JPH01128005A - マイクロ光学ビルディングブロックシステムおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、−膜内にはマイクロ光学システムに関する
ものであり、特に、様々な方法で光信号を光学的に処理
するためのフレキシブルなビルディングブロックシステ
ムに関するものである。

発明の背景 光学システムを組立てる伝統的な方法は、ミラー、レン
ズおよびフィルタのような別々の光学構成要素を使用す
ることである。これらの構成要素は広範な用途を見出し
ており、多くの型の応用例で使用され得る。しかしなが
ら、多くの情況において、特にミニチュア化がますます
重要視される状態で、別々の構成要素は嵩が高くなりす
ぎたり、相互接続が難しすぎたりずことがしばしばある
。

これらの障害のいくつかは、すべての異なる光学構成要
素が直接サブストレート上に製造される、統合された光
学系の開発により克服されている。

このアプローチにより、多様な小型の構成要素を作るこ
とが可能にされているが、それに伴って結果的には製造
の複雑さと柔軟性の欠如を増し、そのことが回路の設計
者または技術者が急速には設計を変えることができない
ようにしている。

先行技術は、ｒめ定められた態様で光ファイバを相互接
続するために典型的には三次元構造を採用している。そ
のような三次元構造の具体例は米国特許第４，３３９，
２９０号、第４，４９８゜７３１号、および第４，１３
０，３４５号に見られる。上にリスト化された第１の特
許と米国特許第４，４８３，５８２号においては、ビル
ディングブロックが光学システムで採用されており、そ
こでは隣接するビルディングブロックは、マスタサブス
トレートかまたは同等のフレームワークと厳密に相互接
続することによっではなく、互いに物理的に接触するこ
とにより整列する。

光ファイバを予め定められたは場所に保持するいくつか
の異なる手段が公知である。ポリマー的レリーフパター
ンを使用するという具体例が米国特許第４，３３９．２
９０号および第４，１６４゜３６４号に示されている。

これらのパターンは写真製版的に作られた厚膜のパター
ンであり得る。

しかしながら、先行技術に示されるようなこれらのパタ
ーンの用途は、光ファイバの整列のためにすぎず、他の
機能がない。

上で言及された最初の３つの特許と、米国特許第４．３
０６，７６５号および第４，１３０，３４３号の光学シ
ステムは、光フアイバサービスと関連して半反射性かま
たは透過性の層を開示している。本質的には、そのよう
な層の用途は光フアイバシステムでは周知である。

上で言及された型の多くの先行技術の多数要素システム
に関する１つの問題は、構成要素が適切な整列のための
正確な表面処理に依存しているので、誤差が累積し得る
ことである。このように、そのように構成されたシステ
ムはそのような累積誤差のためにその整列のある局面で
非常に不正確になり得る。

発明の概要 この発明に従えば、ビルディングブロックサブストレー
ト上で光ファイバを保持および支持し、かつマスタサブ
ストレート上のレリーフパターンと組になるための手段
を提供する、写真製版的に形成されたレリーフパターン
要素の助力で、ファイバの整列の問題は解決される。レ
リーフパターン要素は標準的な写真的方法で非常に正確
に作られ得る。

この発明は、別々の構成要素の柔軟性を、マスタサブス
トレート上に非常にコンパクトな光学システムを製造す
るという可能性と合体させる。一実施例において、この
発明は、１組の類似する形−状にされたビルディングブ
ロックを形成している、表面に装設された小型化された
光学構成要素からなる。これらのブロックはそれらの間
での光信号の送信のために近接するようにされ、電子構
成要素が印刷回路基板上に装設されるのとほとんど同じ
方法でマスタサブストレート上に装設され得る。

このシステムにおいて、ビルディングブロックは自己整
列しており、受動的であるかまたは能動的であるかのい
ずれかであり得る。

この発明は、多数の異なる機能をＨするビルディングブ
ロックシステムにおいて、゛光ファイバのような光学構
成要素の整列において極度の精度を比較的複雑でない態
様で提供する。この発明により、限られた数の機械ビル
ディングブロック、光学ビルディングブロック、電気光
学ビルディングブロック、または磁気光学ビルディング
ブロックを用いて多数の複雑な光学構成を設計すること
が可能にされる。この発明のビルディングブロックシス
テムにより作られ得る受動構造の具体例として、先分割
器、フィルタ、結合器および伝送線路がある。この発明
に従って構成される能動光学または電気光学構造として
、送信器、受信器および変調器がある。

この発明は、マスタサブストレートの表面上に装設され
るように意図されている光学ビルディングブロックのシ
ステムに向けられている。マスタサブストレートの寸法
および形状は可変であるが、それは常に、それに装設さ
れるように適合する最も小さいビルディングブロックの
組になる表面寸法に等しいかまたはそれよりも大きい寸
法をＨする少なくとも１個の平坦な表面を示している。

マスタサブストレートのこの平坦な部分は、少なくとも
１個のビルディングブロックが装設され得る表面を構成
する。

ビルディングブロック自体は、とりわけ三角形、四角形
、円形または六角形のような異なる幾何学的形状を有し
得るが、それらはすべて１個の平坦な表面を有し、その
表面はマスタサブストレートの平坦な表面と接触するか
、またはそれと近接して並置状態にある。表面同士の間
の距離規定手段は、ファイバがそこに装設された状態に
ある中間サブストレートのような、１個またはそれ以上
のファイバかまたは他の物理的要素であり得る。

この発明の目的、利点および特徴は、添付の図面と関連
して読まれた場合、次の詳細な説明からより容易に認め
られるであろう。

好ましい実施例の説明 ここで図面を参照し、特にその第１図を参照すると、マ
スタサブストレート３１の表面３２に装設される光学ビ
ルディングブロック２１ないし２８のシステムを含む、
この発明の全体的な描写が示されている。ビルディング
ブロックの機能は、たとえば、光の分岐、結合および相
互接続、検出および伝送、および異なる種類の光変調で
あり得る。マスタサブストレート３１の寸法および形状
は変化し得るが、それは常に、最も小さいビルディング
ブロックの寸法に等しいかまたはそれよりも大きい、少
なくとも１個の・μ坦な表面３２を有する。マスタサブ
ストレートの平坦な部分は、少なくとも１個のビルディ
ングブロックが装設される表面を構成する。

