配置成提高緊鄰接合部件處光的吸收的安裝底層的製作方法

2023-06-20 19:30:31 1

配置成提高緊鄰接合部件處光的吸收的安裝底層的製作方法
【專利摘要】本申請公開了配置成提高緊鄰接合部件處光的吸收的安裝底層。一種裝置，包括具有安裝表面和與該安裝表面相對的頂部表面的安裝底。滑動件具有與該安裝底的安裝表面相連接的接合部件，以及兩層或更多層設置在該安裝底的安裝表面與該接合部件之間。該兩層或更多層被配置成提高緊鄰該接合部件處光的光吸收。光從照射該安裝底的頂部表面的電磁能量源發出。
【專利說明】配置成提高緊鄰接合部件處光的吸收的安裝底層


【發明內容】

[0001]本公開涉及可用於利用電磁能量源連接光學元件的裝置和方法。在一個方面，該裝置包括安裝底(submount)，該安裝底具有可安裝表面和與該安裝表面相對的頂部表面。具有接合部件的滑動件與該安裝底的安裝表面相連接。所提供的裝置包括設置在該安裝底的安裝表面與該接合部件之間的兩層或更多層。該兩層或更多層被配置成提高緊鄰該接合部件處光的吸收，該光源自照射該安裝底的頂部表面的電磁能量源。
[0002]將雷射二極體安裝底連接到滑動件的方法包括提供一裝置，其包括具有安裝表面和與該安裝表面相對的頂部表面的安裝底，滑動件具有與該安裝底的安裝表面相連接的接合部件，以及設置在該安裝底的安裝表面與該接合部件之間的兩層或更多層，這些層被配置成提高緊鄰該接合部件處電磁能的吸收。電磁能源可源自光源，該光源可包括照射該安裝底的頂部表面的光纖雷射器。該安裝底進一步包括雷射二極體，以及該滑動件進一步包括光波導。所提供的方法還包括定位該安裝底和該滑動件，從而使得從該安裝底上的雷射二極體發出的光光學地耦合到該滑動件中的波導，導引來自該光纖雷射器的電磁輻射穿過該安裝底的頂部表面到達被配置成提高緊鄰該滑動件的接合部件處光的吸收的該兩層或更多層，以及將該兩層或更多層中的至少一層接合到該滑動件的接合部件。
[0003]在本公開中:
[0004]「損耗材料」至少指的是能夠消耗穿過其的電磁能的材料；以及
[0005]「光纖雷射器」至少指的是被配置成將來自雷射二極體的輸出光引導到另一光學兀件的光纖。
[0006]所提供的裝置和方法能夠降低該安裝底或滑動件中的光纖接合光吸收，而這種光吸收對於將連接到該安裝底的雷射二極體對準到用於HAMR記錄的滑動件中的光波導是一個問題。所提供的裝置和方法的使用避免了該安裝底、該滑動件或者兩者的大量熱聚集的加熱，這種加熱能夠使該接合層的重新固化緩慢並增加了重新固化過程中相對移動的可能性，這是由於所涉及的材料的不同熱膨脹而引起的。
[0007]上面的內容並不意於描述本公開的每一公開實施例或每一實現方式。下面的附圖和詳細描述更加具體地描述了示意性的實施例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]參考附圖來進行詳細的描述，其中相同的參考標記表示相同的元件，以及其中:
[0009]圖1是熱輔助、磁記錄、硬驅動滑動器組件的實施例的立體視圖。
[0010]圖2是示出了所提供的裝置的實施例的結構圖。
[0011]圖3A和3B是具有設置在安裝底的安裝表面與接合部件之間的兩層或更多層的所提供裝置的所提供安裝底的兩個實施例的側部結構視圖。
[0012]圖4A和4B是作為分別在厚度為50nm和10nm的所提供安裝底的安裝表面上的所提供層的實施例的折射係數與吸收係數的函數的反射率的模擬曲線。
[0013]圖5是採用圖3B的三層結構在1.2 μ m光波長情況下作為入射角函數的反射率的模擬曲線。
[0014]圖6是採用圖3B的三層結構在兩個入射角下作為光波長函數的反射率的模擬曲線。
