TWI672480B - 光學量測裝置與方法 - Google Patents

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Abstract

一種光學量測裝置，用以量測一光子積體電路。光學量測裝置包括一基板、至少一光波導元件、一第一連接器及一第二連接器。此至少一光波導元件配置於基板上。第一連接器與一第二連接器連接至此至少一光波導元件。來自一第一光纖的光訊號依序經由第一連接器傳遞至此至少一光波導元件，經由光子積體電路的至少一第一漸消式耦合器傳遞至光子積體電路內部，經由光子積體電路的至少一第二漸消式耦合器傳遞至此至少一光波導元件，且經由第二連接器傳遞至一第二光纖。一種光學量測方法亦被提出。

Description

光學量測裝置與方法
本發明是有關於一種光學量測裝置與光學量測方法。
在一般的半導體生產過程中，晶圓允收測試(wafer acceptance test,WAT)是相當重要的線上(in-line)檢測，作為判斷製程好壞及好或壞的晶粒的依據，也是作為監控製程飄動的直接證據。
另一方面，光子積體電路的矽光波導在製造上會遇到幾個與傳統半導體生產不同的問題，包括：1.佈局(layout)較為困難，且設計規則檢查(design rule checking)較複雜；2.製程所得的結構粗糙度與蝕刻深度較為敏感；3.不易快速判斷結果，且光輸入與光輸出的量測方法較電測複雜。
一種習知的光子積體電路的量測方法是在矽光波導的結構上製作繞射光柵，而光纖對準繞射光柵而接收來自繞射光柵的繞射光，以達到光輸出的目的。然而，採用此方法容易有光纖不易對準繞射光柵的問題，且因對準的精度需較高而不易達成。此 外，受限於繞射光柵與光纖的尺寸，採用此方法難以在光子積體電路晶片的有限面積中達到較多的光輸入與輸出埠，且陣列測試(array test)不易。
本揭露的一實施例提出一種光學量測裝置，用以量測一光子積體電路。光學量測裝置包括一基板、至少一光波導元件、一第一連接器及一第二連接器。此至少一光波導元件配置於基板上。第一連接器與一第二連接器連接至此至少一光波導元件。此至少一光波導元件包括從第一連接器延伸至第二連接器的一光波導。來自一第一光纖的部分光訊號依序經由第一連接器傳遞至此至少一光波導元件，經由光子積體電路的至少一第一漸消式耦合器傳遞至光子積體電路內部，經由光子積體電路的至少一第二漸消式耦合器傳遞至此至少一光波導元件且經由第二連接器傳遞至至少一第二光纖。
本揭露的一實施例提出一種光學量測裝置，用以量測一光子積體電路。光學量測裝置包括一基板、至少一光波導元件、一第一連接器及一第二連接器。此至少一光波導元件配置於基板上。第一連接器與一第二連接器連接至此至少一光波導元件。此至少一光波導元件包括彼此分開的一第一光波導與一第二光波導，第一光波導連接第一連接器，且第二光波導連接第二連接器。來自一第一光纖的光訊號依序經由第一連接器傳遞至此至少一光 波導元件，經由光子積體電路的至少一第一漸消式耦合器傳遞至光子積體電路內部，經由光子積體電路的至少一第二漸消式耦合器傳遞至此至少一光波導元件且經由第二連接器傳遞至至少一第二光纖。
本揭露的一實施例提出一種光學量測方法，包括：利用一第一連接器將來自一第一光纖的光訊號傳遞至至少一光波導元件；使此至少一光波導元件中的光訊號經由一光子積體電路的至少一第一漸消式耦合器傳遞至光子積體電路內部；使光子積體電路內部的光訊號經由至少一第二漸消式耦合器傳遞至此至少一光波導元件；以及利用一第二連接器將來自此至少一光波導元件的光訊號傳遞至至少一第二光纖。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
40‧‧‧第一光纖
50‧‧‧第二光纖
60‧‧‧切割道
70‧‧‧光源
72‧‧‧光訊號
80‧‧‧光功率計
81‧‧‧處理器
100、100h‧‧‧光子積體電路晶片
110‧‧‧漸消式耦合器
110a‧‧‧第一漸消式耦合器
110b‧‧‧第二漸消式耦合器
120‧‧‧波導
130‧‧‧元件
131‧‧‧多工與解多工器
132‧‧‧光偵測器
133‧‧‧轉換阻抗放大器
134‧‧‧調變器
135‧‧‧雷射二極體
136‧‧‧監測器
140、210‧‧‧基板
150‧‧‧埋入氧化物層
160‧‧‧絕緣層
170‧‧‧第二電極
