公开(公告)号：US08503839B2

公开(公告)日：2013-08-06

申请号：US13349957

申请日：2012-01-13

申请人： Pavel Cheben ,  Przemek J. Bock ,  Jens H. Schmid ,  Dan-Xia Xu ,  Adam Densmore ,  Siegfried Janz

发明人： Pavel Cheben ,  Przemek J. Bock ,  Jens H. Schmid ,  Dan-Xia Xu ,  Adam Densmore ,  Siegfried Janz

IPC分类号： G02B6/10 ,  G02B6/26 ,  G02B6/42

CPC分类号： G02F1/365 ,  G02B6/107 ,  G02F2202/30

摘要： A waveguide cores consisting of a subwavelength grating permits transmission of light without diffraction in a discontinuous manner, wherein the energy is provided by field hopping between subwavelength material segments of higher index. The use of alternating segments permits design of waveguides having desired effective index, mode confinement factor, birefringence, polarization mode or mode dispersions, polarization dependent loss, thermal sensitivity, or nonlinear optical coefficient. An optical system comprises a waveguide having such a core, clad on at least one side, extending between two ends, and wavelength-limiting optical components in optical communication with the ends.

摘要翻译： 由亚波长光栅组成的波导芯允许以不连续的方式透射光而不衍射，其中通过在较高折射率的亚波长材料片段之间的场跳跃提供能量。 使用交替的段允许设计具有期望的有效折射率，模式限制因子，双折射，偏振模式或模式分散，偏振相关损耗，热敏感性或非线性光学系数的波导。 光学系统包括具有这种芯的波导，包覆在至少一个侧面上，在两端之间延伸，以及与端部光学连通的波长限制光学部件。

公开(公告)号：US07778499B2

公开(公告)日：2010-08-17

申请号：US11898660

申请日：2007-09-13

申请人： Siegfried Janz ,  Pavel Cheben ,  Andre Delage ,  Adam Densmore ,  Dan-Xia Xu

发明人： Siegfried Janz ,  Pavel Cheben ,  Andre Delage ,  Adam Densmore ,  Dan-Xia Xu

IPC分类号： G02B6/00

CPC分类号： G02B6/12007 ,  G01N21/7703 ,  G01N21/7746 ,  G01N2021/7779 ,  G01N2021/7783 ,  G02B6/2813

摘要： Methods and devices relating to a sensor for use in detecting and monitoring molecular interactions. A silicon waveguide sensing element is provided along with a layer of silicon. A silicon oxide layer is also provided between the waveguide element and the layer of silicon. The sensing element is adjacent to an aqueous solution in which the molecular interactions are occurring. A light beam travelling in the silicon waveguide creates an evanescent optical field on the surface of the sensing element adjacent to the boundary between the sensing element and the aqueous medium. Molecular interactions occurring on this surface affect the intensity or the phase of the light beam travelling through the waveguide by changing the effective refractive index of the medium. By measuring the effect on the intensity, phase, or speed of the light beam, the molecular interactions can be detected and monitored in real time.

摘要翻译： 与用于检测和监测分子相互作用的传感器相关的方法和装置。 硅波导传感元件与硅层一起提供。 在波导元件和硅层之间还提供氧化硅层。 传感元件与发生分子相互作用的水溶液相邻。 在硅波导中行进的光束在感测元件的表面上邻近感测元件和水性介质之间的边界产生消逝的光场。 通过改变介质的有效折射率，在该表面上发生的分子相互作用影响穿过波导的光束的强度或相位。 通过测量对光束的强度，相位或速度的影响，可以实时检测和监测分子相互作用。

公开(公告)号：US07680371B2

公开(公告)日：2010-03-16

申请号：US11874789

申请日：2007-10-18

申请人： Pavel Cheben ,  Siegfried Janz ,  Dan-Xia Xu ,  Jens Schmid ,  Adam Densmore ,  Jean Lapointe

发明人： Pavel Cheben ,  Siegfried Janz ,  Dan-Xia Xu ,  Jens Schmid ,  Adam Densmore ,  Jean Lapointe

IPC分类号： G02B6/42 ,  G02B6/028

CPC分类号： G02B6/1228 ,  G02B6/124 ,  G02B6/14 ,  G02B6/262 ,  G02B6/305

摘要： An interface device for performing mode transformation in optical waveguides includes an optical waveguide core for propagating light of a particular wavelength or a plurality of wavelengths. The optical waveguide core terminates in a subwavelength grating configured to change the propagation mode of the light. The subwavelength grating has a pitch sufficiently less than the wavelength of the light to frustrate diffraction. The device can thus serve as an optical coupler between different propagating media, or as an anti-reflective or high reflectivity device.

