專(zhuān)利名稱(chēng)：具有埋設(shè)光反射特征的光波導(dǎo)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及光波導(dǎo)領(lǐng)域，該光波導(dǎo)例如為聚合物波導(dǎo)。特別是，本發(fā)明涉及具有諸如微型鏡的光反射特征的光波導(dǎo)。
背景技術(shù)：
人們了解光波導(dǎo)，例如聚合物光波導(dǎo)，其中通道(channel)被設(shè)計(jì)為限制和引導(dǎo)光信號(hào)。這樣的波導(dǎo)例如可用在光互連領(lǐng)域中，其中聚合物通道集成在印刷電路板(PCB) 的層中。在這些互連中，數(shù)據(jù)由通過(guò)聚合物波導(dǎo)通道弓I導(dǎo)的光學(xué)信號(hào)運(yùn)載。光在聚合物波導(dǎo)通道中的限制已知是由通道芯和覆層材料的折射率之差引起的， 后者具有較低的折射率。對(duì)于PCB的應(yīng)用，聚合物波導(dǎo)通道可采用聚合物層沉積技術(shù)和用于波導(dǎo)芯圖案化的UV曝光而制成。通常，普遍采用的層基制造技術(shù)限制波導(dǎo)通向單一平面。即使可堆疊幾個(gè)波導(dǎo)平面，它們也不易于光學(xué)連接。此外，聚合物波導(dǎo)的光學(xué)特性，例如波導(dǎo)芯和覆層之間的小折射率差，要求波導(dǎo)通道具有大彎曲半徑，以避免過(guò)多的彎曲損耗。所產(chǎn)生的面積要求造成特定選路方案上的復(fù)雜性。在這方面并且為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，US 2006/0204176公開(kāi)了用于光學(xué)選路的方法，該光學(xué)選路依賴(lài)于鏡。另一個(gè)示例，EP 1715368建議采用諸如鏡的光學(xué)元件，該光學(xué)元件在其制造工藝中設(shè)置在光學(xué)層內(nèi)。多篇論文進(jìn)一步致力于這個(gè)主題，例如參見(jiàn)_〃 Laser Ablation and Laser Direct Writing as Enabling Technologies for the Definition of Micro-Optical Elements “ Nina Hendrickx，Proc. of SPIE Vol.595659561B-5:其中，通過(guò)激光熔蝕在光學(xué)層中將微型鏡限定為〃孔〃，例如提供平面外耦接(out-of-plme coupling)。由于在聚合物-空氣的界面處發(fā)生的內(nèi)部反射而獲得面鏡效應(yīng)；- ” Chip-to-chip optical interconnects ” Kash, J. A, Optical Fiber Communication Conference，2006and the 2006National Fiber Optic Engineers Conference. OFC 2006，ISBN 1-55752-803-9 ；-〃 Fabrication and Characterisation of Direct Laser-Written Multimode Polymer Waveguides with Out-of-Plane Turning Mirrors" A. McCarthy, CLE005 ；- “ Fabrication of multimode polymer waveguide with integrated micro-mirrors using Deep Lithography with Protons “ J.Van Erps, ProceedingsSymposium IEEE/LE0S Benelux Chapter，2004，Ghent。此外，在其它場(chǎng)合，仍然是另一個(gè)主要挑戰(zhàn)的是光學(xué)、光電子(VCSEL、光電二極管)或光機(jī)(連接器)元件與聚合物波導(dǎo)的集成。要求微米范圍內(nèi)的精確對(duì)準(zhǔn)以使光波導(dǎo)和其它元件之間耦合的光學(xué)功率最大化。例如，已知"主動(dòng)"對(duì)準(zhǔn)法，其中，在定位元件后，檢測(cè)光學(xué)功率，并且調(diào)整元件的位置，直到實(shí)現(xiàn)最適宜的光學(xué)功率。