專利名稱：利用可變寬度凹槽的無熱awg和低功耗awg的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光集成電路領(lǐng)域，并更特別地涉及用于提供具有不受溫度影響的中心波長的陣列波導(dǎo)的裝置和方法。
背景技術(shù)：
光集成電路(OIC)以許多形式出現(xiàn)，諸如1×N分光器、光學(xué)開關(guān)、波分復(fù)用器(WDM)、解復(fù)用器、光分插復(fù)用器(OADM)等。這些OIC在構(gòu)建光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中被采用，其中在光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中，光信號(hào)在光學(xué)器件之間傳輸以用于承載數(shù)據(jù)。例如，在經(jīng)由電導(dǎo)線傳輸電信號(hào)的電信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的傳統(tǒng)信號(hào)交換，正在由傳輸光學(xué)(例如，光)信號(hào)的光纖和光路所代替。這些光學(xué)信號(hào)可通過調(diào)制技術(shù)而承載數(shù)據(jù)或其它信息，以用于通過光學(xué)網(wǎng)絡(luò)傳輸這種信息。OIC允許光學(xué)信號(hào)的分支、耦合、切換、分離、復(fù)合和解復(fù)用，而不需要光介質(zhì)和電介質(zhì)之間的中間轉(zhuǎn)換。
這種光路包括在平面襯底上具有光波導(dǎo)的平面光波光路(PLC)，其能夠用于將光學(xué)信號(hào)從許多輸入光纖中的一根經(jīng)由某一路線發(fā)送到許多輸出光纖中的任何一根或光路。PLC使得有可能達(dá)到與通過采用一般與半導(dǎo)體工業(yè)相關(guān)的制造技術(shù)獲得的光纖組件相比的更高密度、更大生產(chǎn)量和更多樣化的功能。例如，PLC包含已知為利用光刻加工形成在硅晶片襯底上的波導(dǎo)的光徑，其中波導(dǎo)由折射率比芯片襯底或外包層高的傳輸介質(zhì)制成，以便沿光徑引導(dǎo)光。通過利用先進(jìn)的光刻和其它加工，PLC被制造成將多個(gè)組件和功能集成到單個(gè)光學(xué)芯片中。
特別是PLC和OIC的重要應(yīng)用通常涉及包括密集波分復(fù)用(DWDM)的波分復(fù)用(WDM)。DWDM允許各自承載獨(dú)立信息的不同波長的光學(xué)信號(hào)經(jīng)由光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中的單個(gè)光學(xué)信道或光纖傳輸。當(dāng)前的復(fù)用光學(xué)系統(tǒng)在每根光纖中采用多達(dá)160個(gè)波長。
為了在這種網(wǎng)絡(luò)中提供先進(jìn)的復(fù)用和解復(fù)用(例如，DWDM)及其它功能，已經(jīng)研制了PLC形式的陣列波導(dǎo)光柵(AWG)。現(xiàn)有的AWG能夠提供高達(dá)80信道或者波長間隔近達(dá)50GHz的復(fù)用或解復(fù)用。如圖1所示，常規(guī)的解復(fù)用AWG 2包括單個(gè)輸入端口3和多個(gè)輸出端口4。多波長的光(例如，來自網(wǎng)絡(luò)中的光纖，未示出)在輸入端口3被接收，并經(jīng)由輸入光徑或波導(dǎo)6提供給輸入透鏡5。
輸入透鏡5使多波長的光擴(kuò)散到有時(shí)稱為波導(dǎo)光柵的波導(dǎo)7的陣列中。每個(gè)波導(dǎo)7從輸入透鏡5到輸出透鏡8具有不同的光徑長度，在輸出透鏡8的輸入端處導(dǎo)致取決于波長的不同的相位傾斜。這種相位傾斜繼而影響光在輸出透鏡8中通過相長干涉而重組的狀況。輸出透鏡8因此經(jīng)由單獨(dú)的輸出波導(dǎo)9在輸出端口4提供不同的波長，借此AWG 2能夠用于將進(jìn)入輸入端口6的光信號(hào)在輸出端口4解復(fù)用成兩個(gè)或更多解復(fù)用的信號(hào)?？商鎿Q地，AWG 2能夠用于將來自端口4的光信號(hào)在端口3復(fù)用成具有兩個(gè)或更多波長成分的復(fù)用信號(hào)。
關(guān)于諸如圖1的常規(guī)AWG 2的OIC的問題是溫度敏感性。因?yàn)椴▽?dǎo)材料通常具有隨溫度而變的折射率，所以復(fù)用器/解復(fù)用器的信道波長隨著溫度變化而偏移。這種偏移在硅基器件中一般是0.01nm/E℃的數(shù)量級，在InP基器件中是0.1nm/E℃的數(shù)量級。這種波長偏移會(huì)導(dǎo)致采用AWG 2的通信系統(tǒng)中的信號(hào)損失和/或串話干擾。由于通信系統(tǒng)采用越來越小的信道間隔來設(shè)計(jì)，所以即使很小的隨溫度而變的波長偏移也會(huì)對系統(tǒng)性能造成顯著的影響。目前，AWG必須具備器件工作溫度的有源穩(wěn)定，以便使其性能可接受。這種穩(wěn)定一般通過增加電阻加熱器、溫度傳感器、有源電子器件來實(shí)現(xiàn)，在有些情況下也增加熱電冷卻器來實(shí)現(xiàn)。即使AWG是無源濾光器，目前它還需要相當(dāng)數(shù)量的電子器件和一些瓦特的功率來有效地工作。

發(fā)明內(nèi)容
下面給出本發(fā)明的簡化概要，以便提供本發(fā)明一些方面的基本理解。這個(gè)概要不是本發(fā)明廣泛的概述。這意味著既不確定本發(fā)明的關(guān)鍵或決定性的要素，也不限定本發(fā)明的范圍。相反，這個(gè)概要的唯一目的是以簡化的形式給出本發(fā)明的一些構(gòu)思，作為后面給出的更詳細(xì)的描述的前序。
本發(fā)明提供了無熱的光集成電路，和用于使光集成電路絕熱從而減輕和/或克服與常規(guī)光集成電路和其它器件有關(guān)的缺陷的方法。本發(fā)明還包括用于制造OIC的方法及利用凹槽和致動(dòng)器減輕溫度敏感性的方法。明顯的功耗降低，也是由于在本發(fā)明的另一方面中采用溫度響應(yīng)機(jī)械致動(dòng)器而產(chǎn)生的。本發(fā)明還提供了OIC裝置及減輕和/或克服與常規(guī)OIC和其它器件有關(guān)的缺陷的機(jī)械光束控制的方法。本發(fā)明還涉及制造OIC的方法和在OIC中利用供機(jī)械光束控制用的致動(dòng)器來減輕溫度敏感性的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種光集成電路，其包含具有用鉸鏈分開的第一區(qū)域和第二區(qū)域的基座，以及在基座上的AWG芯片，其中凹槽橫穿透鏡和波導(dǎo)光柵之一的一個(gè)或多個(gè)，并且致動(dòng)器連接基座的第一區(qū)域和第二區(qū)域。基座和致動(dòng)器具有不同的熱膨脹系數(shù)。致動(dòng)器隨著溫度變化而膨脹和/或收縮，導(dǎo)致第一區(qū)域和其上的AWG芯片的至少一部分，相對于第二區(qū)域上的AWG芯片的部分而移動(dòng)。因此，可以減輕與波導(dǎo)隨溫度而變的折射率相關(guān)的波長偏移。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種光集成電路，其包含具有橫穿透鏡和波導(dǎo)光柵的一個(gè)或多個(gè)的凹槽的AWG芯片。AWG芯片包含用鉸鏈連接并用凹槽分開的第一區(qū)域和第二區(qū)域。致動(dòng)器連接AWG芯片的第一區(qū)域和第二區(qū)域。AWG芯片襯底和致動(dòng)器具有不同的熱膨脹系數(shù)。致動(dòng)器隨著溫度變化而膨脹和/或收縮，導(dǎo)致AWG芯片的第一區(qū)域相對于第二區(qū)域移動(dòng)。因此，可以減輕與波導(dǎo)隨溫度而變的折射率相關(guān)的波長偏移。
本發(fā)明的另一方面提供了一種制造OIC的方法，該OIC能夠減輕與波導(dǎo)隨溫度而變的折射率相關(guān)的波長偏移。OIC的制造包括在AWG芯片中形成凹槽，使得致動(dòng)器能夠響應(yīng)溫度變化而引起芯片的不同部分之間的相對移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種致動(dòng)器，其具有連接到第二致動(dòng)器本體部分的第一致動(dòng)器本體部分，其中第一致動(dòng)器本體部分具有第一熱膨脹系數(shù)，第二致動(dòng)器本體部分具有第二熱膨脹系數(shù)。本發(fā)明的另一方面提供了由OIC采用的致動(dòng)器。OIC包括具有波導(dǎo)的第一區(qū)域，具有波導(dǎo)的第二區(qū)域和連接到第一區(qū)域和第二區(qū)域的連接區(qū)域。連接區(qū)域可以包括第一透鏡，其將第一區(qū)域的波導(dǎo)光耦合到第二區(qū)域的波導(dǎo)。致動(dòng)器位于例如鄰近第一區(qū)域的位置，以便于機(jī)械光束控制。
本發(fā)明的又一方面提供了一種制造OIC的方法。該方法包括提供基座，在第一區(qū)域中形成至少一個(gè)波導(dǎo)，在第二區(qū)域中形成至少一個(gè)波導(dǎo)，以及形成連接區(qū)域，該連接區(qū)域包括將第一區(qū)域的至少一個(gè)波導(dǎo)耦合到第二區(qū)域的至少一個(gè)波導(dǎo)的第一透鏡。然后，將第一區(qū)域和第二區(qū)域相互滾動(dòng)切割(scroll-dice)，使得剩余的機(jī)械連接主要通過連接區(qū)域來提供。此后，將致動(dòng)器置于第一區(qū)域和第二區(qū)域之間。
為了實(shí)現(xiàn)上述及有關(guān)目的，在此結(jié)合下面的描述和附圖來描述本發(fā)明的某些說明性方面。然而，這些方面僅表現(xiàn)出可以采用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些，并且本發(fā)明應(yīng)該包括所有這些方面和它們的等價(jià)物。當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的以下詳細(xì)的描述，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和新穎特征將變得顯而易見。


圖1是常規(guī)AWG復(fù)用器/解復(fù)用器器件的示意性俯視平面圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的基座或承板(riser)的示意性俯視平面圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的OIC的示意性俯視平面圖。
圖4是圖3的OIC的橫斷面視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的另一基座或承板的示意性俯視平面圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的另一OIC的示意性俯視平面圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的又一基座或承板的示意性俯視平面圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的又一OIC的示意性俯視平面圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的又一基座或承板的示意性俯視平面圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的又一OIC的示意性俯視平面圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的又一基座或承板的示意性俯視平面圖。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的又一OIC的示意性俯視平面圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的AWG芯片的示意性俯視平面圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的另一AWG芯片的示意性俯視平面圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的OIC的示意性俯視平面圖。
圖16是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的另一OIC的示意性俯視平面圖。
圖17是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的又一OIC的示意性俯視平面圖。
