(57)【要約】光デバイスのアレイを光処理装置に整列させるための方法および装置が提供される。この方法には、複数の光伝送経路（２５）が基板（５）を直接貫通する透明基板（５）を提供するステップ、複数のアライメント・ガイド（４、６、２２）を光アレイ上に提供するステップ、相補をなす複数のそれぞれのアライメント・ガイド（２１）を透明基板上に提供するステップ、および光アレイ上および透明基板上のそれぞれのアライメント・ガイド対を使用して、アレイの光デバイスを基板に整列させるステップが含まれている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光デバイスのアレイの複数の伝送経路を、光学的に透明なアライメント基板に整列させる方法であって、
複数のアライメント・ガイドを光アレイに提供するステップと、
相補をなす複数のそれぞれのアライメント・ガイドを、透明基板の第１の面に提供するステップと、
光デバイスのアレイの光伝送経路が基板を直接貫通するように、光アレイ上および透明基板上のそれぞれのアライメント・ガイド対を使用して、アレイの光デバイスを基板に整列させるステップとを含む方法。
【請求項２】
複数のアライメント・ガイドのうちの１つを、光デバイスのアレイの光デバイスの１つの活性光領域内に配置するステップをさらに含む、請求項１に記載の、光デバイスのアレイを整列させる方法。
【請求項３】
複数のアライメント・ガイドを提供するステップが、相補ポストおよびレセプタクルを、基板および光デバイスのアレイの対向する面に配置するステップをさらに含む、請求項１に記載の、光デバイスのアレイを整列させる方法。
【請求項４】
相補ポストおよびレセプタクルを、基板および光ファイバの対向する面に配置するステップが、相補ポストおよびレセプタクルの直径にテーパを施すステップをさらに含む、請求項３に記載の、光デバイスのアレイを整列させる方法。
【請求項５】
相補ポストおよびレセプタクルにテーパを施すステップが、レセプタクルの相対テーパ比率が相補ポストの相対テーパ比率より大きい相対テーパ比率を提供するステップをさらに含む、請求項４に記載の、光デバイスのアレイを整列させる方法。
【請求項６】
相対直径がポストの相対直径より実質的に大きいレセプタクルを提供するステップをさらに含む、請求項５に記載の、光デバイスのアレイを整列させる方法。
【請求項７】
光信号を、基板を直接貫通する複数の光伝送経路の１つに沿って伝送させるための光ビアを提供するステップをさらに含む、請求項１に記載の、光デバイスのアレイを整列させる方法。
【請求項８】
光ビアを波面変換境界すなわち封込み境界で取り囲むステップをさらに含む、請求項７に記載の、光デバイスのアレイを整列させる方法。
【請求項９】
波面変換境界すなわち封込み境界に、より小さい屈折率を提供するステップをさらに含む、請求項８に記載の、光デバイスのアレイを整列させる方法。
【請求項１０】
波面変換境界すなわち封込み境界に、より小さい屈折率を提供するステップが、基板を通る、光ビアの境界に沿った開口軌跡を提供するステップをさらに含む、請求項９に記載の、光デバイスのアレイを整列させる方法。
【請求項１１】
光ビアの上方のアレイ上にレンズを配置するステップをさらに含む、請求項８に記載の、光デバイスのアレイを整列させる方法。
【請求項１２】
基板内のレンズに相補レセプタクルを提供するステップをさらに含む、請求項１１に記載の、光デバイスのアレイを整列させる方法。
【請求項１３】
レンズを提供するステップが、切頭体としてレンズを製造するステップをさらに含む、請求項１２に記載の、光デバイスのアレイを整列させる方法。
【請求項１４】
密閉されたエンクロージャ内にアレイを配置するステップであって、透明基板が密閉されたエンクロージャの信号伝送表面を形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の、光デバイスのアレイを整列させる方法。
【請求項１５】
複数の光デバイスを透明基板上に配置するステップをさらに含む、請求項１に記載の、光デバイスのアレイを整列させる方法。