相比之下，還已知"被動(dòng)"法，其僅涉及單一的設(shè)置步驟，從而元件自動(dòng)導(dǎo)向靠近最適宜的位置。這樣的方法例如描述在US 73擬卯4和US 7389015中。這些方法利用PCB 板的金屬層(例如，銅層)中的特定結(jié)構(gòu)。其它方法描述在-US 7212698(被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)法)；-Lamprecht 等，“Passive Alignment of Optical Elements in a Printed Circuit Board" , Proceedings ECTC' 06, pp.761-767 ；-Dangel 等，“Polymer-ffaveguide-Based Board-Level Optical Interconnect Technology for Datacom Applications “ ， invited paper in EPEP/SPI(Electrical Performance of Electronic Packaging/Signal Propagation on Interconnects) Special Section of IEEE Transactions on Advanced Packaging, Nov.2008。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明實(shí)施為用于制造光波導(dǎo)的方法，包括以下步驟提供光波導(dǎo)的下覆層；在該下覆層上設(shè)置光反射特征和與該反射特征不同的至少一個(gè)波導(dǎo)芯；以及施加埋設(shè)該光反射特征和該波導(dǎo)芯的上覆層。在其它實(shí)施例中，所述方法可包括一個(gè)或更多個(gè)以下特征-設(shè)置該光反射特征包括在該下覆層上施加可聚合層；圖案化所施加的可聚合層以獲得用于該光反射特征的主體；以及在該圖案化的主體上沉積光反射層以獲得該光反射特征；-沉積該光反射層包括在該主體上選擇性地施加預(yù)鍍催化劑；以及鍍覆金屬，沉積在選擇性地施加的催化劑上；-施加該預(yù)鍍催化劑包括通過(guò)施加選擇性使能分子而選擇性地激活該主體的表面，該選擇性使能分子接合在該主體的表面上而基本上不接合在該下覆層的表面上；以及沉積該預(yù)鍍催化劑，該催化劑隨后通過(guò)選擇性使能分子而吸收到該主體的表面上；-在選擇性地激活該主體的表面的步驟上，該選擇性使能分子包括胺基，適合于與該主體的表面的配合基相結(jié)合；在沉積該預(yù)鍍催化劑的步驟上，該催化劑包括貴金屬絡(luò)合物，例如Pd(II)；并且在鍍覆步驟的開(kāi)始，該金屬由無(wú)電鍍?cè)√峁?設(shè)置該波導(dǎo)芯的步驟包括在該下覆層上施加可聚合層；以及在該施加的可聚合層中圖案化該波導(dǎo)芯；-在該設(shè)置步驟中，該光反射特征制造為標(biāo)記，用于隨后裝配該波導(dǎo)與外部部件；和/或微型鏡，能夠?qū)崿F(xiàn)波導(dǎo)芯的隨后光學(xué)連接；-該光反射特征制造為標(biāo)記，該方法還包括用于顯現(xiàn)該標(biāo)記的該上覆層的激光熔蝕的步驟；-根據(jù)本發(fā)明的方法還包括根據(jù)該標(biāo)記與該外部部件中的配對(duì)物的機(jī)械裝配， 裝配該波導(dǎo)與該外部部件的步驟；-在該設(shè)置步驟中，該光反射特征制造為微型鏡，并且該波導(dǎo)芯通過(guò)以下步驟設(shè)置在該下覆層上施加可聚合層；以及在該施加的第二層中圖案化該波導(dǎo)芯，以將其光學(xué)地連接到微型鏡；-圖案化該至少一個(gè)波導(dǎo)芯還包括圖案化平面內(nèi)的第一波導(dǎo)芯；以及圖案化平面外的第二波導(dǎo)芯，以通過(guò)該微型鏡光學(xué)地連接該第一波導(dǎo)芯和第二波導(dǎo)芯二者；根據(jù)本發(fā)明的方法還包括提供該波導(dǎo)為用于多層光波導(dǎo)的新下覆層；重復(fù)設(shè)置該波導(dǎo)芯和施加上覆層的步驟，以使新上覆層埋設(shè)附加的波導(dǎo)芯。在另一方面中，本發(fā)明還實(shí)施為光波導(dǎo)，適合于通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法獲得，該光波導(dǎo)包括下覆層；下覆層上的光反射特征和至少一個(gè)波導(dǎo)芯；以及上覆層，埋設(shè)光反射特征和波導(dǎo)芯二者。在進(jìn)一步實(shí)施例中，埋設(shè)的光反射特征是標(biāo)記，不連接到波導(dǎo)芯，構(gòu)造為允許與外部部件配合物的機(jī)械裝配；和/或埋設(shè)的光反射特征是光學(xué)地連接到波導(dǎo)的微型鏡?，F(xiàn)在，將參考附圖，通過(guò)非限制示例描述實(shí)施本發(fā)明的方法和波導(dǎo)。


圖1-4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制造聚合物光波導(dǎo)的方法的步驟；圖5-6示出了在根據(jù)圖1-4的實(shí)施例獲得的波導(dǎo)中用于顯現(xiàn)標(biāo)記的步驟；圖7-10示出了如圖1-6獲得的波導(dǎo)與外部部件的對(duì)準(zhǔn)；以及圖11-16示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的用于制造聚合物光波導(dǎo)中埋設(shè)的鏡的方法的步驟。
具體實(shí)施例方式作為下面描述的引言，首先指出本發(fā)明的總體方面，其涉及制造光波導(dǎo)(例如，聚合物光波導(dǎo))的方法?？傮w上講，它是一種分層設(shè)置(layerby layer)的技術(shù)。顯然，在實(shí)際施加上覆層前，波導(dǎo)芯和光反射特征(例如，鏡或標(biāo)記)二者被設(shè)置在下覆層上。因此， 核心層被提供為包括波導(dǎo)芯和顯然不同的反射特征，二者在下覆層上形成開(kāi)口結(jié)構(gòu)。在施加上覆層后，光反射特征和波導(dǎo)芯埋設(shè)其中。因此，所施加的上覆層填充開(kāi)口結(jié)構(gòu)留下的空余空間。因?yàn)楣夥瓷涮卣骱筒▽?dǎo)芯可以高精度設(shè)置在下覆層上(在施加上覆層前)，所以避開(kāi)了修改(例如，切塊)或改進(jìn)后期置入的光反射特征位置的問(wèn)題。更主要地，簡(jiǎn)化了制造工藝，特別相對(duì)于插件的使用。這種方法允許制造埋設(shè)的鏡和/或基準(zhǔn)標(biāo)記，其具有下面描述的各有利應(yīng)用。下面，將討論兩個(gè)主要實(shí)施例的具體方面。參考圖1-10描述第一實(shí)施例這里，光反射特征典型地為埋設(shè)標(biāo)記，其易于制造并且允許隨后的光波導(dǎo)與外部部件的對(duì)準(zhǔn)。為了舉例說(shuō)明，因此將其稱(chēng)為標(biāo)記而不是光反射特征。然而，這不限制本發(fā)明的范圍僅為標(biāo)記，其參考例如圖1-4所討論的大部分原理可直接應(yīng)用于第二實(shí)施例，如后面參考圖11-15所述。首先，參考圖1，提供光波導(dǎo)的下覆層11。用于光波導(dǎo)的下覆層的材料、成分和制造本質(zhì)上是已知的。然后，可適當(dāng)開(kāi)始核心層的制造。重點(diǎn)放在“核心層”不必須是填充層，而是由開(kāi)口結(jié)構(gòu)組成，如上所述。另外，要制造的核心層將包括至少一個(gè)標(biāo)記即光反射特征，以及至少一個(gè)波導(dǎo)(與該標(biāo)記不同)，盡管實(shí)際上它可能每一樣包括幾個(gè)。通常，核心層預(yù)定位于下覆層的一側(cè)上，也就是圖1的示例中的下覆層“上”。可設(shè)想幾種制造核心層的特征的方法。例如，一種方法可首先設(shè)置波導(dǎo)芯，然后設(shè)置標(biāo)記。然而，核心層的制造可優(yōu)選從標(biāo)記的制造開(kāi)始，因其尺寸和形狀相對(duì)于波導(dǎo)芯更易于實(shí)施。為此，例如可在下覆層上施加第一可聚合層，然后圖案化所施加層，例如，以獲得用于最終要獲得的光反射標(biāo)記的主體22。因此，主體22為當(dāng)前層的組成部分，隨著插入而不同。更具體地講，從聚合物波導(dǎo)的下覆層開(kāi)始，以給定的厚度施加一層特定的可光聚合的聚合物或單體。例如，可采用UV激光直接寫(xiě)入系統(tǒng)而將主體結(jié)構(gòu)22限定到這個(gè)聚合物層。聚合物或單體優(yōu)選選擇為使獲得的光聚合的聚合物的表面提供特定的化學(xué)特性，如下面所說(shuō)明的。光反射層可隨后制造，例如，沉積在圖案化的主體上，如圖2所示。因此，在核心層 21內(nèi)獲得光反射特征23。例如，光反射層的制造可優(yōu)選分解為兩個(gè)步驟的工藝，即-⑴在主體上選擇性地施加預(yù)鍍催化劑；以及-(ii)鍍覆金屬，其沉積在選擇性施加的催化劑上(例如，無(wú)電鍍)。從而，反射層限制所需的區(qū)域。金屬化為所述區(qū)域提供光反射特性。類(lèi)似地，施加預(yù)鍍催化劑可在幾個(gè)步驟中實(shí)現(xiàn)。例如，可首先通過(guò)在特征主體的表面上施加選擇性使能分子(selectivity-enabling molecule)而選擇性地激活特征主體的表面?？赡艿?，所述選擇性使能分子與圖案化的主體表面相接合，而不與下覆層相接合，至少基本上不與下覆層相接合，從而主體表面被選擇性激活。接下來(lái)，預(yù)鍍催化劑可沉積在所需表面上，其中催化劑通過(guò)選擇性使能分子而吸收。例如，選擇性表面激活可利用包含胺基的分子作為反應(yīng)成分，其僅與圖案化主體22所采用的聚合物的表面反應(yīng)，并且典型地不與覆層材料反應(yīng)。分子例如可與聚合物表面上的特定配合基、例如丙烯酸基相結(jié)合。在這點(diǎn)上，己醇(hexanol)中的乙二胺 (ethylenediamine)可用作分子和溶劑。接下來(lái)，作為催化劑種子，可采用貴金屬絡(luò)合物，例如Pd(II)，其溶解在PH值在2 至7范圍內(nèi)的水溶液中。因此，貴金屬絡(luò)合物可由上述分子的自由胺基吸收，其接合到主體 22的表面。最后，關(guān)于無(wú)電鍍定制或商業(yè)購(gòu)買(mǎi)諸如鎳的無(wú)電鍍?cè)?electroless plating baths)，可用于沉積金屬。金屬易于僅沉積到存在Pd(II)催化劑的位置，即聚合物主體的表面上。應(yīng)當(dāng)注意的是，作為附加的步驟，可采用定制或商業(yè)購(gòu)買(mǎi)的金浸浴(immersion bath)，其可用于在第一金屬層上沉積第二薄金屬層。典型地，第二金屬層提供更高的反射性，尤其在這里設(shè)想的通訊波長(zhǎng)上，例如約850nm。有益地，應(yīng)當(dāng)注意如上所述的光反射標(biāo)記可僅采用與用于在大規(guī)?；迳现圃炀酆衔锊▽?dǎo)的設(shè)備相同的設(shè)備制造。實(shí)際上，PCB制造中采用無(wú)電鍍是已知的，然而用于其它目的。
可能獲得的反射標(biāo)記具有一個(gè)波導(dǎo)芯截面范圍內(nèi)的尺寸。典型地，接下來(lái)要施加的上覆層的厚度充分大于標(biāo)記的厚度。因此，所述標(biāo)記不會(huì)妨礙后續(xù)波導(dǎo)芯的制造工藝。作為具體示例，以下可用于金屬化工藝基板FR4 (環(huán)氧樹(shù)脂接合，紡織玻璃纖維)下覆層:UV固化，光學(xué)透明聚合物(折射率n。lad)；鏡基底聚合物單和多功能丙烯酸單體、低聚物、聚合物與光敏引發(fā)劑的混合物 (例如，ΤΡ0)；圖案化在環(huán)己酮中的UV激光曝光與隨后的顯影；表面激活(氨解)己醇中的乙二胺>乙二胺接合到丙烯酸基；催化劑種子水溶液中的Na2Pd2C14 > Pd(II)吸收在鏡聚合物結(jié)構(gòu)的表面上的胺基；無(wú)電鍍商業(yè)購(gòu)買(mǎi)的Ni鍍?cè)?；金層商業(yè)購(gòu)買(mǎi)的金浸??；波導(dǎo)芯用UV激光直接寫(xiě)入曝光的光學(xué)透明聚合物(折射率為n。_，n。。re>n。lad)； 以及上覆層:UV固化的光學(xué)透明聚合物(折射率n。lad)。另外，在下面所列文件中可發(fā)現(xiàn)關(guān)于無(wú)電鍍工藝的有益變化，即專(zhuān)利文件US 4448804、 US 4701351、 US 4948707、 US 5153023、 US 5264288、 US 5405656、 US 5985785、 US 6086946、US 6344242, US 6900126。