[发明专利]光波导装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括光波导和安装在基底上的光学元件的光波导装置及其制造方法。

背景技术

用于光接入市场(optical access market)的光学收发器被广泛地划分为：微光模块，包括例如激光二极管(LD)和光电二极管(PD)的光学元件和例如薄膜滤光器和透镜的光学组件；和PLC(平面光波电路)模块，其通过在硅基底上形成石英波导并表面安装光学元件构成。在它们中，将例如光学元件的光学组件安装到PLC模块中的方法包括作为不需要调整光轴的安装方法的被动对准方法。

在被动对准安装方法中，通过使用透明的红外光对设置在光学波导芯片和光学元件上的对准标记进行图像检测识别来确定相对于光学波导芯片的光学元件在平面方向上的位置。竖直方向上的位置通过支撑光学元件的基块(base block)的高度来确定。所述基块的高度在制造过程中被精确地调整。因此，相对于光波导的光轴高度可仅通过将光学组件安装在基块上来精确调整。

JP2823044B(在下文中，称作专利文献1)公开了现有技术的光波导装置。图1A和图1B是示出在专利文献1中描述的光波导装置100的透视图。光波导装置100包括光波导116和光学元件安装座117。光波导116包括波导形成层115，其包括形成在硅基底111上的下覆层112、芯层113和上覆层114a和114b。光学元件安装座117通过去除一部分光波导形成层115而形成。通过去除所述一部分光波导形成层115而暴露的光波导116的端面与安装在光学元件安装座117上的发光元件118光学耦合。

光学元件安装座117包括基块119和对准标记120，发光元件118安装在其上。发光元件118与光波导117的端面之间的光学耦合需要安装在光波导装置100上的发光元件118的有源层121与芯层113在高度上对准。

图2是发光元件118和基块119的放大剖视图。如图2所示，在发光元件118的有源层深度为d1的情况下，基块119的高度h1被调整为与从硅基底111至芯层113的高度(光轴高度)和发光元件118的有源层深度d1之间的差一致。

JP2002-111113A(在下文中，称作专利文献2)公开了一种光学模块，其通过用于尝试性连接的凸块9的高度来确定以被动对准方式安装的光学元件的高度。在专利文献2中公开的技术允许光学元件被精确地安装。

发明内容

在安装光学元件的情况下，各光学元件的有源层深度d1不必彼此相等。图3是具有不同有源层深度的光学元件安装在图1A和图1B所示的光波导装置100上的局部剖视图。

例如，在调整基块119至有源层深度为d1的光学元件118a的高度h1的情况下，有源层深度小于光学元件118a的有源层深度的光学元件118b的安装使得光学元件118b的有源层121的位置相对于光学元件118a的有源层121降低。这阻止了光轴彼此对准。

在专利文献1中描述的光波导装置和专利文献2中描述的光学中，基块的高度或为了尝试性连接而形成的凸块的高度是均一的。因此，具有不同有源层深度d1的光学元件不能安装在能够光学耦合到芯的高度上。

本发明的一个示例性目的是提供一种光波导装置及其制造方法，在所述光波导装置中，具有不同有源层深度的光学元件安装为各光轴彼此对准。

一种根据本发明的一个示例性方面的光波导装置，其包括光波导和光学元件安装座，所述光波导由包括形成在基底上的下覆层、芯层和上覆层的光波导形成层构成，并且在去除所述光波导形成层的部分的区域中，光学元件安装在所述光学元件安装座上，所述光学元件中的至少一个光学元件光学耦合到通过去除所述光波导形成层的所述部分而暴露的所述光波导的端面，其中所述光学元件安装座包括：第一基块，其支撑作为所述光学元件中的一个光学元件的第一光学元件；和第二基块，其支撑作为所述光学元件中的一个光学元件的第二光学元件，所述第二光学元件的有源层深度小于所述第一光学元件的有源层深度，其中第二基块由堆叠数量大于第一基块的堆叠数量的上覆层形成，并且第一和第二基块之间的高度差等于第一和第二光学元件之间的有源层深度差。