【請求項１６】
１組のアライメント・ガイドを透明基板の第２の面に提供するステップをさらに含む、請求項１に記載の、光デバイスのアレイを整列させる方法。
【請求項１７】
１組のアライメント・ガイドを使用して、複数の光ファイバを、透明基板の第２の面の複数の光伝送経路に整列させるステップをさらに含む、請求項１に記載の、光デバイスのアレイを整列させる方法。
【請求項１８】
光デバイスのアレイの複数の伝送経路を、光学的に透明なアライメント基板に整列させるための装置であって、
光デバイスのアレイと、
透明基板と、
光アレイ上に配置された複数のアライメント・ガイドと、
透明基板の第１の面の対応する複数のそれぞれのアライメント・ガイドと、
複数の伝送経路が透明基板を直接貫通するように、光アレイ上および透明基板上の複数のアライメント・ガイドを使用して、アレイの光デバイスを透明基板に整列させるための手段とを備えた装置。
【請求項１９】
光デバイスのアレイのアライメント・デバイスを、光デバイスの活性光領域内に配置するステップをさらに含む、請求項１８に記載の、光デバイスのアレイを整列させるための装置。
【請求項２０】
アライメント・デバイスが、基板および光ファイバの対向する面に配置された相補ポストおよびレセプタクルをさらに備えた、請求項１８に記載の、光デバイスのアレイを整列させるための装置。
【請求項２１】
アレイの光デバイスを透明基板に整列させるための手段が、直径にテーパが施された相補ポストおよびレセプタクルをさらに備えた、請求項２０に記載の、光デバイスのアレイを整列させるための装置。
【請求項２２】
アレイの光デバイスを透明基板に整列させるための手段が、レセプタクルの相対テーパ比率がポストの相対テーパ比率より大きい相対テーパ比率を提供するステップをさらに含む、請求項２１に記載の、光デバイスのアレイを整列させるための装置。
【請求項２３】
アレイの光デバイスを透明基板に整列させるための手段が、相対直径がポストの相対直径より実質的に大きいレセプタクルをさらに備えた、請求項２２に記載の、光デバイスのアレイを整列させるための装置。
【請求項２４】
基板を直接貫通している複数の伝送経路の１つに沿って光信号を伝送するようになされた光ビアをさらに備えた、請求項１８に記載の、光デバイスのアレイを整列させるための装置。
【請求項２５】
光ビアを取り囲む波面変換境界すなわち封込み境界をさらに備えた、請求項２４に記載の、光デバイスのアレイを整列させるための装置。
【請求項２６】
波面変換境界すなわち封込み境界が、より小さい屈折率をさらに備えた、請求項２５に記載の、光デバイスのアレイを整列させるための装置。
【請求項２７】
波面変換境界すなわち封込み境界が、光ビアの境界に沿った開口軌跡をさらに備えた、請求項２６に記載の、光デバイスのアレイを整列させるための装置。
【請求項２８】
光ビアの上方のアレイ上に配置されたレンズをさらに備えた、請求項２４に記載の、光デバイスのアレイを整列させるための装置。
【請求項２９】
レセプタクル内に配置されるレンズに対する相補レセプタクルをさらに備えた、請求項２８に記載の、光デバイスのアレイを整列させるための装置。
【請求項３０】
レンズが切頭円錐形状をさらに備えた、請求項２９に記載の、光デバイスのアレイを整列させるための装置。
【請求項３１】
密閉されたエンクロージャをさらに備え、透明基板が密閉されたエンクロージャの信号伝送表面を形成するようになされた、請求項１８に記載の、光デバイスのアレイを整列させるための装置。
【請求項３２】
密閉されたエンクロージャの外部の透明基板の第２の面に配置された１組のフェルールをさらに備え、１組のフェルールの契合軸が、複数の伝送経路に並列に整列した、請求項３１に記載の、光デバイスのアレイを整列させるための装置。
【請求項３３】
１組のフェルールを使用して光アレイの伝送経路と整列した複数の光ファイバをさらに備えた、請求項３２に記載の、光デバイスのアレイを整列させるための装置。
【請求項３４】
基板を介して光信号を伝送する方法であって、
実質的に連続する光学的に透明な基板を提供するステップと、
