用于光栅耦合器的模转换器的方法和系统技术方案

用于光栅耦合器的模转换器的方法和系统可以包括光子芯片，该光子芯片包括波导、光栅耦合器以及模转换器，其中，波导经由模转换器耦合到光栅耦合器。模转换器可以包括波导材料和由锥形区域限定的锥体，其中，锥形区域不具有波导材料。光子芯片可以在模转换器中从波导接收光信号，其中，所接收的光信号具有光分布，该光分布可以在模转换器中空间偏转以在光栅耦合器中配置期望的分布。锥体的长轴可以平行于光信号的行进方向。锥体的长轴可以指向光栅耦合器的输入波导，该输入波导可以是线性的。

Method and system of a / D converter for grating coupler

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光栅耦合器的模转换器的方法和系统相关申请的交叉引用/通过引用结合本申请要求于2017年4月19日提交的美国临时申请62/487,155的优先权和权益，其全部内容通过引用结合于此。
本公开的方面涉及电子组件。更具体地，本公开的某些实施涉及用于光栅耦合器的模转换器的方法和系统。
技术介绍
用于光学光栅耦合器的常规方法可能是昂贵的、麻烦的和/或低效率的—例如，它们可能是复杂的和/或耗时的，和/或可能引入不对称性。通过将这样的系统与如在本申请的其余部分中参考附图阐述的本公开的一些方面进行比较，常规和传统方法的进一步限制和缺点对于本领域技术人员将变得显而易见。
技术实现思路
基本上如至少一个附图所示和/或结合至少一个附图所述，如权利要求书中更完整地阐述的，提供了用于光栅耦合器的模转换器的系统和方法。从以下描述和附图将更充分地理解本公开的这些和其他优点、方面和新颖特征以及其所示实施方式的细节。附图说明图1A是根据本公开的示例实施方式的具有用于光栅耦合器的模转换器的光子使能集成电路的框图。图1B是示出根据本公开的示例实施方式的示例性光子使能集成电路的示图。图1C是示出根据本公开的示例实施方式的耦合到光纤电缆的光子使能集成电路的示图。图2是示出根据本公开的示例实施方式的一维光栅的示意图。图3示出了根据本公开的示例实施方式的具有绝热模转换器的光栅耦合器的俯视图和侧视图。图4示出了根据本公开的示例实施方式的具有模转换器锥体的聚焦光栅的俯视图。图5示出了根据本公开的示例实施方式的具有模转换器的二维聚焦光栅耦合器。图6示出了根据本公开的示例实施方式的具有和不具有模转换器的光栅耦合器的实验结果。具体实施方式如本文所用的，术语“电路”和“电路系统”指的是物理电子组件(即硬件)以及可以配置硬件、将由硬件执行和/或以其他方式与硬件相关联的任何软件和/或固件(“代码”)。如本文所使用的，例如，特定处理器和存储器在执行第一一行或多行代码时可以包括第一“电路”，并且在执行第二一行或多行代码时可以包括第二“电路”。如本文所用的，“和/或”是指列表中由“和/或”连接的任何一个或多个项。作为一个示例，“x和/或y”是指三元素集{(x)，(y)，(x，y)}中的任何元素。换句话说，“x和/或y”是指“x和y中的一个或两者”。作为另一示例，“x，y和/或z”是指七元素集{(x)，(y)，(z)，(x，y)，(x，z)，(y，z)，(x，y，z)}中的任何元素。换句话说，“x，y和/或z”是指“x，y以及z中的一个或多个”。如本文所用的，术语“示例性”是指用作非限制性示例、实例或说明。如本文所用的，术语“例如(e.g.)”和“例如(forexample)”列出了一个或多个非限制性示例、实例或说明的列表。如本文所用的，每当电路系统或装置包括执行功能的必要硬件和代码(如果有必要)时，该电路系统或装置“可操作”以执行功能，而不管该功能的执行是否被禁用或不可用(例如，通过用户可配置的设置、工厂调整等)。图1A是根据本公开的示例实施方式的具有用于光栅耦合器的模转换器的光子使能集成电路的框图。参考图1A，示出了在光子使能集成电路130上的光电子装置，其包括光调制器105A至105D、光电二极管111A至111D、监测光电二极管113A至113H，以及包括耦合器103A至103K、光学终端115A至115D、光栅耦合器117A至117H和模转换器121的光学装置。还示出了包括放大器107A至107D、模拟和数字控制电路109以及控制部112A至112D的电子装置和电路。放大器107A至107D例如可以包括跨阻限幅放大器(TIA/LA)。在示例场景中，光子使能集成电路130包括具有耦合到IC130的顶表面的激光组件101的CMOS光子管芯(die)。激光组件101可以包括具有绝缘体、透镜和/或旋转器的一个或多个半导体激光，用于将一个或多个CW光信号引导到耦合器103A。光子使能集成电路130可以包括单个芯片，或者可以集成在多个管芯上，例如一个或多个电子管芯和一个或多个光子管芯。光信号经由在光子使能集成电路130中制造的光波导110在光学装置和光电子装置之间通信。单模或多模波导可以用于光子集成电路中。单模操作使得能够直接连接到光信号处理和网络元件。术语“单模”可以用于支持用于两个偏振(横向电(TE)和横向磁(TM))中的每一个的单模的波导，或者用于真正的单模且仅支持其偏振为TE的一个模的波导，该模包括平行于支撑波导的衬底的电场。所利用的两个典型波导横截面包括条形波导(stripwaveguide)和肋形波导(ribwaveguide)。条形波导通常包括矩形横截面，而肋形波导包括波导板顶部的肋形截面。