密集光子集成电路光学耦合

技术领域

本公开涉及用于帮助高密度光学耦合到光子集成电路(PIC)(诸如硅光子(SiPh)装置)和/或从光子集成电路(PIC)(诸如硅光子(SiPh)装置)高密度光学耦合的部件和组件。

背景技术

在硅光子集成电路(PIC)应用中，对于高通道数光学输入/输出(I/O)端口的显著要求存在。这通过对共封装光学应用(CPO)中的电子学与光子学之间的紧密集成的需要而被加剧，其中从电子I/O到光子I/O的转变可以提供显著优点和高带宽可缩放性。

使用常规光纤附连过程来实现高通道数可使用硅芯片上的非期望量的空间，这具有显著成本和实践性影响。

常规光纤阵列可以实现大约100μm的通道间距，这通过这样的阵列中使用的光纤的直径来限制。常见的间距为250μm或127μm，然而，通过使用诸如具有80μm直径的那些光纤的更小直径的光纤，更小的间距也是可用的。然而，在常规V形槽阵列中使用这样的光纤的一个维度阵列对可实现的通道密度施加显著的限制。

PIC上的光学I/O耦合器可以以相邻耦合器之间显著地更小的间距(诸如25μm)被制造，并且因此可以提供通道密度的显著增加。然而，然后要求光学中介层装置提供这些结构与用来将信号携带到接收器的光纤之间的光学耦合。

边缘耦合光学中介层装置通常用于硅光子平台上，以提供到硅光子波导的低损耗耦合和宽光谱带宽。然而，由于边缘几何结构，已知的边缘耦合光学中介层装置被限制到1D阵列，使得减小通道到通道间距是可用来增加I/O密度的唯一途径。

备选地，可使用光学中介层装置，所述光学中介层装置采用光栅耦合器来垂直地耦合进和出硅光子平台的光。光栅耦合器可允许耦合器的2D阵列提供对I/O的管芯不动产(real-estate)的更高效的使用。然而，采用光栅耦合器的已知光学中介层装置与硅光子平台的对齐可能是复杂的，和/或可能要求高精确度。

发明内容

应当理解，本公开的以下方面中的任何一个方面的特征中的任何一个或多个特征可与本公开的其他前述方面中的任何方面的特征中的任何一个或多个特征相组合。

按照本公开的方面，提供一种光学互连布置，以供在光子集成电路与多个光纤之间传送光时使用，所述光学互连布置包括：

多个主光束管理元件，每个主光束管理元件配置成准直从光子集成电路的对应光学元件接收的光，或者将光聚焦到光子集成电路的对应光学元件上；

多个次级光束管理元件，每个次级光束管理元件配置成将光聚焦到光纤中的对应的一个光纤的端上，或者准直从光纤中的对应的一个光纤的端接收的光；以及

多个光纤对齐结构，

其中每个光纤对齐结构配置成容纳对应光纤，使得对应光纤的端与次级光束管理元件中的对应的一个次级光束管理元件对齐但分隔，以及

其中光学互连布置限定多个光路，每个光路经由主光束管理元件中的对应的一个主光束管理元件以及次级光束管理元件中的对应的一个次级光束管理元件从光学互连布置的表面延伸到光纤对齐结构中的对应的一个光纤对齐结构的端。

可选地，主光束管理元件中的一个或多个包括光束准直元件或光束聚焦元件。

可选地，次级光束管理元件中的一个或多个包括光束准直元件或光束聚焦元件。

可选地，主光束管理元件中的一个或多个包括微透镜。

可选地，次级光束管理元件中的一个或多个包括微透镜。

可选地，主光束管理元件中的一个或多个包括波导结构，诸如分段波导或锥形波导。

可选地，次级光束管理元件中的一个或多个包括波导结构，诸如分段波导或锥形波导。

可选地，主光束管理元件中的一个或多个包括梯度折射率(GRIN)透镜，诸如通过对诸如玻璃的单片材料块的折射率的激光修改所制成的GRIN透镜或者通过将GRIN棒插入被激光蚀刻到单片材料块中的孔中所制成的GRIN透镜。

可选地，次级光束管理元件中的一个或多个包括梯度折射率(GRIN)透镜，诸如通过对诸如玻璃的单片材料块的折射率的激光修改所制成的GRIN透镜或者通过将GRIN棒插入被激光蚀刻到单片材料块中的孔中所制成的GRIN透镜。

可选地，主光束管理元件中的一个或多个包括2D曲面微镜，诸如2D曲面全内反射(TIR)微镜。

可选地，次级光束管理元件中的一个或多个包括2D曲面微镜，诸如2D曲面全内反射(TIR)微镜。

可选地，主光束管理元件被布置在诸如规则1D阵列的1D阵列中。

可选地，主光束管理元件具有交错布置。主光束管理元件的交错布置的使用可允许以比现有技术光学耦合解决方案更高的密度与光子集成电路的光学耦合。

可选地，主光束管理元件被布置在诸如规则2D阵列的2D阵列中。主光束管理元件的2D阵列的使用可允许以比现有技术光学耦合解决方案更高的密度与光子集成电路的光学耦合。

可选地，光纤对齐结构被布置在诸如规则1D阵列的1D阵列中。

可选地，光纤对齐结构具有交错布置。光纤对齐结构的交错布置的使用可允许以比现有技术光学耦合解决方案更高的密度与光子集成电路的光学耦合。

可选地，光纤对齐结构被布置在诸如规则2D阵列的2D阵列中。光纤对齐结构的2D阵列的使用可允许以比现有技术光学耦合解决方案更高的密度与光子集成电路的光学耦合。

可选地，多个主光束管理元件和多个次级光束管理元件具有匹配或对应的空间布置。

可选地，主光束管理元件中的两个或多于两个和对应的两个或多于两个光纤对齐结构被布置在相同的平面中。这样的光学互连布置可限定两个或多于两个光路，其中每个光路从或通过对应的主光束管理元件延伸到对应的光纤对齐结构，并且其中两个或多于两个光路在相同的平面中延伸。

可选地，相邻主光束管理元件配置成沿平行光路来引导光。

可选地，相邻主光束管理元件配置成沿非平行光路来引导光。

可选地，备选的主光束管理元件配置成沿平行光路来引导光。

可选地，主光束管理元件中的两个或多于两个和对应的两个或多于两个光纤对齐结构被布置在不同平面中。例如，主光束管理元件中的两个或多于两个可被布置在第一平面中，以及对应的两个或多于两个光纤对齐结构可被布置在与第一平面正交的第二平面中。这样的光学互连布置可限定两个或多于两个光路，其中每个光路从或通过对应的主光束管理元件延伸到对应的光纤对齐结构，并且其中两个或多于两个光路在不同平面中延伸。

主光束管理元件中的两个或多于两个可被布置在沿着第一轴延伸的诸如规则1D阵列的1D阵列中，以及对应的两个或多于两个光纤对齐结构可被布置在沿着与第一轴正交的第二轴延伸的诸如规则1D阵列的1D阵列中。这样的光学互连布置可限定两个或多于两个光路，其中每个光路从或通过对应的主光束管理元件延伸到对应的光纤对齐结构，并且其中两个或多于两个光路在不同平面中延伸。

可选地，每个光路至少主改变方向。

可选地，每个光路至少主将方向改变90°的角度或者90°的区域中的角度，例如改变60°与120之间的角度、改变85°与95°之间的角度或者改变88°与92°°之间的角度。

可选地，每个光路在主光束管理元件中的对应的一个主光束管理元件改变方向。

可选地，每个光路在次级光束管理元件中的对应的一个次级光束管理元件改变方向。

可选地，每个主光束管理元件限定对应的光路改变方向的角度。

可选地，每个次级光束管理元件限定对应的光路改变方向的角度。

可选地，光学互连布置包括反射器，并且每个光路在反射器处改变方向。

可选地，反射器限定光路中的每个改变方向的角度。

可选地，反射器配置成反射在多个主光束管理元件与多个次级光束管理元件之间行进的光。

光子集成电路可包括多个集成光学波导。

可选地，光子集成电路的每个光学元件包括表面耦合器元件，用于通过光子集成电路的表面(诸如集成光学波导中的对应的一个集成光学波导上方或下方的表面)将光引导进或出集成光学波导中的对应的一个集成光学波导。

可选地，主光束管理元件中的每个配置成将光聚焦到光子集成电路的表面耦合器元件中的对应的一个表面耦合器元件上，或者准直从光子集成电路的表面耦合器元件中的对应的一个表面耦合器元件接收的光。这样的光学互连布置可简化光子集成电路的每个集成光学波导与多个光纤中的对应光纤之间的经由多个集成光学波导上方或下方的光子集成电路的表面的光耦合。

可选地，表面耦合器元件被布置在诸如规则1D阵列的1D阵列中。

可选地，表面耦合器元件具有交错布置。表面耦合器元件的交错布置的使用可允许以比现有技术光学耦合解决方案更高的密度与光子集成电路的光学耦合。

可选地，表面耦合器元件被布置在诸如规则2D阵列的2D阵列中。表面耦合器元件的2D阵列的使用可允许以比现有技术光学耦合解决方案更高的密度与光子集成电路的光学耦合。

可选地，光子集成电路包括在光子集成电路的边缘处所形成的台阶，其中台阶包括突出部分和端面。

可选地，光子集成电路的每个集成光学波导结束于光子集成电路的端面，以便在光子集成电路的端面处限定对应的光学端口。

可选地，光子集成电路的每个光学元件包括光学端口中的对应的一个光学端口。

可选地，主光束管理元件中的每个配置成将光聚焦到光学端口中的对应的一个光学端口上，或者准直从光学端口中的对应的一个光学端口接收的光。

可选地，光学互连布置包括在光学互连布置的边缘处所形成的台阶，台阶包括突出部分和端面。在使用中，端面可被设置在光子集成电路的光学端口与多个主光束管理元件之间。

可选地，在光学互连布置的边缘处所形成的台阶与在光子集成电路的边缘处所形成的台阶互补。

可选地，多个主光束管理元件和光学互连布置的突出部分在一个维度上被分隔预先确定的距离，所述预先确定的距离与光子集成电路的多个光学端口和光子集成电路的参考表面在相同的维度上被分隔的预先确定的距离匹配。可选地，光学互连布置的台阶配置成允许光学互连布置的突出部分与光子集成电路的参考表面之间的接合，而无需光子集成电路的突出部分接合光学互连布置。因此，光学互连布置的突出部分与光子集成电路的参考表面之间的接合引起光学互连布置的多个主光束管理元件与光子集成电路的多个光学端口在一个维度上的对齐。

