特表 2023-512289 基準面を使用したフォトニックシステム構成要素の位置合わせ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-24

(54)【発明の名称】基準面を使用したフォトニックシステム構成要素の位置合わせ

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/30 20060101AFI20230316BHJP

【ＦＩ】

G02B6/30

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022547045

(86)(22)【出願日】2021-02-04

(85)【翻訳文提出日】2022-08-26

(86)【国際出願番号】 US2021016606

(87)【国際公開番号】W WO2021158784

(87)【国際公開日】2021-08-12

(31)【優先権主張番号】62/970,018

(32)【優先日】2020-02-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520457454

【氏名又は名称】フルクサス，インク．

【氏名又は名称原語表記】Ｆｌｕｘｕｓ， Ｉｎｃ．

【住所又は居所原語表記】３１３０ Ｃｏｒｏｎａｄｏ Ｄｒｉｖｅ， Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ， ＣＡ ９５０５４， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】パークス，ジョシュア，ワイン

【テーマコード（参考）】

2H137

【Ｆターム（参考）】

2H137AB05

2H137AB06

2H137AB09

2H137AB15

2H137BA06

2H137BA15

2H137BA31

2H137BB02

2H137BB12

2H137BB25

2H137BC01

2H137BC31

2H137BC41

2H137BC51

2H137CA12A

2H137CA13A

2H137CA18B

2H137CA22A

2H137CA22B

2H137CA34

2H137CA73

2H137CA74

2H137CA75

2H137CA77

2H137DB08

2H137EA02

2H137EA03

2H137EA04

2H137HA01

(57)【要約】

フォトニックシステムの構成要素を位置合わせするためのシステム及び方法が提供される。フォトニックシステムへ統合され、かつフォトニックシステム内で光結合する光学構成要素は、構成要素を基板から切り離して、正確に画定された表面を光学構成要素上に形成することによって作り出され、表面は、構成要素の光学的特徴部から正確に離間されてフォトニックシステム内で光学的に結合される。光学構成要素の正確に画定された表面が次に基準面に押し付けられ、フォトニックシステム内における光学的結合のために、光学的特徴部が事前定義された位置及び／又は向きに位置決めされる。このようにして、受動的な正確な位置合わせと光結合が、反復的な再調整、多軸フィードバック、又はアクティブフィードバックを必要とせずに提供される。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フォトニックシステムの構成要素を位置合わせするための方法であって、
第１の構成要素が、前記第１の構成要素の光学的特徴部から所定の距離にある第１の表面を含むように、基板から前記第１の構成要素を切り離すことと、
前記第１の構成要素の前記第１の表面を第１の基準面に押し付けることによって、前記第１の構成要素を位置決め面上の所定の位置に位置決めすることと、を含み、
前記第１の構成要素を前記所定の位置に位置決めすると、前記第１の構成要素の前記第１の光学的特徴部が、前記第１の構成要素が統合されているフォトニックシステムの第２の光学的特徴部に光学的に位置合わせされる、前記方法。

【請求項2】

前記第１の構成要素を前記基板から切り離すことは、
前記基板内にダイシング層を作り出すことと、
前記基板に力を加えて、前記基板の残りの部分から前記第１の構成要素を前記ダイシング層に沿って切り離すことと、を含み、
前記第１の構成要素を前記ダイシング層に沿って切り離すことは、前記ダイシング層に沿って形成される前記第１の構成要素の前記第１の表面を作り出す、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記基板内に前記ダイシング層を作り出すことは、前記基板の複数の内部位置にレーザーを集束させることを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記第１の構成要素の前記第１の表面が、＋１００μｍ以下、かつ－１００μｍ以下の包絡要件を満たす、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記第１の構成要素を前記基板から切り離すと、前記第１の表面の前記包絡要件を前記第１の表面が満たす、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記位置決め面及び前記第１の基準面がマイクロ光学ベンチの一部である、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記位置決め面が前記第１の基準面に直角に隣接する、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記マイクロ光学ベンチは、第２の基準面を含み、前記第２の基準面は、前記第１の基準面及び前記位置決め面の両方に直角に隣接し、
前記第１の構成要素を前記所定の位置に位置決めすることは、前記第１の構成要素の第２の表面を前記第２の基準面に押し付けることを含む、請求項６～７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記マイクロ光学ベンチが、前記位置決め面に平行な第２の構成要素面を含む、請求項６～８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記第２の光学的特徴部は光ファイバによって提供され、
前記第２の構成要素面は、前記光ファイバを受け入れるように構成された溝を含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

第１の構成要素と光学的に位置合わせされる前記光ファイバの端部は、前記第２の構成要素面の縁部を越えて延びて、前記位置決め面と重なり、
前記第１の構成要素を前記所定の位置に位置決めすることは、前記第１の構成要素の第２の表面を前記光ファイバの前記端部に押し付けることを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記光ファイバの前記端部が、前記第２の構成要素面の前記縁部を越えて５ｍｍ以下の距離だけ延びる、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記光ファイバが５ｍｍ以下の直径を有する、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記第１の構成要素と光学的に位置合わせされる前記光ファイバの端部が、前記第２の構成要素面の縁部と同一平面である、請求項１０～１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記マイクロ光学ベンチが第３の基準面を含み、
前記第３の基準面が前記第１の基準面に平行であり、前記位置決め面に隣接している、請求項６～１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記マイクロ光学ベンチが、前記第１の基準面に形成された１つ以上のくぼみを含む、請求項６～１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

前記位置決め面及び前記第１の基準面は、前記マイクロ光学ベンチの本体にエッチングすることによって形成される、請求項６～１６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項18】

前記マイクロ光学ベンチの前記本体へのエッチングは、第１の材料を含む第１の層を除去し、第２の材料を含む第２の層を除去しないことを含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記マイクロ光学ベンチの前記本体へのエッチングは、事前定義された速度で前記本体から材料を化学的に除去することを含む、請求項１７～１８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項20】

前記マイクロ光学ベンチが、精密複製技術によって形成される、請求項６～１９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項21】

前記マイクロ光学ベンチが複数の再構成可能な部分を含み、
前記複数の再構成可能な部分のうちの第１の部分は、前記位置決め面を含み、
前記複数の再構成可能な部分のうちの第２の部分は、前記第１の基準面を含み、
前記マイクロ光学ベンチは、前記第１の部分を前記２番目の部分と接触させることによって形成される、請求項６～２０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項22】

前記第２の光学的特徴部が第２の構成要素によって提供される、請求項１～２１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項23】

前記第２の構成要素が前記位置決め面上に位置決めされる、請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

前記第２の構成要素が、前記第１のダイの前記位置決め面とは反対の側に位置決めされる、請求項２２～２３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項25】

前記マイクロ光学ベンチが光学要素を含む、請求項６～２４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項26】

前記マイクロ光学の前記位置決め面が透明な材料で形成されている、請求項６～２５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項27】

前記第１の構成要素を前記所定の位置に位置決めすると、前記第１の構成要素の第１の位置合わせ構造が、前記第２の構成要素の対応する第２の位置合わせ構造に位置合わされる、請求項１～２６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項28】

前記第１の構成要素を前記所定の位置に位置決めすると、前記第１の構成要素の第１の位置合わせ構造が、前記位置決め面及び前記第１の基準面から選択される面に統合された、対応する第３の位置合わせ構造に位置合わせされる、請求項１～２７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項29】

前記第１の構成要素を前記所定の位置に位置決めすると、前記第１の構成要素の第１の電気コネクタ構造が前記第２の構成要素の第２の電気コネクタ構造に位置合わせされる、請求項１～２８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項30】

前記第１の構成要素を前記所定の位置に位置決めすると、前記第１の構成要素の第１の電気コネクタ構造が、前記位置決め面及び前記第１の基準面から選択された面に統合された、第３の電気コネクタ構造に位置合わせされる、請求項１～２９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項31】

前記第１の構成要素を前記基板から切り離すことは、前記第１の構成要素に光学ファセットを作り出すことを含む、請求項１～３０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項32】

前記位置決め面が＋１００μｍ以下、かつ－１００μｍ以下の包絡要件を満たす、請求項１～３１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項33】

前記第１の基準面が、＋１００μｍ以下、かつ－１００μｍ以下の包絡要件を満たす、請求項１～３２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項34】

前記第１の構成要素が、シリコン、サファイア、ガリウムヒ素、ガラス、リチウムタンタライト、炭化ケイ素、ニオブ酸リチウム、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、窒化ガリウム、及びリン化インジウムのうちの１つ以上を含む、請求項１～３３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項35】

前記第１の構成要素がダイであり、前記基板がウェーハである、請求項１～３４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項36】

前記マイクロ光学ベンチが、シリコン、ガラス、溶融シリカ、石英、ニオブ酸リチウム、セラミック、ポリマー、熱可塑性プラスチック、及びフォトレジストのうちの１つ以上を含む、請求項１～３５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項37】

前記第１の構成要素は、第１の間隔を有する微調整パッドの第１のセットを含み、
前記第１の構成要素を前記位置決め面上の前記所定の位置に位置決めすることは、前記微調整パッドの第１のセットを、隣接する構成要素に配置された微調整パッドの第２のセットであって、前記第１の間隔と異なる第２の間隔を有する前記微調整パッドの第２のセットに面するように位置決めすることを含み、
前記方法は、前記第１のセットの第１のパッド及び前記第２のセットの第２のパッドを含む一対の微調整パッドを加熱することをさらに含み、前記加熱することにより、前記第１の構成要素と前記隣接する構成要素との相対的位置を変化させて前記一対の微調整パッドを位置合わせする、請求項１～３６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項38】

前記隣接する構成要素が前記位置決め面上に位置決めされる、請求項３７に記載の方法。

【請求項39】

前記隣接する構成要素は、前記位置決め面がその一部であるマイクロ光学ベンチである、請求項３７～３８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項40】

前記第１の構成要素及び隣接する構成要素のうちの少なくとも１つの一部が加熱されて溶融材料になるように、前記第１の構成要素と前記隣接する構成要素との間の界面にレーザーを集束させることと、
レーザー励起を停止して、前記溶融材料を冷却かつ固化させ、前記第１の構成要素を前記隣接する構成要素に結合可能とすることと、
によって、前記第１の構成要素を前記隣接する構成要素に結合することをさらに含む、請求項１～３９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項41】

前記隣接する構成要素が前記位置決め面上に位置決めされる、請求項４０に記載の方法。

【請求項42】

前記隣接する構成要素が、前記位置決め面がその一部であるマイクロ光学ベンチである、請求項４０～４１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項43】

フォトニックシステムを位置合わせするための製造システムであって、
第１の基準面に隣接し直交する位置決め面を備え、
前記位置決め面及び第１の基準面は、第１の構成要素の第１の面を前記第１の基準面に押し付けると、前記第１の構成要素が所定の位置に位置決めされ、前記第１の構成要素の光学的特徴部が、前記第１の構成要素が統合されているフォトニックシステムの第２の光学的特徴部と位置合わせされるように構成されている、前記製造システム。

【請求項44】

前記位置決め面が、＋１００μｍ以下、かつ－１００μｍ以下の包絡要件を満たす、請求項４３に記載の製造システム。

【請求項45】

前記第１の基準面が、＋１００μｍ以下、かつ－１００μｍ以下の包絡要件を満たす、請求項４３～４４のいずれか一項に記載の製造システム。

【請求項46】

前記位置決め面が前記第１の基準面に直角に隣接する、請求項４３～４５のいずれか一項に記載の製造システム。

【請求項47】

前記第１の基準面と前記位置決め面の両方に直角に隣接する第２の基準面をさらに備え、
前記第１の構成要素の第２の面を前記第２の基準面に押し付けると、前記第１の構成要素が前記所定の位置に位置決めされるように、前記位置決め面、前記第１の基準面、及び前記第２の基準面が構成されている、請求項４３～４６のいずれか一項に記載の製造システム。

【請求項48】

前記位置決め面に平行な第２の構成要素面をさらに備える、請求項４３～４７のいずれか一項に記載の製造システム。

【請求項49】

前記位置決め面及び前記第１の基準面がマイクロ光学ベンチの一部である、請求項４３～４８のいずれか一項に記載の製造システム。

【請求項50】

第１の構成要素と、第２の構成要素とを備え、前記第１の構成要素の第１の光学的特徴部が、前記第２の構成要素の第２の光学的特徴部と光学的に結合されるように、前記第１の構成要素と前記第２の構成要素とが互いに位置合わせされたフォトニックシステムであって、
前記第１の構成要素と前記第２の構成要素とは、前記第１の構成要素の第１の表面を第１の基準面に押し付けることにより、位置決め面上の所定の位置に前記第１の構成要素を位置決めすることによって互いに位置合わせされる、前記フォトニックシステム。

【請求項51】

前記第１の基準面が、＋１００μｍ以下、かつ－１００μｍ以下の包絡要件を満たす、請求項５０に記載のフォトニックシステム

【請求項52】

前記第１の構成要素の前記第１の表面が、＋１００μｍ以下、かつ－１００μｍ以下の包絡要件を満たす、請求項５０～５１のいずれか一項に記載のフォトニックシステム。

【請求項53】

フォトニックシステムの構成要素を位置合わせする方法であって、第１の構成要素の第１の表面を第２の構成要素の第２の表面と接触させることによって、前記第１の構成要素と前記第２の構成要素とを位置決めすることであって、
前記第１の表面は、第１の間隔を有する微調整パッドの第１のセットを含み、
前記第２の表面は、前記第１の間隔とは異なる第２の間隔を有する、微調整パッドの対応する第２のセットを含む、
前記位置決めすることと、
前記第１のセットのうちの第１のパッドと前記第２のセットのうちの第２のパッドを含む一対の微調整パッドを加熱して、前記第１の構成要素及び前記第２の構成要素の相対位置を変化させて、前記一対の微調整パッドを位置合わせさせることと、
を含む、前記方法。

【請求項54】

光学構成要素を製造する方法であって、
基板内にダイシング層を作り出すことと、
前記基板に力を加えて、前記基板の残りの部分から前記第１の構成要素を前記ダイシング層に沿って切り離すことと、を含み、
前記ダイシング層に沿って前記第１の構成要素を切り離すと、前記ダイシング層に沿って形成された前記第１の構成要素の第１の表面が作り出され、同時に光学ファセットが前記第１の構成要素に作り出される、前記方法。

