光束耦合和分离器制造技术

本发明专利技术公开了一种束耦合和分离器。束耦合和分离器的实施例包括：第一波导，其包括斜面和弯曲部；以及第二波导，其包括形状与所述第一波导的斜面的形状互补的斜面。所述第一波导的斜面被配置为全内反射入射在所述斜面上的至少一部分光。所述第二波导耦合到所述第一波导以使得：ｉ）所述第二波导的斜面与所述第一波导的斜面的至少一部分相邻，以及ｉｉ）实现预定的耦合比。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光束耦合和分离器
技术介绍
本公开一般地涉及光束耦合和分离器。由于微电子学的开创，因此一致的趋向是朝向诸如光学互连的光电子电路的开发。这可能至少部分地是因为光电子电路相对于典型的电子电路可以提供诸如例如大得多的带宽(超过许多数量级)的优势这一事实。这样的光电子电路常常涉及光学信号的传输以及这样的光学信号与电子信号之间的互相转换。在一些情况下，执行光学信号传输涉及波导。光学波导通常由玻璃或聚合物制成。利用这些固态波导对所引导的信号的一部分进行提取典型地需要复杂的分接(tapping)结构。一些光学波导是中空金属结构。光学信号在空气中传播通过这样的结构，并且由此，为了进行正确的信号传输，需要严格的对准和准直。附图说明通过参考以下的详细说明及附图，本专利技术的各实施例的特征和优点将变得明显， 在附图中，相同的附图标记对应于相同或相似但可能不同的部件。为了简要起见，对具有之前所述的功能的附图标记可能不与或者可能与该附图标记出现于其中的随后的附图相结合地进行说明。图1是示出用于形成束耦合和分离器的实施例的方法的实施例的流程图2A-2C —起示出用于形成束耦合和分离器的实施例的方法的实施例的示意性流程图2A、2B和2D —起示出用于形成束耦合和分离器的另一实施例的方法的另一实施例的示意性流程图2A、2B和2E —起示出用于形成束耦合和分离器的又一实施例的方法的另一实施例的示意性流程图2A、2B和2F —起示出用于形成束耦合和分离器的再一实施例的方法的另一实施例的示意性流程图3A和:3B—起示出用于形成包括复合斜面(compound bevels)的束耦合和分离器的另一实施例的方法的实施例的示意性流程图4A是具有成角度的(angled)弯曲部的图2F所示的束耦合和分离器的另一实施例的示意图4B是具有弧形弯曲部的图2F所示的束耦合和分离器的又一实施例的示意图； 图5A是具有成角度的弯曲部的图2D所示的束耦合和分离器的另一实施例的示意图； 图5B是具有弧形弯曲部的图2D所示的束耦合和分离器的另一实施例的示意图； 图6是其中波导的端部被磨圆的对称的束耦合和分离器的实施例的示意性剖视图； 图7是包括与图4所示的束耦合和分离器类似的束耦合和分离器的实施例的对称模块的实施例的示意图8是示出级联在一起的多个波导的实施例的示意图；图9A是示出级联在一起的多个波导的另一实施例的示意图； 图9B是示出级联在一起的多个波导的又一实施例的示意图； 图9C是示出级联在一起的多个波导的再一实施例的示意图10是包括经由包层(cladding layer)分隔开的多个束耦合和分离器的系统的示意图；以及图11是束耦合和分离器的另一实施例。 具体实施例方式本文所公开的束耦合和分离器的实施例包括被配置为使得能够对信号路径的布局和路由进行灵活的地形布置的各种波导。有利地，束耦合和分离器的耦合比可被动态地调整(例如，在场地外)或设置为预定的固定比。在本文所公开的实施例中，耦合比与光学信号的偏振无关，并且在一些情况下，耦合/分离不会造成光学信号的显著衰减。现参考图1，示出了用于形成本文所公开的束耦合和分离器的实施例的方法的实施例。通常，该方法包括在第一波导中形成斜面和弯曲部，如在附图标记100处所示；布置第二波导，以使得第二波导的互补形状的斜面与第一波导斜面的至少一部分相邻，如在附图标记102处所示；以及调整第一波导和第二波导之间的耦合比，如在附图标记104处所示。应当理解的是，在下文中将进一步参考图2A-2G、3A和;3B以及4_10来讨论该方法。图 11示出束耦合和分离器的另一实施例，并且将参考图11来讨论用于形成这样的实施例的方法。图2A和2B—般性地示出具有弯曲部和斜面14的第一波导12的形成。