ES2941068T3 - Dispositivo y procedimiento para la comprobación de circuitos integrados fotónicos - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a métodos y dispositivos para probar un circuito integrado fotónico (12) ya un portamuestras correspondiente ya un circuito integrado fotónico. Por medio de un escáner (11) se puede seleccionar una ubicación para un rayo de luz de iluminación (15), de tal manera que sea posible un acoplamiento dirigido de la luz de iluminación en el circuito integrado fotónico (12). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo y procedimiento para la comprobación de circuitos integrados fotónicos

La presente solicitud se refiere a dispositivos, procedimientos y dispositivos con portamuestras para la comprobación de circuitos integrados fotónicos (PIC, Photonic Integrated Circuit).

De forma similar a los circuitos integrados electrónicos, en los circuitos integrados fotónicos se ensamblan en un sustrato común, por ejemplo, una plaquita semiconductora, una pluralidad de componentes ópticos y optoelectrónicos pasivos y/o activos para formar circuitos ópticos complejos. En este caso, los componentes ópticos tradicionales como, por ejemplo, filtros o acopladores, pueden sustituirse por componentes ópticos integrados más compactos. Los distintos componentes del circuito integrado fotónico se conectan entre sí a través de guías de ondas cerca de la superficie del circuito integrado fotónico. Los circuitos integrados fotónicos de este tipo han cobrado interés en los últimos años con la fuerte proliferación del tráfico de datos en internet, dado que aquí se requieren circuitos de procesamiento de señales que presenten un ancho de banda suficiente y que funcionen con eficacia. Aparte de las aplicaciones de telecomunicaciones y transmisión de datos, los circuitos integrados fotónicos también resultan interesantes para otras aplicaciones como la tecnología de sensores y las aplicaciones biológicas.

El proceso de fabricación de los circuitos integrados fotónicos de este tipo es similar al proceso de fabricación de los circuitos integrados electrónicos convencionales o sistemas microelectromecánicos (MEMS). Sin embargo, a diferencia de estas tecnologías convencionales, para los circuitos integrados fotónicos sólo existen unos pocos procedimientos de prueba con los que los circuitos de este tipo se pueden comprobar eficazmente durante el proceso de fabricación o incluso después.

Para probar circuitos integrados fotónicos, especialmente las estructuras de guía de ondas de los mismos, es necesario acoplar luz a las estructuras de guía de ondas del circuito integrado fotónico y detectar luz procedente del circuito integrado fotónico, especialmente de las estructuras de guía de ondas.

Tradicionalmente, las fibras conductoras de luz, por ejemplo, las fibras de vidrio, se alinean y, por lo tanto, se posicionan con respecto al circuito integrado fotónico a comprobar. Dado que esto requiere una alta precisión en el rango de menos de 1 gm, se necesita comparativamente mucho tiempo, por lo que la duración de las pruebas resulta excesiva. Por consiguiente, una prueba como ésta sólo resulta adecuada hasta cierto punto en caso de grandes cantidades de piezas, requiriendo la misma mucho tiempo y unos altos costes en el caso de estas cantidades de piezas, dado que el posicionamiento debe llevarse a cabo por separado antes de cada prueba y para cada circuito. El documento US 9,453,723 B1 revela un procedimiento para la comprobación de un circuito integrado fotónico, seleccionándose una ubicación de iluminación de un haz de luz de iluminación para iluminar el circuito integrado fotónico y detectándose la luz de detección procedente del circuito integrado fotónico.

El documento DE 102010029612 A1 revela un dispositivo de acoplamiento para el acoplamiento de luz en una guía de ondas planar, alineándose una fibra óptica con tornillos micrométricos o colocándose la misma sobre una guía de ondas.

Por estos motivos, las pruebas actuales de circuitos integrados fotónicos se limitan principalmente a los análisis topológicos y a controles funcionales de los elementos constructivos acabados.

Por lo tanto, un objetivo consiste en proporcionar mejores posibilidades para la comprobación de circuitos integrados fotónicos de este tipo.

Se ponen a disposición un dispositivo para la comprobación de circuitos integrados fotónicos según la reivindicación 1, así como un procedimiento según la reivindicación 14. Las reivindicaciones dependientes definen otras formas de realización.

Según un primer aspecto se proporciona un dispositivo para la comprobación de circuitos integrados fotónicos como el definido en la reivindicación 1.