可选地，光学互连布置包括被设置在光学互连布置的突出部分上的一个或多个基准标记，所述一个或多个基准标记中的每个配置用于与被设置在光子集成电路的参考表面上的一个或多个对应基准标记的对齐，以用于光学互连布置和光子集成电路的对齐。

可选地，光学互连布置的多个主光束管理元件和光学互连布置的参考表面在一个维度上被分隔预先确定的距离，所述预先确定的距离与光子集成电路的多个光学端口和光子集成电路的突出部分在相同的维度上被分隔的预先确定的距离匹配。可选地，光学互连布置的台阶配置成允许光学互连布置的参考表面与光子集成电路的突出部分之间的接合，而无需光学互连布置的突出部分接合光子集成电路。因此，光学互连布置的参考表面与光子集成电路的突出部分之间的接合引起光学互连布置的多个主光束管理元件与光子集成电路的光学端口在一个维度上的对齐。

可选地，光学互连布置包括被设置在光学互连布置的参考表面上的一个或多个基准标记，所述一个或多个基准标记中的每个配置用于与被设置在光子集成电路的突出部分上的一个或多个对应基准标记的对齐，以用于光学互连布置和光子集成电路的对齐。

可选地，光学互连布置的端面通过蚀刻被形成。

可选地，光学互连布置的突出部分通过蚀刻被形成。

可选地，光子集成电路的端面通过蚀刻被形成。

可选地，光子集成电路的突出部分通过蚀刻被形成。

可选地，多个主光束管理元件、反射器、多个次级光束管理元件和多个光纤对齐结构中的任何两个或多于两个在单片材料块(诸如，单片玻璃块，例如单片熔融硅石块)中被整体地形成。

可选地，多个主光束管理元件、反射器、多个次级光束管理元件和多个光纤对齐结构中的任何两个或多于两个被单独地形成，并且然后使其相互接合和/或附连。

可选地，光学互连布置包括光学互连部件，所述光学互连部件包括诸如玻璃的单片材料块，例如单片熔融硅石块，其中多个主光束管理元件、多个次级光束管理元件和多个光纤对齐结构在单片材料块中被整体地形成。

可选地，光学互连部件包括一个或多个对齐特征，每个对齐特征在单片材料块中被整体地形成，并且每个对齐特征配置成接合光子集成电路的对应的互补对齐特征，以用于光学互连部件和光子集成电路的被动对齐。

可选地，光学互连布置的台阶在光学互连部件的边缘处被形成。可选地，光学互连布置的台阶在光学互连部件的单片材料块的边缘处被形成。

可选地，光学互连布置包括：

主光束管理元件阵列部件；以及

光纤连接器套圈，

其中主光束管理元件阵列部件包括诸如玻璃的第一单片材料块，例如第一单片熔融硅石块，多个主光束管理元件在第一单片材料块中被整体地形成，以及

其中光纤连接器套圈包括诸如玻璃的第二单片材料块，例如第二单片熔融硅石块，多个次级光束管理元件和多个光纤对齐结构在第二单片材料块中被整体地形成。

可选地，主光束管理元件阵列部件配置成被附连、例如被粘合到光子集成电路。

可选地，光纤连接器套圈配置用于与主光束管理元件阵列部件的对齐，以便将光纤连接器套圈的每个次级光束管理元件与主光束管理元件阵列部件的对应的主光束管理元件对齐，以用于在主光束管理元件阵列部件的每个主光束管理元件与光纤连接器套圈的对应的次级光束管理元件之间的光的传输。

可选地，光纤连接器套圈和主光束管理元件阵列部件配置为可插拔或者可连接。

可选地，光纤连接器套圈和主光束管理元件阵列部件配置成可分离地被附连。

可选地，其中主光束管理元件阵列部件和光纤连接器套圈具有一个或多个互补的相互接合对齐特征，以用于主光束管理元件阵列部件和光纤连接器套圈的被动对齐。

可选地，主光束管理元件阵列部件包括一个或多个对齐特征，以用于主光束管理元件阵列部件与光纤连接器套圈的对齐，主光束管理元件阵列部件的每个对齐特征在第一单片材料块中被整体地形成。

可选地，光纤连接器套圈包括一个或多个对齐特征，以用于光纤连接器套圈与主光束管理元件阵列部件的对齐，光纤连接器套圈的每个对齐特征在第二单片材料块中被整体地形成。

可选地，主光束管理元件阵列部件和光纤连接器套圈的一个或多个互补的相互接合对齐特征包括一个或多个对齐销或凸起和一个或多个互补对齐孔。对齐销或凸起中的一个或多个可在第一单片材料块中被整体地形成或者在第二单片材料块中被整体地形成。对齐销或凸起中的一个或多个可与第一单片材料块分开被形成并且与第二单片材料块分开被形成。

可选地，光学互连布置包括：

反射性主光束管理元件阵列部件；以及

光纤连接器套圈，

其中反射性主光束管理元件阵列部件包括诸如玻璃的第一单片材料块，例如第一单片熔融硅石块，所述第一单片材料块限定多个主光束管理元件和反射器，

其中每个光路在反射器处改变方向，以及

其中光纤连接器套圈包括诸如玻璃的第二单片材料块，例如第二单片熔融硅石块，多个次级光束管理元件和多个光纤对齐结构在第二单片材料块中被整体地形成。

可选地，反射性主光束管理元件阵列部件包括一个或多个对齐特征，每个对齐特征在第一单片材料块中被整体地形成，并且每个对齐特征配置成接合光子集成电路的对应的互补对齐特征，以用于反射性主光束管理元件阵列部件和光子集成电路的被动对齐。

可选地，光纤连接器套圈配置用于与反射性主光束管理元件阵列部件的接合，以便将光纤连接器套圈的每个次级光束管理元件与反射性主光束管理元件阵列部件的对应的主光束管理元件对齐，以用于在反射性主光束管理元件阵列部件的每个主光束管理元件与光纤连接器套圈的对应的次级光束管理元件之间的经由反射器的光的传输。

可选地，光纤连接器套圈和反射性主光束管理元件阵列部件配置为可插拔或者可连接。

可选地，光纤连接器套圈和反射性主光束管理元件阵列部件配置成可分离地被附连。

可选地，反射性主光束管理元件阵列部件和光纤连接器套圈具有一个或多个互补的相互接合对齐特征，以用于反射性主光束管理元件阵列部件和光纤连接器套圈的被动对齐。

可选地，反射性主光束管理元件阵列部件包括一个或多个对齐特征，以用于反射性主光束管理元件阵列部件与光纤连接器套圈的对齐，反射性主光束管理元件阵列部件的每个对齐特征在第一单片材料块中被整体地形成。

可选地，光纤连接器套圈包括一个或多个对齐特征，以用于光纤连接器套圈与反射性主光束管理元件阵列部件的对齐，光纤连接器套圈的每个对齐特征在第二单片材料块中被整体地形成。

可选地，反射性主光束管理元件阵列部件和光纤连接器套圈的一个或多个互补的相互接合对齐特征包括一个或多个对齐销或凸起和一个或多个互补对齐孔。对齐销或凸起中的一个或多个可在第一单片材料块中被整体地形成或者在第二单片材料块中被整体地形成。对齐销或凸起中的一个或多个可与第一单片材料块分开被形成并且与第二单片材料块分开被形成。

可选地，光学互连布置的台阶在反射性主光束管理元件阵列部件的边缘处被形成。可选地，光学互连布置的台阶在反射性主光束管理元件阵列部件的第一单片材料块的边缘处被形成。

可选地，光学互连布置包括：

主光束管理元件阵列部件；

限定反射器的反射器部件，其中每个光路在反射器处改变方向；以及

光纤连接器套圈，

其中主光束管理元件阵列部件包括诸如玻璃的第一单片材料块，例如第一单片熔融硅石块，多个主光束管理元件在第一单片材料块中被整体地形成，

其中光纤连接器套圈包括诸如玻璃的第二单片材料块，例如第二单片熔融硅石块，多个次级光束管理元件和多个光纤对齐结构在第二单片材料块中被整体地形成，以及

其中反射器部件包括诸如玻璃的第三单片材料块，例如第一单片熔融硅石块，反射器在第三单片材料块中被整体地形成。

可选地，主光束管理元件阵列部件配置用于与反射器部件的接合，以及光纤连接器套圈配置用于与反射器部件的接合，以便将光纤连接器套圈的每个次级光束管理元件与主光束管理元件阵列部件的对应的主光束管理元件对齐，以用于在主光束管理元件阵列部件的每个主光束管理元件与光纤连接器套圈的对应的次级光束管理元件之间的经由反射器部件的反射器的光的传输。

可选地，反射器部件和主光束管理元件阵列部件配置为可插拔或者可连接。

可选地，反射器部件和主光束管理元件阵列部件配置成可分离地被附连。

可选地，光纤连接器套圈和反射器部件配置为可插拔或者可连接。

可选地，光纤连接器套圈和反射器部件配置成可分离地被附连。

可选地，主光束管理元件阵列部件和反射器部件具有一个或多个互补的相互接合对齐特征，以用于主光束管理元件阵列部件和反射器部件的被动对齐。

可选地，主光束管理元件阵列部件包括一个或多个对齐特征，以用于主光束管理元件阵列部件与反射器部件的对齐，主光束管理元件阵列部件的每个对齐特征在第一单片材料块中被整体地形成。

可选地，反射器部件包括一个或多个对齐特征，以用于反射器部件与主光束管理元件阵列部件的对齐，反射器部件的每个对齐特征在第三单片材料块中被整体地形成。

可选地，主光束管理元件阵列部件和反射器部件的一个或多个互补的相互接合对齐特征包括一个或多个对齐销或凸起和一个或多个互补对齐孔。对齐销或凸起中的一个或多个可在第一单片材料块中被整体地形成或者在第三单片材料块中被整体地形成。对齐销或凸起中的一个或多个可与第一单片材料块分开被形成并且与第三单片材料块分开被形成。

