CN103874945A - 具有多个从波导接收光信号的光传感器的设备 - Google Patents

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Abstract

设备包括基座上的主波导。该主波导被配置为引导光信号穿过光传输介质。该设备还包括该基座上的多个过渡波导。该过渡波导中的每一个与主波导的终端相交，使得每个过渡波导从该主波导接收光信号的不同部分。该设备还包括位于该基座上的一个或多个光传感器。每个过渡波导将所接收的光部分引导至一个或多个光传感器，使得在一个或多个光传感器处接收光信号部分中的每一个。

Description

具有多个从波导接收光信号的光传感器的设备
相关申请
本申请是在2011年4月15日提交的题目为Device with Multiple LightSensors Receiving Light Signals from a Waveguide并且被整体地结合到本文中的美国专利申请序号13／066,542的延续。
技术领域
本发明涉及光学设备，并且更特别地涉及具有光传感器的设备。
背景技术
光学设备和／或光电子设备的使用在通信应用方面正在增加。在这些应用中的许多应用中，期望使用端接在光传感器处的多模波导，该光传感器检测波导中的光的存在。然而，必须减小所期望的多种光传感器的宽度以便提供具有所期望的速度的光传感器。当这些光传感器与多模波导一起被使用时，多模波导的尺寸常常必须被逐渐变细到允许光传感器提供高速水平的尺寸。这些锥形通常将波导大小从多模减小到单模。因此，由多模波导承载的大量更高阶模从未被光传感器观察到。因此，此布置是效率非常低的。
由于上述原因，存在对多模波导中的高速光感测的需要。
发明内容
设备包括基座上的主波导。该主波导被配置为引导光信号穿过光传输介质。该设备还包括该基座上的多个过渡波导。该过渡波导中的每一个与主波导的终端相交，使得每个过渡波导从该主波导接收光信号的不同部分。该设备还包括位于该基座上的一个或多个光传感器。每个过渡波导将所接收的光部分引导至一个或多个光传感器，使得在一个或多个光传感器处接收光信号部分中的每一个。在一些实例中，总体效果是增加检测器的数值孔径(NA)，使得更大量的光被捕获并被转换成信号。
附图说明
图1A至图1A至图1E图示了具有端接在多个光传感器处的波导的光学设备。图1A是该设备的顶视图。
图1B是沿着图1A中的标记为B的线取得的图1A中示出的设备的截面图。
图1C是沿着图1A中的标记为C的线取得的图1A中示出的设备的截面图。
图1D是沿着图1A中的标记为D的线取得的图1A中示出的设备的截面图。
图1E图示了并联连接的图1A的光传感器。
图2A至图2B图示了设备的另一实施例。图2A是该设备的顶视图。图2B是沿着图2A中的标记为B的线取得的图2A中示出的设备的截面图。
图3是设备的另一实施例的顶视图。
图4是设备的另一实施例的顶视图。
图5A至图5C是设备的不同实施例的截面图。
图6表示根据图5A构造的光传感器与根据图1A至图1D构造的过渡波导(transition waveguide)之间的接口的顶视图。
具体实施方式
光学设备包括基座上的波导。该波导端接在多个过渡波导处，该多个过渡波导被布置成使得每个锥形接收由波导引导的光信号的不同部分。该设备还包括一个或多个光传感器。该光传感器被定位成使得在过渡波导之一处接收的光信号部分中的每一个然后被多个光传感器之一接收。
不同光信号部分中的每一个在不同位置处离开波导。因此，光传感器中的每一个在不同位置处接收从波导的终端离开的光。布置光传感器所以它们接收来自波导的终端处的不同位置的光的能力允许光传感器被布置，所以一部分光传感器接收光信号的基模，而另一部分光传感器接收更高阶模。因此，来自一个或多个光传感器的输出包括基模和更高阶模这两者。增加光传感器的输出中所包括的更高阶模的数量增加了这个输出的效率。进一步地，这种布置允许光传感器具有与更高速光传感器相关联的更窄的结构。因此，可以使用具有高效和高速光感测能力的多模波导。
