 위한 기계적 빔 스티어링"이라는 표제로 미합중국 특허 제6,603,892호에 기재되어 있으며, 참고 문헌으로서 본원 명세서에 인용한다.The
도 3을 참조하면, AWG 칩(16)은 임의의 적절한 수단에 의해 베이스(10)에 첨부된다. 예를 들면, UV 경화성 접착제 등의 접착제는 AWG 칩(16)과 베이스(10) 사이에 위치할 수 있다. AWG 칩(16)은 기판, 입력 도파관, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 복수개의 도파관들을 포함하는 2개의 렌즈들 사이의 도파관 격자 및 출력 도파관들을 갖는 것으로 도시된다. AWG 칩(16)의 기판은 실리카, 실리콘, InP, GaAs 등 중 1개 이상으로 제조될 수 있다. 입력 도파관, 도파관 격자, 및 출력 도파관은 독립적으로 리튬 니오베이트(LiNbO3) 또는 기타 무기 결정들, 도핑된 실리카, 도핑되지 않은 실리카, 유리, 열-광학적 폴리머들, 전기-광학적 폴리머들 및 인듐 포스파이드(InP) 등의 반도체들 중의 1개 이상으로 제조될 수 있다. 클래딩 층들은 여러 도파관들을 둘러쌀 수 있다. 작동기(12)는 AWG 칩(16)이 베이스(10)에 첨부되기 전후에 베이스(10)에 부착될 수 있는 것으로 인지된다. 도시되지 않았지만, AWG 칩(16) 및(또는) 베이스(10)는 홈(18)의 길이를 최소화시키기 위해; 즉, 그것이 도파관 격자(또는 아래 기재된 바의 렌즈)를 가로지르지 않는 위치들에서 홈의 폭을 크게 증가시키기 위해 절단될 수 있다. Referring to FIG. 3, the
이러한 실시예에서, AWG 칩(16)은 베이스 상에 배치됨으로써, 도파관 격자는 직접적으로 베이스(10)의 힌지(14) 위에 있다. 갭 또는 홈(18)이 도파관 격자를 가로지르는 AWG 칩(16) 내에 형성된다. 홈(18)은 AWG 칩(16)을 통해 수직으로 모든 방식으로 진행하고, AWG 칩(16)을 2개의 독특한 조각들로 분할할 수 있거나 또는 그렇지 않을 수 있다. AWG 칩은 다이싱 톱, 워터 제트 절삭, 화학적 에칭, 레이저-물-커터, 와이어-톱, EDM 등을 사용하는 것을 포함하는 임의의 적절한 방식으로 다이스된다. 홈(18)의 하나의 측면 상의 AWG 칩(16)의 일 부분은 베이스(10)의 제1 영역(11)에 의해 지지되는 한편, 홈(18)의 다른 측면 상의 AWG 칩(16)의 다른 부분은 베이스(10)의 제2 영역(13)에 의해 지지된다.In this embodiment, the
도 4를 참조하면, 도 3의 구조의 측면도가 도 3의 화살표들을 따라 도시된 다. 갭(18)은 완전히 AWG 칩(16)을 통해 수직 배향이다. 갭(18)은 격자의 중심에 또는 그 근처에 배치되거나, 또는 격자의 도파관들에 대해 수직각으로 또는 그 근처에 배치된다. 홈(18) 내의 AWG 칩(16)의 내부 에지들이 베이스(10)의 표면에 대해 수직으로 도시되었지만, 홈(18)은 임의로 형성될 수 있음으로써, 그것은 빛이 홈(18)을 교차함에 따라 빛의 되반사를 완화시키기 위해 베이스 표면의 법선에 대해 작은 각도이다. 예를 들면, 홈(18)은 베이스 표면의 법선에 약 5˚이상이고 약 15˚이하의 각도로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4, a side view of the structure of FIG. 3 is shown along the arrows of FIG. 3. The
갭 또는 홈(18) 내에서, 하프 웨이브플레이트 등의 웨이브플레이트(도시되지 않음)가 임의로 형성될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 갭 또는 홈(18)은 접착제, 겔, 폴리머 또는 도파관 격자의 도파관들의 그것과 실질적으로 매치되는 굴절률을 갖는 액체로 충전될 수 있다. 그 효과는 굴절률이 매치되는 물질의 굴절률에 대해 단지 약하게 의존함으로써, 기질의 굴절률의 치밀한 제어는 필요치 않다. 다른 대안으로, (홈(18) 내의) AWG 칩(16)의 내부 대향 에지들은 반사 방지 필름으로 코팅될 수 있고 공기에 노출되게 된다.Within the gaps or
구조물의 온도가 변화함에 따라, 작동기(12)는 열 팽창 계수들의 차이들로 인해, 베이스(10)와 상이한 속도로 길이를 변화시킨다. 이는 (홈(18)의 양 측면 상의) AWG의 2개의 영역들 사이의 각의 변화를 유발하고, 도파관 격자에서 상이한 도파관들에 대한 상이한 위상 지연을 유발하고, 따라서 디바이스의 CW에서 시프트를 유발한다. 작동기 및 베이스 물질 크기 및 형상은 작동기의 열 팽창/수축에 의해 유발된 CW 시프트가 온도의 변화로 인해 AWG에서 CW 시프트와 정확히 밸런스를 이루도록 선택된다. 결과적으로, AWG CW는 온도 독립적이다. 작동기에 놓인 프리-바이어스의 양은 AWG에 대해 정확한 CW로 조율하도록 조정될 수도 있다.As the temperature of the structure changes, the actuator 12 changes length at a different speed than the base 10 due to differences in coefficients of thermal expansion. This causes a change in the angle between the two regions of the AWG (on both sides of the groove 18), and causes a different phase delay for different waveguides in the waveguide grating, thus causing a shift in the CW of the device. . The actuator and base material size and shape are chosen so that the CW shift caused by thermal expansion / contraction of the actuator is exactly balanced with the CW shift in the AWG due to the change in temperature. As a result, AWG CW is temperature independent. The amount of pre-bias placed in the actuator may be adjusted to tune to the correct CW for the AWG.
다른 실시예에서, 무열 OIC는 렌즈들 중의 하나 아래 위치한 힌지와 함께 베이스 또는 라이저 상으로 설치된 AWG 칩을 포함한다. 예를 들면, 도 5 내지 8을 참조하면, 그러한 OICs의 예들 및 OICs의 제조 방법이 도시된다.In another embodiment, the heatless OIC includes an AWG chip installed on a base or riser with a hinge located under one of the lenses. For example, referring to FIGS. 5-8, examples of such OICs and methods of making the OICs are shown.
구체적으로 도 5를 참조하면, 베이스(20)가 제공된다. 베이스(20)는 제1 영역(21) 및 제2 영역(23)을 분리하고 접속시키는 힌지(24)를 포함하도록 구성된다. 베이스는 제1 열 팽창 계수를 갖는 물질로 제조된다. 베이스(20)의 제1 열 팽창 계수와 상이한 제2 열 팽창 계수를 갖는 작동기(22)는 베이스(20)의 제1 영역(21) 및 제2 영역(23)을 접속시키도록 제공된다. 베이스는 힌지(24)로 인해 굽을 수 있다. 즉, 제1 영역(21) 및 제2 영역(23)은 화살표들과 일치하게 힌지(24) 둘레로 회전할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 5, a
도 6을 참조하면, AWG 칩(26)은 임의의 적절한 수단에 의해 베이스(20)에 첨부된다. 예를 들면, 접착제는 AWG 칩(26)과 베이스(20) 사이에 위치할 수 있다. AWG 칩(26)은 기판, 입력 도파관, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 복수개의 도파관들을 포함하는 2개의 렌즈들 사이의 도파관 격자 및 출력 도파관들을 갖는 것으로 도시된다. 베이스(20), 기판, 작동기(22) 및 도파관들은 도 2 및 3과 관련하여 기재된 이들 특징부들을 위한 임의의 물질들로 제조될 수 있다. 작동기(22)는 AWG 칩(26)이 베이스(20)에 첨부되기 전후에 베이스(10)에 부착될 수 있는 것으로 인지된다. Referring to FIG. 6, the
이러한 실시예에서, AWG 칩(26)은 베이스 상에 배치됨으로써, 렌즈들 중의 하나는 직접적으로 베이스(20)의 힌지(24) 위에 있다. 갭 또는 홈(28)이 렌즈를 가로지르는 AWG 칩(26) 내에 형성된다. 홈(28)은 렌즈 중앙에, 렌즈의 입력/출력 도파관들 측면 근처에 또는 렌즈의 도파관 격자 측면 근처에 형성된다. 홈(28)은 AWG 칩(26)을 통해 수직으로 모든 방식으로 진행하고, AWG 칩(26)을 2개의 독특한 조각들로 분할할 수 있거나 또는 그렇지 않을 수 있다. 홈은 다이싱 톱, 워터 제트 절삭, 화학적 에칭, 레이저-물-커터, 와이어-톱, EDM 등을 사용하는 것을 포함하는 임의의 적절한 방식으로 형성된다. 홈(28)의 하나의 측면 상의 AWG 칩(26)의 일 부분은 베이스(20)의 제1 영역(21)에 의해 지지되는 한편, 홈(28)의 다른 측면 상의 AWG 칩(26)의 다른 부분(도파관 격자를 포함함)은 베이스(20)의 제2 영역(23)에 의해 지지된다.In this embodiment, the
갭 또는 홈(28)은 접착제, 겔, 폴리머 또는 렌즈의 그것과 실질적으로 매치되는 굴절률을 갖는 액체로 임의로 충전될 수 있다. 그 효과는 굴절률이 매치되는 물질의 굴절률에 대해 단지 약하게 의존함으로써, 기질의 굴절률의 치밀한 제어는 필요치 않다. 대안으로, (홈(28) 내의) AWG 칩(26)의 내부 대향 에지들은 반사 방지 필름으로 임의로 코팅될 수 있고 공기에 노출되게 된다.The gap or groove 28 may optionally be filled with a liquid having a refractive index that substantially matches that of the adhesive, gel, polymer or lens. The effect is only weakly dependent on the refractive index of the material with which the refractive index matches, so that tight control of the refractive index of the substrate is not necessary. Alternatively, the inner opposing edges of the AWG chip 26 (in the groove 28) may be optionally coated with an antireflective film and exposed to air.
