KR20240113706A - 고밀도 광자 집적 회로 광학 에지 커플링 - Google Patents

고밀도 광자 집적 회로 광학 에지 커플링 Download PDF

Info

Publication number
KR20240113706A
KR20240113706A KR1020237044325A KR20237044325A KR20240113706A KR 20240113706 A KR20240113706 A KR 20240113706A KR 1020237044325 A KR1020237044325 A KR 1020237044325A KR 20237044325 A KR20237044325 A KR 20237044325A KR 20240113706 A KR20240113706 A KR 20240113706A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical
interconnect component
integrated circuit
beam management
fiber connector
Prior art date
Application number
KR1020237044325A
Other languages
English (en)
Inventor
니콜라스 디 프사일라
리차드 레이밍
Original Assignee
인텔 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인텔 코포레이션 filed Critical 인텔 코포레이션
Publication of KR20240113706A publication Critical patent/KR20240113706A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
    • G02B6/305—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device and having an integrated mode-size expanding section, e.g. tapered waveguide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/381—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3833—Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture
    • G02B6/3853—Lens inside the ferrule
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3873—Connectors using guide surfaces for aligning ferrule ends, e.g. tubes, sleeves, V-grooves, rods, pins, balls
    • G02B6/3882—Connectors using guide surfaces for aligning ferrule ends, e.g. tubes, sleeves, V-grooves, rods, pins, balls using rods, pins or balls to align a pair of ferrule ends
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3873—Connectors using guide surfaces for aligning ferrule ends, e.g. tubes, sleeves, V-grooves, rods, pins, balls
    • G02B6/3885—Multicore or multichannel optical connectors, i.e. one single ferrule containing more than one fibre, e.g. ribbon type
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3897—Connectors fixed to housings, casing, frames or circuit boards
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

광자 집적 회로(4)와 광학 섬유 커넥터 페룰(10)에 부착되는 하나 이상의 광학 섬유(6) 사이에서 광을 전송함에 있어서 사용하기 위한 광학 상호접속 컴포넌트(8)가 개시된다. 이러한 광학 상호접속 컴포넌트(8)는 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 에지에 형성되는 단차(30)- 단차는 레지(32) 및 패싯(34)을 포함함 -, 광학 상호접속 컴포넌트의 표면에 형성되는 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트(40), 및 복수의 집적 광학 도파관들(36)을 포함한다. 2개 이상의 집적 광학 도파관들(36) 각각은 패싯(34)에 있는 복수의 광학 포트들(38)을 정의하도록 패싯(34)으로부터 연장되고, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트들(40) 각각은 복수의 집적 광학 도파관들(36) 중 대응하는 것의 단부와 정렬되지만, 그로부터 분리된다. 광학 섬유 커넥터 페룰(10), 광학 상호접속 컴포넌트(8) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(10)을 포함하는 광학 상호접속 어셈블리(2), 및 광학 상호접속 어셈블리(2), 광자 집적 회로(4), 및 하나 이상의 광학 섬유(6)를 포함하는 광학 시스템이 또한 개시된다.

Description

고밀도 광자 집적 회로 광학 에지 커플링
본 개시내용은 SiPh(Silicon Photonic) 디바이스들과 같은 PIC들(photonic integrated circuits)로의 및/또는 그로부터의 고밀도 광학 에지 커플링을 돕기 위한 컴포넌트들 및 어셈블리들에 관련된다.
실리콘 PIC(photonic integrated circuit) 애플리케이션들에는 높은 채널 카운트 광학 I/O(input/output) 포트들에 대한 상당한 요건이 존재한다. 이러한 것은, 전자 I/O로부터 광자 I/O로 전환하는 것이 상당한 이점들 및 높은 대역폭 확장성을 제공할 수 있는, CPO(Co-packaged Optics applications)에서 전자기기들과 광자기기들 사이의 타이트한 집적에 대한 필요성에 의해 악화된다.
종래의 광학 섬유 부착 프로세스들을 사용하여 높은 채널 카운트들을 달성하는 것은, 상당한 비용과 실용성 영향들을 갖는 실리콘 칩 상의 바람직하지 않은 양의 공간을 사용할 수 있다.
종래의 광학 섬유 어레이들은, 이러한 어레이들에서 사용되는 광학 섬유들의 직경에 의해 제한되는, 대략 100 ㎛의 채널 피치들을 달성할 수 있다. 공통 피치들은 250 ㎛ 또는 127 ㎛이지만, 그러나 80 ㎛ 직경을 갖는 것들과 같은 더 작은 직경의 광학 섬유들을 사용하여 더 작은 피치들 또한 이용가능하다. 그러나, 종래의 V-홈 어레이에서 이러한 광학 섬유들의 1차원 어레이들을 사용하는 것은 달성가능한 채널 밀도들에 상당한 제한들을 둔다.
PIC들 상의 광학 I/O 커플러들은 25 ㎛과 같은 인접한 커플러들 사이의 상당히 더 작은 피치로 제조될 수 있고, 따라서, 채널 밀도에서의 상당한 증가들을 제공할 수 있다. 그러나, 그 후 이러한 구조들과 수신기들에 신호들을 운반하기 위해 사용되는 광학 섬유들 사이의 광학 커플링을 제공하기 위해서는 광학 인터포저 디바이스들이 다음으로 요구된다.
실리콘 광자 도파관들에 넓은 스펙트럼 대역폭 및 낮은 손실 커플링을 제공하기 위해 실리콘 광자 플랫폼들 상에서 에지-커플링된 광학 인터포저 디바이스들이 일반적으로 사용된다. 그러나, 에지 지오메트리로 인해, 알려진 에지-커플링된 광학 인터포저 디바이스들은 1D 어레이들로 제한되어, 채널-대-채널 피치를 감소시키는 것이 I/O 밀도를 증가시키기 위해 이용가능한 유일한 경로이다.
대안적으로, 격자 커플러들을 이용하여 실리콘 광자기기 플랫폼 안팎으로 광을 수직으로 커플링하는 광학 인터포저 디바이스들이 사용될 수 있다. 격자 커플러들은 커플러들의 2D 어레이들이 I/O에 대한 다이 실제-면적의 더 효율적인 사용을 제공하는 것을 허용할 수 있다. 그러나, 격자 커플러들은 통상적으로 에지 커플러들보다 더 높은 손실들 및 분극 감도를 갖는다.
본 개시내용의 다음의 양태들 중 어느 하나의 특징들 중 어느 하나 이상은 본 개시내용의 다른 전술한 양태들 중 임의의 것의 특징들 중 어느 하나 이상과 조합될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
본 개시내용의 양태에 따르면, 광자 집적 회로와 광학 섬유 커넥터 페룰(ferrule)에 부착되는 하나 이상의 광학 섬유 사이에서 광을 전송함에 있어서 사용하기 위한 광학 상호접속 컴포넌트가 제공되고, 이러한 광학 상호접속 컴포넌트는,
광학 상호접속 컴포넌트의 에지에 형성되는 단차- 단차는 레지(ledge) 및 패싯(facet)을 포함함 -;
광학 상호접속 컴포넌트의 표면에 형성되는 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트; 및
복수의 집적 광학 도파관들을 포함하고,
2개 이상의 집적 광학 도파관들 각각은 패싯에 있는 복수의 광학 포트들을 정의하도록 패싯으로부터 연장되고,
하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 각각은 복수의 집적 광학 도파관들 중 대응하는 것의 단부와 정렬되지만, 그로부터 분리된다.
이러한 광학 상호접속 컴포넌트는 광자 집적 회로의 복수의 집적 광학 도파관들과 광학 섬유 커넥터 페룰에 부착되는 하나 이상의 광학 섬유 사이에서 광을 전송하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 광학 상호접속 컴포넌트는 실리콘 광자 집적 회로와 같은 광자 집적 회로 상의 광학 I/O 포트들과 광학 섬유들 사이의 고밀도 에지 커플링을 위해 사용될 수 있다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트는 유리와 같은 재료의 모놀리식 블록, 예를 들어, 용융 실리카의 모놀리식 블록을 포함하거나 또는 그 안에 형성된다.
선택적으로, 단차는 재료의 모놀리식 블록에 형성된다.
선택적으로, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트는 재료의 모놀리식 블록에 형성된다.
선택적으로, 복수의 집적 광학 도파관들은 재료의 모놀리식 블록에 형성된다.
선택적으로, 광자 집적 회로는 복수의 집적 광학 도파관들 및 광자 집적 회로의 에지에 형성되는 단차를 포함하고, 단차는 레지 및 패싯을 포함하고, 광자 집적 회로의 각각의 집적 광학 도파관은 광자 집적 회로의 패싯에 있는 대응하는 광학 포트를 정의하도록 광자 집적 회로의 패싯에서 끝난다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 패싯에 있는 복수의 광학 포트들은 광자 집적 회로의 패싯에 있는 복수의 광학 포트들의 공간 구성과 매칭되는 공간 구성을 갖는다.
사용에 있어서, 광학 상호접속 컴포넌트의 패싯은 광자 집적 회로의 패싯과 맞물리도록 구성되어, 광학 상호접속 컴포넌트의 패싯에 있는 광학 포트들이 광자 집적 회로의 복수의 광학 포트들과 광학 상호접속 컴포넌트의 복수의 광학 포트들 사이에서 광을 전송하기 위해 광자 집적 회로의 패싯에 있는 복수의 광학 포트들과 정렬된다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰은,
하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트- 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트는 광학 상호접속 컴포넌트의 대응하는 광학 빔 관리 엘리먼트와 정렬되도록 구성됨 -; 및
하나 이상의 광학 섬유 정렬 구조를 포함하고,
각각의 광학 섬유 정렬 구조는 대응하는 광학 섬유와 맞물리도록 구성되어, 대응하는 광학 섬유의 단부는 광학 섬유 커넥터 페룰의 광학 빔 관리 엘리먼트 중 대응하는 것과 정렬되지만, 그로부터 분리된다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트는 광학 섬유 커넥터 페룰의 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트의 공간 구성과 매칭되는 공간 구성을 갖고,
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰은 광학 상호접속 컴포넌트와 정렬되도록 구성되어, 광학 상호접속 컴포넌트의 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트와 광학 섬유 커넥터 페룰의 대응하는 광학 빔 관리 엘리먼트 사이의 광의 전송을 위해 광학 섬유 커넥터 페룰의 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트를 광학 상호접속 컴포넌트의 대응하는 광학 빔 관리 엘리먼트와 정렬시킨다.
사용에 있어서, 광학 상호접속 컴포넌트의 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 및 광학 섬유 커넥터 페룰의 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트는 광학 상호접속 컴포넌트와 광학 섬유 커넥터 페룰 사이에서 이동하는 하나 이상의 광학 빔을 확장하고 그렇게 함으로써 주어진 광학 커플링 효율을 위해 광학 상호접속 컴포넌트와 광학 섬유 커넥터 페룰 사이에 요구되는 정렬 공차를 완화한다. 이러한 것은 SiPh(Silicon Photonic) 디바이스들과 같은 PIC들(photonic integrated circuits)에 대한 광학 I/O 어셈블리 및 패키징을 단순화하는 잠재력을 갖는다.
선택적으로, 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 하나 이상은 광학 빔 시준 엘리먼트 또는 광학 빔 포커싱 엘리먼트를 포함한다.
선택적으로, 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 하나 이상은 마이크로렌즈를 포함한다.
선택적으로, 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 하나 이상은 세그먼트형 도파관, 또는 테이퍼형 도파관과 같은 도파관 구조를 포함한다.
선택적으로, 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 하나 이상은 유리와 같은 재료의 굴절률의 레이저 수정에 의해 만들어지는 GRIN 렌즈 또는 광학 상호접속 컴포넌트의 재료에 레이저 에칭되는 홀에 GRIN 로드를 삽입하는 것에 의해 만들어지는 GRIN 렌즈와 같은 GRIN(graded index) 렌즈를 포함한다.
선택적으로, 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 하나 이상은 2D 만곡형 내부 전반사 마이크로미러와 같은 2D 만곡형 마이크로미러를 포함한다.
선택적으로, 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트는 광학 상호접속 컴포넌트의 재료에 의해 및/또는 에어 갭에 의해 복수의 집적 광학 도파관들 중 대응하는 것의 단부로부터 분리된다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 패싯은 에칭에 의해, 예를 들어, 재료의 모놀리식 블록을 에칭하는 것에 의해 형성된다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 레지는 에칭에 의해, 예를 들어, 재료의 모놀리식 블록을 에칭하는 것에 의해 형성된다.
선택적으로, 광자 집적 회로의 패싯은 에칭에 의해 형성된다.
선택적으로, 광자 집적 회로의 레지는 에칭에 의해 형성된다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 광학 포트들 및 광학 상호접속 컴포넌트의 레지는 광자 집적 회로의 복수의 광학 포트들과 광자 집적 회로의 참조 표면이 분리되는 미리 결정된 거리와 매칭되는 미리 결정된 거리만큼 분리된다. 선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 단차는 광자 집적 회로의 레지가 광학 상호접속 컴포넌트와 맞물리지 않고 광학 상호접속 컴포넌트의 레지와 광자 집적 회로의 참조 표면 사이의 맞물림을 허용하도록 구성된다. 결과적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 레지와 광자 집적 회로의 참조 표면 사이의 맞물림은 1차원으로 광학 상호접속 컴포넌트의 광학 포트들과 광자 집적 회로의 광학 포트들의 정렬을 초래한다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트는 광학 상호접속 컴포넌트의 레지 상에 배치되는 하나 이상의 기준 마커를 포함하고, 하나 이상의 기준 마커 각각은 광학 상호접속 컴포넌트와 광자 집적 회로의 정렬을 위해 광자 집적 회로의 참조 표면 상에 배치되는 하나 이상의 대응하는 기준 마커와 정렬되도록 구성된다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 복수의 광학 포트들 및 광학 상호접속 컴포넌트의 참조 표면은 광자 집적 회로의 복수의 광학 포트들과 광자 집적 회로의 레지가 분리되는 미리 결정된 거리와 매칭되는 미리 결정된 거리만큼 분리된다. 선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 단차는 광학 상호접속 컴포넌트의 레지가 광자 집적 회로와 맞물리지 않고 광학 상호접속 컴포넌트의 참조 표면과 광자 집적 회로의 레지 사이의 맞물림을 허용하도록 구성된다. 결과적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 참조 표면과 광자 집적 회로의 레지 사이의 맞물림은 1차원으로 광학 상호접속 컴포넌트의 광학 포트들과 광자 집적 회로의 광학 포트들의 정렬을 초래한다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트는 광학 상호접속 컴포넌트의 참조 표면 상에 배치되는 하나 이상의 기준 마커를 포함하고, 하나 이상의 기준 마커 각각은 광학 상호접속 컴포넌트와 광자 집적 회로의 정렬을 위해 광자 집적 회로의 레지 상에 배치되는 하나 이상의 대응하는 기준 마커와 정렬되도록 구성된다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트는 하나 이상의 정렬 특징- 각각의 정렬 특징은 광학 상호접속 컴포넌트와 광자 집적 회로의 수동 정렬을 위해 광자 집적 회로의 대응하는 상보적 정렬 특징과 맞물리도록 구성됨 -을 포함한다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 하나 이상의 정렬 특징은 재료의 모놀리식 블록에 일체로 형성된다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트는 하나 이상의 추가 정렬 특징- 각각의 추가 정렬 특징은 광학 상호접속 컴포넌트와 광학 섬유 페룰 컴포넌트의 수동 정렬을 위해 광학 섬유 페룰 컴포넌트의 대응하는 상보적 정렬 특징과 맞물리도록 구성됨 -을 포함한다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 하나 이상의 추가 정렬 특징은 재료의 모놀리식 블록에 일체로 형성된다. 선택적으로, 하나 이상의 추가 정렬 특징은 하나 이상의 정렬 핀 또는 돌출부 또는 하나 이상의 정렬 홀을 포함한다. 정렬 핀들 또는 돌출부들 중 하나 이상은 재료의 모놀리식 블록에 일체로 형성될 수 있다. 정렬 핀들 또는 돌출부들 중 하나 이상은 재료의 모놀리식 블록과는 별도로 형성될 수 있다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트 및 광학 섬유 커넥터 페룰은 분리가능하게 부착되도록 구성된다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트 및 광학 섬유 커넥터 페룰은 플러그가능하도록 또는 접속가능하도록 구성된다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 광학 포트들은 균일한 1D 어레이와 같은 1D 어레이로 배열된다. 선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 광학 포트들은 80 ㎛ 미만의 피치로 균일한 1D 어레이로 배열된다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트는 분산 엘리먼트를 포함하고, 복수의 집적 광학 도파관들은 복수의 주 집적 광학 도파관들 및 부 집적 광학 도파관을 포함하고, 각각의 주 광학 도파관은 광학 포트들 중 대응하는 것으로부터 분산 엘리먼트로 연장되고, 부 광학 도파관은 분산 엘리먼트로부터 연장되고, 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 대응하는 것과 정렬되지만, 그로부터 분리되는 위치에서 끝난다.
