(57)【要約】【課題】複屈折率及び分散性の低い光ウエーブガイドを有する電気システムのための光相互接続ボードを提供すること。【解決手段】非積層光基板に組み込まれた光ウエーブガイドを有する光電システム用の開示される光ルーティングボードは、光基板の上面に実装された光電素子の間で光信号をルーティング可能にする。光ルーティングボードを製造する方法も開示される。ウエーブガイドは絞り込まれたパルスレーザ描画によって形成され、パルスレーザービームの焦点は非積層基板を通じて３次元的に動かされる。好ましくはウエーブガイドの曲がりを促すために基板内に斜面が形成される。【選択図】図１
2007047727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面、底面及び１以上の側面を有する非積層基板と、
前記非積層基板の側面に形成された第１斜面と、
前記非積層基板の側面に形成された第２斜面と、
前記非積層基板内に形成されたウエーブガイドコアと、
を有し、前記ウエーブガイドコアは前記基板の上面から前記第１斜面上の第１ポイントに延びる第１セグメントと、前記第１ポイントから前記第２斜面上の第２ポイントに延びる第２セグメントと、前記第２ポイントから前記基板の上面に伸びる第３セグメントとを有する
ことを特徴とする光ルーティングボード。
【請求項２】
前記非積層基板がバルク材料より成り、該バルク材料の密度及び／又は構成原子の分布がパルスレーザ光にさらされることで変えられ、前記ウエーブガイドコアはパルスレーザ光にさらすことで形成され、該コアの材料は、密度、構成原子の分布及び構成原子の相対的な量の少なくとも１つについて前記基板のバルク材料と相違する
ことを特徴とする請求項１記載の光ルーティングボード。
【請求項３】
前記第１及び第２斜面の各々に設けられた反射材料を更に有する
ことを特徴とする請求項１記載の光ルーティングボード。
【請求項４】
前記非積層基板の側面に形成された第３斜面と、
前記非積層基板内に形成された付加的なウエーブガイドコアと、
を有し、前記付加的なウエーブガイドコアは、前記基板の上面から前記第１斜面上の第３ポイントに延びる第１セグメントと、前記第３ポイントから前記第３斜面上の第４ポイントに延びる第２セグメントと、前記第２ポイントから前記基板の上面に伸びる第３セグメントとを有する
ことを特徴とする請求項１記載の光ルーティングボード。
【請求項５】
前記非積層基板の上面上に形成された複数の電気トレースを更に有する
ことを特徴とする請求項１記載の光ルーティングボード。
【請求項６】
当該光ルーティングボードが第１波長の光信号の経路を最小化するためのものであり、該第１波長は９００ｎｍ乃至１６００ｎｍの範囲内にあり、前記非積層基板は前記第１波長の光に対して実質的に透明な材料より成る
ことを特徴とする請求項１記載の光ルーティングボード。
【請求項７】
上面、底面及び少なくとも１つの側面を有する非積層基板と、
少なくとも１つの側壁を有する、前記非積層基板の底面に形成された第１空間と、
前記基板の上面から前記第１空間の前記少なくとも１つの側壁上の第１ポイントに延びる第１セグメントと、前記第１ポイントから前記基板の少なくとも１つの側面上の第２ポイントに延びる第２セグメントとを有する、前記非積層基板内に形成されたウエーブガイドコアと、
を有することを特徴とする光ルーティングボード。
【請求項８】
前記非積層基板がバルク材料より成り、該バルク材料の密度及び／又は構成原子の分布がパルスレーザ光にさらされることで変えられ、前記ウエーブガイドコアはパルスレーザ光にさらすことで形成され、該コアの材料は、密度、構成原子の分布及び構成原子の相対的な量の少なくとも１つについて前記基板のバルク材料と相違する
ことを特徴とする請求項７記載の光ルーティングボード。
【請求項９】
上面、底面及び１以上の側面を有する非積層基板と、
少なくとも１つの側壁を有し、前記非積層基板の底面に形成された第１空間と、
少なくとも１つの側壁を有し、前記非積層基板の底面に形成された第２空間と、
前記非積層基板内に形成されたウエーブガイドコアと、
を有し、前記ウエーブガイドコアは前記基板の上面から前記第１空間の前記少なくとも１つの側壁上の第１ポイントに延びる第１セグメントと、前記第１ポイントから前記第２空間の前記少なくとも１つの側壁上の第２ポイントに延びる第２セグメントと、前記第２ポイントから前記基板の上面に伸びる第３セグメントとを有する
ことを特徴とする光ルーティングボード。
【請求項１０】
（ａ）非積層基板上に第１斜面を形成する工程であって、前記非積層基板は上面、底面及び少なくとも１つの側面を有し、前記第１斜面は前記非積層基板の少なくとも１つの側面に形成される又は前記底面に設けられた空間の側壁に形成されるところの工程と、
（ｂ）第１ウエーブガイドコアセグメントが第１斜面の第１ポイントに実質的に設けられた第１端部と前記第１ポイントから離れて設けられた第２端部とを有するように、パルス当たり１００フェムト秒より短いパルス期間を有するレーザ発振パルス光を利用して前記基板に第１ウエーブガイドコアセグメントを形成する工程と、
（ｃ）第２ウエーブガイドコアセグメントが第１ポイントに実質的に設けられた第１端部と前記第１ポイントから離れて設けられた第２端部とを有するように、パルス当たり１００フェムト秒より短いパルス期間を有するレーザ発振パルス光を利用して前記基板に第２ウエーブガイドコアセグメントを形成する工程と、
を有する光配線板を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電システム用のボードに関連し、特に基板に実装された光電素子の中で光信号をルーティング可能にする組み込まれた光ウエーブガイドを有するボードに関連する。
【背景技術】
【０００２】
ハイエンドコンピュータの複雑さ及びチップ数が増加するにつれて、ＩＣチップ間の相互接続が増大し、それらの接続に関する遅延の問題が大きくなる。光学的手段によりチップ間でいくらかの信号を伝搬することで問題の遅延に対処しようとする多くの試みがなされている。それらの試みでは、問題の電気信号は光送信機により光信号に変換され、そして光信号はそこに形成されている光ウエーブガイドにより相互接続ボードを超えて長距離にわたって伝送され、光受信機で受信され、電気信号に変換されなおす。これらのボード内の光ウエーブガイドは典型的にはポリマ層で形成され、ボード基板の上面に構築される。しかしながらこれらの層のポリマ材料は均一でない誘電定数を有し、従ってハイレベルな複屈折率を有する。複屈折は光信号の空間的及び時間的な分散を引き起こすことによってウエーブガイドでの信号の伝搬を妨害し、従って長距離の相互接続をもたらす能力を妨げる。
【０００３】
ウエーブガイド層を構築するのに使用される積み上げ法（ビルドアッププロセス）は、多数の工程が含まれることに起因して比較的高価であり、その多数の工程はクラッディング層、コア層及び反射ミラーを形成する工程を含む。反射ミラーは相互接続ボードの上位面へ及びそこからウエーブガイドの外へ光信号を向けるために使用され、そのボードには光送信機及び光受信機が設けられている。多段のウエーブガイドが連続的に形成される場合にはそのような多くの工程が必要とされる。多数の工程が含まれることは製造工程で欠陥が生じるおそれを増やし、プロセスの歩留まりを減らし、製造コストを上昇させてしまう。
【０００４】
従って、電気システムの光相互接続を良好に続けるには、ウエーブガイドを通じて伝搬される光信号の複屈折及び分散を減らし、製造歩留まりを増やし、製造コストを減らす必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の課題は、複屈折率及び分散性の低い光ウエーブガイドを有する電気システム等のための光相互接続ボードを提供することである。
【０００６】
本発明の別の課題は、電気システム等のための光相互接続ボードの中で長い低損失の光ウエーブガイドを製造可能にすることである。
【０００７】
本発明の別の課題は、非積層基板で高密度のウエーブガイドを及び多数の多段ウエーブガイドを製造可能にすることである。
【０００８】
本発明の別の課題は、製造歩留まりを増やし、電気システム等の光相互接続ボードを形成するための製造コストを減らすことである。
【０００９】