구조물의 온도가 변화함에 따라, 작동기(22)는 열 팽창 계수들의 차이들로 인해, 베이스(20)와 상이한 속도로 길이를 변화시킨다. 이는 (홈(28)의 양 측면 상의) AWG의 2개의 영역들 사이, 특히 홈(28)이 가로지르는 렌즈의 2개의 영역들 사이의 각의 변화를 유발하고, 도파관이 빛의 초점에 상대적으로 이동하도록 렌즈의 일부 및 입력(또는 출력) 도파관의 편향을 유발함으로써, 파장들이 도파관 격자 내로 초점이 맞추어지도록 시프팅되고, 따라서 디바이스의 CW에서 시프트를 유발한다. 작동기 및 베이스 물질 크기 및 형상은 작동기의 열 팽창/수축에 의해 유발된 CW 시프트가 온도의 변화로 인해 AWG에서 CW 시프트와 정확히 밸런스를 이루도록 선택된다. 결과적으로, AWG CW는 온도 독립적이다. 작동기에 놓인 프리-바이어스의 양은 AWG에 대해 정확한 CW로 조율하도록 조정될 수도 있다.As the temperature of the structure changes, the actuator 22 changes length at a different speed than the base 20 due to differences in coefficients of thermal expansion. This causes a change in the angle between the two regions of the AWG (on both sides of the groove 28), in particular between the two regions of the lens across the
구체적으로 도 7을 참조하면, 베이스(30)가 제공된다. 베이스(30)는 제1 영역(31) 및 제2 영역(33)을 분리하고 접속시키는 힌지(34)를 포함하도록 구성된다. 베이스는 제1 열 팽창 계수를 갖는 물질로 제조된다. 베이스(30)의 제1 열 팽창 계수와 상이한 제2 열 팽창 계수를 갖는 작동기(32)는 베이스(30)의 제1 영역(31) 및 제2 영역(33)을 접속시키도록 제공된다. 베이스는 힌지(34)로 인해 굽을 수 있다. 즉, 제1 영역(31) 및 제2 영역(33)은 화살표들과 일치하게 힌지(34) 둘레로 회전할 수 있다. 이 실시예에서, 베이스(30)의 형상은 아래 기재된 AWG 칩(36)의 형상으로 맞춤된다.Specifically, referring to FIG. 7, a
도 8을 참조하면, AWG 칩(36)은 임의의 적절한 수단에 의해 베이스(30)에 첨부된다. 예를 들면, 접착제는 AWG 칩(36)과 베이스(30) 사이에 위치할 수 있다. AWG 칩(36)은 그 위의 배열된 도파관 격자에 맞춤된다. AWG 칩(36)은 기판, 입력 도파관, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 복수개의 도파관들을 포함하는 2개의 렌즈들 사이의 도파관 격자 및 출력 도파관들을 갖는 것으로 도시된다. 베이스(30), 기판, 작동기(32) 및 도파관들은 도 2 및 3과 관련하여 기재된 이들 특징부들을 위한 임의의 물질들로 제조될 수 있다. 작동기(32)는 AWG 칩(36)이 베이스(30)에 첨부되기 전 후에 베이스(30)에 부착될 수 있는 것으로 인지된다. Referring to FIG. 8, the
이러한 실시예에서, AWG 칩(36)은 베이스 상에 배치됨으로써, 렌즈들 중의 하나는 직접적으로 베이스(30)의 힌지(34) 위에 있다. 갭 또는 홈(38)이 렌즈를 가로지르는 AWG 칩(36) 내에 형성된다. 홈(38)은 AWG 칩(36)을 통해 수직으로 모든 방식으로 진행하고, AWG 칩(36)을 2개의 독특한 조각들로 분할할 수 있거나 또는 그렇지 않을 수 있다. 홈은 다이싱 톱, 워터 제트 절삭, 화학적 에칭, 레이저-물-커터, 와이어-톱, EDM 등을 사용하는 것을 포함하는 임의의 적절한 방식으로 형성된다. 홈(38)의 하나의 측면 상의 AWG 칩(36)의 일 부분은 베이스(30)의 제1 영역(31)에 의해 지지되는 한편, 홈(38)의 다른 측면 상의 AWG 칩(36)의 다른 부분(도파관 격자를 포함함)은 베이스(30)의 제2 영역(33)에 의해 지지된다. AWG 칩(36)의 형상은 입력/출력 도파관들, 렌즈들, 도파관 격자들 중의 임의의 하나에 근접하지 않은 기판이 제거되도록 및(또는) 작동기의 설치를 위한 적절한 공간을 허용하도록 맞춤될 수 있다. 노치들, 돌기들 등이 작동기의 부착을 고무시키도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 8의 AWG 칩(36)은 맞춤된 형상을 갖는 한편, 도 6의 AWG 칩(26)은 그렇지 않다.In this embodiment, the
갭 또는 홈(38)은 접착제, 겔, 폴리머 또는 렌즈의 그것과 실질적으로 매치되는 굴절률을 갖는 액체로 임의로 충전될 수 있다. 그 효과는 굴절률이 매치되는 기질의 굴절률에 대해 단지 약하게 의존함으로써, 기질의 굴절률의 치밀한 제어는 필요치 않다. 대안으로, (홈(38) 내의) AWG 칩(36)의 내부 대향 에지들은 반사 방지 필름으로 임의로 코팅될 수 있고 공기에 노출되게 된다.The gap or groove 38 may optionally be filled with a liquid having a refractive index that substantially matches that of the adhesive, gel, polymer or lens. The effect is only weakly dependent on the refractive index of the substrate with which the refractive index matches, so that tight control of the refractive index of the substrate is not necessary. Alternatively, the inner opposing edges of the AWG chip 36 (in the groove 38) may be optionally coated with an antireflective film and exposed to air.
구조물의 온도가 변화함에 따라, 작동기(32)는 열 팽창 계수들의 차이들로 인해, 베이스(30)와 상이한 속도로 길이를 변화시킨다. 이는 (홈(38)의 양 측면 상의) AWG의 2개의 영역들 사이, 특히 홈(38)이 가로지르는 렌즈의 2개의 영역들 사이의 각의 변화를 유발하고, 도파관이 빛의 초점에 상대적으로 이동하도록 렌즈의 일부 및 입력(또는 출력) 도파관의 편향을 유발함으로써, 파장들이 도파관 격자 내로 초점이 맞추어지도록 시프팅되고, 따라서 디바이스의 CW에서 시프트를 유발한다. 작동기 및 베이스 물질 크기 및 형상은 작동기의 열 팽창/수축에 의해 유발된 CW 시프트가 온도의 변화로 인해 AWG에서 CW 시프트와 정확히 밸런스를 이루도록 선택된다. 결과적으로, AWG CW는 온도 독립적이다. 작동기에 놓인 프리-바이어스의 양은 AWG에 대해 정확한 CW로 조율하도록 조정될 수도 있다.As the temperature of the structure changes, the actuator 32 changes its length at a different speed than the base 30 due to differences in the coefficients of thermal expansion. This causes a change in the angle between the two regions of the AWG (on both sides of the groove 38), in particular between the two regions of the lens across the
또 다른 실시예에서, 무열 OIC는 도파관 격자 및 거울 아래 위치한 힌지와 함께 베이스 또는 라이저 상으로 설치된 AWG 칩을 포함한다. 예를 들면, 도 9 내지 10을 참조하면, 그러한 OIC의 일 예 및 OIC의 제조 방법이 도시된다.In another embodiment, the heatless OIC includes an AWG chip installed on a base or riser with a hinge positioned below the waveguide grating and mirror. For example, referring to FIGS. 9-10, an example of such an OIC and a method of making the OIC are shown.
구체적으로 도 9를 참조하면, 베이스(40)가 제공된다. 베이스(40)는 제1 영역(41) 및 제2 영역(43)을 분리하고 접속시키는 힌지(44)를 포함하도록 구성된다. 베이스(40)의 제1 열 팽창 계수와 상이한 제2 열 팽창 계수를 갖는 작동기(42)는 베이스(40)의 제1 영역(41) 및 제2 영역(43)을 접속시키도록 제공된다. 베이스는 힌지(44)로 인해 굽을 수 있다. 즉, 제1 영역(41) 및 제2 영역(43)은 화살표들과 일치하게 힌지(44) 둘레로 회전할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 9, a
도 10을 참조하면, AWG 칩(46) 및 거울(47)은 임의의 적절한 수단에 의해 베 이스(40)에 첨부된다. 예를 들면, 접착제는 AWG 칩(46)과 베이스(40) 사이에 위치할 수 있다. AWG 칩(46)은 기판, 입력 도파관(52), 렌즈(50), 복수개의 도파관들을 포함하는 렌즈와 거울(47) 사이의 도파관 격자 및 출력 도파관들(54)을 갖는 것으로 도시된다. 베이스(40), 기판, 작동기(42) 및 도파관들은 도 2 및 3과 관련하여 기재된 이들 특징부들을 위한 임의의 물질들로 제조될 수 있다. AWG 칩(46) 및 거울(47)은 홈 또는 갭(48)이 그들 사이에 존재하도록 위치한다. 거울(47)은 도파관 격자로부터의 빛을 도파관 격자 내로 다시 반사하는 기능을 한다. 작동기(42)는 AWG 칩(46)이 베이스(40)에 첨부되기 전후에 베이스(40)에 부착될 수 있는 것으로 인지된다. Referring to FIG. 10,
이러한 실시예에서, AWG 칩(46)은 베이스(40) 상에 배치됨으로써, 도파관 격자 및 거울(47)이 직접적으로 베이스(40)의 힌지(44) 위에 있다. 갭 또는 홈(48)은 도파관 격자를 가로지른다. 홈(48)은 거울(47)로부터 AWG 칩(46)을 완전히 분리한다. AWG 칩(46)은 홈(48)의 한쪽 측면에 있고 베이스(40)의 제1 영역(41)에 의해 지지되는 한편, 거울(47)은 홈(48)의 다른 측면 상에 있고, 베이스(40)의 제2 영역(43)에 의해 지지된다.In this embodiment, the
갭 또는 홈(48) 내에서, 1/4 웨이브플레이트 등의 웨이브플레이트(도시되지 않음)는 임의로 형성될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 갭 또는 홈(48)은 접착제, 겔, 폴리머 또는 도파관 격자의 도파관들의 그것과 실질적으로 매치되는 굴절률을 갖는 액체로 충전될 수 있다. 그 효과는 굴절률이 매치되는 기질의 굴절률에 대해 단지 약하게 의존함으로써, 기질의 굴절률의 치밀한 제어는 필요치 않다. 또 다른 대안으로, (홈(48) 내의) AWG 칩(46)의 내부 대향 에지들은 반사 방지 필름으로 연마될 수 있거나 또는 코팅될 수 있고 공기에 노출되게 된다.Within the gaps or
구조물의 온도가 변화함에 따라, 작동기(42)는 열 팽창 계수들의 차이들로 인해, 베이스(40)와 상이한 속도로 길이를 변화시킨다. 이는 AWG와 거울(47) 사이의 각의 변화를 유발하고, 도파관 격자 내의 상이한 도파관들에 대한 상이한 위상 지연을 유발하고, 따라서 디바이스의 CW에서 시프트를 유발한다. 특히, 거울이 부착되는 각은 AWG CW를 선택하기 위해 사용되고, 온도의 함수로서 작동기에 의해 제공된 거울의 회전도는 AWG=s 열적 응답을 취소하기 위해 사용된다. 작동기 및 베이스 물질 크기 및 형상은 작동기의 열 팽창/수축에 의해 유발된 CW 시프트가 온도의 변화로 인해 AWG에서 CW 시프트와 정확히 밸런스를 이루도록 선택된다. 결과적으로, AWG CW는 온도 독립적이다. 작동기에 놓인 프리-바이어스의 양은 AWG에 대해 정확한 CW로 조율하도록 조정될 수도 있다.As the temperature of the structure changes, the actuator 42 changes its length at a different speed than the base 40 due to differences in the coefficients of thermal expansion. This causes a change in angle between the AWG and the mirror 47 and causes different phase delays for the different waveguides in the waveguide grating, thus causing a shift in the CW of the device. In particular, the angle to which the mirror is attached is used to select the AWG CW, and the rotation of the mirror provided by the actuator as a function of temperature is used to cancel the AWG = s thermal response. The actuator and base material size and shape are chosen so that the CW shift caused by thermal expansion / contraction of the actuator is exactly balanced with the CW shift in the AWG due to the change in temperature. As a result, AWG CW is temperature independent. The amount of pre-bias placed in the actuator may be adjusted to tune to the correct CW for the AWG.
또 다른 실시예에서, 무열 OIC는 렌즈 및 거울 아래 위치한 힌지와 함께 베이스 또는 라이저 상으로 설치된 AWG 칩을 포함한다. 예를 들면, 도 11 내지 12를 참조하면, 그러한 OIC의 일 예 및 OIC의 제조 방법이 도시된다.In another embodiment, the heatless OIC includes an AWG chip installed on a base or riser with a hinge located under the lens and mirror. For example, referring to FIGS. 11-12, one example of such an OIC and a method of making the OIC are shown.
