具有硅透镜的多通道模式转换器制造技术

一种多通道模式转换器(100)包括透镜阵列(110)、耦合到透镜阵列(110)的玻璃块(120)、以及耦合到玻璃块(120)的光纤组件单元(FAU)阵列(130)，透镜阵列(110)具有第一透镜和第二透镜，FAU阵列(130)包括对应于第一透镜(165)的第一光纤(140)和对应于第二透镜(165)的第二光纤(140)。FAU阵列(130)提供对应数量的光纤(140)和透镜(165)，使得特定的单个光纤(140)对应于特定的单个透镜(165)，在光纤(140)和透镜(165)之间存在1：1的关系。一种模式转换器系统(600)包括透镜阵列(110)和耦合到透镜阵列(110)的玻璃块(120)，透镜阵列(110)包括用于在第一波导(620)和第一光纤(140)之间转换第一模式的第一硅透镜(165)和用于在第二波导(620)和第二光纤(140)之间转换第二模式的第二硅透镜(165)，玻璃块(220)用于为对应于第一硅透镜(165)的第一光束和对应于第二硅透镜(165)的第二光束提供光路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有硅透镜的多通道模式转换器相关申请的交叉引用本申请要求于2018年12月26日提交的专利技术名称为“具有硅透镜的多通道模式转换器”、申请号为62/784,928的美国临时专利申请的优先权，其内容以引用的方式并入本文。
本公开实施例涉及硅光子学，特别地，涉及硅光子模式转换器。
技术介绍
硅光子装置利用硅及其衍生物形成波导。除了波导之外，硅光子装置通常还包括光纤。因此，需要将波导的模式转换为光纤的模式，反之亦然。模式是光束在波导、光纤、或其他介质的入口或出口处的形状。模式尺寸是模式的物理尺寸。物理尺寸可基于光强度。例如，低于特定光强度的光束可以不视为物理尺寸的一部分。
技术实现思路
在实施例中，一种多通道模式转换器包括透镜阵列、耦合到透镜阵列的玻璃块、以及耦合到玻璃块的光纤组件单元(FAU)阵列，透镜阵列具有第一透镜和第二透镜，FAU阵列包括对应于第一透镜的第一光纤和对应于第二透镜的第二光纤。透镜阵列可以由包括硅的组合物形成。在任一前述实施例中，玻璃块可以由包括光学玻璃的组合物形成，该光学玻璃可以是诸如BK7的硼硅酸盐冕玻璃。在任一前述实施例中，玻璃块是包括玻璃毛细管的玻璃毛细管块。在任一前述实施例中，透镜阵列包括第三透镜，FAU阵列包括对应于第三透镜的第三光纤。在任一前述实施例中，透镜阵列包括第四透镜，FAU阵列包括对应于第四透镜的第四光纤。在任一前述实施例中，FAU阵列相对第一透镜和第二透镜的中心偏移。在任一前述实施例中，透镜阵列的宽度为约1mm至约5mm、长度为约0.5mm至约1mm、高度为约0.5mm至约2mm。在任一前述实施例中，玻璃块的宽度为约1mm至约5mm、长度为约0.5mm至约2mm、高度为约0.5mm至约2mm。在任一前述实施例中，FAU阵列的宽度为约1mm至约5mm、长度为约2mm至约5mm、高度为约0.5mm至约2mm。在实施例中，一种模式转换器系统包括透镜阵列以及耦合到透镜阵列的玻璃块，透镜阵列具有第一硅透镜和第二硅透镜，第一硅透镜用于在第一波导和第一光纤之间转换第一模式，第二硅透镜用于在第二波导和第二光纤之间转换第二模式，玻璃块用于为对应于第一硅透镜的第一光束和对应于第二硅透镜的第二光束提供光路。模式转换器系统可以包括耦合到透镜阵列的波导块，该波导块具有用于将第一光束引导至波导块的第一波导和用于将第二光束引导至波导块的第二波导。在任一前述实施例中，模式转换器系统还包括耦合到玻璃块的光纤组件单元(FAU)阵列，该FAU阵列包括第一光纤和第二光纤。在任一前述实施例中，FAU阵列相对第一硅透镜和第二硅透镜的中心偏移。在任一前述实施例中，第一硅透镜和第二硅透镜的放大率为约1.5至约5。在任一前述实施例中，第一硅透镜和第二硅透镜用于将FAU阵列间距公差减小基于放大率的比率。在实施例中，提供了一种制造模式转换器的方法。该方法包括将反射器耦合到透镜以形成透镜组件，将耦合器耦合到FAU的光纤、将光源耦合到耦合器、并且将功率计耦合到耦合器，以形成FAU组件。将透镜组件和玻璃块放置在FAU组件的一端。光束从光源发射到耦合器中，使用功率计获得反射光束的功率，反射光束与光束相关联；基于功率将透镜组件与FAU组件对准。在任一前述实施例中，该方法包括将透镜组件与FAU组件对准，直到FAU组件的出口端处的功率最大。在任一前述实施例中，该方法还包括在上述对准之后，将反射器、耦合器、光源、或功率计中的至少一个移除。任一上述实施例可以与任一其他上述实施例组合以创建新的实施例。通过结合附图和权利要求的以下具体实施方式，将更清楚地理解这些特征和其他特征。附图说明为了更完整地理解本公开，现结合附图和具体实施方式参考以下附图说明，在附图中，相同的附图标记表示相同的部分。图1A是根据本公开的实施例的多通道模式转换器的示意图的透视图。图1B是图1A中的多通道模式转换器的示意图的分解图。图1C是根据本公开的实施例的与直波导一起使用的图1A和图1B中的多通道模式转换器的光图。图1D是根据本公开的实施例的与倾斜波导一起使用的图1A和图1B中的多通道模式转换器的光图。图1E是根据本公开的实施例的图1A和图1B中的多通道模式转换器的间距公差图。图2是根据本公开的实施例的单通道模式转换器的示意图。图3A是根据本公开的实施例的模式转换器制造系统。图3B是示出了根据本公开的实施例的使用图3A中的模式转换器制造系统的模式转换器制造方法的流程图。图4是根据本公开的另一实施例的单通道模式转换器的示意图。图5是根据本公开的实施例的单通道模式转换器系统的示意图。图6是根据本公开的实施例的多通道模式转换器系统的示意图。图7是根据本公开的另一实施例的多通道模式转换器系统的示意图。具体实施方式首先应理解，虽然以下提供了实施例的示例性实施方式，但是所公开的系统和/或方法可以使用任意数量的当前已知的或现有的技术来实现。本公开不应限于以下所示的示例性实施方式、附图、以及技术，不限于本文所示出和描述的示例性设计和实施方式，而是可以在所附权利要求的范围及其等同物的全部范围内进行修改。以下缩写适用：FAU：光纤组件单元(fiberassemblyunit)LED：发光二极管(light-emittingdiode)mm：毫米(millimeter)PLC：平面光波电路(planarlightwavecircuit)PM：保偏(polarization-maintaining)SMF：单模光纤(single-modefiber)SOI：绝缘体上硅(silicononinsulator)μm：微米(micrometer)。在硅光子装置中，波导的模式尺寸通常为约2μm至约6μm，光纤的模式尺寸通常为约9μm。由于模式尺寸之间的差异，硅光子装置包括模式转换器或光学模式转换器，以移动波导和光纤之间的光束。这类模式转换器可以是单通道模式转换器(表示这类模式转换器移动一个波导和一根光纤之间的光束以形成一个通道)，也可以是多通道模式转换器(表示这类模式转换器移动多个波导和多根光纤之间的光束以形成多个通道)。开发和部署硅光子装置面临以下挑战。间距公差(pitchtolerance)是设计间距和实际间距之间的差值。间距是两个相邻光介质的中心之间的距离。光介质可以是波导或光纤。由于光刻工艺可以产生较小的公差，因此波导的间距公差通常为约±0.3μm或更小。但是，光纤的间距公差通常约为±1.0μm。波导和光纤之间的间距公差的不同增加了模式耦合损耗。波导通常是倾斜的，以减少其接合处的背向反射(backreflection)。为了适应波导倾斜，包括光纤的部件(通常是FAU阵列)也要倾斜。然而，FAU倾斜会使组装硅光子装置变得困难。PLC模式转换器在从波导到光纤的方向上的长度为约3mm，并具有PLC模式转换器芯片本身产生的额外插入损耗。此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多通道模式转换器(100)，包括：/n透镜阵列(110)，包括：/n第一透镜，以及/n第二透镜；/n耦合到所述透镜阵列的玻璃块(120)；以及/n耦合到所述玻璃块(120)的光纤组件单元(FAU)阵列(130)，所述FAU阵列(130)包括：/n对应于所述第一透镜的第一光纤，以及/n对应于所述第二透镜的第二光纤。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181226 US 62/784,9281.一种多通道模式转换器(100)，包括：
透镜阵列(110)，包括：
第一透镜，以及
第二透镜；
耦合到所述透镜阵列的玻璃块(120)；以及
耦合到所述玻璃块(120)的光纤组件单元(FAU)阵列(130)，所述FAU阵列(130)包括：
对应于所述第一透镜的第一光纤，以及
对应于所述第二透镜的第二光纤。