圖18是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的又一OIC的示意性俯視平面圖。
圖19是繪出非溫度穩(wěn)定的常規(guī)AWG和根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的AWG的CW變化(y軸)與溫度(x軸)變化的關(guān)系的圖。
圖20是示例性O(shè)IC的示意性俯視平面圖。
圖21是圖20的OIC的橫斷面視圖。
圖22是根據(jù)本發(fā)明一方面的示例性致動(dòng)器的透視圖。
圖23是根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器的組件的橫斷面視圖。
圖24是采用根據(jù)本發(fā)明一方面的圖22的致動(dòng)器的圖20的OIC的示意性俯視平面圖。
圖25是根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器的透視圖。
圖26是根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器的透視圖。
圖27是根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器的示意性俯視平面圖。
圖28是根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器的示意性俯視平面圖。
圖29是采用根據(jù)本發(fā)明一方面的圖28的致動(dòng)器的OIC的橫斷面視圖。
圖30是根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器的示意性俯視平面圖。
圖31是根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器的橫斷面視圖。
圖32是圖31的致動(dòng)器的示意性俯視平面圖。
圖33是根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器的橫斷面視圖。
圖34是圖33的致動(dòng)器的示意性俯視平面圖。
圖35是采用根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器的OIC的示意性俯視平面圖。
圖36是具有圖35的致動(dòng)器的OIC的俯視橫斷面視圖。
圖37是采用根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器的OIC的示意性俯視平面圖。
圖38是采用根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器的OIC的示意性俯視平面圖。
圖39是具有圖38的致動(dòng)器的OIC的橫斷面視圖。
圖40是采用根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器的OIC的橫斷面視圖。
圖41是根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器的示意性視圖。
圖42是采用根據(jù)本發(fā)明一方面的楔形物(wedge)的OIC的示意性俯視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的各個(gè)方面，其中在全文中相同的附圖標(biāo)記用于指相同的元件。本發(fā)明通過采用機(jī)械光束控制來減輕光集成電路的溫度敏感性。
本發(fā)明通過采用光束偏轉(zhuǎn)、利用具有能夠彼此相對移動(dòng)的兩個(gè)或更多不同區(qū)域或片的OIC或AWG，提供了無熱OIC和具有低功耗的OIC。這種相對移動(dòng)導(dǎo)致與兩個(gè)片的運(yùn)動(dòng)成比例的OIC的中心波長(CW)或給定信道的峰值傳輸波長的偏移。OIC被設(shè)計(jì)成使得由兩個(gè)片的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的CW變化的程度與OIC中固有的CW變化(該變化由OIC的膨脹/收縮以及波導(dǎo)折射率與溫度的依賴關(guān)系導(dǎo)致)在量值上相等、在符號(hào)上相反，那么器件具有接近零的凈CW溫度依賴關(guān)系，從而具有大致不受溫度影響的中心波長，因此稱為無熱。
當(dāng)OIC的溫度升高或降低時(shí)，一個(gè)或多個(gè)區(qū)域波導(dǎo)的折射率會(huì)變化。為了補(bǔ)償這種基于溫度的折射率變化，致動(dòng)器由于溫度變化而膨脹/收縮，導(dǎo)致凹槽中的AWG芯片的邊緣發(fā)生移動(dòng)(例如，旋轉(zhuǎn))。由溫度變化導(dǎo)致的移動(dòng)(旋轉(zhuǎn))對應(yīng)于或補(bǔ)償波導(dǎo)中由溫度變化所導(dǎo)致的由于隨溫度而變的折射率而引起的波長偏移。這樣，能夠減輕與波導(dǎo)隨溫度而變的折射率變化相關(guān)的波長偏移。因此，在采用OIC的通信系統(tǒng)中的信號(hào)損失和/或串話干擾能夠減少。
一般來說，AWG芯片被置于基座上?；哂蟹蛛x并連接基座的第一區(qū)域和第二區(qū)域的鉸鏈。鉸鏈連接第一區(qū)域和第二區(qū)域，而允許基座的第一區(qū)域和第二區(qū)域彼此相對移動(dòng)。一般，鉸鏈?zhǔn)腔?或者下面所述的AWG襯底)的相對窄的帶。致動(dòng)器被連接到基座的第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且致動(dòng)器的膨脹/收縮可導(dǎo)致第一和第二區(qū)域繞鉸鏈移動(dòng)。致動(dòng)器和基座具有不同的熱膨脹系數(shù)。在AWG芯片中至少接近鉸鏈上面的位置形成有凹槽或間隙。在凹槽一側(cè)的一部分或一片AWG芯片在基座的第一區(qū)域上面并且由基座的第一區(qū)域支撐，而在凹槽另一側(cè)的另一部分或另一片AWG芯片在基座的第二區(qū)域上面并且由基座的第二區(qū)域支撐。因此，由致動(dòng)器的膨脹/收縮引起的第一和第二區(qū)域繞鉸鏈的移動(dòng)，導(dǎo)致兩部分或兩片AWG芯片彼此相對移動(dòng)。
可替換地，致動(dòng)器連接兩部分或兩片AWG芯片，并且致動(dòng)器的膨脹/收縮可以引起兩部分或兩片AWG芯片彼此相對移動(dòng)。致動(dòng)器和AWG芯片襯底具有不同的熱膨脹系數(shù)。基座以允許AWG芯片的部分或片之間的這種移動(dòng)的方式來構(gòu)造(如上所述)。
可替換地，上述機(jī)構(gòu)能夠應(yīng)用于包含大約一半AWG芯片但配備有反射鏡的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，通過將波導(dǎo)光柵或透鏡靠近反射鏡定位，但不直接固定到反射鏡(以允許移動(dòng))，來形成凹槽。致動(dòng)器和AWG芯片/反射鏡襯底具有不同的熱膨脹系數(shù)。
盡管詳盡地討論了包含波導(dǎo)光柵的AWG芯片，但是OIC可以包含Mach-Zehnder干涉儀。在這種情況下，凹槽橫穿Mach-Zehnder器件的臂或波導(dǎo)。
AWG芯片中的凹槽的寬度或AWG芯片和反射鏡之間(后面也稱為凹槽)的寬度足夠允許移動(dòng)，以便偏移CW。在一個(gè)實(shí)施例中，凹槽的寬度大約等于或大于1微米并且大約等于或小于50微米。在另一實(shí)施例中，凹槽的寬度大約等于或大于3微米并且大約等于或小于30微米。在又一實(shí)施例中，凹槽的寬度大約等于或大于5微米并且大約等于或小于25微米。在又一實(shí)施例中，凹槽的寬度大約等于或大于7微米并且大約等于或小于20微米。AWG芯片可以包含多于一個(gè)凹槽。凹槽或間隙在它橫穿透鏡、波導(dǎo)光柵或鄰近反射鏡時(shí)可以是直的、彎的，具有對稱形狀或非對稱形狀。在凹槽是非對稱的實(shí)施例中，凹槽在它橫穿透鏡或波導(dǎo)光柵時(shí)的寬度可以變化，但仍保持在上述寬度參數(shù)內(nèi)。在寬度超過50微米時(shí)，插入損耗影響開始變得明顯。
致動(dòng)器和基座之間、致動(dòng)器和AWG芯片襯底之間、或者致動(dòng)器和AWG芯片/反射鏡襯底之間的熱膨脹系數(shù)的差，足夠通過致動(dòng)器的膨脹/收縮引起兩部分或兩片AWG芯片的相互移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，熱膨脹系數(shù)的差(例如，在致動(dòng)器和基座之間)至少是大約25％。在另一實(shí)施例中，熱膨脹系數(shù)的差至少是大約100％(換句話說，致動(dòng)器可以至少是基座的值的兩倍)。在又一實(shí)施例中，熱膨脹系數(shù)的差至少是大約200％(換句話說，致動(dòng)器可以至少是基座的值的3倍)。在一個(gè)實(shí)施例中，無熱OIC包含采用位于波導(dǎo)光柵下面(諸如在波導(dǎo)光柵的中心部分下面)的鉸鏈安裝在基座或承板上面的AWG芯片。例如，參照圖2至4，示出這種OIC的實(shí)例和制造OIC的方法。
具體地說，參照圖2，基座10(有時(shí)稱為承板)被提供?；?0被配置成包含分離并連接第一區(qū)域11和第二區(qū)域13的鉸鏈14?；删哂械谝粺崤蛎浵禂?shù)的材料制成?；梢杂山饘?、金屬合金或硬塑料材料制成。這些金屬的實(shí)例包括鋁、黃銅、青銅、鉻、銅、金、鐵、鎂、鎳、鈀、鉑、銀、不銹鋼、錫、鈦、鎢、鋅、鋯、Hastelloy、Kovar、殷鋼、Monel、Inconel等的一種或多種。
具有第二熱膨脹系數(shù)的制動(dòng)器12被提供用于連接基座10的第一區(qū)域11和第二區(qū)域13，其中第二熱膨脹系數(shù)不同于基座10的第一熱膨脹系數(shù)?；軌蛴捎阢q鏈14而彎曲。即，第一區(qū)域11和第二區(qū)域13可以沿箭頭方向繞鉸鏈14旋轉(zhuǎn)。
致動(dòng)器12可以由金屬(諸如鋁、黃銅、青銅、鉻、銅、金、鐵、鎂、鎳、鈀、鉑、銀、不銹鋼、錫、鈦、鎢、鋅、鋯、Hastelloy、Kovar、殷鋼、Monel、Inconel)、陶瓷材料(諸如氧化鋁或硅酸鋁)、聚合材料(諸如硅橡膠或人造橡膠、聚碳酸酯、聚烯烴、聚酰胺、聚酯、液晶聚合物、聚合物復(fù)合材料(與碳纖維、石墨或玻璃纖維結(jié)合的聚合物))等的一種或多種制成。聚合物復(fù)合材料的一個(gè)實(shí)例是DuPont′sZytel玻璃纖維增強(qiáng)尼龍?？商鎿Q地，致動(dòng)器12可以是包含許多不同材料的機(jī)械組合件，其作為整體被設(shè)計(jì)成具有特定的熱膨脹系數(shù)(不同于基座10的熱膨脹系數(shù))。
可替換地，機(jī)械致動(dòng)器12可以是壓電元件、電致伸縮致動(dòng)器、螺線管、電動(dòng)機(jī)(諸如伺服電動(dòng)機(jī)、線性電動(dòng)機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī))、或耐加熱的熱膨脹部件。當(dāng)致動(dòng)器12是壓電元件、螺線管、電動(dòng)機(jī)、或耐加熱的熱膨脹部件之一時(shí)，可將一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器設(shè)置在連接到反饋回路的波導(dǎo)光柵內(nèi)(控制器和/或處理器也可以包括在反饋回路中)，其中反饋回路被連接到致動(dòng)器。由傳感器檢測的溫度變化導(dǎo)致發(fā)送給控制器和/或處理器的信號(hào)，控制器和/或處理器繼而引起致動(dòng)器的機(jī)械致動(dòng)。在另一實(shí)施例中，在2001年10月24日提交的、題為“MechanicalBeam Steering for Optical Integrated Circuits”的共同未決美國序列號(hào)09/999,692(現(xiàn)在的美國專利6,603,892)以及相關(guān)的概念中描述了致動(dòng)器或組塊，將其引用在此作為參考。
參照圖3，AWG芯片16用任何適合的方法固定在基座10上。例如，可使粘合劑(諸如UV固化粘合劑)位于AWG芯片16和基座10之間。AWG芯片16被示出具有襯底、輸入波導(dǎo)、第一透鏡、第二透鏡、在兩個(gè)透鏡之間包含多個(gè)波導(dǎo)的波導(dǎo)光柵、和輸出波導(dǎo)。AWG芯片16的襯底可以由二氧化硅、硅、InP、GaAs等的一種或多種制成。輸入波導(dǎo)、波導(dǎo)光柵、和輸出波導(dǎo)可以獨(dú)立地由鈮酸鋰(LiNbO3)或其它無機(jī)晶體、摻雜二氧化硅、無摻雜二氧化硅、玻璃、熱光聚合物、電光聚合物、和半導(dǎo)體(諸如磷化銦(InP))的一種或多種制成。包層可以圍繞各種波導(dǎo)。應(yīng)該注意，致動(dòng)器12可以在AWG芯片16固定到基座10之前或之后連接到基座10上。盡管沒有示出，但是可切割A(yù)WG芯片16和/或基座10，以便最小化凹槽18的長度；即，以便極大地增加在凹槽不橫穿波導(dǎo)光柵(或下面描述的透鏡)的位置處的凹槽的寬度。