本発明によるこれらの及び他の課題は、以下の発明の詳細な説明、添付図面及び特許請求の範囲により当業者に更に明確になるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明はウエーブガイドを構築するある手法を採用することで上記の問題に対処し、その手法は従来の層を積み上げるプロセスとは全く異なる。本発明による一形態では、ウエーブガイドコアは絞り込まれたパルスレーザービーム描画で非積層基板に形成され、パルスレーザービームの焦点は非積層基板により三次元的に動かされる。基板の未処理部分はウエーブガイドコアのクラッディング材料として機能する。典型的なウエーブガイドコアは２つの端部を有する長い水平セグメントと、水平セグメントの端部各々に設けられた２つの短い垂直セグメントとを有する。垂直セグメントの各々は、水平セグメントに光学的に結合された第１端部と、基板の上位面に又はその近辺に設けられた第２端部とを有する。垂直セグメントは上位面に設けられた光素子へ及びそこから光をやり取りし、水平セグメントは光信号を長距離にわたって伝送するように機能する。水平セグメントから垂直セグメントへ及びその逆へ光を曲げる機能を強化するため、水平セグメントの端部各々に斜面が設けられることが好ましい。その斜面は非積層基板の１以上の端部に及び／又は非積層基板に形成されたボイドの側壁に形成されてもよい。そのようなボイドは典型的には基板の中で底面により形成される。斜面を使用する代わりに、ウエーブガイドの全部又は一部が、水平セグメントが垂直セグメントに出会う地点で屈曲部(bend)を有することも可能できる。そのような屈曲部の曲率半径は、光をウエーブガイド内に含めるために、典型的には２０ミクロンより大きい。後に考察する内容に起因して、そのような屈曲部を有するウエーブガイドコアは水平セグメントと基板の上位面との間で２０ミクロンの最小間隔を有するべきである。
【００１１】
本発明による製造方法は実質的に均一な誘電定数を有する材料を利用可能にし、光の複屈折及び分散を非常に低くする。斜面を導入することで、ウエーブガイドの水平セグメント及び基板の上位面の間の最小間隔の必要性を排除し、ウエーブガイドをより高密度に製造可能にする（言い換えれば、斜面は水平及び垂直ウエーブガイドセグメントの間で屈曲部を不要にし、追加的なウエーブガイド段が基板の上位２０ミクロンの範疇で形成されてもよい。）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の第１形態による光ルーティングボードは、上面、底面及び１以上の側面を有する非積層基板を有する。第１斜面は側面に形成され、第２斜面は同じ側面（円形又は半円形基板の場合）に又は別の側面（四角形基板の場合）に形成される。第１形態の光ルーティングボードは非積層基板内に形成された少なくとも１つのウエーブガイドコアを有し、ウエーブガイドコアは前記基板の上面から前記第１斜面上の第１ポイントに延びる第１セグメントと、前記第１ポイントから前記第２斜面上の第２ポイントに延びる第２セグメントと、前記第２ポイントから前記基板の上面に伸びる第３セグメントとを有する。
【００１３】
本発明の第１形態による光ルーティングボードは、上面、底面及び少なくとも１つの側面を有する非積層基板を有する。基板の底面に第１空間が形成され、第１空間は少なくとも１つの側壁を有する。第２形態の光ルーティングボードは、基板の上面から前記第１空間の前記少なくとも１つの側壁上の第１ポイントに延びる第１セグメントと、前記第１ポイントから前記基板の少なくとも１つの側面上の第２ポイントに延びる第２セグメントとを有する、前記非積層基板内に形成されたウエーブガイドコアとを有する。
【００１４】
本発明の第３形態による光ルーティングボードは、上面、底面及び１以上の側面を有する非積層基板を有する。第１，２空間が基板の底面に形成され、第１及び第２空間の各々は少なくとも１つの側壁を有する。第３形態の光ルーティングボードは更に非積層基板内に形成されたウエーブガイドコアを有し、ウエーブガイドコアは前記基板の上面から前記第１空間の前記少なくとも１つの側壁上の第１ポイントに延びる第１セグメントと、前記第１ポイントから前記第２空間の前記少なくとも１つの側壁上の第２ポイントに延びる第２セグメントと、前記第２ポイントから前記基板の上面に伸びる第３セグメントとを有する。
【００１５】
本発明の方法例による光ルーティングボードの製造方法は、非積層基板上に第１斜面を形成する工程を有する。その基板は上面、底面及び少なくとも１つの側面を有し、前記第１斜面は前記非積層基板の少なくとも１つの側面に形成される又は前記底面に設けられた空間の側壁に形成される。本方法例は、第１ウエーブガイドコアセグメントが第１斜面の第１ポイントに実質的に設けられた第１端部と前記第１ポイントから離れて設けられた第２端部とを有するように、パルス当たり１００フェムト秒より短いパルス期間を有するレーザ発振パルス光を利用して前記基板に第１ウエーブガイドコアセグメントを形成する。本方法は更に第２ウエーブガイドコアセグメントが第１ポイントに実質的に設けられた第１端部と前記第１ポイントから離れて設けられた第２端部とを有するように、パルス当たり１００フェムト秒より短いパルス期間を有するレーザ発振パルス光を利用して前記基板に第２ウエーブガイドコアセグメントを形成する。第１ウエーブガイドコアセグメントの第２端部は基板の上位面に又はその近辺に設けられてもよく、第２セグメントの第２端部は基板の少なくとも一端近辺に設けられ、又は基板の側面に或いは基板に形成されたボイドの側壁に設けられた第２の斜面に設けられてもよい。或いは第１及び第２のウエーブガイドコアセグメントの第２端部の位置は入れ替えられてもよい。
【実施例１】
【００１６】
図１には第１の光ルーティングボード１００の平面図が、図２にはその断面図が示されている。図１を参照するに、光ルーティングボード１００は、ボード１００の中央領域に設けられた複数のＩＣチップ５と、ボード１００の周辺に設けられた複数の光電チップ１０を保持する。図示の簡明化のため、１０個のＩＣチップ５及び６つの光電チップ１０が図１に描かれている。一般的な用途では、数十個乃至数百個のＩＣチップ５と、数十個の光電チップ１０があり、ボード１００の直径は比較的大きい（例えば、２０ｃｍ乃至４０ｃｍ）。図１，２を参照するに、光ルーティングボード１００は、上面１１２、底面１１４及び１以上の側面１１６を有する基板１１０より成る。選択されたＩＣチップ５は、通常的には側面に最も近く、基板の上面に形成された複数の電気トレース１５６により光電チップに電気的に結合される。更に、複数のＩＣチップ５はネットワーク層１５０により互に電気的に相互接続され、ネットワーク層は複数の誘電体層１５４の中に形成された複数の電気トレース１５２を有する。
【００１７】
ボード１００は側面１１６に形成された第１の斜面１２１と、側面１１６に形成された第２の斜面１２２とを更に有する。斜面１２１，１２２は、上面１１２に対して傾斜しており、平面的でもよく（例えば、ファセットでもよく）、（凸状又は凹状に）丸みを帯びていてもよく或いはそれらの組み合わせでもよい。図１，２に示される例では、側面は円形なので斜面の双方につき側面は同一であるが、基板１１０は（正方形、長方形又は六角形のような）多角形でもよく、斜面は異なる側面に設けられてもよいことが理解されるであろう。基板１１０は好ましくは実質的にモノリシックな光学材料体から形成され、好ましくは非積層的である（即ち、積層によって形成されていない）。図１を参照するに、光ルーティングボード１００は以下で詳細に説明されるパルスレーザ形成法で基板１１０内に形成された複数のウエーブガイドコア１３０を更に有する。ウエーブガイドコア１３０の各々は１以上の光電チップ１０を互に光学的に結合する。各コア１３０を間近で包囲する基板１１０の材料はクラッディング層として機能し、それによりウエーブガイド構造を形成する。このような理由で参照番号１３０をウエーブガイドコアとしてだけでなくウエーブガイドとしても言及する。図１はチップ１０の対を３つ示し、各々の対は中心点に関して反対側に設けられ、少なくとも１つの各自のウエーブガイドコア１３０により結合される。図２の断面図では、基板１１０内で３つの異なるレベルに設けられた３つのウエーブガイドコア１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃがある。ウエーブガイドコア１３０Ａ−１３０Ｃの各々は、基板の上面１１２から第１斜面１２１の第１ポイントに伸びる第１セグメントと、その第１ポイントから斜面１２２の第２ポイントに伸びる第２セグメントと、その第２ポイントから基板の上面１１２に伸びる第３セグメントとを有する。ウエーブガイドコア１３０Ａ−１３０Ｃ各々の中で光信号は第１斜面１２１及び第２斜面１２２で反射を体験する。基板１１０の屈折率が１．４２より大きい場合に、完全な内部反射の物理現象（１００％の反射）により反射が促進される（光信号の入射角を４５度と仮定している。）。１．４２及び１．４１の間の屈折率に関し、反射の割合は１００％から約６３％まで減少するが、これは本発明を使用するためには充分な反射量である。約１．４１より低い反射率については、反射を促すために斜面１２１，１２２で反射層１２６，１２７をそれぞれ形成することが望ましい。層１２６，１２７は典型的には１以上の反射金属より成る。当然に、反射層１２６，１２７は基板の屈折率が約１．４１より大きい場合で使用されてもよい。