2.根据权利要求1所述的多通道模式转换器，其中，所述透镜阵列(110)具有包括硅的组合物。


3.根据权利要求1至2中任一项所述的多通道模式转换器，其中，所述玻璃块(120)具有包括光学玻璃的组合物。


4.根据权利要求3中任一项所述的多通道模式转换器，其中，所述光学玻璃是BK7。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的多通道模式转换器，其中，所述玻璃块(120)是包括玻璃毛细管的玻璃毛细管块。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的多通道模式转换器，其中，所述透镜阵列(110)中包括的透镜的数量与所述FAU阵列中包括的光纤的数量相等。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的多通道模式转换器，其中，所述第一透镜和所述第二透镜通过干蚀刻形成。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的多通道模式转换器，其中，所述FAU阵列(130)相对所述第一透镜和所述第二透镜的中心偏移。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的多通道模式转换器，其中，所述透镜阵列(110)的宽度为约1毫米(mm)至约5mm、长度为约0.5mm至约1mm、高度为约0.5mm至约2mm。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的多通道模式转换器，其中，所述玻璃块(120)的宽度为约1mm至约5mm、长度为约0.5mm至约2mm、高度为约0.5mm至约2mm。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的多通道模式转换器，其中，所述FAU阵列(130)的宽度为约1mm至约5mm、长度为约2mm至约5mm、高度为约0.5mm至约2mm。


12.一种模式转换器系统，包括：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗容生，郑学彦，沈晓安，白聿生，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44