200、200a、200b、200c、200d、200e、200f、200g、200h‧‧‧光學量測裝置
212、254‧‧‧底面
214、252‧‧‧側面
220、220a、220c、220d‧‧‧光波導元件
222‧‧‧第一光波導
224‧‧‧第二光波導
230‧‧‧第一連接器
240‧‧‧第二連接器
250‧‧‧支撐座
260‧‧‧支撐層
270、270g、270f‧‧‧保護層
272g、274g‧‧‧子保護層
280‧‧‧電性探針
290‧‧‧重分佈層
292‧‧‧第一電極
D1、D2‧‧‧間距
S110~S140‧‧‧步驟
圖1是本揭露的一實施例的光學量測裝置與光子積體電路晶片的示意圖。
圖2是圖1中的一個光子積體電路晶片的局部示意圖。
圖3A是圖1中的光學量測裝置在未對光子積體電路晶片作量測時的示意圖。
圖3B是圖1中的光學量測裝置在對光子積體電路晶片作量 測時的示意圖。
圖4繪示光學量測裝置中的光波導元件的另一變形。
圖5繪示圖4的光學量測裝置在對光子積體電路晶片作量測時光波導元件與漸消式耦合器的對應關係的上視圖與側視圖。
圖6繪示本揭露的另一實施例的光學量測裝置在對光子積體電路晶片作量測時光波導元件與漸消式耦合器的對應關係的上視圖與剖面圖。
圖7A繪示本揭露的一實施例的光學量測裝置在量測光子積體電路晶片時光波導元件與漸消式耦合器的側視示意圖。
圖7B為圖7A中的連接器、光波導元件與光子積體電路晶片的立體示意圖。
圖8繪示本揭露的一實施例的光學量測裝置的基板與光波導元件與光子積體電路晶片的漸消式耦合器的對應關係。
圖9繪示本揭露的一實施例的光學量測裝置的部分結構的下視示意圖。
圖10A為本揭露的另一實施例的光學量測裝置的剖面示意圖。
圖10B為本揭露的又一實施例的光學量測裝置的部分結構的立體示意圖。
圖11為本揭露的再一實施例的光學量測裝置的剖面示意圖。
圖12為本揭露的另一實施例的光學量測裝置的剖面示意圖。
圖13為本揭露的又一實施例的光學量測裝置的剖面示意圖。
圖14為本揭露的再一實施例的光學量測裝置的剖面示意圖。
圖15為本揭露的另一實施例的光學量測裝置在尚未量測光子積體電路時的剖面示意圖。
圖16為圖15中的光學量測裝置在量測光子積體電路時的剖面示意圖。
圖17為本揭露的一實施例的光學量測方法的流程圖。
圖1是本揭露的一實施例的光學量測裝置與光子積體電路晶片的示意圖，圖2是圖1中的一個光子積體電路晶片的局部示意圖，圖3A是圖1中的光學量測裝置在未對光子積體電路晶片作量測時的示意圖，圖3B是圖1中的光學量測裝置在對光子積體電路晶片作量測時的示意圖，圖4繪示光學量測裝置中的光波導元件的另一變形，而圖5繪示圖4的光學量測裝置在對光子積體電路晶片作量測時光波導元件與漸消式耦合器的對應關係的上視圖與側視圖。
請參照圖1至圖5，本實施例的光學量測裝置200用以量測一光子積體電路(photonic integrated circuit,photonic IC)，例如是一光子積體電路晶片100。在光子積體電路晶片100的製造過程中，一晶圓(wafer)上可以製作有多個呈陣列排列的光子積體電路晶片100，而這些光子積體電路晶片100之間被切割道60隔開。光學量測裝置200包括一基板210、至少一光波導元件220(在圖 1中是以多個光波導元件220為例)、一第一連接器230及一第二連接器240。此至少一光波導元件220配置於基板210上。第一連接器230與一第二連接器240連接至此至少一光波導元件220。
當光學量測裝置200量測光子積體電路晶片100時，來自一第一光纖40的光訊號72依序經由第一連接器230傳遞至此至少一光波導元件220、從此至少一光波導元件220經由光子積體電路晶片100的至少一第一漸消式耦合器(evanescent coupler)110a傳遞至光子積體電路晶片100內部、從光子積體電路晶片100內部經由光子積體電路晶片100的至少一第二漸消式耦合器110b傳遞至此至少一光波導元件220且從此至少一光波導元件220經由第二連接器240傳遞至一第二光纖50。