【請求項55】

前記光学ファセットは、前記第１の表面の縁部に配置される、請求項５４に記載の方法。

【請求項56】

前記ダイシング層を作り出すことは、前記基板内の異なる深さに集束する複数のレーザーパスを実行して、所定のパターンで応力を作り出し、前記光学ファセットを作り出すことを含む、請求項５４～５５のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年２月４日に出願された米国仮出願第６２／９７０，０１８号の利益を主張し、その全体がすべての目的に関し、参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、概して、光学構成要素を位置合わせ及び結合するための方法、より具体的には、１つ以上の構成要素が位置決めされる基準面を使用して、集積回路など、フォトニックシステムの正確なサイズの構成要素を位置合わせするための方法に関する。

【背景技術】

【0003】

フォトニック集積回路などのフォトニックシステムは、システムの製造中に互いに位置合わせされなければならない複数のダイ及び／又は他の構成要素から組み立てられ得る。例えば、フォトニックシステムの製造中に１つ以上のダイ及び／又はファイバが光学的に位置合わせされる必要があり得る。

【0004】

光学構成要素を位置合わせ及び結合するための既知の技術は、１つ以上の構成要素が光学的に位置合わせされているという光学的検証に基づく構成要素の能動的位置合わせ及び調整に依存している。例えば、構成要素の十分な光結合が達成及び検証されるまで、構成要素を位置合わせ、調整、及び繰り返し再調整することができる。このような位置合わせには、能動的フィードバックを備えた多軸ステージなどの複雑な機器による制御が必要になることがよくある。Ｖ溝技術は、一定の間隔でファイバの間隔を空けるために使用できるが、この技術はコストがかかり、結合構造のために貴重なウェーハ領域を占有し、製造上の複雑さをチップ製造プロセスに加える。さらに、チップを他のチップに結合することはできない。フォトニックワイヤボンディングも使用でき、導波路材料のレーザー書き込みによる導波路の直接接続を可能にする。フォトニックワイヤボンディングプロセスは柔軟性があるが、産業上の安定性、使いやすさ、信頼性に欠けている。格子結合器も開発されており、自由空間ビームを平面導波路に結合することができる。一度製造されると、それらは位置合わせ公差の増大とモード変換を可能にする。ただし、構造は製造が難しく（サブミクロンサイズでの正確な構造化が必要）、スペクトル帯域幅が低く、他の方法に比べて結合効率が低くなる。

【発明の概要】

【0005】

上記のように、フォトニックシステム（フォトニック集積回路など）の構成要素を位置合わせするための既知の技術は、構成要素の反復的及び／又は技術的に困難な（そして高価な）位置合わせ、構成要素の調整、及び構成要素の光結合の検証に依存する。これらのステップは、労働集約的で時間がかかり、フォトニックシステムの製造における並列化及び他の効率の開発を妨げる。したがって、システム構成要素の受動的アラインメントを可能にし、構成要素のアラインメントの反復的な再調整及び光学的検証の必要性を排除する、フォトニックシステムの製造のための改善された技術が必要である。

【0006】

本明細書に開示されるのは、上記の必要性に対処し得る改善された技術である。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるように、光学要素（例えば、フォトニックシステム用のダイ又は他の構成要素）は、正確なサイズと形状の仕様で製造され得、その結果、マイクロ光学ベンチの１つ以上の光学基準面に対して位置決めされ得る。光学構成要素を正確にサイジングし、次にそれらを１つ以上の基準面に対して所定の位置に位置決めすることにより、光学構成要素を１つ以上の他の光学構成要素と正確に位置合わせすることができ、光結合が、能動的位置合わせなしで（例えば、調整可能な位置合わせ構成要素、反復的な再調整、能動的なフィードバックなどの必要なしで）達成され得る。したがって、正確なサイズの光学構成要素を、マイクロ光学ベンチの１つ以上の基準面に対して配置することによって、光学構成要素の受動的な位置合わせ及び結合を達成することができる。

【0007】

いくつかの実施形態では、本明細書に記載の位置合わせ技術で使用するためのダイなどの光学構成要素は、レーザーベースのダイシングプロセスを使用して正確に製造することができる。レーザーベースのダイシングプロセスでは、レーザーを使用してウェーハに応力領域を作り出し、次にウェーハを応力領域に沿って割ってダイを作り出す。ダイは、応力領域に画定された、正確に位置決めされ、非常に平坦で均一な縁部を有する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の位置合わせ技術で使用されるマイクロ光学ベンチは、１つ以上の物理的及び／又は化学的エッチングステップ、１つ以上の精密機械加工ステップ、及び／又は１つ以上の精密複製技術、例えばエンボス加工又は射出成形を使用して正確に製造することができる。

【0008】

いくつかの実施形態では、フォトニックシステムの構成要素を位置合わせするための第１の方法が提供され、第１の方法は、第１の構成要素の光学的特徴部から所定の距離にある第１の表面を第１の構成要素が含むように、基板から第１の構成要素を切り離すことと、第１の構成要素の第１の表面を第１の基準面に押し付けることによって、第１の構成要素を位置決め面上の所定の位置に位置決めすることと、を含むフォトニックシステムの構成要素を位置合わせするための方法であって、第１の構成要素を所定の位置に位置決めすると、第１の構成要素の第１の光学的特徴部が、第１の構成要素が統合されているフォトニックシステムの第２の光学的特徴部に光学的に位置合わせされる、方法である。

【0009】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第１の構成要素を基板から切り離すことは、基板内にダイシング層を作り出すことと基板に力を加えて、基板の残りの部分から第１の構成要素をダイシング層に沿って切り離すことと、を含み、第１の構成要素をダイシング層に沿って切り離すことは、ダイシング層に沿って形成される第１の構成要素の第１の表面を作り出す。

【0010】

第１の方法のいくつかの実施形態では、基板内にダイシング層を作り出すことは、基板の複数の内部位置にレーザーを集束させることを含む。

【0011】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第１の構成要素の第１の表面は、＋１００μｍ以下、かつ－１００μｍ以下の包絡要件を満たす。

【0012】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第１の構成要素を基板から切り離すと、第１の表面の包絡要件を第１の表面が満たす。

【0013】

第１の方法のいくつかの実施形態では、位置決め面及び第１の基準面は、マイクロ光学ベンチの一部である。

【0014】

第１の方法のいくつかの実施形態では、位置決め面は、第１の基準面に直角に隣接している。

【0015】

第１の方法のいくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチは、第２の基準面を含み、第２の基準面は、第１の基準面及び位置決め面の両方に直角に隣接し、第１の構成要素を所定の位置に位置決めすることは、第１の構成要素の第２の表面を第２の基準面に押し付けることを含む。

【0016】

第１の方法のいくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチは、位置決め面に平行な第２の構成要素面を含む。

【0017】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第２の光学的特徴部は光ファイバによって提供され、第２の構成要素面は、光ファイバを受け入れるように構成された溝を含む。

【0018】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第１の構成要素と光学的に位置合わせされる光ファイバの端部は、第２の構成要素面の縁部を越えて延びて、位置決め面と重なり、第１の構成要素を所定の位置に位置決めすることは、第１の構成要素の第２の表面を光ファイバの端部に押し付けることを含む。

【0019】

第１の方法のいくつかの実施形態では、光ファイバの端部は、第２の構成要素面の縁部を越えて５ｍｍ以下の距離だけ延びる。

【0020】

第１の方法のいくつかの実施形態では、光ファイバは５ｍｍ以下の直径を有する。

【0021】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第１の構成要素と光学的に位置合わせされる光ファイバの端部は、第２の構成要素面の縁部と同一平面上にある。

【0022】

第１の方法のいくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチは、第３の基準面を含み、第３の基準面は、第１の基準面に平行であり、位置決め面に隣接している。

【0023】

第１の方法のいくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチは、第１の基準面に形成された１つ以上のくぼみを含む。

【0024】

第１の方法のいくつかの実施形態では、位置決め面及び第１の基準面は、マイクロ光学ベンチの本体にエッチングすることによって形成される。

【0025】

第１の方法のいくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチの本体へのエッチングは、第１の材料を含む第１の層を除去し、第２の材料を含む第２の層を除去しないことを含む。

【0026】

第１の方法のいくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチの本体へのエッチングは、事前定義された速度で本体から材料を化学的に除去することを含む。

【0027】

第１の方法のいくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチは、精密複製技術によって形成される。

【0028】

第１の方法のいくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチが複数の再構成可能な部分を含み、複数の再構成可能な部分のうちの第１の部分は、位置決め面を含み、複数の再構成可能な部分のうちの第２の部分は、第１の基準面を含み、マイクロ光学ベンチは、最初の部分を２番目の部分と接触させることによって形成される。

【0029】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第２の光学的特徴部は、第２の構成要素によって提供される。

【0030】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第２の構成要素は、位置決め面上に位置決めされる。

【0031】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第２の構成要素は、第１のダイの位置決め面とは反対の側に位置決めされる。

【0032】

第１の方法のいくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチは、光学要素を含む。

【0033】

第１の方法のいくつかの実施形態では、マイクロ光学の位置決め面は、透明な材料で形成されている。

【0034】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第１の構成要素を所定の位置に位置決めすると、第１の構成要素の第１の位置合わせ構造が、第２の構成要素の、対応する第２の位置合わせ構造に位置合わせされる。

【0035】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第１の構成要素を所定の位置に位置決めすると、第１の構成要素の第１の位置合わせ構造が、位置決め面及び第１の基準面から選択される面に統合された、対応する第３の位置合わせ構造に位置合わせされる。

【0036】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第１の構成要素を所定の位置に位置決めすると、第１の構成要素の第１の電気コネクタ構造が第２の構成要素の第２の電気コネクタ構造と位置合わせされる。

【0037】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第１の構成要素を所定の位置に位置決めすると、第１の構成要素の第１の電気コネクタ構造が、位置決め面及び第１の基準面から選択される面に統合された第３の電気コネクタ構造と位置合わせされる。

【0038】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第１の構成要素を基板から切り離すことは、第１の構成要素に光学ファセットを作り出すことを含む。

【0039】

第１の方法のいくつかの実施形態では、位置決め面は、＋１００μｍ、かつ－１００μｍ以下の包絡要件を満たす。

【0040】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第１の基準面は、＋１００μｍ、かつ－１００μｍ以下の包絡要件を満たす。

【0041】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第１の構成要素は、シリコン、サファイア、ガリウムヒ素、ガラス、リチウムタンタライト、炭化ケイ素、ニオブ酸リチウム、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、窒化ガリウム、及びリン化インジウムのうちの１つ以上を含む。

【0042】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第１の構成要素はダイであり、基板はウェーハである。

【0043】

第１の方法のいくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチは、シリコン、ガラス、溶融シリカ、石英、ニオブ酸リチウム、セラミック、ポリマー、熱可塑性プラスチック、及びフォトレジストのうちの１つ以上を含む。

【0044】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第１の構成要素は、第１の間隔を有する第１のセットの微調整パッドを含み、第１の構成要素を位置決め面上の所定の位置に位置決めすることは、微調整パッドの第１のセットを、隣接する構成要素に配置された微調整パッドの第２のセットであって、第１の間隔と異なる第２の間隔を有する微調整パッドの第２のセットに面するように位置決めすることを含み、方法は、第１のセットの第１のパッド及び第２のセットの第２のパッドを含む一対の微調整パッドを加熱することをさらに含み、加熱することにより、第１の構成要素と隣接する構成要素との相対的位置を変化させて一対の微調整パッドを位置合わせする。

【0045】

第１の方法のいくつかの実施形態では、隣接する構成要素は、位置決め面上に位置決めされる。

【0046】

第１の方法のいくつかの実施形態では、隣接する構成要素は、位置決め面がその一部であるマイクロ光学ベンチである。

【0047】

第１の方法のいくつかの実施形態では、第１の方法は、第１の構成要素及び隣接する構成要素のうちの少なくとも１つの一部が加熱されて溶融材料になるように、第１の構成要素と隣接する構成要素との間の界面にレーザーを集束させることと、レーザー励起を停止して、溶融材料を冷却かつ固化させ、第１の構成要素を隣接する構成要素に結合可能とすることとによって、第１の構成要素を隣接する構成要素に結合することをさらに含む。

【0048】

第１の方法のいくつかの実施形態では、隣接する構成要素は、位置決め面上に位置決めされる。

【0049】

第１の方法のいくつかの実施形態では、隣接する構成要素は、位置決め面がその一部であるマイクロ光学ベンチである。

【0050】

いくつかの実施形態では、フォトニックシステムを位置合わせするための製造システムであって、第１の基準面に隣接し直交する位置決め面を備え、前記位置決め面及び第１の基準面は、第１の構成要素の第１の面を前記第１の基準面に押し付けると、前記第１の構成要素が所定の位置に位置決めされ、前記第１の構成要素の光学的特徴部が、前記第１の構成要素が統合されているフォトニックシステムの第２の光学的特徴部と位置合わせされるように構成されている、製造システムが提供される。

【0051】

製造システムのいくつかの実施形態では、位置決め面は、＋１００μｍ以下、かつ－１００μｍ以下の包絡要件を満たす。

【0052】

製造システムのいくつかの実施形態では、第１の基準面は、＋１００μｍ以下、かつ－１００μｍ以下の包絡要件を満たす。

【0053】

製造システムのいくつかの実施形態では、位置決め面は、第１の基準面に直角に隣接している。

【0054】

製造システムのいくつかの実施形態では、製造システムは、第１の基準面と位置決め面の両方に直角に隣接する第２の基準面をさらに備え、第１の構成要素の第２の面を第２の基準面に押し付けると、第１の構成要素が所定の位置に位置決めされるように、位置決め面、第１の基準面、及び第２の基準面が構成されている。

【0055】

製造システムのいくつかの実施形態では、製造システムは、位置決め面に平行な第２の構成要素面をさらに備える。

【0056】

製造システムのいくつかの実施形態では、位置決め面及び第１の基準面は、マイクロ光学ベンチの一部である。

【0057】

いくつかの実施形態では、第１の構成要素と、第２の構成要素とを備え、第１の構成要素の第１の光学的特徴部が、第２の構成要素の第２の光学的特徴部と光学的に結合されるように、第１の構成要素と第２の構成要素とが互いに位置合わせされたフォトニックシステムであって、第１の構成要素と第２の構成要素とは、第１の構成要素の第１の表面を第１の基準面に押し付けることにより、位置決め面上の所定の位置に第１の構成要素を位置決めすることによって互いに位置合わせされるフォトニックシステムが提供される。

