TW200405943A - Method and apparatus for monitoring optical signals in a planar lightwave circuit via in-plane filtering - Google Patents

Method and apparatus for monitoring optical signals in a planar lightwave circuit via in-plane filtering Download PDF

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Description

200405943 玖、發明說明」 【發明所屬之技術領域】 本發明概言之係關於平面光波電路,更具體言之(但非排 他地)係關於一種藉由將光線自光傳導介質之平面内一已窝 入一光栅的光傳導介質中抽出至一感光裝置來監控一平面 光波電路中光信號之方法、裝置及系統。 【先前技術】 隨著網際網路及多媒體通信之持續增長,增加網路容量 之需求已促使光纖不斷發展及應用。在最佳化光纖網路之 貧料承載能力的努力中,平面光波電路(「PLc」)正成為一 曰益精密且必需之元件。 PLC—般包括一分層結構,該分層結構包括一夾於兩個低 折射率材料層之間的一高折射率材料區。該高折射率材料 層可設計製成一由多個波導構成之電路,該等波導用於(舉 例而f )增加、轉換或過濾不同波長之光線。在某些情況下 ’ PLC可用作此等生成擬在光纖網路上傳輸之資料或自光纖 。在此等情況下, 以增加耦合光纖網 ’以允許偵測及/或 網路接收資料的電性元件之間的—橋梁 舉例而言,PLC可提供波分多工之功能, 路的承載能力’或解多工輸入之光信號 操作精由光誠網路傳播的多種頻率編碼之資料。 無論PLC具有何種功能,用於在電路中一或多個點於 由波導傳播之一或多個光信號之現有技術對設計者皆係一 挑戰。用於監控PLC波導内光信號的現有技術包括將一波導 (諸如含有所監控信號之波導,或含有來自具有所監控信^ 85877 200405943 的波導之-邵分光線的另—波導)佈置至PLC中一光電偵測 器可偵測該光線之-邊緣。此技術雖然有效,但將波導傳送 至PLC之邊緣不僅增加電路設計之複雜性(包括考慮有關交 叉波導之問題),且亦消耗PLC上部分可用「不動產資源」。 此外’將波導怖置至PLC·?息給、>!; a 4 „1 k、,彖通吊包括一部分製造作業,因 此在製造PLC前就須預先決定需監控電路中哪些點。 除前述障礙外’當前之波長監控技術一般、:使用相對較 大的自由空:間表面衍射弁4待 耵先柵與一透鏡陣列之組合來分,離及 偵測不同之波長。此等倍料否说丄土、, 、$更曰大§如波長監控系統之尺 寸及複雜性。 【發明内容】 本文將詳細證明—m 、、 用万;猎由同面濾波監控PLC中光信號 之万去、衣置和系統之農諸 , 體細節說明(諸如各種以 中將提供大量具 ^p …,无、、且件《識別等),以使吾人徹底瞭 解本發明之1髀命、 益泰一 * n、m例。然而,熟諳此項技藝者應瞭解, …、而或夕個具體細節哎传仙、1 實施本發明之ΙΟ 其他万法、元件或材料亦可 /、姐貫施例D尤甘灿余y f + #明| JL f ^ ^ ,為避免遮蔽本 之結構:、:二::業之觀點’未圖示或贊… I個$兄明書中、 例 7兄-Η - 5 ^ »» 又寺性、結構或特徵可以任 該具體實施例所鬥:、:牲—項具體實施例」係、表示結合 在本發明之—且二之争疋特性、結構或特徵至少包括 現的「在—且^貫施例中。因此,整個說明書中多處出 。貫施例中」等片語未必均指同一具體實施 適當方式組合 85877 200405943 在一或多個具體實施例中。 總括言之,本發明之具體實施例提供一種藉由將光自一 光傳導介質之平面内已寫入一光柵的光傳導介質(諸如一波 導或光纖)抽出至一感光裝置(如一光電偵測器)來監控一 PLC中光仏號之方法、裝置及系統。在一代表性實施例中, 可杰測i光信號之一屬性(如波長或功率)位置處將一與光 傳導介質之中心軸法線之夾角大於6度的傾斜光柵寫入pLc 中一波導内。根據光栅之強度及方位,至少一部分光信號 可以一角度自波導中抽出(例如,藉由衍射),以使該至少一 部分光信號在萝波導之平面内傳播。隨後,在一具體實施 例中’一同樣位於該波導平面内之光電偵測器或其他感光 裝置可偵測該至少一部分光信號。在一具體實施例中,可 使用一啁啾光柵(chirped grating)或平面光學元件(下文中將 予以詳細說明)將一或多個波長的光線(包含一部分光信號) 映射至一傳立葉平面(諸如一光電偵測器陣列)上一空間位 置’以幫助監控經由波導傳播的光信號之波長及/或功率。 