[發明專利]光電系統及其磷化銦基單片光子集成電路

在審

• 申請號: 202210189420.3
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114966963A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: K·蒂姆;K·尼爾帕特里克
• 申請（專利權）人: 效能光子私人有限責任公司
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02B6/42
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 桑傳標

本發明涉及一種光電系統及其磷化銦基單片光子集成電路，該磷化銦基單片光子集成電路包括第一光子組件(2)，該第一光子組件包括第一光分路器?合路器單元(3)，該第一光分路器?合路器單元具有與第一光波導(9)光學連接的第一端部以及與第一主光子電路(10)和第一輔光子電路(11)光學連接的第二端部。第一輔光子電路包括第一激光單元(12)和第一半導體光學放大器(13)，第一半導體光學放大器可配置為處于第一操作狀態或第二操作狀態，在第一操作狀態中，第一半導體光學放大器允許第一激光單元與第一光分路器?合路器單元之間的光通信，在第二操作狀態中，阻止第一激光單元與第一光分路器?合路器單元之間的光通信。

技術領域

本發明涉及一種磷化銦(Indium Phosphide，InP)基單片光子集成電路(PhotonicIntegrated Circuit，PIC)，其可用于例如但不限于電信應用或傳感器應用。本發明還涉及一種光電系統，其可用于例如但不限于電信應用或傳感器應用，其中該光電系統包括該磷化銦基單片光子集成電路。

背景技術

PIC，例如但不限于光通信應用領域，由于越來越多的光學和電學功能集成在單個裸晶上，正變得越來越復雜，裸晶優選地具有盡可能小的占用面積。用于PIC，尤其是光通信應用的最通用的技術平臺，使用包括磷化銦基半導體材料的晶圓，磷化銦基技術能夠在單個裸晶上的一個PIC中單片集成有源部件和無源部件，有源部件例如為產生光和/或吸收光的光學器件，無源部件例如為光導和/或光轉換的光學器件。

與PIC的封裝相關的常見問題是光纖或透鏡與PIC的集成光波導的對準。PIC的集成光波導中的光輻射集中在非常小的區域，通常是亞微米級。為了減少耦合損耗，在封裝過程中，在光纖或透鏡與PIC的集成光波導之間的對準需要在它們相對于彼此固定就位之前進行優化。

通常，光纖與PIC的集成光波導的對準在三個連續階段中完成，即所謂的第一光階段、之后的主動對準階段和耦合測量階段。

在第一光階段中，操縱光纖以粗略地找到相對于PIC的集成光波導的正確位置。為了做到這一點，由PIC產生光輻射或光在集成光波導處離開PIC，光纖定位在集成光波導的前面。當相對于PIC的集成光波導定位在不同位置時，外部光學測量設備用于測量耦合到光纖中的光功率的量，將光纖相對于PIC的集成光波導的、且耦合到光纖中的光功率的量最大的位置選擇為主動對準階段的起始位置。

在主動對準階段，使用算法來執行運動軸的掃描，例如螺旋掃描，以優化耦合到光纖中的光功率的量。以此方式，可找到PIC的光纖和集成光學波導相對于彼此優化對準的優化對準位置。

在耦合測量階段，通常將固定量的光功率注入到位于優化對準位置的光纖中，該優化對準位置是在主動對準階段確定的。通過使用PIC的集成光電探測器測量耦合到集成光波導中的光功率的量，可以確定用于優化對準位置的耦合損耗量，在優化對準位置處確定的耦合損耗量可以用于過程控制。

上述通常使用的光纖到PIC對準的三個階段的缺點是執行三個階段是相當麻煩的，并且因此限制了執行光纖到PIC對準的生產站的吞吐量。因此，需要提供一種改進方式以期望的耦合損耗實現光纖到PIC對準，以允許提高執行光纖到PIC對準的生產站的吞吐量。

發明內容

本發明的目的是提供一種磷化銦基單片光子集成電路，可以用于例如但不限于電信應用或傳感器應用，預先阻止或至少減少至少一個上述的和/或其它的與本領域已知的光纖到PIC對準相關的缺點。

本發明的另一目的是提供一種光電系統，可用于例如但不限于電信應用或傳感器應用，該光電系統包括根據本發明的磷化銦基單片光子集成電路。

本發明的各方面在所附獨立和從屬權利要求中闡述，從屬權利要求的特征可以與獨立權利要求的特征適當地組合，而不僅僅是權利要求中明確規定的那樣。此外，所有特征都可以替換為其他技術上等效的特征。