【0058】

フォトニックシステムのいくつかの実施形態では、第１の基準面は、＋１００μｍ以下、かつ－１００μｍ以下の包絡要件を満たす。

【0059】

フォトニックシステムのいくつかの実施形態では、第１の構成要素の第１の表面は、＋１００μｍ以下、かつ－１００μｍ以下の包絡要件を満たす。

【0060】

いくつかの実施形態では、フォトニックシステムの構成要素を位置合わせさせる第２の方法が提供され、第２の方法は、第１の構成要素の第１の表面を第２の構成要素の第２の表面と接触させることによって第１の構成要素と第２の構成要素とを位置決めすることであって、第１の表面は、第１の間隔を有する微調整パッドの第１のセットを含み、第２の表面は、第１の間隔とは異なる第２の間隔を有する、微調整パッドの対応する第２のセットを含む、位置決めすることと、第１のセットのうちの第１のパッドと第２のセットのうちの第２のパッドを含む一対の微調整パッドを加熱して、第１の構成要素及び第２の構成要素の相対位置を変化させて、一対の微調整パッドを位置合わせさせることと、を含む。

【0061】

いくつかの実施形態では、光学構成要素を製造する第３の方法が提供され、第３の方法は、基板内にダイシング層を作り出すことと、基板に力を加えて、第１の構成要素をダイシング層に沿って基板の残りの部分から切り離すことと、を含み、ダイシング層に沿って第１の構成要素を切り離すと、ダイシング層に沿って形成された第１の構成要素の第１の表面が作り出され、同時に光学ファセットが第１の構成要素に作り出される。

【0062】

第３の方法のいくつかの実施形態では、光学ファセットは、第１の表面の縁部に配置される。

【0063】

第３の方法のいくつかの実施形態では、ダイシング層を作り出すことは、基板内の異なる深さに集束する複数のレーザーパスを実行して、所定のパターンで応力を作り出し、光学ファセットを作り出すことを含む。

【0064】

いくつかの実施形態では、フォトニックシステムの構成要素を位置合わせさせるための第４の方法が提供され、第４の方法は、第１の構成要素の第１の面を第１の基準面に押し付けることによって、位置決め面上の所定の位置に第１の構成要素を位置決めすることを含む。ここで、第１の構成要素を所定の位置に位置決めすると、第１の構成要素の第１の光学的特徴部が、第１の構成要素が組み込まれるフォトニックシステムの第２の光学的特徴部と光学的に位置合わせされる。

【0065】

いくつかの実施形態では、上記の実施形態のいずれか１つ以上の機能のいずれか１つ以上は、互いに、かつ／又は本明細書に開示される任意の方法、システム、技術、又はデバイスの他の特徴もしくは態様と組み合わせることができる。

【0066】

本特許又は出願書類は、カラーで作成された少なくとも１つの図面を含む。カラー図面を含む本特許又は特許出願公開の複写は、要請及び必要な料金の支払により特許庁より提供されよう。

【図面の簡単な説明】

【0067】

【図1A】いくつかの実施形態による、マイクロ光学ベンチを示す。

【図1B】いくつかの実施形態による、マイクロ光学ベンチを示す。

【図2A】いくつかの実施形態による、ダイとファイバを位置合わせさせるためのフォトニックシステムアセンブリシステムを示す。

【図2B】いくつかの実施形態による、ダイとファイバを位置合わせさせるためのフォトニックシステムアセンブリシステムを示す。

【図3A】いくつかの実施形態による、ダイとファイバを、ファイバ端部がマイクロ光学ベンチの基準面と同一平面にある状態で位置合わせするためのフォトニックシステムアセンブリシステムを示す。

【図3B】いくつかの実施形態による、ダイとファイバを、ファイバ端部がマイクロ光学ベンチの基準面と同一平面にある状態で位置合わせするためのフォトニックシステムアセンブリシステムを示す。

【図4A】いくつかの実施形態による、垂直な光伝搬のために構成されたマイクロ光学ベンチを含む、垂直統合のためのフォトニックシステムアセンブリシステムを示す。

【図4B】いくつかの実施形態による、ダイの垂直スタッキング用に構成されたマイクロ光学ベンチを含む、垂直統合のためのフォトニックシステムアセンブリシステムを示す。

【図4C】いくつかの実施形態による、垂直に積み重ねられた２つのマイクロ光学ベンチを含む、垂直統合のためのフォトニックシステムアセンブリシステムを示す。

【図5】いくつかの実施形態による、基準面上にくぼみを有するマイクロ光学ベンチを含む、フォトニックシステムアセンブリシステムを示す。

【図6】いくつかの実施形態による、複数のスタガ型の基準面を有するマイクロ光学ベンチを含むフォトニックシステムアセンブリシステムを示す。

【図7】いくつかの実施形態による、複数の電気接続パッドを有するマイクロ光学ベンチを示す。

【図8】Ａ及びＢは、いくつかの実施形態による、２つの構成要素の相対位置に対する微調整を行うための構成要素微調整システムの図を示す。

【図9】Ａ及びＢは、いくつかの実施形態による、光学構成要素の光学ファセットの図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0068】

いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるように、光学構成要素を光学的に結合するための受動的位置合わせ技術が、以前から知られている、面倒で時間のかかる非効率的な能動的位置合わせ技術に取って代わることができる。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチを使用して、フォトニック集積回路アセンブリなどのフォトニックシステムに統合するために、光学ダイ、ファイバなどなどの１つ以上の光学構成要素を受動的に位置合わせする。マイクロ光学ベンチは、１つ以上の光学構成要素を位置決めすることができる複数の基準面を含むように構成することができ、それによって、１つ以上の構成要素を１つ以上の基準面に対して位置決めすることにより、構成要素が受動的に光学的に位置合わせされ、事前定義された位置（及び向き）に位置決めされて結合される。以下でさらに詳細に説明するように、マイクロ光学ベンチは、いくつかの実施形態では、互いに垂直である複数の基準面を含むことができ、いくつかの実施形態では、基準面の１つが、ダイ又は他の光学構成要素が当初に配置され得る「ステージング領域」又は「位置決め領域」として提供され得、１つ以上の他の基準面が、位置決め領域を形成する表面に隣接し直交する壁として提供され得る。このようにして、ダイなどの光学構成要素を位置決め領域表面に位置決めし、隣接し直交する壁面の１つ以上に向かってそれにあたるように摺動させることができ、それによって、光学構成要素を事前定義された位置と向きに配置して、光学的に位置合わせして結合することができる。

【0069】

いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるような受動的位置決め及び位置合わせ技術の使用は、マイクロ光学ベンチと、ベンチを使用して位置決め及び位置合わせされる１つ以上の光学構成要素の両方に対して正確に定義された寸法を必要とし得る。マイクロ光学ベンチの正確な製造技術については、以下でさらに詳しく説明する。いくつかの実施形態では、光学ダイなどの光学構成要素の正確で精密なサイズ、形状、及び平坦度／滑らかさの達成は、レーザーベースのダイシング又はプラズマベースのダイシングなどの１つ以上の正確な分離技術を介して達成することができる。本明細書の例は、主にレーザーベースのダイシングを使用してウェーハからダイを分離することを企図しているが、いくつかの実施形態では、光学システムの任意の構成要素が、構成要素が本明細書で説明する技術を使用して位置合わせされるのに十分に正確なサイズを有するような方法で任意の基板から分離され得る。

【0070】

いくつかの実施形態では、レーザーベースのウェーハダイシングは、ウェーハ（例えば、半導体ウェーハ）の、ダイシングされて１つ以上のダイを形成する領域にビームの焦点を合わせせるようにレーザービームを送信することを含み得る。ダイシングされるウェーハの領域にレーザーを集束させることにより、レーザーは、ウェーハ内のダイシング層を画定する平面を形成するように正確に配置された欠陥／応力をウェーハ内に作り出すことができる。（他の分離技術では、以下でさらに詳細に説明するように、レーザー照射以外の様々な技術によってダイシング層を形成することができる。）欠陥／応力がウェーハに導入されると、力がウェーハに加えられてウェーハをダイシング層に沿って割れさせ、それによってダイをウェーハから切り離す。このようにして、形成されるダイは、レーザー形成されたダイシング層によって画定された、正確に画定され、高度に滑らかで平らな、均一な外面を有することができる。

【0071】

いくつかの実施形態では、ウェーハを割るためにウェーハに力を加えることには、「テープ引っ張り」法、「ダイビングボード」法、及び／又は「ギロチン」法などの１つ以上の技術を含み得るが、これらに限定されない。

【0072】

「テープ引っ張り」法によれば、いくつかの実施形態では、横方向の力（例えば、ダイシング層の平面に垂直な力）を、ウェーハが取り付けられている媒体に加えることができる。例えば、横方向の力を加えて外側に引っ張ることができるように構成されたダイシングテープなどの粘着テープにウェーハを取り付けることができる。横方向の力が加えられてテープが伸びると、横方向の力が（テープのウェーハへの接着を介して）ウェーハに伝達され、それによって横方向の力がウェーハに加えられ、ウェーハがダイシング層に沿って割れる。

【0073】

「ダイビングボード」法によれば、いくつかの実施形態では、ウェーハは、ウェーハの切り離される部分がクランプされた部分から外側に延びた状態で、所定の位置に固定（例えば、クランプ）され得る。ウェーハに形成されたダイシング層は、固定されたウェーハの部分から外側の適切な距離に配置され得る（又は、固定されたウェーハの部分の外側の縁部と同一平面上にあり得る）。次に、ブレード（例えば、ウェーハの延出部分に圧力を加えるように構成されたデバイス）がウェーハに下向きの力を、例えば、ダイシング層の平面と平行に（かつクランプ力が加えられる方向と平行に）加えることができる。ブレードは、ウェーハに対して、固定された部分からウェーハに沿ってダイシング層よりもさらに離れた位置にある位置で力を加えるように構成することができる。ブレードによって加えられる下向きの力は、ダイシング層に沿ってウェーハを割ることができる。いくつかの実施形態では、ウェーハは、「ダイビングボード」法の適用中、ダイシングテープなどの粘着テープに取り付けられていてもよい。

【0074】

「ギロチン」法によれば、いくつかの実施形態では、２つのプレートの上にウェーハが配置され、ブリッジが２つのプレート間のギャップを横切って形成され得る。ウェーハのダイシング層がギャップに位置合わせされ、ブレード又は他の物体を使用してウェーハのダイシング層に対してプレートに向かう力を加えると、ウェーハはギャップに偏向されてダイシング層に沿って割れる。いくつかの実施形態では、ウェーハは、「ギロチン」法の適用中におけるダイシングテープのように、粘着テープに取り付けられ得る。

【0075】

上記の３つの方法のいずれにおいても、「上下」方向（例えば、ダイシング平面に平行であり、ウェーハの広い上面及び下面に垂直な方向）におけるウェーハの向きは重要ではない可能性がある。例えば、技術は、ウェーハの上下方向が上記の説明と比較して反対であっても、技術が適用され得る。いくつかの実施形態では、上記のうちのいずれの１つの方法によるテープの使用も、プロセス中のウェーハ表面に関して媒介、増強、かつ／又は損傷を低減することができる。例えば、ブレードとウェーハとの間においてブレードがウェーハに直接接触しないように、テープをウェーハの表面に配置して、損傷を防ぎ、ブレードの力を分散させることができる。

【0076】

以下の技術の１つ以上を使用して表面の特性を示すことができる。すなわち、光学形状測定、スタイラスベース形状測定、原子間力顕微鏡、光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡、座標測定機、レーザー干渉法など、である。マイクロ光学ベンチ及び構成要素（ダイなど）の一般的な機能と仕様は、構成要素相互間の実際の位置に影響を与える振る舞いにおいて重要であり得る。ｘ、ｙ、ｚ座標系での光学的特徴部の実際の位置は、１つの光学要素から隣接する要素への光学フィールドの結合特性に影響を与える可能性がある（Ｒｅｅｄ、Ｇ．Ｔ．＆ Ｋｎｉｇｈｔｓ、Ａ．Ｐ．Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ：Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．（Ｗｉｌｅｙ、２００４）を参照されたい。）。したがって、いくつかの実施形態では、全体的な公差の合計は、所与の光結合アプリケーションの（最大結合／挿入光損失をもたらす）最大許容真位置決め不正確性に従って維持されるべきである。例えば、ダイ２１８ａ上の導波路がダイ２１８ｂ上の導波路と出会う場合、光学ファセットのｘとｚの真の位置は、結合損失対位置精度誤差を考慮して、所望の光損失係数に従って維持される必要があり得る（例えば、Ｒｅｅｄ，Ｇ．Ｔ．＆Ｋｎｉｇｈｔｓ，Ａ．Ｐ．Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ：Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，Ｆｉｇ．４．１５ ａｎｄ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｅｑｕａｔｉｏｎ ４．５３（Ｗｉｌｅｙ，２００４）を参照）。具体的には、１／ｅモード幅が１０μｍの導波路は、１次元で２μｍオフセットされると、１５％の結合損失（０．７ｄＢ）を生じる。結合損失の問題は、ｙ方向ではわずかに異なる。ビームが光学要素から放出されると、自由空間の伝搬はほぼガウシアンビーム光学系に従う。簡単に言えば、ビームが伝播するにつれて、ビームのサイズが変化するため、ｙの真の位置の偏差により、プロファイルが設計プロファイルよりも大きくなったり小さくなったりし、その結果、結合効率が低下する可能性がある。したがって、いくつかの実施形態では、モード拡張は、ｙ結合ギャップの位置精度誤差が所望の結合係数をもたらすように制御／設計されるべきである。

【0077】

上記の原理は、様々な形状、サイズ、屈折率、形状、プロファイルなどの光学アーキテクチャに適用される可能性があることに注意されたい。導波路間のシングルモードからシングルモードへの導波路（直径１０ｕｍ １／ｅ）結合の具体例には、次の制約がある。すなわち、ｙ方向の最適な結合には０μｍのギャップがある。ｘ又はｚ方向に偏差がない場合、ｙ位置での＋／－６０μｍの公差は約１ｄＢの損失に対して許容される。ｘとｚのより感度の高い結合方向には、同じ約１ｄＢの損失に対して、単一方向に約＋／－３ｕｍの配置の公差がある。損失は累積的であるため、ｙの真の位置に６０ｕｍの偏差があり、ｘとｚの両方で真の位置に３μｍの位置偏差がある場合、約３ｄＢの損失が観察されることに注意されたい。上記は、１０ｕｍ １／ｅ直径モード結合状況での３ｄＢの損失状況での公差の具体例として役立つが、公差の状況は、光学部品／導波路の形状によって大幅に異なる可能性がある。効果的な光結合のために光学構成要素の正確な位置合わせが必要な方法を考慮すると、この技術に従う光学構成要素の位置及び／又は向きに影響を与える可能性のあるすべての形状の公差を考慮することが重要である。