按照本發明之具體實施例使用光柵自光傳導介質平面内 的光傳導介質中抽出部分光信號可簡化pLC之處理。由於波 導或類似元件無需因需監控電路中之光信號而傳送至PLc 邊緣’在波導(或其他光傳導介質)中導入光柵可成為一製作 過心中最後步驟之一,藉此允許將光栅設置在為診斷目的 所需的策格位置。況且,藉由自光傳導介質平面内的光傳 導介質中抽出至少一部分光信號來監控一光信號可允許製 造一小型形狀因數裝置,該裝置可包含配備有一光電偵測 85877 200405943 器或光電偵測器陣列的PLC,且在一具體實施例中,該裝置 可安裝於一偵測器基板上,並對接至PLC之一邊緣上。在另 具肢貫施例中,該光電偵測器可作為PLC之一組成部分與 PLC形成於同一基板上。讀者根據前述說明及隨附申請專利 範圍並結合所附圖式閱讀此詳細闡釋與論述,可清晰瞭解 本發明具體實施例之其他特徵。 【實施方式】 現參考圖式且特別參考圖i,圖i所示為本發明一具體實 、幻中PLC及偵、測态裝置! 〇 j之局部分解剖視圖。應瞭解 二圖1及圖1A至_11所示本發明之具體實施例僅欲用作說明性 實例’而未必按實際比例緣製。在所示具體實施例中,偵 測器裝置101包括一 PLC 103,該PLC 1〇3包括一夾於第一低 折射率層107a與第二低折射率層1〇7b(為圖解說明之目的, 該第-低折射率層職已部分㈣,以暴露圖案化高折射率 層109义一邵分)之間的圖案化高折射率層1〇9,及一偵測器 基板105。 、的
在-具體實施例中’該製成圖案的高折射率層⑽可包招 多個能夠導引光信號穿過P L C以執行—與p L 的光傳導=質1U,諸如波導、光纖或類似元件。舉例而言 ’可在該高折射率層109中製作—波導圖t,以針對光學^ 合至PLC的-光學網路或其他裝置執行—波分多工功能、轉 換功能或其他類似功能。該圖案化高折射率層1〇9中之多^ 光傳導介質m可藉由此項技藝中任—已知製;呈或多辑 之組合而形成。應瞭解,圖1僅展示—單一光傳導介質(參見 85877 -9- 200405943 (例如)參考編號111)之一部分 包含多個此類光傳導介質。 而本發明之具體實施例中可 在-具體實施例中’可藉由任一或若干已知技術將—光 栅11 3寫人光傳導介質i i i中—或多個選定位置(諸如,吾人 期望測量經由光傳導介質傳播之光信號之一屬性的任—位 置)舉例而σ光柵11 3可藉由一干涉圖案技術、相位光罩 技術或其他適當方法寫入該光傳導介質ln。該干涉圖案技 術包括分離來自一單一光源(例如一雷射光)的一光束(例如 紫外光)’隨後在所述光傳導介質上再合併該光束。藉由此 一方法,可生咚一干涉圖案,並可精確控制該光柵113之— 週期。在相位光罩技術中,一位於所述光傳導介質上方的 相位光罩衍射一單一入射光束,並生成干涉條紋;可控制 這些干涉條紋以於介質之折射率中產生週期性變化。 在一具體貫施例中,光柵11 3可設置為以一角度將一光信 號11 5之至少一部分(諸如,於光傳導介質丨丨丨中傳播的一部 分光線)自光傳導介質111中抽出,以使該光信號U5之至少 一部分於光傳導介質111的一平面内傳播(參見(例如)圖丄中 之平面X,Y)。在一具體實施例中,提及光傳導介質(χ,γ) 之平面意指重合於圖案化高折射率層1〇9之平面。在一具體 實施例中,一能夠自偵測器基板1〇5之側面117偵測光信號且 位於光傳導介質111之平面(X,Υ)内的一光電偵測器或其他 感光裝置偵測該光信號11 5之至少一部分。在一具體實施例 中’該光電偵測器可包括一能夠债測至少兩個不同波長光 線的光電偵測器陣列。 85877 -10- 200405943 、應瞭解,上文及整個說明書中提及-波長或不同波長皆 意指-相對較小之波長範圍(例如,數十微微米)。實際波長 範圍之大小可取決^ -具體實施例中生成該光信號之光源 (例如一雷射)之調諧特徵、光柵113之解析力及/或用於偵測 咸抽自光傳寸;丨貝的至少一邵分光信號的光電偵測器或其 他感光裝置的靈敏性。 現主要參照圖1A,與圖丨所示相同,該圖為本發明一具體 貫施例中一貫例PLC之一部分的示意圖。應瞭解,在一具體 貫施例中,可以一特定方式於高折射率層i 〇9中形成光傳導 介質1Π,以在光傳導介質丨丨丨與圖案化高折射率層剩餘部分 之間形成一對寬度介於約20至約25微米的狹窄間隙119&及 119b。藉由於光傳導介質111與]?]^(::之圖案化高折射率層ι〇9 之間形成狹+間隙(例如,119 a及119 b ),光線可被限制於光 傳導介質的圖案内直至被一寫入光傳導介質丨丨丨的光柵(參 見(例如)圖1中的光栅丨丨3)於一選定位置抽出。