用于晶圆级组装的硅光子准直器的制作方法

1.本发明的实施例总体上涉及用于光通信系统的光学组件。


背景技术：

2.硅光子(sip)是使得能够使用硅工艺以硅作为光学介质来制造光学系统的技术。各个光学组件(诸如互连和信号处理组件)可被制造并集成在单个sip器件中。一些sip器件被制造在二氧化硅基底上或硅基底上的二氧化硅层之上，该技术通常被称为绝缘体上硅(soi)。在某些光学系统中，sip器件附接至外部器件以促进光通信。然而，通常难以将sip上的光信号与接收光的外部器件准确地对准。


技术实现要素：

3.本发明的示例实施例总体上涉及用于为晶圆级组件提供硅光子准直器的一个或更多个系统、方法和装置。在本说明书中描述的主题的一些实施例的细节在以下附图和描述中阐明。从描述、附图和权利要求中，主题的其他特征、方面和优点将变得显而易见。
4.在实施例中，一种装置包括硅光子(sip)器件和微光学无源元件。sip器件包括一组光波导。微光学无源元件安装在被蚀刻到sip器件的硅表面中的腔体的边缘上。在一个或更多个实施例中，所述微光学无源元件被配置为在所述一组光波导与外部光学元件之间引导光信号。
5.在一个或更多个实施例中，该装置还包括机械结构，该机械结构便于外部光学元件与微光学无源元件之间的连接或断开连接。
6.在一个或更多个实施例中，该腔体是第一腔体并且该微光学无源元件是第一微光学无源元件。此外，在一个或更多个实施例中，所述装置还包括安装在被蚀刻到sip器件的硅表面中的第二腔体的边缘上的第二微光学无源元件。
7.在一个或更多个实施例中，该微光学无源元件被配置成将光信号引导至一个或更多个透镜。另外，在一个或更多个实施例中，一个或更多个透镜向外部光学元件提供光信号。
8.在一个或更多个实施例中，该微光学无源元件被配置成将该组光波导与外部光学元件光学地联接。
9.在一个或更多个实施例中，该微光学无源元件被配置成可移除地连接至外部光学元件。
10.在一个或更多个实施例中，sip器件是硅光学芯片。
11.在一个或更多个实施例中，该微光学无源元件是光转向准直器。
12.在一个或更多个实施例中，外部光学元件包括光纤。
13.在一个或更多个实施例中，外部光学元件是另一sip器件。
14.在一个或更多个实施例中，外部光学元件是光学多路复用器件。
15.在另一个实施例中，提供了一种方法。该方法提供了将腔体蚀刻至与一组光波导
相关联的硅晶圆中。所述方法还提供将微光学无源元件安装到所述腔体的边缘上，其中所述微光学无源元件被配置为在所述一组光波导与外部光学元件之间引导光信号。该方法还提供了切割该硅晶圆以形成包括该微光学无源元件的光学装置。
16.在一个或更多个实施例中，该方法还包括经由该微光学无源元件将该光学装置附接至光纤。
17.在一个或更多个实施例中，该方法还包括经由微光学无源元件将光学装置附接至硅光子(sip)器件。
18.在一个或更多个实施例中，该腔体是第一腔体，该微光学无源元件是第一微光学无源元件，并且该方法还提供蚀刻第二腔体到该硅晶圆中。在一个或更多个实施例中，该方法进一步提供将第二微光学无源元件安装到该第二腔体的边缘上。
19.在一个或更多个实施例中，该光学装置是第一光学装置，并且切割包括将该硅晶圆切割以形成包括第一微光学无源元件的第一光学装置以及包括第二微光学无源元件的第二光学装置。
20.在一个或更多个实施例中，该方法进一步提供将光信号引导至一个或更多个透镜。另外，在一个或更多个实施例中，该方法进一步提供经由该一个或更多个透镜将光信号提供给外部光学元件。
21.在又一个实施例中，一种装置包括硅光子(sip)器件、微光学无源元件以及外部光学元件。sip器件包括一组光波导。微光学无源元件安装在被蚀刻到sip器件的硅表面中的腔体的边缘上。外部光学元件安装到微光学无源元件上。在一个或更多个实施例中，所述微光学无源元件被配置为在所述一组光波导与所述外部光学元件之间引导光信号。
22.在一个或更多个实施例中，sip器件是硅光学芯片。在一个或更多个实施例中，该微光学无源元件是光转向准直器。
23.以上概述仅是出于概述一些示例实施例的目的而提供的，以便提供对本发明的某些方面的基本理解。因此，应当理解的是，上述实施例仅是示例并且不应被解释为以任何方式缩小本发明的范围或精神。应当理解，本发明的范围除了这里概述的实施例之外还包括许多可能的实施例，其中一些将在下面进一步描述。
附图说明
24.因此已经概括地描述了本公开，现在将参考附图，这些附图不一定按比例绘制，并且其中：
25.图1示出了根据本公开的一个或更多个实施例的与用于晶圆级组件的硅光子准直器相关联的示例性系统；
