[发明专利]光波导转向耦合结构组合体和光波导转向对准监控系统

说明书

本发明提供了光波导转向耦合结构组合体和光波导转向对准监控系统。光波导转向耦合结构组合体包括：光波导结构，其包括第一覆盖区域、光波导区域、第二覆盖区域，通过第一覆盖区域和第二覆盖区域与光波导区域的配合使光场被限制在光波导区域传输；转向组合体结构，其与光波导结构的输出端面相连，基于转向导光的组合方式使来自光波导结构的光场的传播方向转向。通过光波导转向耦合结构组合体形成为一体，使光场分布集中，由此降低了个体结构间及整体的光损耗，从而提高了光耦合效率，增大了设计灵活性，改善了光波导转向耦合结构的性能。

技术领域

本发明属于光通信元器件领域，具体涉及一种光波导转向耦合结构组合体和光波导转向对准监控系统，特别是一种光损耗低光耦合效率高性能优异的光波导转向耦合结构组合体和光波导转向对准监控系统。

背景技术

随着5G(5^th-Generation：第五代移动通信技术的简称)的研究发展和云计算服务的推广应用，光通信互连的带宽需求越来越高，因而对目前光通信网络的带宽、速率、稳定性等提出了更高的要求。另外，光通信元器件是决定光通信网络性能的主要因素，而其中的光波导转向耦合结构是使光信号从波导转向进入芯片或者从一种器件转向进入另一种器件的关键结构。

通常，光波导转向耦合结构采用的方案大多是基于反射、全反射、或者折射的结构，或者是反射与衍射组合的结构等，这些传统的转向耦合结构因光损耗的存在等而使耦合结构本身及其与耦合目标之间的耦合效率降低，这样的问题会影响到与光波导转向耦合结构相关联的光通信元器件的性能。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种光波导转向耦合结构组合体和光波导转向对准监控系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种光波导转向耦合结构组合体，具有：光波导结构，其包括第一覆盖区域、光波导区域、第二覆盖区域，通过第一覆盖区域和第二覆盖区域与光波导区域的配合使光场被限制在光波导区域传输；转向组合体结构，其与光波导结构的输出端面相连，基于转向导光的组合方式使来自光波导结构的光场的传播方向转向；其中，该光波导转向耦合结构组合体形成为一体。

在本发明的一些实施例中，转向结构的转向导光方式是反射、全反射、折射、负折射或者衍射。例如，用于反射的结构是平面反射镜；用于全反射的结构是全反射棱镜、基于光波导斜切端面的结构，在全反射棱镜、基于光波导斜切端面的结构覆盖金属膜或者反射介质膜；用于负反射的结构由负折射率材料形成；用于衍射的结构是光栅。

在本发明的一些实施例中，在转向组合体结构的输出端面的连接有出射导光体的位置外围设置有对准标记。优选对准标记是尺寸匹配结构，更优选尺寸匹配结构是平面标记、或沟槽。

在本发明的一些实施例中，出射导光体是平凸透镜，平凸透镜的焦距根据光场尺寸的要求设定。

根据本发明的另一个方面，提供了一种光波导转向对准监控系统，包括：上述的光波导转向耦合结构组合体；耦合目标，其位于与光波导转向耦合结构组合体的输出端面对应的位置；监控器结构，其通过监控光波导转向耦合结构组合体与耦合目标的位置，来辅助从光波导转向耦合结构组合体出射的光场对准耦合目标。

在本发明的一些实施例中，监控器结构至少包括两个监控器，一个监控器设置在光波导转向耦合结构组合体的上方，另一个监控器设置在光波导转向耦合结构组合体的侧方；优选监控器是电荷耦合器件、透镜。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明的光波导转向耦合结构组合体和光波导转向对准监控系统至少具有以下有益效果其中之一或其中的一部分：