[發明專利]光學耦合器及波導系統

有效

• 申請號: 201780078048.6
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN110088594B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 喬納森·M·羅斯伯格;阿里·卡比里;杰勒德·施密德;杰森·W·希克勒;保羅·E·格倫;羅倫斯·C·威斯特;K·普勒斯頓;亞歷山大·貢達倫科;本杰明·西普里亞尼;J·比奇;基斯·G·法夫;法席德·加塞米
• 申請（專利權）人: 寬騰矽公司
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/64;G01N21/77
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 石海霞;金鵬

1.一種整合式裝置，其包括：

多個波導，包括第一組波導和第二組波導，所述第一組波導比所述第二組波導具有更少的波導；

光柵耦合器，其具有光柵區域；

多個輸出波導，布置在所述光柵區域的一側上，并具有變化的寬度，所述多個輸出波導包括光學耦合至所述第一組波導的第一輸出波導和光學耦合至所述第二組波導的第二輸出波導，其中，所述第一輸出波導比所述第二輸出波導更接近于所述光柵區域的邊緣且具有比所述第二輸出波導在所述光柵區域的所述一側處小的寬度；及

多個光學分離器，位于所述第一輸出波導與所述第一組波導之間以及所述第二輸出波導與所述第二組波導之間。

2.根據權利要求1所述的整合式裝置，其中所述光柵區域包括實質上在與所述整合式裝置的表面同平面的方向上定向的多個光柵。

3.根據權利要求1所述的整合式裝置，其中在所述第二輸出波導與所述多個波導中的一者之間的光學分離器的數目大于在所述第一輸出波導與所述多個波導中的另一者之間的光學分離器的數目。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的整合式裝置，其中所述多個輸出波導及所述多個光學分離器自所述光柵區域徑向分布。

5.根據權利要求1至3中任一項所述的整合式裝置，其中所述多個波導中的各個波導是實質上垂直于所述光柵區域中的光柵而布置。

6.根據權利要求1至3中任一項的所述的整合式裝置，其中所述多個光學分離器中的至少一者是定位在距所述光柵耦合器小于1mm處。

7.根據權利要求1至3中任一項所述的整合式裝置，其中所述多個波導的各個波導在垂直于沿所述多個波導中的一個傳播的光的方向的方向上具有漸縮尺寸，使得漸縮尺寸在靠近光柵耦合器的位置處比在遠側位置處小。

8.根據權利要求1至3中任一項所述的整合式裝置，其中所述多個波導的各個波導定位成與多個樣本井光學耦合。

9.根據權利要求8所述的整合式裝置，其中所述多個波導中的至少一個在與所述多個樣本井中的至少一個樣本井重疊的位置處具有第一厚度，并且在與所述至少一個樣本井不重疊的位置處具有第二厚度，所述第一厚度大于第二厚度。

10.根據權利要求8所述的整合式裝置，其中所述多個樣本井中的至少一個樣本井的表面與所述多個波導中的波導的表面接觸。

11.根據權利要求8所述的整合式裝置，其中所述多個波導中的至少一個是多模波導，該多模波導被配置為支持沿多模波導傳播多個光學模式。

12.根據權利要求11所述的整合式裝置，其中沿所述多模波導的功率分布在與所述多個樣本井中的至少一個樣本井重疊的第一區域中比在與第一區域分開的第二區域中更寬。

13.根據權利要求8所述的整合式裝置，其中所述多個波導的各個波導被配置為支持激發能量的傳播，該激發能量具有從所述多個波導中的一個波導延伸的漸消場，所述波導與多個樣本井中的至少一個樣本井光學耦合。

14.根據權利要求8所述的整合式裝置，其中所述多個樣本井中的至少一個樣本井包括形成在所述至少一個樣本井的側壁的至少一部分上的側壁間隔件。

15.根據權利要求8所述的整合式裝置，其中所述整合式裝置還包括至少一個金屬層，并且其中所述多個樣本井中的至少一個的表面從所述至少一個金屬層凹進。

16.根據權利要求8所述的整合式裝置，其中所述整合式裝置還包括傳感器，該傳感器被配置為從所述多個樣本井中的一個樣本井接收光。