專利名稱：用于光纖與光學(xué)元件對準(zhǔn)的基材與夾持器及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)涉及光纖關(guān)于光學(xué)元件的對準(zhǔn)，光學(xué)元件發(fā)射光到光纖上和/或光學(xué)元件接收來自光纖的光。
背景技術(shù)：
光學(xué)系統(tǒng)可包括光學(xué)元件，光學(xué)元件傳輸光到光纖上且光學(xué)元件接收來自光纖的光以用于光信號傳送。在所述系統(tǒng)中，光學(xué)元件關(guān)于光纖的對準(zhǔn)優(yōu)化光學(xué)元件與光纖之間的光信號傳送。在許多光子學(xué)應(yīng)用中，可能希望具有光纖關(guān)于發(fā)射光或接收光的光學(xué)元件的精密對準(zhǔn)。所述光學(xué)元件的實(shí)例包括如(但不限干)以下各者的光學(xué)組件激光源、檢測器、透鏡、濾波器、隔離器或其它光纖。關(guān)于此點(diǎn)，光纖的端部定位于基材上的光學(xué)元件之上并且光纖的端部在基材上的光學(xué)元件之上對準(zhǔn)。光學(xué)元件的主動(dòng)對準(zhǔn)可取決于操作者決定元件的對準(zhǔn)以及將元件貼附于適當(dāng)位置的技木。然而，主動(dòng)對準(zhǔn)通常也使用昂貴的裝備以產(chǎn)生和監(jiān)視光學(xué)信號，以輔助或確認(rèn)適當(dāng)對準(zhǔn)。主動(dòng)對準(zhǔn)的替代方案是被動(dòng)對準(zhǔn)。被動(dòng)對準(zhǔn)涉及通過機(jī)械構(gòu)件使光學(xué)元件對準(zhǔn)， 以及將元件緊固于適當(dāng)位置。典型的機(jī)械對準(zhǔn)構(gòu)件包括V形槽、對準(zhǔn)塊、鉆摸，以及適合于使光學(xué)元件對準(zhǔn)于基材的夾具。被動(dòng)對準(zhǔn)在成本方面可為有利的，有利在于可能不需要裝備來產(chǎn)生和監(jiān)視光學(xué)信號以輔助或確認(rèn)光學(xué)元件與光纖的對準(zhǔn)。然而，被動(dòng)對準(zhǔn)的ー個(gè)可能的折衷是較不準(zhǔn)確的對準(zhǔn)。被動(dòng)對準(zhǔn)的另ー個(gè)可能的折衷在于歸因于缺乏產(chǎn)生和監(jiān)視光學(xué)信號以輔助或確認(rèn)適當(dāng)對準(zhǔn)的裝備，因此可能導(dǎo)致光信號傳送的減少。

發(fā)明內(nèi)容
詳細(xì)描述中所掲示的實(shí)施例包括用于使光纖在基材上的光學(xué)元件之上對準(zhǔn)的設(shè)備和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，提供ー種具有光學(xué)元件與至少ー個(gè)夾持器元件的基材。至少一個(gè)夾持器元件定位于沿光纖的軸向路徑最接近光學(xué)元件處，以使得當(dāng)光纖沿軸向路徑移動(dòng)直到光纖的端部接觸至少ー個(gè)夾持器元件吋，光纖與主動(dòng)光學(xué)元件對準(zhǔn)。通過將ー或更多個(gè)夾持器定位于所述光纖的軸向路徑中以使得光纖可沿軸向路徑移動(dòng)直到光纖的端部接觸一或更多個(gè)夾持器，可容易地且準(zhǔn)確地使光纖在基材上的光學(xué)元件之上對準(zhǔn)。在某些實(shí)施例中，光纖可為具有成形光纖端部(例如，激光角裂楔形或錐形結(jié)構(gòu))的激光角裂光纖。 光學(xué)元件可為主動(dòng)光學(xué)元件。其它實(shí)施例包括用于使光纖在基材上的光學(xué)元件之上對準(zhǔn)的方法。一種示例性方法包含提供至少ー個(gè)夾持器元件，所述至少一個(gè)夾持器元件最接近于光學(xué)元件且在光纖的軸向路徑中；以及使所述光纖沿所述軸向路徑移動(dòng)直到所述光纖接觸所述至少一個(gè)夾持器元件，以使得所述光纖與所述光學(xué)元件對準(zhǔn)。將在以下詳細(xì)描述中闡述額外特征及優(yōu)點(diǎn)，且對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，額外特征及優(yōu)點(diǎn)將容易地部分地從所述描述顯而易見或者通過實(shí)踐如本文中所描述的實(shí)施例而辨識，所述實(shí)施例包括以下的詳細(xì)描述、權(quán)利要求書以及附圖。
應(yīng)理解，前述一般描述與以下詳細(xì)描述兩者呈現(xiàn)實(shí)施例，并且所述描述意欲提供用以理解本發(fā)明的本質(zhì)和特征的概述或框架。包括附圖以提供進(jìn)ー步的理解，且附圖并入于本說明書中并且構(gòu)成本說明書的一部分。附示各種實(shí)施例，并且附圖與所述描述一起用于解釋所掲示的概念的原理和操作。


圖1是布置于最接近光學(xué)元件處的平面基材上的夾持器的示例性實(shí)施例的平面圖；圖2是圖示激光角裂光纖到夾持器中的最初插入的示例性實(shí)施例的平面圖，夾持器布置于平面基材上最接近光學(xué)元件處；圖3A是插入夾持器中之后的激光角裂光纖的示例性實(shí)施例的側(cè)視圖，所述示在沿光纖的軸線施加壓カ時(shí)的光纖運(yùn)動(dòng)；圖;3B是插入之后的激光角裂光纖的示例性實(shí)施例的側(cè)視圖，所述示激光角裂光纖的尖端與定位于激光角裂光纖的軸向路徑中的夾持器之間的接觸；圖4是通過光學(xué)元件之上的夾持器而固持于適當(dāng)位置的激光角裂光纖的示例性實(shí)施例的平面圖；圖5是通過夾持器側(cè)壁而被強(qiáng)迫向下與光學(xué)元件接觸的激光角裂光纖的示例性實(shí)施例的側(cè)視圖；圖6是圖示使用替代成角度夾持器對準(zhǔn)使激光角裂光纖自對準(zhǔn)于光學(xué)元件的示例性實(shí)施例的平面圖；圖7是圖示使用替代C形夾持器實(shí)施例使激光角裂光纖自對準(zhǔn)于光學(xué)元件的示例性實(shí)施例的平面圖；圖8是用于自對準(zhǔn)于光學(xué)元件的激光角裂光纖的端部上的側(cè)錐體的示例性實(shí)施例；圖9是圖示具有側(cè)錐體的激光角裂光纖的示范性實(shí)施例的平面圖，所述激光角裂光纖使用C形夾持器而自對準(zhǔn)于光學(xué)元件；圖10是移除尖端的激光角裂光纖的示例性實(shí)施例的側(cè)視圖，所述移除尖端的激光角裂光纖通過夾持器而在光學(xué)元件之上自對準(zhǔn)。