CN110568568A - 用于光学对准的光子电路上的透射传输路径 - Google Patents

用于光学对准的光子电路上的透射传输路径 Download PDF

Info

Publication number
CN110568568A
CN110568568A CN201910758458.6A CN201910758458A CN110568568A CN 110568568 A CN110568568 A CN 110568568A CN 201910758458 A CN201910758458 A CN 201910758458A CN 110568568 A CN110568568 A CN 110568568A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical
waveguide
optical waveguide
integrated circuit
waveguides
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910758458.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110568568B (zh
Inventor
陈龙
克里斯托弗·多尔
迪德里克·韦尔默朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Acacia Communications Co Ltd
Acacia Communications Inc
Original Assignee
Acacia Communications Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Acacia Communications Co Ltd filed Critical Acacia Communications Co Ltd
Publication of CN110568568A publication Critical patent/CN110568568A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110568568B publication Critical patent/CN110568568B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12004—Combinations of two or more optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/1228—Tapered waveguides, e.g. integrated spot-size transformers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2852—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using tapping light guides arranged sidewardly, e.g. in a non-parallel relationship with respect to the bus light guides (light extraction or launching through cladding, with or without surface discontinuities, bent structures)
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/34—Optical coupling means utilising prism or grating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
    • G02B6/4225—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements by a direct measurement of the degree of coupling, e.g. the amount of light power coupled to the fibre or the opto-electronic element
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
    • G02B6/4227—Active alignment methods, e.g. procedures and algorithms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083—Constructional arrangements
    • G02B2006/12109—Filter
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083—Constructional arrangements
    • G02B2006/12126—Light absorber

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

光子集成电路(PIC，101)可以与多个光学部件(例如，光纤阵列)光学地对准。可以通过使用耦合在PIC的第一输入/输出(I/O)光波导与第二I/O光波导之间的光阻抗元件以便于光学对准。光阻抗元件可以被配置成在光学对准期间是透射的，并且在PIC的常规操作期间是不透射的。