在這個(gè)實(shí)施例中，AWG芯片16位于基座上面，使得波導(dǎo)光柵直接在基座10的鉸鏈14上面。在AWG芯片16中形成橫穿波導(dǎo)光柵的間隙或凹槽18。凹槽18一直垂直地穿過AWG芯片16，可以可將AWG芯片16分成兩個(gè)不同的片，或者也可以不將AWG芯片16分成兩個(gè)不同的片。AWG芯片用任何適合的方式切割，這些方式包括利用切割鋸(dicing saw)、水噴射切割、化學(xué)蝕刻、激光切片機(jī)、線鋸、EDM等方式。在凹槽18一側(cè)的AWG芯片16的一個(gè)部分由基座10的第一區(qū)域11支撐，而在凹槽18另一側(cè)的AWG芯片16的另一部分由基座10的第二區(qū)域13支撐。
參照圖4，沿圖3中的箭頭示出了圖3的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。間隙18在垂直方向上完全通過AWG芯片16。間隙18位于光柵中心或光柵中心附近，或者與光柵的波導(dǎo)成直角或接近直角。盡管將凹槽18內(nèi)的AWG芯片16的內(nèi)邊緣顯示為垂直于基座10的表面，但是可任選地將凹槽18形成為與基座表面的法線成小角度，以便減輕在光穿越凹槽18時(shí)的光的背反射。例如，可將凹槽18形成為與基座表面的法線成大約等于或大于5°并且大約等于或小于15°的角。
在間隙或凹槽18內(nèi)，可任選地形成諸如半波片的波片(未示出)。另外或可替換地，間隙或凹槽18可以充滿折射率大致與波導(dǎo)光柵的波導(dǎo)匹配的粘合劑、凝膠體、聚合物或液體。效果僅微弱地取決于折射率匹配物質(zhì)的折射率，所以不必要嚴(yán)格地控制該物質(zhì)的折射率。仍然可替換地，AWG芯片16(在凹槽18中)的內(nèi)部面對的邊緣可以涂敷有抗反射膜并保持暴露于空氣中。
隨著結(jié)構(gòu)的溫度發(fā)生變化，由于熱膨脹系數(shù)的差別，致動(dòng)器12以不同于基座10的速度改變長度。這引起AWG(在凹槽18的任意一側(cè))的兩個(gè)區(qū)域之間的角度發(fā)生變化，并對波導(dǎo)光柵中不同的波導(dǎo)引起不同的相位延遲，并因此引起裝置的CW發(fā)生偏移。選擇致動(dòng)器和基座材料的尺寸和形狀，使得由致動(dòng)器的熱膨脹/收縮引起的CW偏移精確地平衡由于溫度的變化而導(dǎo)致的AWG中的CW偏移。結(jié)果，AWG CW不受溫度的影響。也可以調(diào)諧施加到致動(dòng)器的預(yù)偏置量，以為AWG調(diào)諧正確的CW。
在另一實(shí)施例中，無熱OIC包含用位于透鏡之一下面的鉸鏈安裝在基座或承板上的AWG芯片。例如，參照圖5至8，示出這種OIC的實(shí)例和制造OIC的方法。
具體地說，參照圖5，提供基座20?；?0被配置成包含分離并連接第一區(qū)域21和第二區(qū)域23的鉸鏈24?；删哂械谝粺崤蛎浵禂?shù)的材料制成。提供具有第二熱膨脹系數(shù)的致動(dòng)器22，用于連接基座20的第一區(qū)域21和第二區(qū)域23，其中第二熱膨脹系數(shù)與基座20的第一熱膨脹系數(shù)不同?；軌蛴捎阢q鏈24而彎曲。即，第一區(qū)域21和第二區(qū)域23可以沿箭頭方向繞鉸鏈24旋轉(zhuǎn)。
參照圖6，AWG芯片26通過任何適合的方法固定到基座20上。例如，可使粘合劑位于AWG芯片26和基座20之間。AWG芯片26被示出具有襯底、輸入波導(dǎo)、第一透鏡、第二透鏡、在兩個(gè)透鏡之間包含多個(gè)波導(dǎo)的波導(dǎo)光柵、和輸出波導(dǎo)。基座20、襯底、致動(dòng)器22、和波導(dǎo)可以由結(jié)合圖2和3描述的這些特征的任何材料制成。應(yīng)該注意，致動(dòng)器22可以在AWG芯片26固定到基座20之前或之后連接到基座20上。
在這個(gè)實(shí)施例中，AWG芯片26位于基座上面，使得透鏡之一直接在基座20的鉸鏈24上。在橫穿透鏡的AWG芯片26中形成間隙或凹槽28。凹槽28可以在透鏡的中間、在透鏡的輸入/輸出波導(dǎo)側(cè)附近、或在透鏡的波導(dǎo)光柵側(cè)附近形成。凹槽28一直垂直地穿過AWG芯片26，并且可以將AWG芯片26分成兩個(gè)不同的片或不將AWG芯片26分成兩個(gè)不同的片。凹槽以任何適合的方式形成，包括利用切割鋸、水噴射切割、化學(xué)蝕刻、激光切片機(jī)、線鋸、EDM等方式。在凹槽28一側(cè)的AWG芯片26的一個(gè)部分由基座20的第一區(qū)域21支撐，而在凹槽28另一側(cè)的AWG芯片26的(包含波導(dǎo)光柵的)另一部分由基座20的第二區(qū)域23支撐。
間隙或凹槽28可以任選地充滿折射率大致與透鏡匹配的粘合劑、凝膠體、聚合物或液體。效果僅微弱地取決于折射率匹配物質(zhì)的折射率，所以不必要嚴(yán)格地控制物質(zhì)的折射率?？商鎿Q地，AWG芯片26(在凹槽28中)的內(nèi)部面對的邊緣可以任選地涂敷有抗反射膜并保持暴露于空氣中。
隨著結(jié)構(gòu)的溫度發(fā)生變化，由于熱膨脹系數(shù)的差別，致動(dòng)器22以不同于基座20的速度改變長度。這引起AWG(在凹槽28的任意一側(cè))的兩個(gè)區(qū)域之間的角度發(fā)生變化，特別是，引起由凹槽28橫穿的透鏡的兩個(gè)區(qū)域之間的角度發(fā)生變化，并引起透鏡和輸入(或輸出)波導(dǎo)的一部分發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以相對于光的聚焦點(diǎn)移動(dòng)波導(dǎo)，從而偏移聚焦到波導(dǎo)光柵中的波長，并因此引起裝置的CW發(fā)生偏移。選擇致動(dòng)器和基座材料的尺寸和形狀，使得由致動(dòng)器的熱膨脹/收縮引起的CW偏移精確地平衡由于溫度的變化而導(dǎo)致的AWG中的CW偏移。結(jié)果，AWGCW不受溫度的影響。也可以調(diào)諧施加到致動(dòng)器的預(yù)偏置量，以為AWG調(diào)諧正確的CW。
具體地說，參照圖7，提供基座30?；?0被配置成包含分離并連接第一區(qū)域31和第二區(qū)域33的鉸鏈34?；删哂械谝粺崤蛎浵禂?shù)的材料制成。提供具有第二熱膨脹系數(shù)的致動(dòng)器32，用于連接基座30的第一區(qū)域31和第二區(qū)域33，其中第二熱膨脹系數(shù)與基座30的第一熱膨脹系數(shù)不同?；軌蛴捎阢q鏈34而彎曲。即，第一區(qū)域31和第二區(qū)域33可以沿箭頭方向繞鉸鏈34旋轉(zhuǎn)。在這個(gè)實(shí)施例中，基座30的形狀被剪裁成下述的AWG芯片36的形狀。
參照圖8，AWG芯片36用任何適合的方法固定到基座30上。例如，可使粘合劑位于AWG芯片36和基座30之間。使AWG芯片36適應(yīng)其上的陣列波導(dǎo)光柵。AWG芯片36被示出具有襯底、輸入波導(dǎo)、第一透鏡、第二透鏡、在兩個(gè)透鏡之間包含多個(gè)波導(dǎo)的波導(dǎo)光柵、和輸出波導(dǎo)。基座30、襯底、致動(dòng)器32和波導(dǎo)可以由結(jié)合圖2和3描述的這些特征的任何材料制成。應(yīng)該注意，致動(dòng)器32可以在AWG芯片36固定到基座30之前或之后連接到基座30上。
在這個(gè)實(shí)施例中，AWG芯片36位于基座上面，使得透鏡之一直接在基座30的鉸鏈34上面。在橫穿透鏡的AWG芯片36中形成間隙或凹槽38。凹槽38一直垂直地穿過AWG芯片36，并且可以將AWG芯片36分成兩個(gè)不同的片或不將AWG芯片36分成兩個(gè)不同的片。凹槽以任何適合的方式形成，包括利用切割鋸、水噴射切割、化學(xué)蝕刻、激光切片機(jī)、線鋸、EDM等方式。在凹槽38一側(cè)的AWG芯片36的一個(gè)部分由基座30的第一區(qū)域31支撐，而在凹槽38另一側(cè)的AWG芯片36的(包括波導(dǎo)光柵的)另一部分由基座30的第二區(qū)域33支撐。可剪裁AWG芯片36的形狀，以便消除不在輸入/輸出波導(dǎo)、透鏡、波導(dǎo)光柵任何一個(gè)附近的襯底，并且/或者以便留出用于安裝致動(dòng)器的適當(dāng)空間。例如，圖8的AWG芯片36具有剪裁的形狀，而圖6的AWG芯片26就沒有。
間隙或凹槽38可以任選地充滿折射率大致與透鏡匹配的粘合劑、凝膠體、聚合物或液體。效果僅微弱地取決于折射率匹配物質(zhì)的折射率，所以不必要嚴(yán)格地控制物質(zhì)的折射率?？商鎿Q地，AWG芯片36(在凹槽38中)的內(nèi)部面對的邊緣可以任選地涂敷有抗反射膜并保持暴露于空氣中。
隨著結(jié)構(gòu)的溫度發(fā)生變化，由于熱膨脹系數(shù)的差別，致動(dòng)器32以不同于基座30的速度改變長度。這引起AWG(在凹槽38的任意一側(cè))的兩個(gè)區(qū)域之間的角度發(fā)生變化，特別是，引起由凹槽38橫穿的透鏡的兩個(gè)區(qū)域之間的角度發(fā)生變化，并引起透鏡和輸入(或輸出)波導(dǎo)的一部分發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以相對于光的聚焦點(diǎn)移動(dòng)波導(dǎo)，從而偏移聚焦到波導(dǎo)光柵中的波長，并因此引起裝置的CW發(fā)生偏移。選擇致動(dòng)器和基座材料的尺寸和形狀，使得由致動(dòng)器的熱膨脹/收縮引起的CW偏移精確地平衡由于溫度的變化而導(dǎo)致的AWG中的CW偏移。結(jié)果，AWGCW不受溫度的影響。也可以調(diào)諧施加到致動(dòng)器的預(yù)偏置量，以為AWG調(diào)諧正確的CW。
在又一實(shí)施例中，無熱OIC包含用位于波導(dǎo)光柵和反射鏡下面的鉸鏈安裝在基座或承板上的AWG芯片。例如，參照圖9和10，示出這種OIC的實(shí)例和制造OIC的方法。
具體地說，參照圖9，提供基座40?；?0被配置成包含分離并連接第一區(qū)域41和第二區(qū)域43的鉸鏈44。提供具有第二熱膨脹系數(shù)的致動(dòng)器42，用于連接基座40的第一區(qū)域41和第二區(qū)域42，其中第二熱膨脹系數(shù)與基座40的第一熱膨脹系數(shù)不同?；軌蛴捎阢q鏈44而彎曲。即，第一區(qū)域41和第二區(qū)域43可以沿箭頭方向繞鉸鏈44旋轉(zhuǎn)。
參照圖10，AWG芯片46和反射鏡47用任何適合的方法固定到基座40上。例如，可使粘合劑位于AWG芯片46或反射鏡47與基座40之間。AWG芯片46被示出具有襯底、輸入波導(dǎo)52、透鏡50、在透鏡和反射鏡47之間包含多個(gè)波導(dǎo)的波導(dǎo)光柵、和輸出波導(dǎo)54。基座40、襯底、致動(dòng)器42和波導(dǎo)可以由結(jié)合圖2和3描述的這些特征的任何材料制成。AWG芯片46和反射鏡47被定位成使凹槽或間隙48存在于兩者之間。反射鏡47起到將來自波導(dǎo)光柵的背光反射到波導(dǎo)光柵中的作用。應(yīng)該注意，致動(dòng)器42可以在AWG芯片46固定到基座40之前或之后連接到基座40上。
在這個(gè)實(shí)施例中，AWG芯片46和反射鏡47位于基座40上面，使得波導(dǎo)光柵和反射鏡47直接在基座40的鉸鏈44上面。間隙或凹槽48橫穿波導(dǎo)光柵。凹槽48將AWG芯片46與反射鏡47完全分離。AWG芯片46在凹槽48的一側(cè)并且由基座40的第一區(qū)域41支撐，而反射鏡47在凹槽48的另一側(cè)并且由基座40的第二區(qū)域43支撐。
在間隙或凹槽48內(nèi)，可以任選地形成諸如四分之一波片的波片(未示出)。另外或可替換地，間隙或凹槽48可以充滿折射率大致與波導(dǎo)光柵的波導(dǎo)匹配的粘合劑、凝膠體、聚合物或液體。效果僅微弱地取決于折射率匹配物質(zhì)的折射率，所以不必要嚴(yán)格地控制物質(zhì)的折射率。仍然是可替換地，AWG芯片46(在凹槽48中)的內(nèi)部面對的邊緣可以拋光或涂敷有抗反射膜并保持暴露于空氣中。
隨著結(jié)構(gòu)的溫度發(fā)生變化，由于熱膨脹系數(shù)的差別，致動(dòng)器42以不同于基座40的速度改變長度。這引起在AWG和反射鏡47之間的角度發(fā)生變化，并對波導(dǎo)光柵中不同的波導(dǎo)引起不同的相位延遲，并因此引起裝置的CW發(fā)生偏移。特別是，反射鏡的安裝角度被用于選擇AWG CW，并且作為溫度的函數(shù)的由致動(dòng)器提供的反射鏡的旋轉(zhuǎn)程度被用于抵消AWG＝s熱響應(yīng)。選擇致動(dòng)器和基座材料的尺寸和形狀，使得由致動(dòng)器的熱膨脹/收縮引起的CW偏移精確地平衡由于溫度的變化而導(dǎo)致的AWG中的CW偏移。結(jié)果，AWG CW不受溫度的影響。也可以調(diào)諧施加到致動(dòng)器的預(yù)偏置量，以為AWG調(diào)諧正確的CW。
