[发明专利]波导-光纤耦合装置及其制作方法、光传输系统

说明书

本申请公开了一种波导‑光纤耦合装置的制作方法、光传输系统及波导‑光纤耦合装置，该制作方法包括：在衬底基板的包层薄膜一侧上形成芯层波导薄膜，通过显影蚀刻或激光烧蚀或压印的方式同时加工出波导阵列及与之相连接的锥形沟槽阵列；在锥形沟槽阵列远离波导阵列的一端分别加工出第一凹槽和第二凹槽，以固定光纤带。本申请通过将锥形沟槽阵列与波导阵列一体化工艺加工完成，位置精度高，耦合对位精准，简化工艺流程，且该耦合结构固定牢固、可靠，不易受震动、碰撞等外力因素的影响，可有效提高光传输系统的稳定性。

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，特别是涉及一种波导-光纤耦合装置的制作方法、光传输系统及波导-光纤耦合装置。

背景技术

伴随着信息与通信技术的快速发展，数据带宽需求呈现爆发式增长，信息传输速率也越来越快，而传统基于铜线路的电互连技术由于其固有功耗大、散热难、损耗高、带宽低、电磁干扰强、互连密度低等缺陷，在高频高速应用领域中表现出极大的局限性。有机光波导具有功耗低、带宽高、容量大、抗电磁干扰强、互连密度高等优点，将有机光波导埋入传统PCB板内，构建光电混合互连系统，可以有效解决电互连方式在大容量高速信号传输领域中所面临的技术瓶颈。如今，光互连技术已经逐渐取代电互连技术，有望被广泛应用于超级计算机、数据中心核心骨干网等领域的路由器与处理器背板信号互连中，是各国竞相角逐的下一代高速通信核心技术。

有机光波导与光纤耦合是各种集成光学器件走向实用化的关键技术之一。耦合方法有耦合器件嵌入、45°镜反射、波导光栅阵列等方式。但是这些方法工艺复杂，且对位精度不高，同时装配较繁琐。利用带有MPO接口或MT-RJ接口或MT-FA接口的带状光纤与有机光波导进行连接是一种可实现与其他标准器件实现精准耦合理想的办法。现有技术中，光纤与光波导的耦合对准主要通过操作6维调节架在波导与光纤完成精确对位后利用固化胶固定。该过程极其耗时费力，且容易因点胶固化过程及环境振动等影响造成光波导-光纤的对准偏差，进而产生较大的耦合损耗。另外，结构易受外部碰撞等外力影响，在一定程度上降低了传输系统的稳定性。

发明内容

本申请提供一种波导-波导-光纤耦合装置的制作方法、光传输系统及波导-光纤耦合装置，解决了现有技术光纤与光波导制耦合对位过程中容易受胶固化过程及环境振动等影响而导致光波导-光纤的对准偏差的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种波导-光纤耦合装置的制作方法，该制作方法包括：提供含有包层薄膜的衬底基板；在衬底基板的包层薄膜一侧上形成芯层波导薄膜，通过显影蚀刻或激光烧蚀或压印的方式同时加工出波导阵列及与之相连接的锥形沟槽阵列；在锥形沟槽阵列远离波导阵列的一端分别加工出第一凹槽和第二凹槽，以固定光纤带。

其中，在衬底基板的包层薄膜一侧上形成芯层波导薄膜，通过显影蚀刻或激光烧蚀或压印的方式同时加工出波导阵列及与之相连接的锥形沟槽阵列的步骤具体包括：通过蚀刻或激光烧蚀或压印的方式去除掉以波导阵列和锥形沟槽阵列连接处为轴线的波导线路一侧的芯层波导薄膜形成波导阵列，在轴线另一侧去除掉锥形沟槽阵列处的芯层波导薄膜形成锥形沟槽阵列。

其中，在锥形沟槽阵列远离波导阵列的一端分别加工出第一凹槽和第二凹槽之后的步骤包括：将光纤带的纤芯部分嵌入所述锥形沟槽阵列中，使其与波导阵列对接。

其中，将光纤带的纤芯部分嵌入所述锥形沟槽阵列中，使其与波导阵列对接之前的步骤包括：通过激光束对锥形沟槽阵列、第一凹槽和第二凹槽进行扫蚀处理。

其中，在锥形沟槽阵列远离波导阵列的一端分别加工出第一凹槽和第二凹槽之后的步骤包括：将光纤带剥除涂覆层的部分放入第一凹槽，将光纤带放入第二凹槽。

其中，通过包层胶固定并填充凹槽缝隙以进行固化之后的步骤包括：在包层胶完全固化前通过含有导向针的盖板与衬底基板上的导槽相接，将光纤带与锥形沟槽阵列、第一凹槽和第二凹槽固定住，同时排出多余的包层胶。