Description

用于光学对准的光子电路上的透射传输路径
本申请是申请日为2017年8月25日、申请号为201680012254.2、发明名称为“用于光学对准的光子电路上的透射传输路径”的发明专利申请的分案申请。
背景技术
领域
本申请涉及光子集成电路(PIC)与一个或更多个光学部件的光学对准。
相关技术
PIC包括被配置成在PIC内和PIC外耦合光信号的输入/输出(I/O)光波导。通常，将光纤耦合至PIC以将光信号传送至I/O光波导。光纤可以边缘耦合至PIC，或耦合至PIC的表面。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供了一种光子集成电路，其包括第一光波导和第二光波导，第一光波导具有与光子集成电路的一侧邻近的第一端并且第二光波导具有与光子集成电路的该侧邻近的第二端，光子集成电路还包括与第一波导耦合的第一抽头耦合器和与第二波导耦合的第二抽头耦合器，并且其中，所述第一抽头耦合器通过具有光阻抗元件的波导与第二抽头耦合器耦合。
根据本申请的一个方面，提供了一种用于将设置在光子集成电路上的多个光波导光学地对准至多个光学部件的方法，该方法包括：利用多个光学部件中的第一光学部件将对准信号通过光子集成电路的一侧提供至多个光波导中的第一光波导；经由第一抽头耦合器和第二抽头耦合器以及光阻抗元件将对准信号从多个光波导中的第一光波导提供至多个光波导中的第二光波导；以及利用多个光波导中的第二光波导将对准信号通过光子集成电路的该侧提供至多个光学部件中的第二光学部件。
附图说明
将参考以下附图描述本申请的各个方面和实施方式。应当理解，附图不一定按比例绘制。出现在多个附图中的项在其出现的所有附图中由相同的附图标记表示。
图1是示出了具有光学地对准至多个光学部件的多个输入/输出(I/O)光波导的光子集成电路(PIC)的框图。
图2是包括PIC的装置的俯视图，其中PIC包括多个I/O光波导和多个光电探测器。
图3是包括最外面的两个PIC的装置的俯视图，其中PIC包括多个I/O光波导，其中最外面的两个光波导互相连接。
图4是根据本申请的非限制性实施方式的包括PIC的装置的俯视图，其中PIC包括多个I/O光波导和通过光波导耦合的两个抽头耦合器。
图5是根据本申请的非限制性实施方式的包括PIC的装置的俯视图，其中PIC包括多个I/O光波导和通过具有光开关的光波导耦合的两个抽头耦合器。
图6A是根据本申请的非限制性实施方式的包括PIC的装置的俯视图，其中PIC包括多个I/O光波导和通过可破坏光波导耦合的两个抽头耦合器。
图6B是根据本申请的非限制性实施方式的图6A所示的PIC的侧视图。
图7是根据本申请的非限制性实施方式的包括PIC的装置的俯视图，其中PIC包括多个I/O光波导和通过具有光学滤波器的光波导耦合的两个抽头耦合器。
图8A是根据本申请的非限制性实施方式的锗吸收元件的侧视图。
图8B是根据本申请的非限制性实施方式的图8A的锗吸收元件的俯视图。
图9是根据本申请的非限制性实施方式的包括多个光栅耦合器和通过具有光阻抗元件的光波导耦合的两个抽头耦合器的PIC的俯视图。
图10示出了根据本申请的非限制性实施方式的用于将多个I/O光波导光学地对准至多个光学部件的方法的步骤。
具体实施方式
申请人理解到，通过使用专用输入/输出(I/O)光波导将光子集成电路(PIC)光学地对准至光学部件的阵列(例如，光纤阵列)可能导致增加的生产成本。专用I/O光波导可能需要在PIC上和/或设置有PIC的封装上增加额外的基板面，从而增加了封装成本。根据本申请的一个方面，可以通过使用在PIC的常规操作期间也使用的I/O光波导来执行光学对准，从而消除对专用I/O光波导的需要。
尽管出于光学对准的目的对非专用I/O光波导的使用可能至少出于上述原因是有益的，但是该方法可能导致独立的I/O光波导间可能相互耦合的PIC设计。例如，光收发器可以被配置成经由接收(RX)光波导通过在PIC中耦合对准信号来实现光学对准，并且经由发射(TX)光波导通过在PIC外耦合对准信号来实现光学对准。在这样的情况下，RX光波导可以至少部分地与TX光波导耦合以为对准信号提供光学路径。然而，由于可能出现RX光波导与TX光波导之间的串扰，在PIC的常规操作期间(例如，当PIC正通过TX光波导发送数据并且/或者通过RX光波导接收数据时)使RX光波导与TX光波导耦合可能是不期望的。串扰可能降低正在发送和/或接收的数据的完整性。
申请人进一步领会到，可以通过在至少两个I/O光波导之间提供光学路径，将PIC与光学组件的阵列(例如，光纤阵列)光学地对准，而不会在PIC的各种I/O光波导之间引起串扰，其中，I/O光波导由一个或更多个光阻抗元件耦合。
根据本申请的各方面，光阻抗元件可以被配置成：在I/O光波导之间提供光学路径，并且一旦多个I/O光波导被对准至多个光学部件，则阻挡光信号。因此，在PIC的正常操作期间，可以抑制I/O光波导之间的串扰。
在一些实施方式中，光阻抗元件可以包括一个或更多个光学滤波器，该一个或更多个光学滤波器被配置成至少部分地对于对准信号来说是透明的并且至少部分地对于所有其他类型的信号来说是吸收性的。在这样的实施方式中，对准信号可以具有从光学滤波器的通带中选择的光学波长，并且所有其他信号可以具有从光学滤波器的阻带中选择的光学波长。
在其他实施方式中，光阻抗元件可以包括一个或更多个光学开关，其中一个或更多个光学开关被配置成至少部分地在光学对准过程期间是透射的，并且至少部分地在PIC的常规操作期间是非透射的。控制信号可以用来确定光开关的状态。
在另外的实施方式中，出于光学对准的目的，光阻抗元件可以包括可破坏的光波导，该可破坏的光波导被配置成在两个或更多个I/O光波导之间提供光学路径。一旦执行了光学对准，可破坏的光波导可以被破坏，从而中断两个或更多个I/O光波导之间的光学路径。
下文进一步描述上述的各方面和实施方式以及另外的方面和实施方式。这些方面和/或实施方式可以单独使用、所有一起使用、或以两种或更多种的任意组合使用，在这方面本申请不受限制。
图1是示出了具有光学地对准至多个光学部件1091、1092、1093和1094的多个I/O光波导102的PIC 101的框图。虽然框图100示出了四个光学部件，但是可以使用大于1的任意合适数量的光学部件。各种光学部件可以光学地对准至PIC 101的相应I/O光波导。在一些实施方式中，PIC 101可以包括硅衬底。在一些实施方式中，I/O光波导102可以具有硅芯。
在本申请中，如果将信号从I/O光波导发送至光学部件或者从光学部件发送至I/O光波导的耦合插入损耗小于10dB时，或反之亦然，则将I/O光波导称为与光学部件“对准”或“光学地对准”或“光学对准”。例如，耦合插入损耗可以在一些实施方式中小于10dB，在一些实施方式中小于5dB，在一些实施方式中小于3dB，或在一些实施方式中小于1dB，或可以是这些范围内的任意其他数值。
在一些实施方式中，PIC 101可以被配置成(例如，通过一个或更多个光栅耦合器)与光学部件1091……1094边缘耦合或表面耦合。在一些实施方式中，可以通过PIC 101的同侧例如PIC 101的一个面，将PIC 101的每个I/O光波导与相应的光学部件耦合。在一些实施方式中，I/O光波导可以与多个光耦合器耦合以便耦合至光学部件。在一些实施方式中，光耦合器可以包括中间波导。
在一些实施方式中，I/O光波导102可以主动地光学地对准至光学部件1091……1094。在其他实施方式中，I/O光波导102可以被动地光学地对准至光学部件1091……1094。两种方法之间的基本区别在于，对于主动对准，在组装和封装过程期间可能需要调整PIC相对于光学部件的位置，而对于被动对准，可能不必调整PIC相对于光学部件的位置。
在一些实施方式中，光学部件1091……1094可以包括光纤的阵列。光纤阵列可以通过光纤组件与PIC 101的I/O光波导耦合。光纤组件可以包括凹槽，该凹槽被配置成在其上容纳有光纤。在一些实施方式中，凹槽可以是V形槽。在一些实施方式中，光学部件1091……1094可以是第二PIC的一部分(未示出)。例如，光学部件1091……1094可以表示第二PIC的I/O光波导。两个PIC可以经由光纤或经由自由空间彼此耦合。
图2是包括多个I/O光波导2021、2022、2023和2024以及多个光电探测器2041、2042、2043和2044的PIC 201的俯视图。I/O光波导2021……2024可以用作图1的I/O光波导102。光纤2101……2104可以设置在光纤组件220上。例如，光纤2101……2104可以设置在光纤组件220的相应凹槽上。虽然图2示出了四个I/O光波导和四个光纤，但是可以使用多于一个的任意合适数量的I/O光波导和光纤。
最外面的两个I/O光波导2021和2024可以用于将所有I/O光波导2021……2024光学地对准至光纤2101……2104的目的。可以通过经由光纤2101和2104将对准信号耦合至I/O光波导2021和2024以及通过用光电探测器2041和2044检测对准信号来实现光学对准。可以调整PIC 201相对于光纤组件220的位置，直到由光电探测器检测到的功率最大化。通过将最外面的两个I/O光波导2021和2024光学地对准至最外面的两个光纤2101和2104，内部波导2022和2023可以自然地对准至光纤2102和2103。然而，除了最外面的两个光波导之外的I/O光波导也可以用于光学对准的目的。例如，最外面的一个波导(例如波导2021)和非最外面的(或内部的)一个波导(例如波导2023)可以用于光学对准的目的。
虽然提供了将I/O光波导光学地对准至光纤阵列的装置，但图2所示的配置仍需要专用I/O光波导和专用光纤。在某些情况下，使用专用光纤和波导可能会增加生产成本。
图3是包括多个I/O光波导3021、3022、3023、3024、3025和3026的PIC 301的俯视图，其中，I/O光波导3021和3026可以用于光学对准的目的。I/O光波导3021和3026可以背对背耦合在PIC内。光纤3101……3106可以设置在光纤组件320上。例如，光纤3101……3106可以设置在光纤组件320的相应凹槽上。光波导3022……3025可以分别与光学部件3041……3044耦合。光学部件3041……3044中的每一个可以表示任意合适类型的光学部件，例如光电探测器、滤波器、调制器、开关、偏振分离器、偏振旋转器等。虽然图3示出了六个I/O光波导和六个光纤，但是仍可以使用任意合适数量的I/O光波导和光纤。