第５図および第６図に示されるように、ビルディングブ
ロックは異なる幾何学的形状を有し得る。

たとえば、ビルディングブロック３３は平坦で矩形の構
造であるが、ビルディングブロック３４はルーフ状の形
状をＨする。ビルディングブロック３５は、付加的要素
３６がその頂部に装設された、平坦な矩形のビルディン
グブロックとして示されている。それらの形状が何であ
れ、ビルディングブロックは通常は少なくとも１個の平
坦な表面を有し、それはマスタサブストレートの平坦な
表面と接触するかまたは接触寸前の状態で維持される。

第１１図に関して説明されるように、ビルディングブロ
ックはまた中間本体を含み得る。

このシステムの要素が製造され得る材料の具体例に、金
属、誘電体または半導体がある。ビルディングブロック
およびマスタサブストレート用に使用され得る材料の具
体例に、アルミニウム、ステンレス鋼および真ちゅうが
ある。適当な誘電体材料は、ガラス、セラミックスおよ
びプラスティックを含む。典型的な半導体材料は、シリ
コンおよび砒化ガリウムである。よりソフィストケート
された材料の具体例は、異なる種類の光学的に非線形の
重合体および結晶であり得る。各ビルディングブロック
は、１つまたは複数の異なる材料から製造され得る。た
とえば、ビルディングブロックの成る構成部分は誘電体
からなり得るが、同じビルディングブロックの別な部分
はアルミニウムから作られ得る。これら２つの部分は、
粘着剤のような恒久的ジヨイントか、またはクリップ、
ボルトまたはねじのような、これら２つの部分が分離さ
れることを可能にするジヨイントのいずれかにより、−
緒に保持され得る。

上記の材料は具体例としてのみ提供されており、限定的
であるべきではない。基本的な目的を達成して各要素に
望まれる特性を与え得る材料ならば、この発明の一部と
して採用され得る。

再び第１図を参照すると、光ファイバ３７は入来する光
シグナルを与え得るか、または、マスタサブストレート
上のビルディングブロックの組合わせから外へ出る信号
の伝送の手段になり得る。

第１図に示されるビルディングブロックのいくつかは下
でより詳細に論じられるが、それらの基本的な特性は、
第１図に示されるもののような比較的簡単な構造で得ら
れる柔軟性をより良く理解できるように、ここで指摘さ
れる。

ビルディングブロック２１．２４および２５は検出器と
して構成され得るが、それの構造は後で論じられる。光
信号は、それぞれ光導波路４１、　′４２および４３に
よりこれらのブロックに付与される。ビルディングブロ
ック２７および２８は信号源ブロックとして示されてい
る。それらはレーザ源かまたは発光ダイオード（ＬＥＤ
）を採用し得る。光信号は、それぞれ光導波路４４およ
び４５により、これらのブロックからこの特定のシステ
ムの他のブロックへと送られる。ビルディングブロック
２２は分岐要素として構成され、信号が先導波路４６を
通って入り、かつ光導波路４７および４８により２方向
へ分割されてこのブロックを出る。ビルディングブロッ
ク２６は結合ブロックとして構成され、ここでは、光導
波路５１および５２により入ってくる２個の信号が結合
されて、先導波路５３を通って出る。最後に、ビルディ
ングブロック２３は、分岐と結合の両方のブロックとし
て機能し得る。３ボート要素であるブロック２２および
２６に対立するものとして、ブロック２３は４ボート要
素である。したがって、示された構造において、信号は
光導波路５４または５５を通って（入力／出力導波路３
７から）、またはその両方を通って入り得る。示される
ように、これらの信号は、光導波路５６および５７によ
り分裂されてブロック２３から伝送され得る。

典型的なビルディングブロックの構造をよりうまく説明
するために、ビルディングブロック２２が第２図の主題
として選ばれている。このブロックは２個の三角形セグ
メント６１および６２からなる。これら三角形の要素は
、部分的に反射する表面６３により分離される。入り光
フアイバコアセグメント６４はクラツデイング材料６５
により被覆される。同様に、出ファイバコアセグメント
６６はその上にクラツデイング６７を有する。他の出フ
ァイバコア７１はクラツデイング材料７２で形成される
。便宜上、複合ファイバまたは導波路に対しより広く言
及するために、参照番号６４．６６および７１が使用さ
れる。

第２図は、この発明の光学ビルディングブロックの基本
的な設計原理の具体例を提供している。

ビルディングブロック構造に装設される光ファイバは導
波路要素として使用される。ファイバは、入りファイバ
に関連する角度に置かれる別なファイバへと、入来する
光信号が全体的にまたは部分的に反射されるような方法
で構成される。こうして、２ボート、３ボートおよび４
ボート構成を作ることが可能である。これが受動ビルデ
ィングブロックの一具体例である。ファイバ７１はファ
イバ６４および６６に関して９０°の角度に示されてい
るけれども、それらのファイバは９０°以外のどのよう
な実際上の角度ででも接触し得る。他の受動ビルディン
グブロックは、波長マルチプレクサおよびデマルチプレ
クサを含む。

第２図の構造は、第３図ではより写実的に示されている
。クラッドファイバ６４および７１は、それぞれレリー
フパターン７３および７４により適所に保持される。ビ
ルディングブロック２２を作る際には、通常その開始点
は、光ファイバを保持しかつマスタサブストレート上の
適当なレリーフパターンを係合させるのに必要であるよ
うな適当なレリーフパターンをＨする、゛第２図に示さ
れる矩形の形態であるビルディングブロックサブストレ
ートであろう。ファイバが置かれた後で、ビルディング
ブロックサブストレートは、ファイバ６４の端部６８を
含むフェイス７５が露出される状態で、対角線で切断さ
れる。フーイバを含むこの全表面は、研削され、研摩さ
れ、さらに反射性のまたは透過性の層で被覆される。こ
の被覆６３は（第２図に示されるように）、それが光フ
ィルタとして機能するように、波長感応性があってもよ
いことに注目されたい。それはまた、成る波長に対して
は全体的に反射性があり得て、他の波長に対しては全体
的に透過性があり得て、さらに、どの特定の波長に対し
ても中間にｆ［−意の範囲の透過率を有する。