可选地，次级光束管理元件阵列部件和反射器部件具有一个或多个互补的相互接合对齐特征，以用于次级光束管理元件阵列部件和反射器部件的被动对齐。

可选地，次级光束管理元件阵列部件包括一个或多个对齐特征，以用于次级光束管理元件阵列部件与反射器部件的对齐，次级光束管理元件阵列部件的每个对齐特征在第二单片材料块中被整体地形成。

可选地，反射器部件包括一个或多个对齐特征，以用于反射器部件与次级光束管理元件阵列部件的对齐，反射器部件的每个对齐特征在第三单片材料块中被整体地形成。

可选地，次级光束管理元件阵列部件和反射器部件的一个或多个互补的相互接合对齐特征包括一个或多个对齐销或凸起和一个或多个互补对齐孔。对齐销或凸起中的一个或多个可在第二单片材料块中被整体地形成或者在第三单片材料块中被整体地形成。对齐销或凸起中的一个或多个可与第二单片材料块分开被形成并且与第三单片材料块分开被形成。

可选地，每个光纤包括多个光纤核心，并且其中每个光纤对齐结构配置成接合对应光纤，使得对应光纤的每个光纤核心的端与次级光束管理元件中的对应的一个次级光束管理元件对齐但分隔。

可选地，多个主光束管理元件、反射器、多个次级光束管理元件和多个光纤对齐结构中的一个或多个中的任何一个的形成包括使用诸如超快激光或飞秒激光的激光在一个或多个区域中刻下一个或多个单片材料块，以便修改所述一个或多个区域中的每个单片块的材料。

可选地，多个主光束管理元件、反射器、多个次级光束管理元件和多个光纤对齐结构中的一个或多个中的任何一个的形成包括使用诸如超快激光或飞秒激光的激光在一个或多个区域中刻下一个或多个单片材料块，以便修改所述一个或多个区域中的每个单片块的材料的折射率。

可选地，多个主光束管理元件、反射器、多个次级光束管理元件和多个光纤对齐结构中的一个或多个中的任何一个的形成包括使用激光在一个或多个区域中刻下一个或多个单片材料块，以便修改所述一个或多个区域中的每个单片块的材料的化学可蚀性，并且随后例如通过化学蚀刻从所述一个或多个区域中移除每个单片块的经修改材料。

可选地，多个主光束管理元件、反射器、多个次级光束管理元件和多个光纤对齐结构中的一个或多个中的任何一个的形成包括使用激光在一个或多个区域中刻下一个或多个单片材料块，以便消融所述一个或多个区域中的每个单片块的材料。

可选地，每个单片材料块包括单片玻璃块，诸如单片熔融硅石块。

按照本公开的方面，提供一种光学系统，所述光学系统包括如上面所描述的光学互连布置、光子集成电路和多个光纤，其中光子集成电路和光学互连布置被附连、例如被粘合，并且其中每个光纤被附连、例如被粘合到光学互连布置的对应的光纤对齐结构。

可选地，光子集成电路包括多个集成光学波导。

可选地，光子集成电路的每个光学元件包括表面耦合器元件，用于通过光子集成电路的表面(诸如集成光学波导中的对应的一个集成光学波导上方或下方的表面)将光引导进或出集成光学波导中的对应的一个集成光学波导。

可选地，主光束管理元件中的每个配置成将光聚焦到光子集成电路的表面耦合器元件中的对应的一个表面耦合器元件上，或者准直从光子集成电路的表面耦合器元件中的对应的一个表面耦合器元件接收的光。这样的光学互连布置可简化光子集成电路的每个集成光学波导与多个光纤中的对应光纤之间的经由多个集成光学波导上方或下方的光子集成电路的表面的光的耦合。

可选地，表面耦合器元件被布置在诸如规则1D阵列的1D阵列中。

可选地，表面耦合器元件具有交错布置。表面耦合器元件的交错布置的使用可允许以比现有技术光学耦合解决方案更高的密度与光子集成电路的光学耦合。

可选地，表面耦合器元件被布置在诸如规则2D阵列的2D阵列中。表面耦合器元件的2D阵列的使用可允许以比现有技术光学耦合解决方案更高的密度与光子集成电路的光学耦合。

可选地，光子集成电路的每个表面耦合器元件包括光栅耦合器元件。

可选地，光子集成电路的每个表面耦合器元件包括2D曲面微镜，诸如2D曲面TIR微镜。

可选地，多个光纤包括光纤的1D阵列，诸如光纤的规则1D阵列。光纤的规则1D阵列可具有80μm或更大的间距。

可选地，多个光纤包括光纤的交错布置。光纤的交错布置的使用可允许以比现有技术光学耦合解决方案更高的密度与光子集成电路的光学耦合。

可选地，多个光纤包括光纤的2D阵列，诸如光纤的规则2D阵列。光纤的2D阵列的使用可允许以比现有技术光学耦合解决方案更高的密度与光子集成电路的光学耦合。

可选地，光子集成电路包括在光子集成电路的边缘处所形成的台阶，其中台阶包括突出部分和端面。

可选地，光子集成电路的每个集成光学波导结束于光子集成电路的端面，以便在光子集成电路的端面处限定对应的光学端口。

可选地，光子集成电路的每个光学元件包括光学端口中的对应的一个光学端口。

可选地，主光束管理元件中的每个配置成将光聚焦到光学端口中的对应的一个光学端口上，或者准直从光学端口中的对应的一个光学端口接收的光。

可选地，光学互连布置包括在光学互连布置的边缘处所形成的台阶，台阶包括突出部分和端面。

可选地，端面被设置在光子集成电路的光学端口与多个主光束管理元件之间。

可选地，在光学互连布置的边缘处所形成的台阶与在光子集成电路的边缘处所形成的台阶互补。

可选地，多个主光束管理元件和光学互连布置的突出部分在一个维度上被分隔预先确定的距离，所述预先确定的距离与光子集成电路的多个光学端口和光子集成电路的参考表面在相同的维度上被分隔的预先确定的距离匹配。可选地，光学互连布置的突出部分和光子集成电路的参考表面接合，而光子集成电路的突出部分和光学互连布置不接合。因此，光学互连布置的突出部分与光子集成电路的参考表面之间的接合引起光学互连布置的多个主光束管理元件与光子集成电路的多个光学端口在一个维度上的对齐。

可选地，光学互连布置包括被设置在光学互连布置的突出部分上的一个或多个基准标记，所述一个或多个基准标记中的每个配置用于与被设置在光子集成电路的参考表面上的一个或多个对应基准标记的对齐，以用于光学互连布置和光子集成电路的对齐。

可选地，光学互连布置的多个主光束管理元件和光学互连布置的参考表面在一个维度上被分隔预先确定的距离，所述预先确定的距离与光子集成电路的多个光学端口和光子集成电路的突出部分在相同的维度上被分隔的预先确定的距离匹配。可选地，光学互连布置的参考表面和光子集成电路的突出部分接合，而光学互连布置的突出部分和光子集成电路不接合。因此，光学互连布置的参考表面与光子集成电路的突出部分之间的接合引起光学互连布置的多个主光束管理元件与光子集成电路的光学端口在一个维度上的对齐。

可选地，光学互连布置包括被设置在光学互连布置的参考表面上的一个或多个基准标记，所述一个或多个基准标记中的每个配置用于与被设置在光子集成电路的突出部分上的一个或多个对应基准标记的对齐，以用于光学互连布置和光子集成电路的对齐。

可选地，光学互连布置的端面通过蚀刻被形成。

可选地，光学互连布置的突出部分通过蚀刻被形成。

可选地，光子集成电路的端面通过蚀刻被形成。

可选地，光子集成电路的突出部分通过蚀刻被形成。

可选地，光子集成电路包括硅或者由硅来形成，例如其中光子集成电路是硅光子集成电路。

可选地，每个光纤包括多个光纤核心，并且其中每个光纤对齐结构配置成接合对应光纤，使得对应光纤的每个光纤核心的端与次级光束管理元件中的对应的一个次级光束管理元件对齐但分隔。

附图说明

现在将参照附图、仅通过非限制性示例的方式来描述光学互连布置和光学系统，附图中：

图1A是使用中的第一光学互连布置在光子集成电路与被附连到第一光学互连布置的多个光纤之间传送光的示意侧视图；

图1B是图1A的第一光学互连布置的示意侧视图；

图2是使用中的第二光学互连布置在光子集成电路与被附连到第二光学互连布置的多个光纤之间传送光的示意侧视图；

图3是使用中的第三光学互连布置在光子集成电路与被附连到第三光学互连布置的多个光纤之间传送光的示意侧视图；

图4是使用中的第四光学互连布置在光子集成电路与被附连到第四光学互连布置的多个光纤之间传送光的示意侧视图；

图5是使用中的第五光学互连布置在光子集成电路与被附连到第五光学互连布置的多个光纤之间传送光的示意侧视图；

图6是使用中的第六光学互连布置在光子集成电路与被附连到第六光学互连布置的多个光纤之间传送光的示意侧视图；以及

图7是光纤连接器套圈的示意平面视图。

具体实施方式

一开始参照图1A，示出第一光学互连布置的示意侧视图，所述第一光学互连布置采用一般被表示为2的光学互连部件的形式，用于在诸如硅光子集成电路4的光子集成电路与多个光纤6之间传送光。如下面将更详细描述，光学互连部件2被附连到光子集成电路4，以及多个光纤6被附连到光学互连部件2。

如图1A所示，光子集成电路4包括多个集成光学波导26和多个光学元件，所述多个光学元件采用被布置在交错布置或均匀2D阵列中的多个光栅耦合器元件27的形式。光子集成电路4的每个集成光学波导26结束于光栅耦合器元件27中的对应的一个光栅耦合器元件。每个光栅耦合器元件27配置成通过光子集成电路4的上表面69把从对应集成光学波导26出来的光垂直向上耦合到光学互连布置2中，或者通过光子集成电路4的上表面69把来自光学互连布置2的光垂直向下耦合到对应集成光学波导26中。