【0078】

いくつかの実施形態では、レーザーベースのウェーハダイシングに加えて、又はその代わりに、レーザーベースのウェーハダイシング以外の光学構成要素を形成するための１つ以上の技術を使用することは、作り出される光学構成要素が十分正確に定義されたサイズと形状を有し、構成要素を基準面に押し付けることによる受動的位置合わせが、光学的位置合わせ及び結合を実現するのに効果的である限り可能である。

【0079】

本明細書で使用される場合、「表面」（例えば、「基準面」又は「位置決め表面」）又は「平面」という用語は、構成要素の外面を指し得、いくつかの実施形態では、構成要素外面の任意の３つ以上の点によって定義され得る。いくつかの実施形態では、第１の構成要素の外側の少なくとも３つの点が他の構成要素に押し付けられて接触しているとき、構成要素は別の構成要素に対して安定した位置にあり得る。この配置では、第１の構成要素の第１の表面が第２の構成要素に押し付けられていると言うことができる。いくつかの実施形態では、複数の表面上の基準点との接触の組み合わせ（例えば、１つの基準面上の２つの点及び別の基準面上の１つの点）によれば、構成要素を正確に配置することができる。この配置では、第１の構成要素の第１の表面が第２の構成要素に押し付けられていると言うことができる。

【0080】

より一般的には、本開示は主に「基準面」を含む例を参照することによるが、いくつかの実施形態では、任意の前提が、基準面に関して本明細書に記載されるのと同様の方法で使用され得ることを理解されたい。例えば、平面、曲面、及び／又は１つ以上の点を含む前提が、基準面が使用され得ることが本明細書に記載されているのと同様の方法で使用され得る。

【0081】

ダイのサイズの公差は、必要な光結合係数に基づいた精度に制御する必要がある。結合係数は２つの光導波路モードプロファイルのオーバーラップに基づいているため、並進位置ずれがモード形状よりも小さい必要がある。いくつかの実施形態では、任意の方向の並進位置ずれは、長さが１モード、０．５モード、０．２５モード、０．１モード、０．０１モード、又は０．００１モード以下であり得る。いくつかの実施形態では、任意の方向の並進位置ずれは、長さが１モード、０．５モード、０．２５モード、０．１モード、０．０１モード、又は０．００１モード以上であり得る。いくつかの実施形態では、任意の方向の並進位置ずれは、１００μｍ、５０μｍ、２５μｍ、１５μｍ、１０μｍ、５μｍ、１μｍ、５００ｎｍ、２５０ｎｍ、１００ｎｍ、５０ｎｍ、又は１０ｎｍ以下であり得る。いくつかの実施形態では、任意の方向の並進位置ずれは、１００μｍ、５０μｍ、２５μｍ、１５μｍ、１０μｍ、５μｍ、１μｍ、５００ｎｍ、２５０ｎｍ、１００ｎｍ、５０ｎｍ、又は１０ｎｍ以上であり得る。垂直な構成要素の表面を正確に定義することで、角度のずれを回避できる。いくつかの実施形態では、構成要素面の角度は、３０度、２０度、１５度、１０度、５度、２度、１度、０．５度、０．１度、又は０．０１度以下であり得る。いくつかの実施形態では、構成要素面の角度は、３０度、２０度、１５度、１０度、５度、２度、１度、０．５度、０．１度、又は０．０１度以上であり得る。

【0082】

いくつかの実施形態では、光学構成要素の十分に正確な位置決めは、構成要素が形成又は製造される方法に関係なく、構成要素の形状及び／又はサイズの正確な画定（例えば、ダイの形状及びサイズの正確な画定）に依存し、それによって可能になり得る。このような場合、光結合の十分性は、設計構造の包絡面によって定義される１つ以上の次元で許容される公差に依存する可能性がある。幾何学的寸法と公差の分野では、ある次元に適用される包絡要件において、寸法公差に適合している部分が、最大材料サイズを有する完全な形状の包絡面範囲内にある場合、その部分は包絡要件に合格することを示す。そうでない場合、その部分はその次元の包絡要件を満たしていない。前言の逆もまた真である。ある次元に適用される包絡要件において、寸法公差に適合している部分が、最小材料サイズを有する完全な形状の包絡面範囲を完全に包含する場合、その部分は包絡要件に合格することを示し得る。そうでない場合、その部分はその次元の包絡要件を満たしていない。本明細書に開示される様々な構成要素の例示的な包絡要件を以下に示す。いくつかの実施形態では、レーザーベースのダイシングに加えて、又はその代わりに、ダイなどの光学構成要素を形成するために使用される技術は、のこぎりを使用するウェーハの物理的切断、ウェーハのプラズマ切断、アブレーションレーザーダイシング、レーザージェット（導波路）ダイシング、ＴＬＳダイシング（Ｚｕｈｌｋｅ，Ｈ．－Ｕ．，Ｅｂｅｒｈａｒｄｔ，Ｇ．＆Ｕｌｌｍａｎｎ，Ｒ．ＴＬＳ－Ｄｉｃｉｎｇ－Ａｎ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｔｏ ｋｎｏｗｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．ｉｎ２００９ ＩＥＥＥ／ＳＥＭＩ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ２８－３２（２００９）を参照）、スクライブ・アンド・ブレーク、及び／又はダイス・ビフォア・グラインド（ＤＢＧ）を含み得る。

【0083】

本明細書でさらに詳細に説明するように、１つ以上の光学構成要素がマイクロ光学ベンチに対してかつ／又は互いに位置決めされると、１つ以上の構成要素は、互いにかつ／又はマイクロ光学ベンチと結合することによって所定の位置に固定／結合され得る。いくつかの実施形態では、接着剤結合、ワイヤ結合、はんだ付け、溶接などの任意の適切な結合方法を使用することができる。

【0084】

ここで、本明細書に開示される技術の様々な実施形態の態様を示す以下の図が参照される。

【0085】

図１Ａ及び１Ｂは、いくつかの実施形態による、マイクロ光学ベンチ１０１を示す。図１Ａは斜視図を示し、図１Ｂは側面図を示している。マイクロ光学ベンチ１０１は、図１Ａ及び１Ｂにｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸を参照して示されており、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸は、マイクロ光学ベンチ１０１の様々な表面を参照するために本明細書で参照される。

【0086】

示されるように、マイクロ光学ベンチ１０１は、ｘｙ基準面１０２、ｙｚ基準面１０４、及びｘｚ基準面１０６を含み、これらは一緒に、ｘｙ基準面１０２の上方の空間における３次元領域を（示される向きで）画定する。３つの側面が３つの基準面によって囲まれたこの位置決め領域内で、１つ以上の光学構成要素がマイクロ光学ベンチ１０１に対して、かつ／又は互いに対して移動することができる。例えば、マイクロ光学ベンチ１０１が図１Ａに示されるように向けられ、ｘｙ基準面１０２が重力に対して上向きである場合、ダイなどの光学構成要素は表面１０２上に緩く配置されて、ｘ及びｙ方向に自由に摺動され得る。表面１０２上に配置された後、構成要素は、次に、表面１０２に沿って、基準面１０４及び／又は１０６のうちの１つ以上に向かって摺動され得る。構成要素は、基準面１０４及び／又は１０６のうちの１つ以上に対して押し付けられ（例えば、位置決め領域の縁部に対して、又は位置決め領域の隅部に押し付けられてもよく）、構成要素は、１つ以上の他の光学構成要素と光学的に位置合わせされかつ結合される、事前定義された位置及び／又は向きに配置されてもよい。

【0087】

図１Ａ及び１Ｂの例は、基準面１０２、１０４、及び１０６を互いに垂直であるとして示しているが、本明細書の開示に照らして、いくつかの実施形態では、１つ以上の横切る方向であるが非垂直な表面のセットを、１つ以上の垂直基準面のセットに加えて、又はその代わりに使用することができることが当業者には理解されるであろう。

【0088】

示されるように、マイクロ光学ベンチ１０１は、第２の構成要素面１０８を含み、これは、１つ以上の他の光学構成要素が位置決め領域内を移動される間に、任意の光学構成要素を受け入れ、保持し、位置決めし、又は支持するように構成されたマイクロ光学ベンチ１０１の任意の表面であり得る。いくつかの実施形態では、第２の構成要素面によって支持される光学構成要素は、１つ以上の他の光学構成要素が位置決め領域内を移動される間、動かずに保持される静的構成要素であり得る。例えば、位置決め領域内を移動される構成要素と位置合わせされ結合されるファイバ、ダイ、又は他の光学構成要素は、第２の構成要素面１０８上の静止位置／向きに配置されることができ、位置決め領域内の光学移動構成要素が、基準面１０２、１０４、及び１０８の１つ以上に押し付けられて、その事前定義された位置／向きに置かれると、第２の構成要素面１０８上の静的構成要素は、それによって、移動構成要素に自動的に位置合わせ／結合される。

【0089】

いくつかの実施形態では、第２の構成要素面１０８は、その上の１つ以上の構成要素の位置決め／位置合わせを支援するように構成された１つ以上の特徴部を含み得る。例えば、図１Ａ及び１Ｂに示されるように、第２の構成要素面１０８は、１つ以上のファイバを受け入れて、位置決め領域内の可動構成要素に結合するための位置／向きに位置決めするように構成された溝１１０を含み得る。いくつかの実施形態では、溝１１０は、マイクロ光学ベンチ１０１の表面１０８の一部としてエッチングされる、又は他の方法で一体的に形成され得る。いくつかの実施形態では、溝１１０は、１つのファイバがＶ字形の溝の１つに配置されることによって正確に位置決めされ得るようなＶ溝として提供され得る。

【0090】

いくつかの実施形態では、Ｕ字形の溝など、Ｖ字形の溝以外の異なる形状の構成要素位置合わせ特徴部又はファイバ位置合わせ特徴部を使用することができる。

【0091】

いくつかの実施形態では、Ｖ溝及び異なる形状の溝が、同じマイクロ光学ベンチに含まれ得る。いくつかの実施形態では、Ｖ溝及び異なる形状の溝が、同じマイクロ光学ベンチに含まれ得る。いくつかの実施形態では、溝は、ｙｚ基準面１０４の上縁部又はその近くを含む、第２の構成要素面１０８上の任意の位置に配置されることができる。いくつかの実施形態では、互いを横切る方向である複数の溝が同じマイクロ光学ベンチに含まれ得る。

【0092】

いくつかの実施形態では、物理的特徴部を画定して（例えば、以下で説明するように、溝１１０を作り出すために使用されるエッチングステップ中に画定して）、構成要素又はファイバ端ファセットをｘｚ基準面１０６に対して正確に配置することができる。そのような特徴部は、図１Ａ及び１Ｂの例には示されていないが、例えば、物理的止め部を含むことができる。

【0093】

いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ１０１は、２５μｍ、５０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、又は２５ｍｍ以下のｚ次元高さを有し得る。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ１０１は、２５μｍ、５０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、又は２５ｍｍ以上のｚ次元高さを有し得る。

【0094】

いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ１０１は、１００μｍ、２５０μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、又は２５０ｍｍ以下のｘ次元長さを有し得る。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ１０１は、１００μｍ、２５０μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、又は２５０ｍｍ以上のｘ次元長さを有し得る。

【0095】

いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ１０１は、１００μｍ、２５０μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、又は２５０ｍｍ以下のｙ次元長さを有し得る。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ１０１は、１００μｍ、２５０μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、又は２５０ｍｍ以上のｙ次元長さを有し得る。

【0096】

いくつかの実施形態では、３つの側面がｘｙ基準面１０２、ｙｚ基準面１０４、及びｘｚ基準面１０６によって囲まれた位置決め領域は、０．５μｍ、１μｍ、１０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、９ｍｍ、又は１０ｍｍ以下のｚ次元高さを有し得る。いくつかの実施形態では、３つの側面がｘｙ基準面１０２、ｙｚ基準面１０４、及びｘｚ基準面１０６によって囲まれた位置決め領域は、０．５μｍ、１μｍ、１０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、９ｍｍ、又は１０ｍｍ以上のｚ次元高さを有し得る。

【0097】

いくつかの実施形態では、３つの側面がｘｙ基準面１０２、ｙｚ基準面１０４、及びｘｚ基準面１０６によって囲まれた位置決め領域は、５μｍ、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、１０ｍｍ、５０ｍｍ、９９ｍｍ、又は１００ｍｍ以下のｘ次元長さを有し得る。いくつかの実施形態では、３つの側面がｘｙ基準面１０２、ｙｚ基準面１０４、及びｘｚ基準面１０６によって囲まれた位置決め領域は、５μｍ、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、１０ｍｍ、５０ｍｍ、９９ｍｍ、又は１００ｍｍ以上のｘ次元長さを有し得る。

【0098】

いくつかの実施形態では、３つの側面がｘｙ基準面１０２、ｙｚ基準面１０４、及びｘｚ基準面１０６によって囲まれた位置決め領域は、５μｍ、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、１０ｍｍ、５０ｍｍ、９９ｍｍ、又は１００ｍｍ以下のｙ次元長さを有し得る。いくつかの実施形態では、３つの側面がｘｙ基準面１０２、ｙｚ基準面１０４、及びｘｚ基準面１０６によって囲まれた位置決め領域は、５μｍ、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、１０ｍｍ、５０ｍｍ、９９ｍｍ、又は１００ｍｍ以上のｙ次元長さを有し得る。

【0099】

いくつかの実施形態では、溝１１０の１つ以上は、０．５μｍ、１μｍ、１０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、又は１０ｍｍ以下の溝深さを有し得る。いくつかの実施形態では、溝１１０の１つ以上は、０．５μｍ、１μｍ、１０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、又は１０ｍｍ以上の溝深さを有し得る。

【0100】

いくつかの実施形態では、溝１１０の１つ以上は、０．５μｍ、１μｍ、１０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、又は１０ｍｍ以下の溝幅を有し得る。いくつかの実施形態では、溝１１０の１つ以上は、０．５μｍ、１μｍ、１０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、又は１０ｍｍ以上の溝幅を有し得る。

【0101】

いくつかの実施形態では、溝１１０の２つ以上は、０．５μｍ、１μｍ、１０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、又は１０ｍｍ以下の間隔距離によって互いに離間され得る。いくつかの実施形態では、溝１１０２のつ以上は、０．５μｍ、１μｍ、１０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、又は１０ｍｍ以上の間隔距離によって互いに離間され得る。

【0102】

いくつかの実施形態では、溝１１０のいずれか１つは、０．５μｍ、１μｍ、１０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、又は２５ｍｍ以下の間隔距離によって、ｙｚ基準面１０４から横方向に離間され得る。いくつかの実施形態では、溝１１０のいずれか１つは、０μｍ、０．５μｍ、１μｍ、１０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、又は２５ｍｍ以上の間隔距離によって、ｙｚ基準面１０４から横方向に離間され得る。