ビルディングブロックとビルディングブロックが装設さ
れるマスタサブストレー１・に共通であるこの発明の重
要な特徴は、ブロックの平坦な表面とマスタサブストレ
ートの平坦な表面に形成されるレリーフパターンである
。これらレリーフパターンは、それらの予め定められた
場所で光導波路を支持し、かつ正確な場所においてマス
タサブストレートに対しビルディングブロックを整列さ
せて固定するという、二ｍ機能に適う。ビルディングブ
ロック上のレリーフパターンは、マスタサブストレート
上でレリーフパターンの予め定められた領域においてそ
れが組を作るような形状にされ、かつそのような構成に
される。したがってビルディングブロックは、第１にマ
スタサブストレートに対し整列し、次に互いに整列する
。

要素の整列のために用いられるレリーフパターンのこの
概念は、ビルディングブロックの物理的な・Ｊ法の非常
に正確な機械製造公差に対し通常期待されるであろう要
求の緩和を可能にする。この発明において、通常は事実
上写真撮影方法である、公知の方法を用いて、要素の平
坦な表面に非常に正確なレリーフパターンを作ることに
より整列の精度が保ｌされる。

他のビルディングブロックやマスタサブストレートなし
で１個のビルディングブロックを使用することができる
かもしれないが、この発明が通常はマスタサブストレー
ト上の１個またはそれ以上のビルディングブロックのシ
ステムからなることが口論まれでいる。ビルディングブ
ロックとマスタサブストレートのレリーフパターンは、
ビルディングブロックがマスタサブストレート上の多数
の子め規定された位置のうちのいずれか１つで装設され
ることを可能にするような構成にされる。

１つより多いビルディングブロックがマスタサブストレ
ート上に°置かれる場合、それらは光信号の直接的カプ
リングのために近接した並置状態に装設され得るか、ま
たは、予め定められた距離だけ間隔を隔てられて、なお
かつ信号カプリングに対する備えをし得るか、いずれか
である。

ビルディングブロックとマスタサブストレートの（１乏
垣な表面上のレリーフパターンは多くの異なる方法で形
成され得る。成る方法では、表面領域から材料を除去す
るためにウェットエツチング方法かまたはドライエツチ
ング方法を採用し、所望のパターンの陸および谷または
は溝を作り出す。

レリーフパターンを作る別なｈ°法は、ビルディングブ
ロックとマスタサブストレートの両方の平坦な表面上に
厚膜感光性層を付与することである。

公知の写真製版方法を用いることにより、感光性層に所
望のパターンを正確に形成することが可能である。レリ
ーフパターンを作るための他のあり得る方法として、ス
タンピングと、モールディングと、グラインディングと
、エンボシングと、レーザ切断または機械力Ｕ−Ｃと、
レーザエツチングと、電気化学手段、流体手段、アブレ
ーシブジェット手段、または超音波手段によるような機
械加工とがある。

異なるビルディングブロック間の光相互作用ばかりでな
く、１個のビルディングブロック内での配光が、導波伝
搬かまたは空中または他の光学媒体における自由伝搬に
より達成され得る。マスタサブストレーＩ・に対しビル
ディングブロックを整列させるために組になるレリーフ
パターンを使用するという概念は、光信号がブロック内
で先導波路中を伝搬するという情況において特に白°用
である。この情況では、レリーフパターンはビルディン
グプロ、ツクをマスタサブストレートに対し整列させる
ための手段として役立ち得るばかりでなく、これらのパ
ターンはまた、導波路を構成するように、またはビルデ
ィングブロック内で分配のために使用される先導波路を
物理的に保持して整列させるように設計［され得る。一
般に、ビルディングブロックのレリーフパターンは先導
波路かまたは１つのパターンの必須部分として他の光構
成要素を具体化するように設計され得るか、または、レ
リーフパターンは、先導波路かまたはビルディングブロ
ックの機能を規定する他の光学および機械構成要素に対
する機械的取付具として役立ち得る。

ビルディングブロックを製造する工程はいくつかのステ
ップからなる。１個の平坦な表面を有する所望の材料の
スターティング本体が選ばれ、その表面の寸法は製造さ
れるべきブロックと少、なくとも同じくらいの大きさで
ある。平坦な表面はサブユニットへと分割され、その各
々がビルディングブロックまたはビルディングブロック
の一部の下用な表面を表わしている。第４図を参照する
と、スターティング本体８１はサブユニット８２へと分
割される。レリーフパターン８３は、上で言及された方
法を利用して、スターティング本体の平坦な表面に形成
される。このシステムを使用する幾何学的配置は、基本
的に二次元である。それゆえ、１個のスターティング本
体表面上に多数のビルディングブロックに対するレリー
フパターンを同時に作ることが可能である。

通常は、この点で、典型的には事実上反復性の多数のレ
リーフパターンがスターティング本体の平坦な表面上に
形成されている状態で、光ファイバのような受動構成要
素がレリーフパターンにおけるそれらのそれぞれの位置
に装設され、かつ粘着的に接着される。次に、スターテ
ィング本体は、サブユニットを規定してビルディングブ
ロックを互いに分離させるライン８４に沿って切断され
る。

受動構成要素を装設してビルディングブロックを分離す
るステップが逆にされ得ることもあり得る。

ビルディングブロックを分離した後で、切断端縁が研削
および研摩され、さらに、反射性または透過性層で１＆
覆されるべき表面が光学的品質（Ｏｐｔｉｃａｌ　　ｑ
ｕａｌｉｔｙ）に至るまで研摩される。この点で反射性
または透過性被覆が付与され、次に、検出器、送信器お
よび変調器のような能動構成要素がビルディングブロッ
クに装着される。

マスタサブストレートを製造する工程には実質的な類似
性があり、第４図がそれを例示している。

再び、少なくとも１個の平坦な表面を有する所望の材料
のスターティング本体が選ばれる。この表面の寸法は製
造されるべきマスタサブストレートと少なくとも同じく
らいの大きさであり、そのマスタサブストレートはその
上に装設されるビルディングブロックと少なくとも同じ
くらいの大きさである。次に・１色用な表面がサブユニ
ットに分割され、その各々はマスタサブストレートの平
坦な表面を表わしている。先に説明されたように、マス
タサブストレートのレリーフパターンはスターティング
本体の平坦な表面上に形成される。再び、それは二次元
システムであり、そのため、多数のマスタサブストレー
トレリーフパターンが同時に形成され得る。次に、スタ
ーティング本体がサブユニットを規定する線に沿って切
断され、切断端縁が研削される。したがって、マスタサ
ブストレートを製造するための処理加工は、受動および
能動光学構成要素が通常は付加されないということを除
けば、ビルディングブロックに対する処理加工に非常に
類似している。しかしながら、場合によっては、受動お
よび能動構成要素がマスタサブストレート上に装設され
得る。

