CN1742225A - 加热光学设备 - Google Patents

加热光学设备 Download PDF

Info

Publication number
CN1742225A
CN1742225A CN200480002744.1A CN200480002744A CN1742225A CN 1742225 A CN1742225 A CN 1742225A CN 200480002744 A CN200480002744 A CN 200480002744A CN 1742225 A CN1742225 A CN 1742225A
Authority
CN
China
Prior art keywords
equipment
core
substrate
well heater
face
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.)
Pending
Application number
CN200480002744.1A
Other languages
English (en)
Inventor
T·－E·蔡
J·玛和施
G·充
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.)
Intel Corp
Original Assignee
Intel Corp
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 Intel Corp filed Critical Intel Corp
Publication of CN1742225A publication Critical patent/CN1742225A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0147—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on thermo-optic effects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/011—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  in optical waveguides, not otherwise provided for in this subclass
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
    • G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/30—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 grating
    • G02F2201/307—Reflective grating, i.e. Bragg grating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/58—Multi-wavelength, e.g. operation of the device at a plurality of wavelengths
    • G02F2203/585—Add/drop devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

热光设备可用加热器调谐诸如光学开关、Mach－Zehnder干涉仪或可变光学衰减器等光学设备，且举几个实例。在一些实施例中，通过把包含光学芯与包覆材料的包芯限定在基片上并且在三面用加热器覆盖该包芯，可改善加热造成的偏振相关损失和功率效率。

