(57)【要約】【課題】本発明は、気密封止されたホトニック素子パッケージと１つ以上の光ファイバーをホトニック素子に連結するためのそのために使用されるポリマー封止手段を指向する。【解決手段】１つ以上の光ファイバーをホトニック素子に接続するための封止手段であって、少なくとも８０％の１つ以上の液晶ポリマーを含んでなる成形物品であって、前記成形物品が外表面を有するもの；前記成形物品を通るように配設された１つ以上の光ファイバーであって、前記光ファイバーが前記成形物品内の所定の場所の中にモールドされているもの；前記成形物品がホトニック素子の筐体上の相補的な対応品との結合を可能とする形状のものであるものを含んでなる手段を提供する。【選択図】  図２ａ
2006048050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の光ファイバーをホトニック素子に接続するための封止手段であって、
少なくとも８０％の１つ以上の液晶ポリマーを含んでなる成形物品であって、前記成形物品が外表面を有するもの；
前記成形物品を通るように配設された１つ以上の光ファイバーであって、前記光ファイバーが前記成形物品内の所定の場所の中にモールドされているもの；
前記成形物品がホトニック素子の筐体上の相補的な対応品との結合を可能とする形状のものであるもの
を含んでなる手段。
【請求項２】
前記外表面上に配設された第１の金属層を更に含んでなる請求項１に記載の封止手段。
【請求項３】
前記第１の金属層が本質的に金または白金からなる請求項２に記載の封止手段。
【請求項４】
前記外表面と前記第１の金属層の間に配設された第２の金属層を更に含んでなる請求項２に記載の封止手段。
【請求項５】
前記第２の金属層が本質的にＴｉ、Ｎｉ、またはＣｒからなる請求項４に記載の封止手段。
【請求項６】
前記ＬＣＰが本質的にジオール部分、二塩基酸部分、およびヒドロキシ酸部分からなり、ここで前記ジオール部分が５０−１００：５０−０のモル比で本質的に１００モル部のヒドロキノンとビスフェノールからなり、前記二塩基酸部分が７０−３０：３０−７０のモル比で本質的に１００モル部のテレフタル酸と２、６−ナフタレンジカルボン酸からなり、そして前記ヒドロキシ酸が本質的に１５０−３２０モル部のヒドロキシ安息香酸からなる請求項１に記載の封止手段。
【請求項７】
前記光ファイバーがシリカファイバーである請求項１に記載の封止手段。
【請求項８】
第１の封止手段を設けられた筐体を有するホトニック素子；
前記ホトニック素子に光学的に結合された１つ以上の光ファイバーと少なくとも８０％の１つ以上の液晶ポリマーを含んでなる成形物品を含んでなる第２の封止手段；および
前記成形物品を通るように配設された１つ以上の光ファイバーであって、前記光ファイバーが前記成形物品内の所定の場所の中にモールドされているもの；
を含んでなる気密封止された光学信号処理装置であって、
前記第１および第２の封止手段が相互に相補的な対応品であり、そして前記第１および第２の封止手段が相互に気密封止されている気密封止された光学信号処理装置。
【請求項９】
前記ホトニック素子が基板上に配設された光学導波路を更に含んでなる請求項８に記載の気密封止された光学信号処理装置。
【請求項１０】
前記ホトニック素子がアレイ導波路回折格子、ブラッグ回折格子、カップラー、光サーキュレーター、波長分割マルチプレクサーおよびデマルチプレクサー、Ｙ−分岐熱光学スイッチ、およびスイッチアレイからなる群から選択される１つ以上の光学信号処理コンポーネントを更に含んでなる請求項９に記載の気密封止された光学信号処理装置。
【請求項１１】
前記光学導波路がシリカを含んでなる請求項９に記載の気密封止された光学信号処理装置。
【請求項１２】
前記光学導波路が有機ポリマーを含んでなる請求項９に記載の気密封止された光学信号処理装置。
【請求項１３】
前記気密封止が金属を含んでなる請求項８に記載の気密封止された光学信号処理装置。
【請求項１４】
前記気密封止が有機接着剤を含んでなる請求項８に記載の気密封止された光学信号処理装置。
【請求項１５】
前記気密封止が液晶ポリマーを含んでなる請求項８に記載の気密封止された光学信号処理装置。
【請求項１６】
前記金属が金または白金を含んでなる請求項１３に記載の気密封止された光学信号処理装置。
【請求項１７】
