[发明专利]表面耦合系统

权利要求书

1.一种系统，包括：

表面耦合边缘发射激光器，包括：

芯波导；

在所述表面耦合边缘发射激光器的与所述芯波导相同的层中光耦合到所述芯波导的扇形射出区域；

形成在所述扇形射出区域中的第一表面光栅，其中，所述第一表面光栅向上和向下衍射所述表面耦合边缘发射激光器发射的光；

在所述芯波导下方的一个或更多个下层，其中，所述一个或更多个下层对于由所述表面耦合边缘发射激光器发射的光是基本上透明的；

位于所述第一表面光栅上方的顶部镜，其中，所述顶部镜向下反射向上衍射的光；

位于所述芯波导和所述第一表面光栅上方并且所述顶部镜下方的电介质，其中，所述电介质包含允许所反射的向上衍射的光在相位上与向下衍射的光相加的厚度；

包括分布式反馈激光器的有源部，其中，所述分布式反馈激光器位于所述一个或更多个下层上方，并且与所述芯波导端对端地光耦合；

包括芯区域和所述扇形射出区域的无源部，其中，所述无源部与所述有源部端对端地光耦合并且包括所述顶部镜；以及

光子集成电路，包括光波导和形成在所述光子集成电路的上层中的第二表面光栅，其中，所述第二表面光栅与所述第一表面光栅光学对准。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括位于所述第一表面光栅与所述第二表面光栅之间的光学隔离器，其中：

所述第一表面光栅被配置成将从所述芯波导接收到的光向下朝向所述第二表面光栅重定向；

所述第二表面光栅被定位成在来自所述第一表面光栅的光传递通过所述光学隔离器之后接收所述光；以及

所述第二表面光栅被配置成将从所述第一表面光栅接收到的光重定向到所述光波导中。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一表面光栅和所述第二表面光栅中的每一个包括长表面光栅以产生大的衍射光斑。

4.根据权利要求3所述的系统，其中：

所述第一表面光栅具有大于10微米的长度；以及

所述第二表面光栅具有大于10微米的长度。

5.根据权利要求1所述的系统，还包括位于所述第一表面光栅与所述第二表面光栅之间的光学隔离器，其中：

所述光学隔离器具有在300-800微米范围内的物理厚度；以及

所述光学隔离器包括石榴石，输入偏振器耦合到所述石榴石的上表面，并且输出偏振器耦合到所述石榴石的下表面。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述光学隔离器的上表面和所述光学隔离器的下表面中的每一个的表面面积小于200微米。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述表面耦合边缘发射激光器还包括形成在所述有源部和所述无源部中的脊结构，其中，所述脊结构包括浅脊和深脊，所述浅脊向下延伸到所述有源部中的在所述有源部的多量子阱层的深度以上的深度，所述深脊向下延伸到所述无源部中的在所述多量子阱层的深度以下的深度。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述表面耦合边缘发射激光器包括直接调制激光器。

9.根据权利要求8所述的系统，还包括机电地耦合到所述光子集成电路的电气集成电路，其中，通过所述光子集成电路中的高速线路将电信号从所述电气集成电路传递到所述表面耦合边缘发射激光器。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述光子集成电路还包括光复用器。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一表面光栅包括聚焦光栅。

12.根据权利要求8所述的系统，还包括基板，其中，所述表面耦合边缘发射激光器p侧向下地接合到所述基板。