特表 2024-541015 光学位置合わせのための支点を有する光コネクタ

(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】2024-11-06

(54)【発明の名称】光学位置合わせのための支点を有する光コネクタ

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/36 20060101AFI20241029BHJP

   G02B 6/32 20060101ALI20241029BHJP

   G02B 6/34 20060101ALI20241029BHJP

【ＦＩ】

G02B6/36

G02B6/32

G02B6/34

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024524979

(86)(22)【出願日】2022-10-05

(85)【翻訳文提出日】2024-04-25

(86)【国際出願番号】 IB2022059514

(87)【国際公開番号】W WO2023073460

(87)【国際公開日】2023-05-04

(31)【優先権主張番号】63/273,432

(32)【優先日】2021-10-29

(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】505005049

【氏名又は名称】スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100130339

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 憲

(74)【代理人】

【識別番号】100135909

【弁理士】

【氏名又は名称】野村 和歌子

(74)【代理人】

【識別番号】100133042

【弁理士】

【氏名又は名称】佃 誠玄

(74)【代理人】

【識別番号】100171701

【弁理士】

【氏名又は名称】浅村 敬一

(72)【発明者】

【氏名】ハーセ，マイケル エー．

【テーマコード（参考）】

2H036

2H137

【Ｆターム（参考）】

2H036JA01

2H036QA11

2H036QA32

2H137AB08

2H137BA15

2H137BC02

2H137BC23

2H137BC51

2H137CA11E

2H137CA12A

2H137CC03

(57)【要約】

光クレードルは、光フェルールと嵌合し、基板に恒久的に接合するように構成され、それにより、光フェルールに結合された光導波路からの光は、光フェルールを出射し、光クレードルの第１の位置で光クレードルに入射した後に基板上の光学構成要素に結合する。光クレードルは、光クレードルの底面から延びかつ、基板と接触し、第１の位置と光学構成要素との間の距離ｄを実質的に変化させることなく光クレードルを光学構成要素に角度的に位置合わせするために、接触部を中心とした光クレードルの回転を可能にするように構成されている、少なくとも１つの支点を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光クレードルであって、光フェルールと嵌合し、基板に恒久的に接合するように構成され、それにより、前記光クレードルの少なくとも第１の位置を介して前記光フェルールに結合された光導波路と前記基板上の光学構成要素との間に光が結合され得、前記光クレードルが、前記光クレードルの底面から延び、かつ、前記基板と接触し、前記第１の位置と前記光学構成要素との間の距離を実質的に変化させることなく前記光クレードルを前記光学構成要素に角度的に位置合わせするために、前記接触を中心とした前記光クレードルの回転を可能にするように構成されている、少なくとも１つの支点を備える、光クレードル。

【請求項2】

前記第１の位置に近接して配置された光学レンズを更に備える、請求項１に記載の光クレードル。

【請求項3】

前記第１の位置と前記光学構成要素との間の前記距離が、前記光学レンズのほぼ焦点距離である、請求項２に記載の光クレードル。

【請求項4】

前記光学構成要素が、光グレーティングカプラである、請求項１に記載の光クレードル。

【請求項5】

前記少なくとも１つの支点が、空間によって分離された少なくとも２つのセグメントを含む、請求項１に記載の光クレードル。

【請求項6】

前記空間は、前記少なくとも２つのセグメントが前記光学構成要素の両側に配置され、前記少なくとも１つの支点が前記光学構成要素に直接接触しないようなものである、請求項５に記載の光クレードル。

【請求項7】

光フェルールを取り外し可能に受け入れて固定するように構成された光クレードルであって、それにより、前記光フェルールを出射する中心光線が、前記光クレードルの第１の位置で前記光クレードルに入射し、前記光クレードルの第２の位置で前記光クレードルから出射し、前記第１の位置と前記第２の位置が、前記光クレードルを通過する光軸を画定し、前記光クレードルが、前記光クレードルの回転軸を画定する１つ以上の旋回部分を備え、それにより、前記光軸が、前記回転軸の約５００ミクロン以内を通過する、光クレードル。

【請求項8】

前記第１の位置及び前記第２の位置のうちの少なくとも１つに光学レンズを更に備え、前記光学レンズが、そこを通過する光の少なくとも発散を変化させるように構成されている、請求項７に記載の光クレードル。