前記液晶ポリマーが本質的にジオール部分、二塩基酸部分、およびヒドロキシ酸部分からなり、ここで前記ジオール部分が５０−１００：５０−０のモル比で本質的に１００モル部のヒドロキノンとビスフェノールからなり、前記二塩基酸部分が７０−３０：３０−７０のモル比で本質的に１００モル部のテレフタル酸と２，６−ナフタレンジカルボン酸からなり、そして前記ヒドロキシ酸が本質的に１５０−３２０モル部のヒドロキシ安息香酸からなる請求項８に記載の気密封止された光学信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は気密封止されたホトニック素子（photonic device）パッケージとそのために使用されるポリマー封止手段を指向する。
【背景技術】
【０００２】
用語「ホトニック」は光通信の業界において用語「エレクトロニック」との類推で作り出されたものである。「ホトニック」素子は光周波数の通信信号を処理するものである。ホトニック素子における信号処理要素は本来光学的であり、そして多数のものはいかなる形のエレクトロニック信号処理を必要としないが、普通に使用される大多数のホトニック素子は、ヒーター、光検出器、または他の電気的あるいは電子的素子であれ、種々のタイプの電気的あるいは電子的接続を組み込んでいる。
【０００３】
ホトニック素子で使用される電気的接触は、使用中に水分と酸素に曝露されると腐食を受け易く、このような素子の寿命を大きく低下させる。ホトニックパッケージからの水分と酸素の排除に関連するかなりのプラスアルファの費用が存在する。多数のこのような素子を光ファイバー入力および出力に結合する必要があるために、これは特に問題である。当業界の典型的な用途においては、光ファイバーアレイはホトニック素子パッケージの筐体中のアウトレット（receptacle）の中に挿入されるフェルールの中に封止され；このように形成された接続は封止されて、気密封止を提供する。フェルール材料それ自身の透過性が酸素と水分に対して低透過性のものであるということはこの用途において重要である。それらは低透過性のプラスチックであり得るが、典型的なホトニック素子パッケージは溶接あるいはハンダ付けされた金属箱である。
【０００４】
すべての金属封止手段の使用が普通に行われている。例えば、金属被覆光ファイバーは、ホトニック素子の筐体上に搭載された、あるいはそれと一体のアウトレットの中に挿入される金属フェルールにハンダ付けされ、次に接続がハンダ付けされて、気密封止を提供する。
【０００５】
例えば、（非特許文献１）を参照のこと。
【０００６】
（特許文献１）に述べられているように、セラミックのインサートを有する射出成形ポリマーからフェルールを製造することが更に既知である。しかしながら、優れたバリア性と低い熱膨張係数（ＣＴＥ）と組み合わされた高加工性を提供する安価な直接成形型プラスチックフェルールに対する必要性が未だ存在する。
【０００７】
当業界で示唆されてきた一つのこのような材料は液晶ポリマー（ＬＣＰ）である。ＬＣＰは、優れた成形性能、水分と酸素に対する極めて高いバリア性、低いＣＴＥおよび良好な熱的性能を提供することが知られている。
【０００８】
Ｆａｒｒｅｌｌらは、（非特許文献２）において、埋め込みワイヤ相互接続を有するＬＣＰ印刷回路基板へのハンダ封止に好適な金属メッキしたＬＣＰの蓋の使用を開示している。ＬＣＰパッケージの側壁を通る２つの光ファイバーの例もそこに開示されている。
【０００９】
ＬＣＰのメタライゼーションは既知である。Ｂｅｉｔｉｎｇｅｒらは、（特許文献２）において、ＬＣＰをスパッタコート、イオンプレーティング、および電気メッキして、そのメタライズされた表面を得ることを開示している。
【特許文献１】米国特許第５，５６８，５８１号明細書
【特許文献２】Ｗ０９９／３９０２１，Ｂｅｉｔｉｎｇｅｒら
【非特許文献１】Ｆｉｌｉａｓ；Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．Ｖｏｌ．５３１，１９９８，ｐ．２６３−２７２
【非特許文献２】Ｆａｒｒｅｌｌらは，「Ｔｈｅ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ」，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ２００３  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｐｐ．１８−２３