最外面的两个I/O光波导3021和3026可以用于将I/O光波导3021……3026光学地对准至光纤3101……3106的目的。可以通过经由光波导3101将对准信号耦合至I/O光波导3021并且通过经由I/O光波导3026和光纤3106接收对准信号来实现光学对准。可以调整PIC 301相对于光纤组件320的位置，直到接收到的对准信号的功率最大化，这可以使用被定位以接收光纤3106的信号的光电探测器来检测。例如，光电探测器可以被定位为与邻接于I/O光波导3026的光纤3106的端部远离。可以调整PIC 301相对于光纤组件320的位置，直到接收到的对准信号的功率达到指示充分对准的期望阈值。
通过将最外面的两个I/O光波导3021和3026光学地对准至最外面的两个光纤3101和3106，内部波导3022至3025可以分别自然地对准至光纤3102至3105。然而，除了最外面的两个光波导之外的I/O光波导也可以用于光学对准的目的。例如，最外面的一个波导(例如波导3021)和一个内部波导(例如波导3025)可以用于光学对准的目的。可替选地，可以使用两个内部波导。
虽然提供了将I/O光波导光学地对准至光纤阵列的装置，但是图3所示的配置仍需要出于对准目的的专用I/O光波导。由于可能需要图3所示的PIC 301上的额外空间，所以出于对准目的对专用I/O光波导的使用在某些情况下可能会增加生产成本。
图4是根据本申请的非限制性实施方式的包括多个I/O光波导4021、4022、4023和4024；抽头耦合器405和407以及光波导403的PIC 401的俯视图。I/O光波导4021……4024可以用作图1的I/O光波导102。光纤4101、4102、4103和4104可以用作图1的光学部件1091……1094。在一些实施方式中，光纤4101……4104可以设置在光纤组件420上。例如，光纤4101……4104可以设置在光纤组件420的相应凹槽上。光波导4021至3024可以分别与光学部件3041……3044耦合。光学部件3041……3044中的每一个可以表示任意合适类型的光学部件，例如光电探测器、滤波器、调制器、开关、偏振分离器、偏振旋转器等。虽然图4所示的非限制性实施方式示出了四个I/O光波导和四个光纤，但是本申请在这方面不受限制，并且可以使用任意合适数量的I/O光波导和光纤。
在图4所示的非限制性实施方式中，I/O光波导4021可以与抽头耦合器405耦合。抽头耦合器405可以是定向耦合器，其被配置成将光功率耦合至波导403，该光功率是I/O光波导4021接收到的光功率的1％至10％，并且/或者抽头耦合器405可以耦合不同的偏振。由波导403接收的光信号可以耦合至抽头耦合器407。抽头耦合器407可以是定向耦合器，其被配置成将光功率耦合至波导4024，该光功率是波导403接收到的光功率的1％至10％，并且/或者抽头耦合器407可以耦合不同的偏振。由I/O光波导4024接收的信号可以被提供至光纤4104。由光纤4104接收的信号可以用于监视光学对准的状态。在一些实施方式中，可以调整PIC 401相对于光纤组件420的位置，直到由光纤4104接收的(如以先前结合图3所述的方式或以任意其他适当的方式检测到的)信号的功率最大化，或以其他方式达到指示充分对准的期望阈值。在一些实施方式中，通过将最外面的两个I/O光波导4021和4024光学地对准至最外面的两个光纤4101和4104，内部波导4022和4023可以分别自然地自对准至光纤4102和4103。然而，本申请在这方面不受限制，并且除了最外面的两个光波导之外的I/O光波导也可以用于光学对准的目的。在一些实施方式中，最外面的一个波导(例如波导4021)和一个内部波导(例如波导4023)可以用于光学对准的目的。在一些实施方式中，可以使用两个内部波导。
波导403可以被认为是馈通光波导，因为它被配置成将由PIC接收的信号引回到PIC之外。参考这里的其他实施方式描述馈通光波导的其他示例。
图4所示的非限制性实施方式在PIC 401的常规操作期间可能遭受在I/O光波导4021至4024之间可能出现的串扰。因此，本申请的各方面提供了用于减少(包括消除)这样的串扰的设备和方法。
图5是根据本申请的非限制性实施方式的包括多个I/O光波导5021、5022、5023和5024；抽头耦合器505和507；光波导503以及光开关513的PIC 501的俯视图。I/O光波导5021……5024可以用作图1的I/O光波导102。光纤5101、5102、5103和5104可以用作图1的光学部件1091……1094。在一些实施方式中，光纤5101……5104可以设置在光纤组件520上。例如，光纤5101……5104可以设置在光纤组件520的相应凹槽上。光波导5021至5024可以分别与光学部件3041……3044耦合。光学部件3041……3044中的每一个可以表示任意合适类型的光学部件，例如光电探测器、滤波器、调制器、开关、偏振分离器、偏振旋转器等。虽然图5所示的非限制性实施方式示出了四个I/O光波导和四个光纤，但是本申请在这方面不受限制，并且可以使用任意合适数量的I/O光波导和光纤。
在图5所示的非限制性实施方式中，可以通过光纤5101将对准信号提供至I/O光波导5021。I/O光波导5021可以与抽头耦合器505耦合。抽头耦合器505可以是定向耦合器，其被配置成将光功率耦合至波导503，该光功率是I/O光波导5021接收到的光功率的1％至10％，并且/或者抽头耦合器505可以耦合不同的偏振。由波导503接收的光信号可以耦合至光开关513，并且/或者耦合不同的偏振。光开关可以被配置成在PIC 501的光学对准期间提供低的光损耗(例如，小于6dB、小于3dB、小于2dB、小于1dB、或这些范围内的任意值或值范围)，并且在PIC 501的常规操作(有时在这里被称为“操作模式”)期间提供高的光损耗(例如，大于20dB、大于30dB、大于40dB、大于60dB、20dB至100dB之间、30dB至70dB之间或这些范围内的任意值或值范围)。在一些实施方式中，光开关513可以包括可变光衰减器。在一些实施方式中，光开关513可以包括具有热光移相器的马赫-曾德(Mach-Zehnder)干涉仪。在一些实施方式中，光开关513可以包括具有电光移相器的马赫-曾德干涉仪。在一些实施方式中，光开关513可以包括光谐振器。然而，可以采用被配置成在PIC 501的光学对准期间提供低的光损耗并且在PIC 501的常规操作期间提供高的光损耗的任意合适类型的光开关。
在光学对准期间，光开关513可以表现出低光损耗，并且耦合至光波导503的信号可以耦合至抽头耦合器507。抽头耦合器507可以是定向耦合器，其被配置成将光功率耦合至波导5024，该光功率是波导503接收到的光功率的1％至10％，并且/或者抽头耦合器507可以耦合不同的偏振。由I/O光波导5024接收的信号可以被提供至光纤5104。由光纤5104接收的信号可以用于监视光学对准的状态。在一些实施方式中，可以调整PIC501相对于光纤组件520的位置，直到由光纤5104接收的(如以先前结合图3所述的方式或以任意其他适当的方式检测到的)信号的功率最大化。在一些实施方式中，通过将最外面的两个I/O光波导5021和5024光学地对准至最外面的两个光纤5101和5104，内部波导5022和5023可以自然地自对准至光纤5102和5103。然而，本申请在这方面不受限制，并且除了最外面的两个光波导之外的I/O光波导也可以用于光学对准的目的。在一些实施方式中，最外面的一个波导(例如波导5021)和非最外面的一个波导(例如波导5023)可以用于光学对准的目的。在一些实施方式中，可以使用两个内部波导。
图5所示的非限制性实施方式可以提供在PIC 501的常规操作期间将I/O光波导光学地对准至光纤阵列同时最小化I/O光波导之间的串扰的装置。作为缺点，图5所示的非限制性实施方式可能需要电路来控制光开关513的状态，这可能需要额外的开发成本并且/或者导致额外的功率消耗。例如，可以提供控制电路522，并且控制电路522可以提供控制信号S1以控制开关的操作。
在一些实施方式中，可以使用可破坏的光波导来代替光开关513，以在PIC 501的常规操作期间提供高的光损耗。图6A是根据本申请的非限制性实施方式的包括多个光波导6021、6022、6023和6024；抽头耦合器605和607以及光波导603的PIC 601的俯视图。光波导6021……6024可以分别与光学部件3041……3044耦合。光学部件3041……3044中的每一个可以表示任意合适类型的光学部件，例如光电探测器、滤波器、调制器、开关、偏振分离器、偏振旋转器等。在一些实施方式中，光波导603可以是可破坏的。图6A所示的非限制性实施方式可以包括设置在光纤组件620上的光纤6101、6102、6103和6104。如图5的实施方式所示，对准信号可以由光纤6101耦合至I/O光波导6021、抽头耦合器605和光波导603。光波导603可以与抽头耦合器607耦合，抽头耦合器607可以与I/O光波导6024耦合。由I/O光波导6024接收的信号可以被提供至光纤6104。由光纤6104接收的信号可以用于监视光学对准的状态。
在一些实施方式中，一旦实现了光学对准，就可以被破坏光波导603。光波导603可以包括可破坏区域609。图6B是根据本申请的非限制性实施方式的PIC 601的侧视图。PIC601可以包括衬底640和包层642。在一些实施方式中，包层642可以包括二氧化硅。在一些实施方式中，可以在对应于光波导603所定位的区域644中蚀刻底部包层。也可以去除衬底的一部分。可以用各向同性蚀刻工艺蚀刻包层。在一些实施方式中，在执行蚀刻之后，区域644可以包括空气。在一些实施方式中，可以通过施加机械压力破坏对应于区域644所定位的可破坏区域609。可以通过顶部包层来施加机械压力。例如，可以将探头、拾取器、镊子或其他器具强制抵靠在区域644上方的包层642，使得包层和光波导603塌陷至区域644中。也就是说，在区域644上方，包层642和光波导603可能会破损，可能会断裂，可能被损坏，并且/或者可能不连续。结果，在施加机械压力之后，与波导603相关联的光学路径可以被中断。在一些实施方式中，中断可以是永久的。中断可以导致在一些实施方式中的大于20dB的光损耗，在一些实施方式中的大于30dB的光损耗，在一些实施方式中的大于40dB的光损耗，在一些实施方式中的大于60dB的光损耗，20dB至100dB之间的光损耗，30dB至70dB之间的光损耗或者这些范围内的任意值或值范围的光损耗。
