CN209471277U - 光电芯片 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及光电芯片。光电芯片包括：具有不同的通带的光学输入、待测试的光子电路、以及被配置成将所述输入耦合到待测试的光子电路的光学耦合装置。

Description

光电芯片
技术领域
本公开一般涉及光电芯片。
背景技术
为了确保芯片的光子电路工作，对后者进行测试或表征。为此目的，在芯片的光学输入的层级处注入的光学信号被提供给待测试的电路。然后观察电路的输出信号以确定电路是否工作。
实用新型内容
在第一方面，提供了一种光电芯片，其包括：具有不同的通带的光学输入；待测试的光子电路；以及光学耦合装置，其被配置成将光学输入耦合到待测试的光子电路。
根据一个实施例，光学耦合装置被配置成：当芯片的输入接收在输入的通带中的波长的信号时，向待测试的光子电路提供相同波长的信号。
根据一个实施例，光学耦合装置包括光学耦合器。
根据一个实施例，光学耦合器是多模干涉仪类型的。
根据一个实施例，光学耦合器是渐逝耦合器。
根据一个实施例，每个渐逝耦合器具有两个输入和两个输出。
根据一个实施例，光学耦合装置包括：多模干涉仪类型的光学耦合器；以及渐逝耦合器。
根据一个实施例，光学耦合装置包括光学分路器，光学分路器具有被耦合到芯片的输入的输入，并且光学分路器具有被耦合到待测试的光子电路的输出。
根据一个实施例，不同的通带是相邻的。
根据一个实施例，针对不同的通带中的每个通带，两个光学输入具有通带，并且两个光学输入均被适配于不同的偏振，光学耦合装置被配置成将两个光学输入耦合到待测试的光子电路。
根据一个实施例，光学耦合装置被配置成：当芯片的输入接收在芯片的输入的通带中的波长的、被适配于芯片的输入的偏振信号时，向待测试的光子电路提供具有相同波长和相同偏振的信号。
在第二方面，提供了一种光电芯片，其包括：第一光学输入对，其包括第一输入和第二输入，第一输入和第二输入均被适配于不同的波长；待测试的光子电路；以及第一光学耦合装置，其被配置成将第一光学输入对耦合到待测试的光子电路。
根据一个实施例，光电芯片还包括：第二光学耦合装置，其被耦合到第一光学耦合装置的输出，第二光学耦合装置被配置成将第一光学耦合装置的输出耦合到待测试的光子电路。
根据一个实施例，光电芯片还包括：第三光学耦合装置，其被耦合到第二光学耦合装置的输出，第三光学耦合装置被配置成将第二光学耦合装置的输出耦合到待测试的光子电路。
根据一个实施例，光电芯片还包括：第二光学输入对，其均被适配于不同的波长；以及第二光学耦合装置，其被配置成将第二光学输入对耦合到待测试的光子电路。
根据一个实施例，第一光学输入对的第一输入具有与第一光学输入对的第二输入不同的通带。
根据一个实施例，第一光学输入对的第一输入与第一光学输入对的第二输入平衡。
根据一个实施例，当第一光学输入对的第一输入接收第一波长的第一信号时，第一光学耦合装置被配置成将第一波长的信号提供给待测试的光子电路；以及当第一光学输入对的第二输入接收第二波长的第二信号时，第一光学耦合装置被配置成将第二波长的信号提供给待测试的光子电路。
根据一个实施例，第一光学耦合装置是多模干涉仪类型的或者是渐逝耦合器。
根据一个实施例，第一光学耦合装置包括：多模干涉仪类型的光学耦合器；以及渐逝耦合器。
根据一个实施例，第一光学耦合装置包括光学分路器，光学分路器具有被耦合到光学输入对的输入，并且光学分路器具有被耦合到待测试的光子电路的输出。
根据一个实施例，光电芯片还包括：多个光学输入对，多个光学输入对中的每对的光学输入均被适配于与所有其他光学输入对的波长不同的波长。
根据本实用新型的一个实施例，光电芯片包括：具有不同的通带的光学输入、待测试的光子电路、以及被配置成将光学输入耦合到待测试的光子电路的光学耦合装置。
根据本实用新型的一个实施例，光电芯片包括第一对光学输入，其包括第一输入和第二输入，其中第一输入和第二输入各自被适配于不同的波长。芯片还包括：待测试的光子电路；以及被配置成将第一对光学输入耦合到待测试的光子电路的第一光学耦合装置。
根据本实用新型的一个实施例，测试光电芯片的方法包括提供光电芯片，该光电芯片包括：具有不同的通带的光学输入、待测试的光子电路、以及被配置成将光学输入耦合到待测试的光子电路的光学耦合装置。在光学输入的第一输入处，提供在第一输入的通带中的第一波长的第一信号，并且通过光学耦合装置将第一信号耦合到待测试的光子电路。在光学输入的第二输入处，提供在第二输入的通带中的不同的第二波长的第二信号，并且通过光学耦合装置将第二信号耦合到待测试的光子电路。
