如，可設(shè)想除明確提及的材料之外的其他材料（Si、Si0 2、 A1203、聚合物等）。另外，有源增益區(qū)、波導(dǎo)形狀、錐形形狀等可設(shè)想其他設(shè)計(jì)。
[0146] 附圖標(biāo)記
[0147] 10 晶片
[0148] 20介電層(埋入氧化物）
[0149] 40電子電路(CMOS前端）
[0150] 50接合層
[0151] 62-66有源增益區(qū)
[0152] 62增益區(qū)的上部分
[0153] 64底部接觸層
[0154] 65第一金屬接觸
[0155] 66第二金屬接觸
[0156] 67外延層堆疊
[0157] 70單個(gè)波導(dǎo)
[0158] 70、71、72光子電路(的部分）
[0159] 71、72波導(dǎo)(波導(dǎo)部分）
[0160] 75、76光耦合器(相對(duì)的錐形體）
[0161] 81、82額外的（光柵)光親合器
[0162] 90反射器
[0163] 100片上光學(xué)增益測(cè)量使能器件
[0164] 201、202感測(cè)裝置(光纖或光探測(cè)器）
[0165] 622第一本征半導(dǎo)體
[0166] 624多量子阱區(qū)
[0167] 626第二本征半導(dǎo)體
[0168] 628 p型摻雜半導(dǎo)體
[0169] 640 n型摻雜半導(dǎo)體
[0170] 642第一本征半導(dǎo)體
[0171] 642 n型摻雜半導(dǎo)體
[0172] 644多量子阱區(qū)
[0173] 646第二本征半導(dǎo)體
[0174] 648 p型摻雜半導(dǎo)體
[0175] 650外延層堆疊
[0176] 751、752第一光耦合器75的錐形部分
[0177] 761、762第二光耦合器76的錐形部分
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于光學(xué)增益測(cè)量的光子電路器件（100)，該光子電路器件（100)包含： -基板（10 )，該基板(10)具有光子電路，該光子電路包含一個(gè)或多個(gè)波導(dǎo)(71、72 )，該波 導(dǎo)(71、72)限定沿相同方向?qū)?zhǔn)的兩個(gè)波導(dǎo)部分； -有源增益區(qū)（62-66)，該有源增益區(qū)（62-66)位于該基板的頂部上且耦合在該器件中 以通過電栗送或光學(xué)栗送產(chǎn)生光； -至少兩個(gè)光親合器(75、76)，該光親合器(75、76)布置為該有源增益區(qū)的至少一部分 位于該光耦合器之間，且該光耦合器(75、76)配置為耦合該有源增益區(qū)與所述波導(dǎo)部分之 間的光；以及 -部分反射器(90)，該部分反射器(90)經(jīng)布置以便將沿所述相同方向傳播的光反射回 該增益區(qū)的中心， 且其中，該器件不包含相對(duì)于該有源增益區(qū)與所述部分反射器相對(duì)且配置為將光反射 回該增益區(qū)的該中心的任何其他反射器。2. 如權(quán)利要求1所述的器件，其中該光耦合器(75、76)沿所述相同方向縱向延伸。3. 如權(quán)利要求1或2所述的器件，其中該光耦合器(75、76)各自包含至少一個(gè)錐形部分 (752;762)，所述錐形部分終止波導(dǎo)部分(71、72)或連接至該有源增益區(qū)，且其中，優(yōu)選地， 該錐形部分實(shí)質(zhì)上各自具有拋物線形狀。4. 如權(quán)利要求3所述的器件，其中該光耦合器（75、76)各自包含兩個(gè)錐形部分（751、 752;761、762)，該錐形部分(751、752;761、762)相反取向且重疊，其中該兩個(gè)錐形部分的第 一個(gè)終止各自的波導(dǎo)部分(71、72)，且該兩個(gè)錐形部分的第二個(gè)連接至該有源增益區(qū)。5. 如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的器件，其中該波導(dǎo)部分的每個(gè)包含額外的光耦合器 (81、82 )，該部分反射器(90)位于該光親合器的一個(gè)(76)與這樣的額外的光親合器(82)之 間，其中每個(gè)額外的光耦合器優(yōu)選地位于該波導(dǎo)部分的所述每個(gè)的一端，其與最接近該光 親合器(7 5、76)的該波導(dǎo)部分的所述每個(gè)的另一端相對(duì)。