專利名稱：光學(xué)開關(guān)裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種纖維光學(xué)開關(guān)，尤其涉及一種用于纖維的光學(xué)開關(guān)組件。
以前，纖維的光學(xué)開關(guān)基本上是在光電范圍內(nèi)完成的。把純光學(xué)的光學(xué)纖維與能進(jìn)行電子通斷的電路耦連，然后再把信號轉(zhuǎn)換回光進(jìn)行傳輸。這比由光來進(jìn)行通斷的純光學(xué)技術(shù)來得慢和復(fù)雜。
實現(xiàn)純光學(xué)開關(guān)可有許多途徑。其中之一是用液晶(LCD)空間光調(diào)制器傳送或不傳送光通過開關(guān)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通斷操作。這種方法的響應(yīng)時間慢，并且難以校準(zhǔn)(alignment)。
另一種方法是使用電-光晶狀材料，例如使用LiNbO3。但LiNbO3波導(dǎo)開關(guān)被限制在單模纖維上使用。而且這些開關(guān)目前還存在著相關(guān)的偏振，雖然消除這種相關(guān)的工作正在進(jìn)行。
此外，還有一種實現(xiàn)光學(xué)開關(guān)的方法是用可變形的反射鏡器件(DMD)空間光調(diào)制器。DMD以反射模式工作。通過逐一控制每一個陣列的反射鏡來控制DMD反射光線。另外還有一些應(yīng)用這一原理的專利，這些專利或已被授予或已經(jīng)申請。它們是U.S.No.4，811，210，4，859，012，4，856，863，援引在此作為參考。
設(shè)計成夾持纖維和已預(yù)先進(jìn)行反射校準(zhǔn)的DMD的連接器由如鋁和甲醛聚合體(delrin)等各種材料制成。對這些材料進(jìn)行機(jī)械加工和壓制，以獲得所希望的形狀。在端接頭處把纖維陣列夾持成相互之間成一角度。
這種方法存在許多限制，包括工藝性、成本、體積和復(fù)雜性。機(jī)械加工或壓制會引起端接頭產(chǎn)生誤差和不穩(wěn)定。這種制造工藝屬于勞動密集型，因此很昂貴。
適應(yīng)兩個或更多個纖維陣列所需要的連接器其體積相對較大。而且為實現(xiàn)相對于其它纖維陣列和端接頭的角度，在纖維退出陣列時必須對它們有所支承。這占據(jù)了更大的空間，并且導(dǎo)致了開關(guān)安裝的復(fù)雜。另外，具有這種必不可少的體積和重量的連接器易受振動和熱效應(yīng)的影響變得不穩(wěn)定。
另外，纖維端頭被高高地夾持在開關(guān)所在的平面之上，它會引起與開關(guān)的一部分隨機(jī)的物理上相互作用的可能性，導(dǎo)致操作上的不穩(wěn)定性。
本發(fā)明的目的和優(yōu)點將是明顯的，并且將在此后逐漸顯露。本發(fā)明提供了一種光學(xué)互連的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包含一個或多個由基片形成的反射鏡、聚光微透鏡陣列、與基片連接的光學(xué)纖維和/或固定在基片上面或固定在基片下面的空間光調(diào)制器組件，基片夾持住反射鏡。這種結(jié)構(gòu)的變化包括用光學(xué)波導(dǎo)在纖維和微透鏡之間進(jìn)行傳輸。
在一個實施例中，本器件工作時，把從纖維表面來的光從一個反射鏡反射到空間光調(diào)制器。然后空間光調(diào)制器對光進(jìn)行調(diào)制，再反射回另一個反射鏡。該第二反射鏡使光改向，傳送到另一纖維。而且，光能在進(jìn)行了相位或幅度調(diào)制之后傳輸，或者根本不傳輸，象通/斷開關(guān)一樣工作。


圖1示出了光學(xué)開關(guān)的一個實施例。
圖2a示出了兩側(cè)反射鏡開關(guān)的光路圖。
圖2b示出了一側(cè)反射鏡的光學(xué)開關(guān)實施例。
圖3示出了光學(xué)開關(guān)的另一個實施例。
