光引擎的制作方法
【专利说明】光引擎
【背景技术】
[0001] 在光学领域中，光学介质的折射率（被表不为"η"）是描述光或任何其它福射如何 传播通过该介质的数值。折射率被定义为辐射的波长和速度相对于它们的真空值如何减小 的因子：当光从一种介质传播至另一种介质时，光改变方向（例如，光被折射）。
[0002] 衍射光栅是具有周期性结构的光学组件，其将光分离并衍射成沿不同方向行进的 数个光束。这些光束的方向依赖于光栅的间距和光的波长，使得光栅用作色散元件。
【附图说明】
[0003] 图1图示用于发射和接收光信号的系统的示例。
[0004] 图2图示光引擎和光发射器的俯视图。
[0005] 图3图示图2中图示的光引擎和光发射器的剖面图。
[0006] 图4图不图2中图不的光引擎的不例。
[0007] 图5图示图4中图示的光引擎的剖面图的示例。
[0008] 图6图示光楔的放大图。
[0009] 图7图示另一光引擎和另一光发射器的俯视图。
[0010] 图8图示图7中图示的光引擎和光发射器的剖面图。
[0011] 图9图示图7中图示的光引擎的示例。
[0012] 图10图示该光引擎的剖面图的示例。
[0013] 图11图示另一光楔的放大图。
[0014] 图12图示光引擎的又一示例。
[0015] 图13图示光引擎的再一示例。
【具体实施方式】
[0016] 光引擎可以包括光波导，其中该光波导夹在具有小于该光波导的折射率的材料的 两层之间，使得光能够通过内部全反射（TIR)传播通过该波导。此外，该光波导可以包括 光栅親合器，该光栅親合器可以将光信号衍射到该光波导内。光信号可以以相对于光波导 的纵轴成大约2°至大约20°的角度被提供给光栅耦合器。此外，光引擎的顶层可以包括 对准座，该对准座可以保证由光发射器提供的光信号以相对于光波导的纵轴不偏斜的方向 (例如，平行或垂直）传播。该光引擎可以包括光信号转向器，该光信号转向器可以使从光 发射器提供的光信号倾斜至大约2°至大约20°的角度，使得从光发射器提供的光信号可 以传播穿过光波导。该光引擎可以减少和/或消除在将光发射器插入对准座中时对光发射 器进行调整的需要。
[0017] 图1图示用于发射和接收光信号的系统2的示例。可以从光发射器4提供光信号。 在一些示例中，可以将光发射器4实现为可以发射K个单模光信号的单模激光器阵列，其中 K是正整数。在其它示例中，可以将光发射器4实现为可以发射K个多模光信号的多模激光 器阵列。
[0018] 光信号可以由光接收器6接收，如由光电检测器接收。联接在光发射器4与光接 收器6之间的光引擎8可以将光信号从光发射器4引导至光接收器6。在一个示例中，光 引擎8可以包括由具有给定折射率（如大约1. 46的折射率）的给定材料形成的层。该给 定材料可以是光学介质。在一个示例中，该给定材料可以被实现为二氧化硅（SiO2)。光引 擎8还可以包括由具有比该给定折射率高的折射率（如大约2. 05的折射率）的材料形成 的光波导10。形成光波导10的材料也可以是光学介质。在一些不例中，光波导10可以由 氮化硅形成（Si 3N4)。在一些示例中，光波导10可以夹在光引擎8的给定材料的层之间。
[0019] 光波导10可以包括光栅耦合器12,光栅耦合器12用于将穿过光引擎8的给定材 料的光信号親合到光波导10内。可以将光栅親合器12实现为例如由与光波导10相同的 材料形成的光栅元件（例如条）的周期性阵列。在一些示例中，光栅耦合器12可以具有大 约50微米的长度，并且每个光栅元件可以具有大约10微米的宽度。在其它示例中，光波导 10的宽度和/或每个光栅元件的宽度可以根据从光发射器4发射的光信号的波长变化。
[0020] 光引擎8的给定材料的第一层14可以包括用于光发射器14的对准座16。对准 座16可以被实现为例如槽（例如腔），该槽具有仅比光发射器4稍大（例如，约稍大3-4微 米）的宽度。以此方式，光发射器4可以相对于光栅耦合器12的位置以特定的位置安置在 对准座16中。光发射器4可以将光信号以相对于光波导10的纵轴18不倾斜的角度发射 到光引擎8的给定材料的层14内。例如，在一些示例中，可以以与光波导10的纵轴18垂 直的角度从光发射器4发射光信号。在其它示例中，可以以与光波导10的纵轴18平行的 角度从光发射器4发射光信号。由光发射器4发射的光信号可以表示为箭头20。
[0021] 该光信号可以被接收在嵌入在光引擎8的给定材料的层14中的光信号转向器22 处。光信号转向器22可以被实现为例如被设置为将光从光发射器4重定向至光波导10的 光楔。该光楔可以例如是从光引擎8的给定材料的层14中蚀刻得到的充满空气的槽。在 一些示例中，可以将光信号转向器22实现为蚀刻在光引擎8的对准座16的表面上的光楔 (例如槽）。在这种情况下，光信号转向器22可以接收与光波导10的纵轴18大体垂直发 射的光，并且将朝向光波导10的光栅親合器12的光信号倾斜至相对于与光波导10的纵轴 18垂直的线成大约2°至大约20° (例如8° )的角度。由光信号转向器22倾斜的光信 号可以被表示为箭头24。
[0022] 在其它示例中，可以将光信号转向器22实现为从光引擎8的给定材料的层14中 蚀刻得到的光楔（例如槽）。在这种情况中，光楔可以与对准座16间隔开。在此示例中， 光信号转向器22可以接收以与光波导10的纵轴基本平行的角度从光发射器4发射的光信 号，并且将朝向光波导10的光栅親合器12的光信号倾斜至相对于与光波导10的纵轴18 垂直的角成大约2°至大约20° (例如，大约8° )的角度。
[0023] 光栅親合器12可以衍射被光信号转向器22倾斜的光信号，以使光信号穿过光波 导10。由于光波导10具有比光引擎8的给定材料的折射率大的折射率，所以光信号通过利 用内部全反射（TIR)沿光波导10向光接收器6传播。通过光波导10传播的光信号由箭头 26表不。
[0024] 通过利用系统2,现成的光发射器可以下降到光引擎8内并且自动对准。此外，光 发射器4可以将光信号发射给光接收器6,而不需要精细调整光信号的发射角。
[0025] 图2图示可以被用作例如图1中图示的光引擎8和光发射器4的光引擎100和光 发射器102的俯视图。图3图示沿线A-A截取的光引擎100和光发射器102的剖面图。图 4图示在没有光发射器102的情况下光引擎100的俯视图。图5图示沿线B-B截取的光发 射器102的剖面图。为了简化说明，在图2至图5中采用相同的附图标记，来表示相同的结 构。
[0026] 光引擎100可以被实现为层状光引擎。可以利用例如具