另外，讀者可在 R. A. Farrer et.al，“ Selective Functionalization of 3-D PolymerMicrostructures “ , J.AM.CHEM. SOC. 2006,128, 1796-1797中發(fā)現(xiàn)其它有益的細(xì)節(jié)。接下來(lái)，參考圖3，核心層21的制造還包括基本上在與標(biāo)記23相同的層上設(shè)置波導(dǎo)芯沈、27(或簡(jiǎn)單為"波導(dǎo)")。這就是什么使得能夠準(zhǔn)確地知道波導(dǎo)沈、27所處的位置。為此，例如另一個(gè)聚合物層可施加在下覆層上。如果需要，圖案化標(biāo)記主體22時(shí)采用的(未固化)聚合物層在中間的顯影步驟期間被適當(dāng)?shù)厍逑吹簟Ｔ谄渌删酆蠈又袌D案化波導(dǎo)相對(duì)于圖案化的光反射特征、即與其以給定距離執(zhí)行。如所述的，由于標(biāo)記的尺寸，聚合物的干擾可忽略。UV激光直接寫(xiě)入系統(tǒng)有可能具有視覺(jué)系統(tǒng)，于是典型地用于定位標(biāo)記并且根據(jù)定位標(biāo)記的位置寫(xiě)入波導(dǎo)圖案。因此，可消除聚合物層中的變形，并且波導(dǎo)可在本地與標(biāo)記準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)。在顯影和光學(xué)固化步驟后，完成了波導(dǎo)芯圖案的制造。最后，并且如前所述，上覆層聚合物31可施加為例如埋設(shè)標(biāo)記23和波導(dǎo)沈、27 二者，如圖4的透明物所示。例如，一層覆層聚合物31施加在下覆層11的頂部上，從而其新層31完全埋設(shè)波導(dǎo)芯沈、27和標(biāo)記23。然后，層31可按照常規(guī)處理以完成聚合物波導(dǎo)的制造。對(duì)于埋設(shè)在聚合物波導(dǎo)中的特征，在此階段上不需要進(jìn)一步的工作。特別是，對(duì)于埋設(shè)的光反射特征，不需要后處理精細(xì)設(shè)計(jì)。作為選擇，多層波導(dǎo)可通過(guò)重復(fù)上述步驟獲得。基本上，至此獲得的聚合物波導(dǎo)可提供為用于接下來(lái)制造的多層波導(dǎo)的新下覆層。然后，可重復(fù)設(shè)置波導(dǎo)芯和施加上覆層的步驟，從而新上覆層埋設(shè)附加的波導(dǎo)芯。不同的是，如果僅需要一個(gè)或幾個(gè)標(biāo)記，可跳過(guò)與制造標(biāo)記有關(guān)的步驟?，F(xiàn)在，如上所述，光反射特征可用作標(biāo)記，例如“基準(zhǔn)”標(biāo)記，用于隨后使獲得的聚合物波導(dǎo)與外部部件對(duì)準(zhǔn)?？稍O(shè)想應(yīng)該具有機(jī)械裝配步驟，從而基準(zhǔn)標(biāo)記具有便利的形狀， 例如圖1-10所示的環(huán)形22、23。為此，需要顯現(xiàn)標(biāo)記。因此，現(xiàn)在參考圖5和6描述重獲埋設(shè)的基準(zhǔn)標(biāo)記的工藝步驟。首先，如果需要，頂層可層疊在包含波導(dǎo)的層上。因此，可能需要機(jī)械研磨71以去除頂層，如圖5所示。附加的金屬平面例如可有利地用在頂層中而用作電鉆停止，例如防止研磨標(biāo)記或波導(dǎo)芯。接下來(lái)，為了顯現(xiàn)基準(zhǔn)標(biāo)記23，可依賴(lài)于上覆層的激光熔蝕81 (圖6)。例如，可設(shè)想類(lèi)似PCB制造中的微型通孔激光鉆孔的激光熔蝕工藝。這里，可用于去除頂部上的覆層聚合物(以及在標(biāo)記例如為環(huán)形的情況下標(biāo)記內(nèi)的材料)。激光束81易于被基準(zhǔn)標(biāo)記23的金屬層反射。因此，基準(zhǔn)標(biāo)記將幾乎保持無(wú)損。顯現(xiàn)的標(biāo)記23現(xiàn)在可用作機(jī)械基準(zhǔn)。在制造期間，波導(dǎo)已經(jīng)與標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)。因此， 通過(guò)標(biāo)記23以高精度限制波導(dǎo)沈、27的位置。