圖4示出了工作時光穿過基片的光學(xué)開關(guān)。
圖5示出了四通道光學(xué)開關(guān)。
圖6示出了具有分束器和光束組合器的四通道光學(xué)開關(guān)。
圖7示出了制造光學(xué)開關(guān)的工藝流程。
圖8-11b示出了制造過程中各階段的晶片。
采用定向蝕刻(ODE)以形成反射鏡和校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)用于把纖維耦連到具有反射特性的空間光調(diào)制器(SLMs)上，SLMs在光學(xué)互連的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行開關(guān)和調(diào)制。這種原理可以由集成度由低到高的幾種方法來實現(xiàn)。
圖1示出了多種可能的構(gòu)造中的一種。這種構(gòu)造與其它幾種可能的構(gòu)造相比集成度較低。對硅基片10進(jìn)行蝕刻形成反射鏡16a和16b。反射鏡可以是單獨的片，但這一方案使制造更加困難，因為增加一個單獨的反射鏡會引起校準(zhǔn)困難。透鏡14a和14b被要求有效地把從輸入光纖12b來的光耦合到具有被單獨控制的反射元件20的SLM18上，并從反射元件20進(jìn)入輸入纖維12a。輸入或輸出纖維可以多于一個。為簡化起見，這里僅示出了一個纖維。透鏡14a和14b可以粘在大小合適的凹槽15a和15b的位置上，凹槽可以通過例如鋸或蝕刻的方法形成。圖中沒有畫出用于使SLM18距經(jīng)蝕刻的反射鏡16a和16b適當(dāng)距離的襯墊物。在本實施例中，襯墊物必須具有如圖所示的厚度22，以對SLM18定位。在這一程度的集成度上，纖維可以被夾持在經(jīng)蝕刻形成在與反射鏡同一基片上的凹槽內(nèi)，或者也可以被夾持在單獨附設(shè)在基片上的V形槽臺內(nèi)。
光通過上面討論的任一方法定位或夾持的纖維12b進(jìn)入本器件。光由微透鏡14b聚焦到經(jīng)蝕刻的反射鏡16b上。光被反射鏡16b反射到SLM18。SLM18具有一個獨立控制的元件20，它具有反射性。這種調(diào)制器眾多例子中的一個例子是可變形的反射鏡器件(DMD)。這些實施例中的一個實施例是應(yīng)用DMD的扭轉(zhuǎn)光束結(jié)構(gòu)(torsionbeamconfiguration)。如果受控元件處于接通(ON)狀態(tài)或如圖1所示傾斜，那么光將從受控元件反射到經(jīng)蝕刻的反射鏡16a上。然后光通過微透鏡14a進(jìn)入纖維16a并離開本器件。如果希望纖維網(wǎng)絡(luò)通道12b-12a處于關(guān)閉(OFF)狀態(tài)，那么使元件20朝其它方向傾斜，引導(dǎo)光離開反射鏡16b并使光不耦合回到纖維12a上，這樣就沒有光傳出本器件。當(dāng)然也可以用其它的空間光調(diào)制器，如液晶。
也可以用不同于ON/OFF的方法調(diào)制。例如液晶或其它結(jié)構(gòu)的DMD就是眾多調(diào)制器中的一些例子。它們可以用來完成純相位調(diào)制。任何具有反射性的空間光調(diào)制器都可以用于上面所討論的結(jié)構(gòu)中。任何能用于相位或幅度調(diào)制的空間光調(diào)制器都可以用作不同于ON/OFF的調(diào)制。
圖2a示出了反射鏡和SCM的光路。輸入光線24和輸出光線26平行于基片傳輸。反射鏡的夾角30，Qincl必須為純角(＞90°)，以使從反射鏡元件20返回的反射光適當(dāng)?shù)匾苿硬⒏南蚱叫杏诨?0傳送到輸出通道26。當(dāng)有反射性的SCM在有精確垂直線傾向和其平面與基片平行(θtilt＝0)的情況下使用時(其中參考號32為θtilt，偏置角28為θoff)，偏置角28是夾角30的等分線和基片垂直線之間的夾角，應(yīng)當(dāng)為0°，并且從反射鏡來的輸入光線和輸出光線25和27將是相對于基片的垂直線29對稱的。如果如圖26所示僅使用了一個反射鏡，那么偏置角與上述不同，它是反射鏡角θmirror和45°線之間的夾角。如果θmirror等于45°，那么偏置角等于0。如圖2所示，為了用在傾斜的可形變反射鏡器件(DMD)像素(Pixel)20上，偏置角必須不為零。在兩個反射鏡的實施例中，如將要討論的制造工藝一樣，可以通過用一個從晶體平面方向以一適當(dāng)?shù)慕嵌惹懈畹幕瑏韺崿F(xiàn)。在一個反射鏡的實施例中，可以以同樣的方法來實現(xiàn)。