26.图2示出了根据本公开的一个或更多个实施例的与用于晶圆级组件的硅光子准直器相关联的另一个示例性系统；
27.图3示出了根据本公开的一个或更多个实施例的与用于晶圆级组件的硅光子准直器相关联的又一个示例性系统；
28.图4示出了根据本公开的一个或更多个实施例的与用于晶圆级组件的硅光子准直器相关联的又一个示例性系统；
29.图5示出了根据本公开的一个或更多个实施例的与硅光子芯片相关联的系统；
30.图6是示出了根据本公开的一个或更多个实施例的用于制造用于晶圆级组件的硅光子准直器的示例方法的流程图；
31.图7是示出了根据本公开的一个或更多个实施例的用于经由硅光子准直器提供光通信的示例方法的流程图；
32.图8是示出了根据本公开的一个或更多个实施例的用于经由硅光子准直器提供光通信的另一示例方法的流程图；以及
33.图9示出了根据本公开的一个或更多个实施例的可以嵌入在通信系统中的示例计算系统。
具体实施方式
34.现在将参考附图在下文中更全面地描述示例实施例，在附图中示出了一些但不是所有实施例。实际上，这些实施例可以采取许多不同的形式并且不应被解释为局限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例以使得本公开将满足适用的法律要求。相同的参考标号始终表示相同的元件。在本文中可使用的术语“示例性”和“示例”并非被提供为传达任何定性评估，而是仅仅传达示例的说明。如本文所使用的，术语
‘
基本上’和
‘
大致’是指制造和/或工程标准内的容差。因此，任何这样的术语的使用不应被认为限制本发明的实施例的精神和范围。
35.硅光子(sip)是使得能够使用硅工艺以硅作为光学介质来制造光学系统的技术。各个光学组件(诸如互连和信号处理组件)可被制造并集成在单个sip器件中。一些sip器件被制造在二氧化硅基底上或硅基底上的二氧化硅层之上，该技术通常被称为绝缘体上硅(soi)。
36.在某些光学系统中，sip器件附接至外部器件以便于光通信。然而，通常难以将sip上的光信号与接收光的外部器件准确地对准。例如，光信号的远距离传输通常在光纤内进行。当在sip器件中生成或处理光信号以便通过光纤传输时，需要将光耦合在sip器件与光纤之间。sip器件与光纤之间的这种耦合通常是困难的，因为sip器件内的波导通常包括比光纤更小的直径。因此，“外界与芯片(world-to-chip)”的接口问题经常出现在sip技术中，在sip技术中，si线波导与光纤之间的光耦合通常是低效的，反之亦然。
37.传统上讲，对于光纤到芯片的耦合，采用了使用光斑尺寸的转换器(ssc)或光栅耦合器的光纤耦合技术。然而，用于光纤到芯片耦合的光栅耦合器通常为某些光学应用提供窄带宽和/或不期望的偏振灵敏度。此外，用于光纤到芯片耦合的ssc和光栅耦合器通常通过粘接剂接合技术附接至芯片，这导致硅通信芯片具有与其附接的光纤束，导致处理和/或将芯片组装到其他光学系统上的复杂性增加。此外，用于传统sip器件的晶圆通常被切割(例如，完全切穿)以创建晶圆的边缘以暴露波导面和/或便于sip器件与外部器件的对接附接。
38.因此，为了解决这些和/或其他问题，在此公开了一种用于晶圆级组装的sip准直器。sip准直器例如是硅光学芯片与一个或更多个光纤(例如，光纤束)之间的互连以提供可连接/可断开连接的链路(例如，硅光学开关与一个或更多个光纤之间的连接器)。在一个或更多个实施例中，sip准直器是安装在硅光学芯片的表面上的微光学无源元件。另外，在一个或更多个实施例中，sip准直器使从硅光学芯片上的一个或更多个波导发出的光偏转和/
或准直，从而产生光束阵列(例如，准直光束阵列)。光束阵列可以是，例如，准直和垂直光束的阵列，该光束阵列可以由准直器捕获，该准直器被配置成将准直光束聚焦到具有特定插入损耗值(例如，从芯片到光纤0.5至0.7db的建模值)的单模光纤的末端上。在一个或更多个实施例中，准直器可以将光束阵列提供到一个或更多个光纤(例如，一个或更多个单模光纤)上。根据各种实施例，sip准直器安装在被蚀刻至硅光学芯片的表面中的腔体(例如，沟槽)的边缘上。在一个或更多个实施例中，sip准直器可以在sip器件的晶圆级组装过程中在晶圆级被安装至硅光学芯片的表面。例如，在一个或更多个实施例中，sip准直器可以在硅光学芯片被切割之前在晶圆级被安装。在一个或更多个实施例中，可以对sip器件的晶圆级执行sip器件的光学测试(例如，光波评估)。附加地或替代地，在一个或更多个实施例中，硅光学芯片的表面可以包括具有对应的sip准直器的多个腔体(例如，多个沟槽)，使得可以提供用于sip器件的多个sip准直器。在此所公开的一个或更多个实施例中，可连接/可断开连接的链接元件被设置在sip芯片与光纤之间以便促进在方便的时间连接光纤(例如，用于在组装之前、在系统已经被完全组装之后测试，等等)，同时还使人与连接至sip芯片的光纤束的相互作用最小化。