En este caso, el término "luz" comprende tanto la luz en el rango visible, como también la luz fuera de este rango, por ejemplo, luz infrarroja. La "luz de detección" se refiere a la luz emitida en respuesta a la iluminación del circuito integrado fotónico a detectar. Aquí, un dispositivo de escaneo es generalmente un dispositivo con el que una superficie, en este caso el circuito integrado fotónico o sus alrededores, puede escanearse con un haz de luz o con el que el haz de luz puede posicionarse con precisión en una estructura de acoplamiento de una guía de ondas del circuito integrado fotónico. Gracias a la puesta a disposición de un dispositivo de escaneo de este tipo, no se requiere una alineación mecánica de las fibras ópticas, sino que se puede llevar a cabo un acoplamiento de forma precisa por medio del dispositivo de escaneo.

El dispositivo puede comprender además un dispositivo de selección de pupila para determinar una posición del haz de luz de iluminación en un plano de pupila de la trayectoria de iluminación, a fin de ajustar un ángulo de iluminación.

En este caso, un dispositivo de selección de pupila limita el haz de luz a una parte de una pupila de un sistema óptico utilizado para iluminar el circuito integrado fotónico. De este modo, además de la ubicación de la iluminación, también es posible ajustar un ángulo de incidencia en el circuito integrado fotónico.

El dispositivo de selección de pupilas puede comprender un primer dispositivo de espejo ajustable y un segundo dispositivo de espejo ajustable, por ejemplo, un primer espejo biaxialmente ajustable y un segundo espejo biaxialmente ajustable, dos pares de espejos uniaxiales, por ejemplo, espejos con accionamiento galvanométrico (también denominados galvoespejos), moduladores acusto-ópticos y/o deflectores acusto-ópticos. En este caso, un dispositivo de espejo ajustable es generalmente un dispositivo que desvía la luz, siendo posible ajustar la desviación de la luz, por ejemplo, un ángulo de la desviación de la luz.

Adicional o alternativamente, el dispositivo de selección de pupila puede comprender un modulador espacial de luz. El modulador espacial de luz puede diseñarse para generar al menos dos haces de luz de iluminación. Así son posibles acoplamientos simultáneos en diferentes puntos del circuito integrado fotónico.

El dispositivo de detección puede comprender un detector 2D, es decir, un detector con el que la luz del circuito integrado fotónico puede detectarse de forma superficial y especialmente con resolución espacial.

El detector 2D puede comprender un sensor de imagen, por ejemplo, un sensor CCD o un sensor CMOS.

Adicional o alternativamente, el dispositivo de detección puede comprender un detector puntual.

El dispositivo de detección puede comprender también un espectrómetro y/o un reflectómetro óptico que funciona en el dominio del tiempo.

La trayectoria de detección para la luz de detección puede comprender el dispositivo de escaneo. En este caso, la luz de detección puede detectarse en la ubicación de iluminación.

Sin embargo, la trayectoria de detección para la luz de detección también puede comprender otro dispositivo de escaneo. En este caso, la luz de detección puede detectarse en un punto que puede establecerse independientemente de la ubicación de iluminación.

El dispositivo antes descrito puede presentar un portamuestras, comprendiendo el portamuestras un alojamiento para el circuito integrado fotónico y un dispositivo de desviación del haz dispuesto alrededor del alojamiento para desviar un haz de luz hacia o desde el dispositivo. Con un portamuestras de este tipo, la luz se puede acoplar en especial lateralmente al circuito integrado fotónico o desacoplar del mismo. En este contexto, "alrededor" significa que los dispositivos de desviación del haz están dispuestos a los lados del alojamiento, de manera que cuando un circuito integrado fotónico se dispone en el alojamiento, los dispositivos de desviación de haz se dispongan al lado del circuito integrado, rodeándolo total o parcialmente.

El dispositivo de desviación de haz puede comprender un prisma y/o un espejo.

Un circuito integrado fotónico no reivindicado para su uso con un dispositivo como el descrito anteriormente puede comprender al menos un plano de guía de ondas y al menos una rejilla de acoplamiento dispuesta sobre una superficie del circuito integrado fotónico que es paralela al plano de guía de ondas. Con la rejilla de acoplamiento se puede acoplar el haz de luz de iluminación desde el dispositivo al plano de guía de ondas y desacoplar la luz de detección del mismo.

Según otro aspecto, se proporciona un procedimiento para la comprobación de un circuito integrado fotónico como se define en la reivindicación 14.

Con un procedimiento de este tipo se pueden comprobar circuitos integrados fotónicos de forma rápida y económica. El procedimiento puede comprender además una selección de un ángulo de iluminación del haz de luz mediante el ajuste de una posición del haz de luz de iluminación en un plano de pupila de una trayectoria de iluminación para el haz de luz de iluminación.

