專利名稱：光學裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有便于并提高對光纖連接性能之結構的光波導。
在包括光電元件的通訊網絡系統的結構中一個基本的要求就是光電元件與單模光纖的連接應以最小的損耗進行。通常大部分的連接損耗取決于光纖和波導之間的尺寸之差。當光波導用一半導體材料制造時，在波導和光纖之間接口的損耗在某種情況下可高達10db。
通過增大波導的光場尺寸可以實現與光纖的光場較好的對應，由此減小波導和光纖之間接口的連接損耗。已知數種增大波導光場的不同配置和方法。
一種轉換波導中光場的方法是在光纖和波導之間的接口處配置透鏡。但此方法不實用。
實現上述轉換的另一種方法是在與光纖的接口處改變波導的尺寸。這種改變通常稱作削尖。削尖既可通過波導尺寸的增大也可通過波導尺寸的減小而發(fā)生，從而增大光場。然而當單模波導的尺寸開始非常小時，與尺寸最小化相連的是實際的困難。因此一種更常用的方法是增大波導的尺寸。這種尺寸的增大可以在橫向、縱向或橫向和縱向同時進行，其中縱向削尖包括復雜的加工步驟，使得制造成本變得相當昂貴。
在從例如由一種或數種半導體材料或數種聚合材料確定的波導轉變成一光纖期間，有多種因素起著維持光強的決定作用。這些因素之一是波導和光纖的光場如何相互適應。
現今可利用的方法通常是通過增大與光纖連接的波導的尺寸來解決上述問題。尺寸的增加需要在相對于波導確定的光軸之橫向和縱向兩個方向上體現，從而達到滿意的場適應。從制造工藝的角度看，增大波導的尺寸較為復雜，尤其是在縱向更成問題。
本發(fā)明通過把波導在與光纖的連接處配置一所謂的鋸齒結構來解決上述問題。
因此，可把波導在與光纖連接處的結構做成一正錐形和一倒錐形的組合。正錐形意味著至少在朝向波導中確定的光軸之一正交方向上逐漸增大尺寸，倒錐形意味著至少在朝向所述光軸的一正交方向上尺寸逐漸減為最小。
一正(UP)錐形在相對于光軸的正交方向的物理效果在于在與正錐形相同的方向上光場增大而在朝向光軸的其它正交方向上光場保持相對不受干擾。
一倒(down)錐形在相對于光軸的正交方向的物理效果在于如果倒錐形使得波導的橫截面變得足夠小時，則在朝向光軸的兩個正交方向光場增大。在這種情況下與沒削尖的情況相比，光場在變錐尖的方向亦即在變窄的方向(相對看)更是增大。
通過這種結構，當把波導與光纖連接時，可以獲得光場在朝向光軸的兩個正交方向上增大而無需為此目的改變在兩個正交方向上的尺寸。
本發(fā)明的目的是只通過重新配置在一個所述正交方向上的尺寸和結構以增大波導中相對于光軸的兩個正交方向的光場。
本發(fā)明的優(yōu)點在于連接損耗可以保持在較低的水平。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于可以簡便地使光纖和光波導對準。
本發(fā)明的再一個優(yōu)點在于生產的成本較低。
本發(fā)明的又一優(yōu)點在于本發(fā)明可以用于由半導體材料、聚合物材料和石英制造的波導。
下面通過優(yōu)選實施例及附圖對本發(fā)明作更詳細的描述。


圖1是本發(fā)明第一實施例的俯視圖；圖2是本發(fā)明安裝圖1和圖3的側視圖；圖3是本發(fā)明第二實施例的俯視圖。
圖1是本發(fā)明波導1的俯視圖。波導1配置成在一端有一個轉接部分，以便增大波導的光場。該轉接部分包括一個第一部分，第一部分中波導在對應于波導所在襯底上的一個表面的平面中被加寬。加寬部分15又改變成一鋸齒結構10。上述的轉接部分因此包括加寬部分15和鋸齒結構10。這些可統稱為“錐體”。
上述的加寬部分15例如可以是拋物線形或線性形狀。
圖1中鋸齒結構10的齒數是三。此數只是一個自然的舉例，但為了達到波導1中光場所需的改變以及不喪失波導與光纖20對準的簡單性此數應當至少為二。鋸齒可以為不同的形狀。普遍的做法是所有鋸齒具有總體為圓錐形的形狀。可以想到鋸齒結構中的某些鋸齒可以具有不同于其它鋸齒的形狀。
每個鋸齒的自由端既可以是尖的也可以是平面的。
圖1中鋸齒結構10的每個鋸齒之間的距離相同。鋸齒結構10可以配置成在不同的相鄰鋸齒之間的距離相對于其它(的鋸齒)具有不同的相互距離。
圖2是圖1中所示同一波導1的側視圖。該圖顯示了波導1之加寬部分和鋸齒結構離它們所在的表面30有相同的高度。