如图1A和图1B所示，光学互连部件2在单片材料块(诸如单片熔融硅石块3)中被形成。光学互连部件2包括采用多个微透镜40的形式的多个主光束管理元件，所述多个微透镜在单片熔融硅石块3的下侧42中被形成并且被布置在交错布置或均匀2D阵列中，所述交错布置或均匀2D阵列具有与光子集成电路4的光栅耦合器元件27的空间布置匹配的空间布置。虽然图1A或1B中未明确示出，但单片熔融硅石块3可在单片熔融硅石块3的下侧42中限定一个或多个环氧树脂坝(dam)或凹口结构，其中环氧树脂坝或凹口结构配置成避免粘合剂或环氧树脂在光学互连部件2到光子集成电路4的附连期间流动到微透镜40上。

光学互连部件2进一步包括采用多个2D曲面TIR微镜50的形式的多个次级光束管理元件，所述多个2D曲面TIR微镜50在单片熔融硅石块3的倾斜表面上被形成并且被布置在交错布置或均匀2D阵列中，所述交错布置或均匀2D阵列具有与多个微透镜40的空间布置匹配的空间布置。

光学互连部件2进一步包括采用多个光纤对齐孔60的形式的多个光纤对齐结构，所述多个光纤对齐孔60在单片熔融硅石块3中被整体地形成，其中每个光纤对齐孔60配置用于与对应光纤6的接合，使得对应光纤6的端7与2D曲面TIR微镜50中的对应的一个2D曲面TIR微镜对齐但分隔。此外，虽然图1A或图1B中未示出，但光学互连部件2包括在光学互连布置2的表面与每个光纤对齐孔60之间延伸的一个或多个通路或通道，以帮助诸如环氧树脂的粘合剂流体的流动，以用于对应光纤对齐孔60中的每个光纤6的附连。

光学互连部件2限定多个光路64，每个光路64经由微透镜40中的对应的一个微透镜和2D曲面TIR微镜50中的对应的一个2D曲面TIR微镜从单片熔融硅石块3的下侧42延伸到光纤对齐孔60中的一个的端7。如从图1A可领会，每个光路64在对应2D曲面TIR微镜50处将方向改变90°的角度或者90°的区域中的角度。

光学互连部件2还包括采用一个或多个突起或凸起67的形式的一个或多个对齐特征，所述一个或多个突起或凸起67在单片熔融硅石块3的下侧42上被整体地形成，其中每个突起或凸起67配置成接合采用在光子集成电路4的上表面69中被形成的对应凹口68的形式的对应的互补对齐特征，以用于光学互连部件2和光子集成电路4的被动对齐。

具体来说，光子集成电路4的一个或多个凹口68相对于光子集成电路4的光栅耦合器元件27被定位，以及一个或多个突起或凸起67相对于光学互连部件2的微透镜40被定位，以确保当光学互连部件2的一个或多个突起或凸起67被插入到光子集成电路4的一个或多个凹口68中时，光子集成电路4的光栅耦合器元件27和光学互连部件2的微透镜40被动地被对齐。

在使用中，当光学互连部件2的一个或多个突起或凸起67被插入到光子集成电路4的一个或多个凹口68中时，光在光子集成电路4的集成光学波导26与光纤6之间经由光学互连部件2被传送。如从图1A可领会，光从每个2D曲面TIR微镜50的反射通过90°的角度或者通过90°的区域中的角度来重新引导光。

从前面的描述将会理解，光学互连部件2用来以比现有技术光学互连布置更简单的方式光学地耦合光子集成电路4的多个集成光学波导和光纤6的均匀2D阵列，由此，使高密度光子集成电路光学I/O与现有技术光学互连布置相比能够更易于被实现。

参照图2，示出第二光学互连布置的示意侧视图，所述第二光学互连布置一般被表示为102，用于在诸如硅光子集成电路104的光子集成电路与多个光纤106之间传送光。光学互连布置102包括主光束管理元件阵列部件190和单独形成的光纤连接器套圈192。如下面将更详细描述，主光束管理元件阵列部件190被附连到光子集成电路104，以及多个光纤106被附连到光纤连接器套圈192。

如图2所示，光子集成电路104包括多个集成光学波导126和多个光学元件，所述多个光学元件采用被布置在交错布置或均匀2D阵列中的多个光栅耦合器元件127的形式。光子集成电路104的每个集成光学波导126结束于光栅耦合器元件127的对应的一个光栅耦合器元件。每个光栅耦合器元件127配置成通过光子集成电路104的上表面169把从对应集成光学波导126出来的光垂直向上耦合到主光束管理元件阵列部件190中，或者通过光子集成电路104的上表面169把来自主光束管理元件阵列部件190的光垂直向下耦合到对应集成光学波导126中。

主光束管理元件阵列部件190包括诸如第一单片熔融硅石块103a的第一单片材料块以及多个主光束管理元件，所述多个主光束管理元件采用在第一单片熔融硅石块103a的上表面143中被整体地形成的多个微透镜140的形式。多个微透镜140被布置在交错布置或均匀2D阵列中，所述交错布置或均匀2D阵列具有与光子集成电路104的光栅耦合器元件127的空间布置匹配的空间布置。

主光束管理元件阵列部件190还包括采用在第一单片熔融硅石块103a中被整体地形成的一个或多个对齐孔146的形式的一个或多个对齐特征，以供在对齐主光束管理元件阵列部件190和光纤连接器套圈192时使用。

光纤连接器套圈192包括诸如第二单片熔融硅石块103b的第二单片材料块以及多个次级光束管理元件，所述多个次级光束管理元件采用在第二单片熔融硅石块103b的倾斜表面上被整体地形成的多个2D曲面TIR微镜150的形式。多个2D曲面TIR微镜150被布置在交错布置或均匀2D阵列中，所述交错布置或均匀2D阵列具有与多个微透镜140的空间布置匹配的空间布置。

光纤连接器套圈192进一步包括采用多个光纤对齐孔160的形式的多个光纤对齐结构，所述多个光纤对齐孔160在第二单片熔融硅石块103b中被整体地形成，其中每个光纤对齐孔160配置用于与对应光纤106的接合，使得对应光纤106的端107与2D曲面TIR微镜150中的对应的一个2D曲面TIR微镜对齐但分隔。此外，虽然图2中未示出，但光纤连接器套圈192包括在光纤连接器套圈192的表面与每个光纤对齐孔160之间延伸的一个或多个通路或通道，以帮助诸如环氧树脂的粘合剂流体的流动，以用于对应光纤对齐孔160中的每个光纤106的附连。

光纤连接器套圈192进一步包括一个或多个销170，其中每个销170配置成被容纳在主光束管理元件阵列部件190的孔146中的对应的一个孔中，以用于主光束管理元件阵列部件190和光纤连接器套圈192的被动对齐。具体来说，主光束管理元件阵列部件190的对齐孔146相对于主光束管理元件阵列部件190的微透镜140被定位，以及光纤连接器套圈192的销170相对于光纤连接器套圈192的2D曲面TIR微镜150被定位，以确保当光纤连接器套圈192的销170被插入到主光束管理元件阵列部件190的对齐孔146中时，主光束管理元件阵列部件190的微透镜140和光纤连接器套圈192的2D曲面TIR微镜150被动地被对齐。销170可在第二单片熔融硅石块103b中被整体地形成。备选地，第二单片熔融硅石块103b可限定多个孔，每个孔配置成容纳销170中的对应的一个销。

主光束管理元件阵列部件190相对于光子集成电路104被对齐，以便在X和Y方向上将主光束管理元件阵列部件190的微透镜140中的每个与光子集成电路104的对应的光栅耦合器元件127对齐，以及主光束管理元件阵列部件190的下侧142被附连、例如被粘合到光子集成电路104的上表面169。

多个光纤中的每个光纤106被附连、例如被粘合到光纤对齐孔160中的对应的一个光纤对齐孔，使得对应光纤106的端107与2D曲面TIR微镜150中的对应的一个2D曲面TIR微镜对齐但分隔。

光纤连接器套圈192的一个或多个销170然后被插入到主光束管理元件阵列部件190的一个或多个对齐孔146中，以便被动地对齐主光束管理元件阵列部件190的微透镜140和光纤连接器套圈192的微透镜150。

光学互连布置102然后限定多个光路164，每个光路164经由微透镜140中的对应的一个微透镜和2D曲面TIR微镜150中的对应的一个2D曲面TIR微镜从主光束管理元件阵列部件190的下侧142延伸到光纤对齐孔160中的一个的端107。如从图2可领会，每个光路164在对应2D曲面TIR微镜150处将方向改变90°的角度或者90°的区域中的角度。

在使用中，光然后在光子集成电路104的集成光学波导126与光纤106之间经由主光束管理元件阵列部件190和光纤连接器套圈192被传送。如从图2可领会，光从每个2D曲面TIR微镜150的反射通过90°的角度或者通过90°的区域中的角度来重新引导光。

从前面的描述将会理解，光学互连布置102用来以比现有技术光学互连布置更简单的方式光学地耦合光子集成电路104的多个集成光学波导126和光纤106的交错布置或均匀2D阵列，由此使高密度光子集成电路光学I/O与现有技术光学互连布置相比能够更易于被实现。此外，作为光纤连接器套圈192的一个或多个销170和主光束管理元件阵列部件190的一个或多个对齐孔146的结果，本领域的普通技术人员将理解，光纤连接器套圈192和主光束管理元件阵列部件190配置为可插拔或者可连接。主光束管理元件阵列部件190和光纤连接器套圈192还可包括一个或多个机械特征(未示出)，诸如一个或多个臂、夹子或夹具，用于可分离地附连主光束管理元件阵列部件190和光纤连接器套圈192，例如用于将主光束管理元件阵列部件190和光纤连接器套圈192连接、闩锁或保持在一起。

参照图3，示出第三光学互连布置的示意侧视图，所述第三光学互连布置一般被表示为202，用于在诸如硅光子集成电路204的光子集成电路与多个光纤206之间传送光。光学互连布置202包括主光束管理元件阵列部件290和单独形成的光纤连接器套圈292。如下面将更详细描述，主光束管理元件阵列部件290被附连到光子集成电路204，以及多个光纤206被附连到光纤连接器套圈292。

