光耦合模塊、光電轉(zhuǎn)換裝置以及光通信裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，特別關(guān)于一種光耦合模塊、一種包含該光耦合模塊的光 電轉(zhuǎn)換裝置及一種包含該光電轉(zhuǎn)換裝置的光通信裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，光通信裝置的基本構(gòu)造為將光纖連接在位于兩端的光電轉(zhuǎn)換裝置之 間，與傳統(tǒng)的包含有光耦合透鏡的光電轉(zhuǎn)換裝置連接的光纖通常只能進(jìn)行單向的光傳輸， 需使用兩根光纖才能實現(xiàn)雙向的光通信。隨著光通信技術(shù)的發(fā)展，光纖的使用已經(jīng)越來越 普遍，如何控制光纖的使用數(shù)量及其制造成本已經(jīng)成為光通信技術(shù)領(lǐng)域的重要考慮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，有必要提供一種能夠減少光纖使用數(shù)量的光耦合模塊、包含該光耦合 模塊的光電轉(zhuǎn)換裝置及包含該光電轉(zhuǎn)換裝置的光通信裝置。
[0004] 一種光耦合模塊包括基底、第一波導(dǎo)、與該第一波導(dǎo)折射率相異的第二波導(dǎo)及光 柵。該第一波導(dǎo)、該第二波導(dǎo)及該光柵形成在該基底內(nèi)。該基底具有一頂面及與該頂面平 行的一底面。該第一波導(dǎo)具有一第一端部及一第一連接部。該第二波導(dǎo)具有一第二端部及 一第二連接部。該第二連接部與該第一連接部相交并部分重疊形成一重疊部，相互連接后 的該第一波導(dǎo)與該第二波導(dǎo)呈Y型。該第一端部及該第二端部均具有一傾斜端面。每一傾 斜端面連接該頂面并相對于該頂面朝該底面的方向傾斜。該傾斜端面呈梯形，該傾斜端面 平行于該頂面方向上的寬度自與該頂面連接的一端向該底面方向遞增。該光柵設(shè)置在該第 一波導(dǎo)內(nèi)，該光柵能夠使光線中的橫磁波通過而使橫電波被反射。
[0005] -種光電轉(zhuǎn)換裝置包括如上所述的光耦合模塊、一發(fā)光模塊及一收光模塊。該發(fā) 光模塊與該底面相對并對應(yīng)該第一端部設(shè)置。該收光模塊與該底面相對并對應(yīng)該第二端部 設(shè)置。
[0006] -種光通信裝置包括兩個光電轉(zhuǎn)換裝置及連接在該兩個光電轉(zhuǎn)換裝置之間的光 纖。每個光電轉(zhuǎn)換裝置包括一光耦合模塊、一發(fā)光模塊及一收光模塊。該光耦合模塊包括 基底、第一波導(dǎo)、與該第一波導(dǎo)折射率相異的第二波導(dǎo)及光柵。該第一波導(dǎo)、該第二波導(dǎo)及 該光柵形成在該基底內(nèi)。該基底具有一頂面及與該頂面平行的一底面。該第一波導(dǎo)具有一 第一端部及一第一連接部。該第二波導(dǎo)具有一第二端部及一第二連接部。該第二連接部與 該第一連接部相交并部分重疊形成一重疊部，相互連接后的該第一波導(dǎo)與該第二波導(dǎo)呈Y 型。該第一端部及該第二端部均具有一傾斜端面。每一傾斜端面連接該頂面并相對于該頂 面朝該底面的方向傾斜。該傾斜端面呈梯形，該傾斜端面平行于該頂面方向上的寬度自與 該頂面連接的一端向該底面方向遞增。該光柵設(shè)置在該第一波導(dǎo)內(nèi)，該光柵能夠使光線中 的橫磁波通過而使橫電波被反射。該發(fā)光模塊與該底面相對并對應(yīng)該第一端部設(shè)置。該收 光模塊與該底面相對并對應(yīng)該第二端部設(shè)置。
[0007] 本發(fā)明提供的該光通信裝置在光纖的兩端設(shè)置該光電轉(zhuǎn)換裝置，該光電轉(zhuǎn)換裝置 中光耦合模塊在該基底內(nèi)形成部分重疊并相交后呈Y型的第一波導(dǎo)及第二波導(dǎo)。該發(fā)光模 塊對應(yīng)該第一波導(dǎo)設(shè)置，該收光模塊對應(yīng)該第二波導(dǎo)設(shè)置，且該第一波導(dǎo)內(nèi)設(shè)置該光柵能 夠使發(fā)光模塊發(fā)出的光線中的橫磁波（ΤΜ)穿過而繼續(xù)向前傳輸并經(jīng)由該光纖傳輸至位于 光纖另外一端的光電轉(zhuǎn)換裝置中。傳輸至另外一端的光電轉(zhuǎn)換裝置中的橫磁波（ΤΜ)能夠 經(jīng)由該第二波導(dǎo)輸出至該收光模塊中，以完成光線的收發(fā)。如此，該光通信裝置僅通過一根 光纖便能夠完成光線的雙向傳輸與收發(fā)，從而能夠減少光纖的使用數(shù)量。
【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明實施方式提供的光耦合模塊的立體示意圖。
[0009] 圖2是圖1中光耦合模塊沿ΙΙ-ΙΙ的剖面示意圖。
[0010] 圖3為本發(fā)明實施方式提供的光電轉(zhuǎn)換裝置的立體示意圖。
[0011] 圖4為圖3中光電轉(zhuǎn)換裝置沿IV-IV的剖面示意圖。
[0012] 圖5為本發(fā)明實施方式提供的光通信裝置的立體示意圖。
[0013] 圖6為圖5中光通信裝置沿VI-VI的剖面示意圖。
[0014] 主要元件符號說明
如下【具體實施方式】將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖將對本發(fā)明實施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0016] 如圖1-2所示，本發(fā)明實施方式提供的光耦合模塊100包括基底10、第一波導(dǎo)20、 第二波導(dǎo)30及光柵40。該第一波導(dǎo)20、該第二波導(dǎo)30及該光柵40形成在該基底10內(nèi)。
[0017] 該基底10包括一個頂面12、一個底面14、一個下表面16、一個第一側(cè)面17及一個 第二側(cè)面18。該底面14及該下表面16位于該基底10的同一側(cè)并均位于該基底10與該頂 面12相背的一側(cè)。該底面14及該下表面16均平行于該頂面12。該底面14與該頂面12 之間的距離小于該下表面16與該頂面12之間的距離，即該底面14與該下表面16之間形 成一階梯。該第一側(cè)面17及該第二側(cè)面18位于基底10相背的兩側(cè)，該第一側(cè)面17與該 第二側(cè)面18平行。該第一側(cè)面17垂直連接該頂面12及該底面14,該第二側(cè)面18垂直連 接該頂面12及該下表面16。本實施方式中，該基底10采用鈮酸鋰（LiNb03)制作而成。
[0018] 該第一波導(dǎo)20包括第一端部22及第一連接部24。該第一端部22具有第一傾斜 端面220。該第一傾斜端面220連接該頂面12并相對于該頂面12朝該底面14的方向傾 斜，且該第一傾斜端面220與該頂面12之間形成一鈍角。該第一傾斜端面220呈梯形，該 第一傾斜端面220平行于該頂面12方向上的寬度自與該頂面12連接的一端向該底面14 的方向遞增。本實施方式中，該第一端部22靠近該第一側(cè)面17設(shè)置，該第一傾斜端面220 連接該頂面12且連接該底面14,即該基底10在該第一側(cè)面17與該頂面12相接處形成一 個對應(yīng)該第一端部22的缺口，第一連接部24自該第一端部22朝遠(yuǎn)離該第一側(cè)面17的方 向延伸。該第一連接部24背離該第一端部22的一側(cè)具有一個第一端面240,該第一端面 240垂直于該頂面12。本實施方式中，該第一波導(dǎo)20通過鈦擴(kuò)散制作波導(dǎo)工藝而形成。該 第一波導(dǎo)20暴露于該頂面12且該第一波導(dǎo)20對應(yīng)該底面14的部分也暴露于底面14。
[0019] 該第二波導(dǎo)30包括第二端部32及第二連接部34。該第二端部32具有第二傾斜 端面320。該第二傾斜端面320連接該頂面12并相對于該頂面12朝該底面14的方向傾 斜，且該第二傾斜端面320與該頂面12之間形成一個鈍角。該第二傾斜端面320呈梯形， 該第二傾斜端面320的平行于該頂面12上的寬度自與該頂面12連接的一端向該底面14 的方向遞增。本實施方式中，該第二端部32靠近該第一側(cè)面17設(shè)置，該第二傾斜端面320 連接該頂面12且連接該底面14,及該基底10在該第一側(cè)面17與該頂面12相接處形成一 個對應(yīng)該第二端部32的缺口，該第二連接部34自該第二端部32朝遠(yuǎn)離該第一側(cè)面17的 方向延伸至與該第一連接部24相交并部分重疊，從而形成一重疊部340。相互連接后的該 第一波導(dǎo)20與該第二波導(dǎo)30大致呈Y型。該第一波導(dǎo)20與該第二波導(dǎo)30具有不同的折 射率。本實施方式中，該第二波導(dǎo)30通過鎵擴(kuò)散制作波導(dǎo)工藝而形成，在該重疊部340內(nèi)， 形成第一波導(dǎo)20的鈦金屬與形成第二波導(dǎo)30的鎵金屬交雜。該第二波導(dǎo)30暴露于該頂 面12且該第二波導(dǎo)30對應(yīng)該底面14的部分也暴露于底面14。對一特定波長的光線而言， 該第二波導(dǎo)30的折射率大于該第一波導(dǎo)20的折射率，具體而言，該第二波導(dǎo)30對橫磁波 的折射率大于該第一波導(dǎo)20對橫磁波的折射率。
[0020] 該光柵40設(shè)置在該第一波導(dǎo)20內(nèi)。該光柵40由多個金屬長條依次平行排列而 成，金屬長條的長度方向平行于該第一波導(dǎo)20的長度方向。本實施方式中，該光柵40設(shè)置 在該重疊部340與該第一端部22相背離的一側(cè)。在其它實施方式，該光柵40也可以設(shè)置 在該重疊部340朝向該第一端部22的一側(cè)。
[0021] 本實施方式中，該基底10在該頂面12上開設(shè)有一個V型凹槽120。該V型凹槽 120的一端貫穿該第二側(cè)面18,另一端終止于該第一端面240。該V型凹槽120用于承載光 纖。
[0022] 如圖3-4所示，本發(fā)明實施方式提供的光電轉(zhuǎn)換裝置200包括一個本發(fā)明實施方 式中提供的光稱合模塊100、一個發(fā)光模塊50、一個收光模塊60以及一個電路板70。
[0023] 該電路板70具有一上表面72,該發(fā)光模塊50及該收光模塊60位于該電路板70 的上表面72上，且與該電路板70電性連