偏振分离器旋转器制造技术

在示例中，一种光子系统包括基于Si PIC的偏振分离器旋转器(PSR)，PSR包括：形成在Si PIC的第一层中的第一SiN波导和第二SiN波导，第一SiN波导和第二SiN波导中的每一个都具有耦合器部分。PSR还包括形成在Si PIC的第二层中的Si波导，第二层在第一层的上方或下方。Si波导包括：第一锥形端，该第一锥形端在第一SiN波导的耦合器部分附近并且绝热地耦合至第一SiN波导的耦合器部分；第二锥形端，该第二锥形端在第二SiN波导的耦合器部分附近并且绝热地耦合至第二SiN波导的耦合器部分；以及在第一锥形端与第二锥形端之间的第一s弯，第一s弯与第一SiN波导协作，以形成用于在第一SiN波导中传播的光的偏振旋转器。

Polarizer rotator

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】偏振分离器旋转器相关申请的交叉引用本申请要求于2017年7月18日提交的美国临时申请第62/534,088号的权益和优先权。第62/534,088号申请的全部内容通过引用并入本文中。本申请与2016年8月2日发布的美国专利第9,405,066号(在下文中称为‘066专利)相关。‘066专利的全部内容通过引入并入本文中。
本文中讨论的实施方式涉及偏振分离器旋转器。
技术介绍
除非本文中另外指出，否则本文中描述的材料不是相对于本申请中的权利要求书而言的现有技术，并且不会由于包括在本部分中而承认是现有技术。‘066专利描述了各种两级绝热耦合光学系统。这样的系统可以包括硅(Si)光子集成电路(PIC)偏振分离器或组合器。‘066专利的SiPIC偏振分离器可以输出两个正交偏振通道。本文中所要求保护的主题不限于解决任何缺点的实现方式或者仅在环境例如上面描述的环境中操作的实现方式。而是，仅提供该
技术介绍
来示出可以实践本文中描述的一些实现方式的一个示例

