用于接近法向入射MUX/DEMUX设计的方法和系统技术方案

接近法向入射MUX/DEMUX设计可以包括耦合到光子管芯的光学解复用器，其中该光学解复用器包括输入光纤，位于衬底的第一表面处的薄膜过滤器，位于衬底的第一表面处的第一反射镜，以及位于衬底的第二表面处的第二反射镜。光学解复用器可以执行以下操作：接收包括多个波长光信号的输入光信号，将输入光信号从第一反射镜反射到第二反射镜，将输入光信号从第二反射镜反射到薄膜过滤器中的第一薄膜过滤器，将第一波长的光信号传送到光子管芯，而将其他波长光信号反射到第二反射镜，将其他信号反射到多个薄膜过滤器中的第二薄膜过滤器，以及将第二波长的光信号传送到光子管芯。

The design method and system of MUX / demux for approaching normal incidence

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于接近法向入射MUX/DEMUX设计的方法和系统相关申请的交叉引用/通过引用合并本申请要求于2017年10月12日提交的、申请号为62/571,567的美国临时申请的优先权和权益，该美国临时申请通过引用以其整体合并于此。
本公开的各方面涉及电子组件。更具体地，本公开的某些实现方式涉及用于接近法向入射MUX/DEMUX设计的方法和系统。
技术介绍
用于复用和解复用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/或费时的，和/或由于损失而可能具有有限的响应度。通过将这样的系统与如在本申请的其余部分中参考附图所阐述的本公开的某些方面进行比较，常规和传统方法的其他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
提供了用于接近法向入射MUX/DEMUX设计的系统和方法，结合至少一幅附图进行了充分的展示和描述，并且在权利要求中得到了更完整的阐述。通过以下描述和附图，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，以及其所示出的实施例的细节。附图说明图1是根据本公开的示例实施例的具有偏振独立MUX/DEMUX的光子使能的集成电路的框图。图2是示出根据本公开的实施例的具有发射过滤器的薄膜过滤器的示意图。图3是示出根据本公开的实施例的集成有准直透镜的薄膜过滤器的示意图。图4示出了根据本公开的示例实施例的具有集成在硅上的透镜的集成MUX/DEMUX。图5示出了根据本公开的示例实施例的具有集成在硅上的、并且耦合到透镜阵列和光子管芯的薄膜过滤器的集成MUX/DEMUX。具体实施方式如本文所使用的，术语“电路”和“电路系统”是指物理电子组件(即，硬件)和可以配置硬件、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”)。如本文中所使用的，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”。如本文所使用的，“和/或”是指列表中由“和/或”连接的任何一个或多个项。例如，“x和/或y”是指三元素集合{(x)，(y)，(x，y)}中的任何元素。换句话说，“x和/或y”是指“x和y中的一个或两个”。作为另一示例，“x、y和/或z”是指七元素集合{(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和z中的一个或多个”。如本文所使用的，术语“示例性”是指用作非限制性示例、实例或说明。如本文所使用的，术语“例如”和“诸如”陈述了一个或多个非限制性示例、实例或说明的列表。如本文所使用的，只要电路或设备包括执行功能的必要硬件和代码(如果需要的话)，则该电路或设备是“可操作的”以执行功能，而不管该功能的性能是禁用还是未启用(例如，通过用户可配置的设置、出厂调整等)。图1是根据本公开的示例实施例的具有接近法向入射复用器/解复用器的光子使能的集成电路的框图。参考图1，示出了在光子使能的集成电路130上的光电器件，该光电器件包括光调制器105A-105D、光电二极管111A-111D、监控光电二极管113A-113D，以及包括耦合器103A-103C和光栅耦合器117A-117H的光学器件。还示出了包括放大器107A-107D、模拟和数字控制电路109以及控制部分112A-112D的电子器件和电路。放大器107A-107D可以包括例如跨阻放大器和限幅放大器(TIA/LA)。在示例场景中，光子使能的集成电路130包括CMOS光子管芯，该CMOS光子管芯具有耦合到IC130的顶表面的激光器组件101。激光器组件101可包括一个或多个半导体激光器，其具有隔离器、透镜和/或用于将一个或多个连续波(CW)光信号引导到耦合器103A的旋转器。例如，对于CWDM操作(例如CWDM4)，CW光信号可以处于不同的波长。光子使能的集成电路130可以包括单个芯片，或者可以例如与一个或多个电子管芯和一个或多个光子管芯一起集成在多个管芯上。光栅耦合器104A-104D包括具有光栅间距和宽度的光栅结构，其被配置为将特定波长和偏振的光信号耦合到IC130中。可以在光栅耦合器104A-104D与激光器组件101之间结合透镜阵列，以将光信号聚焦到光栅耦合器，从而提高耦合效率。光信号经由在光子使能的集成电路130中制造的光波导110在光学器件和光电器件之间传送。单模或多模波导可以被用在光子集成电路中。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”可以用于支持两种偏振(横向电场(TE)和横向磁场(TM))中的每一种的单模的波导，或者用于真正是单模的并且只支持一种模式的波导。这样的一种模式可以具有例如TE的极化，其包括与支撑波导的衬底平行的电场。所使用的两个典型的波导横截面包括条形波导和肋形波导。条形波导通常包括矩形横截面，而肋形波导包括在波导板的顶部上的肋形部分。当然，其他波导横截面类型也可以考虑，并且在本公开的范围内。光学调制器105A-105D包括例如马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)或环形调制器，并且使得能够对连续波(CW)激光输入信号进行调制。光学调制器105A-105D可以包括高速相位调制部分和低速相位调制部分，并且由控制部分112A-112D控制。光调制器105A-105D的高速相位调制部分可以用数据信号来调制CW光源信号。光学调制器105A-105D的低速相位调制部分可以补偿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)，并且被称为MZI的无源相位或无源偏置。在示例场景中，高速光学相位调制器可以基于自由载波色散效应来操作，并且可以证明自由载波调制区域与光学模式之间的高度重叠。在波导中传播的光学模式的高速相位调制是用于高数据速率光学通信的几种类型的信号编码的基础。若干Gb/s的速度对于维持现代光学链路中使用的高数据速率可能是需要的，并且可以通过调制跨承载光学束的波导放置的PN结的耗尽区而在集成Si光子器件中实现。为了提高调制效率并使损耗最小化，必须仔细地优化光学模式与PN结的耗尽区域之间的重叠。光学调制器105A-105D中的每一个的一个输出可以经由波导110光学耦合到光栅耦合器117E-117H。光学调制器105A-105D的其他输出可以光学耦合到监控光电二极管113A-113D，以提供反馈路径。IC130可以利用基于波导的光学调制和接收功能。因此，接收器可以采用集成波导光电检测器(PD)，其可以利用例如直接沉积在硅上的外延锗/SiGe膜来实现。光栅耦合器117A-117H可以包括使得光能够耦合进且耦合出光子使能的集成电路130的光栅。光栅耦合器117A-117D可以被用于将从光纤接收的光耦合到光子使能的集成电路130中，并且光栅耦合器117A-117D可以被用于将来自光子使能的集成电路130的光耦合到光纤中。光栅耦合器117A-117H可以包括单偏振光栅耦合器(SPGC)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在耦合到光子管芯的光学解复用器中执行操作，所述光学解复用器包括输入光纤、位于衬底的第一表面处的多个薄膜过滤器、位于所述衬底的所述第一表面处的第一反射镜、以及位于所述衬底的第二表面处的第二反射镜，其中所述第二表面与所述第一表面相对，所述操作包括：/n接收包括多个波长光信号的输入光信号；/n将所述输入光信号从所述第一反射镜反射到所述第二反射镜；/n将所述输入光信号从所述第二反射镜反射到所述多个薄膜过滤器中的第一薄膜过滤器；/n将所述多个波长光信号中的第一波长的光信号传送到所述光子管芯，而将所述多个波长光信号中的其他波长光信号反射到所述第二反射镜；/n将所述多个波长光信号中的所述其他波长光信号反射到所述多个薄膜过滤器中的第二薄膜过滤器；以及/n将所述多个波长光信号中的第二波长的光信号传送到所述光子管芯。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171012 US 62/571,5671.一种用于通信的方法，所述方法包括：
在耦合到光子管芯的光学解复用器中执行操作，所述光学解复用器包括输入光纤、位于衬底的第一表面处的多个薄膜过滤器、位于所述衬底的所述第一表面处的第一反射镜、以及位于所述衬底的第二表面处的第二反射镜，其中所述第二表面与所述第一表面相对，所述操作包括：
接收包括多个波长光信号的输入光信号；
将所述输入光信号从所述第一反射镜反射到所述第二反射镜；
将所述输入光信号从所述第二反射镜反射到所述多个薄膜过滤器中的第一薄膜过滤器；
将所述多个波长光信号中的第一波长的光信号传送到所述光子管芯，而将所述多个波长光信号中的其他波长光信号反射到所述第二反射镜；
将所述多个波长光信号中的所述其他波长光信号反射到所述多个薄膜过滤器中的第二薄膜过滤器；以及
将所述多个波长光信号中的第二波长的光信号传送到所述光子管芯。