如图3中所示，光子集成电路204包括多个光学元件，所述多个光学元件采用被布置在交错布置或均匀2D阵列中的多个光栅耦合器元件227的形式。虽然图3中未示出，但应当理解，光子集成电路204还包括多个集成光学波导，其中每个集成光学波导结束于光栅耦合器元件227中的对应的一个光栅耦合器元件。每个光栅耦合器元件227配置成通过光子集成电路204的上表面269沿着限定相对于垂直方向的锐角的方向把从对应集成光学波导出来的光向上耦合到主光束管理元件阵列部件290中，或者每个光栅耦合器元件227配置成通过光子集成电路204的上表面269沿着限定相对于垂直方向的锐角的方向把来自主光束管理元件阵列部件290的光向下耦合到对应集成光学波导中。光子集成电路204进一步包括在其上表面269中被形成的一个或多个凹口268，以用于主光束管理元件阵列部件290与光子集成电路204的被动对齐。

主光束管理元件阵列部件290包括诸如第一单片熔融硅石块203a的第一单片材料块以及多个主光束管理元件，所述多个主光束管理元件采用在第一单片熔融硅石块203a的下侧242中被整体地形成的多个主微透镜240的形式。多个主微透镜240被布置在交错布置或均匀2D阵列中，所述交错布置或均匀2D阵列具有与光子集成电路204的光栅耦合器元件227的空间布置匹配的空间布置。

主光束管理元件阵列部件290还包括反射器，所述反射器采用相对于水平面以诸如45°的区域中的锐角的锐角倾斜的第一单片熔融硅石块203a的反射性表面295的形式。

主光束管理元件阵列部件290进一步包括采用一个或多个突起或凸起267的形式的一个或多个对齐特征，其中每个突起或凸起267在第一单片材料块203a中被整体地形成，并且每个突起或凸起267配置成接合光子集成电路204的凹口268中的对应的一个凹口，以用于主光束管理元件阵列290部件和光子集成电路204的被动对齐。

主光束管理元件阵列部件290还包括采用在第一单片熔融硅石块203a中被整体地形成的一个或多个对齐孔246的形式的一个或多个对齐特征，以供在对齐主光束管理元件阵列部件290和光纤连接器套圈292时使用。

光纤连接器套圈292包括诸如第二单片熔融硅石块203b的第二单片材料块以及多个次级光束管理元件，所述多个次级光束管理元件采用在第二单片熔融硅石块203b的表面252上被整体地形成的多个次级微透镜250的形式。次级微透镜250被布置在交错布置或均匀2D阵列中，所述交错布置或均匀2D阵列具有与多个主微透镜240的空间布置匹配的空间布置。

光纤连接器套圈292进一步包括采用多个光纤对齐孔260的形式的多个光纤对齐结构，所述多个光纤对齐孔260在第二单片熔融硅石块203b中被整体地形成，其中每个光纤对齐孔260配置用于与对应光纤206的接合，使得对应光纤206的端207与次级微透镜250中的对应的一个次级微透镜对齐但分隔。此外，虽然图3中未示出，但光纤连接器套圈292包括在光纤连接器套圈292的表面与每个光纤对齐孔260之间延伸的一个或多个通路或通道，以帮助诸如环氧树脂的粘合剂流体的流动，以用于对应光纤对齐孔260中的每个光纤206的附连。

光纤连接器套圈292进一步包括一个或多个销270，其中每个销270配置成被容纳在主光束管理元件阵列部件290的孔246中的对应的一个孔中，以用于主光束管理元件阵列部件290和光纤连接器套圈292的被动对齐。具体来说，主光束管理元件阵列部件290的对齐孔246相对于主光束管理元件阵列部件290的主微透镜240被定位，以及光纤连接器套圈292的销270相对于光纤连接器套圈292的次级微透镜250被定位，以确保当光纤连接器套圈292的销270被插入到主光束管理元件阵列部件290的对齐孔246中时，主光束管理元件阵列部件290的主微透镜240和光纤连接器套圈292的次级微透镜250被动地被对齐。销270可在第二单片熔融硅石块203b中被整体地形成。备选地，第二单片熔融硅石块203b可限定多个孔，每个孔配置成容纳销270中的对应的一个销。

使主光束管理元件阵列290部件的每个突起或凸起267与光子集成电路204的凹口268中的对应的一个凹口接合，以用于主光束管理元件阵列290部件和光子集成电路204的被动对齐，以便在X和Y方向上将主光束管理元件阵列部件290的主微透镜240中的每个与光子集成电路204的对应的光栅耦合器元件227对齐，以及主光束管理元件阵列部件290的下侧242被附连、例如被粘合到光子集成电路204的上表面269。

多个光纤中的每个光纤206被附连、例如被粘合到光纤对齐孔260中的对应的一个光纤对齐孔，使得对应光纤206的端207与次级微透镜250中的对应的一个次级微透镜对齐但分隔。

光纤连接器套圈292的一个或多个销270然后被插入到主光束管理元件阵列部件290的一个或多个对齐孔246中，以及使光纤连接器套圈292的表面252与主光束管理元件阵列部件290的表面253接合，以便被动地对齐主光束管理元件阵列部件290的主微透镜240和光纤连接器套圈292的次级微透镜250。

光学互连布置202然后限定多个光路264，每个光路264经由主微透镜240中的对应的一个主微透镜和次级微透镜250中的对应的一个次级微透镜从主光束管理元件阵列部件290的下侧242延伸到光纤对齐孔260中的一个的端207。如从图3可领会，每个光路264在第一单片熔融硅石块203a的反射性表面295处将方向改变大于90°的角度。

在使用中，光然后在光子集成电路204的集成光学波导226与光纤206之间经由主光束管理元件阵列部件290和光纤连接器套圈292被传送。如从图3可领会，光从第一单片熔融硅石块203a的反射性表面295的反射通过大于90°、例如大致120°的角度重新引导光。主微透镜240和次级微透镜250的使用用来形成在主光束管理元件阵列部件290与光纤连接器套圈292之间被水平地传送的扩大的准直光束的交错布置或2D阵列，由此针对给定的光学耦合效率来放宽主光束管理元件阵列部件290与光纤连接器套圈292之间所要求的对齐容差。

从前面的描述将会理解，光学互连布置202用来以比现有技术光学互连布置更简单的方式光学地耦合光子集成电路204的多个集成光学波导226和光纤206的交错布置或均匀2D阵列，由此使高密度光子集成电路光学I/O与现有技术光学互连布置相比能够更易于被实现。此外，作为光纤连接器套圈292的一个或多个销270和主光束管理元件阵列部件290的一个或多个对齐孔246的结果，本领域的普通技术人员将理解，光纤连接器套圈292和主光束管理元件阵列部件290配置为可插拔或者可连接。主光束管理元件阵列部件290和光纤连接器套圈292还可包括一个或多个机械特征(未示出)，诸如一个或多个臂、夹子或夹具，用于可分离地附连主光束管理元件阵列部件290和光纤连接器套圈292，例如用于将主光束管理元件阵列部件290和光纤连接器套圈292连接、闩锁或保持在一起。

参照图4，示出第四光学互连布置的示意侧视图，所述第四光学互连布置一般被表示为302，用于在诸如硅光子集成电路304的光子集成电路与多个光纤306之间传送光。光学互连布置302包括主光束管理元件阵列部件390、单独形成的光纤连接器套圈392和单独形成的反射器部件394。如下面将更详细描述，主光束管理元件阵列部件390被附连到光子集成电路304，以及多个光纤306被附连到光纤连接器套圈392。

如图4中所示，光子集成电路304包括多个光学元件，所述多个光学元件采用被布置在交错布置或均匀2D阵列中的多个光栅耦合器元件327的形式。虽然图4中未示出，但应当理解，光子集成电路304还包括多个集成光学波导，其中每个集成光学波导结束于光栅耦合器元件327中的对应的一个光栅耦合器元件。每个光栅耦合器元件327配置成通过光子集成电路304的上表面369把从对应集成光学波导出来的光垂直向上耦合到主光束管理元件阵列部件390中，或者通过光子集成电路304的上表面369把来自主光束管理元件阵列部件390的光垂直向下耦合到光子集成电路304的对应集成光学波导中。

主光束管理元件阵列部件390包括诸如第一单片熔融硅石块303a的第一单片材料块以及多个主光束管理元件，所述多个主光束管理元件采用在第一单片熔融硅石块303a的上表面中被整体地形成的多个主微透镜340的形式。多个主微透镜340被布置在交错布置或均匀2D阵列中，所述交错布置或均匀2D阵列具有与光子集成电路304的光栅耦合器元件327的空间布置匹配的空间布置。

主光束管理元件阵列部件390还包括采用一个或多个对齐销347的形式的对齐特征，以供在对齐主光束管理元件阵列部件390和反射器部件394时使用。一个或多个对齐销347可在第一单片熔融硅石块303a中被整体地形成。备选地，第一单片熔融硅石块303a可限定多个孔，每个孔配置成容纳对齐销347中的对应的一个对齐销。

光纤连接器套圈392包括诸如第二单片熔融硅石块303b的第二单片材料块以及多个次级光束管理元件，所述多个次级光束管理元件采用在第二单片熔融硅石块303b的表面352上被整体地形成的多个次级微透镜350的形式。次级微透镜350被布置在交错布置或均匀2D阵列中，所述交错布置或均匀2D阵列具有与多个主微透镜340的空间布置匹配的空间布置。

光纤连接器套圈392进一步包括采用多个光纤对齐孔360的形式的多个光纤对齐结构，所述多个光纤对齐孔360在第二单片熔融硅石块303b中被整体地形成，其中每个光纤对齐孔360配置用于与对应光纤306的接合，使得对应光纤306的端307与次级微透镜350中的对应的一个次级微透镜对齐但分隔。此外，虽然图4中未示出，但光纤连接器套圈392包括在光纤连接器套圈392的表面与每个光纤对齐孔360之间延伸的一个或多个通路或通道，以帮助诸如环氧树脂的粘合剂流体的流动，以用于对应光纤对齐孔360中的每个光纤306的附连。

光纤连接器套圈392进一步包括对齐销370，以供在对齐光纤连接器套圈392和反射器部件394时使用。一个或多个对齐销370可在第二单片熔融硅石块303b中被整体地形成。备选地，第二单片熔融硅石块303b可限定多个孔，每个孔配置成容纳对齐销370中的对应的一个对齐销。