在其他实施方式中，光波导603的中断可以通过在包层642的顶部设置吸收材料来执行。吸收材料可以包括吸收环氧树脂、铝、铜或其他金属、硅或底部填充物。在一些实施方式中，光波导603可以对应于吸收材料而变细以引起模态扩展。扩展的模态可以至少部分地与吸收材料交叠，从而经历光学损耗。在一些实施方式中，沟槽可以对应于光波导603形成在包层中，并且吸收材料可以沉积在沟槽中。以这样的方式，沿着光波导603传播的光学模式可以与吸收材料交叠，并且因此可以经历光学损耗。
在一些实施方式中，可以通过阻挡用于光学对准的光学波长来抑制在PIC的常规操作期间I/O光波导之间的串扰。图7是根据本申请的非限制性实施方式的包括多个I/O光波导7021、7022、7023和7024；抽头耦合器705和707；光波导703以及光学滤波器717的PIC701的俯视图。I/O光波导7021……7024可以用作图1的I/O光波导102。光纤7101、7122、7103和7104可以用作图1的光学部件1091……1094。在一些实施方式中，光纤7101……7104可以设置在光纤组件720上。例如，光纤7101……7104可以设置在光纤组件720的相应凹槽上。光波导7021……7024可以分别与光学部件3041……3044耦合。光学部件3041……3044中的每一个可以表示任意合适类型的光学部件，例如光电探测器、滤波器、调制器、开关、偏振分离器、偏振旋转器等。虽然图7所示的非限制性实施方式示出了四个I/O光波导和四个光纤，但是本申请在这方面不受限制，并且可以使用任意合适数量的I/O光波导和光纤。
在图7所示的非限制性实施方式中，可以通过光纤7101将对准信号提供至I/O光波导7021。对准信号可以具有光学波长λ1。I/O光波导7021可以与抽头耦合器705耦合。抽头耦合器705可以是定向耦合器，其被配置成将光功率耦合至波导703，该光功率是I/O光波导7021接收到的光功率的1％至10％，并且/或者抽头耦合器705可以耦合不同的偏振。由波导703接收的光信号可以耦合至光学滤波器717。光学滤波器717可以被配置成在λ1处提供低的光损耗(例如，小于6dB、小于3dB、小于2dB、小于1dB或这些范围内的任意值或值范围)并且在λ2处提供高的光损耗(例如，大于20dB、大于30dB、大于40dB、大于60dB、20dB至100dB之间、30dB至70dB之间或者这些范围内的任意值或值范围)，其中，λ2可以是PIC 701的常规操作期间的I/O光信号的光学波长。在一些实施方式中，λ2可以是范围或多个范围或波长。类似地，λ1可以是波长范围。在一些实施方式中，光学滤波器717可以包括多模式光学滤波器。在一些实施方式中，光学滤波器717可以包括谐振滤波器。在一些实施方式中，光学滤波器717可以包括马赫-曾德滤波器。然而，可以采用被配置成在λ1处提供低的光损耗并且在λ2处提供高的光损耗的任意合适类型的光学滤波器。光学波长λ1和λ2可以在一些实施方式中被大于1nm的光学带宽分开，在一些实施方式中被大于5nm的光学带宽分开，在一些实施方式中被大于10nm的光学带宽分开，在一些实施方式中被大于30nm的光学带宽分开，在一些实施方式中被大于50nm的光学带宽分开，在一些实施方式中被大于75nm的光学带宽分开，在一些实施方式中被大于100nm的光学带宽分开，被10nm至100nm之间的光学带宽分开，或者被这些范围内的任意值或值范围的光学带宽分开。
在λ1处，光学滤波器717可以表现出低的光损耗，并且耦合至光波导703的信号可以耦合至抽头耦合器707。抽头耦合器707可以是定向耦合器，其被配置成将光功率耦合至波导7024，该光功率是波导703接收到的光功率的1％至10％。由I/O光波导7024接收的信号可以被提供至光纤7104。由光纤7104接收的信号可以用于监视光学对准的状态。在一些实施方式中，可以调整PIC 701相对于光纤组件720的位置，直到由光纤7104接收的(如以先前结合图3所述的方式或以任意其他适当的方式检测到的)信号的功率最大化。在一些实施方式中，通过将最外面的两个I/O光波导7021和7024光学地对准至最外面的两个光纤7101和7104，内部波导7022和7023可以自然地自对准至光纤7102和7103。然而，本申请在这方面不受限制，并且除了最外面的两个光波导之外的I/O光波导也可以用于光学对准的目的。在一些实施方式中，最外面的一个波导(例如波导7021)和非最外面的一个波导(例如波导7023)可以用于光学对准的目的。在一些实施方式中，可以使用两个内部波导。
在一些实施方式中，光学滤波器717可以包括锗吸收元件。图8A和图8B分别是根据本申请的非限制性实施方式的锗吸收元件的侧视图和俯视图。锗层840可以沉积在光波导703的一部分的顶部上。在一些实施方式中，锗层840可以包括纯锗。在其他实施方式中，锗层840可以包括硅/锗合金。锗层840可以以任意合适的方式沉积或生长。作为示例而非限制，可以外延生长锗层840。在一些实施方式中，光波导703可以包括锥形物以利于去到锗层或者来自锗层的光耦合。在一些实施方式中，锗层840可以包括锥形物以利于去到光波导703或者来自光波导703的光耦合。
锗层可以被配置成至少部分地吸收具有波长λ2的光信号，同时至少部分地对具有波长λ1的光信号是透明的。沿着波导703传播并且具有小于锗截止波长的波长λ2的光信号831可以被锗层840吸收。作为示例而非限制，锗层可以具有1560nm至1575nm之间的截止波长。通过大于20dB、大于30dB、大于40dB、大于60dB、在20dB至100dB之间、在30dB至70dB之间或者这些范围内的任意值或值范围来抑制光信号831。
沿着波导703传播并且具有大于锗截止波长的波长λ1的光信号8301可以通过锗层840传播，而不会经历显著的光损耗。因为锗的折射率高，所以一些光可以耦合至Ge锗层，但是通常由于缺乏相位匹配而量将较小。在一些实施方式中，在通过锗传播的同时，通过经由锗层840发送光信号8301获得的光信号8302可以经历小于10dB、小于6dB、小于3dB或这些范围内的任意值或值范围的损耗。如图8B所示，锗层840可以被图案化以形成任意合适的期望形状。例如，锗层840可以被图案化以形成矩形形状。在一些实施方式中，锗层840还可以被图案化以形成圆形顶点。该形状可以被配置成利于λ1处的光耦合。
图9是根据本申请的非限制性实施方式的包括多个光栅耦合器9271、9272、9273、9274以及由具有光阻抗元件909的光波导903耦合的两个抽头耦合器905和907的PIC 901的俯视图。I/O光波导9021、9022、9023和9024可以分别与光栅耦合器9271、9272、9273和9274耦合。I/O光波导9021……9024可以用作图1的I/O光波导102。光栅耦合器9271……9274可以被配置成与相应的光纤(未示出)耦合。光波导9021……9024可以分别与光学部件3041……3044耦合。光学部件3041……3044中的每一个可以表示任意合适类型的光学部件，例如光电探测器、滤波器、调制器、开关、偏振分离器、偏振旋转器等。光纤可以设置在封装中。在一些实施方式中，光纤的传播轴可以平行于PIC 901的顶表面的法线。在一些实施方式中，光纤的传播轴可以相对于PIC 901顶表面的法线形成小于100的角度。虽然图9的非限制性实施方式示出了四个I/O光波导和四个光栅耦合器，但是本申请在这方面不受限制，并且可以使用任意合适数量的I/O光波导和光栅耦合器。
在图9所示的非限制性实施方式中，可以通过光栅耦合器9271将对准信号提供至I/O光波导9021。I/O光波导9021可以与抽头耦合器905耦合。抽头耦合器905可以是定向耦合器，其被配置成将光功率耦合至波导903，该光功率是I/O光波导9021接收到的光功率的1％至10％，并且/或者抽头耦合器905可以耦合不同的偏振。由波导903接收的光信号可以耦合至光阻抗元件909。
在一些实施方式中，光阻抗元件909可以包括结合图5描述的类型的一个或更多个光开关。在其他实施方式中，光阻抗元件909可以包括结合图6A和图6B描述的类型的一个或更多个可破坏光波导。在其他实施方式中，光阻抗元件909可以包括结合图7描述的类型的一个或更多个光学滤波器。
在光学对准期间，光阻抗元件909可以表现出低的光损耗，并且耦合至光波导903的信号可以耦合至抽头耦合器907。抽头耦合器907可以是定向耦合器，其被配置成将光功率耦合至波导9024，该光功率是波导903接收到的光功率的1％至10％，并且/或者抽头耦合器907可以耦合不同的偏振。由I/O光波导9024接收的信号可以经由光栅耦合器9274提供至光纤。由光纤接收的信号可以用于监视光学对准的状态。在一些实施方式中，可以调整PIC901相对于光纤的阵列的位置，直到接收的信号的功率最大化。在一些实施方式中，通过将最外面的两个I/O光波导9021和9024光学地对准至最外面的两个光纤(未示出)，内部波导9022和9023可以自然地自对准至内光纤。然而，本申请在这方面不受限制，并且除了最外面的两个光波导之外的I/O光波导也可以用于光学对准的目的。在一些实施方式中，最外面的一个波导(例如波导9021)和非最外面的一个波导(例如波导9023)可以用于光学对准。在一些实施方式中，可以使用两个内部波导。
图10示出了根据本申请的非限制性实施方式的用于将多个光波导光学地对准至多个光学部件的方法的步骤。方法1000在动作1002处开始，其中，对准信号可以被提供至PIC(例如，PIC 401、PIC 501、PIC 601、PIC 701或PIC 901)。在一些实施方式中，对准信号可以是连续波(CW)光信号。对准信号可以由包括另一个PIC的光纤或I/O光波导的第一光学部件提供。在一些实施方式中，对准信号可以耦合至在PIC的常规操作期间也使用的第一I/O光波导。作为示例而非限制，I/O光波导可以是发射(TX)光波导、接收(RX)光波导或外部激光器可以通过其耦合至PIC的光波导。在一些实施方式中，对准信号可以耦合至光波导阵列的最外面的I/O光波导(例如，I/O光波导4021、5021、6021、7021或9021)。然而，本申请在这方面不受限制，并且任意内部波导可以以其他方式用于将对准信号耦合至PIC。
在动作1004处，耦合至I/O波导的对准信号可以进一步耦合至第一抽头耦合器(例如，抽头耦合器405、505、605、705或905)。抽头耦合器可以是定向耦合器，其被配置成将光功率耦合至光波导(例如，光波导403、503、603、703或903)，该光功率是第一I/O光波导接收到的光功率的1％至10％。