圖IlA圖示用于形成聚合物夾持器的標(biāo)準(zhǔn)紫外線(UV)曝光制程，其中UV曝光的方向接近于基材法線方向；圖IlB圖示用于形成具有陡峭側(cè)壁角的聚合物夾持器的修改的UV曝光制程，其中 UV曝光的至少ー個(gè)方向相對于基材法線方向成更鋭利的鋭角；以及圖12是圖示激光角裂光纖關(guān)于光學(xué)元件的自對準(zhǔn)的替代示例性實(shí)施例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將詳細(xì)參考實(shí)施例，實(shí)施例的實(shí)例在附圖中加以圖示，在附圖中圖示ー些實(shí)施例而非所有的實(shí)施例。實(shí)際上，概念可以許多不同的形式體現(xiàn)，并且在本文中不應(yīng)被解釋為限制性的；相反地，提供所述實(shí)施例以使得本發(fā)明將滿足適用的合法要求。只要可能，相同的元件符號將會用于指代相同的元件或部分。詳細(xì)描述中所掲示的實(shí)施例包括用于使光纖在基材上的光學(xué)元件之上對準(zhǔn)的設(shè)備與方法，所述設(shè)備和方法使用至少ー個(gè)夾持器，所述至少一個(gè)夾持器定位于最接近于光學(xué)元件處且在光纖的軸向路徑中，以使得光纖的端部與至少ー個(gè)夾持器接觸。通過將至少一個(gè)夾持器定位于光纖的軸向路徑中以使得光纖的端部與至少ー個(gè)夾持器接觸，可準(zhǔn)確地使光纖在基材上的光學(xué)元件之上對準(zhǔn)。在某些實(shí)施例中，光纖可為具有成形光纖端部(例如，激光角裂楔形或錐形結(jié)構(gòu))的激光角裂光纖?？墒褂酶鞣N光纖對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)來解決光纖和光纖陣列關(guān)于主動(dòng)裝置(激光器與檢測器)的低成本被動(dòng)對準(zhǔn)。例如，可使用硅V形槽結(jié)構(gòu)或具有集成槽的多層陶瓷基材使光纖對準(zhǔn)于主動(dòng)裝置。也可使用可變形的塑料、金屬或聚合部件將光纖固持于適當(dāng)位置，可變形的塑料、金屬或聚合部件向下對光纖施加壓カ以將光纖固持于槽結(jié)構(gòu)中。所述結(jié)構(gòu)可被稱為“夾持器”或“約束部件”。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例的夾持器可以光敏彈性聚合材料形成，光敏彈性聚合材料以光刻法圖案化于平面基材上?？赏ㄟ^首先在基材的整個(gè)表面之上旋轉(zhuǎn)沉積相對較厚的聚合物材料層(如50-200 μ m)來產(chǎn)生夾持器。光刻法曝光與顯影處理產(chǎn)生顯著的側(cè)壁底切，其中夾持器的最頂側(cè)寬度總是比底部寬度寬。夾持器可形成于鄰近光學(xué)組件待固持于適當(dāng)位置所在的區(qū)域處。例如，當(dāng)形成用于光纖的夾持器吋，兩個(gè)平行的夾持器可大體定位于光纖待定位于的位置的任ー側(cè)上?？蓪⑵叫械膴A持器之間的間隙設(shè)置為小于頂部處的光纖的直徑并且設(shè)置為大于底部處的光纖的直徑。當(dāng)將光纖插入平行的夾持器之間時(shí)，每ー個(gè)夾持器輕微地變形。在將足夠壓カ 施加于光纖上之后，光纖的底表面接觸基材表面。夾持器側(cè)壁可產(chǎn)生壓縮カ以在水平方向和垂直方向兩者上將光纖固持于適當(dāng)位置?？赏ㄟ^調(diào)整夾持器之間的間隙(通過光刻法) 或變更夾持器聚合物材料的性質(zhì)來修改通過夾持器施加的壓カ的量。使用夾持器(例如，聚合物夾持器)的優(yōu)點(diǎn)在于使得能夠進(jìn)行錐形的光纖或光纖陣列關(guān)于主動(dòng)光學(xué)裝置的低成本被動(dòng)對準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，可實(shí)現(xiàn)具有加或減5微米的準(zhǔn)確性的對準(zhǔn)。另外，可通過光刻掩模修改容易地修改聚合物夾持器布局以適應(yīng)任何類型的光纖端部處理(例如，楔形或錐形)。關(guān)于此點(diǎn)，圖1是布置于主動(dòng)光學(xué)元件附近的平面基材上的夾持器的示例性實(shí)施例的平面圖，主動(dòng)光學(xué)元件如垂直腔面發(fā)射激光器(vertical cavity surface emitting laser ；VCSEL)或光電檢測器。圖1提供具有夾持器12A、12B和14以及光學(xué)元件16的平面基材10的示例性平面布局。在此實(shí)施例中，夾持器12A具有頂表面12A-T和基座12A-B。 夾持器12B具有頂表面12B-T和基座12B-B。夾持器12A和12B可由附接到基材10的表面的橫向隔開的柔性條組成，從而形成具有軸線Al的軸向路徑17，軸線Al橫向穿過基材10 上的光學(xué)元件16延行。夾持器12A和12B可經(jīng)定位以使得夾持器12A和12B平行于軸線 Al，并且夾持器12A和12B可被稱為側(cè)夾持器。夾持器14為經(jīng)定位以使得能夠沿著軸線Al的結(jié)構(gòu)，軸線Al橫向穿過基材10上的光學(xué)元件16延行。夾持器14具有頂表面14-T和基座14-B。夾持器14可定位于最接近光學(xué)元件16處且夾持器14可定位在光學(xué)元件16與夾持器12A和12B相反的側(cè)面上，并且夾持器14可被稱為端部夾持器。
基材10可包括一或更多個(gè)光學(xué)元件16。雖然圖1僅圖示単一光學(xué)元件16，但是應(yīng)理解，可存在多個(gè)光學(xué)元件16。光學(xué)元件16可為VCSEL裝置、光電檢測器或任何其它光學(xué)元件，包括(但不限干)光纖、透鏡、濾波器、有透鏡的光纖、光學(xué)隔離器等。光學(xué)元件16可經(jīng)設(shè)計(jì)以將光轉(zhuǎn)移到光纖或其它光學(xué)元件和/或從光纖或其它光學(xué)元件轉(zhuǎn)移光。同樣地， 雖然圖1圖示三個(gè)夾持器12A、12B和14，但任何數(shù)目個(gè)夾持器或其它約束部件可用于接納光學(xué)元件以及使光學(xué)元件對準(zhǔn)。三個(gè)夾持器12A、12B和14以光刻法圖案化于光學(xué)元件16 附近。在一個(gè)實(shí)施例中，夾持器12A、12B和14可由柔性聚合物制成。另外，在一個(gè)實(shí)施例中，可使用多種技術(shù)(例如，眾所周知的使用光可聚合組份的光刻制程等)形成夾持器12A、 12B 禾ロ 14。例如，可將光可聚合組份實(shí)質(zhì)上均勻地沉積到基材表面(例如，基材10)上。