39.因此，与常规sip器件相比，在此公开的实施例提供了用于制造sip器件的改进的成本效率。此外，与常规sip器件相比，本文公开的实施例提供了用于sip器件的改进的光通信性能。
40.图1示出了根据本公开的一个或更多个实施例的系统100。在一个或更多个实施例中，系统100可以是与sip技术相关的光学系统(例如，光通信系统)。例如，在实施例中，系统100可以是与用于光通信的sip技术相关的光学组件(例如，小型光学组件)。系统100包括sip器件102和微光学无源元件104。在一个或更多个实施例中，sip器件102可以是硅光学芯片。在某些实施例中，sip器件102可以是sip发射器。可替代地，在某些实施例中，sip器件102可以是sip接收器。可替代地，在某些实施例中，sip器件102可以是sip收发器。此外，在一个或更多个实施例中，sip器件102包括一组光波导106。该组光波导106可以是被配置成经由sip器件102传输(例如，传播)光的一个或更多个结构。在一个或更多个实施例中，该组光波导106的折射率可大于sip器件102(例如，sip器件102的表面)的折射率。在一个或更多个实施例中，来自该组光波导106的光波导可包括芯105和包层107。光可以经由芯105传输。此外，包层107可以是用于芯105的周围介质，其不与光的传输相关联。芯105可包括比包层107更高的折射率。在实施例中，芯105可以包括硅。另外，包层107可包含二氧化硅或氮化硅。然而，应理解，在某些实施例中，芯105和/或包层107可包括不同类型的材料，使得芯105包括比包层107高的折射率。
41.在一个或更多个实施例中，微光学无源元件104是光转向准直器。在实施例中，微光学无源元件104可以被配置为聚焦器。在一个或更多个实施例中，微光学无源元件104可被配置为提供sip器件102与一个或更多个外部器件(例如，一个或更多个光纤器件和/或一个或更多个光纤)之间的互连。例如，在一个或更多个实施例中，微光学无源元件104可以被配置成使从该组光波导106接收的光偏转和/或准直。在一个或更多个实施例中，微光学无源元件104可以被配置为响应于接收来自该组光波导106的光而提供光束阵列。例如，在一个或更多个实施例中，微光学无源元件104可以被配置成引导从该组光波导106接收的光以形成光束阵列。在一个或更多个实施例中，微光学无源元件104可包括透镜阵列，该透镜阵
列将从该组光波导106接收的光聚焦以形成光束阵列。例如，透镜阵列可以是准直透镜阵列，该准直透镜阵列对从该组光波导106接收的光进行准直以形成光束阵列。在一个或更多个实施例中，微光学无源元件104的透镜阵列可以是微透镜阵列。
42.在一个或更多个实施例中，响应于光向该组光波导106的传输，微光学无源元件104可以被配置成从光纤器件和/或一个或更多个光纤接收光束阵列。例如，在一个或更多个实施例中，微光学无源元件104可以被配置成引导从一组光纤器件和/或一个或更多个光纤接收的光以形成光束阵列和/或将该光束阵列传递至该组光波导106。在一个或更多个实施例中，微光学无源元件104可以包括透镜阵列，该透镜阵列将作为形成的光束阵列从光纤器件和/或一个或更多个光纤接收的光聚焦到该组光波导106。例如，透镜阵列可为准直透镜阵列，所述准直透镜阵列将从光束阵列接收的光准直到该组光波导106。在一个或更多个实施例中，微光学无源元件104的透镜阵列可以是微透镜阵列。例如，透镜阵列可以是聚焦透镜阵列，该聚焦透镜阵列将作为光束阵列从一组光纤接收的光朝向该组光波导106聚焦。在一个或更多个实施例中，微光学无源元件104的透镜阵列可以是微透镜阵列。
43.微光学无源元件104的一部分可安装在sip器件102的包层107上方的表面109上。例如，微光学无源元件104的一部分可朝向该组光波导106对准。另外或替代地，在某些实施例中，微光学无源元件104的另一部分可安装在sip器件102的表面108上。另外，微光学无源元件104的另一部分可在腔体110内。在一个或更多个实施例中，该组光波导106可以位于sip器件102的表面109下方。例如，包层107可位于sip器件102的表面109下方。因此，微光学无源元件104可安装在腔体110的边缘上以接近该组光波导106的提供光进入/退出该组光波导106的波导面(例如，以接近芯105)。腔体110可以是被蚀刻到sip器件102的表面108和/或表面109中的沟槽。