CN116097142A - 具有高v数和低v数波导的消色差分光设备 - Google Patents

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Abstract

本文公开了分光器的配置。分光器可以包括输入波导、自由传播区域和输出波导阵列。输入波导可以足够窄，使得自由传播区域中的光可以衍射并且在宽波长范围上的远场角处提供相同的光强度。输入波导可在垂直维度上具有高V数并且在水平维度上具有低V数。因为所有波长的光在自由传播区域中以相同角度衍射，所以一旦光到达输出波导，光就可在输出波导中的每个输出波导处具有类似的光学功率。另外，输出波导可在宽度和间距上变化以减轻光的相位波前的非均匀光学功率分布。

Description

具有高V数和低V数波导的消色差分光设备
相关申请的交叉引用
本专利合作条约专利申请要求于2020年9月25日提交的美国临时专利申请第63/083,691号和于2021年9月20日提交的美国非临时专利申请第17/479,943号的优先权，该专利申请的内容全文以引用方式并入本文中。
技术领域
本公开总体上涉及一种用于对光进行分束的光学系统。更具体地，本文的实施方案涉及用于使用在一个维度上具有高V数并且在另一维度上具有低V数的波导来对光进行分束的消色差光学系统。
背景技术
一般来讲，光学系统可以采用多个光源以用于日常设备中。尽管系统可以具有多个光输出，但是可以存在比光源更多的光输出，因为光可以被解复用(de-multiplex)或分束。光学系统可以使用分光系统，该分光系统对由光源发射的光进行分束，并且可以包括不同部件，诸如解复用器、衍射光栅、分光器。这些分束部件可以不同方式彼此不同，诸如大小、光学效率、能量效率、波长相关性或无关性等。在一些示例中，可使用级联分光系统，但光学系统的大小可增加到不合理的大小，因为系统倾向于随级联分光级的数量按比例增加。在其他示例中，可使用星形分光器，但光传播所通过的自由传播区域可导致输入波导与输出波导之间的较大光学损耗。即使星形分光器的大小可以是适当的，光学功率损耗也可能太大而不能在某些光学系统中使用，因此紧凑的、低光学损耗的光学系统可能是期望的。在其他示例中，分光系统在光的宽波长范围内可能表现不一致。
发明内容
本公开中描述的系统、设备、方法和装置的实施方案针对用于对光进行分束或组合的光学设备。还描述了涉及使用基于星形分光器的光学设备来对光进行分束的系统、设备、方法和装置。在一些示例中，分光器可充当1×N分光器，只要光可在输入波导上输入并且光可在任何数量的输出波导上输出。分光器可以包括输入波导、自由传播区域和输出波导阵列。在一些示例中，窄输入波导可将光提供到自由传播区域，其中输入波导足够窄使得自由传播区域中的衍射可在宽波长范围(诸如跨越大约一微米)上的远场角下提供类似光学强度。输入波导可以具有与波长成比例的模大小(mode size)，这可以提供均匀的衍射角。当大多数或所有波长以相似或相同角度衍射时，一旦光到达输出波导，光可在输出波导中的每个输出波导处具有相似或相同光学功率。
在一些示例中，本公开描述了一种分光器。该分光器可以包括：输入波导，该输入波导被配置为将一定波长范围的光输入到自由传播区域，该输入波导被配置为在自由传播区域的输入边缘处实现模大小与光的波长范围上的波长之间的比例关系；自由传播区域，该自由传播区域具有输入边缘和输出边缘，该自由传播区域在输入边缘上光学耦合到输入波导，并且被配置为从输入波导接收该波长范围的光；以及输出波导阵列，该输出波导阵列光学耦合到自由传播区域的输出边缘，其中输出波导阵列中的每个波导被定位成与每个波导从自由传播区域接收的光的局部相位波前(local phase front)成预先确定的角度(例如，近似正交)。在一些示例中，输入波导在第一维度上具有高V数并且在第二维度上具有低V数，输出波导阵列的中央通道输出波导具有比输出波导阵列的外通道输出波导窄的宽度，输入波导致使光在光的该波长范围上以相同衍射进行衍射，并且输出波导阵列的多个输出波导均匀地间隔开。另外，输出波导阵列中的至少两个输出波导具有不同的宽度，并且输出波导阵列中的至少一些输出波导在彼此之间具有非均匀的间距。
在一些示例中，输入波导在自由传播区域的衍射方向上弱限制光。在一些示例中，输出波导阵列中的至少一个输出波导的宽度至少部分地取决于自由传播区域中的衍射光的强度。在一些示例中，输入波导的第一尺寸至少部分地取决于输入波导的第一V数，输入波导的第二尺寸至少部分地取决于输入波导的第二V数，并且第一V数大于第二V数。在一些示例中，在第一维度上测量的输入波导模与自由传播区域的波导模匹配，从而减少光学损耗。在一些示例中，耦合到输出波导阵列中的每个输出波导中的光在光的该波长范围上对于每个波导具有相同功率。另外，输入波导是第一输入波导，
该分光器可以包括第二输入波导，该第二输入波导被定位成与第一输入波导相邻并且光学耦合到自由传播区域，并且第一输入波导和第二输入波导对称地定位以将光输入到自由传播区域。
在一些示例中，本公开描述了一种分光器。分光器可以包括：输入波导，该输入波导在第一维度上具有高V数，在第二维度上具有低V数并且被配置为输入一定波长范围的光；平板波导，该平板波导具有输入边缘和输出边缘，该平板波导光学耦合到输入波导并且被配置为接收来自输入波导的光；以及输出波导阵列，该输出波导阵列被定位在平板波导的输出边缘上，使得输出波导中的一些输出波导是中央通道输出波导，并且输出波导中的其他输出波导是外通道输出波导，其中输出波导阵列中的每个输出波导被布置成接收具有近似相同的光学功率的光。在一些示例中，输入波导在垂直维度上具有高V数并且在水平维度上具有低V数，输入波导的模大小与光的该波长范围中的波长成比例，在平板波导中，衍射角在光的该波长范围上相同，并且中央通道间距对于输出波导阵列的中央通道输出波导是均匀的，并且外通道间距是外通道输出波导的均匀间距的一半。在一些示例中，输入波导可以是带状波导，并且输出波导阵列是带状波导。在一些示例中，输出波导阵列的多个波导具有非均匀的宽度，并且至少一个波导宽度与输出波导阵列的输出波导处的局部相位波前相关。
在一些示例中，该阵列的输出波导彼此均匀地间隔开，并且中央通道输出波导宽度比外通道输出波导的宽度窄，从而均衡由输出波导阵列中的每个输出波导接收的光学功率的量。在一些示例中，光的波长范围是一微米。在一些示例中，入射到平板波导上的光学功率在输出波导阵列的中央通道中较高并且在输出波导阵列的外通道中的光学功率下降，波导阵列的多个中央通道输出波导比外通道输出波导窄，从而在输出波导阵列上接收均匀的光学功率，并且多个中央通道输出波导彼此间隔相同的距离。在一些示例中，输出波导阵列的外通道输出波导是相邻通道输出波导宽度的一半宽度，并且外通道输出波导之间的外通道间距是相邻通道输出波导的通道间距的一半。
在一些示例中，本公开描述了一种分光器。该分光器可以包括：带状波导，该带状波导用于输入在光的一定波长范围上的光；平板波导，该平板波导被配置为从带状波导接收该波长范围的光；以及输出波导阵列，该输出波导阵列被定位成从平板波导接收该波长范围的光，并且由输出波导阵列中的每个输出波导接收相同量的光学功率的光；其中带状波导模大小与光的波长中的波长成比例，并且平板波导中的光的衍射角在光的波长范围上是类似的。在一些示例中，输出波导阵列的第一输出波导与相邻第二输出波导之间的间距为非均匀的并且取决于由第一输出波导和相邻第二输出波导接收的光学功率，平板波导的光的相位波前具有圆柱形相位波前，输出波导阵列中的每个波导被定位成与平板波导中的光的局部相位波前正交，并且输出波导阵列为带状波导。在一些示例中，带状波导在第一维度上具有高V数并且在第二维度上具有低V数，并且第一维度上的带状波导模与平板波导的波导模匹配，从而减少光学损耗。另外，输出波导阵列的输出波导中的每个输出波导之间的非均匀的间距基于由输出波导中的每个输出波导接收的光学功率，使得每个输出波导接收跨越一微米的光的波长范围上的光的均匀光学功率。此外，输出波导阵列具有变化的波导宽度，从而均衡从平板波导接收的光学功率。
除了上述示例性方面和实施方案之外，参考附图并通过研究以下描述，更多方面和实施方案将为显而易见的。
附图说明
图1示出了1×8级联分光器的框图。
图2A示出了示例性波导的框图。
图2B示出了另一种波导的示例。
图3示出了1×8分光器的示例。
图4A示出了输出波导阵列的示例。
图4B示出了输出波导阵列的示例。
图5示出了分光器的示例。
图6示出了2×3分光器的示例。
附图中的交叉影线或阴影的用途通常被提供以阐明相邻元件之间的边界并还有利于附图的易读性。因此，存在或不存在无交叉影线或阴影均不表示或指示对特定材料、材料特性、元件比例、元件尺寸、类似图示元件的共同性或在附图中所示的任何元件的任何其他特征、属性、或特性的任何偏好或要求。
应当理解，各个特征部和元件(以及其集合和分组)的比例和尺寸(相对的或绝对的)以及其间呈现的界限、间距和位置关系在附图中提供，以仅用于促进理解本文所述的各个实施方案，并因此可不必要地被呈现或示出以衡量并且并非旨在指示对所示的实施方案的任何偏好或要求，以排除结合其所述的实施方案。
具体实施方式
现在将具体地参考在附图中示出的代表性实施方案。应当理解，以下描述不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求书限定的所述实施方案的实质和范围内的另选形式、修改形式和等同形式。
方向性术语，诸如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“之上”、“之下”、“下面”、“前部”、“后部”、“上方”、“下方”、“左侧”、“右侧”等参考下面描述的一些图中的一些部件的取向来使用。因为各种实施方案中的部件可以多个不同的取向定位，所以方向性术语仅用于说明的目的并且不以任何方式进行限制。方向性术语旨在被广义地解释，因此不应被解释为排除以不同方式取向的部件。
如本文所用，术语“邻接”是指两个元件共用公共边界或以其他方式彼此接触，而术语“相邻”是指两个元件彼此接近并且可(或可不)彼此接触。因此，邻接的元件也是相邻的，但反过来却不一定成立。彼此“耦接”的两个元件可永久性地或可移除地物理地彼此耦接并且/或者在操作上或功能上彼此耦接。另外，彼此“光学耦合”的两个元件可允许光从一个元件传递到另一个元件。
在以下对示例的描述中将引用附图，在附图中以例示的方式示出了可被实施的特定示例。应当理解，在不脱离各个示例的范围的情况下，可使用其他示例并且可作出结构性改变。
一般来讲，光学系统可以采用发射可以进行分束的光的多个光源，使得输出端口的数量可以大于光源的数量。各种分光系统可以用于对由光源发射的光进行分束，并且可以包括不同的部件，诸如解复用器、衍射光栅、分光器等，并且可以以不同的方式彼此变化，诸如大小、光学效率、能量效率、波长相关性或无关性、它们的任何组合等。
在一些示例中，可以使用分光系统中的级联级来对多波长光进行分束，并且分光系统的大小可以随着级联分光级的数量而增加。也就是说，所使用的分光级越多，分光系统变得越大。因为级联分光器的数量随着输出端口的数量而缩放，所以这些分光系统可能变得不合理地大并且可能不容易被结合到整个光学系统中。此外，级联分光器可能将不期望的光学差拍(optical beating)引入到整个光学系统中。
在一些示例中，可以使用多模干涉仪来对光进行分束。一般来讲，多模干涉仪可以比级联分光器小，并且可以在小波长范围(诸如10纳米至50纳米)上一致地执行，但是可能不适合于在可以跨越大约一微米的宽带波长范围上的一致执行。
在其他示例中，星形分光器可用于结合输入波导、自由传播区域和输出波导来对光进行分束。输入波导通常终止于自由传播区域，其中在传播区域的平面中几乎没有限制。星形分光器的大小可以不随着输出端口的数量而缩放，因为可以添加另一个输出波导而不导致占有面积的显著增加。然而，光传播通过的自由传播区域可导致输入波导与输出波导之间的较大光学损耗。即使星形分光器的大小可以是适当的，光学功率损耗也可能太大而不能在某些光学系统中使用，因此紧凑的、低光学损耗的光学系统可能是期望的。另外，星形分光器可表现出与波长相关的性能，并且也可能不适于在可能跨越大约一微米的宽带波长范围上的一致性能。
