低背反射阶梯光栅制造技术

本公开的实施例针对包含用于传播来自至少一个光源的光的半导体层的光学设备。光学设备可进一步包含具有多个光栅齿的弯曲的阶梯光栅，阶梯光栅在半导体层的外侧。弯曲的阶梯光栅可包含多个光栅齿，并且所述多个光栅齿中的光栅齿可具有光栅面和阴影面。阴影面具有相对于弯曲的阶梯光栅的曲面法线大于0度的光栅角。可以描述其它实施例和/或要求权利。

【技术实现步骤摘要】
低背反射阶梯光栅相关申请的交叉引用本申请要求2017年6月19日提交的标题为“LOWBACKREFLECTIONECHELLEGRATING”的美国临时专利申请No.62/521,971的优先权，该申请的整个内容和公开通过引用以其全部结合于此。
本公开的实施例一般涉及光电领域，并且更具体地说，涉及用于使用基于全内反射原理的阶梯光栅并且被实现在绝缘体上硅平台上的光学装置（例如多路复用器或多路分解器）的技术和配置。
技术介绍
光学多路复用器和多路分解器可被视为对于光学互连的波分复用(WDM)网络中的关键组件。为了沿单个光纤发送多个波长（有时称为“信道”），波长必须在一端由多路复用器进行多路复用（即，组合），并且在接收端由多路分解器进行多路分解（即，分开）。一般而言，使用阶梯光栅的多路复用器和多路分解器可被使用，因为它们的紧凑大小、较低成本以及它们与其它光学组件（像激光器和检测器）的集成能力。更确切地说，示例混合集成传送器可包含激光器、调制器、多路复用器以及相同硅衬底芯片上的一个或更多个无源组件。来自每个组件的芯片上背反射的光可相干地和固有地对接，并且在激光相对强度噪声（RIN）和激光侧模式抑制比方面使激光传送器稳定性降级。这种降级可导致装置操作窗口上误位率（BER）下限生成和传送器性能降级。类似地，接收器可包含光检测器、多路分解器以及相同硅衬底芯片上的一个或更多个无源组件。来自多路分解器和无源组件的芯片上反射的光可相干地和固有地对接，并生成多路径干扰效应。此多路径干扰效应在接收器可产生附加噪声。传统的全内反射阶梯光栅解决方案可产生对激光器和检测器的较高的光的背反射，导致在传送器的激光不稳定或者在接收器的附加噪声。附图说明通过结合随附附图的如下详细描述，将容易理解实施例。为了便于此描述，相似的引用数字表明相似的结构元件。在随附附图的图中以示例的方式而非以限制的方式示出了实施例。图1是按照一些实施例的可包含带有镜的多路复用器和/或多路分解器的光电系统的框图，所述镜具有配置成提供光的全内反射的阶梯光栅。图2是按照一些实施例的作为集成光子学链路的光电系统示例实现。图3示出了按照一些实施例的包括带有阶梯光栅表面的镜的光学装置的示例顶视图，所述阶梯光栅表面配置成提供光的全内反射。图4a和4b示出了按照一些实施例的带有阶梯光栅的示例镜，所述阶梯光栅带有减少的背反射。图5示出了按照一些实施例的使用带有阶梯光栅的镜的示例多路复用器，所述阶梯光栅带有减少的背反射。图6示出了按照一些实施例的使用带有阶梯光栅的镜的示例多路分解器，所述阶梯光栅带有减少的背反射。图7示出了按照一些实施例的带有使用阶梯光栅的镜的示例多路复用器的备选视图，所述阶梯光栅带有减少的背反射。图8示出了按照一些实施例的用于制作具有阶梯光栅的镜的示例技术，所述阶梯光栅带有减少的背反射。图9示出了按照各种实施例的适合于与光电系统的各种组件（诸如具有带有阶梯光栅（带有具有减少的背反射）的多路复用器的传送器和/或具有带有阶梯光栅（带有具有减少的背反射）的多路分解器的接收器）使用的示例计算装置。具体实施方式本公开的实施例针对光学设备，其包含用于传播来自至少一个光源（例如激光器）的光的半导体层。光学设备可包含在半导体层外侧的具有多个光栅齿的弯曲的阶梯光栅。弯曲的阶梯光栅可包含多个光栅齿，并且所述多个光栅齿中的光栅齿可具有光栅面和阴影面。阴影面相对于弯曲的阶梯光栅的曲面法线具有大于0度的光栅角。例如，在一些实施例中，光栅角可大于0度，并且小于近似60度。在一些实施例中，光栅角可以在近似20度与近似50度之间。通过使用此类镜，光学设备的效率可被增大，因为有角度的阴影面可防止通过波导引入到镜的光被反射回向波导。可实现其它优点，如下面更详细论述的。在如下描述中，说明性实现的各种方面将使用由本领域技术人员通常采用的术语进行描述，以向本领域的其它技术人员传达他们的工作实质。然而，对本领域技术人员将显而易见的是，本公开的实施例可通过所描述方面中的仅一些方面被实践。为了说明起见，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供说明性实现的彻底理解。然而，对本领域技术人员将显而易见的是，本公开的实施例可在没有特定细节情况下被实践。在其它实例中，省略或简化了公知的特征，以免模糊说明性实现。在如下详细描述中，对形成本文一部分的随附附图做出参考，其中通篇相似的引用数字表明相似的部分，并且其中以例示实施例（其中本公开的主题可被实践）的方式被示出。要理解到，可利用其它实施例，并且可在不背离本公开的范围的情况下做出结构或逻辑改变。因此，如下详细描述并不被视为限制意义，并且实施例的范围通过所附的权利要求以及它们的等效方案来定义。为了本公开起见，短语“A或B”意味着(A)、(B)或(A和B)。为了本公开起见，短语“A、B或C”意味着(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。本描述可使用基于透视的描述，诸如顶/底、内/外、之上/之下、或诸如此类。此类描述只是用于便于论述，并不旨在将本文描述的实施例的应用约束到任何具体方位。本描述可使用短语“在一实施例中”或“在实施例中”，其可各自指的是相同或不同实施例中的一个或更多个。此外，在相对于本公开实施例所使用时，术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义词。本文可使用术语“与…耦合”连同其派生词。“耦合”可意味着如以下中的一个或更多个。“耦合”可意味着两个或更多个元件直接物理或电接触。然而，“耦合”也可意味着两个或更多个元件彼此间接接触，但又仍彼此仍协作或交互，并且可意味着一个或更多个其它元件被耦合或连接在被说成是彼此耦合的元件之间。术语“直接耦合”可意味着两个或更多个元件直接接触。在各种实施例中，短语“第一层形成、沉积或以别的方式布置在第二层上”可意味着第一特征被形成、沉积、生长、焊接或以别的方式布置在第二层之上，并且第一层的至少一部分与第二层的至少一部分可直接接触（例如直接物理和/或电接触）或间接接触（例如，第一层与第二层之间具有一个或更多个其它层）。在本文中使用时，术语“模块”可指的是、作为其一部分或者包含专用集成电路（ASIC）、电子电路、处理器（共享、专用或群组）和/或执行一个或更多个软件或固件程序的存储器（共享、专用或群组）、组合逻辑电路、和/或提供所描述功能性的其它适合的组件。图1是按照一些实施例的可包含带有镜的多路复用器和/或多路分解器的光电系统100的框图，所述镜具有配置成减少光的背反射的阶梯光栅。光电系统100可用于例如在数据中心的机架之间、或者长距离、在数据存储设施、数据中心或诸如此类之间经由光纤传送以数据信号调制的光学信号。光电系统100可包含诸如传送器102（例如光子芯片）的光学装置。传送器102可包含一个或更多个光源（例如激光器装置）104以向相应调制器106提供光信号118（例如恒定的光强度信号），以根据要被传送的数据信号调制输入光。光源104和对应的调制器106的每个组合可包括通信信道110、112、114。尽管示出了三个通信信道，但更少或者更多通信信道可在传送器（诸如102）中被用于例如提供期望的传送速率。调制器106可将已调制光学信号120输出到如本文所描述的具有镜150的多路复用器124，镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种光学设备，包括：半导体层，用于传播来自至少一个光源的光；以及具有多个光栅齿的弯曲的阶梯光栅，所述阶梯光栅在所述半导体层的外侧；其中所述弯曲的阶梯光栅包含多个光栅齿，所述多个光栅齿中的光栅齿具有光栅面和阴影面，其中相应阴影面具有相对于所述弯曲的阶梯光栅的曲面法线大于0度的光栅角。

