(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送に関する光路を画成する構造化フィーチャーを上に有する、複合構造体を形成する方法であって、
第１の構造化フィーチャーが画成された、第１の材料から成る基部を用意するステップと、
前記基部に対し、第２の材料を位置決めするステップであって、前記第２の材料が前記第１の材料と異なる、ステップと、
前記第２の材料をスタンピングするステップであって、前記第２の材料を前記基部に構造的に結合すると共に、前記第２の材料上に第２の構造化フィーチャーを画成することによって、前記第１の材料から成る前記基部、及び前記第２の構造化フィーチャーが上に画成された、前記第２の材料から成る補助部を備えた、前記複合構造体が形成される、ステップと
を備え、
前記第１および第２の構造化フィーチャーが、光伝送に関する光路を画成していることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第２の構造化フィーチャーが、前記第２の材料をスタンピングすることによって形成された、光学素子を含んでいることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記基部の前記第１の構造化フィーチャーが、前記光路に沿って、前記光学素子と光学的に位置合わせして、光学部品を位置決めするのを容易にする、第１の位置合わせ構造体を含んでいることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記第２の構造化フィーチャーが、前記光路に沿って、前記光学素子と光学的に位置合わせして、光学部品を位置決めするのを容易にする、第２の位置合わせ構造体を更に含んでいることを特徴とする、請求項２または３記載の方法。
【請求項５】
前記光学素子が、前記第２の材料をスタンピングすることによって形成された、構造化反射面を含んでいることを特徴とする、請求項２から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記構造化反射面が、凹面反射面を含んでいることを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記光学部品が、光ファイバーを含み、前記第１の位置合わせ構造体が、前記光学素子と位置合わせして、前記光ファイバーを保持するための溝を画成していることを特徴とする、請求項３または４記載の方法。
【請求項８】
前記光学部品が、光ファイバーを含み、前記第２の位置合わせ構造体が、前記光学素子と位置合わせして、前記光ファイバーを保持するための溝を画成していることを特徴とする、請求項３または４記載の方法。
【請求項９】
前記補助部の前記第２の構造化フィーチャーが、前記光路に沿って、前記基部の前記第１の構造化フィーチャーと光学的に位置合わせされていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記基部が、スタンピングによって予め形成されて、前記第１の構造化フィーチャーが画成されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の構造化フィーチャーが、第１のフィーチャー及び第２のフィーチャーを有し、前記第２の材料が、第１の異種材料及び第２の異種材料を含み、前記第２の材料をスタンピングするステップが、同一のスタンピング操作によって、前記第１及び第２の異種材料をスタンピングして、前記第１の異種材料で、前記第１のフィーチャーを形成し、前記第２の異種材料で、前記第２のフィーチャーを形成するステップを含んでいることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のフィーチャーが、前記第１の異種材料をスタンピングすることによって形成された光学素子を含み、前記第２のフィーチャーが、前記光路に沿って、前記光学素子と光学的に位置合わせして、光学部品を位置決めするのを容易にする、位置合わせ構造体を含んでいることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の材料をスタンピングすることによって、前記補助部が、前記基部にインターロックされ、前記第２の材料が、前記第１の材料に構造的に結合されて、前記複合構造体が形成されていることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の材料が、前記基部に設けられた開口部に挿入され、前記基部が、面取り部を備え、前記第２の材料をスタンピングすることによって、前記第２の材料が塑性変形し、前記面取り部を満たして、インターロック構造体が形成されていることを特徴とする、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の材料が、前記第２の材料より、比較的硬いことを特徴とする、請求項１から１４のいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記第２の材料が、金属であることを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の材料が、金属であることを特徴とする、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
光学ベンチを形成する方法であって、
第１の構造化フィーチャーを有する、第１の材料から成る基部を用意するステップと、
前記基部に対し、第２の材料を位置決めするステップであって、前記第２の材料が前記第１の材料と異なる、ステップと、
前記第２の材料をスタンピングするステップであって、前記第２の材料を前記基部に構造的に結合すると共に、前記第２の材料上に第２の構造化フィーチャーを画成することによって、前記第１の材料から成る前記基部、及び前記第２の構造化フィーチャーが上に画成された、前記第２の材料から成る補助部を備えた、複合構造体が形成される、ステップと
を備え、
前記第１及び第２の構造化フィーチャーが、光信号伝送に関する光路を画成していることを特徴とする方法。
【請求項１９】
光学ベンチであって、
第１の構造化フィーチャーが画成された、第１の材料から成る基部、及び
第２の構造化フィーチャーが上に画成された、第２の材料から成る補助部であって、前記第２の材料が前記基部に設けられた貫通孔に挿入され、前記第２の材料が前記第１の材料と異なり、前記基部に構造的に結合されることによって、前記第１の材料から成る前記基部、及び前記第２の構造化フィーチャーが上に画成された、前記第２の材料を備えた、複合構造体が形成される、補助部
を備え、
前記第１及び第２の構造化フィーチャーが、光信号伝送に関する光路を画成していることを特徴とする光学ベンチ。
【発明の詳細な説明】
【関連技術の相互参照】
【０００１】
本出願は、（１）２０１４年５月１５日出願の米国仮特許出願第６１／９９４，０９４号の優先権を主張するものであると共に、（２）２０１５年４月２３日出願の米国特許出願第１４／６９５，００８号の一部継続出願であって、本米国特許出願は、２０１３年４月１１日出願の米国特許出願第１３／８６１，２７３号の一部継続出願であって（ａ）２０１２年４月１１日出願の米国仮特許出願第６１／６２３，０２７号、及び（ｂ）２０１２年９月１０日出願の米国仮特許出願第６１／６９９，１２５号の優先権を主張するものであると共に、（ｃ）２０１３年３月５日出願の米国特許出願第１３／７８６，４４８号の一部継続出願であって、本米国特許出願は、２０１２年３月５日出願の米国仮特許出願第６１／６０６，８８５号の優先権を主張するものである。これ等の出願は、本明細書に完全に記載されているかの如く、参照により本明細書に完全に組み込まれるものである。下記のすべての出版物は、本明細書に完全に記載されているかの如く、参照により本明細書に完全に組み込まれるものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、精密スタンピングに関し、特には、光信号伝送関連に使用される装置を製造するための精密スタンピングに関し、より具体的には、光データ信号をルーティングする装置を製造するための精密スタンピングに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
