特表 2024-520822 フォトニック素子と光学的に結合されたフォトニックコンポーネントを含むフォトニックアセンブリ

(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】2024-05-24

(54)【発明の名称】フォトニック素子と光学的に結合されたフォトニックコンポーネントを含むフォトニックアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/30 20060101AFI20240517BHJP

【ＦＩ】

G02B6/30

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023575963

(86)(22)【出願日】2022-05-31

(85)【翻訳文提出日】2023-12-28

(86)【国際出願番号】 FR2022051030

(87)【国際公開番号】W WO2022258910

(87)【国際公開日】2022-12-15

(31)【優先権主張番号】2106060

(32)【優先日】2021-06-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522392508

【氏名又は名称】シンティル フォトニクス

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シルヴィ メネゾ

(72)【発明者】

【氏名】フレデリック マズール

【テーマコード（参考）】

2H137

【Ｆターム（参考）】

2H137AB08

2H137AB11

2H137AC01

2H137BA15

2H137BA34

2H137BA53

2H137BB02

2H137BB14

2H137BB17

2H137BC02

2H137BC07

2H137BC08

2H137BC47

2H137BC55

2H137BC71

2H137CA22C

2H137CB07

2H137CC01

2H137HA01

(57)【要約】

本発明はフォトニックアセンブリに関し、本フォトニックアセンブリは、第１の出力および第１の入力とそれぞれ協働する出力ガイドおよび入力ガイドを備えるフォトニックデバイスと、第１の入力および第１の出力に光学的に結合された第２の出力および第２の入力を有するフォトニック素子と、第１の出力と第２の入力との間の第１の経路に挿入され、第１の経路に沿って伝搬する放射に第１のサイズを課す光アイソレータと、第１の入力と第２の出力との間の第２の経路に挿入された調整手段であって、第２の経路に沿って伝搬する放射に第１のサイズに等しい第２のサイズを課すように構成された調整手段と、を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フォトニックアセンブリであって、
－第１のブロックの第１の面上に配置された少なくとも１つの第１の出力および少なくとも１つの第１の入力とそれぞれ協働する少なくとも１つの出力ガイドおよび少なくとも１つの入力ガイドが設けられた前記第１のブロックを備えるフォトニックデバイスと、
－少なくとも１つの第２の出力および少なくとも１つの第２の入力が設けられたフォトニック素子であって、前記フォトニック素子の第２の面上に配置され、前記少なくとも１つの第１の入力および前記少なくとも１つの第１の出力とそれぞれ光学的に結合された、フォトニック素子と、
－前記少なくとも１つの第１の出力と前記少なくとも１つの第２の入力との間の、第１の経路と呼ばれる光伝搬経路上に挿入され、前記第１の経路に沿って伝搬する放射に第１のモードサイズを課す光アイソレータと、
－前記少なくとも１つの第１の入力と前記少なくとも１つの第２の出力との間の、第２の経路と呼ばれる前記光伝搬経路上に挿入された調整手段であって、前記調整手段は、前記第２の経路に沿って伝搬する放射に、前記第１のモードサイズに等しい第２のモードサイズを課すように構成される該調整手段と、
を含むフォトニックアセンブリ。

【請求項2】

前記調整手段は、厚さＴｅのプレートを備え、前記プレートは光学指数Ｎｅの材料から作られ、前記厚さＴｅおよび前記光学指数Ｔｅは、前記第２のモードサイズが前記第１のモードサイズに等しくなるように調整される、請求項１に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項3】

前記光アイソレータは、光学指数Ｎｉおよび厚さＴｉを有し、前記第１の経路上に挿入された光学指数Ｎｏｉおよび累積厚さＴｏｉの第１の材料と組み合わされ、前記プレートは、前記第２の経路上に挿入された光学指数Ｎｏｅおよび累積厚さＴｏｅの第２の材料と組み合わされ、前記光学指数Ｎｉ、厚さＴｉ、光学指数Ｎｏｉ、累積厚さＴｏｉ、光学指数Ｎｏｅ、累積厚さＴｏｅ、光学指数Ｎｅおよび厚さＴｅは、以下の関係を満たす、請求項２に記載のフォトニックアセンブリ。

【数1】

【請求項4】

前記少なくとも１つの第１の入力、前記少なくとも１つの第１の出力、前記少なくとも１つの第２の入力および前記少なくとも１つの第２の出力からそれぞれ選択された第１のアライメント入力、第１のアライメント出力、第２のアライメント入力および第２のアライメント出力を含むアクティブアライメント手段が設けられ、前記第１のアライメント出力および前記第２のアライメント入力は光学的に結合されて第１のアライメント経路をその順序で画定し、前記第２のアライメント出力および前記第１のアライメント入力は光学的に結合されて第２のアライメント経路をその順序で画定する、請求項１から３のいずれか一項に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項5】

前記アクティブアライメント手段は、前記第１のアライメント入力を通って前記フォトニックデバイスに入る光放射が前記第１のアライメント出力を通って出るように、または前記第２のアライメント入力を通って前記フォトニック素子に入る光放射が前記第２のアライメント出力を通って出るように、配置されている、請求項４に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項6】

前記アクティブアライメント手段は、第１の配置または第２の配置で配置されたアライメントレーザおよび光検出器を備え、前記第１の配置は、前記アライメントレーザによって放出された放射を、前記光検出器に到達する前に可能にし、前記第１の配置は、前記アライメントレーザによって放出された放射が、前記光検出器に到達する前に、前記第１のアライメント経路および前記第２のアライメント経路を順にたどることを可能にし、前記第２の配置は、前記アライメントレーザによって放出された放射が、前記光検出器に到達する前に、前記第２のアライメント経路および前記第１のアライメント経路を順にたどることを可能にする、請求項５に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項7】

前記第１の面および前記第２の面は、一方では前記少なくとも１つの第１の出力と前記少なくとも１つの第２の入力との間に、他方では前記少なくとも１つの第１の入力と前記少なくとも１つの第２の出力との間に、前記光アイソレータおよび前記ビーム調整手段がそれぞれ挿入された状態で、互いに面している、請求項１から６のいずれか一項に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項8】

前記少なくとも１つの出力ガイドは、その一端に沿って前記少なくとも１つの第１の出力で終端し、前記少なくとも１つの入力ガイドは、その一端に沿って前記少なくとも１つの第１の入力で終端する、請求項１から７のいずれか一項に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項9】

前記少なくとも１つの出力ガイドおよび前記少なくとも１つの入力ガイドは、前記第１の面に平行な平面内に延在する、請求項１から６のいずれか一項に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項10】

前記少なくとも１つの出力ガイドは、前記少なくとも１つの第１の出力に対応する回折格子内でその一端に沿って終端し、前記少なくとも１つの入力ガイドは、前記少なくとも１つの第１の入力に対応する別の回折格子内でその一端に沿って終端する、請求項９に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項11】

前記フォトニックアセンブリが、前記第１の経路および前記第２の経路上に配置されたプリズムを備える、請求項９または１０に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項12】

前記フォトニックデバイスは、前記少なくとも１つの出力ガイドと協働する少なくとも１つのレーザを備える、請求項６から１１のいずれか一項に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項13】

前記フォトニック素子は、前記第２の面を支持する第２のブロックの溝に取り付けられた光ファイバのアレイを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項14】

前記フォトニックデバイスは、前記第１の側に位置し、前記少なくとも１つの第１の入力および前記少なくとも１つの第１の出力と協働するレンズを備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項15】

