一種光波導(dǎo)芯片與pd陣列耦合的輔助耦合方法及輔助裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種光波導(dǎo)芯片與PD陣列耦合的輔助耦合方法及其輔助裝置，其方法為：制作準(zhǔn)直裝置與直角反射棱鏡粘接一體的輸助裝置，將直角反射棱鏡同波導(dǎo)芯片之間進(jìn)行可拆除方式固定，使外接光源通過準(zhǔn)直裝置垂直入射至直角反射棱鏡，光線經(jīng)過直角反射棱鏡兩次反射后垂直射出與所述波導(dǎo)芯片的輸入端耦合至波導(dǎo)芯片，波導(dǎo)芯片與PD陣列耦合后，拆除光波導(dǎo)芯片上的輸助裝置；采用本發(fā)明方法的輔助輸入光源經(jīng)過直角反射棱鏡進(jìn)行了180度的轉(zhuǎn)折之后再射入波導(dǎo)芯片中，直角反射棱鏡的使用把輸入光路進(jìn)行了折疊，整個(gè)光路體積較小，長度更短，能夠在較短的管殼中進(jìn)行有源耦合封裝。
【專利說明】一種光波導(dǎo)芯片與PD陣列耦合的輔助耦合方法及輔助裝
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于光通訊領(lǐng)域，涉及光通信技術(shù)中的光電模塊，尤其涉及光模塊中光學(xué)傳輸介質(zhì)(光纖，光波導(dǎo))和光半導(dǎo)體元件如:半導(dǎo)體激光器、ro陣列(Photo-D1de，光電二極管)之間的光電耦合的輔助輸入光路耦合方法以及其輸助裝置。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]隨著智能設(shè)備以及云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)帶寬需求不斷攀升，提高系統(tǒng)傳輸速率迫在眉睫，100G及更高速率傳輸系統(tǒng)得到應(yīng)用。這些系統(tǒng)中光發(fā)射機(jī)與光接收機(jī)都是其關(guān)鍵器件，它們涉及到光電的轉(zhuǎn)換，光電轉(zhuǎn)換又涉及到光電轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單才適合批量生產(chǎn)。例如100G DWDM光傳輸系統(tǒng)中的集成相干接收機(jī)，它的作用是分析信號(hào)光與外加參考光源的偏振與相位關(guān)系，來還原100G DP-QPSK相位與偏振星座圖的信號(hào)。集成相干接收機(jī)里面涉及到了混頻器芯片輸出光信號(hào)到ro陣列的光電轉(zhuǎn)換，由于受封裝管殼大小的影響，耦合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要很緊湊。再舉例一種板到板間的短距離通信，它是一種解決電路板之間高速通信的一種方案，這種并行的通信方式也用到了光到電和電到光的轉(zhuǎn)換，其光電耦合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與上述也是類似的。
[0005]對(duì)于上述的集成相干接收機(jī)，集成相干接收機(jī)標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)對(duì)其管殼大小進(jìn)行了進(jìn)一步減小。由于管殼體積減小，原先設(shè)計(jì)的盤纖方案將不再適用(光纖彎曲半徑過小，插損過大，而且可靠性無法保證)，所以對(duì)于輸入波導(dǎo)的光信號(hào)需要使用空間光學(xué)的方式進(jìn)行偏振分束，同樣本征信號(hào)需要分功率進(jìn)行分束，經(jīng)過分束的光信號(hào)再耦合進(jìn)波導(dǎo)芯片中進(jìn)行混頻輸出。
[0006]由于偏振光分束的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，光電稱合工藝也相應(yīng)有所變化。原先的盤纖方案中，由于光纖和波導(dǎo)是粘接在一起，所以波導(dǎo)芯片和ro陣列之間的耦合可以通過把光源輸入至光纖，然后用電壓電流源表來監(jiān)控PD陣列的輸出電流進(jìn)行有源的耦合對(duì)準(zhǔn)。而當(dāng)管殼體積減小后，偏振分束改變成空間光學(xué)方案，波導(dǎo)芯片對(duì)應(yīng)位置粘接有透鏡(用于把光耦合進(jìn)波導(dǎo))，這樣我們把波導(dǎo)芯片與ro陣列對(duì)準(zhǔn)時(shí)不能給波導(dǎo)射入輸入光，無法探測(cè)ro陣列的輸出電流來進(jìn)行監(jiān)控對(duì)準(zhǔn)。
[0007]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有輸入光不能進(jìn)行有源耦合對(duì)準(zhǔn)問題，本發(fā)明提供了一種緊湊的耦合輔助輸入光源方法及其輔助裝置，有了輔助輸入光源就能夠監(jiān)控波導(dǎo)芯片與ro陣列的耦合電流大小，實(shí)現(xiàn)有源對(duì)準(zhǔn)，該輔助光源在耦合完成后能夠去除，方便下一步光路對(duì)準(zhǔn)。
[0009]本發(fā)明采用技術(shù)方案為:
一種光波導(dǎo)芯片與ro陣列耦合的輔助耦合方法，制作準(zhǔn)直裝置與直角反射棱鏡粘接一體的輸助裝置，將直角反射棱鏡同波導(dǎo)芯片之間進(jìn)行可拆除方式固定，使外接光源通過準(zhǔn)直裝置垂直入射至直角反射棱鏡，光線經(jīng)過直角反射棱鏡兩次反射后垂直射出與所述波導(dǎo)芯片的輸入端耦合至波導(dǎo)芯片，波導(dǎo)芯片與ro陣列耦合后，拆除光波導(dǎo)芯片上的的輸助
>J-U ρ?α裝直。
[0010]其方法包括如下具體步驟:步驟1:把玻璃套管粘接在直角反射棱鏡斜面上，把準(zhǔn)直器粘接在玻璃套管內(nèi)制作成輔助裝置；步驟2:將準(zhǔn)直器外接光源，準(zhǔn)直器輸出光垂直直角反射棱鏡斜面入射，把波導(dǎo)芯片的波導(dǎo)輸入透鏡與直角反射棱鏡耦合對(duì)準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)完成后，在直角反射棱鏡與波導(dǎo)芯片之間粘接玻璃條，玻璃條分別粘接于波導(dǎo)芯片上以及直角反射棱鏡側(cè)面；步驟3:將波導(dǎo)芯片與ro陣列在管殼中內(nèi)進(jìn)行耦合對(duì)準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)完成后，把波導(dǎo)芯片粘接在管殼內(nèi)部；步驟4:去除玻璃條與波導(dǎo)芯片之間的膠,取出直角反射棱鏡、玻璃條，光波導(dǎo)芯片與F1D陣列稱合完成。
[0011]所述步驟2中，所述波導(dǎo)芯片輸入端耦合帶狀光纖陣列，帶狀光纖陣列連接功率計(jì)，用功率計(jì)監(jiān)控波導(dǎo)輸入透鏡與直角反射棱鏡之間耦合的損耗，當(dāng)損耗達(dá)到最小時(shí)，粘接玻璃條。
[0012]所述步驟3中波導(dǎo)芯片與ro陣列在管殼中內(nèi)進(jìn)行耦合對(duì)準(zhǔn)采用方法為:給波導(dǎo)芯片輸出端粘接輸出反射棱鏡，準(zhǔn)直器外接光源，監(jiān)控H)陣列電流大小直至最小。
[0013]所述步驟2中直角反射棱鏡、波導(dǎo)芯片與玻璃條之間設(shè)置有可加熱方式去除粘性的固定粘接膠。
[0014]一種光波導(dǎo)芯片與ro陣列耦合的輔助耦合方法的輔助裝置，包括準(zhǔn)直器、玻璃套管、直角反射棱鏡，玻璃套管粘接于直角反射棱鏡斜面上，準(zhǔn)直器粘接于玻璃套管內(nèi)。
[0015]所述玻璃套管內(nèi)徑比準(zhǔn)直器外徑大0.05?0.2mm。
[0016]所述直角反射棱鏡的斜面鍍有增透膜。
[0017]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于:
1、本發(fā)明輔助輸入裝置的光源通過準(zhǔn)直器輸入到波導(dǎo)芯片中，保證了與波導(dǎo)芯片上面透鏡焦距的匹配，保證輸入到波導(dǎo)中的光有較小的損耗；
2、采用本發(fā)明方法輔助輸入光源經(jīng)過直角反射棱鏡進(jìn)行了180度的轉(zhuǎn)折之后再射入波導(dǎo)芯片中，直角反射棱鏡的使用把輸入光路進(jìn)行了折疊，整個(gè)光路體積較小，長度更短，能夠在較短的管殼中進(jìn)行有源耦合封裝；
3、本發(fā)明裝置中反射棱鏡與波導(dǎo)之間的玻璃條與二者是用膠粘接，選擇合適的膠，這種膠在高溫下會(huì)變軟，粘接性變差，通過加熱方式可以去除玻璃條與波導(dǎo)芯片蓋玻片粘接那部分的膠，方便耦合完成后去除反射棱鏡及準(zhǔn)直器的輔助輸入光路部分；
4、本發(fā)明裝置中反射棱鏡表面鍍有增透膜，減小光路中光信號(hào)損耗；
5、本發(fā)明裝置中準(zhǔn)直器粘接在玻璃套管內(nèi)，然后與直角反射棱鏡粘接在一起，這樣能保證準(zhǔn)直器輸出光垂直反射棱鏡入射，光線經(jīng)過反射棱鏡兩次反射后垂直射出，方便與波導(dǎo)芯片的耦合。
[0018]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明波導(dǎo)芯片粘接輔助輸入光路結(jié)構(gòu)；
圖2是本發(fā)明帶著輔助輸入光路的波導(dǎo)芯片與ro陣列在小型化管殼中對(duì)準(zhǔn)；
圖3是本發(fā)明耦合對(duì)準(zhǔn)完成后去除輔助輸入光路結(jié)構(gòu)；
圖4是本發(fā)明耦合對(duì)準(zhǔn)完成后管殼內(nèi)部示意圖；
其中
101:波導(dǎo)芯片；102:蓋玻片；
103:輸入透鏡；104:直角反射棱鏡；
105:玻璃套管；106:準(zhǔn)直器；
107:玻璃條；108:小型化管殼；
109:輸出反射棱鏡；110:透鏡陣列；
111:PD陣列；112:透鏡墊塊；
113:波導(dǎo)墊塊；114:熱沉；

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明。
[0021]本發(fā)明提出了一種為波導(dǎo)芯片101提供輔助輸入光源的方法，波導(dǎo)芯片101與PD陣列111之間的耦合結(jié)構(gòu)采用專利“光波導(dǎo)芯片和ro陣列透鏡耦合裝置申請(qǐng)?zhí)?201310433022”結(jié)構(gòu)。在上述專利中，熱沉114位于小型化管殼108內(nèi)，H)陣列111通過導(dǎo)電膠粘貼在熱沉114之上,熱沉114上設(shè)置有透鏡墊塊112,透鏡墊塊112為兩個(gè)支架組合，兩個(gè)支架分列于ro陣列108的兩側(cè)；透鏡墊塊112上設(shè)有長條形的透鏡陣列110 ;波導(dǎo)芯片101輸出端蓋玻片102上粘接有一輸出反射棱鏡109，該棱鏡作用是使輸出光路產(chǎn)生90度轉(zhuǎn)折，經(jīng)過轉(zhuǎn)折后的光線通過透鏡陣列110匯聚射入ro陣列101光敏面中。本發(fā)明專利涉及到的輔助輸入光源部分包括:波導(dǎo)輸入透鏡103、直角反射棱鏡104、準(zhǔn)直器106、玻璃套管105、玻璃條107。波導(dǎo)芯片101輸入透鏡103粘接在波導(dǎo)芯片101輸入端面上，玻璃套管105粘接在直角反射棱鏡104上，準(zhǔn)直器106粘接在玻璃套管105內(nèi)，準(zhǔn)直器106發(fā)射出的光線經(jīng)過直角反射棱鏡104兩次反射后，從直角反射棱鏡104射出，射出的光線經(jīng)過波導(dǎo)芯片101的輸入透鏡103匯聚后進(jìn)入波導(dǎo)芯片101，該輔助裝置通過玻璃條107與波導(dǎo)芯片101粘接在一起。
[0022]如圖2所示，本發(fā)明波導(dǎo)芯片101與PD陣列111耦合的輔助輸入光路設(shè)計(jì)包括如下步驟:
步驟1:把玻璃套管105粘接在直角反射棱鏡104斜面上，把準(zhǔn)直器106粘接在玻璃套管105內(nèi)，玻璃套管105內(nèi)徑大小比準(zhǔn)直器106外徑大0.05?0.2mm之間，在本發(fā)明中，我們把這個(gè)結(jié)構(gòu)稱為輔助輸入光路的輔助裝置；
步驟2:如圖1所示，用有源對(duì)準(zhǔn)方法，把波導(dǎo)芯片101與帶直角反射棱鏡104的輔助輸入裝置與波導(dǎo)芯片101耦合對(duì)準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)完成后，在直角反射棱鏡104與波導(dǎo)芯片101之間粘接玻璃條107，固定輔助裝置，玻璃條107分別粘接在波導(dǎo)芯片101的蓋玻片102上以及直角反射棱鏡104側(cè)邊； 步驟3:給波導(dǎo)芯片101輸出端粘接輸出反射棱鏡109，目的是讓光路發(fā)生90度轉(zhuǎn)折；在小型化管殼108中，用帶輔助裝置的波導(dǎo)芯片101與在管殼內(nèi)與ro陣列111進(jìn)行耦合對(duì)準(zhǔn)，輸入光路連接光源，PD陣列111連接電壓電流源表，實(shí)時(shí)監(jiān)控耦合電流大小，調(diào)整波導(dǎo)芯片位置至電流最大，把波導(dǎo)芯片101粘接在小型化管殼108內(nèi)部的波導(dǎo)墊塊113上；步驟4:如圖3所示，去除輔助裝置結(jié)構(gòu)的玻璃條107與波導(dǎo)芯片101的蓋玻片102上面的膠，拿走輔助裝置，波導(dǎo)芯片101與ro陣列111耦合完成。耦合完成后在管殼內(nèi)部的結(jié)構(gòu)如圖4所示。
[0023]本發(fā)明專利提供了一種光波導(dǎo)芯片與ro陣列耦合的輔助耦合方法及輔助裝置，該方案為波導(dǎo)芯片101與ro陣列111的有源對(duì)準(zhǔn)提供的輸入光源，在對(duì)準(zhǔn)完成后，輔助光波導(dǎo)芯片與ro陣列耦合的輔助裝置能夠去除，本發(fā)明解決了波導(dǎo)芯片101與ro陣列111在小型化管殼108內(nèi)無法對(duì)準(zhǔn)的問題，并且不影響后續(xù)的光路對(duì)準(zhǔn)工作。
[0024]在步驟I中，玻璃套管105的使用一是為了固定準(zhǔn)直器106，二是通過設(shè)計(jì)玻璃套管105內(nèi)徑大小，保證準(zhǔn)直器放入玻璃套管105后，光線能夠垂直射入直角反射棱鏡104的斜面；方便后續(xù)的輔助輸入光路與波導(dǎo)芯片101的對(duì)準(zhǔn)。直角反射棱鏡104的斜面鍍有增透膜，目的是為了減小輔助輸入光路的損耗。
[0025]在步驟2中，先在波導(dǎo)芯片101輸入端耦合帶狀光纖陣列，不用膠粘接，帶狀光纖陣列連接功率計(jì)，監(jiān)控功率用。用功率計(jì)監(jiān)控輔助輸入結(jié)構(gòu)與波導(dǎo)芯片101間間的耦合損耗，即波導(dǎo)輸入透鏡(103)與直角反射棱鏡(104)耦合的耦合損耗，當(dāng)損耗調(diào)節(jié)到最小后，粘接玻璃條107。粘接玻璃條107的膠需要選擇一種可以通過加熱方式去除的膠。
[0026]在步驟4中，當(dāng)波導(dǎo)芯片101與ro陣列111對(duì)準(zhǔn)完成后，通過加熱方式去除玻璃條107與波導(dǎo)芯片101的蓋玻片102之間粘接的膠，這樣就可以去除輸助裝置的輔助輸入光路。
[0027]光波導(dǎo)芯片與ro陣列耦合常規(guī)方法是把準(zhǔn)直器與波導(dǎo)直接對(duì)準(zhǔn)，然后一起放入管殼中進(jìn)行耦合，而由于管殼的長度減小，他們一起不能同時(shí)放入管殼中，所以提出本發(fā)明這種光波導(dǎo)芯片與ro陣列耦合的輔助耦合方法及輔助裝置。本發(fā)明專利利用了直角反射棱鏡104對(duì)輸入光路進(jìn)行折疊的輔助結(jié)構(gòu)，縮短了輸入光路的長度，適合在更短的管殼內(nèi)部進(jìn)行耦合對(duì)準(zhǔn)，將輸入裝置的直角反射棱鏡同波導(dǎo)芯片之間進(jìn)行可拆除方式固定，使輔助裝置的輸入光路結(jié)構(gòu)在耦合對(duì)準(zhǔn)完成能能夠去除，不影響下一步的光路對(duì)準(zhǔn)。本發(fā)明方法和輔助裝置可適用于小型化管殼中的光波導(dǎo)芯片與ro陣列耦合對(duì)準(zhǔn)，并不局限于本發(fā)明實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)。
[0028]以上所說實(shí)施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種光波導(dǎo)芯片與ro陣列耦合的輔助耦合方法，其特征在于:制作準(zhǔn)直裝置與直角反射棱鏡粘接一體的輸助裝置，將直角反射棱鏡同光波導(dǎo)芯片之間進(jìn)行可拆除方式固定，使外接光源通過準(zhǔn)直裝置垂直入射至直角反射棱鏡，光線經(jīng)過直角反射棱鏡兩次反射后垂直射出與所述光波導(dǎo)芯片的輸入端稱合至光波導(dǎo)芯片，波導(dǎo)芯片與F1D陣列稱合后,拆除光波導(dǎo)芯片上的的輸助裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種光波導(dǎo)芯片與ro陣列耦合的輔助耦合方法，其特征在于:其方法包括如下具體步驟: 步驟1:把玻璃套管(105)粘接在直角反射棱鏡(104)斜面上，把準(zhǔn)直器(106)粘接在玻璃套管(105)內(nèi)制作成輔助裝置； 步驟2:將準(zhǔn)直器(106)外接光源，準(zhǔn)直器輸出光垂直直角反射棱鏡斜面入射，把波導(dǎo)芯片(101)的波導(dǎo)輸入透鏡(103)與直角反射棱鏡(104)耦合對(duì)準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)完成后，在直角反射棱鏡(104)與波導(dǎo)芯片(101)之間粘接玻璃條(107)，玻璃條(107)分別粘接于波導(dǎo)芯片(101)上以及直角反射棱鏡(104)側(cè)面； 步驟3:將波導(dǎo)芯片(101)與ro陣列(111)在管殼中內(nèi)進(jìn)行耦合對(duì)準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)完成后，把波導(dǎo)芯片(101)粘接在管殼內(nèi)部； 步驟4:去除玻璃條(107 )與波導(dǎo)芯片(101)之間的膠，取出直角反射棱鏡(104 )、玻璃條(107)，光波導(dǎo)芯片與ro陣列耦合完成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種光波導(dǎo)芯片與ro陣列耦合的輔助耦合方法，其特征在于:所述步驟2中，所述波導(dǎo)芯片(101)輸入端耦合帶狀光纖陣列，帶狀光纖陣列連接功率計(jì)，用功率計(jì)監(jiān)控波導(dǎo)輸入透鏡(103)與直角反射棱鏡(104)之間耦合的損耗，當(dāng)損耗達(dá)到最小時(shí)，粘接玻璃條(107)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種光波導(dǎo)芯片與ro陣列耦合的輔助耦合方法，其特征在于:所述步驟3中波導(dǎo)芯片(101)與ro陣列(111)在管殼中內(nèi)進(jìn)行耦合對(duì)準(zhǔn)采用方法為:給波導(dǎo)芯片(101)輸出端粘接輸出反射棱鏡(109)，準(zhǔn)直器(106)外接光源，監(jiān)控ro陣列(111)電流大小直至最小。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光波導(dǎo)芯片與ro陣列耦合的輔助耦合方法，其特征在于:所述步驟2中直角反射棱鏡(104)、波導(dǎo)芯片(101)與玻璃條(107)之間設(shè)置有可加熱方式去除粘性的固定粘接膠。
6.一種利用權(quán)利要求1所述一種光波導(dǎo)芯片與ro陣列耦合的輔助耦合方法的輔助裝置，其特征在于:包括準(zhǔn)直器(106)、玻璃套管(105)、直角反射棱鏡(104)，玻璃套管(105)粘接于直角反射棱鏡(104)斜面上，準(zhǔn)直器(106)粘接于玻璃套管(105)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述輔助裝置，其特征在于:所述玻璃套管(105)內(nèi)徑比準(zhǔn)直器(106)外徑大 0.05 ?0.2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述輔助裝置，其特征在于:所述直角反射棱鏡(104)的斜面鍍有增透膜。
【文檔編號(hào)】G02B6/34GK104199150SQ201410492522
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】石川, 習(xí)華麗, 江雄, 梁雪瑞 申請(qǐng)人:武漢光迅科技股份有限公司