[发明专利]通过集成柱面透镜和波导结构将光子集成电路与玻璃衬底对准

说明书

本公开的发明名称是：“通过集成柱面透镜和波导结构将光子集成电路与玻璃衬底对准”。一种电子装置包括：光子集成电路（PIC），其包括至少一个波导；发射透镜，其设置在PIC上以在基本平行于PIC的第一表面的方向上发射来自至少一个波导的光；以及光学元件，其设置在PIC上并具有反射表面，该光学元件被配置成在远离PIC的第一表面的方向上引导从发射透镜发射的光。

技术领域

实施例涉及光子集成电路（PIC）。一些实施例涉及将光信号从PIC耦合到波导的技术。

背景技术

光子集成电路（PIC）能生成光信号。将光信号光耦合到波导允许光信号被用在光接口中，该光接口可以被用作电子装置之间的高速接口。可以在玻璃衬底（glasssubstrate）中制作波导，但是对于PIC和具有波导的玻璃衬底之间的光耦合，还没有公认的解决方案。

附图说明

图1是根据一些实施例的具有光子集成电路（PIC）的电子装置的示例的图示；

图2是根据一些实施例的电子装置的发射透镜的图示；

图3是根据一些实施例的安装在玻璃衬底上的电子装置的示例的图示；

图4是根据一些实施例的安装在玻璃衬底上的电子装置的另一示例的图示；

图5是根据一些实施例的制造电子装置的方法的流程图；

图6图示了根据一些实施例的系统级图解。

具体实施方式

以下说明书和附图充分说明了特定实施例，使本领域技术人员能够实施它们。其它实施例可以结合结构、逻辑、电气、过程和其它改变。一些实施例的部分和特征可以被包括在其它实施例的那些部分和特征中，或者替代其它实施例的那些部分和特征。在权利要求中阐述的实施例涵盖那些权利要求的所有可用等效物。

玻璃衬底可潜在地被用作波导介质，以在光子组件中携带光信号，或将光子学（photonics）集成到常规电子组件中。然而，将玻璃衬底用于波导并没有被广泛采用，并且目前对于光子集成电路（PIC）和包括在玻璃衬底中的波导（例如，单模波导）之间的光耦合还没有公认的解决方案。

光斑大小转换器（spot size converter，SSC）可用于扩展PIC源的模式，以匹配SMF的模式大小，其通常约为10微米（10um）。10um模式大小意味着光信号源和SMF之间的对准预算小于1um。不在容差内的对准可能会导致信号丢失。通过SSC可实现的模式大小受能被沉积在PIC上的材料厚度限制。

如果模式大小被扩展，则对准预算将被放宽。PIC和波导之间的光耦合的对准的相对放宽的容差不应该是复杂的，并且理想上，对准将是被动的。这将降低包括光子装置的组件的复杂性。

图1是包括PIC 104的电子装置102的示例的图示。PIC 104包括至少一个光信号源106（例如，波导或激光二极管）。在一些示例中，PIC 104包括SSC 116。电子装置102还包括发射透镜108和另一个光学元件110。在图1中从侧面示出了发射透镜108。在一些示例中，发射透镜108具有弧形形状。在一些示例中，发射透镜108具有与PIC 104的顶表面正交的半圆柱形状。

图2是光信号源106以及发射透镜108的示例的俯视图230和侧视图232的图示。在图2的示例中，发射透镜是半圆柱透镜。发射透镜108可以使用光刻蚀刻工艺与PIC 104一起制作。在某些示例中，发射透镜108可以在制作PIC 104之后被添加到PIC 104。发射透镜108可以由对红外（IR）光谱中的光透明的材料制成。因为硅对近红外是透明的，所以光学元件可以包括硅，在某些示例中，发射透镜108包括硅（例如，氮化硅）。发射透镜108在基本上平行于PIC 104顶表面的方向上（例如，在几度平行范围内）导引由光信号源106发射的光。