例如，腔体110可以经由蚀刻工艺(例如，与等离子体相关联的干法蚀刻工艺或与化学品相关联的湿法蚀刻工艺)来形成，该蚀刻工艺去除表面108和/或表面109的一个或更多个层以形成腔体110。在另一个示例中，腔体110可以经由激光工艺形成，该激光工艺去除表面108和/或表面109的一个或更多个层以形成腔体110。在又一实施例中，可经由与sip器件102的形成相关联的三维(3d)印刷工艺来形成腔体110。在实施例中，腔体110可以包括在sip器件102的表面108和/或表面109下方的一组壁和底面。此外，在实施例中，该组光波导106的至少一部分可以形成腔体110的壁的一部分。例如，腔体的壁可包括该组光波导106和sip器件102的一部分。此外，在实施例中，该组光波导106的至少一部分可以形成腔体110的边缘。在一个或更多个实施例中，微光学无源元件104的一部分可以在腔体110内，使得微光学无源元件104安装在腔体110的边缘上，该边缘由该组光波导106的至少一部分形成。例如，微光学无源元件104的一部分可与形成腔体110的壁的一部分的该组光波导106的至少一部分对准。在一个或更多个实施例中，微光学无源元件104可以被成形为符合腔体110的形状并且允许向微光学无源元件104提供该组光波导106。在一个或更多个实施例中，在sip器件102的晶圆级组装期间，微光学无源元件104可以在晶圆级被安装至sip器件102的表面108和/或表面109。例如，在一个或更多个实施例中，可在切割sip器件102之前在晶圆级安装微光学无源元件104。在某些实施例中，腔体110是第一腔体并且微光学无源元件104是第一微光学无源元件。此外，在某些实施例中，至少第二微光学无源元件可安装在被蚀刻到sip器件102的表面108和/或表面109中的至少第二腔体的边缘上。
44.图2示出了根据本公开的一个或更多个实施例的系统100’。系统100’可以是系统
100的替代实施例。系统100’包括sip器件102、微光学无源元件104、反射镜202和光学元件204。sip器件102包括一组光波导106。此外，腔体110被蚀刻到sip器件102的表面108和/或表面109中。在实施例中，系统100’可以是用于促进光通信的光耦合系统。在一个或更多个实施例中，微光学无源元件104可以被安装在腔体110的边缘上。此外，微光学无源元件104可以被配置为在该组光波导106与光学元件204之间引导光信号。在一个或更多个实施例中，光学元件204包括一个或更多个光纤206。
45.反射镜202可经由机械结构203安装在距微光学无源元件104一定距离处。例如，机械结构203可便于反射镜202和/或光学元件204与微光学无源元件104的连接或断开连接。在实施例中，机械结构203可以是便于光纤物理放置和/或保持以提供光互连的机械装置(例如，光连接器)。另外，在一个或更多个实施例中，机械结构203可在反射镜202与微光学无源元件104之间提供间隙区域205(例如，空气间隙、空间等)。在实施例中，反射镜202可偏转由微光学无源元件104提供的光束阵列。例如，在一实施例中，反射镜202可捕捉由微光学无源元件104提供的光束阵列。此外，反射镜202可将光束阵列偏转到光学元件204上，反之亦然。在一个或更多个实施例中，光束阵列可以是例如可由反射镜202捕获和/或由反射镜202偏转到光学元件204上的准直光束和/或垂直光束阵列。在一个实施例中，反射镜202可将光束阵列偏转特定角度(例如，90度)至光学元件204上。应当理解，光束阵列可以替代地在相反方向上传输。在某些实施例中，反射镜202可以是将光束阵列偏转到光学元件204上的棱镜(例如，棱镜反射镜)。在某些实施例中，反射镜202可以是具有透镜的棱镜(例如，棱镜反射镜)，该透镜使来自一个或更多个光纤206的光束阵列偏转和准直，从而代替光学元件204。另外，在某些实施例中，反射镜202可配置有特定插入损耗值(例如，从光纤到芯片和从芯片到光纤在0.5至0.7db的范围内的低插入损耗值)，以便于将光束阵列偏转到光学元件204和一个或更多个光纤206上。
46.光学元件204可以是准直从一个或更多个光纤206发出/进入一个或更多个光纤206中的光束的光学元件(例如，外部光学元件、聚焦器等)。光学元件204和/或反射镜202可被配置为可移除地连接至微光学无源元件104。例如，光学元件204可以是相对于反射镜202和/或微光学无源元件104可插入的光学连接器。在一个实施例中，光学元件204可以包括一个或更多个准直透镜和/或机械结构(例如，机械光纤块)。在一个或更多个实施例中，光学元件204可以被配置成用于为sip器件102、微光学无源元件104和/或反射镜202提供光学输入和/或光学输出。在实施例中，光学元件204可以是光纤元件。例如，在实施例中，光学元件204可以是便于光纤通信的收发器器件(例如，光收发器)。
