TWI647496B - 彈性玻璃光波導結構 - Google Patents

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Abstract

一種光波導裝置包括一彈性玻璃光波導結構，該彈性玻璃光波導結構包括一彈性玻璃基板，該彈性玻璃基板具有不大於大約0.3mm的一厚度。該彈性玻璃基板具有至少一波導特徵，該至少一波導特徵傳送光學信號通過該彈性玻璃基板。該至少一波導特徵係由形成該彈性玻璃基板的玻璃材料形成。一電性裝置位於該彈性玻璃基板的一表面上。

Description

彈性玻璃光波導結構 【相關申請案之交互參照】
本申請案在專利法之下主張美國先行申請案序號第61/894139號的優先權利益，其申請於2013年10月22日，本文仰賴其內容並且在本文以引用之方式將其全部併入。
本揭示案係關於光波導，且更具體地，係關於彈性玻璃光波導結構以及形成自彈性玻璃光波導結構的裝置。
隨著微處理器的性能持續提高，用於資料流至與自處理器的電性互連會漸漸變成整個系統性能的瓶頸。利用光學互連來取代電性互連可以提供更高的頻帶寬度長度乘積與更高的密度。
彈性光波導互連可提供光學互連技術的重要元件，用於光學連接的中介系統(例如，板對板或晶片對晶片的互連)。聚合體類型的彈性光波導互連已被提出作為短距離互連。但是，聚合體可能不適於高溫處理。因此，仍然需要彈性波導與裝置，用於光學互連的應用。
用以改良光波導互連的一種技術係提供一種彈性玻璃光波導。該彈性玻璃光波導包括一基板，該基板由具有不大於大約0.3mm的一厚度之一超薄彈性玻璃形成，該基板也可支援適於印刷電路板(PCB)處理的較高溫度(例如，大於250℃)。
額外的特徵與優點將在下面的詳細說明中提出，且本領域中熟習技藝者從說明書將可輕易得知部分的特徵與優點，或者藉由實行所寫的說明書與所附圖式中的範例揭示而識別出部分的特徵與優點。可瞭解到，前述的一般說明與下面的詳細說明兩者僅為揭示案的範例，且打算提供概要或架構來瞭解揭示案的本質與特徵，如同揭示案主張的。
所附圖式係被包括來提供揭示案的原理的進一步瞭解，並且被併入於且構成本說明書的一部分。該等圖式例示一或更多個實施例，且該等圖式與該說明書一起用來解釋揭示案的原理與操作(藉由範例之方式)。可瞭解到，本說明書中與圖式中揭示的揭示案的各種特徵可用任何組合與全部組合的方式來使用。藉由非限制性範例的範例，揭示案的各種特徵可根據下述態樣而彼此結合。
根據一第一態樣，一種光波導裝置包括：一彈性玻璃光波導結構，該彈性玻璃光波導結構包括一彈性玻璃基板，該彈性玻璃基板具有不大於大約0.3mm的一厚度，該彈性玻璃基板具有至少一波導特徵，該至少一波導特徵傳送光學信號通過該彈性玻璃基板，該至少一波導 特徵係由形成該彈性玻璃基板的玻璃材料形成；及一電性裝置，該電性裝置位於該彈性玻璃基板的一表面上。
根據一第二態樣，提供態樣1的該光波導裝置，其中一中間基板將該電性裝置連接至該彈性玻璃基板的該表面。
根據一第三態樣，提供態樣1的該光波導裝置，其中該電性裝置直接形成於該彈性玻璃基板的該表面上。
根據一第四態樣，提供態樣1-3的任一態樣的該光波導裝置，其中該電性裝置係一第一裝置，該光波導裝置進一步包括一第二裝置係位於該彈性玻璃基板的該表面上。
根據一第五態樣，提供態樣4的該光波導裝置，其中該第二裝置係一光學裝置，該光波導裝置包括一電性連接係由該彈性玻璃光波導結構承載，該電性連接係傳送電信號於該第一與第二裝置之間。
根據一第六態樣，提供態樣1-5的任一態樣的該光波導裝置，其中該電性裝置係一第一裝置，該光波導裝置進一步包括一第二裝置係位於該彈性玻璃基板的一相對表面上。
根據一第七態樣，提供態樣6的該光波導裝置，其中該第二裝置係一光學裝置，該光波導裝置包括一電性連接係由該彈性玻璃光波導結構承載，該電性連接係傳送電信號於該第一與第二裝置之間。
