[发明专利]用于光子器件的垂直输出耦合器

说明书

一种方法形成用于波导的垂直输出耦合器，所述波导通过覆于埋氧层上的波导材料沿水平传播方向传播光。该方法包括蚀刻波导以去除波导的一部分。蚀刻形成至少第一平面，所述至少第一平面在波导的边缘处、与波导的去除部分相邻，并且以相对于传播方向20度至70度之间的垂直角度倾斜。该方法还包括用反射性金属涂覆第一倾斜平面以形成镜，使得镜将光反射成具有垂直分量的方向。

相关申请的交叉引用

本申请是于2015年4月20日提交的美国临时专利申请第62/150139号和于2015年4月20日提交的第62/150144号的非临时申请并要求它们的优先权。上述两个专利申请的全部内容通过引用并入本文用于所有目的。

以下三个专利申请(包括这一个)同时被提交，并且每个申请的全部公开内容通过引用并入本申请用于所有目的：

于2006年4月20日提交的题为“用于光子器件的垂直输出耦合器(VERTICALOUTPUT COUPLERS FOR PHOTONIC DEVICES)”的美国专利申请第15/133898号(代理人案卷号92970-004510US-1005188)；

于2016年4月20日提交的题为“背侧通孔垂直输出耦合器(BACKSIDE VIAVERTICAL OUTPUT COUPLERS)”的美国专利申请第15/133920号(代理人案卷号92970-004610US-1005191)；和

于2016年4月20日提交的题为“用于光子器件的垂直输出耦合器(VERTICALOUTPUT COUPLERS FOR PHOTONIC DEVICES)”的国际申请PCT/US___/______(代理人案卷号92970-004610PC-1005045)。

技术领域

本申请涉及用于光子器件的垂直输出耦合器，例如使用基于晶片的微电子工艺制造的波导。

背景技术

在晶片上，光子集成电路(PIC)的输出光功率和光谱的在线测试可能是具有挑战性的，特别是对于宽谱带应用。一个挑战涉及光通常通过波导在晶片的平面中路由(routed)的事实。在PIC芯片仍然是晶片形式时，在没有使光偏移离开晶片表面的情况下，测量或提取为了测试目的这种光是困难的。

发明内容

在一个实施方案中，一种方法形成用于波导的垂直输出耦合器，所述波导通过覆于埋氧层上的波导材料沿水平传播方向传播光。该方法包括蚀刻波导材料以形成波导，以及蚀刻波导材料以去除波导的至少第一部分。蚀刻形成在波导材料中的至少第一倾斜平面，以及在波导的未蚀刻部分与第一倾斜平面之间的空间。该方法还包括用反射性金属涂覆第一倾斜平面以形成倾斜的镜，和将折射率匹配材料沉积到波导的未蚀刻部分与倾斜的镜之间的空间中。通过波导传播到空间中的光继续通过折射率匹配材料到达倾斜的镜，并且倾斜的镜将所述光向上反射。

在一个实施方案中，一种方法形成用于波导的垂直输出耦合器，所述波导通过覆于埋氧层上的波导材料沿水平传播方向传播光。该方法包括蚀刻波导材料以形成波导，并且蚀刻波导材料以去除波导的至少第一部分。该方法还包括蚀刻埋氧层以在波导的第一部分被去除并且埋氧层被蚀刻的区域中形成凹部，并且将芯片接合在凹部内。该方法还包括：蚀刻芯片的面向波导的未蚀刻部分的一侧以形成倾斜平面，用反射性金属涂覆倾斜平面以形成倾斜的镜，和将折射率匹配材料沉积到波导的未蚀刻部分与倾斜的镜之间的空间中。通过波导传播的光继续通过折射率匹配材料到达倾斜的镜，并且倾斜的镜将所述光向上反射。

在一个实施方案中，一种方法形成用于波导的垂直输出耦合器，所述波导通过覆于埋氧层上的波导材料沿水平传播方向传播光。该方法包括蚀刻波导以去除波导的一部分。蚀刻形成至少第一平面，所述至少第一平面在波导的边缘处、与波导的被去除部分相邻，并且以相对于传播方向在20度至70度之间的垂直角度倾斜。该方法还包括用反射性金属涂覆第一倾斜平面以形成镜，使得镜将光反射成具有垂直分量的方向。