在动作1006处，对准信号可以耦合至一个或更多个光阻抗元件。在一些实施方式中，光阻抗元件可以包括一个或更多个光开关，例如光开关513。光开关可以被配置成向对准信号提供低的光损耗(例如，小于6dB、小于3dB、小于2dB、小于1dB、或这些范围内的任意值或值范围)并且在PIC的常规操作期间提供高的光损耗(例如，大于20dB、大于30dB、大于40dB、大于60dB、20dB至100dB之间、30dB至70dB之间、或这些范围内的任意值或值范围)。
在其他实施方式中，光阻抗元件可以包括呈现例如光波导603的可破坏区域609的可破坏区域的一个或更多个光波导。如结合图6A和图6B所讨论的，一旦实现了光学对准，就可以破坏光波导603。可以通过施加机械压力获得破坏。在施加机械压力之后，与波导603相关联的光学路径可以被中断。在一些实施方式中，中断可以是永久的。中断可以导致在一些实施方式中大于20dB的光损耗，在一些实施方式中大于30dB的光损耗，在一些实施方式中大于40dB的光损耗，在一些实施方式中大于60dB的光损耗，20dB至100dB之间的光损耗，30dB至70dB之间的光损耗或者这些范围内的任意值或值范围的光损耗。在其他实施方式中，光波导603的中断可以通过在PIC的顶表面上设置吸收材料来执行。
在其他实施方式中，光阻抗元件可以包括一个或更多个光学滤波器，例如光学滤波器717。光学滤波器可以被配置成在λ1处提供低的光损耗(例如，小于6dB、小于3dB、小于2dB、小于1dB或这些范围内的任意值或值范围)并且在λ2处提供高的光损耗(例如，大于20dB、大于30dB、大于40dB、大于60dB、20dB至100dB之间、30dB至70dB之间或这些范围内的任意值或值范围)，其中，λ1是对准信号的光学波长，并且其中，λ2是PIC的常规操作期间的I/O光信号的光学波长。
在动作1008处，对准信号可以耦合至第二抽头耦合器(例如，抽头耦合器407、507、607、707或907)。
在动作1010处，第二抽头耦合器可以将对准信号耦合至第二I/O光波导。第二抽头耦合器可以是定向耦合器，其被配置成将光功率耦合至第二I/O光波导，该光功率是所接收到的光功率的1％至10％。在一些实施方式中，对准信号可以耦合至用于PIC的常规操作的I/O光波导。作为示例而非限制，I/O光波导可以是发射(TX)光波导、接收(RX)光波导或外部激光器通过其耦合至PIC的光波导。在一些实施方式中，对准信号可以耦合至光波导阵列的最外面的I/O光波导(例如，I/O光波导4024、5024、6024、7024或9024)。然而，本申请在这方面不受限制，并且任意内部波导可以以其他方式用于将对准信号耦合至PIC。
在动作1012处，由第二I/O光波导接收的信号可以被提供至第二光学部件。第二光学部件可以包括另一PIC的光纤或I/O光波导。由第二光学部件接收的信号可以用于监视光学对准的状态。
在一些实施方式中，方法1000可以在动作1014处结束。
在一些实施方式中，该方法可以继续执行1016，其中，可以调整PIC相对于光学部件的位置，直到由第二光学部件接收的信号的功率最大化，或者以其他方式达到指示充分对准的水平。也就是说，在一些实施方式中，在此描述的实施方式中的充分对准可以不要求功率最大化，而是高于期望的阈值。在一些实施方式中，方法1000可以在动作1018处结束。
在一些实施方式中，该方法可以继续执行1020，其中，与光阻抗元件相关联的光学路径可以被破坏。例如，光波导603可以对应于可破坏区域609被中断。在一些实施方式中，方法1000可以在动作1022处结束。
本申请的各方面可以提供一个或更多个益处，其中一些先前被描述过。现在描述的是这些益处的一些非限制性实例。应当领会，并非所有方面和实施方式都必须提供现在描述的所有益处。此外，应当领会，本申请的各方面可以为现在描述的方面提供另外的益处。
本申请的各方面允许在不使用专用I/O光波导的情况下将PIC光学对准至多个光学部件(例如，光纤阵列)，使用专用I/O光波导可能需要PIC上和/或设置有PIC的封装上的另外的空间。由于PIC上和/或封装上节省的空间，可以降低生产成本。
本申请的各方面允许使用非专用I/O光波导将PIC光学对准至多个光学部件(例如，光纤阵列)，而在PIC的常规操作期间不会引起所述I/O光波导之间的光串扰。
因此描述了本申请的技术的几个方面和实施方式，应当领会，本领域普通技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。这些改变、修改和改进旨在处于本申请中描述的技术的精神和范围内。因此，应当理解，前述实施方式仅作为示例来呈现，并且在所附权利要求书及其等同的范围内，可以以与具体描述的不同的方式来实施本发明的实施方式。此外，如果这里描述的两个或多个特征、系统、物品、材料和/或方法不相互矛盾，则这些特征、系统、物品、材料和/或方法的任意组合都包括在本公开的范围内。
此外，如所描述的，一些方面可以被实现为一种或多种方法。作为方法的一部分执行的动作可以以任意合适的方式排序。因此，可以构造以不同于所示的顺序执行动作的实施方式，该顺序可以包括同时执行某些动作，即使在说明性实施方式中示出为顺序动作。
这里定义和使用的所有定义应被理解为包括(control over)字典定义、通过引用并入的文献中的定义和/或定义术语的普通含义。
在本说明书和所附权利要求书中使用的不定冠词“一(a)”和“一个(an)”应理解为是指“至少一个”，除非明确相反指出。
在本说明书和所附权利要求书中使用的短语“和/或(and/or)”应被理解为是指如此连结的元件中的“两者之一或两个(either or both)”，即，即在一些情况下结合地存在而在其他情况下分离地存在的要素。
如本说明书和所附权利要求书中所使用的，相对于一个或更多个元素的列表的短语“至少一个(at least one)”应当被理解为是指选自元素列表中的任意一个或多个元素的至少一个元素，但不一定包括元素列表中具体列出的每个元素中的至少一个元素，且不排除元素列表中的元素的任意组合。该定义还允许除了在短语“至少一个”所指的元素列表中具体识别的元素之外，还允许元素能够可选地存在，无论与具体识别的那些元素相关或不相关。
术语“约(approximately)”和“大约(about)”在一些实施方式中可以用来指在目标值的±20％内，在一些实施方式中指的是在目标值的±10％内，在一些实施方式中指的是在目标值的±5％内，并且在一些实施方式中指的是在目标值的±2％内。术语“约”和“大约”可以包括目标值。
在权利要求书中，以及在上述说明书中，所有过渡性短语如“包括(comprising)”、“包括(including)”、“携带(carrying)”、“具有(having)”、“包含(containing)”、“涉及(involving)”、“持有(holding)”、“由……组成(composed of)等将被理解为是开放式的，即，意思是包括但不限于此。过渡性短语“由……组成(consisting of)”和“基本上由……组成(consisting essentially of)”分别是封闭或半封闭的过渡性短语。
此外，本发明实施例还包括：
(1).一种光子集成电路，包括：
第一光波导和第二光波导，所述第一光波导具有与所述光子集成电路的一侧邻近的第一端，并且所述第二光波导具有与所述光子集成电路的所述一侧邻近的第二端；
与所述第一光波导耦合的第一抽头耦合器；
与所述第二光波导耦合的第二抽头耦合器；
其中，所述第一抽头耦合器通过具有光阻抗元件的波导与所述第二抽头耦合器耦合。
(2).根据(1)所述的光子集成电路，其中，所述光阻抗元件包括光学滤波器。
(3).根据(2)所述的光子集成电路，其中，所述光学滤波器包括锗吸收元件。
(4).根据(1)所述的光子集成电路，其中，所述光阻抗元件包括可变光衰减器。
(5).根据(1)所述的光子集成电路，其中，所述第一光波导的所述第一端与第一光栅耦合器耦合，并且所述第二光波导的所述第二端与第二光栅耦合器耦合。
(6).根据(1)所述的光子集成电路，其中，所述第一光波导的所述第一端与第一光电探测器耦合，并且所述第二光波导的所述第二端与第二光电探测器耦合。
(7).根据(1)所述的光子集成电路，包括具有与所述光子集成电路的所述一侧邻近的相应端的三个或更多个光波导，所述三个或更多个光波导包括所述第一光波导和所述第二光波导，其中，所述第一光波导是所述三个或更多个光波导中的最外面的光波导。
(8).根据(7)所述的光子集成电路，其中，所述第二光波导是所述三个或更多个光波导中的最外面的光波导。
(9).根据(1)所述的光子集成电路，其中，所述第一光波导、所述第二光波导、所述第一抽头耦合器、所述第二抽头耦合器以及将所述第一抽头耦合器和所述第二抽头耦合器耦合的所述波导被设置在硅衬底上。
(10).根据(1)所述的光子集成电路，其中，所述第一光波导的所述第一端与第一光纤耦合，并且所述第二光波导的所述第二端与第二光纤耦合。
(11).一种用于将设置在光子集成电路上的多个光波导光学地对准至多个光学部件的方法，所述方法包括：
利用所述多个光学部件中的第一光学部件将对准信号通过所述光子集成电路的一侧提供至所述多个光波导中的第一光波导；
经由第一抽头耦合器和第二抽头耦合器以及光阻抗元件将所述对准信号从所述多个光波导中的所述第一光波导提供至所述多个光波导中的第二光波导；以及
利用所述多个光波导中的第二光波导将所述对准信号通过所述光子集成电路的所述一侧提供至所述多个光学部件中的第二光学部件。
(12).根据(11)所述的方法，还包括调整所述光子集成电路相对于所述多个光学部件的位置，直到与提供至所述多个光学元件中的所述第二光学元件的所述对准信号相关联的光功率达到阈值。
(13).根据(11)所述的方法，还包括一旦所述多个光波导与所述多个光学部件光学地对准，则中断与所述光阻抗元件相关联的光学路径。
(14).根据(11)所述的方法，其中，将所述对准信号提供至所述第一光波导包括将所述对准信号边缘耦合至所述第一光波导，并且将所述对准信号提供至所述第二光学部件包括将所述对准信号边缘耦合至所述第二光学部件。
(15).根据(11)所述的方法，其中，将所述对准信号提供至所述第一光波导包括利用第一光栅耦合器将所述对准信号耦合至所述第一光波导，并且将所述对准信号提供至所述第二光学部件包括利用第二光栅耦合器将所述对准信号耦合至所述第二光学部件。