선택적으로, 분산 엘리먼트는 복수의 주 집적 광학 도파관들의 상이한 주 집적 광학 도파관들을 통해 복수의 상이한 파장들을 수신하고 복수의 상이한 파장들을 부 집적 광학 도파관에 멀티플렉싱하도록 또는 부 집적 광학 도파관을 통해 복수의 상이한 파장들을 수신하고 복수의 상이한 파장들을 복수의 주 집적 광학 도파관들의 상이한 주 집적 광학 도파관들에 디멀티플렉싱하도록 구성된다.
선택적으로, 분산 엘리먼트는 광학 상호접속 컴포넌트와 일체로 형성된다.
선택적으로, 분산 엘리먼트는 광학 상호접속 컴포넌트의 더 낮은 굴절률 기판 상에 배치되는 더 높은 굴절률 재료의 층에 정의되는 하나 이상의 더 높은 굴절률의 집적 광학 도파관을 포함한다.
선택적으로, 더 높은 굴절률의 집적 광학 도파관들 중 하나 이상은 주 집적 광학 도파관들 중 하나 이상과의 소멸 커플링을 위해 구성되고, 더 높은 굴절률의 집적 광학 도파관들 중 하나 이상은 부 집적 광학 도파관들 중 하나 이상과의 소멸 커플링을 위해 구성된다.
선택적으로, 더 높은 굴절률의 집적 광학 도파관들 중 하나 이상은 주 집적 광학 도파관들 중 하나 이상과 정렬되고, 더 높은 굴절률의 집적 광학 도파관들 중 하나 이상은 부 집적 광학 도파관들 중 하나 이상과 정렬된다.
선택적으로, 분산 엘리먼트는 광학 상호접속 컴포넌트와는 별도로 형성되고 다음으로, 예를 들어, 플립-칩 접합에 의해 광학 상호접속 컴포넌트에 부착된다.
선택적으로, 분산 엘리먼트는 복수의 주 집적 광학 도파관들과 부 집적 광학 도파관 사이에 위치되는 하나 이상의 박막 간섭 필터들과 같은 하나 이상의 벌크 컴포넌트, Echelle 격자, 또는 AWG(arrayed waveguide grating)를 포함한다.
선택적으로, 하나 이상의 광학 섬유는 복수의 광학 섬유들을 포함한다.
선택적으로, 복수의 집적 광학 도파관들의 각각의 집적 광학 도파관은 광학 상호접속 컴포넌트의 패싯에 있는 복수의 광학 포트들을 정의하도록 광학 상호접속 컴포넌트의 패싯으로부터 연장된다.
선택적으로, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트는 복수의 광학 빔 관리 엘리먼트들을 포함하고, 복수의 집적 광학 도파관들의 각각의 집적 광학 도파관의 단부는 광학 상호접속 컴포넌트의 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 대응하는 것과 정렬되지만, 그로부터 분리된다.
선택적으로, 복수의 광학 섬유들은 광학 섬유들의 정규 1D 어레이와 같은 광학 섬유들의 1D 어레이를 포함한다.
선택적으로, 복수의 광학 빔 관리 엘리먼트들은 광학 빔 관리 엘리먼트들의 균일한 1D 어레이와 같은 광학 빔 관리 엘리먼트들의 1D 어레이를 포함한다.
선택적으로, 복수의 광학 섬유들은 광학 섬유들의 스태거형 배열을 포함한다.
선택적으로, 복수의 광학 빔 관리 엘리먼트들은 광학 빔 관리 엘리먼트들의 스태거형 배열을 포함한다.
선택적으로, 복수의 광학 섬유들은 광학 섬유들의 정규 2D 어레이와 같은 광학 섬유들의 2D 어레이를 포함한다.
선택적으로, 복수의 광학 빔 관리 엘리먼트들은 광학 빔 관리 엘리먼트들의 균일한 2D 어레이와 같은 광학 빔 관리 엘리먼트들의 2D 어레이를 포함한다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 형성은 초고속 레이저 또는 펨토초 레이저와 같은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 영역에서 광학 상호접속 컴포넌트의 모놀리식 블록의 재료를 수정하도록 하나 이상의 영역에서 광학 상호접속 컴포넌트의 재료의 모놀리식 블록을 새기는 것을 포함할 수 있다.
선택적으로, 각각의 집적 광학 도파관의 형성은 초고속 레이저 또는 펨토초 레이저와 같은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 집적 광학 도파관 영역에서 모놀리식 블록의 재료를 수정하도록 하나 이상의 집적 광학 도파관 영역에서 재료의 모놀리식 블록을 새기는 것을 포함한다.
선택적으로, 각각의 집적 광학 도파관의 형성은 초고속 레이저 또는 펨토초 레이저와 같은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 집적 광학 도파관 영역에서 모놀리식 블록의 재료의 굴절률을 수정하도록 하나 이상의 집적 광학 도파관 영역에서 재료의 모놀리식 블록을 새기는 것을 포함한다.
선택적으로, 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트의 형성은 초고속 레이저 또는 펨토초 레이저와 같은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 모놀리식 블록의 재료를 수정하도록 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 재료의 모놀리식 블록을 새기는 것을 포함한다.
선택적으로, 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트의 형성은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 모놀리식 블록의 재료의 굴절률을 수정하도록 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 재료의 모놀리식 블록을 새기는 것을 포함한다.
선택적으로, 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트의 형성은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 모놀리식 블록의 재료의 화학적 에칭가능성을 수정하도록 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 재료의 모놀리식 블록을 새기는 것 및, 예를 들어, 화학적 에칭에 의해, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역으로부터 모놀리식 블록의 수정된 재료를 후속하여 제거하는 것을 포함한다.
선택적으로, 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트의 형성은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 모놀리식 블록의 재료를 삭마하도록 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 재료의 모놀리식 블록을 새기는 것을 포함한다.
본 개시내용의 양태에 따르면, 광학 상호접속 컴포넌트와 하나 이상의 광학 섬유 사이에서 광을 전송하기 위한 광학 섬유 커넥터 페룰이 제공되고, 이러한 광학 섬유 커넥터 페룰은,
하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트- 광학 섬유 커넥터 페룰의 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트는 광학 상호접속 컴포넌트의 대응하는 광학 빔 관리 엘리먼트와 정렬되도록 구성됨 -; 및
하나 이상의 광학 섬유 정렬 구조를 포함하고,
각각의 광학 섬유 정렬 구조는 대응하는 광학 섬유와 맞물리도록 구성되어, 대응하는 광학 섬유의 단부는 광학 섬유 커넥터 페룰의 광학 빔 관리 엘리먼트 중 대응하는 것과 정렬되지만, 그로부터 분리된다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰은 유리와 같은 재료의 모놀리식 블록, 예를 들어, 용융 실리카의 모놀리식 블록을 포함하거나 또는 그 안에 형성된다.
선택적으로, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트는 재료의 모놀리식 블록에 형성된다.
선택적으로, 하나 이상의 광학 섬유 정렬 구조는 재료의 모놀리식 블록에 형성된다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰의 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트는 광학 상호접속 컴포넌트의 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트의 공간 구성과 매칭되는 공간 구성을 갖는다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰은 광학 상호접속 컴포넌트와 정렬되도록 구성되어, 광학 상호접속 컴포넌트의 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트와 광학 섬유 커넥터 페룰의 대응하는 광학 빔 관리 엘리먼트 사이의 광의 전송을 위해 광학 섬유 커넥터 페룰의 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트를 광학 상호접속 컴포넌트의 대응하는 광학 빔 관리 엘리먼트와 정렬시킨다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰은 하나 이상의 정렬 특징- 각각의 정렬 특징은 광학 섬유 커넥터 페룰과 광학 상호접속 컴포넌트의 수동 정렬을 위해 광학 상호접속 컴포넌트의 대응하는 상보적 정렬 특징과 맞물리도록 구성됨 -을 포함한다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰의 하나 이상의 정렬 특징은 재료의 모놀리식 블록에 형성된다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰의 하나 이상의 정렬 특징은 하나 이상의 정렬 핀 또는 돌출부 또는 하나 이상의 정렬 홀을 포함한다. 정렬 핀들 또는 돌출부들 중 하나 이상은 재료의 모놀리식 블록에 일체로 형성될 수 있다. 정렬 핀들 또는 돌출부들 중 하나 이상은 재료의 모놀리식 블록과는 별도로 형성될 수 있다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰 및 광학 상호접속 컴포넌트는 분리가능하게 부착되도록 구성된다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰 및 광학 상호접속 컴포넌트는 플러그가능하도록 또는 접속가능하도록 구성된다.
선택적으로, 하나 이상의 광학 섬유는 복수의 광학 섬유들을 포함한다.
선택적으로, 복수의 광학 섬유들은 광학 섬유들의 정규 1D 어레이와 같은 광학 섬유들의 1D 어레이를 포함한다.
선택적으로, 복수의 광학 섬유들은 광학 섬유들의 스태거형 배열을 포함한다.
선택적으로, 복수의 광학 섬유들은 광학 섬유들의 정규 2D 어레이와 같은 광학 섬유들의 2D 어레이를 포함한다.
선택적으로, 각각의 광학 섬유는 복수의 광학 섬유 코어들을 포함하고, 각각의 광학 섬유 정렬 구조는 대응하는 광학 섬유와 맞물리도록 구성되어, 대응하는 광학 섬유의 각각의 광학 섬유 코어의 단부는 광학 섬유 커넥터 페룰의 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 대응하는 것과 정렬되지만, 그로부터 분리된다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰의 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 하나 이상은 광학 빔 시준 엘리먼트 또는 광학 빔 포커싱 엘리먼트를 포함한다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰의 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 하나 이상은 마이크로렌즈를 포함한다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰의 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 하나 이상은 세그먼트형 도파관, 또는 테이퍼형 도파관과 같은 도파관 구조를 포함한다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰의 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 하나 이상은 유리와 같은 재료의 굴절률의 레이저 수정에 의해 만들어지는 GRIN 렌즈 또는 광학 섬유 커넥터 페룰의 재료에 레이저 에칭되는 홀에 GRIN 로드를 삽입하는 것에 의해 만들어지는 GRIN 렌즈와 같은 GRIN(graded index) 렌즈를 포함한다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰의 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 하나 이상은 2D 만곡형 내부 전반사 마이크로미러와 같은 2D 만곡형 마이크로미러를 포함한다.
본 개시내용의 양태에 따르면, 광자 집적 회로와 광학 섬유 커넥터 페룰에 부착되는 하나 이상의 광학 섬유 사이에서 광을 전송하기 위한 광학 상호접속 어셈블리가 제공되고, 이러한 광학 상호접속 어셈블리는,
위에 설명된 바와 같은 광학 상호접속 컴포넌트; 및
위에 설명된 바와 같은 광학 섬유 커넥터 페룰을 포함하고,
광학 상호접속 컴포넌트의 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트는 광학 섬유 커넥터 페룰의 대응하는 광학 빔 관리 엘리먼트와 정렬된다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰의 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트는 광학 상호접속 컴포넌트의 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트의 공간 구성과 매칭되는 공간 구성을 갖는다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰 및 광학 상호접속 컴포넌트는 정렬되어, 광학 상호접속 컴포넌트의 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트와 광학 섬유 커넥터 페룰의 대응하는 광학 빔 관리 엘리먼트 사이의 광의 전송을 위해 광학 섬유 커넥터 페룰의 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트가 광학 상호접속 컴포넌트의 대응하는 광학 빔 관리 엘리먼트와 정렬된다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰 및 광학 상호접속 컴포넌트는 분리가능하게 부착되도록 구성된다.
선택적으로, 광학 섬유 커넥터 페룰 및 광학 상호접속 컴포넌트는 플러그가능하도록 또는 접속가능하도록 구성된다.
선택적으로, 하나 이상의 광학 섬유는 복수의 광학 섬유들을 포함한다.
선택적으로, 복수의 광학 섬유들은 광학 섬유들의 정규 1D 어레이와 같은 광학 섬유들의 1D 어레이를 포함한다.
선택적으로, 복수의 광학 섬유들은 광학 섬유들의 스태거형 배열을 포함한다.
선택적으로, 복수의 광학 섬유들은 광학 섬유들의 정규 2D 어레이와 같은 광학 섬유들의 2D 어레이를 포함한다.
선택적으로, 각각의 광학 섬유는 복수의 광학 섬유 코어들을 포함하고, 각각의 광학 섬유 정렬 구조는 대응하는 광학 섬유와 맞물리도록 구성되어, 대응하는 광학 섬유의 각각의 광학 섬유 코어의 단부는 광학 섬유 커넥터 페룰의 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 대응하는 것과 정렬되지만, 그로부터 분리된다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트 및 광학 섬유 커넥터 페룰은 광학 상호접속 컴포넌트 및 광학 섬유 커넥터 페룰의 수동 정렬을 위한 하나 이상의 상보적 상호-맞물림 정렬 특징을 갖다.
선택적으로, 하나 이상의 상보적 상호-맞물림 정렬 특징은 하나 이상의 정렬 핀 또는 돌출부 및 하나 이상의 상보적 정렬 홀을 포함한다. 정렬 핀들 또는 돌출부들 중 하나 이상은 광학 상호접속 컴포넌트의 재료의 모놀리식 블록에 일체로 형성될 수 있거나 또는 광학 섬유 커넥터 페룰의 재료의 모놀리식 블록에 일체로 형성될 수 있다. 정렬 핀들 또는 돌출부들 중 하나 이상은 광학 상호접속 컴포넌트의 재료의 모놀리식 블록과는 별도로 형성될 수 있고 광학 섬유 커넥터 페룰의 재료의 모놀리식 블록과는 별도로 형성될 수 있다.
본 개시내용의 양태에 따르면, 위에 설명된 바와 같은 광학 상호접속 어셈블리, 광자 집적 회로 및 하나 이상의 광학 섬유를 포함하는 광학 시스템이 제공되고, 광자 집적 회로 및 광학 상호접속 컴포넌트는 부착되고, 예를 들어, 접합되고, 각각의 광학 섬유는 광학 섬유 커넥터 페룰의 대응하는 광학 섬유 정렬 구조에 부착된다, 예를 들어, 접합된다.
선택적으로, 광자 집적 회로는 복수의 집적 광학 도파관들 및 광자 집적 회로의 에지에 형성되는 단차를 포함하고, 단차는 레지 및 패싯을 포함하고, 광자 집적 회로의 각각의 집적 광학 도파관은 광자 집적 회로의 패싯에 있는 대응하는 광학 포트를 정의하도록 광자 집적 회로의 패싯에서 끝난다.
선택적으로, 광자 집적 회로의 패싯은 에칭에 의해 형성된다.
선택적으로, 광자 집적 회로의 레지는 에칭에 의해 형성된다.