[0015]圖7A-C是具有在正介電常數的無損或有損介電材料中以及負介電常數的金屬中傳播的表面等離子體的安裝底的數個實施例的側部結構視圖。
[0016]圖8A和8B是分別作為入射角和波長的函數的圖7A所示實施例的反射率曲線。
[0017]圖9是示出了用於將可連接元件接合到基部元件的方法的實施例的示意圖。
[0018]圖10是所提供方法的實施例的流程圖。
[0019]這些附圖並不是必須成比例的。附圖中使用的相同數字表示相同的元件。然而，應當理解的是，在特定附圖中用於表示某一元件的數字的使用並不意於限制在其它附圖中具有相同數字的元件。

【具體實施方式】
[0020]在下面的描述中，參考給出的附圖進行描述，這些附圖形成說明書的一部分，以及其中它們通過數個【具體實施方式】的示例方式而給出。應當理解的是，其它的實施方式是可預料的，並且可在不脫離本發明範圍或精神的前提下而得到。因此，下面的詳細描述不應被視為限定的含義。
[0021]除了明確指明之外，在說明書和權利要求書中使用的表示特徵尺寸、數量和物理性能的所有數字應當被理解為在所有情況下均是可被術語「大約」而改變的。相應地，除了表明是相反的，之前描述和相應權利要求中給出的數字參數僅是大約的值，它們可基於本領域技術人員使用這裡公開的教導而想要得到的期望性能而變化。由端點限定範圍的數值的使用包括該範圍內的所有數值(例如，I到5包括1，1.5，2，2.75，3，3.80，4和5)以及這個範圍內的任一範圍。
[0022]本公開一般地涉及用於數據存儲的磁存儲設備。下面，這裡描述的裝置和方法能夠便於很小尺寸光學器件的組裝。例如，這些裝置和方法可用於組裝熱輔助磁記錄(HAMR)設備，它們也被描述為熱輔助磁記錄(TAMR)以及能量輔助磁記錄(EAMR)。一般地，當其進行記錄時，HAMR設備使用雷射二極體或其它能量源來加熱磁性介質。
[0023]HAMR數據存儲介質具有高磁性矯頑力，其能夠克服超順磁效應(例如磁性方向上的熱感應的、隨機的變化)，這種效應目前限制了傳統硬驅動介質的面數據密度。在HAMR設備中，當通過換能器(例如磁性寫入極)被寫入時，磁性介質的一小部分，或者「熱點」被局部地加熱到其居裡溫度，從而使得該介質的磁性方向在該熱點處發生改變。
[0024]HAMR讀取/寫入頭，有時稱作為滑動件，包括與現有的硬驅動上那些類似的磁性讀取和寫入換能器。例如，數據可通過磁阻傳感器被讀取，該傳感器檢測移動介質的磁性變化。數據可通過寫入線圈被寫入到磁性介質，該線圈磁性地耦合到寫入極。AMR滑動件還可包括能量源，如雷射二極體，以及穿過該滑動件的光傳輸路徑，其將能量傳輸到該介質的表面。在一些結構中，雷射二極體可以是連接到該滑動件的分開製造的器件。
[0025]在連接工藝中，希望在組裝過程中精確地將雷射二極體與滑動件對準，從而最小化光傳輸路徑中的光傳輸損耗。該對準是有一定挑戰性的，因為除其他方面原因，雷射二極體和滑動件的尺寸很小，它們的尺寸在500 μ m量級上。
[0026]現在參考附圖1，一透視圖示出了根據一個示例實施例的HAMR滑動件組件100。在這個例子中，雷射二極體102安裝到安裝底104，安裝底104耦合到滑動件本體108的頂部表面106。這個例子中的雷射二極體102為邊緣發光二極體，其在負的I方向上發出光。安裝底104能將雷射器的輸出定位到希望的方向上，從而使得其能夠直接地耦合到滑動件本體108中的光波導114。光波導114引導雷射器輸出能量，從而使得其從滑動件本體108的面對介質的、空氣軸承表面110發出，從而加熱在滑動件組件100之下移動的最近的磁性介質(未示出)。
