[实用新型]一种光波导模斑转换器

说明书

本实用新型公开了一种光波导模斑转换器，包括波导模斑转换器、低折射率匹配液、石英盖板、光纤阵列；所述低折射率匹配液固定设置在波导模斑转换器与石英盖板之间；所述波导模斑转换器内固定设有SU‑8光刻胶波导和硅波导，所述硅波导位于SOI芯片上，所述SOI芯片设置在波导模斑转换器上，所述SU‑8光刻胶波导固定设置在SOI芯片上并包裹所述硅波导，所述光纤阵列与波导模斑转换器固定连接。本实用新型可以实现光纤阵列和硅基光子芯片的低损耗端面互联，不仅有利于硅基光子芯片的集成度提高，且可实现光纤阵列与硅基光子芯片的高效率互联。

技术领域

本实用新型属于一种光波导模斑转换器，更具体的涉及光通信与光互联技术领域。

背景技术

目前随着“大数据”的快速发展，高带宽、低损耗、大容量的信息传输变得越来越普遍。这对目前的通讯设备提出了更高的性能要求，然而随着近年来集成电路的不断发展，目前已经做到7nm工艺，越来越接近瓶颈，则越来越凸显光传输的优点。近年来光集成不断发展，出现了众多不同的用于集成光学的材料平台，如二氧化硅平台、氮化硅/氮氧化硅平台、硅绝缘体(SOI)平台、InP/III-V族平台、铌酸锂材料平台以及有机高分子如SU8等材料平台。其中硅绝缘体材料是在硅衬底和顶层硅之间引入一层绝缘体通常是二氧化硅。由于硅和二氧化硅的折射率差比较大，对光场具有较强的限制能力，使得硅基光波导的尺寸可以做到与波长同一个量级，可有效减小弯曲半径，进而减小器件的尺寸提高芯片的集成度。此外，硅基集成光学芯片的制造工艺与现有的业已成熟的微电子制造CMOS工艺兼容，可有效降低其制造成本。SU8是集成光学中常用的有机高分子材料，利用光刻技术即可以制造光波导，不需要刻蚀工艺，其制造较为简单。

硅基光波导其高折射率差大在减小波导尺寸的同时也意味着与光通信系统中常用的低折射率差的光纤的模场尺寸差异较大，硅基波导的模场尺寸在几百纳米，光纤的模场尺寸在9μm左右，两者难以实现低损耗的直接耦合。

针对硅波导与光纤耦合效率低的问题，本实用新型提出了一种光纤阵列与波导模斑转换器的封装方法，可以实现光纤阵列与硅基波导的低损耗耦合封装。

为此，我们提出一种光波导模斑转换器来解决上述问题。

实用新型内容

1、实用新型目的。

本实用新型提出了一种可以实现光纤与硅基波导的低损耗耦合的光波导模斑转换器。

2、本实用新型所采用的技术方案。

一种光波导模斑转换器，包括波导模斑转换器、低折射率匹配液、石英盖板、光纤阵列；所述低折射率匹配液固定设置在波导模斑转换器与石英盖板之间；所述波导模斑转换器内固定设有SU-8光刻胶波导和硅波导，所述硅波导位于SOI芯片上，所述SOI芯片设置在波导模斑转换器上，所述SU-8光刻胶波导固定设置在SOI芯片上并包裹所述硅波导，所述光纤阵列与波导模斑转换器固定连接；所述光纤阵列通过UV固化胶粘连于波导模斑转换器与低折射率匹配液及石英盖板所封装成的器件端面即构成波导输入/输出端。

优选地，所述波导模斑转换器由SOI芯片以及SU-8光刻胶波导组成。

优选地，所述低折射率匹配液匀在所述波导模斑转换器上厚度约为5μm。

优选地，所述石英盖板厚度约为1mm，所述石英盖板与波导模斑转换器固定连接。

3、本实用新型所产生的技术效果。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型提出一种光纤阵列与波导模斑转换器的结构，通过低折射率匹配液将石英盖板与波导模斑转换器封装，且石英盖板对光刻胶波导起到保护作用，并使用UV固化胶将光纤阵列与波导模板转换器的波导输入端进行封装，可以实现光纤与硅波导的低损耗耦合封装。

附图说明