技术实现思路
本文中讨论的一些实施方式涉及偏振分离器旋转器。在示例实施方式中，一种光子系统包括基于SiPIC的偏振分离器旋转器(PSR)。PSR可以包括：形成在SiPIC的第一层中的第一硅氮化物(SiN)波导，该第一SiN波导具有耦合器部分。PSR可以包括：形成在SiPIC的第一层中的第二SiN波导，该第二SiN波导具有耦合器部分。PSR可以包括：形成在SiPIC的第二层中的Si波导，第二层在第一层的上方或下方。Si波导可以包括：第一锥形端，所述第一锥形端在第一SiN波导的耦合器部分附近并且绝热地耦合至第一SiN波导的耦合器部分。Si波导还可以包括：第二锥形端，所述第二锥形端在第二SiN波导的耦合器部分附近并且绝热地耦合至第二SiN波导的耦合器部分。Si波导还可以包括：在第一锥形端与第二锥形端之间的第一s弯，该第一s弯与第一SiN波导协作，以形成用于在第一SiN波导中传播的光的偏振旋转器。在另一示例实施方式中，一种方法可以包括：在形成在SiPIC的第一层中的第一SiN波导的耦合器部分处接收包括具有第一偏振的第一分量和具有与第一偏振正交的第二偏振的第二分量的光学信号。该方法还可以包括：在将第一分量传输通过第一SiN波导的耦合器部分的同时，将第二分量从第一SiN波导的耦合器部分绝热地耦合至形成在SiPIC的第二层中的Si波导的第一锥形端，第二层在第一层的上方或下方。该方法还可以包括：通过将第一分量传输通过第一SiN波导的至少部分地位于形成在Si波导中的s弯的上方的部分，来将第一分量的偏振从第一偏振旋转为第二偏振。该方法还可以包括：将第二分量从与Si波导的第一锥形端相对的Si波导的第二锥形端绝热地耦合至形成在SiPIC的第一层中的第二SiN波导的耦合器部分。在另一示例实施方式中，一种光子系统包括PSR。PSR可以包括偏振分离器、偏振旋转器和TM模式滤波器。偏振分离器可以具有输入、用于TM通道的第一输出以及用于TE通道的第二输出。偏振旋转器可以光学地耦合至偏振分离器的第一输出。TM模式滤波器可以光学地耦合至偏振分离器的第二输出。本公开内容的附加特征和优点将在下面的描述中阐述，并且根据该描述部分地将是明显的，或者可以通过本公开内容的实践而获知。本公开内容的特征和优点可以借助于在所附权利要求书中特别地指出的仪器和组合来实现和获得。根据下面的描述和所附权利要求书，本公开内容的这些特征和其他特征将变得更加完全明显，或者可以通过如在下文中阐述的本公开内容的实践来获知。附图说明为了进一步阐明本公开内容的以上及其他优点和特征，将通过参照在附图中示出的本公开内容的具体实施方式来给出对本公开内容的更具体的描述。应当理解，这些附图仅描绘了本公开内容的典型的实施方式，并且因此不应认为是对本公开内容的范围的限制。通过使用附图，将以附加的特异性和细节来描述和说明本公开内容，在附图中：图1示出了包括两级绝热耦合器的示例光学系统的截面图；图2示出了可以在图1的光学系统中实现的解复用器系统的示例实施方式；图3示出了可以在图2的解复用器系统中实现的示例PSR。图4A和图4B包括与图3的Si-SiN绝热耦合器相关联的一些模拟的图形表示；图5包括与图3的PSR相关联的一些模拟的图形表示；图6示出了图3的Si波导的第二s弯的示例；图7包括在到第二s弯的输入处的针对图3的第二s弯的模拟的模式分布；图8包括在第二s弯的第一弧中的针对图3的第二s弯的模拟的弯曲模式分布；以及图9包括与图3的PSR相关联的所有均根据本文中描述的至少一个实施方式布置的模拟。具体实施方式图1示出了根据本文中描述的至少一个实施方式布置的包括两级绝热耦合器的示例光学系统100的截面图。光学系统100是其中可以实现如即时申请(instantapplication)中公开的SiPIC偏振分离器旋转器的一个示例光学系统。更详细地，图1示出了光学系统100的各层的示例总体堆叠。图1的光学系统100可以包括：Si衬底102；形成在Si衬底102上的掩埋氧化物(BOX)层104；形成在BOX层104上并且包括一个或更多个Si波导108的Si波导层106；形成在Si波导层106上的硅氮化物(SiN)平板110；形成在SiN平板110上并且包括一个或更多个SiN波导114的SiN波导层112；包括在聚合物中介层中的一个或更多个聚合物波导116；以及形成在SiN波导层112上的一个或更多个介电层118。可替代地，一个或更多个聚合物波导116和聚合物中介层可以被包括在高折射率玻璃中介层中的一个或更多个高折射率玻璃波导或者其他合适的中介层波导和中介层取代。除了中介层(在该示例中包括聚合物波导116)以外的所有前述部件可以共同地形成SiPIC。‘066专利公开了包括在光学系统100中的元件的各种示例细节以及各种可替选的布置(例如，不同的层顺序)和/或其他实施方式。本文中公开的实施方式可以不与‘066专利的细节、可替选的布置和/或其他实施方式的组合来实现或者与‘066专利的细节、可替选的布置和/或其他实施方式的一个或更多个组合来实现。Si波导108中的每一个包括Si芯108A和包覆层。Si波导108中的每一个的包覆层可以包括：例如二氧化硅(SiO2)；或者可以包括在Si波导层106中的其他合适的材料。SiN波导114中的每一个包括SiN芯114A和包覆层。SiN波导114中的每一个的包覆层可以包括：例如SiO2；或者可以包括在SiN波导层112中的其他合适的材料。聚合物波导116中的每一个包括聚合物芯116A和聚合物包覆层116B。Si波导层106中的一个或更多个Si波导108可以绝热地耦合至SiN波导层112中的一个或更多个对应的SiN波导114。类似地，SiN波导层112中的一个或更多个SiN波导114可以绝热地耦合至聚合物中介层中的一个或更多个对应的聚合物波导116本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光子系统，包括基于硅(Si)光子集成电路(PIC)的偏振分离器旋转器(PSR)，其中，所述PSR包括：/n形成在Si PIC的第一层中的第一硅氮化物(SiN)波导，所述第一SiN波导具有耦合器部分；/n形成在所述Si PIC的所述第一层中的第二SiN波导，所述第二SiN波导具有耦合器部分；以及/n形成在所述SiPIC的第二层中的Si波导，所述第二层在所述第一层的上方或下方，所述Si波导包括：/n第一锥形端，所述第一锥形端在所述第一SiN波导的所述耦合器部分附近并且绝热地耦合至所述第一SiN波导的所述耦合器部分；/n第二锥形端，所述第二锥形端在所述第二SiN波导的所述耦合器部分附近并且绝热地耦合至所述第二SiN波导的所述耦合器部分；以及/n在所述第一锥形端与所述第二锥形端之间的第一s弯，所述第一s弯与所述第一SiN波导协作，以形成用于在所述第一SiN波导中传播的光的偏振旋转器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170718 US 62/534,0881.一种光子系统，包括基于硅(Si)光子集成电路(PIC)的偏振分离器旋转器(PSR)，其中，所述PSR包括：
形成在SiPIC的第一层中的第一硅氮化物(SiN)波导，所述第一SiN波导具有耦合器部分；
形成在所述SiPIC的所述第一层中的第二SiN波导，所述第二SiN波导具有耦合器部分；以及
形成在所述SiPIC的第二层中的Si波导，所述第二层在所述第一层的上方或下方，所述Si波导包括：
第一锥形端，所述第一锥形端在所述第一SiN波导的所述耦合器部分附近并且绝热地耦合至所述第一SiN波导的所述耦合器部分；
第二锥形端，所述第二锥形端在所述第二SiN波导的所述耦合器部分附近并且绝热地耦合至所述第二SiN波导的所述耦合器部分；以及
在所述第一锥形端与所述第二锥形端之间的第一s弯，所述第一s弯与所述第一SiN波导协作，以形成用于在所述第一SiN波导中传播的光的偏振旋转器。


