光耦合设备和方法技术

本公开的实施例涉及光耦合设备和方法。该光耦合设备包括分离层，具有相对的第一表面和第二表面，所述分离层被配置为将在所述第一表面处接收的光分离成第一光束和第二光束，并且在所述分离层内沿着相应的第一路径和第二路径传播所述第一光束和所述第二光束；以及重定向层，面向所述分离层的所述第二表面，所述重定向层包括第一光栅耦合器，所述第一光栅耦合器被配置为将所述重定向层内的所述第一光束重定向为沿第三路径的第三光束，所述重定向层包括第二光栅耦合器，所述第二光栅耦合器配置为将所述重定向层内的所述第二光束重定向为沿第四路径的第四光束，所述第三路径和所述第四路径平行于所述分离层的所述第二表面。四路径平行于所述分离层的所述第二表面。四路径平行于所述分离层的所述第二表面。

【技术实现步骤摘要】
光耦合设备和方法
[0001]相关申请引用
[0002]本申请是国际申请号为PCT/US2017/034346、国际申请日为2017年5月24日、进入中国国家阶段日期为2018年11月22日、中国国家申请号为201780031849.7、专利技术名称为“光耦合设备和方法”的专利技术专利申请的分案申请。
[0003]对相关申请的交叉引用
[0004]本申请要求于2016年5月25日提交的美国临时申请No.62/341,195的权益，该临时申请通过引用整体并入本文。


