TW521162B - Method and apparatus for aligning a waveguide to a device - Google Patents

Description

521162 案號 90100518 曰 修正 五、發明說明（1) 以前申請之參考 本申請係於2 0 0 0，1，3 1以專利申請號碼0 9 / 4 9 4，4 5 7於 美國提出。 明範圍 本發明關於光學裝置，特別關於耦合光學裝置。 發明背景

光纖用途除供影像傳輸外，尚有許多用途。特別在資料 傳輸，所用之積體電路之量將甚大，一問題是將光纖源與 積體電路上之偵測器對準所需之時間。資料傳輸可能有大 量雜音，資料亦能由於距離及多干擾源而被退化。因此重 要的是有儘量之信號，此情況為儘量多之光供應至偵測 器，為使偵測器收到之光最佳化，需要精密調整裝備。校 正問題不僅需使其以偵測器為中心，尚有角度尺寸問題。 光纖之中心點必須為偵測器之中心點，但有一角度，其可 能使光無法供應至偵測器。 校正已最佳後，尚有一問題，即結構必須固定於定位。 在施加黏劑程序中，其可能附著在與偵測器對齊之位置中 之光纖，因此可能失去部份對齊。在黏著期間，含偵測器 之積體電路可能與光纖材料相對移動。因此有必要有一改 進之技術，以對齊光纖材料，其作用如一波導，使傳輸之 光經波導輸至偵測器。

圖式簡略說明 圖1為本發明較佳實施例之用以對齊一波導至一器具之 裝置之佈局及剖面圖。

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^____案號 90100518 五、發明說明（2) 圖2為圖1裝置之一部份立體圖。 詳細說明 圖1所示為裝置10，用以將波導12與器具14對齊。裝置 中包括控制電路16及傳輸材料1 8及探針20。波導12包'含光 纖核心22，由光纖包層24所包圍，該包層再由導電環^ 極環26包。波導12有一耦合端面對器具14，用以耦^至另 —光纖器具，如另一波導，一光偵測器或光放射器:器具 1 4包含一電極環2 8，其為導電環，一偵測器3 0，及一 ^ ^ 接觸線3 2。電極環2 8將偵測器3 0包圍。偵測器3 〇用以债測 來自波導1 2之耦合端之光信號。金屬接觸線3 2係沿器具^ 之頂部表面，並與電極環28作實際及電接觸。控制^ &16 利用探針3 6及2 0使電極環2 6及2 8作實際與電接觸。此产 下’债測器3 0在器具1 4之頂部表面有一耦合端。在理:_ 形下，光纖核心2 2完全與偵測器3 0對齊。實際上，奚== 圖1所示為一種情況，其中光纖核心22未完全與 γ = ί 1傳ί材料18為液晶聚合體。液晶聚合體之、一例為 射之一重要特性 間分布。波導與器具14相距甚近。傳輸 溫产以二之l f器具14之間。傳輸材料18以其玻璃過渡 ί ί Μ θ 又施加。接著，控制電路1 6在電極環26及電

間〜加—電壓I。此電壓差最好在1G V及100 V

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五、發明說明（3) 之間。例如 環28上。當 輪材料1 8之 料1 8之溫度 移除，故已 在電極環 過渡溫度以 材料1 8區域 齊，並降低 折射率圍繞 光纖核心2 2 乎直接傳播 因此為光所 徑。如傳輸 直接在器具 偵測器30。 場形成之較 極環2 6及電 路徑有一較 3 〇。在光纖 折射率之隧 圍。改變折 通過光纖核 以箭頭顯示 測器30。在 可加 差加 冷卻 其玻 差加 極環 度期 射率 垂直 心2 2 光波 器30 路徑 具有 面上 路徑 率之 間施 射率 及偵 改變 材料 繼續 路徑 ，50 V 此電壓 溫度被 冷卻至 無電壓 26及電 下之溫 中之折 與電場 光纖核 載負之 至偵測 採取之 材料1 8 1 4之表 此最直 低折射 極環2 8 南之折 核心2 2 道，由 射率之 心22時 此波導 電極 在電極 在電極 至其玻 璃過渡 在電極 28之間 間施加 ，該材 之折射 及偵測 自光纖 。光纖 ，即使 同性折 傳播， 事實上 電場所 加電壓 ，致光 測器3 0 之折射 提供一 為一直 造成之 環2 6， 環2 6及 璃過渡 溫度之 環2 6及 在傳輸 電壓差 料在電 率。在 器30間 核心2 2 核心2 2 其並非 射率， 而有一 被阻隔 導引而 差所致 應採取 間之路 率之材 角度之 線，光 光路徑 〇 V (地）可加 電極環28之間 溫度之下。在 下後，控制電 電極環2 8之間 材料1 8冷卻至 之效應為增加 極環2 6與電極 所造成之各向 之直接路徑中 逸出’並被 '彎 及偵測器3 0間 至器具1 4之最 自光纖核心2 2 大部份光未能 ，或至少被選 偏移，該電場 。因為至偵測 之路徑為至偵 徑事實上為一 料所形成之波 較低折射率， 則撞擊其上。 ’自光纖核心 在電槌 時，偯 傳輪枒 路可被 〇 其破璃 在傳輸 環2 8對 異性之 將造成 曲而幾 之路徑 直路 之光將 傳播至 擇性電 係在電 器30之 測器 相當高 導所包 如其在 圖1中 22至偵

