(57)【要約】  基板上に設けられた光学素子上での光ファイバの受動的アラインメントのための装置及び方法が開示される。光学素子及び少なくとも１つのグリッパ要素を基板上に設けるのが良く、少なくとも１つのグリッパ要素は、光学素子により定められた軸方向経路中に位置決めされる。かくして、光ファイバを光ファイバの端が少なくとも１つのグリッパ要素に接触するまで軸方向経路に沿って動かすと、光ファイバは、光学素子とアラインメントされる。加うるに、光ファイバを基板に取り付けられた光学素子上でアラインメントする方法が開示される。さらに、光ファイバは、異形ファイバ端、例えばレーザ角度劈開されたウェッジ又はテーパ構造を備えるレーザ角度劈開光ファイバであるのが良い。
2013506872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバアラインメントのための装置であって、
基板と、
基板上に設けられていて、軸方向経路を定める光学素子と、
前記基板上に設けられていて、前記軸方向通路内に位置決めされた少なくとも１つのグリッパ要素とを有し、光ファイバを前記光ファイバの端が前記少なくとも１つのグリッパ要素に接触するまで前記軸方向経路に沿って動かすと、前記光ファイバは、前記光学素子とアラインメントされるようになっている、装置。
【請求項２】
前記光ファイバは、傾斜端を有する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記傾斜端は、研磨傾斜端である、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記光ファイバは、少なくとも１つのレーザ角度劈開された端面を有するレーザ角度劈開された光ファイバである、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つのグリッパ要素は、前記光ファイバの前記軸方向経路に垂直に位置決めされている、請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つのグリッパ要素は、ポリマーグリッパから成る、請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記基板は、前記軸方向経路に平行に位置決めされた少なくとも１つの拘束部材を更に有する、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの拘束部材は、少なくとも１つのポリマーグリッパを含む、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの拘束部材は、接着剤を含む、請求項７記載の装置。
【請求項１０】
前記基板は、前記軸方向経路に平行に位置決めされると共に前記光ファイバを部分的に拘束するよう構成された少なくとも１対の互いに間隔を置いた拘束部材を更に有する、請求項１記載の装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１対の互いに間隔を置いた拘束部材は、前記光ファイバを粗くアラインメントするよう構成され、前記少なくとも１つのグリッパ要素は、前記光ファイバを前記光学素子に一段とアラインメントする、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのグリッパ要素は、１対の傾斜ポリマーグリッパから成る、請求項１記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのグリッパ要素は、少なくとも１つのＣ字形ポリマーグリッパから成る、請求項１記載の装置。
【請求項１４】
前記光ファイバは、複数のレーザ角度劈開された端面を有するレーザ角度劈開された光ファイバである、請求項１記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのグリッパ要素の側壁の角度は、前記レーザ角度劈開された光ファイバの前記少なくとも１つのレーザ角度劈開された端面の角度に一致するよう定められている、請求項４記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのグリッパ要素は、紫外線（ＵＶ）露光法により形成されている、請求項１記載の装置。
【請求項１７】
前記グリッパ要素の前記側壁の前記角度は、前記少なくとも１つのグリッパ要素を形成するために用いられるＵＶ露光法におけるＵＶ光の角度を変えることにより加減される、請求項１５記載の装置。
【請求項１８】
前記レーザ角度劈開された光ファイバの先端部は、前記レーザ角度劈開された光ファイバの平坦な端を形成するよう除去され、前記平坦な端が前記少なくとも１つのグリッパ要素に接触すると、前記平坦な端は、前記レーザ角度劈開された光ファイバの移動を制限する、請求項４記載の装置。
【請求項１９】
前記光学素子は、垂直共振器表面発光ダイオードレーザ（ＶＣＳＥＬ）、光検出器、レーザ、光ファイバ、レンズ、フィルタ、レンズファイバ及び光アイソレータを含む群から選択された光学コンポーネントである、請求項１記載の装置。
【請求項２０】
基板上に設けられた光学素子上で光ファイバをアラインメントする方法であって、
前記基板上に設けられると共に前記光学素子により定められた軸方向経路中に位置決めされた少なくとも１つのグリッパ要素を用意するステップと、
前記光ファイバを前記光ファイバが前記少なくとも１つのグリッパ要素と接触関係をなすまで前記軸方向経路に沿って動かすステップとを有する、方法。
【請求項２１】
前記光ファイバは、少なくとも１つのレーザ角度劈開された端面を有するレーザ角度劈開された光ファイバである、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記光ファイバの少なくとも１つの端は、研磨作業により傾斜している、請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記光ファイバの前記軸方向経路に平行に位置決めされた少なくとも１つの拘束部材を用意するステップを更に有する、請求項２０記載の方法。
【請求項２４】
前記光ファイバを定位置に拘束するよう前記軸方向経路に平行に位置決めされた少なくとも１対の互いに間隔を置いた拘束部材を用意するステップを更に有する、請求項２０記載の方法。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの拘束部材を用意するステップは、接着剤を前記光ファイバに被着させるステップを含む、請求項２３記載の方法。
【請求項２６】
前記少なくとも１つのグリッパ要素を用意する前記ステップは、１対の傾斜したポリマーグリッパを用意するステップを更に含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２７】
前記少なくとも１つのグリッパ要素を用意する前記ステップは、少なくとも１つのＣ字形ポリマーグリッパを用意するステップを更に含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２８】
前記少なくとも１つのグリッパ要素を用意する前記ステップは、前記レーザ角度劈開された光ファイバの前記少なくとも１つのレーザ角度劈開された端面の角度に一致した角度を有する側壁を備えた少なくとも１つのグリッパ要素を用意するステップを更に含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２９】
