[实用新型]基于平面波导芯片的光接收引擎

说明书

本申请涉及一种基于平面波导芯片的光接收引擎，属于光通信技术领域，基于平面波导芯片的光接收引擎包括：用于接收光纤发出的光信号的阵列波导芯片，所述阵列波导芯片的输出波导具有多模波导结构，光线入射至所述阵列波导芯片后经过所述输出波导输出；波长不同的光线对应所述输出波导的模场分布不同；与所述阵列波导芯片相耦合的探测器，所述探测器的感光区域基于所述输出波导的模场分布范围确定；以及与所述探测器相连的放大器；可以解决现有的阵列波导芯片和探测器之间的耦合效率较低的问题；由于通过优化探测器的感光区域，可以使得感光区域匹配波导芯片的光斑模场，提高耦合效率。

技术领域

本申请涉及一种基于平面波导芯片的光接收引擎，属于光通信技术领域。

背景技术

随着5G时代的来临，数据传输的需求呈现爆发式增长，光纤通信技术以其高带宽的特性一直以来都都到关注。光收发器件是光通信整体链路中重要的一环，功能上要实现光电信号的转换。

由于波分复用结构可以有效地利用光纤高带宽的特性，因此，可以使用波分复用器件将多路不同波长的光信号耦合至单根光纤。为了实现对具有波分复用结构的光纤中光线的耦合和解耦功能，通常使用阵列波导芯片实现对光纤中的光进行分光处理。

在光接收端，阵列波导芯片需要具有波长不敏感特性，即平顶透射谱。在典型的方式中，通过将阵列波导芯片的输出波导制作成多模波导结构来实现平顶透射谱。此时，当波长变化时，阵列波导芯片输出波导的模场分布对应变化。

而具有多模波导结构的阵列波导芯片无法保持出射端单一的模场特性，这就使得阵列波导芯片和探测器之间的耦合变得困难，耦合效率较低。

实用新型内容

本申请提供了一种基于平面波导芯片的光接收引擎，可以解决现有的阵列波导芯片和探测器之间的耦合效率较低的问题。本申请提供如下技术方案：

基于平面波导芯片的光接收引擎，包括：

用于接收光纤发出的光信号的阵列波导芯片，所述阵列波导芯片的输出波导具有多模波导结构，光线入射至所述阵列波导芯片后经过所述输出波导输出；波长不同的光线对应所述输出波导的模场分布不同；

与所述阵列波导芯片相耦合的探测器，所述探测器的感光区域基于所述输出波导的模场分布范围确定；以及，

与所述探测器相连的放大器。

可选地，所述阵列波导芯片的出光面的法线方向指向所述探测器的感光区域。

可选地，所述阵列波导芯片形成有全反射面，所述全反射面用于将所述阵列波导芯片中传输的光全反射至所述阵列波导芯片的上表面出射；所述探测器的感光区域的中心与所述上表面输出光场中心重合。

可选地，所述阵列波导芯片通过支撑件支撑，以使所述探测器与所述阵列波导芯片的上表面用于出射光线的区域之间相隔预设距离。

可选地，所述探测器的感光区域包括所述输出波导的模场分布范围，且所述感光区域的尺寸小于或等于尺寸阈值。

可选地，所述模场分布范围的形状为矩形，相应地，所述探测器的感光区域为矩形，且所述感光区域的矩形的宽度与高度之比等于所述模场分布范围的矩形的宽度与高度之比。

可选地，所述模场分布范围的形状为椭圆形，相应地，所述探测器的感光区域为椭圆形，且所述感光区域的椭圆形的长轴与短轴之比等于所述模场分布范围的椭圆形的长轴与短轴之比。

可选地，所述探测器通过金线键合连接至所述放大器。

可选地，所述阵列波导芯片包括芯层和包裹在所述芯层周围的包层，所述芯层的宽度与高度之比的范围为[3，5]；所述芯层的折射率与所述包层的折射率之差的范围为[0.75％，2.5％]。

可选地，所述放大器为跨阻放大器。