[發明專利]通過集成柱面透鏡和波導結構將光子集成電路與玻璃襯底對準

在審

• 申請號: 202210972537.9
• 申請日: 2022-08-15
• 公開（公告）號: CN115808750A
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 劉昌華;P·塔達永;J·赫克;E·莫雷特;T·伊布拉欣;張志超;J·D·埃頓
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;李嘯

本公開的發明名稱是：“通過集成柱面透鏡和波導結構將光子集成電路與玻璃襯底對準”。一種電子裝置包括：光子集成電路（PIC），其包括至少一個波導；發射透鏡，其設置在PIC上以在基本平行于PIC的第一表面的方向上發射來自至少一個波導的光；以及光學元件，其設置在PIC上并具有反射表面，該光學元件被配置成在遠離PIC的第一表面的方向上引導從發射透鏡發射的光。

技術領域

實施例涉及光子集成電路（PIC）。一些實施例涉及將光信號從PIC耦合到波導的技術。

背景技術

光子集成電路（PIC）能生成光信號。將光信號光耦合到波導允許光信號被用在光接口中，該光接口可以被用作電子裝置之間的高速接口。可以在玻璃襯底（glasssubstrate）中制作波導，但是對于PIC和具有波導的玻璃襯底之間的光耦合，還沒有公認的解決方案。

附圖說明

圖1是根據一些實施例的具有光子集成電路（PIC）的電子裝置的示例的圖示；

圖2是根據一些實施例的電子裝置的發射透鏡的圖示；

圖3是根據一些實施例的安裝在玻璃襯底上的電子裝置的示例的圖示；

圖4是根據一些實施例的安裝在玻璃襯底上的電子裝置的另一示例的圖示；

圖5是根據一些實施例的制造電子裝置的方法的流程圖；

圖6圖示了根據一些實施例的系統級圖解。

具體實施方式

以下說明書和附圖充分說明了特定實施例，使本領域技術人員能夠實施它們。其它實施例可以結合結構、邏輯、電氣、過程和其它改變。一些實施例的部分和特征可以被包括在其它實施例的那些部分和特征中，或者替代其它實施例的那些部分和特征。在權利要求中闡述的實施例涵蓋那些權利要求的所有可用等效物。

玻璃襯底可潛在地被用作波導介質，以在光子組件中攜帶光信號，或將光子學（photonics）集成到常規電子組件中。然而，將玻璃襯底用于波導并沒有被廣泛采用，并且目前對于光子集成電路（PIC）和包括在玻璃襯底中的波導（例如，單模波導）之間的光耦合還沒有公認的解決方案。

光斑大小轉換器（spot size converter，SSC）可用于擴展PIC源的模式，以匹配SMF的模式大小，其通常約為10微米（10um）。10um模式大小意味著光信號源和SMF之間的對準預算小于1um。不在容差內的對準可能會導致信號丟失。通過SSC可實現的模式大小受能被沉積在PIC上的材料厚度限制。

如果模式大小被擴展，則對準預算將被放寬。PIC和波導之間的光耦合的對準的相對放寬的容差不應該是復雜的，并且理想上，對準將是被動的。這將降低包括光子裝置的組件的復雜性。

圖1是包括PIC 104的電子裝置102的示例的圖示。PIC 104包括至少一個光信號源106（例如，波導或激光二極管）。在一些示例中，PIC 104包括SSC 116。電子裝置102還包括發射透鏡108和另一個光學元件110。在圖1中從側面示出了發射透鏡108。在一些示例中，發射透鏡108具有弧形形狀。在一些示例中，發射透鏡108具有與PIC 104的頂表面正交的半圓柱形狀。

圖2是光信號源106以及發射透鏡108的示例的俯視圖230和側視圖232的圖示。在圖2的示例中，發射透鏡是半圓柱透鏡。發射透鏡108可以使用光刻蝕刻工藝與PIC 104一起制作。在某些示例中，發射透鏡108可以在制作PIC 104之后被添加到PIC 104。發射透鏡108可以由對紅外（IR）光譜中的光透明的材料制成。因為硅對近紅外是透明的，所以光學元件可以包括硅，在某些示例中，發射透鏡108包括硅（例如，氮化硅）。發射透鏡108在基本上平行于PIC 104頂表面的方向上（例如，在幾度平行范圍內）導引由光信號源106發射的光。