附图说明
图1是图示根据第一方面的光电芯片的一个实施例的局部简化的俯视图，芯片包括待测试的光子电路；
图2是图示图1的芯片的另一实施例的局部简化的俯视图；
图3是图示图1的芯片的备选实施例的局部简化的俯视图；
图4是图示图1的芯片的另一备选实施例的局部简化的俯视图；
图5是图示测试图1至图4中的类型的芯片的光子电路的方法的一个实施例的流程图；以及
图6是图示根据第二方面的光电芯片的一个实施例的局部简化的俯视图，芯片包括一个或多个待测试的集成光子电路；
图7是图示图6的芯片的另一实施例的局部简化的俯视图；以及图8是图示图6的芯片的备选实施例的局部简化的俯视图。
具体实施方式
期望具有一种克服了已知测试装置的至少一些缺点的、用于测试光电芯片的电路的装置，特别是使得能够不同波长的(特别是在宽的波长范围上)和/或针对不同的偏振模式(即横电和横磁)测试芯片的一个或多个电路的装置。
还期望具有一种克服了已知测试方法的至少某些缺点的、测试光电芯片的光子电路的方法，特别是使得能够不同波长的(例如，在宽的波长范围上)和/或针对不同的偏振模式测试这种电路的方法。
因此，根据第一方面，一个实施例提供了一种光电芯片，该光电芯片包括：具有不同的通带的光学输入、待测试的至少一个光子电路、以及被配置成将所述输入耦合到待测试的电路的光学耦合装置。
根据一个实施例，装置被配置成当芯片的输入接收在该输入的通带中的波长的信号时，向待测试的电路提供相同波长的信号。
根据一个实施例，装置包括至少一个光学耦合器。
根据一个实施例，每个光学耦合器是多模干涉仪类型的。
根据一个实施例，每个光学耦合器是渐逝(evanescent)耦合器。
根据一个实施例，装置包括：多模干涉仪类型的至少一个光学耦合器；以及至少一个渐逝耦合器。
根据一个实施例，每个渐逝耦合器具有两个输入和两个输出。
根据一个实施例，装置包括至少一个光学分路器，该至少一个光学分路器具有被耦合到芯片的输入的输入，并且具有被耦合到待测试的光子电路的输出。
根据一个实施例，不同的通带是相邻的。
根据一个实施例，针对所述不同的通带中的每个通带，芯片包括两个光学输入，该两个光学输入具有该通带并且各自被适配于不同的偏振，耦合装置被配置成将所述两个光学输入耦合到待测试的电路。
根据一个实施例，装置被配置成当芯片的输入接收在该输入的通带中的波长的、被适配于该输入的偏振信号时，向待测试的电路提供具有相同波长和相同偏振的信号。
根据第一方面的另一实施例提供了测试诸如上文所限定的芯片的方法，该方法包括：针对芯片的每个输入，向所述输入提供在所述芯片的所述输入的通带中的波长的信号。
根据一个实施例，向芯片的输入所提供的信号在芯片的所述输入被适配所至的偏振处。
根据一个实施例，通过光纤将信号提供给芯片的所述输入，方法包括将所述光纤的一个端部与芯片的所述输入对准的步骤。
根据一个实施例，所述光纤属于在支撑件中固定就位的光纤的阵列，并且在所述光纤的所述端部的对准时，阵列的其他光纤的端部与芯片的其他输入对准。
根据第二方面，一个实施例提供了一种光电芯片，该光电芯片包括：光学输入对，其具有相同的通带，并且其中每个光学输入被适配于不同的偏振；待测试的至少一个光子电路；以及光学耦合装置，其被配置成将两个输入耦合到待测试的电路。
根据一个实施例，装置被配置成当芯片的输入接收在该输入的通带中的波长的、被适配于该输入的偏振信号时，向待测试的电路提供具有相同波长和相同偏振的信号。
根据一个实施例，每个光学耦合器是多模干涉仪类型的。
根据一个实施例，装置包括至少一个光学耦合器。
根据一个实施例，每个光学耦合器是渐逝耦合器。
根据一个实施例，装置包括：多模干涉仪类型的至少一个光学耦合器；以及至少一个渐逝耦合器。
根据一个实施例，每个渐逝耦合器具有两个输入和两个输出。
根据一个实施例，装置包括至少一个光学分路器，该至少一个光学分路器具有被耦合到芯片的输入的输入，并且具有被耦合到待测试的光子电路的输出。
根据一个实施例，不同的通带是相邻的。
根据一个实施例，芯片包括多个光学输入对，每对中的光学输入各自被适配于不同的偏振并且具有相同的通带，该相同的通带与其他光学输入对的通带不同。
根据第二方面的另一实施例提供了一种测试诸如上文所限定的芯片的方法，该方法包括：针对芯片的每个输入，向芯片的所述输入提供在芯片的所述输入的通带中的波长的、被适配于芯片的所述输入的偏振信号。
根据一个实施例，通过光纤将信号提供给芯片的所述输入，方法包括将所述光纤的一个端部与芯片的所述输入对准的步骤。
