[发明专利]用于偏振光源的光波导衰减器

说明书

相关申请

本申请要求于2012年2月14日以Rolf A.Wyss与Toshiaki Sonehara的名义提交的美国临时申请No.61/598,452的利益，所述临时申请全文通过引用结合于此。

技术领域

本公开的领域涉及包括光源的光学器件，其中光源发射沿光波导传播的光信号。特别地，在此描述了在波导衬底上的光波导附近采用光吸收器来衰减光源的线偏振输出的设备和方法。

背景技术

用于光电器件的一种常见配置包括在其上形成有一个或多个光波导的衬底及至少一个光源，其中光源被放置为（有可能是安装在衬底上）使其光输出信号的至少一部分沿衬底上的一个或多个光波导传播。这样发射的光信号以在两个横向维度上被充分限制的对应导波光模式沿光波导传播。

在许多情况下，标准光源（例如，激光二极管）被结合到组装的光电器件中；这种标准光源可以是由组装光电器件的同一制造商制造的，或者可以从不同的制造商或OEM光源厂商获得。在有些情况下，标准激光二极管的最佳工作输出功率大于光电器件中所允许的或者期望的最大光信号功率（例如，为了获得期望的产品规格或者为了遵循既定的工业标准）。通过把驱动电流减小到不充分高于其激射阈值电流的水平而以减小的输出功率运行激光二极管，可能会降低激光输出可被调制的最大速度或频率，或者可能会减小上升时间或者在经调制波形的上升沿引入定时抖动。以减小的电流工作还可能引入光谱变化、功率波动或者其它不期望的波动或不稳定，或者可能为了维持固定的消光比而需要对DC激光器偏置电流或调制电流幅度的更精确控制。

重新设计激光二极管以便在较低的输出功率最佳地运行，或者重新采购商家的激光二极管以便用以较低输出功率工作的不同激光二极管来代替它，在技术和商业两方面都可能导致显著的成本、风险或代价。一种更直接的方法可以包括有意把光损耗元件引入到光波导中，以在光信号离开激光二极管之后减小传播的光信号的功率水平。以这种方式，标准激光二极管或者其它光源可以工作在其最佳功率水平，但是通过光损耗元件后，该输出功率仅有期望的一部分传播。

发明内容

一种光学设备，包括：波导衬底；形成在衬底上的光学包层；形成在包层中的波导芯区；形成在包层中的光吸收层；以及线偏振光源。波导芯区包括其衰减段，并且吸收层形成在芯区的衰减段附近。芯区和包层被布置为形成支持传播光模式的光波导。吸收层位于芯区的衰减段附近，以便在空间上与光模式的一部分重叠。重叠的程度使得对于线偏振光信号以该光模式沿光学芯区的衰减段的传播具有设计好的每单位距离光损耗水平，而基本上不改变光信号的偏振态。

当参考在附图中说明并且在以下说明书或所附权利要求中公开的示例性实施例时，关于利用光吸收器衰减在波导中传播的线偏振光信号的目的和优点会变得明显。

提供该概述是为了以简化的形式介绍在以下具体实施方式中进一步描述的概念的精选。该概述不是要确立所保护主题的关键特征或本质特征，也不是要用于帮助确定所保护主题的范围。

附图说明

图1至3是包括光源、光波导和光吸收层的光学器件的示意性顶视图。

图4和5分别是包括光吸收层的示例性光波导的示意性横向和纵向剖面图。

图6至10是波导芯区附近的光吸收层的各种示例性布置的示意性顶视图。

图11是对于波长与间隔区距离D（用“Spc”表示）的几种组合，作为变化的芯区宽度的函数所计算的10μm宽金属衰减器层的模式损耗系数α的曲线图。

图12是对于波长与间隔区距离D（用“Sp”表示）的几种组合，作为金属厚度的函数所计算的10μm宽金属衰减器层的模式损耗系数α的曲线图。

图13是对于波长与芯区宽度的几种组合，作为间隔区距离D的函数所计算的10μm宽金属衰减器层的模式损耗系数α的曲线图。

图14A和14B分别是对于如图7布置的金属波导衰减器，作为衰减器进入角和衰减器长度的函数的透射和背向反射的曲线图。

图15A和15B分别是对于如图8布置的金属波导衰减器，作为衰减器进入角和衰减器长度的函数的透射和背向反射的曲线图。

图16A和16B分别是对于如图7和8布置的金属波导衰减器，作为衰减器进入角和衰减器长度的函数的背向反射的曲线图。