(57)【要約】      （修正有）【課題】波長フィルタリングのための方法、及び、それを達成するための構造体を提供する。【解決手段】波長フィルタリング構造体を形成するための方法は、導波路１０２内に溝を形成して導波路１０２の経路内に傾斜面１１０を定めることと、傾斜面１１０上に反射層を形成することと、導波路１０２の上部及び傾斜面上にクラッド材料１０６を堆積することと、単波長を透過して他の使用長を反射するフィルタ層１１２を光電デバイス１１４の活性領域上に形成することと、反射層から反射された光ビーム１０４の入射点にフィルタ層１１２が位置合わせされるようにクラッド層１０６上に光電デバイス１１４を置くことと、光電デバイス１１４を導波構造体内のビア１１６に電気的にボンディングすることと、を含む。【選択図】図１
2015087756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導波路部分の端部に配置された、複数の波長を含んだビームを反射する第１の反射面と、
前記反射ビームから選択された波長を通過させ、かつ、選択されたビーム内の他の全ての波長を反射する、前記反射ビームの経路内にあるフィルタと、
前記第１の反射面に隣接して第２の導波路部分の端部に配置された、前記選択されたビームを前記第２の導波路部分のコア内に反射する第２の反射面と、
を含む波長フィルタリング構造体。
【請求項２】
前記第１及び第２の反射面が、前記ビーム経路に対して角度を成して形成された、請求項１に記載の波長フィルタリング構造体。
【請求項３】
前記第１及び第２の反射面が、前記ビーム経路に対して４５度をより小さい角度で形成された、請求項２に記載の波長フィルタリング構造体。
【請求項４】
前記フィルタを通過する前記選択された波長を受光するように構成された光検出器をさらに含む、請求項１に記載の波長フィルタリング構造体。
【請求項５】
前記選択された波長を、前記フィルタを通して放出するように構成されたエミッタをさらに含む、請求項１に記載の波長フィルタリング構造体。
【請求項６】
前記エミッタが、前記放出された光を既存のビームに平行な方向に方向付けるように構成されたレンズを含む、請求項５に記載の波長フィルタリング構造体。
【請求項７】
前記エミッタが、前記反射ビームが衝突する前記フィルタ上の入射点から横方向に非ゼロの距離に設置される、請求項５に記載の波長フィルタリング構造体。
【請求項８】
前記放出された波長が、前記第２の反射面で反射されて前記第２の導波路部分に入る、請求項７に記載の波長フィルタリング構造体。
【請求項９】
前記第１の導波路部分の端部に、ビームの発散を補償するように構成された集光素子をさらに含む、請求項１に記載の波長フィルタリング構造体。
【請求項１０】
前記第１の反射面がビームの発散を補償するように湾曲している、請求項１に記載の波長フィルタリング構造体。
【請求項１１】
前記第１の反射面が、一次元のビーム発散を補償するように単軸に沿った湾曲を有する、請求項１０に記載の波長フィルタリング構造体。
【請求項１２】
それぞれの導波路部分の搬送幅に対して、前記第１の導波路部分の端部が先細にされ、前記第２の導波路部分の端部が幅広にされた、請求項１１に記載の波長フィルタリング構造体。
【請求項１３】
波長分割マルチプレクサ／デマルチプレクサであって、
複数の波長を含んだビームからの異なる波長を各々が透過する、基板上に互いに隣接して形成された複数のフィルタリング構造体を含み、前記各々のフィルタリング構造体は、
第１の導波路部分の端部に配置され、ビーム経路に対して４５度より小さい角度で形成され、ビームの発散を補償するための湾曲を有する、前記複数の波長を含んだビームを反射する第１の反射面と、
前記反射ビームから選択された前記波長を通過させ、かつ、選択されたビーム内の他の全ての波長を反射する、前記反射ビームの経路内にあるフィルタと、
前記第１の反射面に隣接して第２の導波路部分の端部に配置され、前記ビーム経路に対して４５度より小さい角度で形成された、前記選択されたビームを前記第２の導波路部分の端部に反射する第２の反射面と、
を含む、波長分割マルチプレクサ／デマルチプレクサ。
【請求項１４】
波長フィルタリング構造体を形成するための方法であって、
導波路内に溝を形成して前記導波路の経路内に傾斜面を定めることと、
前記傾斜面上に反射層を形成することと、
前記導波路の上部及び前記傾斜面上にクラッド材料を堆積することと、
単波長を透過して他の使用波長を反射するフィルタ層を光電デバイスの活性領域上に形成することと、