Claims (20)

1.一种光子集成电路，包括：
第一光波导、第二光波导和第三光波导，所述第一光波导和所述第三光波导具有终止于所述光子集成电路的基板的公共边缘附近的端，所述第二光波导包括光阻抗元件；
第一抽头耦合器，其将所述第一光波导耦合至所述第二光波导；以及
第二抽头耦合器，其将所述第二光波导耦合至所述第三光波导。
2.根据权利要求1所述的光子集成电路，其中，所述光阻抗元件包括光学滤波器。
3.根据权利要求2所述的光子集成电路，其中，所述光学滤波器包括多模式光学滤波器。
4.根据权利要求2所述的光子集成电路，其中，所述光学滤波器包括锗吸收元件。
5.根据权利要求4所述的光子集成电路，其中，所述锗吸收元件包括含有锗的层。
6.根据权利要求5所述的光子集成电路，其中，所述锗层包括硅/锗合金。
7.根据权利要求1所述的光子集成电路，其中，所述光阻抗元件包括可变光衰减器。
8.根据权利要求1所述的光子集成电路，其中，所述第一光波导和所述第三光波导的所述端都是锥形的。
9.根据权利要求1所述的光子集成电路，其中，所述第一光波导和所述第三光波导的所述端耦合至相应的光栅。
10.根据权利要求1所述的光子集成电路，其中，所述第一光波导和所述第三光波导的所述端耦合至相应的光电探测器。
11.根据权利要求1所述的光子集成电路，包括三个或更多个光波导，所述三个或更多个光波导具有终止于所述基板的所述公共边缘附近的相应端，所述三个或更多个光波导包括所述第一光波导和所述第三光波导，其中，所述第一光波导是所述三个或更多个光波导中最外面的光波导。
12.根据权利要求11所述的光子集成电路，其中，所述第三光波导是所述三个或更多个光波导中最外面的光波导。
13.一种方法，包括：
在第一光学部件和第一光波导之间光耦合对准信号，所述第一光波导被设置在光子集成电路上并具有终止于所述光子集成电路的基板的边缘附近的第一端；
在所述第一光波导和光阻抗元件之间光耦合对准信号；
在所述光阻抗元件和第二光波导之间光耦合对准信号，所述第二光波导具有终止于所述基板的所述边缘附近的第二端；以及
在所述第二光波导和第二光学部件之间光耦合对准信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一光学部件和所述第二光学部件被设置在所述光子集成电路外部。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括：调整所述光子集成电路相对于所述第一光学部件和所述第二光学部件的位置，直到光耦合至所述第二光学部件的对准信号的光功率达到阈值。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述对准信号具有第一光学波长，所述第一光波导被配置成接收具有第二光学波长的光信号，以及
其中，所述第一光学波长和所述第二光学波长被大于10nm的光学带宽分开。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括用所述光阻抗元件衰减所述光信号。
18.根据权利要求13所述的方法，其中，通过边缘耦合执行所述第一光学部件和所述第一光波导之间的对准信号的光耦合。
19.根据权利要求13所述的方法，其中，通过表面耦合执行所述第一光学部件和所述第一光波导之间的对准信号的光耦合。
20.根据权利要13所述的方法，其中，使用第一抽头耦合器执行所述第一光波导和所述光阻抗元件之间的对准信号的光耦合，并且使用第二抽头耦合器执行所述光阻抗元件和所述第二光波导之间的对准信号的光耦合。
CN201910758458.6A 2015-01-08 2016-01-08 用于光学对准的光子电路上的透射传输路径 Active CN110568568B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562101049P 2015-01-08 2015-01-08
US62/101,049 2015-01-08
CN201680012254.2A CN107430251B (zh) 2015-01-08 2016-01-08 用于光学对准的光子电路上的透射传输路径

