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1. WO2020062704 - LASER AND SILICON OPTICAL CHIP INTEGRATED STRUCTURE

Publication Number WO/2020/062704
Publication Date 02.04.2020
International Application No. PCT/CN2019/070516
International Filing Date 05.01.2019
IPC
G02B 6/12 2006.01
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
6Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
10of the optical waveguide type
12of the integrated circuit kind
CPC
G02B 6/12
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
6Light guides
10of the optical waveguide type
12of the integrated circuit kind
G02B 6/122
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
6Light guides
10of the optical waveguide type
12of the integrated circuit kind
122Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
G02B 6/42
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
6Light guides
24Coupling light guides
42Coupling light guides with opto-electronic elements
H01S 5/30
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
5Semiconductor lasers
30Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
Applicants
  • 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 SHANGHAI INSTITUTE OF MIRCOSYSTEM AND INFORMATION TECHNOLOGY, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES [CN]/[CN]
  • 上海新微科技服务有限公司 SHANGHAI INTERNATIONAL MICRO-TECH AFFILIATION CENTER [CN]/[CN]
Inventors
  • 蔡艳 CAI, Yan
  • 余明斌 YU, Mingbin
Agents
  • 上海骁象知识产权代理有限公司 SHANGHAI XIAOXIANG INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY CO.
Priority Data
201821583235.827.09.2018CN
Publication Language Chinese (ZH)
Filing Language Chinese (ZH)
Designated States
Title
(EN) LASER AND SILICON OPTICAL CHIP INTEGRATED STRUCTURE
(FR) STRUCTURE INTÉGRÉE DE PUCE OPTIQUE EN SILICIUM ET LASER
(ZH) 激光器与硅光芯片集成结构
Abstract
(EN)
A laser and a silicon optical chip integrated structure. The structure comprises a laser chip (1) comprising a first waveguide (13), and a silicon optical chip (2) comprising a second waveguide; the second waveguide and the first waveguide (13) couple light emitted by the laser chip (1) to the silicon optical chip (2); the first waveguide (13) comprises a first inversely tapered waveguide portion (131), a rectangular waveguide portion (132), and a second inversely tapered waveguide portion (133) integrally connected in sequence; the second waveguide comprises a first silicon nitride waveguide (25), a second silicon nitride waveguide (23), and a silicon waveguide (21), wherein each of the first silicon nitride waveguide (25), the second silicon nitride waveguide (23), and the silicon waveguide (21) comprises a first inversely tapered waveguide portion (131), a rectangular waveguide portion (132), and a second inversely tapered waveguide portion (133) integrally connected in sequence. Compared with end face coupling in the prior art, the coupling mode of the laser and the silicon optical chip integrated structure has a lower requirement for the alignment precision in a flip-chip bonding procedure, and still has higher coupling efficiency even under the actual process condition that an alignment error exists.
(FR)
L'invention concerne une structure intégrée de puce optique en silicium et laser. La structure comprend une puce laser (1) comprenant un premier guide d'ondes (13) et une puce optique en silicium (2) comprenant un second guide d'ondes ; le second guide d'ondes et le premier guide d'ondes (13) couplent la lumière émise par la puce laser (1) à la puce optique en silicium (2) ; le premier guide d'ondes (13) comprend une première partie de guide d'ondes à conicité inverse (131), une partie de guide d'ondes rectangulaire (132) et une seconde partie de guide d'ondes à conicité inverse (133) raccordées d'un seul tenant en séquence ; le second guide d'ondes comprend un premier guide d'ondes en nitrure de silicium (25), un second guide d'ondes en nitrure de silicium (23) et un guide d'ondes en silicium (21), chacun du premier guide d'ondes en nitrure de silicium (25), du second guide d'ondes en nitrure de silicium (23) et du guide d'ondes en silicium (21) comprend une première partie de guide d'ondes à conicité inverse (131), une partie de guide d'ondes rectangulaire (132) et une seconde partie de guide d'ondes à conicité inverse (133) raccordées d'un seul tenant en séquence. Par rapport au couplage de face d'extrémité dans l'état de la technique, le mode de couplage de la structure intégrée de puce optique en silicium et de laser a une exigence inférieure pour la précision d'alignement dans une procédure de liaison par puce retournée et présente toujours une efficacité de couplage plus élevée même dans la condition de traitement réelle selon laquelle il existe une erreur d'alignement.
(ZH)
一种激光器与硅光芯片集成结构,结构包括:激光器芯片(1),激光器芯片(1)包括第一波导(13);硅光芯片(2),硅光芯片(2)包括第二波导,第二波导及第一波导(13)将激光器芯片(1)发出的光耦合至硅光芯片(2)内;第一波导(13)包括依次一体连接的第一倒锥形波导部(131)、矩形波导部(132)及第二倒锥形波导部(133);第二波导包括第一氮化硅波导(25)、第二氮化硅波导(23)及硅波导(21);其中,第一氮化硅波导(25)、第二氮化硅波导(23)及硅波导(21)均包括依次一体连接的第一倒锥形波导部(131)、矩形波导部(132)及第二倒锥形波导部(133)。相比于现有技术中的端面耦合,激光器与硅光芯片集成结构的耦合方式对倒装焊过程中的对准精度要求更低,即使在对准有误差的实际工艺条件下,仍然具有较高的耦合效率。
Also published as
Latest bibliographic data on file with the International Bureau