根據一第八態樣，提供態樣7的該光波導裝置，其 中該電性連接係延伸通過該彈性玻璃基板。
根據一第九態樣，提供態樣1-8的任一態樣的該光波導裝置，其中該至少一波導特徵係至少部分由該彈性玻璃基板的周圍玻璃材料所圍繞。
根據一第十態樣，提供態樣1-9的任一態樣的該光波導裝置，包括多個波導特徵，該等多個波導特徵傳送光學信號通過該彈性玻璃基板。
根據一第十一態樣，提供態樣1-10的任一態樣的該光波導裝置，其中該至少一波導特徵係至少部分埋於該彈性玻璃基板內。
根據一第十二態樣，提供態樣11的該光波導裝置，其中該彈性玻璃基板具有相對的寬表面，該至少一波導特徵係相交於該等寬表面的至少一者。
根據一第十三態樣，提供態樣11的該光波導裝置，其中該至少一波導特徵係埋於該彈性玻璃基板內，使得該至少一波導特徵的至少一部分係間隔於該等兩個寬表面。
根據一第十四態樣，提供態樣1-13的任一態樣的該光波導裝置，進一步包括一聚合體層，該聚合體層塗覆該彈性玻璃基板的一寬表面。
根據一第十五態樣，提供態樣1-14的任一態樣的該光波導裝置，其中該至少一波導特徵具有不大於大約100μm的一寬度。
根據一第十六態樣，一種裝置組件包括：一基板； 一第一裝置，該第一裝置連接至該基板，其中該第一裝置係一電性裝置；一第二裝置，該第二裝置連接至該基板；及一彈性玻璃光波導結構，該彈性玻璃光波導結構光學地連接該第一與第二裝置，該彈性玻璃光波導結構包括一彈性玻璃基板，該彈性玻璃基板具有不大於大約0.3mm的一厚度，該彈性玻璃基板具有至少一波導特徵，該至少一波導特徵傳送光學信號通過該第一與第二光學裝置之間的該彈性玻璃基板，該至少一波導特徵係由形成該彈性玻璃基板的玻璃材料形成。
根據一第十七態樣，提供態樣16的該裝置組件，其中該第一裝置位於該基板的一寬表面上，且該第二裝置位於該基板的一相對表面上。
根據一第十八態樣，提供態樣16或17的該裝置組件，其中該基板具有一開孔係延伸通過該基板的一厚度，該彈性玻璃光波導結構延伸通過該開孔。
根據一第十九態樣，提供態樣16-18的任一態樣的該裝置組件，其中該彈性玻璃光波導結構具有一部分係延伸接觸於該基板。
根據一第二十態樣，提供態樣16-19的任一態樣的該光學結構，其中該彈性玻璃光波導結構具有一部分係間隔於該基板。
根據一第二十一態樣，提供態樣16-20的任一態樣的該光學結構，其中該第二裝置係一光學裝置。
根據一第二十二態樣，提供態樣16-21的任一態樣的該光學結構，其中該基板係由多個層形成，該彈性玻璃光波導結構至少部分延伸於該基板的該等多個層之間。
根據一第二十三態樣，一種光波導裝置包括：一彈性玻璃光波導結構，該彈性玻璃光波導結構包括一彈性玻璃基板，該彈性玻璃基板具有不大於大約0.3mm的一厚度，該彈性玻璃基板具有至少一波導特徵，該至少一波導特徵傳送光學信號通過該彈性玻璃基板，該至少一波導特徵係由形成該彈性玻璃基板的玻璃材料形成；及一電性裝置及/或一光學裝置，該電性裝置及/或該光學裝置係至少部分埋於該彈性玻璃基板內。
根據一第二十四態樣，提供態樣23的該光波導裝置，其中該電性及/或光學裝置係一第一裝置，該電性及/或光學裝置包括由該彈性玻璃基板承載的一第二裝置。
根據一第二十五態樣，提供態樣24的該光波導裝置，包括由該彈性玻璃光波導結構承載的一電性連接，該電性連接係傳送電信號於該第一與第二裝置之間。
10‧‧‧彈性玻璃光波導結構
12‧‧‧彈性玻璃基板
14‧‧‧陣列
16‧‧‧波導特徵
102、106‧‧‧步驟
104‧‧‧彈性玻璃基板
108‧‧‧波導形成站
110‧‧‧波導特徵
112‧‧‧表面
114‧‧‧波導特徵
116‧‧‧表面
120‧‧‧來源
122‧‧‧下拉玻璃形成設備
124‧‧‧形成楔形物
126‧‧‧槽
128、130‧‧‧側
132‧‧‧根部
136‧‧‧方向
138‧‧‧向下區
144、146‧‧‧光波導裝置
148‧‧‧電性裝置