【請求項9】

前記光学構成要素が、前記光学レンズの焦点の約５０ミクロン以内である、請求項８に記載の光クレードル。

【請求項10】

前記１つ以上の旋回部分が、前記光クレードルの前記第２の位置を含まないように配置されている、請求項７に記載の光クレードル。

【請求項11】

前記１つ以上の旋回部分が、前記光クレードルの前記第２の位置の両側に離間して配置された２つの旋回部分を含む、請求項７に記載の光クレードル。

【請求項12】

基板上に取り付けられ、光フェルールを受け入れて固定するように構成された光クレードルであって、それにより、前記光フェルールと前記基板の光学構成要素との間に光線が結合され、前記光クレードルが、前記光クレードルの底面から延び、前記光クレードルの回転軸を組み合わせにより画定する１つ以上の旋回部分を備え、それにより、前記光クレードルが前記基板上に載置されると、前記１つ以上の旋回部分が、前記光クレードルを前記回転軸を中心として回転させて前記基板に対する前記光クレードルの傾きを調整することを可能にする、光クレードル。

【請求項13】

前記１つ以上の旋回部分が、前記基板に対する前記光クレードルの前記傾きが最大５度調整され得るように構成されている、請求項１２に記載の光クレードル。

【請求項14】

前記回転軸を中心として前記光クレードルを回転させることが、前記光フェルールと前記光学構成要素との間の前記光線の光路の角度を変化させる、請求項１２に記載の光クレードル。

【請求項15】

前記光学構成要素が、光グレーティングカプラである、請求項１２に記載の光クレードル。

【請求項16】

光クレードルであって、前記光クレードルの底面から延びる支点を備え、基板上に取り付けられ、光フェルールを受け入れて固定するように構成され、それにより、前記光クレードルが取り付けられ、前記支点が前記基板上に載置されると、前記光クレードルが、前記光フェルールに取り付けられた光導波路から前記基板の意図された光学構成要素への光の結合を最適化するために、前記支点を中心として少なくとも約０．５度揺動するように構成されている、光クレードル。

【請求項17】

前記意図された光学構成要素が、光グレーティングカプラである、請求項１６に記載の光クレードル。

【請求項18】

前記支点が、空間によって分離された２つのセグメントを含む、請求項１６に記載の光クレードル。

【請求項19】

前記空間は、前記２つのセグメントが前記意図された光学構成要素の両側に配置されるように構成され、それにより、前記基板上に取り付けられたときに前記支点が前記光学構成要素をまたいでいるようなものである、請求項１８に記載の光クレードル。

【請求項20】

基板上に取り付けられ、光フェルールを受け入れて固定するように構成された光クレードルであって、前記光クレードルが前記基板上に恒久的に取り付けられ、前記光フェルールからの光が前記基板の光学構成要素に最適に伝送されると、前記光クレードルが１つ以上の実質的に同一直線上の接触線に沿ってのみ前記基板と物理的に接触する、光クレードル。

【請求項21】

前記光クレードルの対向する前縁線と後縁線との間に配置され、それらから離れている前記１つ以上の実質的に同一直線上の接触線を含む底面を備える、請求項２０に記載の光クレードル。

【請求項22】

光クレードルを光学構成要素に位置合わせする方法であって、前記光学構成要素が基板を含み、前記方法が、
光フェルールを、前記光フェルールを受け入れて固定するためのポケットと前記基板と接触するように構成された少なくとも１つの支点とを含む前記光クレードルに挿入することと、
前記支点を前記基板に接触させることと、
前記光フェルールと前記光学構成要素との間に光を結合しながら、前記クレードルを前記光学構成要素と位置合わせすることであって、前記クレードルを前記光学構成要素と位置合わせすることが、
前記光フェルールと前記光学構成要素との間に結合された前記光の強度を測定する工程と、
前記結合された光の前記強度に基づいて、前記光フェルールを前記光学構成要素に角度的に位置合わせするために、前記支点を中心として前記光クレードルを回転させる工程とを含む、ことと、
前記光クレードル及び前記基板に接着剤を適用することと、
前記接着剤を硬化させることと、
を含む、方法。

【請求項23】

前記接着剤を適用する前に、前記光フェルールが前記光クレードルから取り外される、請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

前記クレードルを前記光学構成要素と位置合わせすることが、前記結合された光の強度を最大化することを更に含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項25】

前記クレードルを前記光学構成要素と位置合わせする前に、前記基板に光学材料を適用することを更に含み、前記光学材料が、前記光クレードルの材料に実質的に屈折率整合され、前記光クレードルと前記光学構成要素との間に光路を含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項26】

前記光学材料が、光学接着剤である、請求項２５に記載の方法。

【請求項27】

前記光学接着剤が、化学線によって硬化される、請求項２６に記載の方法。

【請求項28】

前記光学材料が、光学ゲルである、請求項２５に記載の方法。

【請求項29】

前記接着剤を硬化することが、熱硬化を含む、請求項２２の方法。

【請求項30】

前記硬化した接着剤が、はんだリフロープロセスに関連する温度に耐えるように構成されている、請求項２２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【発明の概要】