[0027]面對介質的表面110可被設置為空氣軸承表面(ABS)，其維持滑動件本體108與記錄介質之間的氣墊。滑動件本體108的換能器區域112至少包括產生磁場的寫入換能器和從雷射二極體102接收能量並將該能量導引到記錄介質的光換能器。光換能器可包括經由表面等離子體諧振導引能量的近場換能器(NFT)。光波導114包括光學元件(例如波導、反射鏡、耦合器、解耦器等)，它們集成在滑動件本體108中並便於將能量從雷射器102傳輸到換能器區域112。
[0028]在示出的滑動件組件100中，雷射二極體102、安裝底104和滑動件本體108採用現有技術中已知的集成電路/光學製造技術分開地形成。例如，這些部件可通過在晶片襯底上沉積材料層、採用光刻蝕、化學/機械拋光在層上形成結構、以及將晶片分隔成單個元件而形成(除其他方面原因)。然後，雷射二極體102可接合(例如焊接)到安裝底104，以及安裝底104然後可接合到滑動件本體108。這也可以另外的順序來進行，例如，在雷射二極體102連接之前，安裝底104可接合到滑動件本體108。在任一種情況下，都希望精確地將雷射二極體102的輸出與光耦合路徑114對準，從而最小化光損耗。
[0029]為了接下來討論的目的，光學元件如雷射二極體102、安裝底104、以及滑動件本體106可被稱作為基礎元件和/或可連接元件。在一些實施例種，基礎元件可大於可連接元件，但是並不是必須的。一般地，可連接元件如安裝底的安裝表面可與基礎元件如滑動件的安裝表面對準。可連接元件的暴露表面(例如與安裝表面相對的表面)然後可受到來自接合的雷射源的雷射的照射，典型的經由光纖。來自接合的雷射源的光能夠穿過該可連接元件到達該基礎元件的安裝表面上的接合部件。該接合部件可包括焊盤、接合線、接合層等。
[0030]圖2是示出了根據一個示例實施例的裝置的結構圖。為了描述的目的，之前描述過的安裝底104(圖2中的204)將被設置為可連接元件，之前描述過的滑動件本體108 (圖2中的208)將被設置為基礎元件。滑動件本體208由固定件200保持，例如滑動件卡具。類似地，固定件202 (例如安裝底卡具)將安裝底204與已經連接的雷射二極體222保持在一起。固定件200和202如此地設置，從而使得安裝底204的安裝表面205面對滑動件本體208的接合區域206。接合區域206包括接合部件207，如焊料或粘合劑。兩層或更多層(如圖2中所示的結構214)設置在安裝底204的安裝表面205與接合區域206的接合部件207之間。在一些實施例中，銀錫(SnAg)焊料可用作安裝底204和滑動件208之間的接合部件。雷射二極體222也使用銀錫(SnAg)焊料接合到安裝底204的側部。用於將雷射二極體接合到安裝底的側部的焊料成分可與用於將安裝底接合到滑動件的焊料不同(例如更高的熔融溫度)。
[0031]部件214包括吸收來自外部接合光的能量的兩層或更多層。在角形光譜中低散度的接合光源，例如低數值孔徑的光纖雷射器照射該安裝底(參見附圖3A-B中的320A或320B)並提供用於將安裝底204接合到滑動件208的加熱源。例如，這種光纖接合雷射器工作在976nm波長下。在這個波長下，在矽安裝底中Ι/e2強度處的光傳播距離僅為大約259 μ m。由於安裝底204的長度大於雷射二極體222的長度以及雷射二極體可在長度上大於大約350 μ m,在976nm下,大多數光在娃安裝底的頂部表面處被吸收。這裡描述的方法和裝置可被設置為使得接合光具有大於大約1.2 μ m的波長，在該波長下，矽幾乎是可透射的。例如，在1.1ym波長下，僅有12%的光被具有400 μ m長度的矽安裝底吸收。