6. 如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的器件，其中該額外的光耦合器(81、82)為光柵耦合 器，該光柵耦合器配置為能夠垂直測(cè)量在所述額外的光耦合器處發(fā)射的光。7. 如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的器件，其中該光子電路為硅光子電路，且其中，優(yōu)選 地，除該光子電路之外，該基板進(jìn)一步包含一電路(40)。8. 如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的器件，其中該波導(dǎo)部分各自直接在該器件的介電層 (20)上延伸，其中，優(yōu)選地，該介電層位于該基板的頂部，且具有超過1微米的厚度。9. 如權(quán)利要求8所述的器件，其中該一個(gè)或多個(gè)波導(dǎo)的每個(gè)與接合層(50)接觸，且優(yōu)選 地該一個(gè)或多個(gè)波導(dǎo)的每個(gè)部分地嵌入該接合層中，且更優(yōu)選地該一個(gè)或多個(gè)波導(dǎo)的每個(gè) 具有與該接合層（50)的表面齊平的一個(gè)表面，所述接合層優(yōu)選為以下的一個(gè)：聚合物； Si02;或Al2〇3或它們的任意組合。10. 如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的器件，其中該增益區(qū)（62-66)包含以下的一個(gè)或多 個(gè):III-V族半導(dǎo)體材料、II-VI族半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體(諸如鍺）、半導(dǎo)體合金(諸如硅鍺）、聚 合物、包含嵌入量子點(diǎn)和/或量子線的材料或量子阱材料，且其中，優(yōu)選地，該增益區(qū)（62-66)為III-V族半導(dǎo)體材料增益區(qū)，該增益區(qū)(62-66)包含： -底部接觸層(64)，該底部接觸層(64)包含第一金屬接觸(65);以及 -上部分（62)，該上部分（62)位于該底部接觸層（64)的頂部，且包含第二金屬接觸 (66)〇11. 如權(quán)利要求10所述的器件，其中該增益區(qū)（62-66)包含外延層堆疊(67)，該外延層 堆疊（67)包括η型摻雜半導(dǎo)體(642)，該η型摻雜半導(dǎo)體(642)的至少部分形成該底部接觸 (64)的至少部分，且其中該外延層堆疊(67)進(jìn)一步包含上堆疊體，該上堆疊體形成該III-V 族半導(dǎo)體材料增益區(qū)的所述上部分(62)的至少部分，且其中該上堆疊體自身包含： -第一本征半導(dǎo)體(622)，該第一本征半導(dǎo)體(622)位于該η型摻雜半導(dǎo)體(642)的頂部 上； -多量子阱區(qū)（624)，該多量子阱區(qū)（624)位于所述第一本征半導(dǎo)體的頂部上； -第二本征半導(dǎo)體(626)，該第二本征半導(dǎo)體(626)位于該多量子阱區(qū)的頂部上；以及 -Ρ型摻雜半導(dǎo)體(628)，該ρ型摻雜半導(dǎo)體(628)位于該第二本征半導(dǎo)體的頂部上。12. 如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的器件，其中： -該光子電路包含兩個(gè)波導(dǎo)，每個(gè)波導(dǎo)限定所述波導(dǎo)部分的一個(gè)；以及 -該光耦合器配置為使一方面該有源增益區(qū)與另一方面該兩個(gè)波導(dǎo)的每個(gè)之間的光能 夠耦合，其中該兩個(gè)光耦合器(75、76)的每個(gè)包含相反取向且重疊的兩個(gè)錐形部分(751、 752;761、762)，且其中： -該兩個(gè)錐形部分的第一個(gè)(752、762)形成該波導(dǎo)部分的一個(gè)的一端；以及 -該兩個(gè)錐形部分的第二個(gè)(751、761)連接至該有源增益區(qū)（62-66)，且優(yōu)選地形成該 有源增益區(qū)（62-66)的部分。13. 