一种组装光子计算系统的方法，包括附接光子源到支撑结构，以及附接光子集成电路到支撑结构。光子源包括基板上的第一激光晶粒，被配置以提供第一光束，以及基板上的第二激光晶粒，被配置以提供第二光束。光子集成电路包括第一波导以及被耦合到第一波导的第一耦合器，以及第二波导以及被耦合到第二波导的第二耦合器。该方法包括附接多个波束成形光学元件到支撑结构、基板，或光子集成电路，其中该附接包括在附接期间对齐第一波束成形光学元件以使第一光束被耦合到第一耦合器，并在附接期间对齐第二波束成形光学元件以使第二光束被耦合到第二耦合器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于光子计算平台。
技术介绍
1、对电信号(如电压或电流)上以模拟或数字形式编码的电子数据执行的计算通常使用电子计算硬件来实现，例如在集成电路中实现的模拟或数字电子设备(如处理器、专用集成电路(asic)或片上系统(soc))、电子电路板、或其它电子电路。光信号已被用于长距离和短距离(例如，在数据中心内)传输数据。对这种光信号执行的操作通常发生在光数据传输的情境中，例如在网络中用于切换或过滤光信号的设备内。光信号在计算平台中的使用受到了更大的限制。
技术实现思路
1、总体来讲，在第一方面，提供了一种组装光子计算系统的方法。所述方法包括：将光子源附接到支撑结构，以及将光子集成电路附接到所述支撑结构。所述光子源包括：第一激光晶粒，其在基板上且被配置以提供第一光束，以及第二激光晶粒，其在所述基板上且被配置以提供第二光束。所述光子集成电路包括：第一波导以及耦合到所述第一波导的第一耦合器；以及第二波导以及耦合到所述第二波导的第二耦合器。所述方法包括将多个波束成形光学元件附接到所述支撑结构、所述基板或所述光子集成电路，其中所述附接包括：利用所述第一激光晶粒提供所述第一光束，在附接期间对齐第一波束成形光学元件，使所述第一光束被耦合到所述第一耦合器，利用所述第二激光晶粒提供所述第二光束，以及在附接期间对齐第二波束成形光学元件，使所述第二光束被耦合到所述第二耦合器。
2、所述方法的实施例可包括以下一个或多个特征。在所述第一波束成形光学元件的附接期间对齐所述第一波束成形光学元件可以包括:相对于所述支撑结构、所述基板或所述光子集成电路平移所述第一波束成形光学元件。
3、所述移动可以基本上是在平行于共用平面的平面上。
4、在所述第一波束成形光学元件的附接期间对齐所述第一波束成形光学元件可以包括：监测反馈，所述反馈指示所述第一光束通过所述第一耦合器进入所述第一波导的耦合效率。
5、在所述第二波束成形光学元件的附接期间对齐所述第二波束成形光学元件可以发生在所述第一波束成形光学元件的附接被完成之后。
6、所述光子源包括在所述基板上的第三激光晶粒，其可以以提供第三光束，所述第一激光晶粒可以被配置以从第一发射位置提供所述第一光束，所述第二激光晶粒可以被配置以从第二发射位置提供所述第二光束，并且所述第三激光晶粒可以被配置以从第三发射位置提供所述第三光束。所述第一发射位置、所述第二发射位置以及所述第三发射位置可以基本上沿着直线对齐。
7、所述光子源包括在所述基板上的第四激光晶粒，其可以被配置以从第四发射位置提供第四光束。所述第一发射位置、所述第二发射位置、所述第三发射位置以及所述第四发射位置可以基本上沿着平面对齐。
8、所述第一激光晶粒以及所述第二激光晶粒可以被导向，使所述第一光束以及所述第二光束可以基本上沿着平面对齐。
9、所述第一激光晶粒、所述第二激光晶以及所述第三激光晶粒可以被导向，使所述第一光束、第二光束以及所述第三光束可以基本上沿着平面对齐。
10、所述光子源可以包括片上基座结构，其包括激光二极管条，所述激光二极管条包括被附接到包括至少一个散热器或热电冷却器的结构的多个激光晶粒，所述多个激光晶粒包括所述第一激光晶粒以及所述第二激光晶粒。
11、所述片上基座可以被附接到包括所述热电冷却器的结构。所述方法可以包括提供热电冷却器控制器，其被配置以控制所述热电冷却器的温度。
12、所述第一波束成形光学元件以及所述第二波束成形光学元件可以包括透镜。
13、所述第一耦合器以及所述第二耦合器可以包括被耦合到各个所述第一波导以及所述第二波导的波导光栅耦合器。
14、所述第一耦合器以及所述第二耦合器可以包括被耦合到各个所述第一波导以及所述第二波导的边缘耦合器。
15、所述支撑结构可以包括中介层，其为来自所述光子集成电路的电信号提供电信号路径。
16、所述中介层可以包括光电中介层，其为来自所述光子集成电路的光信号提供光信号路径。
17、所述方法可以包括将所述中介层附接到平面网格阵列lga基板。
18、所述光子集成电路在受控塌陷芯片连接中可以被附接到所述光电中介层。
19、所述支撑结构可以包括平面网格阵列lga基板。
20、所述方法可以包括将第一电子集成电路电性耦合到所述光子集成电路的顶面，并将第二电子集成电路电性耦合到所述光子集成电路的底面。