구체적으로 도 11을 참조하면, 베이스(60)가 제공된다. 베이스(60)는 제1 영역(61) 및 제2 영역(63)을 분리하고 접속시키는 힌지(64)를 포함하도록 구성된다. 베이스(60)의 제1 열 팽창 계수와 상이한 제2 열 팽창 계수를 갖는 작동기(62)는 베이스(60)의 제1 영역(61) 및 제2 영역(63)을 접속시키도록 제공된다. 베이스는 힌지(64)로 인해 굽을 수 있다. 즉, 제1 영역(61) 및 제2 영역(63)은 화살 표들과 일치하게 힌지(64) 둘레로 회전할 수 있다. Specifically, referring to FIG. 11, a
도 12을 참조하면, AWG 칩(66) 및 거울(67)은 임의의 적절한 수단에 의해 베이스(60)에 첨부된다. 예를 들면, 접착제는 AWG 칩(66)과 베이스(60) 사이에 위치할 수 있다. AWG 칩(66)은 기판, 입력 도파관(72), 제1 렌즈(70), 접혀진 제2 렌즈(76), 복수개의 도파관들을 포함하는 제1 렌즈(70)와 접혀진 렌즈(76) 사이의 도파관 격자 및 출력 도파관들(74)을 갖는 것으로 도시된다. 베이스(60), 기판, 작동기(62) 및 도파관들은 도 2 및 3과 관련하여 기재된 이들 특징부들을 위한 임의의 물질들로 제조될 수 있다. AWG 칩(66) 및 거울(67)은 홈 또는 갭(68)이 그들 사이에 존재하도록 위치한다. 거울(67)은 그것이 도파관 격자에 유입될 수 있도록 접혀진 렌즈(76)로부터 빛을 다시 접혀진 렌즈(76)로 반사하는 기능을 한다. 작동기(62)는 AWG 칩(66)이 베이스(60)에 첨부되기 전후에 베이스(60)에 부착될 수 있는 것으로 인지된다. With reference to FIG. 12, the
이러한 실시예에서, AWG 칩(66) 및 거울(67)은 베이스(60) 상에 배치됨으로써, 접혀진 렌즈(76) 및 거울(67)은 직접적으로 베이스(60)의 힌지(64) 위에 있다. 갭 또는 홈(68)은 렌즈(76)를 가로지른다. 홈(68)은 거울(67)로부터 AWG 칩(66)을 완전히 분리시킨다. AWG 칩(66)은 홈(68)의 한쪽 측면에 있고 베이스(60)의 제1 영역(61)에 의해 지지되는 한편, 거울(67)은 홈(68)의 다른 측면 상에 있고, 베이스(60)의 제2 영역(63)에 의해 지지된다.In this embodiment, the
갭 또는 홈(68)은 임의로 연마될 수 있고, 임으로 접착제, 겔, 폴리머 또는 도파관 격자의 도파관들의 그것과 실질적으로 매치되는 굴절률을 갖는 액체로 임의 로 충전될 수 있다. 그 효과는 굴절률이 매치되는 기질의 굴절률에 대해 단지 약하게 의존함으로써, 기질의 굴절률의 치밀한 제어는 필요치 않다. 대안으로, (홈(68) 내의) AWG 칩(66)의 내부 대향 에지들은 반사 방지 필름으로 임의로 코팅될 수 있고 공기에 노출되게 된다.The gap or groove 68 may be optionally ground and optionally filled with a liquid having a refractive index that substantially matches that of the waveguides of the adhesive, gel, polymer or waveguide grating. The effect is only weakly dependent on the refractive index of the substrate with which the refractive index matches, so that tight control of the refractive index of the substrate is not necessary. Alternatively, the inner opposing edges of the AWG chip 66 (in the groove 68) may be optionally coated with an antireflective film and exposed to air.
구조물의 온도가 변화함에 따라, 작동기(62)는 열 팽창 계수들의 차이들로 인해, 베이스(60)와 상이한 속도로 길이를 변화시킨다. 이는 렌즈(76)와 거울(67) 사이의 각의 변화를 유발하고, 도파관이 빛의 초점에 상대적으로 이동하도록 렌즈의 일부 및 입력(또는 출력) 도파관의 편향을 유발함으로써, 파장들이 도파관 격자 내로 초점이 맞추어지도록 시프팅되고, 따라서 디바이스의 CW에서 시프트를 유발한다. 특히, 거울이 부착되는 각도는 AWG CW를 선택하기 위해 사용되고, 온도의 함수로서 작동기에 의해 제공된 거울의 회전도는 AWG=s 열적 응답을 취소하기 위해 사용된다. 작동기 및 베이스 물질 크기 및 형상은 작동기의 열 팽창/수축에 의해 유발된 CW 시프트가 온도의 변화로 인해 AWG에서 CW 시프트와 정확히 밸런스를 이루도록 선택된다. 결과적으로, AWG CW는 온도 독립적이다.As the temperature of the structure changes, the actuator 62 changes length at a different speed than the base 60 due to differences in the coefficients of thermal expansion. This causes a change in the angle between the
홈 또는 갭은 베이스 상에 AWG 칩을 설치하기 전후에 AWG 칩 내에 형성될 수 있다. 도 13을 참조하면, 도 2의 베이스 상에 설치하기에 적절한 AWG 칩(86)이 도시된다. AWG 칩(86)은 기판, 입력 도파관, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 복수개의 도파관들을 포함하는 2개의 렌즈 사이의 도파관 격자 및 출력 도파관들을 갖는 것으로 도시된다. 갭 또는 홈(88)은 도파관 격자를 가로지르는 AWG 칩(86) 내에 형성되지만, 전체 칩은 아니다. AWG 칩(86)은 베이스 상에 배치됨으로써 도파관 격자는 베 이스(10)의 힌지(14)(도 2에 언급됨) 상에 직접적으로 놓인다. 이미 형성되지 않은 경우, 갭 또는 홈(88)은 도파관 격자를 가로지르는 AWG 칩(86) 내에 형성되지만, 전체 칩은 아니다. 홈(88)은 AWG 칩(86)을 통해 수직으로 모든 방식으로 진행하지만, AWG 칩(86)을 2개의 독특한 조각들로 분할하지 않는다. 홈(88)은 습식 에칭 또는 RIE를 포함하는 임의의 적절한 방식으로 형성된다. 홈(88)의 하나의 측면 상의 AWG 칩(86)의 일 부분(87)은 베이스(10)의 제1 영역(11)에 의해 지지되는 한편, 홈(88)의 다른 측면 상의 AWG 칩(86)의 다른 부분(89)은 베이스(10)의 제2 영역(13)에 의해 지지된다. Grooves or gaps may be formed in the AWG chip before and after installing the AWG chip on the base. Referring to FIG. 13, an
이어서, AWG 칩(86) 및 베이스(칩 아래)는 AWG 칩(86)이 실질적으로 베이스에 중첩되는 것을 제외하고는, 도 3과 유사한 구조를 제공하도록 워터제트, 와이어 톱, 레이저 등을 사용하는 임의의 적절한 방식으로 동시에 절삭된다. 절삭은 AWG 칩(86)의 기능적 특징부들 둘레에, 특히 홈(88) 근처에 구조물의 형상을 맞춤으로써, 홈(88)은 AWG 칩(86)을 2개의 독특한 조각들로 분리하고, 홈(88)의 위아래의 AWG 칩(86)의 부분들은 단일 조각으로 칩을 더 이상 유지하지 않는다. 이어서, 작동기는 베이스의 2개의 영역들 또는 칩의 2개의 조각들을 접속시키기 위해 부가된다.Subsequently, the
갭 또는 홈(88) 내에서, 하프 웨이브플레이트 등의 웨이브플레이트(도시되지 않음)가 임의로 형성될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 갭 또는 홈(88)은 접착제, 겔, 폴리머 또는 도파관 격자의 도파관들의 그것과 실질적으로 매치되는 굴절률을 갖는 액체로 충전될 수 있다. Within the gaps or
도 14를 참조하면, 도 7의 베이스 상에 설치하기에 적절한 AWG 칩(96)이 도시된다. AWG 칩(96)은 기판, 입력 도파관, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 복수개의 도파관들을 포함하는 2개의 렌즈 사이의 도파관 격자 및 출력 도파관들을 갖는 것으로 도시된다. Referring to FIG. 14, an
이 실시예에서, AWG 칩(96)은 베이스 상에 배치됨으로써 렌즈들 중의 하나는 베이스(20)의 힌지(24)(도 5에 언급됨) 상에 직접적으로 놓인다. 갭 또는 홈(98)은 칩을 베이스에 부착시키기 전후에 렌즈를 가로지르는 AWG 칩(96) 내에 형성된다. 홈(98)은 AWG 칩(96)을 통해 수직으로 모든 방식으로 진행하지만, AWG 칩(96)을 2개의 독특한 조각들로 분할하지 않는다. 홈(98)은 임의의 적절한 방식으로 형성된다. 홈(98)의 하나의 측면 상의 AWG 칩(96)의 일 부분(97)은 베이스(20)의 제1 영역(21)에 의해 지지되는 한편, 홈(98)의 다른 측면 상의 AWG 칩(96)의 다른 부분(99)(도파관 격자를 포함함)은 베이스(20)의 제2 영역(23)에 의해 지지된다.In this embodiment, the
이어서, AWG 칩(96) 및 베이스(칩 아래)는 AWG 칩(96)이 실질적으로 베이스에 중첩되는 것을 제외하고는, 도 8과 유사한 구조를 제공하도록 워터제트, 와이어 톱, 레이저 등을 사용하는 임의의 적절한 방식으로 동시에 절삭된다. 절삭은 AWG 칩(96)의 기능적 특징부들 둘레에, 특히 홈(98) 근처에 구조물의 형상을 맞춤으로써, 홈(88)은 AWG 칩(96)을 2개의 독특한 조각들로 분리하고, 홈(88)의 위아래의 AWG 칩(96)의 부분들은 단일 조각으로 칩을 더 이상 유지하지 않는다. 이어서, 작동기는 베이스의 2개의 영역들 또는 칩의 2개의 조각들을 접속시키기 위해 부가된다.Subsequently, the
갭 또는 홈(98)은 접착제, 겔, 폴리머 또는 렌즈의 그것과 실질적으로 매치되는 굴절률을 갖는 액체로 충전될 수 있다. 대안으로, (홈(98) 내의) AWG 칩(96)의 내부 대향 에지들은 반사 방지 필름으로 코팅될 수 있고 공기에 노출되게 남겨진다.The gap or groove 98 may be filled with a liquid having a refractive index that substantially matches that of the adhesive, gel, polymer or lens. Alternatively, the inner opposing edges of the AWG chip 96 (in the groove 98) may be coated with an antireflective film and left exposed to air.
도 2 내지 8은 AWG 칩을 2개의 조각들로 완전히 분리하는 홈을 갖는 AWG 칩들을 보여주지만, 이 홈은 대안으로 AWG 칩을 2개의 영역들로 분리할 수 있다. 다른 일반적인 실시예에서, AWG 칩은 힌지, 갭 또는 AWG 칩 내에 2개의 영역들을 형성하는 홈 및 힌지에 의해 분리되고 접속되는 AWG 칩의 2개의 영역들을 접속시키는 작동기를 구비할 수 있고, 임의로 종래의 베이스 또는 도 2, 5, 7, 9 및 11에 기재된 바의 베이스에 첨부될 수 있다. 베이스가 사용되는 경우, 그 베이스는 힌지 둘레로의 작동기에 의해 유도된 AWG 칩의 움직임을 허용해야 한다. OIC 칩은 2개의 독특한 조각들로 존재하지 않기 때문에, 베이스는 필요치 않다.2-8 show AWG chips with grooves that completely separate the AWG chip into two pieces, but this groove can alternatively separate the AWG chip into two regions. In another general embodiment, an AWG chip may have a hinge, gap or groove forming two regions within the AWG chip and an actuator connecting the two regions of the AWG chip separated and connected by a hinge, optionally a conventional To the base or to the base as described in FIGS. 2, 5, 7, 9 and 11. If a base is used, the base must allow movement of the AWG chip induced by the actuator around the hinge. Since the OIC chip does not exist in two unique pieces, no base is needed.
도 15를 참조하면, AWG 칩(110)은 기판, 입력 도파관, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 복수개의 도파관들을 포함하는 2개의 렌즈들 사이의 도파관 격자 및 출력 도파관들을 갖는 것으로 도시된다. 작동기(112)는 홈(116)에 의해 분할된 칩의 2개의 영역들을 접속시킨다. AWG 칩(110)은 힌지(114)를 포함한다. 기판, 작동기(112) 및 도파관들은 도 2 및 3과 관련하여 기재된 이들 특징부들을 위한 임의의 물질들로 제조될 수 있다. Referring to FIG. 15,
갭 또는 홈(116)은 1개 이상의 렌즈들을 가로지르는 AWG 칩(110) 내에 형성된다. 홈(116)은 AWG 칩(110)을 통해 수직으로 모든 방식으로 진행한다. 홈(116) 은 다이싱 톱, 워터 제트 절삭, 화학적 에칭, 레이저-물-커터, 와이어-톱, EDM 등을 사용하는 것을 포함하는 임의의 적절한 방식으로 형성된다. 이 실시예에서, 반응성 이온 에칭(RIE) 등의 화학적 에칭이 바람직하다. 도시되지 않았지만, 홈(116)은 렌즈 대신에 도파관을 가로지를 수 있고, 힌지(114)는 도파관 격자 상에 가시적으로 위치할 수 있었다.Gap or
갭 또는 홈(116) 내에서, 특히 홈이 도파관 격자를 가로지를 때 하프 웨이브플레이트 등의 웨이브플레이트(도시되지 않음)가 임의로 형성될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 갭 또는 홈(116)은 접착제, 겔, 폴리머 또는 렌즈의 그것과 실질적으로 매치되는 굴절률을 갖는 액체로 충전될 수 있다. 또 다른 대안으로, (홈(116) 내의) AWG 칩(110)의 내부 대향 에지들은 반사 방지 필름으로 코팅될 수 있고 공기에 노출되게 된다.Within the gap or groove 116, waveplates (not shown), such as half waveplates, may optionally be formed, especially when the grooves traverse the waveguide grating. Additionally or alternatively, the gap or groove 116 may be filled with a liquid having a refractive index that substantially matches that of the adhesive, gel, polymer or lens. As another alternative, the inner opposing edges of the AWG chip 110 (in the groove 116) may be coated with an antireflective film and exposed to air.
