[發明專利]光學放大器和光學放大器的檢查方法

在審

• 申請號: 202010824502.1
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN112542765A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 高林和雅;秋山杰
• 申請（專利權）人: 富士通光器件株式會社
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042;H01S5/028;H01S5/223;H01S5/50;H01S5/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 段丹輝;劉久亮

光學放大器和光學放大器的檢查方法。一種光學放大器包括：光學放大器芯片，該光學放大器芯片包括一對半導體光學放大器(SOA)；U形波導，該U形波導連接該對SOA；以及兩個電極，所述兩個電極分別與該對SOA對應并且彼此分離；以及基底基板，該基底基板包括連接所述兩個電極的公共金屬布線，并且所述光學放大器芯片安裝在所述基底基板上。

技術領域

這里討論的實施方式涉及光學放大器和光學放大器的檢查方法。

背景技術

通常，在光通信系統中使用的光通信設備需要高傳輸光輸出和高靈敏度。為了滿足這些要求，存在一種通過使用光學放大器來放大發射光和接收光的方法。當使用光學放大器時，從減小光通信設備的尺寸的觀點來看，可以使用芯片尺寸小的半導體光學放大器(SOA)。

圖7示出了使用SOA芯片的光學放大器10的結構示例。圖7中的上圖是光學放大器10的平面圖，圖7中的下圖是光學放大器10的側視圖。如圖7所示，基底基板11具有形成于其中的凹形平臺部11a，并且在平臺部11a上布置有SOA芯片12。SOA芯片12被定位成使得形成在基底基板11中的波導11b的端表面與SOA芯片12的芯層12a的端表面彼此相對并且光耦合，并且通過凸塊13固定到平臺部11a。

考慮到SOA芯片12的芯片長度的變化，平臺部11a具有能夠布置具有最大芯片長度的SOA芯片12的寬度。因此，當SOA芯片12布置在平臺部11a上時，可以分別在波導11b的端表面和核心層12a的端表面之間形成寬度為d1、d2的間隙。當寬度d1、d2變大時，這些間隙中的光耦合損耗增加，并且光學放大器10的放大特性惡化。

為了解決這個問題，例如，如圖8所示，已經開發了其中使用U形轉彎型(U-turntype)SOA芯片的光學放大器20。圖8示出了其中使用U形轉彎型SOA芯片的光學放大器20的結構。圖8中的上圖是光學放大器20的平面圖，圖8中的下圖是光學放大器20的側視圖。

如圖8所示，基底基板21具有形成于其中的凹形平臺部21a，并且SOA芯片22布置在平臺部21a上。在SOA芯片22中，兩個SOA 22a經由U形轉彎波導(U-turn waveguide)22b連接。因此，兩個SOA 22a的端表面在SOA芯片22的同一側表面暴露，并且輸入端和輸出端布置在SOA芯片22的一個側表面處。SOA芯片22被定位成使得形成在基底基板21中的波導21b的端表面和SOA芯片22的SOA 22a的端表面彼此相對，并光耦合，并且通過凸塊23固定到平臺部21a。

U形轉彎波導22b是具有高臺面結構的波導，其中核心層未被埋置在半導體材料中，能夠增強光的限制，并且減小波導的轉彎的曲率半徑。因此，能夠實現SOA芯片22的小型化。此外，因為SOA芯片22的輸入端和輸出端被布置在同一側表面上，所以能夠使兩個波導21b的端表面和兩個SOA 22a的端表面彼此靠近，從而使間隙的寬度d3小。結果，能夠抑制光耦合損耗，并且能夠改善光學放大器20的放大特性。

專利文獻1：美國專利No.4794346

專利文獻2：日本特開專利公開No.2012-4441

常見的是，在將SOA芯片安裝在基底基板上之前，檢查SOA芯片是否正確地執行光放大。具體地，使光纖靠近SOA的一個端表面以與其光耦合，并且光從光纖輸入到SOA。此外，使光纖靠近SOA的另一端表面，以進行光耦合，并且測量從SOA輸出的光的強度。由此評估SOA的特性。

然而，在上述U形轉彎型SOA芯片中，SOA的端表面在同一側表面上暴露，因此存在難以檢查和評估SOA的問題。即，在圖8所示的SOA芯片22中，U形轉彎波導22b的曲率半徑小，以將芯片尺寸減小到盡可能小，并且兩個SOA 22a彼此靠近布置。因此，難以使光纖靠近兩個SOA 22a的端表面。