2.根据权利要求1所述的方法，包括：经由所述薄膜过滤器和所述第二反射镜对所述多个波长光信号中的所述其他波长光信号进行反射，直到单个波长光信号剩下并且被通过所述多个薄膜过滤器中的最后一个薄膜过滤器传送到所述光子管芯。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬底包括玻璃。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，透镜被耦合到所述输入光纤。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬底包括硅。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述光纤位于在所述硅衬底中形成的V形槽中。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一反射镜和所述V形槽由所述硅衬底的结晶轴限定。


8.根据权利要求1所述的方法，包括：通过聚焦透镜将所述第一波长的光信号和所述第二波长的光信号传送到所述光子管芯。


9.根据权利要求6的方法，包括：使用所述聚焦透镜将所述第一波长的光信号和所述第二波长的光信号聚焦在所述光子管芯中的光栅耦合器上。


10.一种用于通信的系统，所述系统包括：
耦合到光子管芯的光学解复用器，所述光学解复用器包括输入光纤、位于衬底的第一表面处的多个薄膜过滤器、位于所述衬底的所述第一表面处的第一反射镜、以及位于所述衬底的第二表面处的第二反射镜，其中所述第二表面与所述第一表面相对，所述光学解复用器可操作来执行以下操作：
接收包括多个波长光信号的输入光信号；
将所述输入光信号从所述第一反射镜反射到所述第二反射镜；
将所述输入光信号从所述第二反射镜反射到所述多个薄膜过滤器中的第一薄膜过滤器；
将所述多个波长光信号中的第一波长的光信号传送到所述光子管芯，而将所述多个波长光信号中的其他波长光信号反射到所述第二反射镜；
将所述多个波长光信号中的所述其他波长光信号反射到所述多个薄膜过滤器中的第二薄膜过滤器；以及
将所述多个波长光信号中的第二波长的光信号传送...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪翔，苏巴尔·萨尼，吉安洛伦佐·马西尼，
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