[發明專利]具有硅透鏡的多通道模式轉換器

有效

• 申請號: 201980085024.2
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN113227861B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 苗容生;鄭學彥;沈曉安;白聿生
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G02B6/32
• 分類號: G02B6/32
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強;李稷芳

一種多通道模式轉換器包括透鏡陣列、耦合到透鏡陣列的玻璃塊、以及耦合到玻璃塊的光纖組件單元陣列，透鏡陣列具有第一透鏡和第二透鏡，光纖組件單元陣列包括對應于第一透鏡的第一光纖和對應于第二透鏡的第二光纖。光纖組件單元陣列提供對應數量的光纖和透鏡，使得特定的單個光纖對應于特定的單個透鏡，在光纖和透鏡之間存在1：1的關系。一種模式轉換器系統包括透鏡陣列和耦合到透鏡陣列的玻璃塊，透鏡陣列包括用于在第一波導和第一光纖之間轉換第一模式的第一硅透鏡和用于在第二波導和第二光纖之間轉換第二模式的第二硅透鏡，玻璃塊用于為對應于第一硅透鏡的第一光束和對應于第二硅透鏡的第二光束提供光路。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年12月26日提交的發明名稱為“具有硅透鏡的多通道模式轉換器”、申請號為62/784,928的美國臨時專利申請的優先權，其內容以引用的方式并入本文。

技術領域

本公開實施例涉及硅光子學，特別地，涉及硅光子模式轉換器。

背景技術

硅光子裝置利用硅及其衍生物形成波導。除了波導之外，硅光子裝置通常還包括光纖。因此，需要將波導的模式轉換為光纖的模式，反之亦然。

模式是光束在波導、光纖、或其他介質的入口或出口處的形狀。模式尺寸是模式的物理尺寸。物理尺寸可基于光強度。例如，低于特定光強度的光束可以不視為物理尺寸的一部分。

發明內容

在實施例中，一種多通道模式轉換器包括透鏡陣列、耦合到透鏡陣列的玻璃塊、以及耦合到玻璃塊的光纖組件單元(FAU)陣列，透鏡陣列具有第一透鏡和第二透鏡，FAU陣列包括對應于第一透鏡的第一光纖和對應于第二透鏡的第二光纖。透鏡陣列可以由包括硅的組合物形成。在任一前述實施例中，玻璃塊可以由包括光學玻璃的組合物形成，該光學玻璃可以是諸如BK7的硼硅酸鹽冕玻璃。在任一前述實施例中，玻璃塊是包括玻璃毛細管的玻璃毛細管塊。在任一前述實施例中，透鏡陣列包括第三透鏡，FAU陣列包括對應于第三透鏡的第三光纖。在任一前述實施例中，透鏡陣列包括第四透鏡，FAU陣列包括對應于第四透鏡的第四光纖。在任一前述實施例中，FAU陣列相對第一透鏡和第二透鏡的中心偏移。在任一前述實施例中，透鏡陣列的寬度為約1mm至約5mm、長度為約0.5mm至約1mm、高度為約0.5mm至約2mm。在任一前述實施例中，玻璃塊的寬度為約1mm至約5mm、長度為約0.5mm至約2mm、高度為約0.5mm至約2mm。在任一前述實施例中，FAU陣列的寬度為約1mm至約5mm、長度為約2mm至約5mm、高度為約0.5mm至約2mm。

在實施例中，一種模式轉換器系統包括透鏡陣列以及耦合到透鏡陣列的玻璃塊，透鏡陣列具有第一硅透鏡和第二硅透鏡，第一硅透鏡用于在第一波導和第一光纖之間轉換第一模式，第二硅透鏡用于在第二波導和第二光纖之間轉換第二模式，玻璃塊用于為對應于第一硅透鏡的第一光束和對應于第二硅透鏡的第二光束提供光路。模式轉換器系統可以包括耦合到透鏡陣列的波導塊，該波導塊具有用于將第一光束引導至波導塊的第一波導和用于將第二光束引導至波導塊的第二波導。在任一前述實施例中，模式轉換器系統還包括耦合到玻璃塊的光纖組件單元(FAU)陣列，該FAU陣列包括第一光纖和第二光纖。在任一前述實施例中，FAU陣列相對第一硅透鏡和第二硅透鏡的中心偏移。在任一前述實施例中，第一硅透鏡和第二硅透鏡的放大率為約1.5至約5。在任一前述實施例中，第一硅透鏡和第二硅透鏡用于將FAU陣列間距公差減小基于放大率的比率。

在實施例中，提供了一種制造模式轉換器的方法。該方法包括將反射器耦合到透鏡以形成透鏡組件，將耦合器耦合到FAU的光纖、將光源耦合到耦合器、并且將功率計耦合到耦合器，以形成FAU組件。將透鏡組件和玻璃塊放置在FAU組件的一端。光束從光源發射到耦合器中，使用功率計獲得反射光束的功率，反射光束與光束相關聯；基于功率將透鏡組件與FAU組件對準。在任一前述實施例中，該方法包括將透鏡組件與FAU組件對準，直到FAU組件的出口端處的功率最大。在任一前述實施例中，該方法還包括在上述對準之后，將反射器、耦合器、光源、或功率計中的至少一個移除。