【0001】

本明細書のいくつかの態様では、光クレードルであって、光フェルールと嵌合し、基板に恒久的に接合するように構成され、それにより、光クレードルの少なくとも第１の位置を介して光フェルールに結合された光導波路と光学構成要素との間で光が結合され得る、光クレードルが提供される。光クレードルは、光クレードルの底面から延び、かつ、基板と接触し、第１の位置と光学構成要素との間の距離ｄを実質的に変化させることなく光クレードルを光学構成要素に角度的に位置合わせするために、接触部を中心とした光クレードルの回転を可能にするように構成されている、少なくとも１つの支点を含む。

【0002】

本明細書のいくつかの態様では、光フェルールを取り外し可能に受け入れて固定するように構成された光クレードルであって、それにより、光フェルールを出射する中心光線が、光クレードルの第１の位置で光クレードルに入射し、光クレードルの第２の位置で光クレードルを出射する、光クレードルが提供される。第１の位置と第２の位置とは、光クレードルを通過する光軸を画定する。光クレードルは、光クレードルの底面から延び、光クレードルの回転軸を画定する１つ以上の旋回部分を含み、それにより、光軸は、回転軸の約５００ミクロン以内を通過する。

【0003】

本明細書のいくつかの態様では、基板上に取り付けられ、光フェルールを受け入れて固定するように構成された光クレードルであって、それにより、光フェルールと基板の光学構成要素との間に中心光線が結合される、光クレードルが提供される。光クレードルは、光クレードルの底面から延び、光クレードルの回転軸を組み合わせにより画定する１つ以上の旋回部分を含み、それにより、光クレードルが基板上に載置されると、１つ以上の旋回部分が、光クレードルを回転軸を中心として回転させて基板に対する光クレードルの傾きを調整することを可能にする。

【0004】

本明細書のいくつかの態様では、光クレードルであって、光クレードルの底面から延びる支点を含み、基板上に取り付けられ、光フェルールを受け入れて固定するように構成されている、光クレードルが提供される。光クレードルが取り付けられ、支点が基板上に載置されると、光クレードルは、光フェルールに取り付けられた光導波路から基板の意図された光学構成要素への光の結合を最適化するために、支点を中心として少なくとも約０．５度揺動するように構成されている。

【0005】

本明細書のいくつかの態様では、基板上に取り付けられ、光フェルールを受け入れて固定するように構成された光クレードルが提供される。光クレードルが基板上に恒久的に取り付けられ、光フェルールからの光が基板の光学構成要素に最適に伝送されると、光クレードルは１つ以上の実質的に同一直線上の接触線に沿ってのみ基板と物理的に接触する。

【0006】

本明細書のいくつかの態様では、光クレードルを光学構成要素に位置合わせする方法であって、この方法は、光フェルールを、光フェルールを受け入れて固定するためのポケットと基板と接触するように構成された少なくとも１つの支点とを含む光クレードルに挿入する工程と、支点を基板に接触させる工程と、光フェルールと光学構成要素との間に光を結合しながら、クレードルを光学構成要素に位置合わせする工程であって、クレードルを光学構成要素と位置合わせする工程が、光フェルールと光学構成要素との間に結合された光の強度を測定する工程と、結合された光の強度に基づいて、光クレードルを光学構成要素に角度的に位置合わせするために、支点を中心として光クレードルを回転させる工程とを含む、位置合わせする工程と、接着剤を光クレードルに適用する工程と、接着剤を硬化させる工程と、を含む、方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本明細書の一実施形態による、支点特徴部を有する光クレードルの斜視図である。

【図2】本明細書の一実施形態による、支点特徴部を有する光クレードルの代替的斜視図である。

【図3】本明細書の一実施形態による、支点特徴部を有する光クレードルの追加の代替的斜視図である。

【図4】本明細書の一実施形態による、光フェルールと光クレードルとの間の光接続の切り欠き図である。

【図5】本説明の一実施形態による、光路の追加の詳細を示す、支点特徴部を有する光クレードルの切り欠き図である。

【図6】本明細書に記載の実施形態による、光クレードルを光学構成要素に位置合わせする方法における工程を詳述するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下の説明では、本明細書の一部を構成し、様々な実施形態が実例として示される、添付図面が参照される。図面は、必ずしも正確な比率の縮尺ではない。本開示の範囲又は趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想到され、実施され得る点を理解されたい。したがって、以下の発明を実施するための形態は、限定的な意味では解釈されない。

【0009】

コンピュータにおけるデータレートが上昇し続けるにつれて、銅導体は、顧客が要求する速度で構成要素間で大量の高速データを伝送することがますますできなくなる。シリコンフォトニクス（すなわち、データを伝送するための光学媒体としてシリコンを使用するシステム）は、銅トレースではなく光ファイバを介したデータ伝送を可能にすることによって、このボトルネックを緩和するのに役立つ。光ファイバと小型コアフォトニック集積回路（photonic integrated circuit、ＰＩＣ）導波路との間の光の効率的な結合を達成することは困難である可能性がある。既存の解決策は、高額かつ低速であり、損失が大きいことが多く、ＰＩＣのはんだリフローに関連する温度に適合しない、光ファイバの能動的な位置合わせ及び恒久的な取り付けを伴う。