実質的に連続する光学的に透明な基板を介して光伝送ビアを提供するステップであって、実質的に連続する光学的に透明な基板の対向する表面に向かって延びた複数の反射（屈折）エレメントをさらに備えた、光学的に反射（屈折）する周囲によって前記ビアが画定されるステップと、
ビアの光学的に反射（屈折）する周囲に取り囲まれた、実質的に連続する光学的に透明な基板の一部を介して光信号を伝送するステップとを含む方法。
【請求項３５】
光学的に反射（屈折）する周囲が、間隔を隔てて配置された開口の環状リングをさらに備えた、請求項３４に記載の、基板を介して光信号を伝送する方法。
【請求項３６】
屈折率が基板の屈折率より小さい材料を開口に充填するステップをさらに含む、請求項３５に記載の、基板を介して光信号を伝送する方法。
【請求項３７】
開口に空気を充填するステップをさらに含む、請求項３５に記載の、基板を介して光信号を伝送する方法。
【請求項３８】
垂直共振表面放出レーザを基板の第１の面に、レーザの伝送軸がビアを介して導かれるように配置するステップをさらに含む、請求項３４に記載の、基板を介して光信号を伝送する方法。
【請求項３９】
光ファイバを基板の第２の面に対して、レーザの伝送軸が光ファイバ中に導かれるように配置するステップをさらに含む、請求項３８に記載の、基板を介して光信号を伝送する方法。
【請求項４０】
１組のアライメント・ガイドを使用して、光ファイバをビアに整列させるステップをさらに含む、請求項３９に記載の、基板を介して光信号を伝送する方法。
【請求項４１】
外部導波路結合器で光ファイバを支えるステップをさらに含む、請求項４０に記載の、基板を介して光信号を伝送する方法。
【請求項４２】
１組のガイド・ピンを、ビアおよびレーザに整列させて基板に配置するステップをさらに含む、請求項４１に記載の、基板を介して光信号を伝送する方法。
【請求項４３】
１組のガイド・ピンを基板に配置するステップが、１組のガイド・ピンの各々に対する開口を穿つステップをさらに含む、請求項４２に記載の、基板を介して光信号を伝送する方法。
【請求項４４】
整列させるステップが、アライメント・ピンを結合器内の１組の開口中に契合させるステップをさらに含む、請求項４１に記載の、基板を介して光信号を伝送する方法。
【請求項４５】
基板を介して光信号を伝送するための装置であって、
実質的に連続する光学的に透明な基板と、
実質的に連続する光学的に透明な基板の対向する表面に向かって延びた複数の反射（屈折）エレメントをさらに備えた、光学的に反射（屈折）する周囲によって画定された、実質的に連続する光学的に透明な基板に配置された光伝送ビアとを備えた装置。
【請求項４６】
光学的に反射（屈折）する周囲が、間隔を隔てて配置された開口の環状リングをさらに備えた、請求項４５に記載の、基板を介して光信号を伝送するための装置。
【請求項４７】
開口が、屈折率が基板の屈折率より小さい材料の充填物をさらに備えた、請求項４６に記載の、基板を介して光信号を伝送するための装置。
【請求項４８】
開口が、空気の充填物をさらに備えた、請求項４６に記載の、基板を介して光信号を伝送するための装置。
【請求項４９】
基板の第１の面に、レーザの伝送軸がビアを介して導かれるように配置された垂直共振表面放出レーザをさらに備えた、請求項４５に記載の、基板を介して光信号を伝送するための装置。
【請求項５０】
光ファイバを基板の第２の面に対して、レーザの伝送軸が光ファイバ中に導かれるように配置するステップをさらに含む、請求項４９に記載の、基板を介して光信号を伝送するための装置。
【請求項５１】
光ファイバをビアに整列させるようになされた１組のアライメント・ガイドをさらに備えた、請求項５０に記載の、基板を介して光信号を伝送するための装置。
【請求項５２】
光ファイバを支えるようになされた外部導波路結合器をさらに備えた、請求項５１に記載の、基板を介して光信号を伝送するための装置。
【請求項５３】
