光学连接器制造技术

本发明专利技术的示例性实施例涉及一种光学连接器，该光学连接器包括波导元件和透镜设备，该透镜设备被配置为在波导元件和连接器的至少一个光学端口之间透射辐射，其中，该透镜设备包括第一外表面和与第一外表面相反的第二外表面，其中，第一外表面连接到波导元件并形成至少一个透镜，并且其中，与所述至少一个透镜相反的第二外表面的一部分形成连接器的所述至少一个光学端口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学连接器
本专利技术涉及光学连接器和光学组件。
技术介绍
例如在欧洲专利申请EP0689071A1中公开了一种光学组件。该光学组件包括陶瓷基体、光探测器、透镜和波导。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的目的是提供一种优化的光学连接器。本专利技术的另一个目的是提供一种优化的光学组件。专利技术的简要概括本专利技术的实施例涉及一种光学连接器，其包括：波导元件；以及透镜设备，该透镜设备被配置为在波导元件与连接器的至少一个光学端口之间透射辐射，其中，透镜设备包括第一外表面和与所述第一外表面相反的第二外表面，其中，第一外表面连接到波导元件并且形成至少一个透镜，并且其中，第二外表面的与所述至少一个透镜相反的部分形成连接器的所述至少一个光学端口。由于根据本实施例，光学连接器的一个或多个透镜内部地设置在透镜装置和波导元件之间，因此光学连接器可以具有任意的第二外表面。此外，将透镜定位在第一表面上在辐射的成像中提供了显著的灵活性，特别是对于高光束发散度的情况。例如，第二外表面可以适于将光学连接器安装在光子芯片上。此外，第二外表面可以适于优化的热量从光子芯片流向光学连接器。第二外表面可以是平坦的或平的。平坦的或平的第二外表面可以有助于将光连接器安装在光子芯片上。此外，平坦的或平的第二外表面可以有助于热量从光子芯片流入光学连接器中。透镜设备的第一外表面优选被焊接到波导元件。可替代地，透镜设备的第一外表面可以被粘合到波导元件。波导元件优选包括至少一个波导和相对于与第二外表面垂直的轴具有在44°和55°之间的角度的小平面。小平面优选能够将在第二外表面处进入光学连接器并且经过波导的包层的辐射反射到波导的芯中，和/或将通过波导的芯朝向小平面传播的辐射从波导的芯朝向第二表面反射到波导的包层中。波导元件可以包括基座元件和至少一个光学波导，至少一个光学波导通过安装在基座元件上或集成在基座元件中的反射镜与第二表面耦合。可替代地，基座元件和至少一个光学波导可以通过由光学波导和/或波导元件提供的小平面与第二表面耦合。波导元件可以包括覆盖光学波导的盖。透镜设备的第一外表面优选安装到盖。根据第一示例性实施例，基座元件具有至少一个沟槽，其中，光学波导是位于所述沟槽中的光纤。根据第二示例性实施例，光学波导是集成在基座元件中或集成在沉积在基座元件上的层中的集成波导。光学波导的一端优选形成倾斜小平面，而波导的另一端优选与嵌入套圈中的光纤耦合。在具有盖的实施例的情况下，波导元件优选包括相对于与第二表面垂直的轴具有在44°和55°之间的角度的小平面，其中，所述小平面能够将在第二表面处进入光学连接器并且经过盖和波导的包层的辐射反射到波导的芯中，和/或将通过波导的芯传播到小平面的辐射从波导的芯朝向盖和第二表面反射到波导的包层中。盖优选由半导体材料(例如硅)构成。透镜设备的第一外表面优选被粘合或焊接到盖上。穿过透镜设备延伸的第一光路的传播长度与穿过盖和波导的包层延伸到波导的芯的第二光路的传播长度之间的比在1:1和3:1之间。盖和透镜设备的厚度满足下述等式：D2/n2＝Df/nf+D1/n10.8<D2/n2/(Df/nf+D1/n1)<1.2其中，D1描述盖的厚度，n1描述盖的折射率，D2描述透镜设备的厚度，n2描述透镜设备的折射率，Df描述波导的芯的中心与盖之间的距离，以及nf描述波导的包层的折射率。