專利名稱：一種用于實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)器件耦合封裝的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光波導(dǎo)器件耦合封裝的方法，并將其應(yīng)用在硅基二氧化硅陣列波導(dǎo)光柵(AWG)等光波導(dǎo)器件的耦合封裝工藝中。
背景技術(shù)：
目前光波導(dǎo)器件的耦合封裝結(jié)構(gòu)通常由三部分組成輸入部分、光波導(dǎo)器件以及輸出部分。其中輸入與輸出部分可以是單根光纖，也可以是光纖陣列，或其他有源、無(wú)源器件。
對(duì)于多通道結(jié)構(gòu)的光波導(dǎo)器件而言，主要的封裝方式是“光纖陣列+光波導(dǎo)器件+光纖陣列”的組合方式。這種封裝方式有幾點(diǎn)不足之處(1)器件尺寸較大由于采用傳統(tǒng)封裝方法，為了便于封裝工藝，所設(shè)計(jì)的器件輸入端與輸出端在器件的兩個(gè)端面上，這無(wú)疑限制了進(jìn)一步減少器件的尺寸設(shè)計(jì)的可能。
(2)對(duì)耦合封裝設(shè)備的要求較高對(duì)于傳統(tǒng)封裝方法，為了實(shí)現(xiàn)最佳耦合，要求輸入端及輸出端均采用6軸微調(diào)架，且要求設(shè)備具有長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定特性。
(3)器件拋光難度增加對(duì)于傳統(tǒng)封裝方法，器件的輸入及輸出端均要進(jìn)行拋光工藝，且拋光角度及質(zhì)量很難達(dá)到一致。
(4)增加封裝成本對(duì)于傳統(tǒng)封裝方法，尤其是對(duì)于NxN型光波導(dǎo)器件，需要兩個(gè)或兩個(gè)以上的光纖陣列，這無(wú)疑加大了封裝難度，同時(shí)增加了封裝成本。
本發(fā)明涉及的光波導(dǎo)器件耦合封裝的新方法針對(duì)傳統(tǒng)光波導(dǎo)器件耦合封裝中的這些問(wèn)題，提出了單邊耦合封裝，從而有效的避免了上述問(wèn)題的產(chǎn)生，減少了工藝難度、降低了耦合封裝成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)器件耦合封裝的方法，其關(guān)鍵在于將波導(dǎo)光柵的輸入及輸出端等間距均勻排列在器件的一邊，并且附加一分支波導(dǎo)以便于器件的耦合對(duì)準(zhǔn)。
本發(fā)明是通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明一種用于實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)器件耦合封裝的方法，其特征在于包括如下步驟步驟1在二氧化硅襯底上刻蝕一光波導(dǎo)光柵，光波導(dǎo)光柵的輸入與輸出在同一端，并且使光波導(dǎo)光柵的輸入端與輸出端等間距均勻排列；步驟2在二氧化硅襯底上光波導(dǎo)光柵的外圍刻蝕一分支波導(dǎo)，該分支波導(dǎo)的兩輸出端口與光波導(dǎo)光柵的輸入輸出在同一端，該分支波導(dǎo)的輸入端在該輸出的另一端，并且分支波導(dǎo)的兩個(gè)輸出端與光波導(dǎo)光柵的輸入、輸出波導(dǎo)等間距均勻排列；步驟3在分支波導(dǎo)的輸入端處放置一光纖，在光波導(dǎo)光柵的輸入與輸出端置放一透鏡，在透鏡成像處放置一CCD紅外攝像機(jī)，以準(zhǔn)直光纖與分支波導(dǎo)輸入端的耦合；步驟4用一光纖陣列代替透鏡及CCD紅外攝像機(jī)耦合至光波導(dǎo)光柵的輸入與輸出端，而完成光波導(dǎo)器件與光纖陣列的耦合。
其中步驟1所說(shuō)的光波導(dǎo)光柵的輸入端與輸出端等間距均勻排列，其間距為127微米或250微米。
其中步驟2所說(shuō)的分支波導(dǎo)，采用Y分支結(jié)構(gòu)或采用多模干涉器的結(jié)構(gòu)，該分支波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分光比是50∶50。
其中步驟2所說(shuō)的分支波導(dǎo)的兩個(gè)輸出端與光波導(dǎo)光柵的輸入、輸出端等間距均勻排列，其間距為127微米或250微米。
其中所說(shuō)的光波導(dǎo)光柵為陣列波導(dǎo)光柵或星型耦合器或復(fù)用/解復(fù)用光波導(dǎo)器件。


為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說(shuō)明如后，其中圖1是以陣列波導(dǎo)光柵型光波導(dǎo)器件(AWG)為例制作的完整光波導(dǎo)器件的版圖。
圖2是以陣列波導(dǎo)光柵型光波導(dǎo)器件(AWG)為例的完整光波導(dǎo)器件的封裝工藝步驟圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1及圖2，本發(fā)明一種用于實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)器件耦合封裝的方法，包括如下步驟步驟1在二氧化硅襯底10上刻蝕一光波導(dǎo)光柵15，光波導(dǎo)光柵15的輸入與輸出在同一端，并且使光波導(dǎo)光柵15的輸入端與輸出端等間距均勻排列，其間距為127微米或250微米；步驟2在二氧化硅襯底10上光波導(dǎo)光柵15的外圍刻蝕一分支波導(dǎo)16，該分支波導(dǎo)16的兩輸出端口與光波導(dǎo)光柵15的輸入輸出在同一端，該分支波導(dǎo)16的輸入端在該輸出的另一端，并且分支波導(dǎo)16的兩個(gè)輸出端與光波導(dǎo)光柵15的輸入、輸出波導(dǎo)等間距均勻排列，所說(shuō)的分支波導(dǎo)16，采用Y分支結(jié)構(gòu)或采用多模干涉器的結(jié)構(gòu)，該分支波導(dǎo)16的分光比是50∶50；所說(shuō)的分支波導(dǎo)16的兩個(gè)輸出端與光波導(dǎo)光柵15的輸入、輸出端等間距均勻排列，其間距為127微米或250微米；步驟3在分支波導(dǎo)12的輸入端處放置一光纖21，在光波導(dǎo)光柵15的輸入與輸出端置放一透鏡22，在透鏡22成像處放置一CCD紅外攝像機(jī)23，以準(zhǔn)直光纖21與分支波導(dǎo)16輸入端的耦合；步驟4用一光纖陣列24代替透鏡22及CCD紅外攝像機(jī)23耦合至光波導(dǎo)光柵15的輸入與輸出端，而完成光波導(dǎo)器件與光纖陣列的耦合。
其中所說(shuō)的光波導(dǎo)光柵15為陣列波導(dǎo)光柵或星型耦合器或復(fù)用/解復(fù)用光波導(dǎo)器件。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D1，是以陣列波導(dǎo)光柵型光波導(dǎo)器件為例制作的完整光波導(dǎo)器件的版圖。該光波導(dǎo)器件也可以是星型耦合器、光學(xué)梳裝濾波器或其他光波導(dǎo)器件。其設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)在于(1)光波導(dǎo)光柵15的輸入端13與輸出端12在器件的同一側(cè)。
(2)光波導(dǎo)光柵15的輸入端13各輸入端間距、輸出端12各輸出端間距以及輸入端與輸出端緊鄰的波導(dǎo)間距均根據(jù)要封裝的光纖陣列或其他有源、無(wú)源器件的規(guī)格設(shè)計(jì)為一定值。
(3)在圖形外面附加一分支波導(dǎo)16，該分支波導(dǎo)16可以為Y分支結(jié)構(gòu)，也可以采用多模干涉或其他波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。分支波導(dǎo)的分光比建議為50∶50，也可以采用其他數(shù)值的分光比。分支波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)輸出端11、14分別與器件輸入波導(dǎo)13及輸出波導(dǎo)12的最遠(yuǎn)端緊鄰，并且其間距與其他波導(dǎo)間距相同。
圖2是以陣列波導(dǎo)光柵型光波導(dǎo)器件為例的完整光波導(dǎo)器件的封裝工藝步驟圖。其中圖2-1是用單模光纖21或其他光纖對(duì)準(zhǔn)分支波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的輸入端，通透鏡22及紅外CCD攝像機(jī)23觀測(cè)到兩個(gè)相距一定距離的光點(diǎn)，說(shuō)明輸入端已對(duì)準(zhǔn)。
圖2-2是用光纖陣列對(duì)輸出端進(jìn)行耦合對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)調(diào)整到光纖陣列24最外端兩個(gè)端口與分支波導(dǎo)輸出端對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)耦合輸出功率最大時(shí)，光纖陣列與光波導(dǎo)器件的耦合對(duì)準(zhǔn)完成。與光波導(dǎo)器件連接的器件也可以是光探測(cè)器陣列或其他有源、無(wú)源器件陣列。如果分支波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分光比是50∶50，則盡量應(yīng)當(dāng)使光纖陣列與分支波導(dǎo)輸出端耦合后的輸出功率達(dá)到50∶50，這樣才能保證達(dá)到最佳的耦合效果。耦合完畢后去掉單模光纖21，將光纖陣列24用紫外固化膠固定在光波導(dǎo)器件上，耦合固化工藝完畢。
本發(fā)明有效的避免了現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，減少了工藝難度、降低了耦合封裝成本。
權(quán)利要求
1.一種用于實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)器件耦合封裝的方法，其特征在于包括如下步驟步驟1在二氧化硅襯底上刻蝕一光波導(dǎo)光柵，光波導(dǎo)光柵的輸入與輸出在同一端，并且使光波導(dǎo)光柵的輸入端與輸出端等間距均勻排列；步驟2在二氧化硅襯底上光波導(dǎo)光柵的外圍刻蝕一分支波導(dǎo)，該分支波導(dǎo)的兩輸出端口與光波導(dǎo)光柵的輸入輸出在同一端，該分支波導(dǎo)的輸入端在該輸出的另一端，并且分支波導(dǎo)的兩個(gè)輸出端與光波導(dǎo)光柵的輸入、輸出波導(dǎo)等間距均勻排列；步驟3在分支波導(dǎo)的輸入端處放置一光纖，在光波導(dǎo)光柵的輸入與輸出端置放一透鏡，在透鏡成像處放置一CCD紅外攝像機(jī)，以準(zhǔn)直光纖與分支波導(dǎo)輸入端的耦合；步驟4用一光纖陣列代替透鏡及CCD紅外攝像機(jī)耦合至光波導(dǎo)光柵的輸入與輸出端，而完成光波導(dǎo)器件與光纖陣列的耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)器件耦合封裝的方法，其中步驟1所說(shuō)的光波導(dǎo)光柵的輸入端與輸出端等間距均勻排列，其間距為127微米或250微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)器件耦合封裝的方法，其中步驟2所說(shuō)的分支波導(dǎo)，采用Y分支結(jié)構(gòu)或采用多模干涉器的結(jié)構(gòu)，該分支波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分光比是50∶50。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)器件耦合封裝的方法，其中步驟2所說(shuō)的分支波導(dǎo)的兩個(gè)輸出端與光波導(dǎo)光柵的輸入、輸出端等間距均勻排列，其間距為127微米或250微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)器件耦合封裝的方法，其中所說(shuō)的光波導(dǎo)光柵為陣列波導(dǎo)光柵或星型耦合器或復(fù)用/解復(fù)用光波導(dǎo)器件。
全文摘要
一種用于實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)器件耦合封裝的方法，包括如下步驟在二氧化硅襯底上刻蝕一光波導(dǎo)光柵，光波導(dǎo)光柵的輸入與輸出在同一端，使光波導(dǎo)光柵的輸入端與輸出端等間距均勻排列；在二氧化硅襯底上光波導(dǎo)光柵的外圍刻蝕一分支波導(dǎo)，分支波導(dǎo)的兩輸出端口與光波導(dǎo)光柵的輸入輸出在同一端，分支波導(dǎo)的輸入端在該輸出的另一端，分支波導(dǎo)的兩個(gè)輸出端與光波導(dǎo)光柵的輸入、輸出波導(dǎo)等間距均勻排列；在分支波導(dǎo)的輸入端處放置一光纖，在光波導(dǎo)光柵的輸入與輸出端置放一透鏡，在透鏡成像處放置一CCD紅外攝像機(jī)，以準(zhǔn)直光纖與分支波導(dǎo)輸入端的耦合；用一光纖陣列代替透鏡及CCD紅外攝像機(jī)耦合至光波導(dǎo)光柵的輸入與輸出端，而完成光波導(dǎo)器件與光纖陣列的耦合。
文檔編號(hào)G02B6/24GK1719296SQ20041006233
公開(kāi)日2006年1月11日 申請(qǐng)日期2004年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
發(fā)明者李健, 安俊明, 胡雄偉, 李建光, 王紅杰 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所