当然，其他波导横截面类型也可以设想，并且在本公开的范围内。在示例场景中，耦合器103A至103C可以包括低损耗Y结功率分路器，其中，耦合器103A从激光组件101接收光信号并将该信号分裂到两个分支，该两个分支将光信号引导到耦合器103B和103C，该耦合器103B和103C再次分裂光信号，从而产生四个大致相等的功率光信号。光调制器105A至105D例如包括马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)或环形调制器，并且使得能够调制连续波(CW)激光输入信号。光调制器105A至105D可以包括高速和低速相位调制部，并且由控制部112A至112D控制。光调制器105A至105D的高速相位调制部可以用数据信号调制CW光源信号。光调制器105A至105D的低速相位调制部可以补偿用于缓慢变化的相位因子，例如由波导之间的失配、波导温度或波导应力引起的相位因子。补偿这些缓慢变化的相位因子被称为无源相位，或马赫-曾德尔调制器(MZM)的无源偏置。光调制器105A至105D的输出可以经由波导110光耦合到光栅耦合器117E至117H。耦合器103D至103K例如可以包括四端口光耦合器，并且可以用于采样或分裂由光调制器105A至105D生成的光信号，其中，采样的信号由监测光电二极管113A至113H测量。定向耦合器103D至103K的未使用分支可以由光学终端(opticaltermination)115A至115D端接，以避免不想要的信号的背反射。光栅耦合器117A至117H包括使得能够将光耦合进和耦合出光子使能集成电路130的光学光栅。光栅耦合器117A至117D可以用于将从光纤接收的光耦合到光子使能集成电路130中，并且光栅耦合器117E至117H可以用于将来自光子使能集成电路130的光耦合到光纤中。光栅耦合器117A至117H可以包括单偏振光栅耦合器(SPGC)和/或偏振分裂光栅耦合器(PSGC)。在利用PSGC的情况下，可以利用两个输入或输出波导。光栅耦合器是集成光学电路中的装置，其对电信光纤和光学电路之间的光进行连接。它们包括将引导光衍射出电路平面的表面发射元件，其中，可以用标准光纤收集引导光。与诸如端面耦合的其他耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通信的方法，所述方法包括：/n在包括波导、光栅耦合器以及模转换器的光子芯片中，其中，所述波导经由所述模转换器耦合到所述光栅耦合器，所述模转换器包括波导材料和限定不具有波导材料的锥形区域的锥体：/n在所述模转换器中从所述波导接收光信号，所接收的光信号具有入射光分布；以及/n在所述模转换器中空间压缩所述入射光分布以在所述光栅耦合器中配置期望的分布。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170419 US 62/487,155;20180404 US 15/945,3701.一种用于通信的方法，所述方法包括：
在包括波导、光栅耦合器以及模转换器的光子芯片中，其中，所述波导经由所述模转换器耦合到所述光栅耦合器，所述模转换器包括波导材料和限定不具有波导材料的锥形区域的锥体：
在所述模转换器中从所述波导接收光信号，所接收的光信号具有入射光分布；以及
在所述模转换器中空间压缩所述入射光分布以在所述光栅耦合器中配置期望的分布。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述锥体的长轴平行于所述光信号在所述波导中的行进方向。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述光栅是线性的。


4.根据权利要求1所述的方法，包括在所述模转换器中从所述光栅耦合器接收光信号，其中，所接收的光信号在所述模转换器中空间松弛以在所述波导中配置期望的分布。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述锥体的长轴指向所述波导与所述模转换器相交的点。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述光栅是弯曲的。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述锥体的所述长轴在每个锥体与所述光栅中的第一光栅相交的点处指向所述波导。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，第二波导经由第二模转换器耦合到所述光栅耦合器。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述光栅耦合器包括沿曲线布置的成行的散射元件。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述锥体的长轴在所述锥体与所述曲线相交的点处指向所述波导。


11.一种用于通信的系统，所述系统包括：
包括波导、光栅耦合器以及模转换器的光子芯片，所述波导经由...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗曼·布鲁克，阿蒂拉·米基斯，
申请(专利权)人：卢克斯特拉有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US