149、151‧‧‧彈性玻璃光波導結構
150‧‧‧光學裝置
152‧‧‧光電裝置
154、158‧‧‧表面
160‧‧‧彈性玻璃基板
161‧‧‧光波導裝置
162‧‧‧彈性玻璃基板
163‧‧‧彈性玻璃光波導結構
164‧‧‧彈性玻璃基板
166‧‧‧表面
167‧‧‧虛線
168‧‧‧波導特徵
170、172‧‧‧波導部
174‧‧‧中間基板
180‧‧‧光波導裝置
182‧‧‧彈性玻璃光波導結構
184‧‧‧彈性玻璃基板
186‧‧‧波導特徵
188、190‧‧‧裝置
192、194‧‧‧表面
196‧‧‧電性互連
200‧‧‧通孔
202‧‧‧光束
204‧‧‧裝置
210‧‧‧裝置組件
212、214‧‧‧裝置
216‧‧‧基板
218‧‧‧光學連接器
220‧‧‧彈性玻璃光波導結構
224‧‧‧表面
226‧‧‧彈性玻璃光波導結構
230‧‧‧裝置組件
232、234‧‧‧彈性玻璃光波導結構
236‧‧‧基板
238、240‧‧‧裝置
242‧‧‧彈性玻璃光波導結構
244、246‧‧‧表面
248、250‧‧‧裝置
252‧‧‧中央部分
254‧‧‧基板
260‧‧‧裝置組件
262‧‧‧光學連接器
264、266‧‧‧彈性玻璃光波導結構
268‧‧‧基板
270、272‧‧‧裝置
280‧‧‧裝置組件
282‧‧‧彈性玻璃光波導結構
284‧‧‧透鏡陣列
286‧‧‧基板
288‧‧‧光學裝置
290‧‧‧彈性玻璃光波導結構
292‧‧‧開孔
294‧‧‧光學裝置
300‧‧‧裝置組件
302‧‧‧彈性玻璃光波導結構
304‧‧‧基板
305‧‧‧光學裝置
306‧‧‧表面
308‧‧‧開孔
310、312‧‧‧層
314‧‧‧開孔
315‧‧‧光學裝置
318‧‧‧表面
320、322‧‧‧彈性玻璃光波導結構
324、326‧‧‧基板
328、329‧‧‧表面
340‧‧‧可插式光學板互連系統
342、344‧‧‧光學轉接器
346‧‧‧背部平坦板
348、350‧‧‧光學板組件
352‧‧‧彈性玻璃光波導結構
354、356‧‧‧波導
360‧‧‧波導特徵
362‧‧‧星狀耦接器波導配置
364‧‧‧方向性耦接器配置
366、368‧‧‧波導特徵
370‧‧‧Mach-Zehnder干涉儀配置
L‧‧‧長度
W‧‧‧寬度
當參照所附圖式來閱讀揭示案的下面的詳細說明時，可更瞭解本揭示案的這些與其他特徵、態樣與優點，在所附圖式中：第1圖根據本揭示案的態樣，例示彈性玻璃光波導結構的實施例；第2圖根據本揭示案的態樣，示意例示用於形成彈 性玻璃光波導結構的設備與處理的實施例；第3圖根據本揭示案的態樣，例示彈性玻璃光波導結構的實施例；第4圖根據本揭示案的態樣，例示彈性玻璃光波導結構的實施例；第5圖根據本揭示案的態樣，例示包括彈性玻璃光波導結構的光波導裝置的實施例；第6圖根據本揭示案的態樣，例示包括彈性玻璃光波導結構的光波導裝置的另一實施例；第7圖根據本揭示案的態樣，例示包括彈性玻璃光波導的光波導裝置的另一實施例；第8圖根據本揭示案的態樣，例示包括彈性玻璃光波導結構的光波導裝置的另一實施例的操作；第9圖根據本揭示案的態樣，例示包括彈性玻璃光波導結構的裝置組件的實施例；第10圖根據本揭示案的態樣，例示包括彈性玻璃光波導結構的裝置組件的另一實施例；第11圖根據本揭示案的態樣，例示包括彈性玻璃光波導結構的裝置組件的另一實施例；第12圖根據本揭示案的態樣，例示包括彈性玻璃光波導結構的裝置組件的另一實施例；第13圖根據本揭示案的態樣，例示包括彈性玻璃光波導結構的裝置組件的另一實施例；第14圖根據本揭示案的態樣，例示包括彈性玻璃光 波導結構的裝置組件的另一實施例；第15圖根據本揭示案的態樣，例示包括彈性玻璃光波導結構的裝置組件的另一實施例；第16圖根據本揭示案的態樣，例示包括彈性玻璃光波導結構的裝置組件的另一實施例；第17圖根據本揭示案的態樣，例示用於彈性玻璃光波導結構的波導特徵的實施例；第18圖根據本揭示案的態樣，例示用於彈性玻璃光波導結構的波導特徵的另一實施例；第19圖根據本揭示案的態樣，例示用於彈性玻璃光波導結構的波導特徵的另一實施例；及第20圖根據本揭示案的態樣，例示用於彈性玻璃光波導結構的波導特徵的另一實施例。