[0032]圖3A和3B是具有設置在安裝底的安裝表面和接合部件之間的兩層或更多層的安裝底的兩個實施例的側部結構視圖。圖3A是包括安裝底340A的結構圖。具體的安裝底包括娃，當接合雷射器光的波長大於大約1.2μηι時,其對於從接合雷射器(未不出)發出的電磁能320Α來說是可透射的。安裝底340Α具有設置在安裝表面344Α上的光吸收層310Α。粘附增強層316，例如鉬或鈦，設置在與安裝層344Α相對的側部上的光吸收層310Α上，如圖3Α所示。
[0033]金屬反射層318設置在粘附增強層316上，並且其可由諸如金之類的良熱導體形成。金屬反射層318將光纖雷射器光320Α反射回光吸收層310Α中，以使得大部分的能量能夠進入光吸收層310Α中，提高用於將安裝底340Α接合到滑動件(未示出)的光吸收。當安裝底340Α接合到滑動件(圖3Α中未示出，但圖2中示出)時，金屬反射層318將接合到設置在滑動件本體的接合區域之上的焊料。通過利用焊料附近的局部熱源(層310Α)，用於接合的總熱量減小，以及用於焊接固化的時間縮短，從而降低了接合過程中安裝底與滑動件之間相對運動的可能性。在接合過程中，安裝底與滑動件之間的相對運動能夠導致連接到安裝底的雷射二極體與滑動件中的波導的對準問題，這相應地又會影響滑動件上雷射器裝置的性能。
[0034]在一些實施例中，當安裝底由矽製成時，安裝底340Α和/或340Β的頂部表面可包括防反射塗層(圖中未示出)。如果光是從空氣中入射的，那麼矽反射1.2μπι下大約30%的光。對於單個防反射塗層，如果其厚度是1/4波長的話，該層的折射係數將會是安裝底折射係數的平方根。可用作防反射塗層的材料包括用於矽安裝底的釔氧化物和鉭氧化物。
[0035]在接合過程中，由安裝底和/或塗層中的光吸收而產生的熱量能夠擴散到滑動件的空氣軸承表面，從而融化用於接合的焊料。如果光能夠穿過該安裝底而不被吸收，由這個高吸收層(例如熱吸收層310Α或310Β)產生的熱量能夠被局部化到該接合層(圖3Α或3Β中未示出，但是圖2中示出為207)。在圖3Α和3Β中，高吸收層310Α和310Β可以是差導熱層以及可設置在安裝底340Α或340Β與頂部有損金屬310之間。在一些實施例中，該高吸收層可設置在金屬反射層318之下但是接合層之上，而不是如圖3Α-Β所示的設置在頂部。這種包括設置在該安裝底的安裝表面與如下所述的接合部件之間的兩層或更多層的高吸收層的使用，能夠幫助保持安裝底和/或滑動件中的光吸收，從而使得焊料加熱更高效。當安裝底或滑動件加熱時，由於安裝底和滑動件的大量熱能，能防止該接合層迅速地重新固化，這種快速地重新固化會使得該安裝底和該滑動件變得失準。
[0036]在一個實施例中，該熱吸收層可具有低熱量，其能夠使得在連接到該安裝底的雷射二極體工作過程中實現良好的熱量轉移，但是能夠在該接合層的重新固化過程中防止該安裝底變熱。在另一實施例中，具有作為溫度的函數的熱導率的材料可用作熱吸收層。該材料的熱導率可隨著溫度的升高而增大或減小。例如，如果當用於HAMR設備中時，該裝置的正常工作溫度為100°c，以及焊料重新固化的溫度為300°C，那麼可使用在100°C和300°C之間其熱導率明顯地減小的材料。這種材料可以是但不限於金屬，如金、鋁、鉬、鎢或銅。
[0037]在附圖3A所示的實施例中，光吸收層310A是複合物，其包括至少一種半導體和一種有損耗材料。半導體通常在大約1.2 μ m的波長下具有高折射係數(對於鍺來說η =4.34)但是具有低吸收係數(對於鍺來說k = 0.087)。有損耗材料，如鈦，在1.2μπι下具有高折射係數(對於鈦來說η = 3.62)以及同樣也具有高吸收係數(k = 3.5)。光吸收層310A是鍺和鈦的複合物，但是也可以是至少一種半導體與一種具有高介電常數的有損耗材料任意混合形成的複合物。可用半導體的例子包括娃、鎵基合金(GaAs,GaAsSb)、鍺基合金(Ge, GeSi)、以及銦基合金(InP，InGaAs，以及InSb)。其它可用有損耗材料的例子包括鎢(W) >11 (Ta)、鈦(Ti)、鉬(Pt)、釕(Ru)、鋯(Zr)、鉻(Cr)、銠(Rh)、和鑰(Mo)。