【0103】

いくつかの実施形態では、ｘｙ基準面１０２を含むがこれらに限定されない光学ベンチ１０１の１つ以上の表面は、＋１ｎｍ、＋１０ｎｍ、＋５０ｎｍ、＋１００ｎｍ、＋５００ｎｍ、＋１μｍ、＋１０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ、又は＋２５０μｍ以下のｚ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ｘｙ基準面１０２を含むがこれらに限定されない光学ベンチ１０１の１つ以上の表面は、＋１ｎｍ、＋１０ｎｍ、＋５０ｎｍ、＋１００ｎｍ、＋５００ｎｍ、＋１μｍ、＋１０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ、又は＋２５０μｍ以上のｚ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ｘｙ基準面１０２を含むがこれらに限定されない光学ベンチ１０１の１つ以上の表面は、－１ｎｍ、－１０ｎｍ、－５０ｎｍ、－１００ｎｍ、－５００ｎｍ、－１μｍ、－１０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、又は－２５０μｍ以下のｚ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ｘｙ基準面１０２を含むがこれらに限定されない光学ベンチ１０１の１つ以上の表面は、－１ｎｍ、－１０ｎｍ、－５０ｎｍ、－１００ｎｍ、－５００ｎｍ、－１μｍ、－１０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、又は－２５０μｍ以上のｚ次元包絡要件を有し得る。

【0104】

いくつかの実施形態では、ｘｙ基準面１０４を含むがこれらに限定されない光学ベンチ１０１の１つ以上の表面は、＋１ｎｍ、＋１０ｎｍ、＋５０ｎｍ、＋１００ｎｍ、＋５００ｎｍ、＋１μｍ、＋１０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ、又は＋２５０μｍ以下のｚ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ｙｚ基準面１０４を含むがこれらに限定されない光学ベンチ１０１の１つ以上の表面は、＋１ｎｍ、＋１０ｎｍ、＋５０ｎｍ、＋１００ｎｍ、＋５００ｎｍ、＋１μｍ、＋１０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ、又は＋２５０μｍ以上のｘ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ｙｚ基準面１０４を含むがこれらに限定されない光学ベンチ１０１の１つ以上の表面は、－１ｎｍ、－１０ｎｍ、－５０ｎｍ、－１００ｎｍ、－５００ｎｍ、－１μｍ、－１０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、又は－２５０μｍ以下のｘ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ｙｚ基準面１０４を含むがこれらに限定されない光学ベンチ１０１の１つ以上の表面は、－１ｎｍ、－１０ｎｍ、－５０ｎｍ、－１００ｎｍ、－５００ｎｍ、－１μｍ、－１０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、又は－２５０μｍ以上のｘ次元包絡要件を有し得る。

【0105】

いくつかの実施形態では、ｘｚ基準面１０６を含むがこれらに限定されない光学ベンチ１０１の１つ以上の表面は、＋１ｎｍ、＋１０ｎｍ、＋５０ｎｍ、＋１００ｎｍ、＋５００ｎｍ、＋１μｍ、＋１０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ、＋２５０μｍ、＋５００μｍ、＋１ｍｍ、又は＋５ｍｍ以下のｙ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ｘｚ基準面１０６を含むがこれらに限定されない光学ベンチ１０１の１つ以上の表面は、＋１ｎｍ、＋１０ｎｍ、＋５０ｎｍ、＋１００ｎｍ、＋５００ｎｍ、＋１μｍ、＋１０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ、＋２５０μｍ、＋５００μｍ、＋１ｍｍ、又は＋５ｍｍ以上のｙ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ｘｚ基準面１０６を含むがこれらに限定されない光学ベンチ１０１の１つ以上の表面は、－１ｎｍ、－１０ｎｍ、－５０ｎｍ、－１００ｎｍ、－５００ｎｍ、－１μｍ、－１０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、－２５０μｍ、－５００μｍ、－１ｍｍ、又は－５ｍｍ以下のｙ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ｘｚ基準面１０６を含むがこれらに限定されない光学ベンチ１０１の１つ以上の表面は、－１ｎｍ、－１０ｎｍ、－５０ｎｍ、－１００ｎｍ、－５００ｎｍ、－１μｍ、－１０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、－２５０μｍ、－５００μｍ、－１ｍｍ、又は－５ｍｍ以上のｙ次元包絡要件を有し得る。

【0106】

いくつかの実施形態では（例えば、上記の例示的な包絡要件と一致するように）、光学ベンチ表面の包絡要件は、光の光学的伝搬を横切る方向（例えば、光学ベンチ１０１のｘ方向及びｚ方向）において、光学的伝搬の方向（例えば、光学ベンチ１０１のｙ方向）よりもより狭くてよい。

【0107】

いくつかの実施形態では、光学ベンチ１０１の１つ以上の表面は、表面の平面に垂直な寸法において、＋１ｎｍ、＋１０ｎｍ、＋５０ｎｍ、＋１００ｎｍ、＋５００ｎｍ、＋１μｍ、＋１０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ、＋２５０μｍ、＋５００μｍ、＋１ｍｍ、又は＋５ｍｍ以下の包絡公差を有し得る。いくつかの実施形態では、光学ベンチ１０１の任意の表面は、表面の平面に垂直な寸法において、＋１ｎｍ、＋１０ｎｍ、＋５０ｎｍ、＋１００ｎｍ、＋５００ｎｍ、＋１μｍ、＋１０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ、＋２５０μｍ、＋５００μｍ、＋１ｍｍ、又は＋５ｍｍ以上の包絡公差を有し得る。いくつかの実施形態では、光学ベンチ１０１の任意の表面は、表面の平面に垂直な寸法において、－１ｎｍ、－１０ｎｍ、－５０ｎｍ、－１００ｎｍ、－５００ｎｍ、－１μｍ、－１０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、－２５０μｍ、－５００μｍ、－１ｍｍ、又は－５ｍｍ以下の包絡公差を有し得る。いくつかの実施形態では、光学ベンチ１０１の任意の表面は、表面の平面に垂直な寸法において、－１ｎｍ、－１０ｎｍ、－５０ｎｍ、－１００ｎｍ、－５００ｎｍ、－１μｍ、－１０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、－２５０μｍ、－５００μｍ、－１ｍｍ、又は－５ｍｍ以上の包絡公差を有し得る。

【0108】

いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ１０１は、シリコン、様々なガラス、溶融シリカ、石英、ニオブ酸リチウム、セラミック、ポリマー（例えば、アクリル、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、ＣＯＣ、ＣＯＰ、など）、熱可塑性プラスチック、フォトレジスト、又はそれらの１つ以上の任意の組み合わせを含むがこれには限定されない１つ以上の材料、によって形成され得る。

【0109】

いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ１０１は、微細加工によって形成され得る。いくつかの実施形態では、基準面１０２、１０４、及び１０６のうちの１つ以上は、１つ以上の光リソグラフィステップとそれに続く１つ以上のエッチングステップによって形成され得る。例えば、基準面は、第１の光リソグラフィステップとそれに続く深反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）によって形成され得る。いくつかの実施形態では、単一のマスク及びエッチングステップによって、形成される基準面１０２、１０４、及び１０６に対応する１つ以上の平面を画定することに加えて、光学原点（例えば、ｘｙ基準面１０２、ｙｚ基準面１０４、及びｘｚ基準面１０６の間の交点）を空間内に正確に画定し得る。いくつかの実施形態では、第１の光リソグラフィステップに対する第２の光リソグラフィステップが実行され得、それに続く第２のエッチングステップによって、ｙｚ基準面１０４から正確に画定された距離で溝１１０を形成し得る。いくつかの実施形態では、第２のエッチングステップは、湿式化学エッチング（例えば、ＫＯＨエッチング）であり得る。いくつかの実施形態では、第２のエッチングステップは、所望のエッチング寸法を達成するように構成された時間を定められたエッチングステップ及び／又は監視されたエッチングステップであり得る。

【0110】

いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ１０１の製造は、マイクロ光学ベンチ１０１を形成するために、多層コーティング内への、及び／又は多層コーティングを貫通するエッチングを含み得る。例えば、基板内の異なる層は、異なる化学反応を使用することによって選択的に除去することができ、それによって、次の層を除去せずに最上層を除去し、次に第３の層を除去せずに次の層を除去することができる、などである。これは、所望数の層（かつ所望数の層のみ）を除去可能にすることによってエッチング深さの正確な制御を可能にし得、そしてマイクロ光学ベンチを本質的に再構成可能にする。例えば、窒化ケイ素と酸化ケイ素の交互の層は、それぞれリン酸とフッ化水素酸を介して選択的に除去することができる。

【0111】

いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ１０１の製造は、所望のエッチング深さを達成するために特に選択された時間の間、１つ以上の化学エッチングステップを実行することを含み得、より長いエッチング時間は、より深いエッチングをもたらす。

【0112】

いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ１０１は、上記のような１つ以上のリソグラフィ及び／又はエッチング技術を使用する場合など、単一のモノリシック本体から形成することができる。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ１０１は、一緒にマイクロ光学ベンチ１０１の本体を形成する再構成可能な部分などの複数のサブ構成要素から形成され得る。

【0113】

再構成可能なマルチピースのマイクロ光学ベンチ１０１のいくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ１０１の本体は、（１）ｘｙ基準面１０２を形成するベース構成要素、（２）ｙｚ基準面１０４を形成する第１の壁構成要素、及び（３）ｘｚ基準面１０６を形成する第２の壁構成要素から形成され得る。いくつかの実施形態では、第２の壁構成要素はまた、溝１１０を含み得、第１の壁構成要素及び第２の壁構成要素のうちの１つ以上は、第２の構成要素面１０８（例えば、ｘｙ基準面１０２より上に隆起した表面）を形成し得る。いくつかの実施形態では、システムは、特定の用途に望ましい寸法を有するマイクロ光学ベンチを形成するために、選択され得、互いに交換され得る、異なるベース構成要素及び／又は異なる壁構成要素のセットを含み得る。例えば、ｘｙ基準面１０２及び／又はｘｚ基準面１０６の壁ｚ次元高さは、異なる交換可能な第１又は第２の壁構成要素を選択することによって変えることができ、又はｙｚ基準面１０４からの溝１１０の距離は、異なる交換可能な第１又は第２壁構成要素を選択することによって変えることができる。

【0114】

いくつかの実施形態では、交換可能な構成要素は、溝１１０などの構成要素位置合わせ機能部の位置及び向きの正確な制御を可能としし得、一方、ベース構成要素及び第１の壁構成要素などの他の構成要素を、正確なｚ次元の厚さ制御を必要とせずに製造することを可能にし得る。したがって、精密製造技術（例えば、精密エッチング）は、マイクロ光学ベンチ１０１のすべての構成要素についてではなく、マイクロ光学ベンチ１０１の一部の構成要素にのみ必要であり、それにより、製造の容易さを増し、製造コスト及び時間が削減される。

【0115】

いくつかの実施形態では、交換可能な構成要素を使用して、製造材料、表面の滑らかさ、表面の形状、表面インデント、１つ以上のスタガ型基準面の存在及び／又は位置、１つ以上の光学構成要素（例えば、レンズ）の存在及び／又は位置、１つ以上の貫通穴の存在及び／又は位置、１つ以上の電気コネクタの存在及び／又は位置、及び／又は１つ又は複数の物理的嵌合構造の存在及び／又は位置を含むがこれらに限定されない、本明細書の他の場所で説明される特性のいずれかを含む、物理的寸法以外のマイクロ光学ベンチ１０１の１つ以上の特性を変えることができる。

【0116】

いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ１０１は、ｘｙ基準面１０２上に配置された構成要素（例えば、ダイ）を上昇させることができる１つ以上のマイクロシムを受け入れるように構成され得る。いくつかの実施形態では、マイクロシムは、ダイ又は他の構成要素がその上に配置され得るように、それをｘｙ基準面１０２に接着するための接着剤裏打ちを含み得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のマイクロシムを互いに積み重ねることができる。いくつかの実施形態では、マイクロシムは、異なるｚ方向の高さを有する異なる構成要素（例えば、異なるダイ）と共にマイクロ光学ベンチ１０１を使用することを可能にし得る。

【0117】

いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ１０１は、精密機械加工によって形成することができる。

【0118】

図２Ａ及び２Ｂは、いくつかの実施形態による、ダイ及びファイバを位置合わせするためのフォトニックシステムアセンブリシステム２００を示す。本明細書に示される位置合わせシステムは、主にダイ及び／又はファイバの位置合わせを企図しているが、光学システムの任意の構成要素（フォトニックモジュール、レンズ、及びフォトニック集積回路を含むがこれらに限定されない）が本明細書に開示される技術に従って位置合わせできることを理解されたい。示されるように、システム２００は、マイクロ光学ベンチ２０１ならびにファイバ２１６及びダイ２１８ａ～ｄを含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ２０１は、ｘｙ基準面２０２、ｙｚ基準面２０４、ｘｚ基準面２０６、及び固定構成要素面２０８を含む。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ２０１及びその構成要素は、マイクロ光学ベンチ１０１及びその対応する構成要素と共通の任意の１つ以上の特性を共有することができる。

【0119】

ファイバ２１６は、ダイ２１８ａ～２１８ｄとの光結合に適した任意の光ファイバであり得る。いくつかの実施形態では、ファイバ２１６は、マイクロ光学ベンチ２０１のＶ字形の溝内（図２Ａ及び２Ｂでは見えない）に位置決めされ得、図１Ａ及び図１Ｂに関して上記で論じられた溝１１０と共通の任意の１つ以上の特性を共有し得る。いくつかの実施形態では、ファイバ２１６のうちの１つ以上は、それが位置決めされる溝に結合（例えば、それと共に固定）されてもよい（又は他の方法でマイクロ光学ベンチ２０１に結合又は固定されてもよく）。代わりに又は追加的に、ファイバ２１６のうちの１つ以上は、位置決めされている溝に緩く配置され、溝により横方向にそのファイバ軸に沿って固定される一方で、溝に沿って摺動することができる。

【0120】

いくつかの実施形態では、ファイバ２１６のうちの１つ以上は、酸化ケイ素、（例えば、フッ素、ゲルマニウム、エルビウムによりドープされた）ドープ酸化ケイ素、プラスチック（アクリル、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、ＣＯＣ、ＣＯＰなど）、及び／又はそれらのいずれか１つ以上の組み合わせから作製され得る。

【0121】

いくつかの実施形態では、ファイバ２１６のうちの１つ以上は、５μｍ、１０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、又は１０ｍｍ以下の直径を有し得る。いくつかの実施形態では、ファイバ２１６のうちの１つ以上は、５μｍ、１０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、又は１０ｍｍ以上の直径を有し得る。