在下面的詳細說明中，為了解釋的目的且並非限制，提出揭示特定細節的範例實施例，以提供本揭示案的各種原理的徹底瞭解。但是，知曉本揭示案的益處之本領域中熟習技藝者將明顯得知，本揭示案可實施於未偏離本文所揭示的特定細節之其他實施例中。另外，熟知的裝置、方法與材料的敘述可省略，以避免模糊本揭示案的各種原理的敘述。最後，盡可能的，相似的元件符號是表示相似的元件。
範圍在本文可表示為從「大約」一特定值，及/或至「大約」另一特定值。當表示此種範圍時，另一實施例包括從一特定值及/或至另一特定值。相似的，當值表示為近似值 時(藉由使用先行詞「大約」)，將瞭解到，特定值形成另一實施例。將另外瞭解到，每一範圍的端點都明顯地相關於另一端點，且獨立於另一端點。
方向性用語在本文使用時-例如，上、下、右、左、前、後、頂部、底部-係僅參考所繪的圖式而使用，且不打算暗示絕對的定向。
除非清楚陳述，否則並不打算將本文提出的任何方法解釋為其步驟需要用特定的順序來執行。因此，當方法的申請專利範圍並未真正陳述其步驟所遵循的順序，或者方法的申請專利範圍並未在申請專利範圍或說明書中具體陳述該等步驟係限於特定的順序時，並不打算在任何方面推斷其順序。此原則適用於用以解釋的任何可能的非陳述基準，包括：相關於步驟的配置或操作流程的邏輯事項；得自文法組織或標點符號的簡單意義；說明書中所述的實施例的種類或數量。
當在本文使用時，「一」與「該」的單數形式包括複數的對象，除非上下文清楚指明其他。因此，例如，提及一「元件」係包括具有二或更多個此種元件的態樣，除非上下文清楚指明其他。
本文所述的實施例一般係關於使用彈性玻璃基板所形成的彈性玻璃光波導結構與裝置。一或更多個波導特徵可由彈性玻璃基板承載，且波導特徵可由形成彈性玻璃基板的玻璃形成，使得波導特徵也為彈性的。波導特徵可曝露於(亦即，相交於)彈性玻璃基板的表面處或位於彈性玻璃基板的表面附近，或者波導特徵可埋於彈性玻璃基板內，或者其組 合。在某些實施例中，波導特徵形成彈性玻璃基板的表面的部分。彈性玻璃基板可支援適於印刷電路板(PCB)處理的較高溫度(例如，大於250℃)，而彈性玻璃基板的彈性可促成各種電性及/或光學元件的連接。
參見第1圖，彈性玻璃光波導結構10具有寬度W與長度L，且彈性玻璃光波導結構10包括彈性玻璃基板12與波導特徵16的陣列14，波導特徵16沿著彈性玻璃基板12的長度延伸，用於傳送光學信號通過其中。波導特徵16可不連續地形成，至少部分或完全被彈性玻璃基板12的周圍玻璃材料圍繞其周界四周。彈性玻璃基板12可為薄的(例如，小於大約0.5mm，例如，小於大約0.3mm)，這在較高的處理溫度時比聚合體基板更有利，幾乎零雙折射(衰減小於大約十nm)且無色。
彈性玻璃基板12可具有任何合適的長度L(例如，大約1cm至數公尺之間)、寬度W(例如，大約1mm至10cm之間)、與大約0.3mm或更小的厚度，包括(但不限於)例如大約0.01-0.05mm、大約0.05-0.1mm、大約0.1-0.15mm、大約0.15-0.3mm、0.3、0.275、0.25、0.225、0.2、0.19、0.18、0.17、0.16、0.15、0.14、0.13、0.12、0.11、0.10、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02、或0.01mm的厚度。彈性玻璃基板12可由玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷材料、或其合成物形成。在某些實施例中，包括波導特徵的彈性玻璃基板可具有彎曲半徑為至少大約100mm。形成高品質彈性玻璃板的熔融處理(例如，下拉處理)可用於多種裝置中，且一個此種 應用係平板顯示器。以熔融處理所產生的玻璃板具有表面較優的平坦性與平滑性，當相較於由其他方法所產生的玻璃板時。熔融處理係敘述於美國專利序號第3,338,696號與第3,682,609號中。其他合適的玻璃板形成方法包括浮製法、上拉、以及槽拉法。
