[發明專利]一種光波導芯片與PD陣列耦合的輔助耦合方法及輔助裝置

有效

• 申請號: 201410492522.8
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN104199150B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 石川;習華麗;江雄;梁雪瑞
• 申請（專利權）人: 武漢光迅科技股份有限公司
• 主分類號: G02B6/34
• 分類號: G02B6/34;G02B6/32
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 張火春

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技術領域

本發明屬于光通訊領域，涉及光通信技術中的光電模塊，尤其涉及光模塊中光學傳輸介質（光纖，光波導）和光半導體元件如：半導體激光器、PD陣列(Photo-Diode，光電二極管)之間的光電耦合的輔助輸入光路耦合方法以及其輸助裝置。

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背景技術

隨著智能設備以及云計算、物聯網的出現，網絡帶寬需求不斷攀升，提高系統傳輸速率迫在眉睫，100G及更高速率傳輸系統得到應用。這些系統中光發射機與光接收機都是其關鍵器件，它們涉及到光電的轉換，光電轉換又涉及到光電轉換結構的設計，結構穩定，結構簡單才適合批量生產。例如100G?DWDM光傳輸系統中的集成相干接收機，它的作用是分析信號光與外加參考光源的偏振與相位關系，來還原100G?DP-QPSK相位與偏振星座圖的信號。集成相干接收機里面涉及到了混頻器芯片輸出光信號到PD陣列的光電轉換，由于受封裝管殼大小的影響，耦合結構設計需要很緊湊。再舉例一種板到板間的短距離通信，它是一種解決電路板之間高速通信的一種方案，這種并行的通信方式也用到了光到電和電到光的轉換，其光電耦合結構設計與上述也是類似的。

對于上述的集成相干接收機，集成相干接收機標準制定機構對其管殼大小進行了進一步減小。由于管殼體積減小，原先設計的盤纖方案將不再適用（光纖彎曲半徑過小，插損過大，而且可靠性無法保證），所以對于輸入波導的光信號需要使用空間光學的方式進行偏振分束，同樣本征信號需要分功率進行分束，經過分束的光信號再耦合進波導芯片中進行混頻輸出。

由于偏振光分束的結構設計，光電耦合工藝也相應有所變化。原先的盤纖方案中，由于光纖和波導是粘接在一起，所以波導芯片和PD陣列之間的耦合可以通過把光源輸入至光纖，然后用電壓電流源表來監控PD陣列的輸出電流進行有源的耦合對準。而當管殼體積減小后，偏振分束改變成空間光學方案，波導芯片對應位置粘接有透鏡（用于把光耦合進波導），這樣我們把波導芯片與PD陣列對準時不能給波導射入輸入光，無法探測PD陣列的輸出電流來進行監控對準。

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發明內容

為了解決現有技術中沒有輸入光不能進行有源耦合對準問題，本發明提供了一種緊湊的耦合輔助輸入光源方法及其輔助裝置，有了輔助輸入光源就能夠監控波導芯片與PD陣列的耦合電流大小，實現有源對準，該輔助光源在耦合完成后能夠去除，方便下一步光路對準。

本發明采用技術方案為：

一種光波導芯片與PD陣列耦合的輔助耦合方法，制作準直裝置與直角反射棱鏡粘接一體的輸助裝置，將直角反射棱鏡同波導芯片之間進行可拆除方式固定，使外接光源通過準直裝置垂直入射至直角反射棱鏡，光線經過直角反射棱鏡兩次反射后垂直射出與所述波導芯片的輸入端耦合至波導芯片，波導芯片與PD陣列耦合后，拆除光波導芯片上的的輸助裝置。

其方法包括如下具體步驟：步驟1：把玻璃套管粘接在直角反射棱鏡斜面上，把準直器粘接在玻璃套管內制作成輔助裝置；步驟2：將準直器外接光源，準直器輸出光垂直直角反射棱鏡斜面入射，把波導芯片的波導輸入透鏡與直角反射棱鏡耦合對準，對準完成后，在直角反射棱鏡與波導芯片之間粘接玻璃條，玻璃條分別粘接于波導芯片上以及直角反射棱鏡側面；步驟3：將波導芯片與PD陣列在管殼中內進行耦合對準，對準完成后，把波導芯片粘接在管殼內部；步驟4：去除玻璃條與波導芯片之間的膠，取出直角反射棱鏡、玻璃條，光波導芯片與PD陣列耦合完成。

所述步驟2中，所述波導芯片輸入端耦合帶狀光纖陣列，帶狀光纖陣列連接功率計，用功率計監控波導輸入透鏡與直角反射棱鏡之間耦合的損耗，當損耗達到最小時，粘接玻璃條。

所述步驟3中波導芯片與PD陣列在管殼中內進行耦合對準采用方法為：給波導芯片輸出端粘接輸出反射棱鏡，準直器外接光源，監控PD陣列電流大小直至最小。

所述步驟2中直角反射棱鏡、波導芯片與玻璃條之間設置有可加熱方式去除粘性的固定粘接膠。

一種光波導芯片與PD陣列耦合的輔助耦合方法的輔助裝置，包括準直器、玻璃套管、直角反射棱鏡，玻璃套管粘接于直角反射棱鏡斜面上，準直器粘接于玻璃套管內。

所述玻璃套管內徑比準直器外徑大0.05～0.2mm。

所述直角反射棱鏡的斜面鍍有增透膜。

本發明優點在于：

1、本發明輔助輸入裝置的光源通過準直器輸入到波導芯片中，保證了與波導芯片上面透鏡焦距的匹配，保證輸入到波導中的光有較小的損耗；