可调谐阶梯光栅制造技术

公开了一种可调谐阶梯光栅的配置。该可调谐阶梯光栅可包括位于波导阵列中心的输出波导，并且输入波导在该输出波导的两侧上。金属调谐垫可位于平板波导上方并且可加热该金属调谐垫以引起该平板波导中的温度变化。通过升高该平板波导中传播区域的温度，折射率可偏移，从而导致信道的峰值波长偏移。这可实现能够以节能的方式复用多个光源同时维持小形状因数的光学部件。因数的光学部件。因数的光学部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可调谐阶梯光栅
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利合作条约专利申请要求2021年7月27日提交的名称为“Tunable Echelle Grating”的美国非临时专利申请第17/386,297号以及2020年9月24日提交的名称为“Tunable Echelle Grating”的美国临时专利申请第63/082,955号的优先权，这两篇专利的内容全文以引用方式并入本文。


[0003]本公开整体涉及具有发射和接收光源、波导以及阶梯光栅的光学系统。更具体地，本文的实施方案涉及用于复用经由发射和接收波导的多个光源和可调谐阶梯光栅的光学系统。

技术介绍

[0004]通常，光学系统可采用多个光源来测量日常设备中使用的各种类型的信息。可在这些光学系统中使用光学耦合器和/或阶梯光栅以将光耦合或复用在一起。光学耦合器在组合光方面是有效的，但是光学系统可能增大到不合理的尺寸，因为使用光学耦合器的光学系统倾向于随着光源的数量而成比例增大。另外，这些大光学耦合设备中的一些设备不节能，并且可能将相位误差引入到光学系统中。阶梯光栅也可用在光学系统中，但是阶梯光栅可能是大的以及波长相关的。通常，阶梯光栅在限定的通带内复用光，并且尽管光栅可具有合理宽的光谱范围，但是光栅的尺寸可能随着通带的尺寸而增加。