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、１つ以上の光ファイバーをホトニック素子に接続するための封止手段であって、
少なくとも８０％の１つ以上の液晶ポリマーを含んでなる成形物品；
前記成形物品を通るように配設された１つ以上の光ファイバーであって、前記光ファイバーが前記成形物品内の所定の場所の中にモールドされているもの；
前記成形物品がホトニック素子の筐体上の相補的な対応品との結合を可能とする形状のものであるもの
を含んでなる封止手段を提供する。
【００１１】
本発明は、第１の封止手段を設けられた筐体を有するホトニック素子；
前記ホトニック素子に光学的に結合された１つ以上の光ファイバーと少なくとも８０％の１つ以上の液晶ポリマーを含んでなる成形物品を含んでなる第２の封止手段；および
前記成形物品を通るように配設された１つ以上の光ファイバーであって、前記光ファイバーが前記成形物品内の所定の場所の中にモールドされているもの；
を含んでなる気密封止された光学信号処理装置であって、
ここで、前記第１および第２の封止手段が相互に相補的な対応品であり、そして前記第１および第２の封止手段が相互に気密封止されている気密封止された光学信号処理装置
を更に提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、１つ以上の光ファイバーをホトニック素子に接続するための封止手段であって、少なくとも８０％の１つ以上の液晶ポリマーを含んでなる成形物品；
前記成形物品を通るように配設された１つ以上の光ファイバーであって、前記光ファイバーが前記成形物品内の所定の場所の中にモールドされているもの；
前記成形物品がホトニック素子の筐体上の相補的な対応品との結合を可能とする形状のものであるもの
を含んでなる封止手段を提供する。
【００１３】
本発明の封止手段は、光学信号搬送ケーブルとホトニック素子の間の容易な接続性と気密封止性をもたらすように設計されている。
【００１４】
本発明の目的には、用語「封止手段」は、本明細書に述べる方法により使用されて、１つ以上の入力あるいは出力の光ファイバーと前記ファイバーが光学的に結合されるホトニック素子の間の気密封止を達成するいかなる成形物品も指すと理解されるものとする。
【００１５】
用語「相補的な対応品」は、封止可能な接続を行うために別の成形物品と嵌合するように適合されている成形物品を指す。本明細書で使用されるように、これは、本発明の封止手段と嵌合するように適合され、そして嵌合および封止の後、本発明の気密封止された光学信号処理素子を提供するホトニック素子の筐体のその部分を主として指すように解釈される。本発明の使用可能性は、ホトニック素子のための別々で、区別できる筐体が存在することを条件としない。本発明の封止手段に対する相補的な対応品を設けたいかなるタイプのホトニック素子パッケージも同等に充分に機能する。
【００１６】
一つの態様においては、結合後、気密封止を熱あるいはレーザー溶接により得ることができるように、相補的な対応品を結合するホトニック素子の筐体上のその封止手段と相補的な対応品は、両方とも同一のあるいは極めて類似した液晶ポリマーから加工される。
【００１７】
別な態様においては、結合後、気密封止をハンダ付けまたは溶接により得ることができるように、この封止手段は前記相補的な対応品が金属でできているか、あるいは金属被覆されている場合にはその表面上に堆積される金属コーティングを更に含んでなる。
【００１８】
当業界で既知のいかなる封止手段もその使用可能性を害することなく本発明により使用され得る。一つの態様においては、この封止手段は図１に示すようにフェルールである。本明細書における以降の説明は、特にフェルールを引用するが、当業者ならばこの封止手段が結合を行うホトニック素子の筐体中の相補的な対応品と嵌合するように賦型されている限り、いかなる任意の成形物品も好適であるということを理解するであろう。
【００１９】