前記光ファイバの前記軸方向経路に平行に位置決めされた前記１対の互いに間隔を置いた拘束部材を用いて前記光ファイバを粗くアラインメントするステップと、前記少なくとも１つのグリッパ要素を用いて前記光ファイバと前記光学素子の一層のアラインメントを実施するステップとを更に有する、請求項２４記載の方法。
【請求項３０】
光ファイバアラインメントのための装置であって、
基板を有し、
前記基板上に設けられていて、軸方向経路を定める光学素子を有し、
前記基板上に設けられると共に前記軸方向経路に平行に位置決めされた少なくとも１対の側ポリマーグリッパ要素を有し、
前記軸方向経路に対して角度をなす側壁を備えた少なくとも１つの端ポリマーグリッパ要素を有し、前記少なくとも１つの端ポリマーグリッパ要素は、前記基板上に設けられると共に前記軸方向経路中に位置決めされ、少なくとも１つのレーザ角度劈開された端面を備えたレーザ角度劈開された光ファイバを前記レーザ角度劈開された光ファイバの先端部が前記少なくとも１つのグリッパ要素に接触するまで前記軸方向経路に沿って動かすと、
前記レーザ角度劈開された光ファイバは、前記光学素子とアラインメントされるようになっており、
前記少なくとも１対の側ポリマーグリッパ要素は、前記光ファイバを部分的に拘束するよう構成され、前記少なくとも１つの端ポリマーグリッパ要素は、前記レーザ角度劈開された光ファイバを前記光学素子にアラインメントするよう構成され、前記少なくとも１つの端ポリマーグリッパ要素の前記側壁の角度は、前記少なくとも１つのレーザ角度劈開された端面の角度に一致するよう定められている、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術は、光を光ファイバに放出すると共に／或いは光を光ファイバから受ける光学素子への光ファイバのアラインメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学システムは、光信号伝送のために光を光ファイバに送ったり光を光ファイバから受け取ったりする光学素子を含む場合がある。このようなシステムでは、光ファイバに対する光学素子のアラインメントは、光学素子と光ファイバとの間の光信号伝送状態を最適化する。多くのフォトニック用途では、光を出し又は受ける光学素子への光ファイバの正確なアラインメントを提供することが望ましい場合がある。このような光学素子の例としては、例えばレーザ源、検出器、レンズ、フィルタ、アイソレータ又は他の光ファイバのような光学コンポーネント又は部品が挙げられるが、これらには限定されない。この点に関し、光ファイバの端は、基板上に設けられた光学素子上に位置決めされると共にアラインメントされる。光学素子の能動的アラインメントは、光学素子のアラインメントを決定し、光学素子を定位置に取り付ける際のオペレータの技量で決まる場合がある。しかしながら、能動的アラインメントにおいても、典型的には、適正なアラインメントを支援し又は確認するために光信号を発生させてこれをモニタする高価な機器が採用される。
【０００３】
能動的アラインメントの代替手段は、受動的アラインメントである。受動的アラインメントでは、光学素子を機械的手段によってアラインメントし、光学素子を定位置に固定する。典型的な機械的アラインメント手段としては、Ｖ字形溝、アラインメントブロック、ジグ及び光学素子を基板に対してアラインメントするようになった取り付け具が挙げられる。受動的アラインメントは、これが光ファイバに対する光学素子のアラインメントを支援し又は確認するために光信号を発生させてこれをモニタする機器を必要としないという点でコスト面で有利な場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、受動的アラインメントに関して考えられるトレードオフの１つは、アラインメントの正確さが低いということである。受動的アラインメントに関してもう１つの考えられるトレードオフは、受動的アラインメントの結果として、適正なアラインメントを支援し又は確認するために光学信号を発生させてこれをモニタする機器が設けられていないことに起因する光信号伝送性が低下するということにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
詳細な説明において開示される実施形態は、基板上に設けられた光学素子上における光ファイバのアラインメントのための装置及び方法を含む。一実施形態では、光学素子及び少なくとも１つのグリッパ要素を備えた基板が用意される。少なくとも１つのグリッパ要素は、光ファイバの軸方向経路に沿って光学素子の近くに位置決めされ、光学素子を光ファイバの端が少なくとも１つのグリッパ要素に接触するまで軸方向経路に沿って動かすと、光ファイバは、能動光学素子にアラインメントされるようになる。１つ又は２つ以上のグリッパを光ファイバの軸方向経路中に位置決めして光ファイバを光ファイバの端が１つ又は２つ以上のグリッパに接触するまで軸方向経路に沿って動かすようになっており、光ファイバは、基板上に設けられた光学素子上に容易且つ正確にアラインメントされることが可能になる。或る特定の実施形態では、光ファイバは、異形ファイバ端、例えばレーザ角度劈開されたウェッジ又はテーパ構造を備えるレーザ角度劈開光ファイバであるのが良い。光学素子は、能動光学素子であるのが良い。
【０００６】
他の実施形態は、基板上に設けられた光学素子上に光ファイバをアラインメントする方法を含む。例示の一方法は、光学素子に近接して軸方向経路中に位置決めされた少なくとも１つのグリッパ要素を用意するステップと、光ファイバを光ファイバが少なくとも１つのグリッパ要素と接触関係をなすまで軸方向経路に沿って動かし、その結果、光ファイバが光学素子とアラインメントされるようにするステップとを有する。
【０００７】
追加の特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載されており、一部は、このような説明から当業者には容易に明らかであり、或いは、以下の詳細な説明、特許請求の範囲並びに添付の図面を含む明細書において開示する実施形態を実施することによって認識されよう。
【０００８】
上述の概要説明と以下の詳細な説明の両方は、種々の実施形態に関しており、特許請求の範囲に記載された発明の性質及び性格を理解するための概観又は枠組を提供するようになっていることは理解されるべきである。添付の図面は、種々の実施形態の一層の理解を提供するために添付されており、本明細書に組み込まれてその一部をなす。図面は、本明細書において説明する種々の実施形態を示しており、詳細な説明と一緒になって、特許請求の範囲に記載された本発明の原理及び作用を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】光学素子の近くに配置された平板状基体又は基板上に設けられたグリッパの例示の実施形態の平面図である。
【図２】平板状基体上に設けられた光学素子の近くに配置されたグリッパ中へのレーザ角度劈開された光ファイバの初期挿入の仕方の例示の実施形態を示す平面図である。
【図３Ａ】グリッパ中への挿入後におけるレーザ角度劈開光ファイバの例示の実施形態の側面図であり、圧力を光ファイバの軸線に沿って加えているときの光ファイバの運動状態を示す図である。
【図３Ｂ】挿入後におけるレーザ角度劈開光ファイバの例示の実施形態の側面図であり、レーザ角度劈開光ファイバの先端部とレーザ角度劈開光ファイバの軸方向経路内に位置決めされたグリッパとの接触状態を示す図である。