【0010】

いくつかのシリコンフォトニクスシステムは、光ファイバとシリコンフォトニクストランシーバとの間に差込み可能なコネクタインタフェースを使用しており、このコネクタインタフェースは、ＰＩＣに接合される光クレードルと、光クレードル内に着座し、トランシーバと光学的に位置合わせされて保持された光フェルールと、を含む。この差込み可能なインターフェースは、光学的位置合わせを得るプロセスにおける改善を提供するが、いくつかの光クレードルに組み込まれたレンズをＰＩＣ上の光グレーティングカプラに位置合わせすることは依然として困難である可能性がある。クレードルレンズは、光データ転送のために、それぞれのグレーティングカプラと横方向に位置合わせされなければならない。しかしながら、製造プロセスの変動は、グレーティングカプラからの出力ビームの角度における著しいクロスウェハ及びウェハ間の変動をもたらす可能性があり、したがって、クレードルは、グレーティングカプラをそれぞれのクレードルレンズの焦点に又はその近くに保持しながら、グレーティングカプラの中に（又は外に）光を集束させるように能動的に角度的に位置合わせされなければならない。

【0011】

本明細書のいくつかの態様によれば、光クレードルは、光コネクタの底部から（例えば、光クレードルの底部から）延びる支点特徴部を含み、支点特徴部は、光クレードルレンズと光学構成要素（例えば、ＰＩＣのグレーティングカプラ）との位置合わせを調整するために光コネクタを傾けることを可能にする。いくつかの実施形態では、光クレードルは、光フェルールと嵌合し、基板に恒久的に接合するように構成されてもよく、それにより、光クレードルの少なくとも第１の位置を介して光フェルールに結合された光導波路（例えば、光ファイバ）と光学基板との間で光が結合され得る。いくつかの実施形態では、光クレードルは、基板と接触し、第１の位置と光学構成要素との間の距離ｄを実質的に変化させることなく光クレードルを光学構成要素に角度的に位置合わせするために、接触部を中心とした光クレードルの回転を可能にするように構成された少なくとも１つの支点を含んでもよい。

【0012】

いくつかの実施形態では、光クレードルは、第１の位置に近接して配置された光学レンズを更に含む。いくつかの実施形態では、第１の位置と光学構成要素との間の距離は、光学レンズの焦点距離にほぼ等しい。

【0013】

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの支点は、空間によって分離された少なくとも２つのセグメントを含んでもよい。いくつかの実施形態では、空間は、少なくとも２つのセグメントが光学構成要素の両側に配置され、少なくとも１つの支点が光学構成要素に直接接触しないようなものであってもよい。別の言い方をすれば、支点のセグメント（例えば、基板と接触している支点の旋回点）は、（能動的位置合わせ中に光学構成要素を損傷することを回避するために）クレードルが位置合わせされている光学構成要素（例えば、ＰＩＣのグレーティングカプラ）をまたぐように離間されてもよい。

【0014】

本明細書のいくつかの態様によれば、光クレードルは、光フェルールを取り外し可能に受け入れて固定するように構成されてもよく（例えば、クレードルは、光フェルールを受け入れてそれを光学構成要素に対して位置合わせして保持するように構成された「ポケット」を含んでもよい）、それにより、光フェルールを出射する光線は、光クレードルの第１の位置で光クレードルに入射し、光クレードルの第２の位置で光クレードルを出射する。第１の位置と第２の位置とは、光クレードルを通過する光軸を画定してもよい。いくつかの実施形態では、光クレードルは、光クレードルの回転軸を画定する１つ以上の旋回部分（例えば、１つ以上の支点セグメント）を含んでもよく、旋回部分は、回転軸を通るか又は回転軸の近くを通過する。いくつかの実施形態では、光軸は、回転軸の約５００ミクロン、又は約４５０ミクロン、又は約４００ミクロン、又は約３５０ミクロン、又は約３００ミクロン、又は約２５０ミクロン、又は約２００ミクロン、又は約１５０ミクロン、又は約１００ミクロン、又は約５０ミクロン、又は約２５ミクロン、又は約１０ミクロン、又は約５ミクロン以内を通過してもよい。

【0015】

いくつかの実施形態では、光クレードルは、第１の位置及び第２の位置のうちの少なくとも１つに光学レンズを更に含んでもよい。いくつかの実施形態では、光学レンズは、（例えば、光をある位置に集束させるために）光の発散などの、そこを通過する光の光学特性を変化させるように構成されてもよい。