本発明のいくつかの局面は当業界で現在実施されているものよりも極めて有利である。液晶ポリマーの使用は、金属フェルールを使用する場合に必要とされるようなファイバーメタライゼーションまたは金属接合などの中間工程を必要とせずに光ファイバーのフェルールへの直接の成形性をもたらす。更には、この金属フェルールの加工は、ファイバー挿入と別な工程で進行しなければならないが、本発明においてファイバーは単一の工程でフェルールの中に直接に成形される。最終的に、すべてのＬＣＰ結合において、単にこの熱可塑性ポリマーをスポット溶融することにより気密性が得られる。
【００２０】
本発明の目的には、用語ＬＣＰは、溶融状態における配向ドメインの形成を特徴とし、そして剪断下で液相において高配列度を与えるこれらのドメインの配向を呈する溶融異方性ポリマーを包含すると理解されるものとする。冷却時、異方的な物理的性質を持つ固体部分が入手可能である。好適なＬＣＰは、ベンゼン／ナフタレン環またはトランスシクロヘキサン部分を含有するメソゲンモノマーとの可撓性セグメントのコポリマーを含む。有用なＬＣＰは、ポリエステル、ポリ（エステル−イミド）、ポリ（エステル−アミド）、ポリ（エステル−アミド−イミド）、ポリアゾメチン、またはこれらの混合物を含む。特に、部分的にあるいは完全に芳香族である場合には、好ましいのは、ポリエステルまたはポリ（エステル−アミド）である。芳香族基はフェニレン、ナフチレン、ビフェニレン、その他を含む。この芳香族はアルキル置換基を有し得る。
【００２１】
好ましいＬＣＰは、限定ではないが、ｐ−ヒドロキシ安息香酸および２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸を含むヒドロキシ酸、限定ではないが、ヒドロキノン、４，４'−ビフェノール、および置換ヒドロキノンを含むジオール、および限定ではないが、テレフタル酸、イソフタル酸、および２，６−ナフタレン−ジカルボン酸を含む二塩基酸などの芳香族モノマーをベースとする縮合ポリエステルを含む。更に好ましいのは、本質的に１００モル部のジオール、１００モル部の二塩基酸、および１５０−３２０モル部のヒドロキシ酸からなり、−ＣＯＯＨに対する−ＯＨの比＝１であるコポリマーである。最も好ましいのは、このジオール部分が本質的に５０−１００：５０−０のモル比で１００モル部のヒドロキノンとビスフェノールからなり、この二塩基酸部分が本質的に７０−３０：３０−７０のモル比で１００モル部のテレフタル酸と２，６−ナフタレンジカルボン酸からなり、そしてこのヒドロキシ酸が本質的に１５０−３２０モル部のヒドロキシ安息香酸からなるポリマーである。
【００２２】
好適なＬＣＰは、限定ではないが、ＤｕＰｏｎｔのＺｅｎｉｔｅ（登録商標）、ＴｉｃｏｎａのＶｅｃｔｒａ（登録商標）、およびＡｍｏｃｏのＸｙｄａｒ（登録商標）を含む市販のＬＣＰブランドを含む。
【００２３】
ガラスファイバーとタルクおよび金属粒子などの無機充填剤を混練したＬＣＰも本発明の実施に好適である。当業者ならば、本発明の目的のためのＬＣＰの特定の選択は特定の用途の詳細に依存するということを認識するであろう。他のものが改善されたＣＴＥを提供し得る一方で、いくつかのＬＣＰとその複合物は酸素と水分に対する卓越したバリア性を示し得る。
【００２４】
本発明に好適なＬＣＰは、また、少量の他のポリマーならびにポリマー製品にしかるべき所望の属性を付与するためのプラスチック業界で普通に使用される酸化防止剤、ＵＶ遮断剤、難燃剤などの種々の補助剤も含み得る。しかしながら、本発明に好適なＬＣＰは少なくとも８０重量％のＬＣＰを含んでなる。
【００２５】
本発明の一つの態様を図１に概略的に図示する。ファイバーを結合するホトニック素子の筐体中で相補的な対応品にシリカ光ファイバーアレイ１を嵌合するように設計された賦型ＬＣＰの封止手段２中で所定の場所に成形する。シリカ光ファイバーは通常約１２５μｍの直径である。普通の商用の実施においては、４、８、１６、３２および４０本のファイバーのファイバーアレイを使用する。図１に示す態様においては、１−１０ｎｍ厚、好ましくは５ｎｍ厚のいわゆる結合層３が存在する。好ましくは、この結合層は本質的に金属のＴｉ、Ｎｉ、またはＣｒ、あるいはこれらの混合物からなる。図１に表す態様においては、この結合層上に配設されているのは、好ましくは本質的にはＡｕまたはＰｔからなる、約１０−１００ｎｍの厚さの、好ましくは約４５ｎｍの厚さの更なる金属コーティング４である。図１の態様は、金属コーティングにより金属の相補的な対応品への結合に好適であり、これにより２つの金属表面を溶接またはハンダ付けすることにより気密封止を得ることができる。