【技术特征摘要】
2017.06.19 US 62/521971;2017.09.28 US 15/7190131.一种光学设备，包括：半导体层，用于传播来自至少一个光源的光；以及具有多个光栅齿的弯曲的阶梯光栅，所述阶梯光栅在所述半导体层的外侧；其中所述弯曲的阶梯光栅包含多个光栅齿，所述多个光栅齿中的光栅齿具有光栅面和阴影面，其中相应阴影面具有相对于所述弯曲的阶梯光栅的曲面法线大于0度的光栅角。2.如权利要求1所述的光学设备，其中所述阴影面具有小于近似60度的光栅角。3.如权利要求2所述的光学设备，其中所述阴影面具有在近似20度与近似50度之间的光栅角。4.如权利要求1-3中任一项所述的光学设备，其中所述相应阴影面中的第一阴影面具有与所述相应阴影面中的第二阴影面的角度相同的角度。5.如权利要求1-3中任一项所述的光学设备，其中所述曲面是椭圆曲面或罗兰曲面。6.如权利要求1-3中任一项所述的光学设备，其中所述光学设备是多路复用器或多路分解器。7.如权利要求1-3中任一项所述的光学设备，其中所述弯曲的阶梯光栅是内部地反射的。8.如权利要求1-3中任一项所述的光学设备，其中所述阴影面用于将所述光反射回向与所述光学设备耦合的输入波导。9.一种设备，包括：光源；波导，在所述波导的第一侧与所述光源耦合，所述波导用于传播来自所述光源的光；以及光学设备，在所述第一侧对面的所述波导的第二侧与所述波导耦合，其中所述光学设备包含具有多个光栅齿的弯曲的阶梯光栅；其中所述弯曲的阶梯光栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：林雯华，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US