專利名稱：多通道光收發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光波導(dǎo)技術(shù)，特別涉及光收發(fā)器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的光收發(fā)器，由于大量使用分立元件組裝而成，導(dǎo)致其成本過高，批量生產(chǎn)工 藝復(fù)雜，隨著平面光波導(dǎo)制作技術(shù)的迅速發(fā)展，基于光子集成芯片的光無源器件正在大量 的進入商用，如光分路器(Splitter)、陣列波導(dǎo)光柵(AWG)等，目前正成為光通信市場上的 熱門產(chǎn)品，與這種情況相對應(yīng)的，在光有源器件領(lǐng)域中，由于要將III-V半導(dǎo)體材料的激光 器(Laser Diode)、探測器(Photo-Detector)等與一些二氧化硅或硅材料的無源器件集成 在一個平臺上，則增加了加工工藝的復(fù)雜性和集成的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服目前光收發(fā)器大量使用分立元件組裝而導(dǎo)致成批量生產(chǎn)成 本高的缺點，提供一種多通道光收發(fā)器。本發(fā)明解決其技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，多通道光收發(fā)器，包括增益介質(zhì)模 塊、探測介質(zhì)模塊及光子集成芯片，其特征在于，所述光子集成芯片與增益介質(zhì)模塊及探測 介質(zhì)模塊固化連接。具體的，所述光子集成芯片為帶有光波導(dǎo)的光子集成芯片，包括η個光收發(fā)通道， 所述光收發(fā)通道為雙齒叉形光波導(dǎo)，其雙齒叉的一路為發(fā)射端光波導(dǎo)，另一路為接收端光 波導(dǎo)，雙齒叉的叉柄為合并發(fā)射端光波導(dǎo)及接收端光波導(dǎo)與外部光傳輸部件的傳輸接口，η 為大于等于1的整數(shù)。進一步的，所述傳輸接口鍍有抗光反射鍍膜。具體的，所述增益介質(zhì)模塊具有η個發(fā)射區(qū)，所述光子集成芯片的發(fā)射端光波導(dǎo) 的一端具有一個與光子集成芯片表面呈90度的臺階，所述臺階的厚度小于光子集成芯片 的厚度，臺階上具有金屬墊片及焊料塊，增益介質(zhì)模塊的每一個發(fā)射區(qū)與光子集成芯片的 一個發(fā)射端光波導(dǎo)相對應(yīng)，并通過焊料塊固化連接在臺階上，且與光子集成芯片電接觸。再進一步的，所述每一個發(fā)射端光波導(dǎo)上靠近增益介質(zhì)模塊的一端具有發(fā)射波長 選頻光柵，用于選擇和決定發(fā)射光的波長。具體的，所述發(fā)射波長選膜光柵附近設(shè)置有第一金屬電極，用于調(diào)節(jié)發(fā)射波長選 膜光柵附近材料的光學(xué)折射率。再進一步的，所述探測介質(zhì)模塊具有η個有效探測區(qū)，所述每個雙齒叉的接收端 光波導(dǎo)的一端具有一個凹槽，所述凹槽與接收端光波導(dǎo)相連的一面為與光子集成芯片表面 接近90度的端面，與該端面相對的一面為一個較光滑的斜面，用于將在接收端光波導(dǎo)中平 面?zhèn)鬏數(shù)墓庑盘柗瓷滢D(zhuǎn)向為向凹槽開口方向傳輸?shù)墓庑盘?，光子集成芯片的凹槽開口四周 具有金屬墊片及焊料塊，所述探測介質(zhì)模塊η個有效探測區(qū)中的每一個有效探測區(qū)域都與 一個凹槽開口相對應(yīng)，并通過焊料塊與光子集成芯片固化連接，且與光子集成芯片電接觸。
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具體的，所述斜面上鍍有金屬膜。再進一步的，所述每一個接收端光波導(dǎo)上靠近探測介質(zhì)模塊的一端具有接收波長 選膜光柵，用于避免發(fā)射端的串擾而增強隔離效果。具體的，所述接收波長選膜光柵附近設(shè)置有第二金屬電極，用于進一步調(diào)節(jié)接收 光波長。本發(fā)明的有益效果是，利用上述多通道光收發(fā)器，由于整個器件無分立光學(xué)部件， 無可移動部件，充分利用了現(xiàn)有成熟的半導(dǎo)體加工工藝，避免了化合物半導(dǎo)體單片集成所 需的高度復(fù)雜的芯片生長加工帶來的低成品率的缺點，提高成品率，通過增加發(fā)射波長選 膜光柵及第一金屬電極，可以通過調(diào)節(jié)發(fā)射波長選膜光柵的參數(shù)及改變發(fā)射波長選膜光柵 附近材料的光學(xué)折射率來調(diào)節(jié)各發(fā)射端光波導(dǎo)的光發(fā)射波長，還通過增加接收波長選膜光 柵，增強了隔離效果，增加了第二金屬電極，還可以進一步調(diào)節(jié)接收光波長。


圖1為實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實施例未安裝探測介質(zhì)模塊時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為A-A’線中增益介質(zhì)模塊部分的剖視圖；圖4為B-B’線中探測介質(zhì)模塊部分的剖視圖；其中，1為光子集成芯片，2為增益介質(zhì)模塊，3為探測介質(zhì)模塊，4為發(fā)射端光波 導(dǎo)，5為接收端光波導(dǎo)，6為雙齒叉形光波導(dǎo)的交叉部分，7為雙齒叉的叉柄，8為傳輸接口的 端面，9為發(fā)射區(qū)，10為臺階，11為金屬墊片及焊料塊，12為發(fā)射波長選膜光柵，13為第一金 屬電極，14為有效探測區(qū)，15為凹槽，16為金屬膜，17為接收波長選膜光柵，18為第二金屬 電極。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例，詳細描述本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明所述的多通道光收發(fā)器，由光子集成芯片1與增益介質(zhì)模塊2及探測介質(zhì) 模塊3固化連接組成，由于整個器件無分立光學(xué)部件，無可移動部件，充分利用了現(xiàn)有成熟 的半導(dǎo)體加工工藝，避免了化合物半導(dǎo)體單片集成所需的高度復(fù)雜的芯片生長加工帶來的 低成品率的缺點。實施例本例的光子集成芯片為帶有光波導(dǎo)的光子集成芯片，其結(jié)構(gòu)示意如圖1，未安 裝探測介質(zhì)模塊時的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2，A-A’線中增益介質(zhì)模塊部分的剖視圖如圖3，B-B’ 線中探測介質(zhì)模塊部分的剖視圖如圖4。首先由光子集成芯片1與增益介質(zhì)模塊2及探測介質(zhì)模塊3固化連接組成本例所 述多通道光收發(fā)器，其中，光子集成芯片為帶有光波導(dǎo)的光子集成芯片，包括η個光收發(fā)通 道，η為大于等于1的整數(shù)，每一個光收發(fā)通道均為雙齒叉形光波導(dǎo)，其雙齒叉的一路為發(fā) 射端光波導(dǎo)4，另一路為接收端光波導(dǎo)5，其交叉部分6可以進行波長選擇，雙齒叉的叉柄7 為合并發(fā)射端光波導(dǎo)4及接收端光波導(dǎo)5與外部光傳輸部件的傳輸接口，傳輸接口可以鍍 上抗光反射鍍膜，以提高傳輸接口光偶合效率，其傳輸接口的端面8還可以為一個斜面，以
4減少反射；增益介質(zhì)模塊2具有η個發(fā)射區(qū)9，光子集成芯片1的發(fā)射端光波導(dǎo)4的一端具 有一個與光子集成芯片1表面呈90度的臺階10，該臺階10的厚度小于光子集成芯片1的 厚度，臺階10上具有金屬墊片及焊料塊11，增益介質(zhì)模塊2的每一個發(fā)射區(qū)9與光子集成 芯片1的一個發(fā)射端光波導(dǎo)4相對應(yīng)，運用芯片綁定的方法實現(xiàn)光學(xué)校準后通過焊料塊固 化連接在臺階10上，且與光子集成芯片1電接觸，每一個發(fā)射端光波導(dǎo)4上靠近增益介質(zhì) 模塊2的一端還可以設(shè)置發(fā)射波長選膜光柵12，用于選擇和決定發(fā)射光的波長，增益介質(zhì) 模塊2、發(fā)射端光波導(dǎo)4及發(fā)射波長選膜光柵12構(gòu)成了外腔激光器，通過增益介質(zhì)模塊2的 選擇，外腔激光器可以對發(fā)射光的波長實現(xiàn)一定的調(diào)節(jié)，還可以在發(fā)射波長選膜光柵12附 近設(shè)置第一 金屬電極13，用于調(diào)節(jié)發(fā)射波長選膜光柵12附近材料的光學(xué)折射率，進而調(diào)節(jié) 外腔激光器的發(fā)射波長；探測介質(zhì)模塊3具有η個有效探測區(qū)14，光子集成芯片1上每個雙 齒叉的接收端光波導(dǎo)5的一端具有一個凹槽15，所述凹槽15與接收端光波導(dǎo)5相連的一面 為與光子集成芯片表面接近90度的端面，與該端面相對的一面為一個較光滑的斜面，用于 將在接收端光波導(dǎo)5中平面?zhèn)鬏數(shù)墓庑盘柗瓷滢D(zhuǎn)向為向凹槽15開口方向傳輸?shù)墓庑盘?，?面上還可以鍍金屬膜16，用于增加反射率，光子集成芯片1的凹槽15開口四周具有金屬墊 片及焊料塊11，所述探測介質(zhì)模塊η個有效探測區(qū)14中的每一個有效探測區(qū)域14都與一 個凹槽15開口相對應(yīng)，并通過焊料塊與光子集成芯片1固化連接，且與光子集成芯片1電 接觸，還可以在每一個接收端光波導(dǎo)5上靠近探測介質(zhì)模塊3的一端設(shè)置接收波長選膜光 柵17，這一光柵17的設(shè)計和波長和同一雙齒叉的發(fā)射波長選膜光柵12—樣，用于避免發(fā)射 端的串擾及避免其它外部的串擾而增強隔離效果，由于接收端光波導(dǎo)5的波長選擇主要是 由雙齒叉的交叉部分6來完成，因此還可以在接收波長選膜光柵17附近設(shè)置第二金屬電極 18，用于進一步調(diào)節(jié)接收光波長。
權(quán)利要求
多通道光收發(fā)器，包括增益介質(zhì)模塊、探測介質(zhì)模塊及光子集成芯片，其特征在于，所述光子集成芯片與增益介質(zhì)模塊及探測介質(zhì)模塊固化連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多通道光收發(fā)器，其特征在于，所述光子集成芯片為帶有光波 導(dǎo)的光子集成芯片，包括η個光收發(fā)通道，所述光收發(fā)通道為雙齒叉形光波導(dǎo)，其雙齒叉的 一路為發(fā)射端光波導(dǎo)，另一路為接收端光波導(dǎo)，雙齒叉的叉柄為合并發(fā)射端光波導(dǎo)及接收 端光波導(dǎo)與外部光傳輸部件的傳輸接口，η為大于等于1的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述多通道光收發(fā)器，其特征在于，所述傳輸接口鍍有抗光反射鍍膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述多通道光收發(fā)器，其特征在于，所述增益介質(zhì)模塊具有η個發(fā)射 區(qū)，所述光子集成芯片的發(fā)射端光波導(dǎo)的一端具有一個與光子集成芯片表面呈90度的臺 階，所述臺階的厚度小于光子集成芯片的厚度，臺階上具有金屬墊片及焊料塊，增益介質(zhì)模 塊的每一個發(fā)射區(qū)與光子集成芯片的一個發(fā)射端光波導(dǎo)相對應(yīng)，并通過焊料塊固化連接在 臺階上，且與光子集成芯片電接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述多通道光收發(fā)器，其特征在于，所述每一個發(fā)射端光波導(dǎo)上靠 近增益介質(zhì)模塊的一端具有發(fā)射波長選頻光柵，用于選擇和決定發(fā)射光的波長。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述多通道光收發(fā)器，其特征在于，所述發(fā)射波長選膜光柵附近設(shè) 置有第一金屬電極，用于調(diào)節(jié)發(fā)射波長選膜光柵附近材料的光學(xué)折射率。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述多通道光收發(fā)器，其特征在于，所述探測介質(zhì)模塊具有η個有效 探測區(qū)，所述每個雙齒叉的接收端光波導(dǎo)的一端具有一個凹槽，所述凹槽與接收端光波導(dǎo) 相連的一面為與光子集成芯片表面接近90度的端面，與該端面相對的一面為一個較光滑 的斜面，用于將在接收端光波導(dǎo)中平面?zhèn)鬏數(shù)墓庑盘柗瓷滢D(zhuǎn)向為向凹槽開口方向傳輸?shù)墓?信號，光子集成芯片的凹槽開口四周具有金屬墊片及焊料塊，所述探測介質(zhì)模塊η個有效 探測區(qū)中的每一個有效探測區(qū)域都與一個凹槽開口相對應(yīng)，并通過焊料塊與光子集成芯片 固化連接，且與光子集成芯片電接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述多通道光收發(fā)器，其特征在于，所述斜面上鍍有金屬膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述多通道光收發(fā)器，其特征在于，所述每一個接收端光波導(dǎo) 上靠近探測介質(zhì)模塊的一端具有接收波長選膜光柵，用于避免發(fā)射端的串擾而增強隔離效^ ο
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述多通道光收發(fā)器，其特征在于，所述接收波長選膜光柵附近設(shè) 置有第二金屬電極，用于進一步調(diào)節(jié)接收光波長。
全文摘要
本發(fā)明涉及光波導(dǎo)技術(shù)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有光收發(fā)器大量使用分立元件組裝而無法成批量生產(chǎn)的問題，提供了一種多通道光收發(fā)器，其技術(shù)方案可概括為多通道光收發(fā)器，包括增益介質(zhì)模塊、探測介質(zhì)模塊及光子集成芯片，其特征在于，所述光子集成芯片與增益介質(zhì)模塊及探測介質(zhì)模塊固化連接。本發(fā)明的有益效果是，由于整個器件無分立光學(xué)部件，無可移動部件，充分利用了現(xiàn)有成熟的半導(dǎo)體加工工藝，避免了化合物半導(dǎo)體單片集成所需的高度復(fù)雜的芯片生長加工帶來的低成品率的缺點，提高成品率，適用于光收發(fā)器。
文檔編號G02B6/42GK101968559SQ201010287289
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者李若林, 樊文俊, 王江 申請人:四川馬爾斯科技有限責任公司