接著使用激光和電腦控制階段將光可聚合組份以成圖像方式曝光于光化學(xué)輻射，以用紫外線激光束或準(zhǔn)直的紫外線(UV)燈連同光掩模一起曝光組份的精確區(qū)域，所述光掩模具有實(shí)質(zhì)上透明和實(shí)質(zhì)上不透明區(qū)域的圖案。接著可使用溶劑移除未成像區(qū)域，而在基材表面上留下呈至少一個(gè)夾持元件的形式的成像區(qū)域?；蛘?，可通過使用軟的、柔性的壓花工具在基材10上以至少一個(gè)夾持器元件的形式圖案化可聚合組份，來形成夾持器12A、12B和14中的一或更多者。所述軟工具通常用硅酮制成。接著使組份固化并且移除工具。工具的柔性必須足夠以使得可從固化的聚合物移除而不損壞夾持器?？赏ㄟ^各種方式(例如，光化學(xué)輻射或熱)來使可聚合組份固化，并且可聚合組份應(yīng)具有粘性以順應(yīng)工具凸起的特征。在從固化的組份移除工具之后，取決于圖案的本質(zhì)，至少ー個(gè)夾持器將會保留在基材10上。工具的圖案可包括多個(gè)夾持元件以提供用于使光纖和透鏡陣列對準(zhǔn)的基材。用于制造夾持元件的合適的聚合組份掲示于共同轉(zhuǎn)讓的美國專利第6，266, 472號中，所述專利以引用的方式并入本文中。繼續(xù)參看圖1，側(cè)夾持器12A具有附接到基材10的表面的基座12A-B，和處于平行于基材10的平面的平面中的頂表面12A-T。側(cè)夾持器12B具有附接到基材10的表面的基座12B-B，和處于平行于基材10的平面的平面中的頂表面12B-T。端部夾持器14具有附接到基材10的表面的基座14-B，和處于平行于基材10的平面的平面中的頂表面14-T。側(cè)夾持器12A和12B與端部夾持器14中的每ー者可具有比所述夾持器基座寬的頂表面，以使得夾持器中的每ー者的基座的占據(jù)面積小于夾持器的頂表面。此情形允許夾持器12A、12B和 14接觸光纖，并產(chǎn)生壓縮カ以在水平方向和垂直方向兩者上將光纖固持于適當(dāng)位置，同時(shí)仍允許光纖沿軸線Al在軸向路徑17中移動(dòng)。此情形將于圖3A和圖;3B中更詳細(xì)地圖示并在下文加以論述。圖2為平面基材上的布置于主動(dòng)光學(xué)元件基材附近的夾持器的類似于圖1的平面圖的平面圖，但圖2也圖示了激光角裂光纖18到基材10上的布置于光學(xué)元件16附近的夾持器12A和12B中的最初插入的示例性實(shí)施例。應(yīng)注意，雖然圖2圖示了插入的激光角裂光纖18，光纖18不必為激光角裂的?？墒褂闷渌墓饫w代替激光角裂光纖18。作為ー個(gè)非限制性實(shí)例，可將光纖插入基材10上的布置于光學(xué)元件16附近的夾持器12A和12B中， 所述光纖提供端部或尖端、通過拋光操作成角度。再次參看圖2，激光角裂光纖18具有激光角裂端部刻面20與內(nèi)部纖芯22。在一個(gè)實(shí)施例中，激光角裂端部刻面20可包含單一刻面。在其它實(shí)施例中，激光角裂端部刻面20可包含多個(gè)刻面或大量的刻面，所述刻面近似彎曲的刻面表面，其中彎曲的刻面表面的曲率可為單軸的或雙軸的。在示例性實(shí)施例中，激光角裂光纖18為激光角裂的，以使得激光角裂端部刻面20形成為成45度或接近45度，或形成為相對于光纖軸線的其它角度，在所述角度下提供改進(jìn)的光學(xué)性能(如減少的背向反射、増加的帶寬等)。激光角裂光纖18的端部的尖角形狀促進(jìn)將激光角裂光纖18插入通道中，所述通道通過基材10上的夾持器12A和12B形成。當(dāng)希望使激光角裂光纖18在光學(xué)元件16之上對準(zhǔn)吋，將激光角裂光纖18從圖2中的右側(cè)插入兩個(gè)右側(cè)夾持器12A和12B 中。將激光角裂光纖18從圖2的右側(cè)插入，并且通過沿激光角裂光纖18的軸線施加壓カ 使激光角裂光纖18沿軸線Al向左移動(dòng)。此舉被稱為沿激光角裂光纖18的“軸向路徑”移動(dòng)。夾持器12A和12B經(jīng)定位，以使得當(dāng)插入激光角裂光纖18時(shí)，夾持器12A和12B平行于激光角裂光纖18的軸向路徑。夾持器14經(jīng)定位以使得所述夾持器14處于激光角裂光纖18的軸向路徑中。夾持器12A、12B和14中的每ー者具有附接到基材10的表面的基座部分、可實(shí)質(zhì)上平行于基材10的表面的頂表面，和提供夾持器12A與12B之間的槽或通道的側(cè)壁。每ー個(gè)夾持器12A、12B和14的側(cè)壁可稍微成角度，但所述側(cè)壁應(yīng)足夠平以使得夾持器12A、12B和14中的每ー者可在至少ー個(gè)點(diǎn)中接觸激光角裂光纖18。圖3A是在插入夾持器12A和12B中之后的圖2中的激光角裂光纖18的示例性實(shí)施例的側(cè)視圖，圖3A圖示在沿激光角裂光纖18的軸線施加壓カ時(shí)的光纖向左的運(yùn)動(dòng)。如圖3A中所示，當(dāng)夾持器12A和12B (夾持器12B未圖示于圖3A的側(cè)視圖中)將激光角裂光纖18固持為極接近于基材10吋，可調(diào)整夾持器12A和12B對激光角裂光纖18的夾持力， 以允許在沿激光角裂光纖18的軸線施加壓カ時(shí)激光角裂光纖18進(jìn)ー步向左滑動(dòng)。隨著對準(zhǔn)制程繼續(xù)，使激光角裂光纖18連續(xù)不斷地向左移動(dòng)，直到激光角裂光纖 18的尖端與夾持器14之間接觸(在圖加的左側(cè)上)。夾持器14定位于激光角裂光纖18 的軸向路徑中，并且夾持器14經(jīng)定位以使得當(dāng)激光角裂光纖18的尖端接觸夾持器14吋， 激光角裂光纖18定位于光學(xué)元件16之上。在一個(gè)實(shí)施例中，夾持器14可垂直于激光角裂光纖18的軸線而定位。激光角裂光纖18為激光角裂的，以使得激光角裂光纖18的端部以相對于軸線Al 的角度α開裂。在一個(gè)實(shí)施例中，激光角裂光纖18的端部為激光角裂的，以使得角度α 形成為成45度或接近45度。端部夾持器14在頂部處比在基座處寬。在一個(gè)實(shí)施例中，端部夾持器14具有側(cè)壁15，側(cè)壁15具有相對于軸線Al的角度θ。可能希望協(xié)調(diào)端部夾持器14的側(cè)壁角度θ和激光角裂光纖18的端部的角度α，以便使激光角裂光纖18的軸向運(yùn)動(dòng)停止，以用于使激光角裂光纖18與光學(xué)元件16準(zhǔn)確對準(zhǔn)，而同時(shí)防止對端部夾持器14 或激光角裂光纖18的端部的損壞。激光角裂光纖18的端部的角度α可為任何角度，但在某些實(shí)施例中，角度α將會在相對于軸線Al的30度與45度之間。激光角裂光纖18的尖端與夾持器14之間的接觸使激光角裂光纖18的運(yùn)動(dòng)停止， 并且所述接觸使激光角裂端部刻面20與光學(xué)元件16對準(zhǔn)。夾持器14的錐形形狀也保證激光角裂光纖18的端部保持與光學(xué)元件16接觸。如圖;3Β中所見，使用夾持器12Α和12Β 連同夾持器14中的至少ー者，使激光角裂光纖18對準(zhǔn)于光學(xué)元件16。夾持器14將激光角裂光纖18向下固持于基材10上并且夾持器14限制激光角裂光纖18的軸向行迸。夾持器 14的成角度的側(cè)壁也嚙合角裂端部刻面20且所述側(cè)壁強(qiáng)迫光纖端部尖端向下行進(jìn)到光學(xué)元件16上。