【００１８】
一般的なコンピュータシステムでは、相互接続ボードの一端のＩＣチップから反対の端部のＩＣチップまで信号を搬送しなければならないことが間々ある。その距離は大きいことがしばしばあり、そのシステムによる情報処理に障害をもたらす。ウエーブガイド１３０は、ボード１００の一方側から他方側へ、僅かな時間で且つ電気トレースにより搬送される電気信号のものより少ない分散で光信号を搬送可能にする。かくて、ウエーブガイド１３０は有利なことに上記の処理の障害を減らすためにボード１００を用いるシステムで使用可能である。一例として図１を参照するにボード１００の左端のＩＣチップ５により生成された電気信号は、電気トレース１５６により隣接する光電ＩＣチップ１０に電気的に結合され、光電ＩＣチップは電気信号を対応する光信号に変換する光送信機を有する。光信号はウエーブガイド１３０Ａ−１３０Ｃの一方に結合され、ウエーブガイドはボード１００を通じてボード１００の反対の端にある光電チップ１０の光受信機に光信号を運ぶ。光受信機は光信号を電気信号に変換して戻し、その電気信号は別の電気トレースにより隣接するＩＣチップ５に伝送される。
【００１９】
図３には第２実施例の光ルーティングボード２００の平面図が示され、図４には断面図が示される。ボード１００と同様に、光ルーティングボード２００は複数のＩＣチップ５及び複数の光電チップ１０を保持する。４つの光電チップ１０がボード２００の上面の中央に設けられ、別の４つがボード２００の上面のコーナーに設けられ、別の８つがボード２００の上面の辺に沿って設けられている。６０個のＩＣチップ５は、ボード２００の上面の中央領域に設けられ、上面の中央に設けられた４つの光電チップ１０を包囲している。
【００２０】
図３，４双方を参照するに、光ルーティングボード２００は上面２１２、底面２１４及び４つの側面２１６Ａ−２１６Ｄを有する基板２１０より成る。選択されたＩＣチップ５は、通常的には辺２１６Ａ−２１６Ｄに最も近く、基板の上面２１２に形成された複数の電気トレース１５６により周辺の光電チップ１０に電気的に結合される。トレース１５６は図示の簡明化のため小数のチップに関してしか示されていない。更に、複数のＩＣチップ５はネットワーク層１５０により互に電気的に相互接続され、ネットワーク層は複数の誘電体層１２４内に形成された複数の電気トレース１５２を有する。図示の簡明化のため、少数のトレースしか図４に示されていない。
【００２１】
ボード２００は辺２１６Ａ−２１６Ｄに隣接するボード周辺に設けられた第１の複数の斜面２２１Ａ−２２１Ｄと、ボード２００のコーナーに設けられた第２の複数の斜面２２２Ａ−２２２Ｄとを更に有する。斜面の各々は平面的でもよく（例えば、ファセットでもよく）、（凸状又は凹状に）丸みを帯びていてもよく、或いはそれらの組み合わせでもよい。斜面は図４に最良に示されるように底面２１２に向う挿入物又はインセット（inset）である。斜面の輪郭は図３の平面図の中で破線で示されている。ボード２００はボード２００のコーナーに設けられた第２の複数の斜面２２２Ａ−２２２Ｄを更に有する。斜面２２２Ａ−２２２Ｄは底面２１２に向うインセットであり、それらの位置は図３の平面図の中で破線で示されている。ボード２００は更にボード２００の中心部の底面２１２に形成されたボイド(空間)を有する。ボイド２４０は１以上の側壁を有し、ピラミッド状の、先端が途切れたピラミッド状の、円錐状の、先端が途切れた円錐状の、半球状の、部分的に半球状の、それらの組み合わせの形状の又は適切な如何なる３次元形状の形を有することができる。側壁の各々は平面的でもよいし、非平面的でもよい。図３，４に示される実施例では、ボイド２４０は上位側壁、シングルサイド側壁及びシングルサイド側壁に形成された斜面を有する円錐台の形状を有する。斜面２２１Ａ−２２１Ｄ，２２２Ａ−２２２Ｄ及び２２３の各々は上面２１４に対して約４５度の傾斜角をなし、ウエーブガイドセグメントが斜面に隣接する地点で見られるような４５度と僅かな角度の範囲内にあることが好ましい。４５度とかなり相違する角度は、斜面に隣接するウエーブガイドセグメントの部分で湾曲する屈曲部を形成することで実現可能である。
【００２２】
基板１００と同様に基板２２０は好ましくはモノリシックな光材料体から形成され、好ましくは非積層体である（即ち、層を積み上げることでは形成されていない）。図４を参照するに、光ルーティングボード２００は以下で詳細に説明されるパルスレーザ形成法で基板２１０に形成される複数のウエーブガイド１３０を更に有する。ウエーブガイドコア１３０の各々は１以上の光電チップ１０を説明済みの手法で互に光学的に結合する。更に、ボード２００はパルスレーザ形成法で基板２１０内に形成された別の複数のウエーブガイドコア２３０を有する。ウエーブガイドコア２３０は中央付近に設けられた光電チップ１０からその辺２１６Ａ−２１６Ｄに光信号をルーティングし、それらはファイバマウント２１６により外部光ファイバ１５に結合される。外部の光ファイバ１５は、ボード２００が使用される特定の用途の必要に応じて、ボード２００に及びそこから光信号を伝送する。
【００２３】
ウエーブガイドコア１３０の各々は、基板の上面２１２から斜面２２１−２２３の一方の第１ポイントに伸びる第１セグメントと、その第１ポイントから斜面２２１−２２３の別の方の第２ポイントに伸びる第２セグメントと、その第２ポイントから基板の上面２１２に上る第３セグメントとを有する。ウエーブガイドコア１３０各々の光信号は斜面で反射を経験する。上述したように、基板２１０の約１．４１より小さい屈折率に関して、反射を促すために、図４に示されるように反射層２２５，２２６，２２７を基板２２１，２２２，２２３に形成することが好ましい。反射層１２６，１２７は典型的には１以上の反射金属より成る。当然に、反射層２２６−２２７は基板の屈折率が約１．４１より大きい場合で使用されてもよい。ウエーブガイドコア２３０の各々は、基板の上面２１２から斜面２２３の場所に伸びる第１セグメントと、その場所から辺２１６Ａ−２１６Ｄの１つに伸びる第２セグメントとを有し、ファイバマウント１６により外部光ファイバ１５に結合可能である。
【００２４】
光電チップ１０はボード２００を使用する特定のシステムアプリケーションの必要に応じて主表面（基板２１０に面するように向く面）に設けられた光受信機及び光送信機を有する。光受信機の各々及び光送信機の各々は光学面を有し、その光学面は、光を結合するためにウエーブガイドコア１３０の第１又は第３セグメントに実質的に整合し、又は光を結合するためにウエーブガイドコア２３０の第１セグメントに実質的に整合してもよい。電気トレース１５６は光受信機の電気出力をＩＣチップ５の電気回路の対応する電気入力に電気的に結合し、及び光送信機の電気入力を光電ＩＣチップ１０の電気回路で生成される対応する電気信号に電気的に結合する。ボード１００の場合と同様に、ウエーブガイド１３０は有利なことに光ルーティングボード２００を使用し、システム内での処理の障害を減らすことができる。ウエーブガイド２３０は有利なことにシステムに対する光入力及び出力をイネーブルにするように使用可能である。
【００２５】
１つのボイド２４０と関連する面２２３が図３，４に例示されているが、本発明による光ボードは各斜面に複数のボイド２４０を備え得ることが理解されるであろう。更に本発明による光ボードは、「溝斜面」と呼んでもよいものを利用して、周辺部ではなくボードの内側に形成された斜面状のもの２２１Ａ−２２１Ｄを有してもよい。図５は２つのボイド２４０Ａ，２４０Ｂと関連する斜面、そして内側の２つの溝斜面３２０Ａ，３２０Ｂを有するボード例３００の平面図を示す。ボイド２４０Ａは先端の切れたピラミッド形状を有し、ボイド２４０Ｂは先端の切れた円錐形状を有する。図５に示されるように、複数のウエーブガイド１３０が示され、そのウエーブガイドは、溝斜面３２０、側辺斜面２２１及びコーナー斜面２２２の間で光信号をルーティングするために使用され、及びボイド２４０の斜面、側辺斜面２２１及びコーナー斜面２２２の間で光信号をルーティングするために使用される。図示されるように、ウエーブガイドの水平セグメントは直線的でもよいし、湾曲していてもよい。
【００２６】