图1A至图1E图示了具有端接在多个光传感器处的波导的光学设备。图1A是该设备的顶视图。图1B是沿着图1A中的标记为B的线取得的图1A中示出的设备的截面图。图1C是沿着图1A中的标记为C的线取得的图1A中示出的设备的截面图。图1D是沿着图1A中的标记为D的线取得的图1A中示出的设备的截面图。
该设备在被称为平面光学设备的光学设备的种类内。这些设备典型地包括一个或多个波导，其相对于基底或基座固定不动。光信号沿着波导的传播方向通常平行于设备的平面。设备的平面的示例包括基座的顶面、基座的底面、基底的顶面和／或基底的底面。
图示的设备包括从顶面12延伸到底面14的侧面(未示出)。光信号沿着平面光学设备上的波导的长度的传播方向通常延伸穿过设备的侧面10。设备的顶面12和底面14是非侧面。
该设备包括波导16，其从一个或多个光学组件17接收和引导光信号。波导16可以不包括其中在一维或多维上未引导光信号的自由空间区域，该波导16诸如表征中阶梯光栅、星形耦合器、罗兰圆和平板波导(slab waveguide)。
可以在设备上包括的光学组件17的示例包括但不限于选自由以下各项组成的组中的一个或多个组件：穿过其光信号能够进入和／或离开波导的小平面(facet)、穿过其光信号能够从设备的上方或下方进入和／或离开波导的进/出口、用于将多个光信号组合到单个波导上的复用器、用于将多个光信号分离使得在不同的波导上接收不同的光信号的解复用器、光耦合器、光开关、起光信号的源的作用的激光器、用于放大光信号的强度的放大器、用于使光信号的强度衰减的衰减器、用于将信号调制到光信号上的调制器、将光信号转换成电信号的光传感器、以及为穿过设备从设备的底面14了进到设备的顶面12的光信号提供光学通路的通孔(via)。另外，该设备可以可选地包括电组件。例如，该设备可以包括用于将电势或电流施加于波导和／或用于控制光学设备上的其它组件的电连接。
波导16被限定在位于基座20上的光传输介质18中。例如，波导16被沟槽(trench)23所限定的***(ridge)22部分地限定，该沟槽23部分地延伸到光传输介质18中或者延伸穿过光传输介质18。适合的光传输介质包括但不限于硅、聚合物、二氧化硅、SiN、GaAs、InP和LiNbO3。一个或多个包覆层可选地位于光传输介质上。一个或多个包覆层可以用作针对波导16和／或针对该设备的包覆。当光传输介质18是硅时，适合的包覆层包括但不限于硅、聚合物、二氧化硅、SiN、GaAs、InP和LiNbO3。
基座20的邻近于光传输介质18的部分被配置为将来自波导16的光信号反射回到波导16中，以便将光信号约束在波导16中。例如，基座20的邻近于光传输介质18的部分可以是具有比光传输介质18低的折射率的光学绝缘体24。折射率的降低导致来自光传输介质18的光信号反射回到光传输介质18中。基座20可以包括位于基底25上的光学绝缘体24。
如将在以下变得明显的那样，基底25可以被配置为传输光信号。例如，基底25可以用光传输介质18构造，其与光传输介质18不同或者与光传输介质18相同。在一个示例中，该设备被构造在绝缘体上硅晶片(silicon-on-insulator wafer)上。绝缘体上硅晶片包括用作光传输介质18的硅层。绝缘体上硅晶片还包括位于硅基底上的二氧化硅层。二氧化硅层可以用作光学绝缘体24并且硅基底可以用作基底25。
该设备包括两个或更多个过渡波导27，其位于波导16的终端处。波导16的终端位于波导16分路成两个或更多个过渡波导27的地方，如图1A中的标记“终端”所指示的那样。终端不需要是直的，而可以是弯曲的。过渡波导27被布置成使得过渡波导27中的每一个接收光信号的不同部分。因为光信号在过渡波导27之中被分割，所以每个过渡波导27具有相同的波长选择。如根据图1A明显的那样，由过渡波导27中的每一个接收的光信号的部分在不同位置处从波导16的终端离开。因此，每个光信号部分在不同位置处从波导16的终端离开。