El procedimiento puede comprender además una selección de una ubicación de detección para la luz de detección. La invención se explica a continuación más detalladamente a la vista de ejemplos de realización. Se muestra en la: Figura 1 un diagrama en bloques de un dispositivo según un ejemplo de realización,

Figuras 2-5 trayectorias de iluminación para dispositivos según diferentes ejemplos de realización,

Figuras 6-9 dispositivos según distintos ejemplos de realización con diferentes trayectorias de detección, Figuras 10 y 11 muestras y portamuestras según distintos ejemplos de realización, y

Figura 12 un diagrama de flujo para la ilustración de un procedimiento según un ejemplo de realización.

La invención se explica a continuación detalladamente a la vista de distintos ejemplos de realización. Debe tenerse en cuenta que estos ejemplos de realización tienen únicamente fines ilustrativos y no deben considerarse limitativos. También debe tenerse en cuenta que, por medio de las diferentes variantes de los dispositivos representados a continuación, las trayectorias para el acoplamiento de la luz a un circuito integrado fotónico (trayectorias de iluminación) y las trayectorias para la detección de la luz (trayectorias de detección) procedente del circuito integrado fotónico se tratan por separado. Estas trayectorias de excitación y de detección pueden combinarse fundamentalmente de cualquier modo.

Además de los componentes ópticos representados, también pueden proporcionarse otros componentes ópticos. Por ejemplo, las trayectorias de luz (trayectorias de iluminación o de detección) pueden angularse una o varias veces por medio de uno o varios espejos, por ejemplo, para permitir un diseño más compacto. Las lentes representadas sólo sirven como ejemplos y también pueden realizarse mediante grupos de lentes y/u otros elementos de conformación del haz, por ejemplo, elementos difractivos, siempre que se mantenga la función fundamental de los elementos ópticos respectivos.

La figura 1 muestra un diagrama en bloques de un dispositivo según un ejemplo de realización. El dispositivo de la figura 1 comprende una fuente de luz 10 para la generación de un haz de luz 15 (aquí, el término haz de luz se utiliza como una denominación simple e incluye la posibilidad de varios haces de luz parciales y/o de un haz de haces). En un ejemplo de realización preferido, la fuente de luz 10 es una fuente de luz láser. En algunos ejemplos de realización, la fuente de luz 10 puede generar luz polarizada, por ejemplo, mediante un polarizador, para iluminar un circuito integrado fotónico 12 con luz polarizada.

El dispositivo de la figura 1 comprende además un dispositivo de escaneo 11, mediante el cual se puede modificar una posición 14 del haz de luz en el circuito integrado fotónico 12. Con esta finalidad, el dispositivo de escaneo 11 puede presentar especialmente uno o varios espejos de escaneo móviles y/o moduladores de luz espaciales. De este modo, la posición 14 puede ajustarse con precisión mediante el dispositivo de escaneo 11 sin necesidad de un posicionamiento de fibras ópticas u otras fibras conductoras de luz como sucede en el estado de la técnica.

Preferiblemente, el dispositivo de escaneo 11 también permite un ajuste del ángulo en el que el haz de luz 15 incide en el circuito integrado fotónico 12 de manera que, por ejemplo, se pueda elegir un ángulo de acoplamiento adecuado para las estructuras de guía de ondas del circuito integrado fotónico 12. Como se explica más adelante con mayor detalle, esta operación puede llevarse a cabo especialmente mediante un dispositivo de selección de pupila, por medio del cual el haz de luz 15 se desplaza en un plano de pupila de un sistema óptico del dispositivo de escaneo 11. Con otras palabras, no se aprovecha toda la pupila de, por ejemplo, un objetivo utilizado, con lo que el ángulo de incidencia y el espectro angular del haz de luz 15 (es decir, haces de luz parciales del mismo) pueden ajustarse dentro de ciertos límites. Esto se explica más adelante con mayor detalle.

El dispositivo de la figura 1 comprende además un dispositivo de detección 13 con el que se puede detectar la luz procedente del circuito integrado fotónico 12, especialmente la luz procedente de las estructuras de guía de ondas del circuito integrado fotónico 12. Esta detección se puede realizar simultáneamente para todo el circuito integrado fotónico 12, por ejemplo, mediante una cámara u otro sensor 2D, o también con resolución espacial, por ejemplo, con otro dispositivo de escaneo.