在本實施例中，光子積體電路晶片100包括多個漸消式耦合器110，其包括上述至少一第一漸消式耦合器110a與上述至少一第二漸消式耦合器110b，而圖2中繪示一個漸消式耦合器110為代表。此外，光子積體電路晶片100還包括一基板140、一埋入氧化物層(burried oxide layer)150、多個波導120及多個元件130。基板140例如為矽基板。埋入氧化物層150配置於基板140上。漸消式耦合器110、波導120及這些元件130配置於埋入氧化物層150上。波導120例如為矽波導。這些元件130可包括多工與解多工器(multiplexing and demultiplexing device)131、光偵測器(photodetector)132、轉換阻抗放大器(transimpedance amplifier)133、調變器(modulator)134、雷射二極體135、監測器(monitor) 136、其他電子或光電元件或其適當的組合，其中波導120可連接多工與解多工器(multiplexing and demultiplexing device)131、光偵測器(photodetector)132、調變器(modulator)134、雷射二極體135及監測器(monitor)136，以使光訊號72在這些元件130之間傳遞。轉換阻抗放大器133可電性連接至光偵測器132，以放大來自光偵測器132的電訊號。
在圖3A的實施例中，每一光波導元件220為從第一連接器230延伸至第二連接器240的一光波導，而在圖4的實施例中，每一光波導元件220a包括彼此分開的一第一光波導222與一第二光波導224，其中第一光波導222連接第一連接器230，且第二光波導224連接第二連接器240。在本實施例中，光波導元件220與220a的材質例如為氮化矽(silicon nitride)、氮氧化矽(silicon oxynitride)或聚合物(polymer)但不限於此。在圖1與圖3A的實施例中，光波導(也就是光波導元件220)的長度等於或略大於第一連接器230與第二連接器240之間的最短距離，也就是光波導呈直線形延伸，但本發明不以此為限。
每一漸消式耦合器110的末端為逐漸尖細端，在本實施例中，漸消式耦合器110的末端在平行於基板140表面的方向上的寬度逐漸縮小，然而在垂直於基板140表面的方向上的厚度則是維持不變，如圖5所繪示。此外，在圖4的實施例中，第一光波導222在靠近第一漸消式耦合器110a的一端為逐漸尖細端，且第二光波導224在靠近第二漸消式耦合器110b的一端為逐漸尖細 端。在本實施例中，第一光波導222與第二光波導224的末端在平行於基板210表面的方向上的寬度逐漸縮小，然而在垂直於基板140的方向上的厚度則是維持不變。
在本實施例中，當光學量測裝置200量測光子積體電路晶片100時，光波導元件220或220a直接接觸第一漸消式耦合器110a，且直接接觸第二漸消式耦合器110b。在圖3B的實施例中，來自第一連接器230且在光波導元件220中傳遞的部分光訊號72經由第一漸消式耦合器110a傳遞至光子積體電路晶片100中的波導120(例如矽波導)。在波導120中傳遞的光訊號72再經由第二漸消式耦合器110b傳遞至光波導元件220。此外，如圖3A所示，當光學量測裝置200沒有量測光子積體電路晶片100時，來自第一連接器230的光訊號72經由光波導元件220直接傳遞至第二漸消式耦合器110b，並經由第二光纖50輸出，如此測得的光訊號72可以用來作為校正光學量測裝置200的用途。
在本實施例中，如圖1所繪示，第一光纖40的一端可設有一光源70，光源70所發出的光訊號72經由第一光纖40輸入至光學量測裝置200中。另一方面，第二光纖50的一端可設有一光功率計(optical power meter)80或其他的光偵測器，光學量測裝置200可經由第二光纖50輸出光訊號72至光功率計80。在圖3B的實施例中，藉由光功率計80所測得的光訊號72之功率，便可判斷出被量測的光子積體電路晶片100是良好的晶片或是不良的晶片。另一方面，亦可藉由比較在圖3A(即沒有量測時)與圖3B (即量測時)的情況下光功率計80所測得的光訊號72之功率，而更加準確地判斷出被量測的光子積體電路晶片100是良好的晶片或是不良的晶片。
此外，在圖4的實施例中，當光學量測裝置200a量測光子積體電路晶片100時，第一光波導222直接接觸第一漸消式耦合器110a，而第二光波導224直接接觸第二漸消式耦合器110b。來自第一連接器230的光訊號72輸入第一光波導222，在第一光波導222中傳遞的光訊號72經由第一漸消式耦合器110a傳遞至光子積體電路晶片100中的波導120(例如矽波導)。在波導120中傳遞的光訊號72再經由第二漸消式耦合器110b傳遞至第二光波導224，而在第二光波導224中傳遞的光訊號再經由第二連接器240傳遞至第二光纖50。