21、所述第二电子集成电路可以包括数字储存模块，且所述第一电子集成电路可以包括混合数字/模拟集成电路，其被配置以提供用以控制在所述光子集成电路中的光子计算元件的模拟控制信号，并向所述数字储存模块发送数字数据或从所述数字储存模块接收数字数据。
22、所述光子集成电路可以包括基板。所述方法可以包括提供导电通孔，所述导电通孔通过所述光子集成电路的所述基板以允许电信号通过所述导电通孔在所述第一电子集成电路以及所述第二电子集成电路之间被发送。
23、在另一一般方面，一种装置包括：光子源，其被附接到支撑结构，其中所述光子源包括：第一激光晶粒，在第一基板上，其中所述第一激光晶粒可以置以提供第一光束，以及第二激光晶粒，在所述第一基板或第二基板上，其中所述第二激光晶粒可以置以提供第二光束。该装置包括光子集成电路，其被附接到所述支撑结构，其中所述光子集成电路包括：第一波导以及耦合到所述第一波导的第一耦合器；以及第二波导以及耦合到所述第二波导的第二耦合器。该装置包括多个波束成形光学元件，其被附接到所述支撑结构、所述第一基板、各个所述第一基板以及所述第二基板或所述光子集成电路中的至少一个。所述波束成形光学元件包括：第一波束成形光学元件，其可以被配置以将所述第一光束耦合到所述光子集成电路上的所述第一耦合器；以及第二波束成形光学元件，其可以被配置以将所述第二光束耦合到所述光子集成电路上的所述第二耦合器。
24、所述装置的实施例可播客以下一个或多个特征。所述装置可以包括被附接到所述光子集成电路的波束重定向光学元件，所述波束重定向元件被配置以重定向所述第一光束进入所述第一耦合器以及重定向所述第二光束进入所述第二耦合器。
25、所述波束重定向光学元件可以包括被配置以反射所述第一光束进入所述第一耦合器的第一表面，以及被配置以反射所述第二光束进入所述第二耦合器的第二表面。
26、所述波束重定向元件的所述第一表面可以与所述波束重定向元件的所述第二表面重叠。
27、所述波束重定向光学元件可以包括棱镜。
28、所述波束重定向光学元件可以包括镜子。
29、所述光子源可以包括第三激光晶粒，其被布置在所述基板上且被配置以提供第三光束。所述第一激光晶粒可以被配置以从第一发射位置提供所述第一光束，所述第二激光晶粒可以被配置以从第二发射位置提供所述第二光束，并且所述第三激光晶粒可以被配置以从第三发射位置提供所述第三光束。所述第一发射本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种组装光子计算系统的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一波束成形光学元件的附接期间对齐所述第一波束成形光学元件包括：相对于所述支撑结构、所述基板或所述光子集成电路平移所述第一波束成形光学元件。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述移动基本上是在平行于共用平面的平面上。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一波束成形光学元件的附接期间对齐所述第一波束成形光学元件包括：监测反馈，所述反馈指示所述第一光束通过所述第一耦合器进入所述第一波导的耦合效率。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中在所述第二波束成形光学元件的附接期间对齐所述第二波束成形光学元件发生在所述第一波束成形光学元件的附接被完成之后。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述光子源包括在所述基板上的第三激光晶粒，其被配置以提供第三光束，所述第一激光晶粒被配置以从第一发射位置提供所述第一光束，所述第二激光晶粒被配置以从第二发射位置提供所述第二光束，所述第三激光晶粒被配置以从第三发射位置提供所述第三光束，
>7.根据权利要求6所述的方法，其中所述光子源包括在所述基板上的第四激光晶粒，其被配置以从第四发射位置提供第四光束，8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一激光晶粒以及所述第二激光晶粒被导向，使所述第一光束以及所述第二光束基本上沿着平面对齐。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一激光晶粒、所述第二激光晶以及所述第三激光晶粒被导向，使所述第一光束、第二光束以及所述第三光束基本上沿着平面对齐。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述光子源包括片上基座结构，其包括激光二极管条，所述激光二极管条包括被附接到包括至少一个散热器或热电冷却器的结构的多个激光晶粒，所述多个激光晶粒包括所述第一激光晶粒以及所述第二激光晶粒。