La trayectoria de luz con la fuente de luz 10 y con el dispositivo de escaneo 11, que sirve para iluminar el circuito integrado fotónico 12 con el haz de luz 15, también se denomina en lo sucesivo trayectoria de iluminación y la trayectoria de luz para la detección con el dispositivo de detección 13 se denomina trayectoria de detección. A continuación se explican diferentes ejemplos de realización para la implementación de la trayectoria de iluminación y de la trayectoria de detección con referencia a las figuras 2-9, explicándose por medio de las figuras 2-5 las opciones de implementación para la trayectoria de iluminación y explicándose por medio de las figuras 6-9 las opciones de implementación para la trayectoria de detección. Para evitar repeticiones, los elementos correspondientes de las figuras 2-9 tienen las mismas referencias y no se explican de nuevo. Las trayectorias de iluminación y de detección descritas utilizan en parte principios conocidos de la microscopía de barrido láser (LSM) y los transfieren a la comprobación de circuitos integrados fotónicos. Por este motivo, otros elementos no representados en las figuras que se utilizan convencionalmente en los microscopios de escaneo láser también se pueden utilizar en los ejemplos de realización de la presente invención.

La figura 2 muestra una trayectoria de iluminación de un dispositivo para la comprobación de un circuito integrado fotónico 29 según un ejemplo de realización. El dispositivo de la figura 2 comprende un láser 20 para la generación de un haz de luz de iluminación 212 que sirve para iluminar el circuito integrado fotónico 29, especialmente para acoplarse alrededor de una guía de ondas del circuito integrado fotónico 29. En este caso, el láser 20 puede generar luz con una polarización deseada, para lo cual también pueden ponerse a disposición polarizadores o elementos de rotación de polarización (no representados).

El haz de luz procedente del láser 20 se ajusta (limita) con respecto a su apertura mediante un diafragma de apertura 21, llegando, a continuación, a un dispositivo de desplazamiento del haz 22 con espejos 23, 24, cuya función se explica más adelante con mayor detalle. Desde el dispositivo de desplazamiento del haz 22, el haz de luz de iluminación 212 llega a un espejo de escaneo 25 móvil, especialmente inclinable, con lo que es posible ajustar una posición del haz de luz 212 sobre o en el circuito integrado fotónico 29. En lugar de la abertura 21, también puede preverse un dispositivo de ensanchamiento/estrechamiento del haz, por ejemplo, similar a un dispositivo telescópico. El espejo de escaneo 25 puede realizarse de varias maneras, por ejemplo, mediante un espejo galvánico, uno o varios espejos micromecánicos o moduladores de luz espaciales. En general, como espejo de escaneo 25 puede utilizarse cualquier elemento que permita una desviación controlable del haz de luz 212.

Desde el espejo de escaneo 25, el haz de luz de iluminación 212 se proyecta sobre el circuito integrado fotónico 29 a través de una lente de escaneo 26, una lente de tubo 27 y una lente de objetivo 28, estando el circuito integrado fotónico 29, en el ejemplo de realización de la figura 2, situado en un punto focal del dispositivo óptico formado por las lentes 26, 27 y 28. Este dispositivo óptico sólo se entiende como un ejemplo de un dispositivo de lentes, pudiendo utilizarse también otros dispositivos de lentes, por ejemplo, otros dispositivos de lentes utilizados convencionalmente en microscopios de escaneo láser. Los "rayos marginales" de la lente objetivo 28 se identifican con el número de referencia 210.

Como se ha explicado antes, mediante el espejo de escaneo 25 se puede ajustar una posición del haz de luz de iluminación 212 en el circuito integrado fotónico 29. Además, como se explica a continuación, por medio del dispositivo de desplazamiento de haz 22 puede ajustarse un ángulo de incidencia del haz de luz 212 en el circuito integrado fotónico 29.

Como consecuencia de la limitación de la abertura mediante el diafragma de abertura 21, el haz de luz 212 llena sólo una parte de un plano de pupila 211, disponiéndose el espejo de escaneo 25 en el plano de pupila. En este caso, las lentes 26, 27 sirven para, en cierto modo, "desplazar" el plano de pupila de la lente objetivo 28 hacia la ubicación del espejo de escaneo 25. El dispositivo de desplazamiento de haz 22 comprende los espejos 23 y 24, siendo los espejos 23 y 24, en el ejemplo de realización de la figura 2, biaxialmente inclinables. También es posible realizar otras posibilidades de desplazamiento o posibilidades de inclinación de los espejos 23, 24. Mediante el movimiento de los espejos 23 y/o 24, el haz de luz 212 puede desplazarse en el plano de pupila 211. Así se modifica el ángulo de incidencia del haz de luz 212 sobre el circuito integrado fotónico 29. Por consiguiente, utilizando sólo una parte del plano de pupila, también puede modificarse el ángulo de incidencia del haz de luz 12 sobre el circuito integrado fotónico. En este caso, el diafragma de apertura 21 puede ser ajustable. De este modo puede seleccionarse un "espectro angular" o campo angular en el que el haz de luz 212 incide sobre el circuito integrado fotónico 29.

