[发明专利]平面光波导与光纤的耦合

说明书

相关文件的交叉引用

本申请要求于2009年11月24日提交的、申请系列号为12/624847、标题名为“Planar Waveguide And Optical Fiber Coupling（平面光波导与光纤的耦合）”的美国正式专利申请的权益和优先权，其内容是可靠的，且通过引用将其全部内容合并入本申请。

背景技术

本发明总体上涉及平面光波导与光纤之间的光耦合，具体地，涉及使用光栅耦合器对透明衬底上的平面光波导与被斜切的光纤之间进行光耦合，其中，光纤轴线大致平行于衬底平面。

用于短距离应用（<1km）的、低成本的光学链路经常使用多模光纤，以使信号源与检测器之间的对准公差宽松。多模式纤芯的大尺寸使得光学互连相对于普遍使用的Fabry-Perot或VCSEL激光源和广域探测器可以承受更大的侧向、斜向和轴向的对准误差。该方法适合于低速至中速数据速率的应用，其中，使用单一光波长进行链路信令（link signaling）。

当要求更高的链路带宽性能时，需要使用WDM（波分复用）在单一光纤上多路传输多重信号。该方法适合于短链路应用，以避免多模光纤固有的长度—带宽限制，也适合于使用单模式光纤的长链路应用。在这些情况下，一般要求在链路的信号源和接收器端部分别进行波长复用（MUX）和波长多路分解（DEMUX）操作。

平面光波电路（PLC）便于进行光学波长复用和波长多路分解操作。高折射率对比波导能够以较低光学损耗实现紧密波导弯曲。其允许在小芯片上制成紧凑波长复用装置和波长多路分解装置，减少芯片成本，并减少整体包装尺寸。例如，可以使用IIR（无限脉冲响应）环形谐振滤波装置执行波长复用和波长多路分解操作，其中，环形谐振滤波装置容易被调节以在特定波长上工作。也可以使用平面光波电路实现诸如开关、调制器和功率分配器等其它装置，以将该平台延伸到其它链路和网络应用。

如果相对直接地在芯片边缘将多模光纤抵靠耦接（butt couple）到高折射率对比PLC波导，那么该互连并不总是实用的或者理想的，因为其要求在芯片边缘进行耦接，这约束了PLC的布线，并且对该芯片的密封造成了限制。一般用于本应用的透镜多模光纤和单模光纤要求精密对准以低损耗耦接到PLC波导。

用以将光纤耦接到PLC波导的一个方法涉及光栅耦合器装置。光栅耦合器典型地实施为宽锥形以在耦合器上捕获来自光纤的入射光，并将该入射光沿PLC波导导引。典型地，光纤被设置成大体位于PLC衬底的法向位置或垂直于PLC衬底。同样的装置可以反向操作，以将光从PLC波导射入光纤中。

发明内容

一个实施例包括用以将光在光学传输部件之间进行光耦合的装置。所述装置包括第一光学传输部件和第二光学传输部件。所述第一光学传输部件包括沿纵向路径延伸的平面光波导、光栅耦合器和透明衬底。所述透明衬底设置于所述平面光波导和所述光栅耦合器的一侧。所述第二光学传输部件包括光纤。所述光纤沿纵向轴线延伸，并且包括芯和包层，还具有斜梢部。所述光纤的纵向轴线大体平行于所述平面光波导的纵向路径。

另一实施例包括将光学传输部件之间的光进行光耦合的方法。所述方法包括将光在第一光学传输部件和第二光学传输部件之间传输。所述第一光学传输部件包括沿纵向路径延伸的平面光波导、光栅耦合器和透明衬底。所述透明衬底设置于所述平面光波导和所述光栅耦合器的一侧。所述第二光学传输部件包括光纤。所述光纤沿纵向轴线延伸，并且包括芯和包层，还具有斜梢部。所述光纤的纵向轴线大体平行于所述平面光波导的纵向路径。光在所述平面光波导、光栅耦合器和光纤的芯之间进行传播。

下面将在具体实施方式中详细阐述其它特征和优势，且由具体实施方式，这些特征和优势的部分对于本领域技术人员是非常明显的，或者通过实现如本文所述的、包括以下具体实施方式、所附权利要求以及附图实施例而得到认可。

应理解的是，前述总体说明和以下详细说明都示出了示例性实施例，且意图为理解所述权利要求的本质和特点提供概述和框架。包括附图以提供进一步理解，且附图合并入本申请，组成本申请的一部分。附图示出了各种实施例，且与说明书一起用以解释各种实施例的原理和操作。

附图说明

图1示出了如本文所公开的、光耦合到光纤的平面光波导实施例的侧剖视图；

图2绘出了具有不同宽度的束源在空气中和在玻璃中的光束衍射的图表；

图3示出了如本文所述的光耦合到光纤的平面光波导另一实施例的侧剖视图；