[实用新型]内插器芯片结构及光纤与光子芯片的耦合组件

说明书

本实用新型涉及光纤技术领域，具体公开了一种内插器芯片，其中，包括：基板，所述基板上间隔设置多个波导结构，每个所述波导结构均包括连接波导和设置在所述连接波导两端的模斑转换器，所述连接波导一端的模斑转换器用于实现与光纤的模式匹配，所述连接波导另一端的模斑转换器用于实现与光子芯片的模式匹配。本实用新型还公开了一种光纤与光子芯片的耦合组件。本实用新型提供的内插器芯片，通过在基板上间隔设置多个波导结构，且每个波导结构均包括一个连接波导和两个模斑转换器，该内插器芯片在实现对光纤和光子芯片耦合的作用时，能够实现光纤与光子芯片的有效耦合，且端面耦合损耗可小于1dB。

技术领域

本实用新型涉及光纤技术领域，尤其涉及一种内插器芯片结构及包括该内插器芯片结构的光纤与光子芯片的耦合组件。

背景技术

集成光子尤其是硅光子技术在许多应用领域中正受到越来越多的关注，如数据通信、高性能计算、通信、自动驾驶和传感等等。然而，集成光子技术仍面临着许多挑战，阻碍了其大规模工业化应用。其中的主要挑战之一是如何实现标准单模光纤与光子芯片之间的有效耦合。困难之处在于二者的横截面尺寸严重不匹配，标准单模光纤的纤芯直径约为10μm，而集成光子芯片上平面波导的横截面尺寸为4*0.5µm²~1*0.2µm²。目前主要是采用光栅或透镜耦合的方案来实现光纤与光子芯片间的光学耦合，这两种方案的端面耦合损耗为2~3dB，意味着不得不浪费将近一半的光功率。此外，光栅耦合的效率还依赖于波长，特定的光栅耦合器是只能在一定的波长范围内实现较高效率的耦合，无法满足一些对工作波长范围要求较宽的应用需求。此外，上述两种方法在光纤与芯片组装的过程中都需要复杂的对准工艺，速度较慢，不适合批量生产。

目前，市场上尚无能够解决上述问题的产品，仅有一些简单的光纤阵列产品，稍复杂的会在光纤阵列端面做拉锥处理或透镜耦合，业界还缺少能够改进组装工艺的解决方案。

发明内容

本实用新型提供了一种内插器芯片结构及包括该内插器芯片结构的光纤与光子芯片的耦合组件，解决相关技术中存在的无法实现光纤与光子芯片有效耦合的问题。

作为本实用新型的第一个方面，提供一种内插器芯片，其中，包括：基板，所述基板上间隔设置多个波导结构，每个所述波导结构均包括连接波导和设置在所述连接波导两端的模斑转换器，所述连接波导一端的模斑转换器用于实现与光纤的模式匹配，所述连接波导另一端的模斑转换器用于实现与光子芯片的模式匹配。

作为本实用新型的另一个方面，提供一种光纤与光子芯片的耦合组件，其中，包括：光纤阵列、光子芯片和前文所述的内插器芯片，所述光纤阵列和所述光子芯片通过所述内插器芯片连接。

进一步地，所述光纤阵列包括多根光纤，每根光纤均连接所述内插器芯片中的一个波导结构。

进一步地，所述光子芯片包括硅光芯片。

本实用新型提供的内插器芯片，通过在基板上间隔设置多个波导结构，且每个波导结构均包括一个连接波导和两个模斑转换器，该内插器芯片在实现对光纤和光子芯片耦合的作用时，能够实现光纤与光子芯片的有效耦合，且端面耦合损耗可小于1dB。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。

图1为本实用新型提供的波导结构的示意图。

图2为本实用新型提供的内插器芯片的结构示意图。

图3为本实用新型提供的光纤阵列和内插器芯片构成的内插器模块示意图。

图4为本实用新型提供的光纤与光子芯片的耦合组件的结构示意图。

具体实施方式