[发明专利]光学子组件结构

说明书

一种用于通过光纤与半导体光学波导的主动对准进行模转换的光学子组件结构，包括：用于保持光学子组件结构的子基座；安装在所述子基座上的半导体芯片；生长在所述半导体芯片上的半导体光学波导；以及相对于所述半导体光学波导主动对准的玻璃毛细管子组件。

技术领域

本发明的实施方式涉及用于光学通信系统的光学收发器中的光学子组件结构。并且更特别地，涉及用于光纤和半导体波导之间的主动对准的光学子组件结构。

背景技术

在信息时代，毫无疑问，信息技术通过现代通信系统呈指数增长。光纤通信在高质量和高速度的电信系统的开发中起着至关重要的作用。特别地，光纤传输在电信和数据通信的许多高级应用的开发中发挥了重要作用。此外，光纤传输需要本地光纤接入，以通过光学收发器向家庭提供双向通信，该光学收发器由驱动器电路、电气子组件(ESA)和光学子组件(OSA)组成。

现代光学通信网络由发射和接收电路构造，其负责通过将电信号转换为光学信号以及将光学信号转换为电信号来进行光学信号传输。数据中心作为现代通信网络的枢纽，通过互联网和云计算需求推动了市场增长。随着光学互连速度和密度的不断升级和预期，对具有高计算能力、存储能力和互连能力的数据中心进行系统设计的担忧日益增加。

如今，考虑的重点集中在用于数据中心中100G以太网的并行单模4通道光学收发器(PSM4)技术和粗波分复用4波长(CWDM4)技术。

特别地，作为多模100G数据中心的补充，PSM4技术使用单模MPO光纤传输，通过采用4根光纤量来达到2KM以上的传输距离。在光纤资源有限的情况下，CWDM4技术还显示出其作为替代性代替品的优势。这两种技术的关键部件是发射器和接收器。通常，发射器光学子组件(TOSA)是确保收发器将电信号转换为光学信号的集成型发射器封装系统。并且，接收器光学子组件(ROSA)是确保收发器将光学信号转换为电信号的集成型接收器封装系统。

将光从光纤耦合到半导体光学波导的常规方式是通过在它们之间添加光学透镜来完成的。通过保持光纤固定，可以微调(主动对准)光学波导和透镜的位置，以提供最佳的耦合效率。尽管这种方法简单明了，但仍需要非常高的精度(低至0.05微米标度)和复杂的机器才能保持良好的耦合。因此，使得组装成本非常高。

此外，常规单模光纤的模场约9μm宽，而常规半导体光学波导的模场则低至约3μm。两种介质之间的这种模场大小失配会导致较高的光学传输和反射损耗。因此，以误码率(BER)表征的光学链路性能也降低了。因此，为了克服两种光学波导之间的模场大小失配的问题，通常添加光学模转换器结构。

因此，本发明旨在提供一种克服了常规光学子组件的上述缺点的光学子组件结构。特别地，光学子组件结构在设计上是稳健的，具有廉价的耦合性能。

发明内容

本公开内容的一种实施方式涉及一种用于通过光纤与半导体光学波导的主动对准进行模转换的光学子组件结构。具体地，光学子组件结构包括用于保持光学子组件结构的子基座、安装在子基座上的半导体芯片、生长在半导体芯片上的半导体光学波导以及相对于半导体光学波导主动对准的玻璃毛细管子组件。

根据本发明的实施方式，玻璃毛细管子组件包括玻璃毛细管块、光纤子组件。

根据本发明的另一实施方式，玻璃毛细管子组件包括光学连接器。特别地，光学连接器可以是常规光学连接器和另一根光纤中的任一者。

根据本发明的实施方式，玻璃毛细管块进一步包括玻璃毛细管管路和漏斗形孔。特别地，玻璃毛细管管路相对于漏斗形孔共线地定位。

根据本发明的实施方式，光纤子组件进一步包括通过熔接接合的多根光纤。在多根光纤中，选自封围在光纤护套中的光纤和封围在玻璃毛细管管路中的光纤。

根据本发明的一种实施方式，光纤子组件是多光纤子组件。特别地，多光纤子组件具有从多根光纤中选择的两根或更多根光纤。