圖3示出了比圖1所示的集成度更高的多種可能的結(jié)構(gòu)中的另一種結(jié)構(gòu)。在該實施例中，輸入纖維12b被連接到集成光學(xué)波導(dǎo)34b上，波導(dǎo)34可以整體地制作在基片10上。與前面討論的相似，光通過波導(dǎo)34b傳輸?shù)轿⑼哥R14b，再到經(jīng)蝕刻的第一反射鏡16b。光從反射鏡反射到具有獨立控制的反射鏡元件20的SCM18。然后光從元件20反射到達(dá)反射鏡16a上。接著光通過微透鏡14a并傳輸進(jìn)入集成光學(xué)波導(dǎo)34a再到纖維12a。
這種較高集成度提供了許多優(yōu)點。它允許對輸入和輸出通道進(jìn)行平板校準(zhǔn)。這樣可以選擇反射鏡蝕刻工藝對基片結(jié)晶定向，無需對夾持纖維的V形槽進(jìn)行適當(dāng)?shù)男?zhǔn)。或許更重要的是如分束器、光束組合器及其類似的集成光學(xué)部件可以制作在這些位置上，進(jìn)一步綜合整個器件的功能，例如縱橫制接線器，以使互連的網(wǎng)絡(luò)能更高程度的整體封裝。用相似的方法也可以把某些類型的SLM所要求的如偏光鏡等輔助部件集成在一封裝體內(nèi)?？梢韵胂?，微透鏡也可以由集成光學(xué)部件代替。雖然應(yīng)用中所要求的透鏡參數(shù)需要大的孔徑和高效率，較難達(dá)到，但也是可能的。
不同定向的SLM可以用于上面所討論的兩種程度集成度的任何一個中。圖4示出了這種結(jié)構(gòu)。反射鏡把光反射出輸入平面進(jìn)入基片。在這種結(jié)構(gòu)中，基片對于在組件中工作的波長的光來說必須是透明的。如果所有內(nèi)部反射光都能利用的話，在制造技術(shù)中可以不需要在討論的鏡面上涂上附加的鏡膜(金屬或電介質(zhì))。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是可以制造出完全的整體型開關(guān)，其SLM設(shè)置在相對于反射鏡的基片另一個表面上，在設(shè)置SLM的過程中，可以在基片下側(cè)形成空間光調(diào)制器。因此，這種變化具有高的集成度的潛力。輸入和輸出通道24和26將被要求位于基片內(nèi)側(cè)。對硅波導(dǎo)已經(jīng)作了說明，但它們比涂覆電介質(zhì)的波導(dǎo)損耗大，并且在光學(xué)纖維和硅(Si)之間的折射率存在不均勻性，它能導(dǎo)致不能接受的輸入和輸出耦合損耗。
圖5更明顯地示出了SLM中獨立控制的反射鏡元件。在該結(jié)構(gòu)中，波導(dǎo)34a和34b上有四個纖維端口。由于投影的原因，僅可以看到輸出端口36a-36d。在該實施例中，SLM18包含四個獨立控制的元件20a-20d。其它的實施例可能具有所希望選擇的任意數(shù)量的端口和元件。由于視角的原故，SLM18被畫成與基片分離。如先前所討論的，SLM實際上位于波導(dǎo)和微透鏡的頂上或底下。反射鏡16a和16b可以被制成與器件寬度相同，同樣微透鏡15a和15b也可以這樣。當(dāng)光進(jìn)入輸入端口時，可以與其它端口無關(guān)地選擇端口的通(ON)狀態(tài)。在本實施例中，所以端口36a-36d可以有一個或任意個光出口與其連接。
圖6示出了具有先前討論的集成光學(xué)分束器和光束組合器以及圖5所示的多輸入和輸出端口的結(jié)構(gòu)。在圖6中，僅示出了兩個輸入和輸出端口。如至此討論的結(jié)構(gòu)一樣，端口的數(shù)目不受限制，可以根據(jù)設(shè)計者的需要而定。從纖維進(jìn)入到端口38a和38b的光被分束并進(jìn)入四個波導(dǎo)40a-40d。然后，與先前討論的一樣對光進(jìn)行調(diào)制，并通過波導(dǎo)40e-40h。接著，光以不同于分束時的組合方式重新組合，并且在端口38c和38d傳輸出組件。這種類型的結(jié)構(gòu)可以用作具有全廣播容量的光學(xué)縱橫制接線器的一部分。
