光耦合器制造技术

本公开的实施例针对光耦合器的技术和配置。在一些实施例中，器件可包括用于发射来自光源的光输入的光波导。光波导可包括具有沟槽的半导体层，沟槽具有包含形成为低于约45度角的边缘的一个刻面和形成为基本垂直于半导体层的另一刻面。边缘可与另一介质交界以形成镜用于接收输入的光并且基本垂直地反射接收的光以传播接收的光。可描述其他实施例并且/或者要求它们的权利。

Optical coupler

Embodiments of the present disclosure are directed to the technology and configuration of optical couplers. In some embodiments, the device may include an optical waveguide for emitting light input from a light source. The optical waveguide may include a semiconductor layer having a trench having a facet formed at an edge below the angle of about 45 degrees and another facet formed as substantially perpendicular to the semiconductor layer. The edge may be at the junction with another medium to form a mirror for receiving the incoming light and substantially reflecting the received light to transmit the received light. Other embodiments may be described and / or claimed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年7月18日提交的名称为“光耦合器”的美国专利申请No.14/335,756的优先权，该美国专利申请的全部公开内容通过引用整体结合于此。
本公开的实施例总地涉及光电子的领域，并且更具体地涉及用于为平面光子电路(例如在绝缘体上硅(SOI)晶片上制造的硅光子电路)提供垂直的光耦合器的技术和配置。
技术介绍
基于用于有成本效率的光电子集成的平面光子电路，硅光子经常被视为最受欢迎和成功的技术平台之一。诸如激光器、调制器和检测器的基于光波导的光子器件通常在绝缘体上硅(SOI)晶片上制造。在SOI光子系统中，光通常被限制在晶片(或芯片)平面中。硅波导通常通常设计为具有亚微米截面，允许密集集成的有源和无源器件达到更高速度和更低驱动功率。由于硅和其他介质(例如，空气或玻璃)之间的高折射率对比，光离开硅芯片的数值孔径(NA)可能大于光纤的典型NA。光模转换器(OMC)通常用于改善光波导和光纤之间的光耦合。然而，现有的OMC可能不总是能提供期望的效率和/或带宽并且可能导致偏振依赖性高于期望的水平。附图说明通过下列具体实施方式并结合所附附图，可容易地理解实施例。为了便于该描述，同样的参考标号指定同样的结构元件。在所附附图的图中以示例方式而不以限制方式说明实施例。图1是根据一些实施例的如本文中所描述的可包括配置有用于反射光的镜的光耦合器的光电系统的框图。图2是描绘根据一些实施例的具有光耦合器的光模转换器(OMC)的示例光器件的框图。图3是示出根据一些实施例的包括具有光耦合器的光模转换器的示例光器件的一部分的框图。图4示出根据一些实施例的耦合至光耦合器的示例间隔物。图5示出根据一些实施例的图3的光器件的波导的一部分的示例实施例的俯视图。图6-17示意性地示出了根据一些实施例的具有成角度的反射镜的示例光耦合器的截面侧视图，显示了形成光耦合器的结构的不同阶段。图18示意性地示出了根据一些实施例的参考图6-17所描述的用于制造光耦合器的工艺的流程图。图19示意性地示出了根据一些实施例的包括光器件和光耦合器的示例计算设备。具体实施方式本公开的实施例描述了用于配置为提供与其他光器件垂直光耦合的光器件的技术和配置。