在圖3A、3B及圖4的實施例中，光學量測裝置200、200a更包括一支撐座(holder)250，其中基板210配置於支撐座250上。在上述實施例中，基板210位於光波導元件220與支撐座250之間。此外，光子積體電路晶片100可更包括一絕緣層160，覆蓋波導120與元件130，其中絕緣層160的折射率低於光波導元件220、220a的折射率，且低於波導120的折射率。再者，光波導元件220、220a的折射率可大於第一光纖40與第二光纖50的折射率。另外，光學量測裝置200、200a可更包括一支撐層260，設於光波導元件220旁。若光學量測裝置200、200a具有多個光波導元件220(例如圖1所繪示)或多個光波導元件220a，則支撐層 260可填充於這些光波導元件220、220a之間的間隙。此外，光波導元件220、220a的折射率大於支撐層260的折射率，而支撐層260的材料例如為聚合物。
在本實施例的光學量測裝置200、200a中，由於是採用光波導元件220、220a來對光子積體電路晶片100上的漸消式耦合器110進行光訊號的輸入與輸出，因此漸消式耦合器110在光子積體電路晶片100上的佈置(layout)不會受限於光纖的尺寸與量測方向。也就是說，光波導元件220、220a的佈置可以彈性調整而作為漸消式耦合器110與光纖之間的橋梁，因此不會有習知技術中光纖不易對準繞射光柵的問題。此外，藉由光波導元件220、220a的佈置之彈性調整，也可以容易地達成陣列測試。另外，藉由光波導元件220、220a，可依需求一次量測完整個光子積體電路晶片100上不同方向的所有漸消式耦合器110。另外，光波導元件220、220a的尺寸可被縮減，進而大幅減少光輸入與輸出的量測所需的面積，且不受限於光纖的尺寸。
在圖1的實施例中，多個第一光纖40、多個光波導元件220及多個第二光纖50是以一對一的方式互相對應，但本發明不以此為限。在其他實施例中，一個第一光纖40可對應至多個光波導元件220，且對應至一個第二光纖50。具體而言，來自一個第一光纖40的光訊號72被第一連接器230分波為多個子訊號而分別在這些光波導元件220中傳遞，這些子訊號分別從這些光波導元件220傳遞至多個第一漸消式耦合器110a，且分別從多個第二 漸消式耦合器110b傳遞至這些光波導元件220，然後這些子訊號合併為光訊號72而從這些光波導元件220經由第二連接器240傳遞至一個第二光纖50。而在圖1的實施例中，這些子訊號分別從這些光波導元件220經由第二連接器240傳遞至多個第二光纖50(如圖1所繪示)。在本實施例中，光訊號72可以是具有較為寬廣的波長範圍的光，然後被分波為具有不同較狹窄的波長範圍的子訊號，最後這些子訊號在被合併為具有較為寬廣的波長範圍的光訊號72。
圖6繪示本揭露的另一實施例的光學量測裝置在對光子積體電路晶片作量測時光波導元件與漸消式耦合器的對應關係的上視圖與剖面圖，其中圖式下方的三個剖面分別為沿著其上方上視圖中的三條虛線切開所得的剖面。請參照圖6，漸消式耦合器110可以具有多層結構，其上層可與光波導元件220a接觸(如圖6下方中間的那個剖面所繪示)，而其下層可鄰近波導120(如圖6下方左邊的那個剖面所繪示)，且各層之間及下層與波導120之間可填充有絕緣層160的材料。此外，各層之間的光耦合可以是採用漸消耦合(evanescent coupling)的方式。另外，圖6中的漸消式耦合器110是以第二漸消式耦合器110b為例，但同樣的結構亦可適用於第一漸消式耦合器110a。
