[發明專利]對準帶有波導的光學組件的方法

有效

• 申請號: 200680019215.1
• 申請日: 2006-06-05
• 公開（公告）號: CN101189541A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 格萊姆·道格拉斯·麥克斯韋;菲利普·理查德·湯利;羅伯特·坎貝爾·麥克杜格爾
• 申請（專利權）人: 集成光子學中心有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42;G02B6/30;G02B6/122;G02B6/13
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司
• 代理人: 叢芳;彭曉玲

技術領域

本發明涉及一種構建包括了至少一個波導的光子器件的方法，尤其是涉及了一種對準帶有波導的光學組件的方法。

背景技術

目前已經具有了利用平坦波導由半導體光學組件裝配成無源混合產品的方法，例如Blauvelt在美國專利申請US?2004/0052467中使用的方法，在該申請中使用了耦合到下面的無源波導晶片的消失耦合(evanescentcoupling)(在這個案例中是垂直的)。這個方法被限定為組件的垂直的消失耦合，并且排除了無源波導組件如自由空間光學隔離器和薄膜濾色片的直接的結合。此外，對準的技術也意味著該波導晶片的包層必須很薄能夠使得該消失耦合發生并且包層還要是平坦的。

Maxwell在美國專利US6778718中披露了一個可選擇的方案，該專利涉及有源半導體組件的混合結合，通過一個波導包層的一個平坦表面的頂部提供有的垂直參考框架以及機械的終點擋板供使用，來提供橫向的定位。光通過一個加工在波導層里的一個孔以端射的方式被耦合到波導器件里。這個方法也談到了用于排列的一個平坦表面。

然而事實上，波導上方的包層的頂表面通常并不一定都是平坦的，在有些時候波導器件的包層的表面具有波動形狀或者具有鼓包形狀在指定了波導內核的區域上。

在專利文件GB-A-2379995中，Fasham使用了一個有源的排列方法來進行混合集成并且在文件中Fasham和Blauvelt表明了一個觀點，該觀點認為用于放置在一個不平坦表面上的附加器件的垂直定位而不通過附加的步驟來將表面整平是不可能的。這些波動的形狀必須要通過一個例如是化學-機械拋光的工序來去除，從而提供一個平坦的表面用于排列，或者必須使用一定程度的有源排列來補償不平坦的表面。此外，使用如Maxwel和Blauvelt所述的平坦表面，增加了所述排列工序對來自包層表面的塵土污染的敏感性，從而影響了所述排列的精確性。在提到的兩個案例中，用來排列的垂直參考框架是所述波導器件的包層的平坦表面，并且在兩個案例中，都有涉及到需要一個平坦表面的局限性。

本發明，至少在優選的實施例中，提供了一種能夠使無源排列技巧在不需要波導的表面的平坦化的情況下得到使用的方法。

發明內容

相應的，本發明提供了一形成光子器件的方法，該光子器件包括至少一個波導。該方法包括了在基層上提供波導核心材料的核心部式樣的步驟和應用一個包層在所述核心部材料和所述基層之上的步驟。所述的基層上面的包層表面的高度根據所述的核心部材料的式樣而發生變化。所述的核心部式樣被設計成至少包括兩個參考區域，每個參考區域都具有一個寬度被選擇并結合一個高于參考區域的預定高度形成一個包層的峰值。所述的核心部式樣被進一步設計為使得所述參考區域的峰值之間的連線高于介于其間的包層的峰值，根據所述參考區域的峰值提供一個垂直對準的參考。

本發明的方法允許包層的表面存在鼓包，該鼓包被用做附加的光學組件無源對準的垂直參考框架，而不需要將所述的表面展平的步驟以及有源對準或是要求包層厚度很薄。該發明使得各種類型的光學和光電子器件能夠被集成在一個光學電路板上并且找到了為通訊、傳感、計算機、儀器以及芯片實驗室所需要的組件和系統中的應用。

參考區域的峰值可以具有相同的高于所述基層的預定高度。在這種方式下，峰值之間的連線將會與所述基層平行。參考區域的寬度可以是相同的。總體來說，這將會使得參考區域的高度相同。

該方法進一步包括定位一個安裝器件，例如子底座與兩個參考區域的峰值相接觸以便安裝一個與波導核心部垂直的一個組件。這樣，集成到一個波導中的一個光學組件可以被插入到一個分離的子底座上，所述子底座被設計成通過垂直定位到鼓包上來在垂直方向上被集成。所述鼓包可以以適當的方式圍繞混合集成的點來設置從而消除放置在頂部的子底座的傾斜。

可以通過在所述的包層表面上設置物理的豎柱(凸起)的方式來提供橫向的對準，這些豎柱(凸起)作為機械終端用于支撐子底座或組分以形成精準的邊緣。可通過刻蝕、切割、劈開或機械加工等工藝加工。

在波導基質中可以開有一個孔，從而允許插入組件來和波導集成在一起。正如US6778718中所記載的那樣。在所述波導和所述被插入的光學組件之間可以使用端射式耦合。該端射式耦合允許Blauvelt的方法中所不能實現的，對可能使用自由空間傳播的不同光學組件如隔離器和薄膜濾光片的集成；以及使用不同的材料系統制作的有源的組件，如半導體激光、半導體光放大器或無源平面波導。