一种边耦合光器件与光纤的直接光耦合结构制造技术

本发明专利技术公开了一种边耦合光器件与光纤的直接光耦合结构，包括：基板；设置于所述基板上的边耦合光器件；设置于所述基板上的具有一个或多个光纤通孔的硅载板，以及设置于所述硅载板的所述一个或多个光纤通孔内的一根或多根光纤。本发明专利技术公开的直接光耦合结构具有无源对准、结构简单、精度高等优点。

A direct optical coupling structure of edge coupled optical devices and optical fibers

The invention discloses a direct optical coupling structure, a side coupled optical device and optical fiber comprises: a substrate; side coupled optical devices disposed on the substrate; having one or more optical fiber through hole silicon plate disposed on the substrate, and is arranged on the silicon substrate the one or more fiber in the through hole and one or more optical fiber. The direct optical coupling structure disclosed by the invention has the advantages of passive alignment, simple structure and high accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种边耦合光器件与光纤的直接光耦合结构
本专利技术涉及光电器件
，尤其涉及一种边耦合光器件与光纤的直接光耦合结构。
技术介绍
随着各类移动消费类电子产品的迅猛发展，移动消费类电子产品对网络通信的速度、延迟等质量要求越来越高，而光通信技术很好的满足了相应需求。在硅光和光电集成系统中，为了满足长距离、高带宽、高质量信号传输需求时，通常需要采用单模激光传输技术。单模激光传输技术虽然具有长距离、高带宽、高质量信号传输优势，但是单模激光器模式模斑很小，只有10μm以内，因此在装配时，激光器与光纤的对准容差要求比多模耦合高的多，只有5μm左右，因此，通常只能通过有源对准的方式来解决这个问题。有源对准的方式即通过点亮芯片，调节光纤位置，并探测出光功率的大小，在功率最大时固定光纤位置。这种方式设备投入成本高、工作效率低、产品良率低，如果在多通道同时耦合时，该方法就更难对准。为了克服上述技术难题，现有技术通常采用V形槽、微透镜结合有源对准的技术方案。例如，专利US20160329680A1公开了一种采用微透镜将光耦合入平面波导，再耦合到光纤中的结构，通过折射率匹配液和固定垫片固定平面波导。这种方式采用了两个透镜和固定装置，仍然需要采用有源对准的方式才能实现光耦合。另一类技术如专利WO2006088859，将微透镜做在激光器上，再通过微透镜和45°光纤将光从激光器耦合入光纤，这种方式需要对激光器器件进行特殊加工，并且制作含有微透镜的45°光纤耦合结构，封装时仍需要有源对准。又一类技术如专利US7356226，将光入射端和接收端分别做模斑转换器，将光模斑匹配进行耦合，虽然将光的模式进行了匹配，但耦合接口的尺寸很小(按照专利公开的实施例，接口宽度仅为1.2μm左右)，对光的耦合对准精度要求很高。因此，急需一种新型的光电发射器件与光纤的耦合结构至少部分的解决上述现有技术中存在的对准成本高、难度大、良率低以及需要有源对准的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，根据本专利技术的一个实施例，提供一种边耦合光器件与光纤的直接光耦合结构，包括：基板；设置于所述基板上的边耦合光器件；设置于所述基板上的具有一个或多个光纤通孔的硅载板，以及设置于所述硅载板的所述一个或多个光纤通孔内的一根或多根光纤。在本专利技术的一个实施例中，该边耦合光器件为边发射激光器、边耦合探测器、边耦合调制器或波导结构。在本专利技术的一个实施例中，该基板具有一台阶，所述台阶将所述基板的一侧抬高，从而使基板分成高低不等的两个区域。在本专利技术的一个实施例中，该边耦合光器件和所述硅载板通过导电银浆粘接、胶水粘合或金属焊接的方式固定在所述基板上。在本专利技术的一个实施例中，该边耦合光器件发光面/受光面的中心与其相对应的所述光纤的中心基本同轴对齐。在本专利技术的一个实施例中，该边耦合光器件发光面与所述光纤之间设置有微透镜，且所述边耦合光器件发光面/受光面的中心、与其相对应的所述光纤的中心以及所述微透镜的中心基本同轴对齐。在本专利技术的一个实施例中，该微透镜通过微透镜安装机构固定在所述基板或所述边耦合光器件上。在本专利技术的一个实施例中，该微透镜的材料是硅、玻璃或有机树脂，微透镜为球面透镜、非球面透镜或菲涅尔透镜。根据本专利技术的另一个实施例中，提供一种边耦合光器件与光纤的直接光耦合结构，包括：基板；设置于所述基板上的垫块；设置于所述垫块上的边耦合光器件；设置于所述基板上的具有一个或多个光纤通孔的硅载板，以及设置于所述硅载板的所述一个或多个光纤通孔内的一根或多根光纤。在本专利技术的另一个实施例中，该边耦合光器件为边发射激光器、边耦合探测器、边耦合调制器或波导器件。在本专利技术的另一个实施例中，该边耦合光器件发光面/受光面的中心与其相对应的所述光纤的中心基本同轴对齐。在本专利技术的另一个实施例中，该边耦合光器件发光面/受光面与所述光纤之间设置有微透镜，且所述边耦合光器件发光面的中心、与其相对应的所述光纤的中心以及所述微透镜的中心基本同轴对齐。在本专利技术的另一个实施例中，该微透镜通过微透镜安装机构固定在所述基板或所述边耦合光器件上。在本专利技术的另一个实施例中，该微透镜的材料是硅、玻璃或有机树脂，微透镜为球面透镜、非球面透镜或菲涅尔透镜。通过本专利技术公开的结构，可将光纤直接插入固定通孔，实现光纤与光源端面高精度直接对准，同时，可选的配置有微透镜以提高耦合效率，使用本专利技术的该边发射激光器/边耦合探测器/边耦合调制器/波导结构与光纤的直接光耦合结构可以在不点亮激光器的情况下进行光耦合，即无源对准。相对现有技术，具有无源对准、结构简单、精度高等优点。附图说明为了进一步阐明本专利技术的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。图1示出根据本专利技术的一个实施例的一种边发射激光器/边耦合探测器/边耦合调制器/波导结构与光纤的直接光耦合结构的剖面示意图。图2示出根据本专利技术的又一个实施例的一种边发射激光器/边耦合探测器/边耦合调制器/波导结构与光纤的直接光耦合结构的剖面示意图。图3示出根据本专利技术的一种边发射激光器/边耦合探测器/边耦合调制器/波导结构与光纤的直接光耦合结构的硅载板的侧视图。图4示出根据本专利技术的一种边发射激光器/边耦合探测器/边耦合调制器/波导结构与光纤的直接光耦合结构的俯视图。图5示出根据本专利技术的一个具体实施例的一种带微透镜边发射激光器/边耦合探测器/边耦合调制器/波导结构与光纤的直接光耦合结构的剖面示意图。图6示出根据本专利技术的一个具体实施例的一种带微透镜边发射激光器/边耦合探测器/边耦合调制器/波导结构与光纤的直接光耦合结构的俯视图。具体实施方式在以下的描述中，参考各实施例对本专利技术进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本专利技术的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本专利技术的实施例的全面理解。然而，本专利技术可在没有特定细节的情况下实施。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。需要说明的是，本专利技术的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了方便区分各步骤，而并不是限定各步骤的先后顺序，在本专利技术的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。本专利技术提供的一种边耦合光器件与光纤的直接光耦合结构，该结构包含在硅载板上采用高精度光刻技术和微加工工艺制作的垂直光纤固定通孔。可将光纤直接插入固定通孔，实现光纤与光源端面高精度直接对准，使用本专利技术的该边耦合光器件与光纤的直接光耦合结构可以在不点亮激光器的情况下进行光耦合，即无源对准。相对现有技术，具有无源对准、结构简单、精度高等优点。下面结合附图详细介绍根据本专利技术的一个实施例的一种边耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种边耦合光器件与光纤的直接光耦合结构，包括：基板；设置于所述基板上的边耦合光器件；设置于所述基板上的具有一个或多个光纤通孔的硅载板，以及设置于所述硅载板的所述一个或多个光纤通孔内的一根或多根光纤。

【技术特征摘要】
1.一种边耦合光器件与光纤的直接光耦合结构，包括：基板；设置于所述基板上的边耦合光器件；设置于所述基板上的具有一个或多个光纤通孔的硅载板，以及设置于所述硅载板的所述一个或多个光纤通孔内的一根或多根光纤。2.如权利要求1所述的边耦合光器件与光纤的直接光耦合结构，其特征在于，所述边耦合光器件为边发射激光器、边耦合探测器、边耦合调制器或波导结构。3.如权利要求1所述的边耦合光器件与光纤的直接光耦合结构，其特征在于，所述基板具有一台阶，所述台阶将所述基板的一侧抬高，从而使基板分成高低不等的两个区域。4.如权利要求1所述的边耦合光器件与光纤的直接光耦合结构，其特征在于，所述边耦合光器件和所述硅载板通过导电银浆粘接、胶水粘合或金属焊接的方式固定在所述基板上。5.如权利要求1所述的边耦合光器件与光纤的直接光耦合结构，其特征在于，所述边耦合光器件发光面/受光面的中心与其相对应的所述光纤的中心基本同轴对齐。6.如权利要求1所述的边耦合光器件与...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑜，薛海韵，刘丰满，
申请(专利权)人：华进半导体封装先导技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32