Description

加热光学设备
背景
本发明一般涉及传输光信号的光学网络。
光学网络可应用波分复用法，使多条波长各不相同的信道在同一条光缆上被复用。在任一条复用信道期望的终点，光学添/卸复用器使指定波长的光从多条复用光信道中取出。同样地，添加/卸去(add/drop)复用器可对网络添加指定波长的光信道。
构成光学添加/卸去复用器的一种技术是应用马赫-曾德(Mach-Zehnder)结构。Mach-Zehnder干涉仪包括两条隔开的臂，其中至少一条臂可用加热器调谐。通过用电加热器加热一条臂而改变Mach-Zehnder干涉仪两条臂之一的折射率，可调谐该干涉仪。
然而，现有的加热器在调谐Mach-Zehnder干涉仪时，功耗较大，而且偏振相关损失较高。
偏振相关损失由各种网络光学元件引起，随着与这些元件相互作用的光的偏振态而定。网络元件可按其偏振态有选择地衰减光，以随机方式改变传播信号的强度。
几例有偏振相关损失的热光设备包括光学开关、分裂器与可变光学衰减器。可变光学衰减器改变施加的衰减，以补偿例如发射机或放大器的老化，或对网络的工作条件作出响应。分裂器是把光分成不同信道的设备。光学开关传送光信号而不作电光或光电转换。热光设备一般要求应用外部功率。
因此，要求有较佳的加热热光设备的方法。
附图简介
图1示意表示本发明一实施例；
图2示意表示本发明另一实施例；
图3是一般沿图1或图2的直线3-3截取的放大的截面图；和
图4是通过本发明另一实施例截取的放大的截面图。
详细描述
参照图1，热光设备10取Mach-Zehnder干涉仪的形式，其它热光设备包括可变光学衰减器、分裂器和光学开关。虽然下面的实例是-Mach-Zehnder热光设备，但本发明并不限于任一特定种类的热光设备。
在一实施例中，该干涉仪被构成平面的光路，在基片26中用集成电路处理技术形成。在一实施例中，诸元件形成为制作在基片26上的集成波导。
可在基片26上形成一对布拉格光栅12a与12b。在一实施例中，光栅形成在平面波导基片26上。热光设备10还包括一对3分贝(dB)(50～50％耦合)的耦合器14a与14b，输入耦合器14a耦接一接收一个或多个输入光波长的输入口16，还耦接口18；第二耦合器14b耦接口20和快速口22，输出通过波长。各耦合器14都包括杆侧与横杆侧，如图1所示。
根据本发明一些实施例，各光栅12构成Maeh-Zehnder或Mach-Zehnder干涉仪两条臂中的一条臂。与光栅12作布拉格匹配的输入光沿Mach-Zehnder臂反向传播，在第一耦合器14a中相互干涉。两反射光的光路一旦平衡，在有关波长跨度内的所有光都被相位匹配，所有的光能被转入第一耦合器14a的交叉通路，返回杆通路的能量极小。
第一耦合器14a的交叉通路变为卸去波长口18，在此布拉格光栅12的布拉格波长的信号从其它信道中被滤出，而不是布拉格波长的波长信号则通过布拉格光栅12发射，并入第二耦合器14b。
所有发射的有关波长跨度的光都用平衡型Mach-Zehnder干涉仪作相位匹配，所有能量都转入第二耦合器14b的交叉通路，对杆通路极少漏泄，因而耦合器14b的交叉通路成为通过波长口22，可通过它发射在布拉格光栅反射带外的信号。
第二耦合器14b的杆通路可用作添加口，可对其射入带布拉格波长的信号。这些添加的信号由布拉格光栅12反射，通过第二耦合器14b的交叉通路输送，并在通过波长口22加于通过信号，相互不干涉。
光学添/卸复用器可使用Mach-Zehnder干涉仪，在一实施例中，该干涉仪通过使用与各光栅12关联的加热器24加热两块光栅12而予以调谐。这样加热可初始调谐Mach-Zehnder干涉仪，加热的结果使热光设备10受控地操作。因此，在本发明一实施例中，加热器24封闭了各光栅12的上表面。
在可变光学衰减器10a方面，在本发明如图2所示的一实施例中，一条臂23有一加热器24。参照图3，把光栅12a限定在基片26的区域38内。在图1实施例中，穿过光栅12b的截面与图3的一样。基片26包括硅基片30、基片30上有SiO2层26和而磷酸硼硅玻璃层34在顶部，沟36穿过层32与34下达基片30形成。在沟36内的该区域中，在磷酸硼玻璃层34内形成对应于光栅12a并输送信号的芯12a。
在沟36内，在层34与32部分上面形成金属电阻加热器24，光栅可从其顶部和侧面被加热。光栅12a还可有效地从下部加热，因为加热器24还与光栅12a下面的基片30接触并加热。
通过光栅12a在沟36内加热，可减少功耗，在有些实施例中，除去了不必要的包覆材料，使来自加热器的热量主要流向芯12a。而且，也可把1/4波长光程差Mach-Zehnder干涉仪用于同一目的。
现参照图4，根据本发明另一实施例，该结构可以代表本发明一实施例的光学开关26a的芯38，此时不用光栅12。
在有些实施例中，可减少热光设备的偏振相关损失与功耗。一个可能的理由是，普通设备的光栅12或芯38只从上面被加热，造成加热器与磷酸硼硅玻璃等包覆材料的热膨胀系数失配，由此在加热器/包层界面产生机械应力。由于该感应的机械应力只出现在一面，即顶面，故应力光学效应造成的芯的折射率主要沿应力方向，造成的感应双折射最终成为偏振相关损失。
应用包绕加热器结构可减少这种感应的偏振相关损失。由于加热器24在三面包围光栅12a或12b或芯38，所以加热器和硅基片较大的热膨胀系数感应的应力具有立体对称性，因为较高热膨胀材料在四面包围了芯。因为不存在独特的应力轴，故减小了双折射，所以有些实施例减小了功耗和相位相依损失。
虽然以有限的实施例描述了本发明，但本领域的技术人员显然从其明白各种修改与变化，因此所附权项试图包括所有属于本发明精神与范围内的这类修改与变化。

Claims (27)