【0016】

いくつかの実施形態では、光学構成要素は、光学レンズの焦点の約５０ミクロン、又は約４５ミクロン、又は約４０ミクロン、又は約３５ミクロン、又は約３０ミクロン、又は約２５ミクロン、又は約２０ミクロン、又は約１５ミクロン、又は約１０ミクロン、又は約５ミクロン以内であってもよい。

【0017】

いくつかの実施形態では、光クレードルの１つ以上の旋回部分は、光クレードルの第２の位置を含まないように配置されてもよい（例えば、旋回部分は、第２の位置からの光の結合に干渉しないように、第２の位置の両側に２つの旋回部分など、第２の位置の１つ以上の側に配置されてもよい）。

【0018】

本明細書のいくつかの態様によれば、光クレードルは、基板上に取り付けられ、光フェルールを受け入れて固定するように構成されてもよく、それにより、光フェルールと基板の光学構成要素（例えば、フォトニクス集積回路のグレーティングカプラ）との間に中心光線が結合される。すなわち、光クレードルは、光フェルールを光学構成要素と位置合わせして保持するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、光クレードルは、光クレードルの回転軸を組み合わせにより画定する１つ以上の旋回部分を含んでもよい。いくつかの実施形態では、光クレードルが基板上に載置されると、１つ以上の旋回部分は、光クレードルを回転軸を中心として回転させて基板に対する光クレードルの傾きを調整することを可能にしてもよい。

【0019】

いくつかの実施形態では、１つ以上の枢動部分は、基板に対する光クレードルの傾きが、最大５度、又は最大２度、又は最大１．５度、又は最大１．０度、又は最大０．５度調整され得るように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、回転軸を中心として光クレードルを回転させることは、光フェルールと光学構成要素との間の光線の光路の角度を変化させてもよい。いくつかの実施形態では、光学構成要素は、光グレーティングカプラを含んでもよい。いくつかの実施形態では、光フェルールと光学構成要素との間の光線の光路の角度を変化させることは、光フェルールに結合された光導波路（例えば、光ファイバ）と光学構成要素との間に結合される光信号（すなわち、光線）の強度を変化させる。

【0020】

本明細書のいくつかの態様によれば、光クレードルは、支点を含んでもよく、基板上に取り付けられ、光フェルールを受け入れて固定するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、光クレードルが取り付けられ、支点が基板上に載置されると、光クレードルは、光フェルールに取り付けられた光導波路から基板の意図された光学構成要素への光の結合を最適化するために、支点を中心として少なくとも約０．５度、又は約１．０度、又は約１．５度、又は約２度、又は約５度揺動するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、意図される光学構成要素は、光グレーティングカプラである。

【0021】

いくつかの実施形態では、支点は、空間によって分離された２つのセグメントを含む。そのような実施形態では、空間は、２つのセグメントが光学構成要素の両側に配置されるように構成され、それにより、基板上に取り付けられたときに支点が光学構成要素をまたいでいるようなものである。

【0022】

本明細書のいくつかの態様によれば、光クレードルは、基板上に取り付けられ、光フェルールを受け入れて固定するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、光クレードルが基板上に恒久的に取り付けられ、光フェルールからの光が基板の光学構成要素に最適に伝送されると、光クレードルは、１つ以上の実質的に同一直線上の接触線に沿ってのみ基板と物理的に接触してもよい。いくつかの実施形態では、光クレードルは、光クレードルの対向する前縁線と後縁線との間に配置され、それらから離れている１つ以上の実質的に同一直線上の接触線を有する底面を含んでもよい。いくつかの実施形態では、底面は、支点特徴部を含んでもよく、支点特徴部は、１つ以上の実質的に同一線上の接触線を画定する。

【0023】

本明細書のいくつかの態様によれば、光クレードルを光学構成要素に位置合わせする方法は、
光フェルールを、光フェルールを受け入れて固定するためのポケットと基板と接触するように構成された少なくとも１つの支点とを含む光クレードルに挿入する工程と、
支点を基板に接触させる工程と、光フェルールと光学構成要素との間に光を結合しながら、
クレードルを光学構成要素と位置合わせする工程と、
光クレードル及び基板に接着剤を適用する工程と、
接着剤を硬化させる工程と、を含む。

【0024】

いくつかの実施形態では、クレードルを光学構成要素と位置合わせする工程は、光フェルールと光学構成要素との間に結合された光の強度を測定する工程と、結合された光の強度に基づいて、光クレードルを光学構成要素に角度的に位置合わせするために、支点を中心として光クレードルを回転させる工程とを含んでもよい。いくつかの実施形態では、クレードルを光学構成要素と位置合わせする工程は、結合された光の強度を最大化することを更に含む。