【図４】光学素子上のグリッパにより定位置に保持されたレーザ角度劈開光ファイバの例示の実施形態の平面図である。
【図５】グリッパ側壁により押し下げられて光学素子と接触関係をなしたレーザ角度劈開光ファイバの例示の実施形態の側面図である。
【図６】別の傾斜グリッパアラインメント方式を用いて光学素子へのレーザ角度劈開光ファイバの自動アラインメントの仕方の例示の実施形態を示す平面図である。
【図７】別のＣ字形グリッパ実施形態を用いて光学素子へのレーザ角度劈開光ファイバの自動アラインメントの仕方を示す例示の実施形態を示す平面図である。
【図８】光学素子への自動アラインメントのためのレーザ角度劈開光ファイバの端に設けられた側テーパの例示の実施形態を示す図である。
【図９】Ｃ字形グリッパを用いて側テーパが光学素子に自動アラインメントされている状態のレーザ角度劈開光ファイバの例示の実施形態を示す平面図である。
【図１０】グリッパにより光学素子上で自動アラインメントされている先端部が除去されたレーザ角度劈開光ファイバの例示の実施形態の側面図である。
【図１１Ａ】ポリマーグリッパを形成するために用いられる標準型紫外線（ＵＶ）露光法を示す図であり、ＵＶ露光の方向が基板法線方向に近い状態を示す図である。
【図１１Ｂ】急な側壁角度を備えたポリマーグリッパを形成するために用いられる改造型ＵＶ露光法を示す図であり、少なくとも１つのＵＶ露光方向が基板法線方向に対してより鋭角をなしている状態を示す図である。
【図１２】光学素子に対するレーザ角度劈開光ファイバの自動アラインメントの別の例示の実施形態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、実施形態を詳細に参照するが、このような実施形態の例が添付の図面に示されており、図中、全てではなく、幾つかの実施形態が示されている。確かに、本発明の技術的思想は、多くの種々の形態で具体化でき、本発明を限定するものと解されてはならず、これら実施形態は、本明細書における開示が該当する法上の要件を満たすように提供されている。可能な限り、同一の参照符号は、同一のコンポーネント又は部分を示すために用いられる。
【００１１】
詳細な説明中に開示される実施形態は、光学素子の近くに且つ軸方向経路中に位置決めされた少なくとも１つのグリッパ要素を用いて光ファイバを基板上に設けられた光学素子上でアラインメントし、光ファイバの端が少なくとも１つのグリッパと接触関係をなすようにする装置及び方法を含む。光ファイバの端が少なくとも１つのグリッパと接触関係をなすように少なくとも１つのグリッパを光ファイバの経路中に位置決めすることによって、光ファイバを基板上に設けられた光学素子上で正確にアラインメントすることができる。或る特定の実施形態では、光ファイバは、異形ファイバ端、例えばレーザ角度劈開された（laser angle-cleaved ：レーザにより角度をつけて又は斜めに切断された）ウェッジ又はテーパ構造を備えるレーザ角度劈開光ファイバであるのが良い。
【００１２】
種々の光ファイバアラインメント構造を用いて能動装置（レーザ及び検出器）への光ファイバ及び光ファイバアレイの低コスト受動的アラインメントに取り組むことができる。例えば、光ファイバは、シリコンＶ字形溝構造体又は一体形溝を備えた多層セラミック基板を用いて能動装置にアラインメント可能である。光ファイバは又、変形可能なプラスチック、金属又は光ファイバを溝構造体内に保持するよう下向きの圧力を光ファイバに加えるポリマー部材を用いて定位置に保持可能である。このような構造体は、「グリッパ」又は「拘束部材」と呼ばれている。
【００１３】
一実施形態としてのグリッパを平板状基体又は基板上にフォトリソグラフィによりパターニングされた感光性弾性ポリマー材料中に形成されるのが良い。ポリマー材料の比較的厚い層（例えば、５０〜２００μｍ）を最初に基板の表面全体にスピン被着させることによりグリッパを形成することができる。フォトリソグラフィ露光及び現像処理により、グリッパの頂部の幅が底部の幅よりも常時広い相当な側壁アンダーカットが作られる。
【００１４】
グリッパを光学コンポーネントが定位置に保持されるべき領域に隣接して形成するのが良い。例えば、光ファイバ用のグリッパを形成する場合、２つの互いに平行なグリッパを一般に、光ファイバが位置決めされるべき場所の各側に位置決めするのが良い。平行なグリッパ相互間の隙間は、頂部のところの光ファイバの直径よりも小さく且つ底部のところの光ファイバの直径よりも大きいように設定されるのが良い。光ファイバを平行なグリッパ相互間に挿入すると、各グリッパは、僅かに変形する。光ファイバへの十分大きな圧力を光ファイバに加えた後、光ファイバの底面は、基板表面と接触状態にある。グリッパ側壁は、圧縮力を生じさせて光ファイバを水平方向と垂直方向の両方向において定位置に保持することができる。グリッパにより及ぼされる圧力の大きさを変えるには、グリッパ相互間の隙間を調節し（フォトリソグラフィにより）又はグリッパポリマー材料の性質を変性するのが良い。
【００１５】
グリッパ、例えばポリマーグリッパを用いた場合の利点は、これにより、能動光学装置へのテーパしたファイバ又はファイバアレイの低コスト受動的アラインメントが可能になるということにある。幾つかの実施形態では、アラインメントは、±５ミクロンの精度で達成できる。加うるに、ポリマーグリッパレイアウトをフォトグラフィマスク変更法により容易に変更して任意形式の光ファイバ端処理（例えば、ウェッジ又はテーパ）に対応させることができる。
【００１６】
この点に関し、図１は、能動光学素子、例えば垂直共振器表面発光ダイオードレーザ（ＶＣＳＥＬ）又は光検出器の近くに配置された平板状基体又は基板上に設けられたグリッパの例示の実施形態の平面図である。図１は、グリッパ１２Ａ，１２Ｂ，１４及び光学素子１６を有する平板状基体１０の例示の平面レイアウトを記載している。グリッパ１２Ａは、この実施形態では、頂面１２Ａ‐Ｔ及び底面又はベース１２Ａ‐Ｂを有している。グリッパ１２Ｂは、頂面１２Ｂ‐Ｔ及び底面又はベース１２Ｂ‐Ｂを有している。グリッパ１２Ａ，１２Ｂは、基板１０の表面に取り付けられた側方に間隔を置いて設けられている柔軟性ストリップで構成されるのが良く、それにより基板１０上の光学素子１６を側方に通って延びる軸線Ａ１を備えた軸方向経路１７が形成されている。グリッパ１２Ａ，１２Ｂは、これらが軸線Ａ１に対して平行であるように位置決めされるのが良く、これらグリッパを側グリッパと呼ぶ場合がある。
【００１７】
グリッパ１４は、これが基板１０上の光学素子１６を側方に通って延びる軸線Ａ１に沿って位置するよう位置決めされた構造体である。グリッパ１４は、頂面１４‐Ｔ及び底面又はベース１４‐Ｂを有している。グリッパ１４は、光学素子１６の近くで且つグリッパ１２Ａ，１２Ｂから見て光学素子１６の反対側に位置決めされるのが良く、このようなグリッパを端グリッパと呼ぶ場合がある。
【００１８】
