被施加电压或是电流之后而在第二反射区714中提供一电场。此第二反射区714的反射率藉由此电场被调整，光线因而可传送到第二波导区728。
[0098]在一些实施方式中，光线先由干涉区710进入，然后光线分成不同部份以自第一外部媒介730、第二外部媒介732及/或第二波导区728离开。例如，第一光栅区720的光栅可经设计后使得光栅周期大致上匹配一横向电场(TE)极化光的驻波。类似地，第二光栅区721的光栅可经设计后使得光栅周期大致上匹配一横向磁场(TM)极化光的驻波。藉由控制在光集成电路700中的横向电场(TE)及横向磁场(TM)极化光量，即可控制由光集成电路700到第一外部媒介730及到第二外部媒介732的光量。上述的范例可作为一极化分光器。
[0099]在一些实施方式中，可在第一光栅区720及第一外部媒介730之间形成一第一层724。此第一层724可保护此光集成电路700及提供第一光栅区720及第一外部媒介730间的一特定距离。在一些实施方式中，可在第二光栅区721及第二外部媒介732之间形成一第二层726。此第二层726可保护此光集成电路700及提供第二光栅区721及第二外部媒介732间的一特定距离。例如，此第一层724可为一外层(cladding)，而此第二层726可为光集成电路700的基材。在另一实例中，该第一层724的折射率可低于第一光栅区720的折射率。
[0100]图7B显示具有多个输入及输出埠的光集成电路701示意图。此光集成电路701包含一第一波导区751、一第二波导区752、一第三波导区753、一第四波导区754、P-N结755-760及795-798、一第一反射区761、一第二反射区762、一第三反射区791、一第四反射区792、一干涉区770及一二维光栅780。此第一波导区751、第二波导区752、第三波导区753、第四波导区754、P-N结755-760及795-798、第一反射区761、第二反射区762、第三反射区791、第四反射区792、干涉区770及二维光栅780的结构可由任何在本发明说明书所描述的对应结构实现，例如在图1A-6所对应的结构。
[0101]在一些实施方式中，由第一波导区751及第三波导区753来的光线会进入干涉区770，然后可被导引至第二波导区752、第四波导区754或由ζ方向(圆点764所示)离开光栅。在一些实施方式中，为了降低由第一波导区751及第三波导区753来的光线的背向反射，可在初始设计时间(或是经由动态地施加电场)就使第一反射区761及第三反射区791的反射率能大致上匹配分别沿着X及I方向行进波在干涉区770内的循环传导衰减系数。
[0102]在一些实施方式中，光线先由第一波导区751进入，然后分别分成到达第二波导区752、第三波导区753、第四波导区752及/或沿着ζ方向(圆点764所示)离开光栅的光线。例如，此光栅区可包含二维光栅780以将光依据波长而分成两个部份，此两个部份分别沿着X及I方向行进。依据另一实例，光栅区可包含二维光栅780，此二维光栅780可相反地将两个分别沿着X及I方向行进的光线组合成一光线。
[0103]在一些实施方式中，藉由将光栅780沿着X及y方向的周期与沿着x及y方向的干涉波分布分别匹配，此二维光栅780可将两个分别沿着X及I方向行进的光线组合成一光线，然后自ζ方向射出。在一些实施方式中，藉由调整沿着X及y方向的干涉波分布(经由施加η掺杂区及ρ掺杂区之间电场)至和光栅780沿着X及y方向的周期分别匹配，此二维光栅780可将两个分别沿着X及y方向行进的光线组合成一光线，然后自ζ方向射出。依据另一实例，此二维光栅780可相反地将来自一行进方向(例如-ζ方向)的光线分成两个光线部份，并将此两个光线部份分别沿着X及I方向传送。
[0104]类似于图7A，在一些实施方式中，可由一 η掺杂区及一 ρ掺杂区在干涉区内提供电场(藉由在η掺杂区及ρ掺杂区之间施加电压或是电流)，而对于分别沿着两个方向行进的两个光线部份进行调变。例如，可在η掺杂区759及ρ掺杂区757之间施加一电压改变其干涉光的波分布，而使该其对于反射率或光栅周期结构的大致上匹配产生变化，从而进行改向或是分光。在一些实施方式中，若部份区域的折射率不需调变，则对应的一或多个掺杂区可被省略。例如，若不需动态调变干涉区770，则可不需要掺杂区756及759。
[0105]图8显示一适于封装的光集成电路800示意图。此光集成电路800包含一边缘发射光源801，例如分布式反馈(DFB)或分布式布拉格反射镜(DBR)激光，日比接(butt-coupled)到一波导803。如图8所示，可随选定地以积体调变器805将光线调变，或是可由边缘发射光源801直接将光线调变。该被调变光被耦合到一以光栅为基础的光耦合器807 (可参见先前图标所叙述范例)。由于自光耦合器807所发出的光线方向可与边缘发射光源801所发射光线方向大致垂直，此光集成电路800可由标准的光学设备进行检测及封装。例如，光集成电路800封装于其上的芯片可接合到一TO金属罐(transistor outlinemetal can)，且光栅可与TO金属罐的光圈或透镜对齐，即可使光线由封装垂直射出。
[0106]图9A所示为一光学装置901的示意图，此光学装置901包含全反射角镜(cornermirror)902以提供高反射率。对于图9A所述内容可应用于本发明任一反射区。一般而言，光通过光栅区920，且入射到角镜902的端面931a及931b。由于入射到端面931a及931b的光线超过临界角，光线大致上会因全反射而反射回，达成高反射率。