47.微光学无源元件104可被配置成使一组光波导106与反射镜202和/或光学元件204对准。例如，在一个或更多个实施例中，微光学无源元件104可以被配置为将一组光波导106与光学元件204光学链接。微光学无源元件104还可被配置成可移除地连接至反射镜202和/或光学元件204。在一个实施例中，光学元件204可将光束阵列(例如，由微光学无源元件104提供的光束阵列)提供到一个或更多个光纤206上。例如，在一个或更多个实施例中，光学元件204可位于可插拔光连接器内，该可插拔光连接器具有一组针脚以便于一个或更多个光纤206和该组光波导106之间的连接。一个或更多个光纤206可以被配置成发射红外光脉冲。在某些实施例中，一个或更多个光纤206可以是一个或更多个单模光纤。在某些实施例中，一个或更多个光纤206可以是光纤束。然而，应理解，在某些实施例中，可以不同的方式实施
一个或更多个光纤206，以便于由微光学无源元件104提供的光束阵列的通信。在某些实施例中，光学元件204可以是另一sip器件。在某些实施例中，光学元件204可以是光学多路复用器件(例如，光学多路复用器器件或光学解多路复用器器件)。在一个或更多个实施例中，光学元件204可以被配置成经由粗波分复用(cwdm)、密集波分复用(dwdm)、相干光传输和/或另一类型的光通信技术来提供光通信。例如，在实施例中，光学元件204可以是与cwdm技术相关联的cwdm光模块(例如，可插拔cwdm复用器组件、可插拔cwdm解复用器组件等)。在另一实施例中，光学元件204可以是与dwdm技术相关联的dwdm光模块(例如，可插拔dwdm复用器组件、可插拔dwdm解复用器组件等)。在又一实施例中，光学元件204可以是与相干光传输相关联的相干光模块(例如，可插拔相干光学复用器组件、可插拔相干光学解复用器组件等)。在某些实施例中，光学元件204可包括反射镜202。在某些实施例中，光学元件204可相对于微光学无源元件104直接对准。另外，在某些实施例中，光学元件204可直接安装到微光学无源元件104上。
48.图3示出了根据本公开的一个或更多个实施例的系统100”。系统100”可以是系统100和/或系统100’的替代实施例。系统100”包括sip器件102、微光学无源元件104、反射镜202、光学元件204、一个或更多个光纤206以及电子集成电路(eic)302。在实施例中，系统100”可以是多芯片模块(mcm)。图3的sip器件102包括一组光波导106。此外，腔体110被蚀刻到sip器件102的表面108和/或表面109中。在实施例中，系统100”可以是用于促进光通信的光耦合系统。在一个或更多个实施例中，微光学无源元件104可以被安装在腔体110的边缘上。在实施例中，eic 302可以是便于经由sip器件102进行光通信的集成电路。在一个或更多个实施例中，eic 302可控制经由该组光波导106的光的传输。例如，在一个或更多个实施例中，eic 302可被配置作为经由一组光波导106传输光的驱动器。在某些实施例中，eic 302可包括被配置成放大经由一个或更多个光纤206传输和/或经由光电二极管(未示出)接收的一个或更多个信号(例如，传入数据)的放大器。在某些实施例中，eic 302可被配置成通过驱动激光器开/关或通过驱动调制输入到调制器中的光的调制器来驱动调制光生成。在某些实施例中，eic 302可被配置成用于sip器件102的逻辑处理、数字信号处理和/或控制。在某些实施例中，eic 302可被配置成对存储与一个或更多个收发器操作、一个或更多个发射器操作和/或一个或更多个接收器操作相关联的数据的一组寄存器进行管理。
49.图4示出了根据本公开的一个或更多个实施例的系统100
”’
。系统100
”’
可以是系统100、系统100’和/或系统100”的替代实施例。系统100
”’
包括sip器件102和微光学无源元件104。此外，腔体110被蚀刻到sip器件102的表面108和/或表面109中。在实施例中，系统100
”’
