[發明專利]使用晶體管外形技術的光模式轉換和一種球透鏡

有效

• 申請號: 201780011877.2
• 申請日: 2017-02-07
• 公開（公告）號: CN108700719B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 苗容生;白聿生
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 44202 廣州三環專利商標代理有限公司
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

一種裝置包括：晶體管外形(transistor outline，TO)封裝，包括TO管帽夾持件(430)和至少部分地嵌入所述TO管帽夾持件(430)的TO管帽(620)；以及模式轉換器(400)，耦合到所述TO封裝。一種系統包括：模式轉換器(400、1410、1610)，包括用于將光的模式從第一模式尺寸轉換到第二模式尺寸的透鏡(610)，其中，所述第一模式尺寸小于所述第二模式尺寸；硅光芯片(1430、1640)，包括用于傳送所述光的波導；光纖(460、1070、1260、1420、1620)，用于耦合到所述透鏡(610)和所述波導；以及襯底(1440、1650)，用于為所述硅光芯片(1430)提供支撐。

相關申請案交叉申請

本申請要求2016年3月2日遞交的發明名稱為“使用晶體管外形(TO)技術的光模式轉換和一種球透鏡”的第15/058,753號美國非臨時專利申請案的在先申請優先權和權益，該在先申請的內容以引用的方式并入本文本中。

背景技術

硅光設備是使用硅(Si)及其衍生物作為光介質的光設備。硅光設備可以使用電設備的現有半導體制造技術來制造。因此，許多硅光設備是在單個芯片上具有光部件和電部件的混合設備。這種混合設備可以是較大系統集成封裝(system in package，SIP)的一部分，SIP是指單個封裝中的多個集成電路。

具有硅光部件的SIP通常包括硅光波導和光纖。波導通常包括輸入端口和輸出端口。光纖通常為單模光纖。需要將波導的光模式轉換到光纖的光模式。在本上下文中，光模式可以是指光束在波導、光纖或其它介質的出口或入口的形狀。光模式尺寸是指光模式的物理尺寸。物理尺寸可以基于光強度。例如，低于指定閾值強度的光可能不認為是物理尺寸的一部分。

波導輸入端口和輸出端口的模式尺寸相對較小，通常為約2至4毫米(μm)。光纖的模式尺寸相對較大，通常為約8至10μm。這種相對尺寸差異使得波導與光纖之間的光難以耦合。

發明內容

在一項實施例中，本發明包括一種裝置，包括：晶體管外形(transistor outline，TO)封裝，包括：TO管帽夾持件和至少部分地嵌入所述TO管帽夾持件的TO管帽；以及耦合到所述TO封裝的模式轉換器。

在一些實施例中，所述模式轉換器是一個球面透鏡。

所述球面透鏡包括N-BK7玻璃或藍寶石玻璃。

所述球面透鏡使用玻璃料粘接到所述TO管帽的頂部。

所述裝置還包括：粘接到所述TO管帽夾持件的插芯夾持件，以及至少部分地嵌入所述插芯夾持件的光纖插芯。

其中，所述插芯夾持件包括不銹鋼，所述光纖插芯包括不銹鋼的外表和包括有氧化鋯插芯的內部，所述氧化鋯插芯被包裹有大模光纖。

所述插芯夾持件激光焊接到所述TO管帽夾持件，所述光纖插芯粘接到所述插芯夾持件。

所述裝置還包括：粘接到所述TO管帽夾持件的光纖尾纖夾持件，以及至少部分地嵌入所述插光纖尾纖夾持件的光纖尾纖。

其中，所述光纖尾纖夾持件包括不銹鋼，所述光纖尾纖包括不銹鋼的外表和包括有氧化鋯插芯以及大模光纖的內部。

所述光纖尾纖夾持件激光焊接到所述TO管帽夾持件，所述光纖尾纖激光焊接到所述光纖尾纖夾持件。

所述裝置還包括：粘接到所述TO管帽夾持件的插芯夾持件，至少部分地嵌入所述插芯夾持件的插芯，以及至少部分地嵌入所述插芯的小模光纖。

其中，所述插芯夾持件包括Kovar或不銹鋼，所述插芯包括氧化鋯的外表，所述小模光纖包括纖芯和包層。

所述插芯夾持件激光焊接到或電阻焊接到所述TO管帽夾持件，所述插芯粘接到所述插芯夾持件。

所述模式轉換器是一個非球面透鏡。