フォトニックアセンブリを形成する方法であって、
－フォトニックデバイスを提供するステップであって、前記フォトニックデバイスは、第１のブロックの第１の面上に配置された少なくとも１つの第１の出力および少なくとも１つの第１の入力とそれぞれ協働する少なくとも１つの出力ガイドおよび少なくとも１つの入力ガイドが設けられた前記第１のブロックを備える、前記フォトニックデバイスを提供するステップと、
－フォトニック素子を提供するステップであって、前記フォトニック素子は、前記フォトニック素子の第２の面上に配置された、少なくとも１つの第２の出力および少なくとも１つの第２の入力を備える、前記フォトニック素子を提供するステップと、
－前記少なくとも１つの第１の出力と前記少なくとも１つの第２の入力との間の、第１の経路と呼ばれる前記光伝搬経路上に挿入された光アイソレータを配置し、前記第１の経路に沿って伝搬する放射に第１のモードサイズを課すステップと、
－前記少なくとも１つの第１の入力と前記少なくとも１つの第２の出力との間の、第２の経路と呼ばれる前記光伝搬経路上に挿入された調整手段を配置するステップであって、前記調整手段は、前記第２の経路に従って伝搬する放射に、前記第１のモードサイズに等しい第２のモードサイズを課すように構成される、調整手段を配置するステップと、を含み、
前記少なくとも１つの第２の出力および前記少なくとも１つの第２の入力を、それぞれ、前記少なくとも１つの第１の入力および前記少なくとも１つの第１の出力と光学的に結合するための光学的結合ステップをさらに含む、フォトニックアセンブリを形成する方法。

【請求項16】

前記調整手段は厚さＴｅのブレードを含み、前記ブレードは光学指数Ｎｅの材料から作られ、前記厚さＴｅおよび前記光学指数Ｔｅは、前記第２のモードサイズが前記第１のモードサイズに等しくなるように調整される、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記光アイソレータは、光学指数Ｎｉおよび厚さＴｉを有し、前記第１の経路に挿入された光学指数Ｎｏｉおよび累積厚さＴｏｉの第１の材料と組み合わされ、前記プレートは、前記第２の経路に挿入された光学指数Ｎｏｅおよび累積厚さＴｏｅの第２の材料と組み合わされ、前記光学指数Ｎｉ、厚さＴｉ、光学指数Ｎｏｉ、累積厚さＴｏｉ、光学指数Ｎｏｅ、累積厚さＴｏｅ、光学指数Ｎｅおよび厚さＴｅは、以下の関係を満たす、請求項１６に記載の方法。

【数2】

【請求項18】

前記光学的結合ステップは、アクティブアライメント手段を実装し、前記アクティブアライメント手段は、前記少なくとも１つの第１の入力、前記少なくとも１つの第１の出力、前記少なくとも１つの第２の入力および前記少なくとも１つの第２の出力からそれぞれ選択される第１のアライメント入力、第１のアライメント出力、第２のアライメント入力および第２のアライメント出力を含み、前記第１のアライメント出力および前記第２のアライメント入力は、光学的に結合され、その順序で第１のアライメント経路を画定し、前記第２のアライメント出力および前記第１のアライメント入力は、光学的に結合され、その順序で第２のアライメント経路を画定し、前記光学的結合ステップは、光放射が前記第１または第２のアライメント経路の一方に沿って進むときに、前記第１または第２のアライメント経路の他方に沿って進む光放射を放出することを含む、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項19】

前記アクティブアライメント手段は、前記第１のアライメント入力を通って前記フォトニックデバイスに入る光放射が前記第１のアライメント出力を通って出るように、または前記第２のアライメント入力を通って前記フォトニック素子に入る光放射が前記第２のアライメント出力を通って出るように、配置される、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記光学的結合ステップは、アライメントレーザによる光放射の放出と、光検出器による前記放射の検出とを含み、前記アライメントレーザおよび前記光検出器は、第１の配置または第２の配置で配置され、前記第１の配置は、前記アライメントレーザによって放出された放射を可能にし、前記第１の配置は、前記アライメントレーザによって放出された放射が、前記光検出器に到達する前に、前記第１のアライメント経路および前記第２のアライメント経路を順にたどることを可能にし、前記第２の配置は、前記アライメントレーザによって放出された放射が、前記光検出器に到達する前に、前記第２のアライメント経路および前記第１のアライメント経路を順にたどることを可能にする、請求項１９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フォトニクスの分野に関し、より詳細には、フォトニックデバイスおよび外部フォトニック素子のアセンブリに関する。特に、本発明は、フォトニックデバイスとフォトニック素子との間の光結合の最適化に関する。

【背景技術】

【0002】

導波光通信の分野におけるフォトニックコンポーネントの出現は、異なるフォトニックコンポーネントまたは回路（フォトニックデバイス）と光ファイバなどの他のフォトニック素子との間の光結合の手段および方法の開発を伴ってきた。特に、レーザ源を備えたフォトニックデバイスと、光ファイバなどの外部フォトニック素子との間のアセンブリが知られている。

【0003】

例として、図１および図２はそれぞれ、フォトニックデバイスと外部フォトニック素子との間の、表面結合として知られる結合を示す。特に、図１は、基板３ａに埋め込まれた導波路２ａが設けられたフォトニックデバイス１ａを示す。キャビティ４ａも、フォトニックデバイス１ａの前面５ａから形成される。キャビティは、特に２つの面６ａおよび７ａを含む。特に、キャビティ４ａは、導波路２ａが面６ａを介してその端部の１つに沿って開口するように形成される。フォトニックデバイス１ａはまた、面７ａ上にあるミラー８ａを含む。このような構成は、例えばレーザ（図示せず）によって放出され、導波路２ａによって案内される放射をフォトニックデバイス１ａから抽出することを可能にする。特に、面６ａを通って出る放射は、前面５ａによって形成される平面の外側の方向に反射素子８ａによって反射される。レンズ１０ａおよびプリズム８ａを使用することにより、抽出された放射を、例えば導波路または光ファイバを含むフォトニック素子９ａの入力に向け直すことが可能になる。

【0004】

図２は、基板３ｂに埋め込まれた導波路２ｂが設けられた別のフォトニックデバイス１ｂを示す。導波路２ｂはさらに、その端部の１つに沿って回折格子４ｂによって終端される。特に、回折格子４ｂは、例えばレーザ（図示せず）によって放出され、導波路２ｂによって案内される光放射を、フォトニックデバイス１ｂの前面６ｂ上に配置された出力５ｂの方向に投影するように構成される。したがって、このような構成は、フォトニックデバイス１ｂの前面６ｂを通して光放射を抽出することを可能にする。レンズ７ｂおよびプリズム８ｂの使用は、抽出された放射が、例えば導波路または光ファイバを含むフォトニック素子９ｂの入力に向け直されることを可能にする。

【0005】

また、一例として、図３は、フォトニックデバイス１ｃとフォトニック素子６ｃとの間のいわゆるエッジ結合モードを示す。フォトニックデバイス１ｃは、基板３ｃに埋め込まれた導波路２ｃを備えている。導波路２ｃは、フォトニックデバイス１ｃの側面４ｃ（またはウェハ）上で、その端部の１つによって開口している。換言すれば、例えばレーザ（図示せず）によって放出され、導波路２ｃによって案内される放射は、フォトニックデバイス１ｃの側面４ｃを通してフォトニックデバイス１ｃから直接抽出される。次に、レンズ５ｃを実装して、抽出された放射を、例えば導波路を含むフォトニック素子６ｃに結合することができる。

【0006】

しかしながら、光放射がフォトニックデバイスから抽出されるときに光放射の一方向伝搬を確実にすることが望ましい状況がある。実際、フォトニックデバイスから抽出された放射は、反射を受ける可能性が高く、したがって、部分的にフォトニックデバイス内に、最終的にはそれを生成したレーザ内に再注入される可能性が高い。この現象は、レーザの発光スペクトルを劣化させ、その結果、フォトニックデバイスの性能を劣化させる効果を有する。

【0007】

この問題を克服するために、フォトニックデバイスと光学的に結合されるべきフォトニック素子との間の抽出された放射の経路に配置された光アイソレータを使用することが一般に提案されている。図４は、一例として、光アイソレータ７ｃがレンズ５ｃと光ファイバ６ｃの入力との間に挿入されている図３の装置を示す。光アイソレータは、一意の方向に光伝搬を課し、フォトニックデバイスの性能に影響を及ぼす可能性がある寄生反射を回避する。