如圖3A和圖加中所示，當(dāng)最初將激光角裂光纖18插入夾持器12A和12B之間的通道中吋，首先通過夾持器12A和12B粗略地對準(zhǔn)激光角裂光纖18且用機(jī)械方式約束激光角裂光纖18，所述夾持器12A和12B平行于激光角裂光纖18的軸向路徑延行。接著通過處于激光角裂光纖18的軸向路徑中的夾持器14、通過使激光角裂光纖18連續(xù)不斷地向左移動(dòng)，直到激光角裂光纖18的尖端與夾持器14之間接觸，使激光角裂光纖18更精確地對準(zhǔn)于光學(xué)元件16。圖4圖示激光角裂光纖18的平面圖，激光角裂光纖18固持于夾持器12A、12B和 14中，以使得激光角裂光纖18的激光角裂端部刻面20定位于光學(xué)元件16之上。端部夾持器14具有附接到基材10的表面的基座14-B，和處于平行于基材10的平面的平面中的頂表面14-T。端部夾持器14可具有比所述端部夾持器14的基座寬的頂表面，以使得端部夾持器14的基座的占據(jù)面積小于夾持器14的頂表面。圖5是激光角裂光纖18的示例性實(shí)施例的側(cè)視圖，激光角裂光纖18通過夾持器 14的側(cè)壁15而被強(qiáng)迫向下與光學(xué)元件16接觸。如從圖4和圖5中可見，夾持器14単獨(dú)地或結(jié)合夾持器12A和12B中的一或更多者操作，以將激光角裂光纖18的激光角裂端部刻面 20準(zhǔn)確地定位于光學(xué)元件16之上。如圖5中所見，在使激光角裂光纖18對準(zhǔn)于光學(xué)元件16之后，激光角裂端部刻面 20通過全內(nèi)反射(total internal reflection ;TIR)將來自光學(xué)元件16的光重定向?yàn)檠丶す饨橇压饫w18的軸線。在圖5中，來自光學(xué)元件16的光束沈照射激光角裂光纖18的端部處的激光角裂端部刻面20并且所述光束沈被反射為光束觀，光束觀被導(dǎo)引于激光角裂光纖18的內(nèi)部纖芯22中。如上文所論述，可能希望協(xié)調(diào)端部夾持器14的側(cè)壁角度θ與激光角裂光纖18的端部的角度α，以便使激光角裂光纖18的軸向移動(dòng)停止，以用于使激光角裂光纖18與光學(xué)元件16準(zhǔn)確地對準(zhǔn)，而同時(shí)保證對端部夾持器14或激光角裂光纖18的端部均沒有損壞。 可通過調(diào)整曝光與顯影條件來修改夾持器14的側(cè)壁角度。圖5圖示對準(zhǔn)于夾持器14的激光角裂光纖18的側(cè)視圖，夾持器14具有比圖3Α和圖;3Β中的夾持器14的側(cè)壁角度θ更陡峭的側(cè)壁角度Φ。在圖5的實(shí)施例中，端部夾持器14具有側(cè)壁15，側(cè)壁15具有相對于軸線Al的角度Φ。如下文更詳細(xì)地論述，可通過將UV源定位于基材10上方但并非直接在頭頂上并且接著使基材10旋轉(zhuǎn)，來形成圖5中具有更陡峭的側(cè)壁角度Φ的夾持器14的側(cè)壁15。夾持器14的側(cè)壁角度Φ與激光角裂光纖18的端部的角度α之間的協(xié)調(diào)也保證 在組裝之后，光纖尖端被強(qiáng)迫向下與光學(xué)元件16接觸。夾持器14的側(cè)壁15的角度Φ可優(yōu)選地選擇為稍微大于激光角裂光纖18的端部的角度α。在一個(gè)實(shí)施例中，夾持器14的側(cè)壁15的角度Φ可優(yōu)選地選擇為比激光角裂光纖18的端部的角度α大至少一度到兩度。圖6是圖示使用替代的成角度夾持器對準(zhǔn)使激光角裂光纖自對準(zhǔn)于主動(dòng)光學(xué)元件的示例性實(shí)施例的平面圖，其中ー對成角度的夾持器定位于激光角裂光纖的軸向路徑中。在圖6的示例性實(shí)施例中，可修改夾持器14在光纖尖端附近的布置，以使激光角裂光纖18與光學(xué)元件16自對準(zhǔn)。圖6圖示夾持器布局，其中一對夾持器614Α和614Β成角度并定位于激光角裂光纖18的尖端的每ー側(cè)上。夾持器614Α具有附接到基材10的表面的基座614Α-Β，和處于平行于基材10的平面的平面中的頂表面614Α-Τ。夾持器614Β具有附接到基材10的表面的基座614Β-Β，和處于平行于基材10的平面的平面中的頂表面614B-T。夾持器614A和614B中的每ー者可具有比所述夾持器的基座寬的頂表面，以使得夾持器614A和614B中的每ー者的基座的占據(jù)面積小于夾持器614A和614B的頂表面。夾持器614A具有縱軸Bl并且夾持器614A相對于軸線Al成角度，以使得角度β 1存在于軸線Al與夾持器614A的縱軸Bl之間。夾持器 614Β具有縱軸Β2并且夾持器614Β相對于軸線Al成角度，以使得角度β 2存在于軸線Al 與夾持器614Β的縱軸Β2之間。在一個(gè)實(shí)施例中，角度β 1與β 2可介于相對于軸線Al的 30度與45度之間。夾持器614Α的縱軸Bl與夾持器614Β的縱軸Β2相交于沿軸線Al的點(diǎn)處。夾持器614Α和614Β經(jīng)定位，以使得夾持器614Α和614Β的縱軸Bl和Β2的相交點(diǎn)處于激光角裂光纖18的軸向路徑中(即，沿軸線Al)。夾持器614Α和614Β可在此相交點(diǎn)處實(shí)體地觸碰，但夾持器614Α和614Β不必在相交點(diǎn)處實(shí)體地觸碰。在一個(gè)實(shí)施例中，夾持器614Α和614Β完全不會實(shí)體觸碰。激光角裂光纖18以類似于上文關(guān)于圖2到圖5所論述的方式的方式插入夾持器12Α和12Β之間。當(dāng)將壓カ從右側(cè)施加于激光角裂光纖18時(shí) (在圖6中)，激光角裂光纖18向左移動(dòng)直到與成角度的夾持器614Α和614Β接觸。成角度的夾持器614Α和614Β也強(qiáng)迫光纖尖端向下與光學(xué)元件16接觸。