En este caso, mediante el movimiento del espejo de escaneo 25, el haz de luz 212 puede dirigirse especialmente a puntos de acoplamiento del circuito integrado fotónico 29, por ejemplo, rejillas de acoplamiento.

La figura 3 muestra una alternativa a la puesta a disposición del diafragma de apertura 21 y del dispositivo de desplazamiento de haz 22. En el ejemplo de realización de la figura 3, en lugar de estos elementos se proporciona un espejo 30 junto con un modulador espacial de luz 31. El modulador espacial de luz (SLM, Spatial Light Modulator) 31 puede configurarse, por ejemplo, como un dispositivo digital de microespejos (DMD, Digital Mirror Device), como una pantalla de cristal líquido (LCD, Liquid Crystal Display) o como un cristal líquido sobre silicio (LCoS, Liquid Crystal on Silicon). Mediante el modulador espacial de luz 31 puede seleccionarse una parte del haz de luz del haz de luz 212 emitido por el láser 20, de manera que de nuevo sólo se utilice una parte seleccionable de la pupila 211, siendo posible ajustar un ángulo de iluminación.

Algunos moduladores espaciales de luz, por ejemplo, los moduladores LCD y LCoS, permiten adicionalmente ajustar la fase del haz de luz, obteniéndose así una gran libertad en la conformación del haz, por ejemplo, disposiciones de haces múltiples o haces de Bessel, que son útiles para algunas comprobaciones y pruebas de circuitos integrados fotónicos.

En la figura 4 se representa una variante del ejemplo de realización de la figura 3. En la figura 4, las lentes 40, 41 están dispuestas entre el modulador espacial de luz 31 y el espejo de escaneo 25, a fin de proporcionar una conformación adicional del haz. Éstas representan un ejemplo de elementos ópticos adicionales que pueden disponerse en la trayectoria de iluminación.

La figura 5 muestra una posibilidad de uso del ejemplo de realización de la figura 3 para la iluminación en varios puntos del circuito integrado fotónico 29. Aquí, por medio del modulador espacial de luz 31 se generan dos haces de luz de iluminación 212A, 212B en diferentes puntos de la pupila 211, lo que da lugar a una iluminación del circuito integrado fotónico en dos ubicaciones diferentes. De este modo, la luz puede acoplarse al circuito integrado fotónico 29 paralelamente en varios puntos, lo que proporciona posibilidades de prueba adicionales. En este caso debe tenerse en cuenta que el número de dos haces de luz de iluminación separados es sólo un ejemplo, siendo posible por medio del modulador espacial de luz 31 generar más de dos haces.

En referencia a las figuras 6-9 (9A y 9B) se explican a continuación diferentes posibilidades para la detección del circuito integrado fotónico 29 en respuesta a la iluminación de la luz de detección saliente. En las figuras 6-9, la trayectoria de iluminación de la figura 2 se utiliza como ejemplo de una trayectoria de iluminación. Sin embargo, en otros ejemplos de realización también se puede utilizar la trayectoria de iluminación de uno de los ejemplos de realización de las figuras 3-5. En general, la trayectoria de detección no tiene que cumplir requisitos de acoplamiento tan estrictos como la trayectoria de iluminación con respecto al ángulo y, en su caso, a la polarización.

En el ejemplo de realización de la figura 6 se utiliza un detector 2D 62, es decir, un detector plano como un sensor de imagen, por ejemplo, un sensor de imagen CCD o CMOS, para realizar una detección dentro de un gran campo de visión (FOV, Field of View). Con esta finalidad, en el ejemplo de realización de la figura 6 se proporciona un divisor de haz 60 que desacopla de la trayectoria de iluminación la luz de detección 63 procedente del circuito integrado fotónico 29. A continuación, por medio de una lente de cámara 61 (que de nuevo sólo sirve como ejemplo y que también puede ser un objetivo de cámara formado por varios componentes), la luz de detección 63 se proyecta sobre el detector plano 62. En este caso, el detector 62 se dispone en un plano de imagen del objetivo formado por las lentes 28 y 61 para observar la superficie del circuito integrado fotónico 29 o una parte del mismo. El tamaño del divisor de haz 61 determina, entre otros, el campo de observación. Una detección de este tipo mediante un detector plano y con un gran campo de observación resulta especialmente útil si deben observarse simultáneamente diferentes puertos de desacoplamiento de una guía de ondas examinada del circuito integrado fotónico que se encuentran en distintas posiciones en el circuito integrado fotónico, especialmente si se encuentran a distancia de un puerto de entrada en el que se acopla el haz de luz de iluminación 212. Hay que hacer constar que la detección de la figura 6 requiere la disposición de detectores planos 62 adecuados para la longitud de onda utilizada, lo que puede resultar complicado para algunas longitudes de onda infrarrojas. Las mediciones de prueba con el dispositivo de la figura 6 resultan especialmente adecuadas para mediciones de calidad, por ejemplo, para comprobar si una ruta de señal óptica en el circuito integrado fotónico 29 funciona correctamente.