前記反射層から反射された光ビームの入射点に前記フィルタ層が位置合わせされるように、前記クラッド層上に前記光電デバイスを置くことと、
前記光電デバイスを前記導波路構造体内のビアに電気的にボンディングすることと、
を含む方法。
【請求項１５】
前記溝を形成することは、前記傾斜面を、導波路軸線に対して４５度より小さい角度で形成することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記光電デバイスは、前記フィルタを通過した選択された波長を受光するように構成された光検出器を含み、前記ボンディングステップは、前記光検出器を有する電気デバイスの表面を、前記光検出器がビームの入射点に位置合わせされるように前記クラッド層にボンディングすることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記光電デバイスは、選択された波長を、前記フィルタを通して放出するように構成されたエミッタを含み、前記ボンディングステップは、前記エミッタを有する電気デバイスの表面を、前記エミッタがビームの入射点から横方向に非ゼロの距離に設置されるように前記クラッド層にボンディングすることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記溝を形成することは、前記傾斜面の一方にビームの発散を補償するための湾曲を形成することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記溝を形成することは、一次元のビーム発散を補償するように単軸に沿った湾曲を有する曲面を形成することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記それぞれの導波路部分の搬送幅に対して、第２の次元で先細にされた第１の部分と、前記第２の次元で幅広にされた第２の部分とを有する導波路を形成することをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ・システムに関し、より具体的には、ポリマー導波路を用いた波長分割多重に関する。
【背景技術】
【０００２】
光データ転送は、高性能コンピューティングにおいてますます使用が増えており、短距離光通信が電気通信の高速かつ低電力の代替手段を提供する。しかしながら、これらの発展にもかかわらず、新たなマルチコア処理アーキテクチャは、より高い帯域幅及び密度を要求する。情報の転送に必要とされるチャネルの数は急速に増加している。最も先進的なシステムにおいては、６０，０００本を超える個別のファイバが用いられるので、急速に実用上の物理的限界に達しつつある。
【０００３】
単一のファイバを用いて異なる波長の複数のデータ信号を搬送するための努力が為されてきた。これは、対応する物理チャネルの数を増やすことなくシステムの総帯域幅を大きくするが、既存の波長分割多重ソリューションを光プリント回路基板技術に実装するのは困難である。１つの注目すべき例において、伝送方向に対して４５度の角度で、導波路内に誘電体ミラーが形成される。このミラーは、１つの波長が導波路の経路から外へと反射される一方で他の波長は通過するように、選択的反射性にされる。
【０００４】
しかしながら、このような反射器をポリマー導波路上に形成することは困難であり、陰影効果のため４５度の角度上に構造体を形成することは難しく、また、反射器自体も、入射角が４５度であることによる大きな偏光依存性のため、比較的厚くしなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、波長フィルタリングのための方法、及び、それを達成するための構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
波長フィルタリング構造体は、第１の導波路部分の端部に配置された、複数の波長を含んだビームを反射する第１の反射面と、反射ビームから選択された波長を通過させ、かつ、選択されたビーム内の他の全ての波長を反射する、反射ビームの経路内にあるフィルタと、第１の反射面に隣接して第２の導波路部分の端部に配置された、選択されたビームを第２の導波路部分のコア内に反射する第２の反射面と、を含む。
【０００７】
