多波长混合集成接收器制造技术

本发明专利技术公开了一种多波长混合集成接收器，包括衬底，在衬底上设置有阵列波导光栅，第一输入光纤固定在阵列波导光栅上并与阵列波导光栅一端的输入波导连接；阵列波导光栅的另一端在与输出波导末端相对应的位置设置有斜面，输出波导通过斜面与探测器阵列的接收窗口配合；探测器阵列的输出电极与跨阻放大器阵列的输入电极连接；跨阻放大器阵列的输出电极与过渡块阵列的输入电极连接；探测器阵列、跨阻放大器阵列和过渡块阵列间隔设置在衬底上，且跨阻放大器阵列位于探测器阵列和过渡块阵列之间；探测器阵列位于输出波导的下方；探测器与输出波导一一对应；跨阻放大器与探测器一一对应；过渡块与跨阻放大器一一对应。本发明专利技术工艺简单、低成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数据中心多波长光接收器件
，具体涉及一种多波长混合集成接收器。
技术介绍
数据中心是支撑目前云计算服务的硬件基础设施，数据中心互连速率是决定云计算能力的主要因素，采用4x10Gb/s及4x25Gb/s多波长数据中心光互连是国内外数据中心建设的热点研究开发项目，4x10Gb/s及4x25Gb/s多波长光接收器件是其中的核心器件之一。目前，关于数据中心2-10km距离互连，采用1271nm、1291nm、1311nm和1331nm，每个波长的接收速率可达到10Gb/s，总速率达到40Gb/s。或者采用1295.56nm、1300.05nm、1304.58nm和1309.14nm，每个波长的接收速率可达到25Gb/s，总速率达到100Gb/s。对于四个波长接收解复用，目前可商用的有分立滤波器紧凑型封装形式，该方案有聚焦透镜、TFF滤波器和探测器多个分立元件构成，需大量人工组装时间，且单独封装分立器件成本较高。
技术实现思路
针对上述现有技术中描述的不足，本专利技术的目的是提供一种大大降低混合集成工艺难度，降低多波长接收器件成本，减少接收器件集成元件数和耦合次数，结构紧凑，简化了制作工艺，节约成本的多波长混合集成接收器。为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种多波长混合集成接收器，包括衬底，在衬底上设置有阵列波导光栅，第一输入光纤固定在阵列波导光栅上并与阵列波导光栅一端的输入波导连接；阵列波导光栅的另一端在与输出波导末端相对应的位置设置有斜面，输出波导通过斜面与探测器阵列的接收窗口配合；探测器阵列的输出电极与跨阻放大器阵列的输入电极连接；跨阻放大器阵列的输出电极与过渡块阵列的输入电极连接；探测器阵列、跨阻放大器阵列和过渡块阵列间隔设置在衬底上，且跨阻放大器阵列位于探测器阵列和过渡块阵列之间；探测器阵列位于输出波导的下方；所述探测器阵列包括若干探测器组，每个探测器组包括若干探测器，探测器与输出波导一一对应；所述跨阻放大器阵列包括若干跨阻放大器组，每个跨阻放大器组包括若干跨阻放大器，跨阻放大器与探测器一一对应；所述过渡块阵列包括若干过渡块组，每个过渡块组包括若干过渡块，过渡块与跨阻放大器一一对应。所述斜面的倾斜角度为45°。所述输出波导与探测器阵列的接收窗口之间设置有间距，所述间距为250μm或750μm或1mm。所述输出波导的端面上蒸渡有金属膜或反射介质膜。所述探测器阵列的输出电极与跨阻放大器阵列的输入电极通过金丝引线连接；所述跨阻放大器阵列的输出电极与过渡块阵列的输入电极通过金丝引线连接。所述输入波导为公用波导，传输信号波长为1271nm、1291nm、1311nm和1331nm，相应的探测器阵列及跨阻放大器阵列每个通道的接收速率达到10Gb/s，总速率达到40Gb/s。