然後,在一 具體實施例中,該光線可穿過該狹窄間隙(該狹窄間隙可包 括一低折射率層),並經由光傳導介質111内的高折射率層 109傳播至位於圖1及圖2所示Plc—邊緣處的一偵測器或類 似裝置。 現主要參照圖2,該圖為本發明一具體實施例中用於監控 PLC 203中光信號的裝置201之方塊圖。在一具體實施例中 ,該裝置201包括一光學耦合至一偵測基板205的PLC 203, 該偵測基板205可包括一或多個光電偵測器(下文將更詳細 說明之)。該偵測基板205的一或多個光電偵測器可藉由一電 85877 -11 - 200405943 性連接2 11以皆信方式耦合至(舉例而言)監控電子元件2〇7 ,該監控電子元件207組態用於監控經由光傳導介質傳播的 光信號(例如,由光電偵測器偵測到的光信號)之一屬性(例 如波長、功率、或時變信號(資料)),並生成一輸出2 1 3。應 瞭解,在一具體實施例中,該PLC 203及該偵測基板205可 包含一共用基板,以使光電偵測器或光電偵測器陣列可與 該多個光傳導介質形成於該共用基板上。 舉例而言,在一具體實施例中,一光信號可藉由一、光纖 帶209或類似元件輸入至plc 203,並經由一光傳導介質(如 圖1中之光傳導:介質111)在PLC 203中一圖案化高折射率層 (例如圖1中之高折射率層丨09)内傳播。在一具體實施例中, 如上所述,可藉由一寫入光傳導介質(例如圖丨中之光傳導介 質111)中的光柵(例如圖丨中之光柵113)將該光信號之至少 一部分(如圖1中光信號115之一部分)自該光傳導介質(例如 圖1中之光傳導介質111)中抽出。隨後,在一具體實施例中 ,一位於偵測器基板205中的光電偵測器偵測該光信號之至 少一部分(例如圖丨中光信號115之一部分)。然後,該被偵測 信號可導致一電氣信號發送至監控電子元件2〇7,以生成— 相應於該光信號測量屬性的輸出2 1 3。 現主要參照圖3,與圖示相同,該圖為一pLc及一偵 測器基板實施例之俯視平面圖;圖3展示本發明一具體會 ,例中寫入-實例光傳導介質1U中的—實例光拇⑴與二 實例光電偵測器3〇1之間的實例關係。應瞭解,圖3僅顯示 亦示於圖1中的偵測器基板105及圖案化高折射率層1〇9。 85877 -12- 200405943 此外,不同於圖!,圖3所示偵測器基板標有光電偵測器3〇ι 之位置。 在一具體實施例中,光柵Π3可包括一具有一長度3〇3及一 週期305的布拉格(Bragg)光柵;在一具體實施例中,該週期 305為光柵in中折射率調變之間的間隔。一光信號3〇7可進 入光傳導介質ill中寫入光柵113之部分,且該光信號115的 至少一部分可藉由與光柵115間之交互作用(如藉由衍射)而 自光傳導介質111中抽出。應瞭解,在一具體實施例中、,控 制長度303及/或光栅113之折射率對比度可影響藉由光栅 113自光傳導介—質ln中抽出之光信號量(例如,進入的光信 唬3 07)。在一具體實施例中,可以一角度反射該光信號115 之至少一邯分,以使該光信號丨丨5之至少一部分於光傳導介 質111之一平面(參見(例如)圖1中之平面X,γ)内傳播至光電 偵測為3 0 1。在一具體實施例中,光電偵測器3 〇丨可位於該 光傳導介質之平面(參見(例如)圖1中之平面X,γ)内。 應暸解’光柵113之週期305可影響受光柵in影響(例如衍 射或反射)的光線之波長。在一具體實施例中,因信號波長 、光栅長度(例如圖3中之光柵長度303)或光栅U3之折射率 對比度等原因而未受光柵1丨3影響之部分進入光信號3 〇7可 穿過已烏入光柵11 3的光傳導介質1丨丨部分,並繼續沿參考編 號3 09所示光傳導介質111或類似介質傳播。在一具體實施例 中,光柵11 3可包括一切趾光柵(ap〇dized grating),在該光 柵中’可在光柵長度303上光柵in之不同部分導入一折射率 對比度,以幫助形成光栅113之一光譜響應。 85877 -13 - 200405943 現主要參考圖4-9,此等圖式皆為類似於圖3的俯視平面圖 ,其展示按圖3所示實施例之相同方式方位的本發明之各種 具體實施例。在-具體實施例(主要參考圖句中,該光柵(例 如圖1及圖3中之光柵113)可包括以傾斜於光傳導介質4〇5之 中心軸線的一角度寫入該光傳導介質中的一炫耀光栅 (Mazed grating)403。一與光傳導介質中心軸法線之間的夾 角大於6度的傾斜衍射光柵(例如炫耀光栅4〇3)之存在可使 光線以一約兩倍於光柵斜角之角度衍射。依據本發明之一 具體貫施例,一位於該光傳導介質之平面(參見(例如)圖 之平面X,γ,i内的一偵測器4〇1可偵測炫耀光柵4〇3自光傳 導介質中抽出的光信號407之一部分。 在另一具體實施例(主要參考圖5)中,該光栅(例如圖1及 圖3中之光柵113)可包括一啁啾光柵5〇3,在該啁啾光栅5〇3 中,其週期(例如圖3中之週期305)隨光柵長度(例如圖3中之 長度303)而變化。藉由改變光栅5〇3之「啁啾」可改變啁啾 光柵503對包括傳播於光傳導介質5〇5中的光信號5〇9在内 的不同波長光線之響應。由於啁啾光柵5〇3之不同部分可設 置為反射不同波長之光線,因此可賦予啁啾光柵5〇3自光傳 導介質505抽出的該至少一部分光信號5〇7一波長依賴性遲 延。根據光柵5 0 3的週期及光柵5 〇 3的可寫入角度(例如一炫 耀角),可沿光傳導介質505於不同的點抽出不同波長範圍之 光線,藉此可將不同波長(例如二或多個不同波長)之光線映 射至一光電偵測器或類似元件上一空間位置内。然後,在 一具體實施例中,可使用所映射的光線波長定性或定量測 85877 -14 - 200405943 量經由光傳導介質505傳播的多個光信號。 舉例而言’在圖5所示具體實施例中,可於光栅503上第 一位置處抽出具有第一波長507a(例如,對應於較寬週期之 較長光波長)的光線。可於光柵5〇3上第二位置處抽出具有第 二波長507b(例如隨著週期逐漸變短而逐漸變小的光波長) 的光線’以此類推,藉此可在已寫入啁啾光栅5〇3位置處定 性指示一經由光傳導介質5〇5傳播之光信號或信號的波長 。在一具體實施例中,如上所述,一包括多個偵測器、元件 5 11並犯夠偵測至少兩個不同波長之光線的光電偵測器陣列 50 1可位於該光_傳導介質之平面内。 應瞭解,在一具體貫施例中,藉由與啁啾光栅5之交互 作用而抽出的波長範圍可涉及二或多個玻長範圍,在至少 一具m貝施例中,該等波長範圍可重疊。舉例而言,在一 具體實施例中,第一波長範圍可對應於波長介於約i55〇 nm 至約1580 nm的光線,而第二波長範圍則可對應於波長介於 約1 530 nm至約1560 nm的光線。應進一步瞭解,在一具體 實施例中,該波長範圍可根據光柵5〇3之週期及/或光栅Μ) 之炫耀角(例如圖4中之炫耀光栅4〇3)而變化。舉例而士,一 距光傳導介質中心軸線法線約12度的炫耀角可導致—跨約 30 nm波長範圍的光線連帶光柵5〇3之任何給定週期自^傳 此外,在每一波長範圍内,特定波長(例如155〇^仿,I” nm等)的光線可以不同角度衍射。舉例而言, ^ -5Γ ^ ^ ^ 禾 /皮長的j 、在了以卜角度自光栅5G3抽出,而第二波長的光線可 85877 -15 - 200405943 -角度自光柵M)3抽出。假定特定波長存在於兩個波長範圍 内(例如,相同波長的光線可在光柵上不同的空間位置以不 同的角度衍射),光栅503週期的變化(例如,藉由_)可道 偏私舉例而& ’在一具體實施例中,先前實例中所用第 :和:二波長的光線可分別以第三及第四角度抽出,該第 - ^第四角度不同於w使用网秋光栅加之—先前週期抽 出第和第一波長光線的第一和第二角度。若此等角度可 使對應於-特定波長(例如155G _)的光線會聚,則該等光 泉和在焦、點處χ叉。藉由定製喝啾光拇5们之週期以在啁 秋光柵503义不同:間位置處衍射來自連續波長範圍内共 同波長的光線,光電偵測器陣列5〇1可位於焦平面内,以於 光電偵測器陣列501上之特定位置處(例如,距議^ 中^ 1 〇极米處)偵測特定波長(例如丨55〇 ,藉此於已窝入 啁啾光柵503處定性且量化顯示穿過光傳導介質之光信號。 在另外一具體實施例中(主要參考圖6 ),光栅(例如圖工 及圖3所示之光柵113)可包括一切趾及/或相移光柵6〇3,該 切趾及/或相移光栅6〇3用於幫助在如上所述將至少一部分 光仏唬607自光傳導介質605中抽出時形成一光柵(例如圖i 及圖3所示之光柵丨丨3)之響應(例如,反射或傳導哪些波長及 ,、百刀比)。遠切趾及/或相移光柵603可在一光線由光栅6〇3 傳導而非反射的「傳導帶」之近似中心内生成一「傳導條 、、文」藉由結合其他特徵(例如,藉由切趾沿光柵長度改變光 栅4折射率)定製啁啾光柵6〇3以帶有多個相移,光柵603可 85877 -16- 200405943 毛出更明確的響應。舉例而专, 士日铲氺μ ^丄 "在一具體實施例中,向 相私光柵603中窝入一定製數 ^ :01, Ϋ ^ 里及亿置的相移可允許更精 確測里猎由光傳導介質6〇5傳 ,^ ^ , 得蹯的先^號之屬性。