【００２６】
当業者ならば、本発明のフェルールへの相補的な対応品が金属コーティングを有するセラミックなどの非金属、金属、金属コーティングを有するポリマー材料、または金属コーティングを持たないフェルールへの結合に好適な金属コーティング無しのポリマー材料であり得るということを理解するものとする。
【００２７】
図２ａは、本発明の気密封止された光学信号処理装置を構成するいくつかのコンポーネントを図示する。図示されているのは、２組の相補的な結合パーツ、すなわちその内で成形されている光ファイバー１１を有する本発明のフェルール１０、およびホトニック素子１４を収めた筐体１３上に搭載されている相補的な対応品１２である。また、この筐体内のホトニック素子に接続される光ファイバー末端ブロック１５も示されている。
【００２８】
図２ｂは完成した結合または接続を図示する。このパーツは図２ａにおけるのと同一である。
【００２９】
図３は本発明の気密封止された光学信号処理装置をもたらす図２ｂの封止された接続の拡大図を示す。フェルール１０を相補的な対応品１２に嵌合し、そして結合を行った後で作製した封止１６によりそれと気密封止する。封止１６は２つの金属表面を合体するハンダ細片であってもよく、溶接された金属表面であってもよく、そして２つの熱可塑性ＬＣＰパーツの界面において形成される熱溶接された細片であってもよい。図３は、筐体１３上の相補的な対応品１２の頂部における開口部１７を使用し、溶融ハンダを導入して、封止を行い得る金属封止に好適な態様を特に示す。
【００３０】
熱可塑性樹脂に通常使用される同一の溶融成形法によりサーモトロピックＬＣＰ樹脂を成形することにより、本発明のＬＣＰフェルールを加工する。好適な溶融成形法は圧縮成形と射出成形を含む。本発明においては、ポリマーを導入する前に光ファイバーまたはファイバーアレイを金型の内側に置き、支持構造物により所定の場所に保持する。射出成形においては、次に、この金型キャビティを溶融ポリマーにより充填し、圧縮成形においては、固体ポリマーを粉末あるいはペレットの形で導入し、金型を閉じ、加熱して溶融を行う。この金型を冷却後、ポリマーによりカプセル化されたファイバーを収めた所望のパーツを得る。ＬＣＰは溶融してシリカ光ファイバーを容易に濡らし、ポリマーのガラス表面への良好な接着が良好な封止を保証するパーツを生み出す。ＬＣＰは、また、典型的な熱可塑性ポリマーと比較すると極めて低い溶融粘度も呈し、それゆえファイバーに損傷を与えずに複雑なパターンの金型を容易に充填する。
【００３１】
通常、ＬＣＰは、金型温度をかなり低く保ちながら融点の１０〜５０℃上の温度で射出成形される。大部分の市販の芳香族ポリエステルＬＣＰは、２５０と３９０℃の間の溶融温度および３０と１５０℃の間の金型温度で加工可能である。
【００３２】
同一の加工条件が圧縮成形に使用可能である。圧縮成形においては、ファイバーの配設が固体ポリマーにより乱されないということを確認しながら、光ファイバーまたはファイバーアレイを適切な充填量の使用されるポリマーと共に金型内に置くことができる。次に、この金型をプレス中に置き、融点以上の温度まで加熱する。ポリマーを溶融した後、僅かな圧力を印加して、この溶融ポリマーを均一に分布させる。
【００３３】
当業界で既知のいかなる好都合な手段によってもＬＣＰフェルールの金属化を行い得る。しかしながら、スパッタコーティングが好ましい。スパッタリングにおいては、高エネルギーの衝撃によりアルゴンなどの不活性雰囲気中低圧で金属を蒸発させる。Ｂｅｉｔｉｎｇｅｒらが前出の文献において述べているように、スパッタコートされたパラジウム層はＬＣＰによく付着する。ＬＣＰをＴｉ、Ｎｉ、またはＣｒの結合層により最初にスパッタコートすると、金と白金に対する更に良好な接着が得られるということが本発明で見出されている。
【００３４】
スパッタコートの前に、ＬＣＰ表面を洗浄して、有機汚染物を除去する必要がある。水性洗浄剤による処理あるいは有機溶剤による処理を行い、いずれの処理においても引き続いて水洗浄を行うことによりこのことを行い得る。超音波エネルギーによる水性洗浄が好ましい。洗浄後の乾燥が好ましい。
【００３５】
好ましくはプラズマエッチングによりこのＬＣＰの表面を粗面化しなければならないが、これはスパッタリングの前に真空チャンバー中で行い得る。実際のスパッタリング条件は、使用される特定の金属、雰囲気および特定の設備に依存する。