現在將敘述彈性玻璃光波導結構10的製造方法。第2圖表示範例方法的步驟，其中瞭解到，例示的步驟可用不同的順序實施，除非另外指出。另外，可提供未例示的額外步驟，除非另外指出。如同第2圖所示，方法可選擇性地開始於步驟102：取得彈性玻璃基板104，彈性玻璃基板104具有大約300μm或更小的厚度，例如大約200μm或更小，例如大約100μm或更小，例如大約50μm或更小。彈性玻璃基板104可利用玻璃來提供，玻璃可選自各種玻璃族群，包括鹼石灰玻璃、硼矽酸鹽與鹼土金屬硼鋁矽酸鹽，但是其他玻璃合成物可使用在另外的範例中。另外，彈性玻璃基板可由單層或多層的玻璃或玻璃陶瓷材料來形成。
在步驟106，彈性玻璃基板104可提供至波導形成站108，其中一或更多個波導特徵(第1圖)形成於彈性玻璃基板104中。使用任何合適的處理，例如離子交換、雷射雕刻或任何其他合適的處理或處理的組合，波導形成站108可形成波導特徵於彈性玻璃基板中。當玻璃基板係連續的彈性玻璃腹板的部分時，或者在彈性玻璃腹板已經切成分離的區段之後，可形成這些特徵。波導特徵可單模或多模形成(例如，至少部分取決於波導特徵的尺寸)。相對折射係數變化 係用以描述藉由波導形成處理之波導特徵(亦即，波導芯)與周圍玻璃包覆層之間的折射係數增加：
其中，n1與n2分別為波導芯與包覆層的折射係數。波導特徵的△值可為大約0.1%與10%之間。波導特徵的係數分布可為類似步階的分布或漸變的分布。在某些實施例中，波導的直徑或寬度可為大約2μm與100μm之間。
第2圖例如例示用於獲得彈性玻璃基板104的兩個範例來源120，但是可提供其他來源。例如，來源120可包括下拉玻璃形成設備122。如同示意所示，下拉玻璃形成設備122可包括在槽126的底部處的形成楔形物124，其中玻璃流下該形成楔形物124的相對側128與130。當兩片熔化的玻璃被拉離該形成楔形物124的根部132時，兩片熔化的玻璃隨後熔融在一起。因此，彈性玻璃基板104(以彈性玻璃帶的形式)可被熔拉，以橫越於向下的方向136中、離開該形成楔形物124的根部132，並且直接至位於下拉玻璃形成設備的下游的向下區138。在形成之後，彈性玻璃基板104可另外處理，例如藉由切割、修剪等。彈性玻璃基板104(以連續的彈性玻璃帶的形式)可之後提供至波導形成站108。
參見第3圖，波導特徵110可形成於彈性玻璃基板104的寬表面112處。在這些實施例中，波導特徵110可具有半圓形或半橢圓形的橫剖面形狀，或某種其他合適的形狀。參見第4圖，波導特徵114可至少部分埋於彈性玻璃基板104內、間隔於寬表面112與116兩者。在這些實施例中，波導 特徵114可具有圓形或橢圓形的橫剖面形狀，或某種其他合適的形狀。另外，雖然波導特徵係例示為平行的，其他配置都可能，這將在下面更詳細敘述(亦即，波導特徵可延伸於長度、寬度、厚度方向之任一者或其組合中)。針對平行的波導特徵，波導寬度方面的間隔或間距可為大約15μm與100μm之間，例如大約20μm、30μm、40μm、與50μm之間，以減少相鄰的波導特徵之間的串擾。不像圓形的光纖，在平坦的彈性玻璃基板中的波導特徵的數量可在寬度維度中縮放。藉由單一彈性玻璃基板，可提供較大量的波導特徵(例如，4或更多、8或更多、10或更多、16或更多、20或更多、24或更多、48或更多、96或更多、100或更多、124或更多、150或更多、200或更多、300或更多等)。為了保護波導特徵，例如藉由第3圖在表面112處繪示的，塗覆材料140可施加於步階142處。