図６は本発明による光配線板を製造する方法例を示すフローチャート４００である。ブロック４０２に示されるように、好ましくは本方法は光材料より成る初期の非積層基板を受けることで始まり、その非積層板は光配線板に望まれるものと同じサイズ及び形状又は僅かに大きめの寸法を有する。初期の基板は、パルスレーザの波長で少なくとも光学的にほどほどに透明であり（即ち、１センチメートル当たり３ｄＢより少ない減衰率を有する）、システムのウエーブガイドに使用される光信号の波長（概して９００ｎｍ乃至１６００ｎｍであり、１３００ｎｍ及び１５５０ｎｍが一般的な値である）で光学的にかなり透明である（即ち、１センチメートル当たり０．２ｄＢより少ない減衰率を有する）。初期の基板は好ましくはモノリシックな光材料体より成る。光材料は好ましくは（ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス及び他の種類のシリカガラスのような）ガラスの形態を有する。
【００２７】
図６のブロック４０４に示されるように、方法例の次のステップでは、斜面及びボイドが（もし使用されるならば）基板に形成される。当該技術分野で既知のマイクロマシンニング及び研磨に関する様々なプロセスを利用してボイド及び斜面を形成してもよい。例えばミリングを使用して、ボイド及び斜面を大まかにカットし、様々な研磨プロセスを利用して滑らかな面及びよく規定された寸法の斜面を得てもよい（斜面は基板側面に及び／又はボイドの側壁に位置していてもよい。）。更に初期の基板は、所望の用途に応じて大まかな寸法に又は充分に精密にボイド及び斜面を形成する成形プロセスで形成されてもよい。前者の場合には、マイクロマシンニング及び／又はポリシング工程を利用して、完成された基板の最終的な寸法を得てもよい。
【００２８】
ウエーブガイドコアの斜面で良好な反射特性を与えるために、ウエーブガイドコアはそれらの水平及び垂直セグメントの端部が２乃至５ミクロンの間の許容差で斜面に合うことが好ましい。これらは多数の手法で達成可能である。１つの手法は初期の基板における１以上のアライメントマーク及びマイクロマシンニング及び／又はポリシング装置を含み、その装置は高精度な位置決め機能及びコンピュータ数値制御（CNC:computer-numerically-controlled）マシンニング及び／又はポリシングツールを有する。初期の基板は、装置のステージ又はホルダに搭載され、基板のアライメントマークは対応する装置のマークに合わせられる。最終的なカット基板の所望の寸法の寸法記述は装置のコンピュータにロードされる。寸法記述は最終的なカット基板のアライメントマークに対するボイド及び斜面の所望の寸法を指定する。初期の基板の開始寸法の記述も与えられるのが通常的であり、装置が粗い切断工程で望まないクリッピングやツール歪を引き起こさない程度に除去するように材料の量を制限してよいようにする。当然にこれと共に、装置は、ボイド及び斜面が２乃至５ミクロンの許容差の範疇にあるようにプレス及び／又は研磨を進めることができる。
【００２９】
他のアプローチでは、簡易な成形鋳型（モールドキャスティング）等によりボイド及び斜面が初期の基板に形成され、基板、ボイド及び斜面の寸法は当該技術分野で利用可能な３次元マッピング装置により測定される。その測定は基板上に作成された１以上の参照点（リファレンスポイント）に対してなされる。これらのリファレンスポイントは基板の上面及び／又は底面に形成されたアライメントマークでもよいし、（基板が丸くなければ）基板の１以上の角（コーナー）でもよい。ボイド及び斜面は底面から眺める場合に最もよく見えるのが一般的であるので、基板の底面が通常的にはマッピングされる。平坦性を評価するために上面もマッピングされてよい。マッピング情報はある形式で格納され、その形式はウエーブガイド描画装置に入力可能であり、その装置については後に詳細に説明される。そのような形式はコンピュータ読取可能な媒体を含む。当然に、第１及び／又は第２のアプローチが望まれるならば組み合わせられてもよい。例えば、最終的に切断された基板（最終カット基板）がＣＮＣ装置により圧縮及び／又は研磨され、その後にその最終カット基板が３次元マッピング装置によりマッピングされてもよい。
【００３０】
方法例の次のステップとして、図６のブロック４０６に示されるように、１００フェムト秒より短いパルス期間を有するパルス光の絞り込まれたビームをレーザ放出することで、最終カット基板にウエーブガイドコアが形成される。図７の５００に概略的に例示されているようにレーザ描画装置の一部がそのために用意され、それについては後述される。例えば第１の例のウエーブガイドコアを形成する場合に、第１のウエーブガイドコアセグメントはパルス当たり１００フェムト秒より短いパルス期間を有するパルスレーザ光を用いて基板に形成され、その第１のウエーブガイドコアセグメントは、第１ポイントで実質的に斜面に設けられた第１端部と、第１ポイントから離れて設けられた第２端部とを有する。６０フェムト秒以下の持続期間を有するパルスが一般的には好ましい。第２のウエーブガイドコアセグメントはパルスレーザ光を用いて基板内に形成され、その第２のウエーブガイドコアセグメントは、実質的に第１ポイントに設けられた第１端部と、第１ポイントから離れて設けられた第２端部とを有する。第１のウエーブガイドコアセグメントの第２端部は基板の上面に又はその近辺に設けられてもよく、第２セグメントの第２端部は、基板の辺の近辺に又は基板の辺に若しくは基板に形成されたボイドの側壁に位置する斜面に設けられてもよい。或いは第１及び第２のウエーブガイドコアの第２端部の位置は逆でもよい。追加的なウエーブガイドコアが同様に形成されてもよい。
【００３１】
以下に詳細に説明されるように、レーザ描画装置５００は基板の寸法記述及びウエーブガイドコアのリストを描画用に受信し、受信されるものは、基板表面における１以上のアライメントポイントに対するリファレンスのようなセグメントそれらの座標の仕様を含む。ウエーブガイドコアセグメントの座標は、基板の理想的な寸法記述に該当し、実際の基板の寸法の範疇にあることが好ましく、特にウエーブガイドの伝搬方向が変化する斜面でその範疇にあることが好ましい。しかしながら実際の基板では理想的な仕様からのずれがある。しかしながら光はより高い屈折率の材料の方向に伝搬する傾向があるので、ある程度のずれは斜面で許容される。実際の基板の寸法記述が３次元マッピング装置の一部により基板のマッピングから導出される場合には、基板の斜面を合わせるためにウエーブガイドの座標仕様を調整する付加的なステップが採用されてもよく、これによりコアの端部が斜面に適合している精度を高めることができる。
【００３２】
方法例の次の工程として、ブロック４０８に示されるように、反射の程度を増やすために反射材料が斜面に形成されてもよい。これはある場所をマスキングすることによってなされ、その場所では反射材料が形成されず、以後に材料の堆積がなされる。マスキングは、基板の上面及び底面を覆う予め形成されたカバーをそれぞれ合せることでなされ（缶の口にフィットするプラスチックのふたのようなもの）、そのカバーはボイド及び斜面の場所に開口を有する。材料の堆積は、スパッタリング、ＰＶＤその他の当該技術分野で既知の金属堆積プロセスでなされてもよい。
【００３３】
方法例の次の工程として、ブロック４１０で示されるように、電気ネトワーク層１５０が形成される。これは、交互配置された誘電体層及び金属層を回路基板業界で既知のプロセスで構築することで簡易になされてもよい。このステップは電気トレース１５６を形成し、電気トレースはＩＣチップ５と光電装置チップ１０を電気的に接続する。このステップの間では、基板の上面を通じて光信号が伝搬される場所に電気トレースを形成しないように留意を要する。ネットワーク層１５０の形成は、好ましくは、基板とパルスレーザ描画装置とを整合させるのに使用されるのと同じアライメントマークに合わせられる。このようにして、ウエーブガイドの垂直セグメントは光電チップ１０の電気相互接続部に容易に整合させることが可能である。この工程により、チップ５，１０を基板に設けることで、基板は所望の用途に使用できる。
【００３４】