在又一實(shí)施例中，無熱OIC包含用位于透鏡和反射鏡下面的鉸鏈安裝在基座或承板上的AWG芯片。例如，參照圖11和12，示出這種OIC的實(shí)例和制造OIC的方法。
具體地說，參照圖11，提供基座60?；?0被配置成包含分離并連接第一區(qū)域61和第二區(qū)域63的鉸鏈64。提供具有第二熱膨脹系數(shù)的致動(dòng)器62，用于連接基座60的第一區(qū)域61和第二區(qū)域63，其中第二熱膨脹系數(shù)與基座60的第一熱膨脹系數(shù)不同?；軌蛴捎阢q鏈64而彎曲。即，第一區(qū)域61和第二區(qū)域63可以沿箭頭方向繞鉸鏈64旋轉(zhuǎn)。
參照圖12，AWG芯片66和反射鏡67用任何適合的方法固定到基座60上。例如，可使粘合劑位于AWG芯片66或反射鏡67與基座60之間。AWG芯片66被示出具有襯底、輸入波導(dǎo)72、第一透鏡70、折疊的第二透鏡76、在第一透鏡70和折疊的第二透鏡76之間包含多個(gè)波導(dǎo)的波導(dǎo)光柵、和輸出波導(dǎo)74?；?0、襯底、致動(dòng)器62和波導(dǎo)可以由結(jié)合圖2和3描述的這些特征的任何材料制成。AWG芯片66和反射鏡67定位成使凹槽或間隙68存在于兩者之間。反射鏡67起到將來自折疊透鏡76的背光反射到折疊透鏡76中以便其可進(jìn)入波導(dǎo)光柵的作用。應(yīng)該注意，致動(dòng)器62可以在AWG芯片66固定到基座60之前或之后連接到基座60上。
在這個(gè)實(shí)施例中，AWG芯片66和反射鏡67位于基座60上面，使得折疊透鏡76和反射鏡67直接在基座60的鉸鏈64上面。間隙或凹槽68橫穿透鏡76。凹槽68將AWG芯片66與反射鏡67完全分離。AWG芯片66在凹槽68的一側(cè)并由基座60的第一區(qū)域61支撐，而反射鏡67在凹槽68的另一側(cè)并由基座60的第二區(qū)域63支撐。
間隙或凹槽68可以任選地被拋光，和任選地充滿折射率大致與波導(dǎo)光柵的波導(dǎo)匹配的粘合劑、凝膠體、聚合物或液體。效果僅微弱地取決于折射率匹配物質(zhì)的折射率，所以不必要嚴(yán)格地控制物質(zhì)的折射率?？商鎿Q地，AWG芯片66(在凹槽68中)的內(nèi)部面對的邊緣可以任選地涂敷有抗反射膜并保持暴露于空氣中。
隨著結(jié)構(gòu)的溫度發(fā)生變化，由于熱膨脹系數(shù)的差別，致動(dòng)器62以不同于基座60的速度改變長度。這引起透鏡76和反射鏡67之間的角度發(fā)生變化，并引起透鏡和輸入(或輸出)波導(dǎo)的一部分發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以相對于光的聚焦點(diǎn)移動(dòng)波導(dǎo)，從而偏移聚焦到波導(dǎo)光柵中的波長，并因此引起裝置的CW發(fā)生偏移。特別是，反射鏡的安裝角度被用于選擇AWG CW，并且作為溫度的函數(shù)的由致動(dòng)器提供的反射鏡的旋轉(zhuǎn)程度被用于抵消AWG＝s熱響應(yīng)。選擇致動(dòng)器和基座材料的尺寸和形狀，使得由致動(dòng)器的熱膨脹/收縮引起的CW偏移精確地平衡由于溫度的變化而導(dǎo)致的AWG中的CW偏移。結(jié)果，AWG CW不受溫度的影響。
凹槽或間隙可以在AWG芯片安裝在基座之前或之后在AWG芯片中形成。參照圖13，示出了適合于安裝在圖2的基座上的AWG芯片86。AWG芯片86被示出具有襯底、輸入波導(dǎo)、第一透鏡、第二透鏡、在兩個(gè)透鏡之間包含多個(gè)波導(dǎo)的波導(dǎo)光柵、和輸出波導(dǎo)。在AWG芯片86中形成橫穿波導(dǎo)光柵但不橫穿整個(gè)芯片的間隙或凹槽88。AWG芯片86位于基座上面，使得波導(dǎo)光柵直接在基座10的鉸鏈14上面(參照圖2)。如果不是已經(jīng)被形成，則在AWG芯片86中形成橫穿波導(dǎo)光柵但不橫穿整個(gè)芯片的間隙或凹槽88。凹槽88一直垂直地穿過AWG芯片86，但是不將AWG芯片86分成兩個(gè)不同的片。凹槽88以任何適合的方式形成，包括濕蝕刻或RIE。在凹槽88一側(cè)的AWG芯片86的一個(gè)部分87由基座10的第一區(qū)域11支撐，而在凹槽88另一側(cè)的AWG芯片86的另一部分89由基座10的第二區(qū)域13支撐。
然后，用任何適合的方式同時(shí)切割A(yù)WG芯片86和(在芯片下面的)基座，諸如利用水噴射、線鋸、激光等，以提供除了AWG芯片86大致與基座重疊之外均與圖3相似的結(jié)構(gòu)。該切割剪裁AWG芯片86的功能性特征周圍的結(jié)構(gòu)的形狀，特別是，剪裁凹槽88附近的結(jié)構(gòu)的形狀，使得凹槽88將AWG芯片86分成兩個(gè)不同的片，并且使凹槽88上面和下面的AWG芯片86的部分不再將芯片保持為單個(gè)的片。然后添加連接基座的兩個(gè)區(qū)域或芯片的兩片的致動(dòng)器。
在間隙或凹槽88內(nèi)，可以任選地形成諸如半波片的波片(未示出)。另外或可替換地，間隙或凹槽88可以充滿折射率大致與波導(dǎo)光柵的波導(dǎo)匹配的粘合劑、凝膠體、聚合物或液體。
參照圖14，示出了適合于安裝在圖7的基座上的AWG芯片96。AWG芯片96被示出具有襯底、輸入波導(dǎo)、第一透鏡、第二透鏡、在兩個(gè)透鏡之間包含多個(gè)波導(dǎo)的波導(dǎo)光柵、和輸出波導(dǎo)。
在這個(gè)實(shí)施例中，AWG芯片96位于基座上面，使得透鏡之一直接在基座20的鉸鏈24上(參照圖5)。在將芯片連接到基座之前或之后，在AWG芯片96中形成橫穿透鏡的間隙或凹槽98。凹槽98一直垂直地穿過AWG芯片96，但是不將AWG芯片96分成兩個(gè)不同的片。凹槽98用任何適合的方式形成。在凹槽98一側(cè)的AWG芯片96的一個(gè)部分97由基座20的第一區(qū)域21支撐，而在凹槽98另一側(cè)的AWG芯片96的(包含波導(dǎo)光柵的)另一部分98由基座20的第二區(qū)域23支撐。
然后，用任何適合的方式同時(shí)切割A(yù)WG芯片96和(在芯片下面的)基座，諸如利用水噴射、線鋸、激光等，以提供除了AWG芯片96大致與基座重疊之外均與圖8相似的結(jié)構(gòu)。該切割剪裁AWG芯片96的功能性特征周圍的結(jié)構(gòu)的形狀，特別是，剪裁凹槽98附近的結(jié)構(gòu)的形狀，使得凹槽88將AWG芯片96分成兩個(gè)不同的片，并且使凹槽88上面和下面的AWG芯片96的部分不再將芯片保持為單個(gè)的片。然后添加連接基座的兩個(gè)區(qū)域或芯片的兩片的致動(dòng)器。
間隙或凹槽98可以充滿折射率大致與透鏡匹配的粘合劑、凝膠體、聚合物或液體。可替換地，AWG芯片96(在凹槽98中)的內(nèi)部面對的邊緣可以涂敷有抗反射膜并保持暴露于空氣中。
盡管圖2至8示出了具有完全將AWG芯片分成兩片的凹槽的AWG芯片，但是可替換地，凹槽可將AWG芯片分成兩個(gè)區(qū)域。在另一普通實(shí)施例中，AWG芯片可設(shè)置有鉸鏈、在AWG芯片中形成兩個(gè)區(qū)域的間隙或凹槽、和連接用鉸鏈分離并連接的AWG芯片的兩個(gè)區(qū)域的致動(dòng)器，并且可任選地被固定到常規(guī)基座或如在圖2、5、7、9和11的一個(gè)或多個(gè)中描述的基座上。如果采用基座，則基座必須允許由致動(dòng)器引起的AWG芯片繞鉸鏈的移動(dòng)。由于OIC芯片不是兩個(gè)不同的片，所以基座不是必需的。
參照圖15，AWG芯片110被示出具有襯底、輸入波導(dǎo)、第一透鏡、第二透鏡、在兩個(gè)透鏡之間具包含多個(gè)波導(dǎo)的波導(dǎo)光柵、和輸出波導(dǎo)。致動(dòng)器112連接由凹槽116劃分的芯片的兩個(gè)區(qū)域。AWG芯片110包含鉸鏈114。襯底、致動(dòng)器112、和波導(dǎo)可以由結(jié)合圖2和圖3描述的這些特征的任何材料制成。
在AWG芯片110中形成橫穿一個(gè)或多個(gè)透鏡的間隙或凹槽116。凹槽116一直垂直地穿過AWG芯片110。凹槽116用任何適合的方式形成，包括利用切割鋸、水噴射切割、化學(xué)蝕刻、激光切片機(jī)、線鋸、EDM等方式。在這個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選的是化學(xué)蝕刻(諸如活性離子蝕刻(RIE))。盡管沒有示出，但凹槽116可以橫穿波導(dǎo)光柵，而不是橫穿透鏡，并且鉸鏈114可以看上去位于波導(dǎo)光柵上面。
在間隙或凹槽116內(nèi)，可以任選地形成諸如半波片的波片(未示出)，特別是，當(dāng)凹槽橫穿波導(dǎo)光柵時(shí)。另外或可替換地，間隙或凹槽116可以充滿折射率大致與透鏡匹配的粘合劑、凝膠體、聚合物或液體。仍然可替換地，AWG芯片110(在凹槽116中)的內(nèi)部面對的邊緣可以涂敷有抗反射膜并保持暴露于空氣中。
隨著結(jié)構(gòu)的溫度發(fā)生變化，由于熱膨脹系數(shù)的差別，致動(dòng)器112以不同于AWG芯片110的襯底的速度改變長度。這引起AWG(在凹槽116的任意一側(cè))的兩個(gè)區(qū)域之間的角度發(fā)生變化，特別是引起由凹槽116橫穿的透鏡的兩個(gè)區(qū)域之間的角度發(fā)生變化，并引起透鏡和輸入(或輸出)波導(dǎo)的一部分發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以相對于光的聚焦點(diǎn)移動(dòng)波導(dǎo)，從而偏移聚焦到波導(dǎo)光柵中的波長，并因此引起裝置的CW發(fā)生偏移。選擇致動(dòng)器和基座材料的尺寸和形狀，使得由致動(dòng)器的熱膨脹/收縮引起的CW偏移精確地平衡由于溫度的變化而導(dǎo)致的AWG中的CW偏移。結(jié)果，AWG CW不受溫度的影響。也可以調(diào)諧施加到致動(dòng)器的預(yù)偏置量，以為AWG調(diào)諧正確的CW。
參照圖16，AWG芯片120的另一實(shí)施例被示出具有襯底、輸入波導(dǎo)、第一透鏡、第二透鏡、在兩個(gè)透鏡之間包含多個(gè)波導(dǎo)的波導(dǎo)光柵、和輸出波導(dǎo)。致動(dòng)器122連接由凹槽126劃分的芯片的兩個(gè)區(qū)域。AWG芯片120包含鉸鏈124。襯底、致動(dòng)器122、和波導(dǎo)可以由結(jié)合圖2和3描述的這些特征的任何材料制成。
在AWG芯片120中形成橫穿一個(gè)或多個(gè)透鏡的間隙或凹槽126。凹槽126一直垂直地穿過AWG芯片120。凹槽126用任何適合的方式形成，包括利用切割鋸、水噴射切割、化學(xué)蝕刻、激光切片機(jī)、線鋸、EDM等方式。在這個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選的是化學(xué)蝕刻(諸如活性離子蝕刻(RIE))。盡管沒有示出，但凹槽126可以橫穿波導(dǎo)光柵，而不是橫穿透鏡，鉸鏈124可看上去位于波導(dǎo)光柵上面。
在間隙或凹槽126內(nèi)，可以任選地形成諸如半波片的波片(未示出)，特別是，當(dāng)凹槽橫穿波導(dǎo)光柵時(shí)。另外或可替換地，間隙或凹槽126可以充滿折射率大致與透鏡匹配的粘合劑、凝膠體、聚合物或液體。仍然可替換地，AWG芯片120(在凹槽126中)的內(nèi)部面對的邊緣可以涂敷有抗反射膜并保持暴露于空氣中。
隨著結(jié)構(gòu)的溫度發(fā)生變化，由于熱膨脹系數(shù)的差別，致動(dòng)器122以不同于AWG芯片120的襯底的速度改變長度。這引起AWG(在凹槽126的任意一側(cè))的兩個(gè)區(qū)域之間的角度發(fā)生變化，特別是引起由凹槽126橫穿的透鏡的兩個(gè)區(qū)域之間的角度發(fā)生變化，并引起透鏡和輸入(或輸出)波導(dǎo)的一部分發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以相對于光的聚焦點(diǎn)移動(dòng)波導(dǎo)，從而偏移聚焦到波導(dǎo)光柵中的波長，并因此引起裝置的CW發(fā)生偏移。選擇致動(dòng)器和基座材料的尺寸和形狀，使得由致動(dòng)器的熱膨脹/收縮引起的CW偏移精確地平衡由于溫度的變化而導(dǎo)致的AWG中的CW偏移。結(jié)果，AWG CW不受溫度的影響。也可以調(diào)諧施加到致動(dòng)器的預(yù)偏置量，以為AWG調(diào)諧正確的CW。
