用于波导配置的电光间隙室制造技术

本发明专利技术提供了一种用于波导配置的电光间隙室，包含在至少一部分元件层上形成的第一光学传输介质，在至少一部分元件层上形成的第二光学传输介质，以及在至少一部分元件层上形成的沟槽，其中该沟槽具有至少一个曲面边缘，并且布置在第一和第二传输介质附近。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及光波导，尤其涉及用于光波导中配置的电光间隙室(gap-cell)。
技术介绍
光子学，利用光存储、传送和/或处理信息，正以越来越快的速度进入商品和高技 术产品的市场。例如，光学系统是许多城域网和局域网所选择的传输介质。用于光子学应 用的多种光学设备通常与电子设备组合包装(co-package)或混合集成在一起。例如，基片 可以包含一个或多个电子设备或光电设备，诸如晶体管、电阻器等等，以及激光器、检测器 和用于以光的形式传递和/或接收信息的一个或多个波导设备。光电设备的功能性预计随 着光学和电子学功能的逐渐集成而增强。在一些涉及数据通过波导传输的光通信应用中，可能需要改变波导中传播的光的 相位。例如，可控相位调整可以用于光衰减器、光谱选择滤波器(spectrally selective filter)、干涉仪等等，向一个波导发射的光在这些仪器中与在第二波导中传播的光发 生干涉。但是，调整波导中传播的光的相位的传统方法可能不太适用于其中光子设备 (photonics device)与电子设备紧密结合的应用。控制光波导中传播的光的相位的一个传统方法利用这样的事实，即波导的有效折 射率取决于波导的温度。例如，波导温度的增加可以改变波导的光程长度，以及引起波导扩 展(expand)。在波导上所产生的应力(stress)和/或应变(strain)可能进一步改变波导 的光程长度。通常，使用焦耳加热器来改变光波导的温度，从而改变波导的光程长度。温度 相关的相位控制器的灵敏度取决于波导材料中光程的导热系数。虽然某些材料可以表现出 较大的热光系数，但是这些材料可能很难形成低损耗的单模波导，因此可能不太适合在光 波导中使用。由于基片特性，温度相关的相位控制器也很难包括。第一，由于散热(heat sinking)或热质量问题(thermal mass issue)，所以相位控制的热光法可能对所应用温度 的改变响应不够快。为了与可能也包含在基片上的电子设备紧密结合，有必要考虑这样形 成的物件的整体热负荷。第二，当基片上包括多于一个相位控制器时，热串扰可能降低温度 相关的相位控制器的准确度、细度(finesse)和控制。热串扰还可能减少温度相关的相位 控制器的相位表示范围。虽然相位表示范围的减少可以至少部分地通过增加施加到相位控 制器的温度范围来补偿，但是温度范围的增加通常导致设备的功率损耗的相应增加。在Clapp (美国专利号No. 6，424，755)中描述了一种利用电光活性材料来调整波 导中传播的光的相位的开槽单片光波导(slotted monolithic optical waveguide)。电 光活性材料被定位在波导的两个部分之间的矩形沟槽中，两个矩形电极被设置在矩形沟槽 的上方。当在矩形电极上施加电压时，在矩形沟槽中形成边缘电场(fringing electric3field)，可以通过改变施加在矩形电极上的电压来改变电光活性材料的折射率。但是， Clapp中所述的开槽单片光波导具有许多不足之处。例如，矩形沟槽包含许多锐角(sharp corner)，这些锐角在工作期间集中应力和/或应变，潜在地导致额外的故障模式，诸如静 态疲劳断裂、材料失效等等。再例如，矩形沟槽包含许多锐角，这些锐角可能不合需要地集 中电场。
技术实现思路