基板１０は、１つ又は２つ以上の光学素子１６を有するのが良い。図１は、単一の光学素子１６を示しているに過ぎないが、理解されるべきこととして、多数の光学素子１６が設けられても良い。光学素子１６は、ＶＣＳＥＬ装置、光検出器又は他の光学素子であるのが良く、このような光学素子としては、光ファイバ、レンズ、フィルタ、レンズファイバ、光アイソレータ等が挙げられるが、これらには限定されない。光学素子１６は、光を光ファイバ又は他の光学素子に送ると共に／或いは光を光ファイバ又は他の光学素子から送るよう設計されているのが良い。同様に、図１は、３つのグリッパ１２Ａ，１２Ｂ，１４を示しているが、光学素子を受け取ってこれらをアラインメントするのに任意個数のグリッパ又は他の拘束部材を用いることができる。３つのグリッパ１２Ａ，１２Ｂ，１４は、光学素子１６の近くにフォトグラフィによりパターニングされる。グリッパ１２Ａ，１２Ｂ，１４は、一実施形態では、軟質ポリマーで作られるのが良い。さらに、グリッパ１２Ａ，１２Ｂ，１４は、一実施形態では、光重合性配合物等を用いた種々の技術、例えば周知のリソグラフィ法を用いて形成できる。
【００１９】
例えば、光重合性配合物を基板表面、例えば基板１０上に実質的に一様に被着させるのが良い。次に、光重合性配合物をレーザ及びコンピュータ制御ステージの使用により化学線に画像的に露光させてこの配合物の正確な領域を実質的に透明な領域及び実質的に不透明な領域のパターンを備えたフォトマスクと一緒に紫外線レーザビーム又は視準紫外線（ＵＶ）ランプで露光させる。次に、非画像化領域を溶剤で除去するのが良く、他方、基板表面上の少なくとも１つの掴み要素の形態をした画像化領域を残す。
【００２０】
変形例として、グリッパ１２Ａ，１２Ｂ，１４のうちの１つ又は２つ以上を軟質可撓性エンボス加工ツールの使用により形成して重合性配合物を基板１０上に少なくとも１つのグリッパ要素の形態でパターニングしても良い。次に、配合物を硬化させ、ツールを取り外す。ツールの可撓性は、グリッパを損傷させることなくこれを硬化状態のポリマーから取り出すことができほど十分でなければならない。重合性配合物を種々の手段、例えば化学線又は熱で硬化させることができ、この重合性配合物は、ツールの隆起特徴部に適合する粘度を有することが必要である。硬化配合物からのツールの取り外し後、少なくとも１つのグリッパは、パターンの性状に応じて、基板１０上に残る。ツールのパターンは、光ファイバ及びレンズのアレイをアラインメントさせる基板を提供するよう複数個の掴み要素を有するのが良い。掴み要素を形成するのに適したポリマー配合物は、共通譲受人の米国特許第６，２６６，４７２号明細書に開示されており、この米国特許を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。
【００２１】
引き続き図１を参照すると、側グリッパ１２Ａは、基板１０の表面に取り付けられた底面又はベース１２Ａ‐Ｂ及び基板１０の平面に平行な平面内に位置した頂面１２Ａ‐Ｔを有している。側グリッパ１２Ｂは、基板１０の表面に取り付けられた底面又はベース１２Ｂ‐Ｂ及び基板１０の平面に平行な平面内に位置した頂面１２Ｂ‐Ｔを有している。端グリッパ１４は、基板１０の表面に取り付けられた底面又はベース１４‐Ｂ及び基板１０の平面に平行な平面内に位置した頂面１４‐Ｔを有している。側グリッパ１２Ａ，１２Ｂ及び端グリッパ１４の各々は、そのベースよりも広い頂面を有するのが良く、その結果、グリッパの各々のベースのフットプリントがグリッパの頂面よりも小さくなっている。これにより、グリッパ１２Ａ，１２Ｂ，１４は、光ファイバに接触して圧縮力を生じさせ、それにより光ファイバを水平方向と垂直方向の両方向において定位置に保持することができ、他方、光ファイバは、軸線Ａ１に沿って軸方向経路１７内で依然として動くことができる。これは、図３Ａ及び図３Ｂに詳細に示されており、以下、これについて説明する。
【００２２】
図２は、能動光学素子基板の近くに配置された平板状基体上のグリッパの図１の平面図に類似した平面図であるが、図２は、光学素子１６の近くに配置された基板１０上のグリッパ１２Ａ，１２Ｂ中へのレーザ角度劈開光ファイバ１８の初期挿入状態の例示の実施形態を示している。図２は、挿入中のレーザ角度劈開光ファイバ１８を示しているが、光ファイバ１８は、レーザ角度劈開されなければならないということはない。レーザ角度劈開光ファイバ１８に代えて他の光ファイバを用いることができる。非限定的な一例として、研磨作業により傾斜され又は角度がつけられた端又は先端部を備える光ファイバを光学素子１６の近くに配置された基板１０上のグリッパ１２Ａ，１２Ｂ中に挿入することができる。再び図２を参照すると、レーザ角度劈開光ファイバ１８は、レーザ角度劈開端面又はファセット２０及び内部ファイバコア２２を有している。一実施形態では、レーザ傾斜端面２０は、単一の面又はファセットを有するのが良い。他の実施形態では、レーザ傾斜端面２０は、多数の面又は湾曲したファセット表面に近似した多くの面から成っていても良く、この場合、湾曲ファセット表面の湾曲は、一方向であっても良く、二方向であっても良い。例示の実施形態では、レーザ角度劈開光ファイバ１８は、レーザ角度劈開端面２０が光ファイバ軸線に対して４５°の角度若しくはこれに近い角度又は他の角度をなして形成されるようレーザ劈開されており、それにより、光学性能が向上している（例えば、後方反射の減少、帯域幅の増大等）。レーザ角度劈開光ファイバ１８の端の尖った形状は、基板１０上にグリッパ１２Ａ，１２Ｂにより形成されたチャネル中へのレーザ角度劈開光ファイバ１８の挿入を容易にする。レーザ角度劈開光ファイバ１８を光学素子１６上にアラインメントすることが望ましい場合、レーザ角度劈開光ファイバ１８を図２の右側から２つの右側のグリッパ１２Ａ，１２Ｂ中に挿入する。レーザ角度劈開光ファイバ１８を図２の右側から挿入し、圧力をレーザ角度劈開光ファイバ１８の軸線に沿って加えることによりレーザ角度劈開光ファイバ１８を軸線Ａ１に沿って左側に動かす。これをレーザ角度劈開光ファイバ１８の「軸方向経路」に沿って動かすと称する。グリッパ１２Ａ，１２Ｂは、レーザ角度劈開光ファイバ１８を挿入しているときにこれらグリッパがレーザ角度劈開光ファイバ１８の軸方向経路に平行であるように位置決めされる。グリッパ１４は、これがレーザ角度劈開光ファイバ１８の軸方向経路内に位置するよう位置決めされる。グリッパ１２Ａ，１２Ｂ，１４の各々は、基板１０の表面に取り付けられた底面又はベース部分、基板１０の表面に実質的に平行であるのが良い頂面及びグリッパ１２Ａ，１２Ｂ相互間に溝又はチャネルを構成する側壁を有する。各グリッパ１２Ａ，１２Ｂ，１４の側壁は、幾分傾斜するのが良いが、グリッパ１２Ａ，１２Ｂ，１４の各々が少なくとも１つの箇所でレーザ角度劈開光ファイバ１８に接触することができるよう十分に平坦であるべきである。
【００２３】
図３Ａは、グリッパ１２Ａ，１２Ｂ中への挿入後における図２のレーザ角度劈開光ファイバ１８の例示の実施形態の側面図であり、圧力をレーザ角度劈開光ファイバ１８の軸線に沿って加えているときの左側へのファイバの運動状態を示す図である。グリッパ１２Ａ，１２Ｂ（グリッパ１２Ｂは、図３Ａの側面図には示されていない）は、レーザ角度劈開光ファイバ１８を基板１０に密接して保持するが、レーザ角度劈開光ファイバ１８に対するこれらグリッパの掴み圧力を調節すると、レーザ角度劈開光ファイバ１８は、圧力をレーザ角度劈開光ファイバ１８の軸線に沿って加えると、図３Ａに示されているように左側に一層摺動することができる。
【００２４】
アラインメントプロセスが続いているとき、レーザ角度劈開光ファイバ１８を連続して左側に動かし、ついには、図３Ｂの左側でレーザ角度劈開光ファイバ１８の先端部とグリッパ１４が接触するようになる。グリッパ１４は、レーザ角度劈開光ファイバ１８の軸方向経路内に位置決めされており、このグリッパは、レーザ角度劈開光ファイバ１８の先端部がグリッパ１４に接触すると、レーザ角度劈開光ファイバ１８が光学素子１６上に位置決めされるよう位置決めされている。一実施形態では、グリッパ１４は、レーザ角度劈開光ファイバ１８の軸線に垂直に位置決めされるのが良い。