圖7A繪示本揭露的一實施例的光學量測裝置在量測光子積體電路晶片時光波導元件與漸消式耦合器的側視示意圖，圖7B為圖7A中的連接器、光波導元件與光子積體電路晶片的立體 示意圖，圖8繪示本揭露的一實施例的光學量測裝置的基板與光波導元件與光子積體電路晶片的漸消式耦合器的對應關係，而圖9繪示本揭露的一實施例的光學量測裝置的部分結構的下視示意圖。請參照圖7A、圖7B、圖8及圖9，從圖7A可知，光波導元件220可以是可撓的，以適用於各種連接器(如第一連接器230與第二連接器240)的設置位置。此外，多個光波導元件220從靠近光子積體電路晶片100的一端至靠近連接器的一端可以是扇出(fan out)的，也就是呈扇形散開(如圖9所繪示)，而圖7B繪示的扇出形狀220是如同圖9那樣包含有多條光波導元件220，而相鄰的光波導元件220之間及這些光波導元件220的兩旁填充有支撐層260)。從圖8可看出，多個光波導元件220的末端的佈置位置可與光子積體電路晶片100的漸消式耦合器110的佈置位置相對應，且可位於基板210的四個邊緣或切割道60上，因此量測位置不受限於光纖的量測方向。圖9所繪示的多個光波導元件220的扇出形狀只繪示在圖9上面的光波導元件220上作為代表，而實際上圖9的左右兩邊及下面的光波導元件220也都可以有扇出形狀及其所連接的連接器。在一實施例中，基板210的四側都可以設有連接器，而基板210四邊的光波導元件220分別扇出至這四側的連接器。或者，在另一實施例中，也可以是基板210的相對兩邊設有連接器，而基板210上的這些光波導元件220分別扇出且延伸至這相對兩邊的連接器。
請同時參照圖8與圖9，在本實施例中，這些光波導元件 220分別與第一漸消式耦合器110a耦合，且分別與第二漸消式耦合器110b耦合，其中這些第一漸消式耦合器110a的相鄰者的間距D1或第二漸消式耦合器110b的相鄰者的間距D1是小於這些光波導元件220在第一連接器230與第二連接器240處的間距D2。如此一來，光子積體電路晶片100上的漸消式耦合器的密度與數量便可以較多，而不受限於光纖的尺寸，且不會產生光纖難以對位的情形。
圖10A為本揭露的另一實施例的光學量測裝置的剖面示意圖，而圖10B為本揭露的又一實施例的光學量測裝置的部分結構的立體示意圖。請先參照圖10A，本實施例的光學量測裝置200c與圖3A的光學量測裝置200類似，而兩者的差異如下所述。在本實施例的光學量測裝置200c中，光波導(即光波導元件220c)的長度大於第一連接器230與第二連接器240之間的最短距離，也就是說，光波導具有可彎曲的部分。在本實施例中，光波導(即光波導元件220c)從基板210的底面212彎曲至基板210的側面214。此外，在本實施例中，第一連接器230與第二連接器240可設於支撐座250的側面。
請再參照圖10B，本實施例的光學量測裝置200b與圖9的光學量測裝置類似，而兩者的差異如下所述。在本實施例的光學量測裝置200b中，多個光波導元件220除了如同圖9一般扇出之外，亦如同圖10A那樣在扇出後從基板的底面彎曲至基板的側面與支撐座250的側面252，並與位於支撐座250的側面252上的 連接器(例如是第一連接器230或第二連接器240)連接。如同圖9的敘述，圖10B只繪示了在圖式中右側的光波導元件220往右延伸後往上彎曲，但實際上圖式中的前側、左側及後側的光波導元件220亦會往適當的方向延伸與彎曲，而在支撐座250的四側或相對兩側可配置有連接器，而這些光波導元件220分別延伸至這四側或這相對兩側的連接器。
圖11為本揭露的再一實施例的光學量測裝置的剖面示意圖。請參照圖11，本實施例的光學量測裝置200d與圖10A的光學量測裝置200c類似，而兩者的差異如下所述。在本實施例的光學量測裝置200d中，光波導(即光波導元件220d)從基板210的底面212彎曲至基板210的側面214後，再彎曲至支撐座250的底面254並延著支撐座250的底面254延伸，最後連接至連接器230、240。
圖12為本揭露的另一實施例的光學量測裝置的剖面示意圖。請參照圖12，本實施例的光學量測裝置200e與圖3B的光學量測裝置200類似，而兩者的差異如下所述。本實施例的光學量測裝置200e更包括一保護層270，包覆光波導元件220的表面。來自光波導元件220的光訊號72經由保護層270傳遞至第一漸消式耦合器110a，且來自第二漸消式耦合器110b的光訊號72經由保護層270傳遞至光波導元件220。也就是說，當光學量測裝置200e量測光子積體電路晶片100時，是藉由保護層270接觸第一漸消式耦合器110a與第二漸消式耦合器110b。保護層270的折射 率可與光波導元件220的折射率接近或一致。