圖7示出了制造這些器件的多種方法中的一種制造工藝流程。在第42步，用半導(dǎo)體基片如硅、砷化鎵或磷化銦形成反射鏡。在本例中基片使用硅。對基片的反射面進(jìn)行蝕刻時，平面(110)必須相對于平面(111)進(jìn)行蝕刻。由于硅的結(jié)晶特性，將在反射面之間形成角度110。角度110需要相對于硅平面的垂直線傾斜2.5度，這樣光束將平行于供傾斜成5度的DMD開關(guān)用的入射光束射出組件以傳輸光。這是通過在從硅塊上鋸下晶片時把晶片相對于晶軸(111)鋸成2.5度。
在硅片上形成反射鏡可采用優(yōu)先蝕刻法。在這個例子中，對硅晶片進(jìn)行清洗，然后置入管爐中進(jìn)行氧化。接著在具有陽性光致抗蝕劑的一側(cè)覆蓋上晶片，相對于專門的結(jié)晶平面把光掩膜與晶片校平。再把晶片暴露于紫外(UV)輻射下。移出暴露的晶片，進(jìn)行沖洗(develop)，留下氧化硅上的明窗(openwindow)，依次在氟化氫緩沖溶液中蝕刻。除去剝下的光掩膜，留下被氧化膜覆蓋的硅晶片，然后，把它置入氫氧化鉀溶液中進(jìn)行優(yōu)先蝕刻。
圖8示出這樣一種晶片上某一區(qū)域的一個例子。為易與后圖區(qū)分，圖中區(qū)域畫有矩形。注意，這種類型的多器件可以由各個晶片制得。氧化掩膜64依附于晶片62上，晶片62有兩側(cè)面66、67。經(jīng)過優(yōu)選蝕刻達(dá)到預(yù)定的深度后，從溶液中取出晶片并進(jìn)行清洗。把另一個氧化和光致抗蝕層加在晶片上。然后通過另一光掩膜把所希望的區(qū)域暴露于紫外光線下，然后進(jìn)行沖洗，把抗蝕劑留在最終夾持光學(xué)纖維的底座區(qū)域。
圖9a-9c示出了這個工藝過程中的另一個例子。該圖是從圖8的側(cè)66看的視圖。在對反射鏡68b端部進(jìn)行蝕刻時，底座區(qū)域68a和68c被覆蓋，防止它被蝕刻。圖9b示出了經(jīng)過第一次蝕刻后的晶片。為了對底座區(qū)域進(jìn)行蝕刻，要除去掩膜區(qū)域68a和68c，并再次對晶片進(jìn)行蝕刻。圖9c示出了這一蝕刻完成之后的晶片。優(yōu)先蝕刻完成之后，形成的晶片看上去像圖10。圖10也是從圖8側(cè)66看的視圖。圖中示出了底座區(qū)域70a和70b以及反射鏡的頂尖部72。
圖7的工藝流程要求設(shè)計者在第44步作出決定。如果需要波導(dǎo)，則工藝沿著路徑50進(jìn)入第52步。為形成波導(dǎo)，在基片上形成一下覆蓋層，這種材料可以用二氧化硅。然后，在下覆蓋層上形成芯條，如用摻雜二氧化硅。對芯條進(jìn)行蝕刻，在其內(nèi)形成通道波導(dǎo)。在芯條上形成一上覆蓋層，并進(jìn)行幕制(pattern)。幕制必須這樣進(jìn)行留下需要的波導(dǎo)，除去例如在已形成在基片上的反射鏡上等不需要的波導(dǎo)。幕制完成之后，對波導(dǎo)條進(jìn)行蝕刻，留下形成如幕制決定的通道波導(dǎo)條。
如果不需要波導(dǎo)，工藝流程通過路徑46，進(jìn)入第48步。從第52步經(jīng)路徑54也達(dá)到這步。必須形成用于光學(xué)纖維的凹槽，這可以由許多方法來完成。舉幾個例子，如能鋸入、把預(yù)制有凹槽的獨立片粘上或蝕刻。蝕刻凹槽可以采用等離子蝕刻。晶片將經(jīng)過如上所述的相同的氧化、抗蝕、掩膜、暴露于紫外線、沖洗、蝕刻和除去抗蝕刻等工藝。然后把晶片暴露等離子蝕刻劑，一直到形成所希望的凹槽。圖11a和11b示出了蝕刻凹槽前后的晶片。這些圖是從圖8側(cè)67看的視圖。圖11a中的抗蝕塊74a-74b確保蝕刻將形成圖11b所示的凹槽76a-76c。圖中僅示出了三個凹槽，當(dāng)然根據(jù)設(shè)計者的需要也可以有更多個凹槽。另外經(jīng)先前幕制和蝕刻步驟的波導(dǎo)可以用作蝕刻過程中的掩膜。對波導(dǎo)的幕制包括對一直延伸到基片邊緣的薄的延伸區(qū)域進(jìn)行幕制。然后對薄的延伸區(qū)域之間的間隙進(jìn)行蝕刻，形成V形凹槽，以容納纖維。
