[发明专利]用于光子系统的光纤-波导光学接口装置和具有透镜的耦合装置

说明书

一种用于光子集成系统的光学接口装置包含插头和插座。所述插座可操作地布置于支撑波导的PIC上。所述插头可操作地支撑光纤。所述插座和插头被配置成可操作地接合以在所述光纤与所述波导之间建立光学通信。在所述插座上的突出部被配置成约束纵向运动，同时允许所述插座的侧向运动以调整其相对于所述PIC的位置以使对准优化。所述插头可包含隔片，所述隔片被定大小以配合于由所述突出部界定的凹口内以进一步有助于对准。所述插头亦可包含透镜以建立所述光纤与所述波导之间的所述光学通信。所述插座和插头可按类似于常规电连接器的方式接合和脱离。

本申请依据35 U.S.C.§120要求2016年8月30日提交的美国申请第15/251,342号的优先权权益，本案依赖于所述申请的内容且所述申请以引用方式全部并入本文中。

技术领域

本公开涉及集成光子学，且具体地涉及一种用于光子系统的光纤-波导光学接口装置和具有透镜的耦合装置。

背景技术

光子系统目前用于多种应用和装置中以使用光(光学)信号传达信息。光子系统通常包含光子集成电路(PIC)，其与电子集成电路的类似之处在于，其将多个部件集成到单个材料内，在所述单个材料处，这些部件只使用光或使用光与电的组合操作。典型的PIC具有电与光功能性的组合，且可包含光发射器(光源)和光接收器(光检测器)，以及用以产生并携带用于转换成光信号的电信号的电布线和类似部件，且反之亦然。

PIC包含一个或多个光波导，其按类似于金属线在电子集成电路中携带电的方式携带光。正如在电子集成电路的电线中行进的电携带电信号一样，在PIC的波导中行进的光携带光信号。

为了将光信号从PIC传输到远端装置，由PIC中的波导携带的光信号需要传送或“光学耦合”到连接到所述远端装置的对应的光纤。将来自平坦波导的光耦合到光纤是经由表面波状光栅或经由嵌入的全内反射镜通过PIC的表面，或经由接近性耦合或边缘耦合(还被称作“对接耦合”)从边缘达成。

当前边缘耦合技术涉及在光纤与波导之间形成永久结合。因此，存在对于改善的边缘耦合的未解决的需求。

发明内容

本公开的一方面是一种用于PIC组件的光学接口装置的耦合装置，所述耦合装置包含：主体，其具有前端、后端和下表面；在所述主体的所述前端处的至少一个对准特征；至少一个孔，其从所述后端伸展且穿过到所述前端或邻近所述前端端接，所述至少一个孔被定大小以容纳至少一个光纤；和至少一个透镜，其在所述前端处且可操作地与所述至少一个孔对准。

本公开的另一方面为一种光学接口装置，其包含以上描述的耦合装置，其中所述耦合装置界定第一耦合装置且在所述至少一个孔中可操作地支撑至少一个光纤；PIC组件，其具有支撑具有端面的至少一个波导的PIC且具有可操作地与所述PIC布置在一起且具有前端的第二耦合装置；且其中所述第一和第二耦合装置被配置成可操作地接合，使得由所述PIC支撑的所述至少一个波导与所述第一耦合装置的所述至少一个光纤通过在所述第一耦合装置的所述前端上的所述至少一个透镜光学通信。

另外的特征和优势在接下来的详述中阐述，且部分将对所属领域的技术人员从所述描述而易于显而易见，或通过实践如在书面描述和其权利要求书以及附图中描述的实施例来认识。应理解，前述大体描述和接下来的详述都只是示范性，并且并不希望提供综述或框架来理解权利要求书的本质和特性。

附图说明

包含附图以提供进一步理解，且所述附图被并入并构成本说明书的一部分。所述图式说明一个或多个实施例，并且与详述一起用以解释各种实施例的原理和操作。因而，本公开将从结合附图进行的以下详述而变得更被充分理解，在附图中：

图1是示例光子系统的立面图，所述光子系统包含PIC组件和具有呈插头的形式的第一耦合装置与呈插座的形式的第二耦合装置的光学接口装置；

图2A是图1的示例光子系统的部分分解图，其中插头与插座断开连接；