在一些示例中，通过以比通常用于星形分光器中的输入波导窄的输入波导开始，提供给自由传播区域的光可接着扩展或扩散。在一些示例中，输入波导越窄，光可在自由传播区域中衍射得越快。自由传播区域中的衍射可在宽波长范围(诸如跨越大约一微米)上的远场角处产生类似光学强度。当大多数或所有波长以相似或相同的角度衍射时，一旦光到达输出波导，光可以在输出波导中的每个输出波导的大多数或所有波长处具有相似的光学功率。可以理解，当在本文中使用术语“相同”时(例如，相同角度、相同光学功率、相同衍射、相同衍射角等)，术语“相同”除了相同之外还可以意味着足够类似以不显著影响性能，以及/或者在标准测量公差内相同。此外，可以理解，当在本文中使用术语“大约”时，该术语可以包括在所确定的规范内合理允许的百分之五至百分之十的变化。
本文公开了一种分光器，该分光器包括输入波导、自由传播区域和输出波导阵列。输入波导可以实现模大小与光的该波长范围中的光的波长之间的比例关系，并且光学耦合到自由传播区域。自由传播区域可以具有输入边缘和输出边缘，并且可以接收来自输入波导的该波长范围的光；输入波导可以光学耦合到自由传播区域的输入边缘。输入波导可以足够窄，使得衍射角在光的宽波长范围上是相同的。波导中的每个波导可光学耦合到自由传播区域的输出边缘并且定位在自由传播区域的输出边缘上，其中多个输出波导中的每个输出波导被定位成与光的波长范围的光的局部相位波前成预先确定的角度(例如，近似正交或任何其他合适角度)。相位波前是传播的波前的相位。在一些实施方案中，模大小和波长之间的比例关系不需要是精确地成比例的。模大小和波长之间的关系相对于比例关系可以是正或负百分之十。如本文所用，术语“比例”不仅涵盖其中一个对象、元素或属性(统称为“对象”)直接随另一个对象、元素或属性变化或根据特定数学函数变化的关系，而且还包括其中对象变化主要取决于另一个对象的情况。换句话说，当一个对象相对于另一个对象的方差在直接或数学方差的10％之内时，该对象与另一个对象成比例。
在一些示例中，输入波导可以在垂直维度上具有高V数并且在水平维度上具有低V数，以匹配分光器的自由传播区域的波导模。一般来讲，高V数(例如，垂直维度)可导致低光学损耗，而低V数(例如，水平维度)可导致波长独立性。用于与分光器的自由传播区域的波导模匹配的垂直维度上的高V数和水平维度上的低V数可以减少光学损耗。在一些示例中，宽度和间距可以在阵列中的输出波导之间变化(例如，非均匀)，以便提供均匀的光学功率耦合并且减少系统的总光学损耗。另外，中央通道输出波导在宽度上可以比外通道输出波导窄。此外，输出波导之间的间距可以是均匀的或者可以基于耦合到输出波导的光的光学功率而变化。
以下参考图1至图6讨论这些和其他实施方案。然而，本领域的技术人员将容易地理解，本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的，而不应被理解为是限制性的。
图1示出了1×8级联分光器的框图。1×8级联分光器100可以包括输入光102、1×4分光器104、中间光路106a至106d、1×2分光器108a至108d和光输出112a至112d。在图1中，1×8分光器100经由输入102接收单个光输入，并且具有八个不同的输出端口，即输出112a至112d。这种类型的分束系统的大小可能随着输出端口数量的增加而增加，因此可能不适合于空间被严格控制或非常珍贵的应用，如在许多现代电子设备中的情况。
输入102可以是将输入光提供给1×4分光器104的输入波导。输入光可以由光源提供，该光源可以连接到或以其他方式集成到光子设备中。在一些示例中，光子设备可以包括多于一个光源，诸如激光器、发光二极管、半导体激光器、相干光源、半相干光源、它们的任何组合等等。在一些示例中，光子设备是具有光子和/或光学功能和部件的设备。光子设备可以包括分光器。
在第一分光级中，1×4分光器104可以在四个中间光路106a至106d之间相等地对光进行分束并输出。在一些示例中，可能存在与每个分光级相关联的光学损耗。在一些示例中，中间光路106a至106d可以是光学耦合到1×4分光器104并从该分光器接收光的波导。中间光路106a至106d还可以光学耦合到1×2分光器108a至108d，并且可以向1×2分光器108a至108d提供光。1×2分光器108a至108d中的每一者可以提供光输出112a至112d。1×2分光器108a可提供两个光输出112a，1×2分光器108b可提供两个光输出112b，等等。如图1所示，1×2分光器108a可以将来自中间光路106a的光分束以沿着光输出112a提供该分束光，1×2分光器108b可以将来自中间光路106b的光分束并且沿着光输出112b提供该分束光，等等。类似于1×4分光器104，1×2分光器108a至108d中的每一者可相等地将其输入光分束并且在光输出112上输出此分束光。第二分光级(例如，1×2分光器108a至108d)还可将光学损耗引入系统100中。
此外，1×8分光器100的大小可随每个附加的分光级而增加。例如，代替使用1×4分光器104，可以将输入102提供给1×2分光器，然后对于这两个输出中的每个输出，可以使用另一组1×2分光器来实现四个中间输出。由于在该描述的示例中添加了附加的分光级，该示例性系统可以比图1所示的系统更大。因为光学系统被结合到越来越小的形状因数设备中，所以级联分光器的大小可能过大而不能合理地结合到较小形状因数设备诸如移动设备中。
图2A示出了示例性波导的框图。输入波导200可以产生与自由传播区域中的光的波长无关的远场角，因为大多数或所有波长的光可以在传播区域内以相似或相同的角度衍射。如先前所讨论的，与星形分光器不同，当窄输入波导用于将光输入到分光器的自由传播区域时，自由传播区域中的衍射可导致在宽波长范围(诸如跨越最多至大约一微米)上的远场角处的类似光学强度。尽管本文描述了一微米波长范围，但是可以理解，分光器可以类似地对低于一微米(诸如100纳米或更低)的所有波长的光起作用。输入光可以在传播区域中沿衍射方向从输入波导朝向输出波导传播，同时在传播区域中扩散。当大多数或所有波长以相似或相同的角度衍射时，一旦光到达输出波导，在输出波导中的每个输出波导处的光输出可以具有相同或相似的光学功率。实现这一点的一种方式是采用产生取决于波长的模大小的输入波导200，只要可以实现模大小与波长之间的比例关系。当模大小与光的波长中的波长成比例时，光的衍射角可以是类似的。此外，光的衍射角可以由模大小与波长的比率来确定，这可以导致与波长无关的衍射角。在一个示例中，支持大约三微米光波长处的光模的波导可以是支持大约1.5微米光波长处的光模的相同波导的两倍宽。
输入波导200可以通过将输入波导200弱限制在衬底平面中或水平维度上来生成实现与波长成比例关系的模大小。如图2A所示，输入波导200可具有第一包覆层202、传播区域205和第二包覆层204。第一包覆层202和第二包覆层204可以是二氧化硅、氧化物材料或任何其他合适的介电材料，而传播区域205可以是硅。在图2A中，光可传播到图2A所示的视图中的图中或从图中传播出来。在一些示例中，包覆层202和204可以延伸超过图2A和图2B中所示的边界。另外，虽然在图2A、图2B中未示出，但是输入波导200可以在传播区域205周围的每个方向上被包覆层限制，除了光在传播区域205中的传播方向之外。一般来讲，用于限制的材料可以是折射率低于硅都可以工作的任何材料(例如，二氧化硅)。其他材料(诸如氮化硅或任何数量的聚合物)还可用于将光传播限制到传播区域205。
输入波导200的物理尺寸可基于第一目标V数和第二目标V数以及由输入波导传输的光的波长来配置。V数和光的波长用于生成模大小，如本文所讨论的。在一些示例中，输入波导200可具有在第一维度(例如，垂直维度)上大约2微米到5微米以及在第二维度(例如，水平维度)上小于1微米的传播区域。在一个示例中，输入波导可在垂直维度上为3微米并且在水平维度上为0.6微米。这些尺寸可以用于矩形横截面的输入波导，该输入波导传输具有例如从1.4微米到2.4微米的波长的光。
V数是归一化频率并且确定光纤可以承载的模的数量。如本文所用，“高V”和“低V”是相对术语。具体地，高V数是支持光的多模的数，而低V数是支持光的单模的数。因为这里描述的设备被配置为在一定波长范围上工作，应当理解，在这些上下文中的高V数和低V数旨在应用于在该波长范围上的单模光或多模光。因此，给定波导的实际值取决于目标波长范围。此外，给定这些光波长和输入波导的上述尺寸，第一(或“高”)V数是3或更大，并且第二(或“低”)V数小于3。许多实施方案可以使用该相同的截止，即使它们的尺寸不同，例如，高V数是3或更大，而低V数小于3。在其他实施方案中，3可以是低V数而不是高V数。通常对于许多实施方案，高V数和低V数之间的截止出现在光从单模光转变为多模光的地方，并且可以随着传播通过波导的光的波长以及波导的尺寸而变化。因此，输入波导可具有相对于第一轴线的低V数和相对于第二轴线的高V数，例如其中波导的尺寸沿第一轴线较小但沿第二轴线较大。
因为波导可以小于沿着晶圆的平面(例如，水平维度，如图2A中所示)的短轴的光的波长，所以传播通过输入波导200的光可以被弱限制在该一个维度上，从而生成适当的模大小。此外，这可能导致波导产生在大小上与波长近似成比例的光模。
如所描绘的，输入波导200几何形状在第一维度(这里为垂直维度)上具有高V数并且在第二维度(这里为水平维度)上具有低V数。因为输入波导200在垂直维度上具有高V数并且在水平维度上具有低V数，所以光的输入波导模可以与光学分束设备的自由传播区域的波导模匹配，这可以减少光学损耗。低V数导致实现模大小与波长之间的比例关系，并且对于服从高折射率近似的输入波导，高V数维度(例如，垂直维度)针对具有高V数的所有波长在单个轴线上限定共模大小。
图2B示出了另一种波导的示例。输入波导201可与图2A的输入波导200类似地起作用。输入波导201可包括第一包覆层202、传播区域205、第二包覆层204和基底206。第一包覆层202和第二包覆层204可以是二氧化硅、氧化物材料或任何其他合适的介电材料，而传播区域205可以是硅。在图2A中所描绘的视图中，光可沿着波导传播并且因此进入或离开页面(例如，图2A是朝向波导的一个端部看的波导205的横截面视图)。为了易于制造，可以包括基底206作为波导的基础。与图2A的输入波导200相比，基底206的厚度应该足够厚，以减轻制造约束，同时不会实质上改变输入波导201的功能。
图3示出了示例性分光器。分光器300可以从输入波导接收光，并且可以在八个输出波导上输出光。虽然参考图3描述了八个输出波导，但是这仅是为了说明性目的，并且可以使用任何数量的输出波导。在图3中，输入波导和输出波导的数量仅用于说明性目的，并且任何数量的输出波导可以用于1×N分光器。另外，输入波导仅用于说明性目的，并且两个、三个或更多个输入波导可以与该分光器一起使用，诸如用于M×N分光器(其中M是输入波导的数量，并且N是分光器的输出波导的数量)。此外，如本文针对任何实施方案所描述，任何数量的输入波导可与任何数量的输出波导一起使用，并且任何数量的输入端口可与任何数量的输出端口一起使用。此外，在一些示例中，输入波导的数量可大于一个，并且由所有输入波导限定的总区域(例如，沿自由传播区域的输入面距中心线的最大距离)可比自由传播区域的长度或输出端口或波导阵列的长度(沿输出面距中心线的最大距离)小得多。
本文所使用的具体示例仅出于说明性目的而提供。分光器300可在所有输出波导上并且在跨越大约一微米的光的波长范围上产生近似均匀的功率，所有同时维持相对小的形状因数。另外，在图3至图6中，输入波导、自由传播区域和输出波导都具有相同的图案，但是可以是光通过其传播并且光学耦合在一起的单独元件。
