【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将光耦合到多模共振器中的系统和方法
技术介绍
[0001]光学数据通信系统通过调制激光以对数字数据模式进行编码来操作。作为调制过程的一部分，激光被耦合到光波导中。调制激光通过光学数据网络从发送节点传输到接收节点。对到达接收节点的调制激光进行解调，以获得原始数字数据模式。作为解调过程的一部分，调制激光被耦合到光波导中。因此，光学数据通信系统的实施和操作取决于具有可靠且有效的机构来将光（连续波光或调制光）耦合到给定节点处的一个或多个光波导中。此外，希望光耦合机构具有最小的形状因子并被设计得尽可能高效。本专利技术正是在这种背景下产生的。
技术实现思路
[0002]在示例实施例中，公开了一种光子系统。该光子系统包括被动光共振腔（passive optical cavity），其具有供光在被动光共振腔内传播的优选径向模式。该优选径向模式在被动光共振腔内具有唯一光传播常数。光子系统还包括光波导，其被构造为延伸经过被动光共振腔，使得传播通过光波导的至少一些光将渐逝耦合到被动光共振腔中。被动光共振腔和光波导被共同构造为使得光波导的光传播常数与被动...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光子系统，包括：被动光共振腔，被动光共振腔具有供光在被动光共振腔内传播的优选径向模式，所述优选径向模式在被动光共振腔内具有唯一光传播常数；以及光波导，其被构造为延伸经过被动光共振腔，使得传播通过光波导的至少一些光将渐逝耦合到被动光共振腔中，被动光共振腔和光波导被共同构造为使得光波导的光传播常数与被动光共振腔内的优选径向模式的唯一光传播常数基本匹配。2.根据权利要求1所述的光子系统，其中，被动光共振腔包括弯曲部分，其具有由外半径限定的外壁、由内半径限定的内壁、和按照外半径减去内半径测量的径向宽度。3.根据权利要求2所述的光子系统，其中，被动光共振腔的弯曲部分的径向宽度在从约500纳米延伸至约3微米的范围内。4.根据权利要求2所述的光子系统，其中，被动光共振腔的弯曲部分的径向宽度约为1200纳米。5.根据权利要求2所述的光子系统，其中，被动光共振腔的弯曲部分的径向宽度足够大以支持光在被动光共振腔内传播的多个径向模式，其中优选径向模式是该多个径向模式之一。6.根据权利要求5所述的光子系统，其中，优选径向模式是相对于该多个径向模式中的其他模式最靠近外壁的具有最大能量密度半径的基本模式或最低阶模式。7.根据权利要求2所述的光子系统，其中，光波导具有第一壁、第二壁和在第一壁和第二壁之间垂直地测量的宽度，第一壁位于最靠近被动光共振腔。8.根据权利要求7所述的光子系统，其中，被动光共振腔的弯曲部分的径向宽度大于或等于光波导的宽度的两倍。9.根据权利要求8所述的光子系统，其中，光波导的宽度在从约250纳米延伸至约650纳米的范围内。10.根据权利要求7所述的光子系统，还包括：包层材料，其被布置在被动光共振腔和光波导周围以及二者之间，包层材料的光折射率不同于被动光共振腔的光折射率和光波导的光折射率中的每一个。11.根据权利要求10所述的光子系统，其中，被动光共振腔的弯曲部分的径向宽度大于，其中λ是对应于被动光共振腔内的优选径向模式的光的自由空间波长，n
core
为被动光共振腔的光折射率，并且n
clad
是包层材料的光折射率。12.根据权利要求11所述的光子系统，其中，对应于被动光共振腔内的优选径向模式的光的波长在从约1微米延伸至约2微米的范围内。13.根据权利要求11所述的光子系统，其中，对应于被动光共振腔内的优选径向模式的光的波长在从约1260纳米延伸至约1310纳米的范围内。14.根据权利要求7所述的光子系统，其中，光波导具有平行于第一壁和第二壁测量的竖直厚度，其在从约30纳米延伸至约500纳米的范围内。15.根据权利要求7所述的光子系统，其中，光波导具有平行于第一壁和第二壁测量的竖直厚度，其在从光波导的宽度的约十分之一延伸至光波导的宽度的约三倍的范围内。16.根据权利要求15所述的光子系统，其中，被动光共振腔具有平行于弯曲部分的外壁