レリーフパターンの具体的な詳細と、それらが組になる
態様がここで説明される。第７図は、マスタサブストレ
ート８７の平坦な表面８６上の典型的なレリーフパター
ン８５の一具体例を示している。これは、全マスタサブ
ストレートパターン表面であり得るし、または、ずっと
大型のサブストレートとパターンの複合体の小さなセグ
メントにすぎないかもしれない。レリーフパターンの要
素は小さなグループ９１に配置され、それはグループ９
２と間隔を隔てられかつそれと整列状態にあり、それら
の双方がループ９３に対し垂直に配向されている。長手
のスロット９４がグループ９１の要素を通過して、グル
ープ９２を通過するスロット９５と整列状態にあること
に注目されたい。

スロット９６はグループ９３を通過して、スロット９４
および９５に対し垂直である。再び、これはレリーフパ
ターンレイアウトの特定の一具体例である。このパター
ンは連続する全体にわたるパターンであり得るか、また
は、結局は反復性があるかもしれないか、またはないか
もしれない、いくつかのグループのパターンの組合わせ
であり得る。

典型的なビルディングブロック１０１の平坦な表面が、
レリーフパターン要素１０２ないし１０８とともに、第
８図に示され２ている。一方の側でレリーフパターン要
素１０２および１０４により規定されかつ他方の側で１
０３および１０５により規定されるスロットに、光ファ
イバ１１１が位置決めされている。光ファイバ１１２は
、一方の側のレリーフパターン要素１０４および１０６
と他方の側の１０７および１０８に形成されるスロット
に位置決めされる。先ファイバ１１２の斜めに切断され
た而１１３とビルディングブロックサブストレート１０
１の同・ＩＬ面の斜めの面１１４が光学的品質へ至るま
で研摩され、次に、反射性のまたは透過性の被覆で被覆
される。光ファイバ１１１の正方形にされた端部１１５
が斜めに切断された面１１３に隣接して光ファイバ１１
２の側部に当接することに注目されたい。

第９図は、第８図のビルディングブロック要素１０１が
反転されてマスタサブストレート８７上の配列８５にお
いて適所に置かれているのを示している。ビルディング
ブロックレリーフパターン要素１０６はマスタサブスト
レートレリーフパターン要素１１６と１１７の間にあり
、ビルディングブロック要素１０８はマスタサブストレ
ート要素１２１と１２２の間にあり、さらに、先に論じ
られたビルディングブロックレリーフパターン要素の残
りのものに対しても同様である。第２のビルディングブ
ロック要素１２３は、第２図のビルディングブロックの
部分６２と同等であるが、またマスタサブストレートの
レリーフパターン８５へと嵌合され、その結果それはビ
ルディングブロック要素１０１と組になる。この図では
、光ファイバ１２４は、実際、部分的に反射性のまたは
透過性の面１１３で接触する光ファイバ１１２の続きで
ある。ビルディングプロ・！り要素１０１と１２３の間
の対角ａ１２５は、面１１３を含んでおり、所望される
ならば２個のビルディングブロック間に位置決めされる
、屈折率が符合する物質を表わし得る。

上で説明された構造において必要である典型的な寸法を
理解することは有益である。第９図において示されたよ
うな構造の小さな部分の拡大された縦断面である第１０
図を参照すると、重要な関係のいくつかが示されている
。第１０図でわかるように、ビルディングブロックサブ
ストレート１０１の１シ坦な而１０９とマスタサブスト
レート８７の）Ｉｔ　）１．１な而８６の間の距離は光
ファイバ１１２の直径により規定される。したがって、
ビルディングブロックが第９図に示されるようなサブス
トレート上に装設される場合、レリーフパターン要素同
士はともに噛み合うが、通常は反対側の部材の平坦な表
面とは接触しない。典型的な光ファイバの直径は１２５
ないし２０県岬であり、もちろん、それはサブストレー
トの平坦な面同士の間の距離を規定する。レリーフパタ
ーン要素の高さは８０から１２０７１１１の範囲に及ぶ
。レリーフパターン要素の横方向の寸法は一辺が１５０
ないし３０Ｏｒである。マスタサブストレート自体は典
型的には５ないし１００ｍｍの横方向の寸法を有し、厚
さが０．５ないし１．５ｍｍである。ビルディングブロ
ックの表面・」法は典型的には１ないし１０ｍｍであり
、厚さが０．５ないし１．５ｍｍである。これらの寸法
は参考のためにのみ挙げられており、この発明の構造の
微細な性質を現覚化する手助けとなる。これらの寸法は
限定のためではなく、これよりも大きいかまたは小さい
いずれの寸法でもこの発明の原理には影響を及ぼさない
であろう。

上で論じられた構造の拡張部分が第１１図に示されてい
る。ビルディングブロックサブストレート１０１は、レ
リーフパターン要素１０６および１０８が平坦な表面１
０９に接して、それらの間にファイバ１１２を閉じ込め
る状態で形成される。

マスタサブストレー１・８７はレリーフパターン要素１
１７．１１８および１２２がＮ１也川な表面８６に接し
た状態で形成される。これらのビルディングブロックシ
ステム構成要素間には、中間サブストレート１１９があ
り、それは両側に配置される＜１Ｊ−坦な表面１２０お
よび１２６を有する。レリーフパターン要素１２７およ
び１２８は表面１２０上にあって、ビルディングブロッ
クサブストレート上のパターン要素１０６および１０８
と組になり、光ファイバ１１２を第１０図におけるよう
に位置合わせする。レリーフパターン要素１２９および
１３０は表面１２６上にあり、部分的に光ファイバ１３
７および１３６を閉じ込める。

中間サブストレートとそれのレリーフパターン要素の機
能は、ビルディングブロックおよびマスタサブストレー
トに関して上で説明されたものと同じである。それは多
重層構造を提供するのに役立つにすぎない。所望に応じ
て１つより多い中間層が置かれ得るが、同様に機能する
。

このレリーフパターンの構造の形状が示されるように矩
形である必要はないが、円形や、六角形や、三角形や、
または他のどんな形状であってもよいことに７＋１１す
ることは重要である。

