[发明专利]将光源耦合到光子集成电路

说明书

一种装置或系统(200)包括光源(250)、光波导(170)、和光导向器或微透镜(133)。该光源发出照明光(263)。光波导(170)包括光输入耦合器(172)。光导向器(133)接收照明光(263)并且生成整形光(267)。该光导向器调整照明光的倾斜角和/或发散角(263)。

技术领域

本公开总体上涉及光学器件，具体地涉及光源的光学耦合。

背景技术

有时称为光子集成电路(Photonic Integrated Circuit，PIC)的光子系统通常包括对光源发出的光进行路由。例如，各种光子系统可以包括光调制器、光电探测器、波导和一个或多个光源。期望对光子系统进行成本、尺寸和/或效率方面的改进。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供一种装置，该装置包括：光源，该光源发出照明光；光波导，该光波导具有光输入耦合器；以及光导向器，该光导向器用于接收该照明光，并且使该照明光作为整形光指向光波导的光输入耦合器，其中，该光导向器被配置为使照明光倾斜，以给予整形光一相对于光输入耦合器的倾斜角。

在一些实施例中，该光导向器可以被配置为给予整形光一发散角，该发散角比照明光的照明光发散角更小。

在一些实施例中，该整形光的更小的发散角可以为小于十度的发散角。

在一些实施例中，该倾斜角可以相对于与光波导的平面正交的向量来测量，其中，该倾斜角可以位于三度至十五度之间。

在一些实施例中，该照明光和该整形光可以为红外光。

在一些实施例中，该装置还可以包括折射型覆盖层(refractive claddinglayer)，其中，该光波导可以浸入在该折射型覆盖层中，其中，该整形光可以在入射到光输入耦合器上之前传播穿过该折射型覆盖层。

在一些实施例中，该光导向器可以设置在折射型覆盖层上，并且与光源间隔开。

在一些实施例中，该光导向器可以与光源的发射孔耦接，其中，光导向器可以被配置为给予整形光一发散角，所述发散角比光源的照明光发出时的发散角更小。

在一些实施例中，该光导向器可以为折射型微透镜。

在一些实施例中，该折射型微透镜可以包括抗反射(anti-reflection，AR)涂层，该AR涂层设置在折射型微透镜的接收照明光的输入侧上。

在一些实施例中，该光导向器可以为衍射型光学元件或超透镜中的一种，该超透镜由具有亚波长纳米结构的超表面形成。

在一些实施例中，该光导向器可以包括折射型楔形光学器件，该折射型楔形光学器件被配置为向整形光赋予倾斜角。

在一些实施例中，该装置还可以包括衍射型反射层，其中，光输入耦合器可以设置在该衍射型反射层与光导向器之间，其中，该衍射型反射层可以被具体地配置为将照明光的红外波段反射回光输入耦合器，其中，衍射型反射层可以被配置为透射该红外波段之外的光。

在一些实施例中，该光输入耦合器可以包括光栅。

在一些实施例中，该装置还可以包括折射型间隔层，该折射型间隔层设置在光导向器与光源之间，其中，该折射型间隔层的顶部平面可以与光源的发射孔平行。

在一些实施例中，该光导向器可以包括折射型微透镜，其中，光源的发射孔可以偏离折射型微透镜的中心光轴，以赋予整形光的倾斜角。

根据本发明的第二方面，提供一种装置，该装置包括：光源，该光源发出照明光；光波导，该光波导具有光输入耦合器，其中，该光源的发射孔相对于该光波导的平面倾斜；以及光导向器，该光导向器被配置为接收该照明光，并且使该照明光作为整形光指向光输入耦合器，其中，光导向器被配置为给予该整形光一发散角，该发散角比该照明光的照明光发散角更小。