Otra posibilidad es la así llamada detección "desescaneada", en la que la luz procedente del circuito integrado fotónico 29 llega a un dispositivo de escaneo. En tal caso, la detección se realiza mediante un detector puntual como un fotodiodo, un fotodiodo de avalancha, un multiplicador de fotones (fotomultiplicador) u otro sistema de medición como un espectrómetro o un reflectómetro óptico que funcione en el dominio del tiempo. Aquí existen dos posibilidades. En una primera forma de proceder, la luz de detección se detecta en la posición en la que el haz de luz de iluminación incide sobre el circuito integrado fotónico, utilizándose en este caso sólo un dispositivo de escaneo, por ejemplo, un espejo de escaneo, tanto para la trayectoria de iluminación, como también para la trayectoria de detección. En una segunda forma de proceder, las ubicaciones son diferentes y, como consecuencia, en este caso se utilizan dispositivos de escaneo separados. El primer caso se describe a continuación con referencia a las figuras 7 y 8, mientras que el segundo caso se describe con referencia a las figuras 9A y 9B.

En el ejemplo de realización de la figura 7 se dispone entre el dispositivo de desplazamiento de haz 22 y el diafragma de apertura 21 un divisor de haz 70 que reproduce la luz de detección 63 procedente del circuito integrado fotónico 29 desde la trayectoria de iluminación hacia una lente 71 que proyecta la luz de detección 63 sobre un agujero de alfiler 72. A continuación, un detector puntual 73 detecta el haz de luz.

En el ejemplo de realización de la figura 8, en lugar de la lente 71, del agujero de alfiler 72 y del detector 73 se proporciona una lente 81 que reproduce la luz de detección 63 desacoplada en la entrada de un sistema de medición 80, por ejemplo, un espectrómetro o un reflectómetro óptico que funciona en el dominio del tiempo como se ha mencionado anteriormente.

La forma de proceder de las figuras 7 y 8 hace posible analizar la luz que se refleja o dispersa en el puerto de entrada iluminado por el haz de luz de iluminación 212 o dentro de la estructura de guía de ondas en la que se acopla el haz de luz de iluminación 212. Mientras que con el detector de la figura 7 es posible fundamentalmente una detección de intensidad simple, un sistema de medición como el sistema de medición 80 puede proporcionar más información, por ejemplo, una distribución espectral de la luz en el caso de un espectrómetro o un análisis de fenómenos dependientes del tiempo, por ejemplo, los tiempos de propagación dentro de las estructuras de guía de ondas mediante un reflectómetro que funcione en el dominio del tiempo. Así se pueden extraer conclusiones sobre la estructura interna de la guía de ondas (por ejemplo, divisores de haz, acopladores y otros elementos que generan una reflexión) y sobre la funcionalidad de la estructura de guía de ondas dentro del circuito integrado fotónico.

Las figuras 9A y 9B muestran posibilidades para el caso en el que la luz procedente del circuito integrado fotónico 29 debe detectarse en una ubicación distinta de la ubicación a la que el haz de luz de iluminación 212 se dirige hacia el circuito integrado fotónico 29. Estas ubicaciones diferentes pueden verse especialmente en la representación ampliada, mostrada adicionalmente en las figuras 9A y 9B, del circuito integrado fotónico 29, de la lente objetivo 28, así como de las partes intermedias de los haces de luz.

En los ejemplos de realización de las figuras 9A y 9B se proporciona entre la lente objetivo 28 y la lente de tubo 27 un divisor de haz 90 que desacopla de la trayectoria de iluminación la luz procedente del circuito integrado fotónico 29. A través de otra lente de tubo 91 y de una lente de escaneo 92, el haz de luz 62 se lleva a otro espejo de escaneo 93 u otros dispositivos de escaneo mediante los cuales es posible variar el punto de detección en el circuito integrado fotónico 29. El espejo de escaneo 93 puede configurarse, por ejemplo, de acuerdo con las distintas posibilidades ya explicadas en relación con el espejo de escaneo 25.

En el ejemplo de realización de la figura 9A, la luz se dirige desde el espejo de escaneo 93 adicional a través de la combinación ya descrita de lente 71 y agujero de alfiler 72 al detector 73 también descrito. Al igual que en el ejemplo de realización de la figura 8, en el ejemplo de realización de la figura 9B se ponen a disposición en su lugar una lente 81 y un sistema de medición 80 que pueden configurarse como ya se ha descrito en relación con la figura 8. De este modo, con los dispositivos de las figuras 9A y 9B se puede comprobar cualquier trayectoria de guía de ondas con entrada y salida libremente seleccionables (seleccionables mediante el espejo de escaneo 25 y el espejo de escaneo adicional 93).

Haciendo referencia a las figuras 10 y 11 se describen a continuación estructuras de acoplamiento y portamuestras para circuitos integrados fotónicos que pueden utilizarse junto con los dispositivos antes descritos para la realización de mediciones de prueba.

La figura 10 muestra una vista en sección transversal de un circuito integrado fotónico 29, junto con la lente objetivo 28, el haz de luz de iluminación 212 y el haz de detección 63, y la figura 10B muestra una vista en planta del circuito integrado fotónico 29. En el ejemplo de las figuras 10A y 10B, el circuito integrado fotónico 29 presenta estructuras de guía de ondas 102 acopladas a otros componentes ópticos (no representados) del circuito integrado fotónico. Se proporcionan una rejilla de acoplamiento 100 y una rejilla de desacoplamiento 101 para permitir un acoplamiento y un desacoplamiento del haz de luz de iluminación 212 o del haz de detección 63 a y de las estructuras de guía de ondas 102. Las distintas rejillas de acoplamiento 100 y, en caso necesario, las diferentes rejillas de desacoplamiento 101 se pueden "aproximar" de forma precisa con los dispositivos antes descritos mediante la previsión de dispositivos de escaneo, a fin de permitir así la realización de mediciones de prueba. Las rejillas de acoplamiento 100, 101 acoplan y desacoplan la luz del plano de las guías de ondas 102 aproximadamente de forma perpendicular a la superficie del circuito integrado fotónico 29. Este tipo de rejillas de acoplamiento tiene la ventaja de que puede aplicarse tanto a nivel de plaquita (antes de seccionar, cortar en dados la plaquita), como también después de la distribución para distintos dispositivos. Una alternativa son los acopladores de canto que se componen de guías de ondas biseladas cerca del canto del chip. Sin embargo, esto sólo puede aplicarse a plaquitas ya cortadas y a chips aislados si estos bordes de chip (facetas de extremos) son accesibles.

Además, el acoplamiento en facetas de extremos de los chips es más complicado, dado que no son directamente accesibles en la posición del circuito integrado fotónico representada en las figuras 2-9. Por este motivo, en algunos ejemplos de realización, el circuito integrado fotónico puede disponerse "verticalmente", es decir, con el borde orientado hacia el conjunto óptico, en cuyo caso siempre sólo un lado del borde es accesible. En un ejemplo de realización preferido se pone a disposición alternativamente un portamuestras especial que se explica a continuación en relación con las figuras 11A y 11^b . En este caso, la figura 11A muestra una vista en sección transversal del circuito integrado fotónico 29 junto con la lente objetivo 28, con el haz de luz de iluminación 212 y con la luz de detección 63, así como con un portamuestras 111, y la figura 11B muestra una vista en planta correspondiente. En el ejemplo de realización de la figura 11, el portamuestras 111 presenta un marco de espejos o prismas que desvía la luz desde el dispositivo de prueba de las figuras 2-9 en aproximadamente 90°, acoplándose así a las estructuras de guía de ondas 110. Este marco de espejos es un ejemplo de un dispositivo de desviación del haz dispuesto alrededor de un alojamiento para el circuito integrado fotónico 29. Con esta finalidad, el circuito integrado fotónico 29 se posiciona en el marco después de haberse seccionado y, en su caso, pulido las facetas de extremo, de manera que la luz pueda acoplarse a las estructuras de guía de ondas y desacoplarse de las mismas. Como se muestra en la vista en planta de la figura 11B, las ubicaciones 112 para el acoplamiento y las ubicaciones 113 para el desacoplamiento pueden seleccionarse en este borde (es decir, en prismas o estructuras de espejo) por medio de dispositivos de escaneo para acoplar selectivamente y recibir selectivamente luz en las estructuras de guía de ondas 110, a fin de poder realizar las pruebas antes tratadas.