[0107]图9B所示为一光学装置903的示意图，此光学装置903包含圆形或是椭圆形端面904以提供部份反射率或高反射率。对于图9B所述内容可应用于本发明任一反射区。一般而言，光通过弯曲的光栅区921，且入射到端面904。在一些实施方式中，端面904可镀上金属层以提供高反射率。由于弯曲端面904具有高反射率，因此弯曲端面904可将光线重新聚焦回波导区。
[0108]图9C所不为一光学装置905的不意图，此光学装置905包含分布式布拉格反射镜(DBR)906以提供高反射率。对于图9C所述内容可应用于本发明任一反射区。一般而言，光通过光栅区922，且入射到分布式布拉格反射镜(DBR)906。在一些实施方式中，分布式布拉格反射镜(DBR)906可经设计而对于特定波长光线提供高反射率。
[0109]图9D所示为一光学装置907的示意图，此光学装置907包含端面908以提供部份反射率或高反射率。对于图9D所述内容可应用于本发明任一反射区。一般而言，光通过光栅区923，并且入射到端面908上，且在部分实施例中可不任何附加的镀层。在一些实施方式中，端面908可镀上一或多层材料以增加反射率。例如，端面908可镀上一金属层以增加反射率。再者，端面908也可镀上多层介电质层以增加对于一波长范围内的反射率。此外，此端面908也可先覆上一层四分的一波长介电质层，再镀上一金属层以增加对于一波长范围内的反射率。
[0110]图9E所示为一光学装置909的示意图，此光学装置909包含波纹表面镜936。对于图9E所述内容可应用于本发明任一反射区。一般而言，光过光栅区932，并且入射到波纹表面镜936上，光线被反射后即可形成干涉波分布。
[0111]除了图9A-9E所示反射区外，任何他种反射区(反射器)也可与本发明的光集成电路整合。例如，一反射区可包含异常色散镜(anomalously dispersive mirror)或是波导回路反身寸镜(waveguide loop mirror)。
[0112]图10显示一种设计此光耦合器的流程图，而此设计流程1000可以藉由计算机协同或独立完成。
[0113]在此范例设计流程图中，其第一步骤1002为设计该干涉区。在部份实施方式中，该干涉区的材料，尺寸和基板，可根据实际应用时的光的极化方向、模态、波长、大小和其他的外部耦合器(例如:光纤或波导的大小)的条件决定。
[0114]在此范例设计流程图中，其第二步骤1004为设计光栅的。大致而言，该光栅周期结构的设计须和其干涉区内的干涉光波分布相匹配，同时其他的参数例如:高度、工作周期、光栅形状、覆盖光栅的包层或上述参数组合亦可根据其实际应用的光的波长、模态、大小、入射角或其干涉区的设计来进行优化。
[0115]在此范例设计流程图中，其第三步骤1006为验证该光栅的特性。举例来说，数值模拟工具即可被用来检视1004设计后的结果，并调整其对应的设计参数，直到高指向性及目标远场角度(例如垂直出光)皆达到为止。
[0116]在此范例设计流程图中，其第四步骤1008为设计反射区。在部份实施方式中，数值模拟工具即可被用来辅助设计一具有高反射率(接近100%)的镜面。举例来说，该反射区的设计可为一渐进式波导布拉格(Bragg)结构，一波导式循环反射器，或一介电质镀膜。
[0117]在部份实施方式中，数值仿真系统亦可被用来计算循环传导衰减系数如图2所示。根据该循环传导衰减系数，其靠近入射方向的反射区反射率亦可推得知。在部份实施方式中，一个或多个参杂区亦可被放置于该反射区或干涉区内或周围，并藉由施加外部电压或电流来改变其反射区或干涉区内的光学特性。
[0118]在部份实施方式中，当决定了干涉区的大致设计后，即可根据其对应的干涉波型来进行远离入射端反射区的设计，例如使用一个渐进式分布式布拉格反射镜，或全反射镜面，或介电质或金属镀膜镜面，同时光栅的结构亦可根据该干涉波型来进行设计。在加上光栅后，部分干涉区的参数亦可能随之而变，使得其中的干涉波亦随之变动。此时可利用递归方式(设计，验证，微调，在验证)来进行优化。当光栅，干涉区和远离入射端反射区的设计皆大致底定后，来回传导衰减系数及其相对应的共振条件下相位偏移亦可被决定。此时若有需要，即可根据此系数来进一步调整靠近入射端反射区的反射系数及其设计。
[0119]图11显示一种制作此光耦合器的流程图，而此制作过程1100可以藉由计算机控制的半导体工艺设备协同或独立完成。
[0120]其中，制作光栅区(1102)可藉由互补金氧半导体(CMOS)兼容的工艺来进行制作。举例来说，步进式曝光机，电子束曝光机，接触式曝光机，或其他合适的曝光机来进行光栅的曝光。在进行刻蚀时，干法刻蚀，湿法刻蚀或其他合适刻蚀技术亦可被用来进行光栅的刻蚀。除此之外，亦可在光栅制成前后进行薄膜沉积，例如使用化学气相沉积，电浆式化学沉积，溅镀式沉积或其他合适的薄膜沉积技术来制作薄膜，而此薄膜可用来当作光栅区本身的材料或是光栅区上方的保护层。
[0121]在制作光栅步骤后，亦可选择性采用一道验证步骤(1104)来验证光栅的特性是否符合需求。在部份实施方式中，此验证步骤可在以切割的芯片或全晶圆上实施。在部份实施方式中，光可藉由光栅耦合进波导中，再经由波导的另一端藉由另一个光栅耦合出射，藉由测量入射光及反射光的变化及可推知该光栅的特性。在部份实施方式中