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述片上基座被附接到包括所述热电冷却器的结构，且所述方法包括提供热电冷却器控制器，其被配置以控制所述热电冷却器的温度。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一波束成形光学元件以及所述第二波束成形光学元件包括透镜。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一耦合器以及所述第二耦合器包括被耦合到各个所述第一波导以及所述第二波导的波导光栅耦合器。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一耦合器以及所述第二耦合器包括被耦合到各个所述第一波导以及所述第二波导的边缘耦合器。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述支撑结构包括中介层，其为来自所述光子集成电路的电信号提供电信号路径。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述中介层包括光电中介层，其为来自所述光子集成电路的光信号提供光信号路径。
17.根据权利要求15所述的方法，包括将所述中介层附接到平面网格阵列LGA基板。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述光子集成电路在受控塌陷芯片连接中被附接到所述光电中介层。
19.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述支撑结构包括平面网格阵列LGA基板。
20.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，包括将第一电子集成电路电性耦合到所述光子集成电路的顶面，并将第二电子集成电路电性耦合到所述光子集成电路的底面。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述第二电子集成电路包括数字储存模块，且所述第一电子集成电路包括混合数字/模拟集成电路，其被配置以提供用以控制在所述光子集成电路中的光子计算元件的模拟控制信号，并向所述数字储存模块发送数字数据或从所述数字储存模块接收数字数据。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述光子集成电路包括基板，且所述方法包括提供导电通孔，所述导电通孔通过所述光子集成电路的所述基板以允许电信号通过所述导电通孔在所述第一电子集成电路以及所述第二电子集成电路之间被发送。
23.一种装置，包括：
24.根据权利要求23所述的装置，还包括被附接到所述光子集成电路的波束重定向光学元件，所述波束重定向元件被配置以重定向所述第一光束进入所述第一耦合器以及重定向所述第二光束进入所述第二耦合器。
25.根据权利要求24所述的装置，其中所述波束重定向元件包括被配置以反射所述第一光束进入所述第一耦合器的第一表面，以及被配置以反射所述第二光束进入所述第二耦合器的第二表面。
26.根据权利要求25所...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种组装光子计算系统的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一波束成形光学元件的附接期间对齐所述第一波束成形光学元件包括：相对于所述支撑结构、所述基板或所述光子集成电路平移所述第一波束成形光学元件。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述移动基本上是在平行于共用平面的平面上。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一波束成形光学元件的附接期间对齐所述第一波束成形光学元件包括：监测反馈，所述反馈指示所述第一光束通过所述第一耦合器进入所述第一波导的耦合效率。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中在所述第二波束成形光学元件的附接期间对齐所述第二波束成形光学元件发生在所述第一波束成形光学元件的附接被完成之后。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述光子源包括在所述基板上的第三激光晶粒，其被配置以提供第三光束，所述第一激光晶粒被配置以从第一发射位置提供所述第一光束，所述第二激光晶粒被配置以从第二发射位置提供所述第二光束，所述第三激光晶粒被配置以从第三发射位置提供所述第三光束，