在這方面，圖7-10示出了根據(jù)基準(zhǔn)標(biāo)記與外部部件的配對(duì)物的機(jī)械匹配而將聚合物波導(dǎo)與所述外部部件對(duì)準(zhǔn)的步驟。具體地講，圖7是圖4的縱向截面圖，是在參考圖5-6描述的熔蝕后。圖8是對(duì)應(yīng)的俯視圖。要裝配的外部部件50 (見(jiàn)圖9)例如可為光學(xué)子配件，包含一個(gè)或更多對(duì)準(zhǔn)突柱。 圖9-10是對(duì)應(yīng)于圖7的截面圖，其中僅示出了一個(gè)這樣的突柱51。如附圖所建議，將突柱 51安裝在光波導(dǎo)主體上。對(duì)準(zhǔn)突柱與標(biāo)記23相匹配，見(jiàn)圖10，從而提供準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)。因此， 以“被動(dòng)”方式可準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)光學(xué)子配件50與聚合物波導(dǎo)100裝配在一起，而不需要復(fù)雜的原位監(jiān)測(cè)。相同的方法可用于任何種類(lèi)的光學(xué)模塊(子配件)，作為垂直或水平的光學(xué)路徑。 這種方法也可用于諸如光學(xué)連接器的元件的對(duì)準(zhǔn)。然后，連接器用作另一個(gè)無(wú)源或有源光學(xué)元件的連接。接下來(lái)，也如所述，光反射特征23可制作為用于光學(xué)連接波導(dǎo)的微型鏡，而不是標(biāo)記。然而，在先技術(shù)不排除使用相同的光反射特征作為鏡和標(biāo)記二者。因此，現(xiàn)在參考圖11-16描述本發(fā)明的另一個(gè)重要實(shí)施例?；旧?，這里可設(shè)想制造核心層21 (即由反射特征和波導(dǎo)芯形成的開(kāi)口結(jié)構(gòu))和施加上覆層的相同步驟，除了光反射特征現(xiàn)在設(shè)計(jì)為用于光學(xué)連接到波導(dǎo)的鏡。在這點(diǎn)上， 光反射特征的形狀應(yīng)該便利地適應(yīng)現(xiàn)在討論的目標(biāo)。用于微型鏡的便利尺寸和形狀是已知的；它們部分地取決于其采用的材料。一旦已經(jīng)采用便利的圖案化方案，鏡和波導(dǎo)就可通過(guò)在下覆層上施加各自的可聚合層、然后圖案化所需特征而制造，正如前面所述。優(yōu)選地，這里鏡再一次被圖案化，然后在實(shí)際圖案化波導(dǎo)芯之前被金屬化。鏡的金屬化工藝可嚴(yán)格地與參考圖1-4描述的相同。因此，金屬化的微型鏡可直接制造，并且集成在聚合物光學(xué)層中。
從而，圖11-14接近對(duì)應(yīng)于圖1-4，除了 -光反射特征(22、2h、2^_23、23a、23b)現(xiàn)在圖案化為鏡，便利地設(shè)置和定向?yàn)殡S后能使光從一個(gè)波導(dǎo)改向到另一個(gè)波導(dǎo)；以及-波導(dǎo)芯典型地圖案化為波導(dǎo)腿061^至觀(guān)1)，可定向?yàn)橄鄬?duì)于另一個(gè)(例如，見(jiàn) 271和27L)成銳角。腿端部直接圖案化為鏡，由于存在公差，這可改進(jìn)為校驗(yàn)和糾錯(cuò)工藝。這里獲得的波導(dǎo)腿的幾何形狀允許滿(mǎn)足選路方案引起的硬性限制。在這點(diǎn)上，對(duì)應(yīng)的圖案化方案設(shè)計(jì)在這里所述步驟的上游。這些方案假設(shè)是有效的；僅以說(shuō)明的目的選擇附圖中所示的圖案。類(lèi)似地，所表示的特征不一定成比例。在圖11-14中，設(shè)想平面內(nèi)鏡23、23a。還可設(shè)計(jì)平面外鏡(例如，圖11_14中的鏡 2 和/或圖15中的23c)。相應(yīng)地，波導(dǎo)沈-28的制造可包括圖案化一些平面內(nèi)波導(dǎo)(例如，圖15中的觀(guān)1)和一些其它的平面外波導(dǎo)(相對(duì)于例如平行于下覆層的平均平面)，例如，見(jiàn)圖15中的波導(dǎo)觀(guān)0。有益地，平面外鏡和波導(dǎo)允許層的改變和垂直光學(xué)路徑。因此，一些鏡可設(shè)計(jì)在平面內(nèi)(拐角)以取代波導(dǎo)彎曲，而一些其它鏡為平面外以實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)層之間的光學(xué)連接。