圖13為本揭露的又一實施例的光學量測裝置的剖面示意圖。請參照圖13，本實施例的光學量測裝置200f與圖12的光學量測裝置200e類似，而兩者的差異如下所述。本實施例的光學量測裝置200f是採用如圖4之光波導元件220a，其包括第一光波導222與第二光波導224，其中保護層270f覆蓋了第一光波導222、第二光波導224與基板210的底面212。
圖14為本揭露的再一實施例的光學量測裝置的剖面示意圖。請參照圖14，本實施例的光學量測裝置200g與圖13的光學量測裝置200f類似，而兩者的差異如下所述。在本實施例的光學量測裝置200g中，保護層270g可分為互相分開的子保護層272g與子保護層274g，其分別包覆第一光波導222與第二光波導224，且保護層270g暴露出基板210的部分底面212。
圖15為本揭露的另一實施例的光學量測裝置在尚未量測光子積體電路時的剖面示意圖，而圖16為圖15中的光學量測裝置在量測光子積體電路時的剖面示意圖。請參照圖15與圖16，本實施例的光學量測裝置200h與圖3A的光學量測裝置200類似，而兩者的差異如下所述。本實施例的光學量測裝置200h更包括一基板210、支撐座250與重分佈層(redistribution layer,RDL)290、多個第一電極292以及多個電性探針280。重分佈層290例如是配置於基板210上的支撐座250上。這些第一電極292配置於重分佈層290上。這些電性探針280穿過基板210且從旁經過光波導 元件220，且每一電性探針280的一部分設於支撐座250中。當光學量測裝置200h量測光子積體電路晶片100h時，這些電性探針280分別連接這些第一電極292與光子積體電路晶片100h的多個第二電極170。第一電極292可藉由重分佈層290電性連接至外部的電性訊號供應器及電性偵測器等，而第二電極170可電性連接至光子積體電路晶片100h內部的元件130。如此一來，便能夠藉由電性探針280來偵測光子積體電路晶片100h的電性，且藉由光波導元件220來進行光子積體電路晶片100h的光學量測。
圖17為本揭露的一實施例的光學量測方法的流程圖。本實施例的光學量測方法可以利用上述任一實施例的光學量測裝置來執行，以下以利用光學量測裝置200來執行為例進行說明。請參照圖3B與圖17，本實施例的光學量測方法包括以下被實現的步驟。首先，實現步驟S110，其為利用一第一連接器230將來自一第一光纖40的光訊號72傳遞至至少一光波導元件220。接著，實現步驟S120，其為使此至少一光波導元件220中的光訊號72經由一光子積體電路(例如是光子積體電路晶片100)的至少一第一漸消式耦合器110a傳遞至光子積體電路內部。然後，實現步驟S130，其為使光子積體電路內部的光訊號72經由至少一第二漸消式耦合器110b傳遞至此至少一光波導元件220。之後，實現步驟S140，其為利用一第二連接器240將來自此至少一光波導元件220的光訊號72傳遞至至少一第二光纖50。在本實施例中，在進行量測時，將光波導元件220靠近或接觸第一漸消式耦合器110a與第 二漸消式耦合器110b時，隨著光訊號72的傳遞，則步驟S110~S140則自然會依序被實現。
本實施例的光學量測方法可以達到上述各實施例的光學量測裝置的優點與功效，在此不再贅述。
在圖1、圖3A與圖3B的實施例中，當採用光學量測裝置200量測光子積體電路晶片100時，光波導元件220直接接觸第一漸消式耦合器110a，且直接接觸第二漸消式耦合器110b。在圖3B的實施例中，來自第一連接器230且在光波導元件220中傳遞的部分光訊號72經由第一漸消式耦合器110a傳遞至光子積體電路晶片100中的波導120(例如矽波導)。在波導120中傳遞的光訊號72再經由第二漸消式耦合器110b傳遞至光波導元件220。此外，如圖3A所示，當光學量測裝置200沒有量測光子積體電路晶片100時，則光波導元件220不接觸第一漸消式耦合器110a與第二漸消式耦合器110b，則來自第一連接器230的光訊號72經由光波導元件220直接傳遞至第二漸消式耦合器110b，並經由第二光纖50輸出，如此測得的光訊號72可以用來作為校正光學量測裝置200的用途。舉例而言，光功率計(optical power meter)80可電性連接至一處理器81，處理器81可比較光功率計80所偵測到的於量測光子積體電路晶片100時與沒有量測光子積體電路晶片100時來自第二光纖50的光訊號72，以達到校正量測光子積體電路晶片100時所測得的光訊號72的效果。
