[發明專利]集成光電二極管波長監視器

有效

• 申請號: 201080040583.0
• 申請日: 2010-07-02
• 公開（公告）號: CN102484352A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: G·布西科;N·D·懷特布里德;A·J·沃德;A·摩澤利
• 申請（專利權）人: 奧蘭若技術有限公司
• 主分類號: H01S5/026
• 分類號: H01S5/026;H01S5/0687;G02B6/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉春元;李家麟

相關申請數據

本申請要求于2009年7月13日提交的美國臨時專利申請號61/224,933的優先權，通過整體引用將其結合于此。

技術領域

本發明主要地涉及光學設備波長監視，并且具體地涉及用于監視其上產生的光源的波長的一個或者多個光電二極管的設備上和晶片上集成。

背景技術

現在商業實踐中建立各種光學部件在光學設備上的集成。這些集成部件向光學設備提供通常旨在與光學設備的既定使用結合利用的功能。例如波長可調激光器可以與相位或者幅度調制器（諸如Mach-Zehnder干涉儀調制器）集成于光學設備上。這樣的激光器也頻繁地與半導體光學放大器（SOA）集成于光學設備上。包括這些集成部件的光學設備與電信應用結合特別有用。

這些光學設備的制造大部分由于與之關聯的測試的顯著成本而頗為昂貴。例如在測試具有集成波長可調激光器的光學設備期間測量的一個參數是波長。在現有技術中。通常通過向適當波長測量系統中光學耦合從設備面（facet）之一發射的光來執行波長測量，并且因此不能晶片上執行波長測量。有可能在設備仍然是晶片的部分之時使用光柵出耦合器（out-coupler）從設備（豎直）提取光，但是這需要仔細光學對準以收集發射的光。有時也需要例如在使用光學設備期間執行波長測量以維持波長可調激光器的設置傳輸波長。

從激光器輸出的波長常規地由諸如設備外波長計量儀、波分復用器（WDM）耦合器或者標準具型（etalon-type）波長鎖定器這樣的設備測量。通常不能在晶片級執行這些方法，其中尚未借助將晶片分成光學設備形成于其上的芯片并且涂覆光學波導的暴露端來形成設備面。光柵出耦合器確實使光能夠在設備仍然是晶片的部分之時從設備豎直地發射，但是實際波長測量同樣需要設備外波長計量儀。另外，諸如波長計量器這樣的儀器慢并且昂貴。盡管使用WDM耦合器相對更快并且較不昂貴，但是測試結果不太準確并且仍然需要使用笨重的設備，而且用于在晶片形式時測試芯片的目前已知方法是困難的并且不實際。另外，標準具型波長鎖定器僅能夠在窄波長范圍內檢測波長改變，并且未以絕對波長的形式提供測試結果。標準具型波長鎖定器安裝于生產線上的很晚階段（即在封裝以內組裝設備期間），該階段太晚而無法成本有效地用來區分提供所需波長覆蓋的良好設備與未提供所需波長覆蓋的設備。

發明內容

本發明提供一種用于監視光源的波長的便利、廉價和可靠集成的波長監視器。該波長監視器占用很小用地并且允許在從晶片切分光學設備之前執行光源測試而無需設備面。本發明提供一種用于基于來自芯片的電輸出的波長測量的簡單和可靠方法，可以在芯片仍然是晶片或者條形式之時訪問這些輸出。波長監視器可以用來在制造期間和/或在光學設備的既定操作期間測試光學設備。因而波長監視器設備可以在測試之后保留于設備上或者可以在光學設備的既定使用之前從設備完全或者部分去除（切分）波長監視器。

本發明的特征允許在設備制作期間的早期階段獲取基本設備參數，從而最大化成品率。例如可以在設備分成如下芯片之前仍然是晶片的部分之時獲取光學設備的參數，光學設備在這些芯片上形成、被涂覆、劃線（scribe）、組裝到載體上并且構建到模塊中。

本公開內容描述如何借助測量由集成光電二極管波長監視器生成的電信號并且以這一方式克服對用于形成光學面、執行光學對準并且使用外部裝置測量波長的需要來從單片集成設備獲得波長信息。

根據本發明一個方面，一種晶片包括：通過切分可分離的多個光學設備，每個光學設備包括光源，光源包括波導，并且每個光源被配置成輸出光；以及包括光電二極管的至少一個光學波長監視器，光學波長監視器被配置成輸出信號，該信號代表在晶片上包括的至少一個光學設備的光源輸出的光的波長。

根據一個實施例，光學波長監視器的至少部分在晶片上布置成在切分之后保留于至少一個光學設備上。根據另一實施例，光學波長監視器的至少部分在晶片上布置成在切分之后保留于相鄰光學設備或者晶片的可丟棄部分中的至少一個上。

根據本發明的另一方面，一種具有集成波長監視器的光學設備包括：包括波導的光源，光源被配置成輸出光；以及包括光電二極管的光學波長監視器，光學波長監視器被配置成輸出代表光的波長的信號。

根據一個實施例，光電二極管包括具有比通過波導輸出的光的波長短的帶隙（band-gap）波長的半導體材料。根據另一實施例，光電二極管被配置成吸收從光源輸出的光的一部分，吸收依賴于波長。