【００２５】
レーザ角度劈開光ファイバ１８は、レーザ角度劈開光ファイバ１８の端が軸線Ａ１に対して角度αをなして劈開されるようレーザ角度劈開される。一実施形態では、レーザ角度劈開光ファイバ１８の端は、角度αが４５°又はこれに近い角度をなすようレーザ劈開される。端グリッパ１４は、頂部のところの方がベースのところよりも広幅である。一実施形態では、端グリッパ１４は、軸線Ａ１に対して角度θをなす側壁１５を有している。端グリッパ１４の側壁角度θとレーザ角度劈開光ファイバ１８の端の角度αを協調させて、レーザ角度劈開光ファイバ１８と光学素子１６の正確なアラインメントを可能にすると同時に端グリッパ１４又はレーザ角度劈開光ファイバ１８の端の損傷を阻止することができるようレーザ角度劈開光ファイバ１８の軸方向運動を停止させることが望ましい場合がある。レーザ角度劈開光ファイバ１８の端の角度αは、任意の角度であって良いが、或る特定の実施形態では、角度αは、軸線Ａ１に対して３０°〜４５°である。
【００２６】
レーザ角度劈開光ファイバ１８の先端部とグリッパ１４の接触により、レーザ角度劈開光ファイバ１８の運動が停止されると共にレーザ角度劈開端面２０と光学素子１６がアラインメントされる。また、グリッパ１４のテーパした形状により、レーザ角度劈開光ファイバ１８の端は、光学素子１６と接触したままであるようになる。図３Ｂに示されているように、レーザ角度劈開光ファイバ１８は、グリッパ１４と一緒にグリッパ１２Ａ，１２Ｂのうちの少なくとも一方を用いて光学素子１６にアラインメントされる。グリッパ１４は、レーザ角度劈開光ファイバ１８を基板１０上に下向きに保持し、レーザ角度劈開光ファイバ１８の軸方向移動を制限する。グリッパ１４の傾斜側壁も又、レーザ角度劈開端面２０に係合し、ファイバ端先端部を光学素子１６上に押し下げる。
【００２７】
図３Ａ及び図３Ｂに示されているように、先ず最初に、レーザ角度劈開光ファイバ１８は、レーザ角度劈開光ファイバ１８を当初、グリッパ１２Ａ，１２Ｂ相互間のチャネル中に挿入しているときにレーザ角度劈開光ファイバ１８の軸方向経路に平行に延びるグリッパ１２Ａ，１２Ｂにより粗くアラインメントされると共に機械的に拘束される。次に、レーザ角度劈開光ファイバ１８を左側に連続的に動かし、ついには、レーザ角度劈開光ファイバ１８の先端部とグリッパ１４が接触するようにすることにより、レーザ角度劈開光ファイバ１８をレーザ角度劈開光ファイバ１８の軸方向経路内に位置するグリッパ１４によって光学素子１６に、より正確にアラインメントする。
【００２８】
レーザ角度劈開光ファイバ１８のレーザ角度劈開端面２０が光学素子１６上に位置決めされるようグリッパ１２Ａ，１２Ｂ，１４内に保持されたレーザ角度劈開光ファイバ１８の平面図が図４に示されている。端グリッパ１４は、基板１０の表面に取り付けられた底面又はベース１４‐Ｂ及び基板１０の平面に平行な平面内に位置した頂面１４‐Ｔを有している。端グリッパ１４は、そのベースよりも広幅の頂面を有するのが良く、その結果、グリッパ１４のベースのフットプリントは、グリッパ１４の頂面よりも小さい。
【００２９】
図５は、グリッパ１４の側壁１５により押し下げられて光学素子１６に接触しているレーザ角度劈開光ファイバ１８の例示の実施形態の側面図である。図４及び図５で理解できるように、グリッパ１４は、レーザ角度劈開光ファイバ１８のレーザアングル端面２０を光学素子１６上に正確に位置決めするよう単独で又はグリッパ１２Ａ，１２Ｂのうちの１つ又は２つ以上と関連して働く。
【００３０】
レーザ角度劈開光ファイバ１８を光学素子１６にアラインメントした後、レーザ角度劈開端面２０は、図５に示されているように、光学素子１６からの光の向きを全反射（ＴＩＲ）によりレーザ角度劈開光ファイバ１８の軸線沿いに下方に向ける。図５では、光学素子１６からの光ビーム２６は、レーザ角度劈開光ファイバ１８の端のところでレーザアングル傾斜端面２０に当たり、光ビーム２８として反射され、光ビーム２８は、レーザ角度劈開光ファイバ１８の内部ファイバコア２２内で案内される。
【００３１】
上述したように、端グリッパ１４の側壁角度θとレーザ角度劈開光ファイバ１８の端の角度αを協調させて、レーザ角度劈開光ファイバ１８と光学素子１６の正確なアラインメントを可能にすると同時に端グリッパ１４又はレーザ角度劈開光ファイバ１８の端の損傷を阻止することができるようレーザ角度劈開光ファイバ１８の軸方向運動を停止させることが望ましい場合がある。露光及び現像条件を調節することによりグリッパ１４の側壁角度を変更することができる。図５は、図３Ａ及び図３Ｂのグリッパ１４の側壁角度θよりも急な側壁角度Φを備えたグリッパ１４にアラインメントされたレーザ角度劈開光ファイバ１８の側面図である。図５の実施形態では、端グリッパ１４は、軸線Ａ１に対して角度Φをなす側壁１５を有している。図５に示されているように急な側壁角度Φを有するグリッパ１４の側壁１５は、ＵＶ源を基板１０の真上ではなく基板１０の上方にＵＶ源を位置決めし、基板１０を回転させることにより形成でき、これについては、以下に詳細に説明する。また、グリッパ１４の側壁角度Φとレーザ角度劈開光ファイバ１８の端の角度αの協調により、ファイバ先端部は、組み立て後、下方に押し下げられて光学素子１６に接するようになる。グリッパ１４の側壁１５の角度Φは、好ましくは、レーザ角度劈開光ファイバ１８の端の角度αよりも僅かに大きいように選択されるのが良い。一実施形態では、グリッパ１４の側壁１５の角度Φは、好ましくは、レーザ角度劈開光ファイバ１８の端の角度αよりも少なくとも１°から２°大きいよう選択されるのが良い。
【００３２】
図６は、別の傾斜グリッパアラインメント方式を用いて光学素子へのレーザ角度劈開光ファイバの自動アラインメントの仕方の例示の実施形態を示す平面図である。この場合、１対の傾斜グリッパは、レーザ角度劈開光ファイバの軸方向経路内に位置決めされている。図６の例示の実施形態では、ファイバ先端部近くへのグリッパ１４の配置は、レーザ角度劈開光ファイバ１８を光学素子１６に自動アラインメントするよう変更可能である。図６は、１対のグリッパ６１４Ａ，６１４Ｂが傾斜していて、レーザ角度劈開光ファイバ１８の先端部の各側に位置決めされているグリッパレイアウトを示している。
【００３３】