该设备还包括多个光传感器。每个过渡波导27将所接收的光信号部分引导至光传感器之一。因此，光传感器中的每一个接收不同的光信号部分。在一些实例中，过渡波导27均将光信号部分之一直接传送至光传感器之一。例如，在波导16和光传感器之间没有出现对光信号部分的附加处理。作为示例，光信号部分不被***、放大、解复用、与另一光信号复用或在波导16和光传感器之间衰减。另外，过渡波导27不与波导16和光传感器之间的其它光波导相交。
如上所述，光传感器适合于与适合于用在通信应用中的波导尺寸一起使用。因此，波导16的适合高度(在图1B中标记为h)包括但不限于大于1μm、2μm和3μm的高度。波导16的适合宽度(在图1B中标记为w)包括但不限于大于0.5μm、2μm和3μm的宽度。适合的波导尺寸比率(波导16的宽度∶波导16的高度)包括但不限于大于0.15∶1、0.5∶1和1∶1和／或小于0.25∶1、1∶1和2∶1的比率。可以选择波导16的尺寸以使得波导16是单模波导或多模波导。
当波导16是多模波导时，波导16可以引导若干不同模式的光信号。若干不同光信号模式的近似形状在图1A中被示出。基模被标记为“f”，而两个更高阶模均被标记为“h”。
使用多模波导的现有设备常常采用单个光传感器。波导将被逐渐变细到该光传感器的尺寸。根据图1A，现有布置可以在本质上被描述为使整个波导16的宽度逐渐变细到中间光传感器的宽度。对图1A中的更高阶模形状的回顾表明了在现有技术布置的情况下，光传感器除接收不期望地低水平的更高阶模以外将主要接收基模。因此，来自更高阶模的大量输出丢失。因此，来自光传感器的输出将是效率低的。在图1A中所图示的布置的情况下，中间光传感器主要接收基模，然而，最外方的光传感器接收来自更高阶模的光。因此，与现有布置中可能接收的更高阶模相比，光传感器接收更大量的更高阶模。
在一些实例中，如图1E中所示，光传感器被并联地电连接。在光传感器的操作期间，电场被施加在光传感器两端。当光传感器之一接收光时，电流流过光传感器。因此，穿过光吸收介质32的电流的水平指示光信号的接收。另外，电流的幅度可以指示光信号的功率和／或强度。并联连接光传感器确保了施加在光传感器中的每一个两端的电压是相同的。进一步地，光传感器的输出是叠加的。例如，当多于一个光传感器接收光信号时，穿过光传感器中的每一个的电流是叠加的，因为穿过标记为A或B的节点的电流是穿过光传感器中的每一个的电流之和。因此，当穿过标记为A或B的节点的电流被测量作为光传感器的输出时，光传感器的输出不仅包括来自接收基模的光传感器的输出，而且包括来自接收更高阶模的光传感器的输出。因此，光传感器布置比现有布置更加高效。
图1A中示出的过渡波导27是锥形波导。该锥形是水平锥形。在一些实例中，水平锥形是绝热锥形。如根据图1D明显的那样，锥形波导不包括垂直锥形。尽管垂直锥形未被示出，但是垂直锥形是可选的。锥形允许光传感器具有比过渡波导27在波导16的终端处所具有的宽度更窄的宽度。光吸收介质32的减小的宽度增加了特定光传感器的速度。因此，锥形允许波导16与高速光传感器一起被使用。
在图2A至图2B中示出了该设备的另一实施例。图2A是该设备的顶视图。图2B是沿着图2A中的标记为B的线取得的图2A中示出的设备的截面图。该设备包括过渡波导27之间的垂直锥形。更具体地说，光传输介质18的厚度在远离波导16移动的情况下减少。在图1A至图1D的实施例中，光信号的部分能够被与不同的过渡波导27相关联的***之间的基本上垂直的界面反射。将锥形放置于这些波导之间能够减小这种反射并且因此能够增加被光传感器接收的光信号的部分。在一些实例中，垂直锥形是绝热锥形。
针对过渡波导27之间的锥形的其它适合的结构以及制造它们的方法被公开在于2002年9月6日提交的题目为“Optical Component Having WaveguidesExtending from a Common Region”并且被整体地结合到本文中的美国专利申请序号10／236,505中。