구조물의 온도가 변화함에 따라, 작동기(112)는 열 팽창 계수들의 차이들로 인해, AWG 칩(110)의 기판과 상이한 속도로 길이를 변화시킨다. 이는 (홈(116)의 양 측면 상의) AWG의 2개의 영역들 사이, 특히 홈(116)이 가로지르는 렌즈의 2개의 영역들 사이의 각의 변화를 유발하고, 도파관이 빛의 초점에 상대적으로 이동하도록 렌즈의 일부 및 입력(또는 출력) 도파관의 편향을 유발함으로써, 파장들이 도파관 격자 내로 초점이 맞추어지도록 시프팅되고, 따라서 디바이스의 CW에서 시프트를 유발한다. 작동기 및 베이스 물질 크기 및 형상은 작동기의 열 팽창/수축에 의해 유발된 CW 시프트가 온도의 변화로 인해 AWG에서 CW 시프트와 정확히 밸런스를 이루도록 선택된다. 결과적으로, AWG CW는 온도 독립적이다. 작동기에 놓인 프리 -바이어스의 양은 AWG에 대해 정확한 CW로 조율하도록 조정될 수도 있다.As the temperature of the structure changes, the actuator 112 changes length at a different rate than the substrate of the
도 16을 참조하면, AWG 칩(120)의 다른 실시예는 기판, 입력 도파관, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 복수개의 도파관들을 포함하는 2개의 렌즈들 사이의 도파관 격자 및 출력 도파관들을 갖는 것으로 도시된다. 작동기(122)는 홈(126)에 의해 분할된 칩의 2개의 영역들을 접속시킨다. AWG 칩(120)은 힌지(124)를 포함한다. 기판, 작동기(122) 및 도파관들은 도 2 및 3과 관련하여 기재된 이들 특징부들을 위한 임의의 물질들로 제조될 수 있다. Referring to FIG. 16, another embodiment of an
갭 또는 홈(126)은 1개 이상의 렌즈들을 가로지르는 AWG 칩(120) 내에 형성된다. 홈(126)은 AWG 칩(120)을 통해 수직으로 모든 방식으로 진행한다. 홈(126)은 다이싱 톱, 워터 제트 절삭, 화학적 에칭, 레이저-물-커터, 와이어-톱, EDM 등을 사용하는 것을 포함하는 임의의 적절한 방식으로 형성된다. 이 실시예에서, 반응성 이온 에칭(RIE) 등의 화학적 에칭이 바람직하다. 도시되지 않았지만, 홈(126)은 렌즈 대신에 도파관을 가로지를 수 있고, 힌지(124)는 도파관 격자 상에 가시적으로 위치할 수 있었다.A gap or groove 126 is formed in the
갭 또는 홈(126) 내에서, 특히 홈이 도파관 격자를 가로지를 때 하프 웨이브플레이트 등의 웨이브플레이트(도시되지 않음)가 임의로 형성될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 갭 또는 홈(126)은 접착제, 겔, 폴리머 또는 렌즈의 그것과 실질적으로 매치되는 굴절률을 갖는 액체로 충전될 수 있다. 또 다른 대안으로, (홈(126) 내의) AWG 칩(120)의 내부 대향 에지들은 반사 방지 필름으로 코팅될 수 있고 공기에 노출되게 된다.Within the gaps or
구조물의 온도가 변화함에 따라, 작동기(122)는 열 팽창 계수들의 차이들로 인해, AWG 칩(120)의 기판과 상이한 속도로 길이를 변화시킨다. 이는 (홈(126)의 양 측면 상의) AWG의 2개의 영역들 사이, 특히 홈(126)이 가로지르는 렌즈의 2개의 영역들 사이의 각의 변화를 유발하고, 도파관이 빛의 초점에 상대적으로 이동하도록 렌즈의 일부 및 입력(또는 출력) 도파관의 편향을 유발함으로써, 파장들이 도파관 격자 내로 초점이 맞추어지도록 시프팅되고, 따라서 디바이스의 CW에서 시프트를 유발한다. 작동기 및 베이스 물질 크기 및 형상은 작동기의 열 팽창/수축에 의해 유발된 CW 시프트가 온도의 변화로 인해 AWG에서 CW 시프트와 정확히 밸런스를 이루도록 선택된다. 결과적으로, AWG CW는 온도 독립적이다. 작동기에 놓인 프리-바이어스의 양은 AWG에 대해 정확한 CW로 조율하도록 조정될 수도 있다.As the temperature of the structure changes, the actuator 122 changes length at a different rate than the substrate of the
도 17을 참조하면, AWG 칩(130)의 또 다른 실시예는 기판, 입력 도파관, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 복수개의 도파관들을 포함하는 2개의 렌즈들 사이의 도파관 격자 및 출력 도파관들을 갖는 것으로 도시된다. 작동기(132)는 홈(136)에 의해 분할된 칩의 2개의 영역들을 접속시킨다. AWG 칩(130)은 2개의 힌지들(134)을 포함한다. 기판, 작동기(132) 및 도파관들은 도 2 및 3과 관련하여 기재된 이들 특징부들을 위한 임의의 물질들로 제조될 수 있다. Referring to FIG. 17, another embodiment of the
갭 또는 홈(136)은 1개 이상의 렌즈들을 가로지르는 AWG 칩(130) 내에 형성된다. 홈(136)은 AWG 칩(130)을 통해 수직으로 모든 방식으로 진행한다. 홈(136)은 다이싱 톱, 워터 제트 절삭, 화학적 에칭, 레이저-물-커터, 와이어-톱, EDM 등을 사용하는 것을 포함하는 임의의 적절한 방식으로 형성된다. 이 실시예에서, 반 응성 이온 에칭(RIE) 등의 화학적 에칭이 바람직하다. 도시되지 않았지만, 홈(136)은 렌즈 대신에 도파관을 가로지를 수 있고, 힌지들(134)은 도파관 격자 위아래에 가시적으로 위치할 수 있었다.A gap or groove 136 is formed in the
갭 또는 홈(136) 내에서, 특히 홈이 도파관 격자를 가로지를 때 하프 웨이브플레이트 등의 웨이브플레이트(도시되지 않음)가 임의로 형성될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 갭 또는 홈(136)은 접착제, 겔, 폴리머 또는 렌즈의 그것과 실질적으로 매치되는 굴절률을 갖는 액체로 충전될 수 있다. 또 다른 대안으로, (홈(136) 내의) AWG 칩(130)의 내부 대향 에지들은 반사 방지 필름으로 코팅될 수 있고 공기에 노출되게 된다.Within the gap or groove 136, waveplates (not shown), such as half waveplates, may be optionally formed, especially when the grooves traverse the waveguide grating. Additionally or alternatively, the gap or groove 136 may be filled with a liquid having a refractive index that substantially matches that of the adhesive, gel, polymer or lens. As another alternative, the inner opposing edges of the AWG chip 130 (in the groove 136) may be coated with an antireflective film and exposed to air.
구조물의 온도가 변화함에 따라, 작동기(132)는 열 팽창 계수들의 차이들로 인해, AWG 칩(130)의 기판과 상이한 속도로 길이를 변화시킨다. 이는 (홈(136)의 양 측면 상의) AWG의 2개의 영역들 사이, 특히 홈(136)이 가로지르는 렌즈의 2개의 영역들 사이의 각의 변화를 유발하고, 도파관이 빛의 초점에 상대적으로 이동하도록 렌즈의 일부 및 입력(또는 출력) 도파관의 편향을 유발함으로써, 파장들이 도파관 격자 내로 초점이 맞추어지도록 시프팅되고, 따라서 디바이스의 CW에서 시프트를 유발한다. 작동기 및 베이스 물질 크기 및 형상은 작동기의 열 팽창/수축에 의해 유발된 CW 시프트가 온도의 변화로 인해 AWG에서 CW 시프트와 정확히 밸런스를 이루도록 선택된다. 결과적으로, AWG CW는 온도 독립적이다. 작동기에 놓인 프리-바이어스의 양은 AWG에 대해 정확한 CW로 조율하도록 조정될 수도 있다.As the temperature of the structure changes, the actuator 132 changes length at a different rate than the substrate of the
도 18을 참조하면, AWG 칩(140)의 또 다른 실시예는 기판, 입력 도파관, 제1 렌즈, 제2 렌즈, 복수개의 도파관들을 포함하는 2개의 렌즈들 사이의 도파관 격자 및 출력 도파관들을 갖는 것으로 도시된다. 작동기(142)는 홈(146)에 의해 분할된 칩의 2개의 영역들을 접속시킨다. AWG 칩(140)은 2개의 힌지들(144)을 포함한다. 기판, 작동기(142) 및 도파관들은 도 2 및 3과 관련하여 기재된 이들 특징부들을 위한 임의의 물질들로 제조될 수 있다. Referring to FIG. 18, another embodiment of an
갭 또는 홈(146)은 1개 이상의 렌즈들을 가로지르는 AWG 칩(140) 내에 형성된다. 홈(146)은 AWG 칩(140)을 통해 수직으로 모든 방식으로 진행한다. 홈(146)은 다이싱 톱, 워터 제트 절삭, 화학적 에칭, 레이저-물-커터, 와이어-톱, EDM 등을 사용하는 것을 포함하는 임의의 적절한 방식으로 형성된다. 이 실시예에서, 반응성 이온 에칭(RIE) 등의 화학적 에칭이 바람직하다. 도시되지 않았지만, 홈(146)은 렌즈 대신에 도파관을 가로지를 수 있고, 힌지들(144)은 도파관 격자 위아래에 가시적으로 위치할 수 있었다.A gap or groove 146 is formed in the
갭 또는 홈(146) 내에서, 특히 홈이 도파관 격자를 가로지를 때 하프 웨이브플레이트 등의 웨이브플레이트(도시되지 않음)가 임의로 형성될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 갭 또는 홈(146)은 접착제, 겔, 폴리머 또는 렌즈의 그것과 실질적으로 매치되는 굴절률을 갖는 액체로 충전될 수 있다. 또 다른 대안으로, (홈(146) 내의) AWG 칩(140)의 내부 대향 에지들은 반사 방지 필름으로 코팅될 수 있고 공기에 노출되게 된다.Within the gap or groove 146, a wave plate (not shown), such as a half wave plate, may optionally be formed, especially when the groove crosses the waveguide grating. Additionally or alternatively, the gap or groove 146 may be filled with a liquid having a refractive index that substantially matches that of the adhesive, gel, polymer or lens. As another alternative, the inner opposing edges of the AWG chip 140 (in the groove 146) may be coated with an antireflective film and exposed to air.