図７にはレーザ描画装置５００の例が概略的に示されている。装置５００はパルスレーザ描画ツール５４０を有し、そのツールはその前面で描画される基板に向けて距離Ｌにパルスレーザを絞り込む（焦点を合わせる）。焦点距離は一般的には固定された距離である。パルスレーザ描画ツール５４０は１以上の支持部材（図示せず）によりＸ−Ｙ方向のステージ５３０に対して固定位置に維持される。装置５００はパルスレーザ描画ツール５４０の下で基板を保持するマウント５１０と、Ｚ方向ステージ５２０とを更に有し、Ｚ方向ステージは、パルスレーザ描画ツール５４０に対して垂直方向にマウント５１０を動かし、（必須ではないが）好ましくは垂直軸の周りに少なくとも１０度だけ基板を回転させることができる。その移動は（以下に示されるコンピュータ５８０のような）コンピュータにより指示される。典型的にはＺステージ５２０の垂直移動は１乃至２ミクロン又はそれより短い増分で歩を進め（ステッピングし）、回転運動は０．１度又はそれより少ない増分で歩を進めることができる。通常のステッピングモーター及びギアの構成がそのＺ方向運動及び回転角を与えるのに使用されてもよい。Ｚステージ５２０は、任意の参照点に対する垂直距離を測定し、ステージが動かされるその都度現在の垂直距離と共にデータレジスタを更新する。その更新は、最小のステップ増分でステージを動かし、運動方向に依存して各ステップに関して１つずつデータレジスタを増やす或いは減らすことで実行可能である。通常の位置検出器がこの測定に使用されてもよい。データレジスタは（以下に示されるコンピュータ５８０のような）コンピュータによって読み取り可能である。データレジスタ内の値はＺ方向ステージ５２０のＺ座標として参照される。好適実施例ではＺ方向ステージ５２０はコンピュータによるコマンドにより任意的な参照点を如何なる値にでも設定することができる。これは、一般的には、コンピュータ又は人的なオペレータが所望の地点にステージ５２０を動かすことを許容し、レジスタの値を（通常的にはゼロである）用意された値に設定する命令をステージ５２０に対して発行することでなされる。
【００３５】
装置５００はＸ−Ｙ方向ステージ５３０を更に有し、Ｘ−Ｙ方向ステージは基板、マウント５１０、Ｚ方向ステージ５２０をパルスレーザ描画ツール５４０に関して水平のＸ方向及びＹ方向に動かす。一実施例では、選択的に励磁される磁気要素の第１アレイがステージ５３０の上面に組み込まれ、磁性要素の第２アレイがＺステージ５２０の底面に組み込まれる。その第２アレイは静的でもよいし、選択的に励磁可能でもよい。典型的には、ステージ５３０の水平運動は（以下に示されるコンピュータ５８０のような）コンピュータの制御の下で１乃至２ミクロン又はそれより小さな増分で歩を進めることができる。Ｘ−Ｙ方向ステージ５３０はＸ−Ｙステージ５３０の上面上の任意参照点に関してＸ及びＹ方向の場所を測定する。ステージ５３０はステージが動かされるその都度現在のＸ及びＹ位置により２つのデータレジスタを更新する。その更新は、最小のステップ増分でステージを動かし、運動方向に依存して各ステップに関してデータレジスタを増やす或いは減らすことで実行可能である。データレジスタは（以下に示されるコンピュータ５８０のような）コンピュータによって読み取り可能である。データレジスタ内の値はＸ−Ｙ方向ステージ５３０のＸ座標及びＹ座標として参照される。好適実施例ではＸ−Ｙ方向ステージ５３０はコンピュータによるコマンドにより任意的な参照点を如何なる値にでも設定することができる。これは、一般的には、コンピュータ又は人的なオペレータが所望の地点にステージ５３０を動かすことを許容し、レジスタの値を（通常的にはＸ及びＹの双方に対してゼロである）用意された値に設定する命令をステージ５３０に対して発行することでなされる。
【００３６】
以下に詳細に説明されるように、描画方法例では、基板をパルスレーザ描画ツール５４０に整合させるために、オペレータはステージ５２０，５３０を各自の運動の範囲内で動かすことを認められる。一旦整合すると、コンピュータ描画プログラムはステージ５２０，５３０に対して一連の運動を通じてそれらを動かす命令を発行し、その命令はパルスレーザ描画ツール５４０がそれに用意されたリストに従って複数のウエーブガイドを形成可能にする。より複雑な実施例ではオペレータによりなされるアライメント工程はコンピュータプログラムにより実行され、そのコンピュータプログラムはアライメントマーク及び／又は基板上の参照点を認識及び測定する映像認識技術を利用する。
【００３７】
ステージ５２０，５３０の実施例が上記に説明されてきたが、当該技術分野で既知の様々な線形アクチュエータ、ステッパモーター及びギア構成が、１つのユニットとして商業的に入手可能な素子５１０，５２０，５３０の組み合わせ（しばしばＸＹＺステージと呼ばれる）によりステージ５２０，５３０を実現するのに使用されてよいことが理解されるであろう。
【００３８】
パルスレーザ描画ツール５４０はパルス発振レーザ５４２、レーザ５４２の出力の前面に設けられた焦準レンズ５４４及び間隔を空けて塞ぐ組み合わせスペーシングシーリング要素５４６を有し、その要素はレンズ５４４及びレーザ５４２の間の距離を固定し且つそれら２つの間の隙間に材料が入ることを防ぐ。レーザ５４２は、比較的幅の広いレーザ光のパルス発振出力を用意し、その光は一般的には紫外線の波長範囲内にある。レーザパルスの持続時間は一般的には１００フェムト秒より短く、典型的には６０フェムト秒より短く、好ましくは３０フェムト秒又はそれより短いオーダーにある。ビーム幅の広いレーザ光は光パルスの各々が比較的低いエネルギ密度を有するようにし、その低いエネルギ密度はパルスが基板を撃つ場合に基板材料の屈折率を変える程には十分でない。レーザ５４２は垂直に又は水平に設けられ、或いは描画ツール５４０の本体から取り外し可能である。これらの場合に、適切なレンズ及びミラー構成が収容され、光学系を形成するためにシーリング要素５４６により形成される区画の近辺及び／又はその中にレンズ及びミラー構成が設けられ、パルスレーザービームを絞り込んだレンズ５４４に向ける。レンズ５４４は光ビームの焦点を合わせ、レンズ５４４前面の焦点でビーム幅をゼロでない最小値に縮める。これは、同量のエネルギがより小さな幅に集中するので、各パルスのエネルギ密度を焦点で動的に増やす。非線形な光の影響が基板材料内で生じ、それが高エネルギ密度で与えられるとそのエネルギは材料によって吸収されるが、低いエネルギ密度では実質的に吸収されない。かくて光パルスは焦点で実質的に吸収され、焦点でかなりの熱を発生させる。この熱は焦点で材料の軟化又は溶解を引き起こすのに充分であり、パルス照射後は速やかに修正された形状に固まる。修正された形状は焦点付近の材料中の構成原子（不純物を含む）の凝集及び／又は再配分によるものであり、これは焦点での屈折率の増加を引き起こす。構成原子の再配分は原子の微細構造（即ち、原子が互に関してどのように並んでいるかについて）の変化を含み、且つコアとコア直近の基板材料との間の１以上の構成原子の非一様な再配分（即ち、原子の相対量の変化）を含む。従ってコアの材料は、密度、構成原子の分布及び構成原子の相対量の少なくとも１つにおいて、コアを包囲する基板のバルク材料とは異なる。
【００３９】
ウエーブガイドを描画するため、基板はステージ５２０，５３０によりパルス光の焦点に対して相対的に動かされ、１センチメートルの移動につき数千ないし数万パルスが吸収される程度の速度で動くのが一般的である。描画プロセスに依存して、屈折率マッチング液５０５が基板の上面上でレンズ５４４上の水準まで用意されるのが好ましい。液体５０５の屈折率は基板のものに比較的近くなるように選択される（一般的には５％の範疇、好ましくは２％の範疇に選択される）。液体５０５がなければ、光の焦点の距離Ｌは、スネルの法則及び基板上面での屈折率の段階的変化に起因して基板が垂直方向に動かされる場合に二次の変動を受けてしまうであろう。シール５４６は液体５０５がレーザ５４２及びレンズ５４４の間の隙間に入ることを防ぎ、仮に隙間に入るとビームの歪及び焦点の変化を引き起こしてしまうであろう。外部ダム５０８は液体５０５を溜めるために基板の周りに設けられる。ダム５０８はマウント５１０の一部でもよいし、予め形成された要素から構成されてもよく、その要素は基板の周りでプレスされ、一時的な接着剤又は封止剤によりそこに保持されるものである。
【００４０】
焦点の二次の変動はリアルタイムで計算することができ、基板のＺ方向運動はそれを補償するように変えられる。従って液体５０５を利用することは必須ではない。
【００４１】
Ｚステージ５２０、Ｘ−Ｙ方向ステージ５３０及びパルスレーザ描画ツールはコンピュータで制御され、コンピュータは基板の寸法記述及びウエーブガイドのリストを描画用に受信し、受信されるものは基板表面上の１以上のリファレンスポイント（例えば、アライメントマーク）に関するセグメントそれらの座標の仕様を含む。リファレンスポイントの座標は寸法記述又はウエーブガイドリスティングにも用意される。コンピュータ５８０はレーザ５４２をオン及びオフにし（例えば、引き返し(retrace)を隠す）、ステージ５２０，５３０の運動を制御し、セグメント座標それらの仕様に対するウエーブガイドのリストを用意する。ユーザインターフェースがコンピュータ５８０に結合され、基板の寸法記述及びウエーブガイドのリストを受信すること及びウエーブガイド描画プロセスを始めるようにコンピュータに指示することを人的なオペレータがコンピュータに指示できるようにする。ユーザインターフェースは標準的なキーボード又はその目的でそこに示される命令のボタン配列を有してもよい。更に、オペレータが基板又はアライメントプレートをパルスレーザ棒がツール５４０に合わせる場合には（以下で更に詳細に説明される）、ユーザインターフェースはステージ５２０，５３０を動かす命令をオペレータから受信する。このため、ユーザインターフェースは（Ｘ−Ｙ方向の運動命令を受けるための）ジョイスティック及び（Ｚ軸方向の運動命令を受けるための）瞬間的な接触動作によるロッカースイッチを有してもよい。