[0005]本公开内容涉及偏振敏感光学组件。

技术介绍

[0006]光子集成电路可以从片外光源接收光。在一些情况中，接收的光可以具有随时间不可预测地变化的偏振态。期望以减小偏振变化的影响的方式考虑接收的光的偏振。
附图说明
[0007]在本专利技术的示例实施例的以下具体实施方式中，参考附图，附图形成了本专利技术的一部分并且仅通过说明的方式示出了其中可以实践本专利技术的具体实施例。应当理解，在不脱离本专利技术的范围的情况中，可以利用其他实施例并且可以进行结构改变。
[0008]图1示出了根据一些实施例的光耦合设备的示例。
[0009]图2示出了根据一些实施例的第一光栅耦合器和第二光栅耦合器的示例。
[0010]图3示出了根据一些实施例的第一光栅耦合器和第二光栅耦合器的另一示例。
[0011]图4示出了根据一些实施例的另一光耦合设备的示例。
[0012]图5示出了根据一些实施例的另一光耦合设备的示例。
[0013]图6示出了根据一些实施例的双向光链路的示例。
[0014]图7示出了根据一些实施例的用于光耦合设备的操作方法的示例。
[0015]对应的附图标记贯穿若干视图指示对应的部分。附图中的元素不一定按比例被绘制。附图中所示的配置仅仅是示例，并且不应当被解释为以任何方式限制本专利技术的范围。
具体实施方式
[0016]光耦合设备可以从片外光源接收光，将接收的光分成具有正交偏振态的分离的光束，并且将分离的光束耦合到相应的波导中。光耦合设备可以使用将分离的光束的偏振态定向为共面的几何形状。当被耦合到波导中时，分离的光束可以具有相同的偏振态，诸如TE或TM。
[0017]波导可以将光束引导到可以对光束进行操作的光子集成电路，诸如通过施加增益。因为光束具有相同的偏振态，所以光子集成电路可以均等地对光束进行操作，诸如对分
离的光束施加特定水平的增益。这可以克服光子集成电路关于偏振态的响应中的任何差异，其否则可能导致一个光束比另一光束受到更多的影响。在光子集成电路在分离的光束上执行了它的功能之后，相同的光耦合设备或不同的设备可以将光束引导离开光子集成电路。
[0018]在一些示例中，光耦合设备可以包括在空间上彼此被分离的多个光栅耦合器。这样的空间分离可以允许专用光栅耦合器被用于设备中的每个光束。与针对多个光束使用单个光栅耦合器相比较，使用各自仅对单个光束进行操作的专用光栅耦合器可以实现更有效的耦合器设计。
[0019]在一个示例中，一种光耦合设备可以包括具有相对的第一表面和第二表面的第一双折射层。第一双折射层可以将在第一表面处被接收的入射光分成第一光束和第二光束。第一光束和第二光束可以具有彼此正交的相应的偏振取向。第一双折射层可以将第一光束和第二光束沿着第一双折射层内的相应的第一路径和第二路径传播到第二表面。第一光束和第二光束可以在第二表面处在空间上被分离。面向第一双折射层的第二表面的重定向层可以包括第一光栅耦合器和第二光栅耦合器，第一光栅耦合器和第二光栅耦合器被配置为分别重定向第一光束和第二光束以在重定向层内传播作为相应的第三光束和第四光束。在一些示例中，第三光束和第四光束可以具有彼此平行的相应的偏振取向。
[0020]图1示出了根据一些实施例的光耦合设备100的示例。这样的光耦合设备100可以从光源接收光，将接收的光分成具有正交偏振态的分离的光束，并且使用将定向的光束的偏振态定向为共面的几何形状来将分离的光束引向相应的波导。图1的光耦合设备100也可以被反向使用，以组合来自各个波导的光。图1的配置仅是可以执行这样的功能的光耦合设备100的一个示例。其他配置也可以被使用。
[0021]图1示出了分层结构的边缘视图，其沿着在分层结构内传播的光束上的线被切割。将理解，图1中所示的切口为了清楚而是严格的，并且分层结构中的实际层横向延伸超过图1中所示的切口。下面讨论的图4和图图5还包括具有为了清楚而被严格地示出的切口的视图。
[0022]光耦合设备100可以包括可以分离光束的正交偏振分量的第一双折射层102。如果光束以垂直入射(例如，平行于第一双折射层102的表面法线)照射第一双折射层102，或者如果光束以非法线入射(例如，相对于表面法线成角度)照射第一双折射层102，则偏振分量的分离发生。第一双折射层102可以具有相对的第一表面104和第二表面106。在一些示例中，第一双折射层102可以将纵轴(LA)限定为与第一表面104正交。
[0023]在一些示例中，第一双折射层102可以从具有相对于纵轴(LA)成在0度到90度之间(不包括0度和90度)的角度的光轴108的材料被形成。在一些示例中，光轴108可以相对于纵轴(LA)成45度角。对于双折射材料，光轴108的45度角取向是相对常见的晶体切口。也可以使用其他角度取向。
[0024]第一双折射层102可以将在第一表面104处被接收的入射光分成第一光束110和第二光束112，对应于普通光线和非常光线。第一光束110和第二光束112可以具有彼此正交的相应的偏振取向。普通光线可以具有与由光轴108和纵轴(LA)形成的平面正交的偏振态。非常光线可以具有与普通光线的偏振态和非常光线的传播方向两者正交的偏振态。非常光线的偏振态可以位于由光轴108和纵轴(LA)形成的平面内。
[0025]第一双折射层102可以将第一光束110和第二光束112沿着第一双折射层102内的相应的第一路径114和第二路径116传播到第二表面106。为了便于参考，第一路径114和第二路径116在图1中分别用带圆圈的数字1和2标记。第一路径114和第二路径116可以相对于彼此成角度。对于与第一双折射层102的第一表面104正交的入射光束，普通光线可以在与入射光束相同的路径上继续，而非常光线可以朝向或远离光轴108成角度地偏转。对于正单轴双折射材料，诸如金红石，非常光线朝向光轴108成角度地偏转。对于负单轴双折射材料，诸如方解石和铌酸锂，非常光线远离光轴108成角度地偏转。在图1和随后的图中，第一双折射层102和任何附加的双折射层由一种或多种正单轴材料形成。将理解，负单轴材料可以备选地被用于这些双折射层中的任何或所有这些双折射层。对于正单轴材料和负单轴材料，角度偏转位于由光轴108和与第一双折射层102的第一表面104正交的纵轴(LA)形成的平面中。第一光束110和第二光束112可以在第二表面106处具有空间间隔。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光耦合设备，包括：分离层，具有相对的第一表面和第二表面，所述分离层被配置为将在所述第一表面处接收的光分离成第一光束和第二光束，并且在所述分离层内沿着相应的第一路径和第二路径传播所述第一光束和所述第二光束；以及重定向层，面向所述分离层的所述第二表面，所述重定向层包括第一光栅耦合器，所述第一光栅耦合器被配置为将所述重定向层内的所述第一光束重定向为沿第三路径的第三光束，所述重定向层包括第二光栅耦合器，所述第二光栅耦合器配置为将所述重定向层内的所述第二光束重定向为沿第四路径的第四光束，所述第三路径和所述第四路径平行于所述分离层的所述第二表面。2.根据权利要求1所述的光耦合设备，其中所述第一光栅耦合器和所述第二光栅耦合器在空间上被分开。3.根据权利要求1所述的光耦合设备，其中：所述第一光栅耦合器在由所述分离层的光轴和正交于所述分离层的所述第一表面的纵轴形成的平面内重定向所述第一光束；所述第二光栅耦合器重定向所述第二光束正交于由所述光轴和所述纵轴形成的所述平面；并且所述第三光束和所述第四光束具有平行于所述分离层的所述第二表面的相应的偏振方向。4.根据权利要求1所述的光耦合设备，其中所述第一光栅耦合器和所述第二光栅耦合器各自包括折射率周期性变化的相应区域，第一区域和第二区域的所述周期性变化分别被朝向正交于所述第三路径和所述第四路径。5.根据权利要求4所述的光耦合设备，还包括面向所述分离层的所述第一表面的聚焦层，所述聚焦层被配置为赋予会聚以将所述第三光束和所述第四光束分别聚焦到所述第一波导和所述第二波导的纵向端部上。6.根据权利要求5所述的光耦合设备，其中所述聚焦层包括第一表面和第二表面，所述第一表面包括一个或多个弯曲特征，所述第二表面与所述分离层的所述第一表面接触。7.根据权利要求4所述的光耦合设备，其中所述第一光栅耦合器和所述第二光栅耦合器包括各自的区域，所述区域包括形状弯曲的周期性变化，曲率被配置为将所述第三光束和所述第四光束分别聚焦到第一波导和第二波导的纵向端部上。8.根据权利要求1所述的光耦合设备，其中：所述分离层定义纵轴正交于所述第一表面；并且所述分离层由具有光轴的材料形成，所述光轴相对于所述纵轴成角度为0度与90度之间的角度，不包括0度和90度。9.根据权利要求8所述的光耦合设备，其中所述光轴相对于所述纵轴成45度角。10.根据权利要求1所述的光耦合设备，还包括位于所述分离层与所述重定向层之间的间隔层。11.根据权利要求10所述的光耦合设备，其中：所述间隔层具有接触所述分离层的所述第二表面的第一表面；并且所述间隔层具有与所述第一表面相...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：瞻博网络公司，
类型：发明
国别省市：