グリッパ６１４Ａは、基板１０の表面に取り付けられた底面又はベース６１４Ａ‐Ｂ及び基板１０の平面に平行な平面内に位置した頂面６１４Ａ‐Ｔを有している。グリッパ６１４Ｂは、基板１０の表面に取り付けられた底面又はベース６１４Ｂ‐Ｂ及び基板１０の平面に平行な平面内に位置した頂面６１４Ｂ‐Ｔを有している。グリッパ６１４Ａ，６１４Ｂの各々は、そのベースよりも広幅の頂面を有するのが良く、その結果、グリッパ６１４Ａ，６１４Ｂの各々のベースのフットプリントは、グリッパ６１４Ａ，６１４Ｂの頂面よりも小さい。グリッパ６１４Ａは、長手方向軸線Ｂ１を有し、このグリッパは、軸線Ａ１とグリッパ６１４Ａの長手方向軸線Ｂ１が角度β1をなすように軸線Ａ１に対して角度をなしている。グリッパ６１４Ｂは、長手方向軸線Ｂ２を有し、このグリッパは、軸線Ａ１とグリッパ６１４Ｂの長手方向軸線Ｂ２が角度β2をなすように軸線Ａ１に対して角度をなしている。一実施形態では、角度β1，β2は、軸線Ａ１に対して３０°〜４５°であるのが良い。グリッパ６１４Ａの長手方向軸線Ｂ１とグリッパ６１４Ｂの長手方向軸線Ｂ２は、軸線Ａ１に沿う一点で交差している。グリッパ６１４Ａ，６１４Ｂは、グリッパ６１４Ａ，６１４Ｂの長手方向軸線Ｂ１，Ｂ２の交点がレーザ角度劈開光ファイバ１８の軸方向経路内（即ち、軸線Ａ１に沿って）に位置するよう位置決めされている。グリッパ６１４Ａ，６１４Ｂは、この交点で物理的に接するのが良いが、これらが交点で物理的に接することが必要であるというわけではない。一実施形態では、グリッパ６１４Ａ，６１４Ｂは、物理的に互いに全く接しない。図２〜図５を参照して上述したのと同様な仕方でレーザ角度劈開光ファイバ１８をグリッパ１２Ａ，１２Ｂ相互間に挿入する。圧力を図６において右側からレーザ角度劈開光ファイバ１８に加えると、レーザ角度劈開光ファイバ１８は、左側に動き、ついには、これが傾斜グリッパ６１４Ａ，６１４Ｂに接触するようになる。傾斜グリッパ６１４Ａ，６１４Ｂは又、ファイバ先端部を下方に押し下げてこれを光学素子１６に接触させる。傾斜グリッパ６１４Ａ，６１４Ｂを介してレーザ角度劈開光ファイバ１８を光学素子１６にアラインメントした後、レーザ角度劈開端面２０は、図５に示されているのと同様な仕方で、光学素子１６からの光を全反射（ＴＩＲ）によりレーザ角度劈開光ファイバ１８の軸線Ａ１沿いに下方に向け直す。
【００３４】
図７は、別のＣ字形グリッパ実施形態を用いて光学素子へのレーザ角度劈開光ファイバの自動アラインメントの仕方を示す例示の実施形態を示す平面図であり、この場合、Ｃ字形グリッパは、レーザ角度劈開光ファイバの軸方向経路内に位置決めされている。図７では、単一のＣ字形グリッパ７１４がレーザ角度劈開光ファイバ１８を受け入れてこれを基板１０上の光学素子１６にアラインメントするようパターニングされている。グリッパ７１４は、基板１０の表面に取り付けられた底面又はベース７１４‐Ｂ及び基板１０の平面に平行な平面内に位置した頂面７１４‐Ｔを有している。グリッパ７１４は、そのベースよりも広幅の頂面を有するのが良く、その結果、グリッパ７１４のベースのフットプリントは、グリッパ７１４の頂面よりも小さい。
【００３５】
図２〜図５を参照して上述したのと同様な仕方で、レーザ角度劈開光ファイバ１８をグリッパ１２Ａ，１２Ｂ相互間に挿入する。一実施形態では、Ｃ字形グリッパ７１４は、グリッパを切り抜いて形成した切欠き７１５を有し、この切欠きは、レーザ角度劈開光ファイバ１８の軸方向経路内に配置されている。圧力を図７において右側からレーザ角度劈開光ファイバ１８に加えると、レーザ角度劈開光ファイバ１８は、左側に動き、ついには、レーザ角度劈開光ファイバ１８の端が点２９Ａ，２９Ｂ，２９ＣのところでＣ字形グリッパ７１４に接触するようになる。Ｃ字形グリッパ７１４は、ファイバ先端部を下方に押し下げてこれを光学素子１６に接触させる。Ｃ字形グリッパ７１４を介してレーザ角度劈開光ファイバ１８を光学素子１６にアラインメントした後、レーザ角度劈開端面２０は、図５に示されているのと同様な仕方で、光学素子１６からの光を全反射（ＴＩＲ）によりレーザ角度劈開光ファイバ１８の軸線Ａ１沿いに下方に向け直す。
【００３６】
レーザ角度劈開光ファイバ１８の先端部も又、自動アラインメント性を促進するよう種々の仕方でパターニングされるのが良い。図８は、光学素子１６への自動アラインメントのためにレーザ角度劈開光ファイバ１８の端に設けられた側テーパの例示の実施形態を示している。図８は、２つの追加のレーザ切断面又はファセット８２０Ａ，８２０Ｂが元のレーザ角度劈開端面２０に追加されたファイバ端の平面図である。レーザ切断面８２０Ａは、軸線Ａ１に対して角度λ1をなしてレーザ劈開されている。切断面８２０Ｂは、軸線Ａ１に対して角度λ2をなしてレーザ劈開されている。Ｃ字形グリッパ（図７に示されているグリッパに類似している）を用いると、図９に示されているように、レーザ角度劈開光ファイバ１８を光学素子１６に自動アラインメントすることができる。
【００３７】
図９は、レーザ角度劈開光ファイバ１８の軸方向経路内に位置決めされたＣ字形グリッパ９１４を用いて側テーパ９２０Ａ，９２０Ｂが光学素子１６に自動アラインメントされている状態のレーザ角度劈開光ファイバ１８の例示の実施形態を示す平面図である。グリッパ９１４は、基板１０の平面に取り付けられた底面又はベース９１４‐Ｂ及び基板１０の平面に平行な平面内に位置した頂面９１４‐Ｔを有している。好ましくは、Ｃ字形グリッパ９１４は、そのベース９１４‐Ｂよりも広幅の頂面９１４‐Ｔを有し、その結果、Ｃ字形グリッパ９１４のベースのフットプリントは、Ｃ字形グリッパ９１４の頂面よりも小さい。
【００３８】
図２〜図５を参照して上述したのと同様な仕方でレーザ角度劈開光ファイバ１８をグリッパ１２Ａ，１２Ｂ相互間に挿入する。一実施形態では、Ｃ字形グリッパ９１４は、グリッパを切り抜いて形成した切欠き９１５を有し、この切欠きは、レーザ角度劈開光ファイバ１８の軸方向経路内に配置されている。圧力を図９において右側からレーザ角度劈開光ファイバ１８に加えると、レーザ角度劈開光ファイバ１８は、左側に動き、ついには、レーザ角度劈開光ファイバ１８の端が点３０Ａ，３０Ｂ，３０ＣのところでＣ字形グリッパ９１４に接触するようになる。Ｃ字形グリッパ９１４は、ファイバ先端部を下方に押し下げてこれを光学素子１６に接触させる。Ｃ字形グリッパ９１４を介してレーザ角度劈開光ファイバ１８を光学素子１６にアラインメントした後、レーザ角度劈開端面２０は、図５に示されているのと同様な仕方で、光学素子１６からの光を全反射（ＴＩＲ）によりレーザ角度劈開光ファイバ１８の軸線Ａ１沿いに下方に向け直す。
【００３９】
別の例示の実施形態が図１０に示されている。図１０は、グリッパ１２Ａ，１２Ｂ，１４により光学素子１６上に自動アラインメントされているレーザ角度劈開光ファイバ１８の例示の実施形態の側面図である。図１０に示された実施形態では、レーザ角度劈開光ファイバ１８は、先端部が除去されている。このように、組み立て中、尖ったファイバ先端部がグリッパ１４を損傷させるのを阻止するために、平坦な端３２がレーザ角度劈開光ファイバ１８の端に形成されるのが良い。平坦な端３２は、グリッパ１４に接触し、組み立て中、レーザ角度劈開光ファイバ１８の移動を制限する。
【００４０】
図１〜図７、図９及び図１０に示されたグリッパ１２Ａ，１２Ｂ，１４の細部は、ここでは、円筒形物体、例えば光ファイバ、グリンレンズ等を固定すると共に受動的にアラインメントするようになった掴み要素に特に適しているが、グリッパ１２Ａ，１２Ｂ，１４は、多種多様な形式の非円筒形光学素子、例えばプリズム、レンズ、ＶＣＳＥＬＳ等（これらには限定されない）を固定すると共に受動的にアラインメントするような寸法形状のものであって良いことが理解される。
本明細書において開示する実施形態のグリッパ製作法は、周知のリソグラフィ処理技術を利用するのが良い。さらに、グリッパ製作プロセスは、平板状能動装置製作プロセスと両立可能である。
【００４１】
図５を参照して上述したように、レーザ角度劈開光ファイバ１８と光学素子１６のより正確なアラインメントがレーザ角度劈開光ファイバ１８の軸方向経路内の端グリッパ１４の側壁１５の角度θとレーザ角度劈開光ファイバ１８の端の角度αを協調させて組み立て後、ファイバ先端部が下方に押し下げられてこれが光学素子１６に接触するようにすることが望ましい場合がある。グリッパ１４の側壁１５の角度θは、レーザ角度劈開光ファイバ１８の端の角度αよりも僅かに大きいように選択されるのが良い。変形例として、グリッパ１４の側壁１５の角度θは、レーザ角度劈開光ファイバ１８の端の角度αよりも僅かに小さいように選択されても良い。一実施形態では、端グリッパ１４の側壁１５の角度θは、レーザ角度劈開光ファイバ１８の端の角度αよりも少なくとも１°から２°大きいよう選択されるのが良い。