在本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种用于波导配置的电光间隙室，包含在元件 层(device layer)的至少一部分中形成的第一光学传输介质、在该元件层上的至少一部分 中形成的第二光学传输介质、以及在该元件层的至少一部分中形成的沟槽，其中该沟槽具 有至少一个弯曲边缘，并且该够槽设置在第一和第二传输介质附近。本专利技术还提供该设备 的形成方法。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供在相位调整系统中使用的一种相位调整元件， 在该元件中靠近波导处形成有沟槽。该相位调整元件包含基片，该基片具有选定的形状以 允许至少一部分相位调整元件插入到沟槽中；在基片上形成的开口，使得当一部分相位调 整元件被插入到沟槽中时，该开口贴近波导；以及贴近沟槽形成的至少一个电极。该相位调 整元件还包含设置在开口中的电光活性材料。附图说明本专利技术可以通过参照下面与附图相结合的说明来理解，其中相同的附图标记表示 相同的元件，附图包括图IA和图IB概念性地示出第一典型相位调整系统的一个实施例；图2示出在第一典型相位调整系统，诸如图IA和图IB中所示的系统，的埋入式波 导结构中形成的电极和沟槽的图像；图3A-E概念性地示出电极的四个可选实施例；图4概念性地示出第二典型相位调整系统的一个实施例；图5A-E概念性地示出第二典型相位调整设备的五个可选实施例；以及图6概念性地示出可以在图IA-B和图4中所示第一或第二典型相位调整系统中 使用的相位调整元件的一个实施例。具体实施例方式尽管本专利技术容许各种修改和替代形式，但是本专利技术的特定实施例在附图中已经作 为实例示出，并且在这里做出详细的说明。但是，应该了解的是，这里对特定实施例的说明 并不是要将本专利技术限定到所公开的特定形式，相反地，本专利技术要包括属于所附权利要求所 定义的本专利技术的精神和范围内的所有修正、等价和可选方案。下文说明本专利技术的例证性实施例。为使说明清楚，在说明书中并没有描述实际实 现的所有特征。当然，应该了解，在任何这种实际实施例的开发中，必须进行多个特定于实 现的决定，以实现开发者的特定目标，诸如服从与系统有关的以及与商业有关的约束，这些 约束在各个实现中各不相同。此外，应该清楚，这种开发工作可能既复杂又耗时，但是对于4本领域中受益于本公开的普通技术人员来说，仍然是很普通的工作。图IA概念性地示出第一典型相位调整系统100的一个实施例的透视图。例如， 第一典型相位调整系统100可以被用来将可控相位调整引入到在一个或多个光学设备，诸 如光衰减器、光谱选择滤波器、干涉仪等等中使用的光中。在所示实施例中，在元件层110 内形成一个或多个波导部分105 (1-2)，该元件层在本领域中通常被称为包覆层(cladding layer)、波导芯(waveguide core)、波导层、缓冲器、下包覆层等等。在利用本领域普通技术 人员所公知的制造处理所形成的可选实施例中，包覆层可以是在基片120，诸如硅或其它材 料，上形成的半导体或其它材料，诸如聚合物。例如，包覆层可以由玻璃或聚合物形成。应 该清楚，相位调整系统100的结构在本质上是示例性的，并且在可选实施例中，相位调整系 统100可以包含其它部件。例如，如下文将要详细讨论的那样，相位调整系统100可以包含 多种不同的光学传输介质，这些光学传输介质对于本领域普通技术人员来说是公知的，包 括环形谐振器(ring resonator)、光栅、“耳语波道(whispering gallery) ”物件、光子晶 体等等。在所示实施例中示出的波导部分105(1-2)由折射率大于元件层110的折射率的 材料形成。例如，波导部分105(1-2)可以由折射率为大约1. 4557的掺杂二氧化硅形成，而 元件层110可以由折射率为大约1. 445的掺杂或不掺杂二氧化硅形成。在其它的实施例中， 波导部分105(1-2)和元件层110可以由任何合乎需要的材料形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于相位调整系统中的相位调整元件，所述相位调整系统具有在其中邻近波导处形成的沟槽，所述相位调整元件包括：　　基片，具有选定的形状，以允许所述相位调整元件的至少一部分被引入到所述沟槽中；　　在所述基片上这样形成的开口，使得当所述相位调整元件的所述一部分被引入到所述沟槽中时，所述开口贴近所述波导；　　贴近所述开口形成的至少一个电极；以及　　设置在所述开口中的电光活性材料。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：特里V克拉普，
申请(专利权)人：陶氏康宁公司，
类型：发明
国别省市：US