【0025】

いくつかの実施形態では、光フェルールは、接着剤を適用する前に、光クレードルから取り外されてもよい。いくつかの実施形態では、本方法は、支点を基板に接触させる前に、光学材料を基板に適用する工程を更に含んでもよい。そのような実施形態では、光学材料は、光クレードルの材料に実質的に屈折率整合されてもよく、光クレードルと基板との間に光路を含んでもよい／取り囲んでもよい。いくつかの実施形態では、光学材料は、光学ゲルであってもよい。他の実施形態では、光学材料は、光学接着剤であってもよい。そのような実施形態では、光学接着剤は、化学線によって硬化されてもよい（例えば、光の印加によって硬化されてもよい）。

【0026】

いくつかの実施形態では、接着剤を硬化させる工程は、熱硬化（すなわち、接着剤の硬化を開始するための熱印加）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、接着剤は、はんだリフロープロセスに関連する温度に耐えるように構成されてもよい。

【0027】

次に図面を参照すると、図１は、本明細書による、支点特徴部を有する光クレードルの斜視図である。いくつかの実施形態では、光クレードル１０は、光フェルール２０と嵌合し、基板３０に恒久的に接合するように構成されている。いくつかの実施形態では、光クレードルは、光フェルール２０に結合された光導波路４０（例えば、１つ以上の光ファイバ）からの光が光フェルール２０を出射し、基板３０上の光学構成要素５０に結合するように構成されてもよい。（本明細書の他の箇所に含まれる、他の図における光の光路及び他の特徴部に関する追加の詳細を参照されたい）。光は、光学構成要素５０から光フェルール２０に、又は光フェルール２０から光学構成要素５０に、あるいは両方向に光が伝送され得るように、光路に沿っていずれかの方向に通過し得ることに留意されたい。本明細書で提供される例は、限定することを意図するものではなく、概して、光伝送の方向にかかわらず、光フェルール２０と光学構成要素５０との間の光の結合を包含する。

【0028】

いくつかの実施形態では、光クレードル１０は、光クレードル１０の底面１７（すなわち、基板３０に面する、光クレードル１０の表面）上に位置する少なくとも１つの支点６０を有してもよい。いくつかの実施形態では、支点６０は、基板３０と接触し、光クレードル１０を光学構成要素５０に角度的に位置合わせするために、接触部を中心とした光クレードル１０の回転を可能にするように構成される。いくつかの実施形態では、光学構成要素５０は、フォトニクス集積回路（ＰＩＣ）の光グレーティングカプラであってもよい。

【0029】

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの支点６０は、光クレードル１０の前縁線１５ａと対向する後縁線１５ｂとの間に配置され、それらから離れている１つ以上の実質的に同一直線上の接触線６０ａ／６０ｂ（図３参照）を画定してもよい。

【0030】

図２は、支点６０の実施形態の追加の詳細を示す、図１の光クレードル１０の代替的斜視図である。特に、図２は、底面１７を強調するために、下から光クレードル１０を示す図である。光クレードル１０の底面１７は、１つ以上のセグメント又は「旋回部分」（例えば、図２において６０としてマークされた２つの部分）を有する支点特徴部６０を含んでもよい。支点特徴部６０は、クレードル１０の前縁１５ａから離れて配置されてもよい。

【0031】

図３は、支点特徴部６０に関する追加の詳細を含む、図１及び図２の光クレードル１０の追加の代替的斜視図である。図３は、再び、底面１７及び１つ以上の旋回部分（支点）６０を強調したクレードル１０の図を示す。支点特徴部の１つ以上の旋回部分６０は、光クレードル１０の回転軸６２を画定する。光クレードル１０の１つ以上の旋回部分６０が基板（図１の基板３０など）と物理的に接触すると、１つ以上の実質的に同一直線上の接触線６０ａ、６０ｂに沿ってのみ基板３０と接触する。

【0032】

いくつかの実施形態では、光クレードル１０は、光フェルール（図１の光フェルール２０など）を取り外し可能に受け入れて固定するように構成されており、それにより、光フェルール２０を出射する光線（すなわち、光ビームの中心光線）は、光クレードルの第１の位置（例えば、光フェルールに近接する第１の位置、図４の要素１１を参照）で光クレードル１０に入射し、光クレードル１０の底面１７上の第２の位置１２で光クレードルから出射する。いくつかの実施形態では、第１の位置１１及び第２の位置１２は、光クレードルを通過する光軸１３を画定する。いくつかの実施形態では、光軸１３は、回転軸６２の約５００ミクロン、又は約４５０ミクロン、又は約４００ミクロン、又は約３５０ミクロン、又は約３００ミクロン、又は約２５０ミクロン、又は約２００ミクロン、又は約１５０ミクロン、又は約１００ミクロン、又は約５０ミクロン、又は約２５ミクロン、又は約１０ミクロン、又は約５ミクロン以内を通過する。