【0122】

ダイ２１８ａ～２１８ｄは、本明細書で論じられるように、位置決め面１０２上において、任意の適切な配置で位置決めされ得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄのうちの任意の１つ以上は、位置決め面１０２及びそれぞれのダイの光学的又は電気的構成要素に対して任意の向きで位置決めされ得る。例えば、いくつかの実施形態では、ダイの導波路表面（例えば、「上」面）が位置決め面１０２に対して配置されてもよく、ダイがマイクロ光学ベンチ２０１上で「天地逆に」に位置決めされ得る。

【0123】

ダイ２１８ａ～２１８ｄは、上記のようなレーザーベースのダイシング技術を使用して製造されたダイを含む、フォトニック集積回路などのフォトニックシステムに統合されるための任意の適切なダイであり得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄのうちの１つ以上は、導波路、マイクロ光学要素（例えば、レンズ）、増幅段、マッハツェンダー干渉計、リング共振器、感知領域、光検出器、干渉構造部、変調器、マルチプレクサ、デマルチプレクサ、（波長可変、連続波形超広帯域、ファブリペローなどの）レーザー、偏光コントローラ、フィルター、リフレクターなどを含むがこれらに限定されない任意の数の光学要素を含み得る。いくつかの実施形態では、反射を防止又は最小化するために、１つ以上のダイ２１８ａ～２１８ｄは分離後に反射防止コーティングが施されている場合がある。

【0124】

いくつかの実施形態では、本明細書に開示される位置決め／位置合わせ／結合技術は、異なる材料から形成された複数のダイを含むフォトニックシステムの製造を容易にすることができる。例えば、ダイ２１８ａ～２１８ｄは、それぞれ異なる材料から形成され得、そして一緒に異種フォトニックシステム（異種フォトニック集積回路など）を形成し得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄのうちの１つ以上は、シリコン、サファイア、ガリウムヒ素、ガラス、リチウムタンタライト、炭化ケイ素、ニオブ酸リチウム、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、窒化ガリウム、及び／又はリン化インジウムを含み得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄのうちの１つ以上は、検出器、レーザー、増幅器などのように、事前に製造された１つ以上の材料を含み得る。

【0125】

いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄは、１μｍ、５μｍ、１０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、又は１０ｍｍ以下のｚ次元高さを有し得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄは、１μｍ、５μｍ、１０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、又は１０ｍｍ以上のｚ次元高さを有し得る。

【0126】

いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄは、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、１０ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、又は１００ｍｍ以下のｘ次元長さを有し得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄは、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、１０ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、又は１００ｍｍ以上のｘ次元長さを有し得る。

【0127】

いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄは、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、１０ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、又は１００ｍｍ以下のｙ次元長さを有し得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄは、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、１０ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、又は１００ｍｍ以上のｙ次元長さを有し得る。

【0128】

いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄの１つ以上の、１つ以上のｘｙ表面は、＋１ｎｍ、＋１０ｎｍ、＋５０ｎｍ、＋１００ｎｍ、＋５００ｎｍ、＋１μｍ、＋１０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ、又は＋２５０μｍ以下のｚ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄの１つ以上の、１つ以上のｘｙ表面は、＋１ｎｍ、＋１０ｎｍ、＋５０ｎｍ、＋１００ｎｍ、＋５００ｎｍ、＋１μｍ、＋１０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ、又は＋２５０μｍ以上のｚ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄの１つ以上の、１つ以上のｘｙ表面は、１ｎｍ、－１０ｎｍ、－５０ｎｍ、－１００ｎｍ、－５００ｎｍ、－１μｍ、－１０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、又は－２５０μｍ以下のｚ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄの１つ以上の、１つ以上のｘｙ表面は、１ｎｍ、－１０ｎｍ、－５０ｎｍ、－１００ｎｍ、－５００ｎｍ、－１μｍ、－１０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、又は－２５０μｍ以上のｚ次元包絡要件を有し得る。

【0129】

いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄの１つ以上の、１つ以上のｙｚ表面は、＋１ｎｍ、＋１０ｎｍ、＋５０ｎｍ、＋１００ｎｍ、＋５００ｎｍ、＋１μｍ、＋１０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ、又は＋２５０μｍ以下のｘ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄの１つ以上の、１つ以上のｙｚ表面は、＋１ｎｍ、＋１０ｎｍ、＋５０ｎｍ、＋１００ｎｍ、＋５００ｎｍ、＋１μｍ、＋１０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ、又は＋２５０μｍ以上のｘ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄの１つ以上の、１つ以上のｙｚ表面は、－１ｎｍ、－１０ｎｍ、－５０ｎｍ、－１００ｎｍ、－５００ｎｍ、－１μｍ、－１０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、又は－２５０μｍ以下のｘ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄの１つ以上の、１つ以上のｙｚ表面は、－１ｎｍ、－１０ｎｍ、－５０ｎｍ、－１００ｎｍ、－５００ｎｍ、－１μｍ、－１０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、又は－２５０μｍ以上のｘ次元包絡要件を有し得る。

【0130】

いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄの１つ以上の、１つ以上のｘｚ表面は、＋１ｎｍ、＋１０ｎｍ、＋５０ｎｍ、＋１００ｎｍ、＋５００ｎｍ、＋１μｍ、＋１０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ、＋２５０μｍ、＋５００μｍ、＋１ｍｍ、又は＋５ｍｍ以下のｙ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄの１つ以上の、１つ以上のｘｚ表面は、＋１ｎｍ、＋１０ｎｍ、＋５０ｎｍ、＋１００ｎｍ、＋５００ｎｍ、＋１μｍ、＋１０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ、＋２５０μｍ、＋５００μｍ、＋１ｍｍ、又は＋５ｍｍ以上のｙ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄの１つ以上の、１つ以上のｘｚ表面は、－１ｎｍ、－１０ｎｍ、－５０ｎｍ、－１００ｎｍ、－５００ｎｍ、－１μｍ、－１０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、－２５０μｍ、－５００μｍ、－１ｍｍ、又は－５ｍｍ以下のｙ次元包絡要件を有し得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄの１つ以上の、１つ以上のｘｚ表面は、－１ｎｍ、－１０ｎｍ、－５０ｎｍ、－１００ｎｍ、－５００ｎｍ、－１μｍ、－１０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、－２５０μｍ、－５００μｍ、－１ｍｍ、又は－５ｍｍ以上のｙ次元包絡要件を有し得る。

【0131】

いくつかの実施形態では（例えば、上記の例示的な包絡要件と一致するように）、ダイ表面の包絡要件は、光の光学的伝搬を横切る方向（例えば、ダイ２１８ａ～２１８ｄのｘ方向及びｚ方向）において光学的伝搬の方向（例えば、ダイ２１８ａ～２１８ｄのｙ方向）よりもより狭くてよい。）。

【0132】

いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄの１つ以上の、任意の表面は、表面の平面に垂直な寸法において、＋１ｎｍ、＋１０ｎｍ、＋５０ｎｍ、＋１００ｎｍ、＋５００ｎｍ、＋１μｍ、＋１０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ、＋２５０μｍ、＋５００μｍ、＋１ｍｍ、又は＋５ｍｍ以下の包絡公差を有し得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄの１つ以上の、任意の表面は、表面の平面に垂直な寸法において、＋１ｎｍ、＋１０ｎｍ、＋５０ｎｍ、＋１００ｎｍ、＋５００ｎｍ、＋１μｍ、＋１０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ、＋２５０μｍ、＋５００μｍ、＋１ｍｍ、又は＋５ｍｍ以上の包絡公差を有し得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄの１つ以上の、任意の表面は、表面の平面に垂直な寸法において、－１ｎｍ、－１０ｎｍ、－５０ｎｍ、－１００ｎｍ、－５００ｎｍ、－１μｍ、－１０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、－２５０μｍ、－５００μｍ、－１ｍｍ、又は－５ｍｍ以下包絡面許容差を有し得る。いくつかの実施形態では、ダイ２１８ａ～２１８ｄの１つ以上の、任意の表面は、表面の平面に垂直な寸法において、－１ｎｍ、－１０ｎｍ、－５０ｎｍ、－１００ｎｍ、－５００ｎｍ、－１μｍ、－１０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、－２５０μｍ、－５００μｍ、－１ｍｍ、又は－５ｍｍ以上の包絡面許容差を有し得る。

【0133】

いくつかの実施形態では、ダイは、正方形のプリズム形状又は長方形のプリズム形状で提供され得る。いくつかの実施形態では、ダイは、正方形又は長方形ではない直角プリズム形状で提供され得る。いくつかの実施形態では、ダイの隅部は、ダイがより容易に３つの基準面２０２、２０４、及び２０６の交差によって画定される隅部に位置決めされ得るように除去され得る。

【0134】

示されるように、いくつかの実施形態では、ファイバ２１６は、固定構成要素面２０８を超えて、ｘｚ基準面２０６を越え、ｘｙ基準面２０２の上方の位置決め領域上の空間に延びることができる。このファイバの張り出しは、いくつかの実施形態では、ファイバ２１６の端部が位置合わせのための基準面として機能することを可能にし得る。例えば、ダイ２１８ａ及び２１８ｃがｘｚ基準面２０６に押し付けられる代わりに、ファイバ２１６の１つ以上の端部に対してダイ２１８ａ及び２１８ｃが押し付けられて、ファイバ２１６及び／又は他の光学構成要素との所定の位置合わせ及び結合位置にダイが配置される。

【0135】

さらに、図２Ａ及び２Ｂに示されるオーバーハングなどのファイバオーバーハングが、棚部から突出する１つ以上のファイバの部分の変形を可能にし得る。例えば、ダイがファイバと位置合わせされ、（例えば、接着剤を使用して）そのファイバに接着される場合、ファイバのオーバーハングは、その後、ファイバがオーバーハングするオープンスペースで自由に曲がることを可能にし得る。これは、例えば、ダイと、ファイバが取り付けられているマイクロ光学ベンチ２０１の熱膨張係数に不一致があり、温度の変化がダイと、ファイバがマイクロ光学ベンチ２０１の溝に取り付けられている部分との相対位置の変化を引き起こす可能性がある場合に有用であり得る。したがって、相対位置が変化するとき、ファイバのオーバーハング部分が曲がり、ダイとの結合の完全性を維持し、ファイバとダイの光結合の完全性を維持できる可能性がある。

【0136】

いくつかの実施形態では、ファイバ２１６の１つ以上は、０．５ｎｍ、１ｎｍ、１０ｎｍ、１００ｎｍ、１μｍ、１０μｍ、１００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、又は１０ｍｍ以下の距離だけ、ｘｚ基準面２０６を越えて突出し得る。いくつかの実施形態では、ファイバ２１６の１つ以上は、０．５ｎｍ、１ｎｍ、１０ｎｍ、１００ｎｍ、１μｍ、１０μｍ、１００μｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、又は１０ｍｍ以上の距離だけ、ｘｚ基準面２０６を越えて突出し得る。

【0137】

図３Ａ及び３Ｂは、いくつかの実施形態による、ファイバ端部がマイクロ光学ベンチの基準面と同一平面にある状態で、ダイとファイバを位置合わせするためのフォトニックシステムアセンブリシステム３００を示す。示されるように、システム３００は、マイクロ光学ベンチ３０１、ならびにファイバ３１６及びダイ３１８ａ～ｄを含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ３０１は、ｘｙ基準面３０２、ｙｚ基準面３０４、ｘｚ基準面３０６、及び固定構成要素面３０８を含む。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ３０１及びその構成要素は、マイクロ光学ベンチ１０１及びその対応する構成要素ならびに／又はマイクロ光学ベンチ２０１及びその対応する構成要素と共通の任意の１つ以上の特性を共有し得る。いくつかの実施形態では、システム３００は、システム２００及びその対応する構成要素と共通の任意の１つ以上の特性を共有することができる。

【0138】

いくつかの実施形態では、システム３００は、システム３００がファイバ３１６のうちの１つ以上の端部が、ｘｚ基準面３０６を越えて張り出すのではなく、ｘｚ基準面３０６と同一平面であるように構成され得るという点で、システム２００とは異なり得る。したがって、ダイ３１８ａ及び３１８ｃをファイバの張り出した端部に押し付けるのではなく、ダイ３１８ａ及び３１８ｃをｙ方向にｘｚ基準面３０６に向かって最後まで押し付ける。このようにして、ダイ３１８ａ及び３１８ｃを、１つ以上の他の光学構成要素（１つ以上のファイバ３１６を含むがこれに限定されない）との位置合わせ及び／又は結合のための正しい所定の位置及び向きに配置することができる。

【0139】

図４Ａ～４Ｃは、１つ以上の光学構成要素を垂直統合するためのフォトニック回路アセンブリシステム４００の様々な実施形態を示している。

【0140】

図４Ａは、いくつかの実施形態による、システム４００がマイクロ光学ベンチ４０１を含み、マイクロ光学ベンチ４０１が垂直光伝搬のために構成されているフォトニックシステムアセンブリシステム４００の実施形態を示す。示されるように、システム４００は、マイクロ光学ベンチ４０１ならびにファイバ４１６を含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ４０１は、ｘｙ基準面４０２、ｙｚ基準面４０４、ｘｚ基準面４０６、及び固定構成要素面４０８を含む。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ４０１及びその構成要素は、マイクロ光学ベンチ１０１及びその対応する構成要素、マイクロ光学ベンチ２０１及びその対応する構成要素、及び／又はマイクロ光学ベンチ３０１及びその対応する構成要素と共通の任意の１つ以上の特性を共有し得る。いくつかの実施形態では、システム４００は、システム２００及びその対応する構成要素及び／又はシステム３００及びその対応する構成要素と共通の任意の１つ以上の特性を共有することができる。

【0141】

図４Ａに示すマイクロ光学ベンチ４０１の実施形態は、マイクロ光学ベンチ４０１の実施形態が、スルーホール４２２を通る光のｚ方向伝搬及び／又はレンズ４２４を通る光のｚ方向伝搬を可能にすることなどによって、システム内での光のｚ方向伝搬を容易にするように構成された１つ以上の要素を含み得るという点で、マイクロ光学ベンチ１０１とは異なり得る。したがって、いくつかの実施形態では、システム４００は、１つ以上の構成要素（例えば、ダイ）をｘｙ基準面４０２上の位置決め領域に位置決めすることにより、１つ以上の構成要素を、ｚ方向に（スルーホール４２２及び／又はレンズ４２４との位置合わせによるなどして）伝搬する光と位置合わせさせる、かつ／又は光学的に結合させることができる。いくつかの実施形態では、レンズ４２４の代わりに光ファイバを使用することができる。