구조물의 온도가 변화함에 따라, 작동기(142)는 열 팽창 계수들의 차이들로 인해, AWG 칩(140)의 기판과 상이한 속도로 길이를 변화시킨다. 이는 (홈(146)의 양 측면 상의) AWG의 2개의 영역들 사이, 특히 홈(146)이 가로지르는 렌즈의 2개의 영역들 사이의 각의 변화를 유발하고, 도파관이 빛의 초점에 상대적으로 이동하도록 렌즈의 일부 및 입력(또는 출력) 도파관의 편향을 유발함으로써, 파장들이 도파관 격자 내로 초점이 맞추어지도록 시프팅되고, 따라서 디바이스의 CW에서 시프트를 유발한다. 작동기 및 베이스 물질 크기 및 형상은 작동기의 열 팽창/수축에 의해 유발된 CW 시프트가 온도의 변화로 인해 AWG에서 CW 시프트와 정확히 밸런스를 이루도록 선택된다. 결과적으로, AWG CW는 온도 독립적이다. 작동기에 놓인 프리-바이어스의 양은 AWG에 대해 정확한 CW로 조율하도록 조정될 수도 있다.As the temperature of the structure changes, the actuator 142 changes its length at a different rate than the substrate of the
도 15 내지 18의 일부 실시예들에서, 폴리머가 렌즈 또는 도파관 격자를 가로지르는 홈 (또는 거울과 AWG 칩 사이)을 점유할 때, 폴리머가 AWG 칩(110) 기판의 열 팽창 계수와 상이한 목적하는 열 팽창 계수를 갖는 경우, 폴리머는 작동기로서 기능할 수 있다.In some embodiments of FIGS. 15 to 18, when the polymer occupies a groove (or between the mirror and the AWG chip) across the lens or waveguide grating, the polymer has a different desired thermal expansion coefficient from the
도 19를 참조하면, 온도 안정되지 않은 종래의 AWG 및 본 발명에 따라 제조된 무열 AWG에 대한 상이한 CW 변화들/온도에 대한 응답들을 나타내는 그래프이다. 그래프가 지시하는 바와 같이, 온도가 증가함에 따라, 종래의 AWG의 CW는 크게 변화한다. 반대로, 온도가 증가함에 따라, 본 발명에 따라 제조된 무열 AWG의 CW는 실질적으로 일정하게 남아있다.Referring to Figure 19, a graph showing the responses to different CW changes / temperature for a conventional AWG that is not temperature stable and a heatless AWG made in accordance with the present invention. As the graph indicates, as the temperature increases, the CW of a conventional AWG changes significantly. Conversely, as the temperature increases, the CW of the heatless AWG produced in accordance with the present invention remains substantially constant.
도 20 및 21을 참조하면, 전형적인 광학 집적 회로(OIC)(200)가 예시된다. OIC(200)은 예를 들면 기판(208) 상에 증착된 1개 이상의 광학 층들(204)을 포함한다. 광학 층들(204) 및 기판(208)은 총체적으로 칩(210)이라 칭할 수 있다. 광학 층들(204)은 기판(208)과 동시 확장할 수 있다 (예, 실질적으로 동일한 공간적 경계들을 가질 수 있음). 광학 층들(204)은 제어된 방식으로 빛을 전송할 수 있다. 광학 층들(204)은 실리카의 층(들)을 포함할 수 있고, 기판(208)은 실리콘 웨이퍼의 일부를 포함할 수 있다.20 and 21, a typical optical integrated circuit (OIC) 200 is illustrated.
OIC(200)는 칩 캐리어(212)를 추가로 포함할 수 있다. 칩 캐리어(212)는 특정 영역(들) 내의 칩(210)과 동시 확장할 수 있고(있거나) 다른 영역(들) 내에 동시 확장하지 않을 수 있다. 예를 들면, 칩 확장 영역(214)에서, 이 칩(210)은 칩 캐리어(212) 너머로 물리적으로 확장한다. 캐리어 확장 영역(218)에서, 칩 캐리어(212)는 칩(210) 너머로 물리적으로 확장한다. 칩 확장 영역(214)은 예를 들면 칩(210)에 대한 광섬유(들)의 부착을 고무시키기 위해 사용될 수 있다.
광학 층들(204)은 제1 영역(216), 제2 영역(220) 및 접속 영역(224)을 포함한다. 예를 들면, 스크롤-다이싱이 (예, 워터-제트, 레이저-물-커터 및(또는) 와이어-톱을 사용하여) 제1 영역(216) 및 제2 영역(220)을 기계적으로 단리시키기 위해 사용됨으로써 접속 영역(224)을 통한 모노리쓰 접속을 남기고, 제1 영역(216)과 제2 영역(220) 사이에 갭(228)을 일반적으로 형성한다. 일 실시예에서, 칩 캐리어(212)는 갭(228)의 영역 내의 광학 층들(204)과 동시 확장한다. 다른 실시예에서, 칩 캐리어(212)는 갭(228)의 영역 내의 광학 층들(204)과 동시 확장하지 않는다. 또 다른 제3의 실시예에서, 칩 캐리어(212)는 갭(228)의 일부 부분들에서 광학 층들(204)과 동시 확장하고, 갭(228)의 다른 부분들 내의 광학 층들(204)과 동시 확장하지 않는다.The
제1 영역(216)은 제1 영역 도파관(들)(232) (예, 광학 도파관(들) 및(또는) 슬랩 도파관(들))을 포함할 수 있다. 제2 영역(220)은 제2 영역 도파관(들)(236) (예, 광학 도파관(들) 및(또는) 슬랩 도파관(들))을 포함할 수 있다. 접속 영역(224)은 제1 렌즈(240)를 포함할 수 있다. 제1 렌즈(240)는 제1 영역 도파관(들)(232)로부터 제2 영역 도파관(들)(236)로 빛을 전파할 수 있다. 대안으로, 제1 렌즈(240)는 제2 영역 도파관(들)(236)로부터 제1 영역 도파관(들)(232)로 빛의 초점을 맞출 수 있다. 임의로, OIC(200)는 제2 렌즈(244)를 포함할 수 있다.The
간단히 도 21을 참조하면, 도 20의 OIC의 직선 250-250을 따라 취한 단면도가 예시된다. 다음에 도 22로 돌아가서, 본 발명의 일 국면에 따른 전형적인 작동기(400)가 예시된다. 작동기(400)는 제1 작동기 본체부(410) 및 제2 작동기 본체부(420)를 포함한다. 작동기(400)는 온도 변화들에 따라 확장 및(또는) 수축한다. 일 실시예에서, "작동하는 온도 범위" (온도의 변화와 실질적으로 선형 관계인 작동기(400)의 길이의 변화)로서 명시되는 온도 범위에 걸쳐 온도와 실질적으로 선형이 되는 작동기(400)의 팽창 및(또는) 수축을 갖는 것이 바람직하다. 다른 실시예에서, 작동기(400)는 OIC의 작동하는 온도 범위에 걸쳐 초점을 인가한다.Referring briefly to FIG. 21, a cross-sectional view taken along the straight lines 250-250 of the OIC of FIG. 20 is illustrated. Turning next to FIG. 22, a
본 발명의 일 국면에 따라, 작동기(400)는 종래의 광학 집적 회로(들) 및 기타 디바이스들과 연관된 단점들을 완화시키고(시키거나) 극복하는 기계적 빔 스티어링을 고무시키기 위한 OIC의 일 성분으로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 작동기(400)는 OIC의 온도 감응성을 완화시키기 위해 OIC에 사용될 수 있다. 작동기(400)는 제1 단부(412) 및 제2 단부(416)를 갖는다. 도파관 격자를 포함하는 AWG 칩이 길이로 고찰되었지만, OIC는 마하-젠더 간섭계를 포함할 수 있다. In accordance with one aspect of the present invention,
제1 작동기 본체부(410) 및(또는) 제2 작동기 본체부(408)는 알루미늄, 놋쇠, 청동, 크롬, 구리, 금, 철, 마그네슘, 니켈, 팔라듐, 백금, 은, 스테인레스 강, 주석, 티탄, 텅스텐, 아연, 지르코늄, Hastelloy?, Kovar?, Invar, Monel?
, Inconel? 등의 금속, 알루미나 또는 알루미늄 실리케이트 등의 세라믹 물질, 실리콘 고무 또는 엘라스토머 등의 중합성 물질, Zytel? 또는 유리 섬유 보강 나일론, 폴리카르보네이트, 폴리올레핀, 폴리에스테르 등의 폴리아미드 복합체, 실리콘 고무 등의 가교된 폴리머, PEEK, 폴리머 복합체 물질(예, 탄소 섬유, 흑연 및(또는) 유리 섬유), 액정 폴리머 등 중의 1개 이상으로 제조될 수 있다. The first
제1 작동기 본체부(410)는 제1 열 팽창 계수를 갖는다. 마찬가지로, 제2 작동기 본체부(408)는 제2 열 팽창 계수를 갖는다. 일 실시예에서, 제1 열 팽창 계수는 제2 열 팽창 계수와 실질적으로 유사하다. 다른 실시예에서, 제1 열 팽창 계수는 제2 열 팽창 계수보다 크다. 또 다른 제3의 실시예에서, 제1 열 팽창 계수는 제2 열 팽창 계수보다 작다.The
OIC(200)의 일부로서 사용될 때, 작동기(400)에 의해 인가되는 힘은 갭(228)을 확대하는 경향이 있는 방향으로 존재할 수 있고, 그 경우, 작동기(400)는 압축 상태에 있고, 본원 명세서에서 "압축-상태 작동기"라 칭한다. 대안으로, 인가되는 힘은 갭(228)을 협소화시키는 경향이 있는 방향으로 존재할 수 있고, 그 경우, 작동기(400)는 "신장-상태" 작동기라 칭한다. 압축 상태에 있는 작동기(400)에 대 해, 작동기는 그의 길이가 충분히 큰 경우 그의 최소 작동 온도에서 힘(예, 210 내지 220)을 유지함으로써 그의 최소 작동 온도에서 접촉(예, 제1 영역(216) 또는 제2 영역과의 접촉)을 상실하지 않는다. 그것은 디바이스의 최소의 명시된 저장 온도에서 (예, 두 영역들과의) 접촉을 유지할 수도 있어야 한다. 작동기(400)의 길이는 좁은 허용 오차를 가질 수 있고, 갭(228)의 폭은 제조 분산(들)에 적용될 수 있기 때문에, 작동기(400)는 조절 가능한 길이(LA)를 갖는 것이 유리할 수 있고, 따라서 그것은 특정 AWG (예, 갭(228)이 AWG로 절삭된 후)의 요건들에 부합되도록 조절될 수 있다.When used as part of the
더욱이, 작동기 길이(LA)는 목적하는 중심-파장(CW)을 갖는 AWG의 특정 채널의 통과 대역을 제공하도록 조절될 수 있다. 이러한 조절은 목적하는 CW(예, 고안된 바) 및 제조된 바의 CW 간의 약간의 불일치를 유도할 수 있는 물질들의 광학적 특성들의 제조 분산(들)에 대해 정정하기 위해 사용될 수 있다. 조절 가능한 길이를 갖는 제3의 장점은 설치 과정이 단순화될 수 있다는 것이다. 그의 최종 목적 길이를 가지면서 작동기(400)를 설치하는 것은 그 길이에서 힘(예, 영역들 사이)을 발휘할 것이기 때문에 곤란할 수 있다. 따라서, 작동기(400)가 갭(228) 내로 삽입되는 동안 그것을 목적하는 최종 길이보다 일시적으로 짧게 만들고, 순차로 최종 길이까지 연장시킴으로써, 작동기(400)가 연장될 때만 힘(예, 영역들 사이)이 효과를 발휘하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 특정 OIC 기하학(예, 컷-아웃)에 대해, 온도의 변화가 물질들의 굴절률에 대해 갖는 효과를 소거하는 빔 스티어링 정 도를 제공하는데 필요한 작동기(400)의 CTE의 값을 연역적으로 산출하기는 곤란할 수 있다. 이러한 이유 때문에, 작동기(400)는 목적하는 값들의 최대 추정치와 최소 추정치 사이에 조절될 수 있는 CTE 값을 갖는 것이 유용할 수 있다.Moreover, the actuator length L A can be adjusted to provide the pass band of a particular channel of the AWG with the desired center-wavelength (CW). This adjustment can be used to correct for manufacturing dispersion (s) of optical properties of materials that can lead to some mismatch between the desired CW (eg, devised) and the manufactured CW. A third advantage of having an adjustable length is that the installation process can be simplified. Installing the