根据一个实施例，所述光纤属于在支撑件中固定就位的光纤阵列，并且在所述光纤的所述端部对准时，阵列的其他光纤的端部与芯片的其他端部对准。
在结合附图的特定实施例的以下非限制性描述中，将详细讨论前述和其他特征和优点。
在各个附图中，利用相同的附图标记指定相同的元件，并且各个附图未按比例绘制。为清楚起见，仅示出并且详细描述了对理解所描述的实施例有用的那些步骤和元件。特别地，没有详细描述待测试的光子电路及其操作，所描述的实施例与通常的光子电路兼容。另外，没有详细描述光电芯片的常用部件或光子元件(波导、光电二极管、光栅耦合器、耦合器、分路器、…)以及当前用于测试光电芯片的光纤，所描述的实施例与这种元件和这种光纤兼容。
术语“近似”、“基本上”和“大约”在本文中用于指定所讨论的值的正或负10％(优选地，正或负5％)的公差。
除非另有说明，否则当参考连接在一起的两个光子元件时，这意指元件直接连接而没有除波导之外的中间元件，并且当参考耦合在一起的两个光子元件时，这意指两个元件可以直接耦合(连接)或经由一个或多个其他元件耦合。
图1至图5图示了本说明书的第一方面，其对应于其中针对不同波长测试光电芯片的电路的情况。
图1是图示包括一个或多个待测试的集成光子电路的光电芯片5的一个实施例的局部简化的俯视图。
芯片5包括光学耦合装置1(这里是使用波导的近场辐射特性的渐逝耦合器)，以实现两个波导之间的耦合，两个波导中的一个波导中的光学信号的功率的一部分功率在足够靠近两个波导的平行部分的层级处通过辐射被发射到波导中的另一个波导中。这里，渐逝耦合器1具有两个输入11和12以及两个输出13和14，并且当前被称为X耦合器。耦合器1的输入11和12被连接到相应的光栅耦合器E1和E2，每个光栅耦合器对应于芯片5的光学输入。光栅耦合器E1和E2被适配于彼此不同的相应的波长λ1和λ2。在实践中，光栅耦合器被设计成接收具有给定波长的光学信号，并且通常在该波长附近具有窄带宽，例如，在20nm至25nm范围内的在-3dB处的带宽。在本说明书中，当该输入的通带以该单个波长为中心时，芯片5的光学输入被称为被适配于波长，当波长在该输入的通带内时，该波长被称为被适配于输入。
在该示例中，耦合器1的输出中的一个输出(例如，13)经由光学分路器S1被耦合到芯片5的待测试的光子电路DUT1的输入。在所示的示例中，耦合器1的另一输出(这里，输出14)既不被连接也不被耦合到待测试的电路。作为变型，耦合器的每个输出可以被耦合到不同的待测试的电路。
在图1的示例中，电路DUT1是具有一个输入和一个输出的光学电路。使其输入被耦合(优选地，被连接)到耦合器1的输出13的光学分路器S1包括：被耦合(优选地，被连接)到电路DUT1的输入的输出；以及被耦合(优选地，被连接)到光电二极管PDref1的输出。分路器S1被配置成在其输出中的每个输出处提供在其输入上接收的信号的波长的信号。光学分路器S1被校准，即，被传输到其输出中的每个输出的、在其输入上接收的信号的功率的百分比是已知的，在例如5％内，优选地在1％内。优选地，针对光学分路器S1的每个输出，该百分比是相同的(例如，在5％内，优选地在1％内)，然后其被称为是平衡的。光电二极管PD1(优选地，与光电二极管PDref1相同)被耦合(优选地，被连接)到电路DUT1的输出。光电二极管PD1和PDref1中的每个光电二极管被配置成将其接收的光学信号分别转换为在端子(分别为B1或Bref1)处提供的电信号。光电二极管S1、电路DUT1、光电二极管PD1和PDref1以及端子B1和Bref1的组件在这里形成测试链(在图1中由虚线界定)。
在测试电路DUT1的第一阶段中，通常通过光纤(使其一个端部与输入E1对准，并且使其另一端部耦合到波长λ1的光信号的源)向其施加被适配于输入E1的波长λ1的信号。然后经由耦合器1将波长λ1的信号传输到待测试的电路DUT1。然后观察电路的输出信号以确定电路在波长λ1是否工作。
更特别地，在所示的示例中，耦合器1将波长λ1的信号提供给光学分路器S1，光学分路器S1然后将波长λ1的第一信号提供给电路DUT1，并且将波长λ1的第二信号提供给光电二极管PDref1。然后比较在端子B1和Bref1上可用的电信号(例如在这些端子的层级处测量的电流)，以表征电路DUT1在波长λ1的操作，例如，以确定电路DUT1在波长λ1的损耗。
在第二测试阶段期间，类似于第一测试阶段，向其施加被适配于输入E2的波长λ2的信号。然后经由耦合器1将波长λ2的测试信号传输到待测试的电路DUT1，观察电路的输出信号以确定电路在波长λ2是否工作。