分光器300可以包括输入波导305、自由传播区域310和多个输出波导315a至315h。自由传播区域310可以由与输入波导305和多个输出波导315a至315h类似的材料形成。在一些示例中，自由传播区域310以及输入波导305和输出波导315a至315h可以被包覆区域320包围，该包覆区域可以是氧化物材料诸如二氧化硅或者提供相同的光学限制功能的任何其他介电材料。包覆区域320可延伸超出图3中所描绘的边界。在其他示例中，包覆区域320可以紧密地包围分光器300的周边。术语“多输出波导”和“波导阵列”在本文中可互换使用。分光器300与一般的星形分光器的不同之处在于，由于其高V数/低V数配置，输入波导305可以将光限制为特定的模大小。此外，输出波导被配置并彼此间隔开以考虑局部相位波前和光学功率的变化。另外，虽然输入波导305具有与图2的输入波导205不同的图案，但两者彼此功能类似且具有类似或相同的物理性质(诸如V数和物理尺寸)。同样，当与输入波导205和305比较时，输入波导405和505可以具有类似的功能和特性。此外，尽管输出波导315、415、515和615可在每个对应图中描绘为具有不同长度，但这仅用于说明。在一些实施方案中，这些输出波导可以具有相同或相似的长度。类似地，输出波导315、415、515、615被示出为具有弯曲的输出边缘，但是在一些实施方案中，输出波导315、415、515、615的输出边缘可以是直的、成角度的、或以其他方式成形为有效地耦合到相邻或邻接的光学元件。输入波导305、405、505和605被描绘为特定长度，但是输入波导可以是任何长度。同样，输入波导305、405、505和605被示出为具有弯曲的输入边缘，但在一些实施方案中，输入波导305、405、505和605的输入边缘可以是直的、成角度的、或以其他方式成形为有效地耦合到相邻或邻接的光学元件。
在一些示例中，输入波导305可光学耦合到自由传播区域310，可将光提供到自由传播区域310，并且可终止于自由传播区域310处。传播通过输入波导的光可以是可跨越大约一微米的宽波长范围的光。自由传播区域310可以被配置为接收来自输入波导305的该波长范围的光；该光可以在自由传播区域310中自由传播和衍射。一般来讲，输入波导305越窄，光可在自由传播区域310中衍射或扩散得越快。如先前参考图2A和图2B所提及的，输入波导305可以较窄，从而将光限制为波长量级的模大小。
在一些示例中，输入波导305可以是带状波导，并且输出波导315a至315h也可以是带状波导。在一些示例中，输出波导315a至315h可以替代地是脊形波导或带状波导和脊形波导的某种组合。另外，自由传播区域310可以是平板波导。可以理解，所有波导可以被低折射率包覆区域包围以将光限制在波导中。一般来讲，本文所述的波导可包括芯或传播区域，在传播区域的两侧上具有包覆层。此外，波导的传播区域不同于分光器的自由传播区域，因为自由传播区域是光可以衍射和扩散的区域。
一旦光从输入波导305传到自由传播区域310，光就可以以大约相同的角度衍射并且形成可以在所有波长处类似地再现的近似高斯衍射波前。自由传播区域310中的衍射光可传播以在宽波长范围上形成近似相同(或相同)的远场角。当该波长范围的不同波长的光以近似相同的角度衍射并且一旦光到达输出波导，波导中的每个波导可以输出具有近似相同或相同光功率的光。通过提供可以与波长成比例的模大小，远场角可以变得与波长无关。在一些示例中，垂直维度上的输入波导模可以近似匹配自由传播区域310的波导模，从而减少光学损耗。
在一些示例中，通过产生取决于波长且与波长成比例的波导模大小，光可针对所有组成波长以相同角度衍射，因此提供可与光波长无关的远场角。可以理解，波导模大小是由通过波导的光产生的模大小。在一些示例中，通过使用在垂直维度上具有高V数并且在水平维度上具有低V数(或反之亦然，这取决于波导的取向)的输入波导305，远场角可与波长无关，如参考图2A所描述的。
在一些示例中，自由传播区域310可以包括输入边缘380和输出边缘381，其中输入波导可以光学耦合到输入边缘380。分光器300的输出波导315a至315h可以耦合到自由传播区域310的输出边缘381。另外，多个输出波导315a至315h可各自定位成与光的局部相位波前成相应预先确定的角度(例如，近似正交或任何其他合适的角度)。在图3中示出的自由传播区域310的变型中，当光传播通过自由传播区域并且在自由传播区域中衍射时，光可以具有可以是近似圆柱形相位波前的相位波前。
给定输出波导的位置、宽度和角度共同影响耦合到输出波导中的光的量，并且因此可以选择每一者来实现特定输出波导的给定光耦合。例如，每个波导可以优选地定位成与局部相位波前正交，以增加耦合到输出波导中的光的量和光学功率，但是应当理解，对于其他方面相同的波导，其他角度也是可能的(尽管增加了损耗)。在一些示例中，波导315a至315h的阵列可以优选地沿着圆形曲线定位(例如，以输入波导与自由传播区域相遇的位置为中央)，使得每个波导沿着相同的相位波前定位。应当理解，波导315a至315h的阵列可以沿着其他曲线定位，只要与这些其他曲线相关联的损耗是可接受的并且在总体系统规格内。如图3中所描绘的，输出波导315a可相对于自由传播区域310处于与输出波导315f不同的角度，因为每个输出波导被定位成与到达特定输出波导的光的局部相位波前(近似)正交。
如图3所示，输出波导中的至少一些输出波导可以具有不同的宽度；这些宽度可随输出波导相对于输出波导阵列中央的位置而变化。也就是说，输出波导宽度可以是非均匀的。如图3所示，输出波导315d和315e可以随着它们被定位成更靠近阵列的中央而更窄，而输出波导315a和315h可以随着它们被定位成更远离输出波导阵列的外侧而在宽度上更宽。在一些示例中，输出波导315a至315h的宽度可以至少部分地取决于自由传播区域310中的衍射光的强度。因此，波导的宽度可随着波导距自由传播区域的中心线的距离增加而增加。如图所示，输出波导相对于彼此的中央到中央间距也可随着输出波导朝向阵列外部的宽度增加而增加，但输出波导的间距可为均匀的(例如，邻近波导的侧壁或边缘之间的距离可相同，而不管考虑哪一对波导)或可彼此间隔开相同距离。输出波导可朝向阵列的边缘较宽，因为光学功率和/或强度可随着光朝向自由传播区域310的边缘扩散而减小。
在一些示例中，总系统效率可在所有光波长上近似相同，并且输出波导在所有光波长上具有相同的功率或近似相同的功率。
图4A示出了另一个分光器的示例。图4A示出了本文所描述的分光器的示例，该分光器被结合到包括输出耦合器(outcoupler)的较大光学系统中。如图所示，分光器400可以包括输入波导405、自由传播区域410、输出波导阵列415a至415g以及包覆区域420。分光器400可以如本文所描述的并且还参考图3的分光器300的任何合适的方式来配置。另外，输出波导415a至415g的阵列可以是如图3所示的输出波导中的一些输出波导的描绘。如先前参考图3所描述，输出波导可沿着自由传播区域315中的相位波前耦合光。输出波导中的每个输出波导可被定位成与光的局部相位波前正交，并且因此每个输出波导可具有不同的光相位。在图4A中，输出波导阵列包括波导415a至415g。输出波导415a至415g可以均匀地间隔开并且具有不同的、非均匀的宽度，使得波导通道可以接收近似相同的光学功率。可以理解，中央通道输出波导可以比外通道输出波导更窄，因为光学功率朝向自由传播区域410的中央可以更大并且可以朝向边缘下降。中央通道输出波导(诸如415c和415d)之间的中央通道间距可主要受制造技术限制并且可为均匀的。
在一些情况下，输出波导415a至415g可以被配置为使得由输出耦合器430a至430g接收的光可以具有不同的相位。也就是说，输出波导415a至415g可以向输出耦合器430a至430g提供具有不同相位425a至425g的光。换句话说，输出波导415a至415g可以提供具有不同群延迟的光。输出耦合器430a至430g仅用于说明性目的，因为来自输出波导430a至430g的光可以被提供到任何类型的光学元件，诸如棱镜、反射镜、透镜、准直器、它们的任意组合等。在一些示例中，输出波导430a至430g可以提供光用于样本的测量或将光提供到用于监测光的参考检测器。在一些示例中，波导可以被分成组，使得来自多个输出波导的光可以由一个输出耦合器接收。在该示例中，分组的输出波导可被定位成在组内比到对应输出耦合器更靠近彼此。通过将输出波导分组，这可以为每个波导组产生“单个输出”的效果。在其他实施方案中，输出波导中的一些输出波导可以提供彼此不同的相位，然而分组的输出波导内的输出波导可以向对应的输出耦合器提供相同相位的光。
当输出波导如上所述被定位成与局部相位波前正交时，应当理解，波导被定位成在空间中的一个点处与局部相位波前正交(因为波导不可能同时与曲线上的多个点正交)。该点可被选择为帮助最小化损耗(例如，通过将波导定位成与由波导包围的局部相位波前的平均倾斜正交)，但是可能不能够解决由局部相位波前曲率引起的所有损耗。这随着输出波导的生长而被放大，并且因此可不成比例地影响外波导。例如，在图4A所示的输出波导中，由于被定位在中央的输出波导(例如，415d)较小，因此它们将看到较小的相位波前曲率(并且因此相位波前将更接近地近似平面波)。另一方面，外输出波导(例如，415a和415g)更大并且看到更大量的曲率。由于这些原因，可能希望将给定的输出波导分解成两个较小的波导(每个具有相对于自由传播区域的不同角度)，使得每个单独的波导看到更小的相位波前曲率。
图4B示出了具有输出波导阵列的另一分光器的示例。分光器450可以包括输出波导阵列，该输出波导阵列被示为图4A中所示的输出波导的替代布置。如先前参考图3所描述，输出波导可沿着自由传播区域310中的相位波前耦合光。输出波导中的每个输出波导可以被定位成与其局部光相位波前正交，并且因此每个输出波导可以接受或接收不同相位的光。在图4B中，分光器450包括波导455a1至455g1。输出波导455a1至455g1非均匀地间隔开，并且可以具有类似或不同的宽度，使得波导通道可以接收近似相同的光学功率。输出波导455a1至455g1可以向输出耦合器470a1至470g1提供具有不同相位的光465a1至465g1。
分光器450可通过用多个较小输出波导替换外通道输出波导来减轻参考图4A描述的问题。具体地，图4A的外通道输出波导415a可以用图4B中的较小外通道输出波导455a1和455a2替换。例如，内通道输出波导455d的宽度517比外通道波导455a1、455a2、455g1、455g2的宽度518宽。另外，图4A的外通道输出波导415b可以用较小的外通道输出波导455b1和455b2替换，如图4B所示。通过使用多个较小的外通道输出波导，每个输出波导可以被增加的均匀局部强度照射，并且输出波导可以被移位以匹配局部相位波前。
外通道输出波导455a1可将光沿着光路465a1输出到输出耦合器470a1，并且外通道输出波导455a2可将光沿着光路456a2输出到输出耦合器470a2。输出耦合器470a1、470a2可被定位成比从内通道输出波导接收光的输出耦合器470c、470d更靠近彼此。外通道输出耦合器470a1、470a2可被定位成足够靠近，使得所发射的光的两个部分可充当来自单个内通道输出耦合器(诸如输出耦合器470d)的光的单个部分。由于外通道输出波导455a1、455a2的大小和间距，来自这些波导的光可以由两个输出耦合器470a1和470a2发射，如同其是单一的一样。较小的外通道输出波导455a1、455a2可经由外通道输出耦合器彼此靠近地发射具有相同(或几乎相同)相位的光。因此，所发射的光的光学功率可组合并且因此与由图4A的单个外通道输出波导415a所发射的光的光学功率相同或类似。在一些示例中，光路465a1至465g1可以通过空气、一个或多个波导和/或通过可以将光朝向对应的输出耦合器引导的其他光学元件传播。
尽管图4A的分光器400可以通过使用较宽的外通道波导来补偿局部强度变化，但是一旦外通道波导的大小大约是中央通道波导的大小的两倍，则可以使用具有增加数量的较小外通道输出波导的图4B的分光器450来更好地减轻光学损耗。通过改变输出波导的密度和/或间距，增加数量的较小外通道输出波导可减轻光的高斯衍射波前的非均匀强度。图4B示出了可以替代单个外通道输出波导的两个较小的外通道输出波导，仅出于说明性的目的，因为两个或任何其他数量可以替代外通道输出波导。使用多个更小的外通道输出波导的分束功能可以提供较低的总光学损耗和波长独立性。
在一些示例中，图4B的输出波导455a1至455g1之间的间距可具有均匀间距或半均匀间距。在一些示例中，中央通道输出波导与外通道输出波导之间的中央通道间距可彼此不同以减轻光的相位波前的非均匀光学功率分布。中央通道输出波导可以具有均匀的中央通道间距，因为相位波前可以接近于平面波的相位波前，而外通道输出波导455a1和455a2之间以及455b1和455b2之间的外通道间距可以是中央通道输出波导的均匀间距的一半。外通道输出波导的间距可以是均匀间距的一半，因为外通道输出波导455a1和455a2的大小可以是中央通道输出波导455d的大小的一半。此外，因为输出波导455a1和455a2可被视为单个通道输出，所以间距可更小并且可为均匀间距的一半，因为输出波导为一半大小并且两个输出波导以与单个通道相同的间距使用。
在一些实施方案中，外通道输出波导455a1和455a2可以是相邻外通道输出波导455b1和455b2的宽度的一半。类似地，外通道波导455g1和455g2可以是相邻外通道波导455f1和455f2的宽度的一半。另外，由于外通道输出波导455a1和455a2与相邻外通道输出波导455b1和455b2之间的宽度变化，外通道输出波导455a1和455a2接收的总功率可接收与其他单个波导(诸如相邻外通道输出波导455b1和455b2)接收的功率类似量的光学功率。
在一些实施方案中，分组的外通道输出波导455a1和455a2还可收集与相邻外通道输出波导455b1、455b2中的一者相同量的光。此外，分组的外通道输出波导455a1和455a2可收集与其他分组的外通道输出波导相同量的光(例如，光学功率)。由分组的外通道输出波导455a1、455a2中的每一者提供的光可以或者可以不在外通道输出波导455a1、455a2之间均匀分布。类似地，在任一组输出波导中，由该组输出波导中的每个输出波导提供的光(例如，光学功率)可以或可以不在该组中的输出波导中的每个输出波导之间均匀分布。另外，分组的外通道输出波导455a1、455a2中的每个输出波导可以被定位成收集相同相位的光。一般来讲，一组输出波导内的每个输出波导可以相对于自由传播区域定位，使得所收集的光可以与该组内的其他输出波导相同相位。
图5示出了分光器的示例。分光器500示出了输出波导的间距可以基于耦合到输出波导的光的光学功率而变化，同时保持类似的光学功率。分光器500包括输入波导505、自由传播区域510、包覆区域520和输出波导阵列515a至515i。在图5中，可通过调整输出波导间距来减少总光学损耗。在一些示例中，第一输出波导和第二输出波导之间的间距可取决于从自由传播区域耦合到第一输出波导和第二输出波导中的每一者中的光学功率。
在图5中，输出波导间距可基于中央通道输出波导和耦合到外通道输出波导中的光学功率来确定。中央通道输出波导515e和515f可近似地以输入波导为中心，使得中央通道输出波导耦合具有均匀和高光学功率的光。另外，中央通道输出波导515e和515f可接受从自由传播区域510耦合到输出波导中的第一光学功率。下一相邻输出波导515d可接受80％的第一光学功率，使得输出波导515e和515d之间的间距可为输出波导515e和515f之间的间距的80％。此外，下一相邻输出波导515c可接受60％的第一光学功率，因此使得输出波导515c和515d之间的间距可为输出波导515e和515f之间的间距的60％，并且对于图5中的剩余输出波导依此类推。例如，内通道输出波导515e和515d与内通道输出波导515e和515f之间的宽度517可以比外通道输出波导515c和515b与外通道输出波导515g和515h之间的宽度518宽。类似地，宽度519可以小于所有宽度517和518。在图5中，输出波导515a至515i可以维持在输出波导515a至515i上接收的光学功率的均匀性。
图6示出了2×3分光器的示例。2×3分光器600可以包括第一输入波导605a、第二输入波导605b、包覆区域620、自由传播区域610和三个输出波导615a至615c。在图6中，两个输入端口和三个输出端口仅用于说明性的目的，并且任何数量的输出端口可用于2×N分光器。另外，两个输入端口仅用于说明性的目的，并且三个或更多个输入端口可以用于该分光器，诸如用于M×N分光器(其中M是分光器的输入端口的数量，并且N是输出端口的数量)。在一些示例中，第一输入波导605a和第二输入波导605b可以接收来自上游光源的光，否则在将光分束出输出波导615a至615c之前需要将该光组合。此外，在一些示例中，输入端口或波导的数量可大于一个，并且由所有输入端口或波导限定的总区域(例如，沿自由传播区域的输入面距中心线的最大距离)可比自由传播区域的长度或输出端口或波导阵列的长度(沿输出面距中心线的最大距离)小得多。
在图6中，第一输入波导605a和第二输入波导605b可经历与参考图3和图5所描述的单输入波导类似的低光学损耗。虽然随着输入端口数量的增加可能存在少量光学损耗，但添加第二输入波导605b仍可提供可接受的低光学损耗。另外，二输入波导分光器600可具有比包括级联的2×1耦合器与1×N星形分光器的系统更低的损耗，并且二输入波导分光器600可以具有更小的形状因数。
在一些示例中，第一输入波导605a和第二输入波导605b可具有彼此类似的波导参数，并且可以与参考图3和图5描述的单输入波导没有不同。例如，第一输入波导605a和第二输入波导605b可以在垂直维度上具有高V值，并且在水平维度上具有低V值。
第一输入波导605a可被定位成在制造工艺允许的情况下尽可能靠近第二输入波导605b，以减少与添加第二输入波导相关联的任何光学损耗。一般来讲，第一输入波导605a和第二输入波导605b可以被定位成彼此相邻并且关于单输入波导可以定位在单输入波导分光器中的位置对称。在其他示例中，第一输入波导605a和第二输入波导605可以不对称地定位到单输入波导通常可以定位的位置。
而且，尽管可按照连续次序描述过程步骤或方法步骤，但是此类过程和方法可被配置为按照任意适合次序来工作。换句话讲，可在本公开中描述的步骤的任何序列或次序自身未指出需要按该次序执行步骤。此外，尽管被描述或暗示为非同时发生(例如，因为在其他步骤之后描述一个步骤)，但可以同时执行一些步骤。此外，在附图中借助其描述对过程的图示未暗示所示过程排除其他变型及其修改，未暗示所示过程或其步骤的任一个步骤必须为示例中的一个或多个示例，并且未暗示所示过程为优选的。
在该部分描述了根据本公开的方法与装置的代表性应用。提供这些示例仅是为了添加上下文并有助于理解所述示例。因此，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，可在不具有具体细节中的一些或全部的情况下实践所述示例。其他应用是可能的，使得以下示例不应被当作是限制性的。
虽然参照附图对公开的示例进行了全面的描述，但应注意，各种改变和修改对于本领域内的技术人员而言将变得显而易见。应当理解，此类改变和修改被认为包括在由所附权利要求所限定的所公开的示例的范围内。

Claims (23)

1.一种分光器，包括：
输入波导，所述输入波导被配置为将一波长范围的光输入到自由传播区域，所述输入波导被配置为在所述自由传播区域的输入边缘处实现模大小与光的所述波长范围上的波长之间的比例关系；
所述自由传播区域，所述自由传播区域具有所述输入边缘和输出边缘，所述自由传播区域在所述输入边缘上光学耦合到所述输入波导，并且被配置为从所述输入波导接收所述波长范围的光，由此生成光的相位波前；以及
输出波导阵列，所述输出波导阵列光学耦合到所述自由传播区域的所述输出边缘，其中所述输出波导阵列中的每个波导被定位成与由每个波导从所述自由传播区域接收的光的所述相位波前的光的局部相位波前成预先确定的角度。
2.根据权利要求1所述的分光器，其中：
所述输入波导在第一维度上具有高V数并且在第二维度上具有低V数，从而导致光在光的所述波长范围上以相同的衍射角衍射；
所述输出波导阵列的中央通道输出波导具有比所述输出波导阵列的外通道输出波导窄的宽度；
所述输出波导阵列的多个输出波导均匀地间隔开；并且
所述预先确定的角度与由每个波导从所述自由传播区域接收的光的所述相位波前的光的所述局部相位波前近似正交。
3.根据权利要求1所述的分光器，其中：
所述输出波导阵列中的至少两个输出波导具有不同的宽度；并且
所述输出波导阵列中的至少一些输出波导在彼此之间具有非均匀的间距。
4.根据权利要求1所述的分光器，其中所述输入波导在所述自由传播区域的衍射方向上弱限制光。
5.根据权利要求1所述的分光器，其中所述输出波导阵列中的至少一个输出波导的宽度至少部分地取决于所述自由传播区域中的衍射光的强度。
6.根据权利要求1所述的分光器，其中：
所述输入波导的第一尺寸至少部分地取决于所述输入波导的第一V数；
所述输入波导的第二尺寸至少部分地取决于所述输入波导的第二V数；并且
所述第一V数大于所述第二V数。
7.根据权利要求1所述的分光器，其中在第一维度上测量的输入波导模与所述自由传播区域的波导模匹配，从而减少光学损耗。
8.根据权利要求1所述的分光器，其中耦合到所述输出波导阵列中的每个输出波导中的光在光的所述波长范围上对于每个波导具有相同功率。
9.根据权利要求1所述的分光器，其中：
所述输入波导是第一输入波导；
所述分光器还包括第二输入波导，所述第二输入波导被定位成与所述第一输入波导相邻并且光学耦合到所述自由传播区域；并且
所述第一输入波导和所述第二输入波导对称地定位以将光输入到所述自由传播区域。
10.一种分光器，包括：
输入波导，所述输入波导在第一维度上具有高V数，在第二维度上具有低V数，并且被配置为输入一波长范围的光；
平板波导，所述平板波导具有输入边缘和输出边缘，所述平板波导光学耦合到所述输入波导并且被配置为接收来自所述输入波导的光；和
输出波导阵列，所述输出波导阵列被定位在所述平板波导的所述输出边缘上，使得所述输出波导中的一些输出波导是中央通道输出波导，并且所述输出波导中的其他输出波导是外通道输出波导，其中所述输出波导阵列中的每个输出波导被布置成接收具有近似相同的光学功率的所述波长范围的光。
11.根据权利要求10所述的分光器，其中：
所述输入波导在垂直维度上具有所述高V数，并且在水平维度上具有所述低V数；
所述输入波导的模大小与光的所述波长范围中的波长在所述水平维度上成比例；
在所述平板波导中，在所述水平维度上衍射角在光的所述波长范围上是相同的；并且
中央通道间距对于所述输出波导阵列的所述中央通道输出波导是均匀的，并且外通道间距小于所述中央通道输出波导的所述均匀间距。
12.根据权利要求10所述的分光器，其中所述输入波导或所述输出波导阵列中的至少一者是带状波导。
13.根据权利要求10所述的分光器，其中：
所述输出波导阵列的多个波导具有非均匀的宽度；并且
至少一个波导宽度与在所述输出波导阵列的输出波导处接收的光学强度相关。
14.根据权利要求10所述的分光器，其中：
所述输出波导阵列的输出波导彼此均匀地间隔开；并且
中央通道输出波导宽度比外通道输出波导的外通道宽度窄，从而均衡由所述输出波导阵列中的每个输出波导接收的光学强度的量。
15.根据权利要求10所述的分光器，其中光的所述波长范围是1微米。
16.根据权利要求10所述的分光器，其中：
入射到所述平板波导上的光学强度在所述输出波导阵列的所述中央通道输出波导中较高，并且在所述输出波导阵列的所述外通道输出波导中的所述光学强度降低；
所述输出波导阵列的多个中央通道输出波导比所述外通道输出波导窄，从而在所述输出波导阵列上接收均匀的光学强度；并且
所述多个中央通道输出波导彼此间隔开相同的距离。
17.根据权利要求16所述的分光器，其中：
所述输出波导阵列的外通道输出波导宽度是相邻通道输出波导宽度的一半宽度；并且
所述外通道输出波导之间的间距是所述相邻通道输出波导的均匀间距的一半。
18.一种分光器，包括：
带状波导，所述带状波导用于输入在光的一波长范围上的光；
平板波导，所述平板波导被配置为从所述带状波导接收所述波长范围的光；以及
输出波导阵列，所述输出波导阵列被定位成从所述平板波导接收所述波长范围的光，并且由所述输出波导阵列中的一组输出波导接收相同量的光学功率的光；其中：
带状波导模大小与光的所述波长范围内的波长成比例；并且
所述平板波导中的光的衍射角在光的所述波长范围上是类似的。
19.根据权利要求18所述的分光器，其中：
所述输出波导阵列的第一输出波导和相邻的第二输出波导之间的间距是非均匀的，并且取决于由所述第一输出波导和所述相邻的第二输出波导接收的光学功率；
所述平板波导的光的相位波前具有圆柱形相位波前；
所述输出波导阵列中的每个波导被定位成与所述平板波导中的光的局部相位波前正交；并且
所述输出波导阵列是带状波导。
20.根据权利要求18所述的分光器，其中所述输出波导阵列具有变化的波导宽度，从而均衡从所述平板波导接收的光学功率。