제1 작동기 본체부(410)는 제2 작동기 본체부(420)에 결합된다. 예를 들면, 제1 작동기 본체부(410)는 용접, 크림핑, 글루잉, 용단 및(또는) 기타 적절한 결합 방식에 의해 제2 작동기 본체부(420)에 결합될 수 있다. 제1 작동기 본체부(410) 및 제2 작동기 본체부(420)는 도 22에 원통형으로 나타내지만, 제1 작동기 본체부(410) 및(또는) 제2 작동기 본체부(420)에 대한 임의의 적절한 형상이 본 발명에 따라 사용될 수 있음이 인지되어야 한다.The
간단히 도 23을 참조하면, 일 실시예에서, 제2 작동기 본체부(420)는 3개의 성분 부분들(430, 434, 438)을 포함한다. 3개의 성분 부분들(430, 434, 438)은 유사하거나 또는 상이한 열 팽창 계수들을 갖는 적절한 물질들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 일 성분 부분(430) 및 다른 성분 부분(438)은 제1 열 팽창 계수를 갖는 제1 물질을 포함하고, 제2 성분 부분(434)은 제2 열 팽창 계수를 갖는 제2 물질을 포함한다. 이들 성분 부분들(430, 434, 438)은 제2 작동기 본체부(420) 및(또는) 작동기(400)의 적절한 전체적인 열 팽창 계수에 영향을 미치도록 적절한 위치(들)에서 결합(예, 스팟-용접)될 수 있다.Referring briefly to FIG. 23, in one embodiment, the second
다음으로, 도 24를 참조하면, 본 발명의 일 국면에 따른 작동기(400)를 사용하는 도 20의 OIC가 예시된다. 예를 들면, 작동기(400)는 일반적으로 갭(228) 내에 포함될 수 있다. 작동기(400)는 제1 영역(216) 및(또는) 접속 영역(224)의 적 어도 일부가 제2 영역(220)에 관하여 이동할 수 있게 하는 온도 변화들에 따라 확장 및(또는) 수축한다. 작동기(400)는 (예, 물리 운동학적으로 및(또는) 접착제에 의해) 제자리에 유지될 수 있다.Next, referring to FIG. 24, the OIC of FIG. 20 using an
캐리어 확장 영역(들)은 작동기(400)의 설치를 고무시키도록 고안될 수 있다. 일 실시예에서, 칩 캐리어(212)는 제1 영역(210)의 일부 및 칩 캐리어(212)의 일부를 포함하는 제1 접촉 영역(254)으로 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 거의 제1 접촉 영역(254)에서, 제1 영역(210)의 일부 및 칩 캐리어(212)의 일부는 작동기(400)와의 물리적 접촉을 만들 수 있다. 다른 실시예에서, 칩 캐리어(212)는 칩 확장될 수 있는 제2 접촉 영역(258)으로 구성될 수 있다. 제1 단부(412)는 제1 접촉 영역(254)과 접촉하게 될 수 있고, 제2 단부(416)는 제2 접촉 영역(258)과 접촉하게 될 수 있다.The carrier extension region (s) can be designed to encourage installation of the
일 실시예에서, 작동기(400)는 디바이스의 정상 작동 범위 내의 온도 변화들 (예, 약 -20℃ 내지 약 95℃ 범위)에 응답하여 제1 영역(216)을 제2 영역(220)에 관하여 약 0.5 미크론 이상이고 약 100 미크론 이하로 이동하게 한다. 다른 실시예에서, 작동기(400)는 제1 영역(216)을 제2 영역(220)에 관하여 약 5 미크론 이상이고 약 50 미크론 이하로 이동하게 한다. 제3의 실시예에서, 작동기(400)는 제1 영역(216)을 제2 영역(220)에 관하여 약 10 미크론 이상이고 약 25 미크론 이하로 이동하게 한다. 다른 실시예에서, 작동기(400)는 길이를 ℃ 온도 변화당 약 0.01 미크론 이상이고 약 10 미크론 이하로 변화시킨다. 다른 실시예에서, 작동기(400)는 길이를 ℃ 온도 변화당 약 0.1 미크론 이상이고 약 5 미크론 이하로 변화시킨 다. 다른 실시예에서, 작동기(400)는 길이를 ℃ 온도 변화당 약 0.2 미크론 이상이고 약 2 미크론 이하로 변화시킨다. In one embodiment,
일 실시예에서, 접속 영역(224)은 제2 영역(220)에 상대적으로 제1 영역(216)의 회전을 충분히 조절하도록 변형된다. 제1 영역(216) 및(또는) 제2 영역(220)은 어느 정도까지는 변형될 수도 있음을 인지해야 하지만; 이 실시예에서, 상대적 회전은 접속 영역(224)에서 변형에 의해 1차로 조절되는 것이 바람직하다 (예, 접속 영역(224)은 제1 영역(216) 또는 제2 영역(220)보다 큰 정도까지 변형되는 것이 바람직하다). 접속 영역(224)의 변형을 조장하기 위해, 접속 영역(224)은 그를 통한 빛의 전파를 방해함이 없이 가능한 한 좁게, 또한 제1 영역(216) 및 제2 영역(220)에 대해서는 접속 영역(224)보다 실질적으로 넓게 고안 및(또는) 제조될 수 있다. In one embodiment, the
간단히 도 20을 참조하면, 일 실시예에서, 접속 영역(224)의 단면은 일반적으로 접속 영역(224)의 공칭 폭(W)보다 적인 측면 치수(LC)를 갖는다. 따라서, 아래 추가로 기재되는 바와 같이 작동기로부터 외부 힘으로 인한 플렉싱이 허용된다. 일 실시예에서, 접속 영역(224)의 단면의 측면 치수(LC)는 약 10 미크론 이상이고 약 10000 미크론 이하이다. 다른 실시예에서, 접속 영역(224)의 단면의 측면 치수(LC)는 약 100 미크론 이상이고 약 5000 미크론 이하이다. 또 다른 제3의 실시예에서, 접속 영역(224)의 단면의 측면 치수(LC)는 약 500 미크론 이상이고 약 2000 미크론 이하이다. Referring briefly to FIG. 20, in one embodiment, the cross section of the
더욱이, 제1 영역(216), 접속 영역(224) 및 제2 영역(220)은 임의의 적절한 기하학을 가질 수 있음을 인식해야 한다. 예를 들면, 다중 파장 광선이 입력 포트(도시되지 않음)(예, 네트워크 내의 광섬유로부터)에 수신되고, 제1 영역 도파관(들)(232)을 통해 수송되고, 제1 렌즈(240)에 제공될 수 있다. 제1 렌즈(240)는 다중 파장 광선을 제2 영역 도파관(들)(226)(예, 배열된 도파관 격자 암들) 내로 처리(예, 전파)할 수 있다. 이어서, 제2 영역 도파관(들)(236)은 다중 파장 광선을 출력 포트(들)(도시하지 않음)에 제공할 수 있다.Moreover, it should be appreciated that the
OIC(200)의 온도가 증가함에 따라, 제1 영역 도파관(들)(232)의 굴절률 및(또는) 제2 영역 도파관(들)(236)의 굴절률이 변화할 수 있다. 굴절률 변화에 기초한 이러한 온도를 보상하기 위해, 작동기(200)는 온도 변화의 결과로서 확장하여, 제1 영역(216) 및(또는) 접속 영역(224)의 적어도 일부가 제2 영역(220)에 관하여 이동(예, 회전)하게 한다. 마찬가지로, OIC(200)의 온도가 감소함에 따라, 작동기(400)는 수축하여, 제1 영역(216) 및(또는) 접속 영역(224)의 적어도 일부가 제2 영역(220)에 관하여 이동(예, 회전)하게 한다. 온도 변화에 의해 유발된 움직임(회전)은 온도 의존성 굴절률로 인해 제1 영역 및(또는) 제2 영역 도파관(들)(232, 236)에서 온도-변화 유도된 파장 시프트들에 대응하거나 또는 그것을 보상하는 것으로 믿어진다. 그와 같이, 도파관 온도 의존성 굴절률 변화와 연관된 파장 시프트가 완화될 수 있다. 따라서, OIC(200)를 사용하는 통신 시스템(들)에서 신호의 상실 및(또는) 혼선이 감소될 수 있다.As the temperature of the
다음으로, 도 25로 돌아가서, 본 발명의 일 실시예에 따른 작동기(600)의 일 실시예가 예시된다. 작동기(600)는 제1 작동기 본체부(610) 및 제2 작동기 본체부(620)를 포함한다. 제1 작동기 본체부(610)는 이 제1 작동기 본체부(610)의 적어도 일부를 통해 보어링(630)을 포함한다. 제1 작동기 본체부(610)는 제1 열 팽창 계수를 갖는다. 제2 작동기 본체부(620)는 제2 열 팽창 계수를 갖는다. 이 실시예에서, 제2 작동기 본체부(620)는 제1 작동기 본체부(610)와 제2 작동기 본체부(620)의 결합을 조장하기 위해 제1 작동기 본체부(610)의 보어링(630)의 적어도 일부에 삽입된다. 일단 목적하는 양의 제2 작동기 본체부(620)가 보어링(630) 내로 삽입되면, 제1 작동기 본체부(610) 및 제2 작동기 본체부(620)는 예를 들면 용접, 크림핑, 글루잉 및(또는) 용단 등의 임의의 적절한 수단에 의해 함께 결합될 수 있다.Next, returning to FIG. 25, one embodiment of an
더욱이, 작동기(600)의 작동 특성들(예, 전체적인 신장 및(또는) 압축)은 보어링(630) 내로 삽입되는 제2 작동기 본체부(620)의 양에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 예를 들면, 제1 열 팽창 계수가 제2 열 팽창 계수와 상이한 경우, 작동기(600)의 전체적인 열적 특성들은 보어링(630) 내로 삽입되는 제2 작동기 본체부(620)의 양에 적어도 부분적으로 기초한다.Moreover, the operating characteristics of the actuator 600 (eg, overall stretching and / or compression) may be based at least in part on the amount of the second
일 실시예에서, 제1 작동기 본체부(610)는 알루미늄 튜브를 포함하고, 제2 작동기 본체부(620)는 강철 막대를 포함한다. 제1 작동기 본체부(610)(강철 막대)는 제2 작동기 본체부(620)(알루미늄 튜브) 내부에 삽입되고, 제2 작동기 본체부(620)(알루미늄 튜브)의 길이는 그것이 목적하는 길이가 될 때까지 작동기(600)의 단부를 끌어당김으로써 조절된다. 이어서, 제2 작동기 본체부(620)(알루미늄 튜 브)는 제1 작동기 본체부(610)의 제2 작동기 본체부(620)로의 결합을 조장하기 위해 목적하는 위치에서 크림플된다.In one embodiment, the first
간단히 도 26을 참조하면, 도 25에 나타낸 작동기(600)의 다른 실시예가 예시된다. 이 실시예에서, 제1 작동기 본체부(610)의 보어링(630)의 적어도 일부는 쓰레드된 삽입을 수용하도록 제공된다. 마찬가지로, 제2 작동기 본체부(620)의 적어도 일부는 쓰레드를 구비한다. 제2 작동기 본체부(620)는 제1 작동기 본체부(610) 및 제2 작동기 본체부(620)의 결합을 조장하기 위해 제1 작동기 본체부(610)의 보어링(630) 내로 쓰레드 가능하게 삽입될 수 있다. 제1 작동기 본체부(610) 및 제2 작동기 본체부(620)를 도 25에 원통형으로 나타내지만, 제1 작동기 본체부(610) 및(또는) 제2 작동기 본체부(620)를 위한 임의의 적절한 형상이 본 발명에 사용될 수 있음을 인식해야 한다.Referring briefly to FIG. 26, another embodiment of the
다음으로, 도 27로 돌아가서, 본 발명의 일 국면에 따른 작동기(800)의 일 실시예가 예시된다. 작동기(800)는 제1 작동기 본체부(810) 및 제2 작동기 본체부(820)를 포함한다. 도 27은 작동기(800)의 길이가 조절될 수 있는 압축-상태 작동기의 일 실시예를 예시한다. 제1 작동기 본체부(810)는 제1 작동기 본체부(810)의 적어도 일부를 통해 보어링(830)을 포함한다. 제1 작동기 본체부(810)는 제1 열 팽창 계수를 갖는다.Next, returning to FIG. 27, one embodiment of an
제2 작동기 본체부(820)는 쓰레드된 부분(840)을 포함한다. 제2 작동기 본체부(820)는 제2 열 팽창 계수를 갖는다. 이 실시예에서, 제2 작동기 본체부(820)의 쓰레드된 부분(840)은 제1 작동기 본체부(810) 및 제2 작동기 본체부(820)의 결 합을 조장하기 위해 제1 작동기 본체부(810)의 보어링(830)의 적어도 일부에 삽입된다. 일 실시예에서, 일단 목적하는 양의 제2 작동기 본체부(820)가 보어링(830) 내로 삽입되면, 제1 작동기 본체부(810) 및 제2 작동기 본체부(820)는 결합될 수 있다. 작동기(800)의 작동 특성들 (예, 전체적인 신장 및(또는) 압축)은 보어링(830) 내로 삽입되는 제2 작동기 본체부(820)의 쓰레드된 부분(840)의 양에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 예를 들면, 제1 열 팽창 계수가 제2 열 팽창 계수와 상이한 경우, 작동기(800)의 전체적인 열적 특성들은 보어링(830) 내로 삽입되는 제2 작동기 본체부(820)의 쓰레드된 부분(840)의 양에 적어도 부분적으로 기초한다.The second
간단히 도 28을 참조하면, 도 27에 나타낸 작동기(800)의 다른 실시예가 예시된다. 이 실시예에서, 제1 작동기 본체부(810)는 제1 접촉 조각(850)을 수용하도록 채택된다. 제2 작동기 본체부(820)는 마찬가지로 제2 접촉 조각(860)을 수용하도록 채택될 수 있다.Referring briefly to FIG. 28, another embodiment of the
제1 접촉 조각(850) 및(또는) 제2 접촉 조각(860)은 예를 들면 경질의 금속(예, 스테인레스 강) 구 또는 대안으로 경질 금속 실린더를 포함할 수 있다. 제1 접촉 조각(850) 및(또는) 제2 접촉 조각(860)은 임의의 적절한 물질 및(또는) 기하학을 포함할 수 있음을 인지해야 한다. 제1 접촉 조각(850) 및(또는) 제2 접촉 조각(860)은 작동기(800)의 나머지로부터 분리될 수 있다 (예, 제1 작동기 본체부(810) 및 제2 작동기 본체부(820)에 영구적으로 결합되지 않음).The
간단히 도 29로 돌아가서, 제1 접촉 영역(1004) 및 제2 접촉 영역(1008)을 갖는 OIC(1000)의 단면도가 예시된다. OIC(1000)는 작동기(800), 제1 접촉 조각(850) 및(또는) 제2 접촉 조각(860)을 추가로 사용한다.Turning briefly to FIG. 29, a cross sectional view of an
다음으로, 도 30을 참조하면, 본 발명의 일 국면에 따른 작동기(1100)가 예시된다. 작동기(1100)는 그의 길이(LA) 모두 및 독립적으로 조절 가능한 그의 열 팽창 계수(CTE)를 갖는 압축-상태 작동기의 일 실시예이다. 작동기(1100)는 제1 단부(1104) 및 제2 단부(1108)를 갖는다. 이 실시예에서, 작동기(1100)는 제1 작동기 본체부(1110) 및 제2 작동기 본체부(1120)를 포함한다. 제1 작동기 본체부(1110)는 제1 작동기 본체부(1110)의 적어도 일부를 통해 보어링(1130)을 포함한다. 제1 작동기 본체부(1110)는 제1 열 팽창 계수(CTE1)를 갖는다. Next, referring to FIG. 30, an
제2 작동기 본체부(1120)는 쓰레드된 부분(1140)을 포함한다. 제2 작동기 본체부(1120)는 제2 열 팽창 계수(CTE2)를 갖는다. 작동기(1100)는 제3 열 팽창 계수(CTE3)를 갖는 링(1170)을 추가로 포함한다. 이 링(1170)은 임의의 적절한 물질, 예를 들면 구리를 포함할 수 있다. 링(1170)은 제2 작동기 본체부(1120)의 쓰레드된 부분(1140)에 쓰레드 가능하게 결합될 수 있다. 이어서, 제2 작동기 본체부(1120)의 쓰레드된 부분(1140) 및 링(1170)은 제1 작동기 본체부(1110)에 쓰레드 가능하게 결합될 수 있다.The second
제1 작동기 본체부(1110) 및 제2 작동기 본체부(1120)는 상이한 열 팽창 계수들을 갖는 물질들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 작동기 본체부(1110)는 강철로 구축될 수 있고, 제2 작동기 본체부(1120)는 알루미늄으로 구축될 수 있다. 작동기(1100)의 효과적인 열 팽창 계수(CTEA)는 CTE1 및 CTE2에 관련되고, 다음에 의해 근사될 수 있다:The first
LA × CTEA (L1 × CTE1)+(L2 × CTE2)L A × CTE A (L 1 × CTE 1 ) + (L 2 × CTE 2 )
여기서, L1은 링(1170)의 쓰레드들로부터 제1 단부(1104)까지의 거리이고, L2는 링(1170)의 쓰레드들로부터 제2 단부(1108)까지의 거리이고, LA는 작동기의 거리이다(LA = L1 + L2). 전형적으로, 링(1170)의 계수(CTE3)는 CTE1 및 CTE2보다 CTEA에 대한 충격이 적다.Where L 1 is the distance from the threads of the
예를 들면, 제조하는 동안, 링(1170)은 제1 작동기 본체부(1110) 내로 쓰레드되고, 제2 작동기 본체부(1120)의 쓰레드된 부분(1140)은 링(1170) 내로 쓰레드된다. CTEA는 링(1170)을 제1 작동기 본체부(1110)에 상대적으로 및 제2 작동기 본체부(1120)에 상대적으로 회전시킴으로써 (예, 작동기의 길이(LA)에 영향을 미치지 않고) 조절될 수 있는 한편, 쓰레드된 부분(1140)은 제1 작동기 본체부(1110)에 상대적으로 회전하지 않는다. 따라서, 링(1170)을 회전시키는 것은 링(1170)의 쓰레드들을 작동기(1100)의 제1 단부(1104)에 근접하거나 또는 작동기(1100)의 제2 단부(1108)에 근접하게 이동시킨다. 링(1170)의 쓰레드들이 제1 단부(1104)에 접근함에 따라, CTEA는 그 값이 CTE2 (예, 제2 작동기 본체부(1120)의 CTE)에 근접해진다. 반대로, 링(1170)의 쓰레드들이 제2 단부(1108)에 접근함에 따라, CTEA는 그 값이 CTE1에 근접해진다.For example, during manufacture, the
작동기의 길이(LA)는 CTEA를 조절하기 위해 상기 회전과 동일하지 않은 임의의 방식으로 쓰레드된 부분(1140) 및 제1 작동기 본체부(1110)를 링(1170)에 상대적으로 회전시킴으로써 변화될 수 있다. 예를 들면, LA는 링(1170) 내의 쓰레드된 부분(1140)을 회전시키면서, 상대적 회전 없이 링(1170) 및 제1 작동기 본체부(1110)를 함께 유지함으로써 조절될 수 있다. 쓰레드된 부분(1140) 및 제1 작동기 본체부(1110)를 적절한 비율로 링(1170)에 상대적으로 회전시킴으로써, LA는 작동기의 CTEA에 현저한 영향을 미치지 않고 조절될 수 있다. 상기한 바의 CTEA에 관한 근사에 기초하여, 쓰레드된 부분(140)의 회전각(a1) 및 제1 작동기 본체부의 회전각(a2)이 다음 식과 관련되는 경우:The length L A of the actuator is changed by rotating the threaded
a1/a2 CTE2/CTE1 a 1 / a 2 CTE 2 / CTE 1
LA는 CTEA에 현저한 영향을 미치지 않고 조절될 수 있다.L A can be adjusted without significantly affecting CTE A.
일 실시예에서, 제1 작동기 본체부(1110)는 제1 접촉 조각(1150)을 수용하도록 채택될 수 있다. 추가로, 제2 작동기 본체부(1120)는 제2 접촉 조각(1160)을 수용하도록 채택될 수 있다. 제1 접촉 조각(1150) 및(또는) 제2 접촉 조각(1160)은 작동기(1100)의 나머지로부터 분리될 수 있다 (예, 제1 작동기 본체부(1110) 및 제2 작동기 본체부(1120)에 영구적으로 결합되지 않음).In one embodiment, the first
도 31로 돌아가서, 본 발명의 일 국면에 따른 작동기(1200)가 예시된다. 작동기(1200)는 그의 길이(LA) 모두 및 독립적으로 조절 가능한 그의 열 팽창 계수(CTE)를 갖는 압축-상태 작동기의 일 실시예이다. 작동기(1200)는 제1 단부(1204) 및 제2 단부(1208)를 갖는다. 이 실시예에서, 작동기(1200)는 제1 작동기 본체부(1210), 제2 작동기 본체부(1220) 및 제3 작동기 본체부(1224)를 포함한다. 제1 작동기 본체부(1210)는 제1 작동기 본체부(1210)의 적어도 일부를 통해 보어링(1230)을 포함한다. 제1 작동기 본체부(1210)는 제1 열 팽창 계수(CTE1)를 갖는다. Returning to FIG. 31, an
제2 작동기 본체부(1120)는 쓰레드된 부분(1240)을 포함한다. 제2 작동기 본체부(1220)는 제2 열 팽창 계수(CTE2)를 갖는다. 작동기(1200)는 제3 열 팽창 계수(CTE3)를 갖는 너트(1270)를 추가로 포함한다. 이 너트(1270)는 임의의 적절한 물질, 예를 들면 구리를 포함할 수 있다. The second
제3 작동기 본체부(1224)는 쓰레드된 부분(1278)을 포함한다. 제3 작동기 본체부(1224)는 제4 열 팽창 계수(CTE4)를 갖는다. 일 실시예에서, 제1 작동기 본체부(1210), 제3 작동기 본체부(1224) 및 너트(1270)는 제1 물질(예, 마그네슘)로 제조되고, 제2 작동기 본체부(1220)는 제1 물질과 상이한 CTE를 갖는 제2 물질(예, Invar - 상용 등급의 강철)로 제조된다. 다른 실시예에서, 제1 단부(1204) 및(또는) 제2 단부(1208)는 예를 들면 OIC를 양다리 걸치기 위해 슬롯들(1272, 1274)을 포함한다. 칩을 양다리 걸치기함으로써, 슬롯들은 그의 의도된 위치 (예, 제1 접 촉 위치와 제2 접촉 위치 사이)에 작동기(1200)를 유지하는 것을 고무시킬 수 있다. 추가로, 접촉 조각들(도시되지 않음)은 슬롯들(1272, 1274) 각각 내로 리세스될 수 있다.Third
슬롯들(1272, 1274)이 OIC를 양다리 걸치기하도록 작동기(1200)가 설치된 후, 제2 작동기 본체부(1220)나 제1 작동기 본체부(1210) 중 어느 것도 OIC에 상대적으로 회전하는데 자유롭지 못하다. 결과적으로, 제2 작동기 본체부(1220)는 작동기가 설치된 후 제1 작동기 본체부(1210)에 대해 상대적으로 회전될 수 없다. 제3 작동기 본체부(1224)는 차동 쓰레드를 가질 수 있다. 예를 들면, 제3 작동기 본체부(1230)는 제1 단부(1276)에서 오른손 쓰레드 인치당 72쓰레드들(t.p.i.)로 쓰레드되고, 제2 단부(1278)에서 80t.p.i. 오른손 쓰레드로 쓰레드된다. 제2 작동기 본체부(1220)는 한쪽 단부(1280)에서 쓰레드될 수 있다(예, 80t.p.i. 오른손 쓰레드).After the
작동기(1200)의 길이는 제1 작동기 본체부(1210), 너트(1270) 및 제2 작동기 본체부(1220)를 이들이 서로 상대적으로 회전하지 않도록 유지하고, 제3 작동기 본체부(1230)를 제1 작동기 본체부(1210)에 상대적으로 회전시킴으로써 조절될 수 있다. 제1 단부(1276)에서 쓰레드들은 제2 단부(1278)에서 쓰레드들보다 조악해지고, 제3 작동기 본체부(1230)는 그것이 제2 작동기 본체부(1220)에 상대적으로 병진되는 것보다 빠르게 제1 작동기 본체부(1210)에 대해 상대적으로 병진한다. 제3 작동기 본체부(1230)의 회전에 의해 제공되는 길이 조절은 미세 조절이다(예, 조절 속도는 너트의 완전 회전 당 대략 0.0014인치일 수 있음). 길이가 이러한 방식으 로 조절될 때, 작동기의 CTEA는 영향을 받지 않는다.The length of the
작동기(1200)의 CTEA는 제1 작동기 본체부(1210), 제3 작동기 본체부(1230) 및 제2 작동기 본체부(1220)를 이들이 서로에 대해 상대적으로 회전하지 않도록 유지하고, 너트(1270)를 제3 작동기 본체부(1230)에 상대적으로 회전시킴으로써 조절될 수 있다. CTEA는 CTE1, CTE2, 및 CTE4에 관련되지만; 제1 작동기 본체부(1210), 제3 작동기 본체부(1224) 및 너트(1270)가 동일하거나 또는 유사한 물질로 제조되는 경우에, CTEA는 다음과 같이 근사될 수 있다:The CTE A of the
L × CTEA (L1 × CTE1)+(L2 × CTE2)L × CTE A (L 1 × CTE 1 ) + (L 2 × CTE 2 )
여기서, L1은 제2 작동기 본체부(1220)의 쓰레드들의 그립핑-점으로부터 제1 단부(1204)까지의 거리이고, L2는 제2 작동기 본체부(1220)의 쓰레드들의 그립핑-점으로부터 제2 단부(1208)까지의 거리이고, L은 작동기의 거리이다(예, L = L1 + L2). "그립핑-점"은 제1 단부(1204)에 가장 근접한 쓰레드들의 단부로부터 약 3개의 쓰레드들의 거리를 의미한다. 도 32는 작동기(1200)의 개략적 평면도를 예시한다.Where L 1 is the distance from the gripping-point of the threads of the second
