[发明专利]用于光纤束耦合的装置和方法

说明书

本发明公开了一种用于光纤束耦合的装置和方法，能够提高光耦合效率。该装置包括：至少一个光纤束、至少一个波导束、至少一个模斑整形单元组和至少一个目标光栅组，每个光纤束包括至少一根纤芯，每个波导束包括至少一个光波导，每个模斑整形单元组包括至少一个模斑整形单元，每个目标光栅组包括至少一个目标光栅，其中，第一光波导用于接收第一纤芯输入的第一信号光；第一模斑整形单元用于接收经第一光波导输出的第一信号光，并对第一信号光所对应的模斑进行模斑整形处理，以使第一信号光发射至第一目标光栅，该第一信号光经过模斑整形处理后反射至第一目标光栅的第一模斑小于未经模斑整形处理反射至第一目标光栅的第二模斑。

技术领域

本发明实施例涉及光通信技术领域，并且更具体地，涉及一种用于光纤束耦合的装置和方法。

背景技术

随着高速率、大容量的光通信技术的发展，在光集成器件中的一个关键技术是实现光波导和光纤的有效耦合。例如，光波导可以是硅基光子集成回路(PhotonicIntegrated Circuit，简称“PIC”)芯片。

光栅耦合器是硅基PIC芯片用于输入输出的关键器件，信号光需要从光纤束通过波导束耦合到光栅耦合器中的硅基PIC芯片中，但是，通过镜面反射将信号光反射到硅基PIC芯片中时，由于光的发散使得反射到硅基PIC芯片中的模斑与硅基PIC芯片中的模斑尺寸是失配的，这种模斑失配会导致耦合效率的巨大损耗。

因此，如何提高光纤束的耦合效率成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请提供一种用于光纤束耦合的装置和方法，以提高耦合效率。

第一方面，本申请提供一种用于光纤束耦合的装置，该装置包括：至少一个光纤束、至少一个波导束、至少一个模斑整形单元和至少一个目标光栅，其中，该至少一个光纤束中的每个光纤束包括至少一根纤芯，该至少一个波导束中的每个波导束包括至少一个光波导，该至少一个模斑整形单元组中的每个模斑整形单元组包括至少一个模斑整形单元，该至少一个目标光栅组中的每个目标光栅组包括至少一个目标光栅，该至少一个光波导中的第一光波导用于接收至少一根纤芯中的第一纤芯输入的第一信号光；至少一个模斑整形单元中的第一模斑整形单元用于接收第一光波导输出的第一信号光，并对该第一信号光进行模斑整形处理，以使该第一信号光反射至至少一个目标光栅中的第一目标光栅，该第一信号光经过模斑整形处理后反射至第一目标光栅的第一模斑小于未经模斑整形处理反射至第一目标光栅的第二模斑。

因此，通过模斑整形单元对信号光的模斑整形处理，使得反射到目标光栅的各信号光的模斑均小于未经模斑整形处理的各信号光的模斑，从而提高与目标光栅的匹配度，提高耦合效率。

进一步地，根据精度要求的不同，该至少一个模斑整形单元组中的每个模斑整形单元的焦距可以为相同值，也可以为不同值。

更进一步地，该第一模斑整形单元的焦距根据第一信号光由第一模斑整形单元反射至第一目标光栅的光路程确定，以使第一模斑与第一目标光栅的本征模斑相匹配，从而使得耦合效率达到最高。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，该装置包括至少两个光纤束、至少两个波导束、至少两个模斑整形单元组和至少两个目标光栅组，该至少两个波导束包括第一波导束和第二波导束，该至少两个目标光栅组包括第一目标光栅组和第二目标光栅组，该至少两个目标光栅组配置于第一平面上，该至少两个模斑整形单元组包括第一模斑整形单元组和第二模斑整形单元组，其中，该第一模斑整形单元组中的第一模斑整形单元与第一平面的距离和第二模斑整形单元组中的第二模斑整形单元与第一平面的距离不同，第一模斑整形单元的焦距根据第一信号光由第一模斑整形单元反射至第一目标光栅组中的第一目标光栅的光路程确定，第二模斑整形单元的焦距根据第二光信号由第二模斑整形单元反射至第二目标光栅组中的第二目标光栅的光路程确定，其中，第一信号光为第一波导束中的第一光波导输出的信号光，第二信号光为第二波导束中的第二光波导输出的信号光。