彈性玻璃光波導結構可為單層的彈性玻璃基板或多層的合成物，包括多個彈性玻璃基板及/或不同的材料，例如非玻璃的材料。彈性玻璃光波導結構的個別層可特定地選擇，以執行光學、機械、及/或電性功能。例如，聚合體塗覆可施加於表面112與116的一者或兩者(第2圖與第3圖)，以作用為光學、機械、及/或電性層。
參見第5圖與第6圖，例示光波導裝置144與146的示意、簡化視圖，光波導裝置144與146包括彈性玻璃光波導結構149與151。光波導裝置144與146兩者包括其自身的電性、光學、及/或光電裝置148、150與152係位於其個別 的彈性玻璃光波導結構149與151的表面154與158上。當在此使用時，用語「光學裝置」包括光學與光電裝置。在第5圖中，例示單一個波導特徵158係埋於彈性玻璃基板160內。在第6圖中，例示多個波導特徵158係埋於彈性玻璃基板162內。雖然波導特徵158係例示於彈性玻璃基板160內的不同厚度位準處，波導特徵158可配置於彈性玻璃基板160內的不同寬度位置處(見第3圖與第4圖)。
參見第7圖，例示光波導裝置161，光波導裝置161包括彈性玻璃光波導結構163。彈性玻璃光波導結構163包括彈性玻璃基板164，彈性玻璃基板164具有裝置148、150與152係位於其表面166上。在此實施例中，波導特徵168係埋於彈性玻璃基板164內，波導特徵168具有波導部170係在垂直或厚度方向中分離於波導部172。此種配置可允許波導特徵168內的光學信號的分離(或結合)。
裝置148、150與152可用任何合適的方式整合於表面166上，例如藉由使用中間基板174將裝置148連接至表面166。在某些實施例中，裝置148、150與152的一或更多者可至少部分或完全埋於彈性玻璃基板164內，如同虛線167所示。在某些實施例中，裝置150可直接建置於表面166上(例如，藉由沉積處理)。例如，矽可用於建置主動裝置於彈性玻璃光波導結構163的表面166上。此種配置可允許雷射、光學偵測器與光學調變器形成於彈性玻璃光波導結構163上。電性元件(例如，電性通孔、導體線跡或電性元件)也可存在於彈性玻璃光波導結構163上。例如，孔形成與金屬 充填可用於促成電性元件的放置與使用。也可提供導體線跡圖案與抓放特徵。
第8圖例示範例性光波導裝置180的示意操作，光波導裝置180包括由彈性玻璃基板184所形成的彈性玻璃光波導結構182，彈性玻璃基板184具有波導特徵186延伸通過其間。在此範例中，電性及/或光電裝置188與190係例示於彈性玻璃光波導結構182的相對表面192與194上。如同上面所指出的，裝置188與190可個別形成並且附接至彈性玻璃光波導結構182，或者裝置188與190可直接建置於表面192與194上，或者其某種組合。使用彈性玻璃基板184可促成位於其上的各種裝置之間的互動，以及甚至與位於別處(例如，在附近的PCB上)的分開的裝置互動。例如，電性互連196可提供裝置188與190之間的電性連接，以允許彈性玻璃光波導結構182的相對表面192與194處的裝置188與190之間的通訊。雖然電性互連196係例示為在大體上垂直於表面192與194的方向中延伸通過彈性玻璃基板184的厚度，電性互連196可延伸於厚度、長度及/或寬度方向的任一者中。另外，彈性玻璃基板184的光學與物理特性可用於促成裝置之間的光學互動。例如，通孔200或其他通道可形成通過彈性玻璃基板184。此種孔200可允許表面192與194之間的導體線跡或其他電性或光學連接的通過。此種孔200也可充當作對準特徵，以促成抓放操作。關於另一範例，彈性玻璃基板184的光學特性可允許通過彈性玻璃基板184的光學互動，如同來自裝置204的光束202所表示的。在某些實施 例中，裝置可互動於波導特徵所提供的光學信號。
