[发明专利]一种采用曲面反射镜的高度集成硅光组件及其耦合方法

说明书

本发明公开了一种采用曲面反射镜的高度集成硅光组件，包括光源、受光件和反射镜，反射镜内形成可反射光线的反射空腔，光源光输出端设置在反射空腔内，受光件的光线接收端设置在反射空腔内，光源以多个不同角度发射出的光线经过反射空腔的反射后都能进入到受光件的光线接收端。本发明还包括一种硅光耦合方法，S1：将受光体固定于基板上；S2：将反射镜固定在基板上，调整其位置，使受光体的光线输入端对准反射镜的第二焦点；S3：光源固定在受光体上，使光源的光线输出端对准反射镜第二焦点。本发明提供一种方便光源于受光体非接触耦合的采用曲面反射镜的高度集成硅光组件及其耦合方法。

技术领域

本发明涉及硅光技术领域，尤其涉及一种采用曲面反射镜的高度集成硅光组件及其耦合方法。

背景技术

目前硅光芯片在最近几年逐渐进入到各个领域，尤其是通讯领域，硅光的低成本和优秀的光学性能也初步显现。然而作为进入大规模应用最大的障碍, 封装的难度和成本是工业界亟待解决的问题。在通信以及数通领域，光纤是作为信号传输的主要介质，激光器是作为光信号产生的主要器件, 所以作为封装的核心问题之一，如何做到高效率、 低成本、高可靠性的将他们耦合成为了大家广泛关注的焦点。

现阶段比较常见的耦合方式有两种，一种是双透镜耦合，这种方案通常用于激光器耦合, 通过第一个凸透镜做到准直, 然后通过第二个透镜再聚焦到硅光芯片上，这种做法可以做到较高的耦合效率以及比较高的调整容差。另一种方法是直接耦合，这种方案通常用于光纤耦合。普通的单模光纤或者透镜光纤直接对准硅光光口，待对准后用黏着剂粘合。

作为第一种方案的双透镜耦合方案，由于物料较多，成本较高，调节光路的参数很多，时间成本较高。而且耦合时需要考虑夹具大小，通常无法做到高集成度，占用空间较大。

第二种方案直接耦合，这种方法虽然简单，但是由于光纤和硅光芯片放在不同的介质上，在温度变化时，很容易出现形变，导致耦合效率变化。

以上这两种方案由于耦合对象通常分开放置，可能会由于受空气温度、湿度、或震动的影响，耦合效率发生变化等。

CN110888207A公开了一种基于椭圆球镜的高度集成硅光组件，利用椭圆球体固有的两焦点之间的光反射特性，将激光器、硅光芯片、光耦合装置固定于同一基板，激光器的光出射点与椭球透镜焦点一对准，硅光芯片光输入端与椭球透镜焦点二对准耦接。激光器出射光经焦点一进入椭球透镜内部，经椭球内部发射后，光束经焦点二耦接入硅光芯片。采用该方案，可以解决传统耦合方式由于分离式耦合封装，耦合效率低的问题，同时将各组件固定于同一基板，可以同时提高抗机械震动性能。但是由于激光器光束经椭球透镜反射，光束在椭球透镜内会产生损耗，耦合损耗较大，而且射入椭球透镜和射出椭球透镜的光线是不能平行的，所以造成想要达到较高的安装精度是困难的。

发明内容

本发明为了克服现有技术的光源与受光体非接触耦合时产生的光束进入传输介质产生的损耗问题，提出一种方便光源与受光体非接触耦合的采用曲面反射镜的高度集成硅光组件及其耦合方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用曲面反射镜的高度集成硅光组件，包括发射光线的光源、能接收光线的受光件和反射镜，反射镜内形成可反射光线的反射空腔，光源光输出端设置在反射空腔内，受光件的光线接收端设置在反射空腔内，光源以多个不同角度发射出的光线经过反射空腔的反射后都能进入到受光件的光线接收端。通过空腔内表面反射光源的光线，这样减少光线进入介质产生的损耗，光源一般是激光发射装置，受光体一般是硅光芯片，在硅光芯片的制造技术中，减少硅光芯片的入射光的损耗具有重要意义。