[发明专利]光学互连

说明书

背景技术

常常使用光束或光信号来在例如用于长距离电话和因特网通信的光纤系统中传送数字数据。另外，已经进行了关于使用光信号来在电路板上的电子部件之间传送数据的许多研究。

因此，光学技术在现代电信和数据通信中扮演重要角色。在此类系统中使用的光学部件的示例包括诸如发光二极管和激光器的光学源或光源、波导、光纤、透镜及其它光学装置、光检测及其它光学传感器、光学敏感半导体、光学调制器以及其它。

利用光学部件的系统常常依赖于对诸如光束的光能的精确操纵来实现期望的任务。在利用光进行两个节点之间的高速、低能量通信的系统中尤其如此。

常常使用波导来沿着预定路径路由已调制光学射束。光学波导通常能够使用全内反射的原理以最小的损耗将在波导的第一端处接收到的光学射束传送到第二端。另外，某些类型的光学波导（例如光纤）通常是柔性的，并且可以用来在拐角处或者沿着弯曲的或非直线的路径路由光学射束。

附图说明

附图示出本文所述原理的各种实施例且是本说明书的一部分。示出的实施例仅仅是示例且不限制权利要求的范围。

图1A和1B是根据本文所述原理的一个实施例的说明性光学互连的前视图和侧视图。

图2是根据本文所述原理的一个实施例的对应于光学互连的说明性动量矢量的图表。

图3是根据本文所述原理的一个实施例的光学互连中的说明性光栅图案的图表。

图4是根据本文所述原理的一个实施例的光学互连中的说明性倏逝场的侧视图图示。

图5A～5B是根据本文所述原理的一个实施例的不同配置中的说明性光学互连的前视图。

图6是根据本文所述原理的一个实施例的说明性光学互连的前视图。

图7是根据本文所述原理的一个实施例的说明性光学互连的前视图。

图8是根据本文所述原理的一个实施例的说明性光学互连的前视图。

图9是根据本文所述原理的一个实施例的说明性光学互连的前视图。

图10是根据本文所述原理的一个实施例的说明性光学系统的方框图。

图11是根据本文所述原理的一个实施例的传送光信号的说明性方法的流程图。

贯穿各图，相同的参考标号表示类似但不一定相同的元件。

具体实施方式

如上所述，光学射束可以在包括数字数据传输的多种应用中使用。在某些此类系统中，在其中由指定部件来接收或检测光学射束的光学路径中对光学射束进行引导或改向。在此类系统中，常常使用光学波导来沿着预定的路径路由已调制光学射束。

光学波导通常能够使用全内反射的原理以最小的损耗将在波导的第一端处接收到的光学射束传送到第二端。光纤是一种通常为柔性的且可以用来在拐角处或沿着弯曲或非直线的路径路由光学射束的光学波导。

在某些情况下，可能期望将通过第一光学波导传播的光学射束的一部分传输到第二光学波导中，以使得可以通过第一和第二波导两者来传送来自光学射束的数据和/或功率。还可能期望以来自光学阻抗、反射和自由空间辐射的最小损耗将光学射束耦合到第二光学波导。此外，可能期望的是提供能够容忍发送波导和接收波导之间的对准偏移的光学互连。

为了实现这些及其它目标，本说明书公开了说明性的系统和方法，在所述系统和方法中，在基本上相互垂直的第一光纤和第二光纤之间设置周期性光栅。该周期性光栅可被倏逝地耦合到第一和第二波导，并包括相对于两个波导以约45度的角定向的多个穿孔行。该光栅可以被配置为提供在不引起后向反射或自由空间辐射光学损耗的情况下将传播通过第一波导的光学能量耦合到第二波导中所需的角动量。

如本说明书和随附权利要求中所使用的，术语“光学能量”指的是具有一般在10纳米与500微米之间的波长的辐射能量。这样定义的光学能量包括但不限于紫外线、可见光和红外光。光学能量束在本文中可以称为“光束”或“光学射束”。

如本说明书和随附权利要求所使用的，术语“光学源”指的是光学能量所发源的器件。这样定义的光学源的示例包括但不限于发光二极管、激光器、灯泡和灯。

如本说明书和随附权利要求所使用的，术语“光栅”指的是其中折射率随着主体中的距离周期性地变化的主体。

如本说明书和随附权利要求所使用的，术语“倏逝地耦合”指的是至少两个对象的物理接近和取向，其中使得在每个对象中的倏逝光学传输场之间发生可感知的量的重叠。