[發明專利]具有波導光柵耦合器的光子集成電路

有效

• 申請號: 201080057169.0
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102656494A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 尼古拉斯·杜普伊斯;克里斯托弗·R·多爾
• 申請（專利權）人: 阿爾卡特朗訊
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 劉國偉

1.一種裝置，其包含：

第一光學波導，其支撐在襯底的表面上；

第二光學波導，其支撐在所述表面上；

光學耦合器，其支撐在所述表面上且以光學方式耦合所述第一及第二波導；以及

波導光柵，其支撐在所述表面上且適于在所述第二波導的一個或一個以上波導模式與由所述波導光柵形成或施加到所述波導光柵的光束之間傳送光學功率，其中所述第二波導具有偏移-躍遷區域，針對所述區域，所述第二波導的核心具有偏移距離，所述偏移距離從對應于所述光學耦合器的第一距離逐漸改變到不同的第二距離。

2.根據權利要求1所述的發明，其中：

所述第二波導的外殼包含位于所述偏移-躍遷區域中的楔形部分；

所述第二波導的折射率對比度大于所述第一波導的折射率對比度；

所述第一波導的核心包含三元、四元或五元III-V族合金；

所述第一波導的外殼包含二元III-V族化合物；

所述第二波導的所述核心包含硅；且

所述第二波導的所述外殼包含二氧化硅。

3.根據權利要求1所述的發明，其中所述光學耦合器通過漸逝場耦合所述第一及第二光學波導。

4.根據權利要求3所述的發明，其中所述光學耦合器具有致使光能在所述第一與第二光學波導之間在空間上跳動一次或一次以上的長度。

5.根據權利要求1所述的發明，其中所述第二光學波導的所述核心包含：

第一部分，其實質上與所述襯底的主平面平行；

第二部分，其位于所述偏移-躍遷區域中；以及

第三部分，其實質上與所述主平面平行，其中：

所述第二部分連接在所述第一與第三部分之間；且

所述波導光柵被界定于所述第三部分中。

6.根據權利要求1所述的發明，其中所述第二偏移距離使得所述裝置在以下光之間產生相長干涉：(i)由所述波導光柵朝所述第一光學波導的外殼與所述第二光學波導的外殼之間的界面衍射且接著由所述界面反射回的光及(ii)在與所述反射光的傳播方向共線的方向上由所述波導光柵衍射的光。

7.根據權利要求1所述的發明，其中：

第一波導的核心具有相對于所述襯底的第三偏移距離；且

所述第三偏移距離在所述第一距離與所述第二距離之間的范圍外。

8.根據權利要求1所述的發明，其中：

所述第一波導的核心包含連接到所述光學耦合器的側向錐形部分；

所述裝置進一步包含支撐在所述襯底上的光學信號處理OSP電路，其中所述第一波導以光學方式耦合到所述OSP電路；

所述OSP電路包含至少一個有源光學元件；且

所述第一及第二波導、所述波導光柵及所述OSP電路為形成于所述襯底上的光子集成電路PIC的部分。

9.一種光子集成電路PIC，其包含：

襯底；

光學信號處理OSP電路，其支撐在所述襯底上且具有至少一個有源光學元件；

第一光學波導，其以光學方式耦合到所述有源光學元件；

第二光學波導，其具有波導光柵，所述波導光柵適于在所述第二光學波導的一個或一個以上波導模式與由所述波導光柵形成或施加到所述波動光柵的光束之間傳送光學功率；以及

光學耦合器，其通過漸逝場耦合所述第一及第二波導，其中所述第二光學波導具有偏移-躍遷區域，在所述區域中，所述第二光學波導的核心具有相對于所述襯底的偏移距離，所述偏移距離從第一距離逐漸變化到不同的第二距離。

10.一種制造光學器件的方法，其包含：

提供其上具有第一光學波導的襯底，所述第一光學波導具有帶有楔形部分的外殼層；

在所述楔形部分上形成第二光學波導的核心；以及

在所述第二光學波導的所述核心中形成空腔陣列以在其中界定波導光柵，其中所述提供步驟包含：

在所述第一光學波導上形成外殼材料層；且

使所述層經受濕式蝕刻過程以從所述層形成所述楔形部分。