可以是用于促进光通信的光耦合系统。在一个实施例中，微光学无源元件104包括一个或更多个透镜402。一个或更多个透镜402可例如向外部光学元件(例如，光学元件204)提供光信号404。光信号404可以是例如与光通信相关联的一个或更多个光束。在实施例中，一个或更多个透镜402可以是校准从一组光波导106接收的光以形成光信号404(例如，光束阵列)的透镜阵列。例如，一个或更多个透镜402可为准直透镜阵列，所述准直透镜阵列对从一组光波导106接收的光进行准直以形成光信号404(例如，光束阵列)。在替代实施例中，一个或更多个透镜402可以是将光(例如，光束、光信号的阵列)聚焦到该组光波导106上的透镜阵列。例如，一个或更多个透镜402可以是将光(例如，光束、光信号的阵列)聚焦到一组光波导106上的聚焦透镜阵列。在一个或更多个实施例中，一个或更多个透镜402可以是微透镜
阵列。在实施例中，微光学无源元件104可以被安装到腔体110的边缘406上(例如，与sip器件102的表面108和/或表面109相反)。在某些实施例中，sip器件102可包括穿硅过孔(tsv)408以便于sip器件102与安装到sip器件102的表面(例如，sip器件102的表面410或sip器件102的表面108和/或表面109)的另一电子部件(例如，基底、可编程接口控制器、微控制器等)之间的电连接(例如，垂直电连接)。应当理解，在系统100
”’
的某些实施例中，光信号404(例如，光束阵列)可由机械结构203捕获，而无需光转向镜(例如，反射镜202)的偏置。
50.图5示出了根据本公开的一个或更多个实施例的系统500。系统500包括晶圆502。晶圆502可以是例如硅晶圆。晶圆502可以包括具有相应附接的准直器芯片的一个或更多个sip芯片。例如，在图5所示的实施例中，晶圆502包括具有附接的准直器芯片505a的sip芯片504a、具有附接的准直器芯片505b的sip芯片504b、具有附接的准直器芯片505c的sip芯片504c和具有附接的准直器芯片505d的sip芯片504d。sip芯片504a可以如以上关于系统100、系统100’、系统100”、或系统100
”’
所描述的那样被配置。类似地，sip芯片504b、sip芯片504c和sip芯片504d也可以如以上关于系统100、系统100’、系统100”或系统100
”’
所描述的那样配置。在一个或更多个实施例中，可以相对于晶圆502执行切割操作506和/或切割操作508以分离sip芯片504a、sip芯片504b、sip芯片504c和/或sip芯片504d。例如，在一实施例中，可相对于晶圆502执行切割操作506以将sip芯片504a和sip芯片504c与sip芯片504b和sip芯片504d分离。在另一实施例中，可相对于晶圆502执行切割操作508以将sip芯片504a与sip芯片504c分离和/或将sip芯片504b与sip芯片504d分离。在另一实施例中，切割操作506可产生第一光学装置(例如，具有sip芯片504a的第一晶圆)、第二光学装置(例如，具有sip芯片504b的第二晶圆)、第三光学装置(例如，具有sip芯片504c的第三晶圆)和/或第四光学装置(例如，具有sip芯片504d的第四晶圆)。在某些实施例中，切割操作506和/或切割操作508可以包括对晶圆502进行划线和分离。在替代实施例中，切割操作506和/或切割操作508可以使用机械锯切(例如，经由切割锯)来分离晶圆502。在替代实施例中，切割操作506和/或切割操作508可以使用激光切割(例如，经由激光)分离晶圆502。这样，可以提供封装的模块组件，以例如允许准直器在晶圆级连接到芯片上。此外，因此可以在晶圆级对芯片执行一个或更多个光学测试。在某些实施例中，sip芯片504a包括蚀刻到sip器件的表面中的第一腔体和安装在第一腔体的边缘上的第一微光学无源元件。此外，在某些实施例中，sip芯片504b包括蚀刻到sip器件的表面中的第二腔体和安装在第二腔体的边缘上的第二微光学无源元件。此外，在某些实施例中，sip芯片504c包括蚀刻到sip器件的表面中的第三腔体和安装在第三腔体的边缘上的第三微光学无源元件。此外，在某些实施例中，sip芯片504d包括蚀刻到sip器件的表面中的第四腔体和安装在第四腔体的边缘上的第四微光学无源元件。
51.下面参照流程图图示描述本公开的实施例。因此，应当理解，在某些实施例中，流程图图示的框中的一个或更多个可以以计算机程序产品、完全硬件实施例、硬件和计算机程序产品的组合、和/或执行可互换地使用的指令、操作、步骤和类似词语的装置、系统、计算设备/实体、计算实体等的形式来实现。因此，框图和流程图图示支持用于执行指定的指令、操作或步骤的实施例的各个组合。
52.图6是示出了根据本公开的一个或更多个实施例的用于制造用于晶圆级组装的硅光子准直器的示例性方法600的流程图。应当理解，流程图的每个框以及流程图中的框的组
