[发明专利]一种半导体激光器准直器件

说明书

本申请属于光集成技术领域，公开了一种半导体激光器准直器件，包括衬底、半导体激光器芯片和条形光波导，半导体激光器芯片和条形光波导均设置在衬底的上表面；还包括设置在衬底的上表面的平板光波导，所述半导体激光器芯片的发射端和所述条形光波导的入射端分别与所述平板光波导的侧面贴壁连接；所述平板光波导包括椭圆弧形的全反射镜，所述全反射镜具有两个焦点，所述半导体激光器芯片的发射端设置在所述全反射镜的其中一个焦点处，所述条形光波导的入射端设置在所述全反射镜的另一个焦点处，所述全反射镜用于把入射光束全部反射到所述条形光波导的入射端；该半导体激光器准直器件可降低半导体激光器芯片和条形光波导之间的耦合损耗。

技术领域

本申请涉及光集成技术领域，具体而言，涉及一种半导体激光器准直器件。

背景技术

目前，光集成技术一般使用半导体激光器芯片作为光源，并使半导体激光器芯片发出的光波直接耦合至条形光波导中，为实现半导体激光器芯片和条形光波导的直接耦合，一般是把半导体激光器芯片和条形光波导同轴地贴装在衬底上，由于制造工艺的限制，半导体激光器芯片和条形光波导之间会存在位置和角度偏差，这种偏差会导致半导体激光器芯片和条形光波导之间具有较大的耦合损耗，从而降低光集成电路的效率。

发明内容

本申请的目的在于提供一种半导体激光器准直器件，可降低半导体激光器芯片和条形光波导之间的耦合损耗。

本申请提供了一种半导体激光器准直器件，包括衬底、半导体激光器芯片和条形光波导，所述半导体激光器芯片和所述条形光波导均设置在所述衬底的上表面；还包括设置在衬底的上表面的平板光波导，所述半导体激光器芯片的发射端和所述条形光波导的入射端分别与所述平板光波导的侧面贴壁连接；

所述平板光波导包括椭圆弧形的全反射镜，所述全反射镜具有两个焦点，所述半导体激光器芯片的发射端设置在所述全反射镜的其中一个焦点处，所述条形光波导的入射端设置在所述全反射镜的另一个焦点处，所述全反射镜用于把入射光束全部反射到所述条形光波导的入射端。

实际上，椭圆弧形的全反射镜具有如下光学特性：具有两个焦点，从其中一个焦点射入的光线无论入射角度是多少，只要是射向该椭圆弧形的全反射镜的，均被反射到另一个焦点处。该半导体激光器准直器件，利用椭圆弧形的全反射镜的这种光学特性，把半导体激光器芯片的发射端和条形光波导的入射端分别设置在椭圆弧形的全反射镜的两个焦点处，从而当半导体激光器芯片的安装角度具有偏差时，入射光束也能够全部反射到条形光波导的入射端，且与现有的直接耦合方式相比，半导体激光器芯片的相同安装位置偏差引起的耦合损耗更小，从而可降低半导体激光器芯片和条形光波导之间的耦合损耗。

优选地，所述平板光波导包括两个平直侧面，半导体激光器芯片的发射端垂直地连接在其中一个所述平直侧面处，所述条形光波导的入射端垂直地连接在另一个所述平直侧面处。

在一些实施方式中，所述全反射镜设置在所述平板光波导内。

在另一些实施方式中，所述全反射镜为所述平板光波导的其中一个侧面。其加工步骤更简单，生产成本更低。

优选地，所述平板光波导包括第一侧面、第二侧面和第三侧面，所述第一侧面、所述第二侧面和所述第三侧面依次首尾连接，所述第一侧面与所述第二侧面垂直，所述第三侧面为所述全反射镜；所述半导体激光器芯片的发射端与所述第一侧面贴壁连接，所述条形光波导的入射端与所述第二侧面贴壁连接。

优选地，所述条形光波导与所述平板光波导一体设置。从而可降低光波从平板光波导进入条形光波导时产生的损耗。

优选地，所述条形光波导和所述平板光波导的上表面还设置有包层。

优选地，所述包层的折射率小于或等于所述衬底的折射率，所述衬底的折射率小于所述条形光波导和所述平板光波导的折射率。

优选地，所述衬底由二氧化硅制成，所述条形光波导和所述平板光波导由硅、氮化硅或铌酸锂晶体制成。