波長分割マルチプレクサ／デマルチプレクサは、基板上に互いに隣接して形成された、複数の波長を含んだビームから各々が異なる波長を透過する複数のフィルタリング構造体を含む。各々のフィルタリング構造体は、第１の導波路部分の端部に配置され、ビーム経路に対して４５度より小さい角度で形成され、ビームの発散を補償するための湾曲を有する、複数の波長を含んだビームを反射する第１の反射面と、反射ビームから選択された波長を通過させ、かつ、選択されたビーム内の他の全ての波長を反射する、反射ビームの経路内にあるフィルタと、第１の反射面に隣接して第２の導波路部分の端部に配置され、ビーム経路に対して４５度より小さい角度で形成された、選択されたビームを前記第２の導波路部分の端部に反射する第２の反射面と、を含む。
【０００８】
波長フィルタリング構造体を形成するための方法は、導波路内に溝を形成して導波路の経路内に傾斜面を定めることと、傾斜面上に反射層を形成することと、導波路の上部及び傾斜面上にクラッド材料を堆積することと、単波長を透過して他の使用波長を反射するフィルタ層を光電デバイスの活性領域上に形成することと、反射層から反射された光ビームの入射点にフィルタ層が位置合わせされるようにクラッド層上に光電デバイスを置くことと、光電デバイスを導波路構造体内のビアに電気的にボンディングすることと、を含む。
【０００９】
これら及び他の特徴及び利点は、添付の図面と併せて読むべき以下の例示的な実施形態の詳細な説明から明らかになる。
【００１０】
本開示は、以下の好ましい実施形態の説明において、添付の図面を参照して、詳細を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本原理による波長デマルチプレクサ構造体の部分の断面図である。
【図２】本原理による波長分割多重送受信機の上面図及び側面図である。
【図３】本原理による波長マルチプレクサの部分の断面図である。
【図４】本原理による湾曲ミラー構造体の断面図である。
【図５】本原理による導波路の上面図である。
【図６】本原理による導波路集光素子の断面図である。
【図７】本原理による波長フィルタ構造体の形成における１ステップの断面図である。
【図８】本原理による波長フィルタ構造体の形成における１ステップの断面図である。
【図９】本原理による波長フィルタ構造体の形成における１ステップの断面図である。
【図１０】本原理による波長フィルタ構造体の形成における１ステップの断面図である。
【図１１】本原理による波長フィルタ構造体の形成における１ステップの断面図である。
【図１２】本原理による波長フィルタ構造体を形成する方法のブロック／流れ図である。
【図１３】本原理による波長フィルタ構造体における幾何学的関係の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態は、高密度のコアのアレイを有するポリマー導波路構造体における波長分割多重（ＷＤＭ）を提供する。本実施形態は、光電デバイス・アレイ上又は上側クラッド上に導波路フィルタを形成するように堆積された誘電体フィルタを有する、ダブルミラー構造を使用する。本実施形態においては具体的にはポリマー導波路を使用することが想定されているが、本原理は、他のタイプの導波路に容易に拡張することができることを認識されたい。ポリマー導波路及びマイクロミラーは、例えばコアピッチ１２５μｍのような高密度のレーザ・アレイから、光を案内する。基板からの信号は、短距離の組込型データ転送用にポリマー導波路を介して別の基板へ直接送ることも、又は、長距離データ転送用にファイバ・リボンに結合することもできる。
【００１３】
ここで図面を参照し、図中、類似の符号は同一の又は同様の要素を表しており、最初に図１を参照すると、ＷＤＭミラー構造体が示されている。導波路コア層１０２が、上側クラッド１０６及び下側クラッド１０８を伴って形成される。導波路は、幾つかの異なる波長を含むビーム１０４を搬送する。この例では、ビーム１０４を、４つの波長λ１、λ２、λ３、及びλ４に関して説明するが、相互に干渉しない任意の数の波長を用いることができることが意図される。
【００１４】
受信機構成において、ビーム１０４は、二面ミラー構造体１１０により、４５度より大きい入射角で反射される。ミラー構造体１１０は、ビーム１０４の波長での損失が殆どない、金又はその他の適切な反射材料の表面により形成することができる。ビーム１０４は次に、導波路１０２の面を出て上側クラッド１０６を通り誘電体フィルタ１１２に到達する。誘電体フィルタは、１つの波長、例えばλ１のみに対して透明であり、この波長が検出器デバイス１１４に到達する。残りの波長は、誘電体フィルタ１１２で反射され、ミラー１１０で反射されて、導波路１０２に再び入る。検出器１１４が、受け取った光に対応する電気信号を、電気的ビア１１６を通じて送信することができることは予期されることであるが、付加的な加工を行うこともでき、クラッド層１０６の上部のプレーナ線のような他の電気的コンタクト構成もまた可能であることを理解されたい。