ビアおよびレーザと整列して基板に配置された１組のガイド・ピンをさらに備えた、請求項５２に記載の、基板を介して光信号を伝送するための装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本出願は、２０００年９月２１日出願の米国仮出願第６０／２３４，１２６号の利益を主張するものである。本発明の分野は光電気データ伝送システムに関し、また、サブシステムの相互接続に関する。
【０００２】
（発明の背景）
光アレイをリボン・ファイバに正確に整列させることは困難である。多モード・ファイバの損失を最小化するためには、＋／−５μｍ（マイクロメートル）の配置公差が必要である。対照的に、単一モード光ファイバの３標準偏差アライメント公差は、１ミクロン未満である。このアライメント公差を達成するために、能動アライメント・システムおよび複雑な視覚システムがしばしば使用されている。このアライメント要求事項は、生産高および歩留まりを悪くし、光アセンブリを従来の電子実装技法より費用のかかるものにしている。
【０００３】
能動アライメントは、光コンポーネントのフィーチャを利用して、光ファイバを光電子デバイスに整列させている。例えば光ファイバを発光レーザの表面に結合する場合、光検出器などのデバイスがアライメントに使用されている。光検出器は、光ファイバの一方の端部に配置され、光ファイバのもう一方の端部に入射する表面放出レーザからの光を検出している。光検出器に当たる光が最大に達するまで、表面放出レーザに対する光ファイバの位置が調整される。光検出器が最大量の光をセンスすると、永久位置にファイバが結合される。この種のアライメントには時間および費用がかかるため、製造需要の増加に伴い、この種のアライメントを置き換える必要に迫られている。
【０００４】
電子実装アセンブラには、後続するアセンブリのための電子部品の配置用として、しばしばピック・アンド・プレース方式が使用されている。部品ホルダから部品が抜き取られ、絶対基準位置から２５ミクロン以内で基板上に配置される。このアライメント公差は、低損失光相互接続に必要なアライメント公差の５倍である。
【０００５】
したがって、光コンポーネントを極めて正確に整列させ、かつ、配置する必要がある。本明細書においては、光コンポーネントに適用されるフィーチャを利用した、光コンポーネントを相互に正確に整列させるための方法について詳細に説明する。
【０００６】
（概要）
光デバイスのアレイを光処理装置に整列させるための方法および装置が提供される。この方法には、複数の光伝送経路が基板を直接貫通する透明基板を提供するステップ、複数のアライメント・ガイドを光アレイ上に提供するステップ、相補をなす複数のそれぞれのアライメント・ガイドを透明基板上に提供するステップ、および光アレイ上および透明基板上のそれぞれのアライメント・ガイド対を使用して、アレイの光デバイスを基板に整列させるステップが含まれている。
【０００７】
（図面および実施形態の詳細な説明）
図１は、使用コンテキストにおける、また、概ね本発明の実例実施形態による光結合器および変換器アセンブリ３１を示したものである。変換器アセンブリ３１には、光学的に透明な基板５および光アレイ８（図２）が含まれている。光学的に透明な基板５は、ガイド・ピン・ホルダ２７に取り付けられている。基板５およびガイド・ピン・ホルダ２７は、いずれも共通印刷回路基板（ＰＣＢ）２８に取り付けられている。光アレイ８（図２）の伝送経路２５は、光学的に透明な基板５を貫通している。光ファイバ１２を備えた外部導波路結合器２６は、光学的に透明な基板５および光アレイ８と整列している。
【０００８】
光学的に透明な基板５は、ガイド・ピン開口２１を備えている。ガイド・ピン開口２１は、レーザによって比較的厳密な公差で穿たれた、ガイド・ピン２２を挿入するための開口である。外部導波路結合器２６は、ガイド・ピン２２を受け入れ、かつ、光ファイバ１２を透明基板５に整列させるためのガイド・ピン開口２４を備えている。ガイド・ピン開口２４および／またはガイド・ピン２２は、変換器アセンブリ３１を他の光デバイスに結合するためのアライメント基準を形成している。
【０００９】