圖7的工藝流程進(jìn)入第56步。必須形成用于微透鏡的凹槽。例如，這些凹槽一種可能的制造方法是如上述一樣對它們進(jìn)行蝕刻，或者用金剛石鋸成尖鋸齒形。第57步是可選用的一步，它包括對反射鏡進(jìn)行涂層。如這一步的部分過程一樣，也可以對波導(dǎo)端部涂覆抗反射涂層，以改善通過能力。
工藝的第58步是把表面片附著于經(jīng)如上制作的基片上。把纖維設(shè)置在它們相應(yīng)的凹槽內(nèi)，并進(jìn)行校準(zhǔn)，使它們的尖端都處于同一平面上，然后永久固定。微透鏡設(shè)置在為它們制作的凹槽內(nèi)，并固定。實際上上述固定可以有多種方法完成，其中之一可以是紫外線環(huán)氧塑固。工藝再進(jìn)入最后一步第60步，對上述具有SLM組件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝。
SLM組件即可以附在反射鏡上方，如果采用反射也可以附在反射鏡下方。部件的外邊緣涂覆有粘附劑，兩個半部可連接在一起。先把反射鏡對處于通(ON)狀態(tài)的SLM定好方向，再相對于一個部件調(diào)節(jié)另一個部件一直到獲得最大的光通量為止?，F(xiàn)在封接殼體，避免將來使用時再對元件和保養(yǎng)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。
雖然在此描述了光學(xué)開關(guān)組件和技術(shù)的特例，但不能把這些特定的參考看作對本發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明只受下述的權(quán)利要求的限定。
權(quán)利要求
1.一種制造光學(xué)開關(guān)的方法，包含a.在基片上至少形成一個反射鏡；b.至少把一個光學(xué)纖維耦連到所述基片上，以把光傳送到所述反射鏡上和/或從所述反射鏡上傳送出；c.至少設(shè)置一個微透鏡陣列對所述光進(jìn)行聚焦，所述透鏡位于所述纖維和所述反射鏡之間；d.靠近所述基片設(shè)置空間光調(diào)制器，反射從所述反射鏡反射來的所述光；e.對所述開關(guān)進(jìn)行封裝。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述形成反射鏡步驟包含對基片的定向蝕刻。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的耦連光學(xué)纖維步驟包含蝕刻基片以形成對所述纖維校準(zhǔn)特性并固定所述纖維。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述耦連所述光學(xué)纖維的步驟包含附著外部部件，所述外部部件具有預(yù)制的對在所述外部部件內(nèi)的纖維校準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述設(shè)置微透鏡陣列的步驟包含對基片進(jìn)行蝕刻以形成凹槽并固定所述微透鏡。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述設(shè)置微透鏡陣列的步驟包含對基片進(jìn)行鋸拉以形成凹槽并固定所述微透鏡。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述設(shè)置空間光調(diào)制器的步驟包含把所述空間光調(diào)制器設(shè)置在基片上面。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述設(shè)置空間光調(diào)器的步驟包含把所述空間光調(diào)制器設(shè)置在所述基片下面。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的設(shè)置空間光調(diào)制器的步驟包含在所述基片下側(cè)形成所述空間光調(diào)制器。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的封裝所述開關(guān)的步驟包含粘附所述開關(guān)的邊緣。