參照圖17，AWG芯片130的又一實(shí)施例被示出具有襯底、輸入波導(dǎo)、第一透鏡、第二透鏡、在兩個(gè)透鏡之間包含多個(gè)波導(dǎo)的波導(dǎo)光柵、和輸出波導(dǎo)。致動(dòng)器132連接由凹槽136劃分的芯片的兩個(gè)區(qū)域。AWG芯片130包含兩個(gè)鉸鏈134。襯底、致動(dòng)器132、和波導(dǎo)可以由結(jié)合圖2和3描述的這些特征的任何材料制成。
在AWG芯片130中形成橫穿一個(gè)或多個(gè)透鏡的間隙或凹槽136。凹槽136一直垂直地穿過AWG芯片130。凹槽136用任何適合的方式形成，包括利用切割鋸、水噴射切割、化學(xué)蝕刻、激光切片機(jī)、線鋸、EDM等方式。在這個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選的是化學(xué)蝕刻(諸如活性離子蝕刻(RIE))。盡管沒有示出，但凹槽136可以橫穿波導(dǎo)光柵，而不是橫穿透鏡，并且鉸鏈134可看上去位于波導(dǎo)光柵的上面和下面。
在間隙或凹槽136內(nèi)，可以任選地形成諸如半波片的波片(未示出)，特別是，當(dāng)凹槽橫穿波導(dǎo)光柵時(shí)。另外或可替換地，間隙或凹槽136可以充滿折射率大致與透鏡匹配的粘合劑、凝膠體、聚合物或液體。仍然可替換地，AWG芯片130(在凹槽136中)的內(nèi)部面對的邊緣可以涂敷有抗反射膜并保持暴露于空氣中。
隨著結(jié)構(gòu)的溫度發(fā)生變化，由于熱膨脹系數(shù)的差別，致動(dòng)器132以不同于AWG芯片130的襯底的速度改變長度。這引起AWG(在凹槽136的任意一側(cè))的兩個(gè)區(qū)域之間的角度發(fā)生變化，特別是引起由凹槽136橫穿的透鏡的兩個(gè)區(qū)域之間的角度發(fā)生變化，并引起透鏡和輸入(或輸出)波導(dǎo)的一部分發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以相對于光的聚焦點(diǎn)移動(dòng)波導(dǎo)，從而偏移聚焦到波導(dǎo)光柵中的波長，并因此引起裝置的CW發(fā)生偏移。選擇致動(dòng)器和基座材料的尺寸和形狀，使得由致動(dòng)器的熱膨脹/收縮引起的CW偏移精確地平衡由于溫度的變化而導(dǎo)致的AWG中的CW偏移。結(jié)果，AWG CW不受溫度的影響。也可以調(diào)諧施加到致動(dòng)器的預(yù)偏置量，以為AWG調(diào)諧正確的CW。
參照圖18，AWG芯片140的又一實(shí)施例被示出具有襯底、輸入波導(dǎo)、第一透鏡、第二透鏡、在兩個(gè)透鏡之間包含多個(gè)波導(dǎo)的波導(dǎo)光柵、和輸出波導(dǎo)。致動(dòng)器142連接由凹槽146劃分的芯片的兩個(gè)區(qū)域。AWG芯片140包含兩個(gè)鉸鏈144。襯底、致動(dòng)器142、和波導(dǎo)可以由結(jié)合圖2和3描述的這些特征的任何材料制成。
在AWG芯片140中形成橫穿一個(gè)或多個(gè)透鏡的間隙或凹槽146。凹槽146一直垂直地穿過AWG芯片130。凹槽146用任何適合的方式形成，包括利用切割鋸、水噴射切割、化學(xué)蝕刻、激光切片機(jī)、線鋸、EDM等方式。在這個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選的是化學(xué)蝕刻(諸如活性離子蝕刻(RIE))。盡管沒有示出，但凹槽146可以橫穿波導(dǎo)光柵，而不是橫穿透鏡，并且鉸鏈144可看上去位于波導(dǎo)光柵的上面和下面。
在間隙或凹槽146內(nèi)，可以任選地形成諸如半波片的波片(未示出)，特別是，當(dāng)凹槽橫穿波導(dǎo)光柵時(shí)。另外或可替換地，間隙或凹槽136可以充滿折射率大致與透鏡匹配的粘合劑、凝膠體、聚合物或液體。仍然可替換地，AWG芯片140(在凹槽146中)的內(nèi)部面對的邊緣可以涂敷有抗反射膜并保持暴露于空氣中。
隨著結(jié)構(gòu)的溫度發(fā)生變化，由于熱膨脹系數(shù)的差別，致動(dòng)器142以不同于AWG芯片140的襯底速度改變長度。這引起AWG(在凹槽146的任意一側(cè))的兩個(gè)區(qū)域之間的角度發(fā)生變化，特別是引起由凹槽146橫穿的透鏡的兩個(gè)區(qū)域之間的角度發(fā)生變化，并引起透鏡和輸入(或輸出)波導(dǎo)的一部分發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以相對于光的聚焦點(diǎn)移動(dòng)波導(dǎo)，從而偏移聚焦到波導(dǎo)光柵中的波長，并因此引起裝置的CW發(fā)生偏移。選擇致動(dòng)器和基座材料的尺寸和形狀，使得由致動(dòng)器的熱膨脹/收縮引起的CW偏移精確地平衡由于溫度的變化而導(dǎo)致的AWG中的CW偏移。結(jié)果，AWG CW不受溫度的影響。也可以調(diào)諧施加到致動(dòng)器的預(yù)偏置量，以為AWG調(diào)諧正確的CW。
在圖15至18的一些實(shí)施例中，當(dāng)聚合物占據(jù)橫穿透鏡或波導(dǎo)光柵(或在反射鏡和AWG芯片之間)的凹槽時(shí)，如果聚合物具有不同于AWG芯片110襯底的熱膨脹系數(shù)的期望的熱膨脹系數(shù)，則聚合物可以起致動(dòng)器的作用。
參照圖19，該圖示出了非溫度穩(wěn)定的常規(guī)AWG和根據(jù)本發(fā)明制成的無熱AWG對溫度的不同CW變化/響應(yīng)。如圖所示，隨著溫度的增加，常規(guī)AWG的CW不斷增加地變化。相反，隨著溫度增加，根據(jù)本發(fā)明制成的無熱AWG的CW基本保持不變。
參照圖20和21，其示出了示例性的光集成電路(OIC)200。OIC200包括例如在襯底208上沉積的一層或多層光學(xué)層204。光學(xué)層204和襯底208可以統(tǒng)稱為芯片210。光學(xué)層204可以與襯底208共同延伸(例如，具有大致相同的空間邊界)。光學(xué)層204能夠以受控制的方式傳輸光。光學(xué)層204可以包括二氧化硅層，并且襯底208可以包括硅晶片的一部分。
OIC 200還可以包括芯片載體212。芯片載體212可以與特殊區(qū)域中的芯片210共同延伸和/或不與其它區(qū)域中的芯片210共同延伸。例如，在芯片延伸區(qū)域214中，芯片210物理地延伸超出芯片載體212。在載體延伸區(qū)域218中，芯片載體212物理地延伸超出芯片210。芯片延伸區(qū)域214例如可以用于方便將光纖連接到芯片210。
光學(xué)層204包括第一區(qū)域216、第二區(qū)域220和連接區(qū)域224。例如，滾動(dòng)切割(例如，利用水噴射、激光切片機(jī)和/或線鋸)可以用于機(jī)械地隔離第一區(qū)域216和第二區(qū)域220，通過連接區(qū)域224留下整體的連接，并通常在第一區(qū)域216和第二區(qū)域220之間形成間隙228。在一個(gè)實(shí)例中，芯片載體212在間隙228的區(qū)域中與光學(xué)層204共同延伸。在另一實(shí)例中，芯片載體212在間隙228的區(qū)域中不與光學(xué)層204共同延伸。在第三個(gè)實(shí)施例中，芯片載體212在間隙228的有些部分中與光學(xué)層204共同延伸，而在間隙228的其它部分中不與光學(xué)層204共同延伸。
第一區(qū)域216可以包括第一區(qū)域波導(dǎo)232(例如，光學(xué)波導(dǎo)和/或板條形波導(dǎo))。第二區(qū)域220可以包括第二區(qū)域波導(dǎo)236(例如，光學(xué)波導(dǎo)和/或板條形波導(dǎo))。連接區(qū)域224可以包括第一透鏡240。第一透鏡240可以將來自第一區(qū)域波導(dǎo)232的光擴(kuò)散到第二區(qū)域波導(dǎo)236中。可替換地，第一透鏡240可以將來白第二區(qū)域波導(dǎo)236的光聚焦到第一區(qū)域波導(dǎo)232中。任選地，OIC 200可以包括第二透鏡244。
暫時(shí)參照圖21，其示出了沿圖20的OIC的線250-250截取的橫斷面視圖。接下來轉(zhuǎn)到圖22，其示出了根據(jù)本發(fā)明一方面的示例性致動(dòng)器400。致動(dòng)器400包括第一致動(dòng)器本體部分410和第二致動(dòng)器本體部分420。致動(dòng)器400隨著溫度的變化而膨脹和/或收縮。在一個(gè)實(shí)施例中，期望致動(dòng)器400的膨脹和/或收縮在指定為“工作溫度范圍”的溫度范圍內(nèi)與溫度大致成線性關(guān)系(致動(dòng)器400的長度變化與溫度的變化大致是線性關(guān)系)。在另一實(shí)施例中，致動(dòng)器400在OIC的工作溫度范圍內(nèi)施加力。
根據(jù)本方面的一方面，致動(dòng)器400可以用作OIC的組件，以方便減輕和/或克服與常規(guī)光集成電路和其它裝置相關(guān)的缺點(diǎn)的機(jī)械光束控制。例如，致動(dòng)器400可以用于OIC中，以便減輕OIC的溫度敏感性。致動(dòng)器400具有第一端部412和第二端部416。盡管詳盡地討論了包含波導(dǎo)光柵的AWG芯片，但OIC也可以包含Mach-Zehnder干涉儀。
第一致動(dòng)器本體部分410和/或第二致動(dòng)器本體部分408可以由金屬(諸如，鋁、黃銅、青銅、鉻、銅、金、鐵、錳、鎳、鈀、鉑、銀、不銹鋼、錫、鈦、鎢、鋅、鋯、Hastelloy、Kovar、殷鋼、Monel、Inconel)、陶瓷材料(諸如，氧化鋁或硅酸鋁)、聚合材料(諸如硅橡膠或人造橡膠、聚酰胺復(fù)合物(諸如，Zytel或玻璃纖維增強(qiáng)尼龍)、聚碳酸酯、聚烯烴、聚酯、交聯(lián)聚合物(諸如，硅橡膠)、PEEK、聚合物復(fù)合材料(例如，碳纖維、石墨和/或玻璃纖維)、液晶聚合物)等的一種或多種制成。
第一致動(dòng)器本體部分410具有第一熱膨脹系數(shù)。類似地，第二致動(dòng)器本體部分408具有第二熱膨脹系數(shù)。在一個(gè)實(shí)例中，第一熱膨脹系數(shù)大致與第二熱膨脹系數(shù)類似。在另一實(shí)施例中，第一熱膨脹系數(shù)大于第二熱膨脹系數(shù)。在第三個(gè)實(shí)例中，第一熱膨脹系數(shù)小于第二熱膨脹系數(shù)。
當(dāng)用作OIC 200的一部分時(shí)，致動(dòng)器400施加的力可以是在趨于增寬間隙228的方向，在這種情況下，致動(dòng)器400處于壓縮狀態(tài)并且在這里被稱為“壓縮狀態(tài)致動(dòng)器”。可替換地，施加的力可以在趨于使間隙228變窄的方向，在這種情況下，致動(dòng)器400處于拉緊狀態(tài)并且在這里被稱為“拉伸狀態(tài)”致動(dòng)器。對于處于壓縮狀態(tài)的致動(dòng)器400，如果致動(dòng)器的長度足夠長，使得它在其最低工作溫度下不失去接觸(例如，與第一區(qū)域216或第二區(qū)域的任意一個(gè)的接觸)，則致動(dòng)器在其最低工作溫度下仍保持著力(例如，在210和220之間)。在裝置的最低規(guī)定儲(chǔ)存溫度下也應(yīng)該保持接觸(例如，與兩個(gè)區(qū)域)。因?yàn)橹聞?dòng)器400的長度可以有窄的容差并且間隙228的寬度受到加工偏差的影響，所以對于致動(dòng)器400有利的是具有可調(diào)節(jié)的長度LA，使得能夠?qū)λM(jìn)行調(diào)節(jié)以滿足特殊AWG(例如，在AWG中已經(jīng)切割了間隙228之后)的要求。
而且，可以調(diào)節(jié)致動(dòng)器長度LA，以提供具有期望中心波長(CW)的AWG的特殊信道的通帶。這種調(diào)節(jié)可以用于校正材料的光學(xué)性能的加工偏差，該加工誤差會(huì)導(dǎo)致期望的CW(例如，設(shè)計(jì)的)和制造時(shí)的CW之間的輕微差異。具有可調(diào)節(jié)的長度的第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是安裝過程可以簡化。在致動(dòng)器400具有其最終的期望長度時(shí)安裝致動(dòng)器400會(huì)很困難，因?yàn)樵谀莻€(gè)長度它將施加力(例如，在區(qū)域之間)。因此，優(yōu)選的是在將致動(dòng)器400插入間隙228中時(shí)暫時(shí)使致動(dòng)器400短于期望的最終長度，隨后使其伸長到期望的最終長度，使得力(例如，在區(qū)域之間)僅僅在致動(dòng)器400伸長時(shí)才發(fā)生作用。另外，對于特殊的OIC幾何形狀(例如，切掉)，難以計(jì)算為提供抵消溫度變化對材料折射率的影響的光束操縱程度所需的致動(dòng)器400的CTE的先驗(yàn)值。出于這個(gè)原因，使致動(dòng)器400具有這樣的CTE值是有用的，該CTE值可以在所需值的最大估計(jì)值和最小估計(jì)值之間調(diào)節(jié)。