可替代地或附加地，盖和透镜设备的厚度优选满足下述等式：MFD1*D2/n2＝MFD2*(Df/nf+D1/n1)0.8<MFD1*D2/n2/(MFD2*(Df/nf+D1/n1))<1.2其中：D1描述盖的厚度，n1描述盖的折射率，D2描述透镜设备的厚度，n2描述透镜设备的折射率，Df描述波导的芯和盖之间的距离，nf描述波导的包层的折射率，MFD1描述集成在所述光子芯片的耦合元件的与1/e2强度相关的模场直径，以及MFD2描述波导的与1/e2强度相关的模场直径。波导元件优选包括多个波导，其中，第一外表面形成多个透镜，多个透镜的每个与波导中的一个耦合。第二外表面的与所述透镜相反的部分优选形成连接器的多个光学端口。透镜设备的第二表面和波导元件的纵轴优选彼此垂直地设置。连接器优选在侧视图中为托架形、钩形或L形。本专利技术的另一实施例涉及一种光学组件，其包括：具有第一侧和第二侧的电路板；光子芯片；以及光学连接器，该光学连接器包括波导元件和透镜设备，透镜设备被配置为在波导元件和连接器的至少一个光学端口之间透射辐射，其中，透镜设备包括第一外表面和与第一外表面相反的第二外表面，其中，第一外表面连接到波导元件并且形成至少一个透镜，并且其中，第二外表面的、与所述至少一个透镜相反的部分形成连接器的所述至少一个光学端口。电路板优选包括穿过电路板延伸的至少一个孔。光子芯片优选具有前侧和背侧。光子芯片的前侧优选安装在电路板的第一侧上并电连接到电路板的至少一个电导体。透镜设备优选位于所述孔中，并且波导元件优选位于电路板的第二侧上。透镜设备优选突出所述孔，并且其第二外表面优选安装在光子芯片的前侧上。光子芯片优选包括内波导层和集成在内波导层中的耦合元件。光子芯片的层叠(线的后端)优选位于内波导层的顶部上。光学连接器的波导元件优选经由集成的耦合元件光学地耦合到内波导层。从集成耦合器穿过层叠和透镜设备延伸到第一表面的第一光路的传播长度与从第一表面穿过盖和波导的包层延伸到波导的芯的第二光路的传播长度之间的比率优选在1:1和3:1之间。盖、透镜设备和层叠的厚度优选满足下述等式：MFD1*(D3/n3+D2/n2)＝MFD2*(Df/nf+D1/n1)0.8<MFD1*(D3/n3+D2/n2)/(MFD2*(Df/nf+D1/n1))<1.2其中：D1描述盖的厚度，n1描述盖的折射率，D2描述透镜设备的厚度，n2描述透镜设备的折射率，D3描述层叠的厚度，n3描述层叠的折射率，Df描述波导的芯和盖之间的距离，nf描述波导的包层的折射率，MFD1描述集成在光子芯片的内波导层中的耦合元件的与1/e2强度相关的模场直径，以及MFD2描述波导的与1/e2强度相关的模场直径。本专利技术的另一实施例涉及一种光学组件，该光学组件：包括电路板，该电路板包括第一侧、第二侧，以及穿过电路板延伸的至少一个孔；光子芯片，该光子芯片具有前侧和背侧，光子芯片的前侧安装在电路板的第一侧上并电连接到电路板的至少一个电导体；至少一个部件，该至少一个部件安装在光子芯片的与孔相对的前侧上并从光子芯片的前侧突出到孔中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学连接器，包括：/n波导元件，以及/n透镜设备，所述透镜设备被配置为在所述波导元件与所述连接器的至少一个光学端口之间透射辐射；/n其中，所述透镜设备包括第一外表面和与所述第一外表面相反的第二外表面，/n其中，所述第一外表面连接到所述波导元件并且形成至少一个透镜，并且/n其中，所述第二外表面的与所述至少一个透镜相反的部分形成所述连接器的所述至少一个光学端口。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181211 US 16/217,0391.一种光学连接器，包括：
波导元件，以及
透镜设备，所述透镜设备被配置为在所述波导元件与所述连接器的至少一个光学端口之间透射辐射；
其中，所述透镜设备包括第一外表面和与所述第一外表面相反的第二外表面，
其中，所述第一外表面连接到所述波导元件并且形成至少一个透镜，并且
其中，所述第二外表面的与所述至少一个透镜相反的部分形成所述连接器的所述至少一个光学端口。