11.一種制造光學(xué)開關(guān)的方法，包含a.在基片上至少形成一個反射鏡;b.在所述基片上涂覆波導(dǎo)，把光引導(dǎo)入所述反射鏡和/或引導(dǎo)出所述反射鏡;c.至少把一個光學(xué)纖維耦連到所述基片上，以把光傳送到所述反射鏡上和/或從所述反射鏡上傳送出。d.至少設(shè)置一個微透鏡陣列對所述光進(jìn)行聚焦，所述透鏡位于所述纖維和所述反射鏡之間。e.靠近所述基片設(shè)置在空間光調(diào)制器，反射從所述反射鏡反射來的所述光;f.對所述開關(guān)進(jìn)行封裝。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述形成反射鏡步驟包含對基片的定向蝕刻。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述的耦連光學(xué)纖維步驟包含蝕刻基片以形成對所述纖維校準(zhǔn)特性并固定所述纖維。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述耦連所述光學(xué)纖維的步驟包含附著外部部件，所述外部部件具有預(yù)制的對在所述外部部件內(nèi)的纖維校準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述設(shè)置微透鏡陣列的步驟包含對基片進(jìn)行蝕刻以形成凹槽并固定所述微透鏡。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述設(shè)置微透鏡陣列的步驟包含對基片進(jìn)行鋸拉，以形成凹槽并固定所述微透鏡。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述設(shè)置空間光調(diào)制器的步驟包含把所述空間光調(diào)制器設(shè)置在基片上面。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述設(shè)置空間光調(diào)制器的步驟包含把所述空間光調(diào)制器設(shè)置在所述基片下面。
19.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述的設(shè)置空光間調(diào)器的步驟包含在所述基片下側(cè)形成所述空間光調(diào)制器。
20.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述的封裝的所述開關(guān)的步驟包含粘附所述開關(guān)的邊緣。
21.一種光學(xué)開關(guān)包含a.一第一結(jié)構(gòu);包含ⅰ.一基片ⅱ.至少一個形成在所述基片上的反射鏡;ⅲ.至少一個固定在所述基片上的光學(xué)纖維，把光導(dǎo)向所述反射鏡和/或?qū)С鏊龇瓷溏R;ⅳ.至少一個固定在所述基片上的微透鏡，位于所述反射鏡和所述光學(xué)纖維之間，對所述光進(jìn)行聚焦;和b.一第二結(jié)構(gòu)，包含一空間光調(diào)制器，以反射從所述反射鏡反射來的光，所述第二結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一結(jié)構(gòu)對面。
22.如權(quán)利要求21所述的開關(guān)，其特征在于所述基片為硅材料。
23.如權(quán)利要求21所述的開關(guān)，其特征在于所述基片為砷化鎵材料。
24.如權(quán)利要求21所述的開關(guān)，其特征在于所述基片為磷化銦材料。
25.如權(quán)利要求21所述的開關(guān)，其特征在于所述反射鏡的偏置角不為零。
26.如權(quán)利要求21所述的開關(guān)，其特征在于所述空間光調(diào)制器包含可獨立偏轉(zhuǎn)的反射鏡元件陣列。
27.如權(quán)利要求21所述的開關(guān)，其特征在于所述空間光調(diào)制器包括液晶器件陣列。
28.一種光學(xué)開關(guān)，包含a.第一結(jié)構(gòu)，包含ⅰ.一基片;ⅱ.至少一個在所述纖維和所述微鏡鏡之間的波導(dǎo);ⅲ.至少一個形成在所述基片上的反射鏡;ⅳ.至少一個固定在所述基片上的微透鏡;ⅴ.至少一個固定在所述基片上的微透鏡，位于所述反射鏡和所述光學(xué)纖維之間，對所述光進(jìn)行聚焦，和b.第二結(jié)構(gòu)，包含一空間光調(diào)制器，以反射從所述反射鏡反射來的光，所述第二結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一結(jié)構(gòu)對面。
29.如權(quán)利要求28所述的開關(guān)，其特征在于所述基片為硅材料。
30.如權(quán)利要求28所述的開關(guān)，其特征在于所述基片為砷化鎵材料。
31.如權(quán)利要求28所述的開關(guān)，其特征在于所述基片為磷化銦材料。
32.如權(quán)利要求28所述的開關(guān)，其特征在于所述反射鏡的偏置角不為零。
33.如權(quán)利要求28所述的開關(guān)，其特征在于所述空間光調(diào)制器包含可獨立偏轉(zhuǎn)的反射鏡元件陣列。
34.如權(quán)利要求28所述的開關(guān)，其特征在于所述空間光調(diào)制器包含液晶器件陣列。
35.一種光學(xué)互連的方法，包含a.把光傳輸通過在第一平面上的光學(xué)纖維;b.用透鏡對光進(jìn)行聚焦;c.把從反射鏡來的光反射出所述第一平面到第二平面，所述第二平面含有一空間光調(diào)制器;d.用所述空間光調(diào)制器把光離開所述第二平面反射到所述第一平面上的反射鏡上;和e.把從在所述第一平面內(nèi)的所述反射鏡反射來的任何光部分聚焦到光學(xué)纖維。
36.一種光學(xué)互連的方法，包含a.把光傳輸通過在第一平面上的光學(xué)纖維;b.把從所述光學(xué)纖維來的光接收到波導(dǎo)內(nèi)，進(jìn)一步傳輸光;c.用透鏡對所述光聚焦;d.把從反射鏡來的光反射出所述第一平面到第二平面，所述第二平面含有一空間光調(diào)制器;e.用所述空間光調(diào)制器把光離開所述第二平面反射到所述第一平面上的反射鏡上，f.把從在所述第一平面內(nèi)的所述反射鏡反射來的任何光部分聚焦到波導(dǎo)上;和g.把從所述波導(dǎo)來的光傳輸?shù)焦鈱W(xué)纖維。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種光學(xué)互連結(jié)構(gòu)，以及制造方法和操作。該結(jié)構(gòu)包括光學(xué)纖維，通過集成波導(dǎo)或不通過集成波導(dǎo)連接到微透鏡陣列，微透鏡把光引導(dǎo)到形成在基片上的反射鏡上，反射鏡把光反射到空間光調(diào)制器?？臻g光反射器依次把光反射回另一反射鏡，該反射鏡把反射通過另一微透鏡陣列、并輸出到另一光學(xué)纖維。通過在基片上形成反射鏡、用于纖維和微透鏡而形成的凹槽、固定如纖維、透鏡和空間光調(diào)制器組件等的外部部件和封裝器件以保持校準(zhǔn)來制造本結(jié)構(gòu)。
文檔編號G02B6/35GK1069127SQ9210517
公開日1993年2月17日 申請日期1992年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月28日
發(fā)明者格雷戈里·A·馬熱爾, T·格斯·姆多爾德 申請人:德克薩斯儀器股份有限公司