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I 案號90100518 夕。年月f曰 修正 · 五、發明說明（4) · 環2 6及電極環2 8間產生之電場如圖1之虛線所示，將電極 ^ 26及電極28連接。 - 在其玻璃轉換溫度以上之液晶聚合體，將在所加電場方 向自行對齊，在此方向，其增加其折射率，在與其垂直方 向，降低其折射率。此處所示之偵測器3 0之合成結構與光 纖核心2 2未對齊，但仍有大部份先通過光纖核心2 2傳播至 偵測器3 0。因此，為傳輸材料之一優點，該材料並無波導 自先光纖核心2 2與偵測器3 0對齊。 圖2顯示波導1 2之立體圖，尚含光纖核心2 2，光纖包層 2 4及電極環2 6。此種顯示可使波導1 2有更清晰及易於瞭 解。 ⑩ 另一相似方法可以使用，其中之光器具為一光源，而非 一偵測器如偵測器3 0。積體電路如器具1 4，可產生光信 號，以具較低折射率區域圍繞光纖核心與光源間之路徑， 其可被導引至光纖中心。同理，可用以耦合二波導於一 起。同時，由於電極環僅在折射率最初形成時需要，電極 環可以移除。當一光學器具在積體電路中時可能不實際， 但以波導1 2之波導而言則甚實際。 另一可能性為利用一種材料，其折射率可施加電場加以 改變，但此種電場之施加不會永久改變折射率。在此情況 下，在包圍光纖核心之電極環與包圍偵測器或光源之電極 環之間，必須持續施加電壓差。另一種可用之材料為UV材讀, 料，其折射率在由紫外光激勵時，可由施加電場而變化。 另一種材料型式為熱固性聚合體，在空間分佈設定後，

O:\68\68631.ptc 第8頁 521162 _案號90100518 ,夕0年，0月 K_ 修正_ 五、發明說明（5) 其可提供不易改變之折射率之空間分佈。當圍繞光徑之折 射率設定為較光徑之折射率為低時，將材料進一步加熱將 導致化學反應，其無法改變，除非施加較用以設定折射率 之空間分佈為高之溫度。因而可提供折射率之空間分佈改 變之高度抵抗。 圖式主要元件符號說明 10 裝 置 12 波 導 14 器 具 16 控 制 電 路 18 傳 輸 材 料 20 探 針 22 光 纖 核 心 24 光 纖 包 層 26 電 極 環 28 電 極 環 30 偵 測 器 32 金 屬 接 觸線 36 探 針

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Claims (1)

1. 521162 _案號 90100518 少/年夕月r多曰__ 六、申請專利範圍 1. 一種用於對準一第一光學器具至一第二光學器具之裝 置，包含： 該第一光學器具具有第一搞合端及圍繞該搞合端之第 一導電環； 該第二光學器具具有第二耦合端及圍繞該第二耦合端 之第二導電環； 一位於第一及第二搞合端之間的傳輸材料，及 其中之傳輸材料之折射率隨加在其上之電場而變化。

   2 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中第一光學器具及 第二光學器具為波導。 3 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中： 自第一光學器具傳輸至第二光學器具之光為在第一方 向； 自第一光學器具通過至第二光學器具之光追隨第一路 徑通過傳輸材料；及 傳輸材料在圍繞第一路徑及在第一方向，降低折射 率，以響應一施力？於該第一導電環之第一電壓及一施加於 該第二導電環之第二電壓。 4. 一種用以耦合第一光學器具之第一耦合端至第二光學 器具之第二耦合端之方法，包含下列步驟：

   以第一電壓圍繞第一耦合端； 以第二電壓圍繞第二耦合端，該電壓與第一電壓不 同；及 在第一及第二耦合端之間構成一傳輸材料，其傳輸材

   O:\68\68631-910924.ptc 第11頁 521162 案號 90100518 年f月」〆曰 修正 變 改 而 場 lEittD ^s 加 所 隨 圍率 说射 專折 請I 申之 、枓 中 其 法 方 之 項， 0纖 第光 圍為 範具 利器 與子 主月乞 言 Jy 申一 如第 5 器 測 偵 學 光 為 具 器 學 光二 第 第。第 圍導圍 範波範 利為利 專呈(專 主月口y 口主月 古口 口y口=σ 如光如 6 一一 7· 第 法 方 之 項 法 方 之 項 第 第 中 中 其 其 及 具 器 學 光 為 具 器 學 光 中 其 法 方 Ο 、之 原b項 光4 為第 具圍 器範 學利 光專 二請 第申 α ，士 纖8 光 方一 第 在 為 光 之 具 器 學 光二 第 至 輸 傳 具 器 學 光 1 第 向 第 隨 追 光 之 具 器 學 光二 第 至 過 通 具及 器； 學料 光材 一輸 第傳 自過 通 徑 第。 在壓 及電 徑二 路第 一及丨 第壓第 繞電圍 圍一範 在第利 料應專 材響請 輸以申 傳率如 射9 折 法 方 之 項 之 低 降 1 有 向 方 電 二 第 及一 第 將 含 尚 加 增 之 率 射 折 中 其 法 方 之 項 9 第 圍 範 利 專 請 中 ο 除如 移Q 壓 持方將 保之， 能g前 仍P壓 ，1電 後圍工 壓I第 電彳及I - 二專 及申除 一 〇移 第，在 除11 移 含 包 尚 法 玻 於 大 至 熱 加 料 材 輸 傳 傳 卻 冷 前 壓 電二 第 及 1 第 除 移 在 後 熱 及加 •，料 度材 显輸 、、"43« 渡傳 過 璃 度 溫 渡 過色 ί 璃J 玻 於 低 至 料 材 輸 專 請 申 如 第 圍 含 尚 法 方 之 項

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   O:\68\68631-910924.ptc 第12頁 521162 _案號90100518 年/月，《曰 修正_ 六、申請專利範圍 在移除第一及第二電壓前，施加紫外光至傳輸材料； 施加紫外光後，在移除第一及第二電壓前，停止施加 紫外光，以在傳輸材料中開始一化學反應。

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