【0033】

図４は、本明細書の態様による、光フェルール２０と光クレードル１０との間の光接続の切り欠き図である。いくつかの実施形態では、光クレードル１０は、光フェルール２０を受け入れて固定するためのポケット２５を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上の光導波路４０（例えば、光ファイバ）は光フェルール２０に結合される。いくつかの実施形態では、光導波路４０からの光線４２（例えば、中心光線）は、光フェルール２０を介して方向付けられ（例えば、光フェルール２０によってリダイレクトされ又は再集束され）、光フェルール２０を出射してもよい。光フェルール２０を出射した後、光線４２は、光クレードル１０及び第１の位置１１に入射し、第２の位置１２で光クレードル１０を出射してもよい。出射光線４２は、第１の位置１１及び第２の位置１２によって画定される光軸１３をたどり得る。いくつかの実施形態では、光クレードル１０は、第１の位置１１及び第２の位置１２のうちの少なくとも１つに配置され、そこを通過する光線４２の少なくとも発散を変化させる（例えば、標的位置に光線４２を集束させる）ように構成された光学レンズ１４を更に含んでもよい。いくつかの実施形態では、光クレードル１０は、基板３０と接触し６１、回転軸６２（図３の回転軸６２を参照）を画定する１つ以上の旋回部分６０（１つ以上の支点を画定する）を含む。いくつかの実施形態では、光軸１３は、回転軸６２（すなわち、基板３０との接触点６１によって画定される回転軸）の約５００ミクロン、又は約４５０ミクロン、又は約４００ミクロン、又は約３５０ミクロン、又は約３００ミクロン、又は約２５０ミクロン、又は約２００ミクロン、又は約１５０ミクロン、又は約１００ミクロン、又は約５０ミクロン、又は約２５ミクロン、又は約１０ミクロン、又は約５ミクロン以内を通過する。

【0034】

いくつかの実施形態では、光クレードル１０は、光フェルール２０を基板３０上の光学構成要素５０（例えば、光回折グレーティングカプラ）に角度的に位置合わせするために、旋回部分／支点６０を中心として回転されてもよい。旋回部分／支点６０及び１つ以上の実質的に同一直線上の接触線（図３の要素６０ａ、６０ｂを参照）は、光クレードル１０の前縁線１５ａと対向する後縁線１５ｂとの間に配置され、それらから離れていてもよい。いくつかの実施形態では、光クレードル１０は、光フェルール２０と光学構成要素５０との間に光（例えば、光線４２）を結合し、光フェルール２０と光学構成要素５０との間に光信号（例えば、最大強度の光信号）が結合されるまで旋回部分／支点６０を中心として光クレードル１０を回転させることによって、光学構成要素５０と位置合わせされてもよい。光フェルール２０と光学構成要素５０との間の光学的角度位置合わせが達成されると、基板を所望の角度に保持ために、接着剤（例えば、構造用熱接着剤）を基板３０と光クレードル１０との間に適用してもよい。位置合わせプロセスに関する追加の詳細は、図６及び対応する説明において提供される。

【0035】

図５は、光路の追加の詳細を示す、支点特徴部６０を有する光クレードル１０の切り欠き図である。いくつかの実施形態では、光クレードル１０は、光フェルール２０（図４の光フェルール２０を参照）と嵌合し、基板３０に恒久的に接合されるように構成されてもよい。光（図４の光線４２など）は、光フェルール２０を出射し、光クレードル１０及び光クレードル１０の第１の位置１１に入射し、第２の位置１２で光クレードル１０を出射して、光軸１３及び第１の位置１１と光学構成要素５０との間の距離ｄを画定する。いくつかの実施形態では、光クレードル１０は、基板３０と接触し６１、接触線６１によって画定される回転軸６２を中心とした光クレードル１０の回転を可能にするように構成された支点６０を含む。いくつかの実施形態では、支点６０は、第１の位置１１と光学構成要素５０との間の距離ｄを実質的に変化させることなく光クレードル１０を光学構成要素５０に角度的に位置合わせするために、回転軸６２を中心とした光クレードル１０の回転を可能にするように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、距離ｄは、位置１１に近接する任意のレンズ（例えば、図４の光学レンズ１４）のほぼ焦点距離である。

【0036】

最後に、図６は、本明細書による、光クレードルを基板上の光学構成要素に光学的に位置合わせする方法における工程を詳述するフローチャートである。いくつかの実施形態では、方法１００は、以下の工程を含む。

【0037】

工程１１０：光フェルール（図４の光フェルール２０など）を、光クレードル（図４の光クレードル１０など）に挿入する。光クレードル１０は、光フェルール２０を受け入れて固定するためのポケットを含んでもよく、光クレードル１０は、基板と接触するように構成された少なくとも１つの支点（図４の支点６０など）を更に含んでもよい。いくつかの実施形態では、支点の目的は、光クレードルの回転を可能にして、光フェルールと基板上の光学構成要素との間の光結合を最適化することである。