【００１５】
本発明を、層状の基材及び導波路を組み込んだ有機キャリアを有する所与の例示的なアーキテクチャに関して説明するが、他のアーキテクチャ、構造、基材材料、並びに、プロセスの特徴及びステップは、本発明の範囲内で変更することができることを理解されたい。
【００１６】
層、領域、又は基材といった要素が別の要素の「上（on）」又は「上方（over）」にあるとものとして言及されるとき、その要素は他の要素の直接上に存在する場合も、又は介在する要素がさらに存在する場合もあることも理解されよう。対照的に、ある要素が別の要素の「直接上（directly on）」又は「直接上方（directly over）」にあるものとして言及されるとき、介在する要素は存在しない。要素が別の要素に「接続されている（connected）」又は「結合されている（coupled）」ものとして言及されるとき、その要素は他の要素に直接接続される又は結合される場合もあり、又は介在する要素が存在する場合もあることもまた理解されるであろう。対照的に、ある要素が別の要素に「直接接続される（directly connected）」又は「直接結合される（directlycoupled）」ものとして言及されるとき、介在する要素は存在しない。
【００１７】
ポリマー導波路の設計は、グラフィカル・コンピュータ・プログラミング言語で作成し、コンピュータ記憶媒体（例えば、ディスク、テープ、物理ハードドライブ、又は、ストレージ・アクセス・ネットワーク内にあるような仮想ハードドライブ）内に格納することができる。設計者が、導波路又は導波路の製造に使用されるフォトリソグラフィ・マスクの製造者ではない場合、設計者は、得られた設計をそうした企業体に、物理的手段により（例えば、設計を格納した記憶媒体のコピーを提供することにより）又は電気的に（例えば、インターネットを通じて）、直接的又は間接的に送ることができる。次いで、格納された設計は、フォトリソグラフィ・マスクの製造に適した形式（例えば、ＧＤＳＩＩ）に変換され、フォトリソグラフィ・マスクは、典型的には、ポリマー基材上に形成される当該設計の多数のコピーを含む。フォトリソグラフィ・マスクを使用して、エッチング又はそれ以外の方法で加工される基材（及び／又はその上の層）の領域が定められる。
【００１８】
本明細書における本原理の「１つの実施形態」又は「一実施形態」、並びに、その、他の変形への言及は、その実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、又は特性等が、本原理の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。従って、本明細書全体を通じて随所に現れる「１つの実施形態において」又は「一実施形態において」といった語句、並びに、その他のいずれの変形の出現も、必ずしも全てが同一の実施形態を指すとは限らない。
【００１９】
例えば「Ａ／Ｂ」、「Ａ及び／又はＢ」、及び「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」という場合における、「／」、「及び／又は」、及び「少なくとも１つ」のいずれの使用も、１番目に示した選択肢（Ａ）のみの選択、又は２番目に示した選択肢（Ｂ）のみの選択、又は両方の選択肢（Ａ及びＢ）の選択を包含することを意図したものであることを認識されたい。更なる例として、「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」及び「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」という場合における、こうした語句は、１番目に示した選択肢（Ａ）のみの選択、又は２番目に示した選択肢（Ｂ）のみの選択、又は３番目に示した選択肢（Ｃ）のみの選択、又は１番目及び２番目に示した選択肢（Ａ及びＢ）のみの選択、又は１番目及び３番目に示した選択肢（Ａ及びＣ）のみの選択、又は２番目及び３番目に示した選択肢（Ｂ及びＣ）のみの選択、又は３つの選択肢全ての選択（Ａ及びＢ及びＣ）を包含することを意図したものである。これは、当該技術分野及び関連技術分野の当業者には容易に明らかとなるように、列挙された項目の数だけ拡張することができる。
【００２０】
ここで図２を参照すると、ＷＤＭ送受信機が示されている。ＷＤＭデマルチプレクサは、各々のコアが最初は４つの異なる波長を搬送する導波路アレイ２０６からの光を受光する、４つの光検出器アレイ２０２で作られている。波長特異的フィルタ２０８は、各々が１つの波長だけを透過してそれ以外を反射するので、その結果、４番目の最後のフィルタ２０８が最後に残った波長を透過する。フィルタを透過した後、各々のコアからの光は、検出器の活性領域に到達する。好ましい実施形態において、検出器は、トランスインピーダンス制限増幅器集積回路に電気的に連結された、半導体フォトダイオード・アレイである。
【００２１】
ＷＤＭマルチプレクサ２０４は、ＷＤＭデマルチプレクサとは逆の光路を有し、４つの波長特異的フィルタ２１０を第２の導波路アレイ２０６上に有する。フィルタ２１０の各々は、４波長のうちの１つの波長の光を透過し、それ以外の波長の光を反射する。マルチプレクサ及びデマルチプレクサに関して、波長の数は４より少なくすることも多くすることもできることに留意されたい。
【００２２】
１つの例示的な実施形態において、デマルチプレクサ２０２は、波長が８５０ｎｍ、９８０ｎｍ、１０２０ｎｍ、及び１０６０ｎｍの光信号を受信することができる。第１の波長特異的フィルタ２０８において、波長８５０ｎｍが透過され、残りの９８０ｎｍ、１０２０ｎｍ、及び１０６０ｎｍの光信号が導波路２０６内へと反射されるものとすることができる。同様に、第２の波長特異的フィルタ２０８は、９８０ｎｍの光信号を透過し、１０２０ｎｍ及び１０６０ｎｍの光信号を反射する。第３のフィルタ２０８は、１０２０ｎｍを透過し、最後の１０６０ｎｍの光信号がフォトダイオード２０４へと伝送される。逆に、マルチプレクサの場合、波長特異的フィルタ２１０は、それぞれが８５０、９８０、１０２０、１０６０ｎｍの光を放出するレーザ・アレイ２０４から放出された４波長の光信号を組み合わせる。
【００２３】
各フィルタ２０８が検出器デバイス１１４及びミラー構造体１１０を含むものとして示された断面側面図も示す。実際のフィルタ１１２はデバイス１１４及びミラー構造体１１０の大きさと比べて非常に小さいので、簡略にするためにここでは図示していない。
【００２４】
ここで図３を参照すると、波長特異的送信機が示されている。電気信号が、電気的ビア１１６又は他の電気的構成からエミッタ・デバイス３０２に到達し、その結果、エミッタ３０４が指定された波長の光を放出する。エミッタ３０４は、具体的には垂直共振器表面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）アレイとして想定されているが、他のエミッタを使用することもできることが意図される。フィルタ１１２は、その直接上方のエミッタ３０４の発光波長に対しては透明であるが、ミラー１１０から来る光、及び、他のエミッタ３０４が放出した光は反射する。組み合わされた光信号は導波路コア１０２に再び入る。ＶＣＳＥＬはその表面に対して直角に光を放出するので、光ビームがミラー１１０で反射された後で導波路コアに入る際に僅かな結合損失が生じる可能性がある。しかしながらこの損失は典型的には小さいものであり、また、ＶＣＳＥＬの活性領域は、ビームより小さい直径、典型的には約３μ乃至約８μｍの範囲内の直径を有する。代替的な実施形態として、エミッタ３０４上に非対称レンズを設けて、放出される光ビーム３０６を他のビーム１０４に平行にすることができる。
【００２５】
上記のダブルミラー構造体に関する潜在的な難点は、ビーム１０４が導波路１０２を出る際の発散角度が小さいので、その結果、幾らかの結合損失が生じるという事実に見出すことができる。ビーム１０４は、導波路１０２に再び入る前に、ある距離、例えば２００μｍにわたって伝播し得る。ミラー構造体１１０及び導波路１０２の端部は、これらの損失に対応してこれを補正するように形成することができる。
【００２６】
ここで図４を参照すると、修正されたダブルミラー構造体が示されている。平坦な側部を有する上記で示されたミラー構造体１１０とは対照的に、修正されたミラー構造体４０２は、少なくとも１つの湾曲した側部を有する。湾曲は、例えば、単軸に沿ったものであってもよく、又は、放物面の形状であってもよい。湾曲させる必要があるのは修正されたミラー構造体４０２の一方の面のみであり、この曲面は、好ましくは、導波路から出た光が最初に反射される面とすべきである。
【００２７】
単軸湾曲は、図示されるように、製作するのはより容易であるものの、一方向の発散しか補正できないのに対し、放物面又は楕円のミラーは、両方向の光を平行にすることができるが、製作はより困難となる。単軸湾曲ミラー４０２を用いたときの第２の発散軸を考慮に入れて、ビームがミラー４０２上で反射される前と後の両方の側で導波路１０２をテーパ付けすることができる。
【００２８】
ここで図５を参照すると、平面のビーム発散を補償するためにテーパ付けされた導波路が示されている。光が出てくる導波路５０２のコアは、湾曲ミラー構造体４０２に近づくにつれて小さくされ、反射される前のビーム・サイズを小さくする。ビームは、ミラー構造体４０２の第２の面によって反射された後、導波路５０４に再び入る。導波路５０４のコアは、発散した光ビームのより多くの部分をコア内に案内することができるように拡幅される。コアサイズは、その初期標準値まで徐々に小さくされる。導波路の一方の側での小さいコアサイズと、もう一方の側でのより大きなコアサイズとを組み合わせることで、導波路の平面でのビーム発散による損失を最小化することが補助される。
【００２９】
ここで図６を参照すると、ミラー構造体１１０から区別された集光素子６０２を用いる代替的な実施形態が示されている。この実施形態においては、ミラー構造体１１０の近くの導波路１０２の一部が取り除かれて、レンズ・アレイ６０２のための空間が作られている。このレンズ・アレイ６０２は、複数の導波路１０２にまたがって挿入される単一のユニットであってもよく、例えばガラス又はポリマーで作ることができる。
【００３０】
ここで図７を参照すると、ＷＤＭミラー構造体の作製の１ステップが示されている。基材７０２上に、下側クラッド７０４及びポリマー導波路材料７０６が形成される。導波路材料７０６は層として堆積され、リソグラフィ技術又は他の光学的方法を用いて材料の屈折率を僅かに変化させることによってコアパターンが形成される。基材は、例えば、ガラス強化エポキシ・ラミネート・シートから形成されたＦＲ４グレードの基板とすることができるが、代わりに任意の適切な材料を使用することができることが意図される。
【００３１】
ここで図８を参照すると、ＷＤＭミラー構造体の作製の１ステップが示されている。導波路材料７０６の中に、ビーム１０４内の予期される波長毎に２つの溝８０２が形成される。溝８０２は、４５度より小さい角度を有する浅い傾斜面が形成されるように形成される。溝８０２の底部を形成する残った導波路材料７０６の表面上に反射層８０４が堆積される。反射器８０４は、例えば、金又は全ての動作波長を反射する他のいずれかの適切な材料から形成することができる。反射器８０４を形成するために、導波路材料７０６の上方に溝８０２のみが露出されるようにマスクを配置することができ、反射材料を、例えば、蒸着、スパッタリング、原子層堆積、化学気相堆積などのうちの１つを用いて堆積することができる。
【００３２】
ここで図９を参照すると、付加的なクラッド層９０２が、コア層の上部及び溝の中に堆積される。クラッド７０４／９０２を貫通してビア９０４が作られる。ビア９０４は、例えばレーザドリルなどの方法を用いてクラッド７０４／９０２に穿孔するか又は孔をエッチングすることにより形成される。次に孔の内に導電体を堆積して、クラッドの上部と下側クラッド層の下にある基板との間に導電性リンクが作製される。
【００３３】
ここで図１０を参照すると、光電デバイス１００２が別個に形成される。上述のように、デバイス１００２は、特定波長のための検出器又はレーザ・アレイ（例えば、半導体フォトダイオード・アレイ及びＶＣＳＥＬアレイ）とすることができる。デバイス１００２は、金属パッド１００４と、光を放出又は吸収するための活性領域１００６とを有する。フィルタ１００８が活性領域１００６上に堆積され、これは、ビーム１０４内で予期される波長の１つに対して透明である。従って、フィルタ１００８は、選択された波長をデバイスの活性領域１００６へと透過させ又は活性領域１００６から透過させ、他の波長を反射する。フィルタ１００８は、例えば、蒸着により堆積されたＳｉＯ２／ＴｉＯ２のような２つの誘電体材料の４分の１波長の積層体を用いて形成された、例えば、分布ブラッグ反射器又は他の何らかのフォトニック結晶構造とすることができる。半導体材料、又は着色ガラスなど他のタイプのフィルタも、用いることができる。
【００３４】