선택적으로, 광자 집적 회로는 실리콘을 포함하거나 또는 실리콘으로 형성되고, 예를 들어, 광자 집적 회로는 실리콘 광자 집적 회로이다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 광학 포트들 및 광학 상호접속 컴포넌트의 레지는 광자 집적 회로의 복수의 광학 포트들과 광자 집적 회로의 참조 표면이 분리되는 미리 결정된 거리와 매칭되는 미리 결정된 거리만큼 분리된다. 선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 단차는 광자 집적 회로의 레지가 광학 상호접속 컴포넌트와 맞물리지 않고 광학 상호접속 컴포넌트의 레지와 광자 집적 회로의 참조 표면 사이의 맞물림을 허용하도록 구성된다. 결과적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 레지와 광자 집적 회로의 참조 표면 사이의 맞물림은 1차원으로 광학 상호접속 컴포넌트의 광학 포트들과 광자 집적 회로의 광학 포트들의 정렬을 초래한다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트는 광학 상호접속 컴포넌트의 레지 상에 배치되는 하나 이상의 기준 마커를 포함하고, 하나 이상의 기준 마커 각각은 광학 상호접속 컴포넌트와 광자 집적 회로의 정렬을 위해 광자 집적 회로의 참조 표면 상에 배치되는 하나 이상의 대응하는 기준 마커와 정렬되도록 구성된다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 복수의 광학 포트들 및 광학 상호접속 컴포넌트의 참조 표면은 광자 집적 회로의 복수의 광학 포트들과 광자 집적 회로의 레지가 분리되는 미리 결정된 거리와 매칭되는 미리 결정된 거리만큼 분리된다. 선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 단차는 광학 상호접속 컴포넌트의 레지가 광자 집적 회로와 맞물리지 않고 광학 상호접속 컴포넌트의 참조 표면과 광자 집적 회로의 레지 사이의 맞물림을 허용하도록 구성된다. 결과적으로, 광학 상호접속 컴포넌트의 참조 표면과 광자 집적 회로의 레지 사이의 맞물림은 1차원으로 광학 상호접속 컴포넌트의 광학 포트들과 광자 집적 회로의 광학 포트들의 정렬을 초래한다.
선택적으로, 광학 상호접속 컴포넌트는 광학 상호접속 컴포넌트의 참조 표면 상에 배치되는 하나 이상의 기준 마커를 포함하고, 하나 이상의 기준 마커 각각은 광학 상호접속 컴포넌트와 광자 집적 회로의 정렬을 위해 광자 집적 회로의 레지 상에 배치되는 하나 이상의 대응하는 기준 마커와 정렬되도록 구성된다.
선택적으로, 하나 이상의 광학 섬유는 복수의 광학 섬유들을 포함한다.
선택적으로, 복수의 광학 섬유들은 광학 섬유들의 정규 1D 어레이와 같은 광학 섬유들의 1D 어레이를 포함한다.
선택적으로, 복수의 광학 섬유들은 광학 섬유들의 스태거형 배열을 포함한다.
선택적으로, 복수의 광학 섬유들은 광학 섬유들의 정규 2D 어레이와 같은 광학 섬유들의 2D 어레이를 포함한다.
첨부 도면들을 참조하여 단지 비-제한적인 예의 방식에 의해 광학 상호접속 컴포넌트들, 광학 섬유 커넥터 페룰들, 광학 상호접속 어셈블리들, 및 광학 시스템들이 이제 설명될 것이다.
도 1a는 광자 집적 회로와 제1 광학 섬유 커넥터 페룰에 부착되는 하나 이상의 광학 섬유 사이에서 광을 전송하는 사용에 있어서 제1 광학 상호접속 컴포넌트 및 제1 광학 섬유 커넥터 페룰을 포함하는 제1 광학 상호접속 어셈블리의 개략 측면도이다.
도 1b는 도 1a에 도시되는 광자 집적 회로의 개략 단부도이다.
도 1c는 도 1a의 제1 광학 상호접속 어셈블리의 제1 광학 상호접속 컴포넌트의 개략 사시도이다.
도 2a는 광자 집적 회로와 제2 광학 섬유 커넥터 페룰에 부착되는 하나 이상의 광학 섬유 사이에서 광을 전송하기 위해 제2 광학 상호접속 컴포넌트 및 제2 광학 섬유 커넥터 페룰을 포함하는 제2 광학 상호접속 어셈블리의 개략 측면도이다.
도 2b는 도 2a의 제2 광학 상호접속 어셈블리의 제2 광학 상호접속 컴포넌트의 개략 사시도이다.
도 3은 광자 집적 회로와 제3 광학 섬유 커넥터 페룰에 부착되는 하나 이상의 광학 섬유 사이에서 광을 전송하기 위해 제3 광학 상호접속 컴포넌트 및 제3 광학 섬유 커넥터 페룰을 포함하는 제3 광학 상호접속 어셈블리의 개략 측면도이다.
도 4a는 광자 집적 회로와 제4 광학 섬유 커넥터 페룰에 부착되는 하나 이상의 광학 섬유 사이에서 광을 전송하기 위해 제3 광학 상호접속 컴포넌트 및 제4 광학 섬유 커넥터 페룰을 포함하는 제4 광학 상호접속 어셈블리의 개략 측면도이다.
도 4b는 도 4a의 제4 광학 상호접속 어셈블리의 제4 광학 상호접속 컴포넌트의 개략 평면도이다.
도 5는 광자 집적 회로와 제5 광학 섬유 커넥터 페룰에 부착되는 하나 이상의 광학 섬유 사이에서 광을 전송하기 위해 제5 광학 상호접속 컴포넌트 및 제5 광학 섬유 커넥터 페룰을 포함하는 제5 광학 상호접속 어셈블리의 일부의 개략 측면도이다.
도 6은 제6 광학 상호접속 컴포넌트의 개략 사시도이다.
도 7은 대안적인 광학 섬유 커넥터 페룰의 개략 평면도이다.
먼저 도 1a를 참조하면, 실리콘 광자 집적 회로(4)의 형태의 광자 집적 회로와 복수의 광학 섬유들(6) 사이에서 광을 전송하기 위한 일반적으로 2로 지정되는 제1 광학 상호접속 어셈블리의 개략 측면도가 도시된다. 광학 상호접속 어셈블리(2)는 광학 상호접속 컴포넌트(8) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(10)을 포함한다. 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 광학 상호접속 컴포넌트(8)는 광자 집적 회로(4)에 부착되고, 복수의 광학 섬유들(6)은 광학 섬유 커넥터 페룰(10)에 부착된다.
도 1a 및 도 1b에 도시되는 바와 같이, 광자 집적 회로(4)는 광자 집적 회로(4)의 에지에 형성되는 일반적으로 참조번호 20으로 지정되는 단차를 포함하고, 단차(20)는 레지(22) 및 패싯(24)을 포함한다. 광자 집적 회로(4)는 복수의 집적 광학 도파관들(26)을 추가로 포함하고, 광자 집적 회로(4)의 각각의 집적 광학 도파관(26)은 광자 집적 회로(4)의 패싯(24)에 있는 대응하는 광학 포트(28)를 정의하도록 광자 집적 회로(4)의 패싯(24)에서 끝난다. 복수의 집적 광학 도파관들(26)은 광학 포트들(28)이 균일한 1D 어레이로 배열되도록 구성된다. 광자 집적 회로(4)의 각각의 광학 포트(28)는 광자 집적 회로(4)의 상부 참조 표면(29)으로부터 미리 결정된 거리에서 정의된다. 해당 기술에서의 통상의 기술자는 광자 집적 회로(4)의 레지(22) 및/또는 패싯(24)이 에칭에 의해 형성될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 또한, 광자 집적 회로(4)의 상부 참조 표면(29)은 연마될 수 있다.
도 1a 및 도 1c에 도시되는 바와 같이, 광학 상호접속 컴포넌트(8)는 용융 실리카(9)의 모놀리식 블록의 형태의 재료의 모놀리식 블록에 형성되고, 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 에지에 형성되는 일반적으로 30으로 지정되는 단차를 포함한다. 단차(30)는 레지(32) 및 패싯(34)을 포함하고, 패싯(34)은 광자 집적 회로(4)의 패싯(24)과 맞물리도록 구성된다. 해당 기술에서의 통상의 기술자는 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 레지(32) 및/또는 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 패싯(34)이 용융 실리카(9)의 모놀리식 블록을 에칭하는 것에 의해 형성될 수 있다는 점을 이해할 것이다.
광학 상호접속 컴포넌트(8)는 용융 실리카(9)의 모놀리식 블록에 형성되는 복수의 집적 광학 도파관들(36)을 추가로 포함하고, 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 각각의 집적 광학 도파관(36)은 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 패싯(24)에 있는 대응하는 광학 포트(38)를 정의하도록 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 패싯(34)에서 끝난다. 복수의 집적 광학 도파관들(36)은 광학 포트들(38)이 광자 집적 회로(4)의 광학 포트들(28)의 균일한 1D 어레이의 공간 구성과 매칭되는 공간 구성을 갖는 균일한 1D 어레이로 배열되도록 구성된다. 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 각각의 광학 포트(38)는 광자 집적 회로(4)의 각각의 광학 포트(28)와 광자 집적 회로(4)의 상부 참조 표면(29) 사이의 미리 결정된 거리와 매칭되는 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 레지(32)로부터 미리 결정된 거리에서 정의된다. 해당 기술에서의 통상의 기술자는 광학 상호접속 컴포넌트(8)가 광자 집적 회로(4)의 레지(22)와 맞물리지 않고 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 레지(32)와 광자 집적 회로(4)의 상부 참조 표면(29) 사이의 맞물림을 허용하도록 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 단차(30)가 구성된다는 점을 이해할 것이다. 결과적으로, 광자 집적 회로(4)의 광학 포트들(28) 및 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 광학 포트들(38)의 정렬은, 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 레지(32)가 광자 집적 회로(4)의 상부 참조 표면(29)에 맞물릴 때 Z-방향으로 자동으로 달성된다.
또한, 광학 상호접속 컴포넌트(8) 및 광자 집적 회로(4)는 비전 시스템을 사용하여 X 및 Y로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 광학 상호접속 컴포넌트(8)는 레지(32) 상에 배치되는 하나 이상의 기준 마커(도 1a 내지 도 1c에 도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 광자 집적 회로(4)는 광자 집적 회로(4)의 상부 참조 표면(29) 상에 배치되는 하나 이상의 대응하는 기준 마커(도 1a 내지 도 1c에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 레지(32) 상에 배치되는 하나 이상의 기준 마커 및 광자 집적 회로(4)의 상부 참조 표면(29) 상에 배치되는 하나 이상의 대응하는 기준 마커는 비전 시스템을 사용하여 X 및 Y로 정렬될 수 있다.
대안적으로, 광학 상호접속 컴포넌트(8) 및 광자 집적 회로(4)는 X 및 Y로 광학 상호접속 컴포넌트(8) 및 광자 집적 회로(4)를 정렬하도록 상호-맞물림을 위해 구성되는 하나 이상의 상보적 특징(도 1a 내지 도 1c에 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 상호접속 컴포넌트(8) 및 광자 집적 회로(4) 중 하나는 스탠드-오프, 필러 또는 돌출부를 포함할 수 있고, 광학 상호접속 컴포넌트(8) 및 광자 집적 회로(4) 중 다른 하나는 광학 상호접속 컴포넌트(8) 및 광자 집적 회로(4)를 X 및 Y로 정렬하도록 스탠드-오프, 필러 또는 돌출부를 수용하기 위한 상보적 리세스를 포함할 수 있다.
또한, 도 1a 내지 도 1c에는 도시되지 않더라도, 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 레지(32) 및/또는 패싯(34)은 광학 상호접속 컴포넌트(8)와 광자 집적 회로(4)의 부착을 위한 에폭시와 같은 접착 유체의 흐름을 돕기 위해 내부에 형성되는 하나 이상의 리세스 또는 채널을 갖을 수 있다. 이러한 리세스들 또는 채널들은, 사실상, 광학 상호접속 컴포넌트(8)와 광자 집적 회로(4) 사이의 접합-라인의 두께를 제어하는 것을 도울 수 있고, 그렇게 함으로써 광학 상호접속 컴포넌트(8)와 광자 집적 회로(4) 사이에 더 강건한 부착을 제공한다.
광학 상호접속 컴포넌트(8)는 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 단부 표면(42)에서 용융 실리카(9)의 모놀리식 블록에 형성되는 그리고 균일한 2D 어레이로 배열되는 복수의 마이크로렌즈들(40)의 형태의 복수의 광학 빔 관리 엘리먼트들을 추가로 포함한다. 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 마이크로렌즈들(40) 각각은 복수의 집적 광학 도파관들(36) 중 대응하는 것의 단부(44)와 정렬되지만, 그로부터 분리된다.
광학 상호접속 컴포넌트(8)는 광학 상호접속 컴포넌트(8)와 광학 섬유 커넥터 페룰(10)을 정렬함에 있어서 사용하기 위해 용융 실리카(9)의 모놀리식 블록에 형성되는 한 쌍의 정렬 홀들(46)의 형태의 한 쌍의 정렬 특징들을 또한 포함한다.
도 1a 내지 도 1c의 전술한 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 복수의 집적 광학 도파관들(36)은 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 광학 포트들(38)의 균일한 1D 어레이와 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 단부 표면(42)에 형성되는 마이크로렌즈들(40)의 균일한 2D 어레이 사이에서 광을 라우팅하도록 배열된다.
광학 섬유 커넥터 페룰(10)은 용융 실리카(11)의 모놀리식 블록의 형태의 재료의 모놀리식 블록에 형성되고, 광학 섬유 커넥터 페룰(10)의 단부 표면(52)에 형성되는 그리고 균일한 2D 어레이로 배열되는 복수의 마이크로렌즈들(50)의 형태의 복수의 광학 빔 관리 엘리먼트들을 포함한다. 광학 섬유 커넥터 페룰(10)의 마이크로렌즈들(50)의 2D 어레이의 공간 구성은 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 마이크로렌즈들(40)의 2D 어레이의 공간 구성과 매칭된다.
광학 섬유 커넥터 페룰(10)은 용융 실리카(11)의 모놀리식 블록에 형성되는 광학 섬유 정렬 홀들(60)의 균일한 2D 어레이의 형태의 복수의 광학 섬유 정렬 구조들을 추가로 포함하고, 각각의 광학 섬유 정렬 홀(60)은 대응하는 광학 섬유(6)의 단부 섹션을 수용하도록 구성되어, 대응하는 광학 섬유(6)의 단부(7)가 광학 섬유 커넥터 페룰(10)의 마이크로렌즈들(50) 중 대응하는 것과 정렬되지만, 그로부터 분리된다. 또한, 도 1a에 도시되지 않더라도, 광학 섬유 커넥터 페룰(10)은 대응하는 광학 섬유 정렬 홀(60)에서 각각의 광학 섬유(6)의 부착을 위한 에폭시와 같은 접착 유체의 유동을 돕기 위해 광학 섬유 커넥터 페룰(10)의 표면과 각각의 광학 섬유 정렬 홀(60) 사이에서 연장되는 하나 이상의 통로 또는 채널을 포함한다. 광학 섬유 커넥터 페룰(10)은 용융 실리카(11)의 모놀리식 블록에 형성되는 핀(70)의 형태의 정렬 특징을 추가로 포함하고, 각각의 핀(70)은 광학 상호접속 컴포넌트(8)와 광학 섬유 커넥터 페룰(10)의 수동 정렬을 위해 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 홀들(46) 중 대응하는 것에 수용되도록 구성된다. 구체적으로, 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 정렬 홀들(46)은 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 마이크로렌즈들(40)에 대해 배치되고, 광학 섬유 커넥터 페룰(10)의 핀들(70)은 광학 섬유 커넥터 페룰(10)의 마이크로렌즈들(50)에 대해 배치되어, 광학 섬유 커넥터 페룰(10)의 핀들(70)이 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 정렬 홀들(46)에 삽입될 때 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 마이크로렌즈들(40)과 광학 섬유 커넥터 페룰(10)의 마이크로렌즈들(50)이 수동적으로 정렬되는 것을 보장한다.