摘要翻译： 用于在光波导中执行模式变换的接口装置包括用于传播特定波长或多个波长的光的光波导芯。 光波导芯终止在配置成改变光的传播模式的亚波长光栅中。 亚波长光栅的间距足够小于光的波长以挫败衍射。 因此，该器件可以用作不同传播介质之间的光耦合器，或者作为抗反射或高反射率器件。

公开(公告)号：US20100290037A1

公开(公告)日：2010-11-18

申请号：US12671234

申请日：2007-08-15

申请人： Dan-xia Xu ,  Adam Densmore ,  Andre Delage ,  Pavel Cheben ,  Siegfried Janz

发明人： Dan-xia Xu ,  Adam Densmore ,  Andre Delage ,  Pavel Cheben ,  Siegfried Janz

IPC分类号： G01N21/41

CPC分类号： G01N21/552

摘要： Methods and devices related to a sensor element for use in the detection and monitoring of molecular interactions. The sensor element uses a silicon-on-insulator wafer optically coupled to a silicon prism. The wafer has a thin silicon film top layer, a silicon substrate layer, and a buried silicon dioxide layer sandwiched between the silicon film and substrate layers. The wafer is coupled to the prism on the wafer's substrate side while the interactions to be monitored are placed on the wafer's silicon film side. An incident beam is directed at the prism and the incident angle is adjusted until the beam optically couples to the silicon film's optical waveguide mode. When this occurs, a decrease in the intensity of the reflected beam can be detected. The molecular interactions affect the phase velocity or wave vector of the propagating mode. Similarly, instead of measuring the incident angle at which optical coupling occurs, the phase of the reflected beam may be measured.

摘要翻译： 与用于检测和监测分子相互作用的传感器元件相关的方法和装置。 传感器元件使用与硅棱镜光学耦合的绝缘体上硅晶片。 晶片具有薄的硅膜顶层，硅衬底层和夹在硅膜和衬底层之间的掩埋的二氧化硅层。 晶片在晶片的衬底侧与棱镜耦合，同时要监测的相互作用被放置在晶片的硅膜侧。 入射光束被引导到棱镜，并且调整入射角直到光束光耦合到硅膜的光波导模式。 当发生这种情况时，可以检测到反射光束的强度的降低。 分子相互作用影响传播模式的相速度或波矢量。 类似地，不是测量发生光耦合的入射角，而是可以测量反射光束的相位。

公开(公告)号：US20080193079A1

公开(公告)日：2008-08-14

申请号：US11674405

申请日：2007-02-13

申请人： Pavel Cheben ,  Siegfried Janz ,  Dan-Xia Xu ,  Jens Schmid ,  Adam Densmore ,  Jean Lapointe

发明人： Pavel Cheben ,  Siegfried Janz ,  Dan-Xia Xu ,  Jens Schmid ,  Adam Densmore ,  Jean Lapointe

IPC分类号： G02B6/34

CPC分类号： G02B6/14 ,  G02B6/1228 ,  G02B6/124 ,  G02B6/262 ,  G02B6/305

摘要： An interface device for performing mode transformation in optical waveguides includes an optical waveguide core for propagating light of a particular wavelength. The optical waveguide core terminates in a subwavelength grating configured to change the propagation mode of the light. The subwavelength grating has a pitch sufficiently less than the wavelength of the light to frustrate diffraction. The device can thus serve as an optical coupler between different propagating media, or as an anti-reflective or high reflectivity device.

摘要翻译： 用于在光波导中执行模式变换的接口装置包括用于传播特定波长的光的光波导芯。 光波导芯终止在配置成改变光的传播模式的亚波长光栅中。 亚波长光栅的间距足够小于光的波长以挫败衍射。 因此，该器件可以用作不同传播介质之间的光耦合器，或者作为抗反射或高反射率器件。

公开(公告)号：US20100165351A1

公开(公告)日：2010-07-01

申请号：US12451608

申请日：2008-04-09

申请人： Dan-Xia Xu ,  Adam Densmore ,  Andre Delage ,  Pavel Cheben ,  Siegfried Janz

发明人： Dan-Xia Xu ,  Adam Densmore ,  Andre Delage ,  Pavel Cheben ,  Siegfried Janz

IPC分类号： G01B9/02 ,  G02B6/00

CPC分类号： G02B6/12007 ,  G01N21/7703 ,  G01N21/7746 ,  G01N2021/7779 ,  G01N2021/7783 ,  G02B6/2813

摘要： Methods and devices relating to sensors and sensor blocks for use in detecting and monitoring molecular interactions. A silicon waveguide sensing element is provided along with a layer of silicon. A silicon oxide layer is also provided between the waveguide element and the layer of silicon. The sensing element is adjacent to an aqueous solution in which the molecular interactions are occurring. A light beam travelling in the silicon waveguide creates an evanescent optical field on the surface of the sensing element adjacent to the boundary between the sensing element and the aqueous medium. Molecular interactions occurring on this surface affect the intensity or the phase of the light beam travelling through the waveguide by changing the effective refractive index of the medium. By measuring the effect on the intensity, phase, or speed of the light beam, the molecular interactions can be detected and monitored in real time. Various configurations using this sensor technology is also disclosed.

摘要翻译： 与用于检测和监测分子相互作用的传感器和传感器块有关的方法和设备。 硅波导传感元件与硅层一起提供。 在波导元件和硅层之间还提供氧化硅层。 传感元件与发生分子相互作用的水溶液相邻。 在硅波导中行进的光束在感测元件的表面上邻近感测元件和水性介质之间的边界产生消逝的光场。 通过改变介质的有效折射率，在该表面上发生的分子相互作用影响穿过波导的光束的强度或相位。 通过测量对光束的强度，相位或速度的影响，可以实时检测和监测分子相互作用。 还公开了使用该传感器技术的各种配置。

公开(公告)号：US20080193080A1

公开(公告)日：2008-08-14

申请号：US11874789

申请日：2007-10-18

申请人： Pavel Cheben ,  Siegfried Janz ,  Dan-Xia Xu ,  Jens Schmid ,  Adam Densmore ,  Jean Lapointe

发明人： Pavel Cheben ,  Siegfried Janz ,  Dan-Xia Xu ,  Jens Schmid ,  Adam Densmore ,  Jean Lapointe

IPC分类号： G02B6/42 ,  G02B6/028

CPC分类号： G02B6/1228 ,  G02B6/124 ,  G02B6/14 ,  G02B6/262 ,  G02B6/305

摘要： An interface device for performing mode transformation in optical waveguides includes an optical waveguide core for propagating light of a particular wavelength or a plurality of wavelengths. The optical waveguide core terminates in a subwavelength grating configured to change the propagation mode of the light. The subwavelength grating has a pitch sufficiently less than the wavelength of the light to frustrate diffraction. The device can thus serve as an optical coupler between different propagating media, or as an anti-reflective or high reflectivity device.

摘要翻译： 用于在光波导中执行模式变换的接口装置包括用于传播特定波长或多个波长的光的光波导芯。 光波导芯终止在配置成改变光的传播模式的亚波长光栅中。 亚波长光栅的间距足够小于光的波长以挫败衍射。 因此，该器件可以用作不同传播介质之间的光耦合器，或者作为抗反射或高反射率器件。

公开(公告)号：US07376308B2

公开(公告)日：2008-05-20

申请号：US11016715

申请日：2004-12-21

申请人： Pavel Cheben ,  Siegfried Janz ,  Boris Lamontagne ,  Dan-Xia Xu

发明人： Pavel Cheben ,  Siegfried Janz ,  Boris Lamontagne ,  Dan-Xia Xu

IPC分类号： G02B6/26 ,  G02B6/34

CPC分类号： G02B6/425 ,  G02B6/12019 ,  G02B6/122 ,  G02B6/124 ,  G02B6/4201 ,  G02B6/4214 ,  G02B6/4287

摘要： The multichannel waveguide device includes an array of waveguides located in a plane. Each waveguide channel has a redirecting element for redirecting a guided wave out of said plane, or vice versa. The redirecting elements are staggered in the direction of the waveguides so as to transform a one-dimensional array of in-plane waves into a two-dimensional array of out-of-plane waves, or vice versa.

摘要翻译： 多通道波导器件包括位于平面中的波导阵列。 每个波导通道具有用于将导波重定向到所述平面之外的重定向元件，反之亦然。 重定向元件在波导的方向上交错，以便将一维阵列的平面内波变换为平面外波的二维阵列，反之亦然。

公开(公告)号：US20100110443A1

公开(公告)日：2010-05-06

申请号：US12531338

申请日：2008-03-20

申请人： Pavel Cheben ,  Siegfried Janz ,  Miroslaw Florjanczyk ,  Dan-Xia Xu

发明人： Pavel Cheben ,  Siegfried Janz ,  Miroslaw Florjanczyk ,  Dan-Xia Xu

IPC分类号： G01J3/45

CPC分类号： G01J3/26 ,  G01J3/02 ,  G01J3/0218 ,  G01J3/12 ,  G01J3/1895 ,  G01J3/4532 ,  G02B6/12007 ,  G02B6/12011 ,  G02B6/29301 ,  G02B6/29352 ,  G02B6/29356 ,  G02B6/4215

摘要： A spectrometer has a multi-input aperture for admitting an input wavefront and an array of multiple waveguide structures terminating at the multi-input aperture. The input wavefront is incident on each of the waveguide structures, which provide a dispersive function for the input wavefront. Interferometers are formed by elements of the waveguide structures. The interferometers have different optical path length differences (OPDs). The interferometers provide a wavelength responsive output for spatially extended light sources. The output of the interferometers is detected with a detector array. The spectrometer has an improved etendue, and in some embodiments very high resolution.

摘要翻译： 光谱仪具有用于允许输入波前的多输入孔径和终止于多输入孔径的多个波导结构的阵列。 输入波前入射在每个波导结构上，这为输入波前提供了色散函数。 干涉仪由波导结构的元件形成。 干涉仪具有不同的光程差（OPD）。 干涉仪为空间延伸的光源提供波长响应输出。 用检测器阵列检测干涉仪的输出。 光谱仪具有改进的光密度，并且在一些实施例中具有非常高的分辨率。

公开(公告)号：US07376305B2

公开(公告)日：2008-05-20

申请号：US10496488

申请日：2002-11-26

申请人： Andre Delage ,  Boris Lamontagne ,  Kokou Dossou ,  Siegfried Janz ,  Pavel Cheben ,  Lynden Erickson ,  Dan-Xia Xu ,  Sylvain Charbonneau

发明人： Andre Delage ,  Boris Lamontagne ,  Kokou Dossou ,  Siegfried Janz ,  Pavel Cheben ,  Lynden Erickson ,  Dan-Xia Xu ,  Sylvain Charbonneau

IPC分类号： G02B6/34 ,  G02B5/18 ,  G02B27/44 ,  H01L21/00

CPC分类号： G02B6/124 ,  G02B5/1861

摘要： An Echelle grating has alternate first (1a) and second (1b) sets of facets (1). The first set of facets (1a) is operative to reflect incident light (4) for diffraction and the second set of facets (1b) extends between adjacent facets of the first set (1a). Only the first set of facets (1a) is metallized to enhance reflection. The second set of facets (1b) is left unmetallized. This configuration reduces polarization dependent loss (PDL).

摘要翻译： Echelle光栅具有交替的第一（1a）和第二（1b）组平面（1）。 第一组刻面（1a）可操作以反射用于衍射的入射光（4），并且第二组刻面（1b）在第一组（1a）的相邻小面之间延伸。 仅第一组刻面（1a）被金属化以增强反射。 第二组刻面（1b）未被金属化。 该配置减少了偏振相关损耗（PDL）。