反射器部件394包括诸如第三单片熔融硅石块303c的第三单片材料块以及采用第三单片熔融硅石块303c的反射性表面395的形式的反射器，其中反射性表面395以与水平面45°的区域中的角度倾斜。反射器部件394进一步包括在第三单片熔融硅石块303c中被整体地形成的对齐孔396，以供在容纳主光束管理元件阵列部件390的对齐销347时使用，以用于反射器部件394与主光束管理元件阵列部件390的被动对齐。相似地，反射器部件394进一步包括在第三单片熔融硅石块303c中被整体地形成的对齐孔398，以供在容纳光纤连接器套圈392的对齐销370时使用，以用于反射器部件394与光纤连接器套圈392的被动对齐。

主光束管理元件阵列390部件相对于光子集成电路304被对齐，以便在X和Y方向上将主光束管理元件阵列部件390的主微透镜340中的每个与光子集成电路304的对应的光栅耦合器元件327对齐，以及主光束管理元件阵列部件390的下侧342被附连、例如被粘合到光子集成电路304的上表面369。

多个光纤中的每个光纤306被附连、例如被粘合到光纤对齐孔360中的对应的一个光纤对齐孔，使得对应光纤306的端307与次级微透镜350中的对应的一个次级微透镜对齐但分隔。

主光束管理元件阵列部件390的对齐销347相对于主光束管理元件阵列部件390的主微透镜340被定位，反射器部件394的对齐孔396和398相对于反射器部件394的反射性表面395被定位，以及光纤连接器套圈392的对齐销370相对于光纤连接器套圈392的次级微透镜350被定位，以确保当主光束管理元件阵列部件390的对齐销347被插入到反射器部件394的对齐孔396中并且光纤连接器套圈392的对齐销370被插入到反射器部件394的对齐孔398中时，主光束管理元件阵列部件394的主微透镜340和光纤连接器套圈392的次级微透镜350被动地被对齐。使主光束管理元件阵列部件390的上表面和反射器部件394的下表面接合。相似地，使光纤连接器套圈392的表面352与反射器部件394的表面353接合。

光学互连布置302然后限定多个光路364，每个光路364经由主微透镜340中的对应的一个主微透镜和次级微透镜350中的对应的一个次级微透镜从主光束管理元件阵列部件390的下侧342延伸到光纤对齐孔360中的一个的端307。如从图4可领会，每个光路364在反射器部件394的反射性表面395将方向改变90°的角度或者90°的区域中的角度。

在使用中，光然后在光子集成电路304的集成光学波导与光纤306之间经由主光束管理元件阵列部件390、反射器部件394和光纤连接器套圈392被传送。如从图4可领会，光从反射器部件394的反射性表面395的反射通过90°的角度或者通过90°的区域中的角度来重新引导光。主微透镜340和次级微透镜350的使用用来形成在主光束管理元件阵列部件390与光纤连接器套圈392之间被传送的扩大的准直光束的交错布置或2D阵列，由此针对给定的光学耦合效率来放宽主光束管理元件阵列部件390与光纤连接器套圈392之间所要求的对齐容差。

从前面的描述将会理解，光学互连布置302用来以比现有技术光学互连布置更简单的方式光学地耦合光子集成电路304的多个集成光学波导和光纤306的交错布置或均匀2D阵列，由此使高密度光子集成电路光学I/O与现有技术光学互连布置相比能够更易于被实现。此外，作为主光束管理元件阵列部件390的销347、光纤连接器套圈392的销370和反射器部件394的对齐孔396、398的结果，本领域的普通技术人员将理解，光纤连接器套圈392、反射器部件394和主光束管理元件阵列部件390配置为可插拔或者可连接。主光束管理元件阵列部件390、反射器部件394和光纤连接器套圈392还可包括一个或多个机械特征(未示出)，诸如一个或多个臂、夹子或夹具，用于可分离地附连主光束管理元件阵列部件390、反射器部件394和光纤连接器套圈392，例如用于将主光束管理元件阵列部件390、反射器部件394和光纤连接器套圈392连接、闩锁或保持在一起。

参照图5，示出第五光学互连布置的示意侧视图，所述第五光学互连布置一般被表示为402，用于在诸如硅光子集成电路404的光子集成电路与多个光纤406之间传送光。光学互连布置402包括主光束管理元件阵列部件490和单独形成的光纤连接器套圈492。如下面将更详细描述，主光束管理元件阵列部件490被附连到光子集成电路404，以及多个光纤406被附连到光纤连接器套圈492。

如图5中所示，光子集成电路404包括多个光学元件，所述多个光学元件采用沿着与Y方向平行的方向被布置在均匀1D阵列中的多个光栅耦合器元件427的形式。光子集成电路404还包括多个集成光学波导426，其中每个集成光学波导426结束于光栅耦合器元件427中的对应的一个光栅耦合器元件。每个光栅耦合器元件427配置成通过光子集成电路404的上表面469沿着限定相对于垂直方向的锐角的方向把从对应集成光学波导426出来的光向上耦合到主光束管理元件阵列部件490中，或者每个光栅耦合器元件427配置成通过光子集成电路404的上表面469沿着限定相对于垂直方向的锐角的方向把来自主光束管理元件阵列部件490的光向下耦合到对应集成光学波导426中。

主光束管理元件阵列部件490包括诸如第一单片熔融硅石块403a的第一单片材料块以及多个主光束管理元件，所述多个主光束管理元件采用在第一单片熔融硅石块403a的下侧442中被整体地形成的多个主微透镜440的形式。多个主微透镜440被布置在均匀1D阵列中，所述均匀1D阵列具有与光子集成电路404的光栅耦合器元件427的空间布置匹配的空间布置。

主光束管理元件阵列部件490还包括反射器，所述反射器采用第一单片熔融硅石块403a的第一平面反射性表面495a以及第一单片熔融硅石块403a的第二平面反射性表面495b的形式。

主光束管理元件阵列部件490还包括采用在第一单片熔融硅石块403a中被整体地形成的一个或多个对齐孔446的形式的一个或多个对齐特征，以供在对齐主光束管理元件阵列部件490和光纤连接器套圈492时使用。

光纤连接器套圈492包括诸如第二单片熔融硅石块403b的第二单片材料块以及多个次级光束管理元件，所述多个次级光束管理元件采用在第二单片熔融硅石块403b的表面452上被整体地形成的多个次级微透镜450的形式。次级微透镜450被布置在均匀2D阵列中。

光纤连接器套圈492进一步包括采用多个光纤对齐孔460的形式的多个光纤对齐结构，所述多个光纤对齐孔460在第二单片熔融硅石块403b中被整体地形成，其中每个光纤对齐孔460配置用于与对应光纤406的接合，使得对应光纤406的端407与次级微透镜450中的对应的一个次级微透镜对齐但分隔。此外，虽然图5中未示出，但光纤连接器套圈492包括在光纤连接器套圈492的表面与每个光纤对齐孔460之间延伸的一个或多个通路或通道，以帮助诸如环氧树脂的粘合剂流体的流动，以用于对应光纤对齐孔460中的每个光纤406的附连。

光纤连接器套圈492进一步包括一个或多个销470，其中每个销470配置成被容纳在主光束管理元件阵列部件490的孔446中的对应的一个孔中，以用于主光束管理元件阵列部件490和光纤连接器套圈492的被动对齐。具体来说，主光束管理元件阵列部件490的对齐孔446相对于主光束管理元件阵列部件490的主微透镜440被定位，以及光纤连接器套圈492的销470相对于光纤连接器套圈492的次级微透镜450被定位，以确保当光纤连接器套圈492的销470被插入到主光束管理元件阵列部件490的对齐孔446中时，主光束管理元件阵列部件490的主微透镜440和光纤连接器套圈492的次级微透镜450被动地被对齐。销470可在第二单片熔融硅石块403b中被整体地形成。备选地，第二单片熔融硅石块403b可限定多个孔，每个孔配置成容纳销470中的对应的一个销。

主光束管理元件阵列部件490的主微透镜440中的每个在X和Y方向上与光子集成电路404的对应的光栅耦合器元件427对齐，以及主光束管理元件阵列部件490的下侧442被附连、例如被粘合到光子集成电路404的上表面469。

多个光纤中的每个光纤406被附连、例如被粘合到光纤对齐孔460中的对应的一个光纤对齐孔，使得对应光纤406的端407与次级微透镜450中的对应的一个次级微透镜对齐但分隔。

光纤连接器套圈492的一个或多个销470然后被插入到主光束管理元件阵列部件490的一个或多个对齐孔446中，以及使光纤连接器套圈492的表面452与主光束管理元件阵列部件490的表面453接合，以便被动地对齐主光束管理元件阵列部件490的主微透镜440和光纤连接器套圈492的次级微透镜450。

应当理解，相邻主微透镜440被不同地配置，以便沿着非平行光路464a、464b来引导光，但是该备选的主微透镜440被相同地配置，以便沿着平行光路来引导光。每个光路464a在与X-Z平面平行的平面中经由主微透镜440中的对应的一个主微透镜、第一反射性表面495a和次级微透镜450中的对应的一个次级微透镜从主光束管理元件阵列部件490的下侧442延伸到光纤对齐孔460中的一个的端407a。相比之下，每个光路464b经由主微透镜440中的对应的一个主微透镜、第二反射性表面495b和次级微透镜450中的对应的一个次级微透镜从主光束管理元件阵列部件490的下侧442延伸到光纤对齐孔460中的一个的端407b，其中光纤对齐孔460的端407a、407b在与X-Z平面平行的平面中被对齐。如从图5可领会，每个光路464a在第一单片熔融硅石块403a的第一反射性表面495a处改变方向，以及每个光路464b在第一单片熔融硅石块403a的第二反射性表面495b处改变方向。此外，作为主微透镜440的配置的结果，光可被耦合在沿着与Y方向平行的方向所布置的光栅耦合器元件427的1D阵列与光纤406的2D阵列之间。

如从图5可领会，主微透镜440和次级微透镜450的使用用来形成在主光束管理元件阵列部件490与光纤连接器套圈492之间被水平地传送的扩大的准直光束的2D阵列，由此针对给定的光学耦合效率来放宽主光束管理元件阵列部件490与光纤连接器套圈492之间所要求的对齐容差。

