[发明专利]一种激光器与光栅耦合器的封装结构及其方法

权利要求书

1.一种激光器与光栅耦合器的封装结构，包括设在硅光芯片上的激光器单元、准直透镜、隔离器及反射棱镜，其特征在于：硅光芯片包括表平面及其依序在表平面上设有的第一电极、第一标记、第二标记、光栅耦合器以及波导层；激光器单元包括过渡基板和激光器，还包括暴露在过渡基板顶表面上的第二电极；准直透镜包括第一、第二透镜，其中：第一透镜以光路对准激光器形式垂立于表平面，第二透镜对位第二标记设于表平面，使得光栅耦合器位于第二透镜光路主轴的中心区域，以及隔离器安装在介于第一、第二透镜之间表平面，使得激光器输出的发散光经过第一透镜准直后，透过隔离器入射到反射棱镜上，经过反射棱镜的角度偏转后由第二透镜汇聚，汇聚点位于光栅耦合器表面。

2.如权利要求1所述的激光器与光栅耦合器的封装结构，其特征在于：顶表面还设有焊料部，焊料部靠近顶表面右侧边设置，且与第二电极电性相连，靠近焊料部的顶表面还设有第三标记。

3.如权利要求2所述的激光器与光栅耦合器的封装结构，其特征在于：过渡基板对位第一标记安装在表平面上，激光器在对位第三标记时通过焊料部固定在顶表面上。

4.如权利要求3所述的激光器与光栅耦合器的封装结构，其特征在于：过渡基板采用硅、氮化铝和/或氧化铝材料成型。

5.一种如权利要求1所述的激光器与光栅耦合器的封装方法，其特征在于：该方法包括：

先在过渡基板上制作有第二电极、焊料部以及第三标记，激光器与第三标记精确对位后，通过焊料部贴装在过渡基板上，激光器顶层具有顶层电极，顶层电极通过金丝线连接第二电极；

再在硅光芯片的表平面制作用于与过渡基板进行对位的第一标记以及用于贴装第二透镜时做到精确对位的第二标记，第二透镜直接贴装在硅光芯片上，使之焦平面与硅光芯片接触，以及

在第二标记的辅位作用下，使得第二透镜对位贴装时，光栅耦合器位于第二透镜的光路主轴的中心区域。

6.如权利要求1所述的激光器与光栅耦合器的封装方法，其特征在于：第一透镜在硅光芯片上为可作移位调节结构，并以此能将激光器输出光变换为平行光，第一透镜和硅光芯片之间填充有紫外胶或热固胶固化。

7.如权利要求6所述的激光器与光栅耦合器的封装方法，其特征在于：光隔离器设在第一透镜和反射棱镜之间，反射棱镜固定于表平面，其倾斜反射端面位于第二透镜正上方，反射棱镜将平行光束通过第二透镜耦合进光栅耦合器，通过微调位置来找到耦合效率最大点，然后，采用紫外胶或热固胶进行固化。

8.如权利要求7所述的激光器与光栅耦合器的封装方法，其特征在于：通过调解第二透镜以及对反射棱镜的角度设置变化，使光栅耦合器得到最佳的耦合效率，其中：反射棱镜入射到光栅耦合器的光束角度在30°至60°之间。

9.如权利要求8所述的激光器与光栅耦合器的封装方法，其特征在于：过渡基板通过第一标记对位后贴装并填充紫外胶或热固胶进行固化，同时第二电极与第一电极通过金丝建立电性连接，并以此使得激光器与硅光芯片建立电性连接。

10.如权利要求9所述的激光器与光栅耦合器的封装方法，其特征在于：紫外胶或热固胶均为透光胶，固化于激光器与光栅耦合器的封装结构上的透光胶对波长为1.2um至1.6um的光透传。