该器件可包含用于发射来自光源的光输入的光波导。光波导可包括一层强化的介电材料，该层强化的介电材料具有用于接收输入的光的第一端和可包含形成为低于约45度角的边缘的第二端。边缘可与一层另一种介电材料对接以形成线形镜以基本垂直地反射接收的光来传播接收的光。波导可包括从半导体材料形成的一部分，包括用于接收光的第一区和从第一区偏移并且邻接第一区的第二区。第一区可具有面对光波导的介电部分的刻面。刻面可具有基本非线性的形状以引导被介电部分反射回的光的至少一部分远离光波导以减少背反射。波导可包括与介电部分耦合的间隔物以输出被镜反射的光。间隔物可包含具有数值孔径的值低于强化的介电材料的数值孔径的值的介电材料，以减小输出的光的数值孔径。在另一实施例中，光器件可包含用于发射来自光源的光输入的光波导。光波导可包括具有沟槽的半导体层，沟槽具有包含形成为低于约45度角的边缘的一个刻面和形成为基本垂直于半导体层的另一刻面。边缘可与另一介质对接以形成用于接收输入的光和基本垂直地反射接收的光以传播接收的光的镜。在一些实施例中，另一介质可包含填充沟槽的空气，并且包括边缘的刻面可具有设置在刻面上的反射材料。在一些实施例中，另一介质可包含另一半导体层，并且镜可配置为提供被引导至镜的光的全内反射(TIR)基本垂直于半导体层。在以下描述中，将使用本领域技术人员所通常使用的术语来描述示例性实现的各个方面，以向其他本领域技术人员传达它们的工作的实质。然而，对本领域技术人员将显而易见的是，仅采用所描述方面中的一些也可实施本公开的实施例。为了说明的目的，陈述具体的数字、材料和配置以提供对示例性实现的全面理解。将对本领域技术人员明显的是，没有这些具体细节也可实施本公开的实施例。在其他实例中，省略或简化已知特征以不模糊示例性实现。在以下详细描述中，参照形成本说明书的一部分的附图，其中在全部附图中相同的标记指示相同的部件，并且在附图中以可实施本公开的主题的示例实施例的方式显示。应当理解，也可利用其它实施例，并且也可对其他实施例作出结构或逻辑的改变而不背离本公开的范围。因此，下列具体实施方式不应当被认为是限制意义的，并且实施例的范围由所附权利要求及其等效方案来定义。为本公开之目的，短语“A和/或B”意思是(A)、(B)或(A和B)。为本公开之目的，短语“A、B、和/或C”意思是(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。说明书可使用基于视角的描述，诸如顶部/底部、内/外、上/下等等。这种描述仅用于便于讨论并且不旨在将本文所描述的实施例的应用限制在任何特定方向。本描述可使用短语“在实施例中”或“在多个实施例中”，它们各自可表示相同或不同实施例中的一个或多个。此外，就本公开的多个实施例而言所使用的术语“包含”、“包括”、“具有”等是同义的。本文可使用术语“与……耦合”及其派生词。“耦合”可表示以下中的一个或多个。“耦合”可表示两个或更多个元件直接物理或电气接触。然而，“耦合”还可表示两个或多个元件彼此间接接触，但仍彼此协作或交互，以及可表示一个或多个其他元件被耦合或连接在所述将彼此耦合的元件之间。术语“直接耦合”可表示两个或多个元件直接接触。在各个实施例中，短语“在第二层上形成、沉积或以其他方式设置的第一层”，可表示第一层被形成、沉积、生长、结合或以其他方式设置在第二层之上，并且第一层的至少一部分可与第二层的至少一部分直接接触(例如，直接物理和/或电气接触)或间接接触(在第一层和第二层之间具有一个或多个其他层)。如本申请中所使用，术语“模块”可指代执行一个或多个软件或固件程序的专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共用、专用或组)和/或存储器(共用、专用或组)、组合逻辑电路和/或提供所描述功能的其它合适的组件，或是上述组件的部分，或包括上述组件。图1是根据一些实施例的如本文中所描述的可包括配置有设置为低于一个角度用于反射光的镜的光耦合器的光电系统100的框图。光电系统100可用于发射被数据信号经由光纤(例如，在数据中心的机架之间，或数据存储设施、数据中心等等之间的长距离)调制的光信号。