第一致動(dòng)器本體部分410被連接到第二致動(dòng)器本體部分420。例如，第一致動(dòng)器本體部分410可以通過焊接、壓接(crimping)、粘合、熔合和/或其它適合的連接方式連接到第二致動(dòng)器本體部分420。盡管在圖22中將第一致動(dòng)器本體部分410和第二致動(dòng)器本體部分420描繪為圓柱形，但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明可以采用任何適合形狀的第一致動(dòng)器本體部分410和/或第二致動(dòng)器本體部分420。
暫時(shí)參照圖23，在一個(gè)實(shí)施例中，第二致動(dòng)器本體部分420包括三個(gè)組件部分430、434、438。三個(gè)組件部分430、434、438可以包括具有相似或不同的熱膨脹系數(shù)的適合材料。在一個(gè)實(shí)例中，一個(gè)組件部分430和另一組件部分438包括具有第一熱膨脹系數(shù)的第一材料，并且第二組件部分434包括具有第二熱膨脹系數(shù)的第二材料。組件部分430、434、438可以在適當(dāng)?shù)奈恢眠B接(例如，點(diǎn)焊)，以實(shí)現(xiàn)第二致動(dòng)器本體部分420和/或致動(dòng)器400的適當(dāng)?shù)恼w熱膨脹系數(shù)。
接下來，參照圖24，其示出了根據(jù)本發(fā)明一方面采用致動(dòng)器400的圖20的OIC。例如，致動(dòng)器400通常可以包含在間隙228內(nèi)。致動(dòng)器400隨著溫度的變化而膨脹和/或收縮，使第一區(qū)域216和/或至少一部分連接區(qū)域224相對于第二區(qū)域220移動(dòng)。致動(dòng)器400可以保持在適當(dāng)?shù)奈恢?例如，運(yùn)動(dòng)地和/或利用粘合劑)。
載體延伸區(qū)域可以設(shè)計(jì)成便于致動(dòng)器400的安裝。在一個(gè)實(shí)例中，芯片載體212可以配置有包括部分第一區(qū)域210和部分芯片載體212的第一接觸區(qū)域254。在這個(gè)實(shí)例中，在第一接觸區(qū)域254周圍，部分第一區(qū)域210和部分芯片載體212可以與致動(dòng)器400形成物理接觸。在另一實(shí)施例中，芯片載體212可以配置有第二接觸區(qū)域258，該第二接觸區(qū)域258可以是芯片的延伸。第一端部412可以與第一接觸區(qū)域254形成接觸，第二端部416可以與第二接觸區(qū)域258形成接觸。
在一個(gè)實(shí)施例中，致動(dòng)器400在裝置的正常工作范圍(例如，在大約-20℃至大約+95℃的范圍)內(nèi)響應(yīng)于溫度的變化而使第一區(qū)域216相對于第二區(qū)域220移動(dòng)大約等于或大于0.5微米并且大約等于或小于100微米。在另一實(shí)施例中，致動(dòng)器400使第一區(qū)域216相對于第二區(qū)域220移動(dòng)大約等于或大于5微米并且大約等于或小于50微米。在第三實(shí)施例中，致動(dòng)器400使第一區(qū)域216相對于第二區(qū)域220移動(dòng)大約等于或大于10微米并且大約等于或小于25微米。在又一實(shí)施例中，致動(dòng)器400在每℃溫度變化下改變長度大約等于或大于0.01微米并且大約等于或小于10微米。在另一實(shí)施例中，致動(dòng)器400在每℃溫度變化下改變長度大約等于或大于0.1微米并且大約等于或小于5微米。在另一實(shí)施例中，致動(dòng)器400在每℃溫度變化下改變長度大約等于或大于0.2微米并且大約等于或小于2微米。
在一個(gè)實(shí)例中，連接區(qū)域224充分地變形，以適應(yīng)第一區(qū)域216相對于第二區(qū)域220的旋轉(zhuǎn)。應(yīng)該理解的是，第一區(qū)域216和/或第二區(qū)域220也可以變形到某種程度；然而，在這個(gè)實(shí)例中，優(yōu)選的是相對旋轉(zhuǎn)主要由連接區(qū)域224的變形所適應(yīng)(例如，優(yōu)選的是連接區(qū)域224的變形程度大于第一區(qū)域216或第二區(qū)域220)。為了便于連接區(qū)域224的變形，連接區(qū)域224可以設(shè)計(jì)成和/或制造成盡可能窄，而不阻礙光通過它的傳播，并且第一區(qū)域216和第二區(qū)域基本上寬于連接區(qū)域224。
暫時(shí)參照圖20，在一個(gè)實(shí)例中，連接區(qū)域224的橫斷面具有橫向尺寸LC，其通常小于連接區(qū)域224的標(biāo)稱寬度W。因此，允許由于諸如來自下面進(jìn)一步描述的致動(dòng)器的外力而引起的彎曲。在一個(gè)實(shí)施例中，連接區(qū)域224的橫斷面的橫向尺寸LC是大約等于或大于10微米并且大約等于或小于10000微米。在另一實(shí)施例中，連接區(qū)域224的橫斷面的橫向尺寸LC是大約等于或大于100微米并且大約等于或小于5000微米。在第三實(shí)施例中，連接區(qū)域224的橫斷面的橫向尺寸LC是大約等于或大于500微米并且大約等于或小于2000微米。
而且，應(yīng)該理解的是，第一區(qū)域216、連接區(qū)域224和第二區(qū)域220可以具有任何適合的幾何形狀。例如，可以在輸入端口(未示出)(例如，從網(wǎng)絡(luò)中的光纖)接收多波長的光，并且經(jīng)由第一區(qū)域波導(dǎo)232傳輸，并將其提供給第一透鏡240。第一透鏡240可以將多波長的光處理(例如，擴(kuò)散)到第二區(qū)域波導(dǎo)226(例如，陣列波導(dǎo)光柵臂)中。第二區(qū)域波導(dǎo)236然后可以提供多波長的光給輸出端口(未示出)。
隨著OIC 200的溫度的升高，第一區(qū)域波導(dǎo)232的折射率和/或第二區(qū)域波導(dǎo)236的折射率會(huì)發(fā)生變化。為了補(bǔ)償這種基于溫度的折射率變化，致動(dòng)器200由于溫度變化而膨脹，使第一區(qū)域216和/或至少一部分連接區(qū)域224相對于第二區(qū)域220移動(dòng)(例如，旋轉(zhuǎn))。類似地，隨著OIC 200的溫度的下降，致動(dòng)器400收縮，使第一區(qū)域216和/或至少一部分連接區(qū)域224相對于第二區(qū)域220移動(dòng)(例如，旋轉(zhuǎn))?？梢韵嘈牛蓽囟茸兓瘜?dǎo)致的移動(dòng)(旋轉(zhuǎn))對應(yīng)于或補(bǔ)償在第一區(qū)域和/或第二區(qū)域波導(dǎo)232、236中由于依賴于溫度的折射率而由溫度變化引起的波長偏移。這樣，能夠減輕與依賴于波導(dǎo)溫度的折射率變化相關(guān)的波長偏移。因此，能夠減少采用OIC 200的通信系統(tǒng)中的信號(hào)損失和/或串話干擾。
接下來轉(zhuǎn)到圖25，其示出了根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器600的實(shí)施例。致動(dòng)器600包括第一致動(dòng)器本體部分610和第二致動(dòng)器本體部分620。第一致動(dòng)器本體部分610包括通過第一致動(dòng)器本體部分610的至少一部分的孔630。第一致動(dòng)器本體部分610具有第一熱膨脹系數(shù)。第二致動(dòng)器本體部分620具有第二熱膨脹系數(shù)。在這個(gè)實(shí)施例中，第二致動(dòng)器本體部分620插入第一致動(dòng)器本體部分610的孔630的至少一部分中，以方便第一致動(dòng)器本體部分610和第二致動(dòng)器本體部分620的連接。一旦期望量的第二致動(dòng)器本體部分620已經(jīng)被插入孔630中，第一致動(dòng)器本體部分610和第二致動(dòng)器本體部分620就可以通過任何適合的方法連接在一起，例如，通過焊接、卷縮(crimpling)、粘合和/或熔合。
此外，致動(dòng)器600的工作特性(例如，整體拉伸和/或壓縮)可以至少部分地基于第二致動(dòng)器本體部分620插入到孔630中的量。例如，如果第一熱膨脹系數(shù)不同于第二熱膨脹系數(shù)，則致動(dòng)器600的整體熱特性至少部分地基于第二致動(dòng)器本體部分620插入到孔630中的量。
在一個(gè)實(shí)例中，第一致動(dòng)器本體部分610包括鋁管，并且第二致動(dòng)器本體部分620包括鋼棒。第一致動(dòng)器本體部分610(鋼棒)插入到第二致動(dòng)器本體部分620(鋁管)內(nèi)，并且第二致動(dòng)器本體部分620(鋁管)的長度通過拉致動(dòng)器600的一端直到達(dá)到期望的長度來調(diào)節(jié)。然后，第二致動(dòng)器本體部分620(鋁管)在期望的位置處被卷縮，以方便將第一本體部分610連接到第二致動(dòng)器本體部分620。
暫時(shí)參照圖26，其示出了在圖25中繪出的致動(dòng)器600的另一實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，第一本體部分610的孔630的至少一部分被設(shè)置成接收帶螺紋的插入物。類似地，第二致動(dòng)器本體部分620的至少一部分設(shè)置有螺紋。第二致動(dòng)器本體部分620可以螺旋地插入第一本體部分610的孔630中，以方便第一致動(dòng)器本體部分610和第二致動(dòng)器本體部分620的連接。盡管在圖25中將第一致動(dòng)器本體部分610和第二致動(dòng)器本體部分620描繪為圓柱形，但可以理解的是，本發(fā)明可以采用任何適合形狀的第一致動(dòng)器本體部分610和/或第二致動(dòng)器本體部分620。
接下來轉(zhuǎn)到圖27，其示出了根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器800的實(shí)施例。致動(dòng)器800包括第一致動(dòng)器本體部分810和第二致動(dòng)器本體部分820。圖27示出了致動(dòng)器800的長度可以被調(diào)節(jié)的壓縮狀態(tài)致動(dòng)器的實(shí)施例。第一致動(dòng)器本體部分810包括通過第一致動(dòng)器本體部分810的至少一部分的孔830。第一致動(dòng)器本體部分810具有第一熱膨脹系數(shù)。
第二致動(dòng)器本體部分820包括螺紋部分840。第二致動(dòng)器本體部分820具有第二熱膨脹系數(shù)。在這個(gè)實(shí)施例中，第二致動(dòng)器本體部分820的螺紋部分840被插入第一致動(dòng)器本體部分810的孔830的至少一部分中，以方便第一致動(dòng)器本體部分810和第二致動(dòng)器本體部分820的連接。在一個(gè)實(shí)例中，一旦期望量的第二致動(dòng)器本體部分820已經(jīng)被插入孔830中，第一致動(dòng)器本體部分810和第二致動(dòng)器本體部分820就可以連接。致動(dòng)器800的工作特性(例如，整體拉伸和/或壓縮)可至少部分地基于第二致動(dòng)器本體主體820的螺紋部分840插入到孔830中的量。例如，如果第一熱膨脹系數(shù)不同于第二熱膨脹系數(shù)，則致動(dòng)器800的整體熱特性至少部分地基于第二致動(dòng)器本體部分820的螺紋部分840插入到孔830中的量。
暫時(shí)參照圖28，其示出了圖27中描繪的致動(dòng)器800的另一實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，第一致動(dòng)器本體部分810適于接收第一接觸件850。第二致動(dòng)器本體部分820可類似地適于接收第二接觸件860。
第一接觸件850和/或第二接觸件860可以包括例如硬金屬(例如，不銹鋼)球，或可替換地，可以包括硬金屬圓筒。應(yīng)該理解的是，第一接觸件850和/或第二接觸件860可以包括任何適合的材料和/或幾何形狀。第一接觸件850和/或第二接觸件860可從致動(dòng)器800的剩余部分拆卸下來(例如，不是永久地連接到第一致動(dòng)器本體部分810和/或第二致動(dòng)器本體部分820)。