在通過成角度的夾持器614Α和614Β使激光角裂光纖18對準(zhǔn)于光學(xué)元件16之后，以類似于圖5中所圖示的方式的方式，激光角裂端部刻面20通過全內(nèi)反射(TIR)將來自光學(xué)元件16的光重定向?yàn)檠丶す饨橇压饫w18的軸線Al。圖7是圖示使用C形夾持器實(shí)施例使激光角裂光纖自對準(zhǔn)于主動(dòng)光學(xué)元件的示例性實(shí)施例的平面圖，其中C形夾持器定位于激光角裂光纖的軸向路徑中。在圖7中，単一 C 形夾持器已經(jīng)圖案化，以接納激光角裂光纖18且使激光角裂光纖18對準(zhǔn)于基材10上的光學(xué)元件16。夾持器714具有附接到基材10的表面的基座714-Β，和處于平行于基材10的平面的平面中的頂表面714-Τ。夾持器714可具有比所述夾持器714的基座寬的頂表面，以使得夾持器714的基座的占據(jù)面積小于夾持器714的頂表面。激光角裂光纖18以類似于上文關(guān)于圖2到圖5所論述的方式的方式插入夾持器 12Α和12Β之間。在一個(gè)實(shí)施例中，C形夾持器714具有從夾持器切掉的缺ロ 715，以使得缺ロ位于激光角裂光纖18的軸向路徑中。當(dāng)將壓カ從右側(cè)施加于激光角裂光纖18時(shí)(在圖7中)，激光角裂光纖18向左移動(dòng)，直到激光角裂光纖18的端部在點(diǎn)29Α、29Β和29C處接觸C形夾持器714。C形夾持器714強(qiáng)迫光纖尖端向下與光學(xué)元件16接觸。在通過C形夾持器714使激光角裂光纖18對準(zhǔn)于光學(xué)元件16之后，以類似于圖5中所圖示的方式的方式，激光角裂端部刻面20通過全內(nèi)反射(TIR)將來自光學(xué)元件16的光重定向?yàn)檠丶す饨橇压饫w18的軸線Al。也可以各種方式圖案化激光角裂光纖18的尖端以增強(qiáng)自對準(zhǔn)方法。圖8是用于自對準(zhǔn)于光學(xué)元件16的激光角裂光纖18的端部上的側(cè)錐體的示例性實(shí)施例。圖8圖示光纖端部的俯視圖，其中兩個(gè)額外的激光切割刻面820Α和820Β添加到原始激光角裂端部刻面20。激光切割刻面820Α以相對于軸線Al的角度λ i激光開裂。激光切割刻面820B以相對于軸線Al的角度λ 2激光開裂。C形夾持器(類似于圖7中所示的夾持器)可用于使激光角裂光纖18自對準(zhǔn)于光學(xué)元件16，如圖9中所見。圖9是圖示具有側(cè)錐體920Α和920Β的激光角裂光纖18的示范性實(shí)施例的平面圖，激光角裂光纖18使用C形夾持器914而自對準(zhǔn)于光學(xué)元件16，所述C形夾持器914定位于激光角裂光纖18的軸向路徑中。夾持器914具有附接到基材10的表面的基座914-B， 和處于平行于基材10的平面的平面中的頂表面914-T。優(yōu)選地，C形夾持器914具有比所述C形夾持器914的基座914-B寬的頂表面914-T，以使得C形夾持器914的基座的占據(jù)面積小于C形夾持器914的頂表面。激光角裂光纖18以類似于上文關(guān)于圖2到圖5所論述的方式的方式插入夾持器 12A和12B之間。在一個(gè)實(shí)施例中，C形夾持器914具有從夾持器切掉的缺ロ 915，以使得缺ロ位于激光角裂光纖18的軸向路徑中。當(dāng)將壓カ從右側(cè)施加于激光角裂光纖18時(shí)(在圖9中)，激光角裂光纖18向左移動(dòng)，直到激光角裂光纖18的端部在點(diǎn)30A、30B和30C處接觸C形夾持器914。C形夾持器914強(qiáng)迫光纖尖端向下與光學(xué)元件16接觸。在通過C形夾持器914使激光角裂光纖18對準(zhǔn)于光學(xué)元件16之后，以類似于圖5中所圖示的方式的方式，激光角裂端部刻面20通過全內(nèi)反射(TIR)將來自光學(xué)元件16的光重定向?yàn)檠丶す饨橇压饫w18的軸線。圖10中圖示另一個(gè)示例性實(shí)施例。圖10是激光角裂光纖18的示例性實(shí)施例的側(cè)視圖，激光角裂光纖18通過夾持器12A、12B和14而在光學(xué)元件16之上自對準(zhǔn)。在圖10 中所圖示的實(shí)施例中，已移除激光角裂光纖18的尖端。以此方式，可在激光角裂光纖18的端部處形成平端部32，以防止尖角的光纖尖端在組裝期間損壞夾持器14。平端部32與夾持器14接觸并且平端部32限制在組裝期間的激光角裂光纖18的行迸。應(yīng)理解，雖然本文中在圖1到圖7、圖9和圖10中所圖示的夾持器12A、12B和14 的細(xì)節(jié)特別適合于夾持元件，所述夾持元件適合于緊固圓柱形物體(例如，光纖、漸變折射率透鏡等)以及使圓柱形物體(例如，光纖、漸變折射率透鏡等)被動(dòng)對準(zhǔn)，但夾持器12A、 12B和14可經(jīng)設(shè)定大小和配置，以緊固廣泛多種其它類型的非圓柱形光學(xué)元件(例如，包括(但不限于)棱鏡、透鏡、VCSEL等)，以及使廣泛多種其它類型的非圓柱形光學(xué)元件(例如，包括(但不限干)棱鏡、透鏡、VCSEL等)被動(dòng)對準(zhǔn)。根據(jù)本文中所掲示的實(shí)施例的夾持器制造可基于充分理解的光刻法處理技木。而且，夾持器制造制程與平面主動(dòng)裝置制造制程相客。如上文關(guān)于圖5所論述，可能希望實(shí)現(xiàn)激光角裂光纖18與光學(xué)元件16的更準(zhǔn)確的對準(zhǔn)，以試圖協(xié)調(diào)以下兩個(gè)角度激光角裂光纖18的軸向路徑中的端部夾持器14的側(cè)壁15的角度θ，與激光角裂光纖18的端部的角度α，以保證在組裝之后光纖尖端被強(qiáng)迫向下與光學(xué)元件16接觸。夾持器14的側(cè)壁15的角度θ可選擇為稍微大于激光角裂光纖 18的端部的角度α?；蛘?，夾持器14的側(cè)壁15的角度θ可選擇為稍微小于激光角裂光纖18的端部的角度α。在一個(gè)實(shí)施例中，端部夾持器14的側(cè)壁15的角度θ可選擇為比激光角裂光纖18的端部的角度α大至少一度到兩度?？赏ㄟ^調(diào)整UV曝光與顯影條件來容易地修改夾持器側(cè)壁角度。例如，如圖IlA和圖IlB中所示，可借助于通過掩膜以某角度曝光聚合物夾持器來獲得更陡峭的側(cè)壁角度。 也可在曝光期間使UV源相對于裝置基材旋轉(zhuǎn)來進(jìn)ー步增加側(cè)壁角度。圖IlA圖示標(biāo)準(zhǔn)夾持器曝光制程，其中UV曝光的方向接近于基材法線方向。在制程的部分1100中，將UV光1102施加于掩膜基材1104，掩膜基材1104具有用于所需聚合物夾持器的掩膜圖案1106，以使得聚合物夾持器基材1108的部分曝光于UV光1102。