更特别地，在所示的示例中，耦合器1将波长λ2的信号提供给光学分路器S1，光学分路器S1将波长λ2的第一信号提供给电路DUT1，并且将波长λ2的第二信号提供给光电二极管PDref1。然后比较在端子B1和Bref1上可用的电信号，以表征电路DUT1在波长λ2的操作。
在两个测试阶段结束时，已经针对波长λ1和λ2测试或表征了电路DUT1。
当时本可以设计成在没有耦合器1的情况下将输入E1耦合到第一测试链以在波长λ1测试电路DUT1，并且将输入E2耦合到第二测试链以在波长λ2测试电路DUT1。然而，图1的解决方案的优点在于减小了芯片5的必要的表面面积。
另外，提供多个电路DUT1将使得不能将电路DUT1之间和/或包括这种电路DUT1的测试链之间的可能的制造分散考虑在内。
图2是图示关于图1描述的光电芯片5的另一实施例的局部简化的俯视图。
与图1的耦合装置1不同，图2的光学耦合装置2包括渐逝X耦合器10，使其输入11和12分别被连接到芯片5的输入E1和E2，并且使其输出中的至少一个输出(在所示的示例中，耦合器10的每个输出)被连接到光学分路器21，光学分路器21具有一个输入和多个输出(例如，三个输出)。光学分路器21既不需要被校准也不需要被平衡，并且可以包括不同数目的输出。然后，每个光学分路器21的每个输出对应于装置2的输出25，并且当输入(分别为E1或E2)接收波长λ1或λ2的信号时，每个光学分路器21的每个输出提供该波长的信号。由于装置2包括的分路器21，装置2具有比图1的装置1更多的输出，并且因此使得能够同时测试或表征芯片5的更多数目的光子电路。
图3是图示关于图1描述的光电芯片5的备选实施例的局部简化的俯视图。在该变型中，期望针对不同波长λi来测试芯片5的光子电路，i是在从1到N(在该示例中，N等于4)的范围内的整数。然后，芯片5包括N个光栅耦合器，其限定芯片5的N个输入Ei，N个输入Ei中的每个输入被适配于不同的波长λi。
与图1和图2的耦合装置1和耦合装置2不同，图3的光学耦合装置3包括被连接到相应的输入Ei的N个输入30i。另外，装置3包括M个输出31j，j是在从1到M(在该示例中，M等于四)的范围内的整数。输出31j被耦合(例如，被连接)到不同的待测试的电路(未示出)和/或不同的测试链(未示出)。
装置3包括至少一个光学耦合器，其将每个输入30i耦合到输出31j中的每个输出。因此，通过相继地向芯片的每个输入Ei施加被适配的波长λi的光学信号，被耦合(例如，被连接)到装置3的输出31j的电路相继地接收波长λi中的每个波长的信号。针对由电路接收的波长λi的每个信号，观察电路的输出信号，使得能够确定电路在每个波长λi是否工作。
在所示的示例中，装置3包括四个渐逝的X耦合器33。第一耦合器33的输入分别被耦合(优选地，被连接)到输入301和302，第二耦合器33的输入分别被耦合(优选地，被连接)到输入303和304。第一耦合器33的两个输出分别被耦合(优选地，被连接)到第三耦合器33的输入和第四耦合器33的输入。类似地，第二耦合器33的两个输出分别被耦合(优选地，被连接)到第三耦合器33的另一个输入和第四耦合器33的另一个输入。第三耦合器33和第四耦合器33的输出中的每个输出被耦合(例如，被连接)到不同的输出31j。
如在图3中所示，装置3的波导可以交叉。优选地，利用2016年在Optic Express中出版的Yangjin Ma的文章“Ultralow loss single layer submicron silicon waveguidecrossing for SOI optical interconnect”中描述的装置实现这种交叉。这使得能够限制由于波导交叉引起的损耗和干扰，同时限制芯片5的必要的表面面积。
装置3可以被适配于芯片5包括少于四个输入和/或输出的情况，例如，通过不连接输入/输出中的一些输入/输出。图3的备选实施例还适用于图2的实施例。
图4是图示关于图1描述的光电芯片5的另一备选实施例的局部简化的俯视图。在该变型中，期望针对不同波长λi来测试光子电路，i是在从1到N(在该示例中，N等于八)的范围内的整数。然后，芯片5包括例如由光栅耦合器限定的N个输入Ei，N个输入Ei中的每个输入被适配于不同的波长λi。
与图1、图2和图3的耦合装置1、2和3不同，图4的光学耦合装置4包括N个输入40i，该N个输入40i被连接到相应的输入Ei。另外，装置3包括M个输出41j，j是在从1到M(在该示例中，M等于八)的范围内的整数。输出41j被耦合(例如，被连接)到不同的待测试的电路(未示出)和/或不同的测试链(未示出)。
装置4包括至少一个光学耦合器，其将每个输入40i耦合到输出41j中的每个输出。装置4的操作类似于之前描述的装置1、2和3的操作。
在所示的示例中，装置4包括以三组四个耦合器分布的十二个渐逝X耦合器，即，使其输入分别被耦合(优选地，被连接)到输入Ei的一组四个耦合器421、422、423和424，使其输出分别被耦合(优选地，被连接)到输出40j的一组四个耦合器441、442、443和444，以及将耦合器421、422、423和424的输出耦合到耦合器441、442、443和444的输入的一组四个耦合器431、432、433和434。在这里利用A和B来指定每个耦合器的相应的输出。耦合器421和422使它们的A输出被耦合(优选地，被连接)到耦合器431的输入，使它们的B输出被耦合(优选地，被连接)到耦合器432的输入。耦合器423和424使它们的A输出被耦合(优选地，被连接)到耦合器433的输入，使它们的B输出被耦合(优选地，被连接)到耦合器434的输入。耦合器431和433使它们的A输出被耦合(优选地，被连接)到耦合器443的输入，使它们的B输出被耦合(优选地，被连接)到耦合器444的输入。
与图3的装置3一样，装置4可以包括彼此交叉的波导。这种波导交叉例如与关于图3描述的交叉相同地实现。
装置4可以被适配于芯片5包括少于八个输入和/或输出的情况。
图4的备选实施例还适用于图2的实施例。
图5是图示针对N个不同波长来测试光电芯片5的方法的一个实施例的流程图。然后，芯片5包括：N个输入Ei；以及具有至少N个输入的、之前描述的类型的一个耦合装置。
在状态51(块i＝1)，例如，方法的初始状态，循环变量i被初始化为例如1。
在下一状态52(块对准光纤/Ei)，光纤的端部与被适配于波长λi的输入Ei对准，光纤的另一端部被耦合到波长λi的光源。
在下一状态53(块注入λi/Ei)，将波长λi的信号施加到输入Ei。然后，被耦合或被连接到耦合装置的输出的每个待测试的电路接收波长λi的信号，因此可以在该波长进行测试或表征。
在下一状态54(块i＝N？)，测试变量i是否等于N。这相当于验证是否已经针对波长λi中的每个波长测试了电路，其中i在从1到N的范围内。换句话说，验证芯片的每个输入Ei是否已经接收到被适配于该输入的、波长λi的信号。如果变量i等于N(块54的输出为是)，则已经接收，并且然后下一状态55(块结束)对应于过程的结束。在状态55，可以编译在测试期间收集的数据，例如，从测试链的端子测量的电流。然而，如果变量i与N不同(块54的输出为否)，则在下一状态56(块i＝i+1)，循环变量i递增一，方法在状态52继续进行。
例如，当单个光纤(例如，利用光学开关)选择性地被耦合到提供不同的波长λi的信号的一个或多个光源(例如，被耦合到N个光源，每个光源提供不同波长λi)时，实施上述方法。然后，旨在与输入Ei对准的光纤的端部被偏移，以与每个循环52、53、54和56的不同的输入Ei对准。该光纤可以例如属于在支撑块中固定就位的光纤阵列。在这种情况下，在每个循环处将整个块位移。
在未示出的备选实施例中，提供了在支撑块中固定就位的光纤的阵列，光纤之间的间隔与芯片的光学输入Ei之间的间隔相同，以便多个光纤同时与多个输入Ei对准。在与输入Ei对准的阵列的每个光纤中，例如通过一个或多个光源并且可能地通过光学开关来注入具有被适配于该输入Ei的波长的信号。光学信号相继地被注入到阵列的光纤中，以便单个输入Ei一次接收在被适配于该输入的波长的光学信号。
针对相同数目N的输入Ei，该备选实施例包括比图5的方法更少的对准光纤端部的步骤。
到目前为止，已经考虑了芯片5的输入Ei均被适配于不同的波长λi。在实践中，芯片5的每个光学输入Ei还可以被设计成接收具有特定偏振模式(即横电模式或横磁模式)的信号，然后输入被称为被适配于该偏振。例如，上面描述的所有输入Ei可以被适配于给定的偏振，例如针对所有输入相同，优选地横电。
作为一个示例，用于向芯片5的输入提供信号的光纤是单模光纤。
图6至图8图示了本说明书的第二方面，其对应于针对不同的偏振模式来测试光电芯片的电路的情况。在以下描述中，ETEi指定被适配于给定波长λi和横电偏振的芯片5的输入，并且ETMi指定被适配于波长λi和横磁偏振的芯片5的输入。
图6是图示了包括一个或多个待测试的集成光子电路的光电芯片5的一个实施例的局部简化的俯视图。
在该实施例中，芯片5包括与图1的芯片5相同的元件，相同的元件利用相同的附图标记来指定并且以与图1中相同的方式被耦合或被连接在一起，其中不同之处在于这里利用例如光栅耦合器的相应的输入ETE1和ETM1代替芯片5的输入E1和E2。另外，耦合装置1和分路器S1是保持偏振的。换句话说，当耦合器1在其输入11或12中的一个输入上接收给定偏振(横电或横磁)的并且在给定波长的光学信号时，其输出13和14中的每个输出提供具有与所接收的信号相同的偏振和相同的波长的光学信号。类似地，分路器S1被配置成在其输出中的每个输出处提供具有与由其输入接收的信号的波长和偏振相同的波长和相同的偏振(横电或横磁)的信号。至于图1的实施例，光学分路器S1被校准，优选地被平衡。
在测试电路DUT1的第一阶段期间，被适配于输入ETE1的信号(这里，横电偏振并且波长λ1的信号)被施加到输入ETE1。通常通过保持偏振的光纤将该信号提供给输入ETE1，该保持偏振的光纤使其一个端部与输入ETE1对准，并且使其另一端部被耦合到波长为λ1的横电偏振光信号的源。然后经由耦合装置1将具有相同偏振和相同波长的对应的测试信号传输到待测试的电路DUT1。然后观察电路的输出信号，以确定电路在波长λ1对于横电偏振是否工作。
在第二测试阶段期间，类似于第一测试阶段，将波长λ1的横磁偏振信号提供给输入ETM1。然后经由耦合装置1将对应的测试信号传输到待测试的电路DUT1，观察电路的输出信号以确定电路在波长λ1对于横磁偏振是否工作。
在两个测试阶段结束时，已经在波长λ1对于横电偏振和横磁偏振中的每个测试并且表征了电路DUT1。
图7是图示了关于图6描述的光电芯片5的另一实施例的局部简化的俯视图。
芯片5包括与图2的芯片5相同的元件，相同的元件利用相同的附图标记来指定并且以与图2中相同的方式被耦合或被连接在一起，其中不同之处在于这里利用例如光栅耦合器的相应的输入ETE1和ETM1来代替芯片5的输入E1和E2。另外，耦合装置是保持偏振的装置，换句话说，耦合器10和光学分路器21是保持偏振的。
因此，装置2的每个输出25提供波长λ1的横电或横磁偏振信号，输入(分别为ETE1或ETM1)接收处于该偏振并且在该波长的信号。
图8是图示了关于图6描述的光电芯片5的另一备选实施例的局部简化的俯视图。
该实施例受益于之前关于图2描述的优点。
芯片5包括与图3的芯片5相同的元件，相同的元件利用相同的附图标记来指定并且以与图3中相同的方式被耦合或被连接在一起，其中不同之处在于这里利用例如光栅耦合器的相应的输入ETE1、ETE2、ETM1和ETM2来代替芯片5的输入E1、E2、E3和E4。另外，耦合装置3是保持偏振的装置，换句话说，耦合器33和波导交叉装置是保持偏振的。
通过相继地向每个输入ETE1、ETE2、ETM1和ETM2施加具有被适配于该输入的偏振和波长的光学信号，被耦合(例如，被连接)到装置3的输出31j的电路相继地接收波长λ1的横电偏振信号并且然后接收波长λ2的横电偏振信号，以及接收波长λ1的横磁偏振信号并且然后接收波长λ2的横磁偏振信号。针对由电路接收的每个信号，观察电路的输出信号使得能够确定电路在波长λ1和λ2对于横电偏振和横磁偏振中的每个是否工作。
装置3可以被适配于其中芯片5包括少于四个输出的情况。关于图8描述的备选实施例还适用于图7的实施例。
根据未示出的备选实施例，类似于已经关于图8所描述的，图4的芯片5可以被适配于其中期望针对N个不同波长对于横电偏振和横磁偏振中的每个来测试芯片电路的情况，N是从1到4的范围内的整数。这种备选实施例适用于关于图7描述的实施例。
关于图5描述的方法可以被适配于其中对于横电偏振和横磁偏振中的每个针对N个不同的波长来测试芯片5的电路的情况。为此目的，状态52和53被第一、第二、第三和第四相继状态代替。第一状态包括将光纤的一个端部与被适配于该信号的输入ETEi对准，光纤的另一端部被耦合到波长λi的横电偏振信号的源。第二状态包括将该信号施加到输入ETEi。第三状态包括将光纤的一个端部与被适配于该信号的输入ETMi对准，光纤的另一端部被耦合到波长λi的横磁偏振信号的源。第四状态包括将该信号施加到输入ETMi。
如关于图5所描述的，可以通过单个光纤，或者通过光纤阵列来实现该方法，以减少对准步骤的数目。例如，当阵列中的光纤与输入ETEi对准时，阵列中的另一光纤可以与输入ETMi同时对准。
作为一个变型，第一状态和第二状态可以分别与第三状态和第四状态交换。
