[发明专利]用于将光纤阵列与激光阵列或光波导阵列对准和附接的方法和系统

说明书

本发明公开了一种使用芯片到芯片竖直渐逝光学波导(44)和(64)来被动地对准光纤(4)、第一波导阵列(62)和第二波导阵列(42)的方法和系统，其能够与全自动芯片焊接设备配合使用。组装系统(2、30、60)可以实现高光学耦合和高工艺产量，以满足光子学、硅光子学和其它应用的大批量制造的需要，这些应用将有益于将光纤有效地对准激光器。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年7月21日提交的美国临时专利申请No.62/364,990的权益，其公开内容通过引用的方式并入本申请。

技术领域

本发明公开了一种用于光学耦合光波导和光纤的系统和方法。

背景技术

将光纤或激光器对准和附接到光波导的传统方法是通过主动对准。然而，主动对准的缺点是它不能为单模光纤和激光对准提供高容量吞吐量和低制造成本。这是因为将所有组件准备好进行最终组装需要花费时间。其次，它必须处理总共十二个轴对准(每个激光器和光纤的6个轴)，这最终需要相对长的时间进行对准。第三，激光元件必须在对准过程中进行电调谐(这就是为什么它被称为“主动对准”的原因。)这增加了成本和时间。它还引入了现场中的实际激光性能的不确定性，因为激光在使用中的行为可能与在洁净室环境中的主动对准期间不同。最后，对准精度必须在约0.2微米内，以便保持单模光纤和激光对准的高耦合效率。这需要花费时间并且可能降低产量。在包装设计和技术方面还需要非常小心，以在整个设备寿命期间将联接器的稳定性保持在约0.2微米的尺寸内。

发明内容

以下示例公开了一种渐逝波导，以便于在1-2微米内对准；一种使用绗缝封装(QP)技术的装配方法，用于将对准轴的总数从12减少到2；以及一种适合于全自动拾取和放置芯片的组装方法，用于高速处理以完成对准。

通常，提供了一种用于光学耦合光波导和光纤的改进的系统和方法。在示例中，改进的系统和方法能够使用渐逝光来进行这种光学耦合。

根据一个优选的和非限制性的实施例或方面，提供了一种系统，包括：具有第一和第二端的第一基板，第一基板包括设置在凹槽中的光纤；具有第一和第二端的第二基板，第二基板包括具有第一和第二端的第一波导，其中第二基板的第一端靠近第一基板的第一端定位；以及具有第一和第二端的第三基板，第三基板包括具有第一和第二端的第二波导。第二和第三基板被布置成第一和第二波导的第一端以间隔开的平行或基本平行的关系重叠。第一和第二基板被布置成使第二波导的第二端与光纤的端面光学对准。

在一个优选的且非限制性的实施例或方面中，靠近其第一端的第一波导能够逐渐变细到一个点，例如圆点，以及靠近其第一端的第二波导能够逐渐变细到一个点，例如圆点。

在一个优选的和非限制性的实施例或方面中，第一和第二波导的第一端能够重叠300微米±30微米。

在一个优选的和非限制性的实施例或方面中，第一和第二波导的所重叠的第一端之间的中心距离可以小于或等于2微米。

在一个优选的和非限制性的实施例或方面中，第一和第二波导能够被配置，因此传播到第一或第二波导的第一端的光能够形成渐逝光场，该渐逝光场能够(至少部分地)被第一或第二波导中的另一个的第一端接收。被第一或第二波导中的另一个的第一端接收的渐逝光能够远离第一或第二波导中的另一个的第一端传播。

在一个优选的和非限制性的实施例或方面中，第三基底能够覆盖第一基底的一部分和第二基底的一部分。

在一个优选的和非限制性的实施例或方面中，第一基板能够包括具有能露出光纤端面的面的台阶。第三基板的第二端的至少一部分能够邻接第一基板的台阶的面。

在一个优选的和非限制性的实施例或方面中，凹槽可以是V形的。