[发明专利]表面耦合系统

说明书

一种系统包括：表面耦合边缘发射激光器(212)，包括芯波导、在表面耦合边缘发射激光器的与芯波导相同的层中光耦合到芯波导的扇形射出区域以及形成在扇形射出区域中的第一表面光栅(206)；以及光子集成电路(PIC)，包括光波导和形成在PIC的上层中的第二表面光栅，其中，第二表面光栅与第一表面光栅光学对准。由于扇形射出的锥形形状，降低了激光器芯片与PIC之间的光栅(206)对准要求。

技术领域

本文讨论的实施方式涉及表面耦合系统。

背景技术

除非本文另有说明，否则本文描述的材料不是本申请的权利要求的现有技术，并且不因包括在本部分中而被认为是现有技术。

将来自单模边缘发射激光器的光耦合到硅(Si)光子器件是高成本的，因为其通常需要两个透镜和大的隔离器块。在包括这样的激光器和硅(Si)光子器件的系统中，对准公差可以小于0.5微米(μm)。这样的低对准公差通常需要满足主动对准。

本文要求保护的主题不限于解决任何缺点或仅在诸如上述那些的环境下操作的实现方案。相反，该背景仅被提供以说明可以实践本文描述的一些实现方案的一个示例技术领域。

发明内容

提供本概要来以简化形式介绍一些概念，所述概念将在下面的详细描述中被进一步描述。本概要不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

本文描述的一些示例实施方式通常涉及表面耦合系统。

一种系统可以包括：表面耦合边缘发射激光器，包括芯波导、在表面耦合边缘发射激光器的与芯波导相同的层中光耦合到芯波导的扇形射出区域以及形成在扇形射出区域中的第一表面光栅；以及光子集成电路(PIC)，包括光波导和形成在PIC的上层中的第二表面光栅，其中，第二表面光栅与第一表面光栅光学对准。

另一系统可以包括：表面耦合边缘发射激光器，包括第一波导和光耦合到第一波导的第一衍射光栅；以及PIC，包括第二波导和光耦合到第二波导的第二衍射光栅，其中，表面耦合边缘发射激光器的第一波导包括具有芯折射率的芯、具有顶部包层折射率的顶部包层以及作为具有底部包层折射率的底部包层的基板；其中，第一衍射光栅包括形成在第一波导的芯上的光栅齿，光栅齿均具有总高度、在第一波导的芯以上的高度、周期和占空比；以及其中，芯折射率大于第一阈值，使得第一衍射光栅的有效折射率比底部包层折射率高得足以避免衍射光模式泄漏到基板中。

又一系统可以包括：表面耦合边缘发射激光器，包括第一波导和光耦合到第一波导的第一衍射光栅；以及PIC，包括第二波导和光耦合到第二波导的第二衍射光栅，其中，表面耦合边缘发射激光器的第一波导包括具有芯折射率的芯，具有顶部包层折射率的顶部包层以及作为具有底部包层折射率的底部包层的基板；其中，第一衍射光栅包括交替的光栅齿和形成在第一波导的芯上方的顶部包层齿；以及其中，第一衍射光栅的有效折射率至少取决于芯折射率和顶部包层折射率，并且比底部包层折射率高至少6％。

本发明的另外的特征和优点将在随后的描述中阐述，并且部分地根据该描述是明显的，或者可以通过本发明的实践来学习。借助于所附权利要求中特别指出的仪器和组合，可以实现和获得本发明的特征和优点。根据以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其它特征将变得更充分地明显，或者可以通过如下所阐述的本发明的实践来学习。

附图说明

为了进一步阐明本发明的上述和其他优点和特征，将通过参考在附图中示出的本发明的特定实施方式来呈现本发明的更具体的描述。要理解的是，这些附图仅描绘了本发明的典型实施方式，因此不应视为限制其范围。将通过使用附图来更加具体和详细地描述和解释本发明，在附图中：

图1示出了示例表面耦合系统；

图2A和2B示出了可以在表面耦合系统中实现的示例表面耦合边缘发射激光器；