本発明の譲受人である、ｎａｎｏＰｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社は、光データ伝送関連に使用される様々な特許装置を開発している。例えば、特許文献１は、光データ信号をルーティングするための、スタンピングされた構造化表面を有する光結合装置、特には、基部、入射光を再成形及び／又は反射する、基部上に画成された構造化表面、及び基部上に画成され、光学部品を構造化表面と光学的に位置合わせして基部上に配置し、構造化表面と光学部品との間に規定された経路に沿った光の伝送を容易にする、表面フィーチャーを有するように構成された、位置合わせ構造体を備え、構造化表面と位置合わせ構造体とが、基部の可鍛性材料をスタンピングすることによって、基部上に一体的に画成された光結合装置を開示している。
【０００４】
更に、特許文献２は、一体化された光学素子を有する、気密光ファイバー位置合わせ組立体、特には、光ファイバーの端部を受け取る複数の溝を有するフェルール部分を備え、溝がフェルール部分に対する端部の位置及び向きを規定する、気密光ファイバー位置合わせ組立体を開示している。本組立体は、光ファイバーの入力／出力を光電子モジュール内の光電子装置に結合するための、一体化された光学素子を備えている。光学素子は、構造化反射面の形態であってよい。光ファイバーの端部は、構造化反射面に対し、規定された距離において、構造化反射面に位置合わせされている。構造化反射面、及びファイバー位置合わせ溝は、スタンピングで形成することができる。
【０００５】
更に、特許文献３は、光通信モジュールに使用される、光信号をルーティングするための光結合装置、特には、入射光を再成形及び／又は反射する表面プロファイルを有する構造化表面が基部上に画成されると共に、表面フィーチャーと一体成形され、基部上の光学部品を構造化表面と光学的に位置合わせして、構造化表面と光学部品との間に規定された経路に沿った光の伝送を容易にする、位置合わせ構造体が基部上に画成された光結合装置を開示している。構造化表面及び位置合わせ構造体は、基部の可鍛性材料をスタンピングすることによって、基部上に一体的に画成することができる。位置合わせ構造体は、構造化表面と光学的に位置合わせして、基部上の光学部品を受動位置合わせするのを容易にし、構造化表面と光学部品との間の規定された光路に沿って、光を伝送させることができる。構造化表面は、入射光を反射及び／又は再成形する反射面プロファイルを有している。
【０００６】
特許文献４は、許容誤差の小さな部品を製造するための、新規の精密スタンピングシステムを開示している。かかる独創的なスタンピングシステムは、前記特許文献に開示した装置を製造するための様々なスタンピング方法に実装することができる。このようなスタンピング方法は、他の画成された表面フィーチャーと正確に位置合わせされた、所望の形状を有する反射面を含む、最終的な表面フィーチャーを、厳しい（即ち、小さな）許容誤差で、バルク材料（例えば、金属ブランク）をスタンピングすることを含んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０３２２８１８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１３／０２９４７３２号明細書
【特許文献３】米国特許出願第１４／６９５，００８号明細書
【特許文献４】米国特許第７，３４３，００７７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これまで、スタンピングの対象になるバルク材料は、均質材料（例えば、コバール、アルミニウム等の金属片）であった。スタンピングによって、１つの均質材料から構造的なフィーチャーが生成される。従って、異なるフィーチャーが、当該材料の特性を共有することになり、この特性は、１つ又は複数のフィーチャーにとって、最適化されたものではない可能性がある。例えば、位置合わせフィーチャーをスタンピングするのに適した特性を有する材料は、光信号損失を低減するために最良の光反射効率を有する、反射面フィーチャーをスタンピングするのに適した特性を有していない可能性がある。
【０００９】
必要なのは、構造的特性、機能、性能、信頼性、及び製造性が向上した装置を低コストで製造するための改良されたスタンピング方法である。
【００１０】
本発明は、精密スタンピングによって、構造化フィーチャー（例えば、マイクロフィーチャー）が形成された、複合構造体を提供することによって、これまでのスタンピング方法を更に改良するものであり、具体的には、光信号伝送（センサー等のマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）のための光伝送を含む）に関連して使用される、かかる構造化フィーチャー有する装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、複合構造体は、少なくとも２つの異種材料であって、これ等の異種材料によって画成される構造化フィーチャーの機能を高めるために、最適化できる化学的、物理的、熱的、電気的、構造的特性等を含み、これに限定されない、１つ以上の異種特性を有する異種材料を含んでいる。特に、複合構造体は、基材を含む基部を有する本体、及び基材と対を成すか又は相互補完する、少なくとも１つの異種補助材料を含む、少なくとも１つの補助部を備えている。補助部は基部に結合されている。少なくとも補助部の補助材料が、スタンピングによって成形され、補助材料の特性（例えば、光反射面フィーチャー及び／又は光導波路、又は光源／受光器の位置合わせフィーチャー）を利用した、少なくとも１つの構造化フィーチャーが形成されている。基部を成形して、基材の特性を利用した、異なる構造化フィーチャーを画成することもできる。
【００１２】
複合構造体において、異種材料は、複合構造体の異なる部分（即ち、基部及び補助部）に明確に存在することによって、複合構造体の異なる部分において、それぞれの異種材料の異なる特性を示している。従って、本発明の文脈においては、２つ以上の異種材料の母材ベースの合成物、化合物、合金及び／又は固溶体のバルクで構成されている構造体とは対照的に、補助材料が、基材に構造的に結合又は取り付けられて、（２つの異なる材料の界面の表面における、分子レベルの考えられ得る僅かな合成／合金化を無視すると）異なる材料が、複合構造体の異なる部分にバルクで留まっている、複合構造体を画成している。
【００１３】
基部は、補助部が結合されるバルク支持体を提供する。少なくとも補助部がスタンピングされて、１つ又は複数の構造化フィーチャーが画成される。加えて又は代替として、補助部が結合／スタンピングされる前に、基部が（例えば、スタンピングによって）予め画成された構造化フィーチャーを備えることができる。加えて、補助材料及び／又は基材に対して最終的なスタンピングステップを実施して、補助部及び／又は基部の構造化フィーチャーについて、所望の仕上がり、形状、及び寸法を得ることができる。
【００１４】