ビルディングブロックの機能は多数あるが、それらは上
で論じられたように組になる２つのレリーフパターンの
概念を利用することにより達成され得る。これらの機能
は、光信号の異なる種類の能動変調、検出または放出ば
かりでなく、空間における異なる場所への受動配光に関
連する。すべての機能は、ビルディングブロックの機能
を規定する構成要素の不可欠部分としてビルディングブ
ロックレリーフパターンを利用することとにより達成さ
れ得るか、または、レリーフパターンは、ビルディング
ブロックの機能を規定するそれらの構成要素の機械的取
付具として働き得る。次に、実質的にすべての場合に、
マスタサブストレート上の予め規定された位置でビルデ
ィングブロックを整列させかつ位置合わせするように、
ビルディングブロックレリーフパターンはマスタサブス
トレートのレリーフパターンと組になる。ビルディング
ブロックはすべて、それらの外部形状がどうであれ、レ
リーフパターンが形成される少なくとも１個の平坦な表
面をＨする。

このビルディングブロックシステムのために熟考されて
いる、相互接続と、曲げ加工と、分岐と、結合と、継ぎ
合わせとを含むいくつかの受動機能がある。

相互接続は空間における２点間の光１５号の伝送を伴い
、先導波路の一セグメントにより達成され得るが、その
−具体例が第１５図に示されている。

その図は後で論じられるが、それは左側から、た゛　と
えば、ブロック１６２を通る簡単な相互接続の一具体例
を提０（シている。既に説明されたように、ビルディン
グブロックのレリーフパターンにより整列されかつ位置
決めされる光ファイバの使用により、信号費導効果が可
能にされ得る。それに応じてマスタサブストレートのレ
リーフパターンは、第９図において示されるようなビル
ディングブロックおよびレリーフパターンの粘着的に接
むされたファイバセグメントを収容するようにされる。

導波路を作る他の方法が後で論じられる。それらは、こ
の発明の原理やレリーフパターンの組になる面に影響を
及ぼさない。

曲げ加工の一只体例が第１２図に示されている。

曲げ加工要素と相互接続要素は両方とも光信号を１点か
ら別な点へ田導するために使用される。しかしながら、
曲げ加工要素は、導波路の入力端部の光学軸が導波路の
出力部分の光学軸に関する角度を形成するという事実に
より規定される。光信号を曲げるための１つの方法は、
第１２図において示されているように誘電体のまたは金
属の全反射表面１３３を利用することである。この場合
、２個の真直ぐな導波路セグメント１３４および１３５
がビルディングブロック１３６の下用な表面上に位置合
わせされ、ファイバ１３４により搬送される光信号が実
質的に全体的に導波路１３５内へ反射されることを可能
にする。２個の導波路の軸間の角度はＣ／２ラジアンに
なるように選択され得るが、それが採用される角度にな
ることは必要ではない。マスタサブストレート上に組に
なる片方を有する、ビルディングブロック１３６上に示
されるレリーフパターンに注目されたい。前に言及され
たように、ビルディングブロックはマスタサブストレー
ト上に異なるビルディングブロックを並べて装設するこ
とを容易にするように作られており、光信号が隣接する
ビルディングブロック間で伝送されることを可能にする
。

入来光ビームを２個またはそれ以上の光ビームに分割す
るために、分岐要素が使用される。これは第１３図およ
び第１４図に例示されている。分割されたビームは同一
かまたは異なる量の出力を搬送し得る。入来ビーム１４
１が１より大きい単色光波長からなる場合には、そのビ
ームはスペクトル的に分裂され得て、その結果、分割後
の各ビームはわずか１の単色波長からなる。ｒ　ｌ１１
−色の」という語が使用されたが、それはまたＰＵ　１
１１色、すなわち完全に＋１を色であるということでは
ない何かも意図していることに注目されたい。２個の出
力ポートを白°する分岐要素の場合は、入力ポート１４
４に入る光がビーム分割器１４５により２個のビームに
分割され、それにより結果として出力ポート１４２およ
び１４３で出力を生じる。任意の出力ポートの入力ポー
トに対する出力の分割比は、０ないし１の範囲のどこか
になるように選択され得る。それが０である場合、その
結果はビーム分割器ではなく、むしろ相互接続要素であ
る。入力に対する出力１４３での比が１である場合には
、要素は曲げ加工要素にすずず、また再びビーム分割器
ではない。

光ビー゛ムの分割は、半透明金属または誘電体層１４５
を用いることにより達成され得る。人力１４４を出力１
４２と接続する導波路は斜線で２個の断片へ切断され、
半透明層１４５が切断された導波路の楕円形表面の一方
に付与される。その後、切断された断片は再結合されて
、ビルディングブロック上のレリーフパターンにおける
適当な場所へと挿入される。ボート１４３で終端する導
波路は、表面１４５から反射される光が導波路１４６へ
と最適に送り出されるような方法で、ビルディングブロ
ック上のレリーフパターンににおいて位置決めされる。

半透明層１４５がスペクトル的に選択性にされる場合に
は、１つの波長帯域が伝送状態にされて、別な波長帯域
を反映することは可能である。反射層のスペクトル特性
に依存し、分岐要素はビームスプリッタかまたは波長デ
マルチプレクサのいずれかとして作用し得る。

光結合要素は２つまたはそれ以上の先ビームを１つのビ
ームへと結合するために使用される。これは分岐要素の
逆の状態であり、第１３図はその機能の一具体例として
使用され得る。第１図がそのような装置を示しているこ
と、特にビルディングブロック２６を示していることに
注１］されたい。

光がボー１−１４２および１４３へ導入される場合、結
合されたビームはボート１４４に現われる。結合要素が
実現される方法は、分岐要素に関して説明された方法と
実質的に同じである。ボート１４２に入るビームはボー
１−１４３に入るビームと同じかまたは異なる波長を−
Ｈし得る。波長が異なる場合には、反射表面１４５は、
ボート１４２内へ導入されるビームが全部伝送され、同
時にボート１４３へ導入される光が全部反射されるよう
に作られるべきである。この場合、結合要素は波長マル
チプレクサとして作用する。

第１４図は４ボ一ト結合要素１５１を示している。先に
示されたように、いずれの単数または複数個のボートも
入力端として機能しｉすて、さらに、いずれの単数また
は痕数個のボートも出力端として機能し得る。反射表面
１５２は、第１３図に関して説明されたように位置決め
される。第１４図が第１図のビルディングブロック２３
の表示と考えられ得ることに注「１されたい。