這能夠?qū)崿F(xiàn)更多光學(xué)路徑的通用選路。這進(jìn)一步顯著地延伸獲得的聚合物波導(dǎo)100的功能性。特別是，增加一定數(shù)量的可獲得構(gòu)建模塊是可能的。因此，設(shè)計(jì)可能性得到顯著地?cái)U(kuò)展。另外，諸如這里所述的實(shí)施例也能夠?qū)崿F(xiàn)將光耦合到光學(xué)通道中和從光學(xué)通道耦合出的通用途徑。最后，圖16示出為與圖15相同，除了部分示出上覆層31，以便更好地理解所示元件的相對(duì)位置。盡管本發(fā)明已經(jīng)參考特定實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可進(jìn)行各種變化，并且可替代等同物。另外，可進(jìn)行很多修改以使特定情形或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)而不脫離其范圍。因此，本發(fā)明旨在不限于所公開(kāi)的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明包括落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。例如，可設(shè)想更加復(fù)雜設(shè)計(jì)的波導(dǎo)。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，標(biāo)記可具有圖1-10所示之外的其它便利形狀。作為另一個(gè)示例，盡管它主要描述為聚合物光波導(dǎo)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解的是，可設(shè)想其它類(lèi)型的光波導(dǎo)，例如玻璃類(lèi)、陶瓷類(lèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于制造光波導(dǎo)(100)的方法，包括以下步驟 -提供光波導(dǎo)的下覆層(11)；-在該下覆層上設(shè)置光反射特征03)和與該反射特征不同的至少一個(gè)波導(dǎo)芯 (26-28)；以及-施加埋設(shè)該光反射特征和該波導(dǎo)芯的上覆層(31)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中設(shè)置該光反射特征包括 -在該下覆層上施加可聚合層；-圖案化施加的可聚合層以獲得用于該光反射特征的主體0 ；以及 -在圖案化的主體0 上沉積光反射層以獲得該光反射特征03)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中沉積該光反射層包括 -在該主體0 上選擇性地施加預(yù)鍍催化劑；以及 -鍍覆金屬，沉積在選擇性地施加的催化劑上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中施加該預(yù)鍍催化劑包括-通過(guò)施加選擇性使能分子而選擇性地激活該主體的表面，該選擇性使能分子接合在該主體的表面上并且基本上不接合在該下覆層的表面上；以及-沉積該預(yù)鍍催化劑，該催化劑隨后通過(guò)選擇性使能分子而吸收到該主體的表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中-在選擇性地激活該主體的表面的步驟中，該選擇性使能分子包括適合與該主體表面的配合基相結(jié)合的胺基；-在沉積該預(yù)鍍催化劑的步驟中，該催化劑包括例如Pd(II)的貴金屬絡(luò)合物；并且 -在鍍覆步驟開(kāi)始時(shí)，該金屬由無(wú)電鍍?cè)√峁?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任何一項(xiàng)所述的方法，其中，設(shè)置該波導(dǎo)芯的步驟包括 -在該下覆層上施加可聚合層；以及-在施加的可聚合層中圖案化該波導(dǎo)芯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任何一項(xiàng)所述的方法，其中，在該設(shè)置步驟中，該光反射特征制造為-標(biāo)記，用于隨后裝配該波導(dǎo)與外部部件；和/或 -微型鏡，用于實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)芯的隨后光學(xué)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中該光反射特征制造為標(biāo)記，該方法還包括 -該上覆層的激光熔蝕的步驟，用于顯現(xiàn)該標(biāo)記。