过渡波导27不需要是锥形的。例如，图3图示了其中过渡波导27不具有锥形的实施例。过渡波导27在其远离波导16的终端行进时分离，以便为被定位成彼此邻近的光传感器提供足够的间隔。如将在以下变得明显的那样，光传感器自身包括引导所接收的光信号部分穿过光吸收介质的波导29。在一些实例中，图3的过渡波导27具有至多与光传感器中的波导29(或***)的宽度相等的宽度。因此，过渡波导27均能够将光传感器连接至波导16，而无需使用水平锥形。
该设备可以被构造成使得光传感器的相对端从多于一个过渡波导27接收光信号部分。例如，图4图示了端接在两个过渡波导27处的波导16。
尽管图4示出了端接在两个过渡波导27处的波导16，但是波导可以端接在多于两个过渡波导27处。当波导端接在4个或更多个过渡波导27处时，多于一对过渡波导27可以将其光信号部分引导至单个光传感器。
尽管图4的设备被示出为使用了不具有水平锥形的过渡波导27，但是根据图4构造的设备的过渡波导27中的一个或多个可以包括水平锥形。在一些实例中，根据图4构造的设备的所有过渡波导27可以包括水平锥形。
尽管图3和图4图示了在邻近的过渡波导27之间的垂直锥形，但是该垂直锥形是可选的。在根据图2A至图4构造的设备的操作期间，光传感器可以被并联连接。
图5A提供了适合于用在根据图1A至图4的设备中的光传感器的适合的构造的图示。图5A可以表示沿着图1A中的标记为E的线取得的图1A中示出的设备的截面图。光传感器26被配置为将光信号转换成电信号。因此，可以采用光信号来检测光信号的接收。例如，可以采用光传感器26来测量光信号的强度和／或光信号的功率。
光传感器26的光吸收介质32位于光传输介质18的种子部34上。光传输介质18的种子部34位于基座20上。特别地，光传输介质18的种子部34接触绝缘体24。光传输介质18的种子部34可以与波导16中所包括或者与波导16间隔开的光传输介质18连续。当光信号进入光传感器时，光信号的一部分可以进入光传输介质18的种子部34并且光信号的另一部分进入光吸收介质32。因此，光吸收介质32可以只接收光信号的一部分。在一些实例中，光传感器可以被配置成使得光吸收材料接收整个光信号。
在设备的制造期间，光传输介质18的种子部34可以被用于使光吸收介质32生长。例如，当光传输介质18是硅并且光吸收介质32是锗时，锗可以生长在硅上。因此，在两个波导16中的光传输介质18的使用和作为用于光吸收介质32的生长的种子层能够简化用于制造设备的过程。
在光传感器26的操作期间，反向偏置电场被施加在光吸收介质32两端。当光吸收介质32吸收光信号时，电流流过光吸收介质32。因此，穿过光吸收介质32的电流的水平指示光信号的接收。另外，电流的幅度可以指示光信号的功率和／或强度。不同的光吸收介质32可以吸收不同的波长并且因此适合于根据传感器26的功能而用在传感器26中。适合于对通信应用中使用的光信号的检测的光吸收介质32包括但不限于锗、硅锗、硅锗量子阱、GaAs和InP。锗适合于对具有在1300nm到1600nm的范围中的波长的光信号的检测。
光传感器可以被配置为将电场施加于基本上平行于基座20的光吸收介质32。例如，光吸收介质32可以包括连接底面36和顶面37的侧面35。该底面位于顶面和基座20之间。在一些实例中，侧面相对于基座20基本上垂直。
光吸收介质32的侧面可以包括掺杂区域40。如根据图1B明显的那样，掺杂区域40中的每一个可以向上延伸至光吸收介质32的顶面。掺杂区域40中的每一个可以是N型掺杂区域或P型掺杂区域。例如，N型掺杂区域中的每一个可以包括N型掺杂物，而P型掺杂区域中的每一个可以包括P型掺杂物。在一些实例中，光吸收介质32包括作为N型掺杂区域的掺杂区域40和作为P型掺杂区域的掺杂区域40。光吸收介质32中的掺杂区域40之间的间隔导致光传感器26中的PIN(p型区域-绝缘体-n型区域)结的形成。
