[发明专利]一种光纤与集成芯片的耦合对准方法及其耦合对准模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种实现光纤与集成芯片的耦合对准方法以及其耦合对准模块，本发明属于通信领域。

背景技术

在光通信系统中,电信号和光信号的相互转换是不可或缺的,这需要高速的电光调制器和光电探测器等关键器件，光电混合集成由于其综合成本低、体积小巧、易于大规模化的生产、工作速率高等优点，成为实现高速光通信的根本出路。其中硅作为应用最广泛的材料,各种硅基光子器件如高速电光调制器、光电探测器、激光器、以及集成芯片均已出现并逐步成熟。

众所周知，光通信系统中需要使用光纤来实现光信号的传输，应用于该领域的集成芯片也必然涉及到芯片内的光波导部分与光纤的耦合。为了便于光纤与集成芯片内的光波导耦合，在集成芯片上通常刻蚀有V型槽用于固定光纤。当光纤与V型槽的完全相切的情况下，就可以很好的保证光纤的纤芯和集成芯片内的光波导耦合对准。

然而，在不采用任何辅助手段的情况下，光纤很难做到与V型槽相切，会出现图1所示的浮纤现象，导致耦合损耗过大。在多根光纤同时耦合的时候，这一现象尤为明显。通常最常见的解决方式是采用一块平板玻璃或其他材料压块，施加一定的力将光纤压入到V型槽中，使光纤与V型槽相切，并用胶将平板玻璃固定在光纤的上方。这种方法最大的问题在于要求芯片上有足够大的面积和高度用于放置平板玻璃，这与目前越来越小型化的芯片设计是相矛盾。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的困难，提供一种结构简单、易于制造、效率高的方法，将光纤压入快速集成芯片的V型槽中，实现光纤与集成芯片的光波导的耦合对准方法以及其耦合对准模块。

本发明所采用的技术方案是：

一种光纤与集成芯片的耦合对准方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、将需要耦合的多根光纤剥纤后，分别固定到光纤固定块的V型槽中，将未剥离涂敷层的光纤部分和与之相连的剥纤部分用胶固定；步骤2、将光纤端面切割整齐，控制伸出光纤固定块的光纤长度大于集成芯片的V型槽一定长度；步骤3、通过图像视觉系统，将伸出光纤固定块(3，7)的光纤以弯曲半径30mm至50mm方式放置在集成芯片V型槽上，使固定好光纤的光纤固定块V型槽与集成芯片V型槽在一条直线上，并控制光纤固定块和集成芯片之间间隔一定间距；步骤4、使得光纤固定块相对于集成芯片进行粘接固定；步骤5、用匹配胶将所有的光纤未涂胶部分全部覆盖，使光纤完全固定于集成芯片的V型槽中。

所述步骤3中通过控制光纤固定块和集成芯片之间间隔一定间距，使得光纤与集成芯片的光波导端面的间距控制在10微米左右。

所述步骤4的光纤固定块相对于集成芯片进行粘接固定的方法为：所述步骤3之前将集成芯片粘接固定到基板上；所述步骤3后将光纤固定块粘接固定到基板上。

在光纤固定块远离集成芯片一端的下方插入有楔角片，使得光纤固定块相对于集成芯片倾斜夹角为1到5度。

所述步骤4光纤固定块相对于集成芯片进行粘接固定的方法为：将光纤固定块端面与集成芯片端面之间用紫外胶进行粘接固定。

所述光纤固定块上设置有V型槽，光纤固定块上V型槽的间距和尺寸与集成芯片上的V型槽相一致，光纤固定块的V型槽在远离集成芯片的一端设置有下沉台阶，光纤固定块的V型槽在远离集成芯片的一端略高于集成芯片的V型槽、在靠近集成芯片的一端则略低于集成芯片的V型槽。

所述光纤固定块的V型槽远离集成芯片的一端高于集成芯片的V型槽的高度为10至50微米，在靠近集成芯片的一端低于集成芯片的V型槽的高度为10至50微米。

一种光纤与集成芯片的耦合对准模块，其包括光纤固定块和集成芯片，光纤固定块和集成芯片上设置有用于容纳光纤的V型槽，光纤固定块上V型槽的间距和尺寸与集成芯片上V型槽的间距和尺寸相一致；光纤固定块的V型槽与集成芯片的V型槽在高度方向上错开一定距离、和/或在容纳光纤的纵向方向上错开一定距离并成一定夹角，从而使得伸出光纤固定块的V型槽的光纤以略微弯曲的状态落入集成芯片的V型槽，并用具有一定粘接强度的匹配胶将光纤完全固定，从而使得该耦合对准模块在经历正常的冲击和震动时仍能保证伸出光纤固定块V型槽的光纤以一定压力贴合在集成芯片的V型槽上。

所述光纤固定块和集成芯片之间间隔一定间距，使得光纤与集成芯片的光波导端面的间距控制在10微米左右。

所述光纤固定块的V型槽远离集成芯片的一端高于集成芯片的V型槽的高度为10至50微米，在靠近集成芯片的一端低于集成芯片的V型槽的高度为10至50微米；光纤固定块的V型槽与集成芯片的V型槽所形成的夹角为1到5度。

本发明的优点在于：