所述输入波导为公用波导，传输信号波长为1271nm、1291nm、1311nm和1331nm，相应的探测器阵列及跨阻放大器阵列每个通道的接收速率达到25Gb/s，总速率达到100Gb/s。所述输入波导为公用波导，传输信号波长为1295.56nm、1300.05nm、1304.58nm和1309.14nm，相应的探测器阵列及跨阻放大器阵列接收速率达到25Gb/s，总速率达到100Gb/s。所述的输出波导为四个，每个探测器组有四个探测器，每个跨阻放大器组有四个跨阻放大器，每个过渡块组有四个过渡块。所述输出波导为8-40个，每个探测器组有8-40个探测器，每个跨阻放大器组有8-40个跨阻放大器，每个过渡块组有8-40个过渡块。所述衬底由导热良好的铜板制作而成。所述阵列波导光栅的材料为硅基二氧化硅或绝缘层上硅；二氧化硅波导的折射率差为0.75-2.5%。本专利技术采用阵列波导光栅代替TFF，通过输出波导末端45度抛光，在输出波导下方安装探测器阵列，大大降低了混合集成工艺难度，降低了多波长接收器件成本。本专利技术具有工艺简单、低成本和混合集成的优点。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。具体实施方式如图1所示，一种多波长混合集成接收器，包括衬底100，所述衬底100由导热良好的铜板制作而成。在衬底100上设置有阵列波导光栅11。所述阵列波导光栅11的材料为硅基二氧化硅或绝缘层上硅；二氧化硅波导的折射率差为0.75-2.5%。具体可为0.75%，还可为0.9%或1.0%或1.3%或1.6%或2.0%或2.2%或2.5%。第一输入光纤10固定在阵列波导光栅11上并与阵列波导光栅11一端的输入波导16连接。阵列波导光栅11的另一端在与输出波导17末端相对应的位置设置有斜面，所述斜面的倾斜角度为45°。输出波导17通过斜面与探测器阵列13的接收窗口配合。所述输出波导17与探测器阵列13的接收窗口之间设置有间距，所述间距为250μm，还可为750μm或1mm。为了便于传输，提高传输效率和传输质量，所述输出波导17的端面上蒸渡有金属膜或反射介质膜。探测器阵列13的输出电极与跨阻放大器阵列14的输入电极连接。具体地，所述探测器阵列13的输出电极与跨阻放大器阵列14的输入电极通过金丝引线连接。跨阻放大器阵列14的输出电极与过渡块阵列15的输入电极连接。具体地，所述跨阻放大器阵列14的输出电极与过渡块阵列15的输入电极通过金丝引线连接。探测器阵列13、跨阻放大器阵列14和过渡块阵列15间隔设置在衬底100上，且跨阻放大器阵列14位于探测器阵列13和过渡块阵列15之间。探测器阵列13位于输出波导17的下方。所述探测器阵列13包括若干探测器组，每个探测器组包括若干探测器，探测器与输出波导17一一对应。所述跨阻放大器阵列14包括若干跨阻放大器组，每个跨阻放大器组包括若干跨阻放大器，跨阻放大器与探测器一一对应。所述过渡块阵列15包括若干过渡块组，每个过渡块组包括若干过渡块，过渡块与跨阻放大器一一对应。具体地，所述的输出波导17为四个，每个探测器组有四个探测器，每个跨阻放大器组有四个跨阻放大器，每个过渡块组有四个过渡块。所述输入波导16为公用波导，传输信号波长为1271nm、1291nm、1311nm和1331nm，相应的探测器阵列13及跨阻放大器阵列14每个通道的接收速率达到25Gb/s，总速率达到100Gb/s。所述输入波导16为公用波导，传输信号波长分别为1271nm、1291nm、1311nm和1331nm，还可分别传输波长为1295.56nm、1300.05nm、1304.58nm和1309.14nm的信号。这可以通过设计阵列波导光栅11两侧输出波导的输出波长来确定。本专利技术中，所述输出波导17可扩展为8-40个，相应地，每个探测器组有8-40个探测器，每个跨阻放大器组有8-40个跨阻放大器，每个过渡块组有8-40个过渡块。本专利技术采用阵列波导光栅11将波长为1271nm、1291nm、1311nm和1331nm的信号或者波长为1295.56nm、1300.05nm、1304.58nm和1309.14nm的信号解复用，取代了常用的滤波片，减少了接收器件集成元件数和耦合次数，结构更紧凑，简化了制作工艺，节约成本。本专利技术可用于数据中心高速接收光模块中，传输速率最高可达4*25Gb/s。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多波长混合集成接收器，其特征在于：包括衬底（100），在衬底（100）上设置有阵列波导光栅（11），第一输入光纤（10）固定在阵列波导光栅（11）上并与阵列波导光栅（11）一端的输入波导（16）连接；阵列波导光栅（11）的另一端在与输出波导（17）末端相对应的位置设置有斜面，输出波导（17）通过斜面与探测器阵列（13）的接收窗口配合；探测器阵列（13）的输出电极与跨阻放大器阵列（14）的输入电极连接；跨阻放大器阵列（14）的输出电极与过渡块阵列（15）的输入电极连接；探测器阵列（13）、跨阻放大器阵列（14）和过渡块阵列（15）间隔设置在衬底（100）上，且跨阻放大器阵列（14）位于探测器阵列（13）和过渡块阵列（15）之间；探测器阵列（13）位于输出波导（17）的下方；所述探测器阵列（13）包括若干探测器组，每个探测器组包括若干探测器，探测器与输出波导（17）一一对应；所述跨阻放大器阵列（14）包括若干跨阻放大器组，每个跨阻放大器组包括若干跨阻放大器，跨阻放大器与探测器一一对应；所述过渡块阵列（15）包括若干过渡块组，每个过渡块组包括若干过渡块，过渡块与跨阻放大器一一对应。

【技术特征摘要】
1.一种多波长混合集成接收器，其特征在于：包括衬底（100），在衬底（100）上设置有阵列波导光栅（11），第一输入光纤（10）固定在阵列波导光栅（11）上并与阵列波导光栅（11）一端的输入波导（16）连接；阵列波导光栅（11）的另一端在与输出波导（17）末端相对应的位置设置有斜面，输出波导（17）通过斜面与探测器阵列（13）的接收窗口配合；探测器阵列（13）的输出电极与跨阻放大器阵列（14）的输入电极连接；跨阻放大器阵列（14）的输出电极与过渡块阵列（15）的输入电极连接；探测器阵列（13）、跨阻放大器阵列（14）和过渡块阵列（15）间隔设置在衬底（100）上，且跨阻放大器阵列（14）位于探测器阵列（13）和过渡块阵列（15）之间；探测器阵列（13）位于输出波导（17）的下方；所述探测器阵列（13）包括若干探测器组，每个探测器组包括若干探测器，探测器与输出波导（17）一一对应；所述跨阻放大器阵列（14）包括若干跨阻放大器组，每个跨阻放大器组包括若干跨阻放大器，跨阻放大器与探测器一一对应；所述过渡块阵列（15）包括若干过渡块组，每个过渡块组包括若干过渡块，过渡块与跨阻放大器一一对应。2.根据权利要求1所述的多波长混合集成接收器，其特征在于：所述斜面的倾斜角度为45°。3.根据权利要求1或2所述的多波长混合集成接收器，其特征在于：所述输出波导（17）与探测器阵列（13）的接收窗口之间设置有间距，所述间距为250μm或750μm或1㎜。4.根据权利要求3所述的多波长混合集成接收器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：安俊明，张家顺，尹小杰，王亮亮，李建光，吴远大，王红杰，王玥，胡雄伟，
申请(专利权)人：河南仕佳光子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41