主微透镜440中的每个可与其他主微透镜440中的每个无关地被限定。这可允许主微透镜440中的每个具有略微不同的配置，例如在位置上相对于对应光路464a、464b是不同的(偏移)，或者具有不同的角度、曲率等。相似地，次级微透镜450中的每个可与其他次级微透镜450中的每个无关地被限定。这可允许次级微透镜450中的每个具有略微不同的配置，例如在位置上相对于对应光路464a、464b是不同的(偏移)，或者具有不同的角度、曲率等。具体来说，主微透镜440和次级微透镜450的配置可被选择成在主光束管理元件阵列部件490与光纤连接器套圈492之间形成具有相同或相似的光束直径和取向的准直光束的2D阵列。

从前面的描述将会理解，光学互连布置402可用来以比现有技术光学互连布置更简单的方式光学地耦合光子集成电路404的集成光学波导426的1D阵列和光纤406的2D阵列，由此使高密度光子集成电路光学I/O与现有技术光学互连布置相比能够更易于被实现。此外，作为光纤连接器套圈492的一个或多个销470和主光束管理元件阵列部件490的一个或多个对齐孔446的结果，本领域的普通技术人员将理解，光纤连接器套圈492和主光束管理元件阵列部件490配置为可插拔或者可连接。主光束管理元件阵列部件490和光纤连接器套圈492还可包括一个或多个机械特征(未示出)，诸如一个或多个臂、夹子或夹具，用于可分离地附连主光束管理元件阵列部件490和光纤连接器套圈492，例如用于将主光束管理元件阵列部件490和光纤连接器套圈492连接、闩锁或保持在一起。

参照图6，示出第六光学互连布置的示意侧视图，所述第六光学互连布置一般被表示为502，用于在诸如硅光子集成电路504的光子集成电路与多个光纤506之间传送光。光学互连布置502包括主光束管理元件阵列部件590和单独形成的光纤连接器套圈592。如下面将更详细描述，主光束管理元件阵列部件590被附连到光子集成电路504，以及多个光纤506被附连到光纤连接器套圈592。

如图6中所示，光子集成电路504包括在光子集成电路504的边缘处所形成的台阶505，其中台阶505包括突出部分505a和端面505b。光子集成电路504进一步包括多个集成光学波导526，其中集成光学波导526结束于光子集成电路504的端面505b，由此限定多个光学元件，所述多个光学元件采用在光子集成电路504的端面505b沿着Y方向被布置在1D阵列中的多个光学端口527的形式。光子集成电路504的多个光学端口527与光子集成电路504的上参考表面569分隔预先确定的距离。光子集成电路504的突出部分505a和/或端面505b可通过蚀刻被形成。

主光束管理元件阵列部件590包括诸如第一单片熔融硅石块503a的第一单片材料块，所述第一单片材料块限定在主光束管理元件阵列部件590的边缘处所形成的台阶，台阶包括突出部分541a和端面541b。主光束管理元件阵列部件590的突出部分541a和/或端面541b可通过蚀刻被形成。

主光束管理元件阵列部件590包括多个主光束管理元件，所述多个主光束管理元件采用在第一单片熔融硅石块503a中被整体地形成的多个主2D曲面TIR微镜540的形式。多个主2D曲面TIR微镜540被布置在均匀1D阵列中，并且具有与光子集成电路504的光学端口527的空间布置匹配的空间布置。

多个主2D曲面TIR微镜540以及主光束管理元件阵列部件590的突出部分541a在Z方向上被分隔预先确定的距离，所述预先确定的距离与光子集成电路504的多个光学端口527和光子集成电路504的上参考表面569在Z方向上所分隔的预先确定的距离匹配。此外，主光束管理元件阵列部件590的台阶配置成允许主光束管理元件阵列部件590的突出部分541a与光子集成电路504的上参考表面569之间的接合，而无需光子集成电路504的突出部分505a接合主光束管理元件阵列部件590的下表面542。因此，主光束管理元件阵列部件590的突出部分541a与光子集成电路504的上参考表面569之间的接合引起主光束管理元件阵列部件590的多个主2D曲面TIR微镜540与光子集成电路504的端或光学端口527在Z方向上对齐。

此外，主光束管理元件阵列部件590包括被设置在主光束管理元件阵列部件590的突出部分541a上的一个或多个基准标记(未示出)，所述一个或多个基准标记中的每个配置用于与被设置在光子集成电路504的上参考表面569上的一个或多个对应的基准标记(未示出)对齐，以用于主光束管理元件阵列部件590和光子集成电路504在X和Y上的对齐。

主光束管理元件阵列部件590还包括反射器，所述反射器采用第一单片熔融硅石块503a的第一平面反射性表面595a以及第一单片熔融硅石块503a的第二平面反射性表面595b的形式。

主光束管理元件阵列部件590还包括采用在第一单片熔融硅石块503a中被整体地形成的一个或多个对齐孔546的形式的一个或多个对齐特征，以供在对齐主光束管理元件阵列部件590和光纤连接器套圈592时使用。

光纤连接器套圈592包括诸如第二单片熔融硅石块503b的第二单片材料块以及多个次级光束管理元件，所述多个次级光束管理元件采用在第二单片熔融硅石块503b的表面552上被整体地形成的多个次级微透镜550的形式。次级微透镜550被布置在均匀2D阵列中。

光纤连接器套圈592进一步包括采用多个光纤对齐孔560的形式的多个光纤对齐结构，所述多个光纤对齐孔560在第二单片熔融硅石块503b中被整体地形成，其中每个光纤对齐孔560配置用于与对应光纤506的接合，使得对应光纤506的端507与次级微透镜550中的对应的一个次级微透镜对齐但分隔。此外，虽然图6中未示出，但光纤连接器套圈592包括在光纤连接器套圈592的表面与每个光纤对齐孔560之间延伸的一个或多个通路或通道，以帮助诸如环氧树脂的粘合剂流体的流动，以用于对应光纤对齐孔560中的每个光纤506的附连。

光纤连接器套圈592进一步包括一个或多个销570，其中每个销570配置成被容纳在主光束管理元件阵列部件590的孔546中的对应的一个孔中，以用于主光束管理元件阵列部件590和光纤连接器套圈592的被动对齐。具体来说，主光束管理元件阵列部件590的对齐孔546相对于主光束管理元件阵列部件590的主2D曲面TIR微镜540被定位，以及光纤连接器套圈592的销570相对于光纤连接器套圈592的次级微透镜550被定位，以确保当光纤连接器套圈592的销570被插入到主光束管理元件阵列部件590的对齐孔546中时，主光束管理元件阵列部件590的主2D曲面TIR微镜540和光纤连接器套圈592的次级微透镜550被动地被对齐。销570可在第二单片熔融硅石块503b中被整体地形成。备选地，第二单片熔融硅石块503b可限定多个孔，每个孔配置成容纳销570中的对应的一个销。

在组装期间，使主光束管理元件阵列部件590的突出部分541a与光子集成电路504的上参考表面569接合，以用于主光束管理元件阵列部件590的多个主2D曲面TIR微镜540与光子集成电路504的端或光学端口527在Z方向上对齐。

此外，主光束管理元件阵列部件590的一个或多个基准标记(未示出)与被设置在光子集成电路504的上参考表面569上的一个或多个对应的基准标记(未示出)对齐，以用于主光束管理元件阵列部件590和光子集成电路504在X和Y上的对齐，由此将主光束管理元件阵列部件590的主2D曲面TIR微镜540中的每个与光子集成电路504的集成光学波导526中的对应的一个集成光学波导的端或光学端口527在X和Y方向上对齐。主光束管理元件阵列部件590的端面541b然后被附连、例如被粘合到光子集成电路504的端面505b。

多个光纤中的每个光纤506被附连、例如被粘合到光纤对齐孔560中的对应的一个光纤对齐孔，使得对应光纤506的端507与次级微透镜550中的对应的一个次级微透镜对齐但分隔。

光纤连接器套圈592的一个或多个销570然后被插入到主光束管理元件阵列部件590的一个或多个对齐孔546中，以及使光纤连接器套圈592的表面552与主光束管理元件阵列部件590的表面553接合，以便被动地对齐主光束管理元件阵列部件490的主微透镜540和光纤连接器套圈592的次级微透镜550。

应当理解，相邻主2D曲面TIR微镜540被不同地配置，以便沿着非平行光路564a、564b来引导光，但是该备选的主2D曲面TIR微镜540被相同地配置，以便沿着平行光路来引导光。每个光路564a在与X-Z平面平行的平面中经由主2D曲面TIR微镜540中的对应的一个主2D曲面TIR微镜、第一反射性表面595a和次级微透镜550中的对应的一个次级微透镜从主光束管理元件阵列部件590的端面541b延伸到光纤对齐孔560中的一个的端507a。相比之下，每个光路564b经由主2D曲面TIR微镜540中的对应的一个主2D曲面TIR微镜、第二反射性表面595b和次级微透镜550中的对应的一个次级微透镜从主光束管理元件阵列部件590的端面541b延伸到光纤对齐孔560中的一个的端507b，其中光纤对齐孔560的端507a、507b在与X-Z平面平行的平面中被对齐。如从图6可领会，每个光路564a在第一单片熔融硅石块503a的第一反射性表面595a处改变方向，以及每个光路564b在第一单片熔融硅石块503a的第二反射性表面595b处改变方向。此外，作为主2D曲面TIR微镜540的配置的结果，光可被耦合在沿着与Y方向平行的方向所布置的集成光学波导端或端口527的1D阵列与光纤506的2D阵列之间。

如从图6可领会，主2D曲面TIR微镜540和次级微透镜550的使用用来形成在主光束管理元件阵列部件590与光纤连接器套圈592之间被水平地传送的扩大的准直光束的2D阵列，由此针对给定的光学耦合效率来放宽主光束管理元件阵列部件590与光纤连接器套圈592之间所要求的对齐容差。

主2D曲面TIR微镜540中的每个可与其他主2D曲面TIR微镜540中的每个无关地被限定。这可允许主2D曲面TIR微镜540中的每个具有略微不同的配置，例如在位置上相对于对应光路564a、564b是不同的(偏移)，或者具有不同的角度、曲率等。相似地，次级微透镜550中的每个可与其他次级微透镜550中的每个无关地被限定。这可允许次级微透镜550中的每个具有略微不同的配置，例如在位置上相对于对应光路564a、564b是不同的(偏移)，或者具有不同的角度、曲率等。具体来说，主2D曲面TIR微镜540和次级微透镜550的配置可被选择成在主光束管理元件阵列部件590与光纤连接器套圈592之间形成具有相同或相似的光束直径和取向的准直光束的2D阵列。