如權(quán)利要求1至11的任一項(xiàng)所述的器件，其中該光子電路僅包含一個(gè)波導(dǎo)（70)，該 波導(dǎo)(70)限定該兩個(gè)波導(dǎo)部分(71、72)，所述波導(dǎo)優(yōu)選地具有變化的橫截面，該變化的橫截 面更優(yōu)選地具有中間部分，該中間部分相比于所述波導(dǎo)的外部分具有減小的寬度，該外部 分限定所述兩個(gè)波導(dǎo)部分。14. 一種光學(xué)增益測(cè)量的方法，該方法包含以下步驟： 提供(S10)根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的器件（100)，其中所述兩個(gè)波導(dǎo)部分包 含第一波導(dǎo)部分(71)及第二波導(dǎo)部分(72); 通過電栗送或光栗送激發(fā)(S20)該增益區(qū)（62-66)以在該增益區(qū)中產(chǎn)生(S30)光； 經(jīng)由該光耦合器(75、76)使所產(chǎn)生的光轉(zhuǎn)移(S40)至該兩個(gè)波導(dǎo)部分(71、72)的每個(gè)， 該光在該部分反射器(90)處部分地被反射(S45);以及 感測(cè)(S60)從該第一波導(dǎo)部分(71)發(fā)射的光的該光功率及從該第二波導(dǎo)部分(72)發(fā)射 的光的該光功率兩者，以評(píng)估（S70)該有源增益區(qū)（62-66)的該光學(xué)增益，其中執(zhí)行感測(cè) (S60)以使得： 從該第一波導(dǎo)部分發(fā)射的所述光包含以下兩者： 產(chǎn)生(S40)且直接轉(zhuǎn)移(S40)至第一波導(dǎo)部分的光；以及 產(chǎn)生(S40)、在該部分反射器(90)處反射(S45)、且隨后轉(zhuǎn)移(S40)至該第一波導(dǎo)部分的 光，以及 從該第二波導(dǎo)部分(72)發(fā)射的所述光包含不在該部分反射器(90)處反射(S45)的光。15. 如權(quán)利要求14所述的光學(xué)增益測(cè)量的方法，其中： -所提供的該器件（100)的該波導(dǎo)部分(71、72)的每個(gè)包含額外的光耦合器(81、82)，該 部分反射器(90)位于該光耦合器的一個(gè)(76)與這樣的額外的光耦合器(82)之間，其中每個(gè) 額外的光耦合器(81、82)優(yōu)選地位于該波導(dǎo)部分的所述每個(gè)的一端，其與最接近該光耦合 器的該波導(dǎo)部分的所述每個(gè)的另一端相對(duì);以及 -在該額外的光耦合器的每個(gè)處感測(cè)（S60)發(fā)射的光的該光功率，以評(píng)估(S70)該有源 增益區(qū)（62-66)的該光學(xué)增益， 且其中，優(yōu)選地經(jīng)由光纖(20U202)或位于該額外的光耦合器(81、82)的每個(gè)附近的光 檢測(cè)器執(zhí)行感測(cè)(S60)該光功率的步驟。
【專利摘要】本發(fā)明顯著地涉及用于光學(xué)增益測(cè)量的光子電路器件(100)，其包含：基板(10)，具有光子電路，該光子電路包含限定沿相同方向?qū)?zhǔn)的兩個(gè)波導(dǎo)部分的一個(gè)或多個(gè)波導(dǎo)(71、72)；有源增益區(qū)(62?66)，位于該基板的頂部上且耦合在該器件中，以通過電泵送或光學(xué)泵送產(chǎn)生光；至少兩個(gè)光耦合器(75、76)，經(jīng)布置以使得該有源增益區(qū)的至少一部分位于該光耦合器之間，且配置為耦合位于該有源增益區(qū)與該波導(dǎo)部分之間的光；以及部分反射器(90)，布置為將沿該相同方向傳播的光反射回該增益區(qū)的中心，且其中該器件不包含相對(duì)于該有源增益區(qū)與該部分反射器相對(duì)且配置為將光反射回該增益區(qū)的中心的任何其他反射器。本發(fā)明進(jìn)一步涉及相關(guān)的增益測(cè)量方法。
【IPC分類】H01S5/00, H01S5/026, H01S5/50, H01S5/10
【公開號(hào)】CN105723578
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480060074
【發(fā)明人】J.霍夫里克特
【申請(qǐng)人】國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司
【公開日】2016年6月29日
【申請(qǐng)日】2014年10月7日
【公告號(hào)】DE112014004392T5, WO2015063628A1