[發明專利]表面耦合系統

有效

• 申請號: 201680082116.1
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN108701962B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 丹尼爾·馬哈格里夫特;陳建肖;貝恩德·許布納;徐曉杰;Y·馬特隋;大衛·阿達姆斯;阮氏玲
• 申請（專利權）人: 菲尼薩公司
• 主分類號: H01S5/10
• 分類號: H01S5/10;H01S5/187;G02B6/12;G02B6/122;G02B6/124;H01S5/00;H01S5/0225;H01S5/026;H01S5/12;H01S5/125;H01S5/20;G02B6/27
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;王鵬

一種系統包括：表面耦合邊緣發射激光器(212)，包括芯波導、在表面耦合邊緣發射激光器的與芯波導相同的層中光耦合到芯波導的扇形射出區域以及形成在扇形射出區域中的第一表面光柵(206)；以及光子集成電路(PIC)，包括光波導和形成在PIC的上層中的第二表面光柵，其中，第二表面光柵與第一表面光柵光學對準。由于扇形射出的錐形形狀，降低了激光器芯片與PIC之間的光柵(206)對準要求。

技術領域

本文討論的實施方式涉及表面耦合系統。

背景技術

除非本文另有說明，否則本文描述的材料不是本申請的權利要求的現有技術，并且不因包括在本部分中而被認為是現有技術。

將來自單模邊緣發射激光器的光耦合到硅(Si)光子器件是高成本的，因為其通常需要兩個透鏡和大的隔離器塊。在包括這樣的激光器和硅(Si)光子器件的系統中，對準公差可以小于0.5微米(μm)。這樣的低對準公差通常需要滿足主動對準。

本文要求保護的主題不限于解決任何缺點或僅在諸如上述那些的環境下操作的實現方案。相反，該背景僅被提供以說明可以實踐本文描述的一些實現方案的一個示例技術領域。

發明內容

提供本概要來以簡化形式介紹一些概念，所述概念將在下面的詳細描述中被進一步描述。本概要不旨在標識所要求保護的主題的關鍵特征或基本特征，也不旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。

本文描述的一些示例實施方式通常涉及表面耦合系統。

一種系統可以包括：表面耦合邊緣發射激光器，包括芯波導、在表面耦合邊緣發射激光器的與芯波導相同的層中光耦合到芯波導的扇形射出區域以及形成在扇形射出區域中的第一表面光柵；以及光子集成電路(PIC)，包括光波導和形成在PIC的上層中的第二表面光柵，其中，第二表面光柵與第一表面光柵光學對準。

另一系統可以包括：表面耦合邊緣發射激光器，包括第一波導和光耦合到第一波導的第一衍射光柵；以及PIC，包括第二波導和光耦合到第二波導的第二衍射光柵，其中，表面耦合邊緣發射激光器的第一波導包括具有芯折射率的芯、具有頂部包層折射率的頂部包層以及作為具有底部包層折射率的底部包層的基板；其中，第一衍射光柵包括形成在第一波導的芯上的光柵齒，光柵齒均具有總高度、在第一波導的芯以上的高度、周期和占空比；以及其中，芯折射率大于第一閾值，使得第一衍射光柵的有效折射率比底部包層折射率高得足以避免衍射光模式泄漏到基板中。

又一系統可以包括：表面耦合邊緣發射激光器，包括第一波導和光耦合到第一波導的第一衍射光柵；以及PIC，包括第二波導和光耦合到第二波導的第二衍射光柵，其中，表面耦合邊緣發射激光器的第一波導包括具有芯折射率的芯，具有頂部包層折射率的頂部包層以及作為具有底部包層折射率的底部包層的基板；其中，第一衍射光柵包括交替的光柵齒和形成在第一波導的芯上方的頂部包層齒；以及其中，第一衍射光柵的有效折射率至少取決于芯折射率和頂部包層折射率，并且比底部包層折射率高至少6％。

本發明的另外的特征和優點將在隨后的描述中闡述，并且部分地根據該描述是明顯的，或者可以通過本發明的實踐來學習。借助于所附權利要求中特別指出的儀器和組合，可以實現和獲得本發明的特征和優點。根據以下描述和所附權利要求，本發明的這些和其它特征將變得更充分地明顯，或者可以通過如下所闡述的本發明的實踐來學習。

附圖說明

為了進一步闡明本發明的上述和其他優點和特征，將通過參考在附圖中示出的本發明的特定實施方式來呈現本發明的更具體的描述。要理解的是，這些附圖僅描繪了本發明的典型實施方式，因此不應視為限制其范圍。將通過使用附圖來更加具體和詳細地描述和解釋本發明，在附圖中：

圖1示出了示例表面耦合系統；

圖2A和2B示出了可以在表面耦合系統中實現的示例表面耦合邊緣發射激光器；