在上文关于图1至图8描述的实施例和变型中，当针对至少两种不同波长测试芯片电路时，优选地设置被适配于这些波长的芯片5的输入具有相邻的通带。换句话说，设置输入的通带中的最大波长等于另一输入的通带中的最小波长，例如，等于这些输入中的一个输入的通带的10％以内，优选地5％以内。因此，将针对宽范围波长测试芯片5的电路。例如，在图3中图示的实施方式中，如果输入E1、E2、E3和E4具有近似20nm的带宽，则波长λ2、λ3和λ4基本上分别等于λ1加20nm、λ1加40nm、以及λ1加60nm。然后可以在具有基本上等于80nm的延伸的波长范围上测试或表征电路。
作为一个变型，芯片输入的通带可以部分重叠。
另外，由芯片5的给定输入接收的信号可以在从该输入的通带中选择的任何波长。特别地，在给定波长λi的测试期间，在不改变输入的情况下，可以向其施加在该输入的通带内的其他波长的信号。这导致更准确的测试。
作为一个示例，波长λi在从1250nm到1360nm的范围内。例如，在芯片5上形成的波导(特别是之前描述的装置1、2、3和4的波导)被设置为传输具有基本上等于1310nm或1350nm的波长的信号，这种波导还使得能够例如在损耗小于3dB(优选地，1dB)的情况下，传输在从近似1250nm到近似1360nm范围内的任何其它波长。
优选地，如在图1、图3、图4、图6和图8中所示，耦合装置1、3和4中的每个耦合装置被配置成在其输出中的每个输出以及其被连接到的芯片的每个输入之间具有跨相同数目的渐逝耦合器的、具有基本上相等的长度的光学路径。这使得装置能够提供具有基本上相等的功率的测试信号。当根据图2或图7的实施例实现这种装置时，优选地设置渐逝耦合器1(图1和图6)的所有输出、有关的渐逝耦合器33(图3和图的8右手侧上的两个耦合器33)的所有输出、或者渐逝耦合器441、442、443和444(图4)的所有输出被连接到相同的光学分路器，然后使其输出形成耦合装置的输出。在这种情况下，耦合装置的每个输出提供与由装置的其他输出提供的信号的功率信号基本上相同的功率信号。
尽管已经描述了包括具有一个光学输入和一个光学输出的待测试的单个电路的测试链的示例，但是上面描述的实施例及其变型还适用于不同的测试链。例如，可以提供包括多于一个经校准或者经平衡的光学分路器的测试链，该多于一个经校准或者经平衡的光学分路器可能具有多于两个的输出，其中第一光学分路器的输出可以被耦合(优选地，被连接)到第二光学分路器的输入。另外，可以在相同的测试链中提供多个不同的待测试的电路。另外，测试链的待测试的电路可以包括多个光学输入和/或多个光学输出。测试链的待测试的电路可以是光学电路(诸如电路DUT1)或者光电电路，然后其包括被适配于电子信号的至少一个输入或一个输出。更一般地，基于上述指示，提供其中提供给待测试的电路的一个或多个光学信号的功率与基准光学信号的功率的比例是已知的任何测试链，以便电路的(多个)输出信号与基准信号的比较使得能够确定电路是否工作，将在本领域技术人员的能力范围内。
已经描述了特定实施例。本领域技术人员将想到各种改变、修改和改进。特别地，尽管已经描述了其中耦合装置包括渐逝X耦合器的实施例和备选实施例，但是这些渐逝耦合器中的每个渐逝耦合器可以利用具有两个输入和两个输出的多模干涉仪类型(MMI)的耦合器来代替。更一般地，可以利用例如包括多于两个输入和/或多于两个输出的MMI型耦合器来代替多个渐逝X耦合器的组件以及耦合装置的一个或多个光学分路器21的可能的组件。例如，可以仅利用具有四个输入和四个输出的MMI型耦合器来形成装置3，并且可以仅利用具有两个输入和六个输出的一个MMI型耦合器来实现诸如在图2中所示的装置2。在MMI型耦合器代替保持偏振的渐逝耦合器以及可能的一个或多个保持偏振的光学分路器的情况下，MMI型耦合器也是保持偏振的。
另外，可以组合上面描述的实施例及其变型。
另外，当芯片5的输入不是光栅耦合器，而是具有窄带宽(例如，小于50nm，或者甚至小于25nm，或者更甚至小于20nm)和/或被适配于给定的偏振的输入时，上面描述的实施例及其变型还适用。作为一个示例，这些实施例及其变型适用于其中芯片输入被布置在与芯片的边缘相对应的平面中(边缘耦合)的情况。
虽然没有指定，但是芯片5的各种元件、电路和装置可以由搁置在绝缘层上的SOI型半导体层(例如由硅制成)的一部分形成，绝缘层本身搁置在诸如半导体衬底的支撑件上。
基于以上描述，形成具有大于或等于两个的任何数目的输入和/或具有任何数目的输出的之前描述的类型的耦合装置，将在本领域技术人员的能力范围内。
上文已经描述了具有不同变型的各种实施例。应当注意，本领域技术人员可以在没有显示任何创造性步骤的情况下，组合这些各种实施例和变型的各种元件。
