[发明专利]激光器与硅光芯片耦合结构及其封装结构和封装方法

权利要求书

1.一种激光器与硅光芯片耦合结构，其特征在于，包括沿光路依次设置的激光器芯片、耦合透镜、隔离器、反射棱镜、硅光芯片；该反射棱镜和硅光芯片相连；发散的高斯光束从激光器芯片出射，经过耦合透镜进行聚焦；聚焦过程中光路经过隔离器进入反射棱镜，经过反射棱镜的发射，光路发生弯折并以一定的角度入射到硅光芯片的光栅耦合器上面，耦合进硅光芯片。

2.一种激光器与硅光芯片耦合封装结构，包括相互连接的TO管座和连接件，其特征在于，还包括激光器载体以及沿光路依次设置的激光器芯片、耦合透镜、隔离器、反射棱镜、硅光芯片；

所述TO管座上设有向外伸出的激光器供电引脚和管座接地引脚；

贴有所述激光器芯片的激光器载体固定在所述TO管座和/或连接件上；所述激光器供电引脚与该激光器芯片电性连接；

所述耦合透镜和隔离器置于所述连接件内，该耦合透镜用于汇聚所述激光器芯片发出的发散光，该隔离器用于防止光路光线反射进入所述激光器芯片；

所述反射棱镜分别与所述连接件和硅光芯片相连，该反射棱镜用于使光路发生弯折并以一定的角度入射到硅光芯片的光栅耦合器上面。

3.根据权利要求2所述的激光器与硅光芯片耦合封装结构，其特征在于，所述连接件包括：与所述TO管座相连的TO管帽，以及套在所述TO管帽上并与一调节环相连的封焊套筒；

所述耦合透镜置于所述TO管帽内，所述隔离器固定在所述封焊套筒的圆孔里，所述反射棱镜与所述调节环相连。

4.根据权利要求3所述的激光器与硅光芯片耦合封装结构，其特征在于，所述TO管座的第一侧面上设有所述激光器供电引脚和管座接地引脚，该TO管座上与第一侧面正相对的第二侧面上设置有凸台；

贴有所述激光器芯片的激光器载体固定在所述凸台上；

所述TO管帽与所述TO管座的第二侧面相连。

5.根据权利要求2所述的激光器与硅光芯片耦合封装结构，其特征在于，所述激光器供电引脚和激光器芯片的正负极通过金丝键合连接。

6.根据权利要求2所述的激光器与硅光芯片耦合封装结构，其特征在于，所述反射棱镜固定在所述硅光芯片的表面。

7.根据权利要求3至6任一项所述的激光器与硅光芯片耦合封装结构，其封装方法如下：

步骤1：将激光器芯片、激光器载体、TO管座三者固定；

步骤2：将激光器芯片的正负电极和激光器供电引脚通过金丝键合工艺进行电气连接；

步骤3：将TO管帽进行有源封帽并将其与TO管座固定；

步骤4：将封焊套筒固定在TO管帽上；

步骤5：将隔离器的入射偏振态，和激光器芯片的偏振态对齐，并将该隔离器固定在焊封套筒的设计位置上；

步骤6：将反射棱镜贴装在硅光芯片的光栅耦合器上面；给步骤5中得到的半成品，进行加电，让激光器发光；然后和带反射棱镜的硅光芯片进行耦合；将响应值耦合到最大；耦合过程中调节环同时套在隔离器和反射棱镜上；

步骤7：步骤6中耦合到最佳后，将调节环固定在封焊套筒上；

步骤8：将步骤7中得到的样品和带反射棱镜的硅光芯片进行耦合，将响应值耦合到最大；

步骤9：步骤8中耦合到最大后，将调节环和反射棱镜固定。

8.根据权利要求7所述的激光器与硅光芯片耦合封装方法，其特征在于，所述步骤1中激光器芯片、激光器载体、TO管座三者共晶成型，共晶温度为290℃。

9.根据权利要求8所述的激光器与硅光芯片耦合封装方法，其特征在于，所述步骤1中激光器载体的上下表面镀有金锡焊料，焊料金锡比例8:2，熔点280℃。

10.根据权利要求7所述的激光器与硅光芯片耦合封装方法，其特征在于，所述步骤3中TO管帽与TO管座固定的方式以及所述步骤4中封焊套筒与TO管帽固定的方式可以是电阻焊、激光焊或者胶粘中的任一种。