1.一种方法，其特征在于包括：
在基片上面形成一种芯埋入于包层的光学设备；
去除一部分包绕芯的包层而形成沟，从而限定形成在所述沟内的包芯；和
在所述包芯上形成覆盖所述包芯侧面与顶面的加热器。
2.如权利要求2所述的方法，其特征在于包括：形成一平面光路，包括基片、绝热层和在所述绝热层上面形成的玻璃层；形成穿过所述绝热层与所述玻璃层而下达所述基片的沟；并让包芯限定在所述沟内，所述包芯包括埋入于所述绝热层上面玻璃层内的芯。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括：形成具有顶面和一对相对侧面的包芯，把所述加热器限定在所述顶面与侧面上。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于包括：形成向下接触基片的所述加热器。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括：形成Mach-Zehnder(马赫-曾德)干涉仪。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括：形成调谐型Mach-Zehnder干涉仪。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括：形成一分裂器。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括：形成光学开关。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括：形成可变光学衰减器。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括：通过从至少三面加热芯，减少偏振相关损失。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括：形成涂布在至少三面带加热器的布拉格光栅。
12.一种加热型光学设备，其特征在于包括芯和在所述芯上面的U形加热器。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述设备包括加热型布拉格光栅。
14.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述设备是光学开关。
15.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述设备是可变光学衰减器。
16.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述设备是分裂器。
17.如权利要求12所述的设备，其特征在于包括基片、所述基片上面的包层和穿过所述芯两面的所述包层的沟。
18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述芯上面的所述包层包括顶面或两个相对侧面，所述加热器位于所述顶面与所述侧面上面。
19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，所述加热器接触所述基片。
20.一种光学设备，其特征在于包括一芯，所述芯具有顶面与侧面、加热所述芯顶面的第1加热器部分和加热所述芯侧面的第二加热器部分。
21.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备是Mach-Zehnder干涉仪。
22.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述设备是分裂器。
23.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述设备是光学开关。
24.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述是可变光学衰减器。
25.如权利要求20所述的设备，其特征在于，包括基片、所述基片上面的包层和穿过所述芯两面所述包层的沟。
26.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述芯上面的所述包层包括顶面与两个相对的侧面，所述加热器在所述顶面与所述侧面上面。
27.如权利要求25所述的设备，其特征在于，所述加热器接触所述基片。
CN200480002744.1A 2003-01-27 2004-01-07 加热光学设备 Pending CN1742225A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/351,828 2003-01-27
US10/351,828 US6961495B2 (en) 2003-01-27 2003-01-27 Heating optical devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1742225A true CN1742225A (zh) 2006-03-01

Family

ID=32735856

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200480002744.1A Pending CN1742225A (zh) 2003-01-27 2004-01-07 加热光学设备

Country Status (6)

Country Link
US (2) US6961495B2 (zh)
EP (1) EP1590706A1 (zh)
JP (1) JP2006515435A (zh)
CN (1) CN1742225A (zh)
TW (1) TWI256493B (zh)
WO (1) WO2004070458A1 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003149479A (ja) * 2001-11-14 2003-05-21 Hitachi Cable Ltd 石英系ガラス光導波路及びそれを用いた光モジュール
US20040240770A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-02 Junnarkar Mahesh R. Reducing the polarization dependent coupling coefficient in planar waveguide couplers
US7465903B2 (en) * 2003-11-05 2008-12-16 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. Use of mesa structures for supporting heaters on an integrated circuit
US7031564B2 (en) * 2003-11-05 2006-04-18 Tyler Sims Heat transfer structures
JP2005352202A (ja) * 2004-06-10 2005-12-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 光回路、光合波器及び光分波器
KR100637928B1 (ko) * 2004-10-13 2006-10-24 한국전자통신연구원 파장 가변 광송신 모듈
US7421156B1 (en) * 2006-02-09 2008-09-02 Lightwave Microsystems Corporation Methods to reduce polarization dependent loss in planar lightwave circuits
US7711222B2 (en) * 2006-03-03 2010-05-04 Alcatel-Lucent Usa Inc. Tunable dispersion compensation apparatus
CA2645082A1 (en) * 2006-03-03 2007-09-13 Gemfire Corporation Dynamically tunable waveguide chip for optical transforms
WO2008028160A2 (en) 2006-09-01 2008-03-06 Pacific Biosciences Of California, Inc. Substrates, systems and methods for analyzing materials
TWI636617B (zh) 2016-12-23 2018-09-21 財團法人工業技術研究院 電磁波傳輸板及差動電磁波傳輸板
FR3100082A1 (fr) 2019-08-19 2021-02-26 Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas Modulateur de phase
US11209673B2 (en) * 2019-10-30 2021-12-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Heater structure configured to improve thermal efficiency in a modulator device