这种改变、修改和改进旨在成为本公开的一部分，并且旨在落入本实用新型的精神和范围内。因此，上述描述仅是以示例的形式，而不旨在进行限制。本实用新型仅如随附的权利要求及其等同物所限定的那样被限制。

Claims (22)

1.一种光电芯片，其特征在于，包括：
具有不同的通带的光学输入；
待测试的光子电路；以及
光学耦合装置，其被配置成将所述光学输入耦合到所述待测试的光子电路。
2.根据权利要求1所述的光电芯片，其特征在于，所述光学耦合装置被配置成：当所述芯片的输入接收在所述输入的所述通带中的波长的信号时，向所述待测试的光子电路提供相同波长的信号。
3.根据权利要求1所述的光电芯片，其特征在于，所述光学耦合装置包括光学耦合器。
4.根据权利要求3所述的光电芯片，其特征在于，所述光学耦合器是多模干涉仪类型的。
5.根据权利要求3所述的光电芯片，其特征在于，所述光学耦合器是渐逝耦合器。
6.根据权利要求5所述的光电芯片，其特征在于，每个渐逝耦合器具有两个输入和两个输出。
7.根据权利要求1所述的光电芯片，其特征在于，所述光学耦合装置包括：多模干涉仪类型的光学耦合器；以及渐逝耦合器。
8.根据权利要求1所述的光电芯片，其特征在于，所述光学耦合装置包括光学分路器，所述光学分路器具有被耦合到所述芯片的所述输入的输入，并且所述光学分路器具有被耦合到所述待测试的光子电路的输出。
9.根据权利要求1所述的光电芯片，其特征在于，所述不同的通带是相邻的。
10.根据权利要求1所述的光电芯片，其特征在于，针对所述不同的通带中的每个通带，两个光学输入具有所述通带，并且所述两个光学输入均被适配于不同的偏振，所述光学耦合装置被配置成将所述两个光学输入耦合到所述待测试的光子电路。
11.根据权利要求10所述的光电芯片，其特征在于，所述光学耦合装置被配置成：当所述芯片的输入接收在所述芯片的所述输入的所述通带中的波长的、被适配于所述芯片的所述输入的偏振信号时，向所述待测试的光子电路提供具有相同波长和相同偏振的信号。
12.一种光电芯片，其特征在于，包括：
第一光学输入对，其包括第一输入和第二输入，所述第一输入和所述第二输入均被适配于不同的波长；
待测试的光子电路；以及
第一光学耦合装置，其被配置成将所述第一光学输入对耦合到所述待测试的光子电路。
13.根据权利要求12所述的光电芯片，其特征在于，还包括：
第二光学耦合装置，其被耦合到所述第一光学耦合装置的输出，所述第二光学耦合装置被配置成将所述第一光学耦合装置的所述输出耦合到所述待测试的光子电路。
14.根据权利要求13所述的光电芯片，其特征在于，还包括：
第三光学耦合装置，其被耦合到所述第二光学耦合装置的输出，所述第三光学耦合装置被配置成将所述第二光学耦合装置的所述输出耦合到所述待测试的光子电路。
15.根据权利要求13所述的光电芯片，其特征在于，还包括：
第二光学输入对，其均被适配于不同的波长；以及
第二光学耦合装置，其被配置成将所述第二光学输入对耦合到所述待测试的光子电路。
16.根据权利要求12所述的光电芯片，其特征在于，所述第一光学输入对的所述第一输入具有与所述第一光学输入对的所述第二输入不同的通带。
17.根据权利要求12所述的光电芯片，其特征在于，所述第一光学输入对的所述第一输入与所述第一光学输入对的所述第二输入平衡。
18.根据权利要求12所述的光电芯片，其特征在于：
当所述第一光学输入对的所述第一输入接收第一波长的第一信号时，所述第一光学耦合装置被配置成将所述第一波长的信号提供给所述待测试的光子电路；以及
当所述第一光学输入对的所述第二输入接收第二波长的第二信号时，所述第一光学耦合装置被配置成将所述第二波长的信号提供给所述待测试的光子电路。
19.根据权利要求12所述的光电芯片，其特征在于，所述第一光学耦合装置是多模干涉仪类型的或者是渐逝耦合器。
20.根据权利要求12所述的光电芯片，其特征在于，所述第一光学耦合装置包括：多模干涉仪类型的光学耦合器；以及渐逝耦合器。
21.根据权利要求12所述的光电芯片，其特征在于，所述第一光学耦合装置包括光学分路器，所述光学分路器具有被耦合到所述光学输入对的输入，并且所述光学分路器具有被耦合到所述待测试的光子电路的输出。
22.根据权利要求12所述的光电芯片，其特征在于，还包括：
多个光学输入对，所述多个光学输入对中的每对的所述光学输入均被适配于与所有其他光学输入对的波长不同的波长。
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