開口２１、ピン２２およびコネクタ開口２４の組合せによって提供される、横方向の不整列に対する比較的制限された公差により、外部導波路結合器２６および光ファイバを正確に基板５に整列させることができる。図１には、一体をなすピン・ホルダ２７によって所定の位置に保持されたガイド・ピンが示されている。したがってピン２２は、光学的に透明な基板５を介して設置され、外部導波路結合器２６は、光アレイ８の伝送経路をファイバ１２の伝送経路に整列させるアライメント基板として機能している基板５の作用によって光アレイと整列している。
【００１０】
光アセンブリ３１は、ＰＣＢ２８上の電気信号とファイバ１２上の光信号の間の変換コンテキストの中で示されているが、変換器アセンブリ３１を多数の他の任意のアプリケーションに使用することができることを理解すべきである。例えば、アセンブリ３１を通信ケーブルに電気的に結合し、かつ、アライメント用ガイド・ピン２２を使用して、回路基板上の他の光アレイに光学的に結合することにより、電気光学アイソレータを形成することができる。
【００１１】
図２は、光ポート１（例えばＶＣＳＥＬレーザ、ＤＦＢレーザ、光検出器等）を備えた光アレイ８を示したもので、頂部表面に対して直角に（すなわち、ページの外側にむかって）伝送経路２５が延びている。したがって光の方向は、当該表面に対して直角である。光アレイ８は、従来の技法を使用して製造されている。
【００１２】
また、アレイ８上には、電気パッド３、電気トレース２およびレジストレーション・ターゲット４が示されている。光アレイ８のアセンブリ・プロセスは、レジストレーション・ターゲット４を使用して、光アレイ８の位置を対応する基板５上に大まかに配置している（以下でより詳細に説明する）。電気トレース２、電気パッド３あるいは光ポート１をレジストレーション・ターゲットとして使用することもできる。レジストレーション・ターゲットのスコープに制限はなく、レジストレーション・ターゲットの組合せを使用することもできる。例えば電気トレース２および光ポート１の両方をレジストレーション・ターゲット４として使用し、アレイ基板５上の光アレイ８の位置を決定することができる。レジストレーション・ターゲット４に加えて、他のアライメント構造およびフィーチャを表面に配置し、それによりアレイ８をさらに正確に透明基板５に整列させることもできる。ピック・アンド・プレース・マシンに、レジストレーション・ターゲットから光デバイス８の外部境界までの距離をプログラムすることができるため、ピック・アンド・プレース・マシンによって引き渡される光アレイ８の位置が分かっている。
【００１３】
アレイ８をさらに正確に基板５に整列させるために、アレイ８および基板５の相手方表面上に、一連のアライメント・デバイス６、７（図３に示す）が製造されている。アライメント・デバイスは、アレイ８のポート１と同じ面に製造されている。場合によっては（以下で説明する）、ポート１の上方にアライメント・デバイスを直接製造することもできる。
【００１４】
光アレイ８上のレジストレーション・フィーチャおよびアライメント・フィーチャ６、７には、材料に対する制限あるいは光アレイの表面上の位置に対する制限はない。レジストレーション・フィーチャには数の制限もなく、例えば、“ｍ”個の光ポート１、“ｎ”個の電気パッド３、および“ｏ”個の電気トレース２、およびいくつかの組合せを存在させ、レジストレーション・フィーチャとして使用することができる。
【００１５】
アライメント・デバイス６、７は、従来の製造技法を使用して製造されている。図４は、アレイ８および基板５の相手方表面上に配置されるポリイミド層２９を示したものである。ポリイミド層２９は、市販されている任意の光反応材料（例えば、厚さ２０〜１００ミクロン）であり、関連するエッチング剤が施されている。
【００１６】
アレイ８のポリイミド層の上にはマスクが置かれている。マスクは、アライメント・デバイス６、７を画定している領域の光を透過させ（あるいは阻止し）ている。次に、マスクおよび層が露光され、図３に示すように、過剰材料がエッチ除去されてデバイス６、７が残される。デバイスは、円形、正方形あるいは他の任意の形状にすることができる。
【００１７】
同様に、基板５に配置されたポリイミド層２９の上にもマスクが置かれている。基板５のマスクは、孔２１と整列している。ポリイミド層２９は、基板５と整列すると露光され、過剰材料がエッチ除去される。
【００１８】
一般的には、アライメント・デバイス６、７は、相補ポストおよびレセプタクル型デバイス（図４）として提供されている。アレイ８上にポスト６、７が製造され、また、基板５上に相補レセプタクル９が製造されている。別法としては、アレイ８または基板上に、ポスト６、７およびレセプタクル９の任意の組合せを配置することもできる。唯一の制限は、アレイ８および基板５上の対応する任意の位置に、相補アライメント・デバイス対６、７および９が含まれることである。
【００１９】
レジストレーション・フィーチャ（すなわちアライメント・デバイス）７が光学的に透明である場合、図３に示すように、それらをポート１の活性光領域上に配置することができる。光学的に活性な領域上に配置されると、アライメント・デバイス７がレンズとして機能し、予測可能な経路に沿って、基板５を通してファイバ１２に光を導くことが分かっている。
【００２０】
活性光領域１上に有る無しにかかわらず、これらのアライメント構造６、７は、光コンポーネントを基板５の相手方基板に導き、かつ、整列させるために使用される、異なるサイズ、異なる輪郭のテーパ面を有している。しかし、アライメント・フィーチャ６は、光アレイ８に限定されない。一致相補アライメント・フィーチャ６、７および９を、基板５上または金属トレース１１上に置くことができる。金属トレース１１は基板５に配置され、パッド３を外部接続部（例えば、支持印刷回路基板上）に接続するために使用されている。したがって、基板上および光アレイ表面上のアライメント・フィーチャ６、７および９の組合せを使用して、光コンポーネントをそれぞれ該当する位置に導き、かつ、整列させることができる。
【００２１】
図４は、光アレイ８のアライメント・フィーチャ６、７と、基板５の対応するアライメント・フィーチャ９の間の関係を示している。アライメント・フィーチャ６、７および９の構造は、光コンポーネント８を基板５上の正しい位置に導く働きをしている。基板５は、アプリケーションに対する所望のフィーチャに応じて、ガイド・ピン開口２１（図１参照）などのビルトアップ・セクションすなわち除去領域９を有している。また、基板５は、その表面にポリイミド層２９または類似の材料層を有している。この材料は、所望の形状または形態で容易に製造することができる。図５は、光アレイ８と基板５の間にポリイミド層２９を備え、かつ、ポリイミド層２９の上に導電トレースが部分的に配置された基板５の様子を示したものである。
【００２２】
基板５またはポリイミド層上のアライメント・フィーチャ６、７の面は、一方の面に限定されることはなく、それらを光ファイバ１２に最も近接した表面または光アレイ８に最も近接した表面に配置することもできる。光コンポーネント８の初期物理配置は、標準的なピック・アンド・プレース装置を使用して実施される。アライメント・フィーチャ６、７およびが最終位置に契合し、かつ、固定されると、光アライメントが達成される。アライメント・フィーチャのテーパ・エッジ１８、１９が、円滑な初期配置および光アライメントへの自動的な移動を可能にしている。
【００２３】
両基板のテーパが施されたアライメント・フィーチャ（１８、１９）は、アライメント・プロセスを完成させるためにサイズが異なっている。ピック・アンド・プレース・マシンの公差１６の範囲は、図６に示すように、アライメント・フィーチャ６の動作可能範囲に匹敵している。そうでなければフィーチャの初期アライメントが十分に厳密なものにならず、テーパ面を機能させることができない。したがって、アライメント・フィーチャ６によって提供される自己アライメントの範囲は、ピック・アンド・プレース・マシンの公差１６より大きくすることができる。
【００２４】