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3175068A (en) * 1962-11-28 1965-03-23 Barogenics Inc Heating apparatus for material subjected to super high pressure
US3819250A (en) * 1972-12-20 1974-06-25 Bell Telephone Labor Inc Temperature sensitive fiber-optic devices
US5226430A (en) * 1984-10-24 1993-07-13 The Beth Israel Hospital Method for angioplasty
US5173956A (en) * 1991-02-01 1992-12-22 Hughes Aircraft Company Thermally driven optical switch method and apparatus
US5195161A (en) * 1991-12-11 1993-03-16 At&T Bell Laboratories Optical waveguide comprising Bragg grating coupling means
FR2706631B1 (fr) * 1993-06-17 1997-12-12 Oki Electric Ind Co Ltd Module de commutation optique compact.
US5418868A (en) * 1993-11-17 1995-05-23 At&T Corp. Thermally activated optical switch
US5559912A (en) * 1995-09-15 1996-09-24 International Business Machines Corporation Wavelength-selective devices using silicon-on-insulator
US5647039A (en) * 1995-12-14 1997-07-08 Lucent Technologies Inc. Optical switching system and devices using a long period grating
DE19644619A1 (de) 1996-10-21 1998-04-23 Siemens Ag Halbleiterkörper mit Heizeinrichtung zum Beeinflussen von Licht
GB2320104B (en) 1997-10-16 1998-11-18 Bookham Technology Ltd Thermally isolated silicon layer
JPH11326966A (ja) 1998-05-12 1999-11-26 Ngk Insulators Ltd 第二高調波発生装置
US6192177B1 (en) * 1998-07-17 2001-02-20 Lucent Technologies Inc. Electrically modifiable optical grating devices
JP3868122B2 (ja) 1998-08-12 2007-01-17 日本電信電話株式会社 熱光学光変調器
EP1238305B1 (de) 1999-12-07 2005-01-26 Optun (BVI) Ltd. Thermooptischer wellenleiterschalter
US7027469B2 (en) * 2001-11-30 2006-04-11 Optitune Plc Tunable filter
JP2005522735A (ja) * 2002-04-09 2005-07-28 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 光導波路構造における均質な加熱のための方法および装置
US6721478B2 (en) * 2002-06-04 2004-04-13 Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. Dynamic fiber bragg grating
US6768835B2 (en) * 2002-09-04 2004-07-27 Fitel Usa Corp Tunable mode-converters using few mode fibers
US6920159B2 (en) * 2002-11-29 2005-07-19 Optitune Plc Tunable optical source

Also Published As

Publication number Publication date
TWI256493B (en) 2006-06-11
US7177502B2 (en) 2007-02-13
US20040146247A1 (en) 2004-07-29
EP1590706A1 (en) 2005-11-02
US20050232543A1 (en) 2005-10-20
US6961495B2 (en) 2005-11-01
WO2004070458A1 (en) 2004-08-19
TW200413747A (en) 2004-08-01
JP2006515435A (ja) 2006-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7177502B2 (en) Heating optical devices
US6704487B2 (en) Method and system for reducing dn/dt birefringence in a thermo-optic PLC device
Suzuki et al. Integrated-optic double-ring resonators with a wide free spectral range of 100 GHz
US5467415A (en) Method for making polarization independent silica optical circuits
CN100437212C (zh) 平面光波导线路型可变光衰减器
JP4652507B2 (ja) 光導波路回路とその製造方法
WO2001059495A1 (fr) Interferometre optique a guide d'ondes
CN108833016A (zh) 一种单片集成的波分复用单纤双向数据传输模块
Eldada et al. Thermo-optically active polymeric photonic components
US7010198B2 (en) Birefringence trimming of integrated optical devices by elevated heating
WO2002075978A1 (en) Optical mach-zehnder interferometers with low polarization dependence
US6819859B2 (en) Planar lightwave circuit type variable optical attenuator
JP4267888B2 (ja) 光回路および光回路装置ならびに光回路の製造方法
US20030048989A1 (en) Planar lightwave circuit and method for compensating center wavelength of optical transmission of planar lightwave circuit
JP4086485B2 (ja) 偏光無依存方向性結合器及びこれを用いた光回路
EP1543363A1 (en) Integrated optical device
WO2004029681A1 (en) Integrated optical device
WO2002052315A1 (en) Coupled waveguide systems
Okayama et al. Si wire waveguide wavelength filter using asymmetric width waveguide branch coupler and Bragg grating
JP2004252142A (ja) 光デバイス
EP0996005A1 (en) Improved power tap
Narevicius et al. Controlled mode interaction based wide-band and robust optical switching unit in silica-on-silicon
Xu et al. Wavelength selective switches based on grating assisted mode coupling
JP2005010219A (ja) 偏波無依存性導波路型光分岐素子
Arai et al. Guided-Wave Optical Components

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication