特表 2023-515064 ＴｅｒａＰＨＹチップレット光入力／出力システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-12

(54)【発明の名称】ＴｅｒａＰＨＹチップレット光入力／出力システム

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/01 20060101AFI20230405BHJP

   G02B 6/125 20060101ALI20230405BHJP

   G02B 6/12 20060101ALI20230405BHJP

【ＦＩ】

G02F1/01 C

G02B6/125

G02B6/12 301

G02B6/12 341

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022549845

(86)(22)【出願日】2021-02-24

(85)【翻訳文提出日】2022-10-19

(86)【国際出願番号】 US2021019492

(87)【国際公開番号】W WO2021173732

(87)【国際公開日】2021-09-02

(31)【優先権主張番号】62/981,726

(32)【優先日】2020-02-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519011669

【氏名又は名称】アヤー・ラブス・インコーポレーテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＹＡＲ ＬＡＢＳ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フィ－ニ・ジョン

(72)【発明者】

【氏名】ストヤノビク・ウラディミール

(72)【発明者】

【氏名】サン・チェン

(72)【発明者】

【氏名】ヴァン オーデン・デレク

(72)【発明者】

【氏名】ウェイド・マーク・テイラー

【テーマコード（参考）】

2H147

2K102

【Ｆターム（参考）】

2H147AA01

2H147AB02

2H147AB04

2H147AB05

2H147AB16

2H147AB17

2H147AB19

2H147AB21

2H147AC04

2H147BD01

2H147BD02

2H147BD03

2H147BD08

2H147BE15

2H147BG04

2H147CA05

2H147CB02

2H147CC14

2H147DA08

2H147DA10

2H147EA13A

2K102AA21

2K102AA28

2K102BA16

2K102BA26

2K102BB02

2K102BC10

2K102BD02

2K102CA20

2K102DA04

2K102DB02

2K102DC07

2K102DD03

2K102EA09

2K102EA22

2K102EB08

2K102EB16

2K102EB22

2K102EB28

(57)【要約】

【課題】
【解決手段】電気光学チップが、光入力ポートと、光出力ポートと、光入力ポートへ光学的に接続されている第１端および光出力ポートへ光学的に接続されている第２端を有する光導波路と、を備える。光導波路は、１または複数の部分を備える。光導波路の異なる部分は、水平方向、垂直方向、水平と垂直との間の方向、または、屈曲方向、のいずれかに伸びている。電気光学チップは、さらに、光導波路の少なくとも１つの部分に沿って配置されている複数の光マイクロリング共振器を備える。複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、光導波路に沿って異なる位置へ光学的に結合されている。電気光学チップは、さらに、複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路を備える。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気光学チップであって、
前記電気光学チップの第１側に配置されている光入力ポートと、
前記電気光学チップの前記第１側に配置されている光出力ポートと、
前記光入力ポートへ光学的に接続されている第１端および前記光出力ポートへ光学的に接続されている第２端を有する光導波路であって、前記光導波路は、第１方向に伸びている第１部分と、前記第１部分から伸び、前記第１方向から、前記第１方向と実質的に反対向きの第２方向へ曲がっている第２部分と、前記第２部分から前記第２方向に伸びている第３部分と、を備え、前記第１、第２、および、第３部分は、前記光導波路の略Ｕ字型部分を集合的に形成している、光導波路と、
前記光導波路の前記第１部分に沿って配置されている複数の光マイクロリング共振器であって、前記複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、前記光導波路の前記第１部分に沿って異なる位置へ光学的に結合されている、複数の光マイクロリング共振器と、
前記複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路と、
を備える、電気光学チップ。

【請求項2】

請求項１に記載の電気光学チップであって、さらに、
前記光入力と前記光出力との間の前記光導波路を通る所定の波長の光を変調するように前記複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える、電気光学チップ。

【請求項3】

請求項１に記載の電気光学チップであって、さらに、
前記光導波路を通る所定の波長の光を検出するそれぞれの光検出装置の一部として動作するように前記複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える、電気光学チップ。

【請求項4】

請求項１に記載の電気光学チップであって、
前記複数の光マイクロリング共振器は、第１複数の光マイクロリング共振器であり、前記電気光学チップは、前記光導波路の前記第３部分に沿って配置されている第２複数の光マイクロリング共振器を備え、前記第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、前記光導波路の前記第３部分に沿って異なる位置へ光学的に結合され、前記電気光学チップは、前記第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路を備える、電気光学チップ。

【請求項5】

請求項４に記載の電気光学チップであって、さらに、
前記光入力と前記光出力との間の前記光導波路を通る所定の波長の光を変調するように前記第２複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える、電気光学チップ。

【請求項6】

請求項４に記載の電気光学チップであって、さらに、
前記光導波路を通る所定の波長の光を検出するそれぞれの光検出装置の一部として動作するように前記第２複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える、電気光学チップ。

【請求項7】

請求項４に記載の電気光学チップであって、
前記光導波路の前記略Ｕ字型部分は、前記電気光学チップの第１領域および第２領域を規定しており、前記第１領域は、前記光導波路の前記Ｕ字型部分によって部分的に囲まれ、前記第２領域は、前記光導波路の前記Ｕ字型部分を挟んで前記第１領域の反対側に位置し、前記第１および第２複数の光マイクロリング共振器の各々は、前記第２領域内に配置されている、電気光学チップ。

【請求項8】

請求項７に記載の電気光学チップであって、
前記第１複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の前記共振波長を制御するための前記電子回路は、前記第１複数の光マイクロリング共振器に沿って前記第２領域内に形成され、前記第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の前記共振波長を制御するための前記電子回路は、前記第２複数の光マイクロリング共振器に沿って前記第２領域内に形成されている、電気光学チップ。

【請求項9】

請求項４に記載の電気光学チップであって、さらに、
前記光導波路の前記第２部分に沿って配置されている第３複数の光マイクロリング共振器であって、前記第３複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、前記光導波路の前記第２部分に沿って異なる位置へ光学的に結合されている、第３複数の光マイクロリング共振器と、
前記第３複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路と、
を備える、電気光学チップ。

【請求項10】

請求項９に記載の電気光学チップであって、さらに、
前記光入力と前記光出力との間の前記光導波路を通る所定の波長の光を変調するように前記第３複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える、電気光学チップ。

【請求項11】

請求項９に記載の電気光学チップであって、さらに、
前記光導波路を通る所定の波長の光を検出するそれぞれの光検出装置の一部として動作するように前記第３複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える、電気光学チップ。

【請求項12】

請求項９に記載の電気光学チップであって、
前記光導波路の前記略Ｕ字型部分は、前記電気光学チップの第１領域および第２領域を規定しており、前記第１領域は、前記光導波路の前記Ｕ字型部分によって部分的に囲まれ、前記第２領域は、前記光導波路の前記Ｕ字型部分を挟んで前記第１領域の反対側に位置し、前記第１、第２、および、第３複数の光マイクロリング共振器の各々は、前記第２領域内に配置されている、電気光学チップ。

【請求項13】

請求項１２に記載の電気光学チップであって、
前記第１複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の前記共振波長を制御するための前記電子回路は、前記第１複数の光マイクロリング共振器に沿って前記第２領域内に形成され、前記第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の前記共振波長を制御するための前記電子回路は、前記第２複数の光マイクロリング共振器に沿って前記第２領域内に形成され、前記第３複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の前記共振波長を制御するための前記電子回路は、前記第３複数の光マイクロリング共振器に沿って前記第２領域内に形成されている、電気光学チップ。

【請求項14】

電気光学チップであって、
前記電気光学チップの第１側に配置されている光入力ポートと、
前記電気光学チップの前記第１側に配置されている光出力ポートと、
前記光入力ポートへ光学的に接続されている第１端および前記光出力ポートへ光学的に接続されている第２端を有する光導波路であって、前記光導波路は、第１方向に伸びている第１部分と、前記第１部分から伸び、前記第１方向から、前記第１方向と実質的に直交する第２方向へ曲がっている第２部分と、前記第２部分から前記第２方向に伸びている第３部分と、前記第３部分から伸び、前記第２方向から、前記第１方向と実質的に反対向きの第３方向へ曲がっている第４部分と、前記第４部分から前記第３方向に伸びている第５部分と、を備え、前記第１、第２、第３、第４、および、第５部分は、前記光導波路の略Ｃ字型部分を集合的に形成している、光導波路と、
前記光導波路の前記第３部分に沿って配置されている複数の光マイクロリング共振器であって、前記複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、前記光導波路の前記第３部分に沿って異なる位置へ光学的に結合されている、複数の光マイクロリング共振器と、
前記複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路と、
を備える、電気光学チップ。

【請求項15】

請求項１４に記載の電気光学チップであって、さらに、
前記光入力と前記光出力との間の前記光導波路を通る所定の波長の光を変調するように前記複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える、電気光学チップ。

【請求項16】

請求項１４に記載の電気光学チップであって、さらに、
前記光導波路を通る所定の波長の光を検出するそれぞれの光検出装置として動作するように前記複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える、電気光学チップ。

【請求項17】

請求項１４に記載の電気光学チップであって、
前記光導波路の前記略Ｃ字型部分は、前記電気光学チップの第１領域および第２領域を規定しており、前記第１領域は、前記光導波路の前記Ｃ字型部分によって部分的に囲まれ、前記第２領域は、前記光導波路の前記Ｃ字型部分を挟んで前記第１領域の反対側に位置し、前記複数の光マイクロリング共振器は、前記第２領域内に配置されている第１複数の光マイクロリング共振器であり、前記電気光学チップは、前記第１領域内で前記光導波路の前記第３部分に沿って配置されている第２複数の光マイクロリング共振器を備え、前記第１および第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、前記光導波路の前記第３部分に沿って異なる位置へ光学的に結合され、前記電気光学チップは、前記第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路を備える、電気光学チップ。

【請求項18】

請求項１７に記載の電気光学チップであって、さらに、
前記光入力と前記光出力との間の前記光導波路を通る所定の波長の光を変調するように前記第２複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える、電気光学チップ。

【請求項19】

請求項１７に記載の電気光学チップであって、さらに、
前記光導波路を通る所定の波長の光を検出するそれぞれの光検出装置として動作するように前記第２複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える、電気光学チップ。

【請求項20】

請求項１７に記載の電気光学チップであって、
前記第１複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の前記共振波長を制御するための前記電子回路は、前記第１複数の光マイクロリング共振器に沿って前記第２領域内に形成され、前記第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の前記共振波長を制御するための前記電子回路は、前記第２複数の光マイクロリング共振器に沿って前記第１領域内に形成されている、電気光学チップ。

【請求項21】

電気光学チップであって、
前記電気光学チップの第１側に配置されている光入力ポートと、
前記電気光学チップの第２側に配置されている光出力ポートと、
前記光入力ポートへ光学的に接続されている第１端および前記光出力ポートへ光学的に接続されている第２端を有する光導波路と、
前記光導波路に沿って配置されている複数の光マイクロリング共振器であって、前記複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、前記光導波路に沿って異なる位置へ光学的に結合されている、複数の光マイクロリング共振器と、
前記複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するために前記複数の光マイクロリング共振器に沿って形成されている電子回路と、
を備える、電気光学チップ。

【請求項22】

請求項２１に記載の電気光学チップであって、
前記電気光学チップの前記第１および第２側は、前記電気光学チップを挟んだ反対側である、電気光学チップ。

【請求項23】

請求項２１に記載の電気光学チップであって、前記電気光学チップの前記第１および第２側は、前記電気光学チップの隣接する側である、電気光学チップ。

【請求項24】

請求項２１に記載の電気光学チップであって、
前記光導波路は、第１方向に伸びている第１部分と、前記第１部分から伸び、前記第１方向から、前記第１方向とは異なる第２方向へ曲がっている第２部分と、前記第２部分から前記第２方向に伸びている第３部分と、前記第３部分から伸び、前記第２方向から前記第１方向へ戻るように曲がっている第４部分と、前記第４部分から前記第１方向に伸びている第５部分と、を備え、
前記複数の光マイクロリング共振器は、前記光導波路の前記第１部分に沿って配置されている第１複数の光マイクロリング共振器である、電気光学チップ。

【請求項25】

請求項２４に記載の電気光学チップであって、さらに、
前記光導波路の前記第３部分に沿って前記光導波路の前記第１部分および前記第３部分の間に配置されている第２複数の光マイクロリング共振器であって、前記第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、前記光導波路の前記第３部分に沿って異なる位置へ光学的に結合されている、第２複数の光マイクロリング共振器と、
前記第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するために前記第２複数の光マイクロリング共振器に沿って形成されている電子回路と、
前記光導波路の前記第５部分に沿って前記光導波路の前記第３部分および前記第５部分の間に配置されている第３複数の光マイクロリング共振器であって、前記第３複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、前記光導波路の前記第５部分に沿って異なる位置へ光学的に結合されている、第３複数の光マイクロリング共振器と、
前記第３複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するために前記第３複数の光マイクロリング共振器に沿って形成されている電子回路と、
を備える、電気光学チップ。

【請求項26】

請求項２４に記載の電気光学チップであって、
前記第２方向は、前記第１方向から約１８０度オフセットされている、電気光学チップ。

【請求項27】

請求項２４に記載の電気光学チップであって、
前記第２方向は、前記第１方向から約９０度オフセットされている、電気光学チップ。

【請求項28】

請求項２１に記載の電気光学チップであって、
前記光導波路は、第１方向に伸びている第１部分と、前記第１部分から伸び、前記第１方向から、前記第１方向とは異なる第２方向へ曲がっている第２部分と、前記第２部分から前記第２方向に伸びている第３部分と、前記第３部分から伸び、前記第２方向から、前記第１および第２方向の両方と異なる第３方向へ曲がっている第４部分と、前記第４部分から前記第３方向に伸びている第５部分と、を備え、
前記複数の光マイクロリング共振器は、前記光導波路の前記第１部分に沿って配置されている第１複数の光マイクロリング共振器である、電気光学チップ。

【請求項29】

請求項２８に記載の電気光学チップであって、さらに、
前記光導波路の前記第３部分に沿って前記光導波路の前記第１部分および前記第３部分の間に配置されている第２複数の光マイクロリング共振器であって、前記第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、前記光導波路の前記第３部分に沿って異なる位置へ光学的に結合されている、第２複数の光マイクロリング共振器と、
前記第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するために前記第２複数の光マイクロリング共振器に沿って形成されている電子回路と、
を備える、電気光学チップ。

【請求項30】

請求項２８に記載の電気光学チップであって、
前記第２方向は、前記第１方向から約１８０度オフセットされ、前記第３方向は、前記第２方向から約９０度オフセットされている、電気光学チ
ップ。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

これまで、光通信は、プラガブルな個別のフォームファクタを対象としてきた。ＱＳＦＰ２８またはＱＳＦＰ－ＤＤフォームファクタなど、光モジュールのフォームファクタのいくつかが、規格化されており、チップ入力／出力（Ｉ／Ｏ）に必要な密度を達成するにはあまりに大きすぎる。ＣＯＢＯ（オンボードオプティクスコンソーシアム）によって研究されているオンボードフォームファクタなど、接続されたホストＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）に光学機器を近づけようとする最近の試みが、より密なフォームファクタの動機付けになっていたが、現在の光トランシーバで用いられるタイプの光学デバイスおよび集積方法は、サイズおよび出力の両方の観点から、チップＩ／Ｏに適していない。本発明は、この文脈で生まれたものである。

【発明の概要】

【0002】

一実施形態例において、電気光学チップが開示されている。電気光学チップは、電気光学チップの第１側に配置されている光入力ポートを備える。電気光学チップは、さらに、電気光学チップの第１側に配置されている光出力ポートを備える。電気光学チップは、さらに、光入力ポートへ光学的に接続されている第１端を有する光導波路を備える。光導波路は、さらに、光出力ポートへ光学的に接続されている第２端を有する。光導波路は、第１方向に伸びている第１部分を備える。光導波路は、さらに、第１部分から伸び、第１方向から、第１方向と実質的に反対向きの第２方向へ曲がっている第２部分を備える。光導波路は、さらに、第２部分から第２方向へ伸びている第３部分を備える。第１、第２、および、第３部分は、光導波路の略Ｕ字型部分を集合的に形成している。電気光学チップは、さらに、光導波路の第１部分に沿って配置されている複数の光マイクロリング共振器を備える。複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、光導波路の第１部分に沿って異なる位置へ光学的に結合されている。電気光学チップは、さらに、複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路を備える。

【0003】

一実施形態例において、電気光学チップが開示されている。電気光学チップは、電気光学チップの第１側に配置されている光入力ポートを備える。電気光学チップは、さらに、電気光学チップの第１側に配置されている光出力ポートを備える。電気光学チップは、さらに、光入力ポートへ光学的に接続されている第１端を有する光導波路を備える。光導波路は、さらに、光出力ポートへ光学的に接続されている第２端を有する。光導波路は、第１方向に伸びている第１部分を備える。光導波路は、さらに、第１部分から伸び、第１方向から、第１方向と実質的に直交する第２方向へ曲がっている第２部分を備える。光導波路は、さらに、第２部分から第２方向へ伸びている第３部分を備える。光導波路は、さらに、第３部分から伸び、第２方向から、第１方向と実質的に反対向きの第３方向へ曲がっている第４部分を備える。光導波路は、さらに、第４部分から第３方向へ伸びている第５部分を備える。第１、第２、第３、第４、および、第５部分は、光導波路の略Ｃ字型部分を集合的に形成している。電気光学チップは、さらに、光導波路の第３部分に沿って配置されている複数の光マイクロリング共振器を備える。複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、光導波路の第３部分に沿って異なる位置へ光学的に結合されている。電気光学チップは、さらに、複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路を備える。

【0004】

一実施形態例において、電気光学チップが開示されている。電気光学チップは、電気光学チップの第１側に配置されている光入力ポートを備える。電気光学チップは、さらに、電気光学チップの第２側に配置されている光出力ポートを備える。電気光学チップは、さらに、光入力ポートへ光学的に接続されている第１端を有する光導波路を備える。光導波路は、さらに、光出力ポートへ光学的に接続されている第２端を有する。電気光学チップは、さらに、光導波路に沿って配置されている複数の光マイクロリング共振器を備える。複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、光導波路に沿って異なる位置へ光学的に結合されている。電気光学チップは、さらに、複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するために複数の光マイクロリング共振器に沿って形成されている電子回路を備える。

【0005】

本発明のその他の態様および利点については、本発明を例示した添付図面を参照しつつ行う以下の詳細な説明から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】いくつかの実施形態に従って、マルチチップパッケージ（ＭＣＰ）アセンブリの一例を示す垂直分解図。

【0007】

【図2A】いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹチップレットを実装するシステムのブロックレベルアーキテクチャの一例を示す図。

【0008】

【図2B】いくつかの実施形態に従って、図２Ａの基板を示す垂直断面図。

【0009】

【図2C】いくつかの実施形態に従って、本明細書で論じられているＴｅｒａＰＨＹチップレットを含め、様々な電気的および電気光学的な半導体チップ技術について、相互接続メトリック対到達距離のトレードオフを示す図。

【0010】

【図3】いくつかの実施形態に従って、本明細書で言及されているＴｅｒａＰＨＹチップレットの一例を示す組織図。

【0011】

【図4】いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹチップレットのレイアウト例を示す図。

【0012】

【図5A】いくつかの実施形態に従って、多くのＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレットが加工された半導体ウエハを示す上面図。

【0013】

【図5B】いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレットの一部の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す図。

【0014】

【図6A】いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレットのフォトニック構造のレイアウト例を示す図。

【0015】

【図6B】いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレットに接続するためのＦＡＵの例を示す図。

【0016】

【図6C】いくつかの実施形態に従って、図６Ａに示した光ポート領域に対応する所与の光マクロのための光回折格子カプラのセットを示す拡大レイアウト図。

【0017】

【図6D】いくつかの実施形態に従って、図６Ｃに示した領域に対応する光回折格子カプラを示す拡大図。

【0018】

【図7】いくつかの実施形態に従って、所与の光マクロのレイアウト例を示す図。

【0019】

【図8A】いくつかの実施形態に従って、光リンクを通して第２コンピュータシステムに光学的に接続されている第１コンピュータシステムを示す図。

【0020】

【図8B】いくつかの実施形態に従って、第１コンピュータシステムのＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレットと第２コンピュータシステムのＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレットとの間の光接続をより詳細に示す図。

【0021】

【図9】いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレットに対するデータの入出力のための光マクロの光学経路レイアウト例を示しており、ここで、光学経路レイアウトは、Ｕ字型光導波路を含む図。

【0022】

【図10】いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレットに対するデータの入出力のための光マクロの光学経路レイアウト例を示しており、ここで、光学経路レイアウトは、Ｃ字型光導波路を含む図。

【0023】

【図11】いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレットに対するデータの入出力のための光マクロの光学経路レイアウト例を示しており、ここで、光学経路レイアウトは、Ｃ字型光導波路を含む図。

【0024】

【図12】いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレットに対するデータの入出力のための光マクロの光学経路レイアウト例を示しており、ここで、光学経路レイアウトは、Ｃ字型光導波路を含む図。

【0025】

【図13】いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレットに対するデータの入出力のための光マクロの光学経路レイアウト例を示しており、ここで、光学経路レイアウトは、光マクロを挟んで反対側に配置されている対応する光ポートを備えた略線形光導波路を含む図。

【0026】

【図14】いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレットに対するデータの入出力のための光マクロの光学経路レイアウト例を示しており、ここで、光学経路レイアウトは、Ｓ字型光導波路を含む図。

【0027】

【図15】いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレットに対するデータの入出力のための光マクロの光学経路レイアウト例を示しており、ここで、光学経路レイアウトは、Ｚ字型光導波路を含む図。

【0028】

【図16】いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレットに対するデータの入出力のための光マクロの光学経路レイアウト例を示しており、ここで、光学経路レイアウトは、フック型光導波路を含む図。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下では、本発明を理解できるように、多くの具体的な詳細事項について説明する。ただし、当業者にとって明らかなように、本発明は、これらの具体的な詳細事項の一部または全部がなくとも実施可能である。また、本発明が不必要に不明瞭となることを避けるため、周知の処理動作の詳細な説明は省略している。

【0030】

マイクロリングベースの光学デバイスの実装など、電子機器および光学機器のモノリシック集積化は、はるかに低い電力要件で光学的な構成要素およびデバイスを集積回路チップとより密に集積化することを可能にする。集積回路技術およびフォトニクス技術を組みあわせると、様々なフロアプランを備えたインパッケージ光Ｉ／Ｏが可能になり、チップＩ／Ｏの課題に対処するためのロードマップが与えられる。集積フォトニック入力／出力（Ｉ／Ｏ）チップレット（カリフォリニア州サンタクララのＡｙａｒ Ｌａｂｓ社製のＴｅｒａＰＨＹチップレットなど）のための電子フォトニックマクロの様々なレイアウト、構成、および、フロアプランについての実施形態が本明細書で開示されている。

【0031】

図１は、いくつかの実施形態に従って、マルチチップパッケージ（ＭＣＰ）アセンブリの一例１００を示す垂直分解図である。ＭＣＰアセンブリ１００は、ＭＣＰ１０１と、ＭＣＰ１００の上に配置されたリッド１０３と、を備え、熱伝導材料（ＴＩＭ）がＭＣＰ１０１とリッド１０３との間に配置されている。いくつかの実施形態において、ＭＣＰ１０１は、複数のＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ａおよび１０７Ｂと、集積回路チップ１０９と、を備える。いくつかの実施形態において、ＴＩＭ１０５は、複数のＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ａ、１０７Ｂ、および、集積回路チップ１０９の上に配置されている。リッド１０３は、複数のＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ａ、１０７Ｂ、および、集積回路チップ１０９を封止するよう構成されている。様々な実施形態において、集積回路チップ１０９は、システムオンチップ（ＳｏＣ）プロセッサ、ＡＳＩＣチップ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）チップ、または、基本的に任意のその他のタイプの集積回路チップ、のいずれかである。様々な実施形態において、複数のＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ａ、１０７Ｂは、集積回路チップ１０９のための電気Ｉ／Ｏインターフェースのタイプに対応する様々な技術（有機基板、２．５Ｄ集積化－Ｓｉインターポーザ、埋め込み相互接続ブリッジ、高密度ビルドアップファンアウト、などを含むが、これらに限定されない）を用いて集積回路チップ１０９とコパッケージングされている。ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ａ、１０７Ｂは、所与の応用例に対して、Ｉ／Ｏ帯域幅密度、エネルギ効率、および、パッケージングコストを最適化するために、集積回路チップ１０９の電気Ｉ／Ｏインターフェースに適合するよう設計される。複数のＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ａおよび１０７Ｂの各々は、それぞれ、対応する光ファイバアレイ１１１Ａおよび１１１Ｂと光学的に結合するよう構成されている。

【0032】

図２Ａは、いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７を実装するシステム２００のブロックレベルアーキテクチャの一例を示す。システム２００は、ＴｅｒａＰＨＹチップレットを備えるように実装された本明細書で言及する任意のタイプのＭＣＰの一般的な表現を提供する。システム２００は、基板２０１に取り付けられているＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７を備える。ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７は、光リンク２０３へ光学的に接続されている光インターフェースを備えており、光リンク２０３を通して、別の電気光学デバイス（別のＴｅｒａＰＨＹチップレットなど）との双方向光データ通信が実行される。システム２００は、さらに、基板２０１に取り付けられている１または複数の集積回路チップ２０５（半導体チップ）を備える。様々な実施形態において、１または複数の集積回路チップ２０５は、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィックス・プロセッシング・ユニット（ＧＰＵ）、ビジュアル・プロセッシング・ユニット（ＶＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、メモリチップ、ＨＢＭスタック、ＳｏＣ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、アクセラレータチップ、および／または、基本的に任意のその他のタイプの半導体チップ、の内の１または複数を含む。様々な実施形態において、基板２０１は、有機パッケージおよび／またはインターポーザである。いくつかの実施形態において、基板２０１は、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７と１または複数の集積回路チップ２０５との間の電気接続／配線２０７を備える。いくつかの実施形態において、電気接続／配線２０７は、基板２０１内に形成された再配線層（ＲＤＬ）内に形成されている。様々な実施形態において、ＲＤＬ構造は、半導体パッケージング業界内で利用可能な基本的に任意のＲＤＬ構造トポロジおよび技術に従って実装される。基板２０１内の電気接続／配線２０７の一部は、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７と、１または複数の半導体チップ２０５の各々とに、電力および基準接地電位を供給するよう構成され、利用される。また、基板２０１内の一部の電気接続／配線２０７は、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７と１または複数の半導体チップ２０５との間の双方向デジタルデータ通信を提供する電気信号を伝送するよう構成され、利用される。様々な実施形態において、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７と１または複数の半導体チップ２０５との間の電気接続／配線２０７を通してのデジタルデータ通信は、基本的に任意のデジタルデータ相互接続規格の中でも特に、ペリフェラル・コンポーネント・インターコネクト・エクスプレス（ＰＣＩｅ）規格、コンピュート・エクスプレス・リンク（ＣＸＬ）規格、Ｇｅｎ－Ｚ規格、オープン・コヒーレント・アクセラレータ・プロセッサ・インターフェース（ＯｐｅｎＣＡＰＩ）、および／または、オープンメモリインターフェース（ＯＭＩ）など、デジタルデータ相互接続規格に従って実施される。

【0033】

システム２００は、さらに、１または複数の制御された波長の連続波レーザ光をＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７に供給するために光学的に接続されている光電力供給装置２０９を備える。いくつかの実施形態において、光電力供給装置２０９は、Ａｙａｒ Ｌａｂｓ社製のＳｕｐｅｒＮｏｖａ多波長マルチポート光供給装置である。光電力供給装置２０９は、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７へ光学的に給電する連続波（ＣＷ）光を供給する。いくつかの実施形態において、光電力供給装置２０９は、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７の複数の対応するＣＷ光入力ポートへの伝送に向けて、ＣＷ光の複数の波長を生成し、共通の光ファイバまたは光導波路上にＣＷ光の複数の波長を多重化し、光電力供給装置２０９の複数の出力ポートへ、多重化された光電力を分割して増幅するフォトニック集積回路（ＰＩＣ）として構成されている。

【0034】

様々な実施形態において、光電力供給装置２０９は、１または複数の光導波路２１１を通してＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７へ光学的に接続されている。様々な実施形態において、１または複数の光導波路２１１は、基板２０１内に形成された１または複数の光ファイバならびに／もしくは１または複数の光導波路構造を含む。いくつかの実施形態において、光電力供給装置２０９は、基板２０１に取り付けられている。いくつかの実施形態において、光電力供給装置２０９は、基板２０１内に形成された電気接続／配線を通して電力および電気制御信号を受信する。いくつかの実施形態において、光電力供給装置２０９は、基板２０１から物理的に分離されたデバイスとして実装される。これらの実施形態の一部において、光電力供給装置２０９は、１または複数の光ファイバを通してＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７へ光学的に接続される。これらの実施形態の一部において、光電力供給装置２０９は、基板２０１へ光学的に接続されている１または複数の光ファイバと、基板２０１内に形成されている１または複数の光導波路とを通して、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７へ光学的に接続される。

【0035】

いくつかの実施形態において、基板２０１は、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７および集積回路チップ２０５のために、電力、電気的接地、電気データ入力信号、および、電気データ出力信号を運ぶよう構成されている電気トレースの配線を備える。いくつかの実施形態において、集積回路チップ２０５は、基板２０１内に形成された電気接続／配線２０７を通してＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７に電気的に接続されている。いくつかの実施形態において、電気接続／配線２０７は、１または複数のＲＤＬ構造として基板２０１内に実装されている。図２Ｂは、いくつかの実施形態に従って、図２Ａの基板２０１を示す垂直断面図である。いくつかの実施形態において、ＲＤＬ構造の電気接続／配線２０７は、基板２０１の複数のレベルに形成される。いくつかの実施形態において、電気接続／配線２０７は、図２Ｂにおいて異なるレベルの電気接続／配線２０７の間の垂直線によって表されているように、基板２０１の異なるレベルに形成された電気トレースの間の電気接続を提供するために形成された導電ビア構造を備える。様々な実施形態において、電気接続／配線２０７は、集積回路チップ２０５とＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７との間に必要とされる電気接続を提供し、集積回路チップ２０５およびＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７の各々に電力を提供し、集積回路チップ２０５およびＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７の各々に基準接地電位接続を提供するために必要に応じて、基本的に任意の方法で構成されることを理解されたい。

【0036】

図２Ｃは、いくつかの実施形態に従って、本明細書で論じられているＴｅｒａＰＨＹチップレットを含め、様々な電気的および電気光学的な半導体チップ技術について、相互接続メトリック対到達距離のトレードオフを示す。より具体的には、図２Ｃは、様々な相互接続技術についてのエネルギ効率および帯域幅密度の積対最大相互接続距離（またはデータ通信到達距離）のプロット内で、波長分割多重（ＷＤＭ）技術を実装する本明細書に記載のＴｅｒａＰＨＹチップレットがどこに位置するのかを示している。エネルギ効率および帯幅域密度の積は、ギガビット毎秒／ミリメートルをピコジュール／ビットで割った単位［（Ｇｂｐｓ／ｍｍ）／（ｐＪ／ｂｉｔ）］でプロットされている。最大相互接続距離は、メートルの単位（ｍ）でプロットされている。図２Ｃは、ＴｅｒａＰＨＹチップレットＷＤＭ技術が、インパッケージ相互接続の帯域幅密度およびエネルギコストで数キロメートル（ｋｍ）の距離にわたって通信を提供できることを示している。また、図２Ｃは、様々な技術メトリック、ならびに、ＴｅｒａＰＨＹチップレットＷＤＭ技術と既存の電気技術および光学技術との比較を示している。このように、図２Ｃは、ＴｅｒａＰＨＹチップレットＷＤＭ技術の能力が特に関連する場所の例を示している。また、図２Ｃは、ＴｅｒａＰＨＹチップレットＷＤＭ技術が、インパッケージ電気相互接続と同等の電力、帯域幅、および、待ち時間の特性で、２ｋｍより長いオフパッケージデータ通信到達距離を可能にすることも示している。ＴｅｒａＰＨＹチップレットは、単一の半導体チップレット（例えば、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）チップまたはシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）チップ）から数ＴｂｐｓのＩ／Ｏ帯域幅を提供するために、数千万個のトランジスタと数百個の光学デバイスとを集積している。トランジスタと光学デバイス（マイクロリング共振器など）とのモノリシック集積化は、ＣＭＯＳ／ＳＯＩマルチチップパッケージングエコシステムへのＴｅｒａＰＨＹチップレットのシームレスな挿入を可能にすると同時に、ホスト集積回路チップへの柔軟な電気インターフェースを可能にする。

【0037】

図３は、いくつかの実施形態に従って、本明細書で言及されているＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７の一例を示す組織図である。組織図は、フォトニックインターフェース３０３から隔離（分離）されている電気インターフェース３０１を有する。フォトニックインターフェース３０３は、対応するファイバアレイユニット（ＦＡＵ）１１１（図６Ｂ参照）と光学的に結合するよう構成されている。図３の例において、電気インターフェース３０１は、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７の左側にあり、フォトニックインターフェース３０３（ＦＡＵ１１１用）は、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７の右側にある。複数の（１～Ｎ個の）光マクロ３０５－１～３０５－Ｎが、フォトニックインターフェース３０３と電気インターフェース３０１との間に配置されている。電気インターフェース３０１は、グルーロジック３０７によって光マクロ３０５－１～３０５－Ｎに接続されている。ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７の電気インターフェース３０１は、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７が接続している集積回路チップのロジックに適合可能である。図３の例において、電子から光へのデータの流れは、左から右である。逆に、図３の例において、光から電子へのデータの流れは、右から左である。

【0038】

電気インターフェース３０１は、イーサネットスイッチチップ／ダイまたはその他のタイプの集積回路チップなど、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７が接続している集積回路チップとの間のすべての電気Ｉ／Ｏを扱うよう構成されている回路のブロックである。光マクロ３０５－１～３０５－Ｎは、光ドメインと電気ドメインとの間のデータ信号の変換に関与する。具体的には、光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの各々は、フォトニックインターフェース３０３を通した伝送に向けて、電気インターフェース３０１を通して受信された電気データ信号を光データ信号へ変換するよう構成されている。また、光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの各々は、電気インターフェース３０１を通した伝送に向けて、フォトニックインターフェース３０３を通して受信された光データ信号を電気データ信号へ変換するよう構成されている。フォトニックインターフェース３０３は、光マクロ３０５－１～３０５－Ｎへの光信号および光マクロ３０５－１～３０５－Ｎからの光信号を結合するのに関与する。グルーロジック３０７は、光マクロ３０５－１～３０５－Ｎおよび関連する光波長への電気インターフェース３０１の柔軟な（動的または静的）マッピングを可能にする。このように、グルーロジック３０７（クロスバー回路とも呼ばれる）は、光マクロ３０５－１～３０５－Ｎと電気インターフェース３０１との間の電気信号の動的なルーティングを提供する。また、グルーロジック３０７は、物理層レベルで、再タイミング、再バッファリング、および、フリット再編成の機能を提供する。また、いくつかの実施形態において、グルーロジック３０７は、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７が接続している集積回路チップから何らかの処理をアンロードするために、様々なエラー訂正およびデータレベルリンクのプロトコルを実行する。

【0039】

図４は、いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７のレイアウト例を示す。ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７の光学構成要素および電気構成要素のレイアウトは、面積効率、エネルギ効率、性能、および、実施上の配慮点（光導波路交差の回避など）を最適化するよう設計されている。いくつかの実施形態において、電気インターフェース３０１は、チップ縁部（図４の左側縁部）に沿ってレイアウトされ、ＦＡＵ１１１と光結合するためのフォトニックインターフェース３０３は、反対側のチップ縁部（図４の右側縁部）に沿ってレイアウトされている。いくつかの実施形態において、フォトニックインターフェース３０３は、ＦＡＵ１１１内の光ファイバの各々のための光回折格子カプラを備える。様々な実施形態において、フォトニックインターフェース３０３は、ＦＡＵ１１１と光マクロ３０５－１～３０５－Ｎとの光結合を可能にするために、垂直光回折格子カプラ、エッジ光カプラ、または、基本的に任意のその他のタイプの光カプラデバイス、もしくは、それらの組みあわせを備える。いくつかの実施形態において、フォトニックインターフェース３０３は、ＦＡＵ１１１内の２４個の光ファイバとインターフェース接続するよう構成されている。いくつかの実施形態において、フォトニックインターフェース３０３は、ＦＡＵ１１１内の１６個の光ファイバとインターフェース接続するよう構成されている。

【0040】

グルーロジック３０７は、電気インターフェース３０１とび光マクロ３０５－１～３０５－Ｎとの間でデータをルーティングする。グルーロジック３０７は、光マクロ３０５－１～３０５－Ｎとの電気インターフェース３０１接続をインターフェースする必要に応じて、クロスバースイッチおよびその他の回路を備える。いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの光トランスミッタ（Ｔｘ）および光レシーバ（Ｒｘ）は、ペアに組み合わせられており、各Ｔｘ／Ｒｘペアが光トランシーバを形成している。グルーロジック３０７は、光レーン／チャネルへの電気レーン／チャネルの動的マッピングを可能にする。光マクロ３０５－１～３０５－Ｎ（データ送信（Ｔｘ）およびデータ受信（Ｒｘ）用）は、グルーロジック３０７と、ＦＡＵ１１１と結合しているフォトニックインターフェース３０３との間にレイアウトされている。光マクロ３０５－１～３０５－Ｎは、電気信号の光信号への変換および光信号の電気信号への変換に関与する光学回路および電気回路の両方を備える。

【0041】

いくつかの実施形態において、電気インターフェース３０１は、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７と１または複数のその他の集積回路チップとの間の電気インターフェースを可能にするために、アドバンストインターフェースバス（ＡＩＢ）プロトコルを実行するよう構成されている。ただし、他の実施形態において、電気インターフェース１０７は、ＡＩＢ以外の基本的に任意の電気データ通信インターフェースを実装するよう構成されてもよいことを理解されたい。例えば、いくつかの実施形態において、電気インターフェース１０７は、データのシリアライゼーション／デシリアライゼーションのための高帯域幅メモリ（ＨＢＭ）およびカンドウバス（Ｋａｎｄｏｕ Ｂｕｓ）を備える。

【0042】

いくつかの実施形態において、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７は、長さｄ１および幅ｄ２を有しており、ここで、ｄ１は約８．９ミリメートル（ｍｍ）であり、ｄ２は約５．５ｍｍである。本明細書で用いられている用語「約」は、所与の値の＋／－１０％を意味することを理解されたい。いくつかの実施形態において、長さｄ１は、約８．９ｍｍより短い。いくつかの実施形態において、長さｄ１は、約８．９ｍｍより長い。いくつかの実施形態において、幅ｄ２は、約５．５ｍｍより短い。いくつかの実施形態において、幅ｄ２は、約５．５ｍｍより長い。いくつかの実施形態において、電気インターフェース３０１は、約１．３ｍｍの幅ｄ３を有する。いくつかの実施形態において、幅ｄ３は、約１．３ｍｍより短い。いくつかの実施形態において、幅ｄ３は、約１．３ｍｍより長い。いくつかの実施形態において、光ファイバアレイのためのフォトニックインターフェース３０３は、約５．２ｍｍの長さｄ４および約２．３ｍｍの幅ｄ５を有する。いくつかの実施形態において、長さｄ４は、約５．２ｍｍより短い。いくつかの実施形態において、長さｄ４は、約５．２ｍｍより長い。いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－１～３０５－Ｎは、約１．８ｍｍの幅ｄ６を有する。いくつかの実施形態において、幅ｄ６は、約１．８ｍｍより短い。いくつかの実施形態において、幅ｄ６は、約１．８ｍｍより長い。いくつかの実施形態において、各トランスミッタＴｘ用およびレシーバＲｘ用の光マクロ３０５－１～３０５－Ｎのペアは、約０．７５ｍｍの長さｄ７を有する。いくつかの実施形態において、長さｄ７は、約０．７５ｍｍより短い。いくつかの実施形態において、長さｄ７は、約０．７５ｍｍより長い。いくつかの実施形態において、トランスミッタＴｘ用およびレシーバＲｘ用の光マクロ３０５－１～３０５－Ｎは、フォトニックインターフェース３０３内の光ファイバピッチと整列するように配置されている。いくつかの実施形態において、各光マクロ３０５－１～３０５－Ｎ（トランスミッタ（Ｔｘ）用およびレシーバ（Ｒｘ）用の光マクロのペア）の長さｄ７は、標準的な光ファイバリボン内の光ファイバのピッチに整合される。例えば、光ファイバピッチが２５０マイクロメートルであり、光ファイバリボン内の光ファイバの内の３つが、１つの光マクロ３０５－１～３０５－Ｎに対応する（１つの光ファイバが、レーザからトランスミッタ（Ｔｘ）用の光マクロへ連続波光をもたらし、１つの光ファイバが、トランスミッタ（Ｔｘ）用の光マクロから変調光としてデータを送信し、１つの光ファイバが、レシーバ（Ｒｘ）用の光マクロへ符号化データを搬送する変調光をもたらす）場合、光マクロの長さｄ７は、７５０マイクロメートルである。

【0043】

いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの数Ｎは、８である。いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの数Ｎは、８より少ない。いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの数Ｎは、８より多い。また、光マクロ３０５－１～３０５－Ｍの各々は、少なくとも１つの光ポートを表している。いくつかの実施形態において、デュアル位相ロックループ（ＰＬＬ）回路が、光マクロ３０５－１～３０５－Ｎ内の各トランスミッタＴｘ／レシーバＲｘペアによって共有されている。いくつかの実施形態において、デュアルＰＬＬは、２４ギガヘルツ（ＧＨｚ）～３２ＧＨｚの周波数範囲を網羅するＰＬＬＵと、１５ＧＨｚ～２４ＧＨｚの周波数範囲を網羅するＰＬＬＤと、を備える。

【0044】

ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７は、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７との間で電気データ信号を通信するために、管理回路４０１および汎用入力／出力（ＧＰＩＯ）構成要素４０３を備える。様々な実施形態において、ＧＰＩＯ構成要素４０３は、オフチップデータ通信を可能にするために、シリアル・ペリフェラル・インターフェース（ＳＰＩ）構成要素および／または別のタイプの構成要素を含む。また、いくつかの実施形態において、ＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７は、メモリ（例えば、ＳＲＡＭ）、ＣＰＵ、アナログ回路、および／または、ＣＭＯＳに実装可能な任意のその他の回路など、多くのその他の回路を備える。

【0045】

いくつかの実施形態において、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７は、光マクロ３０５－１～３０５ーＭの各々が４個のシリアライザ／デシリアライザ（ＳｅｒＤｅｓ）スライス（ＦＲ－４）または８個のＳｅｒＤｅｓスライス（ＦＲ－８）を備える粗波長分割多重化４レーン（ＣＷＤＭ４）構成を有する。いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－１～３０５ーＮは、波長トランスミッタ（Ｔｘ）／レシーバ（Ｒｘ）スライスに分割され、各Ｔｘ／Ｒｘスライスは、完全に一体化されたアナログＴｘ／Ｒｘフロントエンド、シリアライゼーション／デシリアライゼーション、クロックデータ回復、および、マイクロリング共振器熱チューニングデジタル制御を含む。いくつかの実施形態において、各Ｔｘ／Ｒｘスライス／光マクロ３０５－ｘの光ポートに統合されたフォトニック構成要素は、マイクロリング共振器（変調器、フィルタなど）に基づいている。いくつかの実施形態において、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７は、埋め込みのモード変換器を備えたエッジ結合したＶ字溝構造を通して、ＦＡＵ１１１へ光学的に結合する。

【0046】

図５Ａは、いくつかの実施形態に従って、多くのＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７が加工された半導体ウエハ５０１を示す上面図である。図５Ａは、ウエハ５０１から個片化された所与のＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７から基板厚さを取り除いた後の、所与のＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７の基板側の拡大図５０３も示している。図５Ａは、所与のＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７の電気インターフェース３０１（ＡＩＢインターフェース）、グルーロジック３０７（クロスバー）、光マクロ３０５－１～３０５－Ｎ（ＴｅｒａＰＨＹポート）、および、フォトニックインターフェース３０３（ファイバカプラ）も示している。図５Ａは、図２Ａに関して論じた基板２０１の電気接続／配線２０７へ所与のＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット３０１を電気的に接続するために用いられるパラレルインターフェース部分５０７およびパラレル電気インターフェースバンプピッチパターン部分５０９を備えた所与のＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７の電気接続側の拡大図５０５も示す。様々な実施形態において、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７は、基板２０１内に形成された再配線層（ＲＤＬ）構造を通すなどして、低電力、短到達距離のインパッケージ電気相互接続技術で、集積回路チップ２０５へ電気的に接続されている。

【0047】

図５Ｂは、いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７のパラレルインターフェース部分５０７の電気接続バンプ５０７Ａの一部およびパラレル電気インターフェースバンプピッチパターン部分５０９の電気接続バンプ５０９Ａの一部の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像５１１を示す。いくつかの実施形態において、電気接続バンプ５０７Ａは、約５５マイクロメートルのバンプピッチ（バンプ中心からバンプ中心までの距離）に従って配列されている。ただし、様々の実施形態において、電気接続バンプ５０７Ａは、約５５マイクロメートルより短いまたは長いピッチに従って配列されることを理解されたい。

【0048】

図６Ａは、いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７のフォトニック構造のレイアウト例を示す。図６Ａは、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７の光学レイアウトのいくつかの光導波路６０１および関連する光回折格子構造６０３を示しているが、図６Ａの光学レイアウトをわかりにくくしないように、光マイクロリング共振器および関連する電子機器など、電気光学レイアウトのいくつかの部分は示していない。ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７のフロアプランでは、光ファイバがＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７の右側に入ってくる。光が、光ファイバからＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７上の光回折格子カプラ６０３へ結合される。光回折格子カプラ６０３に結合された光は、光導波路６０１によって光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの入力へ導かれる。いくつかの実施形態において、各光マクロ３０５－１～３０５－Ｎは、光トランスミッタへの連続波レーザ光入力（Ｔｘ入力）のための１つの光ファイバ接続、光トランスミッタからの光出力（Ｔｘ出力）のための１つの光ファイバ接続、および、光レシーバへの変調光入力（Ｒｘ入力）のための１つの光ファイバ接続を含む、３つの光ファイバ接続を有する。

【0049】

いくつかの実施形態において、図６Ａに示す光学レイアウトは、光ファイバからＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７への光結合構造として単一偏波光回折格子カプラ６０３を利用する。いくつかの実施形態において、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７が二重偏波入力を利用する場合、光学レイアウトは、光コンバイナ構造へ続く光回折格子カプラ６０３を偏光分離することを含む。いくつかの実施形態において、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７が二重編波入力を利用し、光回折格子カプラ６０３がＴＥ／ＴＭ偏光状態の両方をサポートする場合、光学レイアウトは、光マクロ３０５－１～３０５－Ｎへの光導波路インターフェース（Ｔｘ入力、Ｔｘ出力、Ｒｘ入力）が単一編波を有するように、光コンバイナ構造へ続く偏光スプリッタ－ローテータを含む。様々な実施形態において、図６Ａの光学レイアウトは、反転、回転、または、反転かつ回転される。また、いくつかの実施形態において、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７の光ファイバカプラアレイ３０３構成は、モード変換器、Ｖ字溝、および／または、その他の光ファイバ結合機構に基づいた光エッジカプラを含む。

【0050】

図６Ｂは、いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７に接続するためのＦＡＵ１１１の例を示す。いくつかの実施形態において、ＦＡＵ１１１は、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７に複数の光ファイバを接続する。いくつかの実施形態において、ＦＡＵ１１１は、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７の光ファイバカプラアレイ３０３に接続する複数の光ファイバを含む光ファイバピグテール６０７を備える。いくつかの実施形態において、光ファイバピグテール６０７内の光ファイバの一部は、外部レーザ装置からＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７へ連続波レーザ光を送るために用いられるものなど、偏波保持単一モード光ファイバ（ＰＭＦ）である。また、いくつかの実施形態において、光ファイバピグテール６０７内の光ファイバの一部は、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７へおよび／またはＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７から変調光信号を運ぶための非偏波保持単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）である。いくつかの実施形態において、ＦＡＵ１１１は、機械式トランスファ（ＭＴ）フェルール６０９（ＭＴＰ（登録商標）コネクタまたはその他の同様のタイプの光コネクタなど）を備える。いくつかの実施形態において、ＦＡＵ１１１は、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７に２４本の光ファイバを接続するよう構成されている。例えば、いくつかの実施形態において、ＭＴフェルール６０９は、２×１２ＭＴＰ（登録商標）コネクタフェルールまたはその他の同様のタイプの光コネクタとして構成される。

【0051】

図６Ｃは、いくつかの実施形態に従って、図６Ａに示した光ポート領域６０５に対応する光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの内の所与の光マクロ３０５－ｘのための光回折格子カプラ６１１、６１３、６１５のセットを示す拡大レイアウト図である。各光回折格子カプラ６１１、６１３、６１５は、対応する光ファイバへ光学的に結合されている。いくつかの実施形態において、光回折格子カプラ６１１は、連続波レーザ光が光マクロ３０５－ｘに供給される際に通る対応する光ファイバへ光学的に結合されている。これらの実施形態において、光回折格子カプラ６１１は、さらに、光マクロ３０５－ｘに連続波レーザ光を供給する光導波路６１７へ光学的に結合されている。また、これらのいくつかの実施形態において、光回折格子カプラ６１３は、変調光信号が光マクロ３０５－ｘから出力される際に通る光導波路６１９へ光学的に結合されている。また、これらの実施形態に従って、光回折格子カプラ６１３は、変調光信号が送信される際に通る対応する光ファイバへ光学的に結合されている。

【0052】

いくつかの実施形態において、光回折格子カプラ６１３は、連続波レーザ光が光マクロ３０５－ｘに供給される際に通る対応する光ファイバへ光学的に結合されている。これらの実施形態において、光回折格子カプラ６１３は、さらに、光マクロ３０５－ｘに連続波レーザ光を供給する光導波路６１９へ光学的に結合されている。また、これらの実施形態において、光回折格子カプラ６１１は、変調光信号が光マクロ３０５－ｘから出力される際に通る光導波路６１７へ光学的に結合されている。また、これらの実施形態に従って、光回折格子カプラ６１１は、変調光信号が送信される際に通る対応する光ファイバへ光学的に結合されている。

【0053】

光回折格子カプラ６１５は、変調光信号がＴｅｒａＰＨｙ光Ｉ／Ｏチップレット１０７によって受信される際に通る光ファイバへ光学的に結合されている。光回折格子カプラ６１５は、さらに、受信された変調光信号を光マクロ３０５－ｘに供給する光導波路６２１へ光学的に結合されている。光導波路６１７、６１９、および、６２１は、それぞれ光回折格子カプラ６１１、６１３、および、６１５と、光マクロ３０５－ｘとの間で光をルーティングする／導くために、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７内に形成されている。いくつかの実施形態において、光アライメント構造６２３、６２５、および、６２７が、光回折格子カプラ６１１、６１３、および、６１５に対する対応する光ファイバのアライメントを支援するために、それぞれ、光回折格子カプラ６１１、６１３、および、６１５の周りに形成されている。

【0054】

図６Ｄは、いくつかの実施形態に従って、図６Ｃに示した領域６２９に対応する光回折格子カプラ６１５を示す拡大図である。光回折格子カプラ６１５は、光ファイバが光学的に結合されている垂直光回折格子カプラとして構成されている。光回折格子カプラ６１５は、光マクロ３０５－ｘへ直接的に光をルーティングする光導波路６２１へ光学的に結合されている。図６Ｄの実施形態例において、光回折格子カプラ６１５は、さらに、最初に光マクロ３０５－ｘから離れる方向へ光をルーティングした後に、光を約１８０°反転させて光マクロ３０５－ｘに向かって戻るようにルーティングする光導波路６３１へ光学的に結合されている。様々な実施形態において、光導波路６３１は、光回折格子カプラ６１５から離れる最初の光伝搬方向のどちらが、対応する光ファイバと、光マクロ３０５－ｘに光学的に接続している光導波路６２１との間の光結合でより効率的であるかに基づいて、必要に応じて実装および利用される。いくつかの実施形態において、光回折格子カプラ６１１および６１３は、最初に光マクロ３０５－ｘから離れる方向に光回折格子カプラから伸びた後に、光マクロ３０５－ｘに向かって折り返すループバック光導波路へも光学的に接続するために、光回折格子カプラ６１５と同様の方法で形成されることを理解されたい。例えば、図６Ｃを参照すると、いくつかの実施形態において、光回折格子カプラ６１１は、ループバック光導波路６３３へも光学的に接続し、光回折格子カプラ６１３は、ループバック光導波路６３５へも光学的に接続している。さらに、いくつかの実施形態において、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７への対応する光ファイバのエッジ結合を可能にするために、垂直光回折格子カプラ６１１、６１３、および、６１５の内の１または複数が、対応する水平光回折格子カプラに置き換えられる。

【0055】

図７は、いくつかの実施形態に従って、光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの内の所与の１つ（光マクロ３０５－ｘとする）のレイアウト例を示す。光マクロ３０５－ｘは、Ｍ個のトランスミッタ（Ｔｘ）スライス７０１－１～７０１－Ｍと、Ｍ個のレシーバ（Ｒｘ）スライス７０３－１～７０３－Ｍと、を備える。光マクロ３０５－ｘの光スライスとは、光トランスミッタスライス７０１－１～７０１－Ｍの内の１つ、もしくは、光レシーバスライス７０３－１～７０３－Ｍの内の１つ、もしくは、光トランスミッタスライス７０１－１～７０１－Ｍの内の１つおよび光レシーバスライス７０３－１～７０３－Ｍの内の対応する１つの組みあわせ、のいずれかを意味しており、ここで、光トランスミッタスライス７０１－１～７０１－Ｍの内の１つおよび光レシーバスライス７０３－１～７０３－Ｍの内の１つは、単一波長の光で動作するように制御される。図７のレイアウト例は、光導波路７０５のル－ティングと、光マクロ７０５－ｘのトランスミッタ（Ｔｘ）部分の中での光マイクロリング共振器７０７－１～７０７－Ｍの配置と、を示している。マイクロリング共振器７０７－１～７０７－Ｍは、変調器として機能する。また、図７のレイアウト例は、光導波路７０９のル－ティングと、光マクロ７０５－ｘのレシーバ（Ｒｘ）部分の中での光マイクロリング共振器７１１－１～７１１－Ｍの配置と、を示している。マイクロリング共振器７１１－１～７１１－Ｍは、光検出器として機能する。いくつかの実施形態において、マイクロリング共振器７０７－１～７０７－Ｍおよび７１１－１～７１１－Ｍの内の１または複数は、光マルチプレクサおよび／または光デマルチプレクサとして機能するように制御される。

【0056】

トランスミッタ（Ｔｘ）スライス７０１－１～７０１－Ｍおよびレシーバ（Ｒｘ）スライス７０３－１～７０３－Ｍの対応する各ペアは、光マクロ３０５－ｘのＴｘ／Ｒｘスライスを形成する。例えば、Ｔｘスライス１ ７０１－１およびＲｘスライス１ ７０３－１は共に、光マクロ３０５－ｘのスライス１を形成する。トランスミッタ（Ｔｘ）スライス７０１－１～７０１ーＭは、光回折格子カプラ６１１から光導波路６１７を通して入ってきた所与の波長の連続波レーザ光を所与の波長の変調光のストリームに変調するよう、マイクロリング共振器７０７－１から７０７－Ｍを動作させることによって、ビットストリームの形態の電気データの、変調光のストリームへの転換を指示するための電気回路を備えており、所与の波長の変調光のストリームは、光マクロ３０５－ｘから光導波路６１９を通して光回折格子カプラ６１３へ伝送される。いくつかの実施形態において、トランスミッタ（Ｔｘ）スライス７０１－１～７０１－Ｍの各々は、同相信号生成および／または直交信号生成のための電気回路と、注入同期発振回路と、位相補間回路と、を備える。レシーバ（Ｒｘ）スライス７０３－１～７０３－Ｍは、マイクロリング共振器７１１－１～７１１－Ｍを動作させることによって、光回折格子カプラ６１５から光導波路６２１を通って入ってくる変調光のストリーム内の所与の波長の光を検出するための電気回路を備える。レシーバ（Ｒｘ）スライス７０３－１～７０３－Ｍ内の電気回路は、対応する波長のマイクロリング共振器７１１－１～７１１－Ｍによって検出された光を電気ドメイン内のビットストリームに転換する。いくつかの実施形態において、レシーバ（Ｔｘ）スライス７０３－１～７０３－Ｍの各々は、同相信号生成および／または直交信号生成（Ｉ／Ｑ信号生成）のための電気回路と、注入同期発振（ＩＬＯ）回路と、位相補間（ＰＩ）回路と、トランスインピーダンス増幅（ＴＩＡ）回路と、信号等化（ＥＱ）回路と、を備える。いくつかの実施形態において、レシーバ（Ｒｘ）スライス７０３－１～７０３－Ｍは、レシーバアナログフロントエンドでのより良好な整合のためおよびコモンモードノイズ（例えば、供給）へのロバスト性のために、それぞれのダミーマイクロリング光検出器（ＰＤ）を利用する。

【0057】

光導波路６１７は、光回折格子カプラ６１１からの連続波レーザ光をトランスミッタ（Ｔｘ）スライス７０１－１～７０１－Ｍ内のマイクロリング共振器７０７－１～１５０７－Ｍの各々へルーティングする。また、光導波路６１９は、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７からの伝送に向けて、トランスミッタ（Ｔｘ）スライス７０１－１～７０１ーＭ内のマイクロリング共振器７０７－１～７０７－Ｍからの変調光を光回折格子カプラ６１３へルーティングする。いくつかの実施形態において、光導波路６１７および光導波路６１９は、単一の連続的に形成された光導波路の一部である。いくつかの実施形態において、トランスミッタ（Ｔｘ）スライス７０１－１～７０１－Ｍ内のマイクロリング共振器７０７－１～７０７－Ｍの各々は、所定の光波長で動作するよう調整可能である。また、いくつかの実施形態において、所与のマイクロリング共振器７０７－ｘが動作するよう調整される所定の光波長は、７０７－ｘ以外の他のマイクロリング共振器７０７－１～７０７－Ｍが動作するよう調整される所定の波長とは異なる。いくつかの実施形態において、対応する加熱装置７０８－１～７０８－Ｍが、マイクロリング共振器の共振波長のサーマルチューニングを提供するために、マイクロリング共振器７０７－１～７０７－Ｍの各々の近くに配置されている。いくつかの実施形態において、対応する加熱装置７０８－１～７０８－Ｍは、所与のマイクロリング共振器７０７－ｘの共振波長のサーマルチューニングを提供するために、所与のマイクロリング共振器７０７－ｘによって囲まれた内部領域の中に配置されている。いくつかの実施形態において、マイクロリング共振器７０７－１～７０７－Ｍの各々の加熱装置７０８－１～７０８－Ｍは、マイクロリング共振器の共振波長を熱的に調整するために作動される対応するトランスミッタ（Ｔｘ）スライス内の対応する電気制御回路に接続されている。いくつかの実施形態において、マイクロリング共振器７０７－１～７０７－Ｍの各々は、マイクロリング共振器の共振波長を電気的に調整するために作動される対応するトランスミッタ（Ｔｘ）スライス内の対応する電気チューニング回路に接続されている。様々な実施形態において、マイクロリング共振器７０７－１～７０７－Ｍの各々は、光変調器および／または光マルチプレクサの一部として動作する。

【0058】

光導波路６２１は、光回折格子カプラ６１５からの入力変調光をレシーバ（Ｒｘ）スライス７０３－１～７０３－Ｍ内のマイクロリング共振器７１１－１～７１１－Ｍへルーティングする。いくつかの実施形態において、レシーバ（Ｒｘ）スライス７０３－１～７０３－Ｍ内のマイクロリング共振器７１１－１～７１１－Ｍの各々は、所定の光波長で動作するよう調整可能である。また、いくつかの実施形態において、所与のマイクロリング共振器７１１－ｘが動作するよう調整される所定の光波長は、７１１－ｘ以外の他のマイクロリング共振器７１１－１～７１１－Ｍが動作するよう調整される所定の波長とは異なる。いくつかの実施形態において、対応する加熱装置７１２－１～７１２－Ｍが、マイクロリング共振器の共振波長のサーマルチューニングを提供するために、マイクロリング共振器７１１－１～７１１－Ｍの各々の近くに配置されている。いくつかの実施形態において、対応する加熱装置７１２－１～７１２－Ｍは、所与のマイクロリング共振器７１１－ｘの共振波長のサーマルチューニングを提供するために、所与のマイクロリング共振器７１１－ｘによって囲まれた内部領域の中に配置されている。いくつかの実施形態において、マイクロリング共振器７１１－１～７１１－Ｍの各々の加熱装置７１２－１～７１２－Ｍは、マイクロリング共振器の共振波長を熱的に調整するために作動される対応するレシーバ（Ｒｘ）スライス内の対応する電気制御回路に接続されている。いくつかの実施形態において、マイクロリング共振器７１１－１～７１１－Ｍの各々は、マイクロリング共振器の共振波長を電気的に調整するために作動される対応するレシーバ（Ｒｘ）スライス内の対応する電気チューニング回路に接続されている。様々な実施形態において、マイクロリング共振器７１１－１～７１１－Ｍの各々は、光検出器および／または光学デマルチプレクサの一部として動作する。

【0059】

いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘのアーキテクチャおよびフロアプランは、光マクロ３０５－ｘ内の様々な位置に異なる数のＰＬＬを備えることによって変更可能である。例えば、いくつかの実施形態において、集中型ＰＬＬが、クロックスパイン内に配置され、光マクロ３０５－ｘの両側でスライスへファンアウトしている。様々な実施形態において、ＰＬＬは、光マクロ３０５－ｘにわたる複数のＰＬＬとして複製され、各ＰＬＬは、所与のトランスミッタ（Ｔｘ）／レシーバ（Ｒｘ）スライスに専用でありまたはトランスミッタ（Ｔｘ）／レシーバ（Ｒｘ）スライスの一部で共有されている。様々な実施形態において、光マクロ３０５－ｘのその他のフロアプラン構成は、エッジ帯域幅密度を増大させるために、パススルーフォトニック行と共に複数の列の光マクロを含み、および／または、エッジ帯域幅密度を増大させるために、隣り合わせで千鳥に配列されたトランスミッタ（Ｔｘ）およびレシーバ（Ｒｘ）光マクロを含む。

【0060】

光マクロ３０５－ｘは、フォトニック構成要素および電子構成要素の両方を備える。光導波路６１７、６１９、および、６２１は、光導波路交差を回避すると共に光導波路長さを最小化する（光学的損失を最小化する）ように、光マクロ３０５－ｘ内にレイアウトされており、それに応じて、システムのエネルギ効率を改善する。光マクロ３０５－ｘは、電気トレース長さを最小化するために、電子構成要素と光学構成要素との間の距離を最小化するような方法でレイアウトされ、これは、光マクロ３０５－ｘのエネルギ効率を改善し、より高速な信号伝送を可能にし、チップサイズを減少させる。

【0061】

ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７は、（Ｎ個の）光マクロ３０５－１～３０５ーＮのセットを備える。各光マクロ３０５－ｘは、それぞれの光導波路６１７／６１９および６２１上で数（Ｗ）の異なる光波長でビットを送信または受信するように論理的にグループ化された（Ｍ個の）光トランスミッタスライス７０１－１～７０１－Ｍおよび光レシーバスライス７０３－１～７０３－Ｍのセットを備える。様々な実施形態において、任意の数の光トランスミッタスライス７０１－１～７０１－Ｍおよび／または光レシーバスライス７０３－１～７０３－Ｍが数（Ｗ）の光導波路の内の所与の１つに調整可能であることを考慮すれば、光トランスミッタスライス７０１－１～７０１－Ｍおよび光レシーバスライス７０３－１～７０３－Ｍの数（Ｍ）、ならびに、異なる光導波路の数（Ｗ）は、必要に応じて規定されることができる。ただし、データビットが、同じ光波長に調整された光マイクロリング共振器７０７－１～７０７－Ｍの内の複数の共振器または光マイクロリング共振器７１１－１～７１１－Ｍの内の複数の共振器によって、送信または受信されている場合、チャネル／波長競合が管理される。光マクロ３０５－ｘのフロアプランおよび構成は、以下のメトリックを制御するための調節可能な自由度を表す。
・光導波路６１７、６１９、６２１の長さ（光損失と直接的に相関する）
・光マクロ３０５－ｘの面積（製造コストと相関する）
・ビットあたりの消費エネルギ（エネルギ効率）
・電気信号伝達のインテグリティ（性能と相関する）
・電気パッケージエスケープ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐａｃｋａｇｅ ｅｓｃａｐｅ）（所与のセットのチップ寸法に対しておよび所与の間隔／ピッチの電気バンプに対して物理的に利用可能な電気データの入力および出力の量）
・光学パッケージエスケープ（ｏｐｔｉｃａｌ ｐａｃｋａｇｅ ｅｓｃａｐｅ）（所与のセットのチップ寸法に対しておよび所与の間隔／ピッチの光ファイバに対して物理的に利用可能な光データの入力および出力の量）

【0062】

図８Ａは、いくつかの実施形態に従って、光リンク８０５を通して第２コンピュータシステム８０３に光学的に接続されている第１コンピュータシステム８０１を示す図である。様々な実施形態において、第１コンピュータシステム８０１は、電気接続／配線２０７Ａによって示すように、少なくとも１つのＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ａへ電気的に接続された少なくとも１つの集積回路チップ２０５Ａを含む基本的に任意のパッケージングされた半導体チップセットを表す。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの集積回路チップ２０５Ａおよび少なくとも１つのＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ａは、共通の基板２０１Ａ上にパッケージングされている。少なくとも１つのＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ａは、１または複数の光導波路２１１Ａを通して光電力供給装置２０９Ａから光電力を受信するように接続されている。少なくとも１つのＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ａは、本明細書で論じられているＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７に対応する。光電力供給装置２０９Ａは、図２Ａに関して上述した光電力供給装置２０９と同じである。

【0063】

様々な実施形態において、第２コンピュータシステム８０３は、電気接続／配線２０７Ｂによって示すように、少なくとも１つのＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ｂへ電気的に接続された少なくとも１つの集積回路チップ２０５Ｂを含む基本的に任意のパッケージングされた半導体チップセットを表す。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの集積回路チップ２０５Ｂおよび少なくとも１つのＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ｂは、共通の基板２０１Ｂ上にパッケージングされている。少なくとも１つのＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ｂは、１または複数の光導波路２１１Ｂを通して光電力供給装置２０９Ｂから光電力を受信するように接続されている。少なくとも１つのＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ｂは、本明細書で論じられているＴｅｒａＰＨＹチップレット１０７に対応する。光電力供給装置２０９Ｂは、図２Ａに関して上述した光電力供給装置２０９と同じである。また、いくつかの実施形態において、光電力供給装置２０９Ａおよび２０９Ｂは、同じ光電力供給装置である。第１コンピュータシステム８０１のＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ａは、光リンク８０５を通して第２コンピュータシステム８０３のＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ｂへ光学的に接続されている。いくつかの実施形態において、光リンク８０５は、光ファイバアレイである。

【0064】

図８Ｂは、いくつかの実施形態に従って、第１コンピュータシステム８０１のＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ａと第２コンピュータシステム８０３のＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ｂとの間の光接続をより詳細に示す図である。いくつかの実施形態において、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ａおよび１０７Ｂの各々は、本明細書に記載のＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７と同じように構成されている。ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ａは、少なくとも１つの光マクロ３０５Ａを備える。ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７Ｂは、少なくとも１つの光マクロ３０５Ｂを備える。光マクロ３０５Ａおよび３０５Ｂの各々は、本明細書に記載の光マクロ３０５－ｘと同じように構成されている。

【0065】

光マクロ３０５Ａの光回折格子カプラ６１３は、１または複数の光導波路２１１Ａ（例えば、光ファイバ）を通して光電力供給装置２０９Ａへ光学的に接続されている。光マクロ３０５Ａの光回折格子カプラ６１１は、光マクロ３０５Ｂの光回折格子カプラ６１５へ光学的に接続されている。このように、光マクロ３０５Ａのトランスミッタスライス７０１－１～７０１－Ｍによって生成された変調光信号が、光マクロ３０５Ｂのレシーバスライス７０３－１～７０３－Ｍへ送信される。いくつかの実施形態において、トランスミッタスライス７０１－１～７０１－Ｍによって生成される変調光信号は、電気信号の形態で光マクロ３０５Ａによって集積回路チップ２０５Ａから受信されたデータを伝達する。データを伝達する変調光信号は、光マクロ３０５Ｂの光マイクロリング共振器７１１－１～７１１－Ｍに光学的に結合され、光マクロ３０５Ｂのレシーバスライス７０３－１～７０３－Ｍによって、電気接続／配線２０７Ｂを通して集積回路チップ２０５Ｂへ送信される電気信号に復調される。

【0066】

光マクロ３０５Ｂの光回折格子カプラ６１３は、１または複数の光導波路２１１Ｂ（例えば、光ファイバ）を通して光電力供給装置２０９Ｂへ光学的に接続されている。光マクロ３０５Ｂの光回折格子カプラ６１１は、光マクロ３０５Ａの光回折格子カプラ６１５へ光学的に接続されている。このように、光マクロ３０５Ｂのトランスミッタスライス７０１－１～７０１－Ｍによって生成された変調光信号が、光マクロ３０５Ａのレシーバスライス７０３－１～７０３－Ｍへ送信される。いくつかの実施形態において、光マクロ３０５Ｂのトランスミッタスライス７０１－１～７０１－Ｍによって生成される変調光信号は、集積回路チップ２０５Ｂによって提供されたデータを、電気接続／配線２０７Ｂを通して光マクロ３０５Ｂへ伝達する。集積回路チップ２０５Ｂによって提供されたデジタルデータを伝達する変調光信号は、光マクロ３０５Ａの光マイクロリング共振器７１１－１～７１１－Ｍに光学的に結合され、光マクロ３０５Ａのレシーバスライス７０３－１～７０３－Ｍによって、電気接続／配線２０７Ａを通してチップ２０５Ａへ送信される電気信号に復調される。

【0067】

ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７は、チップレット上の設計資産（ＩＰ）ビルディングブロックが高密度であるため、小さいフットプリントを有する。これらのＩＰビルディングブロックは、非常に小さいチップ領域（例えば、マイクロリング共振器あたり１０マイクロメートル径）に光マイクロリング共振器を備えており、光マイクロリング共振器は、複数の光波長を単一導波路上へ多重化および逆多重化し、光を変調して光検出器として機能するために用いられる。また、光学デバイスを制御する電気回路が、それらの制御する光学デバイスと同じチップ上に密接に統合されているので、チップ上のＩＰビルディングブロックが高密度であり、空間効率の最適化が可能である。

【0068】

様々な実施形態において、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７内の光マクロ３０５－１～３０５－Ｎは、光学経路レイアウト（光導波路およびマイクロリング共振器の配置、向き、形状，、サイズ、など）、ルーティングフロアプラン（電気信号ルーティングおよび／または光信号ルーティング）、ならびに、電子フォトニック構成要素および回路（例えば、トランスミッタ（Ｔｘ）スライス７０１－１～７０１－Ｍ、レシーバ（Ｒｘ）スライス７０３－１～７０３－Ｍ、クロックスプライン回路、電気インターフェースグルー回路、位相ロックループ回路、など）の構成に関して、異なる方法で構成されてよい。図９～図１６は、光学経路レイアウト、ルーティングフロアプラン、ならびに、電子フォトニック構成要素および回路の構成に関して、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７内の光マクロ３０５－１～３０５－Ｎ構成の様々な実施形態例を示す。４５ナノメートル（ｎｍ）製造技術ノード処理など（これに限定されない）、極微細化（ｄｅｅｐｌｙ－ｓｃａｌｅｄ）プレーナ電気製造処理については、トランジスタゲート電極層の向き（長辺）が、ウエハにわたって固定されている。いくつかの実施形態において、図９～図１６に関して記載する光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの構成の例は、ゲート電極層内のゲート電極構造の長辺が南北方向に伸びるようにウエハの向きが設定されると仮定する。図９～図１６は、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７内に実装するための光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの構成のいくつかの実施形態例を示しているが、これらの光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの様々な変形例が可能であり有効であることを理解されたい。例えば、図９～図１６の光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの構成の実施形態例のいずれかが、（ウエハにわたる南北方向に対して）基本的に任意の角度に回転され、および／または、図９～図１６に示すものから（南北および／または東西で）反転された構成で実施されてもよい。また、様々な実施形態において、図９～図１６の光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの構成の実施形態例のいずれかが、パラメータの中でも特に、光導波路部分の長さ、光導波路部分の曲率、マイクロリング共振器と光導波路との間の相対的な配置、所与の光導波路に沿ったマイクロリング共振器の間の相対的な配置、所与の光導波路に沿ったマイクロリング共振器の数、電子制御回路とそれに対応するマイクロリング共振器との間の相対的な配置、に関して変更されてもよい。

【0069】

様々な実施形態において、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７の（および一般的にはウエハの）ゲート電極層は、電界効果トランジスタ（例えば、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）または接合型電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ））、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、および／または、その他のタイプのトランジスタデバイスのゲート電極として利用されうるポリシリコン、金属、および／または、基本的に任意のその他の材料で形成されたゲート電極構造を備える。図７および図９～図１６などに関して本明細書に記載されている光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの構成の様々な実施形態は、基本的に任意の半導体製造処理を用いて加工されることが可能であり、ＣＭＯＳ半導体製造処理を用いた加工に特に適していることを理解されたい。また、本明細書に記載されている光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの構成の様々な実施形態は、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７内に形成されるトランジスタが、平面トランジスタ、ＦｉｎＦＥＴトランジスタ、ナノワイヤ型ＦＥＴトランジスタ、シリコンオンインシュレータトランジスタ、および／または、任意のその他のタイプのトランジスタ、のいずれであるのかに関わらず実装可能である。また、本明細書に記載されている光マクロ３０５－１～３０５－Ｎの構成の様々な実施形態は、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７の本体シリコンに形成され、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７内にポリシリコン構造として蒸着され、および／または、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７の別の光学的に利用可能な層内の構造として形成されたフォトニック構成要素（光導波路、マイクロリング共振器、など）と共に実装可能である。

【0070】

図７および図９～図１６の光マクロ３０５－ｘの様々な例は、光導波路のルーティング、光マイクロリング共振器の相対位置、および、回路／電子機器の相対位置を示している。様々な実施形態において、図９～図１６の光マクロ３０５－ｘの構成の例に示す光マイクロリングは、光変調器、光マルチプレクサ、光検出器、光デマルチプレクサ、光アド／ドロップフィルタ、および／または、光マイクロリング共振器として実装可能な任意のその他の光学構成要素、として動作するよう制御可能であることを理解されたい。図７および図９～図１６の光マクロ３０５－ｘの様々な構成実施形態は、１）ドライバ／レシーバ電子回路とフォトニック構成要素との間の相互接続寄生を最適化し、２）全体的なマクロクロック分布を最適化し、３）光マクロ３０５－ｘ結合ポイントとレシーバ光検出器との間の飛行時間および経路長の不一致を最適化する、様々な光学経路レイアウト（光導波路の経路）およびマイクロリング共振器の構成の例を示している。

【0071】

図９は、いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７に対するデータの入出力のための光マクロ３０５－ｘ１の光学経路レイアウト例を示しており、ここで、光学経路レイアウトは、Ｕ字型光導波路９０１を含む。光導波路９０１は、第１水平（東西方向）部分９０１Ａと、屈曲部分９０１Ｂと、第２水平（東西方向）部分９０１Ｃと、を備える。いくつかの実施形態において、屈曲部分９０１Ｂは、第１水平部分９０１Ａから第２水平９０１Ｂへ、そして、その逆も同様に、約１８０°曲がっている。第１水平部分９０１Ａは、第１光ポート９０２Ａへ光学的に接続され、第２水平部分９０１Ｂは、第２光ポート９０２Ｂへ光学的に接続されている。様々な実施形態において、第１光ポート９０２Ａは、垂直光回折格子カプラまたは水平（エッジ）光回折格子カプラとして形成されている。また、様々な実施形態において、第２光ポート９０２Ｂは、垂直光回折格子カプラまたは水平（エッジ）光回折格子カプラとして形成されている。

【0072】

いくつかの実施形態において、光導波路９０１の第１水平部分９０１Ａ、屈曲部分９０１Ｂ、および、第２水平部分９０１Ｃは、シリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、または、光導波路としての利用に適した任意のその他の材料など、同じ材料で形成されている。いくつかの実施形態において、光導波路９０１の第１水平部分９０１Ａ、屈曲部分９０１Ｂ、および、第２水平部分９０１Ｃの内の任意の１または複数は、光導波路９０１が、材料の組みあわせ（例えば、シリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、および／または、光導波路としての利用に適した任意のその他の材料の２以上組みあわせ）として形成されるように、光導波路９０１の第１水平部分９０１Ａ、屈曲部分９０１Ｂ、および、第２水平部分９０１Ｃの内の他の１または複数とは異なる材料で形成されている。また、いくつかの実施形態において、光導波路９０１の第１水平部分９０１Ａ、屈曲部分９０１Ｂ、および、第２水平部分９０１Ｃの各々は、実質的に同様の垂直断面形状を有するよう形成されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、光導波路９０１の第１水平部分９０１Ａ、屈曲部分９０１Ｂ、および、第２水平部分９０１Ｃの内の任意の１または複数は、光導波路９０１の第１水平部分９０１Ａ、屈曲部分９０１Ｂ、および、第２水平部分９０１Ｃの内の他の１または複数とは異なる垂直断面形状を有するように形成される。また、いくつかの実施形態において、光導波路９０１の第１水平部分９０１Ａ、屈曲部分９０１Ｂ、および、第２水平部分９０１Ｃの内の任意の１または複数は、光導波路９０１を通る光伝搬方向にその長さに沿って変化する垂直断面形状を有するように形成される。

【0073】

光マクロ３０５－ｘ１は、光導波路９０１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘを通して移動する光が、光導波路９０１へエバネッセント結合されうるように、Ｕ字型光導波路９０１の第１水平部分９０１Ａへ光学的に結合されている光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘ（ここで、Ｘは、ゼロより大きい整数）を備える。光マクロ３０５－ｘ１は、さらに、光導波路９０１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器９０５－１～９０５－Ｙへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器９０５－１～９０５－Ｙを通して移動する光が、光導波路９０１へエバネッセント結合されうるように、Ｕ字型光導波路９０１の第２水平部分９０１Ｃへ光学的に結合されている光マイクロリング共振器９０５－１～９０５－Ｙ（ここで、Ｙは、ゼロより大きい整数）を備える。光マクロ３０５－ｘ１は、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの各々がＵ字型光導波路９０１の２つの水平部分９０１Ａおよび９０１Ｃの一方へ光学的に結合されている光学レイアウトの特定の例を示している。また、光マクロ３０５－ｘ１の光学レイアウトにおいて、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの各々は、Ｕ字型光導波路９０１の外側／外縁に沿って配置されている。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙは、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの各々と光導波路９０１との間のそれぞれの最小分離距離が実質的に同じになるように、光導波路９０１に対して配置されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙは、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの内の異なる共振器と光導波路９０１との間に、複数の異なる最小分離距離が存在するように、光導波路９０１に対して配置される。

【0074】

様々な実施形態において、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘは、互いに対して実質的に一定のピッチ（中心間隔）で配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。また、様々な実施形態において、光マイクロリング共振器９０５－１～９０５－Ｙは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器９０５－１～９０５－Ｙは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間の光のエバネッセント結合を防ぐ距離に設定される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間で光のエバネッセント結合が発生しないことを保証しつつ最小化される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの各々は、ゼロより大きく約５０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの各々は、ゼロより大きく約４０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの各々は、ゼロより大きく約３０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの各々は、ゼロより大きく約２０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの各々は、ゼロより大きく約１０マイクロメートル以下である外径を有する。

【0075】

光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘは、電子制御回路９０７とインターフェース接続されている。光マイクロリング共振器９０５－１～９０５－Ｙは、電子制御回路９０９とインターフェース接続されている。いくつかの実施形態において、電子制御回路９０７および９０９は、光導波路９０１内で所与の波長の光ストリームを生成する目的で、所与の波長の光を光学的に変調するための光変調器としてマイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの内の１または複数を独立制御するためのトランスミッタ（Ｔｘ）スライス回路を備えており、ここで、光ストリームは、デジタルデータを搬送する。いくつかの実施形態において、電子制御回路９０７および９０９は、所与の波長の変調光ストリームによって搬送されるデジタルデータを表す電気信号の生成を可能にする目的で、光導波路９０１内で所与の波長の変調光ストリームを検出するための光レシーバ（例えば、光検出器）としてマイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの内の１または複数を独立制御するためのレシーバ（Ｒｘ）スライス回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路９０７および９０９は、光導波路９０１内での光信号の多重化／逆多重化のためのアド／ドロップフィルタとして動作するようにマイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの内の１または複数に指示するための回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路９０７および９０９は、マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの内の１または複数のサーマルチューニングが特定の共振光波長で動作することを可能にするために、マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの内の１または複数とそれぞれ関連付けられている加熱装置を制御するための回路を備える。また、いくつかの実施形態において、電子機器９１１が、Ｕ字型光導波路９０１の内部領域内に形成されており、電子機器９１１は、光マクロ３０５－ｘ１の動作をサポートする。いくつかの実施形態において、電子機器９１１は、クロック信号生成・伝送回路、Ｉ／Ｑ信号生成回路、ＩＬＯ回路、ＰＩ回路、ＴＩＡ回路、信号ＥＱ回路、および／または、光マクロ３０５－ｘ１の動作をサポートするためのその他のタイプの回路を含む。

【0076】

いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ１の光学経路レイアウトは、光マクロ３０５－ｘ１内の光導波路９０１の長さを最小化することによって最適化されている。光マクロ３０５－ｘ１内の光導波路９０１の長さは、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙを光導波路９０１の第１水平部分９０１Ａおよび第２水平部分９０１Ｃの両方に沿ってそれぞれ配置させ、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙのピッチを削減／制約し、光導波路９０１の第１および第２光ポート９０２Ａおよび９０２Ｂを光マクロ３０５－ｘ１の同じ側に配置させることによって最小化される。しかしながら、他の実施形態において、光マクロ３０５－ｘ１の光学経路レイアウトは、光マイクロリング共振器９０３－１～９０３－Ｘおよび９０５－１～９０５－Ｙの全部を光導波路９０１の同じ側に沿って（例えば、第１水平部分９０１Ａまたは第２水平部分９０１Ｃのいずれかに沿って）配置させるよう構成されることを理解されたい。

【0077】

図１０は、いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７に対するデータの入出力のための光マクロ３０５－ｘ２の光学経路レイアウト例を示しており、ここで、光学経路レイアウトは、Ｃ字型光導波路１００１を含む。Ｃ字型光導波路１００１は、第１水平（東西方向）部分１００１Ａと、第１屈曲部分１００１Ｂと、垂直（南北方向）部分１００１Ｃと、第２屈曲部分１００１Ｄと、第２水平（東西方向）部分１００１Ｅと、を備える。いくつかの実施形態において、第１屈曲部分１００１Ｂは、第１水平部分１００１Ａから垂直部分１００１Ｃへ、そして、その逆も同様に、約９０°曲がっている。いくつかの実施形態において、第２屈曲部分１００１Ｄは、垂直部分１００１Ｃから第２水平部分１００１Ｅへ、そして、その逆も同様に、約９０°曲がっている。第１水平部分１００１Ａは、第１光ポート１００２Ａへ光学的に接続され、第２水平部分１００１Ｅは、第２光ポート１００２Ｂへ光学的に接続されている。様々な実施形態において、第１光ポート１００２Ａは、垂直光回折格子カプラまたは水平（エッジ）光回折格子カプラとして形成されている。また、様々な実施形態において、第２光ポート１００２Ｂは、垂直光回折格子カプラまたは水平（エッジ）光回折格子カプラとして形成されている。

【0078】

いくつかの実施形態において、光導波路１００１の第１水平部分１００１Ａ、第１屈曲部分１００１Ｂ、垂直部分１００１Ｃ、第２屈曲部分１００１Ｄ、および、第２水平部分１００１Ｅは、シリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、または、光導波路としての利用に適した任意のその他の材料など、同じ材料で形成されている。いくつかの実施形態において、光導波路１００１の第１水平部分１００１Ａ、第１屈曲部分１００１Ｂ、垂直部分１００１Ｃ、第２屈曲部分１００１Ｄ、および、第２水平部分１００１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１００１が、材料の組みあわせ（例えば、シリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、および／または、光導波路としての利用に適した任意のその他の材料の２以上組みあわせ）として形成されるように、光導波路１００１の第１水平部分１００１Ａ、第１屈曲部分１００１Ｂ、垂直部分１００１Ｃ、第２屈曲部分１００１Ｄ、および、第２水平部分１００１Ｅの内の他の１または複数とは異なる材料で形成されている。また、いくつかの実施形態において、光導波路１００１の第１水平部分１００１Ａ、第１屈曲部分１００１Ｂ、垂直部分１００１Ｃ、第２屈曲部分１００１Ｄ、および、第２水平部分１００１Ｅの各々は、実質的に同様の垂直断面形状を有するよう形成されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、光導波路１００１の第１水平部分１００１Ａ、第１屈曲部分１００１Ｂ、垂直部分１００１Ｃ、第２屈曲部分１００１Ｄ、および、第２水平部分１００１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１００１の第１水平部分１００１Ａ、第１屈曲部分１００１Ｂ、垂直部分１００１Ｃ、第２屈曲部分１００１Ｄ、および、第２水平部分１００１Ｅの内の他の１または複数とは異なる垂直断面形状を有するように形成される。また、いくつかの実施形態において、光導波路１００１の第１水平部分１００１Ａ、第１屈曲部分１００１Ｂ、垂直部分１００１Ｃ、第２屈曲部分１００１Ｄ、および、第２水平部分１００１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１００１を通る光伝搬方向にその長さに沿って変化する垂直断面形状を有するように形成される。

