特表 2024-532713 適合性を増加したキャリア注入器

(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】2024-09-10

(54)【発明の名称】適合性を増加したキャリア注入器

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/134 20060101AFI20240903BHJP

【ＦＩ】

G02B6/134

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024506868

(86)(22)【出願日】2022-08-05

(85)【翻訳文提出日】2024-03-13

(86)【国際出願番号】 US2022039628

(87)【国際公開番号】W WO2023015004

(87)【国際公開日】2023-02-09

(31)【優先権主張番号】17/396,616

(32)【優先日】2021-08-06

(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】520437076

【氏名又は名称】シルク テクノロジーズ インコーポレイティッド

(74)【代理人】

【識別番号】110003007

【氏名又は名称】弁理士法人謝国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】ルフィ、ブラッドレー ジョナサン

(72)【発明者】

【氏名】シャーマ、モニシュ

【テーマコード（参考）】

2H147

【Ｆターム（参考）】

2H147AB03

2H147AB04

2H147AB05

2H147BA05

2H147BE01

2H147BE13

2H147BE22

2H147CA01

2H147CA08

2H147CA09

2H147CA11

2H147CA13

2H147CA22

2H147CA24

2H147CA25

2H147CC14

2H147EA13A

2H147EA13C

2H147EA14B

2H147EA20D

2H147EA34A

2H147EA35A

2H147EA36A

2H147FA05

2H147FA09

2H147FB12

2H147FB13

2H147FC03

(57)【要約】

適合性を増加したキャリア注入器。ＬＩＤＡＲシステムは、ソース信号を出力するように構成される光源を有している。ＬＩＤＡＲチップは、ＬＩＤＡＲチップから出ていくＬＩＤＡＲ出力信号を出力するようにも構成される。ＬＩＤＡＲシステムは、アダプタ信号を受信するように構成される光アイソレータを有するアイソレータアダプタも有する。アダプタ信号は、ソース信号からの光であり、及び、光アイソレータで受信される前に、ＬＩＤＡＲチップから出ていった光を有している。光アイソレータは、アイソレータ出力信号にアダプタ信号から光を出力するように構成される。加えて、ＬＩＤＡＲ出力信号は、アイソレータ出力信号からの光を有している。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光導波路に自由キャリアを注入するように構成されたキャリア注入器であって、
前記キャリア注入器は、
シリコンを有するが、前記シリコンのドープ領域を除外し、
前記導波路は、
前記シリコンの導波路の部分を通って光信号を案内するように構成され、
前記ドープ領域に印加される順方向バイアスが、前記ドープ領域から前記シリコンの前記導波路の部分に入る自由キャリアをもたらすように構成されるドープ領域を有するドーパントホスト媒体、
を有する光学装置。

【請求項2】

導波路は、前記シリコンを通って、前記光信号を案内するように構成され、
前記シリコンは、シリコン・オン・インシュレータ・ウェハのシリコン層である、
請求項１の装置。

【請求項3】

前記ドーパントホスト媒体が、ゲルマニウムである、
請求項１の装置。

【請求項4】

前記シリコンは、前記ドーパントホスト媒体が配置される複数の凹部を有する、
請求項１の装置。

【請求項5】

前記ドーパントホスト媒体の前記ドープ領域は、前記シリコンの前記導波路部分が、前記ドープ領域の間にあるように、前記凹部に配置される、
請求項１の装置。

【請求項6】

シリコンのスラブ領域から離れるように延伸するシリコンのリッジを有する光導波路に自由キャリアを注入するように構成されるキャリア注入器、
前記シリコンスラブ領域は、第２のドープ領域を有し、
前記キャリア注入器は、前記スラブ領域に配置されるドーパントホスト媒体を有し、
前記ドーパントホスト媒体は、各々が、１つの前記第２のドープ領域と接するドープ領域を有し、
前記ドープ領域は、前記ドープ領域に印加される順方向バイアスが、前記ドープ領域から前記シリコンの前記導波路の部分に入る自由キャリアをもたらすように構成される、
を有する光学装置。

【請求項7】

前記シリコンのリッジは、シリコン・オン・インシュレータ・ウェハの層からのシリコンに形成される、
請求項６の装置。

【請求項8】

前記ドーパントホスト媒体が、ゲルマニウムである、
請求項６の装置。

【請求項9】

前記リッジは、ドープ領域の間に配置される、
請求項１の装置。

【請求項10】

前記リッジは、側面を有し、及び、前記側面の各々は、前記ドーパントホスト媒体の異なる領域に接している、
請求項１の装置。

【請求項11】

導波路が、シリコンの層からのシリコンの導波路の部分を通って光信号を案内するように構成されるようなウェハの前記シリコンの前記層に前記導波路を規定し、
シリコンの前記層にドーパントホスト媒体を配置し、
前記層に前記ドーパントホスト媒体を配置した後、前記ドーパントホスト媒体にドープ領域を形成し、
前記ドープ領域は、前記ドープ領域に印加される順方向バイアスによって、前記ドープ領域から前記シリコンの前記導波路の部分に入る前記自由キャリアがもたらされるように、構成され、
シリコンの前記層は、前記ドーパントホスト媒体にドープ領域を形成する前に、ドープ領域を取り除くこと、
を有するキャリア注入器を製造する方法。

【請求項12】

前記ウェハが、シリコン・オン・インシュレータ・ウェハである、
請求項１１の方法

【請求項13】

前記導波路を規定することは、前記シリコンのリッジが前記シリコンのスラブ領域から上方に延伸
するように、前記シリコン層にリッジを形成することを含む、
請求項１１の方法。

【請求項14】

前記ドーパントホスト媒体が、前記スラブ領域の凹部に配置される、
請求項１３の方法。

【請求項15】

前記ドーパントホスト媒体の前記ドープ領域が、前記スラブ領域の前記凹部に配置される、
請求項１４の方法。

【請求項16】

ウェハのシリコン層に第２のドープ領域を形成し、
前記第２のドープ領域を形成した後に、前記シリコン層からのシリコンにドーパントホスト媒体を配置し、
前記ドーパントホスト媒体に第１のドープ領域を、前記ドープ領域の各々が、１つの前記第２のドープ領域と接するように、形成し、
前記ドープ領域は、前記ドープ領域に印加される順方向バイアスによって、前記第２のドープ領域から光導波路に入る自由キャリアをもたらすように構成される、
キャリア注入器を形成する方法。

【請求項17】

前記導波路が、前記シリコン層からの前記シリコンの導波路の部分を通って光信号を案内するように構成されるように、前記光導波路を前記ウェハの前記シリコン層に規定する、
請求項１６の方法。

【請求項18】

前記導波路を規定することは、前記シリコンのリッジが、前記シリコンのスラブ領域から上方に延伸するように、前記シリコン層にリッジを形成することを有する、
請求項１７の方法。

【請求項19】

前記ドーパントホスト媒体が、前記スラブ領域の凹部に配置される、
請求項１８の方法。

【請求項20】

前記第２のドープ領域を形成することは、アニールを有する、
請求項１６の方法。

【発明の詳細な説明】

【関連出願】

【0001】

本出願は、米国特許出願シリアル番号１７／３９６，６１６、出願日２０２１年８月６日、発明名称「適合性を増加したキャリア注入器」の継続であり、その出願は、本明細書に参照によって組み込まれる。

【分野】

【0002】

本発明は、光学装置に関する。特に、本発明は、キャリア注入器に関する。

【背景】

【0003】

光学集積回路チップは、シリコン・オン・インシュレータ・ウェハのようなプラットフォームに統合される光導波路を有している。これらのチップの多くは、自由キャリアを導波路の１つに注入するキャリア注入器を用いる。導波路における自由キャリアの存在によって、キャリア注入器が、減衰器として、及び／又は、位相チューナとして作動することが許される。

【0004】

シリコン・オン・インシュレータ・ウェハのようなプラットフォームのキャリア注入器は、一般に、シリコンを添加し、アニールすることによって製造される。しかしながら、これらのチップのフォトニック回路は、典型的には、キャリア注入器に加えて、統合される他の光学構成要素を有している。他の構成要素は、しばしば、ゲルマニウムのようなウェハに存在しなかった材料を有している。シリコンの添加に伴うアニールは、一般的に１０００℃程度の温度で生じる。しなしながら、ゲルマニウムのような材料は、１０００℃程度の温度で損傷する可能性がある。したがって、キャリア注入器を製造するプロセスは、チップの他の構成要素に損傷を与える可能性がある。その結果、改良されたキャリア注入器、及び／又は、キャリア注入器を製造するための改良されたプロセスが、必要である。

【要約】

【0005】

キャリア注入器は、光導波路に自由キャリアを注入するように構成される。前記キャリア注入器は、シリコンを有するが、前記シリコンのドープ領域を除外する。前記導波路は、前記シリコンの導波路の部分を通って光信号を案内するように構成される。前記キャリア注入器は、前記ドープ領域に印加される順方向バイアスが、前記ドープ領域から前記シリコンの前記導波路の部分に入る自由キャリアをもたらすように構成されるドープ領域を有するドーパントホスト媒体も有する。

【0006】

他の実施形態のキャリア注入器は、シリコンのスラブ領域から離れるように延伸するシリコンのリッジを有する光導波路に自由キャリアを注入するように構成される。前記シリコンスラブ領域は、第２のドープ領域を有している。前記キャリア注入器は、前記スラブ領域に配置されるドーパントホスト媒体も有している。前記ドーパントホスト媒体は、各々が、１つの前記第２のドープ領域と接するドープ領域を有している。前記ドープ領域は、前記ドープ領域に印加される順方向バイアスが、前記ドープ領域から前記シリコンの前記導波路の部分に入る自由キャリアをもたらすように構成される。

【0007】

キャリア注入器を製造する方法は、導波路が、シリコンの層からのシリコンの導波路の部分を通って光信号を案内するように構成されるようなウェハの前記シリコンの前記層に前記導波路を規定することを有している。キャリア注入器を製造することは、シリコンの前記層にドーパントホスト媒体を配置することも有している。ドープ領域は、前記層に前記ドーパントホスト媒体を配置した後、前記ドーパントホスト媒体に形成される。前記ドープ領域は、前記ドープ領域に印加される順方向バイアスによって、前記ドープ領域から前記シリコンの前記導波路の部分に入る前記自由キャリアがもたらされるように、構成される。シリコンの前記層は、前記ドーパントホスト媒体にドープ領域を形成する前に、ドープ領域を取り除く。

【0008】

キャリア注入器を製造する方法は、ウェハのシリコン層に第２のドープ領域を形成することを有している。キャリア注入器を製造することは、前記第２のドープ領域を形成した後に、前記シリコン層からのシリコンにドーパントホスト媒体を配置することも有している。ドープ領域は、前記ドーパントホスト媒体に前記ドープ領域の各々が、１つの前記第２のドープ領域と接するように、形成される。前記ドープ領域は、前記ドープ領域に印加される順方向バイアスによって、前記第２のドープ領域から光導波路に入る自由キャリアをもたらすように構成される。

【0009】

キャリア注入器を、ＬＩＤＡＲシステムのようなシステムに含めることができ、及び／又は、光集積回路チップのようなチップに含めることができる。キャリア注入器がチップにある場合、チップは、ドーパントホスト媒体も有する他の光学装置を有することができる。例えば、ウェハに添加されるドーパントホスト媒体を、１つ以上のキャリア注入器に、及び、１つ以上の補助デバイスにも、含めることができる。異なるキャリア注入器、及び／又は、補助装置に含まれるドーパントホスト媒体を、同じ処理でウェハに追加できる。例えば、異なるキャリア注入器、及び／又は、補助装置に含まれるドーパントホスティング媒体を、エピタキシャル成長処理でウェハに追加できる。場合によっては、ドーパントホスティング媒体は、ゲルマニウムである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

図１は、ＬＩＤＡＲシステムとして機能でき、又は、ＬＩＤＡＲチップに追加の構成要素を有するＬＩＤＡＲシステムに含まれる可能性があるＬＩＤＡＲチップの概略の平面図である。

【0011】

図２は、ＬＩＤＡＲシステムとして機能でき、又は、ＬＩＤＡＲチップに追加の構成要素を有するＬＩＤＡＲシステムに含まれる可能性があるＬＩＤＡＲチップの他の実施形態の概略の平面図である。

【0012】

図３は、図１のＬＩＤＡＲチップと共に使用するのに好適なＬＩＤＡＲアダプタの例の平面図である。

【0013】

図４は、図２のＬＩＤＡＲチップと共に使用するのに好適なＬＩＤＡＲアダプタの例の平面図である。

【0014】

図５は、共通のマウントに図１のＬＩＤＡＲチップ、及び、図３のＬＩＤＡＲアダプタを有するＬＩＤＡＲシステムの平面図である。

【0015】

図６は、共通のマウントに図２のＬＩＤＡＲチップ、及び、図４のＬＩＤＡＲアダプタを有するＬＩＤＡＲシステムの平面図である。

【0016】

図７Ａは、ＬＩＤＡＲシステムで使用するための好適な処理ユニットの一例の概略図である。

【0017】

図７Ｂは、処理ユニットの電子機器と光センサとの関係の概略図である。

【0018】

図７Ｃは、システム出力信号のための好適な周波数パターンの一例を示す。

【0019】

図８Ａから図８Ｃは、ＬＩＤＡＲシステムから出力される信号のための光源として機能する光システムの例を示す。

【0020】

図９Ａは、アイソレータアダプタと共に用いられるＬＩＤＡＲチップを有するＬＩＤＡＲシステムの一部の平面図である。

【0021】

図９Ｂは、アイソレータアダプタと共に用いられるＬＩＤＡＲチップを有するＬＩＤＡＲシステムの一部の平面図である。

【0022】

図１０Ａは、ＬＩＤＡＲアダプタ、及び、アイソレータアダプタと共に用いられるＬＩＤＡＲチップを有するＬＩＤＡＲシステムの平面図である。

【0023】

図１０Ｂは、ＬＩＤＡＲアダプタ、及び、アイソレータアダプタと共に用いられるＬＩＤＡＲチップを有するＬＩＤＡＲシステムの平面図である。

【0024】

図１１は、図８Ａから図８Ｃの光システムでの使用に好適な光源の一例の平面図である。

【0025】

図１２図は、８Ａから図８Ｃの光システムに用いるのに好適な光アイソレータの一例の側

【0026】

図１３は、図８Ａから図８Ｃの光システムに用いるのに好適なコンポーネントの実施形態の概略図である。

【0027】

図１４は、シリコン・オン・インシュレータ・ウェハから構成されるＬＩＤＡＲチップの一部の断面図である。

【0028】

図１５Ａから図１５Ｆは、ゲインチップと導波路との間の好適なインターフェイスの例を示す。図１５Ａは、インターフェイスを有するＬＩＤＡＲチップの一部の平面図である。

【0029】

図１５Ｂは、Ｂでラベル付けられる線に沿ってとられた図１５Ａに示された導波路の断面である。

【0030】

図１５Ｃは、ゲインチップの斜視図である。

【0031】

図１５Ｄは、図１５ＡにおいてＣでラベル付けられるブラケットの間に伸びる線に沿ってとられたゲインチップの断面である。

【0032】

図１５Ｅは、図１５ＡにおいてＤでラベル付けられるブラケットの間に伸びる線に沿ってとられたゲインチップの断面である。

【0033】

図１５Ｆは、図１５ＡにおいてＥでラベル付けられるブラケットの間に伸びる線に沿ってとられた図１５Ａのゲインチップの断面である。

【0034】

図１６は、光源で用いられるのに好適な部分帰還装置の一部の斜視図である。

【0035】

図１７Ａは、ＬＩＤＡＲチップを増幅チップと光学的に結合するためのインターフェイスを有するＬＩＤＡＲチップの一部の斜視図である。

【0036】

図１７Ｂは、増幅チップの一実施形態の斜視図である。

【0037】

図１７Ｃ、及び、図１７Ｄは、図１７Ｂの増幅チップとインターフェイス接続する図１７ＡのＬＩＤＡＲチップを有するＬＩＤＡＲシステムの一部を示す。図１７Ｃは、ＬＩＤＡＲシステムの平面図である。

【0038】

図１７Ｄは、図１７ＣにおいてＢでラベル付けられたブラケットを通って伸びる線に沿ってとられたシステムの断面の側面図である。

【0039】

図１８は、ＬＩＤＡＲチップのためのプラットフォームとして機能できるウェハの斜視図である。

【0040】

図１９は、導波路に自由キャリアを注入するように構成されるキャリア注入器の実施形態の断面図である。

【0041】

図２０は、導波路に自由キャリアを注入するように構成されるキャリア注入器の実施形態の断面図である。

【0042】

図２１Ａから図２１Ｇは、図１９にしたがって構成されるキャリア注入器を製造するための方法を示す。図２１Ａは、ウェハ、又は、チップの断面である。

【0043】

図２１Ｂは、図２１Ａのウェハ、又は、チップに形成される凹部を有する装置前駆体の断面である。

【0044】

図２１Ｃは、図２１Ｂのデバイス前駆体の凹部にドーパントホスト材料を有する装置前駆体の断面である。

【0045】

図２１Ｄは、図２１Ｃの装置前駆体にマスクを有する装置前駆体の断面である。

【0046】

図２１Ｅは、マスクの形成後、露出されたドーパントホスト材料をエッチングする図２１Ｄの装置前駆体の断面である。

【0047】

図２１Ｆは、図２１Ｅのドーパントホスト材料にドープ領域を有する装置前駆体の断面である。

【0048】

図２１Ｇは、図２１Ｆのドーパントホスト材料に導体を有する装置前駆体の断面である。

【0049】

図２２Ａから図２２Ｇは、図２０に示すように構成されたキャリア注入器を製造するための方法を示す。図２２は、図２１Ｂの装置前駆体を示す。

【0050】

図２２Ｂは、図２２Ａの装置前駆体の光透過媒体に第２のドープ領域を有する装置前駆体の断面である。装置前駆体は、図２１Ａのウェハ、又は、チップに形成される凹部を有する。

【0051】

図２２Ｃは、図２２Ｂの装置前駆体の凹部にドーパントホスト材料を有する装置前駆体の断面である。

【0052】

図２２Ｄは、図２２Ｃの装置前駆体にマスクを有する装置前駆体の断面である。

【0053】

図２２Ｅは、マスクの形成後、露出されたドーパントホスト材料をエッチングする図２２Ｄの装置前駆体の断面である。

【0054】

図２２Ｆは、図２２Ｅのドーパントホスト材料にドープ領域を有する装置前駆体の断面である。

【0055】

図２２Ｇは、図２２Ｆのドーパントホスト材料に導体を有する装置前駆体の断面である。

【発明の詳細な説明】

【0056】

キャリア注入器に関する実施形態は、シリコンを通って光信号を案内する導波路に自由キャリアを注入し、及び／又は、シリコン内に光信号を閉じ込めるように構成されている。キャリア注入器は、シリコンのドープ領域を有していない。結果として、キャリア注入器を有する光集積回路は、シリコンの添加に関連付けられる高い温度に曝されない。

【0057】

キャリア注入器の別の実施形態は、シリコンを通って光信号を案内し、及び／又は、シリコン内に光信号を閉じ込める導波路に自由キャリを注入するように構成されている。キャリア注入器は、シリコンのドープ領域を有し、また、ドーパントホスト材料のドープ領域を有している。ドーパントホスト材料を、シリコンの添加、及び、アニールの後に、キャリア注入器に添加できる。結果として、ドーパントホスト材料は、シリコンのアニールに関連付けられる高い温度に曝されない。

【0058】

図１は、ＬＩＤＡＲシステムとして機能することができる、又は、ＬＩＤＡＲチップに加える構成要素を有するＬＩＤＡＲシステムに含めることができるＬＩＤＡＲチップの概略平面図である。ＬＩＤＡＲチップは、光集積回路（ＰＩＣ）を有することができ、及び、光集積回路チップにできる。ＬＩＤＡＲチップは、光システム信号を出力する光システム１０を有する。適切な光システム１０は、これに限定されないが、外部共振器レーザ（ＥＣＬ）、分布帰還レーザ（ＤＦＢ）、離散モード（ＤＭ）レーザ、量子ドット（ＱＤ）レーザ、及び、分布ブラッグ反射器レーザ（ＤＢＲ）のような半導体レーザを有する。

【0059】

ＬＩＤＡＲチップは、光システム１０からの光システム信号を受信するユーティリティ導波路１１を有する。ユーティリティ導波路１１は、光システム信号を受信するスプリッタ１２を有する。スプリッタ１２は、ユーティリティ導波路１１上に出射ＬＩＤＡＲ信号を出力する。

【0060】

ユーティリティ導波路１１は、ＬＩＤＡＲデータが生成される光信号を処理するＬＩＤＡＲエンジン１３に出射ＬＩＤＡＲ信号を搬送する。ＬＩＤＡＲエンジン１３は、ユーティリティ導波路１１が終端するファセット１４を有する。ユーティリティ導波路１１は、出射ＬＩＤＡＲ信号をファセット１４に搬送する。

【0061】

ファセット１４は、光増幅器１６の第１のファセット１５に、光学的に、位置合わせされている。光増幅器は、第２のファセット１８で終端する増幅導波路１７を有している。出射ＬＩＤＡＲ信号は、ユーティリティ導波路１１のファセット１４を通って、第１のファセット１５を通って、移動し、そして、増幅導波路１７で受信される。増幅導波路１７は、出射ＬＩＤＡＲ信号を第２のファセット１８に搬送する。第２のファセット１８を、第２のファセット１８を通って進む出射ＬＩＤＡＲ信号がチップを出て、そして、ＬＩＤＡＲ出力信号として機能するように配置できる。例えば、第２のファセット１８を、ＬＩＤＡＲチップの端部、又は、その近傍に配置し、第２のファセット１８を通って進む出射ＬＩＤＡＲ信号がチップを出て、そして、ＬＩＤＡＲ出力信号として機能するようにできる。光増幅器１６は、任意である。結果として、ユーティリティ導波路１１のファセット１４を通過するＬＩＤＡＲ出力信号の部分は、ＬＩＤＡＲチップから出ていき、そして、ＬＩＤＡＲ出力信号として機能できる。場合によっては、ＬＩＤＡＲチップから出ていくＬＩＤＡＲ出力信号の部分も、システム出力信号とみなすことができる。一例として、ＬＩＤＡＲチップからのＬＩＤＡＲ出力信号の出口が、ＬＩＤＡＲシステムからのＬＩＤＡＲ出力信号の出口でもある場合、ＬＩＤＡＲ出力信号も、システム出力信号とみなすことができる。

【0062】

ＬＩＤＡＲ出力信号からの光は、システム出力信号においてＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する。システム出力信号は、ＬＩＤＡＲシステムが配置される大気の自由空間を通って移動できる。システム出力信号は、システム出力信号の経路における１つ以上の物体によって反射される可能性がある。システム出力信号が反射されると、反射光の少なくとも一部は、システム戻り信号としてＬＩＤＡＲチップに向かって戻って来る。

【0063】

システム戻り信号からの光を、ＬＩＤＡＲチップによって受信される第１のＬＩＤＡＲ入力信号に搬送できる。場合によっては、システム戻り信号の一部は、第１のＬＩＤＡＲ入力信号として機能できる。ＬＩＤＡＲエンジン１３は、ファセット２０で終端する比較導波路１９を有する。第１のＬＩＤＡＲ入力信号は、ファセット２０を介して、比較導波路１９に入り、そして、第１の比較信号として機能する。比較導波路１９は、第１の比較信号を、ＬＩＤＡＲデータ（ＬＩＤＡＲシステムと、ＬＩＤＡＲシステムの外部に位置する１つ以上の物体との間の半径速度、及び／又は、距離）が生成される電気信号に変換するように構成される処理ユニット２１に搬送する。

【0064】

スプリッタ１２は、ユーティリティ導波路１１からの光システム信号の一部を、第１の参照信号として、参照導波路２４に移動する。参照導波路２４は、さらなる処理のために、第１参照信号を、処理ユニット２１に搬送する。

【0065】

スプリッタ１２によってユーティリティ導波路１１から転送される光の割合を、固定、又は、実質的に固定できる。例えば、スプリッタ１２を、参照導波路２４に転送される第１の参照信号のパワーが、光システム信号のパワーの所定割合となるように構成できる。いくつかの例では、割合は、５％、１０％、又は、２０％より大きく、及び／又は、５０％、又は、６０％より小さい。適切なスプリッタ２２は、これらに限定されないが、光カプラ、Ｙ接合、傾斜カプラ、及び、マルチモード干渉（ＭＭＩ）装置を含む。

【0066】

図２は、ＬＩＤＡＲシステムとして機能できる、又は、ＬＩＤＡＲチップに加える構成要素を有するＬＩＤＡＲシステムに含めることができるＬＩＤＡＲチップの概略平面図である。図２のＬＩＤＡＲチップは、複数のＬＩＤＡＲ入力信号を処理するように修正された図１のＬＩＤＡＲチップを示す。前述のように、システム出力信号からの光がＬＩＤＡＲシステムの外部に配置される物体によって反射されると、少なくとも反射光の一部は、システム戻り信号においてＬＩＤＡＲチップに向かって戻って来る可能性がある。

【0067】

システム戻り信号からの光を、ＬＩＤＡＲチップによって受信される第２のシステムＬＩＤＡＲ入力信号に搬送できる。場合によっては、システム戻り信号の一部は、第２のＬＩＤＡＲ入力信号として機能できる。ＬＩＤＡＲチップは、ファセット３８で終端する第２の比較導波路３６を有する。第２のＬＩＤＡＲ入力信号は、ファセット３８を通って第２の比較導波路３６に入り、そして、第２の比較信号として機能する。第２の比較導波路３６は、第２の比較信号を、ＬＩＤＡＲデータ（ＬＩＤＡＲシステムと、ＬＩＤＡＲシステムの外部に位置する１つ以上の物体との間の半径速度、及び／又は、距離）が生成される電気信号に変換するように構成される第２の処理ユニット４０に搬送する。

【0068】

参照導波路２４は、第１の参照信号をスプリッタ４２に搬送する。スプリッタ４２は、参照導波路２４からの出射ＬＩＤＡＲ信号の一部を第２の参照信号として第２の参照導波路４４に移動する。第２参照導波路４４は、さらなる処理のために、第２の参照信号を第２の処理ユニット４０に搬送する。

【0069】

以下においてより詳細に説明されるように、第１の処理ユニット２１、及び、第２の処理ユニット４０は、それぞれ、比較信号を参照信号と組み合わせて、視野のサンプル領域のためのＬＩＤＡＲデータを搬送する合成信号を形成する。したがって、合成信号を、サンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータ（１つ以上の反射物体材料インジケータ、ＬＩＤＡＲシステムとＬＩＤＡＲシステムの外部の物体との間の半径方向速度、及び、ＬＩＤＡＲシステムと物体との間の距離からなる群から選択される１つ以上のデータ）を抽出するように、処理できる。

【0070】

いくつかの例では、図１、又は、図２に従って構成されるＬＩＤＡＲチップを、ＬＩＤＡＲアダプタと共に用いる。場合によっては、ＬＩＤＡＲアダプタを、ＬＩＤＡＲチップ、並びに、１つ以上の反射物体、並びに／若しくは、第１のＬＩＤＡＲ入力信号、及び／又は、ＬＩＤＡＲ出力信号がＬＩＤＡＲチップから視野に移動する光路が、ＬＩＤＡＲアダプタを通って進む視野との間に、物理的に、光学的に、配置できる。さらに、第１のＬＩＤＡＲ入力信号，及び、ＬＩＤＡＲ出力信号が、ＬＩＤＡＲアダプタとＬＩＤＡＲチップとの間で異なる光路であるが、ＬＩＤＡＲアダプタと視野の反射物体との間で同じ光路で移動するように、ＬＩＤＡＲアダプタを、システム戻り信号からの光、及び、ＬＩＤＡＲ出力信号からの光で作動するように、構成できる。さらに、又は、あるいは、第２のＬＩＤＡＲ入力信号，及び、ＬＩＤＡＲ出力信号が、ＬＩＤＡＲアダプタとＬＩＤＡＲチップとの間で異なる光路であるが、ＬＩＤＡＲアダプタと視野の反射物体との間で同じ光路で移動するように、ＬＩＤＡＲアダプタを、システム戻り信号からの光、及び、ＬＩＤＡＲ出力信号からの光で作動するように、構成できる。

【0071】

図１のＬＩＤＡＲチップと共に用いるのに適したＬＩＤＡＲアダプタの例を、図３に示す。ＬＩＤＡＲアダプタは、ベースに配置される複数のコンポーネントを有している。例えば、ＬＩＤＡＲアダプタは、ベース１０２上に配置されたサーキュレータ１００を有する。図示された光サーキュレータ１００は、３つのポートを有し、また、１つのポートに入る光が次のポートから出るように構成される。例えば、図示された光サーキュレータは、第１のポート１０４、第２のポート１０６、及び、第３のポート１０８を有する。ＬＩＤＡＲ出力信号は、ＬＩＤＡＲチップのユーティリティ導波路１１から第１のポート１０４に入り、そして、アセンブリ出力信号として、第２のポート１０６から出て行く。

【0072】

アセンブリ出力信号は、ＬＩＤＡＲチップから受信されるＬＩＤＡＲ出力信号からの光を、有し、構成し、又は、本質的に構成する。したがって、アセンブリ出力信号は、ＬＩＤＡＲチップから受信されるＬＩＤＡＲ出力信号と、同じ、又は、実質的に同じになるだろう。しかしながら、ＬＩＤＡＲチップから受信されるアセンブリ出力信号とＬＩＤＡＲ出力信号との間に差異があってもよい。例えば、ＬＩＤＡＲ出力信号は、ＬＩＤＡＲアダプタを通って進むにつれて、光損失を経験することがあり、及び／又は、ＬＩＤＡＲアダプタは、ＬＩＤＡＲアダプタを通って進むにつれて、ＬＩＤＡＲ出力信号を増幅するように構成される増幅器１１０を、任意で、有してもよい。

【0073】

サンプル領域内の１つ以上の物体がアセンブリ出力信号からの光を反射するとき、少なくとも反射される光の一部は、アセンブリ戻り信号として、サーキュレータ１００に戻って来る。少なくともアセンブリ戻り信号からの光の一部は、第２のポート１０６を通ってサーキュレータ１００に入る。図３は、ＬＩＤＡＲ出力信号、及び、同じ光路に沿ってＬＩＤＡＲアダプタとサンプル領域との間を移動するアセンブリ戻り信号を示す。

【0074】

アセンブリ戻り信号は、第３のポート１０８を通ってサーキュレータ１００を出て、そして、ＬＩＤＡＲチップの比較導波路１９に方向付けられる。したがって、アセンブリ戻り信号からの光は、第１のＬＩＤＡＲ入力信号として機能でき、及び、第１のＬＩＤＡＲ入力信号は、アセンブリ戻り信号からの光を、有し、又は、構成する。
したがって、ＬＩＤＡＲ出力信号、及び、第１のＬＩＤＡＲ入力信号は、異なる光路に沿ってＬＩＤＡＲアダプタとＬＩＤＡＲチップとの間を移動する。

【0075】

図３から明らかなように、ＬＩＤＡＲアダプタは、サーキュレータ１００に加えて、任意で、光学コンポーネントを有することができる。例えば、ＬＩＤＡＲアダプタは、ＬＩＤＡＲ出力信号、及び、ＬＩＤＡＲ戻り信号の光路を方向付け、及び、制御するためのコンポーネントを有することができる。一例として、図３のアダプタは、ＬＩＤＡＲ出力信号がサーキュレータ１００に入る前にＬＩＤＡＲ出力信号を受信し、及び、増幅するように配置される任意の増幅器１１０を有している。増幅器１１０、及び／又は、増幅器１６を、電子機器６２によって操作し、電子機器６２が、ＬＩＤＡＲ出力信号のパワー制御するようできる。

【0076】

光学コンポーネントは、１つ以上のビーム整形コンポーネントを有することができる。例えば、図３は、任意の第１のレンズ１１２、及び、任意の第２のレンズ１１４を有するＬＩＤＡＲアダプタを示している。第１のレンズ１１２を、ＬＩＤＡＲ出力信号を所望の位置に結合するように構成できる。場合によっては、第１のレンズ１１２を、所望の位置で、ＬＩＤＡＲ出力信号を焦点に収束するように、又は、コリメートするように構成する。一例では、第１のレンズ１１２を、ＬＩＤＡＲアダプタが増幅器１１０を有さない場合、ＬＩＤＡＲ出力信号を第１のポート１０４に結合するように構成する。別の例として、ＬＩＤＡＲアダプタが増幅器１１０を有する場合、第１のレンズ１１２を、入口ポートのＬＩＤＡＲ出力信号を増幅器１１０に結合するように構成できる。第２のレンズ１１４を、アセンブリ戻り信号を所望の位置で結合するように構成できる。場合によっては、第２のレンズ１１４を、アセンブリ戻り信号を所望の位置で焦点に集まるように、又は、コリメートするように構成する。例えば、第２のレンズ１１４を、アセンブリ戻り信号を比較導波路１９のファセット２０に結合するように構成できる。

【0077】

ＬＩＤＡＲアダプタは、また、ミラー、又は、プリズムのような１つ以上の方向変更コンポーネントを有することができる。図３は、ＬＩＤＡＲ戻り信号をサーキュレータ１００から比較導波路１９のファセット２０にリダイレクトする方向変更コンポーネント１１５としてのミラー１１５を有するＬＩＤＡＲアダプタを示している。

【0078】

図４は、ＬＩＤＡＲアダプタが図２のＬＩＤＡＲチップと共に用いるのに適しているように修正された図３のＬＩＤＡＲシステムを示している。光システム１０からの光は、典型的には直線偏光である。したがって、典型的なシステム出力信号は、一次、又は、閉鎖偏光状態の光を搬送する。システム出力信号の反射は、システム出力信号の全部、又は、一部の偏光状態を変更できる。例えば、図４のＬＩＤＡＲシステムを、この反射に起因する偏光状態の変化を補償するように操作する。

【0079】

図４のＬＩＤＡＲアダプタは、サーキュレータ１００からアセンブリ戻り信号を受信する偏光スプリッタ１１６を有する。偏光スプリッタ１１６は、アセンブリ戻り信号を第１の戻り信号と第２の戻り信号とに分割する。第１の戻り信号は、ＬＩＤＡＲチップの比較導波路１９に方向付けられ、そして、図１の内容に関して説明されている第１のＬＩＤＡＲ入力信号として機能する。第２の戻り信号は、偏光回転器１１８に方向付けられる。偏光回転器１１８は、ＬＩＤＡＲチップの第２の比較導波路３６に方向付けられ、そして、第２のＬＩＤＡＲ入力信号として機能する第２のＬＩＤＡＲ入力信号を出力する。

【0080】

偏光スプリッタ１１６の一例は、第１の戻り信号は、第１の偏光状態を有するが、第２の偏光状態を有さない、又は、実質的に有さず、並びに、第２の戻り信号は、第２の偏光状態を有するが、第１の偏光状態を有さない、又は、実質的に有さないように、構成される。第１の偏光状態、及び、第２の偏光状態は、直線偏光状態にでき、及び、第２の偏光状態は、第１偏光状態とは異なる。例えば、第１の偏光状態は、TＥにでき、及び、第２の偏光状態はＴＭにでき、若しくは、第１の偏光状態は、TMにでき、及び、第２の偏光状態は、TＥにできる。場合によっては、光システムは、ＬＩＤＡＲ出力信号が第１の偏光状態を有するように、直線偏光されてもよい。適切な偏光スプリッタ１１６は、限定されないが、ウォラストロン・プリズム、ＭＥＭＳベースの偏光ビームスプリッタを含む。

【0081】

偏光回転子を、システム戻り信号の第１の部分、及び／又は、システム戻り信号の第２の部分の偏光状態を変化させるように構成できる。例えば、図４に示す偏光回転子１１８を、システム戻り信号の第２の部分の偏光状態を第２の偏光状態から第１の偏光状態へ偏光するように構成できる。結果として、第２のＬＩＤＡＲ入力信号は、第１の偏光状態を有するが、第２の偏光状態を有さず、又は、実質的に有さない。したがって、第１のＬＩＤＡＲ入力信号、及び、第２のＬＩＤＡＲ入力信号は、それぞれ、同じ偏光状態（この例では、第１の偏光状態）を有する。同じ偏光状態の光を搬送するにもかかわらず、第１のＬＩＤＡＲ入力信号、及び、第２のＬＩＤＡＲ入力信号は、偏光ビームスプリッタの使用の結果として、異なる偏光状態に関連付けられる。例えば、第１のＬＩＤＡＲ入力信号は、第１の偏光状態で反射される光を搬送し、また、第２のＬＩＤＡＲ入力信号は、第２の偏光状態で反射される光を搬送する。結果として、第１のＬＩＤＡＲ入力信号は、第１の偏光状態に関連付けられ、また、第２のＬＩＤＡＲ入力信号は、第２の偏光状態に関連付けられる。

【0082】

第１のＬＩＤＡＲ入力信号、及び、第２のＬＩＤＡＲ入力信号は、同じ偏光状態の光を搬送するため、第１のＬＩＤＡＲ入力信号からの比較信号は、第２のＬＩＤＡＲ入力信号からの比較信号と同じ偏光状態を有する。その結果、偏光回転子１１８は、第１のＬＩＤＡＲ入力信号からの比較信号、及び、第１の参照信号が、同じ偏光状態を有し、並びに、第２のＬＩＤＡＲ入力信号からの比較信号、及び、第２の参照信号が、同じ偏光状態を有するように、配置される。この結果は、ＬＩＤＡＲシステムのコンポーネントに関する他の配置で達成できる。例えば、システム戻り信号の第２の部分の偏光状態よりも、第２の参照信号の偏光状態を回転させるように、偏光回転子１１８を、配置できる。