【0142】

いくつかの実施形態では、システム内の光のｚ方向伝搬を容易にするために貫通穴及び／又はレンズを使用することに加えて、又はその代わりに、システム４００は、マイクロ光学ステージ４０１の本体の全部又は一部に透明な基板材料を使用することができる。したがって、例えば、光は、マイクロ光学ステージ４０１の本体の、ｘｙ基準面４０２の下にある部分の全部又は一部を通ってｚ方向に伝播し得る。いくつかの実施形態では、透過型マイクロ光学ベンチは、レンズ又は格子などの前もって作製した光学要素を、任意選択の特定の位置に事前定義させることができる。

【0143】

図４Ｂは、いくつかの実施形態による、システム４００がマイクロ光学ベンチ４０１を含み、マイクロ光学ベンチ４０１がダイの垂直スタッキング用に構成されるフォトニックシステムアセンブリシステム４００の実施形態を示す。マイクロ光学ベンチ４０１の実施形態は、マイクロ光学ベンチ４０１の実施形態が、垂直方向に積み重ねられた光学構成要素（例えば、ダイ）を受け入れるように構成された位置決め領域（３つの側面がｘｙ基準面４０２、ｙｚ基準面４０４、及びｘｚ基準面４０６に囲まれている）を含み得るという点で、マイクロ光学ベンチ１０１とは異なり得る。例えば、ｙｚ基準面４０４及び／又はｘｚ基準面４０６は、マイクロ光学ベンチ１０１に関して上述されたよりもｚ方向にさらに延びる（例えば、ｚ方向に２倍まで、ｚ方向に５倍まで、又はｚ方向に１０倍まで）ことができる。このようにして、位置決め領域で互いに積み重ねられた１つ以上のダイ又は他の構成要素は、いずれかの基準面の上縁部の上を摺動することなく、ｙｚ基準面４０４及び／又はｘｚ基準面４０６に押し付けることができる。図４Ｂに示す例では、システム４００は、ダイ４１８を含み、ダイ４１８は、ダイ２つの高さで２×２×２の配置で積み重ねられている。ダイ４１８は、本明細書に記載の他のダイと共通の任意の１つ以上の特性を共有することができ、垂直統合の方法で、結合及び／又は他の相互作用を互いに光学的に行うように（例えば、上部又は下部のｚ方向表面を通って光を受信及び／又は送信するように）構成され得る。

【0144】

図４Ｃは、いくつかの実施形態による、システム４００が２つのマイクロ光学ベンチ４０１ａ及び４０１ｂを含み、それぞれが対応するファイバ４１６ａ及び４１６ｂのセットを有するフォトニックシステムアセンブリシステム４００の実施形態を示す。いくつかの実施形態では、積み重ねられたマイクロ光学ベンチを備えた配置は、ベンチを互いの上に積み重ねることにより、各ベンチ上の構成要素の別個の製造及びその後のモジュール（又はパッケージ化された要素）の組み合わせを可能にし得るので、追加の機能を提供し得る。さらに、ベンチの積み重ねは、あるベンチ基準面から別のベンチ基準面への座標変換として機能し、スタック内の次の光学ベンチに対して、上部の光学ベンチ内の要素の非標準の間隔／位置合わせを可能にする。

【0145】

図５は、いくつかの実施形態による、基準面上にくぼみを有するマイクロ光学ベンチ５０１を含むシステムであるフォトニックシステムアセンブリシステム５００を示している。示されるように、システム５００は、マイクロ光学ベンチ５０１、ならびにファイバ５１６及びダイ５１８ａ～ｄを含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ５０１は、ｘｙ基準面５０２、ｙｚ基準面５０４、ｘｚ基準面５０６、及び固定構成要素面５０８を含む。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ５０１及びその構成要素は、マイクロ光学ベンチ１０１及びその対応する構成要素、マイクロ光学ベンチ２０１及びその対応する構成要素、マイクロ光学ベンチ３０１及びその対応する構成要素、ならびに／又はマイクロ光学ベンチ４０１及びその対応する構成要素と共通の任意の１つ以上の特性を共有し得る。いくつかの実施形態では、システム５００は、システム２００及びその対応する構成要素、システム３００及びその対応する構成要素、及び／又はシステム４００及びその対応する構成要素と共通の任意の１つ以上の特性を共有することができる。

【0146】

いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ５０１は、マイクロ光学ベンチ５０１が、ｙｚ基準面５０４に形成されたくぼみ５２６など、その基準面の１つ以上に形成された１つ以上のくぼみを含み得るという点で、マイクロ光学ベンチ１０１とは異なり得る。

【0147】

２つの物体を互いに物理的に接触させて配置するいくつかの実施形態では、基準面との接触をできるだけ少なくして、表面の欠陥などの完全に平坦ではない部分との接触を回避するように位置合わせすることが有利である可能性がある。したがって、いくつかの実施形態では、くぼみ５２６などの１つ以上のくぼみを使用して、基準面とそれに対して位置決めされている光学構成要素との間の接触の量を減らすことができる。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ５０１の基準面における１つ以上のくぼみは、エッチングによって形成され得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のくぼみが、又は基準面５０２、５０４、及び／又は５０６のうちの任意の１つの上の任意の適切な位置に形成され得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のくぼみが、マイクロ光学ベンチ５０１の１つ以上の基準面と接触して配置されるように構成された光学構成要素（例えば、ダイ）の１つ以上の表面に形成され得る。

【0148】

いくつかの実施形態では、くぼみ５２６のうちの１つ以上は、５ｎｍ、１０ｎｍ、１００ｎｍ、１μｍ、１０μｍ、１００μｍ、１ｍｍ、１０ｍｍ、又は２５ｍｍ以下であり得る。いくつかの実施形態では、くぼみ５２６のうちの１つ以上は、５ｎｍ、１０ｎｍ、１００ｎｍ、１μｍ、１０μｍ、１００μｍ、１ｍｍ、１０ｍｍ、又は２５ｍｍ以上であり得る。小さいサイズのくぼみの場合、くぼみは点刻であり得る。

【0149】

図６は、いくつかの実施形態による、フォトニックシステムアセンブリシステム６００を示し、システム６００は、複数のスタガ型の基準面を有するマイクロ光学ベンチ６０１を含む。示されるように、システム６００は、マイクロ光学ベンチ６０１ならびにファイバ６１６を含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ６０１は、ｘｙ基準面６０２、ｙｚ基準面６０４ａ～ｄ、ｘｚ基準面６０６、及び固定構成要素面６０８を含む。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ６０１及びその構成要素は、マイクロ光学ベンチ１０１及びその対応する構成要素、マイクロ光学ベンチ２０１及びその対応する構成要素、マイクロ光学ベンチ３０１及びその対応する構成要素、マイクロ光学ベンチ４０１及びその対応する構成要素、ならびに／又はマイクロ光学ベンチ５０１及びその対応する構成要素と共通の任意の１つ以上の特性を共有し得る。いくつかの実施形態では、システム５００は、システム２００及びその対応する構成要素、システム３００及びその対応する構成要素、システム４００及びその対応する構成要素、及び／又はシステム５００及びその対応する構成要素と共通の任意の１つ以上の特性を共有し得る。

【0150】

いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ６０１は、マイクロ光学ベンチ６０１が単一のｙｚ基準面ではなく、複数のｙｚ基準面６０４ａ～ｄを含み得るという点で、マイクロ光学ベンチ１０１とは異なり得る。示される実施形態では、ｙｚ基準面６０４ａ～ｄは平行であり、互いにｘ方向にスタガ型になっている。いくつかの実施形態では、２つ以上のスタガ型の平行な基準面が、位置決め領域内の異なる位置に光学構成要素（例えば、ダイ）を位置決めするのに有用であり得る。いくつかの実施形態では、より大きなダイが１つのスタガ型の表面に対して位置決めされ得、一方、より小さなダイが異なるスタガ型の表面に対して位置決めされ得る。いくつかの実施形態では、スタガ型又は他の方法で横方向に変化する平行な基準面が、異なる光学システムの形状を作り出すことを助けることができる。

【0151】

図６の例は、スタガ型のｘｚ基準面を示すが、いくつかの実施形態では、マイクロ光学ステージは、複数のスタガ型又は他の方法で横方向に変化するｙｚ基準面及び／又は複数のスタガ型又は他の方法で横方向に変化するｘｙ基準面を代わりに又は追加的に含み得る。

【0152】

図７は、いくつかの実施形態による、複数の電気接続パッドを有するマイクロ光学ベンチを示す。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ７０１は、ｘｙ基準面７０２、ｙｚ基準面７０４、ｘｚ基準面７０６、固定構成要素面７０８、及び溝７１０を含む。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ７０１及びその構成要素は、マイクロ光学ベンチ１０１及びその対応する構成要素、マイクロ光学ベンチ２０１及びその対応する構成要素、マイクロ光学ベンチ３０１及びその対応する構成要素、マイクロ光学ベンチ４０１及びその対応する構成要素、マイクロ光学ベンチ５０１及びその対応する構成要素、及び／又はマイクロ光学ベンチ６０１及びその対応する構成要素と共通の任意の１つ以上の特性を共有し得る。

【0153】

いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ７０１がｘｙ基準面７０２に統合された電気接続パッド７２６を含み得るという点で、マイクロ光学ベンチ７０１はマイクロ光学ベンチ１０１とは異なり得る。いくつかの実施形態では、電気接続パッド７２６は、構成要素が１つ以上の他の構成要素との位置合わせ及び／又は結合のためにマイクロ光学ベンチ７０１の位置決め領域内の所定の位置に移動されたときに、構成要素（例えば、ダイ）上の１つ以上の対応する電気インターフェースと位置合わせされるようにｘｙ基準面７０２上に位置決めされ得る。いくつかの実施形態では、可動構成要素が位置合わせ／結合のためにその所定の位置に移動され、電気接続パッド７２６が対応する電気コネクタと電気的に位置合わせされると、電気接続パッド７２６は、対応する電気コネクタを互いに溶融するために、加熱（例えば、局所レーザー加熱）及び／又はワイヤボンディングを使用するなどによって、対応する電気コネクタに結合され得る。

【0154】

図７に示される例は、ｘｙ基準面７０２に統合された電気コネクタを示しているが、１つ以上の電気コネクタは、代わりに又は追加的に、ｙｚ基準面７０４及び／又はｘｚ基準面７０６に統合されてもよい。１つ以上の電気コネクタが、マイクロ光学ステージ７０１の位置決め領域内に位置決めされるように構成されたダイの任意の表面に統合されてもよく、ダイの１つ以上の表面に統合された電気コネクタは、互いに、又はマイクロ光学ステージ７０１の電気コネクタとインターフェースするように構成されてもよい。

【0155】

図８Ａ及び８Ｂは、いくつかの実施形態による、２つの構成要素の相対位置に微調整を行うための構成要素微調整システムの図を示す。いくつかの実施形態では、相対位置が調整される２つの構成要素は、本明細書で論じられるような１つ以上のダイなどの１つ以上の光学構成要素を含み得る。いくつかの実施形態では、相対位置が調整される２つの構成要素は、本明細書で論じられるように、１つ以上のマイクロ光学ベンチを含み得る。図８Ａ及び８Ｂの例では、ダイ８０２及び８０４の相対位置が調整され、図８が調整前の配置８００ａを示し、図８Ｂが調整後の配置８０ｂを示す。

【0156】

示されるように、ダイ８０２は、微調整タブ８０３ａ、８０３ｂ、及び８０３ｃを含み、一方、ダイ８０４は、それぞれ対応する微調整タブ８０５ａ、８０５ｂｍ、及び８０５ｃを含む。いくつかの実施形態では、微調整タブのうちの１つ以上は、金属（例えば、鉛、銅、銀など）から作製され得る。図８Ａに示されるように、ダイ８０２及び８０４は、対応するタブ８０３ａと８０５ａが第１の距離（示されている例ではタブ幅の約４分の３）だけ互いにオフセットされるように、タブ８０３ｂと８０５ｂは互いに第２の距離（示されている例ではタブ幅の約半分）だけオフセットされるように、そしてタブ８０３ｃと８０５ｃは互いに第３の距離（示されている例ではタブ幅の約４分の１）だけオフセットされるように、互いに隣接して配置されていてもよい。いくつかの実施形態では、微調整タブは、対応するタブの対の１つを選択的に加熱することによって、加熱されたタブの対を互いに位置合わせさせ、それによってダイ８０２及び８０４を、加熱されたタブの対の初期オフセット距離に等しい距離だけ、互いに対して相対的に調整させるように構成することができる。いくつかの実施形態では、一対のタブを溶融することによって形成された液体を一体とする表面張力が、構成要素を位置合わせするように引っ張る力を作り出すことによって構成要素の再位置合わせを引き起こし得る。図８Ａの例では、局所的なレーザー加熱がタブ８０３ｂと８０５ｂに適用され、それにより、タブの対が図８Ｂにおける位置合わせ位置に移動され、ダイ８０４に対してダイ８０２を右に移動させる。いくつかの実施形態では、特定の対のタブを加熱するための局所レーザー加熱使用に代わりに又は追加的に、非局在化加熱を使用することができる。非局在化加熱を使用するいくつかの実施形態において、タブの異なる対が異なる溶融温度を有することができ、それにより溶融温度がより低い対が他の対を溶融することなく溶融されて、溶融対が原因である所望の再位置合わせを達成し得る。

【0157】

いくつかの実施形態では、本明細書の他の場所で説明される１つ以上の位置合わせ技術に加えて、又は代わりに、嵌合キーなどの対応する嵌合構造を使用して、マイクロ光学ベンチ及び／又はダイなどの光学構成要素の適切な相対位置決めを達成することができる。例えば、ダイ又は他の光学構成要素は、ダイ／構成要素にエッチングされ又は他の方法でダイ／構成要素の一部として形成される１つ以上の位置合わせ溝又は他の嵌合構造を伴って製造されてもよく、対応する（例えば、空間的に反射する）構造が、対応するダイ／構成要素及び／又はマイクロ光学ベンチ上に提供され得る。次に、対応する構造（例えば、嵌合キー）を互いに位置合わせさせて、対応する構造がその上に提供される構成要素間の事前定義された空間的関係を達成することができる。