以相對于軸線Al的角度θ 1施加UV光1102，軸線Al平行于聚合物夾持器基材1108。曝光于UV光1102的聚合物夾持器基材1108的部分為曝光的聚合物夾持器材料1110，并且歸因于掩膜圖案1106而未曝光于UV光1102的聚合物夾持器基材1108的部分為未曝光的聚合物夾持器材料1112。在制程的部分1120處，存在來自第二方向、處于相對于軸線Al的第二角度 θ 2的第UV曝光。將UV光1122施加于具有掩膜圖案1106的掩膜基材1104，以使得先前未曝光的聚合物夾持器材料1112的另一部分(標(biāo)記為1124)現(xiàn)在曝光于UV光1122，僅留下部分11 作為未曝光的聚合物夾持器材料。接著，執(zhí)行所有曝光的聚合物夾持器材料的移除，以使得只有聚合物夾持器1140保留。聚合物夾持器1140具有頂表面1140-T和基座 1140-B，其中頂表面1140-T優(yōu)選地比基座1140-B寬。聚合物夾持器1140具有側(cè)壁1142， 側(cè)壁1142具有相對于軸線Al的角度θ 2?？赏ㄟ^將聚合物夾持器基材1108定位于旋轉(zhuǎn)的板上來提供曝光的角度變化，其中UV光源定位于板上方，以使得UV光以相對于基材法線角度的小角度向下導(dǎo)向于聚合物夾持器基材1108上。圖IlB圖示修改的夾持器曝光制程，其中UV曝光的至少ー個(gè)方向相對于基材法線方向成更鋭利(即，更大)的鋭角，以便在形成的聚合物夾持器上獲得更陡峭(即，相對于基材的平面更尖鋭)的側(cè)壁角度。在制程的部分1150中，將UV光1152施加于具有用于所需聚合物夾持器的掩膜圖案1156的掩膜基材1154，以使得聚合物夾持器基材1158的部分曝光于UV光1152。UV光1152是在正交于聚合物夾持器基材1158的方向上施加。即，UV 光1152是以角度θ 3施加，其中θ 3為相對于軸線Al的90度，Al平行于聚合物夾持器基材1158。曝光于UV光1152的聚合物夾持器基材1158的部分為曝光的聚合物夾持器材料 1160，并且歸因于掩膜圖案1156而未曝光于UV光1152的聚合物夾持器基材1158的部分為未曝光的聚合物夾持器材料1162。在制程的部分1170處，存在來自第二方向且處于相對于軸線Al的第二角度θ 4的第UV曝光，與圖IlA中的正常制程中的UV曝光的角度θ2相比， 角度θ 4處于相對于基材法線方向來說更鋭利(S卩，更大)的角度。將UV光1172施加于具有掩膜圖案1156的掩膜基材1154，以使得先前未曝光的聚合物夾持器材料1162的另一部分(標(biāo)記為1174)現(xiàn)在曝光于UV光1172，僅留下部分1176作為未曝光的聚合物夾持器材料。接著，執(zhí)行所有曝光的聚合物夾持器材料的移除，以使得只有聚合物夾持器1190保留。 聚合物夾持器1190具有頂表面1190-Τ和基座1190-Β，其中頂表面1190-Τ優(yōu)選地比基座 1190-Β寬。聚合物夾持器1190具有側(cè)壁1192，側(cè)壁1192具有相對于軸線Al的角度θ 4。 與通過圖IlA中的正常UV曝光制程形成的聚合物夾持器1140相比，聚合物夾持器1190具有更陡峭的側(cè)壁角度θ4?？赏ㄟ^將聚合物夾持器基材1158定位于旋轉(zhuǎn)的板上來提供曝光的角度變化，其中UV光源定位于板上方以使得UV光以相對于基材法線的角度向下導(dǎo)向于聚合物夾持器基材1158上，或可通過從幾個(gè)不同角度對固定的聚合物夾持器基材1158進(jìn)行UV照射來提供曝光的角度變化。根據(jù)ー些實(shí)施例，接合劑或粘合劑可用于使光纖粗略地對準(zhǔn)以及用機(jī)械方式約束光纖，從而代替平行于光纖延行的夾持器，例如夾持器12Α和12Β。圖12圖示此類的實(shí)施例。在圖12中，通過粘合劑34使激光角裂光纖18粗略地對準(zhǔn)以及用機(jī)械方式約束激光角裂光纖18，粘合劑34沉積于激光角裂光纖18之上。粘合劑34因此充當(dāng)激光角裂光纖18 的約束部件。接著通過夾持器1214使激光角裂光纖18精確地對準(zhǔn)于光學(xué)元件16，夾持器 1214位于激光角裂光纖18的軸向路徑中。夾持器1214可為單ー夾持器(如圖1到圖6和圖10中的夾持器14)、ー對成角度的夾持器(如圖6中的夾持器614Α和614Β)，或C形夾持器(如圖7中的夾持器714，或圖9中的夾持器914，或類似的夾持器結(jié)構(gòu))。夾持器1214 強(qiáng)迫激光角裂光纖18的尖端向下與光學(xué)元件16接觸。在通過夾持器1214使激光角裂光纖18對準(zhǔn)于光學(xué)元件16之后，以類似于圖5中所圖示的方式的方式，激光角裂端部刻面20 通過全內(nèi)反射(TIR)將來自光學(xué)元件16的光重定向?yàn)檠丶す饨橇压饫w18的軸線。本文中所掲示的ー些實(shí)施例涉及用于使各種光學(xué)元件對準(zhǔn)于基材的設(shè)備和方法。 所述光學(xué)元件可包括例如(但不限干)光纖、透鏡、濾波器、有透鏡的光纖、垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)、光學(xué)隔離器、光子檢測器等。在某些實(shí)施例中，光纖(例如，激光角裂光纖) 的端部在基材上的主動(dòng)光學(xué)元件(例如，VCSEL)之上對準(zhǔn)。設(shè)備和方法可包括基材，基材包括對準(zhǔn)特征或接納結(jié)構(gòu)，例如夾持元件、V形槽、凹陷、凹入?yún)^(qū)域、栓、溝槽、粘合劑或接合劑，以用于緊固光學(xué)模塊或模塊化的光學(xué)元件以及使光學(xué)模塊或模塊化的光學(xué)元件被動(dòng)對準(zhǔn)。光纖對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)(如夾持器)也可用于將光纖正交于基材表面定位，以使得光纖穿過對準(zhǔn)板中的ー維(1-dimensional ； 1-D)或ニ維Q-dimensional ；2-D)孔隙陣列?？赏ㄟ^使用可變形的機(jī)械部件或通過用聚合物夾持器材料填充板孔隙的部分來形成夾持器?？赏ㄟ^使用各種形式的聚合物包裝將呈所述配置的光纖固定于適當(dāng)位置。光纖夾持結(jié)構(gòu)也已在機(jī)械絞接中使用，其中塑料的可變形的V形槽可用于使ー或更多個(gè)配對的光纖對對準(zhǔn)以及約束一或更多個(gè)配對的光纖對。也可通過使用可變形的塑料槽將光纖固持于適當(dāng)位置，所述可變形的塑料槽具有夾持光纖的側(cè)壁倒刺。本文中所掲示的某些實(shí)施例包括夾持器(如聚合物夾持器)，以用于使組件被動(dòng)對準(zhǔn)于平面基材上。