【0083】

適切な偏光回転子１１８は、これらに限定されないが、変更保持ファイバの回転、ファラデー回転子、半波長板、ＭＥＭＳベースの偏光回転子、並びに、非対称y－分岐、マッハ・ツェンダ干渉計、及び、マルチモード干渉カプラを用いる統合光偏光回転子を含む。

【0084】

出射ＬＩＤＡＲ信号は直線偏光であるため、第１の参照信号は、第２の参照信号と同じ直線偏光状態を有することができる。
また、第１の参照信号、第２の参照信号、比較信号、及び、第２の比較信号が、それぞれ、同じ偏光状態を有するように、ＬＩＤＡＲアダプタのコンポーネントを、選択できる。図４の内容で開示される例では、第１の比較信号、第２の比較信号、第１の参照信号、及び、第２の参照信号は、それぞれ、第１の偏光状態の光を有することができる。

【0085】

図４のＬＩＤＡＲアダプタは、受動光学部品を有する追加の光学コンポーネントを有することができる。例えば、ＬＩＤＡＲアダプタは、任意の第３のレンズ１２６のようなビーム整形コンポーネントを有することができる。第３のレンズ１２６を、所望の位置で第２のＬＩＤＡＲ出力信号を結合するように、構成できる。場合によって、第３のレンズ１２６は、所望の位置で、第２のＬＩＤＡＲ出力信号を焦点に合わせ、又は、コリメートする。例えば、第２の比較導波路３６のファセット３８で第２のＬＩＤＡＲ出力信号を焦点に合わせ、又は、コリメートするように、第３のレンズ１２６を、構成できる。ＬＩＤＡＲアダプタは、また、ミラー、及び、プリズムのような１つ以上の方向変更コンポーネント１２４を有する。図４は、サーキュレータ１００からの第２の戻り信号を、第２の比較導波路３６のファセット３８に、及び／又は、第３のレンズ１２６に、リダイレクトする方向変更コンポーネントとしてのミラー１２４を有するＬＩＤＡＲアダプタを示している。

【0086】

ＬＩＤＡＲチップは、１つ以上の光信号の光路を制約する１つ以上の導波路を有する。ＬＩＤＡＲアダプタは、導波路を有することができる一方、 ＬＩＤＡＲアダプタのコンポーネントの間、及び／又は、ＬＩＤＡＲチップとＬＩＤＡＲアダプタのコンポーネントとの間で信号が移動する光路は、自由空間にできる。例えば、信号は、ＬＩＤＡＲアダプタの異なるコンポーネントの間、及び／又は、ＬＩＤＡＲアダプタのコンポーネントとＬＩＤＡＲチップとの間を移動する時に、ＬＩＤＡＲチップ、ＬＩＤＡＲアダプタ、及び／又は、ベース１０２が配置される大気を通って移動できる。結果として、ＬＩＤＡＲアダプタのコンポーネントは、ベース１０２に取り付けられる分離した光学コンポーネントにできる。いくつかの例では、ＬＩＤＡＲアダプタは、導波路を除外する。さらに、又は、あるいは、ＬＩＤＡＲアダプタの少なくとも１対のコンポーネントの間を移動する光信号が、自由空間領域がどの方向にも光信号を閉じ込めない、少なくとも０．１mm、５mm、又は、１０mmの距離の自由空間領域を通って移動するように、ＬＩＤＡＲアダプタの光学コンポーネントを、配置できる。さらに、又は、あるいは、ＬＩＤＡＲチップの光学コンポーネントは、ＬＩＤＡＲチップの光学コンポーネントの間を移動する光信号が自由空間を通って移動しないように、又は、ＬＩＤＡＲチップのコンポーネントの間を移動する光信号が、自由空間領域がどの方向にも光信号を閉じ込めない、１ミクロン、又は、１００ミクロンより大きい距離の自由空間領域を通って移動しないように、ＬＩＤＡＲアダプタの光学コンポーネントを、配置できる。

【0087】

ＬＩＤＡＲアダプタのための適切なベース１０２は、これらに限定されないが、基板、プラットフォーム、及び、プレートを含む。好適な基板は、これらに限定されないが、ガラス、シリコン、及び、セラミックスを含む．いくつかの例では、ベースは、単層の材料からなる。これらのコンポーネントは、基板に取り付けられる分離したコンポーネントにできる。分離したコンポーネントをベース１０２に取り付けるための好適な技術は、これらに限定されないが、エポキシ、はんだ、及び、機械的クランプを含む。一例では、１つ以上のコンポーネントは、統合コンポーネントであり、また、残りのコンポーネントは、分離コンポーネントである。別の例では、ＬＩＤＡＲアダプタは、１つ以上の集積増幅器を有し、また、残りのコンポーネントは、分離コンポーネントである。

【0088】

ＬＩＤＡＲシステムが、ＬＩＤＡＲチップ、及び、ＬＩＤＡＲアダプタを有する場合、ＬＩＤＡＲチップ、電子装置、及び、ＬＩＤＡＲアダプタを、ＬＩＤＡＲチップ、ＬＩＤＡＲアダプタ、及び、全て、又は、一部の電子装置が、共通のマウント１２８に配置されるＬＩＤＡＲアセンブリに含めることができる。好適な共通マウント１２８は、これらに限定されないが、ガラス板、金属板、シリコン板、及び、セラミック板を含む。一例として、図５は、共通のマウント１２８に、図１のＬＩＤＡＲチップ、及び、電子装置６２、並びに、図３のＬＩＤＡＲアダプタを有するＬＩＤＡＲシステムの平面図である。他の例として、図６は、共通のマウント１２８に、図２のＬＩＤＡＲチップ、及び、電子装置６２、並びに、図４のＬＩＤＡＲアダプタを有するＬＩＤＡＲシステムの平面図である。

【0089】

図５、及び、図６は、共通マウント１２８に配置される電子装置６２を示しているが、全部、又は、一部の電子装置を、共通マウント１２８から外して配置できる。光システム１０がＬＩＤＡＲチップから外れて配置されている場合、光システムは、共通マウント１２８の上に、又は、共通マウント１２８から外して配置できる。ＬＩＤＡＲチップ、電子装置、及び／又は、ＬＩＤＡＲアダプタを共通のマウント１２８に取り付けるために好適なアプローチは、これらに限定されないが、エポキシ、はんだ、及び、機械的クランプを含む。

【0090】

図５、及び、図６のＬＩＤＡＲシステムは、共通マウント１２８から少なくとも部分的に外れて配置される１つ以上のシステムコンポーネントを有することができる。好適なシステムコンポーネントの例は、これらに限定されないが、光リンク、ビーム整形コンポーネント、偏光状態回転子、ビーム操舵コンポーネント、光スプリッタ、光増幅器、及び、光減衰器を有する。例えば、図５、及び、図６のＬＩＤＡＲシステムは、アダプタからアセンブリ出力信号を受信し、及び、整形された信号を出力する１つ以上のビーム整形コンポーネント１３０を有することができる。１つ以上のビーム整形コンポーネント１３０を、所望の形状を有する整形された信号を提供するように、構成できる。例えば、１つ以上のビーム整形コンポーネント１３０を、焦点合わせされ、分岐し、コリメートされた整形された信号を出力するように、構成できる。図５、及び、図６において、１つ以上のビーム整形コンポーネント１３０は、コリメートされた整形信号を出力するように構成されるレンズである。

【0091】

図５及び図６のＬＩＤＡＲシステムは、任意で、１つ以上のビーム整形コンポーネント１３０から整形された信号を受信し、及び、システム出力信号を出力する１つ以上のビーム操舵コンポーネント１３４を有することができる。例えば、図５、及び、図６は、ビーム整形コンポーネント１３０から整形された信号を受信するビーム操舵コンポーネント１３４を示している。電子装置は、１つ以上のビーム操舵コンポーネント１３４を動作させて、システム出力信号を異なるサンプル領域１３５に操舵できる。サンプル領域は、ＬＩＤＡＲシステムが信頼できるＬＩＤＡＲデータを提供するように構成される最大距離までＬＩＤＡＲシステムから離れて延伸できる。サンプル領域、互いに繋ぎ合わせて、視野を画定できる。例えば、ＬＩＤＡＲシステムのための視野は、サンプル領域の組み合わせによって占有される空間、を有し、又は、から構成される。

【0092】

好適なビーム操舵コンポーネントは、これらに限定されないが、可動ミラー、ＭＥＭＳミラー、光フェーズドアレイ（ＯＰＡ）、光学格子、作動光学格子、及び、ＬＩＤＡＲチップ、ＬＩＤＡＲアダプタ、及び／又は、共通マウント１２８を移動するアクチュエータを有する。

【0093】

システム出力信号がＬＩＤＡＲシステム、及び、ＬＩＤＡＲの外側に配置される物体１３６によって反射されるとき、反射光の少なくとも一部は、システム戻り信号としてＬＩＤＡＲシステムに戻る。ＬＩＤＡＲシステムが１つ以上のビーム操舵コンポーネント１３４を有する場合、１つ以上のビーム操舵コンポーネント１３４は、オブジェクト１３６からのシステム戻り信号の少なくとも一部を受信できる。１つ以上のビーム整形コンポーネント１３０は、物体１３６からの、又は、１つ以上のビーム操舵コンポーネント１３４からのシステム戻り信号の少なくとも一部を受信でき、及び、アダプタによって受信されるアセンブリ戻り信号を出力できる。

【0094】

図５、及び、図６のＬＩＤＡＲシステムは、アダプタから、ＬＩＤＡＲチップから、及び／又は、共通マウントの１つ以上のコンポーネントから、１つ以上のシステムコンポーネントに、光信号を搬送する任意の光学リンク１３８を有している。例えば、図５、及び、図６のＬＩＤＡＲシステムは、アセンブリ出力信号をビーム整形コンポーネント１３０に搬送するように構成される光ファイバを有している。光リンク１３８の使用によって、システム出力信号のソースをＬＩＤＡＲチップから遠隔に配置できるようになる。図示の光リンク１３８は、光ファイバであるが、他の光リンク１３８を用いることができる。他の好適な光学リンク１３８は、これらに限定されないが、自由空間光リンク、及び、導波路を含む。ＬＩＤＡＲシステムが光リンクを除外する場合、１つ以上のビーム整形コンポーネント１３０は、アダプタから直接的にアセンブリ出力信号を受信できる。

【0095】

図７Ａから図７Ｂは、前述のＬＩＤＡＲシステムにおける処理ユニット２１、及び／又は、処理ユニット４０としての使用に適した処理ユニット１３８の一例を示す。処理ユニット１３８は、比較導波路１５０からの比較信号寄与、及び、参照導波路１５２からの参照信号寄与を受信する。図７Ａの比較導波路１５０は、図１の比較導波路１９を表すことができる一方、図７Ａの参照導波路１５２は、図１の参照導波路２４である。あるいは、図７Ａの比較導波路１５０は、図２の比較導波路１９を表すことができる一方、図７Ａの参照導波路１５２は、図２の参照導波路２４である。これにより、処理部１３８は、比較信号寄与としとして第１の比較信号を、及び、参照信号寄与として第１の参照信号を受信できる。あるいは、図７Ａの比較導波路１５０は、図２の第２の比較導波路３６を表すことができる一方、図７Ａの参照導波路１５２は、図２の第２の参照導波路４４を表す。これにより、処理部１３８は、比較信号寄与として第２比較信号を、及び、参照信号寄与として第２参照信号を受信する。

【0096】

比較導波路１５０は、比較信号寄与を光合成コンポーネント１５４に搬送する。参照導波路１５２は、参照信号寄与を光合成コンポーネント１５４に搬送する。光合成コンポーネント１５４は、比較信号寄与、及び、参照信号寄与を合成信号に合成する。第１のＬＩＤＡＲ入力信号、及び、第１の参照信号からの比較信号は、同じ偏光状態を有している。さらに、図６に示されるように、ＬＩＤＡＲアセンブリが、第２のＬＩＤＡＲ入力信号を処理する場合、第２のＬＩＤＡＲ入力信号、及び、第２の基準信号からの比較信号は、同じ偏光状態を有する。その結果、光合成コンポーネント１５４によって合成される比較信号寄与、及び、参照信号寄与は、同じ偏光状態となる。比較信号寄与と参照信号寄与との間の周波数の差に起因して、合成信号は、比較信号寄与と参照信号寄与との間でうなっている。例えば、合成信号は、第１の偏光状態の第１の参照信号、及び、第１の比較信号の合成から生じることができ、及び、第２の偏光状態の光を除外、又は、実質的に除外することができ、若しくは、合成信号は、第２の偏光状態の第１の参照信号、及び、第１の比較信号の合成から生じ、及び、第１の偏光状態の光を除外、又は、実質的に除外する。

【0097】

光合成コンポーネント１５４は、また、結果として生じる合成信号を第１の検知器導波路１５６、及び、第２の検知器導波路１５８に分割する。第１の補助検知導波路１５６は、合成信号の第１の部分を、合成信号の第１の部分を第１の電気信号に変換する第１の光センサ１６０に搬送する。第２の検知導波路１５８は、合成信号の第２の部分を、合成信号の第２の部分を第２の電気信号に変換する第２の光センサ１６２に搬送する。好適な光センサの例は、ゲルマニウム・フォトダイオード（ＰＤ）、及び、アバランチ・フォトダイオード（ＡＰＤ）を含む。

【0098】

場合によっては、光合成コンポーネント１５４は、合成信号の第１の部分に含まれる比較信号寄与が、合成信号の第２の部分における比較信号に対して１８０°ずれた位相となるが、合成信号の第２の部分における参照信号寄与が、合成信号の第１の部分における参照信号寄与と同相となるように、合成信号を分割する。あるいは、光合成コンポーネント１５４は、合成信号の第１の部分における参照信号寄与が、合成信号の第２の部分における参照信号に対して１８０°ずれた位相となるが、合成信号の第１の部分における比較信号寄与が、合成信号の第２の部分における比較信号の部分と同相となるように、合成信号を分割する。好適な光センサの例は、ゲルマニウム・フォトダイオード（ＰＤ）、及び、アバランチ・フォトダイオード（ＡＰＤ）を含む。

【0099】

図７Ｂは、処理ユニット１３８の電子装置と光センサとの間の関係の概略を提供する。フォトダイオード用のシンボルを、第１の光センサ１６０、及び、第２の光センサ１６２を表すために用いるが、これらのセンサの１つ以上は、他の構成を有してもよい。いくつかの例では、図７Ｂの概略図に示される全てのコンポーネントは、ＬＩＤＡＲチップに含まれる。いくつかの例では、図７Ｂの概略図に示されるコンポーネントは、ＬＩＤＡＲチップとＬＩＤＡＲチップから外れた電子装置との間に分配される。

【0100】

電子装置６２は、平衡検出器１６４として、第１光センサ１６０、及び、第２光センサ１６２を接続できる。例えば、電子装置は、図７Ｂに示すように、第１の光センサ１６０を、第２の光センサ１６２と直列に接続できる。第１光センサ１６０と第２光センサ１６２との間の直列接続は、データ信号として、平衡検出器からの出力を搬送する。データ信号を、センサ出力線１６６に搬送でき、また、データ信号は、複合信号の電気的表現として機能できる。

【0101】

電子装置６２は、データ信号に対して数学的変換を実行するように構成される変換機構１６８を有している。変換機構１６８は、センサ出力線１６６からデータ信号を受信するアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）１７０を有している。アナログ－デジタル変換器（ＡＤｃ）１７０は、データ信号をアナログ形式からデジタル形式に変換し、そして、デジタルデータ信号を出力する。デジタルデータ信号は、データ信号のデジタル表現である。

【0102】

変換機構１６８は、デジタルデータ信号を受信するように構成される数学的操作コンポーネント１７２を有している。数学的操作コンポーネント１７２は、受信されたデジタルデータ信号に対して数学的操作を実行するように構成される。好適な数学的操作の例は、これらに限定されないが、フーリエ変換のような数学的変換を含む。一例では、数学的操作コンポーネント１７２は、時間領域から周波数領域に変換するように、デジタル信号に対してフーリエ変換を実行する。数学的変換は、実高速フーリエ変換（ＦＦＴ）などの実変換にできる。実高速フーリエ変換（ＦＦＴ）は、周波数の関数として大きさを示す出力を提供できる。結果として、高速フーリエ変換の出力におけるピークは、うなり信号のうなり周波数に対する正しい解を生じ、及び／又は、示すことができる。数学的操作コンポーネント１７２は、ファームウェア、ハードウェア、又は、ソフトウェア、若しくは、それらの組み合わせを用いて、帰属される機能を実行できる。

【0103】

電子装置は、変換コンポーネント１６８から出力を受信するＬＩＤＡＲデータ生成器１７４を有する。ＬＩＤＡＲデータ生成器１７４は、変換コンポーネント１６８の出力にピーク検知を実行し、変換コンポーネント１６８の出力の周波数におけるピークを識別できる。ＬＩＤＡＲデータ生成器１７４は、特定されたピークの周波数を、それぞれが、全ての、又は、一部の参照信号に対してうなっている全ての、又は、一部の比較信号から生じるうなり信号のうなり周波数として取り扱う。ＬＩＤＡＲデータ生成器１７４は、特定されたうなり周波数を、ＬＩＤＡＲ出力信号、及び／又は、システム出力信号の周波数パターンと組み合わせて用い、ＬＩＤＡＲデータを生成することができる。

【0104】

図７Ｂに示すように、データ信号を搬送するセンサ出力線１６６は、任意で、増幅器１７６を有することができる。好適な増幅器１７６は、これに限定されないが、トランスインピーダンス・アンプ（ＴＩＡ）を含む。

【0105】

図７Ｃは、λＡでラベル付けされた実線を有し、また、ＬＩＤＡＲ出力信号、及び、それに応じたシステム出力信号に関する好適な周波数パターンの一例を示している。したがって、実線は、参照信号の周波数パターンも表す。図７Ｃは、周期ｊ、及び、周期ｊ＋１でラベル付けされた２つの周期のシーケンスにわたる周波数対時間パターンを示している。いくつかの例では、周波数対時間パターンは、図７Ｃに示されるように、各周期において繰り返される。図示された周期は、再配置期間を含まず、及び／又は、再配置期間は、周期の間に再配置されない。結果として、図７Ｃは、視野の複数の異なるサンプル領域へのシステム出力信号の連続スキャンの結果を示している。

【0106】

各周期は、それぞれ、期間インデックスｋに関連付けられ、また、ＤＰ_ｋでラベル付けられるｋ個のデータ期間を有している。図７Ｃの例では、各周期は、（ｋ=１、及び、２の）２つのデータ期間を有している。場合によっては、周波数対時間パターンは、図７Ｃに示されるように、異なる周期で互いに対応するデータ期間と同じである。対応するデータ期間は、同じ周期インデックスのデータ期間である。結果として、各データ期間ＤＰ_１を、同じチャネルインデックス（ｉ）に関する対応するデータ期間とみなすことができ、また、関連付けられる周波数対時間パターンは、図７Ｃにおいて同じである。周期の終わりで、電子装置は、前の周期を開始した同じ周波数レベルに、周波数を戻す。

【0107】

各データ期間の間、システム出力信号の周波数は、一定の割合で、変化する。その割合は、ゼロにできるが、各周期におけるデータ期間の少なくとも一部は、ゼロでない割合で変化するシステム出力信号を有する。周波数変化の方向、及び／又は、割合は、同じ周期からのデータ期間の変化で変化する。例えば、データ期間ＤＰ_１、及び、データ期間ＤＰ２の間、電子装置は、システム出力信号の周波数が、１次割合αで変化するように、光システムを操作する。データ期間ＤＰ_１の間の周波数変化の方向は、データ期間ＤP ２の間の周波数変化の方向と反対である。

【0108】

同じサイクルの２つ以上の異なるデータ期間からのうなり周波数（ｆ_ＬＤＰ）を結合し、ＬＩＤＡＲデータを生成できる。例えば、図７ＣのＤＰ_１から決定されるうなり周波数を、図７ＣのＤＰ₂から決定されるうなり周波数と結合し、サンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータを決定できる。一例として、電子装置が、図７Ｃのデータ期間ＤＰ_１に見られるような、データ期間中に出射ＬＩＤＡＲ信号の周波数を増加させるデータ期間中に、以下の式が適用される。ｆ_ｕｂ＝－ｆ_ｄ＋ατ、ここで、ｆ_ｕｂは、数学的処理コンポーネント１７２の出力から決定されるうなり周波であり、ｆ_ｄは、ドップラーシフト（ｆ_ｄ＝２νｆ_ｃ／ｃ）を表し、ここで、ｆ_ｃは光周波数（ｆ_０）を表し、ｃは光の速度を表し、νは反射物体とＬＩＤＡＲシステムとの間の半径速度を表し、νは反射物体とＬＩＤＡＲシステムとの間の半径速度であり、ここで、反射物体からＬＩＤＡＲシステムに向かう方向を、正の方向と仮定し、及び、ｃは光の速度である。電子回路部が、図７Ｃのデータ期間ＤＰ_２に見られるような、出射ＬＩＤＡＲ信号の周波数を減少させるデータ期間中に、以下の式が適用される。ｆ_ｄｂ＝－ｆ_ｄ－ατ、ここで、ｆ_ｄｂは、数学的処理コンポーネント１７２の出力から決定される周波である。これらの2つの式において、ｆ_ｄ、及び、τは未知数である。電子装置は、２つの未知数に関するこれら2つの方程式を解く。そして、サンプル領域に関する半径速度を、ドップラシフト（ν＝ｃ×ｆ_ｄ／（２ｆ_ｃ））から、決定でき、及び／又は、サンプル領域に関する分離距離を、ｃ×ｆ_ｄ／２から、決定できる。変換によって出力される対応する各周波数対に関して、ＬＩＤＡＲデータを、生成できるので、サンプル領域の各物体に関する別々のＬＩＤＡＲデータを、生成できる。したがって、電子装置は、視野の単一のサンプル領域の単一のサンプリングから、１つ以上の半径方向速度、及び／又は、１つ以上の半径方向分離距離を決定することができる。

【0109】

図７Ｃに示される周波数対時間パターンは、λ_Ｂでラベル付けられる点線も有している。それぞれ、異なる波長（λ_Ａ、λ_Ｂ、λ_Ｃ、・・・）で、それぞれ、異なるチャネルを搬送できる複数の異なる光システム信号を出力するように、光システム１０を、構成できる。λ_Ｂでラベル付けられる点線で示されるように、電子装置は、各光システム信号に、図７Ｃにしたがう周波数対時間パターンを提供するように、光システム１０を作動できる。

【0110】

図６のＬＩＤＡＲシステムは、ＬＩＤＡＲ信号の一部を受信できる第２の処理ユニット４０を有している。例えば、 物体によるシステム出力信号の反射は、システム戻り信号の全ての部分の偏光角を変化させることがある。したがって、ＬＩＤＡＲ信号は、反射物体から離れる異なる偏光状態の光を搬送できる 例えば、ＬＩＤＡＲ信号の第１の部分、及び、ＬＩＤＡＲ信号の第２の部分は、異なる偏光状態の光を有することができる。結果として、偏光スプリッタ１１６は、ＬＩＤＡＲ信号を、ＬＩＤＡＲ信号の第１の部分、及び、ＬＩＤＡＲ信号の第１の部分に分割できる。ＬＩＤＡＲ信号の第１の部分は、第１の処理ユニット２１に方向づけられ、及び、ＬＩＤＡＲ信号の第２の部分は、第２の処理ユニット４０に方向づけられる。

【0111】

第１の処理ユニット２１によって受信されるＬＩＤＡＲ信号の一部は、第１の比較信号として機能でき、また、第２の処理ユニット４０によって受信されるＬＩＤＡＲ信号の一部は、第２の比較信号として機能できる。電子装置６２は、第２の処理ユニット４０からの出力を用いて、ＬＩＤＡＲデータを生成できる。結果として、電子装置は、第１の処理ユニット２１の出力から生ずる第１のＬＩＤＡＲデータ、及び、第２の処理ユニット４０の出力から生ずる第２のＬＩＤＡＲデータを生成できる。結果として、図６ＬＩＤＡＲシステム構成は、複数の異なる合成信号（すなわち、第１の処理ユニット２１からの第１の合成信号、及び、第２の処理ユニット４０からの第２の合成信号）から生成される視野の単一のサンプル領域のためのＬＩＤＡＲデータをもたらすことができる。

【0112】

いくつかの例では、サンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータを決定することは、異なる合成信号（すなわち、合成信号、及び、第２の合成信号）から生ずるＬＩＤＡＲデータを合成する電子装置を有する。ＬＩＤＡＲデータを合成することは、異なる複合信号から生成されたＬＩＤＡＲデータの平均、中央値、又は、モードをとることを有することができる。例えば、電子装置は、合成信号から決定されるＬＩＤＡＲシステムと反射物体との間の距離と、第２の合成信号から決定される距離との平均をとることができ、及び／又は、電子装置は、合成信号から決定されるＬＩＤＡＲシステムと反射物体との間の半径方向速度と、第２の合成信号から決定される半径方向速度との平均をとることができる。

【0113】

いくつかの例では、サンプル領域のためのＬＩＤＡＲデータを決定することは、最も現実を表すＬＩＤＡＲデータ（代表ＬＩＤＡＲデータ）のソースとして、１つ以上の合成信号（すなわち、合成信号、及び／又は、第２の合成信号）を識別する電子装置を有している。次いで、電子装置は、追加の処理に用いられる代表ＬＩＤＡＲデータとして、識別された合成信号からのＬＩＤＡＲデータを用いることができる。例えば、電子装置は、代表ＬＩＤＡＲデータを有するとして、より大きい振幅を有する信号（合成信号、又は、第２の合成信号）を識別でき、また、ＬＩＤＡＲシステムによってさらに処理するために、識別された信号からのＬＩＤＡＲデータを用いることができる。いくつかの例では、電子装置は、代表ＬＩＤＡＲデータを有する合成信号を識別することを、異なるＬＩＤＡＲ信号からのＬＩＤＡＲデータを合成することに、合成する。例えば、電子装置は、代表ＬＩＤＡＲデータを有するとして、振幅閾値を超える振幅で各合成信号を識別でき、そして、代表ＬＩＤＡＲデータを有するとして、２つ以上の合成信号が識別される場合、電子装置は、各識別された合成信号からのＬＩＤＡＲデータを合成できる。代表ＬＩＤＡＲデータを有するとして、１つの合成信号が識別される場合、電子装置は、代表ＬＩＤＡＲデータとして、その合成信号からのＬＩＤＡＲデータを用いることができる。代表ＬＩＤＡＲデータを有するとして、いずれの合成信号も識別されない場合、電子装置は、これらの合成信号に関連付けられるサンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータを破棄できる。

【0114】

図８Ａから図８Ｃは、前述のＬＩＤＡＲシステムと共に用いるのに好適な複数の異なる光システム構成を示している。光システム１０は、光源２００、及び、第１の光アイソレータ２０２を有することができる。光システムは、また、光源２００の動作を制御するための制御コンポーネント２０４を有することができる。例えば、電子装置は、フィードバック制御ループにおいて、制御コンポーネント２０４からの出力を用い、光源２００から出力されるソース信号のプロセス変数を制御できる。好適なプロセス変数の例は、制御される光信号の周波数、及び／又は、制御される光信号の位相を含む。

【0115】

図８Ａに示すように、第１の光アイソレータ２０２を、光源２００と制御コンポーネント２０４との間の光学的経路上に配置できる。結果として、第１の光アイソレータ２０２は、光源２００によって出力されるソース信号から光を受信し、また、通過させるように構成される。電子装置は、制御コンポーネント２０４が第１の光アイソレータ２０２から受信した光を用い、光源２００を制御するように、制御コンポーネント２０４を操作でき、及び、予備光システム信号を出力できる。予備光システム信号は、ユーティリティ導波路１１の光システム信号として機能できる。

【0116】

光システム１０の構成要素は、他の構成を有することができる。例えば、制御コンポーネント２０４を、図８Ｂに示すように、光源２００と第１の光アイソレータ２０２との間の光学的経路上に配置できる。この例では、制御コンポーネント２０４は、ソース信号から光を受信し、そして、第２のソース信号を出力できる。第１の光アイソレータ２０２は、制御コンポーネント２０４から第２のソース信号を受信し、そして、予備光システム信号を出力できる。予備光システム信号は、ユーティリティ導波路１１の光システム信号として機能できる。

【0117】

第１の光アイソレータ２０２は、複数の光アイソレータのうちの１つであってもよい。例えば、図８Ｃは、光源２００と制御コンポーネント２０４との間の光学的経路に配置された第１の光アイソレータ２０２、及び、第２の光アイソレータ２０６を示している。第１の光アイソレータ２０２は、ソース信号から光を受信し、及び、通過するように構成されている。第２の光アイソレータ２０６は、第１の光アイソレータ２０２からの光を受信し、及び、伝送するように構成されている。

【0118】

図８Ａから図８Ｃには示されていないが、光システムは、光源、１つ以上のアイソレータ、及び、制御コンポーネント１０４に加える構成要素を有することができる。例えば、光システムは、１つ以上のミラー、回折格子、固体スキャナのようなビーム操舵コンポーネントを有することができ、及び／又は、１つ以上のレンズのようなビーム整形コンポーネントを有することができる。

【0119】

いくつかの例では、図１または図２に従って構成されるＬＩＤＡＲチップは、アイソレータアダプタと共に用いられる。いくつかの例では、アイソレータアダプタは、物理的、光学的に、アイソレータアダプタを通ってＬＩＤＡＲチップから延伸し、そして、ＬＩＤＡＲチップに戻る光学的経路に沿うことができる。加えて、アイソレータアダプタを、光が光学的経路に沿って一方向にのみ伝送されるように、光源からの信号からの光で動作するように構成できる。例えば、アイソレータアダプタは、光源からの光が、光源から１つ以上のアイソレータに向かってのみ移動するが、１つ以上のアイソレータから光源に向かって移動しないように構成できる。

【0120】

図９Ａは、アイソレータアダプタと共に用いられるＬＩＤＡＲチップを有するＬＩＤＡＲシステムの一部を示している。ＬＩＤＡＲシステムは、図８Ｃに従って構成される光システムを有している。光システムは、ＬＩＤＡＲチップに含まれ、及び／又は、ＬＩＤＡＲチップと統合される光源２００、及び、制御コンポーネント２０４を有している。アイソレータアダプタは、ベースに配置される１つ以上の構成要素を有している。例えば、光システムは、ＬＩＤＡＲチップに代わって、ベースに配置される少なくとも１つの光アイソレータを有している。例えば、 図９Ａのアイソレータアダプタは、ベース２０８に配置される第１の光アイソレータ２０２、及び、第２の光アイソレータ２０６を有している。

【0121】

図９ＡのＬＩＤＡＲシステムにおける光システムは、光源２００、１つ以上のアイソレータ、及び、制御コンポーネント１０４に加えて、光学コンポーネントを有している。例えば、光システムは、アイソレータアダプタのベース２０８に配置され、及び、ビーム操舵コンポーネントとして機能する１つ以上のミラー２１２を有している。光システム１０は、また、アイソレータアダプタのベースに配置され、及び、ビーム整形コンポーネントとして機能する１つ以上のレンズ２１４を有している。レンズは、それぞれ、レンズに受信される光信号のコリメートを提供するように構成されている。

【0122】

ＬＩＤＡＲシステムの作動の間、光源２００は、ソース信号を出力する。ソース信号は、ソース導波路２１６で受信されるソース導波路は、ソース信号を、ソース信号が通って、ＬＩＤＡＲチップから出ることができるポート２１８に搬送する。例えば、ソース導波路は、ポート２１８として機能するファセットで終端でき、及び、ソース信号は、ファセットを通ってＬＩＤＡＲチップから出ることができる。ＬＩＤＡＲチップから出るソース信号の一部は、アイソレータアダプタの１つ以上の構成要素によって受信される。例えば、ソース信号からの光は、レンズ１４の１つを通過し、そして、第１の光アイソレータ２０２で受信され、そこで、アダプタ信号として機能できる。第１の光アイソレータ２０２は、アダプタ信号を通過し、そして、通過したアダプタ信号をアイソレータ出力信号として出力できる。第１の光アイソレータ２０２から出力されるアイソレータ出力信号は、レンズ２１４のうちの１つを通過し、そして、第２の光アイソレータ２０６に向かって、アイソレータ出力信号からの光を方向付ける他の１つのミラー２１２に向かって、アイソレータ出力信号を方向付けるミラー２１２によって受信される。アイソレータ出力信号からの光は、第２の光アイソレータ２０６で受信され、そこで、第２のアダプタ信号として機能できる。第２の光アイソレータ２０６は、第２のアダプタ信号を通過し、そして、通過した第２アダプタ信号を第２のアイソレータ出力信号として出力できる。第２のアイソレータ出力信号からの光は、レンズ２１４のうちの１つを通過し、そして、アダプタ出力信号としてアイソレータアダプタを出る。

【0123】

ＬＩＤＡＲチップは、アダプタ出力信号を受信できる。例えば、ＬＩＤＡＲチップは、アイソレータアダプタから出る第２のアイソレータ出力信号の一部を受信できる。一例として、ＬＩＤＡＲチップは、アイソレータアダプタからの第２のアイソレータ出力信号の少なくとも一部を受信するＬＩＤＡＲチップ導波路２１５を有することができる。ＬＩＤＡＲチップ導波路２１５は、第２のアイソレータ出力信号からの光を制御コンポーネント２０４に搬送できる。制御コンポーネント２０４は、アイソレータアダプタから受信される第２のアイソレータ出力信号で動作し、そして、ユーティリティ導波路１１に補助光システム信号を出力できる。補助光システム信号は、光システム信号として機能できる。電子装置は、制御コンポーネント２０４が第２のアイソレータ出力信号から、したがって、光源から、受信する光を用いて、光源２００、及び／又は、システム出力信号の光学特性を制御するように、制御コンポーネント２０４を操作できる。

【0124】

第１の光アイソレータ２０２、及び、第２の光アイソレータ２０６は、光を一方向に送信する一方、逆方向に移動する光の送信を止め、又は、止めるように構成されている。例えば、ＬＩＤＡＲチップ、及び／又は、アダプタの１つ以上の構成要素によって、光が光源１００に向かって戻って反射される可能性がある。少なくとも図１、及び、図２の内容に開示された増幅器１６、並びに／若しくは、少なくとも図３、及び、図４の内容に開示された増幅器１１０のような増幅器は、この戻り反射の大きなソースになる可能性がある。これらの増幅器からの戻り反射の量は、ＬＩＤＡＲシステムの性能に影響を与えるのに十分となる可能性がある。１つ以上の光アイソレータは、戻り反射される光が光源に到達することを止め、又は、実質的に止めるように構成でき、したがって、ＬＩＤＡＲシステムが、ＬＩＤＡＲシステムの性能を損なうことなく、増幅の利点を有することを可能にできる。

【0125】

前述したように、ＬＩＤＡＲチップは、１つ以上の光信号の光路を制約する１つ以上の導波路を有している。アイソレータアダプタは、導波路を有することができる一方、アイソレータアダプタの構成要素の間で、及び／又は、ＬＩＤＡＲチップとアイソレータアダプタの構成要素との間で信号が移動する光路は、自由空間にできる。例えば、信号は、アイソレータアダプタの異なる構成要素の間を移動するときに、ＬＩＤＡＲチップ、ＬＩＤＡＲアダプタ、及び／又は、アイソレータアダプタが配置される大気を通って移動できる。結果として、アイソレータアダプタの構成要素は、ベース２０８に取り付けられる分離した光学コンポーネントにできる。

【0126】

場合によっては、アイソレータアダプタは、導波路を除外する。加えて、又は、若しくは、アイソレータアダプタの光学部品を、アイソレータの少なくとも１対の構成要素の間を移動する光信号が、自由空間領域があらゆる方向に光信号を閉じ込めることがない、少なくとも０．１mm、５mm、又は、１０mmの距離の自由空間領域を通って移動するように、配置できる。加えて、又は、若しくは、ＬＩＤＡＲチップの光学部品を、ＬＩＤＡＲチップの光学部品の間を移動する光信号が、自由空間を通って移動しないように、又は、ＬＩＤＡＲチップの光学部品の間を移動する光信号が、自由空間領域があらゆる方向に光信号を閉じ込めることがない、１mm、１０mm、又は、５０mmより大きい距離の自由空間領域を通って移動しないように、配置できる。

【0127】

アイソレータアダプタのための好適なベース１０８は、これらに限定されないが、基板、プラットフォーム、及び、プレートを含む。好適な基板は、これらに限定されないが、ガラス、シリコン、及び、セラミックスを含む。いくつかの例では、ベースは、単層の材料からなる。構成要素は、基板に取り付けられる分離する構成要素にできる。分離する構成要素を基部２０８に取り付けるための好適な技術は、これらに限定されないが、エポキシ、はんだ、及び、機械的クランプを含む。一例では、ベース２０８の１つ以上の構成要素は、統合された構成要素であり、及び、残りの構成要素は、分離する構成要素である。

【0128】

図９ＡのＬＩＤＡＲシステムは、図８Ｃに従って構成される光システムを有するが、第１の光アイソレータ２０２、又は、第２の光アイソレータ２０６を取り除くことによって、光システムを、図８Ａの光システムに変換できる。

【0129】

図９Ｂは、図８Ｂに従って構築されるが、第１の光アイソレータ２０２、及び、第２の光アイソレータ２０６を有する光システムを有するように修正された図９ＡのＬＩＤＡＲシステムを示している。図９ＢのＬＩＤＡＲシステムの作動の間、ソース導波路は、光源２００からのソース信号を制御コンポーネント２０４に搬送する。制御コンポーネント２０４は、光源２００から受信するソース信号で作動し、そして、第２のソース導波路２２０に第２のソース信号を出力する。第２のソース導波路２２０は、第２のソース信号を、ソース信号が通って、ＬＩＤＡＲチップから出ることができる第２のポート２２２に搬送する。例えば、第２のソース導波路２２０は、第２のポート２２２として機能するファセットで終端でき、また、第２のソース信号は、第２のソース導波路２２０のファセットを通ってＬＩＤＡＲチップから出ることができる。電子装置は、制御コンポーネント２０４が第２のソース信号から、また、したがってソース信号から受信する光を用いて、光源２００、及び／又は、システム出力信号の特性を制御するように、制御コンポーネント２０４を作動できる。

【0130】

ＬＩＤＡＲチップから出る第２のソース信号の一部は、アイソレータアダプタの１つ以上の構成要素によって受信される。例えば、第２のソース信号は、レンズ１４の１つを通過し、そして、第１の光アイソレータ２０２で受信され、そこで、アダプタ信号として機能できる。第１の光アイソレータ２０２は、アダプタ信号を通し、そして、アダプタ信号の通過した部分、をアイソレータ出力信号として、出力できる。第１の光アイソレータ２０２から出力されるアイソレータ出力信号は、レンズ２１４の１つを通過し、そして、アイソレータ出力信号からの光を、第２の光アイソレータ２０６に向かって方向付けるミラー２１２の１つに向かってアイソレータ出力信号を方向付けるミラー２１２によって受信される。第２光アイソレータ２０６は、第２アダプタ信号を通し、そして、通した第２アダプタ信号を第２アイソレータ出力信号として出力できる。第２のアイソレータ出力信号からの光は、レンズ２１４の１つを通過し、そして、アダプタ出力信号として、アイソレータアダプタから出る。

【0131】

ＬＩＤＡＲチップは、アダプタ出力信号を受信できる。例えば、ＬＩＤＡＲチップは、アイソレータアダプタから出る第２のアイソレータ出力信号の一部を受信できる。一例として、ＬＩＤＡＲチップのユーティリティ導波路１１は、第２のアイソレータ出力信号から、アイソレータアダプタ光から受信できる。ユーティリティ導波路１１によって受信された第２のアイソレータ出力信号の一部は、ユーティリティ導波路１１の光システム信号として機能できる。

【0132】

図１０Ａは、アイソレータアダプタ、及び、図９Ａの光システムを有するように修正された図５のＬＩＤＡＲシステムを示している。

【0133】

アイソレータアダプタを、ＬＩＤＡＲアダプタと結合できる。例えば、アイソレータアダプタの光学構成要素、及び／又は、分離構成要素を、ＬＩＤＡＲアダプタのベース１０２に配置できる。一例として、図１０Ｂは、アイソレータアダプタの光学構成要素がＬＩＤＡＲアダプタからの構成要素と共にＬＩＤＡＲアダプタのベース１０２に配置されるように修正された図１０ＡのＬＩＤＡＲシステムを示している。結果として、ＬＩＤＡＲアダプタのベース１０２は、アイソレータアダプタのベース２０８として機能できる。

【0134】

図１１は、光源の好適な構成の一例の平面図である。光源２００は、レーザキャビティを有し、又は、それから構成される。光源は、レーザのためのゲインチップ２２４を有し、又は、それから構成される。光源は、ゲインチップ２２４から光信号を受信するキャビティ導波路２２５を有している。ゲインチップ２２４を、凹部２２６に配置でき、その結果、ゲインチップ２２４のファセットは、キャビティ導波路２２５のファセットと光学的に位置合わせさ、ゲインチップ２２４、及び、キャビティ導波路２２５が光信号を交換できることを可能にする。キャビティ導波路２２５は、光信号を部分帰還装置２２８に搬送する。図示される部分帰還装置２２８は、ブラッグ格子のような光学格子である。しかしながら、エチェル回折格子、及び、アレイ導波路格子のような他の部分帰還装置を、用いることができる。

【0135】

部分帰還装置２２８は、戻り信号として、光信号の一部をキャビティ導波路２２５に戻す。例えば、キャビティ導波路２２５は、戻り信号がゲインチップ２２４の利得媒体を通って移動するように、戻り信号をゲインチップ２２４に戻す。ゲインチップ２２４は、戻り信号の少なくとも一部が、キャビティ洞導波路２２５で受信される光信号に付加されるように構成される。例えば、ゲインチップ２２４は、利得媒体から受信される戻り信号を利得媒体に戻って反射する、高度な、完全な、又は、部分的な反射装置２３０を有することができる。その結果、光は、部分帰還装置２２８と反射装置２３０との間で共振し、分布ブラッグ反射器（ＤＢR）レーザキャビティを形成できる。ＤＢRレーザキャビティは、ＤＦＢレーザよりも本質的に狭い線幅、及び、より長いコヒーレンス長を有する外部共振器レーザであり、したがって、チップからのＬＩＤＡＲ出力信号を反射する物体が、チップからさらに離れて配置されるときの性能を改善する。

【0136】

部分帰還装置２２８は、空洞導波路２２５から受信された光信号の一部を、ＬＩＤＡＲチップに含まれるソース導波路２１６に通過する。ソース導波路２１６が部分帰還素子２２８から受信する光信号の一部は、光源２００から出力されるソース信号として機能する。

【0137】

キャビティ導波路２２５は、キャリア注入器２２９を有している。電子装置は、キャリア注入器２２９が自由キャリアをキャビティ導波路２２５に注入するように、キャリア注入器２２９を作動できる。キャビティ導波路２２５の自由キャリアの存在によって、キャビティ導波路２２５の少なくとも一部の屈折率が変化する。屈折率の変化は、キャビティ導波路２２５の光信号の位相の変化につながる。この位相変化は、光源２００から出力されるソース信号の周波数の変化につながる。結果として、電子装置は、光源２００から出力されるソース信号の周波数を調整するように、キャリア注入器２２９を作動できる。
位相チューナ、及び、外部キャビティレーザの構成、及び、作動に関するさらなる詳細は、米国特許出願シリアル番号１７／０２６，２７０、出願日２０２０年９月２０日、発明の名称「位相シフタを有する外部キャビティレーザ」において提供され、また、その全体が本明細書に組み込まれる。

【0138】

図１１に示す光源は、外部キャビティレーザである。しかしながら、光源は、他の構成を有していてもよい。例えば、光源を、分布帰還型レーザ、分布ブラッグ反射器レーザ、離散モードレーザ、及び、外部キャビティレーザからなる群から選択できる。分布帰還レーザ、分布ブラッグ反射器レーザ、離散モードレーザ、及び、外部キャビティレーザは、ＦＭＣＷ ＬＩＤＡＲシステムに望まれる狭い線幅を提供する光源の例である。しかしながら、これらの光源は、他の光源よりも戻り反射に敏感であり、したがって、アイソレータアダプタの存在から最も強く利益を得る。

【0139】

図１２は、アイソレータアダプタの第２の光アイソレータ２０６を第１の光アイソレータ２０２として使用するのに好適なアイソレータ２３２の例を示す。アイソレータ２３２は、アイソレータアダプタのベース２０８に複数の構成要素を有する。例えば、アイソレータ２３２は、第１の構成要素２３４、第２の構成要素２３６、及び、第４の構成要素２３８を有している。構成要素の機能は、所望のアイソレータの種類に応じて変更できる。例えば、アイソレータ２３２が偏光従属アイソレータ（Ａ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｉｓｏｌａｔｏｒ）である場合、第１の構成要素２３４は、入力偏光子にでき、第２の構成要素２３６は、ファラデー回転子にでき、及び、第４の構成要素２３８は、分析器のような出力偏光子にできる。アイソレータ２３２が偏光独立アイソレータである場合、第１の構成要素２３４は、入力複屈折ウェッジにでき、第２の構成要素２３６は、ファラデー回転子にでき、及び、第４の構成要素２３８は、出力複屈折ウェッジにできる。アイソレータ２３２は、任意で、追加の構成要素、又は、３つよりも少ない構成要素を有することができる。アイソレータ２３２がファラデー回転子を有する場合、アイソレータ２３２は、ファラデー回転子に関連付けられる磁石を有することができる。アイソレータ２３２が磁石を有する場合、磁石は、ベース２０８に、又は、ベース２０８から離れて、配置できる。結果として、１つ以上のアイソレータ２３２構成要素を、アイソレータアダプタから離れて配置できる。

【0140】

図１３は、ＬＩＤＡＲシステムと共に用いるのに好適な制御コンポーネント２０４の実施形態を示している。制御コンポーネント２０４を、図９Ａ、図９Ｂの例示的な光システムに示すように、又は、異なる配置で、配置できる。制御コンポーネント２０４は、入力導波路２４０から入力信号を受信する。例えば、光システムが、図９Ａに示されるように構築される場合、図９ＡのＬＩＤＡＲチップ導波路２１５に搬送されるソース信号の一部（第２のアイソレータ出力信号）は、図１３の入力導波路２４０の入力信号として機能できる。光システムが、図９Ｂに示されるように構築されると、図９Ｂのソース導波路２１６に搬送されるソース信号の一部は、図１３の入力導波路２４０の入力信号として機能できる。

【0141】

制御コンポーネント２０４は、出力導波路２４１に、出力信号を出力する。光システムが、図９Ａに示すように構築される場合、出力導波路２４１の出力信号は、ユーティリティ導波路１１に搬送される光システム信号として機能できる。システム出力信号は、光システム信号からの光を有し、又は、それから構成される。光システムが、図９Ｂに示すように構築される場合、出力導波路２４１の出力信号は、第２のソース導波路２２０に搬送される第２のソース信号として機能できる。システム出力信号は、光システム信号からの光を有し、又は、それから構成されるため、システム出力信号は、入力信号からの光を有し、又は、それから構成される。

【0142】

制御コンポーネント２０４は、入力導波路２４０からの入力信号の一部を制御導波路２４４に移動する方向性カプラ２４２を有している。入力信号の合成された部分は、タップ信号として機能する。図１３は、入力信号の一部を制御導波路２４４に移動する方向性カプラ２４２を示しているが、他の信号タップ構成要素を用いて、入力導波路２４０からの制御信号の一部を、制御導波路２４４に移動できる。好適な信号タップ構成要素の例は、これらに限定されないが、Ｙ接合、及び、ＭＭＩを含む。

【0143】

制御導波路２４４は、タップ信号を、タップ信号を分割し、そして、タップ信号の部分の間の位相差を用いて、タップ信号の異なる部分を再合成する干渉計２４６に搬送する。図示される干渉計２４６は、マッハ・ツェンダ干渉計であるが、他の干渉計を用いることができる。

【0144】

干渉計２４６は、干渉計導波路２４８に制御光信号を出力する。干渉計導波路２４８は、制御光信号を電気制御信号として機能する電気信号に変換する制御光センサ２５０に、制御光信号を搬送する。干渉計信号は、入力信号の周波数の関数である強度を有する。例えば、マッハ・ツェンダ干渉計は、正弦波状の制御光信号を出力する。チャープ入力信号の線形性の変化は、制御光信号の周波数の変化をもたらす。したがって、 制御光センサ２５０から出力される電気制御信号は、チャープ入力信号の線形性の関数である。システム出力信号は、入力信号からの光を有し、又は、それから構成されるので、システム出力信号の線形性は、制御光センサ２５０から出力される電気制御信号の関数である。

【0145】

前述したように、電子装置は、ＬＩＤＡＲシステムの作動の間、システム出力信号の周波数を制御する。ＬＩＤＡＲシステムは、複数のＬＩＤＡＲエンジンを有することができ、また、各ＬＩＤＡＲエンジンは、１つ以上のシステム出力信号に含まれる光を出力できるため、ＬＩＤＡＲシステムは、１つ以上のシステム出力信号を出力できる。電子装置は、異なるシステム出力信号の各々によって搬送されるチャネルが、図７Ｃの内容で説明されるような周波数対時間パターンを有するように、光システム１０を作動できる。

【0146】

電子装置は、フィードバック・ループにおいて電気制御信号を用いて、１つ以上のシステム出力信号に所望の周波数対時間パターンを提供できる。前述のように、入力信号、及び、システム出力信号の線形性は、制御光センサ２５０から出力される電気制御信号の周波数を監視することによって制御される。したがって、電子装置６２は、電気制御信号の周波数に応じて、システム出力信号の周波数チャープ率を調整できる。例えば、データ期間の間に１つ以上のシステム出力信号の周波数をチャープする一方、電子装置６２は、電気制御信号の振幅の適切な値の範囲を、時間の関数として、有することができる。データ期間の間の複数の異なる時間で、電子装置６２は、電気制御信号の周波数を、現在の時間に関連付けられる値の範囲と比較できる。システム出力信号の周波数が、電気制御信号周波数に関連付けられた範囲外にあることを、電気制御信号周波数が、示す場合、電子装置６２は、光源２００を作動し、システム出力信号の周波数を変更し、それが関連付けられた範囲内に入るようできる。システム出力信号の周波数が、電気制御信号振幅の関連付けられた範囲にあることを、電気制御信号周波数が、示す場合、電子装置６２は、システム出力信号の周波数を変更しない。ソース信号、したがって、システム出力信号の周波数の調整に好適な方法は、これらに限定されないが、キャリア注入器２２９に印加されるバイアスのレベル調整を含む。

【0147】

電子装置６２は、他のフィードバック制御ループ機構を採用し、１つ以上のシステム出力信号に所望の周波数対時間パターンを提供できる。例えば、他の好適な機構が、米国特許出願シリアル番号１６／８７９８７、発明の名称「ＬＩＤＡＲ出力信号における信号チャープの監視」に開示されており、また、その全体が本明細書に組み込まれる。

【0148】

ＬＩＤＡＲチップのための適切なプラットフォームは、これに限定されないが、シリカ、リン化インジウム、及び、シリコン・オン・インシュレータ・ウェハを含む。図１４は、シリコン・オン・インシュレータ・ウエハから構成されるＬＩＤＡＲチップの一部の断面図である シリコン・オン・インシュレータ（SOI）・ウェハは、基板３１２と光透過媒体３１４との間に埋め込み層３１０を有している。シリコン・オン・インシュレータ・ウェハでは、 埋め込み層３１０は、シリカである一方、基板３１２、及び、光透過媒体３１４は、シリコンである。SOIウェハのような光学プラットフォームの基板３１２は、ＬＩＤＡＲチップ全体のベースとして機能できる。例えば、上記のＬＩＤＡＲチップに示される光学部品を、基板３１２の上に、上方に、及び／又は、側方に、配置できる。

【0149】

図１４は、シリコン・オン・インシュレータ・ウェハから構成されるＬＩＤＡＲチップでの使用に好適な導波管構造を有するＬＩＤＡＲチップの一部の断面図である。光伝送媒体のリッジ３１６は、光伝送媒体のスラブ領域３１８から離れるように延伸する。光信号は、リッジ３１６の頂部と埋め込み酸化物層３１０との間に拘束される。

【0150】

リッジ導波路の寸法は、図１４においてラベル付けされている。例えば、リッジは、ｗでラベル付けられる幅、及び、Ｈでラベル付けられる高さを有している。スラブ領域の厚さは、Tでラベル付けられる。ＬＩＤＡＲ用途では、他の用途で用いられるよりもより高いレベルの光パワーを用いる必要があるため、これらの寸法は、他の寸法よりも重要である可能性がある。リッジ幅（wでラベル付けられる）は、１μmより大きく、及び、４μmより小さく、リッジ高さ（Ｈでラベル付けられる）は、１μｍより大きく、及び、４μmより小さく、スラブ領域の厚さは、０.１μmより大きく、及び、３μmより小さい。これらの寸法は、導波路の直線、又は、実質的に直線の部分、導波路の湾曲の部分、及び、導波路のテーパの部分に適用できる。したがって、導波路のこれらの部分は、シングルモードとなる。しかしながら、場合によっては、これらの寸法は、導波路の直線、又は、実質的に直線の部分に適用する。加えて、又は、若しくは、導波路の湾曲部での光損失を低減するために、導波路の湾曲の部分は、薄くされたスラブ厚さを有することができる。例えば、導波路の湾曲の部分は、０.０μm以上であり、及び、０.５μmより小さい厚さでスラブ領域から離れるように延伸するリッジを有することができる。前述の寸法は、一般に、導波路の直線、又は、実質的に直線の部分にシングルモード構造を提供する一方、それらは、マルチモードであるテーパの部分、及び／又は、湾曲も部分をもたらすことができる。シングルモード・ジオメトリとマルチモード・ジオメトリとの間を、より高次モードを実質的に励起しないテーパを用いて、結合できる。これにより、導波路に搬送される信号を、マルチモード寸法を有する導波路の部分で搬送する場合でも、シングルモードで搬送するように、導波路を、構成できる。図１４の内容で開示される導波路構造は、前述のＬＩＤＡＲチップの導波路の全部、又は、一部に好適である。

【0151】

ＬＩＤＡＲチップの導波路とインターフェイス接続される光センサは、チップから分離され、及び、チップに取り付けられる構成要素にできる。例えば、光センサは、フォトダイオード、又は、アバランチ・フォトダイオードにできる。好適な光センサコンポーネントの例は、これらに限定されないが、日本の浜松市に所在のハママツにより製造されるＩｎＧａＡｓ ＰＩＮフォトダイオード、又は、日本の浜松市に所在のハママツにより製造されるＩｎＧａＡｓ ＡＰＤ（アバランチ・フォトダイオード）を含む。これらの光センサを、ＬＩＤＡＲチップにおいて、中心に配置できる。あるいは、光センサで終端する導波路の全部、又は、一部は、チップの端部に配置されるファセットで終端でき、及び、光センサがファセットを通って通過する光を受信できるように、光センサを、チップの端部に取り付けることができる。チップから離れる部品である光センサの使用は、第１の光センサ、及び、第２の光センサからなる群から選択される光センサの全部、又は、一部に好適である。

【0152】

分離する構成要素である光センサの代わりに、光センサの全部、又は、一部を、チップと統合できる。例えば、シリコン・オン・インシュレータ・ウェハから構成されるチップのリッジ導波路とインターフェイス接続される光センサの例を、光学エクスプレスVol．１５、No ２１、１３９６５－１３９７１（２００７）、米国特許番号第８，０９３，０８０号、発行日２０１２年１月１０日、米国特許第８，２４２，４３２号、発行日２０１２年８月１４日、及び、米国特許番号第６，１０８，８４７２号、発行日２０００年８月２２日に見つけることができ、そのそれぞれは、全体として本明細書に組み込まれる。チップと統合される光センサの使用は、第１の光センサ、及び、第２の光センサからなる群から選択される光センサの全部、又は、一部に好適である。

【0153】

図１５Ａから図１５Ｆは、シリコン・オン・インシュレータ・プラットフォーム、又は、他のＬＩＤＡＲチップ・プラットフォームと共に用いるのに好適な、ゲインチップ２２４とキャビティ導波路２２５との間の好適なインターフェイスの例を示している。図１５Ａは、インターフェイスを有するＬＩＤＡＲチップの一部の平面図である。図１５Ａは、実線で示される他の構成要素の下に配置される構成要素、又は、構成要素の部分を、それぞれが示す破線を有している。図１５Ａにおいて破線で示される構成要素と他の構成要素との間の関係は、図１５Ｂから図１５Ｆにも示されている。図１５Ｂは、図１５Ａに示されるキャビティ導波路２２５のＢでラベル付けられる線に沿ってとられた断面である。Ｂでラベル付けられる線は、キャビティ導波路２２５のリッジ３１６を通って延在する。したがって、図１５Ｂは、キャビティ導波路２５１６の断面を有している。導波路を、図１４の内容で開示されるように構成できる。図１５Ｃは、ゲインチップの斜視図である。図１５Ｄは、図１５ＡにおいてＣでラベル付けられるブラケットの間に延びる線に沿ってとられたゲインチップ２２４の断面である。図１５Ｅは、図１５ＡにおいてＤでラベル付けられるブラケットの間に延びる線に沿ってとられたゲインチップ２２４の断面である。図１５Ｆは、図１５ＡにおいてＥでラベル付けられるブラケットの間に延びる線に沿ってとられた図１５Ａのゲインチップ２２４の断面である。ＬＩＤＡＲチップは、他のプラットフォームが可能であるが、シリコン・オン・インシュレータ・プラットフォーム上にあるものとして図示されている。

【0154】

凹部２２６は、光伝送媒体３１４の中に、又は、光伝送媒体３１４を貫通して、延在している。凹部２２６が光伝送媒体３１４を貫通して延在している場合、凹部２２６は、埋め込み層３１０の中に、又は、それを貫通して延在できる。第２の凹部３７２は、基板３１２が、第２の凹部３７２の底から上方に延びるピラー３７３を有するように、凹部２２６の底に延在している。電気接点３７４は、第２の凹部３７２の底に配置される。光伝送媒体３１４上の第１の導体３７５は、電気接点３７４と電気的に連絡している。光伝送媒体３１４上の第２の導体３７６は、凹部２２６に隣接して配置されている。第１の導体３７５、及び、第２の導体３７６は、それぞれ、光伝送媒体３１４上のコンタクトパッド３７７と電気的に連絡している。コンタクトパッド３７７を用いて、電子装置とゲインチップ２２４との間に電気連絡を提供できる。

【0155】

ゲインチップ２２４は、利得媒体３７９を有している。利得媒体３７９は、３つのリッジを有している。中央リッジは、ゲイン導波路３８３の一部を規定する。導体３８４は、中央リッジ上に配置される。導体３８４は、中央リッジと電気的に連絡できる。例えば、導体３８４は、中央リッジと接触できる。第２の導電層３８０は、利得媒体３７９のリッジとは反対側に配置される。利得媒体３７９の中央リッジは、導体３８４と第２の導電層３８０との間にある。

【0156】

ゲインチップ２２４は、凹部２２６に、及び、第２の凹部３７２に延在するリッジを有するピラー３７３上に配置される。ゲインチップ２２４を、フリップチップ技術を用いて、ＬＩＤＡＲチップに取り付けできる。レーザ。チップとシリコン・オン・インシュレータ・ウェハから構築されるチップとの間の好適なインタ－フェイスの例を、米国特許第９，７０５，２７８号、発行日２０１７年１１月１１日、及び、米国特許番号第５，９９１，４８４号、発行日１９９９年１１月２３日に見つけることができ、それぞれが、全体に組み込まれる。

【0157】

第３の導体３８１は、ゲインチップの第２の導電層３８０と第２の導体３７６との間に電気的な連絡を提供する。第３の導体３８１によって提供される第２の導電層３８０と第２の導体３７６との間の電気連絡を、ワイヤボンディングのような伝統的技術を用いて達成できる。

【0158】

中央リッジの導体３８４は、はんだ、又は、導電性エポキシのような導電媒体３９３を介して電気接点３７４と電気的に連絡している。第１の導体３７５は、電気接点３７４と電気的に連絡しているので、第１の導体３７５は、導体３８４と、したがって、中央リッジと、電気的に連絡している。

【0159】

ゲイン導波路３８３に電流を流すことにより、光信号を、利得媒体３７９から生成できる。第２導電層３８０と導体３８４との間の利得媒体に電流を流すように、第１の導体３７５と第２の導体３７５との間に電位差を印加することによって、電流を生成できる、この電位差を、電子機器によって提供できる。電子装置は、装置に含まれてもよく、また、装置とは離れるが、電気的に装置と結合されていてもよい。

【0160】

ゲインチップ２２４は、利得媒体３７９上に反射デバイス２３０を有している。一例では、反射デバイス２３０は、ミラーのような高反射構造である。好適な反射デバイス２３０は、これ限定されないが、利得媒体３７９の層上の金属層、又は、高反率（ＨＲ）コーティングのように構成される１つ以上の絶縁層を含む。ゲイン導波路３８３からの光は、ファセット３８６を通って利得媒体３７９を出て行く。図示されていないが、ファセット３８６は、任意で、窒化ケイ素のような１つ以上の反射防止コーティングを有することができる。

【0161】

利得媒体３７９は、下部利得媒体３９２と上部利得媒体３９４との間にサブ層３９０を有している。下部利得媒体３９２、及び、上部利得媒体３９４は、同一でも、又は、異なってもよい。好適な下部利得媒質３９２は、これに限定されないが、ＩｎＰ、ドープされたＩｎＰ、窒化ガリウム（ＧａＮ）、ＩｎＧａＡｓＰ、及び、ＧａＡｓを含む。好適な上側利得媒体３９４は、これに限定されないが、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、及び、ＧａＡｓを含む。異なるサブ層３９０は、異なる組成を有することができる。例えば、各サブ層３９０は、１つ以上の隣接するサブ層３９０とは異なるドーパント、及び／又は、ドーパント濃度を有することができ、及び／又は、各サブ層３９０は、異なるドーパント、及び／又は、ドーパント濃度を有することができる。一例として、各サブ層３９０は、ＩｎＰ、Ｇａ、及び、Ａｓからなる群から選択される２以上の成分を有し、又は、それで構成することができる。別の例では、各サブ層３９０は、Ｐ、並びに、Ａｌ、Ｇａ、及び、Ａｌからなる群から選択される０、１つ、又は、２つの成分を有し、又は、それらから構成され、 また、異なるサブ層３９０の各々は、異なる比率でこれらの成分を有している。前述の群から選択される複数の要素を有する材料の例は、Ｉｎ（ｘ）Ｐ（１－ｘ）、又は、Ｉｎ－Ｇａ－Ａｓ－Ｐのようなドーパントを用いた、又は、用いないＩｎＰの異なる組成を有している。さらに、異なるサブ層３９０の組成の間の格子不整合による応力を補償するために存在する他のサブ層３９０が存在してもよい。レーザリッジにおけるレーザモードの配置は、異なる組成の屈折率の結果として、異なるサブ層３９０によって決定される。利得媒体を、利得構造に基づく量子井戸ベースの内容で開示するが、他の適切な半導体利得構造を、量子ドットを有し、又は、それらから構成される利得媒体のような他の適切な半導体利得構造を、用いることができる。

【0162】

キャビティ導波路が入力ファセット３８７を介して光信号を受信するように、ゲインチップを、キャビティ導波路と位置合わせする。図示されないが、入力ファセット３８７は、任意で、窒化ケイ素のような１つ以上の反射防止コーティングを有することができる。入力端ファセット３８７とファセット３８６との間の空間を、固体、又は、流体である伝送媒体で充填できる。例えば、ファセット３８６と入力ファセット３８７との間の空間を、エポキシ、空気、又は、ゲルで充填できる。その結果、レーザ信号は、ゲインチップ２２４と入力ファセット３８７との間を、透過媒体を介して、直接的に移動できる。

【0163】

導波路の入力ファセット３８７を、利得導波路３８３の伝搬方向に対して、９０度より小さい角度で傾斜させることができる。入力ファセット３８７を９０度より小さい角度で傾斜させることによって、光信号が、入力ファセット３８７で反射され、導波路の外へ反射させることができ、したがって、戻り反射に関連する問題を低減できる。さらに、又は、若しくは、ゲイン導波路３８３のファセットを、ゲイン導波路３８３の伝搬方向に対して、９０度余地小さい角度で傾斜させることができる。

【0164】

図１６は、ブラッグ格子のような部分帰還装置２２８の一部の斜視図である。図示される部分帰還装置２２８は、シリコン・オン・インシュレー・タウェハ上に示されており、また、図１４にしたがって構築される導波路で用いるのに好適である。部分帰還装置は、導波路のリッジ３１６の頂部に延在する溝３９８を有している。しかしながら、溝３９８は、リッジ３１６の側面、スラブ領域３１８、及び、リッジの頂部からなる群から選択される１つ以上の位置のような異なる位置に延在できる。

【0165】

図１７Ａは、ＬＩＤＡＲチップを増幅チップと光学的に結合するためのインターフェイスを有するＬＩＤＡＲチップの一部の斜視図である。増幅チップは、光増幅器１６、及び／又は、増幅器１１０と用いるのに好適である。ＬＩＤＡＲチップの図示された部分は、増幅チップを受容するようにサイズ決めされた停止凹部４３０を有している。停止凹部４３０は、光伝送媒体３１４を通って延在している。図示されたバージョンでは、停止凹部４３０は、光伝送媒体３１４、埋め込み層３１０を通って、及び、基板３１２に、延在している。

【0166】

ユーティリティ導波路１１のファセット１４は、停止凹部４３０の側面として機能する。図示しないが、ユーティリティ導波路１１のファセット１４は、反射防止コーティングを有することができる。好適な反射防止コーティングは、これに限定されないが、窒化ケイ素、又は、酸化アルミニウムのような単層コーティング、若しくは、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、及び／又は、シリカを有してもよい多層コーティングを有している。

【0167】

１つ以上の停止部４３２は、停止凹部４３０の底部から上方に延伸している。例えば、図１７Ａは、停止凹部４３０の底部から上方に延伸する４つの停止部４３２を示している。停止部４３２は、基部４３６に配置される被覆部４３４を有している。基板３１２は、停止部４３２の基部４３６として機能でき、また、停止部４３２は、埋め込み層３１０を除外できる。停止部４３２に含まれる基板３１２の一部は、停止凹部４３０の底部から埋め込み層３１０のレベルまで、延伸できる。例えば、停止部４３２を、埋め込み層３１０を通ってエッチングし、下にある基板３１２をエッチストップとして用いることによって、形成できる。結果として、埋め込み層８２が第２の導波路の底部を規定するため、ユーティリティ導波路１１における光信号の光学モードに関する基部４３６の頂部の位置は、よく知られており、基部４３６の頂部は、埋め込み層３１０の直下に配置される。ユーティリティ導波路１１と増幅器チップの増幅導波路との間で所望の位置合わせを提供する高さを、停止部４３２に提供するように、被覆部４３４を、停止部４３２の基部４３６上に形成できる。

【0168】

ＬＩＤＡＲチップは、停止凹部４３０の底部に配置される取り付けパッド４３８を有する導体４３７を有している。電体は、電子装置と電気的に連絡でき、及び、電子装置と取り付けパッド４３８との間で電気的な連絡を提供できる。増幅器チップがＬＩＤＡＲチップ上に配置されると、取り付けパッド４３８を、用いて、増幅器チップをＬＩＤＡＲチップに対して固定できる。ＬＩＤＡＲチップは、光透過媒体３１４に配置される第２の取り付けパッド４４５を有する第２の導体４４４を有している。第２の電体は、電子装置と電気的に連絡でき、及び、電子装置と第２の取り付けパッド４４５との間で電気的な連絡を提供できる。好適な導体は、これに限定されないが、金属トレースを含む。

【0169】

図１７Ｂは、増幅チップの一実施形態の斜視図である。図示される増幅チップは、平面光学装置として知られる装置のクラス内にある。増幅チップは、利得媒体４４０に規定される増幅導波路１７を有している。好適な利得媒体は、これに限定されないが、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、及び、ＧａＡｓを含む。

【0170】

利得媒体４４０の中に延在するトレンチ４７４は、利得媒体４４０にリッジ４７６を規定する。リッジ４７６は、増幅導波路１７を規定する。場合によっては、利得媒体４４０は、リッジに、及び／又は、リッジ４７６を横切って延在する１つ以上の層４４１を有している。１つ以上の層４４１を、利得媒体４４０の異なる領域の間に配置できる。１つ以上の層４４１の上方の利得媒体４４０の領域は、１つ以上の層４４１の下の利得媒体４４０の領域と、同じであっても、異なっていてもよい。増幅導波路１７を通って、リッジ４７６に対する特定の位置に導かれる光信号を制約するように、層を、選択できる。層４４１の各々は、ＩｎＰ、Ｇａ、及び、Ａｓからなる群から選択される２つ以上の成分を有し、又は、それらから構成される材料の異なる組成を有することができる。一例では、利得媒体４４０は、ＩｎＰであり、また、１つ以上の層４４１は、それぞれ、Ｇａ、及び、Ａｓを、異なる比率で、有している。

【0171】

増幅導波路１７は、第１のファセット１５と第２のファセット１８との間に光学的経路を提供する。図示しないが、第１のファセット１５、及び／又は、第２のファセット１８は、任意で、反射防止コーティングを有することができる。好適な反射防止コーティングは、これ限定されないが、窒化ケイ素、又は、酸化アルミニウムのような単層コーティング、若しくは、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、及び／又は、シリカを有することができる多層コーティングを有している。

【0172】

増幅チップは、取り付けパッド４５２を有する導体４５３を有している。導体４５３のリッジ部を、増幅導波路１７上に配置できる。例えば、導体４５３のリッジ部を、導体４５３のリッジ部がリッジ４７６と電気的に連絡するように、利得媒質４４０のリッジ４７６上に配置できる。第２の導電層４５５を、利得媒質４４０のリッジ４７６とは反対側に配置する。リッジ４７６は、導体４５３と第２の導電層４５５との間にある。

【0173】

増幅チップは、１つ以上の位置決め凹部４５６を有している。図１７Ｂの点線は、位置決め凹部４５６の１つの深さ、及び、形状を示している。

【0174】

図１７Ｃ、及び、図１７Ｄは、図１７Ｂの増幅チップとインターフェイス接続する図１７ＡのＬＩＤＡＲチップを有するＬＩＤＡＲシステムの一部を示している。図１７Ｃは、ＬＩＤＡＲシステムの平面図である。図１７Ｄは、ＬＩＤＡＲチップのユーティリティ導波路１１、及び、増幅チップの増幅導波路１７を通ってとられたシステムの断面の側面図である。例えば、図１７Ｄの断面を、図１７ＣにおいてＢでラベル付けられるブラケットを通って延びる線に沿ってとることができる。図１７Ｃ、及び、図１７Ｄは、それぞれ、システムにおいて他の特徴の背後に位置する特徴を示す点線を有する。例えば、図１７Ｃは、リッジ４７６が利得媒質４４０の下に位置しているにもかかわらず、増幅導波路１７のリッジ４７６を示す破線を有している。さらに、図１７Ｄは、増幅導波路１７のリッジ４７６の後方に位置する停止部４３２、及び、位置決め凹部４５６の一部の位置を示す破線を有している。図１７Ｄは、ユーティリティ導波路１１のリッジ３１６が、ユーティリティ導波路１１を画定するスラブ領域３１８とインターフェイス接続する場所を示す点線も、増幅導波路１７のリッジ４７６が、増幅チップのスラブ領域４７４とインターフェイス接続する場所を示す点線も、有している。

【0175】

増幅チップを、ＬＩＤＡＲチップの停止凹部４３０に配置する。増幅チップを、増幅導波路１７のリッジ４７６が、増幅チップの底部とＬＩＤＡＲチップの底部との間に位置するように配置する。したがって、増幅チップは、停止凹部４３０において反転される。はんだ、又は、他の接着剤４５８は、停止凹部４３０の底部の取り付けパッド４３８、及び、増幅チップの取り付けパッド４５４に接触する。例えば、はんだ、又は、他の接着剤４５８は、停止凹部４３０の底部の取り付けパッド４３８から増幅チップの取り付けパッド４５４まで延在する。したがって、はんだ、または、他の接着剤４５８は、ＬＩＤＡＲチップに対して増幅チップを固定し、及び／又は、停止凹部４３０の底部の取り付けパッド４３８と増幅チップの取り付けパッド４５４との間の電気的な連絡を提供する。

【0176】

ユーティリティ導波路１１、及び、増幅導波路１７が、光信号を交換することができるように、ユーティリティ導波路１１のファセット１４を、増幅導波路１７の第１のファセット１５で位置決めする。Ａでラベル付けられる線によって示されるように、システムは、ＬＩＤＡＲチップと増幅チップとの間で移動する光信号が、基板３１２の上部、及び／又は、下部の面に対して平行、又は、実質的に平行である方向に、水平方向の移行経路を提供する。基板３１２の第１のファセット１５の頂部は、ユーティリティ導波路のファセット１８の頂部の下方のレベルにある。

【0177】

ＬＩＤＡＲチップの１つ以上の停止部４３２は、それぞれ、増幅チップの位置決め凹部４５６の１つの中に受容される。各停止部４３２の頂部は、位置決め凹部４５６の底部と接触している。結果として、停止部４３２と位置決め凹部４５６の底部との間の相互作用は、ＬＩＤＡＲチップへ向かう増幅チップのさらなる移動を防止する。場合によっては、増幅チップは、停止部４３２の上に置かれる。

【0178】

図１７Ｄから明らかなように、増幅導波路１７の第１のファセット１５は、ＬＩＤＡＲチップのユーティリティ導波路１１のファセット１４と垂直方向に位置決めされる。図１７Ｃから明らかなように、増幅導波路１７の第１のファセット１５は、ＬＩＤＡＲチップのユーティリティ導波路１１のファセット１４と水平方向に位置決めされる。水平方向の位置決めは、増幅チップ、及び、ＬＩＤＡＲチップのマーク、及び／又は、特徴の位置決めによって、達成できる。

【0179】

垂直方向の位置決めは、ＬＩＤＡＲチップの停止部４３２の高さを制御することによって、達成できる。例えば、停止部４３２の基部４３６の被覆部４３４を、ＬＩＤＡＲチップのユーティリティ導波路１１のファセット１４に対して特定の高さに、増幅導波路１７の第１のファセット１５を配置する高さまで、成長させることができる。所望の被覆部４３４の厚さを、１つ以上の被覆層を堆積させる蒸着、プラズマ強化化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）、及び／又は、スパッタリングのような堆積技術を用いることによって、正確に達成できる。結果として、１つ以上の被覆層を、停止部４３２の基部４３６に堆積させ、所望の垂直方向の位置決めを提供する高さに、停止部４３２を形成できる。被覆部４３４の層の好適な材料は、これらに限定されないが、シリカ、窒化ケイ素、及び、ポリマーを含む。

【0180】

第３の導体（図示せず）は、増幅チップの第２の導電層４５５とＬＩＤＡＲチップの第２の取り付けパッド４４５との間に電気的な連絡を提供する。第２の導電層４５５と第２の取り付けパッド４４５との間の電気的な連絡を、ワイヤボンディングのような伝統的な技術を用いて、達成できる。結果として、第２の導体４４４は、電子装置と増幅導波路１７のリッジ４７６とは反対側の利得媒体の側面との間に電気的な連絡を提供できる。

【0181】

はんだ、又は、他の接着剤４５８は、停止凹部４３０の底部の取り付けパッド４３８と増幅チップの取り付けパッド４５４との間に電気的な連絡を提供できる。導体４５３は、取り付けパッド４５４と増幅導波路１７のリッジ４７６との間に電気的な連絡に提供しているため、 導体４３７、及び、導体４５３は、電子装置と増幅導波路１７のリッジとの間に電気的な連絡を提供する。

【0182】

電子装置は、増幅導波路１７を介して電流を流すことによって、所望のレベルの増幅を提供できる。導体４５３のリッジの部分と第２導電層４５５との間の利得媒体を通って電流を流すように、導電体４３７と第２の導電体４４４との間に電位差を印加することによって、電流を生成できる。電位差を、電子装置によって提供できる。

【0183】

図１７Ｄでは、第１のファセット１５を、Ｄでラベル付けられる距離だけ、ファセット１８から離して配置する。増幅導波路を、１つの導波路のみと光学的に位置決めするため、第１のファセット１５は、以前の構成で可能であったよりも、ファセット１８に近づくことができる。例えば、第１のファセット１５とファセット１８との間の距離は、５μm、３μm、又は１μmより小さく、及び／又は、０.０pμmより大きくできる。図１７Ｄでは、ＬＩＤＡＲチップが配置される大気が、第１のファセット１５とファセット１８との間のギャップに配置されるが、他のギャップ材料を、ギャップに配置できる。例えば、固体ギャップ材料を、ギャップに配置できる。適切なギャップ材料の例は、これらに限定されないが、エポキシ、及び、ポリマーを含む。

【0184】

ファセット１４、第１のファセット１５、及び、第２のファセット１８からなる群から選択される１つ以上のファセットは、ファセットで終端する導波路の伝搬方向に対して垂直でない角度を有することができる。例えば、図１２Ａは、第２のファセット１８が、ファセット１４でユーティリティ導波路１１を通った光信号の伝播方向に対して、角度βであるように修正された図１７Ｃのシステムの平面図である。ユーティリティ導波路１１、及び、増幅導波路１７を通った光路に沿う光信号の伝播方向を、Ｄpropでラベル付けられた点線で示す。図１２Ａは、第１のファセット１５が、第１のファセット１５で増幅導波路１７を通った光信号の伝播方向に対して、角度δであり、また、第２のファセット１８で増幅導波路１７を通った光信号の伝播方向に対して、角度εであることを示している。図１７Ｄで明らかなように、いくつかの例では、ファセット１８、第１のファセット１５、及び、第２のファセット１５からなる群から選択される１つ以上のファセットは、ＬＩＤＡＲチップの底部のようなＬＩＤＡＲチップの平面に対して垂直である。例えば、ファセット１８、第１のファセット１５、及び、第２のファセット１８からなる群から選択される１つ以上のファセットは、埋め込み層８２、基板８４、又は、増幅器２０のような基板に対して垂直である。

【0185】

ＬＩＤＡＲチップ上の構成要素の全部、又は、一部をＬＩＤＡＲチップに固定できる。例えば、フリップチップ部品を、接着剤、エポキシ、及び、はんだを用いて、ＬＩＤＡＲチップに固定できる。一例として、図１５Ａから図１５Ｆの内容で開示されたゲインチップを、はんだ、又は、導電性エポキシを用いて、ＬＩＤＡＲチップに固定できる。さらに、シリコン・オン・インシュレータ・ウェハ（光伝送媒体３１４、及び、埋め込み層３１０）の一部は、図１４の内容に開示されるように構成される導波路として機能する。

【0186】

ＬＩＤＡＲチップの構成要素を、ＬＩＤＡＲチップと完全に、又は、部分的に統合できる。例えば、集積光学構成要素は、ＬＩＤＡＲチップが製造されるウェハの一部を有し、又は、それから構成できる。ＬＩＤＡＲチップのためのプラットフォームとして機能できるウェハは、複数の材料の層を有することができる。異なる層の少なくとも一部は、異なる材料にできる。一例として、図１８は、ＬＩＤＡＲチップのためのプラットフォームとして機能できるウェハの斜視図である。ウェハは、矩形形状を有するとして図示されているが、ウェハは、ディスク形状を有してもよい。図示されたウェハは、基板３１２と光透過媒体３１４との間に埋め込み層３１０を有するシリコン・オン・インシュレータ・ウェハである。光伝送媒体３１４の構成要素の特徴を規定するためのエッチング、及び、マスキングの技術を用いることによって、統合されたオンチップ構成要素を、形成できる。例えば、導波路を規定するスラブ領域３１８、及び、帰還コンポーネントの凹部４１０を、ウェハに関する異なるエッチングを用いて、ウェハの所望の領域に形成できる。結果として、ＬＩＤＡＲチップは、ウェハの一部を有し、また、統合されたオンチップ構成要素は、それぞれ、ウェハの一部を有し、又は、それから構成できる。さらに、構成要素を通って移動する光信号が、元々ウェハに含まれる１つ以上の層を通って移動するように、統合されたオンチップ構成要素を、構成できる。例えば、図１４の導波路は、ウェハから光伝送媒体３１４を通って光信号を導く。統合された構成要素は、任意で、ウェハに存在される材料に加える材料を有することができる。例えば、統合された構成要素は、反射性材料、及び／又は、被覆部を有することができる。

【0187】

ＬＩＤＡＲアダプタ、及び／又は、アイソレータアダプタの構成要素は、統合されていなくてもよい。例えば、ＬＩＤＡＲアダプタ、及び／又は、アイソレータアダプタの構成要素は、ベース２０８、ベース１０２からの、及び／又は、共通マウント１２８からからの材料を有する必要はない。いくつかの例では、ＬＩＤＡＲアダプタ、及び／又は、アイソレータアダプタの全ての構成要素は、ベース２０８、ベース１０２から、及び／又は、共通マウント１２８から分離している。例えば、ＬＩＤＡＲアダプタ、及び／又は、アイソレータアダプタによって処理される光信号が、ベース２０８、ベース１０２、及び／又は、共通マウント１２８の任意の部分を通って移動しないように、ＬＩＤＡＲアダプタ、及び／又は、アイソレータアダプタの構成要素を、構成できる。

【0188】

ＬＩＤＡＲチップ構成要素の全部、又は、一部は、電気的な入力を必要とせず、及び、移動部分を排除しないという点で受動的な構成要素にできる。例えば、光源２００は、オンチップ構成要素にできる能動的な構成要素の一例である一方、ＬＩＤＡＲチップの導波路、部分帰還装置は、受動的なオンチップ構成要素にできる構成要素の例である。したがって、ＬＩＤＡＲチップ構成要素の全部、又は、一部は、ウェハの一部を有し，又は、それから構成される受動的なオンチップ構成要素にできる。

【0189】

図１９は、シリコン・オン・インシュレータ・プラットフォームでの使用に適するキャリア注入器の断面図である。キャリア注入器は、光伝送媒体３１４のスラブ領域３１８から離れるように伸びる光伝送媒体３１４のリッジ３１６によって規定されるキャリア受信導波路４９８を有している。キャリア受信導波路４９８は、光伝送媒体３１４のリッジ３１６に、及び、その下に、光信号を閉じ込める。光信号の一部は、リッジ３１６を越えて、スラブ領域３１８に延在できる。図１０から明らかであるように、キャリア受信導波路４９８を、キャビティ導波路２２５のような他の導波路に統合し、及び／又は、含めることができる。結果として、キャリア受信導波路４９８は、図１４の内容で開示された導波路寸法を有することができる。

【0190】

ドーパントホスティング領域５００は、光透過性媒体３１４のスラブ領域３１８に延在している。ドーパントホスティング領域５００の上面は、光透過性媒体３１４のスラブ領域３１８の上面と、同一平面に、又は、ほぼ同一平面にできる。ドーパントホスティング領域５００は、光透過媒体３１４のリッジ３１６から離れて配置されるよう示されているが、光透過媒体３１４のリッジ３１６の側方に接することができる。

【0191】

ドーパントホスト材料５０２は、各ドーパントホスティング領域５００に配置される。例えば、ドーパントホスト材料５０２を、それぞれ、光透過媒体３１４に延在し、また、ドーパントホスティング領域５００の周囲を規定する凹部に、配置できる。好適なドーパントホスティング材料は、光透過媒体３１４とは異なり、また、ゲルマニウムを有し、又は、それから構成される材料を含んでいる。

【0192】

ドーパントホスト材料５０２は、ドープ領域５０４を有している。したがって、ドープ領域は、ドーパントホスト材料５０２の中に、及び、ドーパントホスティング領域５００の中に、延在する。図１９は、ドーパントホスト材料５０２に部分的にのみ延在する各ドープ領域を示しているが、１つ以上のドープ領域５０４は、ドーパントホスト材料５０２を通って延在できる。したがって、１つ以上のドープ領域５０４が、光透過媒体３１４に接することができる。

【0193】

ドープ領域５０４の１つは、p型ドーパントを有するができ、また、p型ドープ領域にできる一方、ドープ領域５０４の別の１つは、n型ドーパントを有することができ、また、n型ドープ領域にできる。例えば、光透過媒体３１４のリッジ３１６を、PIN接合を提供するように、n型ドープ領域５０４とp型ドープ領域５０４との間に配置できる。好適なn型ドーパントは、これらに限定されないが、リン、アンチモン、及び／又は、ヒ素を含む。好適なp型ドーパントは、これらに限定されないが、ホウ素、アルミニウム、及び、ガリウムを含む。ドープ領域５０４は、電気的に導通するように、ドープされている。p型ドープ領域におけるp型ドーパントの好適な濃度は、これ限定されないが、１×１０^１５ｃm^－３、１×１０^１７ｃｍ^－３、又は、１×１０^１９ｃｍ^－３よりも大きく、及び／又は、１×１０^２０ｃｍ^－３、１×１０^２１ｃｍ^－３、１×１０^２２ｃｍ^－３より小さい濃度を有している。ｎ型ドープ領域におけるｎ型ドーパントの好適な濃度は、これ限定されないが、１×１０^１５ｃｍ^－３、１×１０^１７ｃｍ^－３、又は、１×１０^１９ｃｍ^－３よりも大きく、及び／又は、１×１０^１７ｃｍ^－３、１×１０^１９ｃｍ^－３、１×１０^２１ｃｍ^－３より小さい濃度を有している。一例では、光透過媒体３１４は、シリコンであり、ドーパントホスト材料５０２は、ゲルマニウムであり、n型ドーパントは、５×１０^１９ｃｍ^－３から１×１０^２０ｃｍ^－３の濃度のリンであり、及び、p型ドーパントは、５×１０^１９ｃｍ^－３から１×１０^２０ｃｍ^－３の濃度のホウ素である。

【0194】

導体５０６は、それぞれ、ドープ領域５０４の１つと電気的に連絡している。例えば、導体５０６は、それぞれ、１つのドープ領域５０４の一部に接触できる。結果として、光伝送媒体３１４にエネルギーを加えるために、電気エネルギーを、導体５０６に加えることができる。キャリア注入器の作動の間、キャリア受信導波路４９８を通って電流を生成するように、順バイアスを、導体５０６に加えることができる。結果としてのキャリア受信導波路４９８への自由キャリア（正孔、及び、電子）注入は、キャリア受信導波路４９８に案内される光信号の光減衰を提供し、及び／又は、キャリア受信導波路４９８に案内される光信号の位相シフトを提供する自由キャリア吸収を引き起こす。

【0195】

図２０は、シリコン・オン・インシュレータ・プラットフォームでの使用に適するキャリア注入器の断面図である。キャリア注入器は、光伝送媒体３１４のスラブ領域３１８から離れるように伸びる光伝送媒体３１４のリッジ３１６によって規定されるキャリア受信導波路４９８を有している。キャリア受信導波路４９８は、光伝送媒体３１４のリッジ３１６に、及び、その下に、光信号を閉じ込める。光信号の一部は、リッジ３１６を越えて、スラブ領域３１８に延在できる。図１０から明らかであるように、キャリア受信導波路４９８を、キャビティ導波路２２５のような他の導波路に統合し、及び／又は、含めることができる。結果として、キャリア受信導波路４９８は、図１４の内容で開示された導波路寸法を有することができる。

【0196】

光透過性媒体３１４のスラブ領域３１８は、第２のドープ領域５１０を有している。第２のドープ領域５１０は、光透過性媒体３１４の上面から光透過性媒体３１４の中に延在できる。図２０は、光透過媒体３１４を通って延在する第２のドープ領域５１０のそれぞれ示している。したがって、第２のドープ領域５１０は、埋め込み層３１０と接して延在できる。場合によっては、第２のドープ領域５１０は、光透過性媒体３１４中に部分的に延在し、及び、埋め込み層３１０に接触しない。

【0197】

１つの第２のドープ領域５１０は、p型ドーパントを有するができ、また、第２のp型ドープ領域にできる一方、他の１つのドープ領域５０４は、n型ドーパントを有することができ、また、第２のn型ドープ領域にできる。例えば、光透過媒体３１４のリッジ３１６を、PIN接合を提供するように、第２のn型ドープ領域５１０と第２のp型ドープ領域５１０との間に配置できる。第２のｎ型ドープ領域５２０の好適なn型ドーパントは、これらに限定されないが、リン、アンチモン、及び／又は、ヒ素を含む。ｐ型ドープ下方領域５１０の好適なp型ドーパントは、これらに限定されないが、ホウ素、アルミニウム、及び、ガリウムを含む。第２のドープ領域５１０は、電気的に導通するように、ドープされる。第２のp型ドープ領域におけるp型ドーパントの好適な濃度は、これ限定されないが、１×１０^１５ｃｍ^－３、１×１０^１７ｃｍ^－３、又は、１×１０^１９ｃｍ^－３よりも大きく、及び／又は、１×１０^２０ｃｍ^－３、１×１０^２１ｃｍ^－３、１×１０^２２ｃｍ^－３より小さい濃度を有している。第２のｎ型ドープ領域におけるｎ型ドーパントの好適な濃度は、これ限定されないが、１×１０^１５ｃｍ^－３、１×１０^１７ｃｍ^－３、又は、１×１０^１９ｃｍ^－３よりも大きく、及び／又は、１×１０^２０ｃｍ^－３、１×１０^２１ｃｍ^－３、１×１０^２２ｃｍ^－３より小さい濃度を有している。一例では、光透過媒体３１４は、シリコンであり、ドーパントホスト材料５０２は、ゲルマニウムであり、n型ドーパントは、５×１０^１８ｃｍ^－３から１×１０^１９ｃｍ^－３の濃度のリンであり、及び、p型ドーパントは、５×１０^１８ｃｍ^－３から１×１０^１９ｃｍ^－３の濃度のホウ素である。

【0198】

ドーパントホスト材料５０２の層は、光伝送媒体３１４の各スラブ領域３１８に配置される。１つ以上のドーパントホスト材料５０２の層は、光伝送媒体３１４のリッジ３１６の側方に接触できる。ドーパントホスト材料５０２は、ドープ領域５０４を有している。ドープ領域５０４は、ドーパントホスト材料５０２の層の上面からドーパントホスト材料５０２の層の中に延在できる。ドープ領域５０４は、ドーパントホスト材料５０２を通って、光伝送媒体３１４と接触するように延在できる。しかしながら、このような構成は、光損失の発生源となる可能性がある。特に、各ドープ領域５０４は、第２のドープ領域の１つと接触するように延在している。

【0199】

１つのドープ領域５０４は、p型ドーパントを有するができ、また、p型ドープ領域にできる一方、他の１つのドープ領域５０４は、n型ドーパントを有することができ、また、n型ドープ領域にできる。例えば、光透過媒体３１４のリッジ３１６を、n型ドープ領域５０４とp型ドープ領域５０４との間に配置できる。さらに、各ドープ領域５０４は、ドープ領域によって接触される第２のドープ領域と同じドーパント極性有することができる。例えば、１つのドープ領域５０４は、第２のｎ型ドープ領域５１０と接触するｎ型ドープ領域にでき、また、他の１つのドープ領域５０４は、第２のｐ型ドープ領域と接触するｐ型ドープ領域にできる。

【0200】

ｎ型ドープ領域５０４の好適なｎ型ドーパントは、これらに限定されないが、リン、アンチモン、及び／又は、ヒ素を含む。ｐ型ドープ領域５０４の好適なp型ドーパントは、これらに限定されないが、ホウ素、アルミニウム、及び、ガリウムを含む。ドープ領域５０４は、電気的に導通するように、ドープされる。p型ドープ領域におけるp型ドーパントの好適な濃度は、これ限定されないが、１×１０^１５ｃm^－３、１×１０^１７ｃm^－３、又は、１×１０^１９ｃm^－３よりも大きく、及び／又は、１×１０^２０ｃm^－３、１×１０^２１ｃｍ^－３、１×１０^２２ｃm^－３より小さい濃度を有している。ｎ型ドープ領域におけるｎ型ドーパントの好適な濃度は、これ限定されないが、１×１０^１５ｃm^－３、１×１０^１７ｃm^－３、又は、１×１０^１９ｃm^－３よりも大きく、及び／又は、１×１０^２０ｃm^－３、１×１０^２１ｃm^－３、１×１０^２２ｃm^－３より小さい濃度を有している。一例では、光透過媒体３１４は、シリコンであり、ドーパントホスト材料５０２は、ゲルマニウムであり、n型ドーパントは、５×１０^１８ｃm^－３から１×１０^１９ｃm^－３の濃度のリンであり、及び、p型ドーパントは、５×１０^１８ｃm^－３から１×１０^１９ｃm^－３の濃度のホウ素である。

【0201】

好適なドーパントホスト材料５０２は、光透過媒体３１４とは異なる材料を有し、また、ゲルマニウムを有し、又は、それから構成される。

【0202】

導体５０６は、それぞれ、ドープ領域５０４の１つと電気的に連通している。例えば、導体５０６は、それぞれ、１つのドープ領域５０４に接触できる。結果として、ドープ領域５０４は、それぞれ、１つの導体５０６と１つの第２のドープ領域５１０との間の電気的な連絡を提供できる。結果として、光伝送媒体３１４にエネルギーを加えるために、電気エネルギーを、導体５０６に加えることができる。キャリア注入器の作動の間、キャリア受信導波路４９８を通って電流を生成するように、順バイアスを、導体５０６に加えることができる。結果としての第２のドープ領域、及び／又は、ドープ領域５０４からのキャリア受信導波路４９８への自由キャリア注入は、キャリア受信導波路４９８に案内される光信号の光減衰を提供し、及び／又は、キャリア受信導波路４９８に案内される光信号の位相シフトを提供する自由キャリア吸収を引き起こす。

【0203】

図２１Ａから図２１Ｇは、図１９のキャリア注入器を生成する方法を示している。この方法は、図１９Ａに示すような、基板３１２と光透過媒体３１４との間に埋め込み層３１０を有するシリコン・オン・インシュレータ・ウェハ、又は、チップの断面に示される。図２１Ａのウェハ、又は、チップをマスクし、そして、図２１Ｂの装置前駆体を形成するように、第１のエッチングが実行される。凹部５１２は、スラブ領域３１８として機能できる底部を有している。結果として、凹部５１２は、埋め込み層３１０の上方の所望の高さにスラブ領域３１８を配置する深さまで形成される。加えて、マスク、及び、第１のエッチングは、スラブ領域３１８の深さまで補助凹部５１４を形成するように、構成される。補助凹部５１４を、用いて、ウェハ、又は、チップにキャリア注入器から離れて配置されるキャリア注入器でない装置を形成できる。

【0204】

ドーパントホスト材料５０２は、図２１Ｃの装置前駆体を形成するように、凹部５１２、及び、補助凹部５１４に配置される。凹部５１２、及び、補助凹部５１４にドーパントホスト材料５０２を配置するのに好適な方法は、これに限定されないが、化学気相堆積（ＣＶＤ）を用いるエピタキシャル成長を含む。場合によっては、光透過媒体３１４の上面と面一になるドーパントホスト材料５０２の上面をもたらすように、装置前駆体の上面を、処理できる。ドーパントホスト材料５０２の上面を光透過媒体３１４の上面と面一にするのに好適な処理は、これに限定されないが、化学機械研磨（ＣＭＰ）のような研磨処理を含む。

【0205】

図２１Ｃの装置前駆体は、図２１Ｄの装置前駆体を提供するようにマスクされる。例えば、補助凹部５１４のドーパントホスト材料５０２を保護する一方、凹部５１２のドーパントホスト材料５０２が露出したままとなるように、第２のマスク５１６を、装置前駆体上に形成できる。好適な第２のマスク５１６は、これらに限定されないが、フォトレジスト、シリカ、及び、窒化ケイ素を含む。

【0206】

図２１Ｅのデバイス前駆体を提供するように、図２１Ｄのデバイス前駆体が、マスクされ、また、エッチングされる。例えば、第３のマスク５１８を、第２のマスク５１６の上に形成する一方、凹部５１２のドーパントホスト材料５０２が露出したままにできる。露出されるドーパントホスト材料５０２をエッチングするように、第２のエッチングを、実行できる。第２のエッチングは、ドーパントホスト材料５０２に、ドーパントホスティング領域５００に望まれる厚さを提供するように、実行される。第３のマスク５１８は、ドーパントホスト材料５０２と光透過媒体３１４との間の界面から、戻って配置されてもよい。結果として、第２のエッチングの前に、ドーパントホスト材料５０２に隣接する光透過媒体３１４の一部を、露出してもよい。第２のエッチングは、この配置の結果として露出される光透過媒体３１４をエッチングしてもよい。第２のエッチングは、ドーパントホスト材料５０２、及び、光透過媒体３１４を異なる速度でエッチングできる。例えば、図２１Ｅでは、光透過媒体３１４よりも速くドーパントホスト材料５０２をエッチングする第２のエッチングの結果として、光透過媒体３１４に、肩部が、形成される。第２のエッチングが光伝送媒体３１４をエッチングする場合、第２のエッチングは、キャリア受信導波路４９８を規定できる。第２のエッチングが光透過媒体３１４をエッチングしない場合、図２１Ｂの内容で開示されるエッチングが、キャリア受信導波路４９８を決定できる。好適な第２のエッチングは、これに限定されないが、ドライエッチングを含む。好適な第３のマスク５１８は、これに限定されないが、ドライエッチングを含む。

【0207】

前述したように、光信号の一部は、リッジ３１６を越えてスラブ領域３１８に延伸できるが、キャリア受信導波路４９８は、光伝送媒体３１４のリッジ３１６内に、及び、リッジ３１６の下に、光信号を閉じ込める。これにより、光信号が閉じ込められるシリコンの一部は、シリコンの導波路部として機能できる。図２１Ａから図２１Ｇの方法では、シリコンの導波路の部分は、ウェハに追加されるよりは、むしろ、ウェハからである。したがって、キャリア受信導波路４９８は、元のウェハの一部である層を通って光信号を導く。結果として、キャリア注入器を、フォトニック回路に統合される統合キャリア注入器にできる。

【0208】

ドープ領域５０４を、図２１Ｅの装置前駆体のドーパントホスト材料５０２に生成し、そして、第３のマスク５１８を、図２IＦの装置前駆体を提供するために、除去する。第３のマスク５１８を、ドープ領域５０４を形成する前に、又は、後に、除去できる。ドープ領域５０４を生成することは、ドーパントホスト材料５０２にドーパントを配置した後、装置前駆体をアニールすることを含むことができる。ドープ領域５０４を生成するための好適な方法は、限定されないが、イオン注入を含む。好適なアニーリング温度は、これら限定されないが、４００℃、５００℃、又は、６００℃を超える温度、及び／又は、７００℃、８００℃、及び／又は、お７００℃より低い温度を含む。第３のマスク５１８を除去するための好適な方法は、これらに限定されないが、フォトレジスト、シリカ、及び、窒化ケイ素を含む。

【0209】

図２１Ｆの装置前駆体のドーパントホスト材料５０２に、導体５０６を、形成し、図２１Ｇのキャリア注入器を提供する。導体５０６を形成するための好適な方法は、これらに限定されないが、電子ビーム蒸着、及び、スパッタリングを含む。

【0210】

図２１Ａから図２１Ｇは、キャリア注入器の製造の間に第２のマスク５１６によって保護される補助凹部５１４のドーパントホスト材料５０２を示す。結果として、同一のウェハ、又は、チップ上に作製造される補助デバイスを、キャリア注入器の製造の後に、製造できる。例えば、第２のマスク５１６を、除去でき、そして、キャリア注入器を保護するように、第４のマスク（図示せず）を形成できる。次いで、第４のマスクがキャリア注入器を保護している間に、補助デバイスを、製造できる。若しくは、キャリア注入器の前に、補助デバイスを、製造できる。例えば、凹部５１２のドーパントホスト材料５０２を、第５のマスクで保護し、そして、補助デバイスを、製造できる。補助デバイスを、製造した後、キャリア注入器を製造している間、補助デバイスを、マスクによって保護できる。

【0211】

図２１Ａから図２１Ｇの方法では、光透過媒体３１４は、ドープされない。結果として、補助凹部５１４のドーパントホスト材料５０２は、シリコンのような光透過性媒体３１４にドープ領域を形成することに関連付けられる温度まで曝されない。したがって、ドーパントホスト材料５０２を有する１つ以上の補助装置を、補助装置のドーパントホスト材料５０２が、光透過性媒体３１４にドープ領域を形成することに関連付けられる温度に曝されることなく、１つ以上のキャリア注入器と同じウェハ、又は、チップに製造できる。例えば、ドーパントホスト材料５０２を有する１つ以上の補助デバイスを、補助デバイスのドーパントホスト材料５０２が、７００℃、８００℃、又は、９００℃を超える温度に曝されることなく、１つ以上キャリア注入器と同じウェハ、又は、チップ上に製造できる。

【0212】

図２２Ａから図２２Ｇは、図２０のキャリア注入器を製造する方法を示している。この方法は、図２２Ａの装置前駆体として図２１Ｂの装置前駆体を用いる。第２のドープ領域５１０を、図２２Ｂの装置前駆体のドーパントホスト材料５０２に形成し、図２１Ｆの装置前駆体を提供する。第２のドープ領域５１０を形成することは、光透過性媒体にドーパントを配置した後に、装置前駆体をアニールすることを有することができる。第２のドープ領域５１０を形成するための好適な方法は、これらに限定されないが、イオン注入、及び、熱拡散を含む。適切なアニーリング温度は、これに限定されないが、９００℃、９５０℃、又は、１０００℃を超える温度、及び／又は、１０５０℃、１１００℃、又は、１１５０℃を超えない温度を含む。

【0213】

ドーパントホスト材料５０２は、図２２Ｃの装置前駆体を形成するように、図２２Ｂの装置前駆体上の凹部５１２に配置される。凹部５１２、及び、補助凹部５１４にドーパントホスト材料５０２を配置するのに好適な方法は、これに限定されないが、化学気相堆積（ＣＶＤ）を用いるエピタキシャル成長を含む。場合によっては、装置前駆体の上面を、ドーパントホスト材料５０２の上面を光透過媒体３１４の上面と面一にするように、処理できる。ドーパントホスト材料５０２の上面を光透過媒体３１４の上面と面一にするのに好適な処理は、これに限定されないが、化学機械研磨（ＣＭＰ）のような研磨処理を含む。

【0214】

図２２Ｃの装置前駆体は、図２２Ｄの装置前駆体を提供するように、マスクされ、及び、エッチングされる。例えば、補助凹部５１４のドーパントホスト材料５０２を保護するように、第２のマスク５１６を、装置前駆体に形成できる一方、凹部５１２のドーパントホスト材料５０２を露出させたままにする。好適な第２のマスク５１６は、これらに限定されないが、フォトレジスト、シリカ、及び、窒化ケイ素を含む。

【0215】

図２２Ｄの装置前駆体は、図２２Ｅのデバイス前駆体を提供するように、マスクされ、及び、エッチングされる。例えば、第３のマスク５１８を、第２のマスク５１６の上に形成できる一方、凹部５１２のドーパントホスト材料５０２を露出させたままにできる。露出されたドーパントホスト材料５０２をエッチングするように、第２のエッチングを実行できる。所望の厚さを有するドーパントホスト材料５０２を提供するように、第２のエッチングを、実行する。第３のマスク５１８を、ドーパントホスト材料５０２と光透過媒体３１４との間の界面から戻って配置していてもよい。結果として、第２のエッチングの前に、ドーパントホスト材料５０２に隣接する光透過媒体３１４の一部が、露出されてもよい。第２のエッチングは、この配置の結果として露出される光透過媒体３１４をエッチングしてもよい。第２のエッチングは、ドーパントホスト材料５０２、及び、光透過媒体３１４を異なる速度でエッチングできる。例えば、図２２Ｅでは、光透過媒体３１４よりも速くドーパントホスト材料５０２をエッチングする第２のエッチングの結果として、肩部が、光透過媒体３１４に形成される。第２のエッチングが光透過媒体３１４をエッチングする場合、第２のエッチングは、キャリア受信導波路４９８を規定できる。第２のエッチングが光透過媒体３１４を実質的にエッチングしない場合、凹部５１２を形成するエッチングは、キャリア受信導波路４９８を規定できない。好適な第２のエッチングは、これに限定されないが、ドライエッチングを含む。好適な第３のマスク５１８は、これらに限定されないが、フォトレジスト、シリカ、及び、窒化ケイ素を含む。

【0216】

前述したように、光信号の一部は、リッジ３１６を越えてスラブ領域３１８に延伸できるものの、キャリア受信導波路４９８は、光伝送媒体３１４のリッジ３１６の中に、及び、の下に、光信号を閉じ込める。これにより、光信号が閉じ込められるシリコンの部分をシリコンは、シリコンの導波路の部分として機能できる。図２２Ａから図２２Ｇの方法では、シリコンの導波路の部分は、ウェハに追加されるのよりは、むしろ、ウェハ由来である。したがって、キャリア受信導波路４９８は、元のウェハの一部である層を通って光信号を案内する。結果として、キャリア注入器は、フォトニック回路に一統合される統合キャリア注入器にできる。

【0217】

ドープ領域５０４を、図２２Ｅの装置前駆体のドーパントホスト材料５０２に生成し、そして、第３のマスク５１８を、除去し、図２２Ｆの装置前駆体を提供する。ドープ領域５０４を形成する前後で、第３のマスク５１８を除去できる。第３のマスク５１８を除去するための好適な方法は、これらに限定されないが、ドライエッチング、及び、ウェットエッチングを含む。ドープ領域５０４を生成することは、ドーパントホスト材料５０２にドーパントを配置した後に装置前駆体をアニーリングすることを含むことができる。ドープ領域５０４を生成するのに好適な方法は、これに限定されないが、イオン注入を含む。好適なアニール温度は、これらに限定されないが、４００℃、５００℃、又は６００℃を超える温度、及び／又は、７００℃、８００℃、又は、９００℃を超えない温度を含む。ドープ領域５０４にドーパントを配置するのに好適な方法は、これに限定されないが、イオン注入を含む。

【0218】

導電体５０６を、図２２Ｆの装置前駆体のドーパントホスト材料５０２に形成し、図２２Ｇのキャリア注入器を提供する。導体５０６を形成するための好適な方法は、これらに限定されないが、電子ビーム蒸着、及び、スパッタリングを含む。

【0219】

図２２Ａから図２２Ｇは、キャリア注入器の製造の間に第２のマスク５１６によって保護される補助凹部５１４のドーパントホスト材料５０２を示す。結果として、同一のウェハ、又は、チップに製造される補助デバイスを、キャリア注入器の製造後に、製造できる。例えば、第２のマスク５１６を除去でき、そして、キャリア注入器を保護するように、第４のマスク（図示せず）を形成できる。次いで、補助デバイスを、第４のマスクがキャリア注入器を保護している間に、製造できる。あるいは、補助デバイスを、キャリア注入器の前に、製造できる。例えば、凹部５１２のドーパントホスト材料５０２を、第５のマスクで保護し、そして、補助デバイスを製造できる。補助デバイスを製造した後、キャリア注入器を製造している間、補助デバイスを、マスクによって保護できる。

【0220】

図２２Ａから図２２Ｇの方法では、ドーパントホスト材料５０２を、光透過媒体３１４をドープする後まで、デバイス前駆体に添加しない。結果として、ドーパントホスト材料５０２は、シリコンのような光透過性媒体３１４にドープ領域を形成することに関連付けられる温度に曝されない。したがって、ドーパントホスティング材料５０２を、光透過媒体３１４にドープ領域を形成する温度に、曝すことなく、ドーパントホスト材料５０２を有する１つ以上の補助デバイスを、１つ以上のキャリア注入器と同じウェハ、又は、チップに製造できる。例えば、補助デバイスのドーパントホスト材料５０２を、７００℃、８００℃、又は、９００℃を超える温度に、曝すことなく、ドーパントホスティング材料５０２を有する１つ以上の補助デバイスを、１つ以上のキャリア注入器と同じウェハ、又は、チップに製造できる。

【0221】

前述の補助凹部５１４のドーパントホスト材料５０２から製造できる補助デバイスの例は、これらに限定されないが、光検出器、及び、変調器を含む。結果として、図７Ａの第１の光センサ１６０、及び、第２の光センサ１６２のような光検出器を、１つ以上の開示されたキャリア注入器とともにＬＩＤＡＲチップに集積できる。

【0222】

図２１Ａから図２２Ｇは、ドーパントホスト材料５０２を補助凹部５１４に配置する方法を示しているが、補助凹部５１４は、任意である。例えば、図２１Ａから図２２Ｇの方法を、補助凹部５１４を形成することなく、また、補助凹部５１４にドーパントホスト材料５０２を配置することなく、実施できる。結果として、補助凹部５１４のドーパントホスト材料５０２を保護するために用いられる第２のマスク５１６も、任意である。

【0223】

好適な電子機器は、これらに限定されないが、アナログ電気回路、デジタル電気回路、プロセッサ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、 フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦPＧＡ）、コンピュータ、マイクロコンピュータ、又は、操作、監視、及び、制御の実行に好適な前述の組み合わせを有するコントローラを有することができる。 いくつかの例では、コントローラは、操作、制御、及び、監視機能を実行する間、制御によって実行される指示を有する、メモリへのアクセスを有している。電子装置は、単一の位置に単一の構成要素として図示されているが、電子機器は、互いに独立し、及び／又は、異なる位置に配置される複数の異なる構成要素を有することができる。加えて、前述のように、開示された電子装置の全部、又は、一部を、チップと統合される電子装置を有するチップに含めることができる。

【0224】

増幅器によって、光源の安定をもたらす光源、及び、増幅器の両方を有するＬＩＤＡＲチップを有するとして、ＬＩＤＡＲシステムは、開示されているが、所望のアイソレータアダプタに十分な後方反射をもたらすができる他の光学部品、又は、組み合わせがある。結果として、増幅器は、アイソレータアダプタと共に用いられるＬＩＤＡＲチップのために、ＬＩＤＡＲチップ上に存在する必要はない。

【0225】

アイソレータアダプタはＬＩＤＡＲシステムの内容で開示されているが、アイソレータアダプタを、光集積回路チップのような集積光学チップを有する他のシステムに含めることができる。例えば、アイソレータアダプタを、リッジ導波路、リブ導波路、又は、埋め込み導波路のような集積導波路を有する光集積回路チップに含めることができる。光アイソレータによって受信される前に、光集積回路チップから射出されるソース信号からの光を有し、又は、それから構成されるアダプタ信号を受信するように、アイソレータアダプタのアイソレータを、構成できる。アイソレータは、アイソレータ出力信号にアダプタ信号からの光を出力できる。光集積回路チップの１つ以上の導波路は、アイソレータ出力信号からの光を含む光信号を案内できる。そのようなシステムの例は、これらに限定されないが、光通信システム、及び、センサを含む。

【0226】

キャリア注入器はＬＩＤＡＲシステムの内容で説明されているが、キャリア注入器は、光集積回路チップのような集積光学チップを有する他のシステムに含めることができる。キャリア注入器は、位相チューナのような電子装置によって操作されるようなＬＩＤＡＲシステムに記述されているが、電子装置は、ＬＩＤＡＲシステムの中の、又は、ＬＩＤＡＲシステム以外のシステムの異なるアプリケーションのための、可変光減衰器（ＶＯＡ）として、開示されたキャリア注入器を操作できる。

【0227】

上記のシステムの異なる部分を、第２、第３などのような記述子を用いて、記述しているが、これらの記述子は、シーケンスを示さないが、代わりに、異なる構成要素、及び／又は、異なる動作の間を区別するために用いられる。一例として、第１のドープ領域、及び／又は、第２のドープ領域を、第２のドープ領域を形成でき、また、第２のドープ領域は、第１のドープ領域なしで存在できる。

【0228】

本発明の他の実施形態、組み合わせ、及び、修正は、これらの観点で、当業者にとって容易に行われる。したがって、本発明は、以下の特許請求の範囲のみによって限定されるものであり、前述の明細書、及び、添付図面と併せて見たときのそのような実施形態、及び、修正の全てを含む。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15A】

【図15B】

【図15C】

【図15D】

【図15E】

【図15F】

【図16】

【図17A】

【図17B】

【図17C】

【図17D】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21A】

【図21B】

【図21C】

【図21D】

【図21E】

【図21F】

【図21G】

【図22A】

【図22B】

【図22C】

【図22D】

【図22E】

【図22F】

【図22G】

【国際調査報告】