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括-根據(jù)該標(biāo)記與該外部部件中的配對(duì)物的機(jī)械匹配，裝配該波導(dǎo)與該外部部件的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在該設(shè)置步驟中，該光反射特征制造為微型鏡， 并且該波導(dǎo)芯通過(guò)以下步驟設(shè)置-在該下覆層上施加可聚合層；以及-在施加的第二層中圖案化該波導(dǎo)芯，以將其光學(xué)地連接到該微型鏡。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中圖案化該至少一個(gè)波導(dǎo)芯還包括 -圖案化平面內(nèi)的第一波導(dǎo)芯；以及-圖案化平面外的第二波導(dǎo)芯，以通過(guò)該微型鏡光學(xué)地連接該第一波導(dǎo)芯和第二波導(dǎo)芯二者O
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11任何一項(xiàng)所述的方法，還包括 -提供該波導(dǎo)，作為多層光波導(dǎo)的新下覆層；-重復(fù)設(shè)置該波導(dǎo)芯和施加上覆層的步驟，以使新上覆層埋設(shè)附加波導(dǎo)芯。
13.—種光波導(dǎo)(100)，適合于通過(guò)權(quán)利要求1至12任何一項(xiàng)的方法獲得，該波導(dǎo)包括-下覆層(11)；-位于該下覆層上的光反射特征03-23c)和至少一個(gè)波導(dǎo)芯06、27)；以及 -上覆層聚合物(31)，埋設(shè)該光反射特征和該波導(dǎo)芯二者。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光波導(dǎo)，其中-埋設(shè)的光反射特征是標(biāo)記，不連接到該波導(dǎo)芯，構(gòu)造為允許與外部部件的配對(duì)物機(jī)械裝配。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光波導(dǎo)，其中-埋設(shè)的光反射特征是光學(xué)地連接到該波導(dǎo)的微型鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造光波導(dǎo)(100)的方法。通常，它依賴(lài)于下覆層(11)、波導(dǎo)芯(26L-481)和諸如鏡的光反射特征(23-23c)或基準(zhǔn)標(biāo)記的設(shè)置。反射特征和波導(dǎo)芯構(gòu)成具有開(kāi)口結(jié)構(gòu)的核心層。然后，施加上覆層聚合物(31)，其埋設(shè)光反射特征和波導(dǎo)。因此，施加的上覆層填充由開(kāi)口結(jié)構(gòu)余下的空余空間。在填充覆層在其位于的水平上之前，核心層的部件在制造工藝期間相應(yīng)地設(shè)在適當(dāng)位置上。因?yàn)楣夥瓷涮卣骱筒▽?dǎo)芯可以高精度設(shè)置在下覆層上(在施加上覆層之前)，所以避開(kāi)了修改(例如，切塊)或改進(jìn)后期置入的光反射特征位置的問(wèn)題。有利地，波導(dǎo)芯和反射特征掃描二者圖案化在下覆層上。反射特征還可由選擇性金屬化工藝獲得。
文檔編號(hào)G02B6/138GK102356338SQ201080012361
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日
發(fā)明者B.J.奧夫雷恩, F.豪斯特, R.F.丹格爾, T.P.蘭普雷克特 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司