【００４２】
装置５００は好ましくは光整合ツール５５０を有し、そのツールは基板（Ｘ−Ｙ面）の上面を写す機能を有し、斜面の形成前にアライメント基準が用意される。アライメントツール５５０の映像面は、ツールより下の既知の距離Ｄｖにおける地点ものであり、その地点はシステム基準点ＰＲＥＦとして言及される。既知の距離Ｄｖは、ツール５５０の光映像システムの焦点として設定されてもよいし、或いはツール５５０に組み込まれた距離測定ツールにより測定されてもよく、その距離測定ツールは測定技術（例えば、干渉測定法）をいくつでも使用してよい。光アライメントツール５５０は基板の基準点を合わせるのに使用する内部のＸ−Ｙ十字線（基準線）を有する。基板の基準点は一般的には十字線の形状を有し、そのような十字線の全ての形状が仮想的に視覚的に関連付けられ、ツール５５０のＸ−Ｙ十字線の基準に合わせられる。ツール５５０はシステム基準点ＰＲＥＦに焦点を合わせた画像をＴＶモニタに与え、Ｘ−Ｙ十字線の基準マークはオペレータの目視によりその画像に重ねられる。オペレータは、基板の上面をその画像の視界に（即ち、ＰＲＥＦにおけるツール５５０の光学焦点に）入れるように、及び基板のアライメントマークのどれでも概ね視界の中に入れ且つツール５５０のＸ−Ｙ十字線基準マークに整合するように基板を動かすようにステージ５２０，５３０を調整してもよい。アライメントツール５５０は（図示されるように）パルスレーザ描画ツール５４０に機械的に結合されてもよいし、或いはそれらと一体的に形成されてもよいが、そのような結合は必須ではない。
【００４３】
上述したように、ウエーブガイドのリストは基板面に設けられた１以上の基準点に対するウエーブガイドセグメントの座標を指定する。基板の基準マークで規定される座標系はステージ５２０，５３０のＸ−，Ｙ−及びＺ−レジスタにより規定される装置の座標系とは異なる。アライメントプロセスの１つの目的は、描画プロセス中にマウント５１０がその周りを動くことを考慮に入れて、２つの座標系の間の対応関係（マッピング）を見出すことである。アライメントプロセスの別の目的は、装置の座標系でレーザの焦点の座標を見出すことである。この情報の下で、ウエーブガイド各々の座標を装置の座標系での座標に変換し、ウエーブガイドセグメントがレーザの焦点の座標によりトレースされるようにステージ５２０，５３０を動かすことは、直接的なプロセスである。
【００４４】
多くのアライメント手法が使用されてもよく、一例がここで説明される。この手法では光アライメントツール５５０の焦点はＸ，Ｙ及びＺ座標系の装置の原点として使用される。この点は図７でＰＲＥＦとして示されている。更に、マウント５１０の上面の中心点にアライメントマークの印が付され、これは図７でＣＰとして参照される。最初のステップとして、マウント５１０に基板を設けずに、オペレータ（又は映像認識技術を利用するコンピュータ）は、マウント５１０の中心点ＣＰが装置の原点ＰＲＥＦに位置するようにステージ５２０，５３０を動かす。これは中心点ＣＰにおけるアライメントマークの鮮明な画像としてＴＶモニタに示されるであろう。ツール５５０のようなアライメントツールに見受けられる典型的な光学系のフィールドの深さは１乃至４ミクロン程度に小さくすることができる。これは概して本発明を実現するのに充分な精度である。ステージ５３０のＸ−及びＹ−レジスタ並びにステージ５２０のＺレジスタをゼロにする命令が与えられる。このステップは機器校正工程であり、Ｘ−，Ｙ−及びＺ−座標がゼロである場合に、マウント５１０の中心点を装置の原点ＰＲＥＦに合わせる。そしてステージ５２０，５３０が近辺で動かされると、中心点ＣＰはステージのデータレジスタにより指示されるＸ−，Ｙ−及びＺ−座標に位置する。４ミクロンより大きいフィールの深さを有する光学系を備えるツール５５０を使用するならば、オペレータ（又はコンピュータ）がＺレジスタをゼロにする前に一層正確な精度でステージ５２０を距離Ｄｖに設定可能にするために、正確な距離測定ツールがツール５５０に組み込まれてもよい。レジスタがゼロに設定される機能を有しなかったならば、レジスタの値を読み出し、それを制御ソフトウエアでのオフセットとして格納してもよい。制御ソフトウエアはこれらのオフセットをレジスタ値からそれが読み出される毎に差し引いてもよい。
【００４５】
別の機器校正工程として、パルスレーザ光の焦点と装置の原点ＰＲＥＦと間の変位ベクトルＶＰＦが決定される。これを行う方法例が以下に説明される。このベクトルにより、装置の座標系でのレーザの焦点の位置（ＰＦＰとして指定される）は、次のようにして原点ＶＰＦと関係させることができる：ＰＦＰ＝ＰＲＥＦ＋ＶＰＦ。この値は、アライメントツール５５０及びレンズ５４４の位置に関する焦準レンズ５４４の指定された焦点距離及び機器の仕様を利用する図形と共に変位ベクトルＶＰＦを算出することにより更に確認可能である。これらの機器校正工程により、機器校正工程をやり直すことを必要とする前に、いくつもの基板が装置５００により整合され且つ処理される。しかしながら機器校正工程は各基板のアライメント及び処理の前に実行されてもよい。
【００４６】
次の工程として、ステージ５２０は、オペレータがマウント５１０の上面に（ダム５０８と共に）基板を設けることができるようにある側まで下に動かされる。基板は通常の手段によりマウント５１０に形成される複数の真空ポートによってマウント５１０で保持される。次の工程として、基板の基準点の１つが装置の原点ＰＲＥＦに置かれ、アライメントツール５５０（Ｘ及びＹアライメント）の基準十字線に対する整合性及びＴＶモニタにおける基準点の鮮明な画像（Ｚアライメント）により決定されるように、オペレータはステージ５２０，５３０を動かす。これはインデックスマッチング液５０５を基板の上面に用意する前になされることが好ましい。図８は基準点を有する基板例の平面図を示す。アライメントのこの時点では、ステージ５２０，５３０のＸ−，Ｙ−及びＺ−レジスタは、中心点ＣＰを原点とし且つ処理される基板基準点で終端する変位ベクトルの値を保持する。レジスタ値は読み取られ、中心点ＣＰから基準点に至る変位ベクトルとして格納される。１以上の基準点が同様に処理される。これは、中心点ＣＰから２以上の基板基準点に至る一群の変位ベクトルを生成する。これらの変位ベクトルにより、通常の幾何学を応用することでマッピング関数が作成され、リスト中のウエーブガイドの座標が中心点ＣＰを参照可能にする。このようなことは不適切な実験を行わずに当業者により行うことが可能である。
【００４７】
このデータにより、レーザ５４２がウエーブガイドを形成するためにパルス光を放射しながら、制御コンピュータ５８０上で走るコンピュータ制御プログラムは一連のポイントを通じてステージ５２０，５３０を動かすことができる（描画前に基板上にインデックスマッチング液５０５が用意される）。マッピング関数を用いて、プログラムはウエーブガイド各々に関する一連のポイントを構築し、各ポイントは中心点ＣＰに対して参照され、中心点ＣＰからそこに至る関連するベクトルＶｉを有する。そしてレーザ光の焦点にそのポイントを置くために、Ｘ，Ｙ及びＺレジスタが（−Ｖｉ＋ＶＦＰ）に等しい値を含むようにステージ５２０，５３０が動かされる。ウエーブガイドのポイントは一連の順序で消転移動かされ、ステージ５２０，５３０がリスト中の次のウエーブガイドの描画を開始するために動かされる必要のある場合に、レーザ５４２は見えなくされる。
【００４８】
上述したように、パルスレーザ光の焦点と装置の原点ＰＲＥＦとの間の変位ベクトルＶＦＰは機器校正工程の１つの間に決定される。これは校正ツール５６０の支援により達成されてもよく、そのツールは上面近辺のマウント５１０の横（図７ではマウント５１０の左側）に取り付けられてもよい。図９Ａにはツール５６０の拡大斜視図が示されている。ツール５６０は斜面を有する延在部と、延在部の上面にある水平アライメントマーカーと、上面より下側の既知の距離ＤＭＶにおける斜面にある垂直アライメントマーカーとを有する。斜面は非常に急峻であり、一般にマウント５１０の上面と９０度より大きな角度をなすが、約１１０度よりは小さい。水平マーカーは円とその円の中心に位置付けられた十字線より成る。ツール５６０の上面及び斜面は好ましくはルミネセンス塗料で塗られ、その塗料はレーザ光の波長に反応し、短い減衰時間（数秒間より短い）を有する。
【００４９】