도 33에 예시된 바와 같이, 작동기(1500)는 제1 작동기 본체부(1210), 제3 작동기 본체부(1224), 너트(1270), 말단 축(1284) 및 말단-링(1282)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 작동기 본체부(1210), 제3 작동기 본체부(1224) 및 너 트(1270)는 제1 물질(예, 마그네슘 또는 알루미늄)로 제조되고, 말단 축(1284)은 제1 물질과 상이한 CTE를 갖는 제2 물질(예, Invar 또는 강철)로 제조된다.As illustrated in FIG. 33, the
너트(1270), 제3 작동기 본체부(1224) 및 제1 작동기 본체부(1210)는 작동기(1200)의 그것들과 유사하게 구성될 수 있다. 말단 축(1284)은 쓰레드되지 않고, 말단-링(1282)에 의해 제 위치에 유지되고, 이는 너트(1270) 내로 쓰레드된다. 제3 작동기 본체부(1224)를 회전시킴으로써 작동기(1200)에 대해 기재된 바와 같이 작동기의 길이(L)를 조절한다. 또한, 말단-링(1282)을 회전시킴으로서 작동기(1500)의 길이를 조절한다.The
말단-링(1282) 및 말단 축(1284)은 말단-링(1282)이 말단 축(1284)을 회전시키지 않으면서 회전될 수 있도록 구성될 수 있고, 따라서 이러한 길이 조절은 말단-축(1284) 내의 슬롯이 OIC를 양다리 걸치기하는 동안에 이루어질 수 있다. 예를 들면, 이러한 회전에 의해 제공되는 길이 조절 속도는 말단-링(1282)의 완전 회전당 대략 0.0125인치일 수 있다. 이는 너트(1270)에 의해 제공되는 것보다 조악한 길이 조절이고, 너트(1270)의 회전에 의해 제공될 수 있는 것보다 큰 길이 조절들을 수용하기에 적합하다.End-
도 34는 작동기(1500)의 개략적 평면도를 예시한다. 예를 들면, 적어도 하나의 제1 리세스된 맹 홀(1286)이 말단-링(1282) 상에 형성될 수 있다. 리세스된 홀(들)(1286)에 말단-링(1282)을 유지하도록 고안된 도구는 말단-링(1282)을 말단 축(1284)에 상대적으로 회전시키기 위해 사용될 수 있다.34 illustrates a schematic top view of an
다음으로, 도 35 및 36을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 작동기 (1800)가 예시된다. 이 작동기(1800)는 신장-상태 작동기의 일 실시예이다. 일 실시예에서, 작동기(1800)는 제1 접촉 위치(1810) 및 제2 접촉 위치(1820)에서 OIC(200)에 접촉하고, 이들 모두는 갭(228) 외부에 있다. 작동기(1800)의 길이는 제1 접촉 위치(1810)와 제2 접촉 위치(1820) 사이의 거리이다. 작동기(1800)는 전형적으로 OIC의 전체적인 작동 범위에 걸쳐 신장 상태로 남아있다(예, 전체 작동 온도 범위 상으로 제2 영역(220)을 향하여 제1 영역(216)을 끌어당기는 경향이 있는 힘을 인가한다). 압축-상태 작동기들에 의해서와 같이, 작동기(1800)의 길이는 온도가 증가함에 따라 증가하고, 증가된 길이는 온도 변화를 초래하는 OIC(200)에 대해 사용된 물질들의 굴절률의 변화의 영향을 소거하도록 구성될 수 있다. 작동기(1800)는 실질적인 강성을 필요로 하지 않기 때문에, 작동기(1800)는 압축-상태 작동기들에 상대적으로 적은 질량을 가질 수 있다. 작동기(1800)는 예를 들면 가요성 금속 밴드 또는 와이어 루프를 포함할 수 있다. 도 37은 키홀-절단 형상의 컷-아웃(2000)을 갖는 OIC(200)를 갖는 작동기(1800)를 나타낸다.Next, referring to FIGS. 35 and 36, an
도 38 및 39로 돌아가서, 본 발명의 일 국면에 따른 작동기(2100)가 예시된다. 작동기(2100)는 신장-상태 작동기의 일 실시예이다. 이 실시예에서, 제1 포스트(2110)는 홀(2112)(예, 제1 영역(216)에서)을 통해 확장하고, 제2 포스트 (2120)는 홀(2124)(예, 제1 영역(220)에서)을 통해 확장한다. 작동기(2100)는 제1 와이어(2130) 및 제2 와이어(2140)를 포함한다. 와이어들(2130, 2140)은 권선 부착물들(2142, 2144, 2146 및 2148)을 갖는 포스트들(2110, 2120)에 부착되고, 이는 부착을 고정시키는 부분으로써 납땜 및(또는) 크림핑을 포함할 수 있다. 권선부들 (2142 및 2144)은 어떠한 순수한 토크도 제1 포스트(2112)에 인가되지 않도록 반대 헬리시티를 갖도록 구성될 수 있다. 권선부들 (2146 및 2148)은 어떠한 순수한 토크도 제2 포스트(2120)에 인가되지 않도록 반대 헬리시티를 갖도록 구성될 수 있다. 38 and 39, an
도 40을 참조하면, 작동기(2100)는 임의로 클램프(2150)를 포함할 수 있다. 클램프(2150)는 작동기(2100)의 길이를 조절하는 방법을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 클램프(2150)를 크림핑함으로써 제1 와이어(2130)의 중심을 제2 와이어(2140)의 중심에 근접하게 그릴 수 있고, 따라서, 와이어들(2130, 2140)의 긴장을 증가시키고, 그에 따라 제1 포스트(2110)와 제2 포스트(2120) 사이의 거리를 단축시킨다(예, 작동기(2100)를 단축시킴). 작동기(2100)는 강성 구조를 필요로 하지 않기 때문에 적은 질량의 소자들에 의해 실현될 수 있고, 이는 압축 상태를 유지할 것을 필요로 한다. 디바이스가 충격 또는 진동에 적용될 때 보다 큰 질량을 갖는 부품들이 그 디바이스(OIC)를 손상시킬 위험이 크기 때문에, 감소된 질량의 작동기가 바람직할 수 있다. 신장-상태의 작동기의 다른 장점은 제1 영역(216) 또는 제2 영역(220)의 평면에서 벗어난 변형들을 유발하고 잘못 정렬된 위험이 적다는 것이다(예, 칩의 버클링 위험을 감소시킴).Referring to FIG. 40,
도 41로 돌아가서, 본 발명의 일 국면에 다른 작동기(2400)가 예시된다. 이 작동기(2400)는 제1 작동기 본체부(2410) 및 제2 작동기 본체부(2420)를 포함한다. 제2 작동기 본체부(2420)는 제1 쓰레드된 부분(2430)(예, 오른손 쓰레드) 및 제2 쓰레드된 부분(2440)(예, 왼손 쓰레드)을 포함할 수 있다. 제1 작동기 본체부는 제1 쓰레드된 부분(2430) 및 제2 쓰레드된 부분(2440) 각각을 수용하기 위해 쓰레드된 보어 섹션들(2450, 2460)을 포함한다.Returning to FIG. 41, another
작동기(2400)의 길이는 제1 단부(2470)와 제2 단부(2480) 사이의 거리이다. 제2 작동기 본체부(2420)를 회전시킴으로써 쓰레드된 보어 섹션(2460)에 상대적으로 쓰레드된 보어 섹션(2450)을 병진시킬 것이고, 결과적으로 길이 변화되도록 작동기(2400)를 병진시킨다. 작동기(2400)는 위치들(2470 및 2480)에서 접촉 표면들을 갖는 압축-상태 작동기로서 사용될 수 있다. 대안으로, 작동기(2400)는 위치들(2486 및 2488)에서 접촉 표면들을 갖는 신장-상태 작동기로서 사용될 수 있다.The length of the
도 42를 참조하면, 본 발명의 일 국면에 따라 웨지(2500)를 사용하는 OIC(200)가 예시된다. 웨지(2500)는 OIC(200)의 슬롯(2510) 내로 삽입된다. 예를 들면, 슬롯(2510)은 키홀 컷-아웃(2520)의 일부일 수 있다. 일 실시예에서, 힘 작동기(도시되지 않음)를 통해 웨지(2500)에 힘이 가해지고(지거나) 그로부터 제거된다. 다른 실시예에서, 웨지(2500)는 열 팽창 계수를 갖는다. 웨지(2500)의 열 팽창 및(또는) 열 수축은 슬롯(2510)에 인가된 팽창 및(또는) 수축력(들)을 초래할 수 있다.Referring to FIG. 42, an
본 발명의 다른 국면은 광학 집적 회로의 제조 방법들을 제공하고, 여기서, 베이스는 제1 영역 내에 적어도 하나의 도파관 및 제2 영역 내에 적어도 하나의 도파관을 갖도록 제공된다. 제1 영역 및 제2 영역을 접속시키는 접속 영역이 추가로 제공된다. 제1 렌즈는 접속 영역에 제공되고, 제1 영역은 제2 영역으로부터 스크롤-다이스된다. 대안으로, 제1 영역은 베이스의 패턴화된 에칭에 의해 제2 영역으 로부터 (예, 렌즈들 너머 - 렌즈들을 배제함) 분리될 수 있다. 작동기는 제1 영역과 제2 영역 사이에 제공된다.Another aspect of the invention provides methods for manufacturing an optical integrated circuit, wherein the base is provided to have at least one waveguide in the first region and at least one waveguide in the second region. A connection area for connecting the first area and the second area is further provided. The first lens is provided in the connection area, and the first area is scroll-dice from the second area. Alternatively, the first region may be separated from the second region (eg, beyond the lenses—excluding the lenses) by the patterned etching of the base. The actuator is provided between the first region and the second region.
본 발명을 특정한 예시된 구체예들에 관련하여 도시하고 기재하였지만, 등가의 변경들 및 변형들이 본원 명세서 및 첨부된 도면들을 판독하고 이해하게 되는 당업계의 숙련자들에게 발생할 수 있음을 인식할 것이다. 특히, 상기 성분들(어셈블리들, 디바이스들, 시스템들 등)에 의해 수행된 다양한 기능들에 관하여, 그러한 성분들을 기재하기 위해 사용된 용어들(참조로 "수단"을 포함함)은 달리 지적하지 않는 한, 기재된 성분들(예, 기능적으로 등가인 것들)의 명시된 기능을 수행하는 임의의 성분에 대응하고, 개시된 구조와 구조적으로 동일하지 않더라도, 본 발명의 예시된 전형적인 국면들에서 기능을 수행하는 임의의 성분에 대응하도록 의도된다.While the present invention has been shown and described with reference to certain illustrated embodiments, it will be appreciated that equivalent changes and modifications may occur to those skilled in the art upon reading and understanding the specification and the accompanying drawings. In particular, with respect to the various functions performed by the components (assemblies, devices, systems, etc.), the terms used to describe such components (including "means" by reference) are not otherwise indicated. Unless otherwise corresponding to any component that performs the specified function of the described components (e.g., functionally equivalents), and is not structurally identical to the disclosed structure, it performs functions in the illustrated exemplary aspects of the invention. It is intended to correspond to any component.
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