21.根据权利要求18所述的分光器，其中：
所述输出波导阵列具有变化的波导宽度；并且
所述输出波导阵列中的每对输出波导之间的所述间距减小，从而导致由所述波导中的每个波导接收的光的量增加。
22.根据权利要求18所述的分光器，其中所述输出波导阵列中的所述输出波导中的每个输出波导之间的非均匀的间距基于由所述输出波导中的每个输出波导接收的光学强度，使得所述输出波导阵列中的每个输出波导接收跨越一微米的光的所述波长范围上的光的均匀光学强度。
23.根据权利要求18所述的分光器，其中：
所述带状波导在第一维度上具有高V数，并且在第二维度上具有低V数；并且
所述第一维度上的带状波导模与所述平板波导的波导模匹配，从而减少光学损耗。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11506535B1 (en) 2019-09-09 2022-11-22 Apple Inc. Diffraction grating design
US11500154B1 (en) 2019-10-18 2022-11-15 Apple Inc. Asymmetric optical power splitting system and method
US11561346B2 (en) 2020-09-24 2023-01-24 Apple Inc. Tunable echelle grating
US11971574B2 (en) 2021-09-24 2024-04-30 Apple Inc. Multi-mode devices for multiplexing and de-multiplexing
CN114924350B (zh) * 2022-04-13 2023-09-08 哈尔滨工业大学（深圳） 一种基于折叠超透镜组合的片上波长分束器

Family Cites Families (176)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4934775A (en) 1989-01-18 1990-06-19 Gte Laboratories Incorporated Optical space switches using cascaded coupled-waveguide optical gate arrays
JP2804367B2 (ja) 1990-11-30 1998-09-24 日本電信電話株式会社 テーパ付きスターカップラ
JP3023942B2 (ja) 1992-06-18 2000-03-21 日本電信電話株式会社 波長チュウニング型小型分光器
US5287376A (en) 1992-12-14 1994-02-15 Xerox Corporation Independently addressable semiconductor diode lasers with integral lowloss passive waveguides
JP3484543B2 (ja) 1993-03-24 2004-01-06 富士通株式会社 光結合部材の製造方法及び光装置
JP3117107B2 (ja) 1993-08-03 2000-12-11 シャープ株式会社 光集積回路素子の組立構造
NL9400993A (nl) 1994-06-17 1996-02-01 Nederland Ptt Polarisatie- en golflengte-onafhankelijk optisch vermogen splitsend circuit.
US6167169A (en) 1994-09-09 2000-12-26 Gemfire Corporation Scanning method and architecture for display
US5911018A (en) 1994-09-09 1999-06-08 Gemfire Corporation Low loss optical switch with inducible refractive index boundary and spaced output target
US5586206A (en) 1994-09-09 1996-12-17 Deacon Research Optical power splitter with electrically-controlled switching structures
US5647036A (en) 1994-09-09 1997-07-08 Deacon Research Projection display with electrically-controlled waveguide routing
US5835458A (en) 1994-09-09 1998-11-10 Gemfire Corporation Solid state optical data reader using an electric field for routing control
US5544268A (en) 1994-09-09 1996-08-06 Deacon Research Display panel with electrically-controlled waveguide-routing
US5708674A (en) 1995-01-03 1998-01-13 Xerox Corporation Semiconductor laser or array formed by layer intermixing
US5718989A (en) 1995-12-29 1998-02-17 Japan Storage Battery Co., Ltd. Positive electrode active material for lithium secondary battery
JPH09265018A (ja) 1996-03-27 1997-10-07 Nec Corp 分岐合波光導波路回路
US5742631A (en) 1996-07-26 1998-04-21 Xerox Corporation Independently-addressable monolithic laser arrays
US5850411A (en) 1996-09-17 1998-12-15 Sdl, Inc Transverse electric (TE) polarization mode AlGaInP/GaAs red laser diodes, especially with self-pulsating operation
US6122042A (en) 1997-02-07 2000-09-19 Wunderman; Irwin Devices and methods for optically identifying characteristics of material objects
US5790720A (en) 1997-05-06 1998-08-04 Lucent Technologies, Inc. Acoustic-optic silica optical circuit switch
US6952504B2 (en) 2001-12-21 2005-10-04 Neophotonics Corporation Three dimensional engineering of planar optical structures
US5915165A (en) 1997-12-15 1999-06-22 Xerox Corporation Method of manufacturing vertical cavity surface emitting semiconductor lasers using intermixing and oxidation
US6014390A (en) 1998-01-30 2000-01-11 Lucent Technologies Inc. Tunable transmitter with Mach-Zehnder modulator
US6795622B2 (en) 1998-06-24 2004-09-21 The Trustess Of Princeton University Photonic integrated circuits
US6236774B1 (en) 1999-03-22 2001-05-22 Gemfire Corporation Optoelectronic and photonic devices formed of materials which inhibit degradation and failure
WO2001014929A1 (en) 1999-08-23 2001-03-01 The Arizona Board Of Regents Acting On Behalf Of The University Of Arizona Integrated hybrid optoelectronic devices
US6415080B1 (en) 1999-09-03 2002-07-02 Zolo Technologies, Inc. Echelle grating dense wavelength division multiplexer/demultiplexer
US6393185B1 (en) 1999-11-03 2002-05-21 Sparkolor Corporation Differential waveguide pair
US7054517B2 (en) 2000-03-16 2006-05-30 Lightsmyth Technologies Inc Multiple-wavelength optical source
US7058245B2 (en) 2000-04-04 2006-06-06 Waveguide Solutions, Inc. Integrated optical circuits
US6330378B1 (en) 2000-05-12 2001-12-11 The Trustees Of Princeton University Photonic integrated detector having a plurality of asymmetric waveguides
US6674949B2 (en) 2000-08-15 2004-01-06 Corning Incorporated Active photonic crystal waveguide device and method
GB2369686A (en) 2000-12-01 2002-06-05 Kymata Ltd Optical array waveguide grating for power monitor
US6657723B2 (en) 2000-12-13 2003-12-02 International Business Machines Corporation Multimode planar spectrographs for wavelength demultiplexing and methods of fabrication
JP4127975B2 (ja) * 2001-02-16 2008-07-30 富士通株式会社 光導波装置
GB0106014D0 (en) * 2001-03-12 2001-05-02 Kymata Ltd Arrayed waveguide grating
US6803604B2 (en) 2001-03-13 2004-10-12 Ricoh Company, Ltd. Semiconductor optical modulator, an optical amplifier and an integrated semiconductor light-emitting device
US6594409B2 (en) 2001-04-18 2003-07-15 Apic Corporation WDM transmitter or receiver including an array waveguide grating and active optical elements
KR100416997B1 (ko) 2001-07-23 2004-02-05 삼성전자주식회사 와이-분기 광도파로 및 이를 이용한 다단 광파워 분할기
AU2002334906A1 (en) 2001-10-09 2003-04-22 Infinera Corporation Transmitter photonic integrated circuits (txpic) and optical transport networks employing txpics
DE60224234T2 (de) 2001-10-09 2008-05-08 Infinera Corp., Sunnyvale Digitale optische Netzwerkarchitektur
US20080044128A1 (en) 2001-10-09 2008-02-21 Infinera Corporation TRANSMITTER PHOTONIC INTEGRATED CIRCUITS (TxPICs) AND OPTICAL TRANSPORT NETWORK SYSTEM EMPLOYING TxPICs
US7209611B2 (en) 2002-10-08 2007-04-24 Infinera Corporation Transmitter photonic integrated circuit (TxPIC) chips utilizing compact wavelength selective combiners/decombiners
US7680364B2 (en) 2001-10-09 2010-03-16 Infinera Corporation Wavelength locking and power control systems for multi-channel photonic integrated circuits (PICS)
US20030091265A1 (en) 2001-11-13 2003-05-15 Wenhua Lin Optical component having a light distribution component with an index of refraction tuner
CA2363149A1 (en) 2001-11-16 2003-05-16 Photonami Inc. Surface emitting dfb laser structures for broadband communication systems and array of same
US6628686B1 (en) 2001-11-16 2003-09-30 Fox-Tek, Inc Integrated multi-wavelength and wideband lasers
US6762509B2 (en) 2001-12-11 2004-07-13 Celerity Research Pte. Ltd. Flip-chip packaging method that treats an interconnect substrate to control stress created at edges of fill material
GB2383127B (en) 2001-12-12 2004-10-20 Proimmune Ltd Device and method for investigating analytes in liquid suspension or solution
US20030133663A1 (en) 2002-01-16 2003-07-17 Jds Uniphase Corporation Integrated optical splitter
US6882758B2 (en) 2002-07-09 2005-04-19 Bookham Technology Plc Current tuned Mach-Zehnder optical attenuator
JP4012785B2 (ja) 2002-08-27 2007-11-21 日本板硝子株式会社 光接続装置
EP1403985A1 (en) 2002-09-25 2004-03-31 Agilent Technologies, Inc. - a Delaware corporation - An optoelectronic assembly
US6963683B2 (en) 2002-09-30 2005-11-08 Intel Corporation System and method for a packaging a monitor photodiode with a laser in an optical subassembly
US6892449B1 (en) 2002-10-09 2005-05-17 Cypress Semiconductor Corp. Method of manufacturing electro-optical devices
US20040096141A1 (en) 2002-11-18 2004-05-20 Harmeet Singh Optical multiplexer
US6947639B2 (en) 2002-11-18 2005-09-20 Optevia Corporation Integrated polarization coupler
JP2004198719A (ja) 2002-12-18 2004-07-15 Tdk Corp 光モジュール及びその製造方法
US6954568B2 (en) 2003-04-29 2005-10-11 Intel Corporation Method and apparatus for splitting or combining optical beams with A Y coupler with reduced loss and electrical isolation
US7263394B2 (en) 2003-06-04 2007-08-28 Tomophase Corporation Coherence-gated optical glucose monitor
US6943881B2 (en) 2003-06-04 2005-09-13 Tomophase Corporation Measurements of optical inhomogeneity and other properties in substances using propagation modes of light
US20050063431A1 (en) 2003-09-19 2005-03-24 Gallup Kendra J. Integrated optics and electronics
KR100560387B1 (ko) 2003-12-24 2006-03-13 한국전자통신연구원 단일/다중 모드 변환기, 및 이를 이용한 광 부호 분할다중 접속 시스템
US7324195B2 (en) 2004-01-08 2008-01-29 Valorbec Societe Em Commandite Planar waveguide based grating device and spectrometer for species-specific wavelength detection
US7447393B2 (en) 2004-01-16 2008-11-04 Neophotonics Corporation Thermal control of optical components
US7314451B2 (en) 2005-04-25 2008-01-01 Earlysense Ltd. Techniques for prediction and monitoring of clinical episodes
JP2005284256A (ja) * 2004-03-05 2005-10-13 Nec Corp 導波路型光スプリッタ及びこれ備えた導波路型光モジュール
JP2005266381A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Nec Corp 導波路型光スプリッタ及びこれを備えた導波路型光モジュール
JP2007256298A (ja) 2004-03-19 2007-10-04 Nec Corp 光モジュールおよびその製造方法
US7151635B2 (en) 2004-03-24 2006-12-19 Enablence, Inc. Planar waveguide reflective diffraction grating
US7149387B2 (en) 2004-03-24 2006-12-12 Enablence Inc. Double diffraction grating with flat passband output
WO2005106546A2 (en) 2004-04-15 2005-11-10 Infinera Corporation COOLERLESS AND FLOATING WAVELENGTH GRID PHOTONIC INTEGRATED CIRCUITS (PICs) FOR WDM TRANSMISSION NETWORKS
WO2005106551A1 (en) 2004-04-30 2005-11-10 Pirelli & C. S.P.A. An optical device based on a three-arm mach-zehnder interferometer
WO2005116704A1 (ja) 2004-05-26 2005-12-08 Hitachi Chemical Co., Ltd. 光分岐光導波路
US20060002443A1 (en) 2004-06-30 2006-01-05 Gennady Farber Multimode external cavity semiconductor lasers
US8498681B2 (en) 2004-10-05 2013-07-30 Tomophase Corporation Cross-sectional mapping of spectral absorbance features
US7970458B2 (en) 2004-10-12 2011-06-28 Tomophase Corporation Integrated disease diagnosis and treatment system
AU2005313861A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 Rpo Pty Limited Optical power distribution devices
JP2006284791A (ja) 2005-03-31 2006-10-19 Oki Electric Ind Co Ltd マルチモード干渉光カプラ
US7203426B2 (en) 2005-06-04 2007-04-10 National Taiwan University Optical subassembly of optical transceiver
US7831298B1 (en) 2005-10-04 2010-11-09 Tomophase Corporation Mapping physiological functions of tissues in lungs and other organs
US7526007B2 (en) 2005-12-15 2009-04-28 Palo Alto Research Center Incorporated Buried lateral index guided lasers and lasers with lateral current blocking layers
JP4625420B2 (ja) 2006-04-04 2011-02-02 日本電信電話株式会社 光回路
US10529003B2 (en) 2008-04-07 2020-01-07 Mohammad A. Mazed Optical biomodule for detection of diseases at an early onset
TWI318815B (en) 2006-12-20 2009-12-21 Ind Tech Res Inst Multiwavelength semiconductor laser array and method of manufacturing the same
DE102007026925A1 (de) 2007-02-28 2008-09-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Integrierte Trapezlaseranordnung und Verfahren zu deren Herstellung
JP4926797B2 (ja) 2007-04-13 2012-05-09 株式会社第一興商 選曲履歴を表示するカラオケ選曲装置
US20080310470A1 (en) 2007-06-18 2008-12-18 Lehigh University Broadband semiconductor laser
US9370689B2 (en) 2008-01-07 2016-06-21 The Quantum Group, Inc. System and methods for providing dynamic integrated wellness assessment
US7974504B2 (en) 2008-03-28 2011-07-05 Infinera Corporation Reflection suppression in a photonic integrated circuit
US10238351B2 (en) 2008-05-12 2019-03-26 Earlysense Ltd. Monitoring, predicting and treating clinical episodes
US7876983B2 (en) 2008-11-11 2011-01-25 Alcatel-Lucent Usa Inc. Method and apparatus for a wavelength insensitive 90-degree hybrid device
JP2010223991A (ja) 2009-03-19 2010-10-07 Oki Electric Ind Co Ltd 光波長フィルタ及び光合分波素子
EP2465058A1 (en) 2009-08-15 2012-06-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. System and method for enabling therapeutic delivery of aerosolized medicament to a plurality of subjects to be monitored
US8630326B2 (en) 2009-10-13 2014-01-14 Skorpios Technologies, Inc. Method and system of heterogeneous substrate bonding for photonic integration
US9923105B2 (en) 2013-10-09 2018-03-20 Skorpios Technologies, Inc. Processing of a direct-bandgap chip after bonding to a silicon photonic device
US9459404B2 (en) 2009-10-23 2016-10-04 Lumilant, Inc. Optical router using interconnected photonic crystal elements with specific lattice-hole geometry
KR101000467B1 (ko) 2010-01-19 2010-12-14 주식회사 제이유에이치 손목 착용형 맥박 측정 장치 및 그 제어 방법
JP2012014027A (ja) * 2010-07-02 2012-01-19 Oki Electric Ind Co Ltd スターカプラ及び光合分波素子
US8559775B2 (en) 2010-07-22 2013-10-15 Dubravko Ivan Babic Colorless optical network architecture and network components
US8411260B1 (en) 2010-07-28 2013-04-02 Kotura, Inc. Light monitor configured to tap portion of light signal from mid-waveguide
TWI418774B (zh) 2010-08-06 2013-12-11 大區域光學檢測裝置及其運作方法
US8222084B2 (en) 2010-12-08 2012-07-17 Skorpios Technologies, Inc. Method and system for template assisted wafer bonding
JP5692388B2 (ja) 2011-08-10 2015-04-01 富士通株式会社 外部共振器型半導体レーザ素子及び光素子
US9176282B2 (en) 2011-10-06 2015-11-03 Valorbec S.E.C. High efficiency mono-order concave diffraction grating
US9052447B2 (en) 2011-11-30 2015-06-09 Oracle International Corporation Optical device with echelle grating and wavefront tailoring
US9547124B2 (en) 2012-03-19 2017-01-17 Thorlabs Quantum Electronics, Inc. Waveguide structure for mid-IR multiwavelength concatenated distributed-feedback laser with an active core made of cascaded stages
JP5811273B2 (ja) 2012-03-30 2015-11-11 富士通株式会社 光素子、光送信素子、光受信素子、ハイブリッドレーザ、光送信装置
US20170164878A1 (en) 2012-06-14 2017-06-15 Medibotics Llc Wearable Technology for Non-Invasive Glucose Monitoring
US8948832B2 (en) 2012-06-22 2015-02-03 Fitbit, Inc. Wearable heart rate monitor
US20140029943A1 (en) 2012-07-30 2014-01-30 Sagi Varghese Mathai Coplanar routing for optical transmission
US8724100B1 (en) 2012-10-22 2014-05-13 Kotura, Inc. Wafer level testing of optical devices
US9110259B1 (en) 2013-03-14 2015-08-18 Intelligent Fiber Optic Systems, Inc. Interleaved aliased AWG filter for continuous wideband wavelength discrimination
US8983250B2 (en) 2013-03-14 2015-03-17 Intelligent Fiber Optic Systems, Inc. AWG filter for wavelength interrogator
WO2014179976A1 (zh) 2013-05-10 2014-11-13 浙江大学 一维全场彩虹测量装置及测量方法
US20150104130A1 (en) 2013-10-14 2015-04-16 Cisco Technology, Inc. Optical power splitter
JP6266311B2 (ja) 2013-11-08 2018-01-24 富士通株式会社 光共振装置、光送信機及び光共振器の制御方法
KR101967030B1 (ko) 2013-12-03 2019-04-08 인텔 코포레이션 모놀리식 방식의 물리적 변위가능 광 도파관
US9943237B2 (en) 2013-12-04 2018-04-17 Welch Allyn, Inc. Analysis of direct and indirect heartbeat data variations
JP6233083B2 (ja) 2014-02-13 2017-11-22 沖電気工業株式会社 光素子
US9647419B2 (en) 2014-04-16 2017-05-09 Apple Inc. Active silicon optical bench
US9250388B1 (en) 2014-07-17 2016-02-02 Intel Corporation Optical device using echelle grating that provides total internal reflection of light
CN106796176B (zh) 2014-08-08 2021-02-05 宽腾矽公司 用于对分子进行探测、检测和分析的带外部光源的集成装置
US9804027B2 (en) 2014-09-29 2017-10-31 Aurrion, Inc. Heterogeneous spectroscopic transceiving photonic integrated circuit sensor
US10852492B1 (en) 2014-10-29 2020-12-01 Acacia Communications, Inc. Techniques to combine two integrated photonic substrates
KR101866495B1 (ko) 2014-11-11 2018-06-11 피니사 코포레이숀 2단 단열 결합된 광자 시스템
US10009668B2 (en) 2014-12-01 2018-06-26 The Royal Institution For The Advancement Of Learning / Mcgill University Methods and systems for board level photonic bridges
US10285898B2 (en) 2014-12-10 2019-05-14 Nextern Inc. Responsive whole patient care compression therapy and treatment system
CN104614084A (zh) 2015-01-20 2015-05-13 顾樵 一种光子探测装置及其使用方法
US20160224750A1 (en) 2015-01-31 2016-08-04 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Monitoring system for assessing control of a disease state
JP6540071B2 (ja) 2015-02-13 2019-07-10 沖電気工業株式会社 光導波路素子
WO2016172202A1 (en) 2015-04-20 2016-10-27 Skorpios Technologies, Inc. Vertical output couplers for photonic devices
US9766370B2 (en) 2015-05-18 2017-09-19 Apple Inc. Wrist-detection algorithm
US9880352B2 (en) 2015-07-22 2018-01-30 BB Photonics Inc. Compound semiconductor photonic integrated circuit with dielectric waveguide
US10801950B2 (en) 2015-09-01 2020-10-13 Apple Inc. Reference switch architectures for noncontact sensing of substances
JP2017090575A (ja) 2015-11-05 2017-05-25 株式会社フジクラ 光合分波素子及び光変調器
US9543736B1 (en) 2015-11-20 2017-01-10 International Business Machines Corporation Optimized solder pads for solder induced alignment of opto-electronic chips
US9643181B1 (en) 2016-02-08 2017-05-09 International Business Machines Corporation Integrated microfluidics system
WO2017151416A2 (en) 2016-03-02 2017-09-08 Corning Optical Communications LLC Interposer assemblies and arrangements for coupling at least one optical fiber to at least one optoelectronic device
US11041758B2 (en) 2016-04-21 2021-06-22 Apple Inc. Multiplexing and encoding for reference switching
US10788366B2 (en) 2016-04-21 2020-09-29 Apple Inc. Optical system for reference switching
US9547131B1 (en) 2016-05-05 2017-01-17 Inphi Corporation Broadband restricted MMI-based polarization beam splitter
US10687718B2 (en) 2016-05-10 2020-06-23 Apple Inc. Systems and methods for non-pulsatile blood volume measurements
JP6572175B2 (ja) 2016-06-27 2019-09-04 日本電信電話株式会社 導波路型光カプラ
EP3339922B1 (en) 2016-12-23 2023-07-26 Huawei Technologies Research & Development Belgium NV Optical chip and method for coupling light
US10031291B1 (en) 2017-07-25 2018-07-24 Elenion Technologies, Llc Multi-mode interferometer coupler with core strips
US10126498B1 (en) 2017-07-25 2018-11-13 Elenion Technologies, Llc Optical hybrid
US20190052063A1 (en) 2017-08-14 2019-02-14 Huawei Technologies Co., Ltd. Tunable Laser Array Integrated with Separately Tuned Wavelength-Division Multiplexer
EP3669219A1 (en) * 2017-08-17 2020-06-24 Rockley Photonics Limited Broadband star coupler
EP3688849A1 (en) 2017-09-28 2020-08-05 Apple Inc. Laser architectures using quantum well intermixing techniques
WO2019067450A1 (en) 2017-09-29 2019-04-04 Masseta Technologies Llc CONNECTED EPITAXIAL OPTICAL DETECTION SYSTEMS
CN111164415A (zh) 2017-09-29 2020-05-15 苹果公司 路径解析的光学采样架构
WO2019089830A1 (en) 2017-10-31 2019-05-09 Apple, Inc. Monitoring system for assessing control of a disease state
US11409063B2 (en) 2018-02-05 2022-08-09 Samtec, Inc. Optical interposer
ES2722753A1 (es) 2018-02-13 2019-08-16 Consejo Superior Investigacion Divisor de polarizacion integrado
US11226459B2 (en) 2018-02-13 2022-01-18 Apple Inc. Integrated photonics device having integrated edge outcouplers
US20190339468A1 (en) 2018-05-07 2019-11-07 Infinera Corporation Spare channels on photonic integrated circuits and in photonic integrated circuit modules and systems
US20190342009A1 (en) 2018-05-07 2019-11-07 Infinera Corporation Spare channels on photonic integrated circuits and in photonic integrated circuit modules and systems
WO2019246594A1 (en) 2018-06-22 2019-12-26 Masseta Technologies Llc Discrete optical unit on a substrate of an integrated photonics chip
US10976489B2 (en) 2018-07-16 2021-04-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Optical device and method of manufacturing the same
US11022522B2 (en) 2018-07-27 2021-06-01 Stmicroelectronics S.R.L. Photonic wafer level testing systems, devices, and methods of operation
US11064592B1 (en) 2018-09-28 2021-07-13 Apple Inc. Systems and methods for wavelength locking in optical sensing systems
WO2020106974A1 (en) 2018-11-21 2020-05-28 Skorpios Technologies, Inc. Etched facet in a multi quantum well structure
CN109445026B (zh) 2018-12-28 2020-12-01 武汉邮电科学研究院有限公司 基于等离子体结构的模式转换及复用器
JP7000567B2 (ja) 2019-03-04 2022-01-19 華為技術有限公司 光スプリッタチップ、光スプリッタコンポーネント、光スプリッタ装置、および光ファイバボックス
US11506535B1 (en) 2019-09-09 2022-11-22 Apple Inc. Diffraction grating design
US11231319B1 (en) 2019-09-09 2022-01-25 Apple Inc. Athermal wavelength stability monitor using a detraction grating
US10935726B1 (en) 2019-10-04 2021-03-02 Cisco Technology, Inc. Integrated broadband optical couplers with robustness to manufacturing variation
US11500154B1 (en) 2019-10-18 2022-11-15 Apple Inc. Asymmetric optical power splitting system and method
US11320720B2 (en) 2019-10-21 2022-05-03 Honeywell International Inc. Integrated photonics mode splitter and converter
US11079542B2 (en) 2019-10-21 2021-08-03 Honeywell International Inc. Integrated photonics source and detector of entangled photons
GB2595332B (en) 2020-02-11 2023-03-01 Rockley Photonics Ltd Photonic module and method of manufacture
US11480731B2 (en) 2020-05-21 2022-10-25 Rockley Photonics Limited Optical mode splitter
US11561346B2 (en) 2020-09-24 2023-01-24 Apple Inc. Tunable echelle grating
KR20220103537A (ko) 2021-01-15 2022-07-22 삼성전자주식회사 광 고립기 및 이를 포함하는 광 집적 회로
US11971574B2 (en) 2021-09-24 2024-04-30 Apple Inc. Multi-mode devices for multiplexing and de-multiplexing

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