第１の機器校正工程がなされた後に（装置の原点ＰＲＥＦでマウントの中心点ＣＰに関してステージのレジスタをゼロにした後に）、オペレータは、アライメントツール５５０の焦点がツール５６０の水平アライメントマーカーの基準線に整合するようにステージを動かす。斜視画像(oblique-view  vision)ツール５７０を用いてオペレータにレーザ光の焦点付近の領域の映像を与えてもよい。ツール５７０はＴＶモニタに拡大された画像を与える。ツール５７０はレーザ描画ツール５４０に対する一定の関係を維持するが、所望の映像を視界に入れるために、小さな角度及び動きの変換範囲を通じて手動で調整可能である。これを行うことで、ステージのＸ−，Ｙ−及びＺ−レジスタが読み取られ、それらの値がベクトルとして保存される（Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ）。次に、レーザ５４２からのレーザ光の断面図（図７）がツール５６０の水平アライメントマーカーの円内に該当するように且つ図９Ｂに示されるようにその中心に対して同心状になるようにステージが動かされる。再び斜視図ツール５７０がレーザの焦点の映像をオペレータに与えるために使用される。レーザの光線の焦点はルミネッセント塗料にダメージを与えないようにツール５６０の上面より上又は下にあるようにステージが位置付けられる（或いは、レーザ５４２に光アッテネータが備えられ、光アッテネータはレンズ５４４上の光経路に選択的に切り換えられることが可能である。）。そうでなければ、Ｚ方向の正確なアライメントは不要である。この時点でＸ−Ｙ−方向ステージ５３０のデータレジスタはＸ及びＹ座標に関して読み取られ、値Ｂｘ及びＢｙとして格納される。次にオペレータはレーザ光がツール５６０の斜面を撃つようにＸ−Ｙ方向ステージ５３０を動かす。Ｘ及びＹの値は、焦点の幅が斜面のどこかで最大値を見せるように調整される。そしてオペレータは図９Ｃに示されるように斜面の垂直アライメントマーカーが焦点を横切るようにＺ方向ステージ５２０を動かす。これら２つの調整工程はより多くの精度を得るために反復されるのが一般的である。この時点でＺ方向ステージ５２０のデータレジスタはＺ座標用に読み取られ、値Ｂｚとして格納される。変位ベクトルＶＰＦは、空気中で測定され、次のようにして算出されてもよい：
ＶＡＰＦ＝(Ｂｘ−Ａｘ，Ｂｙ−Ａｙ，Ｂｚ−ＤＭＶ−Ａｚ)
ここで、添え字の「Ａ」はレーザ光が空気中におけるものである場合のベクトルであることを示し、空気中での屈折率は１である。当該技術分野で知られているように、（インデックスマッチング液及び基板に見受けられるような）より大きな屈折率は焦点がレンズ５４４から更に離れて動く原因になる。かくてＺ方向成分は寄り大きな屈折率で補償されるように修正されなければならない。図７に示されるレンズ５４４の平凸レンズ形状の場合には、この補正は次のようになる：
ＶＰＦ＝(Ｂｘ−Ａｘ，Ｂｙ−Ａｙ，｛ｎＭ・[Ｂｚ−ＤＭＶ−Ａｚ＋ｄＬ]−ｄＬ｝)
ここで、ｎＭは基板及びインデックスマッチング液５０５の屈折率であり、ｄＬは図７に示されるようなレンズ５４４の外側レンズ面と光アライメントツール５５０の焦点面との間の垂直方向の距離間隔である。
【００５０】
距離ｄＬは通常の高さ測定技術によるワンタイム測定工程で測定可能である。例えば板バネが基板に実装され、その基板はマウント５１０に実装される。ステージ５２０，５３０は板バネのフラットスポットがツール５５０の視界の中に入るように動かされる。ステージ５２０のＺ座標レジスタはゼロにされる。ステージ５２０，５３０はレンズ５４４の下に板バネがあるように動かされ、ステージ５２０はスプリングの運動が（例えばツール５７０により）検出されるまで動かされる。ステージ５２０のＺ座標レジスタはその後に読み取られ、レジスタの値の絶対値がｄＬの値になる。
【００５１】
以上本発明が図示の例に関して具体的に説明されてきたが、様々な代替例、修正例及び適用例がここに開示されたものに基づいてなされてもよいこと及びそれらが本発明の範囲内にあることが意図されていることが理解されるであろう。現在最も実用的且つ好ましい実施例であると考えられているものに関連して本発明は説明されたが、本発明は開示された実施例に限定されず、むしろ様々な修正及び均等な要素を特許請求の範囲内に包含することが意図されることが理解されるであろう。
【００５２】
以下、本発明により教示される手段が例示的に列挙される。
【００５３】
（付記１）
上面、底面及び１以上の側面を有する非積層基板と、
前記非積層基板の側面に形成された第１斜面と、
前記非積層基板の側面に形成された第２斜面と、
前記非積層基板内に形成されたウエーブガイドコアと、
を有し、前記ウエーブガイドコアは前記基板の上面から前記第１斜面上の第１ポイントに延びる第１セグメントと、前記第１ポイントから前記第２斜面上の第２ポイントに延びる第２セグメントと、前記第２ポイントから前記基板の上面に伸びる第３セグメントとを有する
ことを特徴とする光ルーティングボード。
【００５４】
（付記２）
前記非積層基板がバルク材料より成り、該バルク材料の密度及び／又は構成原子の分布がパルスレーザ光にさらされることで変えられ、前記ウエーブガイドコアはパルスレーザ光にさらすことで形成され、該コアの材料は、密度、構成原子の分布及び構成原子の相対的な量の少なくとも１つについて前記基板のバルク材料と相違する
ことを特徴とする付記１記載の光ルーティングボード。
【００５５】
（付記３）
前記第１及び第２斜面の各々に設けられた反射材料を更に有する
ことを特徴とする付記１記載の光ルーティングボード。
【００５６】
（付記４）
前記非積層基板の側面に形成された第３斜面と、
前記非積層基板内に形成された付加的なウエーブガイドコアと、
を有し、前記付加的なウエーブガイドコアは、前記基板の上面から前記第１斜面上の第３ポイントに延びる第１セグメントと、前記第３ポイントから前記第３斜面上の第４ポイントに延びる第２セグメントと、前記第２ポイントから前記基板の上面に伸びる第３セグメントとを有する
ことを特徴とする付記１記載の光ルーティングボード。
【００５７】
（付記５）
前記非積層基板の上面上に形成された複数の電気トレースを更に有する
ことを特徴とする付記１記載の光ルーティングボード。
【００５８】
（付記６）
当該光ルーティングボードが第１波長の光信号の経路を最小化するためのものであり、該第１波長は９００ｎｍ乃至１６００ｎｍの範囲内にあり、前記非積層基板は前記第１波長の光に対して実質的に透明な材料より成る
ことを特徴とする付記１記載の光ルーティングボード。
【００５９】
（付記７）
上面、底面及び少なくとも１つの側面を有する非積層基板と、
少なくとも１つの側壁を有する、前記非積層基板の底面に形成された第１空間と、
前記基板の上面から前記第１空間の前記少なくとも１つの側壁上の第１ポイントに延びる第１セグメントと、前記第１ポイントから前記基板の少なくとも１つの側面上の第２ポイントに延びる第２セグメントとを有する、前記非積層基板内に形成されたウエーブガイドコアと、
を有することを特徴とする光ルーティングボード。
【００６０】
（付記８）
前記非積層基板がバルク材料より成り、該バルク材料の密度及び／又は構成原子の分布がパルスレーザ光にさらされることで変えられ、前記ウエーブガイドコアはパルスレーザ光にさらすことで形成され、該コアの材料は、密度、構成原子の分布及び構成原子の相対的な量の少なくとも１つについて前記基板のバルク材料と相違する
ことを特徴とする付記７記載の光ルーティングボード。
【００６１】
（付記９）
前記少なくとも１つの側壁に設けられた反射材料を更に有する
ことを特徴とする付記７記載の光ルーティングボード。
【００６２】
（付記１０）
前記非積層基板の前記少なくとも１つの側面に斜面が形成され、前記ウエーブガイドコアが前記第２ポイントから前記基板の上面に伸びる第３セグメントを更に有する
ことを特徴とする付記７記載の光ルーティングボード。
【００６３】
（付記１１）
前記非積層基板が第２側面を有し、当該光ルーティングボードが前記非積層基板内に形成された追加的なウエーブガイドコアを更に有し、該追加的なウエーブガイドコアは前記基板の上面から前記第１空間の少なくとも１つの側壁に伸びる第１セグメントと、前記第３ポイントから前記基板の第２側面上の第４ポイントに伸びる第２セグメントとを有する
ことを特徴とする付記７記載の光ルーティングボード。
【００６４】
（付記１２）
前記非積層基板の前記第２側面に形成された斜面を更に有する
ことを特徴とする付記１１記載の光ルーティングボード。
【００６５】
（付記１３）
前記非積層基板の前記少なくとも１つの側面に形成された斜面と、
前記非積層基板内に形成された追加的なウエーブガイドコアと、
を有し、前記追加的なウエーブガイドコアは、前記基板の上面から前記第１空間の少なくとも１つの側壁上の第３ポイントに延びる第１セグメントと、前記第３ポイントから前記斜面上の第４ポイントに延びる第２セグメントと、前記第４ポイントから前記基板の上面に伸びる第３セグメントとを有する