【００４２】
グリッパ側壁角度は、ＵＶ露光及び現像条件を調節することにより容易に変更される。例えば、図１１Ａ，図１１Ｂに示されているように角度をなしてマスクを通ってポリマーグリッパを露光することにより急な側壁角度を得ることができる。また、ＵＶ源を露光中、装置基板に対して回転させると、側壁角度を一段と増大させることができる。
【００４３】
図１１Ａは、ＵＶ露光方向が基板法線方向に近い標準のグリッパ露光プロセスを示している。プロセスの部分１１００では、ＵＶ光１１０２をマスク基板１１０４に当て、マスク基板１１０４は、ポリマーグリッパ基板１１０８の複数の部分がＵＶ光１１０２に露光されるよう所望のポリマーグリッパのためのマスクパターン１１０６を有している。ＵＶ光１１０２を軸線Ａ１に対して角度θ1をなして当て、軸線Ａ１は、ポリマーグリッパ基板１１０８に平行である。ＵＶ光１１０２に露光されるポリマーグリッパ基板１１０８の部分は、露光ポリマーグリッパ材料１１１０であり、マスクパターン１１０６によりＵＶ光１１０２に露光されなかったポリマーグリッパ基板１１０８の部分は、非露光ポリマーグリッパ材料１１１２である。プロセスの部分１１２０では、軸線Ａ１に対して第２の角度θ2をなす第２の方向から２回目のＵＶ露光が行なわれる。ＵＶ光１１２２は、マスク基板１１０４に当てられ、マスク基板１１０４は、先に露光されなかったポリマーグリッパ材料１１１２の別の部分（符号１１２４で示されている）が今やＵＶ光１１２２に露光され、部分１１２６だけが非露光ポリマーグリッパ材料として残されるようなマスクパターン１１０６を有している。次に、露光された全てのポリマーグリッパ材料の除去を行なってポリマーグリッパ１１４０だけが残るようにする。ポリマーグリッパ１１４０は、頂面１１４０‐Ｔ及び底面又はベース１１４０‐Ｂを有し、頂面１１４０‐Ｔは、好ましくは、ベース１１４０‐Ｂよりも広幅である。ポリマーグリッパ１１４０は、軸線Ａ１に対して角度θ2をなす側壁１１４２を有している。露光の際の角度変化は、ＵＶ光源が回転プレート上に位置した状態でポリマーグリッパ基板１１０８を回転プレート上に位置決めすることにより得ることができ、その結果、ＵＶ光は、基板法線角度に対して僅かな角度をなしてポリマーグリッパ基板１１０８上に下方に差し向けられる。
【００４４】
図１１Ｂは、改造型グリッパ露光プロセスを示しており、この場合、少なくとも１つのＵＶ露光方向は、成形されたポリマーグリッパに急な（即ち、基板の平面に対して一層鋭角の）側壁角度を得るために基板法線方向に対してより鋭角（即ち、大きな角度）をなしている。このプロセスの部分１１５０では、ＵＶ光１１５２をマスク基板１１５４に当て、マスク基板１１５４は、ポリマーグリッパ基板１１５８の複数の部分がＵＶ光１１５２に露光されるよう所望のポリマーグリッパのためのマスクパターン１１５６を有している。ＵＶ光１１５２をポリマーグリッパ基板１１５８に垂直な方向に当てる。即ち、ＵＶ光１１５２をポリマーグリッパ基板１１５８に平行な軸線Ａ１に対して角度θ3（この場合、θ3は、９０°である）をなして当てられる。ＵＶ光１１５２に露光されるポリマーグリッパ基板１１５８の部分は、露光ポリマーグリッパ材料１１６０であり、マスクパターン１１５６によりＵＶ光１１５２に露光されなかったポリマーグリッパ基板１１５８の部分は、非露光ポリマーグリッパ材料１１６２である。プロセスの部分１１７０では、軸線Ａ１に対して第２の角度θ4をなして第２の方向から２回目のＵＶ露光が行なわれる。ＵＶ光１１７２は、マスク基板１１５４に当てられ、マスク基板１１５４は、先に露光されなかったポリマーグリッパ材料１１６２の別の部分（符号１１７４で示されている）が今やＵＶ光１１７２に露光され、部分１１７６だけが非露光ポリマーグリッパ材料として残されるようなマスクパターン１１５６を有している。次に、露光された全てのポリマーグリッパ材料の除去を行なってポリマーグリッパ１１９０だけが残るようにする。ポリマーグリッパ１１９０は、頂面１１９０‐Ｔ及び底面又はベース１１９０‐Ｂを有し、頂面１１９０‐Ｔは、好ましくは、ベース１１９０‐Ｂよりも広幅である。ポリマーグリッパ１１９０は、軸線Ａ１に対して角度θ4をなす側壁１１９２を有している。ポリマーグリッパ１１９０は、図１１Ａの通常のＵＶ露光プロセスにより形成されたポリマーグリッパ１１４０よりも急な側壁角度θ4を有している。露光の際の角度の変化は、ＵＶ光源が回転プレートの上方に位置決めされた状態でポリマーグリッパ基板１１５８を回転プレート上に位置決めすることにより得られ、その結果、ＵＶ光は、基板法線に対して角度をなしてポリマーグリッパ基板１１５８上に下方に差し向けられるようになっており、或いは、このような露光の際の角度の変化は、幾つかの互いに異なる角度からの固定状態のポリマーグリッパ基板１１５８のＵＶ照明により得られる。
【００４５】
幾つかの実施形態によれば、光ファイバに平行に延びるグリッパ、例えばグリッパ１２Ａ，１２Ｂに代えて、光ファイバを粗くアラインメントすると共に機械的に拘束するためにセメント又は接着剤を用いることができる。図１２は、このような実施形態を示している。図１２では、レーザ角度劈開光ファイバ１８は、粗くアラインメントされて接着剤３４により機械的に拘束され、接着剤３４は、レーザ角度劈開光ファイバ１８上に被着される。かくして、接着剤３４は、レーザ角度劈開光ファイバ１８のための拘束部材として働く。次に、レーザ角度劈開光ファイバ１８をグリッパ１２１４によって光学素子１６に正確にアラインメントし、グリッパ１２１４は、レーザ角度劈開光ファイバ１８の軸方向経路内に配置されている。グリッパ１２１４は、図１〜図６及び図１０のグリッパ１４のような単一のグリッパであっても良く、図６のグリッパ６１４Ａ，６１４Ｂのような１対の傾斜グリッパであっても良く、図７のグリッパ７１４のようなＣ字形グリッパであっても良く、図９のグリッパ９１４であっても良く、或いは、これらに類似したグリッパ構造体であって良い。グリッパ１２１４は、レーザ角度劈開光ファイバ１８の先端部を下方に押し下げてこれを光学素子１６に接触させる。レーザ角度劈開光ファイバ１８をグリッパ１２１４によって光学素子１６にアラインメントした後、レーザ角度劈開端面２０は、図５に示されているのと同様な仕方で、光学素子１６からの光を全反射（ＴＩＲ）によりレーザ角度劈開光ファイバ１８の軸線Ａ１沿いに下方に向け直す。
【００４６】
本明細書において開示した或る特定の幾つかの実施形態は、基板に対する種々の光学素子のアラインメントのための装置及び方法に関する。これら光学素子としては、光ファイバ、レンズ、フィルタ、レンズファイバ、垂直共振器表面発光ダイオードレーザ（ＶＣＳＥＬ）、光アイソレータ、フォトニック検出器等が挙げられるが、これらには限定されない。幾つかの実施形態では、光ファイバ、例えばレーザ角度劈開光ファイバの端は、基板上に設けられた能動光学素子、例えばＶＣＳＥＬ上にアラインメントされる。このような装置及び方法は、光学モジュール又はモジュラー光学素子を固定すると共に受動的にアラインメントするためのアラインメント特徴部又は受け入れ構造体、例えば掴み要素、Ｖ字形溝、窪み、凹み領域、キー、トレンチ、接着剤又はセメントを含む基板を採用するのが良い。例えばグリッパのようなファイバアラインメント構造体も又、ファイバを基板表面に垂直に位置決めするために使用でき、その結果、ファイバは、アラインメントプレートに設けられた孔の１‐Ｄ又は２‐Ｄアレイを貫通するようになる。グリッパは、変形可能な機械的部材を用いて形成でき又はプレート孔の一部分にポリマーグリッパ材料を詰め込むことにより形成できる。この形態におけるファイバは、種々の形態のポリマー封入手段を用いて定位置に固定可能である。