测量的竖直厚度，其基本等于光波导的竖直厚度。17.根据权利要求7所述的光子系统，其中，当在垂直于被动光共振腔的中心线轴定向的水平横截面中观察时，光波导的第一壁的曲率基本匹配沿光耦合区域的被动光共振腔的弯曲部分的外壁的曲率。18.根据权利要求17所述的光子系统，其中，被动光共振腔为环状形状，外壁在水平横截面内形成圆形，光耦合区域围绕被动光共振腔的外壁的圆周的约十分之一至约四分之一延伸。19.根据权利要求17所述的光子系统，其中，被动光共振腔为环状形状，外壁在水平横截面内形成圆形，光耦合区域围绕被动光共振腔的外壁的圆周的约五分之一至约二分之一延伸。20.根据权利要求17所述的光子系统，其中，如在基本垂直于外壁和第一壁的水平横截面中测量的，被动光共振腔的弯曲部分的外壁与光波导的第一壁沿光耦合区域相隔的距离在从约50纳米延伸至约1微米的范围内。21.根据权利要求17所述的光子系统，其中，如在基本垂直于外壁和第一壁的水平横截面中测量的，被动光共振腔的弯曲部分的外壁与光波导的第一壁沿光耦合区域相隔的距离在从约100纳米延伸至约350纳米的范围内。22.根据权利要求7所述的光子系统，其中，当在垂直于被动光共振腔的中心线轴定向的水平横截面中观察时，光波导的第一壁的曲率沿光耦合区域切向地接近被动光共振腔的弯曲部分的外壁的曲率，使得最小间隔距离存在于光波导的第一壁和被动光共振腔的弯曲部分的外壁之间的单个位置处。23.根据权利要求22所述的光子系统，其中，被动光共振腔为环状形状，外壁在水平横截面内形成圆形，光耦合区域围绕被动光共振腔的外壁的圆周的约十分之一至约四分之一延伸。24.根据权利要求22所述的光子系统，其中，被动光共振腔为环状形状，外壁在水平横截面内形成圆形，光耦合区域围绕被动光共振腔的外壁的圆周的约五分之一至约二分之一延伸。25.根据权利要求22所述的光子系统，其中，被动光共振腔的弯曲部分的外壁与光波导的第一壁之间的最小间隔距离在从约50纳米延伸至约1微米的范围内。26.根据权利要求22所述的光子系统，其中，被动光共振腔的弯曲部分的外壁与光波导的第一壁之间的最小间隔距离在从约100纳米延伸至约350纳米的范围内。27.根据权利要求2所述的光子系统，其中，被动光共振腔为环状形状，其中弯曲部分持续围绕被动光共振腔延伸。28.根据权利要求2所述的光子系统，其中，被动光共振腔为赛道形状的，其中，所述弯曲部分是第一弯曲部分，并且被动光共振腔包括第二弯曲部分、以及连接第一弯曲部分和第二弯曲部分的两个基本平行的直线部分，使得被动光共振腔具有连续的环路状构造。29.根据权利要求2所述的光子系统，其中，光波导具有第一壁、第二壁和在第一壁和第二壁之间垂直地测量的宽度，第一壁位于最靠近被动光共振腔，其中，当在垂直于被动光共振腔的中心线轴定向的水平横截面中观察时，光波导的第一壁的曲率在沿第一光耦合区域的第一位置处切向地接近被动光共振腔的外壁的曲率，使
得在光波导的第一壁和被动光共振腔的外壁之间在该第一位置处存在第一最小间隔距离，并且其中，当在该水平横截面中观察时，光波导的第一壁的曲率在沿第二光耦合区域的第二位置处切向地接近被动光共振腔的外壁的曲率，使得在光波导的第一壁和被动光共振腔的外壁之间在该第二位置处存在第二最小间隔距离。30.根据权利要求29所述的光子系统，其中，第一光耦合区域与第二光耦合区域分离。31.根据权利要求1所述的光子系统，其中，被动光共振腔和光波导由以下中的一个或多个形成：单晶硅、多晶硅、非晶硅、硅土、玻璃、氮化硅、二氧化硅、氧化锗和III
‑
V族材料。32.根据权利要求31所述的光子系统，还包括：包层材料，其布置在被动光共振腔和光波导周围以及二者之间，其中包层材料由二氧化硅和氮化硅中的一个或多个形成，只要包层材料的光折射率不同于被动光共振腔的光折射率和光波导的光折射率中的每一个即可。33.一种光子系统，包括：具有被动光共振腔的环形共振器，该被动光共振腔具有环路状构造，被动光共振腔具有外壁、顶面和底面，被动光共振腔具有弯曲部分，弯曲部分的外壁具有第一曲率半径，环形共振器被构造为支持光在被动光共振腔内传播的多个径向模式，被动光共振腔具有优选径向段，优选径向模式的光在被动光共振腔内传播通过该优选径向段，优选径向段具有第一光传播常数；以及光波导，其被构造为延伸经过环形共振器的被动光共振腔，光波导具有距环形共振器的被动光共振腔最远的外壁，光波导具有距环形共振器的被动光共振腔最近的内壁，光波导具有顶面和底面，如在光波导的内壁和外壁之间基本垂直地测量的，光波导具有基本恒定的宽度，光波导具有弯曲部分，其靠近环形共振器的被动光共振腔的弯曲部分，光波导的弯曲部分具有第二曲率半径，使得光波导的弯曲部分围绕环形共振器的被动光共振腔的弯曲部分弯曲，光波导具有第二光传播常数，环形共振器的被动光共振腔和光波导被共同构造为使得光波导的第二光传播常数基本等于环形共振器的...
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