暫時(shí)轉(zhuǎn)到圖29，其示出了具有第一接觸區(qū)域1004和第二接觸區(qū)域1008的OIC 1000的橫斷面視圖。OIC 1000還采用致動(dòng)器800、第一接觸件850和第二接觸件860。
接下來參照圖30，其示出了根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器1100。致動(dòng)器1100是長度LA和熱膨脹系數(shù)(CTE)均可獨(dú)立調(diào)節(jié)的壓縮狀態(tài)致動(dòng)器的一個(gè)實(shí)施例。致動(dòng)器1100具有第一端部1104和第二端部1108。在這個(gè)實(shí)施例中，致動(dòng)器1100包括第一致動(dòng)器本體部分1110和第二致動(dòng)器本體部分1120。第一致動(dòng)器本體部分1110包括通過第一致動(dòng)器本體部分1110的至少一部分的孔1130。第一致動(dòng)器本體部分1110具有第一熱膨脹系數(shù)(CTE1)。
第二致動(dòng)器本體部分1120包括螺紋部分1140。第二致動(dòng)器本體部分1120具有第二熱膨脹系數(shù)(CTE2)。致動(dòng)器1100還包括具有第三熱膨脹系數(shù)(CTE3)的環(huán)狀物1170。環(huán)狀物1170可以包括任何適合的材料，例如銅。環(huán)狀物1170可以通過螺紋連接到第二致動(dòng)器本體部分1120的螺紋部分1140。然后，第二致動(dòng)器本體部分1120的螺紋部分1140和環(huán)狀物1170可以通過螺紋連接到第一致動(dòng)器本體部分1110。
第一致動(dòng)器本體部分1110和第二致動(dòng)器本體部分1120可以包括具有不同熱膨脹系數(shù)的材料。例如，第一致動(dòng)器本體部分1110可以由鋼構(gòu)成，并且第二致動(dòng)器本體部分1120可以由鋁構(gòu)成。致動(dòng)器1100的有效熱膨脹系數(shù)(CTEA)與CTE1和CTE2有關(guān)，并且可以近似得出LA×CTEA≈(L1×CTE1)+(L2×CTE2)其中L1是從環(huán)狀物1170的螺紋到第一端部1104的距離，L2是從環(huán)狀物1170的螺紋到第二端部1108的距離，LA是致動(dòng)器的長度(LA＝L1+L2)。一般，環(huán)狀物1170的系數(shù)(CTE3)對CTEA的影響比CTE1和CTE2對CTEA的影響小。
例如，在制造過程中，環(huán)狀物1170被擰入第一致動(dòng)器本體部分1110中，第二致動(dòng)器本體部分的螺紋部分1140被擰入環(huán)狀物1170中。通過相對于第一致動(dòng)器本體部分1110和相對于螺紋部分1140旋轉(zhuǎn)環(huán)狀物1170可以調(diào)節(jié)CTEA(例如，不影響致動(dòng)器的長度LA)，同時(shí)螺紋部分1140不相對于第一致動(dòng)器本體部分1110旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)環(huán)狀物1170，從而將環(huán)狀物1170的螺紋移到更靠近致動(dòng)器1110的第一端部1104或更靠近致動(dòng)器1100的第二端部1108。當(dāng)環(huán)狀物1170的螺紋靠近第一端部1104時(shí)，CTEA在值上更接近CTE2(例如，第二致動(dòng)器本體部分1120的CTE)。相反，當(dāng)環(huán)狀物1170的螺紋靠近第二端部1108時(shí)，CTEA在值上更接近CTE1。
通過以與上述用于調(diào)節(jié)CTEA的旋轉(zhuǎn)不等同的任何方式，相對于環(huán)狀物1170旋轉(zhuǎn)螺紋部分1140和第一致動(dòng)器本體部分1110，可以改變致動(dòng)器的長度LA。例如，通過保持環(huán)狀物1170和第一致動(dòng)器本體部分1110在一起不相對旋轉(zhuǎn)、而旋轉(zhuǎn)環(huán)狀物1170的螺紋部分1140，可以調(diào)節(jié)LA。通過以適當(dāng)?shù)谋嚷氏鄬τ诃h(huán)狀物1170旋轉(zhuǎn)螺紋部分1140和第一致動(dòng)器本體部分1110，可以調(diào)節(jié)LA而不用明顯地影響致動(dòng)器的CTEA。基于上述關(guān)于CTEA的近似，如果螺紋部分140的旋轉(zhuǎn)角度a1和第一致動(dòng)器本體部分的旋轉(zhuǎn)角度a2的關(guān)系為
a1/a2≈CTE2/CTE1則可以改變LA而不明顯影響CTEA。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一致動(dòng)器本體部分1110可以適于接收第一接觸件1150。另外，第二致動(dòng)器本體部分1120可類似地適于接收第二接觸件1160。第一接觸件1150和/或第二接觸件1160可從致動(dòng)器1100的剩余部分拆卸下來(例如，不是永久地連接到第一致動(dòng)器本體部分1110和/或第二致動(dòng)器本體部分1120)。
轉(zhuǎn)到圖31，其示出了根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器1200。致動(dòng)器1200是長度LA和熱膨脹系數(shù)(CTE)均可獨(dú)立調(diào)節(jié)的壓縮狀態(tài)致動(dòng)器的一個(gè)實(shí)施例。致動(dòng)器1200具有第一端部1204和第二端部1208。在這個(gè)實(shí)施例中，致動(dòng)器1200包括第一致動(dòng)器本體部分1210、第二致動(dòng)器本體部分1220和第三致動(dòng)器本體部分1224。第一致動(dòng)器本體部分1210包括通過第一致動(dòng)器本體部分1210的至少一部分的孔1230。第一致動(dòng)器本體部分1210具有第一熱膨脹系數(shù)(CTE1)。
第二致動(dòng)器本體部分1220包括螺紋部分1240。第二致動(dòng)器本體部分1220具有第二熱膨脹系數(shù)(CTE2)。致動(dòng)器1200還包括具有第三熱膨脹系數(shù)(CTE3)的螺母1270。螺母1270包括任何適合的材料，例如銅。
第三致動(dòng)器本體部分1224包括螺紋部分1278。第三致動(dòng)器本體部分1224具有第四熱膨脹系數(shù)CTE4。在一個(gè)實(shí)例中，第一致動(dòng)器本體部分1210、第三致動(dòng)器本體部分1224和螺母1270由第一材料(例如，鎂)制成，第二致動(dòng)器本體部分1220用CTE不同于第一材料的第二材料(例如，殷鋼—商品等級的鋼)制成。在另一實(shí)例中，第一端部1204和/或第二端部1208包括例如槽1272、1274以跨騎OIC。通過跨騎芯片，槽可以便于將致動(dòng)器1200保持在預(yù)期的位置(例如，在第一接觸位置和第二接觸位置之間)。另外，接觸件(未示出)可以分別放入槽1272、1274中。
在安裝致動(dòng)器1200使得槽1272、1274跨騎OIC后，第二致動(dòng)器本體部分1220和第一致動(dòng)器本體部分1210都不能相對OIC自由旋轉(zhuǎn)。因此，在致動(dòng)器安裝后，第二致動(dòng)器本體部分1220不能相對于第一致動(dòng)器本體部分1210旋轉(zhuǎn)。第三致動(dòng)器本體部分1224可以具有差動(dòng)螺紋。例如，第三致動(dòng)器本體部分1230可在第一端部1276具有每英寸72螺紋(t.p.i.)的右手螺紋，并在第二端部1278具有80t.p.i.的右手螺紋。第二致動(dòng)器本體部分1220可在一個(gè)端部1280具有螺紋(例如，80t.p.i.的右手螺紋)。
通過保持第一致動(dòng)器本體部分1210、螺母1270和第二致動(dòng)器本體部分1220使得它們不相對于彼此旋轉(zhuǎn)，并通過相對于第一致動(dòng)器本體部分1210旋轉(zhuǎn)第三致動(dòng)器本體部分1230，可以調(diào)節(jié)致動(dòng)器1200的長度。因?yàn)榈谝欢瞬?276處的螺紋比第二端部1278處的螺紋粗糙，所以第三致動(dòng)器本體部分1230相對于第一致動(dòng)器本體部分1210的平移快于它相對于第二致動(dòng)器本體部分1220的平移。由第三本體部分1230的旋轉(zhuǎn)提供的長度調(diào)節(jié)是精細(xì)調(diào)節(jié)(例如，調(diào)節(jié)速度可以近似是每整圈螺母0.0014英寸)。當(dāng)以這種方式調(diào)節(jié)長度時(shí)，致動(dòng)器的CTEA不受影響。
通過保持第一致動(dòng)器本體部分1210、第三致動(dòng)器本體部分1230和第二致動(dòng)器本體部分1220使得它們不相對于彼此旋轉(zhuǎn)，并通過相對于第三致動(dòng)器本體部分1230旋轉(zhuǎn)螺母1270，可以調(diào)節(jié)致動(dòng)器1200的CTEA。CTEA涉及CTE1、CTE2、CTE3和CTE4；然而，在第一致動(dòng)器本體部分1210、第三致動(dòng)器本體部分1224和螺母1270由相同或相似的材料制成的情況下，CTEA可近似如下L×CTEA≈(L1×CTE1)+(L2×CTE2)其中L1是從第二致動(dòng)器本體部分1220的螺紋的握持點(diǎn)(gripping-point)到第一端部1204的距離，L2是從第二致動(dòng)器本體部分1220的螺紋的握持點(diǎn)到第二端部1208的距離，L是致動(dòng)器的長度(例如，L＝L1+L2)?！拔粘贮c(diǎn)”是指距離最接近第一端部1204的螺紋端部大約三個(gè)螺紋的距離。圖32示出了致動(dòng)器1200的示意性俯視平面圖。
如圖33所示，致動(dòng)器1500可以包括第一致動(dòng)器本體部分1210、第三致動(dòng)器本體部分1224、螺母1270、端軸1284和端環(huán)1282。在一個(gè)實(shí)例中，第一致動(dòng)器本體部分1210、第三致動(dòng)器本體部分1224和螺母1270由第一材料(例如，鎂或鋁)制成，第一端軸1284用CET不同于第一材料的第二材料(例如，殷鋼或鋼)制成。
可將螺母1270、第三致動(dòng)器本體部分1224和第一致動(dòng)器本體部分1210配置成與致動(dòng)器1200相似。端軸1284沒有螺紋并且通過擰入螺母1270的端環(huán)1282保持在適當(dāng)位置。對第三致動(dòng)器本體部分1224的旋轉(zhuǎn)能調(diào)節(jié)致動(dòng)器的長度L，如對于致動(dòng)器1200描述的那樣。另外，旋轉(zhuǎn)端環(huán)1282能調(diào)節(jié)致動(dòng)器1500的長度。
可將端環(huán)1282和端軸1284配置成，使得能夠旋轉(zhuǎn)端環(huán)1282而不旋轉(zhuǎn)端軸1284，因此能夠在端軸1284中的槽跨騎OIC時(shí)進(jìn)行這種長度調(diào)節(jié)。例如，由這種旋轉(zhuǎn)提供的長度調(diào)節(jié)的速度可以近似是端環(huán)1282的每個(gè)整圈為0.0125英寸。這比螺母1270提供的長度調(diào)節(jié)粗糙，并且適合于適應(yīng)比螺母1270的旋轉(zhuǎn)所能提供的長度調(diào)節(jié)更大的長度調(diào)節(jié)。
圖34示出了致動(dòng)器1500的示意性俯視平面圖。例如，在端環(huán)1282上可以形成至少一個(gè)第一凹陷盲孔1286。設(shè)計(jì)成在凹孔1286處保持端環(huán)1282的工具可以用于相對于端軸1284旋轉(zhuǎn)端環(huán)1282。
接下來參照圖35和36，其示出了根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器1800。致動(dòng)器1800是拉伸狀態(tài)致動(dòng)器的一個(gè)實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)例中，致動(dòng)器1800在第一接觸位置1810和第二接觸位置1820接觸OIC 200，兩個(gè)接觸位置1810和1820都在間隙228的外面。致動(dòng)器1800的長度是第一接觸位置1810與第二接觸位置1820之間的距離。致動(dòng)器1800一般在OIC的整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)保持拉伸狀態(tài)(例如，在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)施加趨于將第一區(qū)域216朝第二區(qū)域220拉的力)。因?yàn)槔脡嚎s狀態(tài)的致動(dòng)器，所以致動(dòng)器1800的長度隨著溫度的升高而增加，并且可將增加的長度配置成抵消由于溫度變化而引起的、用于OIC 200的材料的折射率變化的影響。由于致動(dòng)器1800不需要實(shí)質(zhì)的剛度，所以致動(dòng)器1800可以相對于壓縮狀態(tài)致動(dòng)器具有更小的質(zhì)量。致動(dòng)器1800例如可以包括柔性金屬帶或線圈。圖37繪出了具有鍵孔切割形狀(keyhole-cut shaped)的切除部分2000的OIC 200所使用的致動(dòng)器1800。