【0008】

それにもかかわらず、この解決策は、フォトニックデバイスが、光抽出に加えて、放射をフォトニックデバイスに注入することができる領域、いわゆる入力領域を含む場合に制限を有する。これに関して、図５は、上から見たときの、フォトニック素子１０ｂを有するフォトニックデバイス１０ａの光エッジ結合の図である。フォトニックデバイス１０ａは、放射が導波路、いわゆる第１の抽出導波路１１ａによって案内されるレーザのアレイ（図示せず、集積されているか否かにかかわらず）を含み得る。フォトニックデバイス１０ａはまた、第１の入力導波路１２ａと呼ばれ、外部光放射を受け取るように意図された導波路を含む。フォトニックコンポーネント１０ｂは、第１の入力導波路１２ａおよび第１の抽出導波路１１ａにそれぞれ光学的に結合された第２の抽出導波路１２ｂおよび第２の入力導波路１１ｂを含む。フォトニックコンポーネント１０ｂは、受動コンポーネントであってもよく、例えば、光ファイバグレーティングを含んでもよい。

【0009】

この配置によれば、光線は２つの反対方向に伝搬する可能性が高い。特に、第１の一連の光線は、第１の抽出導波路１１ａから第２の入力導波路１１ｂに伝搬する可能性が高い。同様に、第２の一連の光線は、第２の抽出導波路１２ｂから第１の入力導波路１２ａに伝搬する可能性が高い。

【0010】

また、結合性能を最適化するために、第１および第２の一連の光線は、実質的に等しいモードサイズを有していなければならない。しかしながら、第１の一連の光線の伝搬経路上の一方向性を保証するために光アイソレータを使用することは、結果がないわけではない。実際に、光アイソレータは、第１の一連の光線のモードサイズを変更して、第２の一連の光線のモードサイズと実質的に等しいモードサイズをもはや有しないようにする。言い換えれば、光アイソレータの実装は、他の予防措置なしでは、一方では第１の抽出導波路１１ａと第２の入力導波路１１ｂとの間の結合、他方では第２の抽出導波路１２ｂと第１の入力導波路１２ａとの間の結合を最適化することができない。

【0011】

したがって、本発明の目的は、フォトニックデバイスとフォトニック素子との間の光結合を提供し、上述の欠点を克服することである。

【0012】

本発明の目的は、以下を含むフォトニックアセンブリによって達成される。
－第１のブロックの第１の面上に配置された少なくとも１つの第１の出力および少なくとも１つの第１の入力とそれぞれ協働する少なくとも１つの出力ガイドおよび少なくとも１つの入力ガイドが設けられた第１のブロックを含むフォトニックデバイス、
－少なくとも１つの第２の出力および少なくとも１つの第２の入力を有するフォトニック素子であって、少なくとも１つの第２の出力および少なくとも１つの第２の入力は、フォトニック素子の第２の側に配置され、少なくとも１つの第１の入力および少なくとも１つの第１の出力とそれぞれ光学的に結合された、フォトニック素子、
－少なくとも１つの第１の出力と少なくとも１つの第２の入力との間の、第１の経路と呼ばれる光伝搬経路上に挿入され、第１の経路に沿って伝搬する放射に第１のモードサイズを課す光アイソレータ、および
－少なくとも１つの第１の入力と少なくとも１つの第２の出力との間の、第２の経路と呼ばれる光伝搬経路上に挿入された調整手段であって、第２の経路に沿って伝搬する放射に、前第１のモードサイズに等しい第２のモードサイズを課すように構成された調整手段。

【0013】

一実施形態によれば、調整手段は厚さＴｅのブレードを含み、ブレードは光学指数Ｎｅの材料で作られ、厚さＴｅおよび光学指数Ｔｅは、第２のモードサイズが第１のモードサイズに等しくなるように調整される。

【0014】

一実施態様によれば、光アイソレータは、光学指数Ｎｉおよび厚さＴｉを有し、第１の経路上に挿入された光学指数Ｎｏｉおよび累積厚さＴｏｉの第１の材料と組み合わされ、ブレードは、第２の経路上に挿入された光学指数Ｎｏｅおよび累積厚さＴｏｅの第２の材料と組み合わされ、光学指数Ｎｉ、厚さＴｉ、光学指数Ｎｏｉ、累積厚さＴｏｉ、光学指数Ｎｏｅ、累積厚さＴｏｅ、光学指数Ｎｅおよび厚さＴｅは、以下の関係を満たす。

【0015】

【数1】

【0016】

一実施形態によれば、フォトニックアセンブリには、少なくとも１つの第１の入力、少なくとも１つの第１の出力、少なくとも１つの第２の入力および少なくとも１つの第２の出力からそれぞれ選択される第１のアライメント入力、第１のアライメント出力、第２のアライメント入力および第２のアライメント出力を含むアクティブアライメント手段が設けられ、第１のアライメント出力および第２のアライメント入力は、光学的に結合されてその順序で第１のアライメント経路を画定し、第２のアライメント出力および第１のアライメント入力は、光学的に結合されてその順序で第２のアライメント経路を画定する。

【0017】

一実施形態によれば、アクティブアライメント手段は、第１のアライメント入力を通ってフォトニックコンポーネントに入る光放射が第１のアライメント出力を通って出るように、または第２のアライメント入力を通ってフォトニック素子に入る光放射が第２のアライメント出力を通って出るように配置される。

【0018】

一実施形態によれば、アクティブアライメント手段は、第１の配置または第２の配置に従って配置されたアライメントレーザおよび光検出器を含み、第１の配置は、アライメントレーザによって放出された放射が、光検出器に到達する前に、第１のアライメント経路および第２のアライメント経路を順にたどることを可能にし、第２の配置は、アライメントレーザによって放出された放射が、光検出器に到達する前に、第２のアライメント経路を順にたどることを可能にし、第１の配置は、アライメントレーザによって放出された放射が、光検出器に到達する前に、第１のアライメント経路および第２のアライメント経路を順にたどることを可能にし、第２の配置は、アライメントレーザによって放出された放射が、光検出器に到達する前に、第２のアライメント経路および第１のアライメント経路を順にたどることを可能にする。

【0019】

一実施形態によれば、第１の面および第２の面は互いに対向しており、光アイソレータおよびビーム調整手段はそれぞれ、一方では少なくとも１つの第１の出力と少なくとも１つの第２の入力との間に、他方では少なくとも１つの第１の入力と少なくとも１つの第２の出力との間に挿入されている。

【0020】

一実施形態によれば、少なくとも１つの出力ガイドは、その端部のうちの１つに沿って少なくとも１つの第１の出力で終端し、少なくとも１つの入力ガイドは、その端部のうちの１つに沿って少なくとも１つの第１の入力で終端する。

【0021】

一実施形態によれば、少なくとも１つの出口ガイドおよび少なくとも１つの入口ガイドは、第１の面に平行な平面内に延在する。

【0022】

一実施形態によれば、少なくとも１つの出力ガイドは、その端部の１つに沿って、少なくとも１つの第１の出力に対応する回折格子で終端し、少なくとも１つの入力ガイドは、その端部の１つに沿って、少なくとも１つの第１の入力に対応する別の回折格子で終端する。

【0023】

一実施態様によれば、フォトニックアセンブリは、第１の経路および第２の経路上に配置されたプリズムを含む。

【0024】

一実施形態によれば、フォトニックデバイスは、少なくとも１つの出力ガイドと協働する少なくとも１つのレーザを含む。

【0025】

一実施形態によれば、フォトニック素子は、第２の面を支持する第２のブロックの溝内に位置する光ファイバのアレイを含み、有利には、光ファイバは、第２の面と同一平面の端部を含む。