テーパ表面１８、１９は、数ある方法の任意の方法を使用して形状化されている。第１の方法では、エッチングの自然的過程を使用してテーパ率が制御されている。エッチ液には、一定のエッチ速度を期待することができるため、孔９の頂部の直径が孔の底部の直径より大きくなることが期待される。
【００２５】
別法としては、レセプタクルを生成するために使用するマスクにフェザー・エッジを持たせ、それにより孔の入口位置周辺のエッチング速度を速くすることができる。孔９のエッジまでの距離によってフェザリングの程度を変化させることにより、テーパの角度を変化させることができる。
【００２６】
レセプタクル９に使用されるプロセスと同じプロセスがポスト６、７に適用されている。より極端なテーパの場合、マスクのフェザリングを使用することにより、任意の所望テーパ量を得ることができる。
【００２７】
例えばポスト６、７の先端の直径は約７０ミクロンであり、レセプタクルの底部の直径も７０ミクロンである。ポスト６、７のテーパは４５度であり、レセプタクルのテーパは、４５〜７０度である。
【００２８】
ポスト６、７の長さおよびレセプタクルの深さがそれぞれ７０ミクロンの場合、レセプタクル９内の４５度のテーパによって、直径がポスト６、７の先端の直径の約３倍のレセプタクル９の入口が提供される。テーパが施されているため、アレイ８は、レセプタクル９の中心の両側に対して少なくとも７０ミクロンの位置に配置され、なおかつレセプタクル９と有効に契合する。この実施例の場合、重力によって、テーパが施されたポスト６、７が、レセプタクル９の底部に到達するまで、テーパが施されたレセプタクル９をスライドすることによってアライメントが達成される。ポストがレセプタクル９の底部に到達すると、実質的に完全なアライメントが得られる。
【００２９】
また、ポスト６、７のテーパは、光伝送により適合し、かつ、導くべく機能している。テーパが施されたポスト６、７は、切頭体形レンズを形成し、基板５を貫通している光伝送経路に沿って光を導いている。
【００３０】
図４に示すように、基板には多くの光コンポーネントが配置されている。臨界アライメントが達成されると、大量高速ボンディング・プロセスによって、所定の位置に光アレイ８が保持される。ボンディング材には、接着剤、はんだ、スタッド・バンプまたは類似の材料がある。
【００３１】
アライメント材が、ポリイミドなどの透明材である場合、アライメント材を改変し、図５に示すような光−波面変換構造を形成することができる。この実施例では、アライメント・デバイスは、レンズおよびレンズ・レセプタクル９である。このような構造には、これらには限定されないが、発散レンズまたは収斂レンズ、フレネル・レンズまたは光ガイドが含まれており、能動光コンポーネント１と光ファイバ１２などの光ガイド・デバイスとの間の光の結合をより有効にしている。
【００３２】
また、ここでは光ビア（すなわち導波路）１５と呼んでいる光−波面変換構造すなわち封込み構造は、光学透明基板５中にも構築されている。図７では、孔１７に取り囲まれた領域を通して、ページの表面に直角に光が導かれている。図は、光を封じるシステムの様子を示したものである。基板５内の開口１７には、屈折率が基板５の屈折率より小さいポリイミドまたは類似の物質が充填されている。開口１７中の屈折率がより小さいため、開口１７で光が反射される。この場合、開口１７は光封込み構造として作用し、円形構造の中心に向けて光を偏向させている。これらの開口１７に充填する充填材の種類に制限はなく、未充填のまま（すなわち空気が充填された状態）にすることもできる。
【００３３】
必要に応じて基板５の屈折率を変化させ、直接光にすることができる。材料の拡散、圧縮または紫外露光は、境界領域をガイド領域から非ガイド領域へ変化させるための屈折率ステップを生成する方法の一例である。
【００３４】
また、反射防止塗装および反射防止構造をパッケージ内に使用し、かつ、構造化し、能動光コンポーネント８と受動光導波路結合器２６の間の結合損失を最小化することもできる。反射防止塗装および反射防止構造は、基板５の光ファイバ１２に最も近接した表面に配置される。
【００３５】
精密アライメント構造に使用される、図８に示す誘電材料２０は、基板５に配置されている。電気接触パッド３上の、図８に示すソルダ・バンプ１０、スタッド・バンプあるいは金属めっきを使用して、パッケージ・トレース２が光コンポーネントに電気接続される。これらのトレースは、他の電気光学コンポーネント（図示せず）に接続されている。
【００３６】
光ファイバ１２のアライメントは、図６に示すように、基板を通るアライメント開口２１によって、あるいは基板上に構築された構造によって決定され、また、基板５上のフォトリソグラフィック・レジストレーション・ターゲット４を使用してこれらのフィーチャが画定され、能動光コンポーネント・ポート１と光ファイバ１２の間に必要なアライメントを提供している。
【００３７】
図８に示すアセンブリは、図９に示すように、ハウジング２３内に配置され、密閉される。ハウジング２３内に取り付けられたガイド・ピン２２または透明基板５上に製造されたガイド構造が、導波路コネクタ・アセンブリ２６を能動光ポート１に導いている。
【００３８】
使用に先立って、光アセンブリ３１に対する試験またはバーンインが実行される。この試験は、そのコンポーネントの取扱いを容易にするために、光アレイ８が何らかの形態の基板３０上に設置され、かつ、整列した時点で実施される（上で考察したように）。これらのコンポーネントは、試験手順の間、電気的に活性化され、光特性についてもこの時点で試験される。図１０は、大型透明基板３０上への光コンポーネントの配置方法を示したものである。この基板３０は、次に、これらのデバイスを電気的に活性化させるための電気接続部（電気プローブまたは電気パッドのベッド）を有するテスト・ベッド上に置かれる。これらのデバイスの光特性は、構造の反対側の透明基板３０を介して、電気接続部から取得される。この形態により、他のデバイスへの接続に先立って、光アセンブリ３１の複数の大型アレイを同時にバーンインし、試験することができる。試験が終了すると、共通基板３０が分割（アセンブリ３１に切断）され、他の実装を完成させることができる。
【００３９】
以上、本発明の製造方法および使用方法を説明するために、光導波路に光アレイを結合するための方法および装置の特定の実施形態について説明したが、当分野の技術者には、本発明の他の変形形態および改変の実施態様、および本発明の様々な態様が明らかであり、また、本発明が、説明した特定の実施形態に制限されないことを理解すべきである。したがって、本発明および本明細書において開示し、かつ、特許請求する基本的な根本原理の真の精神および範囲の範疇である任意のすべての改変、変形形態または等価物を包含することが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実例実施形態における導波路システムおよび対応するガイド・ピンを備えた透明基板の斜視図である。
【図２】
光ポート、電気フィーチャおよびレジストレーション・ターゲットを示す、図１の光アレイの上面図である。
【図３】
複数のアライメント構造、光ポート、電気フィーチャおよびレジストレーション・ターゲットを示す、図１の光アレイの上面図である。
【図４】
同じく複数のアライメント・フィーチャを含んだ基板上に配置された複数のアライメント・フィーチャを備えた、図１の光アレイおよび基板の横断面図である。
【図５】
代替実施形態における図１の光アレイ、基板および光ファイバの横断面図である。
【図６】
図４の光アレイのアライメント・フィーチャの側面切欠図である。
【図７】
図１のシステムと共に使用される光ビアの上面図である。
【図８】
誘電材料層を含んだ図１の透明基板を示す図である。
【図９】
アレイおよび基板が密閉された缶の内部に配置され、さらに複数の光ファイバに接続される代替実施形態における図１の光システムの斜視図である。
【図１０】
単一の共通透明基板上に配置された図１の光システムのアレイの上面図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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