[0038]圖3B是包括安裝底340B的結構圖。實現的安裝底包括矽，當該接合雷射器光的波長大於大約1.2μπι時，其對於從連接到接合雷射器(未示出)的光發出的電磁能320Β來說是可透射的。該光纖雷射器可發射從大約1.2μπι到大約1.55μπι波長的光。安裝底340Β具有設置在安裝表面344Β上的光吸收層310Β。粘附增強層316，如鉬或鈦，設置在與安裝表面344Β相對的側部上的光吸收層310Β上，如圖3Β所示。
[0039]金屬反射層318設置在粘附增強層316上，並且其可由諸如金之類的良熱導體形成。金屬反射層318將來自雷射器接合光320Β的能量反射回光吸收層310Β中，從而使得大部分能量可以進入光吸收層310Β，提高光吸收以將安裝底340Β接合到滑動件(未示出)。當安裝底340Β被接合到滑動件(圖3Β中未示出，但是圖2中示出)時，金屬反射層318將接合到設置在滑動件本體的接合區域之上的焊料。通過利用焊料附近的局部化熱源(層310Β)，用於接合的總熱量減少，以及用於焊料固化的時間縮短，從而降低了接合過程中安裝底與滑動件之間發生相對運動的可能性。粘附增強層316 (如鉬或鈦)與金屬反射層318(例如貴金屬如金)的組合能夠將來自雷射接合的能量反射到光吸收層中。安裝底與滑動件在接合過程中的相對運動能夠導致連接到該安裝底的雷射二極體與滑動件中的波導產生對準問題，這相應地會影響滑動件上雷射器裝置的性能。
[0040]在圖3Β所示的實施例中，光吸收層310Β是三層結構，其包括兩層有損耗材料如鈦312，它們又被一層半導體材料如鍺314所包圍。在一個實施例中，光吸收層310Β可以是包括被層316和318支撐起的15nm鈦層、47nm鍺層、以及15nm鈦層的三層結構，如圖3B所示。如果鍺的莫爾粒度(mole fract1n)是0.61,其有效介電常數是3.7+il.4。分析計算產生僅為0.00012的反射率。如果用矽代替鍺，當矽層的厚度為65nm時，反射率也會很低(0.00695)。
[0041]粘附增強層316和金屬反射層318可分別由鉬(或鈦)和金形成。貴金屬也可作為金屬反射層使用。金在大約1.2 μ m波長下具有高反射率，並且在此波長下並不吸收太多能量。為了在這個波長下具有高吸收，光吸收層310A或層310B需要密切地匹配矽安裝底材料340A或340B的阻抗。如果厚度和折射係數合適選擇的話，來自鉬和金層的高反射將會提高光吸收層中的吸收。
[0042]將會理解的是，如圖3A和3B所示的光吸收層310A和/或310B、粘附增強層316、和/或金屬反射層318可與安裝底340A以及340B —體形成。在其它實施例中，這些層中的一些或全部可替代地設置在配合部件的表面，例如與安裝底340A、340B連接的滑動件表面。
[0043]圖4A和4B是在分別具有50nm( λ /24)和10nmU /12)厚度的所提供安裝底的安裝表面上的所提供層的實施例的作為折射係數和吸收係數函數的反射率的模擬曲線。這些模擬曲線使用了 1.2μπι波長的光、20nm的鉬、50nm的金以及對於鉬來說為4.1+?6.5、對於金來說為0.35+?8.472以及對於矽來說為3.5193的複合折射係數。圖4A和4B示出了利用這些參數模擬的反射率。在兩種厚度下，用於最佳吸收的最優吸收係數為大約1.2，以及光折射指數取決於層厚度，其對於λ/24為大約5(圖4A)以及對於λ/12為大約3.6(圖4Β)。