１つの実施の形態において、少なくとも補助材料を有する異種部分が、基部の少なくとも一部にコーティングされる。別の実施の形態において、異種部分は、別の方法（例えば、接着、溶接、リベット締め等）で基部に取り付けることができる。
【００１５】
別の実施の形態において、少なくとも１つの異種の補助部が、スタンピングによって、基部に結合される。異種材料を基材にスタンピングする圧力によって、補助材料を基材に融着することができる。このことは、基部と補助部が類似の化学組成（例えば、２つのアルミニウム合金）を有している場合に可能である。あるいは、スタンピングによって、補助材料を基部に構造的にインターロックすることができる。１つの実施の形態において、補助材料が、挿入体の形態に構成され、基部の開口部内に配置される。挿入体がスタンピングされることによって、基部に対しインターロック構造体（プラグ又はリベット状のインターロック構造体）が生成されるのと同時に、挿入体に所望の構造化フィーチャーが形成される。
【００１６】
補助材料は、スタンピングによって成形できるように、可鍛性のものが選択される。基材もスタンピングによって成形できるように、可鍛性のものが選択される。１つの実施の形態において、補助部において、重要なフィーチャー（例えば、高光反射面）の所望の形状、寸法及び／又は仕上がりが得られるように、補助材料が、基材よりも可鍛性／延性があるものが選択される。
【００１７】
本発明の１つの実施の形態において、比較的大きな許容誤差に基づいて、基部を（例えば、スタンピングによって）成形して、比較的重要でない寸法、形状、及び仕上がりを有する構造化フィーチャーを画成し、比較的小さな許容誤差に基づいて、補助部を成形して、比較的重要な寸法、形状、及び／又は仕上がり有する構造化フィーチャーを画成することができる。この方法によって、少ない労力で比較的大きな許容誤差を維持して、基部のバルク上に、比較的重要でない構造化フィーチャーを成形することができる一方、比較的小さな許容誤差の寸法、形状、及び／又は仕上がりを考慮して、補助部の比較的重要な構造化フィーチャーをより精密に成形することができる。
【００１８】
更に別の実施の形態において、（例えば、プラグ又はリベットの形態を成す）補助部が、異なる構造化フィーチャーをスタンピングするための異なる特性に関連する、少なくとも２つの異種補助材料（例えば、バイメタル材料）を含む、複合構造体を備えている。
【００１９】
１つの実施の形態において、前述のように、スタンピングによって複合構造体を成形することによって、光学ベンチ及び／又は光結合装置を形成することができる。補助部を成形して構造化反射面を画成し、更に構造化反射面に対し、光ファイバーの端部を位置合わせするための構造化フィーチャーを画成する。補助部は、構造化反射面をスタンピングするための第１の種類の補助材料、及び位置合わせのための構造化フィーチャーをスタンピングするための、異種の第２の種類の補助材料を含むことができる。基部を成形して、光ファイバーを保持するための溝等、寸法的に比較的重要でない、構造化フィーチャーを画成する。
【００２０】
本発明の複合構造体は、（ａ）金属補助材料と金属基材、（ｂ）金属補助材料と非金属基材、及び（ｃ）非金属補助材料と金属基材を含むことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本明細書の「背景技術」の項で説明した、ｎａｎｏＰｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社に譲渡された、特許文献等に記載の様々な装置に本発明を実装して、微細構造化フィーチャーを精密に形成することができる。本発明を実装して、光学部分組立体及び米国特許出願公開第２００３／２２３１３１号明細書、米国特許第６，８６９，２３１号明細書、米国特許第８，１０３，１４０号明細書、及び米国特許第８，１６８，９３９号明細書等に記載のシリコン光学ベンチの機能を達成又は上回る、構造化フィーチャーを有するスタンピングされた光学ベンチを製造することができる。
【００２２】
本発明の性質及び効果、並びに好ましい使用形態を完全に理解するために、添付図面と併せ、以下の詳細な説明を参照されたい。以下の図面全体を通して、同様又は類似の部品には、同様の参照番号が付してある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】本発明の１つの実施の形態による、複合構造体を備えた、スタンピングされた光学ベンチを有する光結合装置を示す図。
【図１Ｂ】図１Ａの光学ベンチの分解図。
【図１Ｃ】図１Ｂの補助部領域の拡大図。
【図１Ｄ】図１Ａの１Ｄ−１Ｄ線断面図。
【図２Ａ】本発明の１つの実施の形態による補助部を示す図。
【図２Ｂ】本発明の１つの実施の形態による補助部を示す図。
【図２Ｃ】本発明の１つの実施の形態による補助部を示す図。
【図２Ｄ】本発明の１つの実施の形態による補助部を示す図。
【図３Ａ】スタンピングによって補助部を形成するための挿入体の概略図。
【図３Ｂ】本発明の１つの実施の形態による、スタンピングツールの一部の概略図。
【図３Ｃ】図３Ｂの接触領域の拡大図。
【図３Ｄ】スタンピング操作後の補助部における、塑性歪のシミュレーション図。
【図４Ａ】本発明の１つの実施の形態に従って形成された、光学ベンチを示す図。
【図４Ｂ】本発明の１つの実施の形態に従って形成された、光学ベンチを示す図。
【図４Ｃ】本発明の１つの実施の形態に従って形成された、光学ベンチを示す画像。
【図４Ｄ】本発明の１つの実施の形態に従って形成された、光学ベンチを示す画像。
【図５Ａ】本発明の１つの実施の形態によるスタンピングツールの概略図。
【図５Ｂ】図５Ａの５Ｂ−５Ｂ線断面図。
【図５Ｃ】図５Ｂの接触領域の拡大図。
【図６】本発明の１つの実施の形態による、光学ベンチをスタンピングするための金属細片の斜視図。
【図７Ａ】本発明の別の実施の形態による、複合構造体を備えた光学ベンチの斜視図。
【図７Ｂ】本発明の１つの実施の形態による、スタンピングツールの部分の概略図。
【図７Ｃ】図７Ｂの接触領域の拡大図。
【図８Ａ】本発明の更に別の実施の形態による、複合構造体を備えた、スタンピングされた光学ベンチを有する光結合装置を示す図。
【図８Ｂ】図８Ａの光学ベンチの分解図。
【図８Ｃ】図８Ａの８Ｃ−８Ｃ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図面を参照しながら、様々な実施の形態に関連して、本発明を以下に説明する。本発明は、本発明の目的を達成するための最良の態様の観点から説明するが、本発明の精神及び範囲を逸脱せずに、これ等の教示を考慮した変形が可能であることは当業者には理解されるであろう。
【００２５】
本発明は、精密スタンピングによって、構造化フィーチャーが形成された複合構造体を提供することによって、これまでのスタンピング方法を更に改良するものであり、具体的には、光信号伝送に関連して使用される、かかる構造化フィーチャー有する装置を提供するものである。
【００２６】
光信号をルーティングするための光学部品（例えば、光ファイバー）の入力／出力端部を、物理的及び光学的に接続するのに使用される、光結合装置の例を参照して、本発明の概念について説明する。本発明を適用して、別の分野で使用される構造体及び部品を形成することができる。
【００２７】
以下に説明する例において、結合装置には、外部の送信機（Ｔｘ）／受信機（Ｒｘ）と光ファイバーとの間でやり取りされる、光信号のルーティング／方向変更するためのスタンピングされた反射面が実現される。以下に説明する光結合装置の構造体は、光結合装置に関連して、例えば、米国特許出願公開第２０１３／０２９４７３２号明細書に開示の構造体と同様の方法で光の方向を変える。しかし、本発明は、異なる手法を採用し、独創的な複合構造体、及び装置内の構造化フィーチャーを画成する、関連スタンピング方法を実現することによって、光の方向変更に関連する構造化フィーチャー（構造化反射面及び関連する位置合わせフィーチャーを含むことができる）を画成する。