波導1的材料以及由此的加寬部分15和鋸齒結構10的材料可以是聚合物、石英或半導體類型。
圖3表述本發(fā)明波導的另一個實施例。在本實施例中，波導在表征意義上說既不是(正錐)錐形變大也不是(倒錐)錐形變尖。至少在波導的一端上配置一鋸齒結構。如上所述，鋸齒結構最好至少包括兩個鋸齒，使得與另一個光學單元對準的簡單性不被喪失。鋸齒的大小和形狀可以相同或不同。鋸齒間的距離也可以相同或不相同。
與其它實施例類似，本實施例中的材料可以是石英、聚合物或半導體類型。
制造這些波導的工藝可以通過本領域技術人員公知的技術進行，因而無需更詳細地描述。
本發(fā)明自然不局限于上述實施例和所示的附圖，可以在所附的權利要求的范圍內做各種修改。
權利要求
1.一種光波導(1)包括一在至少一個連接端用于連接一光學構件的轉接部分，其特征在于，轉接部分被配置成一第一變形的加寬部分(15)，該加寬部分(15)又改變到一鋸齒結構(10)中，其中，所述鋸齒結構(10)用于與上述光學構件連接。
2.根據權利要求1所述的光波導(1)，其特征在于，加寬部分(15)被布置在一個平行于波導所在襯底之一表面(30)的平面中。
3.根據權利要求2所述的光波導(1)，其特征在于，具有加寬部分(15)和鋸齒結構(10)的光波導(1)相對于它們所在的襯底之表面(30)有相同的高度。
4.根據權利要求3所述的光波導(1)，其特征在于，波導的材料是聚合物。
5.根據權利要求3所述的光波導(1)，其特征在于，波導的材料是半導體類型。
6.根據權利要求3所述的光波導(1)，其特征在于，波導的材料是石英。
7.根據權利要求4、5或6所述的光波導(1)，其特征在于，鋸齒結構(10)至少包括兩個鋸齒。
8.根據權利要求7所述的光波導(1)，其特征在于，鋸齒結構(10)中的鋸齒彼此具有相同的大小和形狀。
9.根據權利要求7所述的光波導(1)，其特征在于，鋸齒結構(10)中的鋸齒彼此具有不同的大小和形狀。
10.根據權利要求8或9所述的光波導(1)，其特征在于，鋸齒結構(10)中的每個鋸齒以相對于相鄰鋸齒為一定距離地布置，該距離對于鋸齒結構中的每個及所有鋸齒都相同。
11.根據權利要求8或9所述的光波導(1)，其特征在于，鋸齒結構(10)中的至少一個鋸齒以相對于相鄰鋸齒為一定距離地布置，該距離不同于該鋸齒結構中其它鋸齒之間的相互距離。
12.一種光波導(1)，其特征在于，其至少在一個連結端包括一種鋸齒結構(10)，其中，波導和上述鋸齒結構相對于它們所在的襯底表面(30)有相同的高度。
13.根據權利要求12所述的光波導(1)，其特征在于，鋸齒結構(10)中的鋸齒彼此具有相同的大小和形狀。
14.根據權利要求12所述的光波導(1)，其特征在于，鋸齒結構(10)中的鋸齒彼此具有不同的大小和形狀。
15.根據權利要求13或14所述的光波導(1)，其特征在于，鋸齒結構中的每個鋸齒以相對于相鄰鋸齒為一定距離地布置，該距離對于鋸齒結構中的每個及所有鋸齒都相同。
16.根據權利要求15所述的光波導(1)，其特征在于，波導的材料是聚合物。
17.根據權利要求15所述的光波導(1)，其特征在于，波導的材料是半導體類型。
18.根據權利要求15所述的光波導(1)，其特征在于，波導的材料是石英。
19.根據權利要求13或14所述的光波導(1)，其特征在于，鋸齒結構(10)中的至少一個鋸齒以相對于相鄰鋸齒為一定距離地布置，該距離不同于該鋸齒結構中其它鋸齒之間的相互距離。
20.根據權利要求19所述的光波導(1)，其特征在于，波導的材料是聚合物。
21.根據權利要求19所述的光波導(1)，其特征在于，波導的材料是半導體類型。
22.根據權利要求19所述的光波導(1)，其特征在于，波導的材料是石英。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光波導(1)包括一在至少一個連接端的轉接部分以用于連接光學構件。該轉接部分被布置成一第一變形的加寬部分(15),該加寬部分(15)又改變到一鋸結構(10)中,其中該鋸齒結構(10)用于與上述光學構件連接。
文檔編號G02B6/122GK1249819SQ98803058
公開日2000年4月5日 申請日期1998年2月24日 優(yōu)先權日1997年3月3日
發(fā)明者P·O·格拉內斯特蘭德, P·J·斯文松 申請人:艾利森電話股份有限公司