合可以通过各种方式实现。在一些示例实施例中，可以如下所述修改或进一步放大本文中的操作中的某些操作。此外，在一些实施例中，还可以包括附加的可选操作。应当理解，本文描述的修改、可选添加或扩充中的每一个可以单独地或与本文描述的特征之中的任何其他特征组合地与本文的操作一起被包括在。在一个或更多个实施例中，在操作602，在与一组光波导相关联的硅晶圆中蚀刻腔体。例如，可以经由蚀刻工艺(例如，与等离子体相关联的干法蚀刻工艺或与化学品相关联的湿法蚀刻工艺)形成腔体，该蚀刻工艺去除硅晶圆的一个或更多个层以形成腔体。在另一示例中，可经由激光工艺形成腔体，激光工艺去除硅晶圆的一个或更多个层以形成腔体。在又一个实施例中，该腔体可以经由3d印刷工艺形成。在一个或更多个实施例中，在操作604，将微光学无源元件安装到腔体的边缘上，该微光学无源元件被配置成在该组光波导与外部光学元件之间引导光信号。在实施例中，该微光学无源元件可以经由粘合剂接合技术安装到腔体的边缘上。在一个或更多个实施例中，在操作606，硅晶圆被切割以形成包括微光学无源元件的光学装置。在某些实施例中，硅晶圆的切割可包括晶圆502的划线和分离。在替代实施例中，硅晶圆的切割可以使用机械锯切(例如，经由切割锯)分离硅晶圆。在替代实施例中，硅晶圆的切割可以使用激光切割(例如，经由激光)分离硅晶圆。因此，在切割硅晶圆之前，可在晶圆级安装微光学无源元件。在一个或更多个实施例中，方法600还包括经由微光学无源元件将光学装置附接至光纤。在一个或更多个实施例中，方法600还包括经由微光学无源元件将光学装置附接至硅光子(sip)器件。在一个或更多个实施例中，该腔体是第一腔体，该微光学无源元件是第一微光学无源元件，并且该方法600还包括将第二腔体蚀刻到该硅晶圆中和/或将第二微光学无源元件安装到第二腔体的边缘上。在一个或更多个实施例中，该光学装置是第一光学装置，且该切割包括切割该硅晶圆以形成包含第一微光学无源元件的第一光学装置以及包含第二微光学无源元件的第二光学装置。在一个或更多个实施例中，方法600进一步包括将光信号引导至一个或更多个透镜和/或经由一个或更多个透镜将光信号提供至外部光学元件。
53.图7是示出了根据本公开的一个或更多个实施例的用于经由硅光子准直器提供光通信的示例方法700的流程图。应当理解，流程图的每个框以及流程图中的框的组合可以通过各种方式实现。在一些示例实施例中，可以如下所述修改或进一步放大本文中的操作中的某些操作。此外，在一些实施例中，还可以包括附加的可选操作。应当理解，本文描述的修改、可选添加或扩充中的每一个可以单独地或与本文描述的特征之中的任何其他特征组合地与本文的操作一起被包括。图7中示出的操作可以例如由示例计算系统900(图9中示出)执行。在某些实施例中，计算系统900可被嵌入在eic(例如，eic 302)中。在某些实施例中，计算系统900可以嵌入光学模块(例如，硅光子收发器模块)内。在一些实施例中，计算系统900是嵌入在eic(例如，eic 302)和/或光学模块(例如，硅光子收发器模块)中的固件计算系统。在一个或更多个实施例中，图7中示出的一个或更多个操作可例如由eic(例如，eic 302)执行。在一个或更多个实施方式中，在操作702，计算系统900配置光信号，用于经由硅光子器件的一组光波导传输。在一个或更多个实施例中，在操作704，计算系统900经由该组光波导传输光信号，其中安装在被蚀刻到硅光子器件的硅表面上的腔体的边缘上的微光学无源元件被配置为将来自该组光波导的光信号引导至外部光学元件。
54.图8是示出了根据本公开的一个或更多个实施例的用于经由硅光子准直器提供光通信的示例方法800的流程图。应当理解，流程图的每个框以及流程图中的框的组合可以通
过各种方式实现。在一些示例实施例中，可以如下所述修改或进一步放大本文中的操作中的某些操作。此外，在一些实施例中，还可以包括附加的可选操作。应当理解，本文描述的修改、可选添加或扩充中的每一个可以单独地或与本文描述的特征之中的任何其他特征组合地与本文的操作一起被包括。图8中示出的操作可以例如由示例计算系统900(图9中示出)执行。在某些实施例中，计算系统900可被嵌入在eic(例如，eic 302)中。在某些实施例中，计算系统900可以嵌入光学模块(例如，硅光子收发器模块)内。在一些实施例中，计算系统900是嵌入在eic(例如，eic 302)和/或光学模块(例如，硅光子收发器模块)中的固件计算系统。在一个或更多个实施例中，图8中示出的一个或更多个操作可例如由eic(例如，eic 302)执行。在一个或更多个实施例中，在操作802，计算系统900接收与外部光学元件相关联的光信号，其中安装在被蚀刻到硅光子器件的硅表面上的腔体的边缘上的微光学无源元件被配置为将光信号引导到硅光子器件的一组光波导上。在一个或更多个实施例中，在操作804，计算系统900处理经由该组光波导提供的光信号。