雖然本文中掲示聚合物夾持器用于被動(dòng)對準(zhǔn)，但其它結(jié)構(gòu)(例如約束部件)也可用于提供光纖或其它光學(xué)元件的對準(zhǔn)和/或機(jī)械約束。夾持器可用于將光纖于適當(dāng)位置固持于平基材上，或夾持器可用于將光纖固持于形成于硅基材上的V形槽結(jié)構(gòu)中。除夾持個(gè)別的光纖之外，夾持器也可用于定位光纖陣列、 安裝于較小承載基材上的光學(xué)組件、光纖透鏡、柱面透鏡和諧振器結(jié)構(gòu)以及光學(xué)濾波器。本文中所描述的實(shí)施例包括用于通過使用夾持器(例如，聚合物夾持器)使激光角裂光纖對準(zhǔn)于平面基材上的主動(dòng)裝置(例如，VCSEL源和光電檢測器)的技木。夾持器保證錐形的或激光角裂光纖端部精確地對準(zhǔn)于主動(dòng)組件(激光源或檢測器)。夾持器也可保證光纖端部固持為極接近于主動(dòng)裝置。通過將ー或更多個(gè)夾持器定位于光纖的軸向路徑中以使得可使光纖沿軸向路徑移動(dòng)，直到光纖的端部接觸一或更多個(gè)夾持器，可容易地且準(zhǔn)確地使光纖在基材上的主動(dòng)光學(xué)元件之上對準(zhǔn)。使用夾持器(如聚合物夾持器)的優(yōu)點(diǎn)在于使得能夠進(jìn)行錐形光纖或光纖陣列關(guān)于主動(dòng)光學(xué)裝置的低成本被動(dòng)對準(zhǔn)。另外，可通過光刻掩膜修改容易地修改聚合物夾持器布局，以適應(yīng)任何類型的光纖端部處理(例如，楔形或錐形)。本文中所掲示的某些實(shí)施例提供被動(dòng)對準(zhǔn)設(shè)備和方法，所述被動(dòng)對準(zhǔn)設(shè)備和方法便宜且不需要太多步驟來實(shí)現(xiàn)各種光學(xué)元件的被動(dòng)對準(zhǔn)。在已使元件被動(dòng)對準(zhǔn)之后，可能希望使用接合劑或粘合劑來輔助將光學(xué)元件緊固于適當(dāng)位置。或者，在其它實(shí)施例中，無需使用粘合剤。在光學(xué)裝置的設(shè)計(jì)中，如果已知個(gè)別的光學(xué)元件的適當(dāng)?shù)奈恢脤?zhǔn)和角度對準(zhǔn)，那么可設(shè)計(jì)和適當(dāng)?shù)囟ㄎ换突纳系膶?zhǔn)特征以實(shí)現(xiàn)被動(dòng)對準(zhǔn)。根據(jù)某些實(shí)施例，多種材料和幾何形狀可用于夾持元件和基材，并且多種制造程序可用于制造夾持元件和基材。本文中所掲示的實(shí)施例允許進(jìn)行光學(xué)元件的低成本被動(dòng)對
另外，如本文中所使用，意欲術(shù)語“光纖纜線”和/或“光纖”包括所有類型的單一模式和多模式光波導(dǎo)，包括一或更多個(gè)裸光纖、松套光纖、緊密緩沖光纖、絲帶光纖、彎曲不敏感光纖或用于傳輸光信號的任何其它便利媒介。彎曲不敏感光纖的實(shí)例為康寧公司 (Corning Incorporated)制造的 ClearCurveeI^rP0受益于前述描述和相關(guān)聯(lián)附圖中所呈現(xiàn)的教示，實(shí)施例所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將想到本文中所闡述的許多修改和其它實(shí)施例。因此，應(yīng)理解，所述描述與權(quán)利要求書并不限于所掲示的特定實(shí)施例，并且修改和其它實(shí)施例意欲包括于附加的權(quán)利要求書的范疇內(nèi)。意欲實(shí)施例涵蓋實(shí)施例的修改與變化，只要實(shí)施例的修改與變化在附加的權(quán)利要求書與附加的權(quán)利要求書的等效物的范疇內(nèi)即可。雖然在本文中使用特定術(shù)語，但特定術(shù)語僅用于ー 般的和描述性的意義，而非用于限制的目的。
權(quán)利要求
1.一種用于光纖對準(zhǔn)的設(shè)備，所述設(shè)備包含基材；光學(xué)元件，所述光學(xué)元件設(shè)置于所述基材上并界定軸向路徑；以及至少ー個(gè)夾持器元件，所述至少一個(gè)夾持器元件設(shè)置于所述基材上并定位于所述軸向路徑中，以使得當(dāng)使光纖沿所述軸向路徑移動(dòng)直到所述光纖的端部接觸所述至少一個(gè)夾持器元件吋，所述光纖與所述光學(xué)元件對準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述光纖包含成角度端部。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述成角度端部是拋光的成角度端部。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述光纖是激光角裂光纖，所述激光角裂光纖包含至少ー個(gè)激光角裂端部刻面。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)夾持器元件垂直于所述光纖的所述軸向路徑而定位。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)夾持器元件包含聚合物夾持器。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述基材進(jìn)ー步包含至少ー個(gè)約束部件，所述至少一個(gè)約束部件平行于所述軸向路徑而定位。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)約束部件包含至少ー個(gè)聚合物夾持
9.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)約束部件包含粘合剤。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述基材進(jìn)ー步包含至少ー對隔開的約束部件，所述至少一對隔開的約束部件平行于所述軸向路徑而定位并經(jīng)配置以部分地約束所述光纖。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述至少一對隔開的約束部件經(jīng)配置以使所述光纖粗略地對準(zhǔn)，并且所述至少一個(gè)夾持器元件進(jìn)ー步使所述光纖與所述光學(xué)元件對準(zhǔn)。
12.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)夾持器元件包含ー對成角度的聚合物夾持器。