在光吸收介质32中，针对N型区域的适合掺杂物包括但不限于磷和／或砷。针对P型区域的适合掺杂物包括但不限于硼。对掺杂区域40进行掺杂以便使其电传导。针对P型掺杂区域中的P型掺杂物的适合浓度包括但不限于大于1×1015cm-3、1×1017cm-3或1×1019cm-3和/或小于1×1017cm-3、1×1019cm-3或1×1021cm-3的浓度。针对N型掺杂区域中的N型掺杂物的适合浓度包括但不限于大于1×1015cm-3、1×1017cm-3或1×1019cm-3和／或小于1×1017cm-3、1×1019cm-3或1×1021cm-3的浓度。
光传输介质18还包括掺杂区域42。光传输介质18中的每个掺杂区域42接触光吸收介质32中的掺杂区域40之一。光传输介质18中的掺杂区域42和接触的掺杂区域40属于相同类型的掺杂区域。例如，当光吸收介质32中的掺杂区域40是P型区域时，该掺杂区域40接触光传输介质18中的P型掺杂区域。因此，在一些实例中，光传输介质18中的掺杂区域42之一是P型掺杂区域，而光传输介质18中的掺杂区域42之一是N型掺杂区域。
在光传输介质18中，针对N型区域的适合掺杂物包括但不限于磷和／或砷。针对P型区域的适合掺杂物包括但不限于硼。对掺杂区域42进行掺杂以便使其电传导。针对P型掺杂区域中的P型掺杂物的适合浓度包括但不限于大于1×1015cm-3、1×1017cm-3或1×1019cm-3和／或小于1×1017cm-3、1×1019cm-3或1×1021cm-3的浓度。针对N型掺杂区域中的N型掺杂物的适合浓度包括但不限于大于1×1015cm-3、1×1017cm-3或1×1019cm-3和／或小于1×1017cm-3、1×1019cm-3或1×1021cm-3的浓度。
光传输介质18中的每个掺杂区域42与诸如金属之类的导电体44接触。因此，光传输介质18中的掺杂区域42中的每一个提供导电体44与光吸收介质32中的掺杂区域40之一之间的电气通信。因此，可以采用电子设备来将电能施加于导电体44，以便将电场施加于光吸收介质32。如根据图1B中的标记为E的箭头明显的那样，光吸收介质32中的掺杂区域40用作电场的场源。因此，作为结果的电场基本上平行于基座20。
诸如金属之类的导电体44能被用作场源，而不是使用光吸收介质32中的掺杂区域40作为场源。例如，图5B是采用导电体44作为场源的光传感器的截面图。导电体44从基座20延伸至光吸收介质32的顶面。例如，图5B图示了从绝缘体24延伸到光吸收介质32的顶面的导电体44。光传输介质18的种子部34处于基座20和光吸收介质32之间。
如根据图5B明显的那样，导电体44可以接触基座20。然而，如图5C中所图示的那样，导电体44可以与基座20间隔开。在图5C中，隔离物层46形成在光传输介质18的顶部并且倚靠着光吸收介质32的侧面。导电体44从隔离物层46的顶部延伸到光吸收介质32的顶面。因此，隔离物层46将导电体44的底部相对于基座20抬高。导电体44也被抬高至光吸收介质32与光传输介质18的种子部34之间的界面的上方。导电体44的抬高减小了光吸收介质32与光传输介质18的种子部34之间的界面和作为结果的电场之间的相互作用。这种减小的相互作用进一步减小了与光传感器相关联的暗电流的水平。
图5D表示能够简化制造过程的光传感器的另一构造。光吸收介质32的***22从光吸收介质32的板状区域向上延伸。光吸收介质32的板状区域和光吸收介质32的***22都位于光传输介质18的种子部34上。因此，光传输介质18的种子部34处于光吸收介质32和基座20之间。光吸收介质32可以生长在光传输介质18的种子部上。
光吸收介质32的掺杂区域40位于光吸收介质32的***22的侧面上。掺杂区域40从***22延伸到光吸收介质32的板状区域中。掺杂区域40从光吸收介质32的***22到光吸收介质32的板状区域中的过渡可以是连续且完整的，如根据图5D明显的那样。
导电体44位于光吸收介质32的板状区域上。特别地，导电体44均接触处于光吸收介质32的板状区域中的掺杂区域40的一部分。
图5D的布置可以相对于诸如图5B中所图示的布置具有简化的制造过程。例如，在图5B中，掺杂区域40形成在光传输介质18中以及也形成在光吸收介质32中。可能需要不同的条件来以不同的材料形成这些区域。例如，当光传输介质18是硅并且光吸收介质32是锗时，可以期望使用与用于形成光传输介质18中的掺杂区域42不同的温度来形成光吸收介质32中的掺杂区域40。然而，由于图5D的布置需要掺杂区域仅形成在光吸收介质中，所以图5B的布置可以更简单用于制造。
尽管图5D图示了掺杂区域中的每一个仅将部分路径延伸到板状区域中所包括的光吸收介质中，但是掺杂区域中的一个或多个可以延伸穿过光吸收介质。因此，掺杂区域中的一个或多个可以接触光传输介质18。进一步地，掺杂区域中的一个或多个可以延伸穿过光吸收介质并且延伸到光传输介质18中。
增加被场源接触的侧面的部分可以增加光传感器的效率。因此，如在图5A、图5B和图5D中明显的那样，场源中的每一个可以跨越场源所接触的侧面的顶部与场源所接触的侧面的底部之间的距离。在一些实例中，场源中的每一个从场源所接触的侧面的顶部朝向基座20延伸。可替换地，场源中的每一个可以从超过场源所接触的侧面的顶部与场源所接触的侧面的底部之间的距离的90％的位置朝向基座20延伸。场源中的每一个可以从超过场源所接触的侧面的顶部与场源所接触的侧面的底部之间的距离的80％的位置朝向基座20延伸。在一个示例中，场源中的每一个从场源所接触的侧面的顶部的1.0μm内的位置朝向基座20延伸。
图6图示了过渡波导27与光传感器之间的适合界面。例如，在一些实例中，图6表示根据图5A构造的光传感器与根据图1A至图1D构造的过渡波导27之间的界面的顶视图。在光吸收介质32的小平面与光传输介质18的小平面之间存在界面33。该界面可以具有相对于在界面处穿过波导16的光信号的传播方向非垂直的角度。在一些实例中，该界面相对于基座20基本上垂直，而相对于传播方向非垂直。该界面的非垂直减小了背射的影响。界面相对于传播方向的的适合角度包括但不限于80°与89°之间的角度和80°与85°之间的角度。
如在图6中也明显的那样，过渡波导27的***逐渐变细到光吸收介质32的侧面之间的厚度(即，掺杂区域40的最外侧之间的距离)。因此，过渡波导27的***22的侧面可以与掺杂区域40的最外侧对准。然而，过渡波导27的***可以可选地逐渐变细到不具有掺杂区域40的光吸收介质32的厚度。因此，过渡波导27的***22的侧面可以与光吸收介质32的不包括掺杂区域40(或者掺杂区域40的最内侧)的部分的侧面对准。在这个实例中，由光传感器接收的整个光信号部分由光吸收介质32的非掺杂部分接收。
在一些实例中，在每个过渡波导27与相关联的光传感器之间的界面处，每个过渡波导27的***的顶部与光吸收介质32的***的顶部对准或基本上对准。可替换地，光吸收介质32的***的顶部可以在相关联的过渡波导27的***的顶部的下方。这些布置可以减小界面处的光学损耗。
光传感器中的光吸收介质32的***的高度(在图5A中标记为H)可以与波导16的***的高度(在图1B中标记为h)匹配和／或与过渡波导27的***的高度匹配。因此，光传感器中的光吸收介质32的***的适合高度包括但不限于大于1μm、2μm和3μm的高度。针对光吸收介质32的适合宽度(在图5A中标记为W)包括但不限于大于0.3μm、0.5μm和0.8μm和／或小于1μn、2μm或3μm的宽度。适合的光吸收介质32的尺寸比率(波导16的宽度∶波导16的高度)包括但不限于大于0.15∶1、0.5∶1和0.75∶1和／或小于0.25∶1、0.75∶1和1∶1的比率。对于光传感器而言为了提供对于用在电信应用中所期望的速度，光吸收介质32的宽度(在图5A中标记为W)通常小于1.0μm。在一些实例中，光传感器的***22在垂直方向上是多模，但是在水平方向上是单模。因此，在一些实例中，光传感器在水平方向上是单模，而波导16在水平方向上是多模。