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680012254.2A Division CN107430251B (zh) 2015-01-08 2016-01-08 用于光学对准的光子电路上的透射传输路径

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110568568A true CN110568568A (zh) 2019-12-13
CN110568568B CN110568568B (zh) 2021-09-21

Family

ID=55642815

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680012254.2A Active CN107430251B (zh) 2015-01-08 2016-01-08 用于光学对准的光子电路上的透射传输路径
CN201910758458.6A Active CN110568568B (zh) 2015-01-08 2016-01-08 用于光学对准的光子电路上的透射传输路径

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680012254.2A Active CN107430251B (zh) 2015-01-08 2016-01-08 用于光学对准的光子电路上的透射传输路径

Country Status (5)

Country Link
US (2) US9494748B2 (zh)
CN (2) CN107430251B (zh)
DE (1) DE112016000295T5 (zh)
SG (2) SG11201705528QA (zh)
WO (1) WO2016112356A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111416661A (zh) * 2020-01-15 2020-07-14 华中科技大学 一种用于空间光通信的光路对准方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107430251B (zh) 2015-01-08 2019-09-13 阿卡西亚通信有限公司 用于光学对准的光子电路上的透射传输路径
US11057114B2 (en) 2016-08-04 2021-07-06 Acacia Communications, Inc. Optical loopback circuits for transceivers and related methods
CN109906393B (zh) * 2016-09-01 2022-02-18 卢克斯特拉有限公司 用于光学对准硅光子使能集成电路的方法和系统
JP6585578B2 (ja) * 2016-11-07 2019-10-02 Ｎｔｔエレクトロニクス株式会社 光デバイス、およびアライメント方法
US10281663B1 (en) 2018-01-08 2019-05-07 Juniper Networks, Inc. Photonic integrated circuit with active alignment
WO2019234589A2 (en) * 2018-06-03 2019-12-12 Dust Photonics Method and device for aligning a laser and a waveguide
US11217713B2 (en) 2019-12-02 2022-01-04 Ciena Corporation Managing stray light absorption in integrated photonics devices
GB202002284D0 (en) * 2020-02-19 2020-04-01 Univ College Cork National Univ Of Ireland Devices and Methods for Wavegude Alignment
US11204463B1 (en) * 2020-07-17 2021-12-21 Globalfoundries U.S. Inc. Integrated circuit structure with optical absorber layer over optical grating coupler
US11556020B1 (en) 2020-07-29 2023-01-17 Acacia Communications, Inc. Integrated wavelength selector
US11552710B2 (en) 2020-08-17 2023-01-10 Acacia Communications, Inc. Resistivity engineered substrate for RF common-mode suppression
US11460372B2 (en) * 2020-09-03 2022-10-04 Ciena Corporation Characterizing integrated photonics devices
CN114280723A (zh) * 2020-09-27 2022-04-05 中兴光电子技术有限公司 光芯片、光模块和光路对准方法
US20230221511A1 (en) * 2022-01-12 2023-07-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor devices with vertically stacked waveguides
CN116047680A (zh) * 2023-04-03 2023-05-02 众瑞速联（武汉）科技有限公司 一种小型化硅光芯片、硅光组件及其cob组件