光电系统100可包括具有一个或多个光源(例如，激光器器件)104的光装置(器件)102，以提供光信号118(例如，光强不变的信号)至相应的调制器106来根据将发射的数据信号调制输入光。光源104和对应的调制器106的每个组合可包含通信信道110、112、114。调制器106可输出经调制的光信号120至复用器(未示出)，其中该信号可被输入至具有波导124和诸如垂直光耦合器(VOC)126的光耦合器的光模转换器(OMC)170。可替代地，来自通信信道110、112和114的信号(例如，120)可被直接地输入至OMC170。具有耦合器126的OMC170可提供从信道110、112、114到光通信信道(例如，光纤线缆或可包括跟随有纤维的耦合光器件的其他配置)130的接口，并且可配置为将光信号127传输至光通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光装置，包括：光波导，用于发射来自光源的光输入，其中所述光波导包括第一介电材料层以及第一和第二部分，其中所述第一部分用于接收来自所述光源的光，而所述第二部分由具有用于接收输入的光的第一端和包括形成为低于约45度角的边缘的第二端的第二介电材料制成，其中所述边缘与所述第一介电材料层交界以形成镜，以用于基本垂直地反射接收的光以传播所述接收的光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.18 US 14/335,7561.一种光装置，包括：光波导，用于发射来自光源的光输入，其中所述光波导包括第一介电材料层以及第一和第二部分，其中所述第一部分用于接收来自所述光源的光，而所述第二部分由具有用于接收输入的光的第一端和包括形成为低于约45度角的边缘的第二端的第二介电材料制成，其中所述边缘与所述第一介电材料层交界以形成镜，以用于基本垂直地反射接收的光以传播所述接收的光。2.如权利要求1所述的光装置，其特征在于，所述第一部分由半导体材料制成并且在所述第一部分的所述第一端处与所述第二部分耦合，其中所述第一部分包括：第一区，用于接收光；以及第二区，与所述第一区耦合，用于接收来自所述第一部分的所述第一区的光，其中所述第二区从所述第一区偏移并且邻接所述第一区；其中所述第一区具有至少一个面向所述光波导的所述第二部分的刻面，其中所述刻面具有基本非线性的形状以引导被所述第二部分反射回的光的至少一部分远离所述光波导。3.如权利要求2所述的光装置，其特征在于，所述非线性的形状包括基本弯曲的形状。4.如权利要求1所述的光装置，其特征在于，形成的镜包括基本线性的表面。5.如权利要求1所述的光装置，其特征在于，所述第二部分由具有约2.5微米的厚度的所述第二介电材料的层制成。6.如权利要求1所述的光装置，进一步包括与所述第二部分耦合的间隔物，用于输出被所述镜反射的光，其中所述间隔物包括具有小于所述第二部分的第二数值孔径值的第一数值孔径值的第三介电材料。7.如权利要求6所述的光装置，其特征在于，所述间隔物部分地设置在所述第二部分上并且从所述第二部分偏移从0到0.6微米的距离。8.如权利要求7所述的光装置，其特征在于，所述间隔物具有约5.0微米的高度和对应于所述第二介电材料的厚度的宽度。9.如权利要求1所述的光装置，其特征在于，所述第二介电材料包括使用硅添加剂富集的氮化硅(Si3N4)、氮氧化硅(SiON)或聚酰亚胺之一，其中添加剂从以下之一选择：硅烷(SiH4)、三氯硅烷(SiHCl3)或四甲基硅烷(Si(CH3)4)。10.如权利要求1所述的光装置，其特征在于，所述第一部分包括半导体材料。11.如权利要求1至10任一项所述的光装置，其特征在于，所述第一介电材料从至少以下一个中选择：二氧化硅(SiO2)、三氧化二铝(Al2O3)或氧化铪(HfO2)。12.如权利要求1至10任一项所述的光装置，其特征在于，由所述第一和第二介电材料的界面形成的镜用于提供所述反射光的全内反射(TIR)。13.如权利要求1所述的光装置，其特征在于，所述光源与所述装置光耦合并且包括激光器。14....

【专利技术属性】
技术研发人员：M·克里希纳穆希，J·D·里克曼，荣海生，L·廖，H·弗里希，O·哈雷尔，A·巴凯，那允中，HD·刘，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US