技术实现思路

[0005]本公开中描述的系统、设备、方法和装置的实施方案涉及一种用于解复用光的光子设备。本公开还描述了涉及接收在一定波长范围内的光并且输出在第一波长范围内的光和在第二波长范围内的光的系统、设备、方法和装置，该第一波长范围内的光和第二波长范围内的光可至少间隔0.1μm。输入波导可提供通过平板波导并且从衍射光栅反射的光，作为由第一输出波导接收的第一输出光及由第二输出波导接收的第二输出光。输入波导可定位于第一输出波导和第二输出波导之间。
[0006]在一些示例中，本公开描述了一种光学部件。光学部件可包括限定第一输入光路和第二输入光路的平板波导，被配置为沿着平板波导中的第一输入光路发射第一光的第一输入波导，被配置为沿着平板波导中的第二输入光路发射第二光的第二输入波导，以及被配置为接收来自第一输入波导的第一光和来自第二输入波导的第二光并且将发射的第一光反射为第一反射光并且将发射的第二光反射为第二反射光的一组光栅小平面。在一些示例中，光学部件可包括：输出波导，该输出波导限定第一反射光路并且被配置为接收沿着第一反射光路并且来自平板波导的第一反射光；以及调谐垫，该调谐垫设置在平板波导上并且可操作以调整平板波导的温度。在一些示例中，输出波导位于第一输入波导和第二输入波导之间，并且平板波导可包括设置在衬底上的第一包层、设置在该第一包层上的传播区
域以及设置在该传播区域上的第二包层。在一些示例中，调谐垫被配置为加热平板波导的传播区域，从而使传播区域的折射率偏移以改变对应信道的峰值波长。
[0007]在一些示例中，第一发射光和第二发射光在跨越至少1pm的宽带波长范围内。在一些示例中，第一反射光在第一波长范围内，并且第二反射光在与第一波长范围间隔至少0.1μm的第二波长范围内。在一些示例中，调谐垫被配置为使对应信道的峰值波长偏移并且该峰值波长的偏移为50纳米或更小。在一些示例中，调谐垫被配置为使折射率偏移0.04或更小。在一些示例中，光学部件可包括光路，该光路具有在输出波导和一组光栅小平面之间的路径长度，并且对于光的波长的恒定偏移，路径长度的变化与折射率的偏移负相关。在一些示例中，调谐垫调谐与相邻信道间隔50纳米的对应信道的峰值波长。在一些示例中，光学部件可包括邻近调谐垫用于监测波长偏移的温度监测垫。
[0008]在一些示例中，本公开描述了一种光学部件。光学部件可包括：输入波导，该输入波导被配置为沿着输入光路提供输入光并且定位于罗兰圆上的第一位置处；输出波导，该输出波导被配置为沿着反射光路接收反射光并且定位于罗兰圆上的第二位置处；以及衍射光栅，该衍射光栅被配置为沿着输入波导的输入光路接收光并且沿着反射光路向输出波导反射光；以及调谐垫，该调谐垫被配置为使信道的峰值波长偏移。在一些示例中，输入光为第一输入光，输入光路为第一输入光路，输入波导为第一输入波导，并且光学部件可包括第二输入波导和平板波导，该第二输入波导被配置为沿着第二输入光路提供第二输入光并且定位于罗兰圆上的第三位置处，罗兰圆上的第二位置在罗兰圆上的第一位置和第三位置之间，第一输入光路、第二输入光路和反射光路通过该平板波导传播。在一些示例中，反射光路位于平板波导中的第一输入光路和第二输入光路之间，并且调谐垫为被配置为加热平板波导的一部分以使信道的峰值波长偏移的金属垫。
[0009]在一些示例中，输入光为第一输入光，并且光学部件可包括第二输入波导，该第二输入波导被配置为沿着第二输入光路提供第二输入光并且定位于罗兰圆上的第三位置处，第一输入光包括第一波长范围内的光并且第二输入光包括第二波长范围内的光，并且第一波长范围内的光和第二波长范围内的光间隔至少0.2微米，并且反射光在平板波导中的信道中传播。在一些示例中，平板波导中的信道的调谐范围为50纳米。在一些示例中，光学部件可包括被配置为沿着第二输入光路发射第二输入光的第二发光元件，并且第一发光元件和第二发光元件之间的信道间隔为50纳米。在一些示例中，调谐垫为金属调谐垫。在一些示例中，光学部件可包括平板波导，该平板波导包括第一包层、设置在该第一包层上的传播区域以及设置在该传播区域上的第二包层，其中调谐垫设置在第二包层上并且被配置为升高平板波导中传播区域的温度。在一些示例中，平板波导中传播区域的温度变化在20摄氏度至25摄氏度的范围内。在一些示例中，光学部件可包括具有在光接收元件和衍射光栅之间的路径长度的光路，其中对于波长的恒定偏移，路径长度的变化与由调谐垫引起的折射率的偏移负相关。
[0010]在一些示例中，本公开描述了一种用于复用光的方法。该方法可包括：通过第一输入波导发射在宽带波长范围内的第一波长范围内的第一光，通过第二输入波导发射在宽带波长范围内的第二波长范围内的第二光，第一波长范围与第二波长范围分离至少0.2μm；从阶梯光栅沿着第一信道反射第一光作为在第一波长范围内的反射光；将第一信道的峰值波长调谐到第一调谐波长；以及在输出波导处接收具有第一调谐波长的反射光。在一些示例
中，调谐峰值波长可包括使用调谐垫来加热平板波导以及使平板波导的折射率偏移。在一些示例中，输出波导定位于第一输入波导和第二输入波导之间。在一些示例中，调谐峰值波长可包括局部地升高平板波导的温度。在一些示例中，该方法可包括使用监测垫监测第一信道的峰值波长的偏移。
[0011]除了上述示例性方面和实施方案之外，参考附图并通过研究以下描述，更多方面和实施方案将为显而易见的。
附图说明
[0012]图1A示出了级联直接耦合器光学复用系统的框图。
[0013]图1B示出了光学环形谐振器光学复用系统的框图。
[0014]图1C示出了级联宽带耦合器光学复用系统的框图。
[0015]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学部件，包括：平板波导；第一输入波导，所述第一输入波导被配置为将第一光发射到所述平板波导中；第二输入波导，所述第二输入波导被配置为将第二光发射到所述平板波导中；一组光栅小平面，所述一组光栅小平面被配置为：接收来自所述第一输入波导的所述第一光和来自所述第二输入波导的所述第二光；以及反射所发射的第一光作为第一反射光以及反射所发射的第二光作为第二反射光；输出波导，所述输出波导被配置为沿着所述第一反射光路以及从所述平板波导接收所述第一反射光；和调谐垫，所述调谐垫设置在所述平板波导上并且能够操作以调整所述平板波导的温度。2.根据权利要求1所述的光学部件，其中：所述输出波导位于所述第一输入波导和所述第二输入波导之间；所述平板波导包括：第一包层，所述第一包层设置在衬底上；传播区域，所述传播区域设置在所述第一包层上；和第二包层，所述第二包层设置在所述传播区域上；并且所述调谐垫被配置为：加热所述平板波导的所述传播区域，从而使所述传播区域的折射率偏移以改变对应信道的峰值波长。3.根据权利要求1所述的光学部件，其中所述第一输入波导和所述第二输入波导发射在跨越至少1μm的宽带波长范围内的光。4.根据权利要求1所述的光学部件，其中：所述第一反射光在第一波长范围内；并且所述第二反射光在与所述第一波长范围间隔至少0.1μm的第二波长范围内。5.根据权利要求1所述的光学部件，其中：所述调谐垫被配置为使对应信道的峰值波长偏移；并且所述峰值波长偏移为50纳米或更小。6.根据权利要求1所述的光学部件，其中所述调谐垫被配置为使折射率偏移0.04。7.根据权利要求6所述的光学部件，其中：所述光学部件还包括光路，所述光路具有在所述输出波导和所述一组光栅小平面之间的路径长度；并且对于光的波长的恒定偏移，路径长度的变化与所述折射率的偏移负相关。8.根据权利要求1所述的光学部件，其中所述调谐垫调谐对应信道的峰值波长，所述对应信道与相邻信道间隔50纳米。9.根据权利要求1所述的光学部件，还包括邻近所述调谐垫用于监测波长偏移的温度监测垫。10.一种光学部件，包括：
输入波导，所述输入波导被配置为沿着输入光路提供输入光并且定位于罗兰圆上的第一位置处；输出波导，所述输出波导被配置为沿着反射光路接收反射光并且定位于所述罗兰圆上的第二位置处；和衍射光栅，所述衍射光栅被配置为：沿着所述输入波导的所述输入光路接收光；以及沿着所述反射光路向所述输出波导反射光；以及调谐垫，所述调谐垫被配置为使信道的峰值波长偏移。11.根据权利要求10所述的光学部件，其中：所述输入光为第一输入光；所述输入光路为第一输入光路；所述输入波导为第一输入波导；所述光学部件还包括：第二输入波导，所述第二输入波导被配置为沿着第二输入光路提供第二输入光，并且定位于所述罗兰圆上的第三位置处，所述罗兰圆上的所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂湧铭，A，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：