轉(zhuǎn)到圖38和39，其示出了根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器2100。致動(dòng)器2100是拉伸狀態(tài)的制動(dòng)器的一個(gè)實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)例中，第一桿2110穿過(例如，第一區(qū)域216中的)孔2112延伸，第二桿2120穿過(例如，第二區(qū)域220中的)孔2124延伸。致動(dòng)器2100包括第一金屬線2130和第二金屬線2140。金屬線2130、2140用線圈連接2142、2144、2146和2148被連接到連接桿2110、2120，這些線圈連接可以包括軟焊和/或壓接作為對連接的固定的一部分。線圈2142和2144可配置有相反的螺旋性，使得沒有凈力矩施加到第一桿2112上。線圈2146和2148可配置有相反的螺旋性，使得沒有凈力矩施加到第二桿2120上。
參照圖40，致動(dòng)器2100可任選地包括夾具2150。可將夾具2150配置成提供調(diào)節(jié)致動(dòng)器2100的長度的方法。例如，卷曲夾具2150可以將第一金屬線2130的中部拽到更靠近第二金屬線2140的中部，從而增加金屬線2130和2140的張力，并從而縮短第一桿2110和第二桿2120之間的距離(例如，縮短致動(dòng)器2100)。致動(dòng)器2100可以用小質(zhì)量的元件來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗鼈儾恍枰３謮嚎s狀態(tài)所需的剛性結(jié)構(gòu)?？梢詢?yōu)選具有降低的質(zhì)量的致動(dòng)器，因?yàn)榫哂性酱筚|(zhì)量的組件在裝置(OIC)經(jīng)受震動(dòng)或振動(dòng)時(shí)會(huì)具有對裝置造成損壞的越大風(fēng)險(xiǎn)。拉伸狀態(tài)的致動(dòng)器的另一優(yōu)點(diǎn)是能降低力變得方向偏離以及力造成第一區(qū)域216或第二區(qū)域220的平面外變形的風(fēng)險(xiǎn)(例如，降低了使芯片彎曲的風(fēng)險(xiǎn))。
轉(zhuǎn)到圖41，其示出了根據(jù)本發(fā)明一方面的致動(dòng)器2400。致動(dòng)器2400包括第一致動(dòng)器本體2410和第二致動(dòng)器本體2420。第二致動(dòng)器本體部分2420可包括第一螺紋部分2430(例如，右手螺紋)和第二螺紋部分2440(左手螺紋)。第一致動(dòng)器本體部分包括螺紋孔部分2450、2460，以分別接收第一螺紋部分2430和第二螺紋部分2440。
致動(dòng)器2400的長度是第一端部2470和第二端部2480之間的距離。旋轉(zhuǎn)第二致動(dòng)器本體部分2420將相對于螺紋孔部分2460平移螺紋孔部分2450，并因此使致動(dòng)器2400變形，使得長度變化。致動(dòng)器2400可以用作在位置2470和2480處具有接觸表面的壓縮狀態(tài)的致動(dòng)器?？商鎿Q地，致動(dòng)器2400可以用作在位置2486和2488處具有接觸表面的拉伸狀態(tài)的致動(dòng)器。
參照圖42，其示出了根據(jù)本發(fā)明一方面采用楔形物2500的OIC200。楔形物2500被插入OIC 200的槽2510中。例如，槽2510可以是鍵孔切除部分2520的一部分。在一個(gè)實(shí)例中，經(jīng)由力致動(dòng)器(forceactuator)(未示出)將力施加到楔形物2500和/或從楔形物2500去除。在另一實(shí)例中，楔形物2500具有熱膨脹系數(shù)。楔形物2500的熱膨脹和/或熱收縮可以導(dǎo)致施加到槽2510的膨脹和/或收縮力。
本發(fā)明的另一方面提供了用于制造光集成電路的方法，其中提供在第一區(qū)域中具有至少一個(gè)波導(dǎo)并且在第二區(qū)域中具有至少一個(gè)波導(dǎo)的基座。還提供連接第一區(qū)域和第二區(qū)域的連接區(qū)域。在連接中提供第一透鏡，并且將第一區(qū)域從第二區(qū)域中滾動(dòng)切割?？商鎿Q地，第一區(qū)域可以通過基座的圖形蝕刻將第一區(qū)域與第二區(qū)域(例如，在透鏡之外—不包括透鏡)分開。致動(dòng)器設(shè)置在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間。
盡管關(guān)于某些示出的實(shí)現(xiàn)方案顯示和描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解的是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在閱讀和理解了該說明書和附圖后，將會(huì)發(fā)現(xiàn)等同的變更和修改。特別是關(guān)于由上述組件(組合件、裝置、系統(tǒng)等)實(shí)施的各種功能，用于描述這些組件的術(shù)語(包括對“方法”的引用)除非以其它方式表示，否則應(yīng)該對應(yīng)于實(shí)施所描述的組件的特殊功能(例如，在功能上等同)的任何組件，即使在結(jié)構(gòu)上不等同于所公開的結(jié)構(gòu)，該公開的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在此示出的本發(fā)明的示例性方面中的功能。
權(quán)利要求
1.一種光集成電路，包括具有第一熱膨脹系數(shù)的基座，所述基座包括用鉸鏈分開的第一區(qū)域和第二區(qū)域；所述基座上的陣列波導(dǎo)芯片，所述陣列波導(dǎo)芯片包括透鏡、光學(xué)耦合到所述透鏡的波導(dǎo)光柵以及橫穿所述透鏡和所述波導(dǎo)光柵之一的凹槽；和具有第二熱膨脹系數(shù)的致動(dòng)器，所述致動(dòng)器連接所述基座的所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域，其中，所述第二熱膨脹系數(shù)不同于所述第一熱膨脹系數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的光集成電路，其中，所述第二熱膨脹系數(shù)小于所述第一熱膨脹系數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的光集成電路，其中，所述第二熱膨脹系數(shù)大于所述第一熱膨脹系數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的光集成電路，其中，所述致動(dòng)器是壓電元件、電致伸縮致動(dòng)器、螺線管和電動(dòng)機(jī)之一。
5.如權(quán)利要求1所述的光集成電路，其中，所述凹槽橫穿所述波導(dǎo)光柵。
6.如權(quán)利要求5所述的光集成電路，其中，所述凹槽包括波片。
7.如權(quán)利要求1所述的光集成電路，其中，所述凹槽橫穿所述透鏡。
8.如權(quán)利要求1所述的光集成電路，其中，所述凹槽具有大約等于或大于1微米并且大約等于或小于50微米的寬度。
9.如權(quán)利要求1所述的光集成電路，其中，所述凹槽完全橫穿所述陣列波導(dǎo)芯片，從而形成所述陣列波導(dǎo)芯片的第一片和所述陣列波導(dǎo)芯片的第二片，所述陣列波導(dǎo)芯片的第一片由所述基座的所述第一區(qū)域支撐，所述陣列波導(dǎo)芯片的第二片由所述第二區(qū)域支撐。
10.如權(quán)利要求1所述的光集成電路，其中，所述陣列波導(dǎo)芯片包括至少一個(gè)光學(xué)耦合到第一透鏡的輸入波導(dǎo)，至少一個(gè)光學(xué)耦合到第二透鏡的輸出波導(dǎo)，光學(xué)耦合到所述第一透鏡和所述第二透鏡的所述波導(dǎo)光柵，并且所述凹槽橫穿所述第一透鏡、所述第二透鏡和所述波導(dǎo)光柵之一。
11.如權(quán)利要求1所述的光集成電路，其中，所述陣列波導(dǎo)芯片還包括反射鏡，并且所述凹槽橫穿所述反射鏡與所述透鏡和所述波導(dǎo)光柵之一之間的空間。
12.一種光集成電路，包括陣列波導(dǎo)芯片，其包括襯底、透鏡、光學(xué)耦合到所述透鏡的波導(dǎo)光柵以及橫穿所述透鏡和所述波導(dǎo)光柵之一的凹槽，所述襯底具有第一熱膨脹系數(shù)，所述陣列波導(dǎo)芯片包括用鉸鏈分開的第一區(qū)域和第二區(qū)域；和具有第二熱膨脹系數(shù)的致動(dòng)器，所述致動(dòng)器連接所述陣列波導(dǎo)芯片的所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域，其中，所述第二熱膨脹系數(shù)不同于所述第一熱膨脹系數(shù)。
13.如權(quán)利要求12所述的光集成電路，其中，所述第二熱膨脹系數(shù)和所述第一熱膨脹系數(shù)之間的差至少是100％。
14.如權(quán)利要求12所述的光集成電路，其中，所述凹槽具有大約等于或大于3微米并且大約等于或小于30微米的寬度。
15.如權(quán)利要求12所述的光集成電路，其中，所述陣列波導(dǎo)芯片包括至少一個(gè)光學(xué)耦合到第一透鏡的輸入波導(dǎo)，至少一個(gè)光學(xué)耦合到第二透鏡的輸出波導(dǎo)，光學(xué)耦合到所述第一透鏡和所述第二透鏡的所述波導(dǎo)光柵，并且所述凹槽橫穿所述第一透鏡、所述第二透鏡和所述波導(dǎo)光柵之一。
16.如權(quán)利要求12所述的光集成電路，其中，所述陣列波導(dǎo)芯片位于具有第三熱膨脹系數(shù)的基座上，所述基座包括用鉸鏈分開的第一區(qū)域和第二區(qū)域。
17.一種制造光集成電路的方法，包括提供具有第一熱膨脹系數(shù)的基座，所述基座被成形為包括用鉸鏈分開的第一區(qū)域和第二區(qū)域；將陣列波導(dǎo)芯片連接到所述基座上，所述陣列波導(dǎo)芯片包括透鏡和光學(xué)耦合到所述透鏡的波導(dǎo)光柵；在所述陣列波導(dǎo)芯片中形成凹槽，所述凹槽橫穿所述透鏡和所述波導(dǎo)光柵之一；和將具有第二熱膨脹系數(shù)的致動(dòng)器連接到所述基座上，所述致動(dòng)器連接所述基座的所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域，其中，所述第二熱膨脹系數(shù)不同于所述第一熱膨脹系數(shù)。
18.一種制造光集成電路的方法，包括提供陣列波導(dǎo)芯片，所述陣列波導(dǎo)芯片包括襯底、透鏡和光學(xué)耦合到所述透鏡的波導(dǎo)光柵，所述襯底具有第一熱膨脹系數(shù)；將所述陣列波導(dǎo)芯片成形為包括用凹槽分開并用鉸鏈連接的第一區(qū)域和第二區(qū)域；和將具有第二熱膨脹系數(shù)的致動(dòng)器連接到所述陣列波導(dǎo)芯片上，所述致動(dòng)器連接所述陣列波導(dǎo)芯片的所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域，其中，所述第二熱膨脹系數(shù)不同于所述第一熱膨脹系數(shù)，所述凹槽橫穿所述透鏡和所述波導(dǎo)光柵之一。
全文摘要
本發(fā)明公開了光集成電路，其具有橫穿透鏡或波導(dǎo)光柵的間隙(18)和可控制地定位在間隙(18)的每側(cè)的光集成電路上的致動(dòng)器(12)。結(jié)果，減輕了光集成電路(例如，陣列波導(dǎo)光柵)的熱敏感性。本發(fā)明還公開了采用間隙(18)和致動(dòng)器(12)制造光集成電路的方法。
文檔編號(hào)G02B6/293GK101019053SQ200480043452
公開日2007年8月15日 申請日期2004年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月5日
發(fā)明者R·科爾, M·格雷羅, K·珀切斯, A·J·蒂克納, K·麥格里爾, D·門徹, P·D·阿斯卡尼奧 申請人:光波微系統(tǒng)公司