【0079】

光マクロ３０５－ｘ２は、光導波路１００１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘを通して移動する光が、光導波路１００１へエバネッセント結合されうるように、Ｃ字型光導波路１００１の垂直部分１００１Ｃへ光学的に結合されている光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘ（ここで、Ｘは、ゼロより大きい整数）を備える。いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ２は、Ｃ字型光導波路１００１の第１水平部分１００１Ａ、第１屈曲部分１００１Ｂ、第２屈曲部分１００１Ｄ、または、第２水平部分１００１Ｅのいずれかと光学的に結合されているマイクロリング共振器を全く有していない。いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ２内のすべてのマイクロリング共振器（例えば、１００３－１～１００３－Ｘ）が、Ｃ字型光導波路１００１の垂直部分１００１Ｃへ光学的に結合されている。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの各々は、Ｃ字型光導波路１００１の垂直部分１００１Ｃの同じ側／同じ縁部に沿って配置されている。例えば、図１０は、Ｃ字型光導波路１００１の垂直部分１００１Ｃの外側／外縁に沿って配置されている光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの各々を示している。図１０の実施形態例において、第１屈曲部分１００１Ｂおよび第２屈曲部分１００１Ｄは、第１光ポート１００２Ａおよび第２光ポート１００２Ｂが光マクロ３０５－ｘ２の左側（西側）に位置するように方向付けられている。しかしながら、いくつかの代替実施形態において、第１屈曲部分１００１Ｂおよび第２屈曲部分１００１Ｄは、第１光ポート１００２Ａおよび第２光ポート１００２Ｂが、光マクロ３０５－ｘ２の右側（東側）に位置するように方向付けられている（水平方向に反転されている）。これらの代替実施形態において、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの各々は、Ｃ字型光導波路１００１の垂直部分１００１Ｃの内側／内縁に沿って配置されている。

【0080】

いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘは、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの各々と光導波路１００１との間のそれぞれの最小分離距離が実質的に同じになるように、光導波路１００１に対して配置されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘは、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの内の異なる共振器と光導波路１００１との間に、複数の異なる最小分離距離が存在するように、光導波路１００１に対して配置される。様々な実施形態において、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの内の隣接して位置するものの間の光のエバネッセント結合を防ぐ距離に設定される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの内の隣接して位置するものの間で光のエバネッセント結合が発生しないことを保証しつつ最小化される。いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ２の光学経路レイアウトは、光マクロ３０５－ｘ２内の光導波路１００１の長さを最小化することによって最適化されている。光マクロ３０５－ｘ２内の光導波路１００１の長さは、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘのピッチを削減／制約し、光導波路１００１の第１および第２光ポート１００２Ａおよび１００２Ｂを光マクロ３０５－ｘ２の同じ側に配置させることによって最小化される。

【0081】

いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの各々は、ゼロより大きく約５０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの各々は、ゼロより大きく約４０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの各々は、ゼロより大きく約３０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの各々は、ゼロより大きく約２０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの各々は、ゼロより大きく約１０マイクロメートル以下である外径を有する。

【0082】

光マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘは、電子制御回路１００５とインターフェース接続されている。いくつかの実施形態において、電子制御回路１００５は、光導波路１００１内で所与の波長の光ストリームを生成する目的で、所与の波長の光を光学的に変調するための光変調器としてマイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの内の１または複数を独立制御するためのトランスミッタ（Ｔｘ）スライス回路を備えており、ここで、光ストリームは、デジタルデータを搬送する。いくつかの実施形態において、電子制御回路１００５は、所与の波長の変調光ストリームによって搬送されるデジタルデータを表す電気信号の生成を可能にする目的で、光導波路１００１内で所与の波長の変調光ストリームを検出するための光レシーバ（例えば、光検出器）としてマイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの内の１または複数を独立制御するためのレシーバ（Ｒｘ）スライス回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１００５は、光導波路１００１内での光信号の多重化／逆多重化のためのアド／ドロップフィルタとして動作するようにマイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの内の１または複数に指示するための回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１００５は、マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの内の１または複数のサーマルチューニングが特定の共振光波長で動作することを可能にするために、マイクロリング共振器１００３－１～１００３－Ｘの内の１または複数とそれぞれ関連付けられている加熱装置を制御するための回路を備える。また、いくつかの実施形態において、電子機器１００７が、Ｃ字型光導波路１００１の内部領域内に形成されており、電子機器１００７は、光マクロ３０５－ｘ２の動作をサポートする。いくつかの実施形態において、電子機器１００７は、クロック信号生成・伝送回路、Ｉ／Ｑ信号生成回路、ＩＬＯ回路、ＰＩ回路、ＴＩＡ回路、信号ＥＱ回路、および／または、光マクロ３０５－ｘ２の動作をサポートするためのその他のタイプの回路を含む。

【0083】

図１１は、いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７に対するデータの入出力のための光マクロ３０５－ｘ３の光学経路レイアウト例を示しており、ここで、光学経路レイアウトは、Ｃ字型光導波路１１０１を含む。Ｃ字型光導波路１１０１は、第１水平（東西方向）部分１１０１Ａと、第１屈曲部分１１０１Ｂと、垂直（南北方向）部分１１０１Ｃと、第２屈曲部分１１０１Ｄと、第２水平（東西方向）部分１１０１Ｅと、を備える。いくつかの実施形態において、第１屈曲部分１１０１Ｂは、第１水平部分１１０１Ａから垂直部分１１０１Ｃへ、そして、その逆も同様に、約９０°曲がっている。いくつかの実施形態において、第２屈曲部分１１０１Ｄは、垂直部分１１０１Ｃから第２水平部分１１０１Ｅへ、そして、その逆も同様に、約９０°曲がっている。第１水平部分１１０１Ａは、第１光ポート１１０２Ａへ光学的に接続され、第２水平部分１１０１Ｅは、第２光ポート１１０２Ｂへ光学的に接続されている。様々な実施形態において、第１光ポート１１０２Ａは、垂直光回折格子カプラまたは水平（エッジ）光回折格子カプラとして形成されている。また、様々な実施形態において、第２光ポート１１０２Ｂは、垂直光回折格子カプラまたは水平（エッジ）光回折格子カプラとして形成されている。

【0084】

いくつかの実施形態において、光導波路１１０１の第１水平部分１１０１Ａ、第１屈曲部分１１０１Ｂ、垂直部分１１０１Ｃ、第２屈曲部分１１０１Ｄ、および、第２水平部分１１０１Ｅは、シリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、または、光導波路としての利用に適した任意のその他の材料など、同じ材料で形成されている。いくつかの実施形態において、光導波路１１０１の第１水平部分１１０１Ａ、第１屈曲部分１１０１Ｂ、垂直部分１１０１Ｃ、第２屈曲部分１１０１Ｄ、および、第２水平部分１１０１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１１０１が、材料の組みあわせ（例えば、シリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、および／または、光導波路としての利用に適した任意のその他の材料の２以上組みあわせ）として形成されるように、光導波路１１０１の第１水平部分１１０１Ａ、第１屈曲部分１１０１Ｂ、垂直部分１１０１Ｃ、第２屈曲部分１１０１Ｄ、および、第２水平部分１１０１Ｅの内の他の１または複数とは異なる材料で形成されている。また、いくつかの実施形態において、光導波路１１０１の第１水平部分１１０１Ａ、第１屈曲部分１１０１Ｂ、垂直部分１１０１Ｃ、第２屈曲部分１１０１Ｄ、および、第２水平部分１１０１Ｅの各々は、実質的に同様の垂直断面形状を有するよう形成されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、光導波路１１０１の第１水平部分１１０１Ａ、第１屈曲部分１１０１Ｂ、垂直部分１１０１Ｃ、第２屈曲部分１１０１Ｄ、および、第２水平部分１１０１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１１０１の第１水平部分１１０１Ａ、第１屈曲部分１１０１Ｂ、垂直部分１１０１Ｃ、第２屈曲部分１１０１Ｄ、および、第２水平部分１１０１Ｅの内の他の１または複数とは異なる垂直断面形状を有するように形成される。また、いくつかの実施形態において、光導波路１１０１の第１水平部分１１０１Ａ、第１屈曲部分１１０１Ｂ、垂直部分１１０１Ｃ、第２屈曲部分１１０１Ｄ、および、第２水平部分１１０１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１１０１を通る光伝搬方向にその長さに沿って変化する垂直断面形状を有するように形成される。

【0085】

光マクロ３０５－ｘ３は、光導波路１１０１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘを通して移動する光が、光導波路１１０１へエバネッセント結合されうるように、Ｃ字型光導波路１１０１の第１水平部分１１０１Ａへ光学的に結合されている光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘ（ここで、Ｘは、ゼロより大きい整数）を備える。光マクロ３０５－ｘ３は、光導波路１１０１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器１１０５－１～１１０５－Ｙへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器１１０５－１～１１０５－Ｙを通して移動する光が、光導波路１１０１へエバネッセント結合されうるように、Ｃ字型光導波路１１０１の垂直部分１１０１Ｃへ光学的に結合されている光マイクロリング共振器１１０５－１～１１０５－Ｙ（ここで、Ｙは、ゼロより大きい整数）を備える。光マクロ３０５－ｘ３は、さらに、光導波路１１０１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器１１０７－１～１１０７－Ｚへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器１１０７－１～１１０７－Ｚを通して移動する光が、光導波路１１０１へエバネッセント結合されうるように、Ｃ字型光導波路１１０１の第２水平部分１１０１Ｅへ光学的に結合されている光マイクロリング共振器１１０７－１～１１０７－Ｚ（ここで、Ｚは、ゼロより大きい整数）を備える。光マクロ３０５－ｘ３の光学レイアウトにおいて、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘ、１１０５－１～１１０５－Ｙ、および、１１０７－１～１１０７－Ｚの各々は、Ｃ字型光導波路１１０１の外側／外縁に沿って配置されている。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘ、１１０５－１～１１０５－Ｙ、および、１１０７－１～１１０７－Ｚは、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘ、１１０５－１～１１０５－Ｙ、および、１１０７－１～１１０７－Ｚの各々と光導波路１１０１との間のそれぞれの最小分離距離が実質的に同じになるように、光導波路１１０１に対して配置されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘ、１１０５－１～１１０５－Ｙ、および、１１０７－１～１１０７－Ｚは、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘ、１１０５－１～１１０５－Ｙ、および、１１０７－１～１１０７－Ｚの内の異なる共振器と光導波路１１０１との間に、複数の異なる最小分離距離が存在するように、光導波路１１０１に対して配置される。

【0086】

様々な実施形態において、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間の光のエバネッセント結合を防ぐ距離に設定される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間で光のエバネッセント結合が発生しないことを保証しつつ最小化される。

【0087】

様々な実施形態において、光マイクロリング共振器１１０５－１～１１０５－Ｙは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器１１０５－１～１１０５－Ｙは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１１０５－１～１１０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１１０５－１～１１０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間の光のエバネッセント結合を防ぐ距離に設定される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１１０５－１～１１０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１１０５－１～１１０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間で光のエバネッセント結合が発生しないことを保証しつつ最小化される。

【0088】

様々な実施形態において、光マイクロリング共振器１１０７－１～１１０７－Ｚは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器１１０７－１～１１０７－Ｚは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１１０７－１～１１０７－Ｚの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１１０７－１～１１０７－Ｚの内の隣接して位置するものの間の光のエバネッセント結合を防ぐ距離に設定される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１１０７－１～１１０７－Ｚの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１１０７－１～１１０７－Ｚの内の隣接して位置するものの間で光のエバネッセント結合が発生しないことを保証しつつ最小化される。

【0089】

いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ３の光学経路レイアウトは、光マクロ３０５－ｘ３内の光導波路１１０１の長さを最小化することによって最適化されている。光マクロ３０５－ｘ３内の光導波路１００１の長さは、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘのピッチを削減／制約し、光マイクロリング共振器１１０５－１～１１０５－Ｙのピッチを削減／制約し、光マイクロリング共振器１１０７－１～１１０７－Ｚのピッチを削減／制約し、光導波路１００１の第１および第２光ポート１１０２Ａおよび１１０２Ｂを光マクロ３０５－ｘ３の同じ側に配置させることによって最小化される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘ、１１０５－１～１１０５－Ｙ、および、１１０７－１～１１０７－Ｚの各々は、ゼロより大きく約５０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘ、１１０５－１～１１０５－Ｙ、および、１１０７－１～１１０７－Ｚの各々は、ゼロより大きく約４０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘ、１１０５－１～１１０５－Ｙ、および、１１０７－１～１１０７－Ｚの各々は、ゼロより大きく約３０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘ、１１０５－１～１１０５－Ｙ、および、１１０７－１～１１０７－Ｚの各々は、ゼロより大きく約２０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘ、１１０５－１～１１０５－Ｙ、および、１１０７－１～１１０７－Ｚの各々は、ゼロより大きく約１０マイクロメートル以下である外径を有する。

【0090】

光マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘは、電子制御回路１１０９とインターフェース接続されている。いくつかの実施形態において、電子制御回路１１０９は、光導波路１１０１内で所与の波長の光ストリームを生成する目的で、所与の波長の光を光学的に変調するための光変調器としてマイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘの内の１または複数を独立制御するためのトランスミッタ（Ｔｘ）スライス回路を備えており、ここで、光ストリームは、デジタルデータを搬送する。いくつかの実施形態において、電子制御回路１１０９は、所与の波長の変調光ストリームによって搬送されるデジタルデータを表す電気信号の生成を可能にする目的で、光導波路１１０１内で所与の波長の変調光ストリームを検出するための光レシーバ（例えば、光検出器）としてマイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘの内の１または複数を独立制御するためのレシーバ（Ｒｘ）スライス回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１１０９は、光導波路１１０１内での光信号の多重化／逆多重化のためのアド／ドロップフィルタとして動作するようにマイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘの内の１または複数に指示するための回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１１０９は、マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘの内の１または複数のサーマルチューニングが特定の共振光波長で動作することを可能にするために、マイクロリング共振器１１０３－１～１１０３－Ｘの内の１または複数とそれぞれ関連付けられている加熱装置を制御するための回路を備える。

【0091】

光マイクロリング共振器１１０５－１～１１０５－Ｙは、電子制御回路１１１１とインターフェース接続されている。いくつかの実施形態において、電子制御回路１１１１は、光導波路１１０１内で所与の波長の光ストリームを生成する目的で、所与の波長の光を光学的に変調するための光変調器としてマイクロリング共振器１１０５－１～１１０５－Ｙの内の１または複数を独立制御するためのトランスミッタ（Ｔｘ）スライス回路を備えており、ここで、光ストリームは、デジタルデータを搬送する。いくつかの実施形態において、電子制御回路１１１１は、所与の波長の変調光ストリームによって搬送されるデジタルデータを表す電気信号の生成を可能にする目的で、光導波路１１０１内で所与の波長の変調光ストリームを検出するための光レシーバ（例えば、光検出器）としてマイクロリング共振器１１０５－１～１１０５－Ｙの内の１または複数を独立制御するためのレシーバ（Ｒｘ）スライス回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１１１１は、光導波路１１０１内での光信号の多重化／逆多重化のためのアド／ドロップフィルタとして動作するようにマイクロリング共振器１１０５－１～１１０５－Ｙの内の１または複数に指示するための回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１１１１は、マイクロリング共振器１１０５－１～１１０５－Ｙの内の１または複数のサーマルチューニングが特定の共振光波長で動作することを可能にするために、マイクロリング共振器１１０５－１～１１０５－Ｙの内の１または複数とそれぞれ関連付けられている加熱装置を制御するための回路を備える。

【0092】

光マイクロリング共振器１１０７－１～１１０７－Ｚは、電子制御回路１１１３とインターフェース接続されている。いくつかの実施形態において、電子制御回路１１１３は、光導波路１１０１内で所与の波長の光ストリームを生成する目的で、所与の波長の光を光学的に変調するための光変調器としてマイクロリング共振器１１０７－１～１１０７－Ｚの内の１または複数を独立制御するためのトランスミッタ（Ｔｘ）スライス回路を備えており、ここで、光ストリームは、デジタルデータを搬送する。いくつかの実施形態において、電子制御回路１１１３は、所与の波長の変調光ストリームによって搬送されるデジタルデータを表す電気信号の生成を可能にする目的で、光導波路１１０１内で所与の波長の変調光ストリームを検出するための光レシーバ（例えば、光検出器）としてマイクロリング共振器１１０７－１～１１０７－Ｚの内の１または複数を独立制御するためのレシーバ（Ｒｘ）スライス回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１１１３は、光導波路１１０１内での光信号の多重化／逆多重化のためのアド／ドロップフィルタとして動作するようにマイクロリング共振器１１０７－１～１１０７－Ｚの内の１または複数に指示するための回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１１１３は、マイクロリング共振器１１０７－１～１１０７－Ｚの内の１または複数のサーマルチューニングが特定の共振光波長で動作することを可能にするために、マイクロリング共振器１１０７－１～１１０７－Ｚの内の１または複数とそれぞれ関連付けられている加熱装置を制御するための回路を備える。

【0093】

また、いくつかの実施形態において、電子機器１１１５が、Ｃ字型光導波路１１０１の内部領域内に形成されており、電子機器１１１５は、光マクロ３０５－ｘ３の動作をサポートする。いくつかの実施形態において、電子機器１１１５は、クロック信号生成・伝送回路、Ｉ／Ｑ信号生成回路、ＩＬＯ回路、ＰＩ回路、ＴＩＡ回路、信号ＥＱ回路、および／または、光マクロ３０５－ｘ３の動作をサポートするためのその他のタイプの回路を含む。

【0094】

図１２は、いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７に対するデータの入出力のための光マクロ３０５－ｘ４の光学経路レイアウト例を示しており、ここで、光学経路レイアウトは、Ｃ字型光導波路１２０１を含む。Ｃ字型光導波路１２０１は、第１水平（東西方向）部分１２０１Ａと、第１屈曲部分１２０１Ｂと、垂直（南北方向）部分１２０１Ｃと、第２屈曲部分１２０１Ｄと、第２水平（東西方向）部分１２０１Ｅと、を備える。いくつかの実施形態において、第１屈曲部分１２０１Ｂは、第１水平部分１２０１Ａから垂直部分１２０１Ｃへ、そして、その逆も同様に、約９０°曲がっている。いくつかの実施形態において、第２屈曲部分１２０１Ｄは、垂直部分１２０１Ｃから第２水平部分１２０１Ｅへ、そして、その逆も同様に、約９０°曲がっている。第１水平部分１２０１Ａは、第１光ポート１２０２Ａへ光学的に接続され、第２水平部分１２０１Ｅは、第２光ポート１２０２Ｂへ光学的に接続されている。様々な実施形態において、第１光ポート１２０２Ａは、垂直光回折格子カプラまたは水平（エッジ）光回折格子カプラとして形成されている。また、様々な実施形態において、第２光ポート１２０２Ｂは、垂直光回折格子カプラまたは水平（エッジ）光回折格子カプラとして形成されている。

【0095】

いくつかの実施形態において、光導波路１２０１の第１水平部分１２０１Ａ、第１屈曲部分１２０１Ｂ、垂直部分１２０１Ｃ、第２屈曲部分１２０１Ｄ、および、第２水平部分１２０１Ｅは、シリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、または、光導波路としての利用に適した任意のその他の材料など、同じ材料で形成されている。いくつかの実施形態において、光導波路１２０１の第１水平部分１２０１Ａ、第１屈曲部分１２０１Ｂ、垂直部分１２０１Ｃ、第２屈曲部分１２０１Ｄ、および、第２水平部分１２０１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１２０１が、材料の組みあわせ（例えば、シリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、および／または、光導波路としての利用に適した任意のその他の材料の２以上組みあわせ）として形成されるように、光導波路１２０１の第１水平部分１２０１Ａ、第１屈曲部分１２０１Ｂ、垂直部分１２０１Ｃ、第２屈曲部分１２０１Ｄ、および、第２水平部分１２０１Ｅの内の他の１または複数とは異なる材料で形成されている。また、いくつかの実施形態において、光導波路１２０１の第１水平部分１２０１Ａ、第１屈曲部分１２０１Ｂ、垂直部分１２０１Ｃ、第２屈曲部分１２０１Ｄ、および、第２水平部分１２０１Ｅの各々は、実質的に同様の垂直断面形状を有するよう形成されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、光導波路１２０１の第１水平部分１２０１Ａ、第１屈曲部分１２０１Ｂ、垂直部分１２０１Ｃ、第２屈曲部分１２０１Ｄ、および、第２水平部分１２０１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１２０１の第１水平部分１２０１Ａ、第１屈曲部分１２０１Ｂ、垂直部分１２０１Ｃ、第２屈曲部分１２０１Ｄ、および、第２水平部分１２０１Ｅの内の他の１または複数とは異なる垂直断面形状を有するように形成される。また、いくつかの実施形態において、光導波路１２０１の第１水平部分１２０１Ａ、第１屈曲部分１２０１Ｂ、垂直部分１２０１Ｃ、第２屈曲部分１２０１Ｄ、および、第２水平部分１２０１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１２０１を通る光伝搬方向にその長さに沿って変化する垂直断面形状を有するように形成される。

【0096】

光マクロ３０５－ｘ４は、光導波路１２０１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘを通して移動する光が、光導波路１２０１へエバネッセント結合されうるように、Ｃ字型光導波路１２０１の垂直部分１２０１Ｃへ光学的に結合されている光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘ（ここで、Ｘは、ゼロより大きい整数）を備える。光マクロ３０５－ｘ４は、さらに、光導波路１２０１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙを通して移動する光が、光導波路１２０１へエバネッセント結合されうるように、Ｃ字型光導波路１２０１の垂直部分１２０１Ｃへ光学的に結合されている光マイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙ（ここで、Ｙは、ゼロより大きい整数）を備える。光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘは、光導波路１２０１の外側／外縁に沿って配置されている。光マイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙは、光導波路１２０１の内側／内縁に沿って配置されている。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘおよび１２０５－１～１２０５－Ｙは、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘと光導波路１２０１との間の光結合位置が光マイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙと光導波路１２０１との間の光結合位置からオフセットされる／交互にずれる（重ならない）ように配置されている。このように、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘおよび１２０５－１～１２０５－Ｙは、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘおよび１２０５－１～１２０５－Ｙの内の異なる共振器の間での光相互結合を防ぐために、光導波路１２０１に沿った同じ位置には光学的に結合していない。いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ４は、Ｃ字型光導波路１２０１の第１水平部分１２０１Ａ、第１屈曲部分１２０１Ｂ、第２屈曲部分１２０１Ｄ、または、第２水平部分１２０１Ｅのいずれかと光学的に結合されているマイクロリング共振器を全く有していない。いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ４内のすべてのマイクロリング共振器（例えば、１２０３－１～１２０３－Ｘおよび１２０５－１～１２０５－Ｙ）が、Ｃ字型光導波路１２０１の垂直部分１２０１Ｃへ光学的に結合されている。

【0097】

いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘおよび１２０５－１～１２０５－Ｙは、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘおよび１２０５－１～１２０５－Ｙの各々と光導波路１２０１との間のそれぞれの最小分離距離が実質的に同じになるように、光導波路１２０１に対して配置されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘおよび１２０５－１～１２０５－Ｙは、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘおよび１２０５－１～１２０５－Ｙの内の異なる共振器と光導波路１２０１との間に、複数の異なる最小分離距離が存在するように、光導波路１２０１に対して配置される。様々な実施形態において、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間の光のエバネッセント結合を防ぐ距離に設定される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間で光のエバネッセント結合が発生しないことを保証しつつ最小化される。様々な実施形態において、光マイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間の光のエバネッセント結合を防ぐ距離に設定される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間で光のエバネッセント結合が発生しないことを保証しつつ最小化される。いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ４の光学経路レイアウトは、光マクロ３０５－ｘ４内の光導波路１２０１の長さを最小化することによって最適化されている。光マクロ３０５－ｘ４内の光導波路１２０１の長さは、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘのピッチを削減／制約し、光マイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙのピッチを削減／制約し、光導波路１２０１の第１および第２光ポート１００２Ａおよび１００２Ｂを光マクロ３０５－ｘ４の同じ側に配置させることによって最小化される。

【0098】

いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘおよび１２０５－１～１２０５－Ｙの各々は、ゼロより大きく約５０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘおよび１２０５－１～１２０５－Ｙの各々は、ゼロより大きく約４０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘおよび１２０５－１～１２０５－Ｙの各々は、ゼロより大きく約３０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘおよび１２０５－１～１２０５－Ｙの各々は、ゼロより大きく約２０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘおよび１２０５－１～１２０５－Ｙの各々は、ゼロより大きく約１０マイクロメートル以下である外径を有する。

【0099】

光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘは、電子制御回路１２０７とインターフェース接続されている。いくつかの実施形態において、電子制御回路１２０７は、光導波路１２０１内で所与の波長の光ストリームを生成する目的で、所与の波長の光を光学的に変調するための光変調器としてマイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘの内の１または複数を独立制御するためのトランスミッタ（Ｔｘ）スライス回路を備えており、ここで、光ストリームは、デジタルデータを搬送する。いくつかの実施形態において、電子制御回路１２０７は、所与の波長の変調光ストリームによって搬送されるデジタルデータを表す電気信号の生成を可能にする目的で、光導波路１２０１内で所与の波長の変調光ストリームを検出するための光レシーバ（例えば、光検出器）として光マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘの内の１または複数を独立制御するためのレシーバ（Ｒｘ）スライス回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１２０７は、光導波路１２０１内での光信号の多重化／逆多重化のためのアド／ドロップフィルタとして動作するようにマイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘの内の１または複数に指示するための回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１２０７は、マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘの内の１または複数のサーマルチューニングが特定の共振光波長で動作することを可能にするために、マイクロリング共振器１２０３－１～１２０３－Ｘの内の１または複数とそれぞれ関連付けられている加熱装置を制御するための回路を備える。

【0100】

光マイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙは、電子制御回路１２０９とインターフェース接続されている。いくつかの実施形態において、電子制御回路１２０９は、光導波路１２０１内で所与の波長の光ストリームを生成する目的で、所与の波長の光を光学的に変調するための光変調器としてマイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙの内の１または複数を独立制御するためのトランスミッタ（Ｔｘ）スライス回路を備えており、ここで、光ストリームは、デジタルデータを搬送する。いくつかの実施形態において、電子制御回路１２０９は、所与の波長の変調光ストリームによって搬送されるデジタルデータを表す電気信号の生成を可能にする目的で、光導波路１２０１内で所与の波長の変調光ストリームを検出するための光レシーバ（例えば、光検出器）としてマイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙの内の１または複数を独立制御するためのレシーバ（Ｒｘ）スライス回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１２０９は、光導波路１２０１内での光信号の多重化／逆多重化のためのアド／ドロップフィルタとして動作するようにマイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙの内の１または複数に指示するための回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１２０９は、マイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙの内の１または複数のサーマルチューニングが特定の共振光波長で動作することを可能にするために、マイクロリング共振器１２０５－１～１２０５－Ｙの内の１または複数とそれぞれ関連付けられている加熱装置を制御するための回路を備える。また、いくつかの実施形態において、電子制御回路１２０７および／または電子制御回路１２０９は、クロック信号生成・伝送回路、Ｉ／Ｑ信号生成回路、ＩＬＯ回路、ＰＩ回路、ＴＩＡ回路、信号ＥＱ回路、および／または、その他のタイプの回路など、光マクロ３０５－ｘ４の動作をサポートするための電子構成要素／回路を含む。

【0101】

図９のＵ字型光導波路９０１、ならびに、図１０、図１１、および、図１２のＣ字型光導波路１００１、１１０１、および、１２０１は、それぞれ、光マクロ３０５－ｘの同じ側で入力光を受信し、出力光を送信するよう構成されていることを理解されたい。より具体的には、Ｕ／Ｃ字型光導波路９０１、１００１、１１０１、および、１２０１の入力ポートおよび出力ポートは、光マクロ３０５－ｘの同じ側に配置されている。したがって、Ｕ／Ｃ字型光導波路９０１、１００１、１１０１、および、１２０１は、光がＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７の同じ側で入って出る光パッケージエスケープ構成に適している。また、Ｕ／Ｃ字型光導波路９０１、１００１、１１０１、および、１２０１の水平部分の間の内側領域は、内側領域が十分なサイズおよび形状である場合、電子機器を含むことができることを理解されたい。

【0102】

いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘの光導波路ポートが、光マクロ３０５－ｘの異なる側にある（反対側にある（反対方向に出ている）、または、隣接した側にある（互いに対して９０度オフセットして出ている）など）ことが有利である。図１３、図１４、図１５、および、図１６は、光導波路ポートが光マクロ３０５－ｘの異なる側に配置されているＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７の光マクロ３０５－ｘの光学経路レイアウト例を示す。

【0103】

図１３は、いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７に対するデータの入出力のための光マクロ３０５－ｘ５の光学経路レイアウト例を示しており、ここで、光学経路レイアウトは、光マクロ３０５－ｘ５を挟んで反対側に配置されている対応する光ポート１３０２Ａおよび１３０２Ｂを備えた略線形光導波路１３０１を含む。光ポート１３０２Ａは、光マクロ３０５－ｘ５の左側（西側）に配置され、光ポート１３０２Ｂは、光マクロ３０５－ｘ５の右側（東側）に配置されている。様々な実施形態において、第１光ポート１３０２Ａは、垂直光回折格子カプラまたは水平（エッジ）光回折格子カプラとして形成されている。また、様々な実施形態において、第２光ポート１３０２Ｂは、垂直光回折格子カプラまたは水平（エッジ）光回折格子カプラとして形成されている。

【0104】

いくつかの実施形態において、光導波路１３０１は、シリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、または、光導波路としての利用に適した任意のその他の材料など、単一の材料で形成されている。いくつかの実施形態において、光導波路１３０１が、材料の組みあわせ（例えば、シリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、および／または、光導波路としての利用に適した任意のその他の材料の２以上組みあわせ）として形成されるように、光導波路１３０１の異なる部分が、異なる材料で形成されている。また、いくつかの実施形態において、光導波路１３０１は、実質的に一定の垂直断面形状を有するように形成されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、光導波路１３０１の異なる部分が、異なる垂直断面形状を有するように形成される。また、いくつかの実施形態において、光導波路１３０１の垂直断面形状は、光導波路１３０１を通る光伝搬方向にその長さに沿って変化する。

【0105】

光マクロ３０５－ｘ５は、光導波路１３０１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘを通して移動する光が、光導波路１３０１へエバネッセント結合されうるように、光導波路１３０１へ光学的に結合されている光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘ（ここで、Ｘは、ゼロより大きい整数）を備える。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの各々は、光導波路１３０１の同じ側／同じ縁部に沿って配置されている。例えば、図１３は、光導波路１３０１の上側（北側）／上縁に沿って配置されている光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの各々を示している。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘは、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの各々と光導波路１３０１との間のそれぞれの最小分離距離が実質的に同じになるように、光導波路１３０１に対して配置されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘは、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの内の異なる共振器と光導波路１３０１との間に、複数の異なる最小分離距離が存在するように、光導波路１３０１に対して配置される。

【0106】

いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘは、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの内の異なる共振器の間での相互結合を防ぐために、光導波路１３０１に沿った同じ位置には光学的に結合しないように配置されている。様々な実施形態において、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘは、互いに対して実質的に一定のピッチ（中心間隔）で配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間の光のエバネッセント結合を防ぐ距離に設定される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間で光のエバネッセント結合が発生しないことを保証しつつ最小化される。いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ５の光学経路レイアウトは、光マクロ３０５－ｘ５内の光導波路１３０１の長さを最小化することによって最適化されている。いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ５内の光導波路１３０１の長さは、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘのピッチを削減／制約することによって最小化される。

【0107】

いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの各々は、ゼロより大きく約５０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの各々は、ゼロより大きく約４０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの各々は、ゼロより大きく約３０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの各々は、ゼロより大きく約２０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの各々は、ゼロより大きく約１０マイクロメートル以下である外径を有する。

【0108】

光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘは、電子制御回路１３０５とインターフェース接続されている。いくつかの実施形態において、電子制御回路１３０５は、光導波路１３０１内で所与の波長の光ストリームを生成する目的で、所与の波長の光を光学的に変調するための光変調器としてマイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの内の１または複数を独立制御するためのトランスミッタ（Ｔｘ）スライス回路を備えており、ここで、光ストリームは、デジタルデータを搬送する。いくつかの実施形態において、電子制御回路１３０５は、所与の波長の変調光ストリームによって搬送されるデジタルデータを表す電気信号の生成を可能にする目的で、光導波路１３０１内で所与の波長の変調光ストリームを検出するための光レシーバ（例えば、光検出器）として光マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの内の１または複数を独立制御するためのレシーバ（Ｒｘ）スライス回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１３０５は、光導波路１３０１内での光信号の多重化／逆多重化のためのアド／ドロップフィルタとして動作するようにマイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの内の１または複数に指示するための回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１３０５は、マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの内の１または複数のサーマルチューニングを可能にするために、マイクロリング共振器１３０３－１～１３０３－Ｘの内の１または複数とそれぞれ関連付けられている加熱装置を制御するための回路を備える。また、いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ５は、クロック信号生成・伝送回路、Ｉ／Ｑ信号生成回路、ＩＬＯ回路、ＰＩ回路、ＴＩＡ回路、信号ＥＱ回路、および／または、光マクロ３０５－ｘ５の動作をサポートするためのその他のタイプの回路など、光マクロ３０５－ｘ５の動作をサポートするためのさらなる電子機器を備える。

【0109】

図１４は、いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７に対するデータの入出力のための光マクロ３０５－ｘ６の光学経路レイアウト例を示しており、ここで、光学経路レイアウトは、Ｓ字型光導波路１４０１を含む。光導波路１４０１は、第１水平（東西方向）部分１４０１Ａと、第１屈曲部分１４０１Ｂと、第２水平（東西方向）部分１４０１Ｃと、第２屈曲部分１４０１Ｄと、第３水平（東西方向）部分１４０１Ｅと、を備える。いくつかの実施形態において、第１屈曲部分１４０１Ｂは、第１水平部分１４０１Ａから第２水平１４０１Ｃへ、そして、その逆も同様に、約１８０°曲がっている。いくつかの実施形態において、第２屈曲部分１４０１Ｄは、第２水平部分１４０１Ｃから第３水平部分１４０１Ｅへ、そして、その逆も同様に、約１８０°曲がっている。第１水平部分１４０１Ａは、第１光ポート１４０２Ａへ光学的に接続されている。第３水平部分１４０１Ｅは、第２光ポート１４０２Ｂへ光学的に接続されている。第１光ポート１４０２Ａおよび第２光ポート１４０２Ｂは、光マクロ３０５－ｘ６を挟んで反対側に配置されている。第１光ポート１４０２Ａは、光マクロ３０５－ｘ６の左側（西側）に配置され、光ポート１４０２Ｂは、光マクロ３０５－ｘ６の右側（東側）に配置されている。様々な実施形態において、第１光ポート１４０２Ａは、垂直光回折格子カプラまたは水平（エッジ）光回折格子カプラとして形成されている。また、様々な実施形態において、第２光ポート１４０２Ｂは、垂直光回折格子カプラまたは水平（エッジ）光回折格子カプラとして形成されている。

【0110】

いくつかの実施形態において、光導波路１４０１の第１水平部分１４０１Ａ、第１屈曲部分１４０１Ｂ、第２水平部分１４０１Ｃ、第２屈曲部分１４０１Ｄ、および、第３水平部分１４０１Ｅは、シリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、または、光導波路としての利用に適した任意のその他の材料など、同じ材料で形成されている。いくつかの実施形態において、光導波路１４０１の第１水平部分１４０１Ａ、第１屈曲部分１４０１Ｂ、第２水平部分１４０１Ｃ、第２屈曲部分１４０１Ｄ、および、第３水平部分１４０１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１４０１が、材料の組みあわせ（例えば、シリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、および／または、光導波路としての利用に適した任意のその他の材料の２以上組みあわせ）として形成されるように、光導波路１４０１の第１水平部分１４０１Ａ、第１屈曲部分１４０１Ｂ、第２水平部分１４０１Ｃ、第２屈曲部分１４０１Ｄ、および、第３水平部分１４０１Ｅの内の他の１または複数とは異なる材料で形成されている。また、いくつかの実施形態において、光導波路１４０１の第１水平部分１４０１Ａ、第１屈曲部分１４０１Ｂ、第２水平部分１４０１Ｃ、第２屈曲部分１４０１Ｄ、および、第３水平部分１４０１Ｅの各々は、実質的に同様の垂直断面形状を有するよう形成されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、光導波路１４０１の第１水平部分１４０１Ａ、第１屈曲部分１４０１Ｂ、第２水平部分１４０１Ｃ、第２屈曲部分１４０１Ｄ、および、第３水平部分１４０１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１４０１の第１水平部分１４０１Ａ、第１屈曲部分１４０１Ｂ、第２水平部分１４０１Ｃ、第２屈曲部分１４０１Ｄ、および、第３水平部分１４０１Ｅの内の他の１または複数とは異なる垂直断面形状を有するように形成される。また、いくつかの実施形態において、光導波路１４０１の第１水平部分１４０１Ａ、第１屈曲部分１４０１Ｂ、第２水平部分１４０１Ｃ、第２屈曲部分１４０１Ｄ、および、第３水平部分１４０１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１４０１を通る光伝搬方向にその長さに沿って変化する垂直断面形状を有するように形成される。

【0111】

光マクロ３０５－ｘ６は、光導波路１４０１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘを通して移動する光が、光導波路１４０１へエバネッセント結合されうるように、Ｓ字型光導波路１４０１の第１水平部分１４０１Ａへ光学的に結合されている光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘ（ここで、Ｘは、ゼロより大きい整数）を備える。光マクロ３０５－ｘ６は、さらに、光導波路１４０１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙを通して移動する光が、光導波路１４０１へエバネッセント結合されうるように、Ｓ字型光導波路１４０１の第２水平部分１４０１Ｃへ光学的に結合されている光マイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙ（ここで、Ｙは、ゼロより大きい整数）を備える。光マクロ３０５－ｘ６は、さらに、光導波路１４０１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚを通して移動する光が、光導波路１４０１へエバネッセント結合されうるように、Ｓ字型光導波路１４０１の第３水平部分１４０１Ｅへ光学的に結合されている光マイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚ（ここで、Ｚは、ゼロより大きい整数）を備える。

【0112】

光マクロ３０５－ｘ６は、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘ、１４０５－１～１４０５－Ｙ、および、１４０７－１～１４０７－ｚの各々がＳ字型光導波路１４０１の３つの水平部分１４０１Ａ、１４０１Ｃ、および、１４０１Ｅの１つへ光学的に結合されている光学レイアウトの特定の例を示している。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘ、１４０５－１～１４０５－Ｙ、および、１４０７－１～１４０７－Ｚは、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘ、１４０５－１～１４０５－Ｙ、および、１４０７－１～１４０７－Ｚの各々と光導波路１４０１との間のそれぞれの最小分離距離が実質的に同じになるように、光導波路１４０１に対して配置されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘ、１４０５－１～１４０５－Ｙ、および、１４０７－１～１４０７－Ｚは、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘ、１４０５－１～１４０５－Ｙ、および、１４０７－１～１４０７－Ｚの内の異なる共振器と光導波路１４０１との間に、複数の異なる最小分離距離が存在するように、光導波路１４０１に対して配置される。

【0113】

様々な実施形態において、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘは、互いに対して実質的に一定のピッチ（中心間隔）で配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間の光のエバネッセント結合を防ぐ距離に設定される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間で光のエバネッセント結合が発生しないことを保証しつつ最小化される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘは、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘの内の異なる共振器の間での光相互結合を防ぐために、光導波路１４０１に沿った同じ位置には光学的に結合していない。

【0114】

また、様々な実施形態において、光マイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間の光のエバネッセント結合を防ぐ距離に設定される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間で光のエバネッセント結合が発生しないことを保証しつつ最小化される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙは、光マイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙの内の異なる共振器の間での光相互結合を防ぐために、光導波路１４０１に沿った同じ位置には光学的に結合していない。

【0115】

また、様々な実施形態において、光マイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚの内の隣接して位置するものの間の光のエバネッセント結合を防ぐ距離に設定される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚの内の隣接して位置するものの間で光のエバネッセント結合が発生しないことを保証しつつ最小化される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚは、光マイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚの内の異なる共振器の間での光相互結合を防ぐために、光導波路１４０１に沿った同じ位置には光学的に結合していない。

【0116】

いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘ、１４０５－１～１４０５－Ｙ、および、１４０７－１～１４０７－Ｚの各々は、ゼロより大きく約５０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘ、１４０５－１～１４０５－Ｙ、および、１４０７－１～１４０７－Ｚの各々は、ゼロより大きく約４０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘ、１４０５－１～１４０５－Ｙ、および、１４０７－１～１４０７－Ｚの各々は、ゼロより大きく約３０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘ、１４０５－１～１４０５－Ｙ、および、１４０７－１～１４０７－Ｚの各々は、ゼロより大きく約２０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘ、１４０５－１～１４０５－Ｙ、および、１４０７－１～１４０７－Ｚの各々は、ゼロより大きく約１０マイクロメートル以下である外径を有する。

【0117】

光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘは、電子制御回路１４０９とインターフェース接続されている。いくつかの実施形態において、電子制御回路１４０９は、光導波路１４０１内で所与の波長の光ストリームを生成する目的で、所与の波長の光を光学的に変調するための光変調器としてマイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘの内の１または複数を独立制御するためのトランスミッタ（Ｔｘ）スライス回路を備えており、ここで、光ストリームは、デジタルデータを搬送する。いくつかの実施形態において、電子制御回路１４０９は、所与の波長の変調光ストリームによって搬送されるデジタルデータを表す電気信号の生成を可能にする目的で、光導波路１４０１内で所与の波長の変調光ストリームを検出するための光レシーバ（例えば、光検出器）として光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘの内の１または複数を独立制御するためのレシーバ（Ｒｘ）スライス回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１４０９は、光導波路１４０１内での光信号の多重化／逆多重化のためのアド／ドロップフィルタとして動作するようにマイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘの内の１または複数に指示するための回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１４０９は、マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘの内の１または複数のサーマルチューニングを可能にするために、マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘの内の１または複数とそれぞれ関連付けられている加熱装置を制御するための回路を備える。

【0118】

光マイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙは、電子制御回路１４１１とインターフェース接続されている。いくつかの実施形態において、電子制御回路１４１１は、光導波路１４０１内で所与の波長の光ストリームを生成する目的で、所与の波長の光を光学的に変調するための光変調器としてマイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙの内の１または複数を独立制御するためのトランスミッタ（Ｔｘ）スライス回路を備えており、ここで、光ストリームは、デジタルデータを搬送する。いくつかの実施形態において、電子制御回路１４１１は、所与の波長の変調光ストリームによって搬送されるデジタルデータを表す電気信号の生成を可能にする目的で、光導波路１４０１内で所与の波長の変調光ストリームを検出するための光レシーバ（例えば、光検出器）としてマイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙの内の１または複数を独立制御するためのレシーバ（Ｒｘ）スライス回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１４１１は、光導波路１４０１内での光信号の多重化／逆多重化のためのアド／ドロップフィルタとして動作するようにマイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙの内の１または複数に指示するための回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１４１１は、マイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙの内の１または複数のサーマルチューニングを可能にするために、マイクロリング共振器１４０５－１～１４０５－Ｙの内の１または複数とそれぞれ関連付けられている加熱装置を制御するための回路を備える。

【0119】

光マイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚは、電子制御回路１４１３とインターフェース接続されている。いくつかの実施形態において、電子制御回路１４１３は、光導波路１４０１内で所与の波長の光ストリームを生成する目的で、所与の波長の光を光学的に変調するための光変調器としてマイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚの内の１または複数を独立制御するためのトランスミッタ（Ｔｘ）スライス回路を備えており、ここで、光ストリームは、デジタルデータを搬送する。いくつかの実施形態において、電子制御回路１４１３は、所与の波長の変調光ストリームによって搬送されるデジタルデータを表す電気信号の生成を可能にする目的で、光導波路１４０１内で所与の波長の変調光ストリームを検出するための光レシーバ（例えば、光検出器）としてマイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚの内の１または複数を独立制御するためのレシーバ（Ｒｘ）スライス回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１４１３は、光導波路１４０１内での光信号の多重化／逆多重化のためのアド／ドロップフィルタとして動作するようにマイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚの内の１または複数に指示するための回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１４１３は、マイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚの内の１または複数のサーマルチューニングを可能にするために、マイクロリング共振器１４０７－１～１４０７－Ｚの内の１または複数とそれぞれ関連付けられている加熱装置を制御するための回路を備える。また、いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ６は、クロック信号生成・伝送回路、Ｉ／Ｑ信号生成回路、ＩＬＯ回路、ＰＩ回路、ＴＩＡ回路、信号ＥＱ回路、および／または、光マクロ３０５－ｘ６の動作をサポートするためのその他のタイプの回路など、光マクロ３０５－ｘ６の動作をサポートするためのさらなる電子機器を備える。

【0120】

いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ６の光学経路レイアウトは、光マクロ３０５－ｘ６内の光導波路１４０１の長さを最小化することによって最適化されている。光マクロ３０５－ｘ６内の光導波路１４０１の長さは、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘ、１４０５－１～１４０５－Ｙ、および、１４０７－１～１４０７－Ｚを光導波路１４０１の第１水平部分１４０１Ａ、第２水平部分１４０１Ｃ、および、第３水平部分１４０１Ｅの各々に沿ってそれぞれ配置させ、光マイクロリング共振器１４０３－１～１４０３－Ｘ、１４０５－１～１４０５－Ｙ、および、１４０７－１～１４０７－Ｚのピッチを削減／制約することによって、最小化されている。光マクロ３０５－ｘ６の光学経路レイアウトのいくつかの実施形態において、１または複数のさらなる光マイクロリング共振器が、光導波路１４０１と光学的に結合するように、第１屈曲部分１４０１Ｂおよび／または第２屈曲部分１４０１Ｄに沿って配置される。様々な実施形態において、光マクロ３０５－ｘ６の光学経路レイアウトは、Ｓ字型光導波路１４０１が、基本的に任意の数の水平線形部分および任意の数の屈曲部分を含む蛇行形状の光導波路になり、基本的に任意の数の光マイクロリング共振器が蛇行形状の光導波路と光学的に結合するために蛇行形状の光導波路に沿って配置されるように変形されてもよいことを理解されたい。さらに、いくつかの実施形態において、蛇行形状の光導波路の異なる水平線形部分および／または屈曲部分は、異なる数の光マイクロリング共振器が、蛇行形状の光導波路の水平線形部分の内の異なる部分に沿って配置されるように、異なる長さを有してよい。

【0121】

図１５は、いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７に対するデータの入出力のための光マクロ３０５－ｘ７の光学経路レイアウト例を示しており、ここで、光学経路レイアウトは、Ｚ字型光導波路１５０１を含む。Ｚ字型光導波路１５０１は、第１水平（東西方向）部分１５０１Ａと、第１屈曲部分１５０１Ｂと、垂直（南北方向）部分１５０１Ｃと、第２屈曲部分１５０１Ｄと、第２水平（東西方向）部分１５０１Ｅと、を備える。いくつかの実施形態において、第１屈曲部分１５０１Ｂは、第１水平部分１５０１Ａから垂直部分１５０１Ｃへ、そして、その逆も同様に、約９０°曲がっている。いくつかの実施形態において、第２屈曲部分１５０１Ｄは、垂直部分１５０１Ｃから第２水平部分１５０１Ｅへ、そして、その逆も同様に、約９０°曲がっている。このように、光導波路１５０１の垂直部分１５０１Ｃは、光導波路１５０１の第１水平部分１５０１Ａおよび第２水平部分１５０１Ｅの各々と実質的に直交する方向に伸びている。第１屈曲部分１５０１Ｂおよび第２屈曲部分１５０１Ｄは、互いに対して反転した向きを有する（互いに対して水平方向に反転した向きを有する）。第１水平部分１５０１Ａは、第１光ポート１５０２Ａへ光学的に接続され、第２水平部分１５０１Ｅは、第２光ポート１５０２Ｂへ光学的に接続されている。第１光ポート１５０２Ａおよび第２光ポート１５０２Ｂは、光マクロ３０５－ｘ７を挟んで反対側に配置されている。第１光ポート１５０２Ａは、光マクロ３０５－ｘ７の左側（西側）に配置されている。光ポート１５０２Ｂは、光マクロ３０５－ｘ７の右側（東側）に配置されている。様々な実施形態において、第１光ポート１５０２Ａは、垂直光回折格子カプラまたは水平（エッジ）光回折格子カプラとして形成されている。また、様々な実施形態において、第２光ポート１５０２Ｂは、垂直光回折格子カプラまたは水平（エッジ）光回折格子カプラとして形成されている。

【0122】

いくつかの実施形態において、光導波路１５０１の第１水平部分１５０１Ａ、第１屈曲部分１５０１Ｂ、垂直部分１５０１Ｃ、第２屈曲部分１５０１Ｄ、および、第２水平部分１５０１Ｅは、シリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、または、光導波路としての利用に適した任意のその他の材料など、同じ材料で形成されている。いくつかの実施形態において、光導波路１５０１の第１水平部分１５０１Ａ、第１屈曲部分１５０１Ｂ、垂直部分１５０１Ｃ、第２屈曲部分１５０１Ｄ、および、第２水平部分１５０１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１５０１が、材料の組みあわせ（例えば、シリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、および／または、光導波路としての利用に適した任意のその他の材料の２以上組みあわせ）として形成されるように、光導波路１５０１の第１水平部分１５０１Ａ、第１屈曲部分１５０１Ｂ、垂直部分１５０１Ｃ、第２屈曲部分１５０１Ｄ、および、第２水平部分１５０１Ｅの内の他の１または複数とは異なる材料で形成されている。また、いくつかの実施形態において、光導波路１５０１の第１水平部分１５０１Ａ、第１屈曲部分１５０１Ｂ、垂直部分１５０１Ｃ、第２屈曲部分１５０１Ｄ、および、第２水平部分１５０１Ｅの各々は、実質的に同様の垂直断面形状を有するよう形成されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、光導波路１５０１の第１水平部分１５０１Ａ、第１屈曲部分１５０１Ｂ、垂直部分１５０１Ｃ、第２屈曲部分１５０１Ｄ、および、第２水平部分１５０１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１５０１の第１水平部分１５０１Ａ、第１屈曲部分１５０１Ｂ、垂直部分１５０１Ｃ、第２屈曲部分１５０１Ｄ、および、第２水平部分１５０１Ｅの内の他の１または複数とは異なる垂直断面形状を有するように形成される。また、いくつかの実施形態において、光導波路１５０１の第１水平部分１５０１Ａ、第１屈曲部分１５０１Ｂ、垂直部分１５０１Ｃ、第２屈曲部分１５０１Ｄ、および、第２水平部分１５０１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１５０１を通る光伝搬方向にその長さに沿って変化する垂直断面形状を有するように形成される。

【0123】

光マクロ３０５－ｘ７は、光導波路１５０１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘを通して移動する光が、光導波路１５０１へエバネッセント結合されうるように、Ｚ字型光導波路１５０１の第１水平部分１５０１Ａへ光学的に結合されている光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘ（ここで、Ｘは、ゼロより大きい整数）を備える。光マクロ３０５－ｘ７は、さらに、光導波路１５０１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器１５０５－１～１５０５－Ｙへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器１５０５－１～１２０５－Ｙを通して移動する光が、光導波路１５０１へエバネッセント結合されうるように、Ｚ字型光導波路１５０１の垂直部分１５０１Ｃへ光学的に結合されている光マイクロリング共振器１５０５－１～１５０５－Ｙ（ここで、Ｙは、ゼロより大きい整数）を備える。光マクロ３０５－ｘ７は、さらに、光導波路１５０１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚを通して移動する光が、光導波路１５０１へエバネッセント結合されうるように、Ｚ字型光導波路１５０１の第２水平部分１５０１Ｅへ光学的に結合されている光マイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚ（ここで、Ｚは、ゼロより大きい整数）を備える。

【0124】

いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘ、１５０５－１～１５０５－Ｙ、および、１５０７－１～１５０７－Ｚは、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘ、１５０５－１～１５０５－Ｙ、および、１５０７－１～１５０７－Ｚの各々と光導波路１５０１との間のそれぞれの最小分離距離が実質的に同じになるように、光導波路１５０１に対して配置されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘ、１５０５－１～１５０５－Ｙ、および、１５０７－１～１５０７－Ｚは、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘ、１５０５－１～１５０５－Ｙ、および、１５０７－１～１５０７－Ｚの内の異なる共振器と光導波路１５０１との間に、複数の異なる最小分離距離が存在するように、光導波路１５０１に対して配置される。

【0125】

様々な実施形態において、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘは、互いに対して実質的に一定のピッチ（中心間隔）で配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間の光のエバネッセント結合を防ぐ距離に設定される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間で光のエバネッセント結合が発生しないことを保証しつつ最小化される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘは、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘの内の異なる共振器の間での光相互結合を防ぐために、光導波路１５０１に沿った同じ位置には光学的に結合していない。

【0126】

また、様々な実施形態において、光マイクロリング共振器１５０５－１～１５０５－Ｙは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器１５０５－１～１５０５－Ｙは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１５０５－１～１５０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１５０５－１～１５０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間の光のエバネッセント結合を防ぐ距離に設定される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１５０５－１～１５０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１５０５－１～１５０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間で光のエバネッセント結合が発生しないことを保証しつつ最小化される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１５０５－１～１５０５－Ｙは、光マイクロリング共振器１５０５－１～１５０５－Ｙの内の異なる共振器の間での光相互結合を防ぐために、光導波路１５０１に沿った同じ位置には光学的に結合していない。

【0127】

また、様々な実施形態において、光マイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚの内の隣接して位置するものの間の光のエバネッセント結合を防ぐ距離に設定される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚの内の隣接して位置するものの間で光のエバネッセント結合が発生しないことを保証しつつ最小化される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚは、光マイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚの内の異なる共振器の間での光相互結合を防ぐために、光導波路１５０１に沿った同じ位置には光学的に結合していない。

【0128】

いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘ、１５０５－１～１５０５－Ｙ、および、１５０７－１～１５０７－Ｚの各々は、ゼロより大きく約５０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘ、１５０５－１～１５０５－Ｙ、および、１５０７－１～１５０７－Ｚの各々は、ゼロより大きく約４０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘ、１５０５－１～１５０５－Ｙ、および、１５０７－１～１５０７－Ｚの各々は、ゼロより大きく約３０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘ、１５０５－１～１５０５－Ｙ、および、１５０７－１～１５０７－Ｚの各々は、ゼロより大きく約２０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘ、１５０５－１～１５０５－Ｙ、および、１５０７－１～１５０７－Ｚの各々は、ゼロより大きく約１０マイクロメートル以下である外径を有する。

【0129】

光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘは、電子制御回路１５０９とインターフェース接続されている。いくつかの実施形態において、電子制御回路１５０９は、光導波路１５０１内で所与の波長の光ストリームを生成する目的で、所与の波長の光を光学的に変調するための光変調器としてマイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘの内の１または複数を独立制御するためのトランスミッタ（Ｔｘ）スライス回路を備えており、ここで、光ストリームは、デジタルデータを搬送する。いくつかの実施形態において、電子制御回路１５０９は、所与の波長の変調光ストリームによって搬送されるデジタルデータを表す電気信号の生成を可能にする目的で、光導波路１５０１内で所与の波長の変調光ストリームを検出するための光レシーバ（例えば、光検出器）として光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘの内の１または複数を独立制御するためのレシーバ（Ｒｘ）スライス回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１５０９は、光導波路１５０１内での光信号の多重化／逆多重化のためのアド／ドロップフィルタとして動作するようにマイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘの内の１または複数に指示するための回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１５０９は、マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘの内の１または複数のサーマルチューニングを可能にするために、マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘの内の１または複数とそれぞれ関連付けられている加熱装置を制御するための回路を備える。

【0130】

光マイクロリング共振器１５０５－１～１５０５－Ｙは、電子制御回路１５１１とインターフェース接続されている。いくつかの実施形態において、電子制御回路１５１１は、光導波路１５０１内で所与の波長の光ストリームを生成する目的で、所与の波長の光を光学的に変調するための光変調器としてマイクロリング共振器１５０５－１～１５０５－Ｙの内の１または複数を独立制御するためのトランスミッタ（Ｔｘ）スライス回路を備えており、ここで、光ストリームは、デジタルデータを搬送する。いくつかの実施形態において、電子制御回路１５１１は、所与の波長の変調光ストリームによって搬送されるデジタルデータを表す電気信号の生成を可能にする目的で、光導波路１５０１内で所与の波長の変調光ストリームを検出するための光レシーバ（例えば、光検出器）としてマイクロリング共振器１５０５－１～１５０５－Ｙの内の１または複数を独立制御するためのレシーバ（Ｒｘ）スライス回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１５１１は、光導波路１５０１内での光信号の多重化／逆多重化のためのアド／ドロップフィルタとして動作するようにマイクロリング共振器１５０５－１～１５０５－Ｙの内の１または複数に指示するための回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１５１１は、マイクロリング共振器１５０５－１～１５０５－Ｙの内の１または複数のサーマルチューニングを可能にするために、マイクロリング共振器１５０５－１～１５０５－Ｙの内の１または複数とそれぞれ関連付けられている加熱装置を制御するための回路を備える。

【0131】

光マイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚは、電子制御回路１５１３とインターフェース接続されている。いくつかの実施形態において、電子制御回路１５１３は、光導波路１５０１内で所与の波長の光ストリームを生成する目的で、所与の波長の光を光学的に変調するための光変調器としてマイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚの内の１または複数を独立制御するためのトランスミッタ（Ｔｘ）スライス回路を備えており、ここで、光ストリームは、デジタルデータを搬送する。いくつかの実施形態において、電子制御回路１５１３は、所与の波長の変調光ストリームによって搬送されるデジタルデータを表す電気信号の生成を可能にする目的で、光導波路１５０１内で所与の波長の変調光ストリームを検出するための光レシーバ（例えば、光検出器）としてマイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚの内の１または複数を独立制御するためのレシーバ（Ｒｘ）スライス回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１５１３は、光導波路１５０１内での光信号の多重化／逆多重化のためのアド／ドロップフィルタとして動作するようにマイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚの内の１または複数に指示するための回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１５１３は、マイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚの内の１または複数のサーマルチューニングを可能にするために、マイクロリング共振器１５０７－１～１５０７－Ｚの内の１または複数とそれぞれ関連付けられている加熱装置を制御するための回路を備える。また、いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ７は、クロック信号生成・伝送回路、Ｉ／Ｑ信号生成回路、ＩＬＯ回路、ＰＩ回路、ＴＩＡ回路、信号ＥＱ回路、および／または、光マクロ３０５－ｘ７の動作をサポートするためのその他のタイプの回路など、光マクロ３０５－ｘ７の動作をサポートするためのさらなる電子機器を備える。

【0132】

いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ７の光学経路レイアウトは、光マクロ３０５－ｘ７内の光導波路１５０１の長さを最小化することによって最適化されている。光マクロ３０５－ｘ７内の光導波路１５０１の長さは、光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘ、１５０５－１～１５０５－Ｙ、および、１５０７－１～１５０７－Ｚのピッチを削減／制約することによって最小化される。光マクロ３０５－ｘ７の光学経路レイアウトのいくつかの実施形態において、１または複数のさらなる光マイクロリング共振器が、光導波路１５０１と光学的に結合するように、第１屈曲部分１５０１Ｂおよび／または第２屈曲部分１５０１Ｄに沿って配置される。様々な実施形態において、光マクロ３０５－ｘ７の光学経路レイアウトは、Ｚ字型光導波路１５０１の垂直部分１５０１Ｃが、Ｚ字型光導波路１５０１の第１水平部分１５０１Ａおよび第２水平部分１５０１Ｅの各々に対して非直角（約９０度よりまたは約９０度より大きい角度）に伸びる線形部分１５０１Ｃ’に置き換えられるように、変形されてもよいことを理解されたい。さらに、いくつかの実施形態において、Ｚ字型光導波路１５０１の第１水平線形部分１５０１Ａ、垂直部分１５０１Ｃ、および／または、第２水平部分１５０１Ｅは、異なる数Ｘ、Ｙ、および、Ｚの光マイクロリング共振器１５０３－１～１５０３－Ｘ、１５０５－１～１５０５－Ｙ、および、１５０７－１～１５０７－Ｚが、光導波路１５０１のそれぞれ第１水平部分１５０１Ａ、垂直部分１５０１Ｃ、および、第２水平部分１５０１Ｅの内の異なる部分に沿って配置されるように、異なる長さを有する。

【0133】

図１６は、いくつかの実施形態に従って、ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７に対するデータの入出力のための光マクロ３０５－ｘ８の光学経路レイアウト例を示しており、ここで、光学経路レイアウトは、フック型光導波路１６０１を含む。光導波路１６０１は、第１水平（東西方向）部分１６０１Ａと、第１屈曲部分１６０１Ｂと、第２水平（東西方向）部分１６０１Ｃと、第２屈曲部分１６０１Ｄと、垂直（南北方向）部分１６０１Ｅと、を備える。いくつかの実施形態において、第１屈曲部分１６０１Ｂは、第１水平部分１６０１Ａから第２水平１６０１Ｃへ、そして、その逆も同様に、約１８０°曲がっている。いくつかの実施形態において、第２屈曲部分１６０１Ｄは、第２水平部分１６０１Ｃから垂直部分１６０１Ｅへ、そして、その逆も同様に、約９０°曲がっている。第１水平部分１６０１Ａは、第１光ポート１６０２Ａへ光学的に接続されている。垂直部分１６０１Ｅは、第２光ポート１６０２Ｂへ光学的に接続されている。第１光ポート１６０２Ａおよび第２光ポート１６０２Ｂは、光マクロ３０５－ｘ８の隣接する側に配置されている。第１光ポート１４０２Ａは、光マクロ３０５－ｘ８の左側（西側）に配置され、光ポート１６０２Ｂは、光マクロ３０５－ｘ８の下側（南側）に配置されている。様々な実施形態において、第１光ポート１６０２Ａは、垂直光回折格子カプラまたは水平（エッジ）光回折格子カプラとして形成されている。また、様々な実施形態において、第２光ポート１６０２Ｂは、垂直光回折格子カプラまたは水平（エッジ）光回折格子カプラとして形成されている。

【0134】

いくつかの実施形態において、光導波路１６０１の第１水平部分１６０１Ａ、第１屈曲部分１６０１Ｂ、第２水平部分１６０１Ｃ、第２屈曲部分１６０１Ｄ、および、垂直部分１６０１Ｅは、シリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、または、光導波路としての利用に適した任意のその他の材料など、同じ材料で形成されている。いくつかの実施形態において、光導波路１６０１の第１水平部分１６０１Ａ、第１屈曲部分１６０１Ｂ、第２水平部分１６０１Ｃ、第２屈曲部分１６０１Ｄ、および、垂直部分１６０１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１６０１が、材料の組みあわせ（例えば、シリコン、ポリシリコン、窒化シリコン、および／または、光導波路としての利用に適した任意のその他の材料の２以上組みあわせ）として形成されるように、光導波路１６０１の第１水平部分１６０１Ａ、第１屈曲部分１６０１Ｂ、第２水平部分１６０１Ｃ、第２屈曲部分１６０１Ｄ、および、垂直部分１６０１Ｅの内の他の１または複数とは異なる材料で形成されている。また、いくつかの実施形態において、光導波路１６０１の第１水平部分１６０１Ａ、第１屈曲部分１６０１Ｂ、第２水平部分１６０１Ｃ、第２屈曲部分１６０１Ｄ、および、垂直部分１６０１Ｅの各々は、実質的に同様の垂直断面形状を有するよう形成されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、光導波路１６０１の第１水平部分１６０１Ａ、第１屈曲部分１６０１Ｂ、第２水平部分１６０１Ｃ、第２屈曲部分１６０１Ｄ、および、垂直部分１６０１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１６０１の第１水平部分１６０１Ａ、第１屈曲部分１６０１Ｂ、第２水平部分１６０１Ｃ、第２屈曲部分１６０１Ｄ、および、垂直部分１６０１Ｅの内の他の１または複数とは異なる垂直断面形状を有するように形成される。また、いくつかの実施形態において、光導波路１６０１の第１水平部分１６０１Ａ、第１屈曲部分１６０１Ｂ、第２水平部分１６０１Ｃ、第２屈曲部分１６０１Ｄ、および、垂直部分１６０１Ｅの内の任意の１または複数は、光導波路１６０１を通る光伝搬方向にその長さに沿って変化する垂直断面形状を有するように形成される。

【0135】

光マクロ３０５－ｘ８は、光導波路１６０１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘを通して移動する光が、光導波路１６０１へエバネッセント結合されうるように、フック型光導波路１６０１の第１水平部分１６０１Ａへ光学的に結合されている光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘ（ここで、Ｘは、ゼロより大きい整数）を備える。光マクロ３０５－ｘ８は、さらに、光導波路１６０１を通して移動する光が、光マイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙへエバネッセント結合されうるように、かつ、光マイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙを通して移動する光が、光導波路１６０１へエバネッセント結合されうるように、フック型光導波路１６０１の第２水平部分１６０１Ｃへ光学的に結合されている光マイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙ（ここで、Ｙは、ゼロより大きい整数）を備える。

【0136】

光マクロ３０５－ｘ８は、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘおよび１６０５－１～１６０５－Ｙの各々がフック型光導波路１６０１の２つの水平部分１６０１Ａおよび１６０１Ｃの一方へ光学的に結合されている光学レイアウトの特定の例を示している。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘおよび１６０５－１～１６０５－Ｙは、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘおよび１６０５－１～１６０５－Ｙの各々と光導波路１６０１との間のそれぞれの最小分離距離が実質的に同じになるように、光導波路１６０１に対して配置されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘおよび１６０５－１～１６０５－Ｙは、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘおよび１６０５－１～１６０５－Ｙの内の異なる共振器と光導波路１６０１との間に、複数の異なる最小分離距離が存在するように、光導波路１６０１に対して配置される。

【0137】

様々な実施形態において、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘは、互いに対して実質的に一定のピッチ（中心間隔）で配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間の光のエバネッセント結合を防ぐ距離に設定される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘの内の隣接して位置するものの間で光のエバネッセント結合が発生しないことを保証しつつ最小化される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘは、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘの内の異なる共振器の間での光相互結合を防ぐために、光導波路１６０１に沿った同じ位置には光学的に結合していない。

【0138】

また、様々な実施形態において、光マイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されている。しかしながら、他の実施形態において、光マイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙは、互いに対して実質的に一定のピッチで配置されていない。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間の光のエバネッセント結合を防ぐ距離に設定される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間のピッチは、光マイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙの内の隣接して位置するものの間で光のエバネッセント結合が発生しないことを保証しつつ最小化される。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙは、光マイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙの内の異なる共振器の間での光相互結合を防ぐために、光導波路１６０１に沿った同じ位置には光学的に結合していない。

【0139】

いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘおよび１６０５－１～１６０５－Ｙの各々は、ゼロより大きく約５０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘおよび１６０５－１～１６０５－Ｙの各々は、ゼロより大きく約４０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘおよび１６０５－１～１６０５－Ｙの各々は、ゼロより大きく約３０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘおよび１６０５－１～１６０５－Ｙの各々は、ゼロより大きく約２０マイクロメートル以下である外径を有する。いくつかの実施形態において、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘおよび１６０５－１～１６０５－Ｙの各々は、ゼロより大きく約１０マイクロメートル以下である外径を有する。

【0140】

光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘは、電子制御回路１６０７とインターフェース接続されている。いくつかの実施形態において、電子制御回路１６０７は、光導波路１６０１内で所与の波長の光ストリームを生成する目的で、所与の波長の光を光学的に変調するための光変調器としてマイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘの内の１または複数を独立制御するためのトランスミッタ（Ｔｘ）スライス回路を備えており、ここで、光ストリームは、デジタルデータを搬送する。いくつかの実施形態において、電子制御回路１６０７は、所与の波長の変調光ストリームによって搬送されるデジタルデータを表す電気信号の生成を可能にする目的で、光導波路１６０１内で所与の波長の変調光ストリームを検出するための光レシーバ（例えば、光検出器）として光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘの内の１または複数を独立制御するためのレシーバ（Ｒｘ）スライス回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１６０７は、光導波路１６０１内での光信号の多重化／逆多重化のためのアド／ドロップフィルタとして動作するようにマイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘの内の１または複数に指示するための回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１６０７は、マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘの内の１または複数のサーマルチューニングを可能にするために、マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘの内の１または複数とそれぞれ関連付けられている加熱装置を制御するための回路を備える。

【0141】

光マイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙは、電子制御回路１６０９とインターフェース接続されている。いくつかの実施形態において、電子制御回路１６０９は、光導波路１６０１内で所与の波長の光ストリームを生成する目的で、所与の波長の光を光学的に変調するための光変調器としてマイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙの内の１または複数を独立制御するためのトランスミッタ（Ｔｘ）スライス回路を備えており、ここで、光ストリームは、デジタルデータを搬送する。いくつかの実施形態において、電子制御回路１６０９は、所与の波長の変調光ストリームによって搬送されるデジタルデータを表す電気信号の生成を可能にする目的で、光導波路１６０１内で所与の波長の変調光ストリームを検出するための光レシーバ（例えば、光検出器）としてマイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙの内の１または複数を独立制御するためのレシーバ（Ｒｘ）スライス回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１６０９は、光導波路１６０１内での光信号の多重化／逆多重化のためのアド／ドロップフィルタとして動作するようにマイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙの内の１または複数に指示するための回路を備える。いくつかの実施形態において、電子制御回路１６０９は、マイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙの内の１または複数のサーマルチューニングを可能にするために、マイクロリング共振器１６０５－１～１６０５－Ｙの内の１または複数とそれぞれ関連付けられている加熱装置を制御するための回路を備える。また、いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ８は、クロック信号生成・伝送回路、Ｉ／Ｑ信号生成回路、ＩＬＯ回路、ＰＩ回路、ＴＩＡ回路、信号ＥＱ回路、および／または、光マクロ３０５－ｘ８の動作をサポートするためのその他のタイプの回路など、光マクロ３０５－ｘ８の動作をサポートするためのさらなる電子機器を備える。

【0142】

いくつかの実施形態において、光マクロ３０５－ｘ８の光学経路レイアウトは、光マクロ３０５－ｘ８内の光導波路１６０１の長さを最小化することによって最適化されている。光マクロ３０５－ｘ８内の光導波路１６０１の長さは、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘおよび１６０５－１～１６０５－Ｙを光導波路１６０１の第１水平部分１６０１Ａおよび第２水平部分１６０１Ｃの各々に沿ってそれぞれ配置させ、光マイクロリング共振器１６０３－１～１６０３－Ｘおよび１６０５－１～１６０５－Ｙのピッチを削減／制約することによって、最小化されている。光マクロ３０５－ｘ８の光学経路レイアウトのいくつかの実施形態において、１または複数のさらなる光マイクロリング共振器が、光導波路１６０１と光学的に結合するように、第１屈曲部分１６０１Ｂおよび／または第２屈曲部分１６０１Ｄに沿って配置される。様々な実施形態において、光マクロ３０５－ｘ８の光学経路レイアウトは、フック型光導波路１６０１が、基本的に任意の数の水平線形部分および任意の数の屈曲部分を含む蛇行形状の光導波路になり、基本的に任意の数の光マイクロリング共振器が蛇行形状の光導波路と光学的に結合するために蛇行形状の光導波路に沿って配置されるように変形されてもよいことを理解されたい。さらに、いくつかの実施形態において、蛇行形状の光導波路の異なる水平線形部分および／または屈曲部分は、異なる数の光マイクロリング共振器が、蛇行形状の光導波路の水平線形部分の内の異なる部分に沿って配置されるように、異なる長さを有してよい。

【0143】

電気光学チップの第１側に配置された光入力ポートおよび電気光学チップの第１側に配置された光出力ポートを備えた電気光学チップ（ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７など）のための様々な実施形態が本明細書で開示されている。電気光学チップは、さらに、光入力ポートへ光学的に接続されている第１端を有する光導波路を備える。光導波路は、さらに、光出力ポートへ光学的に接続されている第２端を有する。いくつかの実施形態において、光導波路は、光マクロ（光マクロ３０５－ｘなど）を通して伸びている。光導波路は、第１方向に伸びている第１部分を備える。光導波路は、さらに、第１部分から伸び、第１方向から、第１方向と実質的に反対向きの第２方向へ曲がっている第２部分を備える。光導波路は、さらに、第２部分から第２方向へ伸びている第３部分を備える。光導波路の第１、第２、および、第３部分は、集合的に、光導波路（図９の光導波路９０１など）の略Ｕ字型の部分を形成している。電気光学チップは、さらに、光導波路の第１部分に沿って配置されている複数の光マイクロリング共振器を備える。複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、光導波路の第１部分に沿って異なる位置へ光学的に結合されている。いくつかの実施形態において、複数の光マイクロリング共振器は、第１方向で測定した実質的に一定の中心間隔（ピッチ）に従って配置されている。いくつかの実施形態において、複数の光マイクロリング共振器は、第１方向で測定した少なくとも２つの異なる中心間隔が、複数の光マイクロリング共振器の内の隣接する共振器の間に存在するように、配置されている。

【0144】

電気光学チップは、さらに、複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路を備える。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、光入力と光出力との間の光導波路を通る所定の波長の光を変調するように複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、光導波路を通る所定の波長の光を検出するそれぞれの光検出装置の一部として動作するように複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える。いくつかの実施形態において、複数の光マイクロリング共振器は、第１複数の光マイクロリング共振器であり、電気光学チップは、さらに、光導波路の第３部分に沿って配置されている第２複数の光マイクロリング共振器を備える。第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、光導波路の第３部分に沿って異なる位置へ光学的に結合されている。いくつかの実施形態において、第２複数の光マイクロリング共振器は、第２方向で測定した実質的に一定の中心間隔（ピッチ）に従って配置されている。いくつかの実施形態において、第２複数の光マイクロリング共振器は、第２方向で測定した少なくとも２つの異なる中心間隔が、第２複数の光マイクロリング共振器の内の隣接する共振器の間に存在するように、配置されている。電気光学チップは、さらに、第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路を備える。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、光入力と光出力との間の光導波路を通る所定の波長の光を変調するように第２複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、光導波路を通る所定の波長の光を検出するそれぞれの光検出装置の一部として動作するように第２複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える。

【0145】

いくつかの実施形態において、光導波路のＵ字型部分は、電気光学チップの第１領域および第２領域を規定しており、第１領域は、光導波路のＵ字型部分によって部分的に囲まれ、第２領域は、光導波路のＵ字型部分を挟んで第１領域の反対側に位置する。いくつかの実施形態において、上述の第１および第２複数の光マイクロリング共振器の各々は、第２領域内に配置されている。いくつかの実施形態において、第１複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路は、第１複数の光マイクロリング共振器に沿って第２領域内に形成されている。また、いくつかの実施形態において、第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路は、第２複数の光マイクロリング共振器に沿って第２領域内に形成されている。

【0146】

いくつかの実施形態において、電気光学チップは、さらに、光導波路の第２部分に沿って配置されている第３複数の光マイクロリング共振器を備える。第３複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、光導波路の第２部分に沿って異なる位置へ光学的に結合されている。いくつかの実施形態において、第３複数の光マイクロリング共振器は、第１および第２方向の両方と実質的に直交する第３方向で測定した実質的に一定の中心間隔（ピッチ）に従って配置されている。いくつかの実施形態において、第３複数の光マイクロリング共振器は、第３方向で測定した少なくとも２つの異なる中心間隔が、第３複数の光マイクロリング共振器の内の隣接する共振器の間に存在するように、配置されている。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、第３複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路を備える。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、光入力と光出力との間の光導波路を通る所定の波長の光を変調するように第３複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、光導波路を通る所定の波長の光を検出するそれぞれの光検出装置の一部として動作するように第３複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える。

【0147】

いくつかの実施形態において、光導波路の略Ｕ字型部分は、電気光学チップの第１領域および第２領域を規定しており、第１領域は、光導波路のＵ字型部分によって部分的に囲まれ、第２領域は、光導波路のＵ字型部分を挟んで第１領域の反対側に位置し、第１、第２、および、第３複数の光マイクロリング共振器の各々は、第２領域内に配置されている。いくつかの実施形態において、第１複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路は、第１複数の光マイクロリング共振器に沿って第２領域内に形成されている。また、これらの実施形態において、第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路は、第２複数の光マイクロリング共振器に沿って第２領域内に形成されている。また、これらの実施形態において、第３複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路は、第３複数の光マイクロリング共振器に沿って第２領域内に形成されている。

【0148】

電気光学チップの第１側に配置された光入力ポートおよび電気光学チップの第１側に配置された光出力ポートを備えた電気光学チップ（ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７など）のための様々な実施形態が本明細書で開示されている。電気光学チップは、さらに、光入力ポートへ光学的に接続されている第１端を有する光導波路を備える。光導波路は、さらに、光出力ポートへ光学的に接続されている第２端を有する。いくつかの実施形態において、光導波路は、光マクロ（光マクロ３０５－ｘなど）を通して伸びている。光導波路は、１）第１方向に伸びている第１部分と、２）第１部分から伸び、第１方向から、第１方向と実質的に直交する第２方向へ曲がっている第２部分と、３）第２部分から第２方向に伸びている第３部分と、４）第３部分から伸び、第２方向から、第１方向と実質的に反対向きの第３方向へ曲がっている第４部分と、５）第４部分から第３方向に伸びている第５部分と、を備え、第１、第２、第３、第４、および、第５部分は、光導波路（図１０、図１１、および、図１２のそれぞれ光導波路１００１、１１０１、および、１２０１など）の略Ｃ字型部分を集合的に形成している。電気光学チップは、さらに、光導波路の第３部分に沿って配置されている複数の光マイクロリング共振器を備える。複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、光導波路の第３部分に沿って異なる位置へ光学的に結合されている。いくつかの実施形態において、複数の光マイクロリング共振器は、第２方向で測定した実質的に一定の中心間隔（ピッチ）に従って配置されている。いくつかの実施形態において、複数の光マイクロリング共振器は、第２方向で測定した少なくとも２つの異なる中心間隔が、複数の光マイクロリング共振器の内の隣接する共振器の間に存在するように、配置されている。

【0149】

電気光学チップは、さらに、光導波路の第３部分に沿って配置されている複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路を備える。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、光入力と光出力との間の光導波路を通る所定の波長の光を変調するように複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、光導波路を通る所定の波長の光を検出するそれぞれの光検出装置として動作するように複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える。いくつかの実施形態において、光導波路の略Ｃ字型部分は、電気光学チップの第１領域および第２領域を規定しており、第１領域は、光導波路のＣ字型部分によって部分的に囲まれ、第２領域は、光導波路のＣ字型部分を挟んで第１領域の反対側に位置する。いくつかの実施形態において、光導波路の第３部分に沿って配置されている複数の光マイクロリング共振器は、第２領域内に配置されている第１複数の光マイクロリング共振器である。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、第１領域内で光導波路の第３部分に沿って配置されている第２複数の光マイクロリング共振器を備える。いくつかの実施形態において、第１および第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、光導波路の第３部分に沿って異なる位置へ光学的に結合されている。いくつかの実施形態において、第２複数の光マイクロリング共振器は、第２方向で測定した実質的に一定の中心間隔（ピッチ）に従って配置されている。いくつかの実施形態において、第２複数の光マイクロリング共振器は、第２方向で測定した少なくとも２つの異なる中心間隔が、第２複数の光マイクロリング共振器の内の隣接する共振器の間に存在するように、配置されている。

【0150】

いくつかの実施形態において、電気光学チップは、第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路を備える。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、光入力と光出力との間の光導波路を通る所定の波長の光を変調するように第２複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、光導波路を通る所定の波長の光を検出するそれぞれの光検出装置として動作するように第２複数の光マイクロリング共振器の少なくとも一部を制御するための電子回路を備える。いくつかの実施形態において、第１複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路は、第１複数の光マイクロリング共振器に沿って第２領域内に形成され、第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するための電子回路は、第２複数の光マイクロリング共振器に沿って第１領域内に形成されている。

【0151】

電気光学チップの第１側に配置された光入力ポートおよび電気光学チップの第２側に配置された光出力ポートを備えた電気光学チップ（ＴｅｒａＰＨＹ光Ｉ／Ｏチップレット１０７など）のための様々な実施形態が本明細書で開示されている。電気光学チップは、さらに、光入力ポートへ光学的に接続されている第１端を有する光導波路を備える。光導波路は、さらに、光出力ポートへ光学的に接続されている第２端を有する。いくつかの実施形態において、光導波路は、光マクロ（光マクロ３０５－ｘなど）を通して伸びている。様々な実施形態において、光導波路は、図１３、図１４、図１５、および、図１６のそれぞれ光導波路１３０１、１４０１、１５０１、および、１６０１のいずれかとして構成される。電気光学チップは、さらに、光導波路に沿って配置されている複数の光マイクロリング共振器を備える。複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、光導波路に沿って異なる位置へ光学的に結合されている。電気光学チップは、さらに、複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するために複数の光マイクロリング共振器に沿って形成されている電子回路を備える。いくつかの実施形態において、光入力ポートおよび光出力ポートに対応する電気光学チップの第１側および第２側は、それぞれ、電気光学チップを挟んだ反対側である。いくつかの実施形態において、光入力ポートおよび光出力ポートに対応する電気光学チップの第１側および第２側は、それぞれ、電気光学チップの隣接する側である。

【0152】

いくつかの実施形態において、光導波路は、１）第１方向に伸びている第１部分と、２）第１部分から伸び、第１方向から、第１方向とは異なる第２方向へ曲がっている第２部分と、３）第２部分から第２方向に伸びている第３部分と、４）第３部分から伸び、第２方向から第１方向へ戻るように曲がっている第４部分と、５）第４部分から第１方向に伸びている第５部分と、を備える。いくつかの実施形態において、第２方向は、第１方向から約１８０度オフセットされている。いくつかの実施形態において、第２方向は、第１方向から約９０度オフセットされている。いくつかの実施形態において、複数の光マイクロリング共振器は、光導波路の第１部分に沿って配置されている第１複数の光マイクロリング共振器である。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、光導波路の第３部分に沿って、光導波路の第１部分および第３部分の間に配置されている第２複数の光マイクロリング共振器を備えており、ここで、第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、光導波路の第３部分に沿って異なる位置へ光学的に結合されている。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、さらに、第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するために第２複数の光マイクロリング共振器に沿って形成されている電子回路を備える。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、光導波路の第５部分に沿って、光導波路の第３部分および第５部分の間に配置されている第３複数の光マイクロリング共振器を備えており、ここで、第３複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、光導波路の第５部分に沿って異なる位置へ光学的に結合されている。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、第３複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するために第３複数の光マイクロリング共振器に沿って形成されている電子回路を備える。

【0153】

いくつかの実施形態において、光導波路は、１）第１方向に伸びている第１部分と、２）第１部分から伸び、第１方向から、第１方向とは異なる第２方向へ曲がっている第２部分と、３）第２部分から第２方向に伸びている第３部分と、４）第３部分から伸び、第２方向から、第１および第２方向の両方と異なる第３方向へ曲がっている第４部分と、５）第４部分から第３方向に伸びている第５部分と、を備える。いくつかの実施形態において、第２方向は、第１方向から約１８０度オフセットされ、第３方向は、第２方向から約９０度オフセットされている。いくつかの実施形態において、複数の光マイクロリング共振器は、光導波路の第１部分に沿って配置されている第１複数の光マイクロリング共振器である。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、光導波路の第３部分に沿って、光導波路の第１部分および第３部分の間に配置されている第２複数の光マイクロリング共振器を備えており、ここで、第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器は、光導波路の第３部分に沿って異なる位置へ光学的に結合されている。いくつかの実施形態において、電気光学チップは、第２複数の光マイクロリング共振器の各マイクロリング共振器の共振波長を制御するために第２複数の光マイクロリング共振器に沿って形成されている電子回路を備える。

【0154】

以上の実施形態の記載は、例示および説明を目的としたものである。包括的であることも本発明を限定することも意図していない。特定の実施形態の個々の要素または特徴は、一般に、その特定の実施形態に限定されず、適用可能であれば、置き換え可能であり、特に図示も記載もない限りは、選択された実施形態で利用できる。同じものが、多くの方法で変形されてもよい。かかる変形は、本発明からの逸脱と見なされず、すべてのかかる変形は、本発明の範囲内に含まれると意図される。

【0155】

本開示は、理解しやすいように、或る程度の詳細事項を含むが、添付の特許請求の範囲内でいくらかの変更および変形を行ってもよいことは明らかである。例えば、本明細書で開示されている任意の実施形態からの１または複数の特徴が、本明細書で開示されている任意の他の実施形態の１または複数の特徴と組み合わせられてもよいことを理解されたい。したがって、これらの実施形態は、例示的なものであって、限定的なものではないとみなされ、特許請求の範囲は、本明細書に示した詳細に限定されず、記載された実施形態の範囲および等価物の範囲内で変形されてもよい。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【国際調査報告】