사용에 있어서, 광학 섬유 커넥터 페룰(10)의 핀들(70)이 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 정렬 홀들(46)에 삽입될 때, 광학 상호접속 컴포넌트(8) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(10)을 통해 광자 집적 회로(4)의 집적 광학 도파관들(26)과 광학 섬유들(6) 사이에서 광이 전송된다. 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 마이크로렌즈들(40)의 2D 어레이 및 광학 섬유 커넥터 페룰(10)의 마이크로렌즈들(50)의 2D 어레이는 광학 상호접속 컴포넌트(8)와 광학 섬유 커넥터 페룰(10) 사이에 수평으로 전송되는 확장된 시준된 광학 빔들의 2D 어레이를 형성하는 역할을 하고, 그렇게 함으로써 주어진 광학 커플링 효율을 위해 광학 상호접속 컴포넌트(8)와 광학 섬유 커넥터 페룰(10) 사이에 요구되는 정렬 공차를 완화한다.
전술한 설명으로부터, 광학 상호접속 컴포넌트(8) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(10)은 광자 집적 회로(4)의 광학 포트들(28)의 균일한 1D 어레이와 광학 섬유들(6)의 균일한 2D 어레이를 광학적으로 커플링하는 역할을 하고, 그렇게 함으로써 종래 기술의 광학 상호접속들을 사용하여 달성가능한 광학 I/O 밀도들보다 더 높은 밀도의 광학 I/O를 가능하게 한다는 점이 이해될 것이다. 또한, 광학 섬유 커넥터 페룰(10)은 수평 방향으로, 즉, 광자 집적 회로(4)와 광학 상호접속 컴포넌트(8) 사이의 방향에 평행한 방향으로 광학 상호접속 컴포넌트(8)에 플러그가능하거나 또는 접속가능하다. 광학 상호접속 컴포넌트(8) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(10)은 또한 분리가능하게 부착가능할 수 있다. 예를 들어, 도 1a 또는 도 1c에 도시되지 않더라도, 광학 상호접속 컴포넌트(8)는 하나 이상의 노치와 같은 하나 이상의 기계적 특징을 포함할 수 있고, 광학 섬유 커넥터 페룰(10)은 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 하나 이상의 노치에 상보적인 그리고 광학 상호접속 컴포넌트(8)와 광학 섬유 커넥터 페룰(10)을 함께 접속, 래칭 또는 홀딩하기 위해 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 하나 이상의 노치와 맞물리도록 구성되는 하나 이상의 아암, 클립 또는 클램프와 같은 하나 이상의 기계적 특징을 포함할 수 있다.
도 2a를 참조하면, 실리콘 광자 집적 회로(도시되지 않음)의 형태의 광자 집적 회로와 복수의 광학 섬유들(106) 사이에서 광을 전송하기 위해 일반적으로 102로 지정되는 제2 광학 상호접속 어셈블리의 개략 측면도가 도시된다. 광학 상호접속 어셈블리(102)는 광학 상호접속 컴포넌트(108) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(110)을 포함한다. 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 광학 상호접속 컴포넌트(108)는 광자 집적 회로에 부착되도록 구성되고, 복수의 광학 섬유들(106)은 광학 섬유 커넥터 페룰(110)에 부착된다.
도 2a 및 도 2b에 도시되는 바와 같이, 광학 상호접속 컴포넌트(108)는 용융 실리카(109)의 모놀리식 블록의 형태의 재료의 모놀리식 블록에 형성되고, 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 에지에 형성되는 일반적으로 130으로 지정되는 단차를 포함한다. 단차(130)는 레지(132) 및 패싯(134)을 포함하고, 패싯(134)은 광자 집적 회로의 패싯과 맞물리도록 구성된다. 해당 기술에서의 통상의 기술자는 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 레지(132) 및/또는 패싯(134)이 용융 실리카(109)의 모놀리식 블록을 에칭하는 것에 의해 형성될 수 있다는 점을 이해할 것이다.
광학 상호접속 컴포넌트(108)는 용융 실리카(109)의 모놀리식 블록에 형성되는 복수의 집적 광학 도파관들(136)을 추가로 포함하고, 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 각각의 집적 광학 도파관(136)은 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 패싯(124)에 있는 대응하는 광학 포트(138)를 정의하도록 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 패싯(134)에서 끝난다. 복수의 집적 광학 도파관들(136)은 광학 포트들(138)은 광자 집적 회로의 광학 포트들의 균일한 1D 어레이의 공간 구성과 매칭되는 공간 구성을 갖는 균일한 1D 어레이로 배열되도록 구성된다. 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 각각의 광학 포트(138)는 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 레지(132)로부터 미리 결정된 거리에서 정의된다. 해당 기술에서의 통상의 기술자는 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 단차(130)는 광자 집적 회로의 레지가 광학 상호접속 컴포넌트(108)와 맞물리지 않고 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 레지(132)와 광자 집적 회로의 상부 참조 표면 사이의 맞물림을 허용하도록 구성된다는 점을 이해할 것이다. 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 광자 집적 회로(4) 및 상호접속 컴포넌트(8)와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이, 이러한 것은 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 레지(132)가 광자 집적 회로의 상부 참조 표면에 맞물릴 때 Z-방향으로 광자 집적 회로의 복수의 광학 포트들 및 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 광학 포트들(138)의 정렬을 초래할 것이다.
또한, 광학 상호접속 컴포넌트(108) 및 광자 집적 회로는 비전 시스템을 사용하여 X 및 Y로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 광학 상호접속 컴포넌트(108)는 레지(132) 상에 배치되는 하나 이상의 기준 마커(도 2a 및 도 2b에 도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 광자 집적 회로는 광자 집적 회로의 상부 참조 표면 상에 배치되는 하나 이상의 대응하는 기준 마커를 포함할 수 있다. 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 레지(132) 상에 배치되는 하나 이상의 기준 마커 및 광자 집적 회로의 상부 참조 표면 상에 배치되는 하나 이상의 대응하는 기준 마커는 비전 시스템을 사용하여 X 및 Y로 정렬될 수 있다.
대안적으로, 광학 상호접속 컴포넌트(108) 및 광자 집적 회로는 X 및 Y로 광학 상호접속 컴포넌트(108) 및 광자 집적 회로를 정렬하도록 상호-맞물림을 위해 구성되는 하나 이상의 상보적 특징(도 2a 및 도 2b에 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 상호접속 컴포넌트(108) 및 광자 집적 회로 중 하나는 스탠드-오프, 필러 또는 돌출부를 포함할 수 있고, 광학 상호접속 컴포넌트(108) 및 광자 집적 회로 중 다른 하나는 X 및 Y로 광학 상호접속 컴포넌트(108) 및 광자 집적 회로를 정렬하도록 스탠드-오프, 필러 또는 돌출부를 수용하기 위한 상보적 리세스를 포함할 수 있다.
또한, 도 2a 및 도 2b에는 도시되지 않더라도, 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 레지(132) 및/또는 패싯(134)은 광학 상호접속 컴포넌트(108)와 광자 집적 회로의 부착을 위한 에폭시와 같은 접착제 유체의 흐름을 돕기 위해 내부에 형성되는 하나 이상의 리세스 또는 채널을 갖을 수 있다. 이러한 리세스들 또는 채널들은, 사실상, 접합-라인의 두께를 제어하는 것을 도울 수 있고, 그렇게 함으로써 광학 상호접속 컴포넌트(108)와 광자 집적 회로 사이에 더 강건한 부착을 제공한다.
광학 상호접속 컴포넌트(108)는 용융 실리카(109)의 모놀리식 블록에서 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 밑면 상에 형성되는 그리고 스태거형 패턴으로 배열되는 복수의 2D 만곡형 TIR(total internal reflection) 마이크로미러들(140)의 형태의 복수의 광학 빔 관리 엘리먼트들을 추가로 포함한다. 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 2D 만곡형 마이크로미러들(140) 각각은 복수의 집적 광학 도파관들(136) 중 대응하는 것의 단부(144)와 정렬되지만, 그로부터 분리된다.
광학 상호접속 컴포넌트(108)는 광학 상호접속 컴포넌트(108)와 광학 섬유 커넥터 페룰(110)을 정렬함에 있어서 사용하기 위해 용융 실리카의 모놀리식 블록(109)에 형성되는 한 쌍의 정렬 홀들(146)의 형태의 하나 이상의 정렬 특징을 또한 포함한다. 광학 상호접속 컴포넌트(108)는 광학 상호접속 컴포넌트(108)와 광학 섬유 커넥터 페룰(110)을 함께 접속, 래치 또는 홀드하도록 그리고 그렇게 함으로써 광학 상호접속 컴포넌트(108)와 광학 섬유 커넥터 페룰(110)을 분리가능하게 부착하도록 광학 섬유 커넥터 페룰(110)의 하나 이상의 아암, 클립 또는 클램프(도시되지 않음)에 의한 맞물림을 위해 용융 실리카(109)의 모놀리식 블록에 형성되는 한 쌍의 노치들(172)의 형태의 하나 이상의 기계적 특징을 또한 포함한다.
도 2a 및 도 2b의 전술한 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 복수의 집적 광학 도파관들(136)은 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 광학 포트들(138)의 균일한 1D 어레이와 2D 만곡형 마이크로미러들(140)의 스태거형 배열 사이에서 광을 라우팅하도록 배열된다. 구체적으로, 대안적인 집적 광학 도파관들(136)은 2D 만곡형 마이크로미러들(140)의 스태거형 배열의 상이한 컬럼들에서 2D 만곡형 마이크로미러들(140)을 어드레싱하기 위해 Z로 광을 상하로 라우팅함에 있어서 사용된다.
광학 섬유 커넥터 페룰(110)은 용융 실리카(111)의 모놀리식 블록의 형태의 재료의 모놀리식 블록으로 형성되고, 광학 섬유 커넥터 페룰(110)의 상부 표면에 형성되는 그리고 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 2D 만곡형 마이크로미러들(140)의 스태거형 패턴과 매칭되는 스태거형 패턴으로 배열되는 복수의 2D 만곡형 TIR(total internal reflection) 마이크로미러들(150)의 형태의 복수의 광학 빔 관리 엘리먼트들을 포함한다.
광학 섬유 커넥터 페룰(110)은 용융 실리카(111)의 모놀리식 블록에 형성되는 광학 섬유 정렬 홀들(160)의 스태거형 어레이의 형태의 복수의 광학 섬유 정렬 구조들을 추가로 포함하고, 각각의 광학 섬유 정렬 홀(160)은 대응하는 광학 섬유(106)의 단부 섹션을 수용하도록 구성되어, 대응하는 광학 섬유(106)의 단부(107)가 광학 섬유 커넥터 페룰(110)의 2D 만곡형 마이크로미러들(150) 중 대응하는 것과 정렬되지만, 그로부터 분리된다. 또한, 도 2a에 도시되지 않더라도, 광학 섬유 커넥터 페룰(110)은 대응하는 광학 섬유 정렬 홀(160)에서 각각의 광학 섬유(106)의 부착을 위한 에폭시와 같은 접착 유체의 유동을 돕기 위해 광학 섬유 커넥터 페룰(110)의 표면과 각각의 광학 섬유 정렬 홀(160) 사이에서 연장되는 하나 이상의 통로 또는 채널을 포함한다.
광학 섬유 커넥터 페룰(110)은 용융 실리카(111)의 모놀리식 블록에 형성되는 핀(170)을 추가로 포함하고, 각각의 핀(170)은 광학 상호접속 컴포넌트(108)와 광학 섬유 커넥터 페룰(110)의 수동 정렬을 위해 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 홀들(146) 중 대응하는 것에 수용되도록 구성된다. 구체적으로, 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 정렬 홀들(146)은 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 2D 만곡형 마이크로미러들(140)에 대해 배치되고, 광학 섬유 커넥터 페룰(110)의 핀들(170)은 광학 섬유 커넥터 페룰(110)의 2D 만곡형 마이크로미러들(150)에 대해 배치되어, 광학 섬유 커넥터 페룰(110)의 핀들(170)이 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 정렬 홀들(146)에 삽입될 때 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 2D 만곡형 마이크로미러들(140) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(110)의 2D 만곡형 마이크로미러들(150)이 수동적으로 정렬되는 것을 보장한다.
도 2a에 도시되지 않더라도, 광학 섬유 커넥터 페룰(110)은 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 노치들(172)에 상보적인 그리고 광학 상호접속 컴포넌트(108)와 광학 섬유 커넥터 페룰(110)을 분리가능하게 부착하도록 광학 상호접속 컴포넌트(108)와 광학 섬유 커넥터 페룰(110)을 함께 접속, 래치 또는 홀드하도록 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 노치들(172)과 맞물리도록 구성되는 하나 이상의 아암, 클립 또는 클램프(도시되지 않음)와 같은 하나 이상의 기계적 특징을 또한 포함한다는 점이 이해될 것이다.
사용에 있어서, 광학 섬유 커넥터 페룰(110)의 핀들(170)이 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 정렬 홀들(146)에 삽입될 때, 광학 상호접속 컴포넌트(108) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(110)을 통해 광학 섬유들(106)과 광자 집적 회로의 집적 광학 도파관들 사이에서 광이 전송된다. 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 2D 만곡형 마이크로미러들(140)의 스태거형 배열 및 광학 섬유 커넥터 페룰(110)의 2D 만곡형 마이크로미러들(150)의 스태거형 배열은 광학 상호접속 컴포넌트(108)와 광학 섬유 커넥터 페룰(110) 사이에 수직으로 전송되는 확장된 시준된 광학 빔들의 스태거형 배열을 형성하는 역할을 하고, 그렇게 함으로써 주어진 광학 커플링 효율을 위해 광학 상호접속 컴포넌트(108)와 광학 섬유 커넥터 페룰(110) 사이에 요구되는 정렬 공차를 완화한다.
전술한 설명으로부터, 광학 상호접속 컴포넌트(108) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(110)은 광자 집적 회로의 광학 포트들의 균일한 1D 어레이와 광학 섬유들(106)의 스태거형 어레이를 광학적으로 커플링하는 역할을 하고, 그렇게 함으로써 종래 기술의 광학 상호접속들을 사용하여 달성가능한 광학 I/O 밀도들보다 더 높은 밀도의 광학 I/O를 가능하게 한다는 점이 이해될 것이다. 또한, 광학 섬유 커넥터 페룰(110)은 수직 방향으로, 즉 광자 집적 회로와 광학 상호접속 컴포넌트(108) 사이의 방향에 수직인 방향으로 광학 상호접속 컴포넌트(108)에 플러그가능하거나 또는 접속가능하다. 이러한 것은, 광학 섬유 커넥터 페룰(110)과 광학 상호접속 컴포넌트(108)의 플러깅(plugging) 또는 언플러깅(unplugging)이 광자 집적 회로와 광학 상호접속 컴포넌트(108) 사이의 방향에 수직인 힘들을 가할 수 있고, 그렇게 함으로써 광자 집적 회로와 광학 상호접속 컴포넌트(108) 사이의 접합-라인에 더 적은 힘을 가하고, 선택적으로 또한 광자 집적 회로에 더 적은 힘을 가하기 때문에 유리할 수 있다. 또한, 광자 집적 회로는 광학 섬유 커넥터 페룰(110) 및 광학 상호접속 컴포넌트(108)가 플러그되거나 또는 언플러그될 때 광학 상호접속 컴포넌트(108)를 지지하도록 광학 상호접속 컴포넌트(108) 아래에 적어도 부분적으로 연장될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
도 3은 실리콘 광자 집적 회로(도시되지 않음)의 형태의 광자 집적 회로와 도 2a 및 도 2b의 제2 광학 상호접속 어셈블리(102)와 많은 비슷한 특징들을 공유하는 복수의 광학 섬유들(206) 사이에서 광을 전송하기 위해 일반적으로 202로 지정되는 제3 광학 상호접속 어셈블리의 일부의 개략 측면도를 도시하고, 도 3의 제3 광학 상호접속 어셈블리(202)의 특징들은 "100"만큼 증가된 도 2a 및 도 2b의 제2 광학 상호접속 어셈블리(102)의 비슷한 특징들과 동일한 참조 번호들을 갖는다. 광학 상호접속 어셈블리(202)는 광학 상호접속 컴포넌트(208) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(210)을 포함한다. 광학 상호접속 컴포넌트(208)는 용융 실리카(209)의 모놀리식 블록의 형태의 재료의 모놀리식 블록에 형성되고, 광학 상호접속 컴포넌트(208)의 상부 표면에 형성되는 복수의 집적 광학 도파관들(236) 및 복수의 2D 만곡형 마이크로미러들(240)을 포함한다. 복수의 2D 만곡형 마이크로미러들(240)은 도 2b에 도시되는 2D 만곡형 마이크로미러들(140)의 스태거형 패턴과 비슷한 스태거형 패턴으로 배열된다. 광학 상호접속 컴포넌트(208)의 2D 만곡형 마이크로미러들(240) 각각은 대응하는 집적 광학 도파관(236)의 단부(244)와 정렬되지만, 그로부터 분리된다. 광학 섬유 커넥터 페룰(210)은 용융 실리카(211)의 모놀리식 블록의 형태의 재료의 모놀리식 블록에 형성되고, 광학 섬유 커넥터 페룰(210)의 하부 표면에 형성되는 복수의 2D 만곡형 마이크로미러들(250)을 포함한다. 복수의 2D 만곡형 마이크로미러들(250)은 2D 만곡형 마이크로미러들(240)의 스태거 패턴과 매칭되는 스태거 패턴으로 배열된다. 광학 섬유 커넥터 페룰(210)은 용융 실리카(211)의 모놀리식 블록에 형성되는 광학 섬유 정렬 홀들(260)의 스태거형 어레이의 형태의 복수의 광학 섬유 정렬 구조들을 추가로 포함한다. 광학 섬유 커넥터 페룰(210)의 2D 만곡형 마이크로미러들(250) 각각은 대응하는 광학 섬유 정렬 홀(260)에 위치되는 대응하는 광학 섬유(206)의 단부(207)와 정렬되지만, 그로부터 분리된다.
광학 상호접속 컴포넌트(208)는 광학 상호접속 컴포넌트(208)와 광학 섬유 커넥터 페룰(110)을 정렬함에 있어서 사용하기 위해 용융 실리카(209)의 모놀리식 블록에 형성되는 정렬 홀들(246)을 포함한다. 광학 섬유 커넥터 페룰(210)은 광학 상호접속 컴포넌트(208)와 광학 섬유 커넥터 페룰(110)을 정렬함에 있어서 사용하기 위해 용융 실리카(111)의 모놀리식 블록에 형성되는 핀들(270)을 포함한다. 구체적으로, 광학 상호접속 컴포넌트(208)의 정렬 홀들(246)은 광학 상호접속 컴포넌트(208)의 마이크로렌즈들(240)에 대해 배치되고, 광학 섬유 커넥터 페룰(210)의 핀들(270)은 광학 섬유 커넥터 페룰(210)의 마이크로렌즈들(250)에 대해 배치되어, 광학 섬유 커넥터 페룰(210)의 핀들(270)이 광학 상호접속 컴포넌트(208)의 정렬 홀들(246)에 삽입될 때 광학 상호접속 컴포넌트(208)의 마이크로렌즈들(240)과 광학 섬유 커넥터 페룰(210)의 마이크로렌즈들(250)이 수동적으로 정렬되는 것을 보장한다.
사용에 있어서, 광학 섬유 커넥터 페룰(210)의 핀들(270)이 광학 상호접속 컴포넌트(208)의 정렬 홀들(246)에 삽입될 때, 광학 상호접속 컴포넌트(208) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(210)을 통해 광자 집적 회로의 집적 광학 도파관들과 광학 섬유들(206) 사이에서 광이 전송된다. 광학 상호접속 컴포넌트(208)의 마이크로렌즈들(240)의 스태거형 배열 및 광학 섬유 커넥터 페룰(210)의 마이크로렌즈들(250)의 스태거형 배열은 광학 상호접속 컴포넌트(208)와 광학 섬유 커넥터 페룰(210) 사이에 수직으로 전송되는 확장된 시준된 광학 빔들의 스태거형 배열을 형성하는 역할을 하고, 그렇게 함으로써 주어진 광학 커플링 효율을 위해 광학 상호접속 컴포넌트(208)와 광학 섬유 커넥터 페룰(210) 사이에 요구되는 정렬 공차를 완화한다.
다른 양태들에서, 도 3의 제3 광학 상호접속 어셈블리(202)는 도 2a의 제2 광학 상호접속 어셈블리(102)와 유사하다.
도 4a를 참조하면, 실리콘 광자 집적 회로(도시되지 않음)의 형태의 광자 집적 회로와 복수의 광학 섬유들(306) 사이에서 광을 전송하기 위해 일반적으로 302로 지정되는 제4 광학 상호접속 어셈블리의 개략 측면도가 도시된다. 광학 상호접속 어셈블리(302)는 광학 상호접속 컴포넌트(308) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(310)을 포함한다. 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 광학 상호접속 컴포넌트(308)는 광자 집적 회로에 부착되도록 구성되고, 복수의 광학 섬유들(306)은 광학 섬유 커넥터 페룰(310)에 부착된다.
광학 상호접속 컴포넌트(308)는 용융 실리카(309)의 모놀리식 블록의 형태의 재료의 모놀리식 블록에 형성되고, 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 에지에 형성되는 일반적으로 330으로 지정되는 단차를 포함한다. 단차(330)는 레지(332) 및 패싯(334)을 포함하고, 패싯(334)은 광자 집적 회로의 패싯과 맞물리도록 구성된다. 해당 기술에서의 통상의 기술자는 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 레지(332) 및/또는 패싯(334)이 용융 실리카(309)의 모놀리식 블록을 에칭하는 것에 의해 형성될 수 있다는 점을 이해할 것이다.
광학 상호접속 컴포넌트(308)는 용융 실리카(309)의 모놀리식 블록에 형성되는 복수의 집적 광학 도파관들(336)을 추가로 포함하고, 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 각각의 집적 광학 도파관(336)은 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 패싯(324)에 있는 대응하는 광학 포트(338)를 정의하도록 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 패싯(334)에서 끝난다. 복수의 집적 광학 도파관들(336)은 광학 포트들(338)은 광자 집적 회로의 광학 포트들의 균일한 1D 어레이의 공간 구성과 매칭되는 공간 구성을 갖는 균일한 1D 어레이로 배열되도록 구성된다. 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 각각의 광학 포트(338)는 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 레지(332) 아래의 미리 결정된 거리에서 정의된다. 해당 기술에서의 통상의 기술자는 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 단차(330)는 광자 집적 회로의 레지가 광학 상호접속 컴포넌트(308)와 맞물리지 않고 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 레지(332)와 광자 집적 회로의 상부 참조 표면 사이의 맞물림을 허용하도록 구성된다는 점을 이해할 것이다. 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 광자 집적 회로(4) 및 상호접속 컴포넌트(8)와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이, 이러한 것은 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 레지(332)가 광자 집적 회로의 상부 참조 표면에 맞물릴 때 Z-방향으로 광자 집적 회로의 복수의 광학 포트들 및 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 광학 포트들(338)의 정렬을 초래할 것이다.
또한, 광학 상호접속 컴포넌트(308) 및 광자 집적 회로는 비전 시스템을 사용하여 X 및 Y로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 광학 상호접속 컴포넌트(308)는 레지(332) 상에 배치되는 하나 이상의 기준 마커(도 4a 및 도 4b에 도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 광자 집적 회로는 광자 집적 회로의 상부 참조 표면 상에 배치되는 하나 이상의 대응하는 기준 마커를 포함할 수 있다. 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 레지(332) 상에 배치되는 하나 이상의 기준 마커 및 광자 집적 회로의 상부 참조 표면 상에 배치되는 하나 이상의 대응하는 기준 마커는 비전 시스템을 사용하여 X 및 Y로 정렬될 수 있다.
대안적으로, 광학 상호접속 컴포넌트(308) 및 광자 집적 회로는 X 및 Y로 광학 상호접속 컴포넌트(308) 및 광자 집적 회로를 정렬하도록 상호-맞물림을 위해 구성되는 하나 이상의 상보적 특징(도 4a 및 도 4b에 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 상호접속 컴포넌트(308) 및 광자 집적 회로 중 하나는 스탠드-오프, 필러 또는 돌출부를 포함할 수 있고, 광학 상호접속 컴포넌트(308) 및 광자 집적 회로 중 다른 하나는 X 및 Y로 광학 상호접속 컴포넌트(1308) 및 광자 집적 회로를 정렬하도록 스탠드-오프, 필러 또는 돌출부를 수용하기 위한 상보적 리세스를 포함할 수 있다.
또한, 도 4a 및 도 4b에는 도시되지 않더라도, 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 레지(332) 및/또는 패싯(334)은 광학 상호접속 컴포넌트(308)와 광자 집적 회로의 부착을 위한 에폭시와 같은 접착제 유체의 흐름을 돕기 위해 내부에 형성되는 하나 이상의 리세스 또는 채널을 갖을 수 있다. 이러한 리세스들 또는 채널들은, 사실상, 접합-라인의 두께를 제어하는 것을 도울 수 있고, 그렇게 함으로써 광학 상호접속 컴포넌트(308)와 광자 집적 회로 사이에 더 강건한 부착을 제공한다.
광학 상호접속 컴포넌트(308)는 용융 실리카(309)의 모놀리식 블록에서 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 밑면 상에 형성되는 그리고 균일한 2D 어레이로 배열되는 복수의 2D 만곡형 TIR(total internal reflection) 마이크로미러들(340)의 형태의 복수의 광학 빔 관리 엘리먼트들을 추가로 포함한다. 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 2D 만곡형 마이크로미러들(340) 각각은 복수의 집적 광학 도파관들(336) 중 대응하는 것의 단부(344)와 정렬되지만, 그로부터 분리된다.
광학 상호접속 컴포넌트(308)는 광학 상호접속 컴포넌트(308)와 광학 섬유 커넥터 페룰(310)을 정렬함에 있어서 사용하기 위해 용융 실리카의 모놀리식 블록(309)에 형성되는 한 쌍의 정렬 홀들(346)의 형태의 하나 이상의 정렬 특징을 또한 포함한다. 광학 상호접속 컴포넌트(308)는 광학 상호접속 컴포넌트(308)와 광학 섬유 커넥터 페룰(310)을 함께 접속, 래치 또는 홀드하도록 그리고 그렇게 함으로써 광학 상호접속 컴포넌트(308)와 광학 섬유 커넥터 페룰(310)을 분리가능하게 부착하도록 광학 섬유 커넥터 페룰(310)의 하나 이상의 아암, 클립 또는 클램프(도시되지 않음)에 의한 맞물림을 위해 용융 실리카(309)의 모놀리식 블록에 형성되는 한 쌍의 노치들(372)의 형태의 하나 이상의 기계적 특징을 또한 포함한다.
도 4a 및 도 4b의 전술한 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 복수의 집적 광학 도파관들(336)은 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 광학 포트들(338)의 균일한 1D 어레이와 2D 만곡형 마이크로미러들(340)의 균일한 2D 어레이 사이에서 광을 라우팅하도록 배열된다. 구체적으로, 대안적인 집적 광학 도파관들(336)은 2D 만곡형 마이크로미러들(340)의 2D 어레이의 상이한 컬럼들에서 2D 만곡형 마이크로미러들(340)을 어드레싱하기 위해 Z로 광을 상하로 라우팅함에 있어서 사용된다.
광학 섬유 커넥터 페룰(310)은 용융 실리카(311)의 모놀리식 블록의 형태의 재료의 모놀리식 블록에 형성되고, 광학 섬유 커넥터 페룰(310)의 상부 표면에 형성되는 그리고 균일한 2D 어레이로 배열되는 복수의 2D 만곡형 TIR(total internal reflection) 마이크로미러들(350)의 형태의 복수의 광학 빔 관리 엘리먼트들을 포함한다. 광학 섬유 커넥터 페룰(310)의 2D 만곡형 마이크로미러들(350)의 2D 어레이의 공간 구성은 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 2D 만곡형 마이크로미러들(340)의 2D 어레이의 공간 구성과 매칭된다.
광학 섬유 커넥터 페룰(310)은 용융 실리카(311)의 모놀리식 블록에 형성되는 광학 섬유 정렬 홀들(360)의 균일한 2D 어레이의 형태의 복수의 광학 섬유 정렬 구조들을 추가로 포함하고, 각각의 광학 섬유 정렬 홀(360)은 대응하는 광학 섬유(306)의 단부 섹션을 수용하도록 구성되어, 대응하는 광학 섬유(306)의 단부(307)가 광학 섬유 커넥터 페룰(310)의 2D 만곡형 마이크로미러들(350) 중 대응하는 것과 정렬되지만, 그로부터 분리된다. 또한, 도 4a에 도시되지 않더라도, 광학 섬유 커넥터 페룰(310)은 대응하는 광학 섬유 정렬 홀(360)에서 각각의 광학 섬유(306)의 부착을 위한 에폭시와 같은 접착 유체의 유동을 돕기 위해 광학 섬유 커넥터 페룰(310)의 표면과 각각의 광학 섬유 정렬 홀(360) 사이에서 연장되는 하나 이상의 통로 또는 채널을 포함한다.
광학 섬유 커넥터 페룰(310)은 용융 실리카(311)의 모놀리식 블록에 형성되는 핀(370)을 추가로 포함하고, 각각의 핀(370)은 광학 상호접속 컴포넌트(308)와 광학 섬유 커넥터 페룰(310)의 수동 정렬을 위해 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 홀들(346) 중 대응하는 것에 수용되도록 구성된다. 구체적으로, 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 정렬 홀들(346)은 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 2D 만곡형 마이크로미러들(340)에 대해 배치되고, 광학 섬유 커넥터 페룰(310)의 핀들(370)은 광학 섬유 커넥터 페룰(310)의 2D 만곡형 마이크로미러들(350)에 대해 배치되어, 광학 섬유 커넥터 페룰(310)의 핀들(370)이 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 정렬 홀들(346)에 삽입될 때 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 2D 만곡형 마이크로미러들(340) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(310)의 2D 만곡형 마이크로미러들(350)이 수동적으로 정렬되는 것을 보장한다.
도 4a에 도시되지 않더라도, 광학 섬유 커넥터 페룰(310)은 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 노치들(372)에 상보적인 그리고 광학 상호접속 컴포넌트(308)와 광학 섬유 커넥터 페룰(310)을 함께 접속, 래치 또는 홀드하고 그렇게 함으로써 광학 상호접속 컴포넌트(308)와 광학 섬유 커넥터 페룰(310)을 분리가능하게 부착하도록 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 노치들(372)과 맞물리도록 구성되는 하나 이상의 아암, 클립 또는 클램프(도시되지 않음)와 같은 하나 이상의 기계적 특징을 또한 포함한다는 점이 이해될 것이다.
사용에 있어서, 광학 섬유 커넥터 페룰(310)의 핀들(370)이 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 정렬 홀들(346)에 삽입될 때, 광학 상호접속 컴포넌트(308) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(310)을 통해 광학 섬유들(306)과 광자 집적 회로의 집적 광학 도파관들 사이에서 광이 전송된다. 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 2D 만곡형 마이크로미러들(340)의 2D 어레이 및 광학 섬유 커넥터 페룰(310)의 2D 만곡형 마이크로미러들(350)의 2D 어레이는 광학 상호접속 컴포넌트(308)와 광학 섬유 커넥터 페룰(310) 사이에 수직으로 전송되는 확장된 시준된 광학 빔들의 2D 어레이를 형성하는 역할을 하고, 그렇게 함으로써 주어진 광학 커플링 효율을 위해 광학 상호접속 컴포넌트(308)와 광학 섬유 커넥터 페룰(310) 사이에 요구되는 정렬 공차를 완화한다.