[0044]所提供的光吸收層可具有對來自光纖雷射器的光的入射角度以及波長兩者的公差。圖5是在1.2μπι光波長下採用如圖3Β所示的結構得到的作為入射角度函數的反射率的模擬曲線，其中該光吸收層包括夾在兩個15nm鈦層之間的47nm鍺層的三層結構。圖5示出了在自法線高達35度或更高的入射角度的情況下該三層中的接合雷射具有低反射率，具體的入射角度取決於接合雷射的極化。圖6是採用圖3B的三層結構在兩個入射角度下作為光波長的函數的反射率的模擬曲線。圖6示出了在從大約1.10到大於1.30μπι或者更高的較大波長範圍上，這取決於入射角度，反射率具有非常小的變化(反射率的比例被高度放大)。
[0045]在其它實施例中，設置在安裝表面和接合結構之間的兩層或更多層可包括衍射光柵和至少一個等離子化金屬。採用在具有正介電常數的無損或有損電介質與具有負介電常數的金屬層之間的界面處傳播的表面等離子體，能夠得到幾乎完美的吸收。由於表面等離子體與光線之間動量的不匹配，衍射光柵(一維的或兩維的)可形成在安裝底的安裝表面處或者形成在等離子化金屬塗層處，以激發表面等離子體。圖7A-7C示出了一些可能的結構。
[0046]圖7Α示出了安裝底740。結構化安裝底740具有設置在所示的其安裝表面之上的一維衍射光柵750。等離子化金屬層760設置在結構化安裝底740上，以及該安裝底本體的材料(例如矽)與該等離子化層760之間的界面處形成光柵750。等離子化金屬層760可包括α相鉭和貴金屬(如釕、銠、鈀、銀、鋨、銦、金、或鉬)。如果衍射光柵750的深度足夠的淺，那麼該光柵將會相對於入射角度以及相對於入射光720的波長具有劇烈的諧振。採用局部表面等離子體的深光柵能夠降低這些敏感度。如果是一維的，淺的和深的光柵兩者將會是極化相關的，僅TE極化的入射束會產生良好的吸收。兩維光柵，稱作為「十字光柵」能夠產生較少的極化相關性。用於激發矽/等離子體化金屬界面處表面等離子體的光柵周期將會是具有兩維光柵的子波長，然而，十字光柵的製造成本更高。
[0047]圖8Α和SB分別是對於一種深光柵設計的作為入射角度和波長的函數的如圖7Α所示的實施例的反射率曲線。在這個例子(圖7Α)中，矽表面設置有300nm的一維周期以及塗敷有α相鉭層，其中鉭的齒寬為10nm以及深度為200nm。如圖8A和8B所示的那樣，該反射率是極化相關的。
[0048]如圖7B和7C所示的實施例具有金屬-介電材料-金屬三層結構。對於圖7B所示的實施例，入射光720穿過安裝底740的本體並照射到衍射光柵750上。等離子化金屬層760設置在結構化安裝底740之上。等離子化金屬層760也用作形成高吸收三層結構的一部分的一種金屬。該光吸收三層結構包括等離子化金屬層760、介電層770 (無損的或有損的)、以及可選的反射金屬層780(例如鉬、金、或它們的組合)。如圖7C所示的實施例包括具有設置在其安裝表面之上的光柵750的安裝底740。光柵750的齒由所示的等離子化金屬層760形成。安裝底本體的材料(如矽)、等離子化金屬層760、以及介電層(無損的或有損的)之間的界面形成光柵750。可選的金屬反射層780完成整個結構。
[0049]在另一方面，將雷射二極體安裝底連接到滑動件的方法包括提供一種裝置，其包括具有安裝表面和與該安裝表面相對的頂部表面的安裝底。滑動件具有與該安裝底的安裝表面連接的接合部件，以及設置在該安裝底的安裝表面與該接合部件之間的兩層或更多層。這些層被配置成提高緊鄰該接合部件的光的吸收，該光從照射該安裝底的頂部表面的光纖源發出。該安裝底可進一步包括雷射二極體，以及該滑動件可進一步包括光波導。該方法還可包括定位該安裝底與該滑動件，從而使得從該安裝底上的雷射二極體發出的光光學地耦合到滑動件中的波導，引導來自光纖雷射器的電磁輻射通過該安裝底的頂部表面，到達被配置成提高緊鄰該滑動件的接合部件處的光吸收的該兩層或更多層，以及將該兩層或更多層中的至少一層接合到該滑動件的接合部件。