【0158】

いくつかの実施形態では、本明細書に開示される位置合わせ、結合、及び製造技術で使用するための１つ以上の光学構成要素は、同時に（ａ）形成されたダイの平面外面を作り出し、ｂ）形成されたダイに光学ファセットを作り出すように構成されたレーザーベースのウェーハダイシング技術を使用して形成され得る。いくつかの実施形態では、レーザーベースのウェーハダイシングのプロセスパラメータは、ダイの平面の縁部にクリーンな光学ファセットが形成されるように調整され得る。最適化のパラメータには、焦点深度、焦点面、システムの光学収差の補正不足及び／又は補正超過、レーザービームが通過する表面の滑らかさ、レーザー波長、基板の厚さ、パス回数、光吸収層及び／又は反射層への近接性、損傷のパターン化（例えば、損傷／並進中にレーザーをオン及びオフにする）などを含む。図９Ａ及び９Ｂは、ウェーハの裏側から導波される光導波路を含む表面から集束までが少なくとも１０μｍである、波長１０６４ｎｍのレーザービームの２～４回のパスによって形成されたクリーンな光学ファセットの図を示す。図９Ａは、光導波路を含む表面の第１の図を示し、図９Ｂは、光導波路のうちの１つの光学ファセットの拡大図を示している。この例では、１０６４ｎｍのレーザーが、基板の「裏側」（例えば、主要な光学的特徴部と反対の側）を通過し、１０μｍ以上材料を超えた基板内に集束される。レーザーはプログラムされた経路に沿って移動する。次に、レーザーはウェーハのさらに約１００μｍ背面に向かって再集束され、プログラムされたパターンが繰り返される。このプロセスは、基板の深さを通して、プログラムされたパターン内に十分な応力が作り出されるまで続けられる。この方法で光学ファセットを形成することにより、最小のギャップ距離で光学部品（例えば、ファイバ）とダイを互いに直接結合することが可能になり得る。

【0159】

いくつかの実施形態では、光学ファセット形成のためのレーザー波長は、９００ｎｍ、１０００ｎｍ、１１００ｎｍ、１２００ｎｍ、１３００ｎｍ、１４００ｎｍ、又は１５００ｎｍ以下である。いくつかの実施形態では、光学ファセット形成のためのレーザー波長は、９００ｎｍ、１０００ｎｍ、１１００ｎｍ、１２００ｎｍ、１３００ｎｍ、１４００ｎｍ、又は１５００ｎｍ以上である。いくつかの実施形態では、光学ファセット形成のためのレーザー波長は１０６４ｎｍである。いくつかの実施形態では、光学ファセット形成のためのレーザー波長は１０８０ｎｍである。いくつかの実施形態では、光学ファセット形成のためのレーザー波長は１０９９ｎｍである。

【0160】

いくつかの実施形態では、光学ファセット形成のためのレーザーパスの数は、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、又は３０以下である。いくつかの実施形態では、レーザーパスの数は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、又は３０以上である。

【0161】

いくつかの実施形態では、光学ファセット形成に必要な光学収差補正の量は、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、又は２００μｍ以下である。いくつかの実施形態では、光学ファセット形成に必要な光学収差補正の量は、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、又は２００μｍ以上である。いくつかの実施形態では、光学ファセット形成に必要な光学収差補正の量は、－５μｍ、－１０μｍ、－１５μｍ、－２０μｍ、－３０μｍ、－４０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、又は－２００μｍ以下である。いくつかの実施形態では、光学ファセット形成に必要な光学収差補正の量は、－５μｍ、－１０μｍ、－１５μｍ、－２０μｍ、－３０μｍ、－４０μｍ、－５０μｍ、－１００μｍ、又は－２００μｍ以上である。

【0162】

いくつかの実施形態では、光学ファセット形成のための第１のレーザーパスは、光学的特徴部を含む表面の下、１００ｎｍ、５００ｎｍ、１μｍ、５μｍ、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、又は５００μｍ、又は１ｍｍ以下において、基板内で集束され得る。いくつかの実施形態では、光学ファセット形成のための第１のレーザーパスは、光学的特徴部を含む表面の下、１００ｎｍ、５００ｎｍ、１μｍ、５μｍ、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、５００μｍ、又は１ｍｍ以上において、基板内で集束され得る。

【0163】

いくつかの実施形態では、光学ファセット形成のための第１のレーザーパスは、基板の裏面の下、１００ｎｍ、５００ｎｍ、１μｍ、５μｍ、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、５００μｍ、又は１ｍｍ以下において、基板内で集束され得る。いくつかの実施形態では、光学ファセット形成のための第１のレーザーパスは、基板の裏面の下、１００ｎｍ、５００ｎｍ、１μｍ、５μｍ、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、５００μｍ、又は１ｍｍ以上において、基板内で集束され得る。

【0164】

いくつかの実施形態では、本明細書に開示される位置合わせ、結合、及び製造技術で使用するための１つ以上の光学構成要素は、位置合わせされると互いに結合され得る。例えば、ダイ及び／又はファイバは、互いに結合され得、かつ／又はマイクロ光学ベンチに結合され得る。いくつかの実施形態では、低膨張接着剤などの接着剤を使用して、構成要素を接着することができる。いくつかの実施形態では、２つの構成要素は、レーザーを使用してそれらを一緒に溶接することによって互いに結合され得る。集束レーザーは、レーザーの焦点の近くに材料が溶融された領域を作り出す場合がある。この効果は、レーザーベースのウェーハダイシング技術で見られる場合がある。２つの構成要素間の界面にレーザーを集束させることにより、構成要素の１つ以上の界面近くの材料を溶融し、次いで再固化させて、２つの構成要素を固体材料と一緒に結合させることができる。いくつかの実施形態では、このレーザー溶接技術は、本明細書に記載の構成材料のいずれかと共に使用することができる。いくつかの実施形態では、このレーザー溶接技術は、一緒に結合される２つの構成要素の材料が同じ材料である場合、又はそれらの材料が、どちらの材料の溶融温度も他方の気化温度よりも高くない２つの材料を含む場合（例えば、両方の構成要素からの材料がどちらの材料も気化させることなく、界面近くで溶融することができるように）、特に効果的である。

【0165】

いくつかの実施形態では、本明細書に開示される技術に従って位置決めされる１つ以上のダイ又は他の構成要素は、磁性材料及び／又は電磁石などの１つ以上の磁性要素を含み得る。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される技術に従って位置決めされる１つ以上の構成要素は、磁性材料から形成され得る。いくつかの実施形態では、磁性材料を含む及び／又は磁性材料から形成された１つ以上の構成要素は、少なくとも部分的に磁力によって位置決め面上に位置決めされ得る。例えば、位置決め面上の複数の構成要素（例えば、ダイ）間に及ぼされる磁力は、２つの構成要素を互いに引き付け、２つの構成要素のそれぞれの表面を互いに接触させることができる。別の例では、磁力は、位置決め可能な構成要素（例えば、ダイ）と、マイクロ光学ベンチの基準面の一部として、又はその近くに配置された磁石又は磁性材料との間で及ぼされ得る。このようにして、磁力により、位置決め可能な構成要素（例えば、ダイ）が基準面に向かって、及び基準面に対して押し付けられる可能性がある。

【0166】

いくつかの実施形態では、１つ以上の能動的光学構成要素（例えば、ダイ）が、本明細書に記載の技術に従って位置決め面上で位置決めされることができ、１つ以上のスペーサ構成要素を、能動的光学構成要素の位置決めに使用することができる。例えば、マイクロ光学ベンチの基準面に直接ダイを押し付ける代わりに、スペーサをマイクロ光学ベンチの基準面に押し付け、ダイをウェーハの基準面とは反対側に押し付けることができる。これによって、スペーサはダイを基準面から事前定義された距離だけ離間させる。いくつかの実施形態では、スペーサは、ダイが組み込まれる光学システムに組み込まれても組み込まれなくてもよい不活性な構成要素などの光学的に不活性な構成要素であり得る。いくつかの実施形態では、（１つ以上の基準面から構成要素を離間させる）１つ以上のスペーサを同時に使用して、位置決め面上で任意の所望の形状を達成することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のスペーサを使用して１つの光学構成要素を離間させることができ、一方、別の光学構成要素は、同じ位置決め面上でスペーサを使用せずに同時に位置決めされてもよい。

【0167】

本明細書の例は、主に、光学システムの構成要素をマイクロ光学ベンチの１つ以上の位置決め面及び／又は基準面に対して押し付けることを企図しているが、当業者は、本明細書の開示に照らして、マイクロ光学ベンチ以外の任意の１つ以上の他のデバイス、構成要素、又は構造のうちの一部として提供される位置決め面及び／又は基準面を使用することにより同様の技術が適用可能であることを理解するであろう。

【0168】

本明細書の例は、主に、フォトニックシステム用のダイが１つ以上の他のダイ及び／又は１つ以上のファイバと位置合わせされることを想定している。しかしながら、いくつかの実施形態では、本明細書に開示される技術を使用して、任意の正確なサイズの構成要素をそれが組み込まれる光学システム内に位置合わせさせることができる。

【0169】

本明細書の例（及び特定の特許請求の範囲）は、光学構成要素を基板から切り離し、次に構成要素の第１の表面を基準面に対して押し付けることによって光学構成要素の第１の表面を形成することを企図するが、本明細書に開示される技術は、最初に基板から光学構成要素を切り離すことにより第１の表面を形成することなく、光学構成要素（又は他の構成要素）の第１の表面を基準面に対して押し付けることを含む。すなわち、構成要素の表面（例えば、正確に成形、サイズ決めされた平坦な表面）は、任意の適切な方法で形成かつ提供されてもよい。それでもなお、フォトニックシステムの１つ以上の構成要素を位置合わせする方法には、構成要素の表面を基準面に押し付けることにより、構成要素の表面を位置決め面上の所定の位置に位置決めすることを含み、構成要素を所定の位置に位置決めすることは、構成要素の１つ以上の光学的特徴部を、構成要素が統合されるフォトニックシステムの１つ以上の他の光学的特徴部に光学的に位置合わせさせる。

【0170】

本明細書で論じられる例は光学構成要素の位置合わせ及び結合に関して説明されているが、非光学構成要素の正確な位置合わせ及び／又は結合のための同様の技術が同じ又は類似のマイクロ光学ベンチで使用することができることに、本明細書の開示に照らして留意されたく、また、当業者によってこれが理解されるであろう。

【0171】

前述の記載は、説明の目的上、特定の実施形態に関して説明されてきた。しかしながら、上記の例示的な考察は、網羅的であることを意図するものではなく、又は本発明を開示された詳細な形態に限定するものではない。上述の教示に照らして多くの変更形態及び変形形態が考えられる。実施形態は、技術の原理及びそれらの実際の適用を最もよく説明するために選択され、説明された。それにより、当業者であれば、企図される特定の使用に適した様々な修正を用いて、本技術及び様々な実施形態を最適に利用することが可能となる。

【0172】

開示及び例は、添付の図を参照して完全に説明されているが、様々な変更及び修正が当業者に明らかになることに留意されたい。そのような変更及び修正は、特許請求の範囲によって定義される開示及び実施例の範囲内に含まれるものとして理解されるべきである。最後に、本明細書で言及されるすべての特許及び刊行物の開示は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2022-10-04

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項1】

フォトニックシステムの構成要素を位置合わせするための方法であって、
第１の構成要素が、前記第１の構成要素の第１の光学的特徴部から所定の距離にある第１の表面を含むように、基板から前記第１の構成要素を切り離すことと、
前記第１の構成要素の前記第１の表面を第１の基準面に押し付けることによって、前記第１の構成要素を位置決め面上の所定の位置に位置決めすることと、を含み、
前記第１の構成要素を前記所定の位置に位置決めすると、前記第１の構成要素の前記第１の光学的特徴部が、前記第１の構成要素が統合されているフォトニックシステムの第２の光学的特徴部に光学的に位置合わせされる、前記方法。

【手続補正2】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】請求項２６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項26】

前記マイクロ光学ベンチの前記位置決め面が透明な材料で形成されている、請求項６～２５のいずれか一項に記載の方法。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１４９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0149】

図６は、いくつかの実施形態による、フォトニックシステムアセンブリシステム６００を示し、システム６００は、複数のスタガ型の基準面を有するマイクロ光学ベンチ６０１を含む。示されるように、システム６００は、マイクロ光学ベンチ６０１ならびにファイバ６１６を含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ６０１は、ｘｙ基準面６０２、ｙｚ基準面６０４ａ～ｄ、ｘｚ基準面６０６、及び固定構成要素面６０８を含む。いくつかの実施形態では、マイクロ光学ベンチ６０１及びその構成要素は、マイクロ光学ベンチ１０１及びその対応する構成要素、マイクロ光学ベンチ２０１及びその対応する構成要素、マイクロ光学ベンチ３０１及びその対応する構成要素、マイクロ光学ベンチ４０１及びその対応する構成要素、ならびに／又はマイクロ光学ベンチ５０１及びその対応する構成要素と共通の任意の１つ以上の特性を共有し得る。いくつかの実施形態では、システム６００は、システム２００及びその対応する構成要素、システム３００及びその対応する構成要素、システム４００及びその対応する構成要素、及び／又はシステム５００及びその対応する構成要素と共通の任意の１つ以上の特性を共有し得る。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１５５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0155】

図８Ａ及び８Ｂは、いくつかの実施形態による、２つの構成要素の相対位置に微調整を行うための構成要素微調整システムの図を示す。いくつかの実施形態では、相対位置が調整される２つの構成要素は、本明細書で論じられるような１つ以上のダイなどの１つ以上の光学構成要素を含み得る。いくつかの実施形態では、相対位置が調整される２つの構成要素は、本明細書で論じられるように、１つ以上のマイクロ光学ベンチを含み得る。図８Ａ及び８Ｂの例では、ダイ８０２及び８０４の相対位置が調整され、図８が調整前の配置８００ａを示し、図８Ｂが調整後の配置８００ｂを示す。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１６６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0166】

いくつかの実施形態では、１つ以上の能動的光学構成要素（例えば、ダイ）が、本明細書に記載の技術に従って位置決め面上で位置決めされることができ、１つ以上のスペーサ構成要素を、能動的光学構成要素の位置決めに使用することができる。例えば、マイクロ光学ベンチの基準面に直接ダイを押し付ける代わりに、スペーサをマイクロ光学ベンチの基準面に押し付け、ダイをスペーサの基準面とは反対側に押し付けることができる。これによって、スペーサはダイを基準面から事前定義された距離だけ離間させる。いくつかの実施形態では、スペーサは、ダイが組み込まれる光学システムに組み込まれても組み込まれなくてもよい不活性な構成要素などの光学的に不活性な構成要素であり得る。いくつかの実施形態では、（１つ以上の基準面から構成要素を離間させる）１つ以上のスペーサを同時に使用して、位置決め面上で任意の所望の形状を達成することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のスペーサを使用して１つの光学構成要素を離間させることができ、一方、別の光学構成要素は、同じ位置決め面上でスペーサを使用せずに同時に位置決めされてもよい。

【国際調査報告】