在一實施例中，處理器81例如為中央處理單元(central processing unit,CPU)、微處理器(microprocessor)、數位訊號處理器(digital signal processor,DSP)、可程式化控制器、可程式化邏輯裝置(programmable logic device,PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合，本發明並不加以限制。此外，在一實施例中，處理器81的各功能可被實作為多個程式碼。這些程式碼會被儲存在一個記憶體中，由處理器81來執行這些程式碼。或者，在一實施例中，處理器81的各功能可被實作為一或多個電路。本發明並不限制用軟體或硬體的方式來實作處理器81的各功能。
綜上所述，在本實施例的光學量測裝置與方法中，由於是採用光波導元件來對光子積體電路晶片上的漸消式耦合器對準及接觸後，進行光訊號的輸入與輸出，因此漸消式耦合器在光子積體電路晶片上的佈置不會受限於光纖的尺寸與量測方向。也就是說，光波導元件的佈置可以彈性調整而作為漸消式耦合器與光纖之間的橋梁，因此不會有習知技術中光纖不易對準繞射光柵的問題。此外，藉由光波導元件的佈置之彈性調整，也可以容易地達成陣列測試。
此外，在本實施例的光學量測裝置與方法中，這些光波導元件在第一連接器與第二連接器處的間距大於這些第一漸消式耦合器的相鄰者的間距，且大於這些第二漸消式耦合器的相鄰者的間距。如此一來，光子積體電路晶片上的漸消式耦合器的密度與數量便可以較多，而不受限於光纖的尺寸，且不會產生光纖難以對位的情形。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (21)

  1. 一種光學量測裝置，用以量測一光子積體電路，該光學量測裝置包括：一基板；至少一光波導元件，配置於該基板上；以及一第一連接器與一第二連接器，連接至該至少一光波導元件，其中該至少一光波導元件包括從該第一連接器延伸至該第二連接器的一光波導，來自一第一光纖的部分光訊號依序經由該第一連接器傳遞至該至少一光波導元件，經由該光子積體電路的至少一第一漸消式耦合器傳遞至該光子積體電路內部，經由該光子積體電路的至少一第二漸消式耦合器傳遞至該至少一光波導元件，且經由該第二連接器傳遞至至少一第二光纖。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光學量測裝置，其中該光波導元件的長度大於或等於該第一連接器與該第二連接器之間的最短距離。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的光學量測裝置，其中該光波導從該基板的底面彎曲至該基板的側面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的光學量測裝置，更包括一支撐座，其中該基板配置於該支撐座上。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的光學量測裝置，其中該光波導從該基板的底面彎曲至該基板的側面後，再彎曲至該支撐座的底面並延著該支撐座的底面延伸。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的光學量測裝置，其中該光波導從該基板的底面彎曲至該基板的側面與該支撐座的側面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的光學量測裝置，更包括一保護層，包覆該至少一光波導元件的表面。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的光學量測裝置，其中該至少一光波導元件為多個光波導元件，該至少一第一漸消式耦合器為多個第一漸消式耦合器，該至少一第二漸消式耦合器為多個第二漸消式耦合器。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的光學量測裝置，其中該些光波導元件在該第一連接器與該第二連接器處的間距大於該些第一漸消式耦合器的相鄰者的間距，且大於該些第二漸消式耦合器的相鄰者的間距。