分割要素を作るための１つの方法は、第１３図に関して
既に説明されたアプローチを利用することである。出力
ポート１４３に関する分割比が小さくされる場合には、
ボート１４４および１４２を接続する導波路はトランク
導波路として働くが、ブランチ導波路はボート１４３で
終わりになる。

他方で、出力ポート１４３と人力ボート１４４の間の分
割比が１に近接される場合には、トランク導波路は事実
上、ボート１４３で終端し、さらに、ブランチ導波路は
ボート１４２で終端する。

簡単な継ぎ合わせのために、２個のビルディングブロッ
クのレリーフパターンは溝を形成するように作られ得て
、これらの溝は第１５図において示されるように、出光
ファイバの配列に対する入り光ファイバの配列の整列の
ために使用され得る。

たとえば、ファイバ１５５ａｓ　１５６ａおよび１５７
ａはビルディングブロック１６２上のレリーフパターン
１６１の要素により位置決めされ、さらに、軸方向に整
列された光ファイバ１５５ｂ。

１５６ｂおよび１５７ｂはビルディングブロック１６４
上のレリーフパターン１６３において整列される。２個
のブロックが先に説明されたようにマスタサブストレー
ト上に装設される場合には、光ファイバの２個の配列が
互いに自動的に整列され、さらに、光信号は第１のビル
ディングブロックから第２のビルディングブロックへ最
小の減衰で伝達され得る。配列におけるファイバの数は
１個または多数個であり得る。

受動機能は上で説明された。能動機能を有するビルディ
ングブロックは下で明らかにされる。感光性要素による
ような光信号の電気信号への変換のためにビルディング
ブロックが使用される場合には、検出機能が実現され得
る。−具体例が、ビルディングブロックの構成部分にさ
れる光ダイオードである。第１６図および第１７図はこ
の構造の具体例を示している。ビルディングブロックサ
ブストレート１７１は平坦な表面１７２およびレリーフ
パターン要素１７３ないし１７７とともに形成される。

先ファイバ１８１はレリーフパターン要素１７５と１７
６の間に近接して位置決めされ、反射表面１８４により
分離されるセグメント１８２および１８３から形成され
る。もちろん、サブストレート１７１は光学的に透過性
の材料から形成されなければならず、または、光学的に
透過性である成る部分を少なくとも有さなければならな
い。先ダイオード１８５はファイバ１８１と反対側のサ
ブストレート１７１上に位置決めされ、さらに、光入力
１８６が表面１８４から反射される場合、光信号は光検
出器１８５により検出される。通常の電気接続が光ダイ
オードに装着されるが、それらはこの発明の説明には必
要ではないので、ここには示されていない。光信号１８
６は近隣のビルディングブロックから届けられ得るか、
または、外部光ファイバから検出ブロック内へ送られ得
る。

送信器ユニットが第１６図の検出ユニットと実質的に同
じであるように見えるかもしれないが、そこでは感光性
要素は発光ダイオード（ＬＥＤ）かまたはレーザダイオ
ード（ＬＤ）のような光源と交換される。この場合、発
生された光はビルディングブロックの導波路内へ反射さ
れる。送信器ユニットの幾何学的配置を整えるための他
の方法があることが認められるべきである。しかしなが
ら通常は、発生された光は、レリーフパターンにより位
置決めされるビルディングブロックの平坦な表面上に位
置合わせされる導波路内へと送られる。

ビルディングブロックかまたはマスタサブストレートの
いずれかの上のレリーフパターンは、光検出器１８５か
または光源のような個別のな装置を位置決めするように
構成され得る。レリーフパターンもまた、調波光発生器
、光学双安定要素および位相共役ミラーのような異なる
型の光学的に非線形の装置のための取付具を構成するよ
うな形状にされ得る。

最後に、このシステムは光変調の機能を提供するように
作られ得る。光感応性および発光要素がビルディングブ
ロック設計に統合され得るように、ビルディングブロッ
クの構成要素部分として電気−５音響−および磁気−光
学構成要素を統合することが可能である。これらの構成
要素は、位相および強度変調および光スイッチングのよ
うな多様な動作のために利用され得る。それは実質的に
第１６図および第１７図と異なるところがないので、図
は提供されていない。要素１８５はいずれのそのような
構成要素も表わし得る。代替案として、そのような構成
要素は、ビルディングブロックの反対側にあるよるもむ
しろ、光路に直接配置され得る。あらゆる場合において
、ビルディングブロックは、サブストレートに対しビル
ディングブロックを整列させるために使用されるレリー
フパターンを採用し続けるが、上述の光学構成要素の機
械的取付具としても使用され得る。大抵の場合、１個の
ビルディングブロックかまたは一群のビルディングブロ
ック内で光信号を搬送するために導波路を使用すること
も必要である。

レリーフパターンは光ファイバを正確な位置で寄り沿っ
た状態で受入れることが上の検討全体で保証されている
。しかしながら、先導波路がこの発明の原理を使用し続
けながらフォーミュレートされ得る他のノｊ法がある。

第１８図および第１９図は、写真製版手段により導波路
を形成するための代替の手段を提示している。光導波路
１９１は入力ボート１９２から出力ボート１９３へ光を
搬送し、その逆も然りである。レリーフパターン要素１
９４は先に論じられたようにサブストレート１９０上に
形成される。

ここでの相違は、セグメントが導波路を構成するような
方法で、導波路１９１がビルディングブロックのレリー
フパターンのそのようなセグメントとして形成されるこ
とである。この場合、必要条件は、レリーフパターンを
たとえば透明なポリマー的材料のような光学的に透明な
材料から作ることである。レリーフパターンの屈折率よ
りも低い屈折率を有するサブストレート材料を使用する
ことも必要である。これらの特性があるとすれば、導波
路１９１は上で論じられた構造の主題であった個別の光
ファイバと同じ機能を果たし得る。

第２０図および第２１図に関して、ビルディングブロッ
クサブストレー１−２０１上に位置決めされる光導波路
２０３の人力２０２と出力２０４の間で光信号の誘導を
達成するための第３の方法は、ビルディングブロックサ
ブストレート材料自体の表面領域に導波路を形成するこ
とである。このことは、サブストレートの表面への適当
なドーピング材料の拡散、イオン注入またはイオン交換
を行ない、こうしてドーピングされた材料においてより
高い屈折率を作り出すことにより達成され得る。