此外,藉 由疋I周啾光柵603的相位和 ^ ^ 抛惟特被,可形成光柵003之 光53善應(例如,形成一對應於確定波if門Mi、 ’义砹長靶圍的平万函數) ,且可精由減少串擾(例如,在偵 、 許光電偵測器陣列中偵洌哭元件、处、》波長)並允 6。3的分辨力。 心…間隔更緊密而增加光柵 現主要參考圖M7B,依據本發明之具體實施例,圖中 結Γ實例平—面光學元件7G9展示寫人―光傳導W的 -貫例炫耀光柵7G3。在—具體實施例中,該平面光學元件 7〇9可包括-透鏡,且可位於光傳導介質-與光電偵測器 7〇1〈間。如圖7A和7B中具體實施例所示,該光電㈣器701 可包括-光電偵測器陣列,該阵列包括多個偵測器元件川 且能夠偵測i少兩自不同波長的光線。纟本發明的一具體 實施例中,如圖7A所示,該平面光學元件7〇9可位於光傳導 介質705與光電偵測器陣列7〇1之間圖案化高折射率層 的一邊緣處。舉例而言,該平面光學元件7〇9可包括安裝於 高折射率層713之邊緣處的一微透鏡或其他裝置。在本發明 的另一具體實施例中,如圖7B所示,該平面光學元件7〇9可 包括PLC之一組成部分。舉例而言,該平面光學元件7〇9可 使用此項技藝中習知之標準光刻技術構建於圖案化高折射 率層7 1 3内。應瞭解,該透鏡7 〇 9之定位需將以不同角度自 光栅703傳播出之光線映射至偵測器陣列7〇 1所在的一傅立
85877 -17- 200405943 葉平面内之不同空間位置,且若採用等效光學結構替代透 鏡709,則本發明亦涵蓋此類等效光學結構。 在另一具體實施例中(參考圖8),該平面光學元件可包括 該圖案化高折射率層813的一表面8〇9。一進入已寫入炫耀 光柵803(或其他光柵或光柵組合)的光傳導介質8〇5之部分 内的光信號81 5可由表面8〇9抽出(以一定比例)(參見參考編 號807)並反射。在一具體實施例中,表面8〇9可設置為將至 少一種波長的反射光線映射至光電偵測器陣列8〇丨上一空 間位置内,該光電偵測器陣列801包括多個偵測器元件8i 且能夠偵測至少兩個不同波長的光線。在一具體實施例中 ,表面809可金屬化(例如,在該圖案化高折射率層813之外 表面)以提高反射率。在另一具體實施例中,若光線以一合 適角度入射’則該光線之反射可完全藉由内部完成。 現主要參考圖9,該圖為本發明一具體實施例中一實例炫 耀光柵903之另一俯視平面圖,圖中顯示將參照圖3所闡釋 的炫耀光栅903加長之效果。在所示具體實施例中,該炫耀 光柵903以同於上述之方式寫入一光傳導介質905。然而, 在一具體實施例中,相對於圖4至8所示具體實施例,該光 柵903之長度(見圖3中之光栅長度3〇3)已加長,藉此導致更 大百分比4光信號907自光傳導介質9〇5中抽出並由偵測器 901偵測。在一具體實施例中,自光傳導介質9〇5中抽出之 光信號ΐ (如光#號907)可精確控制在百分之幾至百分之百 範圍内。此外,加長光栅(例如光柵9〇3)之長度(見(例如)圖3 中之長度303)可產生—更加明確的光譜響應(例如,更窄的 85877 -18- 200405943 波長範圍)。- 應瞭解,依據本發明之一具體實施例, 土 4人 J以任—適當方 法組合上述任何兩個或更多之具體實施例,以一角度將一
光信號之至少一部分自一光傳導介質中抽出,使該至少一 邵分光信號於該光傳導介質之一平面内傳播。 V 現主要參考圖1G,圖1G為本發明之—具體實施例中用於 監控經由-光傳導介質傳播之光信號之—屬性的程序ι〇〇ι 中所發生事件的流程圖。在所示具體實施例中,程序ΜΗ 開始於以一角度將至少一部分光信號(見(例如)圖1中之參 考編號115)自光傳導介質(參見(例如)圖1中之參考編號丨 抽出,使孩至少一部分光信號於該光傳導介質—平面(參見 (例如)圖1中之平面X,γ)内傳播(參見(例如)程序方塊丨=3) 。在一具體實施例中,如圖3_9中所述及所示之實例,該至 少一部分光信號可藉由與已寫入光傳導介質中的一光橋 見(例如)圖1中之參考編號i 13)之交互作用自光傳導介質中 抽出。舉例而言,在-具體實施例中,該光栅可包括:傾 斜於光傳導介質中軸線的一角度窝入光傳導介質中的一布 拉格光柵及/或一炫耀光柵。在其他具體實施例中,如上所 述,該光柵可至少包括—啁啾光栅、一切趾光柵或一相移 光柵之一。 在-具體實施例中,程序1GG1之下—步為藉由光電偵測 器或類似裝置偵測該至少一部分光信號(參見(例如)程序方 塊1005)。在一具體實施例中,如結合圖5、圖7a_7b及圖8 所述,該光電偵測器可包括一能夠偵測至少兩種不同波長 85877 -19- 200405943 光線的光電偵測器陣列。應瞭解,該光電偵測器可包括 項技藝中習知之多種光電偵測器中任一光電偵測器。 & 藉由光電偵測器偵測該至少一部分光信號(參見(例如 序方塊1005)後,程序1001下一步係監控光信號之—屬王 (如波長、功率等)(參見(例如)程序方塊1〇〇7)。舉例而士 在一具體實施例中,光電偵測器偵測該至少一部分光传號 (參見(例如)程序方塊1005)可導致生成一電性信號,該電性 信號隨後可發送至監控電子元件(例如圖2中之監控電、予一 件207),以生成一與所監控光信號屬性相關之輸出(例如圖2 中之輸出213)。―舉例而言,若該光電偵測器包括一光電偵剛 為陣列,則於光電偵測器陣列上一特定空間位置處偵測到 的光線可生成一電性信號,表示該受監控光信號包括一特 定波長的光線。在另一具體實施例中,光電偵測器偵測的 光線量可對應於光信號之一功率。 現主要參考圖11,該圖為本發明一具體實施例中一光學系 統1101之方塊圖。在一具體實施例中,該光學系統11〇1包捂 一光學通信網路ll〇3a,該光學通信網路光學耦合至一pLc 11〇5。在一具體實施例中,該pLC 11〇5可藉由(舉例而言) 一光纖帶或類似元件光學耦合至該光學通信網路丨1〇3a。如 上所述,在一具體實施例中,該PLC 11 05可包括一光傳導 介質(參見(例如)圖丨中之光傳輸介質丨丨丨),該光傳導介質具 有一已寫入的且設置用於將一光信號1107之至少一部分信 號(參見(例如)圖!中光信號115之至少一部分)自光傳導介質 中抽出的光柵(參見(例如)圖1中之光柵113)。在一具體實施 85877 -20- 200405943 例中,如上文結合圖1及圖3至9所述,該至少一部分光信號 11 07可以一角度自光傳導介質中抽出,使該至少一部分光信 號於光傳導介質之一平面(參見(例如)圖1中之平面X,Y)内 傳播。 現繼續參考圖11,該光學系統1101可進一步包括一光電偵 測器11 09,該光電偵測器光學耦合至一 PLC 11 05且其組態 以用於偵測該至少一邵分光信號11 0 7。在一具體實施例中, 該光電偵測器1109可位於該光傳導介質之平面内。在一、具體 實施例中,光電偵測器11 09可以通信方式耦合至電子元件 Π 11,該電子元J牛組態以用於在已寫入光柵處監控經由光傳 導介質傳播的光信號之一屬性(例如,至少一波長或功率) 並生成對應於該測量屬性的一輸出1 Π 3。 在一具體貫施例中,該PLC 1105可以通信方式_合至一 組態以藉由光學通信網路1103a通信的電子組件ι115(例如 一電腦系統或類似裝置)。在另一具體實施例中,該PLc 11 〇5 可光學耦合至另一光學網路11 〇3b,該網路可包括一獨立於 第一光學網路1103a的網路,或僅包括一較大網路之一部分 。舉例而言,PLC 11 05可用作一增加/減小晶片,其能夠於 一包括光學網路ll〇3a及ll〇3b的較大光學網路中之某一點 增加及/或減小各別波長的光線。在其他具體實施例中,該 PLC 11 05可執行一與電子組件1115相關的波分(解)多工功 能。應瞭解,圖中用虛線將電子組件丨丨丨5及第二光學網路 11 03b耦合至PLC 1105,藉以表明該二者之一或全部均可包 括或不包括在本發明之各具體實施例中。應瞭解,除上述 85877 -21 - ;=包結合圖1至10所闡釋之任-或全部具體實施 例中。在上又所述及圖11所示光學系統1⑻之各實施 明,作本:以有限數量《具體實施例闡釋並舉例說明本發 本質=發明亦可採用眾多形式實施且並不背離本發明之 明闊釋::精髓。目此,包括本發明摘要内容在内的本發 性。本發視為僅具說明性而無限制 , a斤附申清專利範圍而非上述闡釋.界定 於本/:圍之等效意義及範嘴内的全部變化皆涵蓋 於本發明之申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 =中’本發明之非限制性及非窮盡性具體實施例之各種 、:、才目同的邯件參考編號皆指相同的部件,圖式中: 、二為纟無明一具體實施例中一實例PLC及偵測器基板 分解剖示圖’其顧示一光信號之一部分自傳導介質 千面内一光傳導介質中抽出。 所圖1A: 一貫例PLC之-部分之示意圖,其顯示該光傳導介 貝努孩實例PLC之圖案化高折射率層之—剩餘部分之間的 關係。 圖2為按照本發明一且辨余、A /丨m 、 八a 5犯例用於監控一 PLC内光信號 之一裝置實施例方塊圖。 圖3為相似於圖!的本發明一賤實施例中一 p l c及偵測 4板之俯視平面圖,其顯示寫入―實例光傳導介質内的 一貫例光柵與一實例偵測器之間的關係。 85877 >22- 200405943 圖4為一相似-於圖3的一俯視平面圖,其顯示本發明一具 體實施例中一炫耀光柵及一光電偵測器之具體實施例。