[0050]圖9是示出了用於將可連接部件接合到基礎部件的方法的一個實施例的框圖。為了該圖清楚的目的，安裝表面905或安裝底904被示出為與接合區域906分離。安裝底904具有連接到一側的雷射二極體922。安裝底904和滑動件908被如此地布置，從而使得由雷射二極體922發出的光光學地耦合到滑動件908中的波導903中，如箭頭所示。光纖雷射器910被如此地布置，從而使得其導引電磁輻射(箭頭912)穿過安裝底904的頂部表面，到達被配置成提高緊鄰滑動件908的接合部件907處光的吸收的兩層或更多層914。從光纖雷射器910的芯部910a發出的光912被對準，從而使得正好在組裝之前，安裝底904被布置為使得安裝表面905與接合區域906對準但並不接觸。在這個例子中，保持滑動件本體908的固定件900移動到位以進行最後的組裝。在這個定位之後，安裝底904經由施加以及隨後移除的熱量而接合到滑動件本體908。例如，接合部件907 (其可設置在接合區域或安裝表面905上)可包括焊盤、接合線、接合層等中的一種或多種，通過被加熱到預定溫度以及然後冷卻，它們將安裝底904接合到滑動件本體908。
[0051]保持安裝底904和滑動件本體908 (或任意類似光學部件)之間光學對準的一個困難是當接合部件907重新固化時，控制周圍材料的熱膨脹。如果熱量被施加到工具組件(例如在烤箱中)，固定元件909和902以及其它工具(tooling)部件會經歷熱膨脹過程。即使外界施加的熱量被局部化在接合區域906附近時，足夠的游離能量(例如由反射、輻射熱轉移等引起)也能夠導致工具膨脹。工具的熱膨脹能夠移動滑動件本體908和安裝底904的相對位置，這會降低兩個部件的最優光學對準，例如，雷射二極體922的輸出與滑動件本體908的光路徑(波導903)的對準。
[0052]為了減小工具的熱膨脹，所示結構採用至少一個劈開的光纖910，其垂直於安裝底904的暴露表面914安裝，該暴露表面暴露到安裝表面905。光纖910的劈開面與安裝底904之間的間隙被設置為一裕度值，其實現最優耦合效率。光纖910包括芯部910a和覆層910b。在一個實現方式中，芯部910a的直徑為100 μ m，以及覆層910b的厚度為125 μ m。芯部910a的直徑被選擇為不延伸超過安裝底904的暴露表面914。芯部910a的直徑可顯著地小於安裝底904的暴露表面914的外部尺寸(例如，小於其一半)。安裝底904和/或滑動件908的多個部件使傳輸到兩層或更多層914的光變得均勻，這使得甚至當能量從小直徑芯部210a發出時，熱量的分布也均勻。
[0053]圖10示出了根據一個示例實施例的方法的流程圖。該方法包括提供裝置1002，其具有安裝底、具有接合部件的滑動件、以及設置在該安裝底的安裝表面與該接合部件之間的兩層或更多層。該安裝底可包括雷射二極體，以及該滑動件可包括光波導。該方法進一步包括定位1004該安裝底和該滑動件，從而使得從該安裝底上的雷射二極體發出的光光學地耦合該光波導。然後，來自光纖雷射器的電磁輻射被導引1006穿過安裝底的頂部表面到達被配置成提高緊鄰該滑動件的接合部件處的光的吸收的兩層或更多層。最後，這兩層或更多層中的至少一層被接合1008到滑動件的接合部件。
[0054]儘管這裡已經示出和描述了具體的實施例，本領域技術人員應當理解的是，在不脫離本發明範圍的前提下，對於這裡示出和描述的【具體實施方式】，還可以有多種可替換和/或等效實現方式來替換。本申請意於覆蓋這裡描述的【具體實施方式】的任意修改方式或變化方式。因此，本發明並不僅由權利要求及其等效方式限定。