전술한 설명으로부터, 광학 상호접속 컴포넌트(308) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(310)은 광자 집적 회로의 광학 포트들의 균일한 1D 어레이와 광학 섬유들(306)의 균일한 2D 어레이를 광학적으로 커플링하는 역할을 하고, 그렇게 함으로써 종래 기술의 광학 상호접속들을 사용하여 달성가능한 광학 I/O 밀도들보다 더 높은 밀도의 광학 I/O를 가능하게 한다는 점이 이해될 것이다. 또한, 광학 섬유 커넥터 페룰(310)은 수직 방향으로, 즉 광자 집적 회로와 광학 상호접속 컴포넌트(308) 사이의 방향에 수직인 방향으로 광학 상호접속 컴포넌트(308)에 플러그가능하거나 또는 접속가능하다. 이러한 것은, 광학 섬유 커넥터 페룰(310)과 광학 상호접속 컴포넌트(308)의 플러깅(plugging) 또는 언플러깅(unplugging)이 광자 집적 회로와 광학 상호접속 컴포넌트(308) 사이의 방향에 수직인 힘들을 가할 수 있고, 그렇게 함으로써 광자 집적 회로와 광학 상호접속 컴포넌트(308) 사이의 접합-라인에 더 적은 힘을 가하고, 선택적으로 또한 광자 집적 회로에 더 적은 힘을 가하기 때문에 유리할 수 있다. 또한, 광자 집적 회로는 광학 섬유 커넥터 페룰(310) 및 광학 상호접속 컴포넌트(308)가 플러그되거나 또는 언플러그될 때 광학 상호접속 컴포넌트(308)를 지지하도록 광학 상호접속 컴포넌트(308) 아래에 적어도 부분적으로 연장될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
도 5는 실리콘 광자 집적 회로(도시되지 않음)의 형태의 광자 집적 회로와 도 4a 및 도 4b의 제4 광학 상호접속 어셈블리(302)와 많은 비슷한 특징들을 공유하는 복수의 광학 섬유들(406) 사이에서 광을 전송하기 위해 일반적으로 402로 지정되는 제5 광학 상호접속 어셈블리의 일부의 개략 측면도를 도시하고, 도 5의 제5 광학 상호접속 어셈블리(402)의 특징들은 "100"만큼 증가된 도 4a 및 도 4b의 제4 광학 상호접속 어셈블리(302)의 비슷한 특징들과 동일한 참조 번호들을 갖는다. 광학 상호접속 어셈블리(402)는 광학 상호접속 컴포넌트(408) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(410)을 포함한다. 광학 상호접속 컴포넌트(408)는 용융 실리카(409)의 모놀리식 블록의 형태의 재료의 모놀리식 블록에 형성되고, 광학 상호접속 컴포넌트(408)의 상부 표면에 형성되는 복수의 집적 광학 도파관들(436) 및 복수의 2D 만곡형 마이크로미러들(440)을 포함한다. 복수의 2D 만곡형 마이크로미러들(440)은 도 4b에 도시되는 2D 만곡형 마이크로미러들(340)의 균일한 2D 어레이와 비슷한 균일한 2D 어레이로 배열된다. 광학 상호접속 컴포넌트(408)의 2D 만곡형 마이크로미러들(440) 각각은 대응하는 집적 광학 도파관(436)의 단부(444)와 정렬되지만, 그로부터 분리된다. 광학 섬유 커넥터 페룰(410)은 용융 실리카(411)의 모놀리식 블록의 형태의 재료의 모놀리식 블록으로 형성되고, 광학 섬유 커넥터 페룰(410)의 하부 표면에 형성되고 2D 만곡형 마이크로미러들(440)의 균일한 2D 어레이와 매칭되는 균일한 2D 어레이로 배열되는 복수의 2D 만곡형 마이크로미러들(450)을 포함한다. 광학 섬유 커넥터 페룰(410)은 광학 섬유 정렬 홀(460)의 균일한 2D 어레이의 형태의 복수의 광학 섬유 정렬 구조들을 추가로 포함한다. 광학 섬유 커넥터 페룰(410)의 2D 만곡형 마이크로미러들(450) 각각은 대응하는 광학 섬유 정렬 홀(460)에 위치되는 대응하는 광학 섬유(406)의 단부(407)와 정렬되지만, 그로부터 분리된다.
광학 상호접속 컴포넌트(408)는 광학 상호접속 컴포넌트(408)와 광학 섬유 커넥터 페룰(410)을 정렬함에 있어서 사용하기 위해 용융 실리카(409)의 모놀리식 블록에 형성되는 정렬 홀들(446)을 포함한다. 광학 섬유 커넥터 페룰(410)은 광학 상호접속 컴포넌트(408)와 광학 섬유 커넥터 페룰(410)을 정렬함에 있어서 사용하기 위해 용융 실리카(411)의 모놀리식 블록에 형성되는 핀들(470)을 포함한다. 구체적으로, 광학 상호접속 컴포넌트(408)의 정렬 홀들(446)은 광학 상호접속 컴포넌트(408)의 마이크로렌즈들(440)에 대해 배치되고, 광학 섬유 커넥터 페룰(410)의 핀들(470)은 광학 섬유 커넥터 페룰(410)의 마이크로렌즈들(450)에 대해 배치되어, 광학 섬유 커넥터 페룰(410)의 핀들(470)이 광학 상호접속 컴포넌트(408)의 정렬 홀들(446)에 삽입될 때 광학 상호접속 컴포넌트(408)의 마이크로렌즈들(440)과 광학 섬유 커넥터 페룰(410)의 마이크로렌즈들(450)이 수동적으로 정렬되는 것을 보장한다.
사용에 있어서, 광학 섬유 커넥터 페룰(410)의 핀들(470)이 광학 상호접속 컴포넌트(408)의 정렬 홀들(446)에 삽입될 때, 광학 상호접속 컴포넌트(408) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(410)을 통해 광자 집적 회로의 집적 광학 도파관들과 광학 섬유들(406) 사이에서 광이 전송된다. 광학 상호접속 컴포넌트(408)의 마이크로렌즈들(440)의 2D 어레이 및 광학 섬유 커넥터 페룰(410)의 마이크로렌즈들(450)의 2D 어레이는 광학 상호접속 컴포넌트(408)와 광학 섬유 커넥터 페룰(410) 사이에 수직으로 전송되는 확장된 시준된 광학 빔들의 2D 어레이를 형성하는 역할을 하고, 그렇게 함으로써 주어진 광학 커플링 효율을 위해 광학 상호접속 컴포넌트(408)와 광학 섬유 커넥터 페룰(410) 사이에 요구되는 정렬 공차를 완화한다.
다른 양태들에서, 도 5의 제5 광학 상호접속 어셈블리(402)는 도 4a의 제4 광학 상호접속 어셈블리(302)와 유사하다.
도 6은 실리콘 광자 집적 회로(도시되지 않음)의 형태의 광자 집적 회로와 광학 섬유 커넥터 페룰(도시되지 않음)에 부착되는 하나 이상의 광학 섬유(도시되지 않음) 사이에서 광을 전송하기 위해 일반적으로 508로 지정되는 파장 멀티플렉싱 또는 파장 디멀티플렉싱 광학 상호접속 컴포넌트를 도시한다. 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508) 및 광학 섬유 커넥터 페룰은 플러그가능하거나 또는 접속가능하다, 즉, 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508) 및 광학 섬유 커넥터 페룰은 분리가능하게 부착되도록 구성된다.
파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508)는 용융 실리카의 모놀리식 블록(509)의 형태의 재료의 모놀리식 블록에 형성되고, 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508)의 에지에 형성되는 일반적으로 530으로 지정되는 단차를 포함한다. 단차(530)는 레지(532) 및 패싯(534)을 포함하고, 패싯(534)은 광자 집적 회로의 패싯과 맞물리도록 구성된다. 해당 기술에서의 통상의 기술자는 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508)의 레지(532) 및/또는 패싯(534)이 용융 실리카(509)의 모놀리식 블록을 에칭하는 것에 의해 형성될 수 있다는 점을 이해할 것이다.
파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508)는 복수의 주 집적 광학 도파관들(536a), 복수의 부 집적 광학 도파관들(536ba), 및 용융 실리카(509)의 모놀리식 블록에 형성되는 AWG 형태의 분산 엘리먼트(580)를 추가로 포함한다.
파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508)의 각각의 주 집적 광학 도파관(536a)은 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508)의 패싯(534)에 있는 대응하는 광학 포트(538)를 정의하도록 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508)의 패싯(534)에서 끝난다. 각각의 주 광학 도파관(536a)은 광학 포트들(538) 중 대응하는 것으로부터 분산 엘리먼트(580)로 연장된다. 복수의 주 집적 광학 도파관들(536a)은 광학 포트들(538)은 광자 집적 회로의 광학 포트들의 균일한 1D 어레이의 공간 구성과 매칭되는 공간 구성을 갖는 균일한 1D 어레이로 배열되도록 구성된다. 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508)의 각각의 광학 포트(538)는 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508)의 레지(532)로부터 미리 결정된 거리에서 정의된다. 해당 기술에서의 통상의 기술자는 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508)의 단차(530)는 광자 집적 회로의 레지가 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508)를 맞물리지 않고 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508)의 레지(532)와 광자 집적 회로의 상부 참조 표면 사이의 맞물림을 허용하도록 구성된다는 점을 이해할 것이다. 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 광자 집적 회로(4) 및 상호접속 컴포넌트(8)와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이, 이러한 것은 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508)의 레지(532)가 광자 집적 회로의 상부 참조 표면에 맞물릴 때 Z-방향으로 광자 집적 회로의 복수의 광학 포트들과 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508)의 광학 포트들(538)의 정렬을 초래할 것이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하여 광자 집적 회로(4) 및 상호접속 컴포넌트(8)와 관련하여 위에 설명된 바와 같이, X 및 Y로의 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508) 및 광자 집적 회로의 정렬은 기준 마커들 및 비전 시스템을 사용하여 달성될 수 있다. 대안적으로, 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508) 및 광자 집적 회로는 X 및 Y로 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508) 및 광자 집적 회로를 정렬하도록 상호-맞물림을 위해 구성되는 하나 이상의 상보적 정렬 특징을 포함할 수 있다.
광학 상호접속 컴포넌트(508)는 용융 실리카의 모놀리식 블록(509)에서 광학 상호접속 컴포넌트(508)의 단부 표면 상에 형성되는 복수의 마이크로렌즈들(540)의 형태의 복수의 광학 빔 관리 엘리먼트들을 추가로 포함한다. 각각의 부 광학 도파관(536b)은 분산 엘리먼트(580)로부터 연장된다. 광학 상호접속 컴포넌트(508)의 마이크로렌즈들(540) 각각은 복수의 부 집적 광학 도파관들(536b) 중 대응하는 것의 단부와 정렬되지만, 그로부터 분리된다.
광학 상호접속 컴포넌트(508)는 광학 상호접속 컴포넌트(508)와 광학 섬유 커넥터 페룰(도시되지 않음)을 정렬함에 있어서 사용하기 위해 용융 실리카의 모놀리식 블록(509)에 형성되는 한 쌍의 정렬 홀들(546)의 형태의 하나 이상의 정렬 특징을 또한 포함한다. 광학 상호접속 컴포넌트(508)는 광학 상호접속 컴포넌트(508)와 광학 섬유 커넥터 페룰을 함께 접속, 래치 또는 홀드하도록 그리고 그렇게 함으로써 광학 상호접속 컴포넌트(508)와 광학 섬유 커넥터 페룰을 분리가능하게 부착하도록 광학 섬유 커넥터 페룰(도시되지 않음)의 하나 이상의 아암, 클립 또는 클램프에 의한 맞물림을 위해 용융 실리카(509)의 모놀리식 블록에 형성되는 한 쌍의 노치들(572)의 형태의 하나 이상의 기계적 특징을 또한 포함한다.
사용에 있어서, 분산 엘리먼트(580)는 상이한 주 집적 광학 도파관들(536a)을 통해 복수의 상이한 파장들을 수신하고 복수의 상이한 파장들을 부 집적 광학 도파관들(536b) 중 하나 이상에 멀티플렉싱하거나, 또는 분산 엘리먼트(580)는 부 집적 광학 도파관들(536b) 중 하나를 통해 복수의 상이한 파장들을 수신하고 복수의 상이한 파장들을 복수의 주 집적 광학 도파관들(536a)의 상이한 주 집적 광학 도파관들(536a)에 디멀티플렉싱한다.
파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508)의 전술한 설명으로부터, 광학 상호접속 컴포넌트(508) 및 광학 섬유 커넥터 페룰(도시되지 않음)은 광자 집적 회로의 균일한 1D 어레이와 하나 이상의 광학 섬유의 광학 포트들을 광학적으로 커플링하는 역할을 하고, 그렇게 함으로써 종래 기술의 광학 상호접속들을 사용하여 달성가능한 광학 I/O 밀도들보다 높은 밀도의 광학 I/O를 가능하게 하는 한편, 광학 파장 mux/demux 기능성을 또한 제공한다는 점이 이해될 것이다. 또한, 광학 섬유 커넥터 페룰은 수평 방향으로, 즉, 광자 집적 회로와 광학 상호접속 컴포넌트(508) 사이의 방향에 평행한 방향으로 광학 상호접속 컴포넌트(508)에 플러그가능하거나 또는 접속가능하다.
다른 면들에서, 도 6의 파장 mux/demux 광학 상호접속 컴포넌트(508)의 구조 및 동작은 도 1a 내지 도 1c의 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 구조 및 동작과 유사하다.
이제 도 7을 참조하면, 광학 상호접속 컴포넌트(도시되지 않음)와 복수의 광학 섬유들(606) 사이에서 광을 전송하기 위해 용융 실리카(611)의 모놀리식 블록의 형태의 재료의 모놀리식 블록에 형성되는 광학 섬유 커넥터 페룰(610)이 도시되고, 각각의 광학 섬유(606)는 복수의 광학 섬유 코어들(606a)을 포함한다. 광학 섬유 커넥터 페룰(610)은 용융 실리카(611)의 모놀리식 블록에 형성되는 복수의 마이크로렌즈들(650)의 형태의 복수의 광학 빔 관리 엘리먼트들을 포함하고, 각각의 마이크로렌즈(650)는 도 1c의 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 대응하는 마이크로렌즈(40)와 정렬되도록 구성된다. 광학 섬유 커넥터 페룰(610)은 용융 실리카(611)의 모놀리식 블록에 형성되는 복수의 홀들(660)의 형태의 복수의 광학 섬유 정렬 구조들을 추가로 포함하고, 각각의 홀(660)은 대응하는 광학 섬유(606)의 단부(607)에 있는 각각의 광학 섬유 코어(606a)가 마이크로렌즈들(650) 중 대응하는 것과 정렬되지만, 그로부터 분리되도록 광학 섬유들(606) 중 대응하는 것의 단부 섹션을 수용하도록 구성된다.