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的光學量測裝置，其中該至少一光波導元件為多個光波導元件，該至少一第二光纖為多個第二光纖，在該些光波導元件中的光訊號經由該第二連接器分別傳遞至該些第二光纖。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的光學量測裝置，其中當該光學量測裝置量測該光子積體電路時，該至少一光波導元件直接接觸該至少一第一漸消式耦合器，且直接接觸該至少一第二漸消式耦合器。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的光學量測裝置，更包括： 多個電性探針，穿過該基板，且從旁經過該至少一光波導元件，其中，當該光學量測裝置量測該光子積體電路時，該些電性探針連接該光子積體電路的多個電極。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的光學量測裝置，更包括：一光偵測器，用以量測來自該第二光纖的該光訊號；以及一處理器，電性連接至該光偵測器，其中當該光學量測裝置量測該光子積體電路時，該至少一光波導元件接觸該至少一第一漸消式耦合器與該至少一第二漸消式耦合器，而當該光學量測裝置沒有量測該光子積體電路時，該至少一光波導元件不接觸該至少一第一漸消式耦合器與該至少一第二漸消式耦合器，而來自該第一光纖的該光訊號經過該至少一光波導元件且由該第二光纖輸出，該處理器用以比較該光學量測裝置量測與不量測該光子積體電路時該光偵測器所測得的該光訊號，以校正該光學量測裝置量測該光子積體電路時該光偵測器所測得的該光訊號。
  14. 一種光學量測裝置，用以量測一光子積體電路，該光學量測裝置包括：一基板；至少一光波導元件，配置於該基板上；以及一第一連接器與一第二連接器，連接至該至少一光波導元件，其中該至少一光波導元件包括彼此分開的一第一光波導與一第二光波導，該第一光波導連接該第一連接器，且該第二光波導 連接該第二連接器，來自一第一光纖的光訊號依序經由該第一連接器傳遞至該至少一第一光波導元件，經由該光子積體電路的至少一第一漸消式耦合器傳遞至該光子積體電路內部，經由該光子積體電路的至少一第二漸消式耦合器傳遞至該至少一第二光波導元件，且經由該第二連接器傳遞至至少一第二光纖。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的光學量測裝置，其中該第一光波導在靠近該第一漸消式耦合器的一端為逐漸尖細端，且該第二光波導在靠近該第二漸消式耦合器的一端為逐漸尖細端。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的光學量測裝置，更包括一支撐座，其中該基板配置於該支撐座上。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的光學量測裝置，更包括一保護層，包覆該至少一第一光波導元件與該至少一第二光波導元件的表面。
  18. 如申請專利範圍第14項所述的光學量測裝置，其中該至少一光波導元件為多個光波導元件，該至少一第二光纖為多個第二光纖，在該些光波導元件中的光訊號經由該第二連接器分別傳遞至該些第二光纖。
  19. 如申請專利範圍第14項所述的光學量測裝置，其中該至少一光波導元件為多個光波導元件，該至少一第一漸消式耦合器為多個第一漸消式耦合器，該至少一第二漸消式耦合器為多個第二漸消式耦合器，該些光波導元件在該第一連接器與該第二連 接器處的間距大於該些第一漸消式耦合器的相鄰者的間距，且大於該些第二漸消式耦合器的相鄰者的間距。
  20. 如申請專利範圍第14項所述的光學量測裝置，更包括：多個電性探針，穿過該基板，且從旁經過該至少一光波導元件，其中，當該光學量測裝置量測該光子積體電路時，該些電性探針分別連接該光子積體電路的多個電極。
  21. 一種光學量測方法，包括：利用一第一連接器將來自一第一光纖的光訊號傳遞至至少一光波導元件；使該至少一光波導元件中的光訊號經由一光子積體電路的至少一第一漸消式耦合器傳遞至該光子積體電路內部；使該光子積體電路內部的該光訊號經由至少一第二漸消式耦合器傳遞至該至少一光波導元件；以及利用一第二連接器將來自該至少一光波導元件的該光訊號傳遞至至少一第二光纖。
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