【００２８】
図１Ａ〜１Ｄは、光ファイバーの形態を成す、光学部品に関連して使用される結合装置１０を示す図である。光ファイバーケーブル２２は、保護バッファー及びジャケット層２３によって保護された、４本の光ファイバー２０を有している。結合装置１０は、補助部１４、基部１６、カバー１８、及びスペーサ１９を備えている。基部１６は、光ファイバー２０の剥き出し部分（保護バッファー及びジャケット層２３がなく、クラッドが露出している部分）を保持するための開放溝１７を含む、構造化フィーチャー、及び補助部１４を収容するための貫通孔１５を画成している。封止材料（例えば、気密封止するためのガラスを主成分とする封止剤）を収容するための、別の貫通孔３１及びポケット３２が、基部１６の中央部分に画成されている。スペーサ１９とカバー１８の対向する縁部が、相補的な半円形の切り込み１５ａ及び１５ｂを画成し、基部１６の円筒形の貫通孔１５に対応する円形の開口部を形成している。面取り部２６が切り込み１５ａの上縁部に沿って設けられ、面取り部２７が（図１Ｄに示された向きに）貫通孔１５の底部に設けられている。これらの面取り部の目的は、スタンピング方法に関連して以下に更に説明する、補助部１４のフランジ２８及び２９に、リベット状のインターロック構造体を提供することである。基部１６に対向するカバー１８の表面は、基部１６の溝を補完して、光ファイバー２０を確実に保持する開放溝（図示せず）を備えることができる。基部１６の溝１７が十分に深く、光ファイバー２０を完全に受容する場合には、かかる溝がない平坦な対向面を有することができる。
【００２９】
図２Ａ〜２Ｄに補助部１４をより明確に示す。補助部１４は、略円筒形の本体３０に、基部１６の大きな平面に対し斜めに傾いた平面を有する、幾つかのスタンピングされた構造化反射面１２（即ち、４つの反射体）を含む、構造化フィーチャーを画成している。構造化反射面１２の各々は、平坦、凸状、又は凹状の表面プロファイル、及び／又はミラー、集束レンズ、発散レンズ、回折格子、又はこれ等の組み合わせの等価光学素子の、少なくとも１つに対応する光学特性を有することができる。構造化反射面１２は、異なる等価光学素子に対応する、複数の領域（例えば、発散する環状領域に囲まれた集束する中央領域）を画成する、複合プロファイルを有することができる。１つの実施の形態において、構造化反射面１２は、レンズを必要とせずに、発散入射光を反射及び再成形（例えば、コリメート又は集束）する、両方の機能を果たす凹面非球面反射面プロファイルを有することができる。従って、構造化反射面１２の各々は、様々な光学部品及び要素（即ち、光ファイバー２０、構造化反射面１２、及び外部の光学部品２４）の光軸に位置合わせされた、規定光路１００（図１Ｃ及び１Ｄに概略的に示す）に沿って、光ファイバー２０の入出力端２１との間で光を反射することによって、外部の光学部品２４との間で光をやり取りする光学素子として機能する。外部の光学部品２４は、送信機（Ｔｘ）内部の光源（ＶＣＳＥＬ等）、受信機内部の光センサー（フォトダイオード等）、又はトランシーバ（Ｔｘ／Ｒｘ）内部の光源及びセンサーの両方を含むことができる。
【００３０】
図２Ａ〜２Ｄにより明確に示すように、補助部１４に画成された構造化フィーチャーは、本体３０の縁部に沿った部分に画成された、光ファイバー２０の端部２１を受け取って、構造化反射面１２に対して位置合わせされた、正確な位置に配置する大きさを有する、短い開放溝２５を画成する構造体を更に備えている。構造化フィーチャーは、光ファイバー２０の各々の端部２１の縁部の一部が、当接する停止部を画成する肩５も備えている。短い溝２５及び肩５は、光ファイバー２０の端部２１を、構造化反射面１２に対し、光路１００に沿って、正確に配置及び位置合わせする。光ファイバー２０の各々の端面（入出力端）は、対応する構造化反射面１２に対して所定の距離に維持される。
【００３１】
尚、図１Ａ〜１Ｄ及び２Ａ〜２Ｄに示す補助部１４は、基部１６に接合後の状態のものである。従って、以下に更に説明するように、補助部１４は、補助部１４のスタンピングに起因する、フランジ２８（及び２９）を含んで示されている。図２Ｃにおいて、フランジ２８は、本体３０の一方の側の隆起した部分から延びている。この本体の隆起した側によって、本体構造に、構造化反射面１２を収容するための付加的な高さが提供される。この付加的な高さは、スペーサ１９によってもたらされる。スペーサ１９は別片として図示されているが、基部１６の一体的な部分であってよい。あるいは、スペーサ１９は、カバー１８の一体的な部分であってよい。
【００３２】
本発明によれば、光結合装置１０は、少なくとも２つの異種材料であって、これ等の異種材料によって画成される、構造化フィーチャーの機能を高めるために最適化できる、化学的、物理的、熱的、電気的、構造的特性等を含み、これに限定されない、１つ以上の異種特性を有する、異種材料を含む複合構造体によって代表される。特に、光結合装置１０の本体の複合構造体は、基材を含む基部１６、及び基材と対を成すか又は相互補完する、少なくとも１つの異種補助材料を含む補助部１４を有している。補助部１４が基部１６に結合／取り付けられて、複合構造体が形成される。少なくとも補助部１４の補助材料が、スタンピングによって成形され、補助材料の特性を利用した、少なくとも１つの構造化フィーチャー（例えば、構造化反射面１２）及び／又は光導波路（例えば、光ファイバー２０）の位置合わせフィーチャー（例えば、溝）が形成される。基部１６を成形して、基材の異なる特性を個別に利用した、構造化フィーチャー（例えば、光ファイバー２０を保持するための溝１７）を更に画成することもできる。
【００３３】
複合構造体において、異種材料は、複合構造体の異なる部分（即ち、基部及び補助部）に明確に存在することによって、複合構造体の異なる部分において、それぞれの異種材料の異なる特性を示している。従って、本発明の文脈においては、２つ以上の異種材料の母材ベースの合成物、化合物、合金及び／又は固溶体のバルクで構成されている構造体とは対照的に、補助材料が、基材に構造的に結合又は取り付けられて、複合構造体の異なる部分に、異なる材料がバルクで留まっている複合構造体を画成している。
【００３４】
従って、基部１６は、補助材料１４が結合されるバルク支持体を提供する。本発明によれば、少なくとも補助部１４がスタンピングされて、１つ又は複数の構造化フィーチャーが画成される。加えて又は代替として、補助部１４が結合／スタンピングされる前に、基部１６は、予め画成された構造化フィーチャー（例えば、スタンピングによる溝１７）を備えることができる。加えて、補助材料及び／又は基材に対して、最終的なスタンピングステップを実施して、補助部及び／又は基部の構造化フィーチャーについて、所望の仕上がり、形状、及び寸法を得ることができる。基部１６を（例えば、スタンピングによって）成形して、比較的大きな許容誤差に基づいて、比較的重要でない寸法、形状、及び仕上がりを有する、構造化フィーチャーを画成することができると共に、比較的小さな許容誤差（例えば、光データ信号伝送を目的とした１０００ｎｍ未満）に基づいて、補助部を成形して、比較的重要な寸法、形状、及び／又は仕上がりを有する、構造化フィーチャーが画成される。この方法によって、少ない労力で比較的大きな許容誤差を維持して、基部のバルク上に、比較的重要でない構造化フィーチャーを成形することができる一方、比較的小さな許容誤差の寸法、形状及び／又は仕上がりを考慮して、補助部の比較的重要な構造化フィーチャーをより精密に成形することができる。