第9圖至第15圖例示範例的互連選擇，用於使用一或更多個彈性玻璃光波導結構之平行的光學連結。首先參見第9圖，裝置組件210包括裝置212與214(例如，光學或光電裝置)，裝置212與214附接至基板216(例如，PCB)。光學連接器218(例如，金屬箍)光學地連接彈性玻璃光波導結構220至例如光纖纜線的光纖陣列，光纖纜線傳送光學信號至裝置組件210。在此範例中，光學連接器218連接至基板216的邊緣222，且彈性玻璃光波導結構220沿著基板216的表面224延伸，且彈性玻璃光波導結構220可連接至基板216的表面224並且延伸接觸於基板216的表面224。彈性玻璃光波導結構220也光學地連接至裝置212。另一彈性玻璃光波導結構226沿著基板216的表面224延伸，且彈性玻璃光波導結構226可連接至基板216的表面224並且延伸接觸於基板216的表面224，以連接裝置212與214。第10圖例示裝置組件230的替代實施例，其中彈性玻璃光波導結構232與234兩者可接觸與分離於基板236，以促成光學連接於在間隔於基板236的位置處的裝置238與240。第11圖例示另一實施例，其中彈性玻璃光波導結構242連接於裝置248與250的面向基板表面244與246，但是彈性玻璃光波導結構242的中央部分252間隔於基板254。參見第12圖，裝置組件260的另一實施例包括離開基板的配置，其中光學連接器262與彈性玻璃光波導結構264與266間隔於基板268並且光學地連接於裝置270與272。
上述的彈性玻璃光波導結構不僅可促成基板的單一側上的光學連接，該等彈性玻璃光波導結構也可促成基板的相對側之間的光學連接。例如，參見第13圖，裝置組件280的另一實施例包括彈性玻璃光波導結構282，彈性玻璃光波導結構282傳送光學信號至透鏡陣列284，透鏡陣列284傳送該等光學信號通過基板286至光學裝置288，光學裝置288接收該等光學信號，並且接著傳送該等光學信號至另一彈性玻璃光波導結構290。如同可見的，彈性玻璃光波導結構290的彈性允許彈性玻璃光波導結構290繞道通過基板286中的開孔292。彈性玻璃光波導結構290也光學地連接於光學裝置294，光學裝置294接收來自彈性玻璃光波導結構290的光學信號。第14圖例示裝置組件300的替代實施例，裝置組件300具有彈性玻璃光波導結構302，彈性玻璃光波導結構302至少部分封裝於多層的基板304內。彈性玻璃光波導結構302從光學裝置305與表面306繞道並且通過開孔308，開孔308僅延伸通過層310。彈性玻璃光波導結構302之後繞道於層310與層312之間，並且之後通過另一開孔314，開孔314僅延伸通過層312，以允許光學連接於位於基板304的相對表面318處的光學裝置315。彈性玻璃光波導結構320與322也可促成基板324與326之間的連接，基板324與326具有非平行的配置，且彈性玻璃光波導結構320與322提供對於基板326(及/或基板324)的表面328與329的一者或兩者的使用，如同第15圖所示。
參見第16圖，上述的彈性玻璃光波導結構可促成裝 置之間的可插式連接。第16圖繪示範例的可插式光學板互連系統340。光學轉接器342與344可連接至背部平坦板346，光學轉接器342與344係各自配置來可釋放式地接收光學板組件348與350。彈性玻璃光波導結構352係設置成延伸於背部平坦板上或內、轉彎而垂直進入光學轉接器342與344中，以光學地耦接至光學板組件348與350所承載的波導354與356，以允許其間的光學通訊。
雖然上述的許多彈性玻璃光波導結構係例示為平行的波導特徵(第1圖)，其他的配置都可能。例如，第17圖例示Y分支的波導特徵360，波導特徵360可用於將來自一個波導部的光學信號分離進多個波導部，或者將來自多個波導部的光學信號結合進一個波導部(若反向使用的話)。第18圖例示星狀耦接器波導配置362，用於執行分離/結合功能。第19圖例示方向性耦接器配置364，用於將來自一個波導特徵366的光學信號耦接至另一波導特徵368。第20圖例示Mach-Zehnder干涉儀配置370，用於信號處理。