^ 圖5為一相似於圖3的俯視平面圖,其顯示本發明一具體 實施例中一切趾光栅及一光電偵測器陣列之具體實施例。 圖6為一相似於圖3的俯視平面圖,其顯示本發明一具體 實施例中一相移光柵及一光電偵測器之具體實施例。一 圖7A及7B為相似於圖3的俯視平面圖,其顯示本發明一具 體實施例中一炫耀光栅、一平面光學元件及一光電偵測器 陣列之具體實施例。 时 、圖8為-俯|平面圖,其顯示本發明一具體實施例中另一 炫麵光栅、-平面光學元件及—光電偵測器奋 施例。 为男 其顯示本發明一具體 圖9為相似於圖3的一俯視平面圖 實施例中加長一實例光柵之效果。 一具體實施例中監控一 屬性的實例事件流程。 爲例光學系統之方塊圖。 圖10為一流程圖,其顯示本發明 經由光傳導介質傳播的光信號之一 圖11為本發明一具體實施例中一 【圖式代表符號說明】 101 偵測器裝置 103 平面光波電路 105 偵測器基板 l〇7a 第一低折射率層 l〇7b 第二低折射率層 109 圖案化高折射率層 ?-5 85877 -23- 200405943 111 光傳導介質 113 光柵 115 光信號 117 4貞測器基板側 201 裝置 203 平面光波電路 205 偵測器基板 207 監控電子部件 209 光纖帶 211 電性連接 213 輸出 301 光電偵測器 303 長度 305 週期 307 進入光信號 401 偵測器 403 炫耀光柵 405 光傳導介質 407 光信號 501 光電偵測器陣列 503 啁啾光柵 505 光傳導介質 507a 第一波長 507b 第二波長 85877 -24 200405943 509 光信 511 偵測 601 光電 603 切趾 605 光傳 607 光信 701 光電 703 炫耀 705 光傳 707 光― 709 平面 711 偵測 713 圖案 801 光電 803 炫耀 805 光傳 807 反射 809 表面 811 偵測 813 圖案 815 光信 901 光電 903 炫耀 905 光傳 號 器部件 偵測器陣列 及/或相移光柵 導介質 號 偵測器 光柵 導介質 光學元件 器元件 化高折射率層 偵測器陣列 光栅 導介質 光 器元件 化高折射率層 號 偵測器陣列 光柵 導介質 -25 - 85877 200405943 907 光信號 1001 程序 1101 光學系統 1103a 光學網路 1103b 光學網路 1105 平面光波電路 1107 光信號 1109 光電偵測器 1111 監控電子部件 1113 輸出 1115 電子組件 -26 85877

Claims (1)

  1. 200405943 拾、申請專利範圍: 1 · 一種方法,其包括: 光信號之至少-部分信號以〆角度自—光傳導 l、中抽出’ m少—邵分之光信號於該光傳導介質 之平面内傳播,孫光傳導介質具有/寫入的光柵且包 括一平面光波電路之元件;及 藉由一光電偵測器偵測該至少一部分光信號,該光電 偵測器位於該光傳導介質之平面内。 2·如申請專利範圍第丨項之方法,其中自該光傳導介質中 抽出孩至之一部分光信號包括藉由該光柵反射該至少 一部分光信號。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法,其中自該光傳導介質中 抽出讀至少一邵分光信〜號包括藉由該光柵衍射該至少 一部分光信號。 4.如申請專利範圍第1項之方法,其中自該光傳導介質中 抽出該至少一部分光信號包括將至少兩個不同波長的 光線自該光傳導介質中抽出。 5 .如申請專利範圍第4項之方法,其中將至少兩個不同波 長的光線自該光傳導介質中抽出包括在該光柵上第一 位置處將一第一波長的光線自該光傳導介質中抽出,及 在該光柵的第二位置處將一第二波長的光線自該光傳 導介質中抽出。 6·如申請專利範圍第4項之方法,其中將至少兩個不同波 長的光線自該光傳導介質中抽出包括以傾斜於該光栅 85877 200405943 的一第一戽度將一第一波長的光線自該光傳導介質中 抽出,並以傾斜於該光栅的一第二角度將一第二波長的 光 線 自該光傳導介質中抽出。 7. 如 中 請專利範圍第4項之方法, 其中將至少兩個 不 同 波 長 的 光線自該光傳導介質中抽出包括: 在 該光栅上一第一位置處並 以傾斜於該光柵 的 第 一 和 弟一角度將一第'一和第二 波長的光線分別 白 該 光 傳 導 介質中抽出;及 在 該光柵上至少一第二位置 處並以至少傾斜於該 光 概 的 一第三和第四角度將該第 一和第二波長的 光 線 分 別 白 該光傳導介質中抽出, 該 等第一與第三角度及該等 第二與第四角度 之 相 互 關 係 可使分別在該第一和第二 位置自該光傳導 介 質 中 抽 出 的該第一和第二波長的光 線入射至位於一 共 用 偵 測 器 元件處的該光電偵測器上( 8. 