【００３５】
基本的に、光結合装置１０については、基部１６と補助部１４とによって、構造化反射面１２に対して、光ファイバー２０を位置合わせするための、光学ベンチ１１を画成する複合構造体が形成され、補助部１４が、構造化反射面１２及び構造化反射面１２に対して、光ファイバーの端部２１を位置合わせするのに望ましい寸法、形状、及び／又は仕上がりを有する位置合わせ溝２５を画成し、基部１６が、光学的位置合わせを考慮せずに、剥き出しの光ファイバー２０のバルクセクションを保持するための、比較的重要でない寸法、形状、及び／又は仕上がりを有する開放溝１７を画成する構造体を備えている。１つの部品に最終的な構造体を同時に画成する、１回の最終的なスタンピングによって、構造化反射面１２を画成する同一且つ単一の構造体に、溝２５を備えることによって、個別の部品又は構造体に画成されたフィーチャーに基づいて、同様の位置合わせを達成しようとする場合と比較して、比較的小さな許容誤差で、構造化反射面１２に対する光ファイバー２０の端部２１の位置合わせをより正確に行うことができる。１回の最終的なスタンピング操作おいて、構造化反射面１２及び光ファイバー位置合わせ構造体／溝２５を同時に形成することによって、位置合わせを必要とする（又は位置合わせの役割を果たす）同一のワークピース／部品上のすべてのフィーチャー／構成部品の寸法関係を、最終的なスタンピングステップにおいて維持することができる。更に、補助部１４に対して、高い光反射率を有する構造化反射面１２にとって望ましい、高い反射効率を有する材料（例えば、純アルミニウム）を選択することができると共に、基部１６に対して、高い剛性、低い熱膨張率等、基部１６にとって望ましい特性を有する、異種材料を選択することができる。
【００３６】
光学ベンチ１１（及び図４Ｃ及び４Ｄにおけるベンチ１１’）の全体的な機能構造体は、概して、前述のｎａｎｏＰｒｅｃｉｓｉｏｎ社の先の特許文献に開示の、一部の光学ベンチの実施の形態の構造体（即ち、構造化反射面に位置合わせされたファイバー位置合わせ溝、及び適切な光学的位置合わせを促進するための、付加的なフィーチャー）に似ている。しかし、本発明においては、光学ベンチには、異種材料に構造化フィーチャーがスタンピングされ、特定の構造化フィーチャーが、当該フィーチャーにより適した材料にスタンピングされ、（例えば、光学的位置合わせに対し、より重要な役割を果たす構造化フィーチャー（例えば、構造化反射面１２及び溝２５）、及び構造化反射面１２の高光反射率が、補助部１４の補助材料にスタンピングされ）、別の構造化フィーチャーが、それ等のフィーチャーにより適した別の材料にスタッピングされる（例えば、あまり重要でない役割を果たすが、構造的により強い構造化フィーチャー（例えば、基部１６にスタンピングされる、より強い位置合わせ溝１７）。これは先の特許文献の従来の実施の形態と比較して大幅な改善である。
【００３７】
本発明の１つの態様において、補助部１４の材料が、基部１６の異種材料に接合されるのと同時に、補助部１４の構造化フィーチャーが、スタンピングによって形成される。１つの実施の形態において、補助材料が、スタンピングによって、例えば、図１Ａ〜１Ｄ及び２Ａ〜２Ｄの実施の形態と同様に、リベットのような方法で、基材に構造的にインターロックされる。図３Ａ〜３Ｃは、リベット状のインターロック構造体を有する複合構造体をスタンピング形成するのと同時に、図２Ａ〜２Ｄに示す補助部１４の構造化フィーチャーを形成する方法を示す概略図である。
【００３８】
図３Ａにおいて、補助材料が略円形筒状のスラグ又は挿入体３４の形態に構成され、基部１６の貫通孔１５に嵌合する大きさとされている。円形筒状の挿入体３４（及び基部１６の略円形筒状の貫通孔１５）が、挿入体と基部との材料間の角を少なくして、スタンピングを促進する上で方形シリンダーより好ましい。別の実施の形態において、リベットに似た頭２９’を有する、円形筒状の挿入体３４を予め形成しておき、スタンピング後に、頭２９’が、最終的にフランジ２９（図２Ｃ）になるようにすることができる。
【００３９】
図３Ｂは、スタンピングツール４０（本明細書の説明を不明瞭にすることを避けるために簡略化してある）の概略図であって、補助部１４の構造化フィーチャーを形成するための、揃いのポンチ金型セットを備えている。図３Ｃは、ポンチと金型との接触領域の拡大図である。この場合、ポンチ４１は鈍い先端を有している。金型４３には、図２Ａに示すように、補助部１４の構造化フィーチャー（即ち、構造化反射面１２、肩５、溝２５等）を形成するための表面プロファイル４４が構成されている。金型４３の上部が、基本的に、反射面１２、肩５、及び溝２５を含む、構造化フィーチャーの逆である略「オス」又は凸面フィーチャーを含む、接触表面プロファイル４５を画成している。表面プロファイル４５は、スタンピング操作の「スプリングバック」の適切な補償を考慮して設計されている。金型４３の表面プロファイル４４は、補助部１４の表面にスタンピングされる予定の構造化フィーチャーに一致している。平金型４６が金型４３の近傍に配置され、スタンピングされる予定のワークピースの部分を支持すると共に、スタンピング処理中、金型４３を収容する。
【００４０】
簡単のために、予め形成された基部１６が、貫通孔１５をポンチ４１の先端に位置合わせして、ポンチガイド４２の下方の金型４３の上に配置される。スペーサ１９が平金型４６と基部１６との間に支持され、溶接又は接着等の従前の接合処理によって、基部に接続されていてもよい。挿入体３４が基部１６の貫通孔１５内に配置される。
【００４１】
図３Ｃにおいて、スタンピング操作前の挿入体３４が破線で表されている。金型４３に向けて、挿入体３４に対しポンチ４１を打つと、挿入体３４が塑性変形して、ポンチ４１、金型４３、及び基部１６の貫通孔１５の壁によって画成される空間を埋める。金型４３の表面プロファイル４５が、挿入体３４の下側に相補的な表面フィーチャーを形成し、それが今度は図２Ａ〜２Ｄの補助部１４の形状をとる。補助部１４の上側は略平坦であって、ポンチ４１の鈍い先端に一致している。このよう、ポンチング操作によって、補助部１４の構造化フィーチャーが形成される。同時に、挿入体３４の材料が、面取り部２６及び２７を埋めて、面取り部２６及び２７に対して、フランジ２８及び２９が形成され、フランジ２８が、スペーサ１９及び補助部１４を基部１６にインターロックする。補助部１４は、基部１６に取り付けられたリベットに似ている。従って、１回のスタンピング操作によって、補助部１４の構造化フィーチャーが形成され、且つ補助部１４がリベット状の構造体で基部１６に確実に結合される。尚、基部１６が（少なくともスタンピングに関して）比較的硬い材料から成ることを選択したとすれば、補助部１４を形成するために、挿入体３４をスタンピングしても、基部１６の形状（例えば、貫通孔１５）が実質的に変化することはないと考えられる。補助部１４本体外側の側部輪郭が、面取り部を含む貫通孔に一致している。従って、１回のスタンピング操作によって、正確に画成された全体の本体輪郭及びフィーチャーが正確に規定された相対位置に得られる。従って、少なくとも補助部１４に構造化フーチャーが画成された複合構造体が形成される。
【００４２】
ポンチ４１を１回打つポンチング操作に代えて、複数回打つことによって、予め補助部１４に特定のフィーチャーを徐々に形成し、最後のポンチ打ちによって、補助部１４の様々な構造化フィーチャーの最終的な寸法、形状、及び／又は仕上がりを同時に画成することが考えられる。同一の１回の最終的なスタンピング操作によって、構造化反射面１２及び光ファイバー位置合わせ構造体／溝２５を同時に形成することによって、位置合わせを必要とする（又は位置合わせの役割を果たす）同一のワークピース／部品上のすべてのフィーチャー／構成部品の寸法関係を、最終的なスタンピングステップにおいて維持することができる。
【００４３】
図３Ｄは、スタンピング操作の結果、補助部１４に生じた塑性歪のソフトウェアシミュレーション結果を示す図である。予想通り、構造化反射面１２及び溝２５を含む、凹領域４９、並びにフランジ２８及び２９を含む、高接触圧力領域に高い塑性歪が存在している。
【００４４】
図４Ａ及び４Ｂは、基部１６に補助部１４が結合された複合構造体によって形成された、光学ベンチ１１の２つの面を示す図である。図４Ａにおいて、補助部１４は、構造化反射面１２及び溝２５を含んで示されている。補助部１４に形成された一部の構造化フィーチャーは、基部１６に形成された一部の構造化フィーチャーと位置合わせすることができる。例えば、溝２５は、基部１６の溝１７と位置合わせされる。図４Ｃ及び４Ｄは、スタンピング操作後の試作光学ベンチ１１’の画像を示す図である。
【００４５】
補助部１４の表面に、押印模様、即ち構造化フィーチャーを形成する場合、一般に「印圧加工」として知られている処理が含まれる。本発明の１つの実施の形態によれば、補助部１４の構造化フィーチャーは、延性又は可鍛性材料、好ましくは、純アルミニウム等の金属を精密スタンピングすることによって形成することができる。先の実験結果に基づいて、スタンピングした構造化反射面は、直径１ｍｍの領域にわたり、１μｍ未満のピークツーバレーの形成誤差を達成できることが分かっている。走査白色光干渉計に基づく表面粗さ（Ｒａ）は約８ｎｍ以下である。ポンチと金型との間において可鍛性材料を圧迫することによって、高い接触圧力が生じて、高反射率、鏡面品質の表面が生成される。
【００４６】
精密スタンピング方法及び装置が、本発明の譲受人に譲渡された、米国特許第７，３４３，７７０号明細書に開示されている。本特許文献は、参照により、本明細書に完全に記載されているかの如く、完全に組み込まれるものである。前述の明細書に開示されている方法及びスタンピングシステムは、前述の複合構造体を含む、本発明の結合装置１０の光ベンチ１１のフィーチャー（本明細書に開示の補助部１４及び基部１６の構造化フィーチャーを含む）の精密スタンピングに適合させることができる。本スタンピング方法及びシステムは、少なくとも１０００ｎｍの許容誤差（即ち、１０００ｎｍ又はそれ以下／それより優れた許容誤差）で、部品を製造することができる。このシステムを実装して、鍛造、打ち抜き、ポンチング、印圧加工、圧縮、曲げ、押し出し、穿孔、ノッチング等、スタンピングの様々な処理を行うことができる。構造化反射面及びファイバー保持構造体を有する、上記開示した結合装置の開放構造体は、低コスト、高スループットの方法である、スタンピング等の大量生産方法に適している。本明細書における説明では、発明概念の理解に不可欠ではない、様々なスタンピングシステムの詳細及び工程については省略している。
【００４７】
図５Ａ〜５Ｃは、米国特許第７，３４３，７７０号明細書に開示のスタンピングシステムの基本的な新規な特徴を組み込み、スタンピング操作を行って金属挿入体を基部に圧入して、上記開示した複合構造体を形成するように構成された、スタンピングツール５０の実施の形態を示す図である。スタンピングツール５０は、ツールベース５１、ツールベース５１に取り付けられた金型ホルダー５２、及び金型ホルダー５２の上方のマスク５３を備えている。このスタンピングツール５０は、基本的に、図３Ａ〜３Ｃに示すスタンピングツール４０の基本的な構成要素を組み込んでいる。具体的には、金型ホルダー５２が金型４３及び平金型４６を支持し、マスク５３が、ポンチ４１を案内するポンチガイド４２を収容している。本実施の形態において、マスク５３は、ワークピース（例えば、基部１６）用のスプリング式固定具５４も収容している。スタンピングツール５０は、バネ式プランジャー５７によって移動可能な楔５６を有する、平金型高さ調節具５５も備えている。図５Ｃは、ポンチと金型との接触領域の拡大図である。
【００４８】
動作において、バネ式固定具５４が後退して、ワークピース／基部１６、及び挿入体３４が、ポンチ４１の下方に配置される。バネ式プランジャーを回動して楔を水平方向に移動することによって、平金型４６の高さを調整して所望の位置に配置される。スタンピング操作の後、バネ式固定具５４が後退して、スタンピングされた部品（即ち、補助部１４が結合された基部１６）が解放される。
【００４９】
スタンピングツール５０は、最小限のハンドリングで、コイルストックの原材料を完成品に変換する効果的な方法を提供する、順送り金型を備えることができるスタンピングシステムに組み込むことができる。部品材料がプレスサイクル毎に１つ前に送られる。金型のステーションからステーションへ材料が送られるにつれて、徐々に完成した部品になる。
【００５０】
図６は、選択された幅Ｗ（例えば、２０ｍｍ）、及び図１Ａ〜１Ｄの実施の形態の基部１６の所望の厚さが得られることになる、選択された厚さＴ（例えば、３ｍｍ）を有する、長手方向に平坦な金属リボン又は条片６０（接続された一連のブランクに相当する）の形態を成す、金属ストック材料に対するスタンピング操作を示す概略図である。条片６０の材料は、高い剛性（例えば、ステンレス鋼）、化学的不活性（例えば、チタン）、高温安定性（ニッケル合金）、低熱膨張（例えば、インバー）、又は他の材料と適合する熱膨張（例えば、ガラスと適合するコバール）を有するように選択することができる。
【００５１】
条片６０は、条片６０の背６２に沿って形成された、一連のインデックス穴６１を有している。条片６０は一連のスタンピングステーション／金型を通して供給され、精密スタンピングが行われて、基部１６の所望のフィーチャーが形成される。インデックス穴６１は、条片６０がスタンピングステーションを通して供給される際の、インデックスに使用される。条片６０の全体を、第１のスタンピングステーションを通して、徐々に供給し、次に、条片６０の全体を、第２のスタンピングステーションを通して、徐々に供給し、更に次のスタンピングステーションというようにすることができる。あるいは、一連の順送りスタンピングステーション（又は順送り金型）を通して、条片６０を連続的に供給することができる。光学ベンチ１１の基部１６のフィーチャーは、一連のスタンピング操作によって徐々に形成され、基部１６の表面フィーチャーの最終的な形状、寸法、及び／又は仕上がりを同時に画成するための、一連のスタンピング操作内の１回のスタンプイング操作によって最終的な形状が画成される。
【００５２】
先の実施の形態に関連して前述したように、（本発明の譲受人に譲渡された）米国特許第７，３４３，７７０号明細書に開示の精密スタンピング方法及び装置を採用して、条片６０をスタンピングして、基部１６のフィーチャーを形成することができる。
【００５３】
図６に示すように、条片６０のセクションが、既にスタンピング操作を受けている。複数のスタンピングされたセクション６４が、条片６０に沿って画成されている。分かり易くするために、図６に示す例示的な実施の形態においては、スタンピングされたセクション６４の各々が、インデックス穴６１に対応している（換言すれば、隣接するインデックス穴のピッチが、隣接するセクション６４のピッチと同じである）。便宜上、条片６０を用いて、上記図１Ａ〜１Ｄに関連して説明した基部１６（但し、図６に示す実施の形態においては、スペーサ１９が基部１６に一体化されている）を形成するものとする。具体的には、図示のように、各々のセクション６４において、２つの基部１６が、スタンピングによって、背６２の両側に形成されている。
【００５４】