ことを特徴とする付記７記載の光ルーティングボード。
【００６６】
（付記１４）
前記第１空間が第２側壁を有し、前記非積層基板が第２側面を有し、当該光ルーティングボードが前記非積層基板内に形成された追加的なウエーブガイドコアを更に有し、該追加的なウエーブガイドコアは前記基板の上面から前記第１空間の第２側壁上の第３ポイントに伸びる第１セグメントと、前記第３ポイントから前記基板の第２側面上の第４ポイントに伸びる第２セグメントとを有する
ことを特徴とする付記７記載の光ルーティングボード。
【００６７】
（付記１５）
前記基板の上面上に形成された複数の電気トレースを更に有する
ことを特徴とする付記７記載の光ルーティングボード。
【００６８】
（付記１６）
当該光ルーティングボードが第１波長の光信号の経路を最小化するためのものであり、該第１波長は９００ｎｍ乃至１６００ｎｍの範囲内にあり、前記非積層基板は前記第１波長の光に対して実質的に透明な材料より成る
ことを特徴とする付記７記載の光ルーティングボード。
【００６９】
（付記１７）
前記第１空間が、四角錐、先端が途切れた四角錐、円錐、先端が途切れた円錐、半球、球面の一部の１つより成る形状を有する
ことを特徴とする付記７記載の光ルーティングボード。
【００７０】
（付記１８）
上面、底面及び１以上の側面を有する非積層基板と、
少なくとも１つの側壁を有し、前記非積層基板の底面に形成された第１空間と、
少なくとも１つの側壁を有し、前記非積層基板の底面に形成された第２空間と、
前記非積層基板内に形成されたウエーブガイドコアと、
を有し、前記ウエーブガイドコアは前記基板の上面から前記第１空間の前記少なくとも１つの側壁上の第１ポイントに延びる第１セグメントと、前記第１ポイントから前記第２空間の前記少なくとも１つの側壁上の第２ポイントに延びる第２セグメントと、前記第２ポイントから前記基板の上面に伸びる第３セグメントとを有する
ことを特徴とする光ルーティングボード。
【００７１】
（付記１９）
前記非積層基板がバルク材料より成り、該バルク材料の密度及び／又は構成原子の分布がパルスレーザ光にさらされることで変えられ、前記ウエーブガイドコアはパルスレーザ光にさらすことで形成され、該コアの材料は、密度、構成原子の分布及び構成原子の相対的な量の少なくとも１つについて前記基板のバルク材料と相違する
ことを特徴とする付記１８記載の光ルーティングボード。
【００７２】
（付記２０）
前記第１及び第２空間の側壁に設けられた反射材料を更に有する
ことを特徴とする付記１８記載の光ルーティングボード。
【００７３】
（付記２１）
少なくとも１つの側壁を有し、前記非積層基板の底面に形成された第３空間と、
前記非積層基板内に形成された第２のウエーブガイドコアを更に有し、該第２のウエーブガイドコアは前記基板の上面から前記第１空間の前記少なくとも１つの側壁上の第３ポイントに伸びる第１セグメントと、前記第３ポイントから前記第３空間の前記すくなくとも１つの側壁に伸びる第２セグメントと、前記第４ポイントから前記基板の上面に伸びる第３セグメントとを有する
ことを特徴とする付記１８記載の光ルーティングボード。
【００７４】
（付記２２）
前記基板の上面上に形成された複数の電気トレースを更に有する
ことを特徴とする付記１８記載の光ルーティングボード。
【００７５】
（付記２３）
（ａ）非積層基板上に第１斜面を形成する工程であって、前記非積層基板は上面、底面及び少なくとも１つの側面を有し、前記第１斜面は前記非積層基板の少なくとも１つの側面に形成される又は前記底面に設けられた空間の側壁に形成されるところの工程と、
（ｂ）第１ウエーブガイドコアセグメントが第１斜面の第１ポイントに実質的に設けられた第１端部と前記第１ポイントから離れて設けられた第２端部とを有するように、パルス当たり１００フェムト秒より短いパルス期間を有するレーザ発振パルス光を利用して前記基板に第１ウエーブガイドコアセグメントを形成する工程と、
（ｃ）第２ウエーブガイドコアセグメントが第１ポイントに実質的に設けられた第１端部と前記第１ポイントから離れて設けられた第２端部とを有するように、パルス当たり１００フェムト秒より短いパルス期間を有するレーザ発振パルス光を利用して前記基板に第２ウエーブガイドコアセグメントを形成する工程と、
を有する光配線板を製造する方法。
【００７６】
（付記２４）
前記第１及び第２ウエーブガイドコアセグメントの第１端部の第１斜面に反射材料層を形成する工程を更に有する
ことを特徴とする付記２３記載の方法。
【００７７】
（付記２５）
（ｂ）の工程が、パルス当たり６０フェムト秒より短いパルス期間を有するレーザ発振パルス光を利用して前記第１ウエーブガイドコアを形成する
ことを特徴とする付記２３記載の方法。
【００７８】
（付記２６）
（ａ）の工程における非積層基板が、モノリシックな材料体より成る
ことを特徴とする付記２３記載の方法。
【００７９】
（付記２７）
（ａ）の工程が、基板の底面に空間を形成する工程より成る
ことを特徴とする付記２３記載の方法。
【００８０】
（付記２８）
（ａ）の工程が所定の寸法仕様に合わせて斜面をマイクロマシンニング加工する工程より成り、（ｂ）の工程が前記基板と前記レーザのパルス光の焦点とを互に動かし、前記所定の寸法仕様を用いて前記斜面での前記第１ウエーブガイドコアの前記第１端部を位置決めする工程より成る
ことを特徴とする付記２３記載の方法。
【００８１】
（付記２９）
（ａ）の工程が、斜面が形成された後に前記斜面の寸法を測定し、測定された斜面の寸法仕様を得る工程を有し、（ｂ）の工程が前記基板と前記レーザのパルス光の焦点とを互に動かし、前記測定された寸法仕様を用いて前記斜面での前記第１ウエーブガイドコアの前記第１端部を位置決めする工程より成る
ことを特徴とする付記２３記載の方法。
【００８２】
（付記３０）
（ｂ）及び（ｃ）の工程の間に、インデックスマッチング液が前記レーザ光及び前記基板の間に用意される
ことを特徴とする付記２３記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１実施例による光ルーティングボードの平面図を示す。
【図２】本発明の第１実施例による光ルーティングボードの断面図を示す。
【図３】本発明の第２実施例による光ルーティングボードの平面図を示す。
【図４】本発明の第２実施例による光ルーティングボードの断面図を示す。
【図５】本発明の第３実施例による光ルーティングボードの平面図を示す。
【図６】本発明による光配線板を製造する方法例を示すフローチャートである。
【図７】本発明によるレーザ描画装置例の概略図を示す。
【図８】本発明の一例による参照点を有する基板の平面図を示す。
【図９Ａ】本発明で使用するある工程におけるレーザアライメントツールの斜視図を示す。
【図９Ｂ】本発明で使用するある工程におけるレーザアライメントツールの斜視図を示す。
【図９Ｃ】本発明で使用するある工程におけるレーザアライメントツールの斜視図を示す。
【符号の説明】
【００８４】
５  ＩＣチップ
１０  光電チップ
１００  光ルーティングボード
１１０  基板
１１２  上面
１１４  底面
１１６  側面
１２１，１２２  斜面
１２６，１２７  反射層
１３０  ウエーブガイドコア
１５０  ネットワーク層
１５２  電気トレース
１５４  誘電体層
２００  光ルーティングボード
２１２  上面
２１４  底面
２１６  側面
２２１，２２２  斜面
２２６，２２７  反射層
２４０  ボイド
５００  レーザ描画装置
５０５  インデックスマッチング液
５０８  ダム
５１０  マウント
５２０  Ｚ方向ステージ
５３０  Ｘ−Ｙ方向ステージ
５４０  レーザ描画ツール
５４２  レーザ
５４４  レンズ
５４６  スペーサ及びシーリング要素
５５０  アライメントツール
５６０  校正ツール
５７０  斜視画像ツール
５８０  コンピュータ
【図１】
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【図２】
2007047727.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007047727.tif 000008
【図７】
2007047727.tif 000009
【図８】
2007047727.tif 000010
【図９Ａ】
2007047727.tif 000011
【図９Ｂ】
2007047727.tif 000012
【図９Ｃ】
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