一种采用曲面反射镜的高度集成硅光组件及其耦合方法技术

本发明专利技术公开了一种采用曲面反射镜的高度集成硅光组件，包括光源、受光件和反射镜，反射镜内形成可反射光线的反射空腔，光源光输出端设置在反射空腔内，受光件的光线接收端设置在反射空腔内，光源以多个不同角度发射出的光线经过反射空腔的反射后都能进入到受光件的光线接收端。本发明专利技术还包括一种硅光耦合方法，S1：将受光体固定于基板上；S2：将反射镜固定在基板上，调整其位置，使受光体的光线输入端对准反射镜的第二焦点；S3：光源固定在受光体上，使光源的光线输出端对准反射镜第二焦点。本发明专利技术提供一种方便光源于受光体非接触耦合的采用曲面反射镜的高度集成硅光组件及其耦合方法。曲面反射镜的高度集成硅光组件及其耦合方法。曲面反射镜的高度集成硅光组件及其耦合方法。

【技术实现步骤摘要】
一种采用曲面反射镜的高度集成硅光组件及其耦合方法


[0001]本专利技术涉及硅光
，尤其涉及一种采用曲面反射镜的高度集成硅光组件及其耦合方法。

技术介绍

[0002] 目前硅光芯片在最近几年逐渐进入到各个领域，尤其是通讯领域，硅光的低成本和优秀的光学性能也初步显现。然而作为进入大规模应用最大的障碍, 封装的难度和成本是工业界亟待解决的问题。在通信以及数通领域，光纤是作为信号传输的主要介质，激光器是作为光信号产生的主要器件, 所以作为封装的核心问题之一，如何做到高效率、 低成本、高可靠性的将他们耦合成为了大家广泛关注的焦点。
[0003]现阶段比较常见的耦合方式有两种，一种是双透镜耦合，这种方案通常用于激光器耦合, 通过第一个凸透镜做到准直, 然后通过第二个透镜再聚焦到硅光芯片上，这种做法可以做到较高的耦合效率以及比较高的调整容差。另一种方法是直接耦合，这种方案通常用于光纤耦合。普通的单模光纤或者透镜光纤直接对准硅光光口，待对准后用黏着剂粘合。
[0004]作为第一种方案的双透镜耦合方案，由于物料较多，成本较高，调节光路的参数很多，时间成本较高。而且耦合时需要考虑夹具大小，通常无法做到高集成度，占用空间较大。
[0005]第二种方案直接耦合，这种方法虽然简单，但是由于光纤和硅光芯片放在不同的介质上，在温度变化时，很容易出现形变，导致耦合效率变化。
[0006]以上这两种方案由于耦合对象通常分开放置，可能会由于受空气温度、湿度、或震动的影响，耦合效率发生变化等。
[0007]CN110888207A公开了一种基于椭圆球镜的高度集成硅光组件，利用椭圆球体固有的两焦点之间的光反射特性，将激光器、硅光芯片、光耦合装置固定于同一基板，激光器的光出射点与椭球透镜焦点一对准，硅光芯片光输入端与椭球透镜焦点二对准耦接。激光器出射光经焦点一进入椭球透镜内部，经椭球内部发射后，光束经焦点二耦接入硅光芯片。采用该方案，可以解决传统耦合方式由于分离式耦合封装，耦合效率低的问题，同时将各组件固定于同一基板，可以同时提高抗机械震动性能。但是由于激光器光束经椭球透镜反射，光束在椭球透镜内会产生损耗，耦合损耗较大，而且射入椭球透镜和射出椭球透镜的光线是不能平行的，所以造成想要达到较高的安装精度是困难的。

技术实现思路

[0008]本专利技术为了克服现有技术的光源与受光体非接触耦合时产生的光束进入传输介质产生的损耗问题，提出一种方便光源与受光体非接触耦合的采用曲面反射镜的高度集成硅光组件及其耦合方法。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用曲面反射镜的高度集成硅
光组件，包括发射光线的光源、能接收光线的受光件和反射镜，反射镜内形成可反射光线的反射空腔，光源光输出端设置在反射空腔内，受光件的光线接收端设置在反射空腔内，光源以多个不同角度发射出的光线经过反射空腔的反射后都能进入到受光件的光线接收端。通过空腔内表面反射光源的光线，这样减少光线进入介质产生的损耗，光源一般是激光发射装置，受光体一般是硅光芯片，在硅光芯片的制造技术中，减少硅光芯片的入射光的损耗具有重要意义。
[0010]作为优选，所述一种采用曲面反射镜的高度集成硅光组件还包括基板，受光体设置在基板上，光源设置在基板或受光体上，反射镜与受光体形成固定连接，反射镜与光源形成固定连接，反射镜与基板形成固定连接。反射镜和基板形成固定配合，所以反射镜与光源之间也形成固定配合，反射镜与受光体也形成固定配合，这样一来，光源传输到受光体的光路就会稳定，抗干扰能力强。
[0011]作为优选，所述光源与反射镜之间设置有光纤用以传递光线，或受光体与反射镜之间设置有光纤用以传递光线，或光源与反射镜之间、受光体与反射镜之间均设置有光纤用以传递光线。
[0012]作为优选，所述反射空腔内表面设置有能反射光线的反光层。反光层是可以更高效率的反射光线，减少光线的损耗。
[0013]作为优选，所述反射空腔内为真空环境。光线在真空环境中损耗很小，所以反射空腔和/或第二反射空腔内为真空环境的技术方案可以有效减少光线的传输损耗。
[0014]作为优选，所述反射空腔具有若干个焦点，光源光线输出端设置在反射空腔第一焦点处，受光件的光线接收端设置在反射空腔的第二焦点处，以多个不同角度从第一焦点射出的光线，在经过反射空腔和第二反射空腔的反射，都会从第二焦点射出。以任意角度从第一焦点射出的光线，在经过反射空腔和第二反射空腔的反射，从会从第二焦点射出，因为从光纤传出的光线的射出角度不固定，所以一般只能采取将光纤直接与光接收端耦合，因为反射空腔具有这样的特性，所以可以将光纤输出端设置在反射空腔的其中一个焦点处，从光纤射出的任意角度的光线通过反射空腔的反射后，都会经过另外的一焦点，将光线接受器放置在这个焦点就可以接受到从光纤发射出的光线，在光线接收器不接触光纤的情况下，也能接收到从光纤中射出的光线，这样的反射空腔可以使得在从光源射出的光线全部经过进入受光体，实现了光源与受光体的非接触耦合，也可以在光源的光线输出端耦合光纤的一端，光纤另一端设置在反射腔的焦点处。
[0015]作为优选，所述反射空腔为椭圆空腔，受光件的光线接收端和光源光线输出端分别设置在椭圆空腔的一个焦点处。以任意角度从椭圆的一个焦点发射一束光线，在通过椭圆面的一次反射后都会经过另一个焦点。
[0016]作为优选，所述反射空腔包括第一空腔和第二空腔，第一空腔和第二空腔为抛物面空腔，光源的光线输出端设置在第一空腔的焦点处，受光件的光线接收端设置在第二空腔的焦点处，以多个不同角度从第一空腔的焦点处射出的光线，在经过第一空腔和第二空腔的反射，都会从第二空腔的焦点处射出。第一空腔和第二空腔为抛物面空腔，第一空腔和第二空腔的对称轴重合，第一空腔与第二空腔面对称，对称面垂直于对称轴，光源从第一空腔的焦点处以任意角度发射光线，经过第一空腔的反射后，光线平行于对称轴，然后射向第二对称面，在经过第二空腔的反射后，经过第二空腔的焦点，设置于第二空腔焦点的受光体
光线接收端就可以接收到来自于光源发射出的光线。
[0017]作为优选，所述基板采用硅片、金属片、电路板、陶瓷板中的一种。
[0018]一种采用曲面反射镜的高度集成硅光耦合方法，采用以上所述的一种采用曲面反射镜的高度集成硅光组件，方法包括以下骤：S1：将受光体固定于基板上；S2：将反射镜固定在基板上，调整其位置，使受光体的光线输入端对准反射镜的第二焦点；S3：光源固定在受光体上，并调整光源的位置，使光源的光线输出端对准反射镜第二焦点。
[0019]因此，本专利技术具有如下有益效果：（1）通过空腔内表面反射光源的光线，这样减少光线进入介质产生的损耗；（2）光线在真空环境中损耗很小，反射空腔内为真空环境，在反射光线时可以有效减少光线的传输损耗；（3）入射光线与出射光线平行，便于安装使用。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的一种反射镜示意图图2是本专利技术的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用曲面反射镜的高度集成硅光组件，其特征是包括光源、受光件和反射镜，反射镜内形成反射空腔，光源光输出端设置在反射空腔内，受光件的光线接收端设置在反射空腔内，光源以多个不同角度发射出的光线经过反射空腔的反射后都能进入到受光件的光线接收端。2.根据权利要求1所述的一种采用曲面反射镜的高度集成硅光组件，其特征是还包括基板，受光体设置在基板上，光源设置在基板或受光体上，反射镜与受光体形成固定连接，反射镜与光源形成固定连接，反射镜与基板形成固定连接。3.根据权利要求1所述的一种采用曲面反射镜的高度集成硅光组件，其特征是光源与反射镜之间设置有光纤用以传递光线，或受光体与反射镜之间设置有光纤用以传递光线，或光源与反射镜之间、受光体与反射镜之间均设置有光纤用以传递光线。4.根据权利要求1所述的一种采用曲面反射镜的高度集成硅光组件，其特征是反射空腔内表面设置有能反射光线的反光层。5.根据权利要求1所述的一种采用曲面反射镜的高度集成硅光组件，其特征是反射空腔内为真空环境。6.根据权利要求1或4或5所述的一种采用曲面反射镜的高度集成硅光组件，其特征是光源光线输出端设置在反射空腔第一焦点处，受光件的光线接收端设置在反射空腔的第二焦点处，以多个不同角度从第一焦点...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑俊守，黄小伟，夏晓亮，
申请(专利权)人：杭州芯耘光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：