【００４７】
ファイバ掴み構造体も又、メカニカルスプライスで採用され、この場合、塑性変形可能なＶ字形溝を用いて１つ又は２つ以上の嵌合状態の光ファイバ対をアラインメントすると共に拘束することができる。ファイバは又、ファイバを掴む側壁刺部を備えた変形可能なプラスチック溝を用いて定位置に保持できる。
【００４８】
本明細書において開示した或る特定の幾つかの実施形態は、平板状基体上に設けられたコンポーネントの受動的アラインメントのためのグリッパ、例えばポリマーグリッパを含む。ポリマーグリッパは、受動的アラインメント用として本明細書において開示されているが、他の構造体、例えば拘束部材を用いても光ファイバ又は他の光学素子のアラインメント及び／又は機械的拘束を可能にすることができる。
【００４９】
グリッパは、光ファイバを平坦な基板上又はシリコン基板に形成されたＶ字形溝構造内の定位置に保持するよう使用できる。個々のファイバの掴みに加えて、グリッパは、光ファイバのアレイ、小型キャリヤ基板上に取り付けられた光学コンポーネント、ファイバレンズ、シリンドリカルレンズ及び共振器構造体及び光学フィルタを位置決めするために使用できる。
【００５０】
本明細書において説明した実施形態は、グリッパ、例えばポリマーグリッパを用いてレーザ角度劈開光ファイバを平板状基体上に設けられた能動装置（例えば、ＶＣＳＥＬ源及び光検出器）にアラインメントするための技術を含む。グリッパにより、テーパした又はレーザ角度劈開されたファイバ端は、能動コンポーネント（レーザ源又は検出器）に正確にアラインメントされるようになる。また、グリッパにより、ファイバ端は、能動装置に密接して保持されるようになる。１つ又は２つ以上のグリッパを光ファイバの軸方向経路内に位置決めして光ファイバを光ファイバの端が１つ又は２つ以上のグリッパに接触するまで軸方向経路に沿って動かすことができるようにすることにより、光ファイバを基板上に設けられた能動光学素子上で容易且つ正確にアラインメントすることができるようになる。
【００５１】
グリッパ、例えばポリマーグリッパを用いた場合の利点は、これにより、能動光学装置へのテーパしたファイバ又はファイバアレイの低コスト受動的アラインメントが可能になるということにある。加うるに、ポリマーグリッパレイアウトをフォトグラフィマスク変更法により容易に変更して任意形式の光ファイバ端処理（例えば、ウェッジ又はテーパ）に対応させることができる。
【００５２】
本明細書において開示した或る特定の幾つかの実施形態は、安価であり且つ種々の光学素子の受動的アラインメントを達成するのに必要とするステップが非常に僅かである受動的アラインメント装置及び方法を提供する。光学素子を受動的にアラインメントした後、光学素子を定位置に固定するのを助けるためのセメント又は接着剤を用いることが望ましい場合がある。変形例として、他の実施形態では、接着剤の使用を必要としない。光学装置の設計に当たり、個々の光学素子の適正な位置及び角度上のアラインメントが既知であれば、ベース及び基板上のアラインメント特徴部を受動的アラインメントの達成のために設計すると共に正しく位置決めすることができる。
【００５３】
或る特定の実施形態によれば、掴み要素及び基板のために種々の材料及び幾何学的形状を用いることができ、これらを製作するのに種々の製造手順を用いることができる。本明細書において開示した実施形態により、光学素子の低コスト受動的アラインメントが可能になる。
【００５４】
さらに、本明細書で用いられている「光ファイバケーブル」及び／又は「光ファイバ」は、あらゆる形式のシングルモード及びマルチモード光導波路を含み、このような光導波路としては、１本又は２本以上の裸光ファイバ、ルーブチューブ型光ファイバ、タイトバッファー型光ファイバ、リボン型光ファイバ、曲げ不敏感性光ファイバ又は光信号を伝送する任意他の媒体手段が挙げられる。曲げ不敏感性光ファイバの一例は、コーニング・インコーポレイテッド（Corning Incorporated）により製造されたClearCurve（登録商標）光ファイバである。
【００５５】
本明細書において説明した多くの改造例及び他の実施形態は、上述の実施形態の関連する技術分野において上述の説明及び関連の図面に提供された教示の恩恵を受ける当業者に想到されよう。したがって、上記説明及び特許請求の範囲の記載は、開示した特定の実施形態には限定されず、改造例及び他の実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に含まれるものであることが理解されるべきである。上述の実施形態は、これら実施形態の改造例及び変形例が特許請求の範囲に記載された本発明の範囲及びその均等範囲に属することを条件として、これら改造例及び変形例を含むものである。本明細書において特定の用語が用いられているが、これら用語は、一般的な意味で且つ説明の目的上用いられているに過ぎず、本発明を限定する目的では用いられていない。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年4月4日(2012.4.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバアラインメントのための装置であって、
基板と、
前記基板上に設けられ軸方向経路を定める光学素子と、
前記基板上に設けられ、前記軸方向通路内に位置決めされた少なくとも１つのグリッパ要素と、を有し、
光ファイバを前記光ファイバの端が前記少なくとも１つのグリッパ要素に接触するまで前記軸方向経路に沿って動かすと、前記光ファイバは、前記光学素子とアラインメントされるようになっており、前記光ファイバは、少なくとも１つのレーザ角度劈開された端面を有するレーザ角度劈開された光ファイバである、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのグリッパ要素は、前記光ファイバの前記軸方向経路に垂直に位置決めされている、
請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのグリッパ要素は、ポリマーグリッパから成る、
請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記基板は、前記軸方向経路に平行に位置決めされると共に前記光ファイバを部分的に拘束するよう構成された少なくとも１対の互いに間隔を置いた拘束部材を更に有し、前記少なくとも１対の互いに間隔を置いた拘束部材は、前記光ファイバを粗くアラインメントするよう構成され、前記少なくとも１つのグリッパ要素は、前記光ファイバを前記光学素子に一段とアラインメントする、
請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの拘束部材は、少なくとも１つのポリマーグリッパ又は接着剤のうち少なくとも一方を含む、
請求項４記載の装置。
【国際調査報告】
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