如 中 請專利範圍第1項之方法, 其中 <貞測該至少 部 分 9. 光信 號包括偵測至少兩個不同波長的光線。 如 中 請專利範圍第1項之方法, 其進一步包括監 控 該 光 信 號 之一屬性。 10. 如 中 請專利範圍第9項之方法, 其中該光信號之 屬 性 包 括 至 少一波長、一功率或一時變信號的其中之一 〇 Π. 如 中 請專利範圍第1項之方法, 其中該至少一部 分 光信 號 與 該光柵之一長度成正比例變化。 12, ,如 中 請專利範圍第1項之方法, 其中該至少一部 分 光信 ?轉 85877 200405943 號與該光柵之一強度成正比例變化。 13. —種裝置,其包括: 一包括一光傳導介質的平面光波電路,該光傳導介質 具有一寫入的光柵,該光柵用於以一角度將一光信號之 至少一部分自該光傳導介質中抽出,以使該至少一部分 光信號於該光傳導介質之一平面内傳播;及 一用於偵測該至少一部分光信號的光電偵測器,該光 電偵測裔光學搞合至該平面光波電路且位於該光傳導 介質之平面内。 14·如申請專科範圍第13項之裝置,其中該光柵包括一布拉 格光柵。 i 5·如申請專利範圍第13項之裝置,其中該光柵包括一以傾 斜於该光傳導介質中心軸線的一角度窝入的炫耀光柵。 1 6·如申請專利範圍第1 3項之裝置,其中該光柵包括一啁啾 光柵、一切趾光柵或一相移光柵中至少一種。 i 7·如申請專利範圍第13項之裝置,其中該光電偵測器包括 一光電偵測器陣列,該裝置進一步包括一位於該光傳導 介質與該光電偵測器之間的平面光學元件,該平面光學 元件用於將至少一波長的光線映射至該光電偵測器陣 列上一空間位置。 i 8.如申請專利範圍第17項之裝置,其中該平面光學元件包 括一透鏡。 19·如申請專利範圍第17項之裝置,其中該平面光學元件包 括該平面光波電路之一組成部分。 85877 200405943 20.如申請專利範圍第17項之裝置,其中該平面光學元件包 括該平面光波電路之一表面,該表面用於反射該至少一 部分光信號。 2 1 ·如申請專利範圍第1 3項之裝置,其中該光電偵測器包括 一能夠偵測至少二不同波長光線的光電偵測器陣列。 22·如申請專利範圍第13項之裝置,其中該光傳導介質至少 包括一波導或一光纖的其中之一。 23_如申請專利範圍第13項之裝置,其進一步包括監控電子 部件,該監控電子部件以通信方式耦合至該光電偵測器 ,以監控該光信號之一屬性。 24·如申請專利範圍第23項之裝置,其中該光信號之屬性至 少包括一波長或一功率的其中之一。 2 5 · —種系統,其包括: 一光學通信網路; 一光學耦合至該光學通信網路的平面光波電路,該平 面光波電路包括一已寫入一光柵的光傳導介質,該光栅 用於以一角度將一光信號之至少一部分自該光傳導介 質中抽出,以使該至少一部分光信號於該光傳導介質之 一平面内傳播; 一用於偵測該至少一部分光信號的光電偵測器,該光 電偵測器光學耦合至該平面光波電路且位於該光傳導 介質之平面内。 26.如申請專利範圍第25項之系統,其進一步包括一以通信 方式耦合至該平面光波電路的電子組件,以經由該光學 85877 200405943 通信網路ι|Γ信。 27·如申請專利範圍第25項之系統,其中該光柵包括一以傾 斜於該光傳導介質之中心軸線的一角度寫入的布拉格 炫耀光柵。 28·如申請專利範圍第25項之系統,其中該光栅包括一 p周嗽 光柵、一切趾光柵或一相移光柵的其中至少一種。 29. 如申請專利範圍第25項之系統,其中該光電偵測器包括 一能夠偵測至少二不同波長光線的光電偵測器陣列。 30. 如申請專利範圍第Μ項之系統,其中該光傳導介質至少 包括一波導或一光纖的其中之一。 31·如申請專利範圍第25項之系統,其進一步包括監控電子 部件,該監控電子部件以通信方式耦合至該光電偵測器 ,以監控該光信號之一屬性,該光信號之屬性至少包括 一波長、一頻率或一功率的其中之一。 32. 如申請專利範圍第25項之系統,其中該光電偵測器包括 一光電偵測器陣列,該系統進一步包括一位於該光傳導 介負與忒光電偵測為之間的平面光學元件,該平面光學 元件用於將至少一波長的光線映射至該光電偵測器陣 列上的一空間位置。 33. 如申叫專利範圍第32項之系統,其中該平面光學元件包 括該平面光波電路之一組成部分。 85877
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