矢印Ａは条片６０の供給方向を示している。セクション６４ｇは、基部１６のフィーチャーが、スタンピングによって最終的に形成される、スタンピングサイクルの終わりにスタンピングされた「完成した」セクションを示している。供給方向（矢印Ａ）を前提とする。セクション６４ａがスタンピングサイクルの開始を示している。図６に示すように、スタンピング操作によって、２つの同一の基部１６が同時に形成され、背６２の両側の２つの部品が互いに鏡像を成している。この「ツーアップ」構成によって、特定の利点が得られる、即ち、条片６０の中心軸に沿った力の対称性がもたらされ、それによってスタンピング操作中の安定性が得られ、スタンピング操作の完全性及び精度が向上する。
【００５５】
具体的に、セクション６４ａにおいて、基部の外側境界が（例えば、打ち抜き操作によって）形成される。セクション６４ｂ〜６４ｃにおいて、表面フィーチャーが順次形成される（例えば、鍛造操作によって、スペーサ１９及びポケット３２が形成される）。セクション６４ｄにおいて、貫通孔１５及び３１が（例えば、ポンチング操作によって）形成される。セクション６４ｅにおいて、溝１７が（例えば、印圧加工操作によって）粗く形成される。セクション６４ｆにおいて、溝の周りの平面６３が（例えば、圧縮操作によって）平坦化される。セクション６４ｇにおいて、溝１７が最終的に精密成形される。セクション６４ｅ〜６４ｇは、比較的硬い基材（例えば、コバール）をスタンピングすることによる、スプリングバックを補償するように設計されている。これで、基部１６に構造化フィーチャーを形成するためのサイクルが終了する。基部１６は、破線に沿って条片６０の背６２から切断することによって、単体化される。基部１６には、更なる処理（例えば、耐食性等を向上するための金メッキ等の表面仕上げ及び／又はコーティング処理）を施すことができる。
【００５６】
単体化された基部１６を裏返して、前述のように、図５のスタンピングツール５０を使用して、金属の挿入体３４がスタンピングされる。
【００５７】
前述の実施の形態は、光学的に位置合わせされた規定光路１００を、狭い（即ち、小さな）許容誤差で実現するために、複合構造体を有する１つの部品にスタンピング操作を施すことによって、光学ベンチ上に画成されたフィーチャーおよび構成要素の基本的な組み合わせが、どのようにして形成され得るかを示す一例である。従来のシリコン光学ベンチを、同様に画成された光路を有するスタンピングされた光学ベンチで再構成する等、別の光路を達成するための別の構成を設定することができる。スタンピングされた光学ベンチは、対応するシリコン光学ベンチと比較して、同様の全体的な寸法および構成、並びに同様のフットプリントを有することができる。スタンピングされた光学ベンチは、シリコンの光学ベンチを置き換える後方互換性がある。スタンピングされた光学ベンチを、シリコン光学ベンチと同様のフットプリント、及び全体の大きさを有するように構成することが考えられる。
【００５８】
前述の補助部１４の表面の構造化フィーチャーは、同じストック材料（即ち、挿入体３４）と一体的にスタンピングすることができる。適切なフィーチャーが画成された揃いのポンチと金型を、一連のスタンピング操作に適用して、前述の基部１６及び補助部１４のフィーチャーを得ることができる。少なくとも精密な光学的位置合わせに重要なフィーチャーは、最終的なスタンピング操作を受けて、かかるフィーチャーが、最終的に、同一（例えば、モノリシック又はユニタリー）の１つの補助部１４に、同時に画成されることが好ましい。例示の実施の形態にとって、重要なフィーチャーには、少なくとも構造化反射面１２、肩５、及び位置合わせ溝２５が含まれる。これ等の構造化フィーチャーは、一連のスタンピング操作中に、予め個別に形成することができるが、これらのフィーチャーの組み合わせの最終的な形状を、同一の（モノリシック又はユニタリー）の補助部１４に、互いに関連させて、一体的及び／又は同時に画成する、表面プロファイル４５を有する金型を使用して、最終的なスタンピング操作が行われる。同一の１回の最終的なスタンピング操作において、構造化反射面１２及び光ファイバー位置合わせ構造体／溝２５を同時に形成することによって、位置合わせを必要とする（又は位置合わせの役割を果たす）同一のワークピース／部品上のすべての重要なフィーチャー／構成部品の寸法関係を、最終的なスタンピングステップにおいて維持することができる。従って、端部２１が位置合わせ溝２５に保持された光ファイバー２０は、構造化反射表面１２と所定の関係にある正確な位置に配置された端面を有し、その結果、少なくとも光ファイバー２０と構造化反射面１２との間において、所望の光路１００（例えば、図１Ｄに示す光路１００）に合致する。
【００５９】
別の実施の形態によれば、前述の実施の形態における、補助部１４と基部１６との間のリベット状のインターロック構造体を生成する代わりに、基部１６及びスペーサ１９に面取り部２７及び２７を設けずに、スタンピング操作において、挿入体３４が、単に基部１６の貫通孔１５にぴったりと機械的に嵌合するのみである。
【００６０】
更に別の実施の形態において、異種材料を基材にスタンピングする圧力によって、補助材料を基材に融着させることができる。このことは、基部と補助部が化学的に同様の材料（例えば、２つのアルミニウム合金）から成る場合に可能である。例えば、補助部は、複合構造体を形成するためにスタンピングされて、構造化フィーチャーが形成されるのと同時に、下部の基材（例えば、アルミニウム６０６１合金）に融着される金属（例えば、純アルミニウム）の層の形態を成すことができる。
【００６１】
更に別の実施の形態において、コーティング（例えば、金メッキ）の形態を成す補助部を予め基材に形成し、その後コーティングをスタンピングして、コーティングの表面に構造化フィーチャーを形成することができる。
【００６２】
前述の実施の形態において、補助材料は、スタンピング操作によって成形されるように、
可鍛性の材料が選択される。基材もスタンピング操作によって成形されるように、可鍛性の材料を選択することができる。１つの実施の形態において、補助部における重要なフィーチャー（光反射面）の所望の形状、寸法及び／又は仕上がりを得るために、補助材料（例えば、純アルミニウム）が、基材（例えば、コバール）よりも比較的柔らかく、可鍛性／延性が高いものが選択される。硬い基材（例えば、コバール）が選択されて、硬い材料の完全性を必要とする構造体が形成されるが、硬い基材のスタピングには、大きな力が必要であると共に、スプリングバックが大きく、所望の形状を得るためには、スタンピングポンチを複数回打つ必要がある。これに反し、補助部をスタンピングするために選択された、比較的柔らかい補助材料は、スタンピング力が少なくて済むと共に、スプリングバックが小さく、スタンプングされた部品を得るために、ポンチを比較的少ない回数（例えば、１回だけ）打つだけでよい。従って、非常に小さな許容誤差で、微細フィーチャーをスタンピングすることができる。硬い基材も金型の一部として機能し、スタンピング操作中、補助部１４を部分的に成形する。
【００６３】
更に別の実施の形態において、（例えば、スラク又はリベットの形態を成す）補助部が、  異なる構造化フィーチャーをスタンピングするための異なる特性に関連する、少なくとも２つの異種材料（例えば、バイメタル材）を含む、別の複合構造体を備えている。図７Ａ〜７Ｃは、補助部１１４がバイメタル構造体である、１つの実施の形態を示す概略図である。図７Ａにおいて、光学ベンチ１１１は、基部１１６及び補助部１１４を備えた複合構造体で形成されている。この光学ベンチ１１１は、補助部１１４における構造化反射面１１２に位置合わせされた端部２１を有する、４本の光ファイバー２０の束を支持している。基部１１６は、剥き出しの光ファイバー２０のバルクセクションを支持するための溝１１７を備えている。この光学ベンチ１１１の概略的な構造は、補助部１１４を除き、大部分は、先の実施の形態で説明した光学ベンチ１１の構造と同様である。この実施の形態では、補助部１１４は、丸角を有する断面略矩形の略円筒形を成し、２つの異種材料１７０及び１７１から成る複合構造体を備えている。図７Ｂ及び７Ｃの図において、材料１７０と１７１との界面１７２は略垂直である。更に、この実施の形態では、外部の光学部品（例えば、図１Ｄの光学部品２４）に対する、光学ベンチの位置合わせ及び／又は正確な位置決めを容易にする、機械的な基準又は位置合わせフィーチャー１６９が基部１１６平面１６３に形成されている。（図１Ａ〜１Ｄのカバー１８と比較して）この実施の形態では、カバーは不要である。
【００６４】
図７Ｂは、図５Ａ〜５Ｃに関連して説明したスタンピングツール５０の一部であってよい、図３Ａ〜３Ｃに関連して説明したスタンピングツール４０における、スタンピング操作前のスラグ又は挿入体１３４を示す図である。
【００６５】
図７Ｃに示すように、スタンピングすると、挿入体１３４の異種材料が押圧されて、金型４３、スペーサ１１９の面取り部、及び基部１１６の貫通孔１１５の面取り部１２７のプロファイル４５に応じて塑性変形する。材料１７０が、スタンピング操作によって溝１２５が形成される領域に対応し、材料１７１がスタンピング操作によって構造化反射面２１２が形成される領域に対応している。両方の材料１７０及び１７１が、同一のスタンピング操作によってスタンピングされ、構造化フィーチャーが、両方の材料１７０及び１７１に実質的に同時に形成される。
【００６６】
１つの実施の形態において、材料１７０がアルミニウム合金であり、材料１７１が純アルミニウムであってよい。アルミニウム合金は、純アルミニウムと比較して、比較的硬いため、光ファイバー２０を位置合わせするための、より良い構造的完全性を有する構造体が得られる。他方、純アルミニウムは、その高い光反射率の故に選択される。基部１１６の材料は、強度、硬度、低熱膨張率、及び気密封止実現のためのガラス封止剤に対するガラス適合特性の故に選択される、コバールであってよい。
【００６７】
従って、図７Ａ〜７Ｃの実施の形態では、光学ベンチ１１１は、各々の材料が、光学ベンチ１１１の異なる部品に望まれる特定の構造体、機能、及び特性にとって、最適化された３つの異種材料を含む、複合構造体を使用することによって、更に向上した特性を実現することができる。
【００６８】
図８Ａ〜８Ｃは、前述のように、複合構造体をスタンピングすることによって形成することができる、多数（例えば、１２本）の光ファイバーを支持する光結合装置２１０の別の実施の形態を示す図である。光学ベンチ２１１は、異種材料から成る基部２１６及び補助部２１４を備えた複合構造体を含んでいる。基部２１６は、補助部２１４を結合するように形成された貫通孔２１５を備えている。この実施の形態では、スペーサ２１９は、基部２１６に一体化された部分である。カバー２１８が備えられている。補助部２１４は、構造化反射面２１２、及び構造化反射面２１２に対し、光ファイバー２０の端部２１を位置合わせするための溝２２５を画成するように成形された、略伸長楕円形の断面を有する略円筒形の本体を有している。前述の図７の実施の形態と同様に、補助部２１４は、構造化反射面をスタンピングするための第１の種類の補助材料、及び位置合わせのための構造化フィーチャーをスタンピングするための、異種の第２の種類の補助材料を含むことができる。基部２１６は光学的位置合わせを考慮せずに、剥き出しの光ファイバー２０のバルクセクションを保持するための溝２１７等、寸法的に重要でない構造化フィーチャーを画成するように成形されている。
【００６９】
前述の実施の形態は、異種の金属材料を有する複合構造体に関連して説明したが、（ａ）金属補助材料と金属基材、（ｂ）金属補助材料と非金属基材、及び（ｃ）非金属補助材料と金属基材を含めて、本発明による複合構造体を形成することが可能である。例えば、基部がセラミック材料から成り、補助部が金属から成ることができる。セラミックの基部に挿入された、比較的柔らかく延性のある金属をスタンピング及び押圧して、補助部を得ることができる。脆弱なセラミック本体内の延性挿入体を、スタンピング成形して、反射光学系を含む、精密且つ詳細な表面フィーチャーを得ることができる。従って、セラミック基体に、反射光学系を容易に実現することができる。あるいは、基部上にオーバーモールドしたポリマーをスタンピングして、所望の表面フィーチャーを形成することができる。
【００７０】
別の実施の形態において、異種の補助部を別の方法（例えば、接着、溶接、リベット締め等）で基部に取り付けた後に、補助部をスタンピング操作することができる。
【００７１】
前述の実施の形態は、光学部品として、光ファイバーに関連して説明したが、複合構造体を有する光学ベンチは、レンズ、光送信機（Ｔｘ）、光受信機（Ｒｘ）、光トランシーバ（Ｔｘ／Ｒｘ）等、別の種類の光学部品を支持及び位置合わせするように構成することができる。
【００７２】
本明細書の「背景技術」の項で説明した、ｎａｎｏＰｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社に譲渡された、特許文献等に開示の様々な装置において、本発明を実施することによって、構造化フィーチャーを正確に形成することができる。本発明を実施して、光学部分組立体、及び米国特許出願公開第２００３／２２３１３１号明細書、米国特許第６，８６９，２３１号明細書、米国特許第８，１０３，１４０号明細書、及び米国特許第８，１６８，９３９号明細書等に記載のシリコン光学ベンチの機能を達成又は上回る、構造化フィーチャーを有する、スタンピングされた光学ベンチを製造することができる。
【００７３】
本発明は、特に、好ましい実施の形態を参照して、図示及び説明してきたが、本発明の精神、範囲、及び教示を逸脱せずに、形態及び詳細対し、様々な変更が可能であることが当業者には理解できるであろう。従って、開示した発明は、単なる例示であって、添付の特許請求の範囲で特定されるものによってのみ、範囲が限定されるものであると解釈されたい。
【符号の説明】
【００７４】
１０、２１０          光結合装置
１１、１１１、２１１  光学ベンチ
１２、１１２、２１２  構造化反射面
１４、１１４、２１４  補助部
１５、１１５、２１５  貫通孔
１６、１１６、２１６  基部
１７、１１７、２１７  基部の溝
１８、２１８          カバー
１９、１１９、２１９  スペーサ
２０                  光ファイバー
２１                  光ファイバーの端部
２５、１２５、２２５  補助部の溝
２８、２９            フランジ
３４、１３４          挿入体
４０、５０            スタンピングツール
４１                  ポンチ
４２                  ポンチガイド
４３                  金型
４６                  平金型
５４                  スプリング式固定具
５６                  楔
５７                  バネ式プランジャー
６０                  条片
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
0006634388.tif 000003
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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