尽管图6表示根据图5A构造的光传感器和根据图1A至图1D构造的过渡波导27之间的界面的顶视图，但是当根据图2A至图4构造过渡波导时，光传输介质和光吸收介质处的界面可以与图6中所示出的基本上相同。
关于上述光传感器以及其它光传感器的构造和操作的附加细节可以在于2009年2月19日提交的题目为“Optical Device Having Light Sensor EmployingHorizontal Electrical Field”并且被整体地结合到本文中的美国专利申请序号12／380,016中被找到并且还在于2009年9月4日提交的题目为“Optical DeviceHaving Light Sensor Employing Horizontal Electrical Field”并且被整体地结合到本文中的美国专利申请序号12／584,746中被找到。适合于用作图1A至图4的光传感器的另一光传感器以及用于制造该传感器的方法被公开在于2009年10月23日提交的题目为“System Having Light Sensor with Enhanced Sensitivity”并且被整体地结合到本文中的美国专利申请序号12／589,501中。适合于用作图1A至图4的光传感器的另一光传感器和用于制造该传感器的方法被公开在于2010年4月28日提交的题目为“Optical Device Having Partially Butt-Coupled Light Sensor”并且被整体地结合到本文中的美国专利申请序号12／799,633中。
可以使用在集成电路、光电子电路和／或光学设备的制造中采用的制造技术来构造光学设备。例如，可以使用绝缘体上硅晶片上的蚀刻技术来在光传输介质18中形成波导16、过渡波导27的***22和／或种子部34。用于形成光传感器的适合方法被公开在于2009年2月19日提交的题目为“Optical Device HavingLight Sensor Employing Horizontal Electrical Field”并且被整体地结合到本文中的美国专利申请序号12／380,016中。如图2A至图4中所公开的用于在垂直锥形的相对侧上制造波导的方法被公开在于2002年9月6日提交的题目为“OpticalComponent Having Waveguides Extending from a Common Region”并且被整体地结合到本文中的美国专利申请序号10／236,505中。可以使用掩模和蚀刻技术容易地形成水平锥形。用于形成垂直锥形的适合方法被公开在于2003年1月15日提交的题目为“Controlled Selectivity Etch for Use with Optical ComponentFabrication”并且被整体地结合到本文中的美国专利申请序号10/345,709中。
波导、过渡波导27和一个或多个光传感器的上述布置具有多种应用。特别关心的是其中期望使用多模波导但是仍然具有以更高速度的光感测能力的应用。例如，当波导具有高水平的曲率时，由于低水平的光学损耗，常常期望使用多模波导。当期望在这些波导中具有光感测时，可以采用上述布置。作为示例，在2008年3月13日提交的题目为“Optical Receiver for Use with Range ofSignal Strengths”并且被整体地结合到本文中的美国专利申请序号12／077,068公开了将光信号传送到光传感器的弯曲多模波导。将期望用如上述所公开的那样布置的过渡波导27和一个或多个光传感器取代美国专利申请序号12／077,068中的光传感器。因此，本发明的实施例包括美国专利申请序号12／077,068的光接收器，但是其中用如上述所公开的那样布置的过渡波导27和一个或多个光传感器取代所公开的光传感器。