この場合、拡散された領域が所望の先導波路を作り出す
ように、光学的に透明なｙ料のビルディングブロックサ
ブストレート作ることが重要である。

先導波路を設けるための３つの方法のうちのいずれかが
上で論じられたビルディングブロック構成のいずれかに
対し使用され得ることが認められるべきである。

第２２Ａ図および第２２Ｂ図は、１個のビルディングブ
ロックサブストレート内の光導波路間で光を結合するた
めにイメージング要素を設けるための手段を開示してい
る。第２２Ａ図は、反射表面２１２と関連してサブスト
レー１−２１５上に装設される先導波路２１３と２１４
の間で光が結合されることを可能にする、球２１１を示
している。

球２１１は、第２０図および第２１図に関して上に述べ
られたようなサブストレートにおいて屈折率を変えるこ
とにより形成され得る。代替案として、この球は１１・
Ｉか他の態様で製造され得る。

第２２Ｂ図は、ビルディングブロックサブストレート２
２４上のファイバ２２２と２２３の間における光の反射
表面２２１による類似する結合を示している。

いずれのビルディングブロックの概念でも先の試みにお
いて重要であった一要因は、光ファイバの位置決めであ
る。別な重要な要件は、ブロックをともに嵌合させるの
に十分なブロックの密着の公差を保つことである。これ
らの難題は、この発明によって満たされる。

光ビルディングブロックの概念は、多様な産業上の応用
例において利用され得る。これらの応用例のうちのいく
つかは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ’　　ｓ
）：Ｉ測、ａ？１定および通信を含む。

すべてのこれらの領域は、この発明のビルディングブロ
ックの概念で実現され得る異なる機能を大いに使用し得
る。

要約すると、ビルディングブロックの表面上のレリーフ
パターンは、ビルディングブロックの機能を規定するい
くつかのまたはすべての構成要素を個別的であろうとま
たはそうでなかろうと、具体化し得る。レリーフパター
ンはまた、ブロックの機能を規定する受動または能動構
成要素の機械的取付具として使用され、さらに、レリー
フパターンはマスタサブストレート上の予め規定された
位置においてビルディングブロックを整列させかつ位置
決めするために使用される。

上述のことから見て、前掲の特許請求の範囲の範囲に入
る修正および改変が当業者に思い浮かぶことがあるかも
しれない。たとえば、光学要素がビルディングブロック
レリーフパターンばかりでなくマスタサブストレートレ
リーフパターン領域に装設され得ることが可能である。

中間サブストレートの平坦な表面が、その寸法の範囲が
１個のビルディングブロックと同一の拡がりからマスタ
サブストレートの平坦な表面と同一の拡がりまで及び得
ることも１１１能である。いくつかのビルディングブロ
ックは中間サブストレーＩ・に装設され得るが、他のい
くつかのビルディングブロックは直接マスタサブストレ
ートに装設される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概略的表示であり、いくつかのビル
ディングブロックが異なる機能を自°シて装設され、か
つすべてが組合わせされた受信器および送信器構成へと
統合された状態のサブストレートを示している。 第２図は、第１図のビルディングブロックの一実施例の
基本的設計を拡大された尺度で示している。 第３図は、第２図のビルディングブロックの一部の拡大
された斜視表示である。 第４図は、その上にレリーフパターンを有し、ビルディ
ングブロックがそれから形成されるようなスターティン
グ本体の一具体例の平面図である。 第５図は、いくつかの異なるビルディングブロックがそ
の上にある状態のマスタサブストレートの・１１而図で
ある。 第６図は、第５図の構造の正面図である。 第７図は、マスタサブストレート上のレリーフパターン
の一部の一具体例の大きく拡大された平面図である。 第８図は、ビルディングブロック上のレリーフパターン
の一具体例の大きく拡大された平面図である。 第９図は、別なビルディングブロック部分とともに、第
７図および第８図のともに嵌合された要素を示している
。 第１０図は、第９図の切断面１０−１０に沿って破断さ
れた、大きく拡大された断面図である。 第１１図は、第１０図に類似する断面図であり、ビルデ
ィングブロックとサブストレートの間の中間本体を示し
ている。 第１２図は光ビームを曲げるためのビルディングブロッ
ク構造を示している。 第１３図は分岐ビルディングブロックを同様に示してい
る。 第１４図は、４ボ一ト結合または分割ビルディングブロ
ックを同様に示している。 第１５図は、真直ぐな継ぎ合わせのために配置された２
ｖ４のビルディングブロックを示している。 第１６図は送信器／受信器ブロックの概略的側面図であ
る。 第１７図は第１６図のブロックの端面図である。 第１８図は、先導波路を有するビルディングブロックの
代替の実施例の平面図である。 第１９図は、第１８図のビルディングブロックの端面図
である。 第２０図は、先導波路を有するビルディングブロックの
別な代替の実施例の、第１８図に類似する平面図である
。 第２１図は、第２０図のビルディングブロックの端面図
である。 第２２Ａ図は、ビルディングブロックの導波路と導波路
の間で光を結合するための手段を概略的に示している。 第２２Ｂ図は第２２Ａ図に類似する図であり、光結合の
ための代替の実施例を示している。 図において、２１ないし２８は光学ビルディングブロッ
ク、３１はマスタサブストレート、３３．３４および３
５はビルディングブロック、３７は光ファイバ、７３．
７４．８３および８５はレリーフパターンである。 特許出願人　ティカン・コーポレーション図面の浄井′
白′５に変更なし） ゛ゝ６４ ’−Ｊ４３ ＦＩＧ、　　１３ ＦＩＧ、　　１６ ＦＩＧ、　１８　　　　　　　　　　　　ＦＩＧ、　１
９ＦＩＧ、　２０　　　　　　　　　　　ＦＩＧ、　２
１ｆ　続　補　正　書　（方式） ％式％ マイクロ光学ビルディングブロックシステムおよびその
ｌｌＩ造方法３、補正をする者 事ｆ１どのｍ係　特１出願人 住　所　アメリカ会衆ｍ、カリフォルニア州、カー・ル
ズバツドバロマ＝・エアーポート・ロード、２１１１名
　称　デイカン・コーボレー・ジョン代表者　マイケル
・１ム・サラウア− ４、代理人 住　所　大阪市北区南森町２丁目１番２９号　住友銀行
南森町ピル自ｒｅ？１１正 ６、補正の対Φ 図面全図 ７、補正の内容 別紙のとおり。なお、内容についての変更はありません
。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）マイクロ光学ビルディングブロックシステムであ
   って、 少なくとも１個の平坦な表面を有し、かつ実質的に剛性
   の材料から形成されるマスタサブストレートと、 前記マスタサブストレートの平坦な表面上のレリーフパ
   ターンとを含み、前記レリーフパターンが第１の予め定
   められたパターンで配置される複数個の陸および溝を含
   み、 前記マスタサブストレートの平坦な表面と比べて少しも
   大きくない少なくとも１個の平坦な表面を有する少なく
   とも１個のビルディングブロックサブストレートを含み
   、前記ビルディングブロックサブストレートが実質的に
   剛性の材料から形成され、 前記ビルディングブロックサブストレートの平坦な表面
   上のレリーフパターンを含み、前記レリーフパターンが
   第２の予め定められたパターンで配置される複数個の陸
   および溝を含み、前記第１および第２の予め定められた
   パターンが噛み合う態様で組になるように構成され、そ
   れにより前記ビルディングブロックサブストレートが少
   なくとも１個の正確に位置決めされた場所で前記マスタ
   サブストレートに嵌合し、さらに 前記マスタサブストレートおよびビルディングブロック
   サブストレートの少なくとも一方の一部として選択的に
   含まれる光信号伝導手段を含む、ビルディングブロック
   システム。（２）少なくとも２個の平坦な表面を有する
   少なくとも１個の中間サブストレートをさらに含み、前
   記２個の平坦な表面の両方が前記マスタサブストレート
   の平坦な表面と比べて少しも大きくなく、前記中間サブ
   ストレートが実質的に剛性の材料から形成され、さらに
   前記１個の中間サブストレートの平坦な表面上の第１の
   レリーフパターンをさらに含み、前記第１のレリーフパ
   ターンが前記マスタサブストレートかまたは前記ビルデ
   ィングブロック上で向かい合う前記レリーフパターンと
   噛み合う態様で組になった状態で、前記中間サブストレ
   ートが前記マスタサブストレートおよび前記ビルディン
   グブロックのそれぞれの前記平坦な表面の間で位置決め
   される、請求項１に記載のビルディングブロックシステ
   ム。 （３）前記中間サブストレート上の第２の平坦な表面を
   さらに含み、前記第２の平坦な表面が前記１個の平坦な
   表面と反対方向を向いており、前記中間サブストレート
   の前記第２の平坦な表面上の第２のレリーフパターンを
   さらに含み、前記第２のレリーフパターンが前記マスタ
   サブストレートおよび前記ビルディングブロック上の他
   方の前記レリーフパターンと噛み合う態様で組になる、
   請求項２に記載のビルディングブロックシステム。 （４）各々が少なくとも１個の平坦な表面を有する複数
   個のビルディングブロックをさらに含み、前記１個の平
   坦な表面が前記マスタサブストレートの平坦な表面より
   小さく、 その上にレリーフパターンを有する前記複数個のビルデ
   ィングブロックの前記各ビルディングブロックの前記平
   坦な表面が、前記マスタサブストレート上の前記予め定
   められたレリーフパターンにおいて少なくとも１個の予
   め定められた場所で噛み合う態様で組になるように構成
   された予め定められたパターンを成している複数個の陸
   および溝を含み、 前記複数個のビルディングブロックのうち少なくともい
   くつかの前記ビルディングブロックが、隣接する前記ビ
   ルディングブロックと機能的な連絡状態にあり、さらに
   前記マスタサブストレート上で相互に自己整列している
   、請求項１に記載のビルディングブロックシステム。 （５）前記光信号伝導手段が前記マスタサブストレート
   と前記ビルディングブロックレリーフパターンの少なく
   とも一方の前記陸の一部を選択的に含み、前記一方の前
   記レリーフパターンの前記陸が光学的に透明な材料から
   形成される、請求項１に記載のビルディングブロック。 （６）前記光信号伝導手段が、前記マスタサブストレー
   トと前記ビルディングブロックの一方の前記平坦な表面
   へのドーピング材料の拡散により、導波路として形成さ
   れる、請求項１に記載のビルディングブロックシステム
   。 （７）マイクロ光学ビルディングブロックシステムを製
   造するための方法であって、 平坦な表面がその一方の側にあるマスタサブストレート
   を形成するステップと、 マスタサブストレートの平坦な表面上にレリーフパター
   ンを形成するステップとを含み、前記レリーフパターン
   が第１の予め定められたパターンで配置される複数個の
   陸および溝を含み、 その一方の側に少なくとも１個の平坦な表面を有する少
   なくとも１個のビルディングブロックサブストレートを
   形成するステップと、 ビルディングブロックの平坦な表面上にレリーフパター
   ンを形成するステップとを含み、前記ビルディングブロ
   ックレリーフパターンが第２の予め定められたパターン
   で配置される複数個の陸および溝を含み、 少なくとも一方の前記レリーフパターン上に光信号伝導
   手段を形成するステップと、 前記ビルディングブロックを前記マスタサブストレート
   に装設して、それらのそれぞれのレリーフパターンが噛
   み合う態様で係合する状態にするステップとを含む、方
   法。 （８）前記光信号伝導手段が、前記レリーフパターンの
   一部として一方の前記平坦な表面上に写真製版的に形成
   される、請求項７に記載の方法。 （９）前記光信号伝導手段が前記平坦な表面へのドーピ
   ング材料の拡散により形成される、請求項７に記載の方
   法。 （１０）その上に反対の位置に配置される２個の平坦な
   表面を有する少なくとも１個の中間サブストレートを形
   成するステップと、 前記中間サブストレート上の両方の前記平坦な表面上に
   レリーフパターンを形成するステップとをさらに含み、
   前記中間サブストレート上の前記レリーフパターンが第
   ３および第４の予め定められたパターンで配置され、 前記中間サブストレートを前記マスタサブストレートに
   装設して、それらのそれぞれのレリーフパターンが噛み
   合う態様で係合する状態にするステップと、 少なくとも１個の前記ビルディングブロックを前記中間
   サブストレートに装設して、それらのレリーフパターン
   が噛み合う態様で係合する状態にするステップとをさら
   に含む、請求項７に記載の方法。