광학 섬유 커넥터 페룰(610)은 광학 섬유 커넥터 페룰(610)의 각각의 마이크로렌즈(650)를 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 대응하는 마이크로렌즈(40)와 정렬시키도록 광학 상호접속 컴포넌트(8)에 접속하도록 구성된다. 광학 섬유 커넥터 페룰(610) 및 광학 상호접속 컴포넌트(8)는 플러그가능하도록 또는 접속가능하도록 구성된다. 광학 섬유 커넥터 페룰(610) 및 광학 상호접속 컴포넌트(8)는 분리가능하게 부착되도록 구성될 수 있다. 광학 상호접속 컴포넌트(8)는 광학 상호접속 컴포넌트(8)와 광학 섬유 커넥터 페룰(610)을 정렬함에 있어서 사용하기 위한 정렬 홀들(46)을 포함한다. 광학 섬유 커넥터 페룰(610)은 광학 상호접속 컴포넌트(8)와 광학 섬유 커넥터 페룰(610)을 정렬함에 있어서 사용하기 위해 용융 실리카(611)의 모놀리식 블록에 형성되는 핀들(670)을 포함한다. 구체적으로, 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 정렬 홀들(46)은 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 마이크로렌즈들(40)에 대해 배치되고, 광학 섬유 커넥터 페룰(610)의 핀들(670)은 광학 섬유 커넥터 페룰(610)의 마이크로렌즈들(650)에 대해 배치되어, 광학 섬유 커넥터 페룰(610)의 핀들(670)이 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 정렬 홀들(46)에 삽입될 때 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 마이크로렌즈들(40)과 광학 섬유 커넥터 페룰(610)의 마이크로렌즈들(650)이 수동적으로 정렬되는 것을 보장한다.
광학 섬유 커넥터 페룰(610)의 전술한 설명으로부터, 광학 섬유 커넥터 페룰(610)은 광자 집적 회로의 광학 포트들의 균일한 1D 어레이와 하나 이상의 광학 섬유를 광학적으로 커플링하기 위해 광학 상호접속 컴포넌트(8)와 함께 사용될 수 있고, 그렇게 함으로써 종래 기술의 광학 상호접속들을 사용하여 달성가능한 광학 I/O 밀도들보다 높은 밀도의 광학 I/O를 가능하게 한다는 점이 이해될 것이다. 또한, 광학 섬유 커넥터 페룰(610)은 수평 방향으로, 즉, 광자 집적 회로와 광학 상호접속 컴포넌트(8) 사이의 방향에 평행한 방향으로 광학 상호접속 컴포넌트(8)에 플러그가능하거나 또는 접속가능하다.
광학 상호접속 컴포넌트(8, 108, 208, 308, 408, 508)의 형성은 초고속 레이저 또는 펨토초 레이저와 같은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 영역에서 광학 상호접속 컴포넌트(8, 108, 208, 308, 408, 508)의 모놀리식 블록의 재료(9, 109, 209, 309, 409, 509)를 수정하도록 하나 이상의 영역에서 광학 상호접속 컴포넌트(8, 108, 208, 308, 408, 508)의 재료의 모놀리식 블록(9, 109, 209, 309, 409, 509)을 새기는 것을 포함할 수 있다.
예를 들어, 각각의 집적 광학 도파관(36, 136, 236, 336, 436, 536a, 536b)의 형성은 초고속 레이저 또는 펨토초 레이저와 같은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 집적 광학 도파관 영역에서 모놀리식 블록의 재료(9, 109, 209, 309, 409, 509)를 수정하도록 하나 이상의 집적 광학 도파관 영역에서 재료의 모놀리식 블록(9, 109, 209, 309, 409, 509)을 새기는 것을 포함할 수 있다.
각각의 광학 빔 관리 엘리먼트(40, 140, 240, 340, 440, 540)의 형성은 초고속 레이저 또는 펨토초 레이저와 같은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 모놀리식 블록의 재료(9, 109, 209, 309, 409, 509)를 수정하도록 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 재료의 모놀리식 블록(9, 109, 209, 309, 409, 509)을 새기는 것을 포함할 수 있다.
각각의 광학 빔 관리 엘리먼트(40, 140, 240, 340, 440, 540)의 형성은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 모놀리식 블록의 재료(9, 109, 209, 309, 409, 509)의 굴절률을 수정하도록 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 재료의 모놀리식 블록(9, 109, 209, 309, 409, 509)을 새기는 것을 포함할 수 있다.
각각의 광학 빔 관리 엘리먼트(40, 140, 240, 340, 440, 540)의 형성은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 모놀리식 블록의 재료(9, 109, 209, 309, 409, 509)의 화학적 에칭가능성을 수정하도록 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 재료의 모놀리식 블록(9, 109, 209, 309, 409, 509)을 새기는 것 및, 예를 들어, 화학적 에칭에 의해, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역으로부터 모놀리식 블록의 수정된 재료(9, 109, 209, 309, 409, 509)를 후속하여 제거하는 것을 포함할 수 있다.
각각의 광학 빔 관리 엘리먼트(40, 140, 240, 340, 440, 540)의 형성은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 모놀리식 블록의 재료(9, 109, 209, 309, 409, 509)를 삭마하도록 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 재료의 모놀리식 블록(9, 109, 209, 309, 409, 509)을 새기는 것을 포함할 수 있다.
해당 기술에서의 통상의 기술자는 첨부된 청구항들에 따라 정의되는 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 위에 설명된 본 개시내용의 실시예들에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 위에 설명된 광학 섬유 커넥터 페룰들(10, 110, 210, 310, 410) 중 많은 것은 광학 섬유들의 균일한 2D 어레이와 함께 사용하기 위해 구성되더라도, 다른 광학 섬유 커넥터 페룰들이 광자 집적 회로(4)의 집적 광학 도파관들의 피치보다 큰 피치로 광학 섬유들의 균일한 1D 어레이와 함께 사용하기 위해 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 광학 섬유 커넥터 페룰의 복수의 빔 관리 엘리먼트들은 각각의 빔 관리 엘리먼트가 광학 섬유들 중 대응하는 것의 단부와 정렬되지만, 그로부터 분리되는 균일한 1D 어레이로 배열될 수 있다. 광학 상호접속 컴포넌트는 광학 섬유 커넥터 페룰의 빔 관리 엘리먼트들의 균일한 1D 어레이와 동일한 피치를 갖는 균일한 1D 어레이로 배열되는 복수의 빔 관리 엘리먼트들을 또한 포함할 수 있다. 또한, 복수의 집적 광학 도파관들은 광학 상호접속 컴포넌트의 복수의 광학 포트들로부터 광학 상호접속 컴포넌트의 빔 관리 엘리먼트들의 균일한 1D 어레이로 팬-아웃할 수 있다.
광학 상호접속 컴포넌트들(8, 108, 308)의 레지들(32, 132, 332)은, 광학 상호접속 컴포넌트들(8, 108, 308)의 광학 포트들(38, 138, 338)의 1D 어레이를 Z로 광자 집적 회로의 광학 포트들의 1D 어레이와 정렬하도록 광학 상호접속 컴포넌트들(8, 108, 308)이 광자 집적 회로의 레지에 맞물리지 않고 광자 집적 회로의 상부 참조 표면에 맞물리는 것으로서 도 1a 내지 도 1c, 도 2a, 도 2b 및 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명된다. 예를 들어, 도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 레지(32)는 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 광학 포트들(38)의 1D 어레이를 Z로 광자 집적 회로(4)의 광학 포트들(28)의 1D 어레이와 정렬하도록 광학 상호접속 컴포넌트(8)가 광자 집적 회로(4)의 레지(22)와 맞물리지 않고 광자 집적 회로(4)의 상부 참조 표면(29)과 맞물리는 것으로서 설명된다. 대안적인 실시예들에서, 광자 집적 회로의 레지는 광학 상호접속 컴포넌트들(8, 108, 308)의 광학 포트들(38, 138, 338)의 1D 어레이를 Z로 광자 집적 회로의 광학 포트들(28)의 1D 어레이와 정렬하도록 광자 집적 회로가 광학 상호접속 컴포넌트의 레지에 맞물리지 않고 광학 상호접속 컴포넌트의 하부 참조 표면에 맞물릴 수 있다. 예를 들어, 도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 광자 집적 회로의 레지(22)는 광학 상호접속 컴포넌트들(8, 108, 308)의 광학 포트들(38, 138, 338)의 1D 어레이를 Z로 광자 집적 회로(4)의 광학 포트들(28)의 1D 어레이와 정렬하도록 광자 집적 회로(4)가 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 레지(32)와 맞물리지 않고 광학 상호접속 컴포넌트(8)의 밑면의 형태의 하부 참조 표면과 맞물릴 수 있다.
일부 실시예들에서, 광자 집적 회로의 패싯은 에칭되기보다는 오히려 다이싱될 수 있다. 예를 들어, 광자 집적 회로(4)의 패싯(24)은 에칭되기보다는 오히려 다이싱될 수 있다. 다른 실시예들에서, 광자 집적 회로는 레지를 갖지 않을 수 있지만, 대신 단지 패싯을 갖을 수 있다.
도 6의 실시예에서, 분산 엘리먼트(580)는 광학 상호접속 컴포넌트(508)의 더 낮은 굴절률 기판 상에 배치되는 더 높은 굴절률 재료의 층에 정의되는 하나 이상의 더 높은 굴절률의 집적 광학 도파관을 포함할 수 있다. 더 높은 굴절률의 집적 광학 도파관들 중 하나 이상은 주 집적 광학 도파관들(536a) 중 하나 이상과의 소멸 커플링을 위해 구성될 수 있고, 더 높은 굴절률의 집적 광학 도파관들 중 하나 이상은 부 집적 광학 도파관들(536b) 중 하나 이상과의 소멸 커플링을 위해 구성될 수 있다. 더 높은 굴절률의 집적 광학 도파관들 중 하나 이상은 주 집적 광학 도파관들(536a) 중 하나 이상과 정렬될 수 있고, 더 높은 굴절률의 집적 광학 도파관들 중 하나 이상은 부 집적 광학 도파관들(536b) 중 하나 이상과 정렬될 수 있다. 분산 엘리먼트가 광학 상호접속 컴포넌트와 일체로 형성되기 보다는 오히려, 분산 엘리먼트는 광학 상호접속 컴포넌트와는 별도로 형성되고 다음으로, 예를 들어, 플립-칩 접합에 의해 광학 상호접속 컴포넌트에 부착될 수 있다. AWG(arrayed waveguide grating)(580)를 포함하는 분산 엘리먼트보다는 오히려, 분산 엘리먼트는 복수의 주 집적 광학 도파관들(536a)과 부 집적 광학 도파관(536b) 중 하나 이상 사이에 위치되는 하나 이상의 박막 간섭 필터와 같은 하나 이상의 벌크 컴포넌트 또는 Echelle 격자를 포함할 수 있다.
마이크로렌즈들(40, 540, 50, 650)과 같은 마이크로렌즈들의 사용에 대한 대안적인 것으로서, 세그먼트형 도파관들 또는 테이퍼형 도파관들과 같은 도파관 구조들을 사용하여 확장된 시준 광학 빔들이 생성될 수 있다. 대안적으로, 확장된 시준된 광학 빔들은 유리와 같은 재료의 굴절률의 레이저 수정에 의해 만들어지는 GRIN 렌즈들 또는 광학 상호접속 컴포넌트(8, 508) 및/또는 광학 섬유 커넥터 페룰(10, 610)에 레이저 에칭되는 홀들에 GRIN 로드들을 삽입하는 것에 의해 만들어지는 GRIN 렌즈들과 같은 GRIN(graded index) 렌즈들을 사용하여 생성될 수 있다.
그 하부측 상에 형성되는 2D 만곡형 TIR 마이크로미러들(140, 340)을 갖는 광학 상호접속 컴포넌트들(108, 308)은 그 상부측 상에 형성되는 2D 만곡형 TIR 마이크로미러들(150, 350)을 갖는 광학 섬유 커넥터 페룰들(110, 310)과 함께 사용하기 위해 설명되더라도, 광학 상호접속 컴포넌트들(108, 308)은 그 하부측 상에 형성되는 2D 만곡형 마이크로미러들(250, 450)을 갖는 광학 섬유 커넥터 페룰들(210, 410)과 함께 사용될 수 있다. 유사하게, 그 상부측 상에 형성되는 2D 만곡형 TIR 마이크로미러들(150, 350)을 갖는 광학 섬유 커넥터 페룰들(110, 310)은 그 하부측 상에 형성되는 2D 만곡형 TIR 마이크로미러들(140, 340)을 갖는 광학 상호접속 컴포넌트들(108, 308)과 함께 사용하기 위해 설명되더라도, 광학 섬유 커넥터 페룰들(110, 310)은 그 상부측 상에 형성되는 2D 만곡형 마이크로미러들(240, 440)을 갖는 광학 상호접속 컴포넌트들(208, 408)과 함께 사용될 수 있다.
본 명세서에 개시되는 또는 예시되는 각각의 특징은 임의의 실시예에, 단독으로, 또는 본 명세서에 개시되는 또는 예시되는 임의의 다른 특징과의 임의의 적절한 조합으로 포함될 수 있다. 특히, 해당 기술에서의 통상의 기술자는 도면들을 참조하여 위에 설명된 본 개시내용의 실시예들의 특징들 중 하나 이상은, 본 개시내용의 실시예들의 다른 특징들 중 하나 이상으로부터 격리되어 사용될 때 효과들을 생성하거나 또는 이점들을 제공할 수 있다는 점, 및 위에 설명된 본 개시내용의 실시예들의 특징들의 구체적인 조합들 이외에 특징들의 상이한 조합들이 가능하다는 점을 이해할 것이다.
숙련자는, 선행하는 설명 및 첨부된 청구항들에서, '위에(above)', '따라(along)', '측(side)' 등과 같은 위치 용어들이, 첨부 도면들에 도시되는 것들과 같은, 개념적 예시들을 참조하여 이루어진다는 점을 이해할 것이다. 이러한 용어들은 참조의 용이함을 위해 사용되지만 제한적인 성질의 것으로 의도되지는 않는다. 따라서, 이러한 용어들은 첨부 도면들에 도시되는 바와 같은 배향에 있을 때 객체를 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시내용의 실시예의 특징과 관련하여 사용될 때 "포함하는 (comprising)"이라는 용어의 사용이 다른 특징들 또는 단계들을 배제하지는 않는다. 본 개시내용의 실시예의 특징과 관련하여 사용될 때 "a" 또는 "an"이라는 용어의 사용은 실시예가 복수의 이러한 특징들을 포함할 수 있는 가능성을 배제하지 않는다.