ここで図１１を参照すると、光電デバイス１００２は、例えばＣ４ボンディングを用いて、上側クラッド９０２及び電気的コンタクトにフリップボンディングされる。電気デバイス１００２は、金属パッド１００４がビア９０４に位置合わせされ、かつ、フィルタ１００８が反射器８０４の上になるように位置決めされる。反射器８０４に対するフィルタ１００８及び受信機／送信機１００６の具体的な位置合わせは、光電デバイス１００２が検出器又は送信機のどちらであるかに応じて変わることになり、前者の場合には、受信機１００６は反射されるビームに対して位置合わせすることができ、後者の場合には、送信機は、導波路コア７０６との結合損失を最小化するために中心から僅かにずらすことができる。これらの図面は縮尺通りに描かれているわけではないことに留意すべきであり、フィルタ１００８の厚さは約２〜５μｍ厚とすることができ、これはクラッド表面の加工変動に比べれば無視できる。
【００３５】
ここで図１２を参照すると、ダブルミラーＷＤＭ構造体の製造のブロック／流れ図が示されている。ブロック１２０２において、下側クラッド７０４が基板７０２上に堆積される。次いでコア層７０６が堆積され、コアがリソグラフィ又は他の技術を用いて形成される。ブロック１２０４において、導波路材料７０６内に浅い角度で溝８０２が形成され、二面構造を生成する。ブロック１２０６において、全ての動作波長に対して反射性の層８０４が、例えば蒸着又は他の技術により、溝内に堆積される。ブロック１２０８において、上側クラッド９０２が反射器８０４及びコア層７０６の上に堆積される。ブロック１２１０において、導波路層９０２／７０６／７０４内に穿孔するか又は孔をエッチングし、その孔を導電性材料で充填することにより、ビア９０４が形成される。
【００３６】
ブロック１２１２において、レーザ・アレイ又は検出器アレイの活性領域１００６の上にフィルタ１００８が堆積される。フィルタ１００８は、動作波長のうちの１つの特定波長に対してのみ透明であり、その結果、その他のいずれの波長も反射される。ブロック１２１４において、フィルタ１００８が反射器８０４の上方に位置決めされ、デバイス１００２がビア９０４に電気的に接続されるように、エミッタ／受信機１００２が上側クラッド９０２にフリップ・チップ・ボンディングされる。
【００３７】
ここで図１３を参照すると、上側クラッド層９０２が寸法の考慮事項と共に示されている。上側クラッド層９０２の厚さ、並びに、案内されない状態の光路長は、反射器８０４の寸法に依存する。特に、クラッド層９０２の高さｈは、ｈ＝ｄ／２ｔａｎ（θ）で表すことができ、ここでｄは、反射器８０４に入射するビームと、反射器８０４から二回目に反射されたビームとの間の水平距離をそれぞれのビームの中間から測定したものであり、θはクラッド層９０２の上部での反射ビームの入射角である。θは反射器８０４の角度からθ＝９０°−２αとして求められ、ここでαは、反射器８０４の表面と導波路コアの平面との間の角度である。ｄの最小値、従ってｈの最小値は、ｄｍｉｎ＝ｗ／ｔａｎ（α）として求めることができ、ここでｗはビーム幅であり、導波路コアサイズの大きさに関連する。
【００３８】
ポリマー導波路を用いたＷＤＭのためのダブルミラー構造体、及び、これを形成する方法の好ましい実施形態（これらは例示的なものであることが意図され、限定的なものではない）を説明してきたが、当業者によれば、上記の教示に鑑みて修正及び変形を施すことができることに留意されたい。従って、開示された具体的な実施形態に、添付の特許請求の範囲によって概要が述べられる本発明の範囲内の変更を行うことができることを理解されたい。このように本発明の態様を特許法が要求する詳細及び具体性をもって説明してきたが、特許請求され、かつ、特許による保護を所望される発明は、添付の特許請求の範囲において記述される。
【符号の説明】
【００３９】
１０２、５０２、５０４：導波路
１０４：ビーム
１０６、９０２：上側クラッド
１０８、７０４：下側クラッド
１１０：ミラー構造体
１１２、１００８：誘電体フィルタ
１１４：検出器デバイス
１１６、９０４：電気的ビア
２０２：ＷＤＭデマルチプレクサ
２０４：ＷＤＭマルチプレクサ
２０６：導波路アレイ
２０８、２１０：波長特異的フィルタ
３０２：エミッタ・デバイス
３０４：エミッタ
４０２：修正されたミラー構造体
６０２：集光素子（レンズ・アレイ）
７０２：基材（基板）
７０６：導波路材料
８０２：溝
８０４：反射層（反射器）
１００２：光電デバイス
１００４：金属パッド
１００６：光電デバイスの活性領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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