上述的彈性玻璃光波導結構可促成不同的光學元件的多種連接配置，因為彈性玻璃基板的彈性。大量的波導特徵(例如，數百個)可形成於彈性玻璃基板中。彈性玻璃光波導結構可支援攝氏數百度的裝置形成溫度，這適於高溫PCB處理。彈性玻璃基板可相容於通孔處理與電子元件組裝，以促成光學與電性元件之間的完全整合。彈性玻璃光波導結構可促成有效率的光纖端面耦接。波導特徵可形成於一或兩個表面處，以及內部地埋於彈性玻璃基板內。使用彈性 玻璃光波導結構，光學與電子主動元件可整合在一起。
應強調的是，本揭示案的上述實施例(包括任何實施例)僅為實施的可能範例，僅提出來用於本揭示案的各種原理的清楚瞭解。可對本揭示案的上述實施例作出許多變化與修改，而實質上未偏離本揭示案的各種原理與精神。所有此種修改與變化在此都打算包括於本揭示案的範圍內，且本揭示案由下述的申請專利範圍來保護。

Claims (14)

  1. 一種光波導裝置，包括：一彈性玻璃光波導結構，該彈性玻璃光波導結構包括一彈性玻璃基板，該彈性玻璃基板具有不大於大約0.3mm的一厚度，該彈性玻璃基板具有至少一波導特徵，該至少一波導特徵傳送光學信號通過該彈性玻璃基板，該至少一波導特徵係由形成該彈性玻璃基板的玻璃材料形成；及下述至少一者：(i)一電性裝置，該電性裝置位於該彈性玻璃基板的一表面上；(ii)一第一電性裝置，該第一電性裝置連接至該彈性玻璃基板；以及一第二裝置，該第二裝置連接至該彈性玻璃基板，其中該彈性玻璃光波導結構光學地連接至該第一與第二裝置；及(iii)一電性裝置及/或一光學裝置，該電性裝置及/或該光學裝置係至少部分埋於該彈性玻璃基板內；其中該彈性玻璃基板具有一開孔係延伸通過該彈性玻璃基板的一厚度，該彈性玻璃光波導結構延伸通過該開孔。
  2. 如請求項1所述之裝置，其中該電性裝置係一第一裝置，該光波導裝置進一步包括一第二裝置係位於該彈性玻璃基板的該表面上。
  3. 如請求項2所述之裝置，其中該第二裝置係一光學裝置，該光波導裝置包括一電性連接係由該彈性玻璃光波導結構承載，該電性連接係傳送電信號於該第一與第二裝置之間。
  4. 如請求項1所述之裝置，其中該電性裝置係一第一裝置，該光波導裝置進一步包括一第二裝置係位於該彈性玻璃基板的一相對表面上。
  5. 如請求項4所述之裝置，其中該第二裝置係一光學裝置，該光波導裝置包括一電性連接係由該彈性玻璃光波導結構承載，該電性連接係傳送電信號於該第一與第二裝置之間。
  6. 如請求項5所述之裝置，其中該電性連接係延伸通過該彈性玻璃基板。
  7. 如請求項1所述之裝置，其中該至少一波導特徵係至少部分由該彈性玻璃基板的周圍玻璃材料所圍繞。
  8. 如請求項1所述之裝置，包括多個波導特徵，該等多個波導特徵傳送光學信號通過該彈性玻璃基板。
  9. 如請求項1所述之裝置，其中該至少一波導特徵係至少部分埋於該彈性玻璃基板內。
  10. 如請求項9所述之裝置，其中該彈性玻璃基板具有相對的寬表面，該至少一波導特徵係相交於該等寬表面的至少一者。
  11. 如請求項1至10之任一項所述之裝置，進一步包括一聚合體層，該聚合體層塗覆該彈性玻璃基板的一寬表面。
  12. 如請求項1至10之任一項所述之裝置，其中該彈性玻璃光波導結構具有一部分係延伸接觸於該彈性玻璃基板。
  13. 如請求項1至10之任一項所述之裝置，其中該彈性玻璃光波導結構具有一部分係間隔於該彈性玻璃基板。
  14. 如請求項1至10之任一項所述之裝置，其中該彈性玻璃基板係由多個層形成，該彈性玻璃光波導結構至少部分延伸於該彈性玻璃基板的該等多個層之間。
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