13.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)夾持器元件包含至少ー個(gè)C形聚合物夾持器。
14.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述光纖是激光角裂光纖，所述激光角裂光纖包含多個(gè)激光角裂端部刻面。
15.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)夾持器元件的側(cè)壁的角度適合于對應(yīng)于所述激光角裂光纖的所述至少一個(gè)激光角裂端部刻面的角度。
16.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)夾持器元件是通過紫外線(UV)曝光制程而形成。
17.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述夾持器元件的所述側(cè)壁的所述角度是通過改變UV曝光制程中的UV光的角度而修改，所述UV曝光制程用以形成所述至少一個(gè)夾持器元件。
18.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述激光角裂光纖的尖端經(jīng)移除，以形成所述激光角裂光纖的平端部，其中當(dāng)所述平端部與所述至少一個(gè)夾持器元件接觸吋，所述平端部限制所述激光角裂光纖的行迸。
19.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)元件是從包含以下各者的組群中選擇的光學(xué)組件垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)、光電檢測器、激光器、光纖、透鏡、濾波器、有透鏡的光纖和光學(xué)隔離器。
20.一種用于使光纖在基材上的光學(xué)元件之上對準(zhǔn)的方法，所述方法包含提供至少ー個(gè)夾持器元件，所述至少一個(gè)夾持器元件設(shè)置于所述基材上并且定位于通過所述光學(xué)元件界定的軸向路徑中；以及使所述光纖沿所述軸向路徑移動(dòng)直到所述光纖接觸所述至少一個(gè)夾持器元件。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述光纖是激光角裂光纖，所述激光角裂光纖具有至少ー個(gè)激光角裂端部刻面。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述光纖的至少ー個(gè)端部是通過拋光操作而成角/又。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，所述方法進(jìn)ー步包含提供至少ー個(gè)約束部件，所述至少ー個(gè)約束部件平行于所述光纖的所述軸向路徑而定位。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，所述方法進(jìn)ー步包含提供至少ー對隔開的約束部件， 所述至少一對隔開的約束部件平行于所述軸向路徑而定位以將所述光纖約束于適當(dāng)位置。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其中提供所述至少一個(gè)約束部件的步驟包含在所述光纖之上沉積粘合剤。
26.如權(quán)利要求20所述的方法，其中提供所述至少一個(gè)夾持器元件的步驟進(jìn)一歩包含提供ー對成角度的聚合物夾持器。
27.如權(quán)利要求20所述的方法，其中提供所述至少一個(gè)夾持器元件的步驟進(jìn)一歩包含提供至少ー個(gè)C形聚合物夾持器。
28.如權(quán)利要求21所述的方法，其中提供所述至少一個(gè)夾持器元件的步驟進(jìn)一歩包含提供至少ー個(gè)夾持器元件，所述至少一個(gè)夾持器元件具有側(cè)壁，所述側(cè)壁具有角度，所述角度對應(yīng)于所述激光角裂光纖的所述至少一個(gè)激光角裂端部刻面的角度。
29.如權(quán)利要求M所述的方法，所述方法進(jìn)ー步包含使用所述對隔開的約束部件使所述光纖粗略地對準(zhǔn)，所述對隔開的約束部件平行于所述光纖的所述軸向路徑而定位；以及使用所述至少一個(gè)夾持器元件執(zhí)行所述光纖與所述光學(xué)元件的進(jìn)ー步對準(zhǔn)。
30.一種用于光纖對準(zhǔn)的設(shè)備，所述設(shè)備包含基材；光學(xué)元件，所述光學(xué)元件設(shè)置于所述基材上并界定軸向路徑；至少ー對側(cè)聚合物夾持器元件，所述至少一對側(cè)聚合物夾持器元件設(shè)置于所述基材上且平行于所述軸向路徑而定位；以及至少ー個(gè)端部聚合物夾持器元件，所述至少一個(gè)端部聚合物夾持器元件包含側(cè)壁，所述側(cè)壁具有相對于所述軸向路徑的角度，所述至少一個(gè)端部聚合物夾持器元件設(shè)置于所述基材上并定位于所述軸向路徑中，以使得當(dāng)使包含至少ー個(gè)激光角裂端部刻面的激光角裂光纖沿所述軸向路徑移動(dòng)直到所述激光角裂光纖的尖端接觸所述至少一個(gè)夾持器元件吋，所述激光角裂光纖與所述光學(xué)元件對準(zhǔn)，其中所述至少一對側(cè)聚合物夾持器元件經(jīng)配置以部分地約束所述光纖，所述至少ー個(gè)端部聚合物夾持器元件經(jīng)配置以使所述激光角裂光纖與所述光學(xué)元件對準(zhǔn)，并且所述至少一個(gè)端部聚合物夾持器元件的所述側(cè)壁的所述角度經(jīng)配置以對應(yīng)于所述至少ー個(gè)激光角裂端部刻面的角度。
全文摘要
本發(fā)明揭示用于使光纖在基材上的光學(xué)元件之上被動(dòng)對準(zhǔn)的設(shè)備和方法。光學(xué)元件和至少一個(gè)夾持器元件可提供于基材上，其中至少一個(gè)夾持器元件定位于通過光學(xué)元件界定的軸向路徑中。因此，當(dāng)使光纖沿軸向路徑移動(dòng)直到光纖的端部接觸至少一個(gè)夾持器元件時(shí)，光纖與光學(xué)元件對準(zhǔn)。另外，本發(fā)明揭示用于使光纖在基材上的光學(xué)元件之上對準(zhǔn)的方法。另外，作為實(shí)例，光纖可為具有成形光纖端部的激光角裂光纖，例如激光角裂楔形或錐形結(jié)構(gòu)。
文檔編號G02B6/42GK102597835SQ201080043854
公開日2012年7月18日 申請日期2010年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者詹姆斯·S·薩瑟蘭 申請人:康寧公司