2.根据权利要求1所述的光学连接器，
其中，所述透镜设备的所述第一外表面被焊接到所述波导元件。


3.根据权利要求1所述的光学连接器，
其中，所述透镜设备的所述第一外表面被粘合到所述波导元件。


4.根据权利要求1所述的光学连接器，
其中，所述波导元件包括至少一个波导和相对于与所述第二外表面垂直的轴具有在44°和55°之间的角度的小平面，并且
其中，所述小平面能够：
-将在所述第二外表面处进入所述光学连接器并且经过所述波导的包层的辐射反射到所述波导的芯中，和/或
-将通过所述波导的芯朝向所述小平面传播的辐射从所述波导的芯朝向所述第二表面反射到所述波导的包层中。


5.根据权利要求1所述的光学连接器，
其中，所述波导元件包括基座元件和至少一个光学波导，所述至少一个光学波导通过被安装在所述基座元件上或集成在所述基座元件中的反射镜与所述第二表面耦合。


6.根据权利要求1所述的光学连接器，
其中，所述波导元件包括基座元件和至少一个光学波导，所述至少一个光学波导通过由所述光学波导和/或所述波导元件提供的小平面与所述第二表面耦合。


7.根据权利要求1所述的光学连接器，
其中，所述波导元件包括基座元件、至少一个光学波导和覆盖所述光学波导的盖，并且
其中，所述透镜设备的所述第一外表面被安装到所述盖。


8.根据权利要求7所述的光学连接器，
其中，所述基座元件具有至少一个沟槽，并且
其中，所述光学波导是位于所述沟槽中的光纤。


9.根据权利要求7所述的光学连接器，
其中，所述光学波导是集成在所述基座元件中或集成在沉积在所述基座元件上的层中的集成波导。


10.根据权利要求7所述的光学连接器，
其中，所述光学波导的一端形成倾斜小平面，所述波导的另一端与嵌入套圈中的光纤耦合。


11.根据权利要求7所述的光学连接器，
其中，所述波导元件包括相对于与所述第二表面垂直的轴具有在44°和55°之间的角度的小平面，并且
其中，所述小平面能够：
-将在所述第二表面处进入所述光学连接器并且经过所述盖和所述波导的包层的辐射反射到波导的芯中，和/或
-将通过所述波导的芯朝向所述小平面传播的辐射从所述波导的芯朝向所述盖和所述第二表面反射到所述波导的包层中。


12.根据权利要求7所述的光学连接器，
其中，所述盖由半导体材料构成，并且
其中，所述透镜设备的第一外表面被粘合或焊接到所述盖。


13.根据权利要求7所述的光学连接器，
其中，穿过所述透镜设备延伸的第一光路的传播长度与穿过所述盖和所述波导的包层延伸到所述波导的芯的第二光路的传播长度之间的比在1:1和3:1之间。


14.根据权利要求7所述的光学连接器，
其中，所述盖和所述透镜设备的厚度满足下述等式：
D2/n2＝Df/nf+D1/n1
0.8<D2/n2/(Df/nf+D1/n1)<1.2
其中，
D1描述所述盖的厚度，
n1描述所述盖的折射率，
D2描述所述透镜设备的厚度，
n2描述所述透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫里茨·格伦，马可·维塔利，塞巴斯蒂安·赫尔，安德烈亚斯·哈坎森，
申请(专利权)人：斯科雅有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE