[發明專利]陣列定向光耦合裝置

無效

• 申請號: 201310109064.0
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN103197383A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 祝寧華;陳偉;劉建國;劉宇;袁海慶
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G02B6/26
• 分類號: G02B6/26;G02B6/32;G02B6/42
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

技術領域

本發明涉及光電子器件的耦合封裝領域，尤其涉及一種陣列定向光耦合裝置。

背景技術

光子集成技術是未來更高速率、更大容量光網絡所必須依賴的技術。單片集成多波長激光器陣列集成芯片是實現高速率數據傳輸的核心。其中陣列激光器的定向光耦合是實現多波長光輸出的關鍵。

對于單個半導體激光器的耦合封裝，一般在激光器的出光處加入光學透鏡，透鏡之后再加入光隔離器。光隔離器可以在很大程度上減少外光路的光反饋對激光器的發光特性，如光功率、光波長、光譜線寬及高頻響應特性等產生不良影響。此外，在高速直接調制、直接檢測光纖通信系統中，反饋光會產生附加噪聲，使系統的性能劣化，采用光隔離器也可以消除光反饋的影響。

對于激光器陣列芯片或者陣列光波導多通道光耦合，由于激光器陣列或者光波導間隔在250微米以下，而單個光隔離器的直徑在毫米量級，目前沒有帶光隔離器的激光器陣列芯片和陣列光波導耦合技術。目前采用外置光隔離器的技術，即先利用陣列光纖耦合，然后分別接入分立的光纖耦合型光隔離器進行反饋光的隔離。但是這種方式仍然無法消除光纖陣列耦合結構引起的光反饋和交叉串擾。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于上述技術問題，本發明提供了一種陣列定向光耦合裝置。

(二)技術方案

根據本發明的一個方面，提供了一種陣列定向光耦合裝置。該陣列定向光耦合裝置包括：管殼及剛性固定于管殼內的第一芯片支架、第一光學透鏡組、共用光隔離器、第二光學透鏡組和第二芯片支架；共用光隔離器為片狀，其縱切面與固定于第一芯片支架的第一光電子陣列芯片出射光區域相匹配；其中，第一光電子陣列芯片中的各光器件單元輸出的多束發散光經過第一光學透鏡組后分別轉變為平行光；該平行光經過共用光隔離器后，進入第二光學透鏡組；經過第二光學透鏡組聚焦后，耦合至固定于第二芯片支架的第二光電子陣列芯片的各光器件單元。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本發明陣列定向光耦合裝置中，由于陣列中各元件共用同一個隔離器，簡化了封裝工藝，提高了封裝器件的可靠性，能夠有效消除光纖陣列耦合結構引起的光反饋和交叉串擾。

附圖說明

圖1是本發明一種陣列定向光耦合裝置的結構示意圖；

圖2是本發明中三種不同類型的陣列聚光透鏡示意圖，其中：

(a)為分立透鏡陣列側面的示意圖；

(b)為條形透鏡的示意圖；

(c)為有多個條形透鏡組成的集成透鏡陣列側面的示意圖。

【主要元件】

1-金屬管殼；??????????2-第一芯片支架；

3-第一光學透鏡組；????4-共用光隔離器；

5-第二芯片支架；??????6-陣列半導體激光器芯片

7-第二光學透鏡組；????8-陣列光纖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號。附圖中未繪示或描述的實現方式，為所屬技術領域中普通技術人員所知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數的示范，但應了解，參數無需確切等于相應的值，而是可在可接受的誤差容限或設計約束內近似于相應的值。

本發明提出一種基于條形共用光隔離器的陣列定向耦合裝置，實現對激光器陣列，多通道光波導輸出光的定向耦合。

在本發明的一個示例性實施例中，提供了一種陣列定向光耦合裝置。圖1為本發明實施例陣列定向光耦合裝置的結構示意圖。如圖1所示，該陣列定向光耦合裝置包括：金屬管殼1，第一芯片支架2，第一光學透鏡組3，共用光隔離器4，第二光學透鏡組7，第二芯片支架5。第一芯片支架2、第一光學透鏡組3、共用光隔離器4、第二光學透鏡組7和第二芯片支架5均固定在金屬管殼1中。其中，共用光隔離器形狀為片狀，其縱切面與固定于所述第一芯片支架的第一光電子陣列芯片出射光區域相匹配。

如圖1所示，待封裝的陣列半導體激光器芯片6壓焊在第一芯片支架2上，待封裝陣列光纖8被固定在第二芯片支架5上。陣列激光器芯片輸出光進入第一光學透鏡組3，激光器發散光經透鏡成為平行光，平行光經過共用光隔離器后，進入第二光學透鏡組7，經過第二光學透鏡組7后，平行光聚焦，耦合到陣列光纖8中輸出。光學透鏡組為分立的透鏡組成的透鏡陣列，如圖2中(a)所示。整套裝置實現了陣列集成多波長激光器芯片的定向耦合輸出。