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述光子源包括在所述基板上的第四激光晶粒，其被配置以从第四发射位置提供第四光束，
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一激光晶粒以及所述第二激光晶粒被导向，使所述第一光束以及所述第二光束基本上沿着平面对齐。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一激光晶粒、所述第二激光晶以及所述第三激光晶粒被导向，使所述第一光束、第二光束以及所述第三光束基本上沿着平面对齐。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述光子源包括片上基座结构，其包括激光二极管条，所述激光二极管条包括被附接到包括至少一个散热器或热电冷却器的结构的多个激光晶粒，所述多个激光晶粒包括所述第一激光晶粒以及所述第二激光晶粒。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述片上基座被附接到包括所述热电冷却器的结构，且所述方法包括提供热电冷却器控制器，其被配置以控制所述热电冷却器的温度。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一波束成形光学元件以及所述第二波束成形光学元件包括透镜。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一耦合器以及所述第二耦合器包括被耦合到各个所述第一波导以及所述第二波导的波导光栅耦合器。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一耦合器以及所述第二耦合器包括被耦合到各个所述第一波导以及所述第二波导的边缘耦合器。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述支撑结构包括中介层，其为来自所述光子集成电路的电信号提供电信号路径。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述中介层包括光电中介层，其为来自所述光子集成电路的光信号提供光信号路径。
17.根据权利要求15所述的方法，包括将所述中介层附接到平面网格阵列lga基板。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述光子集成电路在受控塌陷芯片连接中被附接到所述光电中介层。
19.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述支撑结构包括平面网格阵列lga基板。
20.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，包括将第一电子集成电路电性耦合到所述光子集成电路的顶面，并将第二电子集成电路电性耦合到所述光子集成电路的底面。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述第二电子集成电路包括数字储存模块，且所述第一电子集成电路包括混合数字/模拟集成电路，其被配置以提供用以控制在所述光子集成电路中的光子计算元件的模拟控制信号，并向所述数字储存模块发送数字数据或从所述数字储存模块接收数字数据。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述光子集成电路包括基板，且所述方法包括提供导电通孔，所述导电通孔通过所述光子集成电路的所述基板以允许电信号通过所述导电通孔在所述第一电子集成电路以及所述第二电子集成电路之间被发送。
23.一种装置，包括：
24.根据权利要求23所述的装置，还包括被附接到所述光子集成电路的波束重定向光学元件，所述波束重定向元件被配置以重定向所述第一光束进入所述第一耦合器以及重定向所述第二光束进入所述第二耦合器。
25.根据权利要求24所述的装置，其中所述波束重定向元件包括被配置以反射所述第一光束进入所述第一耦合器的第一表面，以及被配置以反射所述第二光束进入所述第二耦合器的第二表面。
26.根据权利要求25所述的装置，其中所述波束重定向元件的所述第一表面与所述波束重定向元件的所述第二表面重叠。
27.根据权利要求24所述的装置，其中所述波束重定向光学元件包括棱镜。
28.根据权利要求24所述的装置，其中所述波束重定向光学元件包括镜子。
29.根据权利要求23至28中任一项所述的装置，其中所述光子源包括第三激光晶粒，其被布置在所述基板上且被配置以提供第三光束，所述第一激光晶粒被配置以从第一发射位置提供所述第一光束，所述第二激光晶粒被配置以从第二发射位置提供所述第二光束，所述第三激光晶粒被配置以从第三发射位置提供所述第三光束，