55.图9示出了可以嵌入在eic(例如，eic 302)和/或光学模块(例如，硅光子收发器模块)中的计算系统900。在一些情况下，计算系统900可以是与和光学模块(例如，硅光子收发器模块)相关联的一个或更多个电路模块通信地耦接的固件计算系统，并且被配置为控制该一个或更多个电路模块。例如，计算系统900可以是与一个或更多个电路模块(例如，eic(例如，eic 302)和/或光学模块(例如，硅光子收发器模块))通信地耦接的固件计算系统和/或控制器计算系统。计算系统900可以包括处理器910、存储器电路920和通信电路930或以其他方式与处理器910、存储器电路920和通信电路930通信。在一些实施例中，处理器910(其可以包括多个或协处理器或与处理器相关联的任何其他处理电路)可以与存储器电路920通信。存储器电路920可以包括非瞬态存储器电路并且可以包括一个或更多个易失性和/或非易失性存储器。在一些示例中，存储器电路920可以是被配置为存储可由处理器910检索的数据的电子存储设备(例如，计算机可读存储介质)。在一些示例中，存储在存储器920中的数据可以包括经典的通信协议数据和/或量子通信协议数据等，用于使该装置能够执行根据在此所描述的本发明的实施例的各个功能或方法。
56.在一些示例中，处理器910可以以多种不同方式实施。例如，处理器可以体现为各种硬件处理装置中的一个或更多个，诸如微处理器、协处理器、数字信号处理器(dsp)、控制器或者具有或者不具有伴随的dsp的处理元件。处理器910还可实施在各个其他处理电路中，包括集成电路，例如fpga(现场可编程门阵列)、微控制器单元(mcu)、asic(专用集成电路)、硬件加速器或专用电子芯片。此外，在一些实施例中，处理器可以包括被配置为独立地执行的一个或更多个处理核。多核处理器可实现单个物理封装内的多处理。另外或替代地，处理器可包括经由总线串联配置以实现指令的独立执行、管线化和/或多线程的一或更多个处理器。在一些实施例中，处理器910是微处理器。
57.在示例实施例中，处理器910可以被配置成执行存储在存储器电路920中或以其他方式可由处理器910访问的指令，如计算机程序代码或指令。替代地或另外，处理器910可被配置为执行硬编码功能。如此，无论是由硬件或软件指令配置还是由其组合配置，处理器910都可以表示计算实体(例如，物理地体现在电路中)，该计算实体被配置成根据在此描述的本发明的实施例执行操作。例如，当处理器910被具体化为asic、fpga或类似物时，处理器可被配置为用于执行本发明的实施例的操作的硬件。可替代地，当处理器910被实施为执行
软件或计算机程序指令时，这些指令可以具体地将处理器910配置为当执行指令时执行在此描述的算法和/或操作。然而，在一些情况下，处理器910可以是设备(例如，移动终端、固定计算设备、半导体制造设备、机器人设备等)的处理器，所述设备通过使用用于执行本文描述的算法和/或操作的指令进一步配置处理器而被具体地配置成采用本发明的实施例。处理器910可进一步包括时钟、算术逻辑单元(alu)和被配置为支持处理器910的操作的逻辑门，以及其他。
58.计算系统900还可以任选地包括通信电路930。通信电路可以是体现为硬件或硬件和软件的组合的任何装置，其被配置为从网络和/或与计算系统900通信的任何其他设备或模块接收数据和/或向网络和/或与计算系统900通信的任何其他设备或模块发送数据。在这点上，通信接口可包括例如支持硬件和/或软件以实现通信。如此，例如，通信电路930可以包括用于支持经由线缆、通用串行总线(usb)、集成电路接收器或其他机制的通信的通信调制解调器和/或其他硬件/软件。
59.本发明所属领域的技术人员将会想到在此阐述的本发明的许多修改和其他实施例，它们具有在以上描述和相关联的附图中呈现的教导的益处。因此，应当理解的是，本发明并不局限于所公开的具体实施例，并且修改和其他实施例旨在被包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管上述描述和相关附图在元件和/或功能的某些示例性组合的背景下描述了示例性实施方式，但应当理解的是，在不背离所附权利要求的范围的情况下，元件和/或功能的不同组合可由替代实施例提供。在这方面，例如，如可在一些所附权利要求中阐述的，还设想了与上面明确描述的那些元件和/或功能的不同组合。虽然本文采用了特定术语，但是它们仅以一般性和描述性的意义使用，而不是为了限制的目的。