[发明专利]光模块

说明书

本发明提供一种光模块。该光模块包括：硅光芯片、激光器和透镜组件；其中，所述硅光芯片包括依次层叠设置的硅衬底、掩埋氧化硅层、光波导和覆盖层；所述硅光芯片具有刻蚀槽；所述刻蚀槽为通过刻蚀所述覆盖层、所述掩埋氧化硅层和所述硅衬底形成的；所述硅光芯片具有透镜凹槽；所述透镜凹槽为通过刻蚀所述刻蚀槽形成的；所述激光器设置在所述刻蚀槽内；所述透镜组件设置在所述透镜凹槽内，所述透镜组件位于所述激光器和所述光波导之间，用于将所述激光器发射的光进行光束整形后发射至所述光波导。本发明实施例的光模块耦合效率较高，由于激光器和透镜组件设置在位于硅光芯片的硅衬底上的刻蚀槽内，而且体积较小，耦合容差较高。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

随着信息传输对带宽的要求越来越高，光通信市场对100G/400G等高速光模块的需求越来越大，因此需要迫切实现低成本的高速光模块。基于传统III-V磷化铟InP基分布式反馈(Distributed Feed Back，简称DFB)激光器的高速光模块，由于其本身材料的限制，很难实现高于25G的调制带宽，随着带宽的提高，InP基DFB激光器芯片的成本也大幅度提高，从而提高了整体光模块产品的成本，并且利用传统InP基DFB激光器的光模块封装工艺相对复杂。

基于硅基材料SOI的硅光集成已经成为高速、高带宽和低能耗信息传输的重要技术，基于硅光集成平台可以实现高速率的硅光调制器、高速率探测器、低损耗传输波导和波分复用等无源硅光器件。由于硅是间接带隙材料，发光效率极低，不适合用作硅光集成平台的光源。目前人们利用III-V族直接带隙半导体材料与SOI硅光芯片混合集成的方案来解决硅光集成平台的光源难题，主要原理是通过键合技术将III-V半导体激光器与硅光芯片混合集成，通过在SOI硅光芯片上制作无源波导耦合结构，从而实现外界半导体激光器与硅光芯片之间的耦合。

目前，采用Laser box光源封装技术可以实现III-V族直接带隙半导体材料与SOI硅光芯片混合集成的方案，将激光器、透镜、隔离器等光学元件制作在一个硅材料盒子中，用以与硅光芯片耦合封装，为硅光芯片提供光源。图1为基于Laser box光源封装技术实现的激光器与硅光芯片耦合结构示意图。如图1所示，Laser box包括基板5、盖板6、半导体激光器7、透镜8、准直镜9、反射镜10和焊料层11组成，硅光芯片包括硅衬底1、掩埋氧化硅层2、光波导3、覆盖层4组成，其中Laser box位于硅光芯片上方，半导体激光器7中出射的光经过透镜8、准直镜9、反射镜10调整好，穿过基板5，从而与硅光芯片上的硅波导3进行耦合，将光耦合进硅光芯片中。上述方案中laser box成本较高、尺寸较大，并且由于laser box与硅光芯片是单独制备的，因此耦合较为复杂。

发明内容

本发明提供一种光模块，以解决现有技术中尺寸较大，耦合较为复杂的问题。

第一方面，本发明提供一种光模块，包括：

硅光芯片、激光器和透镜组件；

其中，硅光芯片包括依次层叠设置的硅衬底、掩埋氧化硅层、光波导和覆盖层；

硅光芯片具有刻蚀槽；刻蚀槽为通过刻蚀覆盖层、掩埋氧化硅层和硅衬底形成的；

硅光芯片具有透镜凹槽；透镜凹槽为通过刻蚀刻蚀槽形成的；

激光器设置在刻蚀槽内；

透镜组件设置在透镜凹槽内，透镜组件位于激光器和光波导之间，用于将激光器发射的光进行光束整形后发射至光波导。

第二方面，本发明提供一种光模块，包括：

依次层叠设置的硅衬底、光波导和覆盖层，以及激光器和透镜组件；

其中，硅衬底和覆盖层之间设有刻蚀槽；刻蚀槽的底部位于硅衬底内；刻蚀槽的顶部位于覆盖层；

刻蚀槽底部设有透镜凹槽；