【權利要求】
1.一種裝置，包括: 安裝底，具有安裝表面和與所述安裝表面相對的頂部表面； 滑動件，具有與所述安裝底的安裝表面相連接的接合部件；以及 設置在所述安裝底與所述接合部件之間的兩層或更多層，這些層被配置成提高緊鄰所述接合部件處光的吸收，所述光從照射所述安裝底的頂部表面的電磁能量源發出。
2.根據權利要求1的裝置，其中所述兩層或更多層設置在所述安裝底的安裝表面上。
3.根據權利要求1的裝置，其中所述安裝底包括矽。
4.根據權利要求1的裝置，進一步包括安裝到所述安裝底的側部表面並光學地耦合到所述滑動件上的波導的雷射器。
5.根據權利要求1的裝置，其中所述接合部件包括銀錫SnAg焊料層。
6.根據權利要求1的裝置，其中所述兩層或更多層包括緊鄰所述接合部件的金屬反射層。
7.根據權利要求6的裝置，其中所述金屬反射層包括鉬、金、或兩種的組合。
8.根據權利要求1的裝置，其中所述兩層或更多層包括至少一種半導體和至少一種有損耗材料。
9.根據權利要求1的裝置，其中所述兩層或更多層包括複合物，所述複合物包括至少一種半導體和至少一種有損耗材料。
10.根據權利要求9的裝置，其中所述至少一種半導體包括鍺，以及所述至少一種有損耗材料包括鈦。
11.根據權利要求1的裝置，其中所述兩層或更多層包括多層結構，所述多層結構包括由至少兩種有損耗材料與一種半導體形成的交替層。
12.根據權利要求1的裝置，其中所述兩層或更多層包括金、鋁、鉬、鎢、或銅。
13.—種方法,包括: 提供安裝底，所述安裝底具有安裝表面和與所述安裝表面相對的頂部表面； 提供具有接合部件的滑動件，所述接合部件與所述安裝底的安裝表面相連接，其中兩層或更多層設置在所述安裝底的安裝表面與所述接合部件之間，這些層被配置成提高緊鄰所述接合部件處能量的吸收； 定位所述安裝底與所述滑動件，從而使得從所述安裝底上的雷射二極體發出的光光學地耦合到所述滑動件中的光波導； 導引電磁輻射穿過所述安裝底的頂部表面到達所述兩層或更多層，以將所述安裝底接合到所述滑動件。
14.根據權利要求13的方法，其中所述安裝底進一步包括等離子化金屬層和所述兩層或更多層，以及位於所述安裝底的本體與所述等離子化金屬層之間界面處的衍射光柵，其中導引所述電磁輻射穿過所述安裝底的頂部表面進一步在所述等離子化金屬層處激發表面等離子體。
15.一種裝置,包括: 具有接合部件的滑動件；以及 安裝底，其具有與所述接合部件相連接的安裝表面和與所述安裝表面相對的頂部表面，所述安裝底包括: 緊鄰所述安裝表面的等離子化金屬層；以及 在所述安裝底的本體與所述等離子化金屬層之間界面處的衍射光柵，所述衍射光柵和所述等離子化金屬層被配置成提高緊鄰所述接合部件處光的吸收，所述光從照射所述安裝底的頂部表面的電磁能量源發出。
16.根據權利要求15的裝置，進一步包括設置在所述等離子化金屬層與所述接合部件之間的介電層。
17.根據權利要求16的裝置，進一步包括所述介電層與所述接合部件之間的反射金屬層。
18.根據權利要求16的裝置，其中所述衍射光柵由所述安裝底的本體、所述等離子化金屬層、以及所述介電層之間的界面而形成。
19.根據權利要求15的裝置，其中所述等離子化金屬層包括α相鉭和貴金屬中的至少一種。
20.根據權利要求15的裝置，其中所述衍射光柵包括一維光柵。
【文檔編號】G11B5/48GK104252868SQ201410497340
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2013年6月28日
【發明者】彭初兵, M·A·西格勒 申請人:希捷科技有限公司