청구항들에서의 임의의 참조 부호들의 사용이 청구항들의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (25)

  1. 광자 집적 회로와 광학 섬유 커넥터 페룰에 부착되는 하나 이상의 광학 섬유 사이에서 광을 전송함에 있어서 사용하기 위한 광학 상호접속 컴포넌트로서, 상기 광학 상호접속 컴포넌트는,
    상기 광학 상호접속 컴포넌트의 에지에 형성되는 단차- 상기 단차는 레지(ledge) 및 패싯(facet)을 포함함 -;
    상기 광학 상호접속 컴포넌트의 표면에 형성되는 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트; 및
    복수의 집적 광학 도파관들을 포함하고,
    2개 이상의 상기 집적 광학 도파관들 각각은 상기 패싯에 있는 복수의 광학 포트들을 정의하도록 상기 패싯으로부터 연장되고,
    상기 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 각각은 상기 복수의 집적 광학 도파관들 중 대응하는 것의 단부와 정렬되지만, 그로부터 분리되는 광학 상호접속 컴포넌트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광학 상호접속 컴포넌트의 패싯 및/또는 레지는 에칭에 의해 형성되는 광학 상호접속 컴포넌트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광학 포트들은 균일한 1D 어레이와 같은 1D 어레이로 배열되는, 예를 들어, 상기 광학 포트들은 80 ㎛ 미만의 피치로 균일한 1D 어레이로 배열되는 광학 상호접속 컴포넌트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 정렬 특징- 각각의 정렬 특징은 상기 광학 상호접속 컴포넌트와 상기 광자 집적 회로의 수동 정렬을 위해 상기 광자 집적 회로의 대응하는 상보적 정렬 특징과 맞물리도록 구성됨 -, 및/또는
    하나 이상의 추가 정렬 특징- 각각의 추가 정렬 특징은 상기 광학 상호접속 컴포넌트와 상기 광학 섬유 페룰 컴포넌트의 수동 정렬을 위해 상기 광학 섬유 페룰 컴포넌트의 대응하는 상보적 정렬 특징과 맞물리도록 구성됨 -을 포함하는 광학 상호접속 컴포넌트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 집적 광학 도파관들의 각각의 집적 광학 도파관은 상기 광학 상호접속 컴포넌트의 패싯에 있는 복수의 광학 포트들을 정의하도록 상기 광학 상호접속 컴포넌트의 패싯으로부터 연장되고,
    상기 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트는 복수의 광학 빔 관리 엘리먼트들을 포함하고,
    상기 복수의 집적 광학 도파관들의 각각의 집적 광학 도파관의 단부는 상기 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 대응하는 것과 정렬되지만, 그로부터 분리되는 광학 상호접속 컴포넌트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 광학 빔 관리 엘리먼트들은 광학 빔 관리 엘리먼트들의 균일한 1D 어레이와 같은 광학 빔 관리 엘리먼트들의 1D 어레이를 포함하거나;
    상기 복수의 광학 빔 관리 엘리먼트들은 광학 빔 관리 엘리먼트들의 스태거형 배열을 포함하거나; 또는
    상기 복수의 광학 빔 관리 엘리먼트들은 광학 빔 관리 엘리먼트들의 균일한 2D 어레이와 같은 광학 빔 관리 엘리먼트들의 2D 어레이를 포함하는 광학 상호접속 컴포넌트.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 분산 엘리먼트를 포함하고, 상기 복수의 집적 광학 도파관들은 복수의 주 집적 광학 도파관들 및 부 집적 광학 도파관을 포함하고, 각각의 주 광학 도파관은 상기 광학 포트들 중 대응하는 것으로부터 상기 분산 엘리먼트로 연장되고, 상기 부 광학 도파관은 상기 분산 엘리먼트로부터 연장되고, 상기 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 대응하는 것과 정렬되지만, 그로부터 분리되는 위치에서 끝나고,
    상기 분산 엘리먼트는 상기 복수의 주 집적 광학 도파관들의 상이한 주 집적 광학 도파관들을 통해 복수의 상이한 파장들을 수신하고 상기 복수의 상이한 파장들을 상기 부 집적 광학 도파관에 멀티플렉싱하도록 또는 상기 부 집적 광학 도파관을 통해 복수의 상이한 파장들을 수신하고 상기 복수의 상이한 파장들을 상기 복수의 주 집적 광학 도파관들의 상이한 주 집적 광학 도파관들에 디멀티플렉싱하도록 구성되는 광학 상호접속 컴포넌트.
  8. 제7항에 있어서, 상기 분산 엘리먼트는 상기 복수의 주 집적 광학 도파관들과 상기 부 집적 광학 도파관 사이에 위치되는 하나 이상의 박막 간섭 필터들과 같은 하나 이상의 벌크 컴포넌트, Echelle 격자, 또는 AWG(arrayed waveguide grating)를 포함하는 광학 상호접속 컴포넌트.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 하나 이상은,
    광학 빔 시준 엘리먼트 또는 광학 빔 포커싱 엘리먼트;
    마이크로렌즈;
    세그먼트형 도파관 또는 테이퍼형 도파관과 같은 도파관 구조;
    유리와 같은 재료의 굴절률의 레이저 수정에 의해 만들어지는 GRIN 렌즈 또는 상기 광학 상호접속 컴포넌트의 재료에 레이저 에칭되는 홀에 GRIN 로드를 삽입하는 것에 의해 만들어지는 GRIN 렌즈와 같은 GRIN(graded index) 렌즈; 또는
    2D 만곡형 내부 전반사 마이크로미러와 같은 2D 만곡형 마이크로미러를 포함하는 광학 상호접속 컴포넌트.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 상호접속 컴포넌트는 재료의 모놀리식 블록, 예를 들어, 용융 실리카와 같은 유리의 모놀리식 블록을 포함하거나 또는 그로부터 형성되는 광학 상호접속 컴포넌트.
  11. 제10항에 있어서, 각각의 집적 광학 도파관의 형성은 초고속 레이저 또는 펨토초 레이저와 같은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 집적 광학 도파관 영역에서 모놀리식 블록의 재료를 수정하도록, 예를 들어, 하나 이상의 집적 광학 도파관 영역에서 모놀리식 블록의 재료의 굴절률을 수정하도록 하나 이상의 집적 광학 도파관 영역에서 재료의 모놀리식 블록을 새기는 것을 포함하는 광학 상호접속 컴포넌트.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    각각의 광학 빔 관리 엘리먼트의 형성은 초고속 레이저 또는 펨토초 레이저와 같은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 모놀리식 블록의 재료를 수정하도록 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 재료의 모놀리식 블록을 새기는 것을 포함함;
    각각의 광학 빔 관리 엘리먼트의 형성은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 모놀리식 블록의 재료의 굴절률을 수정하도록 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 재료의 모놀리식 블록을 새기는 것을 포함함;
    각각의 광학 빔 관리 엘리먼트의 형성은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 모놀리식 블록의 재료의 화학적 에칭가능성을 수정하도록 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 재료의 모놀리식 블록을 새기는 것 및, 예를 들어, 화학적 에칭에 의해, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역으로부터 모놀리식 블록의 수정된 재료를 후속하여 제거하는 것을 포함함; 및
    각각의 광학 빔 관리 엘리먼트의 형성은 레이저를 사용하여, 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 모놀리식 블록의 재료를 삭마하도록 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트 영역에서 재료의 모놀리식 블록을 새기는 것을 포함함 중 적어도 하나를 포함하는 광학 상호접속 컴포넌트.
  13. 광학 상호접속 컴포넌트와 하나 이상의 광학 섬유 사이에서 광을 전송하기 위한 광학 섬유 커넥터 페룰로서, 상기 광학 섬유 커넥터 페룰은,
    하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트- 상기 광학 섬유 커넥터 페룰의 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트는 상기 광학 상호접속 컴포넌트의 대응하는 광학 빔 관리 엘리먼트와 정렬되도록 구성됨 -; 및
    하나 이상의 광학 섬유 정렬 구조를 포함하고,
    각각의 광학 섬유 정렬 구조는 대응하는 광학 섬유와 맞물리도록 구성되어, 상기 대응하는 광학 섬유의 단부는 상기 광학 섬유 커넥터 페룰의 광학 빔 관리 엘리먼트 중 대응하는 것과 정렬되지만, 그로부터 분리되는 광학 섬유 커넥터 페룰.
  14. 제13항에 있어서, 상기 광학 섬유 커넥터 페룰의 광학 빔 관리 엘리먼트들 중 하나 이상은,
    광학 빔 시준 엘리먼트 또는 광학 빔 포커싱 엘리먼트;
    마이크로렌즈;
    세그먼트형 도파관 또는 테이퍼형 도파관과 같은 도파관 구조;
    유리와 같은 재료의 굴절률의 레이저 수정에 의해 만들어지는 GRIN 렌즈 또는 상기 섬유 커넥터 페룰의 재료에 레이저 에칭되는 홀에 GRIN 로드를 삽입하는 것에 의해 만들어지는 GRIN 렌즈와 같은 GRIN(graded index) 렌즈; 또는
    2D 만곡형 내부 전반사 마이크로미러와 같은 2D 만곡형 마이크로미러를 포함하는 광학 섬유 커넥터 페룰.
  15. 광자 집적 회로와 광학 섬유 커넥터 페룰에 부착되는 하나 이상의 광학 섬유 사이에서 광을 전송하기 위한 광학 상호접속 어셈블리로서, 상기 광학 상호접속 어셈블리는,
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 광학 상호접속 컴포넌트; 및
    제13항 또는 제14항에 따른 광학 섬유 커넥터 페룰을 포함하고,
    상기 광학 상호접속 컴포넌트의 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트는 상기 광학 섬유 커넥터 페룰의 대응하는 광학 빔 관리 엘리먼트와 정렬되는 광학 상호접속 어셈블리.
  16. 제15항에 있어서, 상기 광학 섬유 커넥터 페룰의 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트는 상기 광학 상호접속 컴포넌트의 하나 이상의 광학 빔 관리 엘리먼트의 공간 구성과 매칭되는 공간 구성을 갖고,
    상기 광학 섬유 커넥터 페룰 및 상기 광학 상호접속 컴포넌트는 정렬되어, 상기 광학 상호접속 컴포넌트의 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트와 상기 광학 섬유 커넥터 페룰의 대응하는 광학 빔 관리 엘리먼트 사이의 광의 전송을 위해 상기 광학 섬유 커넥터 페룰의 각각의 광학 빔 관리 엘리먼트가 상기 광학 상호접속 컴포넌트의 대응하는 광학 빔 관리 엘리먼트와 정렬되는 광학 상호접속 어셈블리.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 광학 섬유 커넥터 페룰 및 상기 광학 상호접속 컴포넌트는 분리가능하게 부착되고 및/또는, 상기 광학 섬유 커넥터 페룰 및 상기 광학 상호접속 컴포넌트는 플러그가능하도록 또는 접속가능하도록 구성되는 광학 상호접속 어셈블리.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 상호접속 컴포넌트 및 상기 광학 섬유 커넥터 페룰은 상기 광학 상호접속 컴포넌트 및 상기 광학 섬유 커넥터 페룰의 수동 정렬을 위한 하나 이상의 상보적 상호-맞물림 정렬 특징을 갖는 광학 상호접속 어셈블리.
  19. 광학 시스템으로서, 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 광학 상호접속 어셈블리, 광자 집적 회로, 및 하나 이상의 광학 섬유를 포함하고, 상기 광자 집적 회로 및 상기 광학 상호접속 컴포넌트는 부착되고, 예를 들어, 접합되고, 각각의 광학 섬유는 상기 광학 섬유 커넥터 페룰의 대응하는 광학 섬유 정렬 구조에 부착되는, 예를 들어, 접합되는 광학 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 광자 집적 회로는 복수의 집적 광학 도파관들 및 상기 광자 집적 회로의 에지에 형성되는 단차를 포함하고, 상기 단차는 레지 및 패싯을 포함하고, 상기 광자 집적 회로의 각각의 집적 광학 도파관은 상기 광자 집적 회로의 패싯에 있는 대응하는 광학 포트를 정의하도록 상기 광자 집적 회로의 패싯에서 끝나는 광학 시스템.
  21. 제20항에 있어서, 상기 광학 상호접속 컴포넌트의 광학 포트들 및 상기 광학 상호접속 컴포넌트의 레지는 상기 광자 집적 회로의 복수의 광학 포트들과 상기 광자 집적 회로의 참조 표면이 분리되는 미리 결정된 거리와 매칭되는 미리 결정된 거리만큼 분리되고,
    상기 광학 상호접속 컴포넌트의 단차는 상기 광자 집적 회로의 레지가 상기 광학 상호접속 컴포넌트와 맞물리지 않고 상기 광학 상호접속 컴포넌트의 레지와 상기 광자 집적 회로의 참조 표면 사이의 맞물림을 허용하도록 구성되는 광학 시스템.
  22. 제20항에 있어서, 상기 광학 상호접속 컴포넌트의 복수의 광학 포트들 및 상기 광학 상호접속 컴포넌트의 참조 표면은 상기 광자 집적 회로의 복수의 광학 포트들과 상기 광자 집적 회로의 레지가 분리되는 미리 결정된 거리와 매칭되는 미리 결정된 거리만큼 분리되고,
    상기 광학 상호접속 컴포넌트의 단차는 상기 광학 상호접속 컴포넌트의 레지가 상기 광자 집적 회로와 맞물리지 않고 상기 광학 상호접속 컴포넌트의 참조 표면과 상기 광자 집적 회로의 레지 사이의 맞물림을 허용하도록 구성되는 광학 시스템.
  23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광자 집적 회로의 패싯 및/또는 레지는 에칭에 의해 형성되는 광학 시스템.
  24. 제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광자 집적 회로는 실리콘을 포함하거나 또는 실리콘으로 형성되고, 예를 들어, 상기 광자 집적 회로는 실리콘 광자 집적 회로인 광학 시스템.
  25. 제19항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 광학 섬유는,
    복수의 광학 섬유들;
    광학 섬유들의 정규 1D 어레이와 같은 광학 섬유들의 1D 어레이;
    광학 섬유들의 스태거형 배열; 또는
    광학 섬유들의 정규 2D 어레이와 같은 광학 섬유들의 2D 어레이를 포함하는 광학 시스템.
KR1020237044325A 2021-12-03 2022-12-02 고밀도 광자 집적 회로 광학 에지 커플링 KR20240113706A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB2117490.9A GB2623474A (en) 2021-12-03 2021-12-03 Dense photonic integrated circuit optical edge coupling
GB2117490.9 2021-12-03
PCT/GB2022/053080 WO2023099921A1 (en) 2021-12-03 2022-12-02 Dense photonic integrated circuit optical edge coupling

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240113706A true KR20240113706A (ko) 2024-07-23

Family

ID=79269646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237044325A KR20240113706A (ko) 2021-12-03 2022-12-02 고밀도 광자 집적 회로 광학 에지 커플링

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240329320A1 (ko)
EP (1) EP4441543A1 (ko)
KR (1) KR20240113706A (ko)
CN (1) CN117581135A (ko)
GB (1) GB2623474A (ko)
WO (1) WO2023099921A1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10379293B2 (en) * 2015-10-28 2019-08-13 Kyocera Corporation Optical connector, optical connector system, and active optical cable provided with same
WO2018022319A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 Corning Optical Communications LLC Waveguide connector elements and optical assemblies incorporating the same
US10228520B2 (en) * 2016-08-30 2019-03-12 Corning Optical Communications LLC Fiber-to-waveguide optical interface devices and coupling devices with lenses for photonic systems
US10191216B2 (en) * 2016-08-30 2019-01-29 Corning Optical Communications LLC Fiber-to-waveguide optical interface device and components for photonic systems
US11204466B2 (en) * 2019-11-22 2021-12-21 Corning Research & Development Corporation Optical fiber photonic integrated chip connector interfaces, photonic integrated chip assemblies, and methods of fabricating the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20240329320A1 (en) 2024-10-03
WO2023099921A1 (en) 2023-06-08
EP4441543A1 (en) 2024-10-09
CN117581135A (zh) 2024-02-20
GB2623474A (en) 2024-04-24
GB202117490D0 (en) 2022-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10466433B2 (en) Optical module including silicon photonics chip and coupler chip
US11982848B2 (en) Optical fiber-to-chip interconnection
CN109073842B (zh) 用于将至少一个光纤耦合到至少一个光电子器件的插入器组合件和布置
US9322987B2 (en) Multicore fiber coupler between multicore fibers and optical waveguides
WO2018141274A1 (en) Wavelength-division multiplexing optical assembly with multiple collimator sets
TWI675229B (zh) 包含矽光晶片和耦合器晶片的光學模組
EP1124147A2 (en) Optical coupler with optical connector and cross-connect method
KR20190050769A (ko) 파이버 어레이를 레이저 어레이 또는 광 도파관 어레이에 수동적으로 정렬 및 부착하는 방법 및 시스템
JP6175106B2 (ja) 光信号処理装置
TW201234066A (en) Optical interposer
US20220276452A1 (en) Backside fiber attachment to silicon photonics chip
WO2019201318A1 (en) An optical transposer assembly
TW201307926A (zh) 具共同傾斜表面之光學插入元件
US8821040B2 (en) Interposer
US11256042B2 (en) Waveguide substrates and waveguide substrate assemblies having waveguide routing schemes and methods for fabricating the same
JP2002040284A (ja) 光ファイバアレイ装置およびそれを用いた導波路型多層光波回路モジュール
KR20240113706A (ko) 고밀도 광자 집적 회로 광학 에지 커플링
US20230130045A1 (en) Detachable connector for co-packaged optics
US7177506B2 (en) Method for forming an aligned optical sub-assembly
US20230094780A1 (en) Optical connector for photonic circuits
US20240272368A1 (en) Dense photonic integrated circuit optical coupling
EP3995872A1 (en) Two-stage expanded beam optical coupling
Palen Optical coupling to monolithic integrated photonic circuits
US20220404566A1 (en) Optical fiber-to-chip interconnection
US20150212267A1 (en) Optical Assembly