[实用新型]高速光电芯片光栅无源耦合装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光通信领域，具体涉及一种高速光电芯片光栅无源耦合 装置。

背景技术

近年来由于互联网技术的发展，对于全球对网络传输速度也提出更高要 求；带宽也在需求和技术的推动下稳步提升，越来越多的数据中心投入使用。 这些大系统集成所需的高速光电芯片也面临更大的挑战。由于整个系统集成 度的提高，器件尺寸越来越小，传输速率越来越高，功耗要求越来越低，价 格越来越便宜成了一个趋势。在这样的要求下，集成光子技术将成为下一代 高速器件的最合适实现方式。虽然这种集成的技术有诸多好处，如高速，低 功耗，体积小等；但是，另一个非常严峻的问题却阻碍了它的发展，这就是 和光纤的耦合。为了取得更高的响应速度，集成度越高，也意味着波导尺寸 的减小，这又加剧了耦合的难度；一般的端面耦合方法适合大波导结构，但 容差也非常小，在1,2微米内，耦合难度相当大。对于小波导，经常采用光 栅耦合方法，这种耦合方式容差大，有利于产业。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高速光电芯片光栅无源耦 合装置，通过合理设计光路和设计精确的硅结构平台，能够实现光栅耦合的 无源对准，大大降低了器件成本。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种高速光电芯片光栅无源耦合装置，其包括第一无源对准组件、第二 无源对准组件以及将所述第一无源对准组件和第二无源对准组件实现无源耦 合的无源耦合组件，所述第一无源对准组件和第二无源对准组件分别作为入 射组件和出射组件嫁接在所述无源耦合组件上实现对准，所述第一无源对准 组件包括：第一固定平台，固定在所述第一固定平台上的DFB激光器硅对准 平台，通过倒装焊方式封装在所述DFB激光器硅对准平台底部的DFB激光器， 以及固定在所述第一固定平台上的第一汇聚透镜；所述第二无源对准组件包 括：对准硅平台组件、光接口组件以及通过所述对准硅平台组件和光接口组 件固定的光纤阵列，所述对准硅平台组件上设有第二汇聚透镜；所述无源耦 合组件包括：PCB板、设置在所述PCB板上的光电芯片对准硅平台、以及设置 在所述光电芯片对准硅平台上的波导光栅；所述第一汇聚透镜和第二汇聚透 镜的端面均为40°斜面，所述40°斜面上镀有反射膜，水平入射光经所述第 一汇聚透镜反射后与垂直方向10度的夹角入射耦合光栅，实现耦合。

优选地，所述第一无源对准组件还包括：第一汇聚透镜夹具和第二汇聚透 镜夹具，所述第一汇聚透镜夹具和第二汇聚透镜夹具将所述第一汇聚透镜固 定在所述第一固定平台上，所述第一汇聚透镜夹具和第二汇聚透镜夹具上设 有54.7°V型深槽。

优选地，所述DFB激光器通过金属焊盘倒装在所述DFB激光器硅对准平台 上，并且通过所述第一汇聚透镜夹具、第二汇聚透镜夹具、DFB激光器硅对准 平台以及所述第一固定平台的高度之间的配合，使得所述DFB激光器和探测 器发出的光恰好打在所述第一汇聚透镜的中心，实现了所述DFB激光器和所 述第一汇聚透镜的无源对准；还包括一个无引线四方扁平封装的电路板，所 述DFB激光器的驱动芯片和探测器的跨阻放大器均设置在所述电路板上，通 过所述金属焊盘将所述DFB激光器、探测器分别与所述DFB激光器的驱动芯 片和探测器的跨阻放大器相应的端口相连，再通过所述PCB板与其它电路部 分相连，使发光组件工作。

优选地，所述对准硅平台组件还包括：第二固定平台，设置在所述第二固 定平台上的第一光纤固定件和第二光纤固定件，所述第一光纤固定件和第二 光纤固定件上均设有相对的V型槽，所述第一光纤固定件和第二光纤固定件 通过所述V型槽固定所述光纤阵列；所述第二固定平台上还设有第三汇聚透 镜夹具和第四汇聚透镜夹具，通过所述第三汇聚透镜夹具和第四汇聚透镜夹 具将所述第二汇聚透镜固定在所述第二固定平台上；所述第二汇聚透镜与所 述光纤阵列通过两根导针连接起来，通过所述第三汇聚透镜夹具和第四汇聚 透镜夹具的高度以及所述第二固定平台来实现所述第二汇聚透镜和光纤阵列 的无源对准。

优选地，所述PCB板包括PCB板本体和设置在所述PCB板本体上的第一 凹槽，所述第一凹槽的一侧边为贯通的，在所述PCB板上设有所述第一凹槽 减小了硅平台的垂直高度。

优选地，所述光电芯片对准硅平台的上表面的中心位置设有第二凹槽， 所述第二凹槽用于容纳波导光栅，所述波导光栅的两端为光栅，所述波导光 栅的中间为波导。