【0026】

一実施形態によれば、フォトニックデバイスは、第１の面に載置され、少なくとも１つの第１の入力および少なくとも１つの第１の出力と協働するレンズを含む。

【0027】

本発明はまた、以下のステップを含むフォトニックアセンブリを形成する方法に関する。
－第１のブロックの第１の面上に配置された少なくとも１つの第１の出力および少なくとも１つの第１の入力とそれぞれ協働する少なくとも１つの出力ガイドおよび少なくとも１つの入力ガイドが設けられた第１のブロックを含むフォトニックデバイスを提供するステップと、
－フォトニック素子に、フォトニック素子の第２の側に配置された少なくとも１つの第２の出力および少なくとも１つの第２の入力を提供するステップと、
－少なくとも１つの第１の出力と少なくとも１つの第２の入力との間の、第１の経路と呼ばれる光伝搬経路上に挿入された光アイソレータを配置し、第１の経路に沿って伝搬する放射に第１のモードサイズを課すステップと、
－少なくとも１つの第１の入力と少なくとも１つの第２の出力との間の、第２の経路と呼ばれる光伝搬経路上に挿入された調整手段を配置するステップであって、調整手段は、第２の経路に沿って伝搬する放射に、第１のモードサイズに等しい第２のモードサイズを課すように構成される、調整手段を配置するステップと、を含み、
少なくとも１つの第２の出力および少なくとも１つの第２の入力を、少なくとも１つの第１の入力および少なくとも１つの第１の出力にそれぞれ光学的に結合するための光学的結合ステップをさらに含む。

【0028】

一実施形態によれば、調整手段は厚さＴｅのブレードを含み、ブレードは光学指数Ｎｅの材料で作られ、厚さＴｅおよび光学指数Ｔｅは、第２のモードサイズが第１のモードサイズに等しくなるように調整される。

【0029】

一実施態様によれば、光アイソレータは、光学指数Ｎｉおよび厚さＴｉを有し、第１の経路上に挿入された光学指数Ｎｏｉおよび累積厚さＴｏｉの第１の材料と組み合わされ、ブレードは、第２の経路上に挿入された光学指数Ｎｏｅおよび累積厚さＴｏｅの第２の材料と組み合わされ、光学指数Ｎｉ、厚さＴｉ、光学指数Ｎｏｉ、累積厚さＴｏｉ、光学指数Ｎｏｅ、累積厚さＴｏｅ、光学指数Ｎｅおよび厚さＴｅは、以下の関係を満たす。

【0030】

【数2】

【0031】

一実施態様によれば、光学的結合ステップは、アクティブアライメント手段を実装し、アクティブアライメント手段は、少なくとも１つの第１の入力、少なくとも１つの第１の出力、少なくとも１つの第２の入力および少なくとも１つの第２の出力からそれぞれ選択される第１のアライメント入力、第１のアライメント出力、第２のアライメント入力および第２のアライメント出力を含み、第１のアライメント出力および第２のアライメント入力は、光学的に結合され、その順序で第１のアライメント経路を画定し、第２のアライメント出力および第１のアライメント入力は、光学的に結合され、その順序で第２のアライメント経路を画定し、光学的結合ステップは、光放射が第１または第２のアライメント経路の一方に沿って移動するときに、第１または第２のアライメント経路の他方に沿って移動する光放射を放出することを含む。

【0032】

一実施形態によれば、アクティブアライメント手段は、第１のアライメント入力を通ってフォトニックデバイスに入射する光放射が第１のアライメント出力を通って出射するように、または第２のアライメント入力を通ってフォトニック素子に入射する光放射が第２のアライメント出力を通って出射するように配置される。

【0033】

一実施形態によれば、光学的結合ステップは、アライメントレーザによる光放射の放出と、光検出器による放射の検出とを含み、アライメントレーザおよび光検出器は、第１の配置または第２の配置に従って配置され、第１の配置は、アライメントレーザによって放出された放射を可能にし、第１の配置は、アライメントレーザによって放出された放射が、光検出器に到達する前に、第１のアライメント経路および第２のアライメント経路を順にたどることを可能にし、第２の配置は、アライメントレーザによって放出された放射が、光検出器に到達する前に、第２のアライメント経路および第１のアライメント経路を順にたどることを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【0034】

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照した本発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

【図1】従来技術において知られているフォトニックデバイスの断面による概略図であり、図示されていないフォトニック素子との表面を介した光結合のモードを示している。

【図2】従来技術で知られている別のフォトニックデバイスの断面による概略図であり、表面を介した別のフォトニック素子との光結合のモードを示している。

【図3】従来技術において知られている別のフォトニックデバイスの断面による概略図であり、ウェハ結合のモードを示している。

【図4】図３に示されるフォトニックデバイスとフォトニック素子との間を結合するための光アイソレータの実装を示す。

【図5】互いに光学的に結合された第１のフォトニックコンポーネントおよび第２のフォトニックコンポーネントのアセンブリの概略図である。

【図6】本発明の第１の実施形態によるフォトニックアセンブリの概略図であり、特に、フォトニックアセンブリは、第１および第２の面に垂直な断面平面で示され、フォトニックデバイスおよびフォトニック素子ガイドアセンブリを含む。

【図7】図６におけるフォトニックデバイスの概略図であり、図６と同じ様式に従って表されている。

【図8】図６におけるフォトニック素子の概略図であり、図６と同じ様式に従って表されている。

【図9】本発明の第１の実施形態の第１の変形例によるアクティブアライメント手段が追加された図６のフォトニックアセンブリの概略図である。

【図10】図９におけるフォトニックデバイスの概略図であり、図９と同じ様式に従って表されている。

【図11】図９におけるフォトニック素子の概略図であり、図９と同じ様式に従って表されている。

【図12】図６におけるフォトニックアセンブリに、本発明の第１の実施形態の第２の変形例によるアクティブアライメント手段が追加された概略図である。

【図13】図１２におけるフォトニックデバイスの概略図であり、図１２と同じ様式に従って表されている。

【図14】図１２におけるフォトニック素子の概略図であり、図１２と同じ様式に従って表されている。

【図15】本発明の第２の実施形態において実装することができるフォトニックデバイスの概略図であり、特に、フォトニックデバイスは、第１の面に平行な断面に従って表され、フォトニックデバイスの導波路を含む。

【図16】本発明の第２の実施形態によるフォトニックアセンブリの図であり、特に、フォトニックアセンブリは、第１の面に垂直なトルク平面内に示され、出力ガイドを含む。

【図17】本発明の第２の実施形態によるフォトニックアセンブリの図であり、特に、フォトニックアセンブリは、第１の面に垂直なトルク平面内に示され、入力ガイドを含む。

【発明を実施するための形態】

【0035】

本発明は、互いに光学的に結合されたフォトニックデバイスおよびフォトニック素子を有するフォトニックアセンブリに関する。

【0036】

特に、フォトニックデバイスは、ブロックの第１の面上に配置された少なくとも１つの第１の出力および少なくとも１つの第１の入力とそれぞれ協働する少なくとも１つの出力ガイドおよび少なくとも１つの入力ガイドが設けられた第１のブロックを含む。

【0037】

フォトニック素子は、フォトニック素子の第２の側に配置された、少なくとも１つの第２の出力および少なくとも１つの第２の入力を備える。この点において、少なくとも１つの第２の出力および少なくとも１つの第２の入力は、それぞれ、少なくとも１つの第１の入力および少なくとも１つの第１の出力と光学的に結合される。

【0038】

フォトニックアセンブリはまた、少なくとも１つの第１の出力と少なくとも１つの第２の入力との間の、第１の経路と呼ばれる光伝搬経路上に挿入された光アイソレータを含む。さらに、光アイソレータは、第１の経路に沿って伝搬する放射に第１のモードサイズ（「ウエスト」）を課す。

【0039】

フォトニックアセンブリは、最後に、少なくとも１つの第１の入力と少なくとも１つの第２の出力との間の、第２の経路と呼ばれる光伝搬経路上に挿入された調整手段を含む。この点において、調整手段は、第２の経路に沿って伝搬する放射に、第１のモードサイズに等しい第２のモードサイズを課すように構成される。

【0040】

「光学的に結合された」とは、出力からの光放射が入力に注入されるように配置された入力および出力を意味する。本発明の用語において、入力は光入力であり、出力は光出力であると理解される。言い換えれば、光入力に入射する光放射は、検討中の構成要素（デバイスまたは素子）に注入される。等価的に、光ビームは、考慮される構成要素（デバイスまたは素子）の光出力によって抽出されることができる。