从前面的描述将会理解，光学互连布置502可用来以比现有技术光学互连布置更简单的方式光学地耦合光子集成电路504的集成光学波导526的1D阵列和光纤506的2D阵列，由此使高密度光子集成电路光学I/O与现有技术光学互连布置相比能够更易于被实现。此外，作为光纤连接器套圈592的一个或多个销570和主光束管理元件阵列部件590的一个或多个对齐孔546的结果，本领域的普通技术人员将理解，光纤连接器套圈592和主光束管理元件阵列部件590配置为可插拔或者可连接。主光束管理元件阵列部件590和光纤连接器套圈592还可包括一个或多个机械特征(未示出)，诸如一个或多个臂、夹子或夹具，用于可分离地附连主光束管理元件阵列部件590和光纤连接器套圈592，例如用于将主光束管理元件阵列部件590和光纤连接器套圈592连接、闩锁或保持在一起。

现在参照图7，示出供代替光纤连接器套圈292、392、492、592中的任何光纤连接器套圈使用并且供多个光纤606使用的光纤连接器套圈692，其中每个光纤606包括多个光纤核心606a。光纤连接器套圈692包括诸如第二单片熔融硅石块603b的第二单片材料块以及多个次级光束管理元件，所述多个次级光束管理元件采用在第二单片熔融硅石块603b的表面652上被整体地形成的多个次级微透镜650的形式。次级微透镜650被布置在交错布置或均匀2D阵列中。光纤连接器套圈692进一步包括采用多个纤维对齐孔660的形式的多个光纤对齐结构，所述多个光纤对齐孔660在第二单片熔融硅石块603b中被整体地形成，每个光纤对齐孔660配置成容纳光纤606中的对应的一个光纤的端部，使得在对应光纤606的端607处的每个光纤核心606a与次级微透镜650中的对应的一个次级微透镜对齐但分隔。

光纤连接器套圈692进一步包括对齐销670，以用于光纤连接器套圈692与主光束管理元件阵列部件290、490、590的对齐孔246、446、546的对齐或者与反射器部件394的对齐孔398的对齐。应当理解，在其他方面，光纤连接器套圈692与光纤连接器套圈292、392、492、592相似。对齐销670可在第二单片熔融硅石块603b中被整体地形成。备选地，第二单片熔融硅石块603b可限定多个孔，每个孔配置成容纳对齐销670中的对应的一个对齐销。

应当理解，多个主光束管理元件40、140、240、340、440、540、反射性表面295、395、495a、495b、595a、595b、多个次级光束管理元件50、150、250、350、450、550、650以及多个光纤对齐结构60、160、260、360、460、560、660中的一个或多个中的任何一个的形成可包括使用诸如超快激光或飞秒激光的激光在多个区域中刻下单片材料块，以便修改所述多个区域中的单片块的材料。例如，多个主光束管理元件40、140、240、340、440、540、反射性表面295、395、495a、495b、595a、595b、多个次级光束管理元件50、150、250、350、450、550、650以及多个光纤对齐结构60、160、260、360、460、560、660中的一个或多个中的任何一个的形成可包括使用诸如超快激光或飞秒激光的激光在多个区域中刻下单片材料块，以便修改所述多个区域中的单片块的材料的折射率。多个主光束管理元件40、140、240、340、440、540、反射性表面295、395、495a、495b、595a、595b、多个次级光束管理元件50、150、250、350、450、550、650以及多个光纤对齐结构60、160、260、360、460、560、660中的一个或多个中的任何一个的形成可包括使用激光在多个区域中刻下单片材料块，以便修改所述多个区域中的单片块的材料的化学可蚀性，并且随后例如通过化学蚀刻从所述多个区域中移除单片块的经修改材料。多个主光束管理元件40、140、240、340、440、540、反射性表面295、395、495a、495b、595a、595b、多个次级光束管理元件50、150、250、350、450、550、650以及多个光纤对齐结构60、160、260、360、460、560、660中的一个或多个中的任何一个的形成可包括使用激光在多个区域中刻下单片材料块，以便消融所述多个区域中的单片块的材料。此外，单片材料块可包括单片玻璃块，诸如单片熔融硅石块。

本领域的普通技术人员将会理解，在不背离如根据所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可对以上描述的本公开的实施例进行各种修改。例如，虽然图2的光纤连接器套圈192包括多个2D曲面TIR微镜150，但在图2的光纤连接器套圈192的备选的实施例中，曲面TIR微镜150可由在单片熔融硅石块103b的下侧153上所形成的2D曲面微镜来替代。

虽然光子集成电路4、104、204、304、404中的每个在以上描述为包括多个光栅耦合器元件27、127、227、327、427以用于通过光子集成电路4、104、204、304的上表面69、169、269、369、469来耦合至/自光子集成电路4、104、204、304、404的多个集成光学波导的光，但其他种类的表面耦合器元件可用来通过光子集成电路4、104、204、304、404的上表面69、169、269、369、469来耦合至/自光子集成电路4、104、204、304、404的多个集成光学波导的光。例如，诸如2D TIR曲面微镜的2D曲面微镜可用来通过光子集成电路4、104、204、304、404的上表面69、169、269、369、469来耦合至/自光子集成电路4、104、204、304、404的多个集成光学波导的光。

虽然多个主光束管理元件40、140、240、340、多个次级光束管理元件50、150、250、350、650以及多个光纤对齐结构60、160、260、360、660在以上全都描述为被布置在交错布置或2D阵列中，但多个主光束管理元件40、140、240、340、多个次级光束管理元件50、150、250、350、650以及多个光纤对齐结构60、160、260、360、660可被布置在均匀1D阵列中，其中主光束管理元件40、140、240、340的间距小于次级光束管理元件50、150、250、350、650的间距以及多个光纤对齐结构60、160、260、360、660的间距。例如，在图3的实施例中，可相应地选择反射性表面295的斜度和主光束管理元件阵列部件290的表面253的取向。相似地，在图4的实施例中，可相应地选择反射性表面395的斜度和反射器部件394的表面353的取向。

虽然在图3的实施例中，光栅耦合器227和主微透镜240配置成使得光路264在对应光栅耦合器227与反射性表面295之间以相对于垂直方向的锐角被对齐，并且使得光路264在反射性表面295处将方向改变大致120°，但在图3的实施例的变体中，光栅耦合器227和主微透镜240可配置成使得光路264在对应光栅耦合器227与反射性表面295之间在垂直或接近垂直方向上被对齐，并且可在反射性表面295处将方向改变90°的区域中的角度。

虽然在图1A和图1B以及图2的实施例中，光栅耦合器27、127和主微透镜40、140配置成使得光路64和164在光栅耦合器27、127与2D曲面TIR微镜50、150之间在垂直方向上被对齐，并且使得光路64、164在2D曲面TIR微镜50、150处将方向改变大致90°，但在图1A和图1B以及图2的实施例的变体中，光栅耦合器27、127和主微透镜40、140可配置成使得光路64、164在对应光栅耦合器27、127与2D曲面TIR微镜50、150之间以相对于垂直方向的锐角被对齐，并且可在2D曲面TIR微镜50、150处将方向改变大于90°的角度。相似地，虽然在图4的实施例中，光栅耦合器327和主微透镜340配置成使得光路364在光栅耦合器327与反射性表面395之间在垂直方向上被对齐，并且使得光路364在反射性表面395处将方向改变大致90°，但在图3的实施例的变体中，光栅耦合器327和主微透镜340可配置成使得光路364在对应光栅耦合器327与反射性表面395之间以相对于垂直方向的锐角被对齐，并且可在反射性表面395处将方向改变大于90°的角度。

代替图6的光子集成电路504的多个光学端口527与光子集成电路504的上参考表面569分隔预先确定的距离，光子集成电路504的多个光学端口527可与光子集成电路504的突出部分505a分隔预先确定的距离。此外，代替多个主2D曲面TIR微镜540和主光束管理元件阵列部件590的突出部分542a在Z方向上被分隔预先确定的距离(其与光子集成电路504的多个光学端口527和光子集成电路504的上参考表面569在Z方向上被分隔的预先确定的距离匹配)，多个主2D曲面TIR微镜540和主光束管理元件阵列部件590的下参考表面可在Z方向上被分隔预先确定的距离(其与光子集成电路504的多个光学端口527和光子集成电路504的突出部分505a在Z方向上被分隔的预先确定的距离匹配)。此外，主光束管理元件阵列部件590的台阶可配置成允许光子集成电路504的突出部分505a与主光束管理元件阵列部件590的下参考表面之间的接合，而无需主光束管理元件阵列部件590的突出部分542a接合光子集成电路504。因此，光子集成电路504的突出部分505a与主光束管理元件阵列部件590的下参考表面之间的接合引起主光束管理元件阵列部件590的多个主2D曲面TIR微镜540与光子集成电路504的端或光学端口527在Z方向上对齐。

本说明书中公开或说明的每个特征可或者单独地或者以与本文中公开或说明的任何其他特征的任何适当组合被包含在任何实施例中。特别地，本领域的普通技术人员将会理解，以上参照附图描述的本公开的实施例的特征中的一个或多个当与本公开的实施例的其他特征中的一个或多个隔离使用时可产生效果或者提供优点，并且除了以上描述的本公开的实施例的特征的具体组合之外，特征的不同组合也是可能的。

技术人员将会理解，在前面的描述和所附权利要求中，诸如“上方”、“沿着”、“侧”等的位置术语参照诸如附图中所示的概念说明的概念说明进行。这些术语用于便于参考，但不是意图具有限制的性质。因此，这些术语要被理解为当处于如附图中所示的取向中时指代对象。

当与本公开的实施例的特征相关地使用时，术语“包括”的使用不排除其他特征或步骤。当与本公开的实施例的特征相关地使用时，术语“一(a)”或“一个(an)”的使用不排除实施例可包括多个这样的特征的可能性。

权利要求中的任何附图标记的使用不应当被理解为限制权利要求的范围。