该弯曲部通常与斜面14相对，并且斜面14相对于波导12的输入端口 I截面和输出端口 0截面来说是对称的。斜面14被配置为对入射在其上的光进行全内反射，以使得来自输入端口 I的光被重定向为朝向输出端口 0 (除了在该器件以其他方式被配置为使光透射通过斜面14 (如下文在各种实施例中所讨论的)的区域处以外)。当第一波导12是线性的时，应当理解的是，可以通过与为入射在斜面14上并且被反射离开斜面14的光提供路径的另一波导耦合来形成弯曲部(例如参见图9B)。如图2A中所示，可以通过将两个光纤FpF2粘接在一起来形成第一波导12。通常， 光纤F” F2由具有期望的折射率的相同材料而制成，并且经由折射率匹配的粘合剂(例如， 胶水)而被粘接在一起。在非限制性示例中，形成波导12的光纤F1I2是玻璃、聚合材料(一种或多种)(例如，聚碳酸酯、聚酰胺、丙烯酸树脂等)、硅或其它类似材料。光纤FpF2每个的直径的范围为从约20微米至约1000微米。在一个实施例中，光纤F1J2可以被粘接为使得波导12呈现出期望的弯曲部。在另一实施例中，单个光纤可以被物理地弯曲至期望的曲率半径。应当理解的是，该弯曲部可以处于任意期望的角度9b (如图2A中所示)或处于任意期望的曲率半径，其中任意期望的角度θ 任意期望的曲率半径均至少部分地取决于光束的期望路径。图2A中的弯曲部被示出为处于90°，并且曲率半径为0。在其它实施例中，曲率半径大于0，并且弯度是渐进的且连续的(参见例如图4B和5B，与图2A中所示的陡峭角度0b成对比)。一旦光纤F1I2以期望的方式被粘接，则在第一波导12中形成斜面14。在非限制性示例中，斜面14被裁切和抛光。在另一非限制性示例中，可以使用具有期望形状(例如，图2B所示的形状)的模具来形成波导12的弯曲部和斜面14。在其它技术中，使用光刻法来形成波导12。斜面14的表面可以是平的或弯曲的。如之前提到的，入射在斜面14的至少一部分上的光经历全内反射；这样，斜面14的至少一个部分被配置为处于比90° —临界角 (其通过arcsin* (Ii2Ai1)被定义，其中n2是密度较低的介质(例如，空气反射涂层)的折射率，并且Ii1是密度较大的介质(例如，波导12)的折射率)小的角度θω (相对于轴A1X对于典型的波导12材料(参见上文)来说，角度ΘΜ为45°或更小。如图2Β中所示，斜面14 处于45°的角度。如图2C-2F中所示，第一波导12与第二波导16以某种方式耦合。在参考图2C-2F 所述的所有实施例中，第二波导16包括形状与第一波导斜面14的形状互补的斜面18，并且第二波导斜面18被布置为与第一波导斜面14的至少一部分相邻。如图2C-2F中所示，短语“配置为与…相邻”包括一个斜面14与另一斜面18直接接触或者以其间布置有材料(例如，反射器、空气等)的方式接触。应当理解的是，本文所公开的第二波导16 (包括斜面18)的所有实施例可以经由用于形成本文所公开的第一波导12 (包括斜面14)的所有实施例的上文所述的相同方法而形成。如下文中进一步所述的，第二波导16的任意实施例可以由与第一波导12相同或不同的材料而制成，并且因此，可以具有与第一波导12相同或不同的折射率。通常，第二波导 16由一个或多个光纤形成，这至少部分地取决于波导16的构造。此外，在一些情况下，第二波导16是不同于第一波导12的形状，并且在其它情况下，第二波导16对于第一波导12来说是对称的。在一些情况下，第一波导本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种束耦合和分离器，包括：第一波导，其包括斜面和弯曲部，所述斜面被配置为全内反射入射在所述斜面上的至少一部分光；以及第二波导，其包括形状与所述第一波导的斜面的形状互补的斜面，所述第二波导耦合到所述第一波导以使得：ｉ）所述第二波导的斜面与所述第一波导的斜面的至少一部分相邻，以及ｉｉ）实现预定的耦合比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：HP扩，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US