【0038】

任意選択の工程１１５：いくつかの実施形態では、が、クレードルを光学構成要素と位置合わせする前に、基板に光学材料（例えば、光学ゲル又は光学接着剤）を適用してもよく、それにより、光学材料が、光クレードルと基板上の光学構成要素との間に光路を含む又は包含する。いくつかの実施形態では、例えば、光学材料が光学接着剤である場合、クレードルと光学構成要素との位置合わせが最適化されると、光学材料が硬化されてもよい。いくつかの実施形態では、光学材料は、光クレードルの材料と実質的に屈折率整合されてもよい。そのような実施形態では、光学接着剤は化学線によって硬化（例えば、光硬化）されてもよい。

【0039】

工程１２０：支点と基板との間の接触点に沿って回転軸を生成するために、光クレードルの支点を基板に接触させる。適合する固定具を使用して、後続の工程中に支点を基板に接触させて保持しながらクレードルを位置決めしてもよい。

【0040】

工程１３０：光クレードルを介して光フェルールと光コンポーネントとの間に光を結合する。

【0041】

工程１４０：光フェルールを光学構成要素と位置合わせする。いくつかの実施形態では、この位置合わせは、光クレードルを再び位置決めすることと、結合された光の強度が最適になるまで、光フェルールと光学構成要素との間に結合された光の強度を測定しながら、支点を中心として光クレードルを回転させることとを含む。いくつかの実施形態では、最適な光学的位置合わせは、光フェルールと光学構成要素との間に結合された光が最大強度である位置合わせの角度として定義される。

【0042】

方法１００のいくつかの実施形態では、光フェルールは、接着剤を適用する前に（かつ光学的位置合わせが達成された後に）、光クレードルから取り外されてもよい。

【0043】

工程１５０：工程１４０において光学的位置合わせが達成されると、光クレードルに接着剤を適用する。

【0044】

工程１６０：接着剤を硬化させる。いくつかの実施形態では、接着剤を硬化させることは、接着剤の熱硬化（例えば、熱の印加）であってもよい。そのような実施形態では、硬化した接着剤は、はんだリフロープロセスに関連する温度に耐えるように構成され得る。

【0045】

「約（about）」などの用語は、これらが本明細書に使用及び記載されている文脈において、当業者によって理解されよう。特徴部のサイズ、量、及び物理的特性を表す量に適用される「約」の使用が、本明細書に使用及び記載されている文脈において、当業者にとって別途明らかではない場合、「約」とは、特定の値の１０パーセント以内を意味すると理解されよう。特定の値の約として与えられる量は、正確に特定の値であり得る。例えば、それが本明細書で使用及び記載されている文脈において当業者にとって別途明らかではない場合には、約１の値を有する量とは、その量が０．９～１．１の値を有すること、及び、その値が１である場合もあることを意味する。

【0046】

「実質的に（substantially）」などの用語は、これらが本記載に使用及び記載されている文脈において、当業者によって理解されよう。「実質的に等しい（substantially equal）」の使用が、本明細書に使用及び記載されている文脈において当業者にとって明らかではない場合、「実質的に等しい」は、ほぼ等しいことを意味し、ほぼ（about）は上記のとおりである。「実質的に平行（substantially parallel）」の使用が、本明細書に使用及び記載されている文脈において当業者に明らかではない場合、「実質的に平行」は、平行の３０度以内を意味する。互いに実質的に平行として記載されている方向又は表面は、いくつかの実施形態では、平行の２０度以内若しくは１０度以内であり得る、又は平行若しくは名目上平行であり得る。「実質的に整列している（substantially aligned）」の使用が、本明細書に使用及び記載されている文脈において当業者に明らかではない場合、「実質的に整列している」は、整列している対象の幅の２０％以内で整列していることを意味する。実質的に整列していると記載されている対象は、いくつかの実施形態では、整列している対象の幅の１０％以内又は５％以内で整列してもよい。

【0047】

上記において参照された参照文献、特許、又は特許出願の全ては、それらの全体が参照により本明細書に一貫して組み込まれている。組み込まれた参照文献の一部と本出願との間に不一致又は矛盾がある場合、前述の記載における情報が優先するものとする。

【0048】

図面中の要素の説明は、別段の指示がない限り、他の図面中の対応する要素に等しく適用されるものと理解されたい。特定の実施形態が本明細書において図示及び説明されているが、図示及び記載されている特定の実施形態は、本開示の範囲を逸脱することなく、様々な代替的実装態様及び／又は等価の実装態様によって置き換えられ得ることが、当業者には理解されよう。本出願は、本明細書で論じられた特定の実施形態のいずれの適応例又は変形例も包含することが意図されている。したがって、本開示は、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定されることが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】