【００３６】
基板ＬＣＰの最高温度はＬＣＰの融点の少なくとも５０℃以下でなければならない。この温度は金属のスパッタリングに使用されるパワーに依存する。
【００３７】
このように作製されるフェルールは、図２ａおよび２ｂに示すようにホトニック素子の筐体上の相補的な対応品への嵌合に好適な形のものである。図示した態様においては、光ファイバーは筐体を通過するコネクター又は末端ブロックで終端処理され、そしてホトニック素子それ自身に接着される。その間に図３に図示するように、フェルールをこれらの相補的な対応品の中に挿入して、気密封止を形成する。図３に示す態様においては、金属化されたフェルールを挿入した後、相補的な対応品中の穴からハンダを導入する。すべての金属表面はハンダ流れを誘起する温度となっている。封止を得るための代替的な手段は抵抗溶接を含む。
【００３８】
代替的な態様においては、ホトニック素子の筐体をフェルールのＬＣＰと適合性のあるＬＣＰまたは他のポリマーからそれ自体加工する。この態様においては、金属化を必要としない。嵌合されたＬＣＰ表面の局所化された溶融を引き起こすことにより、この気密封止を得ることができる。レーザー加熱を使用することにより、有利にこれを達成し得るが、エポキシなどの普通に入手できる接着剤の使用などの他の方法も使用し得る。
【００３９】
本発明は、第１の封止手段を設けられた筐体を有するホトニック素子；
前記ホトニック素子に光学的に結合された１つ以上の光ファイバーと少なくとも８０％の１つ以上の液晶ポリマーを含んでなる成形物品を含んでなる第２の封止手段；および
前記成形物品を通るように配設された１つ以上の光ファイバーであって、前記光ファイバーが前記成形物品内の場所の中にモールドされているもの；
を含んでなる気密封止された光学信号処理装置であって、
ここで、前記第１および第２の封止手段が相互に相補的な対応品であり、そして前記第１および第２の封止手段が相互に気密封止されている気密封止された光学信号処理装置
に更に提供する。
【００４０】
本発明での使用に好適なホトニック素子は、当業界でよく知られたいかなるこのような素子でもよく、そして限定ではないが、アレイ導波路回折格子、ブラッグ回折格子、カップラー、光サーキュレーター、波長分割マルチプレクサーおよびデマルチプレクサー、Ｙ−分岐熱光学スイッチ、スイッチアレイおよび当業界で既知の他の素子などのいかなるこのようなよく知られた光通信コンポーネントも含んでなり得る。このようなものなどのコンポーネントはホトニック素子中で種々の配置に組み立てられて、１つ以上の特定の信号処理機能を果たす。
【００４１】
すべてのこのようなコンポーネントの基本的なビルディングブロックは光学導波路であり、シリカまたは有機ポリマーのものであり得る。用語「光学導波路」は、基板上に加工され、そして通常直方体あるいは台形の断面である光学周波数信号伝導構造体を指す当業界の用語である。
【００４２】
本発明によれば、このホトニック素子は筐体内に収められている。このホトニック素子は筐体がＬＣＰである場合にプラスチック成形操作において行われるような単片の筐体および素子に集積され得る。別法としては、この筐体はホトニック素子を収めた封止された金属箱であり得る。光ファイバー末端ブロック経由の光ファイバー入力および／または出力と組み合わせた金属箱と本発明のフェルールは、これの相補的な対応品または筐体の中に導入された場合、合体して本発明の気密封止された光学信号処理装置を作製する。
実施例
【実施例１】
【００４３】
Ｚｅｎｉｔｅ（登録商標）２０００ペレット（Ｅ．Ｉ  ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）を真空オーブン中１３０℃で約１８時間乾燥し、その中心に形成された０．７５×０．７５インチ（１．９０×１．９０ｃｍ）の正方形の容器付きの０．１２５インチ（０．３２ｃｍ）厚のアルミニウム固定具の中に入れた。このポリマーを入れた固定具をＰａｓａｄｅｎａ水圧プレス中で１０゜／分で２５０℃まで加熱した。２５０℃に達した時、１０，０００ｐｓｉ（６８．９ＭＰａ）の圧力を１分間加えた。室温まで冷却した後、この試料を固定具から取り出し、脇に置いた。この試料板は０．１２５インチ（０．３２ｃｍ）厚であった。
【００４４】
