[發明專利]一種集成SOA和AWG的光組件及其制備方法

有效

• 申請號: 201711399451.7
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108121034B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 岳陽陽;徐紅春;劉成剛;宋小平
• 申請（專利權）人: 武漢電信器件有限公司
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02B6/124
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 劉黎明

本發明涉及一種光組件及其制備方法，用于實現SOA和AWG的高度集成，屬于光通信技術領域，具體涉及一種集成SOA和AWG的光組件及其制備方法。本發明通過從SOA和AWG的生產工藝方面進行改進控制，將SOA的有源層和AWG的芯片層完全對準，并通過添加隔離層，不僅能夠減小整體組件的體積，而且能夠通過控制SOA的增益實現光功率的恒定輸出。此外，在上述基本組件的基礎上再次集成溫度傳感元件、透鏡等元件，來實現精度更高的光譜匹配。

技術領域

本發明涉及一種光組件及其制備方法，用于實現SOA和AWG的高度集成，屬于光通信技術領域，具體涉及一種集成SOA和AWG的光組件及其制備方法。

背景技術

伴隨著光通信產業的不斷進步，光器件的速率和成本嚴重制約著光通信的發展速度，如何有效提高光纖傳輸網絡的傳輸速率、增大傳輸容量成為光纖通信的重要課題。受限于光芯片的發展，目前主要通過提高系統容量實現光通信的發展，而波分復用(WavelengthDivision Multiplex，簡稱WDM)技術是擴大通信容量的最佳選擇。陣列波導光柵(ArrayedWave-guide Grating，簡稱AWG)是目前比較常用波分復用器件，由于其具有信號畸變小、誤碼率低、結構緊湊、利于集成、通道波長調節精度高、價格低、實用性強等優點而廣泛利用。

半導體光放大器(Semiconductor Optical Amplifiers，簡稱SOA)是實現長距離光信號傳輸的一種方式，以其工作波長范圍大、體積小、功耗低、反應速度快、非線性大、可與其他有源和無源光電子器件進行混合或單片集成、制作工藝成熟等優點，在WDM系統網絡扮演越來越重要的角色，是未來全光網絡中實現全光信號處理和補償光損耗的重要器件。

在長距離傳輸(特別是80km)時，光纖損耗達到20dBm以上，采用SOA對信號的放大，以抵消光纖損耗所帶來的影響。通常在使用SOA時，受限于SOA的尺寸大小，將SOA放置在模塊內部的，而現在隨著模塊小型化，低功耗的趨勢越來越明顯，為了更充分的利用模塊內部空間，將SOA從模塊內部拿出來放置是必然的，而SOA和AWG的集成思想就是基于這種情況產生的。

目前SOA和AWG的放置方式有兩種：分開放置和倒裝集成。而SOA與AWG作為單獨元件分開放置時，受限于SOA的尺寸，SOA只能放置在模塊內部，器件內部只預留AWG的位置，這對于整個模塊來說，不僅是結構擁擠，還增加了模塊的功耗，而且受溫度的影響，SOA的增益穩定性也比較差。此外，在使用SOA和AWG時，要考慮到光纖連接。這種方式的優點是現成SOA和AWG元件就可以使用，無需考慮SOA和AWG的對應關系；缺點是空間利用率不足，元件所占據的體積比較大，功耗比較大。對于低功耗，小型化的器件來說，該種方式的缺點是致命的。SOA和AWG倒裝集成，相比于前者，集成度高，體積會有所減小，降低了器件成本，但是采用的是無源耦合方式，對位置要求高，而且工藝操作更復雜，光功率會有所下降。

本發明從SOA和AWG的生長層就開始進行集成化，將AWG芯片和SOA芯片都集成在同一塊基板上，然后通過控制SOA和AWG各材料層的厚度將SOA的有源層和AWG的有源區對準，這種方式SOA和AWG的集成度更高，體積更小，功耗更低，而且能夠降低成本，更重要的是光功率的損耗會更小。

發明內容

本發明提供一種集成SOA和AWG的光組件及其制備方法。利用SOA和AWG的高度集成，并從原料生長層嚴格控制SOA和AWG結構層的厚度，提高光功率的耦合效率，減小功率損耗。

本發明通過以下方案來解決上述問題：

一種集成SOA和AWG光組件的制備方法，包括：

將硅基板分為放大區和復用區，在所述放大區和復用區之間設置隔離區；

在隔離區域生長阻止SOA和AWG材料滲透的隔離層；

在所述放大區沉積得到SOA外延片；