2.根据权利要求1所述的光子系统，其中，
具有两个正交偏振的光的输入光束通过所述PSR基于所述两个正交偏振被分离为TM通道和TE通道；
所述TM通道主要从所述第一SiN波导输出；
所述TE通道在从所述第一SiN波导传送至所述Si波导以及从所述Si波导传送至所述第二SiN波导之后主要从所述第二SiN波导输出。


3.根据权利要求2所述的光子系统，其中，所述偏振旋转器被配置成将传播通过所述第一SiN波导的所述TM通道的偏振从TM偏振旋转到TE偏振。


4.根据权利要求1所述的光子系统，其中，所述Si波导的所述第二锥形端被配置成与所述第二SiN波导的第一端协作以形成TM模式滤波器，以基本上过滤掉存在于所述Si波导中的至少一些TM偏振，使所述TM偏振不被传送至所述第二SiN波导。


5.根据权利要求1所述的光子系统，其中，所述Si波导还包括耦合在所述第一s弯与所述第二锥形端之间的第二s弯。


6.根据权利要求5所述的光子系统，其中，所述第一锥形端的长度在从约170微米(μm)至240μm的范围内。


7.根据权利要求6所述的光子系统，其中，
所述第一锥形端的尖端的宽度在130纳米(nm)与180nm之间的范围内；并且
所述第一SiN波导的宽度是所述第一锥形端的最宽部分的宽度的至少两倍。


8.根据权利要求5所述的光子系统，其中，
所述第一s弯包括具有约41668微米(μm)的弯曲半径的第一弧和具有约833μm的弯曲半径的第二弧；以及
所述第二s弯包括均具有约25μm的弯曲半径的第一弧和第二弧。


9.根据权利要求1所述的光子系统，其中，所述第二SiN波导与所述第一SiN波导横向地间隔开并且平行于所述第一SiN波导延伸。


10.根据权利要求1所述的光子系统，还包括：
形成在所述SiPIC的所述第一层中的第一波分解复用器(WDMdemux)，其中，所述第一WDMdemux包括输入和多个输出，并且其中，所述第一WDMdemux的所述输入光学地耦合至所述第一SiN波导的输出；以及
形成在所述SiPIC的所述第一层中的第二WDMdemux，其中，所述第二WDMdemux包括输入和多个输出，并且其中，所述第二WDMdemux的所述输入光学地耦合至所述第二SiN波导的输出。


11.根据权利要求10所述的光子系统，其中，所述第一WDMdemux包括第一中阶梯光栅，并且其中，所述第二WDMdemux包括第二中阶梯光栅。


12.一种方法，包括：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩·帕克，
申请(专利权)人：菲尼萨公司，
类型：发明
国别省市：美国;US