30.根据权利要求29所述的装置，其中所述光子源包括在所述基板上的第四激光晶粒，所述第四激光晶粒被配置以从第四发射位置提供第四光束，
31.根据权利要求23至28中任一项所述的装置，其中所述光子源包括在所述第一基板或各个基板上的至少八个激光晶粒，所述至少八个激光晶粒包括所述第一激光晶粒以及所述第二激光晶粒，且所述第一基板或各个基板被附接到一个或多个散热器结构。
32.根据权利要求31所述的装置，其中所述激光晶粒被配置以从基本上沿着平面对齐的对应的发射位置提供光束，且任一发射位置与所述平面之间的距离小于特定距离。
33.根据权利要求23至28中任一项所述的装置，其中所述第一波束成形光学元件以及所述第二波束成形光学元件包括透镜。
34.根据权利要求23至28中任一项所述的装置，其中所述第一耦合器以及所述第二耦合器包括被耦合到各个所述第一波导以及所述第二波导的波导光栅耦合器。
35.根据权利要求23至28中任一项所述的装置，其中所述第一耦合器以及所述第二耦合器包括被耦合到各个所述第一波导以及所述第二波导的边缘耦合器。
36.根据权利要求23至28中任一项所述的装置，其中所述支撑结构包括光电中介层，其为来自所述光子集成电路的电信号提供电信号路径，并为来自所述光子集成电路的光信号提供光信号路径。
37.根据权利要求36所述的装置，其中所述光子集成电路在受控塌陷芯片连接中被附接到所述光电中介层。
38.根据权利要求37所述的装置，还包括电子集成电路。
39.根据权利要求38所述的装置，其中所述光子集成电路包括光电计算元件，且所述电子集成电路包括控制电路，其被配置以提供用以控制所述光电计算元件的电子控制信号。
40.根据权利要求39所述的装置，其中所述光电计算元件包括至少一个光调制器，其基于所述电子控制信号中的至少一个来调制光信号。
41.根据权利要求38所述的装置，其中所述电子集成电路在受控塌陷芯片连接中被附接到所述光电中介层。
42.根据权利要求38所述的装置，其中所述电子集成电路在受控塌陷芯片连接中被附接到所述光子集成电路。
43.根据权利要求36所述的装置，还包括被附接到所述光电中介层的两个或更多个动态随机存取存储器(dram)集成电路的高带宽存储器(hbm)堆叠。
44.根据权利要求23至28中任一项所述的装置，其中所述第一激光晶粒被配置以使所述第一光束具有第一波长，所述第二激光晶粒被配置以使所述第二光束具有第二波长，所述第一波长与所述第二波长不同，且所述光子集成电路包括波分复用计算模块，其同时处理来自所述第一光束的第一光信号以及来自所述第二光束的第二光信号。
45.一种装置，包括：
46.根据权利要求45所述的装置，其中所述数字电子模块与所述光子集成电路在和所述电子集成电路相同的平面上电性接触。
47.根据权利要求45所述的装置，其中所述数字电子模块与所述光子集成电路的第一表面电性接触，所述电子集成电路与所述光子集成电路的第二表面电性接触，所述第二表面与所述第一表面相对。
48.根据权利要求45至47中任一项所述的装置，其中所述数字电子模块包括两个或更多个动态随机存取存储器(dram)晶粒的堆叠。
49.根据权利要求45至47中任一项所述的装置，其中所述支撑结构包括基板，其包括表面贴装电性接触点的阵列，其与所述光子集成电路的电性接触点通信。
50.一种用于组装光子计算系统的方法，所述方法包括：
51.根据权利要求50所述的方法，其中将所述多个激光晶粒附接到所述支撑结构包括：将所述多个激光晶粒附接到包括至少一个散热器或热电冷却器的第二支撑结构，并将所述第二支撑结构附接到所述第一支撑结构。
52.根据权利要求50所述的方法，其中在所述波束成形光学元件的附接期间对齐每个波束成形光学元件包括：监测反馈，所述反馈指示所述对应的光束通过所述对应的耦合器进入所述对应的波导的耦合效率。
53.根据权利要求52所述的方法，包括顺序地对齐所述波束成形光学元件，其中在第一波束成形光学元件基于监测指示所述耦合效率的所述反馈的对齐完成后，基于监测指示所述耦合效率的所述反馈对齐第二波束成形光学元件，且在所述第二波束成形光学元件基于监测指示所述耦合效率的所述反馈的对齐完成后，基于监测指示所述耦合效率的所述反馈对齐第三波束成形光学元件。
54.根据权利要求50至53中任一项所述的方法，包括将第一电子集成电路电性耦合到所述光子集成电路的顶面，并将第二电子集成电路电性耦合到所述光子集成电路的底面。
55.根据权利要求54所述的方...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴建华，苏湛，陈晖，孟怀宇，沈亦晨，
申请(专利权)人：光子智能私营科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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