宽带多模波导接口的制作方法

本公开整体涉及在光子集成电路中传送光。更具体地，本公开涉及被设计为减小光在波导与自由传播区域之间过渡时发生的衍射的波长相关性的波导接口。

背景技术：

1、光子集成电路通常使用波导来在不同光学部件之间传送光以用于各种目的。根据本申请，一种光子集成电路可被配置为传送具有相对宽波长范围的光。在这些情况下，可能期望配置光子集成电路的各种光学部件以跨这些波长类似地操作。

技术实现思路

1、本文所述的实施方案涉及包括多模波导接口的光子集成电路。一些实施方案涉及一种光子集成电路，该光子集成电路具有光源单元和多模波导接口，该光源单元能够操作以生成跨越操作波长范围的多个波长的光。该多模波导接口包括：输入波导，该输入波导被定位为接收该多个波长的光；干涉波导，该干涉波导在第一接口处连接到该输入波导；和平板波导，该平板波导在第二接口处连接到该干涉波导。该干涉波导被配置为针对该操作波长范围内的每个波长将第一模式的光的一部分转换为第二模式的光。该干涉波导被配置为使得针对该操作波长范围内的第一目标波长，该第一模式的光和该第二模式的光在该第二接口处将同相。该干涉波导还被配置为使得针对该操作波长范围内的第二目标波长，该第一模式的光和该第二模式的光在该第二接口处将异相。

2、在这些变型中的一些变型中，该第二目标波长比该第一目标波长长。该第一模式可以是te00模式，并且该第二模式可以是te02模式。在一些变型中，该输入波导相对于该干涉波导居中。附加地或另选地，该干涉波导包括渐缩区段。在一些变型中，该光子集成电路可包括利用多模波导接口的分光器。该分光器可包括该输入波导、该干涉波导、该平板波导和该多个输出波导。

3、一些实施方案涉及一种光子集成电路，该光子集成电路具有光源单元和多模波导接口，该光源单元能够操作以生成跨越操作波长范围的多个波长的光。该多模波导接口包括：输入波导，该输入波导具有具有第一宽度并且被定位为接收该多个波长的光；干涉波导，该干涉波导具有第二宽度并且在第一接口处连接到该输入波导；和平板波导，该平板波导在第二接口处连接到该干涉波导。

4、在这些实施方案中的一些实施方案中，该第一宽度比该第二宽度窄，并且该干涉波导被配置为针对该操作波长范围内的每个波长将第一模式的光的一部分转换为第二模式的光，使得该第一模式和该第二模式具有相位差，该相位差具有对应的半拍长。该干涉波导具有一定长度，对于该操作波长范围内的第一目标波长，该长度为偶整数数量个半拍长。对于该操作波长范围内的第二目标波长，该长度也为奇整数数量个半拍长。在这些变型中的一些变型中，该第二目标波长比该第一目标波长长。附加地或另选地，该第一目标波长和该第二目标波长相隔半拍长。在一些变型中，该第一波长与该第二波长之间的波长比率为1:2。

5、在这些变型中的一些变型中，该第二目标波长比该第一目标波长长。该第一模式可以是te00模式，并且该第二模式可以是te02模式。在一些变型中，该输入波导相对于该干涉波导居中。附加地或另选地，该干涉波导包括渐缩区段。在一些变型中，该光子集成电路可包括利用多模波导接口的分光器。该分光器可包括该输入波导、该干涉波导、该平板波导和该多个输出波导。

6、在一些实施方案中，该第一宽度比该第二宽度宽，并且该干涉波导被配置为针对该操作波长范围内的每个波长将第一模式的光的一部分转换为第二模式的光，使得该第一模式和该第二模式具有相位差，该相位差具有对应的半拍长。该干涉波导具有一定长度，对于该操作波长范围内的第一目标波长，该长度为奇整数数量个半拍长。对于该操作波长范围内的第二目标波长，该长度也为偶整数数量个半拍长。在这些变型中的一些变型中，该第二目标波长比该第一目标波长长。附加地或另选地，该第一目标波长和该第二目标波长相隔半拍长。在一些变型中，该第一波长与该第二波长之间的波长比率为2:3。

7、在这些变型中的一些变型中，该第二目标波长比该第一目标波长长。该第一模式可以是te00模式，并且该第二模式可以是te02模式。在一些变型中，该输入波导相对于该干涉波导居中。附加地或另选地，该干涉波导包括渐缩区段。在一些变型中，该光子集成电路可包括利用多模波导接口的分光器。该分光器可包括该输入波导、该干涉波导、该平板波导和该多个输出波导。

8、除了本文所述的示例性方面和实施方案之外，通过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。

技术特征：

1.一种光子集成电路，所述光子集成电路包括：

2.根据权利要求1所述的光子集成电路，其中：

3.根据权利要求1或权利要求2所述的光子集成电路，其中：

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光子集成电路，其中：

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光子集成电路，其中：

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光子集成电路，所述光子集成电路还包括：

7.一种光子集成电路，所述光子集成电路包括：

8.根据权利要求7所述的光子集成电路，其中：

9.根据权利要求7或权利要求8所述的光子集成电路，其中：

10.根据权利要求7至9中任一项所述的光子集成电路，其中：

11.根据权利要求7至10中任一项所述的光子集成电路，其中：

12.根据权利要求7至11中任一项所述的光子集成电路，所述光子集成电路还包括：

13.根据权利要求7至11中任一项所述的光子集成电路，其中所述第一波长与所述第二波长之间的波长比率为1:2。

14.一种光子集成电路，所述光子集成电路包括：

15.根据权利要求14所述的光子集成电路，其中：

16.根据权利要求14或权利要求15所述的光子集成电路，其中：

17.根据权利要求14至16中任一项所述的光子集成电路，其中：

18.根据权利要求14至17中任一项所述的光子集成电路，其中：

19.根据权利要求14至18中任一项所述的光子集成电路，所述光子集成电路还包括：

20.根据权利要求14至19中任一项所述的光子集成电路，其中所述第一波长与所述第二波长之间的波长比率为2:3。

技术总结
本公开涉及宽带多模波导接口。如本文中所论述的光子集成电路可包括一个或多个多模波导接口，该一个或多个多模波导接口限定光子集成电路的波导与自由传播区域之间的对应过渡。具体地，多模波导接口可包括连接到干涉波导的输入波导和连接到该干涉波导的平板波导。该输入波导和该干涉波导被定位并配置为将第一模式的光的一部分转换为第二模式的光，使得该第一模式和该第二模式在该干涉波导内相干涉。该干涉波导被配置为使得这些模式对于第一目标波长在该干涉波导与该平板波导之间的接口处为同相并且对于第二目标波长在该接口处为异相。

技术研发人员：M·A·阿博尔
受保护的技术使用者：苹果公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/31