上述布置是期望的时的另一示例是利用自由空间区域的解复用器，诸如中阶梯光栅、星形耦合器和／或罗兰圆。解复用器常常包括输出波导，其远离自由空间区域地直接传送解复用器的输出。这些输出波导常常是多模波导，以便提供平坦的顶部输出。另外，这些输出波导中的每一个常常将光信号从自由空间区域直接传送至光传感器。将期望的是用如上述所公开的那样布置的过渡波导27和一个或多个光传感器取代这些光传感器中的一个或多个。因此，本发明的实施例包括具有解复用器的光学设备，该解复用器位于基座上并且包括输出波导，该输出波导均直接从位于基座上的自由空间区域接收光信号并且输出波导中的每一个将光信号直接传送至如上述那样布置的过渡波导27和一个或多个光传感器。形成在绝缘体上硅晶片上并且具有适合于与如上述公开的那样布置的过渡波导27和一个或多个光传感器一起使用的输出波导的解复用器的示例包括但不限于在2009年12月23日提交的题目为“Reducing Optical Loss in ReflectiveOptical Gratings”并且被整体地结合到本文中的美国临时专利申请序号61／284723中以及在2010年5月18日提交的题目为“Extension of Steps inReflective Optical Gratings”并且被整体地结合到本文中的美国专利申请序号12／800600中公开的解复用器。
鉴于这些教导，本发明的其它实施例、组合和修改对于本领域普通技术人员来说将是容易出现的。因此，本发明将仅被下面的权利要求限制，当结合上述说明书和附图来看时，其包括所有这样的实施例和修改。

Claims (11)

1.一种光学设备，其包括：
基座上的主波导，该主波导被配置为引导光信号穿过光传输介质；
该基座上的过渡波导，该过渡波导中的每一个与该主波导的终端相交，使得每个过渡波导从该主波导接收光信号的不同部分；以及
位于该基座上的一个或多个光传感器，每个过渡波导将所接收的光部分引导至该一个或多个光传感器，使得在该一个或多个光传感器处接收光信号部分中的每一个。
2.根据权利要求1所述的设备，其中每个光信号部分包括相同的波长选择。
3.根据权利要求1所述的设备，其中每个过渡波导不与除主波导以外的任何波导相交。
4.根据权利要求1所述的设备，其中主波导不包括其中未引导光信号的自由空间。
5.根据权利要求1所述的设备，其中一个或多个光传感器是多个光传感器，并且过渡波导中的每一个将光信号部分之一引导至光传感器中的单一一个。
6.根据权利要求1所述的设备，其中一个或多个光传感器中的至少一个从多于一个过渡波导接收光信号部分。
7.根据权利要求1所述的设备，其中光传感器之一包括光吸收介质，其具有均在顶面和底面之间延伸的侧面，该底面在基座和顶面之间，
该光吸收介质被配置为从过渡波导之一接收光信号部分之一，
该光传输介质和该光吸收介质是不同的材料，
场源被配置为用作光吸收介质中的电场的源，该场源均接触侧面之一，并且被场源接触的侧面在该光吸收介质的相对侧上。
8.根据权利要求1所述的设备，其中一个或多个光传感器之一包括：
从板状区域起延伸的***，该板状区域在***的相对侧上，
光吸收介质，其被定位为从过渡波导之一接收光信号部分之一的至少一部分，
该光吸收介质被包括在该***中并且也被包括在该板状区域中，
该光传输介质和该光吸收介质是不同的材料，以及
该光吸收介质包括掺杂区域，其被定位成使得在掺杂区域之间的反向偏置的施加在***中所包括的光吸收介质中形成电场。
9.根据权利要求1所述的设备，其中光传输的区域位于邻近的过渡波导之间，该区域具有相对于基座的厚度，随着该区域变得越远离波导，该区域的厚度变得越薄。
10.根据权利要求1所述的设备，其中至少一部分过渡波导包括水平锥形。
11.根据权利要求1所述的设备，其中穿过主波导的终端离开主波导的所有光信号被过渡波导接收。
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