【0041】

本発明によれば、ガイドは導波路である。さらに、ガイドがフォトニックデバイス内の出力と協働すると、ガイドによって誘導される放射は、出力を通してフォトニックデバイスから抽出されることが可能である。同様に、ガイドがフォトニックデバイス内の入力と協働するときはいつでも、入力を通してフォトニックデバイスに注入された放射は、ガイドによってガイドされる。

【0042】

以下に説明されるように、ガイドと出口または入口との間の協働は、入口または出口におけるガイドの端部の単純な識別に縮小されることができる。あるいは、ガイドと入口または出口との間のこの協働は、回折格子を含むことができる。

【0043】

したがって、図６は、本発明の第１の実施形態による、エッジ結合に関連付けられたフォトニックアセンブリ１００を示す。特に、フォトニックアセンブリ１００は、フォトニックデバイス２００ａおよびフォトニック素子２００ｂを含む。

【0044】

この点に関して、フォトニックデバイス２００ａは、第１のブロック２００ａ１を含む。図７に示すように、第１のブロック２００ａ１は、少なくとも１つの第１の出力２０２ａおよび少なくとも１つの第１の入力２０３ａが形成または配置される第１の面２０１ａと呼ばれる面を含む。

【0045】

フォトニックデバイスはまた、第１の面２０１ａ上に載置され、少なくとも１つの第１の入力２０３ａおよび少なくとも１つの第１の出力２０２ａと協働するレンズ２１０を含んでもよい。より具体的には、各第１の出力２０２ａは、第１の出力によって抽出された光放射が当該レンズを通過するように、それ自体のレンズに関連付けられる。同様に、各第１の入力２０３ａは、光放射が、第１の入力を通して注入される前に、考慮中のレンズを通過するように、それ自体のレンズと関連付けられる。

【0046】

第１のブロック２００ａ１はまた、導波路、より具体的には、少なくとも１つの出力ガイド２０７ａおよび少なくとも１つの入力ガイド２０８ａを含む。特に、少なくとも１つの出力ガイド２０７ａは、少なくとも１つの第１の出力２０２ａと協働し、少なくとも１つの入力ガイド２０８ａは、少なくとも１つの第１の入力２０８ａと協働する。

【0047】

したがって、少なくとも１つの出力ガイド２０７ａによってガイドされる光放射は、それが協働する少なくとも１つの第１の出力２０２ａを通して、第１のブロック２００ａ１から抽出されることができる。同様に、少なくとも１つの第１の入力２０８ａによって第１のブロック２００ａ１に注入された光放射は、少なくとも１つの入力ガイド２０８ａによってガイドされる。

【0048】

少なくとも１つの出力ガイド２０７ａによってガイドされることが可能な光放射は、１つまたは複数の光源、例えば、１つまたは複数のレーザ、或いはレーザのアレイから来る。

【0049】

１つまたは複数の光源は、フォトニックデバイス２００ａと一体化されてもよく、第１のブロック２００ａ１と一体化されてもよく、または単にフォトニックデバイス２００ａの外部にあってもよい。

【0050】

一例として、図６のフォトニックデバイス２００ａは、３つの出力ガイド２０２ａと、第１のブロック２００ａ１に組み込まれたレーザ２７０のアレイとを含む。特に、各レーザ２７０は、問題のレーザによって放出された光放射が、それが関連付けられた出力ガイドによって案内されるように、出力ガイド２０２ａと具体的に関連付けられる。しかしながら、本発明は、この構成のみに限定されるものではなく、当業者であれば、レーザの集積および数に関して任意の他の構成を想定することができるであろう。

【0051】

レーザ源によって放出された放射が好ましい方向に沿って偏光されることは注目に値する。したがって、特定する必要なく、フォトニックデバイス２００ａは、所定の方向に沿って偏光された光放射（レーザ）の伝搬および／または誘導を可能にするように構成される。

【0052】

この第１の実施形態によれば、少なくとも１つの出力ガイド２０７ａは、これらの端部のうちの１つに沿って少なくとも１つの第１の出口２０２ａで終端し、一方、少なくとも１つの入力ガイド２０８ａは、これらの端部のうちの１つに沿って少なくとも１つの第１の入口２０３ａで終端する。言い換えれば、少なくとも１つの第１の出口２０２ａを形成する少なくとも１つの出口ガイド２０７ａの端部は、第１の面２０１ａと同一平面上にある。同様に、少なくとも１つの第１の入口２０３ａを形成する少なくとも１つの入口ガイド２０８ａの端部は、第１の面２０１ａと同一平面である。

【0053】

本発明によれば、第１のブロック２００ａ１の導波路は、窒化ケイ素または酸化ケイ素マトリックスに埋め込まれたケイ素を含み得る。

【0054】

フォトニックアセンブリ１００は、フォトニック素子２００ｂ（図６および図８）も含む。フォトニック素子２００ｂは、第１のブロック２００ａ１と同様に、少なくとも１つの第２の出力２０３ｂおよび少なくとも１つの第２の入力２０２ｂが形成された第２の面２０１ｂを含む。本発明によれば、フォトニック素子２００ｂおよびフォトニックデバイス２００ａは、少なくとも１つの第２の出力２０３ｂおよび少なくとも１つの第２の入力２０２ｂが、それぞれ、少なくとも１つの第１の入力２０３ａおよび少なくとも１つの第１の出力２０２ａと光学的に結合されるように配置される。

【0055】

したがって、少なくとも１つの第１の出力２０２ａを通してフォトニックデバイス２００ａから抽出された光放射は、少なくとも１つの第２の入力２０２ｂを通してフォトニック素子２００ｂに注入される。同様に、少なくとも１つの第２の出力２０３ｂを介してフォトニック素子２００ｂから抽出された光放射は、少なくとも１つの第１の入力２０３ａを介してフォトニックデバイス２００ａに注入される。

【0056】

このために、第１の実施形態によれば、第１の面２０１ａと第２の面２０１ｂとは互いに対向している。より具体的には、第１の面２０１ａおよび第２の面２０１ｂは、距離Ｄだけ離間している。

【0057】

本発明によるフォトニック素子２００ｂは、光ファイバアレイ、より詳細には、少なくとも１つの入力ファイバ２０７ｂおよび少なくとも１つの出力ファイバ２０８ｂを含み得る。特に、少なくとも１つの入力ファイバ２０７ｂは、少なくとも１つの第２の入力２０２ｂ（図８）と協働する。同等に、少なくとも１つの出力ファイバ２０８ｂは、少なくとも１つの第２の出力２０３ｂと協働する。

【0058】

例えば、少なくとも１つの入力ファイバ２０７ｂは、その一端に沿って少なくとも１つの第２の入力２０２ｂで終端し、一方、少なくとも１つの出力ファイバ２０８ｂは、その一端に沿って少なくとも１つの第２の出力２０３ｂで終端する。言い換えれば、少なくとも１つの第２の入力２０２ｂを形成する少なくとも１つの入力ファイバ２０７ｂの端部、および少なくとも１つの第２の出力２０３ｂを形成する少なくとも１つの出力ファイバ２０８ｂの端部は、第２の面２０１ｂと同一平面上にある。この構成によれば、第２の面は、Ｖ溝が設けられ、光ファイバが取り付けられる第２のブロック２００ｂ１によって担持されることが可能である。

【0059】

フォトニックアセンブリ１００はまた、少なくとも１つの第１の出力２０２ａと少なくとも１つの第２の入力２０２ｂとの間の、第１の経路と呼ばれる光伝搬経路に挿入された光アイソレータ２５０を含む。しかしながら、光アイソレータ２５０が少なくとも１つの第２の出力２０３ｂと少なくとも１つの第１の入力２０３ａとの間に介在しないことは、明記する必要なく明らかである。特に、光アイソレータ２５０は、光学指数Ｎｉと、第１の経路によって規定される方向に沿って測定された厚さＴｉとを有する。

【0060】

光アイソレータは、例えば、第１および第２の面のいずれかに接合されてもよい。この第１の実施形態によれば、光アイソレータは第２の側に接合される。

【0061】

光アイソレータ２５０は、第１の経路上に挿入された指数Ｎｏｉおよび累積厚さＴｏｉの第１の材料と組み合わされてもよい。言い換えれば、第１の経路に沿って移動する放射は、光アイソレータ２５０および第１の材料の厚さＴｏｉを通過する。例えば、第１の材料は、光アイソレータ２５０と第１および／または第２の面との間に残された間隙を充填してもよい。第１の材料は、空気または誘電材料を含んでもよい。

【0062】

「第１の経路」は、少なくとも１つの第１の出力２０２ａから少なくとも１つの第２の入力２０２ｂへの光放射の伝搬方向を定義する。

【0063】

本発明の用語に係る光アイソレータ２５０は、光を一方向に伝搬させる光学部品である。特に、そのような構成要素は、第１の偏光子と第２の偏光子との間に挿入されたファラデー回転子を含んでよく、第２の偏光子の光軸は、偏光子の光軸から４５°オフセットされる。

【0064】

したがって、第１の偏光子の光軸に沿って配向された放射の有用成分と呼ばれる１つの成分のみが、第１の偏光子によってファラデー回転子に伝送される。ファラデー回転子を通過するとき、有用成分の偏光は、第２の偏光子に到達する前に４５°回転される。次に、偏光子の光軸に平行な偏光を有する有用成分は、偏光子によって透過されて出力放射を形成する。したがって、偏光子の光軸に垂直な偏光を有する入力放射は、光アイソレータによって透過されないことが理解される。また、第２の偏光子に入射する放射は、その偏光が何であれ、光アイソレータによって透過されないことも理解される。この最後の態様は、当業者には周知であるが、ファラデー回転子の非相反特性にその起源を有する。

【0065】

したがって、光アイソレータ２５０は、少なくとも１つの第１の出力２０２ａから少なくとも１つの第２の入力２０２ｂへの第１の経路に沿った光放射の伝搬を可能にするように構成される。光アイソレータ２５０の実装は、光ビームが第１の経路に沿って受ける可能性が高い迷反射を排除する。寄生反射の除去は、１つまたは複数のレーザへの光放射の戻りを防止し、したがって、それらの性能の劣化を制限する。

【0066】

光アイソレータ２５０の実装形態は、第１の経路に沿って伝搬する光放射に第１のモードサイズ（モードサイズ＝「ウエスト」）を課す。また、この目的のために、第１の面２０１ａと第２の面２０１ｂとの間の距離Ｄは、一般に、この現象を考慮し、したがって、少なくとも１つの第１の出力２０２ａと少なくとも１つの第２の入力２０２ｂとの間の光結合を最適化するように調整される。

【0067】

しかしながら、この調整は、少なくとも１つの第２の出力２０３ｂと少なくとも１つの第１の入力２０２ａとの間の結合の効率または最適化に影響を与えないわけではない。特に、さらなる予防措置なしに、少なくとも１つの第２の出力２０３ｂから少なくとも１つの第１の入力２０３ａへの第２の経路に沿って伝搬する光放射は、第１のモードサイズを課されない。

【0068】

したがって、この問題を軽減するために、少なくとも１つの第１の入力２０３ａと少なくとも１つの第２の出力２０３ｂとの間の光伝搬経路上に挿入された調整手段２６０を実装することが提案される。特に、調整手段２６０は、第２の経路に沿って伝搬する放射に、第１のモードサイズに実質的に等しい第２のモードサイズを課すように構成される。言うまでもなく、調整手段２６０は、少なくとも１つの第１の出力２０２ａと少なくとも１つの第２の入力２０２ｂとの間に介在しないことは明らかである。

【0069】

少なくとも１つの第２の出力から少なくとも１つの第１の入力へ光放射を通過させるように配向された調整手段としての第２の光アイソレータの実装は望ましくない。実際、フォトニック素子のファイバによって誘導される放射の偏光は知られておらず、したがって、光アイソレータが調整手段として実装される場合、放射は部分的に透過されるか、または遮断されることさえある。第２の光アイソレータの単純な実装は、信号の全部または一部を遮断する。

【0070】

一例として、調整手段２６０は、厚さＴｅを有するブレードを含んでよく、ブレードは、光学指数Ｎｅの材料から作られる。厚さＴｅおよび光学指数Ｔｅは、第２のモードサイズが第１のモードサイズに実質的に等しくなるように調整される（厚さＴｅは、第１および第２の面に平行なブレードの面によって画定される方向に沿って測定されることが理解される）。

【0071】

例えば、ブレードは、第１および第２の側面のいずれかに接着されることができる。この第１の実施形態によれば、ブレードは第２の側に接着される。

【0072】

調整は、有利には光学指数Ｎｉよりも高い光学指数Ｎｅの考慮を含むことができる。この構成は、第１の面および第２の面を離間させる（距離「Ｄ」を増大させる）ことを可能にし、その結果、フォトニックデバイスおよびフォトニック素子の組み立てプロセスを容易にするという点で特に有利である。

【0073】

代替的または追加的に、ブレード２６０は、第２の経路上に挿入された光学指数Ｎｏｅおよび累積厚さＴｏｅの第２の材料と組み合わされてもよい。言い換えれば、第２の経路に沿って進む放射は、ブレード２６０および第２の材料の厚さＴｏｅを通過する。例えば、第２の材料は、ブレード２６０と第１および／または第２の側面との間に残された間隙を充填してもよい。第２の材料は、空気または誘電材料を含んでもよい。

【0074】

この代替案によれば、調整は、量Ｔｅ、Ｎｅ、Ｔｏｅ、Ｎｏｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、ＴｏｉおよびＮｏｉに以下の関係を課すことによって実行されることができる。

【0075】

【数3】

【0076】

図９、図１０および図１１に示されるこの第１の実施形態の第１の変形例によれば、フォトニックアセンブリ１００には、アクティブアライメント手段が設けられる。「アクティブアライメント手段」とは、一方では少なくとも１つの第１の出力２０２ａと少なくとも１つの第２の入力２０２ｂとの間の、他方では少なくとも１つの第２の出力２０３ｂと少なくとも１つの第１の入力２０３ａとの間の光結合を最適化するように構成された手段を意味する。

【0077】

特に、アクティブアライメント手段は、少なくとも１つの第１の入力２０３ａ、少なくとも１つの第１の出力２０２ａ、少なくとも１つの第２の入力２０２ｂ、および少なくとも１つの第２の出力２０３ｂからそれぞれ選択される、第１のアライメント入力２０５ａ、第１のアライメント出力２０４ａ、第２のアライメント入力２０４ｂ、および第２のアライメント出力２０５ｂを含む。特に、第１のアライメント出力２０４ａおよび第２のアライメント入力２０４ｂは光学的に結合され、その順序で第１のアライメント経路を画定し、第２のアライメント出力２０５ｂおよび第１のアライメント入力２０５ａは光学的に結合され、その順序で第２のアライメント経路を画定する。

【0078】

この第１の実施形態によれば、アクティブアライメント手段は、第１のアライメント入力２０５ａを通ってフォトニックデバイス２００ａに入る光放射が第１のアライメント出力２０４ａを通って出るように配置される。

【0079】

この目的のために、アクティブアライメント手段はまた、少なくとも１つの出力ガイド２０７ａおよび少なくとも１つの入力ガイド２０８ａからそれぞれ選択されたアライメント出力ガイド３０１ａおよびアライメント入力ガイド３０２ａを含んでもよい。特に、アライメント出口ガイド３０１ａおよびアライメント入口ガイド３０２ａはそれぞれ、第１の面２０１ａと面一であり、それぞれ第１のアライメント出口２０４ａおよび第１のアライメント入口２０５ａを形成する端部を含む。さらに、アライメント出力ガイド３０１ａおよびアライメント入力ガイド３０２ａは、それらの端部の他方によって、特に、連結導波路３０３と呼ばれる導波路によって、互いに光学的に連結される。

【0080】

アクティブアライメント手段は、少なくとも１つの入力ファイバ２０７ｂおよび少なくとも１つの出力ファイバ２０８ｂからそれぞれ選択されたアライメント入力ファイバ３０１ｂおよびアライメント出力ファイバ３０２ｂを含み得る。

【0081】

アクティブアライメント手段はまた、アライメントレーザ３００および光検出器４００を含んでもよい。特に、アライメントレーザ３００は、第２のアライメント出力２０５ｂと反対側のアライメント出力ファイバ３０２ｂの端部において光放射を注入するように構成されてもよい。

【0082】

同様に、光検出器４００は、第２のアライメント入力２０４ｂの反対側の、検出端と呼ばれる端において、アライメント入力ファイバ３０２ｂによって誘導される光放射を検出するように配置されてもよい。

【0083】

したがって、アライメントレーザ３００によって放出された光放射は、第２のアライメント出力２０５ｂからフォトニックデバイス２００ａに、その第１のアライメント入力２０５ａを通って伝送され、第１のアライメント出力２０４ａを通って出る。次に、光放射は、第２のアライメント入力２０４ｂを通ってフォトニック素子に戻され、光検出器４００によって検出端で検出される。

【0084】

この構成は、フォトニックデバイスとフォトニック素子との正確な光学的アライメントに関して特に有利である。特に、光学的アライメントは、光検出器４００によって検出される光放射の強度の最適化、より具体的には最大化を含むことができる。

【0085】

図１２、図１３および図１４は、アクティブアライメント手段の実装の第２の変形例を示す。この第２の変形例は、本質的に第１の変形例と同じ特徴を有する。しかしながら、第２の変形例は、アクティブアライメント手段が、第２のアライメント入力２０４ｂを通ってフォトニックコンポーネント２００ａに入る光放射が第２のアライメント出力２０５ｂを通って出るように配置され、接続導波路３０３がないという点で、第１の変形例とは異なる。また、この第２の実施形態によれば、アライメントレーザ３００および光検出器４００は、それぞれ、アライメント出力ガイド３０１ａおよびアライメント入力ガイド３０２ａと協働するように配置される。特に、アライメントレーザ３００は、第１のアライメント出力２０４ａの反対側のアライメント出力ガイド３０１ａの端部において光放射を注入するように構成されてもよい。また、光検出器４００は、第１のアライメント入力２０５ａの反対側の検出端部と呼ばれる端部においてアライメント入力ガイド３０２ａによって案内された光放射を検出するように配置されてもよい。

【0086】

最後に、この第２の変形例によれば、アライメント入力ファイバ３０１ｂおよびアライメント出力ファイバ３０２ｂは、端部のうちの１つによって、それぞれ対向する第２のアライメント入力および第２のアライメント出力と互いに光学的に結合される。この目的のために、この光リンクは、リンク光ファイバ３０４と呼ばれる光ファイバを使用する。

【0087】

本発明はまた、第１の実施形態に関連する要素を本質的に繰り返す第２の実施形態に関する。しかしながら、この第２の実施形態によれば、フォトニックデバイスとフォトニック素子との間の光結合は、表面を介して行われる（図１５、図１６および図１７）。

【0088】

したがって、第１の実施形態で提案された構成とは異なり、少なくとも１つの第１の出口２０２ａおよび少なくとも１つの第１の入口２０３ａは、それぞれ、少なくとも１つの出口ガイド２０７ａおよび少なくとも１つの入口ガイド２０８ａの端部を形成しない。

【0089】

第２の実施形態によれば、少なくとも１つの出口格子２０７ａおよび少なくとも１つの入口格子２０８ａは、第１の面２０１ａに平行な平面に沿って延在する。フォトニックデバイス２００ａはまた、回折格子、より具体的には、少なくとも１つの出口ガイド２０７ａおよび少なくとも１つの入口ガイド２０８ａのそれぞれに連続する少なくとも１つの出口格子２１１ａおよび少なくとも１つの入口格子２１２ａを含む。

【0090】

より詳細には、少なくとも１つの出力アレイ２１１ａは、少なくとも１つの第１の出力２０２ａに対応する。したがって、少なくとも１つの出力ガイド２０７ａによって誘導される放射は、少なくとも１つの第１の出力２０２ａを通して抽出するために、少なくとも１つの第１の出力２０２ａに向かって投影される（図１６）。

【0091】

同等に、少なくとも１つの入力格子２１２ａは、少なくとも１つの第１の入力２０３ａに対応する。したがって、少なくとも１つの第１の入力２０３ａから注入された放射は、少なくとも１つの入力格子２１２ａ上に投影され、次いで、少なくとも１つの入力ガイド２０８ａを通ってガイドされる（図１７）。

【0092】

第１の実施形態と同様に、第２の実施形態によるフォトニックアセンブリ１００は、レンズ２１０を含み得る。レンズは、第１の面２０１ａ上に載置され、少なくとも１つの第１の入力２０３ａ（図１７）および少なくとも１つの第１の出力２０２ａ（図１６）と協働する。特に、各第１の出力２０２ａは、第１の出力によって抽出された光放射が当該レンズを通過するように、それ自体のレンズに関連付けられる。等価的に、各第１の入力２０３ａは、それ自体のレンズと関連付けられ、その結果、光放射は、第１の入力によって注入される前に、検討中のレンズを通過する。

【0093】

フォトニックアセンブリ１００はまた、一方では少なくとも１つの第１の出力と少なくとも１つの第２の入力との間の光結合を可能にし、他方では少なくとも１つの第２の出力と少なくとも１つの第１の入力との間の光結合を可能にするために、第１の経路および第２の経路上に配置されたプリズム２１３を含み得る。

【0094】

したがって、本発明の用語によるフォトニックアセンブリ内のブレードの実装は、光アイソレータが第１の経路上に挿入されるときに、少なくとも１つの第２の出力と少なくとも１つの第１の入力との間の結合を最適化する。

【0095】

当然ながら、本発明は、説明された実施形態に限定されず、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、変形実施形態が追加されてよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【手続補正書】

【提出日】2024-02-13

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フォトニックアセンブリであって、
－第１のブロックの第１の面上に配置された少なくとも１つの第１の出力および少なくとも１つの第１の入力とそれぞれ協働する少なくとも１つの出力ガイドおよび少なくとも１つの入力ガイドが設けられた前記第１のブロックを備えるフォトニックデバイスと、
－少なくとも１つの第２の出力および少なくとも１つの第２の入力が設けられたフォトニック素子であって、前記フォトニック素子の第２の面上に配置され、前記少なくとも１つの第１の入力および前記少なくとも１つの第１の出力とそれぞれ光学的に結合された、フォトニック素子と、
－前記少なくとも１つの第１の出力と前記少なくとも１つの第２の入力との間の、第１の経路と呼ばれる光伝搬経路上に挿入され、前記第１の経路に沿って伝搬する放射に第１のモードサイズを課す光アイソレータと、
－前記少なくとも１つの第１の入力と前記少なくとも１つの第２の出力との間の、第２の経路と呼ばれる前記光伝搬経路上に挿入された調整手段であって、前記調整手段は、前記第２の経路に沿って伝搬する放射に、前記第１のモードサイズに等しい第２のモードサイズを課すように構成される該調整手段と、
を含むフォトニックアセンブリ。

【請求項2】

前記調整手段は、厚さＴｅのプレートを備え、前記プレートは光学指数Ｎｅの材料から作られ、前記厚さＴｅおよび前記光学指数Ｔｅは、前記第２のモードサイズが前記第１のモードサイズに等しくなるように調整される、請求項１に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項3】

前記光アイソレータは、光学指数Ｎｉおよび厚さＴｉを有し、前記第１の経路上に挿入された光学指数Ｎｏｉおよび累積厚さＴｏｉの第１の材料と組み合わされ、前記プレートは、前記第２の経路上に挿入された光学指数Ｎｏｅおよび累積厚さＴｏｅの第２の材料と組み合わされ、前記光学指数Ｎｉ、厚さＴｉ、光学指数Ｎｏｉ、累積厚さＴｏｉ、光学指数Ｎｏｅ、累積厚さＴｏｅ、光学指数Ｎｅおよび厚さＴｅは、以下の関係を満たす、請求項２に記載のフォトニックアセンブリ。

【数1】

【請求項4】

前記少なくとも１つの第１の入力、前記少なくとも１つの第１の出力、前記少なくとも１つの第２の入力および前記少なくとも１つの第２の出力からそれぞれ選択された第１のアライメント入力、第１のアライメント出力、第２のアライメント入力および第２のアライメント出力を含むアクティブアライメント手段が設けられ、前記第１のアライメント出力および前記第２のアライメント入力は光学的に結合されて第１のアライメント経路をその順序で画定し、前記第２のアライメント出力および前記第１のアライメント入力は光学的に結合されて第２のアライメント経路をその順序で画定する、請求項１に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項5】

前記アクティブアライメント手段は、前記第１のアライメント入力を通って前記フォトニックデバイスに入る光放射が前記第１のアライメント出力を通って出るように、または前記第２のアライメント入力を通って前記フォトニック素子に入る光放射が前記第２のアライメント出力を通って出るように、配置されている、請求項４に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項6】

前記アクティブアライメント手段は、第１の配置または第２の配置で配置されたアライメントレーザおよび光検出器を備え、前記第１の配置は、前記アライメントレーザによって放出された放射を、前記光検出器に到達する前に可能にし、前記第１の配置は、前記アライメントレーザによって放出された放射が、前記光検出器に到達する前に、前記第１のアライメント経路および前記第２のアライメント経路を順にたどることを可能にし、前記第２の配置は、前記アライメントレーザによって放出された放射が、前記光検出器に到達する前に、前記第２のアライメント経路および前記第１のアライメント経路を順にたどることを可能にする、請求項５に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項7】

前記第１の面および前記第２の面は、一方では前記少なくとも１つの第１の出力と前記少なくとも１つの第２の入力との間に、他方では前記少なくとも１つの第１の入力と前記少なくとも１つの第２の出力との間に、前記光アイソレータおよび前記ビーム調整手段がそれぞれ挿入された状態で、互いに面している、請求項１に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項8】

前記少なくとも１つの出力ガイドは、その一端に沿って前記少なくとも１つの第１の出力で終端し、前記少なくとも１つの入力ガイドは、その一端に沿って前記少なくとも１つの第１の入力で終端する、請求項１に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項9】

前記少なくとも１つの出力ガイドおよび前記少なくとも１つの入力ガイドは、前記第１の面に平行な平面内に延在する、請求項１に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項10】

前記少なくとも１つの出力ガイドは、前記少なくとも１つの第１の出力に対応する回折格子内でその一端に沿って終端し、前記少なくとも１つの入力ガイドは、前記少なくとも１つの第１の入力に対応する別の回折格子内でその一端に沿って終端する、請求項９に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項11】

前記フォトニックアセンブリが、前記第１の経路および前記第２の経路上に配置されたプリズムを備える、請求項９に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項12】

前記フォトニックデバイスは、前記少なくとも１つの出力ガイドと協働する少なくとも１つのレーザを備える、請求項６に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項13】

前記フォトニック素子は、前記第２の面を支持する第２のブロックの溝に取り付けられた光ファイバのアレイを含む、請求項１に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項14】

前記フォトニックデバイスは、前記第１の側に位置し、前記少なくとも１つの第１の入力および前記少なくとも１つの第１の出力と協働するレンズを備える、請求項１に記載のフォトニックアセンブリ。

【請求項15】

フォトニックアセンブリを形成する方法であって、
－フォトニックデバイスを提供するステップであって、前記フォトニックデバイスは、第１のブロックの第１の面上に配置された少なくとも１つの第１の出力および少なくとも１つの第１の入力とそれぞれ協働する少なくとも１つの出力ガイドおよび少なくとも１つの入力ガイドが設けられた前記第１のブロックを備える、前記フォトニックデバイスを提供するステップと、
－フォトニック素子を提供するステップであって、前記フォトニック素子は、前記フォトニック素子の第２の面上に配置された、少なくとも１つの第２の出力および少なくとも１つの第２の入力を備える、前記フォトニック素子を提供するステップと、
－前記少なくとも１つの第１の出力と前記少なくとも１つの第２の入力との間の、第１の経路と呼ばれる前記光伝搬経路上に挿入された光アイソレータを配置し、前記第１の経路に沿って伝搬する放射に第１のモードサイズを課すステップと、
－前記少なくとも１つの第１の入力と前記少なくとも１つの第２の出力との間の、第２の経路と呼ばれる前記光伝搬経路上に挿入された調整手段を配置するステップであって、前記調整手段は、前記第２の経路に従って伝搬する放射に、前記第１のモードサイズに等しい第２のモードサイズを課すように構成される、調整手段を配置するステップと、を含み、
前記少なくとも１つの第２の出力および前記少なくとも１つの第２の入力を、それぞれ、前記少なくとも１つの第１の入力および前記少なくとも１つの第１の出力と光学的に結合するための光学的結合ステップをさらに含む、フォトニックアセンブリを形成する方法。

【請求項16】

前記調整手段は厚さＴｅのブレードを含み、前記ブレードは光学指数Ｎｅの材料から作られ、前記厚さＴｅおよび前記光学指数Ｔｅは、前記第２のモードサイズが前記第１のモードサイズに等しくなるように調整される、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記光アイソレータは、光学指数Ｎｉおよび厚さＴｉを有し、前記第１の経路に挿入された光学指数Ｎｏｉおよび累積厚さＴｏｉの第１の材料と組み合わされ、前記プレートは、前記第２の経路に挿入された光学指数Ｎｏｅおよび累積厚さＴｏｅの第２の材料と組み合わされ、前記光学指数Ｎｉ、厚さＴｉ、光学指数Ｎｏｉ、累積厚さＴｏｉ、光学指数Ｎｏｅ、累積厚さＴｏｅ、光学指数Ｎｅおよび厚さＴｅは、以下の関係を満たす、請求項１６に記載の方法。

【数2】

【請求項18】

前記光学的結合ステップは、アクティブアライメント手段を実装し、前記アクティブアライメント手段は、前記少なくとも１つの第１の入力、前記少なくとも１つの第１の出力、前記少なくとも１つの第２の入力および前記少なくとも１つの第２の出力からそれぞれ選択される第１のアライメント入力、第１のアライメント出力、第２のアライメント入力および第２のアライメント出力を含み、前記第１のアライメント出力および前記第２のアライメント入力は、光学的に結合され、その順序で第１のアライメント経路を画定し、前記第２のアライメント出力および前記第１のアライメント入力は、光学的に結合され、その順序で第２のアライメント経路を画定し、前記光学的結合ステップは、光放射が前記第１または第２のアライメント経路の一方に沿って進むときに、前記第１または第２のアライメント経路の他方に沿って進む光放射を放出することを含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項19】

前記アクティブアライメント手段は、前記第１のアライメント入力を通って前記フォトニックデバイスに入る光放射が前記第１のアライメント出力を通って出るように、または前記第２のアライメント入力を通って前記フォトニック素子に入る光放射が前記第２のアライメント出力を通って出るように、配置される、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記光学的結合ステップは、アライメントレーザによる光放射の放出と、光検出器による前記放射の検出とを含み、前記アライメントレーザおよび前記光検出器は、第１の配置または第２の配置で配置され、前記第１の配置は、前記アライメントレーザによって放出された放射を可能にし、前記第１の配置は、前記アライメントレーザによって放出された放射が、前記光検出器に到達する前に、前記第１のアライメント経路および前記第２のアライメント経路を順にたどることを可能にし、前記第２の配置は、前記アライメントレーザによって放出された放射が、前記光検出器に到達する前に、前記第２のアライメント経路および前記第１のアライメント経路を順にたどることを可能にする、請求項１９に記載の方法。

【国際調査報告】