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0875945A (ja) * 1994-09-06 1996-03-22 Fujitsu Ltd 導波路型光デバイスの構造およびその製造方法
JPH10123373A (ja) * 1996-10-21 1998-05-15 Kyocera Corp 導波路型光モジュール
CN1274427A (zh) * 1998-05-27 2000-11-22 康宁股份有限公司 对准光波导阵列的方法和设备
US6654523B1 (en) * 2001-08-10 2003-11-25 Lightwave Microsystems Corporation Optical alignment guide and method for aligning an optical fiber array with an optical integrated circuit
US7483600B2 (en) * 2003-07-02 2009-01-27 Celight, Inc. Integrated coherent optical detector

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0719898B2 (ja) * 1987-01-30 1995-03-06 日本電気株式会社 光電気集積回路
US4900118A (en) * 1987-05-22 1990-02-13 Furukawa Electric Co., Ltd. Multiple-fiber optical component and method for manufacturing of the same
US20020110328A1 (en) * 2001-02-14 2002-08-15 Bischel William K. Multi-channel laser pump source for optical amplifiers
US6735357B2 (en) * 2001-06-15 2004-05-11 Sycamore Networks, Inc. Monitoring and control of all-optical cross connect fabrics using multiple laser sources
US6856735B2 (en) * 2001-11-06 2005-02-15 Chromux Technologies, Inc. Tap couplers for fiber optic arrays
CN2543096Y (zh) * 2001-11-15 2003-04-02 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 电控可调光衰减器
US6937335B2 (en) * 2002-03-08 2005-08-30 Paul Victor Mukai Dynamic alignment of optical fibers to optical circuit devices such as planar lightwave circuits
US7184626B1 (en) * 2003-04-07 2007-02-27 Luxtera, Inc Wafer-level testing of optical and optoelectronic chips
US7187870B2 (en) * 2003-10-15 2007-03-06 Oewaves, Inc. Tunable balanced opto-electronic filters and applications in opto-electronic oscillators
US7190865B2 (en) * 2004-04-19 2007-03-13 Infinera Corporation Hermaphroditic u-guide alignment structures and method thereof
US7912331B1 (en) * 2008-07-15 2011-03-22 Capella Photonics, Inc. Integrated fiber collimator and passive components
JP2013061431A (ja) * 2011-09-12 2013-04-04 Furukawa Electric Co Ltd:The 復調用遅延回路および光受信器
US9195079B2 (en) 2012-01-01 2015-11-24 Acacia Communications, Inc. Three port transceiver
US9405073B2 (en) 2013-08-31 2016-08-02 Acacia Communications, Inc. Fiber assembly for facet optical coupling
US9379512B2 (en) * 2014-04-11 2016-06-28 Ofs Fitel, Llc Arrayed optical fiber amplifier using ribbonized erbium-doped fiber
SG11201610657SA (en) 2014-07-11 2017-01-27 Acacia Communications Inc Integrated high-power tunable laser with adjustable outputs
SG11201610658UA (en) 2014-07-11 2017-01-27 Acacia Communications Inc Multichannel coherent transceiver and related apparatus and methods
CN107430251B (zh) 2015-01-08 2019-09-13 阿卡西亚通信有限公司 用于光学对准的光子电路上的透射传输路径

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0875945A (ja) * 1994-09-06 1996-03-22 Fujitsu Ltd 導波路型光デバイスの構造およびその製造方法
JPH10123373A (ja) * 1996-10-21 1998-05-15 Kyocera Corp 導波路型光モジュール
CN1274427A (zh) * 1998-05-27 2000-11-22 康宁股份有限公司 对准光波导阵列的方法和设备
US6654523B1 (en) * 2001-08-10 2003-11-25 Lightwave Microsystems Corporation Optical alignment guide and method for aligning an optical fiber array with an optical integrated circuit
US7483600B2 (en) * 2003-07-02 2009-01-27 Celight, Inc. Integrated coherent optical detector

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111416661A (zh) * 2020-01-15 2020-07-14 华中科技大学 一种用于空间光通信的光路对准方法

Also Published As

Publication number Publication date
SG11201705528QA (en) 2017-08-30
CN110568568B (zh) 2021-09-21
CN107430251B (zh) 2019-09-13
US9494748B2 (en) 2016-11-15
CN107430251A (zh) 2017-12-01
US20170031113A1 (en) 2017-02-02
DE112016000295T5 (de) 2017-09-21
US20160202432A1 (en) 2016-07-14
US9829659B2 (en) 2017-11-28
SG10201805224XA (en) 2018-08-30
WO2016112356A1 (en) 2016-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110568568B (zh) 用于光学对准的光子电路上的透射传输路径
US9164350B2 (en) Multi-port optical circulator system
US20200096701A1 (en) Input waveguide arrangement in a photonic chip
US9075251B2 (en) Integrated photonic devices with reduced sensitivity to external influences
US8649639B2 (en) Method and system for waveguide mode filters
US6954568B2 (en) Method and apparatus for splitting or combining optical beams with A Y coupler with reduced loss and electrical isolation
JP2993433B2 (ja) 光結合器
WO2001038921A3 (en) An optical switch having a planar waveguide and a shutter actuator
CN105393148A (zh) 用于光学移相器的系统和方法
EP1560047B1 (en) Monolithically integrated polarization splitter
JP5520393B2 (ja) 導波路型偏波ビームスプリッタ
CN112711093B (zh) 一种偏振分束器结构及偏振分束方法
US20200132931A1 (en) Relaxed tolerance adiabatic coupler for optical interconnects
CN112904477B (zh) 一种基于浅刻蚀多模干涉耦合器的偏振不敏感型光功分器
CN112630892A (zh) 一种基于非等臂宽马赫曾德干涉仪的四通道粗波分复用器
US7330618B2 (en) Waveguide structure
JPH11352341A (ja) 導波路型波長多重光送受信モジュール
US6882764B1 (en) Polarization independent packaging for polarization sensitive optical waveguide amplifier
Conradi et al. High isolation optical isolator: A new building block for polyboard photonic integrated circuits
EP3312647B1 (en) Polarization mode converter
US7620275B2 (en) Integrated polarization splitter/combiner
EP3889673A1 (en) Isolator, light source device, light transmitter and receiver, optical switch, optical amplifier, and data center
US12007605B2 (en) Monolithically-integrated, polarization-independent circulator
WO2001048532A3 (en) Integrated planar optical waveguide and shutter
JP2000321449A (ja) 導波路型光合分波回路チップ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant