[实用新型]硅光子集成多波长单端口发射和接收光器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及光通信器件、光子集成和光网络，基于高集成度的硅光子集成技术，实现高速、集成化、低功耗的硅光子集成多波长单端口发射和接收光器件。

背景技术

由于来自云计算、移动互联网视频、数据中心、高清电视、视频点播和移动宽带业务等的快速发展，如何满足持续增长的业务流量成为了近年来网络发展的主流方向，直接导致了全球光网络行业向着大容量、高度集成化和低功耗的方向发展。为了应对大容量网络的带宽要求，高速率的传输技术成为解决问题的重点，其中包括目前热门的通过波分复用实现的40G（4X10G）和100G（10X10G或4X25G）等技术：采用多个粗波分（CWDM）波长通道或多个密集波分（DWDM）波长通道，每个通道承载不同信息，然后复用这些具有不同波长的光信号在同一根光纤上传输，实现大容量的信息传输，例如NX10G（其中10G 作为基本传输速率）。因此，如何实现多波长单端口发射（例如NX10G）和接收（例如NX10G）的光器件是目前业界遇到的主要技术问题。

光子集成技术，类似于当前成熟的大规模集成电路技术，其优点是低成本、小尺寸、低功耗、灵活扩展和高可靠性等。目前硅光子集成技术被业界认为是最有前景的光子集成技术，采用硅光子集成技术可以将微电子和光电子结合起来，构成硅基光电混合集成芯片和器件，可充分发挥硅基微电子先进成熟的工艺技术、高度集成化、低成本等的优势，具有广泛的市场前景。采用硅光子实现的多波长单端口发射和接收光器件，具有集成度高、灵活扩展和低功耗等的特性。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述迫切的市场需求，基于先进的硅光子集成技术，提供一种大容量、易灵活配置和扩展、高密度集成、低功耗、低成本的硅光子集成多波长单端口发射和接收光器件，本实用新型的收发光器件采用了标准工艺设备和硅工艺流程，突破了当前市场上采用昂贵工艺设备实现多波长单端口光器件的方法。采用本实用新型的技术，可直接将多种功能光芯片集成在集成在同一硅衬底上，也可以根据实际应用集成在不同硅衬底上，然后通过拼装定位（“Jigsaw”技术）实现光耦合并最终固定，极大降低了当前制造高端光器件的生产成本，易于批量生产。

硅光子集成多波长单端口发射和接收光器件，包括发射部分、接收部分、光多次弹射Zig-Zag部分，其特征在于：发射部分的硅衬底凸起、接收部分的硅衬底凸起分别与Zig-Zag部分的硅衬底凹进相匹配并通过拼装定位并用胶固定，发射部分通过固定在硅衬底V型槽的光纤与外部光网络系统连通，外部光网络系统通过固定在硅衬底V型槽的光纤与接收部分连通。

所述的发射部分，包括硅衬底、N个不同波长的激光芯片、N+1个硅光波导、N个波分复用WDM滤波器、N个反射镜、光纤，N为不等于1的自然数，所有激光芯片、所有硅光波导、所有波分复用WDM滤波器分别集成在同一硅衬底上，每个波分复用WDM滤波器对应一个反射镜，每个激光芯片输出端通过一个硅光波导与一个波分复用WDM滤波器相连，每个波分复用WDM滤波器输出的光和反射的光入射到与其对应的反射镜上，N个反射镜采用镀膜方式对应地制作在Zig-Zag部分的硅衬底侧面或者直接将N个反射镜对应地粘结在Zig-Zag部分的硅衬底侧面，且每个波分复用WDM滤波器只允许对应波长的光通过，并全部反射其余波长的光，通过最后一个反射镜的多波长复用光被反射进入另一个硅光波导，通过另一个硅光波导导入固定在硅衬底V型槽的光纤内与外部光网络系统连通。

所述的N个反射镜制作成整体，通过镀膜方式对应地制作在Zig-Zag部分的硅衬底侧面。

所述的发射部分，包括硅衬底、N个不同波长的激光芯片、N个硅光波导、二个硅反射镜、另一硅光波导或多模干涉波导、光纤，N为不等于1的自然数，所有激光芯片、所有硅光波导分别集成在同一硅衬底上，如果采用多模干涉波导也集成在同一硅衬底上，二个硅反射镜直接制作在Zig-Zag部分的硅衬底上，每个激光芯片输出端通过一个硅光波导与其它承载不同波长的光波导渐渐汇聚但不融合，共同入射到一个硅反射镜上，并通过另一个硅反射镜打入到具有光模式转换功能的硅光波导或多模干涉波导中，通过另一硅光波导或多模干涉波导进入固定在硅衬底V型槽的光纤内与外部光网络系统连通。