La figura 12 muestra un diagrama de flujo para la ilustración de un procedimiento según un ejemplo de realización. Mientras que el procedimiento de la figura 12 se representa como una secuencia de pasos, ésta no debe interpretarse como limitativa, dado que los pasos representados también pueden tener lugar parcialmente o también simultáneamente o en un orden diferente (especialmente los pasos 120 y 121). El procedimiento de la figura 12 se describe a continuación con referencia a los dispositivos de las figuras 1-9 y puede implementarse mediante estos dispositivos, pero también puede utilizarse independientemente de los mismos. Las variaciones y las modificaciones, así como los detalles descritos para los dispositivos también se pueden aplicar de un modo correspondiente al procedimiento de la figura 12.

En el paso 120 se elige una ubicación de acoplamiento para la luz de iluminación en un circuito integrado fotónico con un dispositivo de escaneo, por ejemplo, el dispositivo de escaneo 11 de la figura 1 o el espejo de escaneo 25 de las figuras 2-9. En el paso 121 también puede elegirse opcionalmente un ángulo de acoplamiento, por ejemplo, mediante la selección de una pupila para un haz de luz de iluminación, tal como se ha descrito en relación con el dispositivo de desplazamiento de haz 22 de la figura 2 o en relación con el modulador espacial de luz 31 de la figura 3.

El procedimiento comprende además en el paso 122 una detección de la luz emitida (luz de detección) del circuito integrado fotónico, pudiéndose llevar a cabo la misma de forma superficial o con resolución espacial, como también se ha descrito anteriormente en relación con los dispositivos de las figuras 6-9.

En vista de las muchas variantes y ejemplos de realización diferentes descritos, es evidente que éstos sólo sirven como ejemplos y no deben interpretarse como limitativos.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para la comprobación de circuitos integrados fotónicos (12) que comprende:

una fuente de luz (10; 20) para la generación de un haz de luz de iluminación (212),

una trayectoria de iluminación para la desviación del haz de luz de iluminación hacia un circuito integrado fotónico (29), y

un dispositivo de detección (13) con una trayectoria de detección para detectar la luz (63) procedente del circuito integrado fotónico (12) en respuesta al haz de luz de iluminación (212),

caracterizado por que la trayectoria de iluminación comprende un dispositivo de escaneo (11; 25) con el que se puede explorar una superficie del circuito integrado fotónico o un entorno del mismo con un haz de luz para seleccionar una ubicación de iluminación (14).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, que comprende además un dispositivo de selección de pupila (22, 31) para determinar una posición del haz de luz de iluminación (212) en un plano de pupila (211) de la trayectoria de iluminación.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, comprendiendo el dispositivo de selección de pupila (22) un primer dispositivo de espejo ajustable (23) y un segundo dispositivo de espejo ajustable (24).

4. Dispositivo según la reivindicación 2 o 3, comprendiendo el dispositivo de selección de pupila (22, 31) un modulador espacial de luz (31).

5. Dispositivo según la reivindicación 4, estando el modulador espacial de luz (31) diseñado para generar al menos dos haces de luz de iluminación (212A, 212B).

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1-5, comprendiendo el dispositivo de detección un detector 2D (62).

7. Dispositivo según la reivindicación 6, comprendiendo el detector 2D (62) un sensor de imagen.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1-7, comprendiendo el dispositivo de detección (13) un detector puntual (73).

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 -8, comprendiendo el dispositivo de detección (13) un espectrómetro y/o un reflectómetro óptico que funciona en el dominio del tiempo (80).

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1-9, comprendiendo la trayectoria de detección el dispositivo de escaneo.

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1-10, comprendiendo la trayectoria de detección otro dispositivo de escaneo (93).

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1-11, que comprende además un portamuestras (111), presentando el portamuestras un alojamiento para el circuito integrado fotónico (29) y un dispositivo de desviación de haz dispuesto alrededor del alojamiento para la desviación de un haz de luz hacia o desde el dispositivo.

13. Dispositivo según la reivindicación 12, comprendiendo el dispositivo de desviación de haz un prisma o un espejo.

14. Procedimiento para la comprobación de un circuito integrado fotónico que comprende:

una selección de una ubicación de iluminación de un haz de luz de iluminación (212) para la iluminación del circuito integrado fotónico (29); y

una detección de la luz de detección procedente del circuito integrado fotónico,

caracterizado por que la ubicación de iluminación se selecciona con un dispositivo de escaneo con el que se puede explorar con un haz de luz una superficie de un circuito integrado fotónico o un entorno del mismo.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, que comprende además una elección de un ángulo de acoplamiento del haz de luz mediante el ajuste de una posición del haz de luz de iluminación (212) en un plano de pupila (211) de una trayectoria de iluminación para el haz de luz de iluminación (212).

16. Procedimiento según la reivindicación 14 o 15, que comprende además una selección de una ubicación de detección para la luz de detección (63).