[发明专利]单片光子集成电路

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张由魏曼(Weimann)等人于2011年3月15日申请的题为“具有改进可靠性的磷化铟单片光子集成电路(PIC)光电接收器(Indium Phosphide Monolithic Photonic Integrated Circuit(PIC)Photoreceiver with Improved Reliability)”的第61/453,120号美国临时申请案的权利，所述申请案与本申请案共同转让且以引用的方式并入本文中。

技术领域

本申请案一般来说是针对光学装置以及制造和使用光学装置的方法。

背景技术

光学组件在光子集成电路(PIC)上的日益增加的集成提供了使用单个衬底提供日益复杂的光学装置的能力。通常此类装置包含光程长度调整器，例如，热光学移相器，以调整PIC上的一个或一个以上光学波导的光程长度。此类路径长度调整器添加了光学系统的复杂性和成本，通常包含为路径长度调整器供电的电源，以及维持经调整路径中的所要相移的反馈控制系统。

发明内容

一个方面提供一种光学装置，其包含位于平面光学衬底之上的波导板条、第一和第二输入端口耦合器，以及第一和第二输出端口耦合器。所述波导板条具有对称平面。所述第一输入端口耦合器和所述第二输入端口耦合器从波导板条延伸且具有位于第一输入端口耦合器与第二输入端口耦合器之间的大约中间的输入耦合器对轴线。所述输入耦合器对轴线以非零的第一距离偏离所述对称平面。所述第一输出端口耦合器和所述第二输出端口耦合器从波导板条延伸且具有位于第一输出端口耦合器与第二输出端口耦合器之间的大约中间的输出耦合器对轴线。所述输出耦合器对轴线以不同的非零的第二距离偏离所述对称平面。

另一方面提供一种形成光学装置的方法。所述方法包含在平面光学衬底之上形成波导板条、第一和第二输入端口耦合器，以及第一和第二输出端口耦合器。所述波导板条具有对称平面。所述第一输入端口耦合器和所述第二输入端口耦合器从波导板条延伸且具有位于第一输入端口耦合器与第二输入端口耦合器之间的大约中间的输入耦合器对轴线。所述输入耦合器对轴线以非零的第一距离偏离所述对称平面。所述第一输出端口耦合器和所述第二输出端口耦合器从波导板条延伸且具有位于第一输出端口耦合器与第二输出端口耦合器之间的大约中间的输出耦合器对轴线。所述输出耦合器对轴线以不同的非零的第二距离偏离所述对称平面。

附图说明

参考结合随附图式进行的以下描述，其中：

图1说明本发明的一个实施例中的光学装置的示意图，所述光学装置例如相干相位检测接收器；

图2说明本发明的一个实施例中的光学装置100的物理元件框图；

图3A和3B分别说明表示本发明的一个实施例中的光学装置100的各种光程的光程的俯视图和侧视图；

图3C到3G说明穿过图3A的光程的剖视图；

图4说明可用于各种实施例中的稀释波导堆叠的截面，包含图1的光学装置100；

图5说明可用于各种实施例中的无源波导堆叠的截面，包含图1的光学装置100；

图6说明可用于各种实施例中的光电二极管堆叠的截面，包含图1的光学装置100；

图7A到7D和图7B说明可用于光学装置100的各种实施例中的90°光学混合物的方面；以及

图8、9A和9B说明本发明的方法，例如，形成本发明的光学装置的方法，例如，通过图1到7所描述。

具体实施方式

本文中所描述的一些实施例提供光子集成电路(PIC)，其以降低使用PIC的光学装置或系统的复杂性的创新方式集成光学功能。更具体来说，在一些实施例中，将在共同光学衬底上形成的光学分裂器和一对90°光学混合物与外部偏光光束分裂器(PBS)组合，以提供不需要经由被供电的相位调整器来调整光程长度的偏光分集(PD)相干相位检测接收器。元件的此配置显著地简化了一些光学系统设计。

此功能配置部分地通过使用改进在PIC上提供的光学功能的精度的创新设计特征来实现。一些光学组件对装置特征的物理尺寸的变化敏感，或对偏离此类尺寸的标称设计值敏感。本文中所描述的实施例部分地通过使用高精度图案化工艺且使用减少此类工艺的工艺变化的虚拟物理特征(下文进一步描述)来减少此类尺寸误差。此外，通过减少光学通信操作带上的相位误差的设计因素来提供宽带宽操作。