ポリマーペレットをアルミニウム板の間で２５０℃および１００００ｐｓｉの圧力でプレスすることにより、Ｚｅｎｉｔｅ（登録商標）２０００のフィルムも作製した。約０．０１インチ（０．２５４ｍｍ）厚の５×５インチ（１２．７×１２．７ｃｍ）のシートを得た。
【００４５】
光ファイバーカプセル化固定具を６×６インチおよび０．１８７５インチ厚のアルミニウム板から作製した。この固定具に０．７５×０．７５インチの正方形の容器をその中心に設け、０．０９０インチ深さのチャンネルをこの板の中心を通り、この板を二等分して機械加工した。このチャンネルによって、この固定具の厚さの中心線の近くにこの光ファイバーを正確に位置合わせすることができた。
【００４６】
図４ａは寸法通りではないが光ファイバーカプセル化固定具の上面図である。この板を通る太線は光ファイバーの配置を表す。この固定具を二等分するチャンネルは０．１２５インチ幅であり、中心区域近くで０．０６インチ幅に絞られる。図４ｂは光ファイバーを所定の場所に収めた０．１８７５インチ厚のカプセル化固定具の側面図を示す。
【００４７】
２つの４０インチ長の１３１０および１５５０ｎｍの波長のポリマー被覆のシングルモード光ファイバーを切断した。この光ファイバーはＣｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．（Ｃｏｒｎｉｎｇ，ＮＹ．）から入手したものであった。１つの４０インチ長の光ファイバーを参照品として脇に置いた。
【００４８】
前に作製したＺｅｎｉｔｅ（登録商標）板をカプセル化固定具の中に手でプレスした。光ファイバーを所定の場所に置かずにこの固定具をＰａｓａｄｅｎａプレス中で１０゜／分で２５０℃まで加熱した。温度に達した後、１０，０００ｐｓｉの圧力を約３分間加えた。この固定具を〜６０℃まで冷却し、プレスから取り出した。０．０９インチ深さのチャンネルの寸法内でＺｅｎｉｔｅ（登録商標）ブロックに溝を切った。このチャンネルと溝によって、４０インチ長の光ファイバー試験試料を置くことが容易となった。
【００４９】
この光ファイバー試験試料の一端から約１６インチで、２1/2インチ長のファイバーのポリマー被覆を剥いた。このファイバーのこのように剥いた区分をこの固定具の中心に置いた。各２５０℃および１００００ｐｓｉの印加力による４回のプレスのシーケンスでこの光ファイバーのカプセル化を行った。各回において、上記で作製した０．０１インチ厚のフィルムの０．７５×０．７５インチの片をこの金型に追加した。この薄いチャンネルを通しての、そしてファイバーをカプセル化するチャンネルの幅広の区分の中へのポリマーの流れを観察した。
【００５０】
このカプセル化されたファイバーの光透過特性を９７４．２ｎｍと１５３２．５ｎｍで測定した。両方の光ファイバーの末端をシングルモードレーザー光源から破断し、末端火焔結合した。９７４．２ｎｍにおいて参照品ファイバーの透過を測定した後、このカプセル化されたファイバーからの光の透過を９７４．２ｎｍと１５３２．５ｎｍの両方で測定した。次に、この参照品ファイバーの透過を１５３２．５ｎｍにおいて測定した。レーザー光源をスイッチングした時に入力および出力の結合したファイバーが乱されないよう、このプロトトコルを使用した。９７４．２ｎｍと１５３２．５ｎｍの両方において、この試験試料のスループット（Ｐｏｕｔ／Ｐｉｎとして計算）は表１中のデータにより示すようにこの参照ファイバーの少なくとも９０％であった。
【００５１】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】金属被覆のＬＣＰフェルールの形の本発明の封止手段の一つの態様の拡大概略図を示す。
【図２ａ】本発明のフェルールが金属被覆のあるいは金属のホトニック素子筐体上の相補的な対応品に如何に嵌合するかを示す概略図である。
【図２ｂ】完成して、光学信号処理装置を形成する接続を示す概略図である。
【図３】は気密性をもたらすハンダ封止を示すこの接続の拡大図である。
【図４ａ】実施例で使用される成形固定具の上面図である。
【図４ｂ】通過する光ファイバーを示す実施例で使用される成形固定具の側面図である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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