用于光纤与光芯片角度对准的测试结构及耦合系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于光纤与光芯片角度对准的测试结构及耦合系统，本实用新型专利技术的测试结构包括衬底，所述衬底上制作有测试用光耦合结构以及光返回结构，所述测试用光耦合结构用于与待对准的光纤耦合，将待对准的光纤输出的光直接或通过波导结构传输至光返回结构，所述光返回结构用于将测试用光耦合结构传输的光返回给待对准的光纤，测试返回光纤光功率，与理论值比较来判断光纤光轴与波导光轴角度的俯仰角度偏差和横滚角度偏差大小。本实用新型专利技术的测试结构尺寸小，结构简单，易于集成，可以用于光纤或阵列光纤与光芯片之间的角度对准，提高耦合精度。提高耦合精度。提高耦合精度。

【技术实现步骤摘要】
用于光纤与光芯片角度对准的测试结构及耦合系统


[0001]本技术属于光通信
，具体涉及一种用于光纤与光芯片角度对准的测试结构及耦合系统。

技术介绍

[0002]近年来，集成光子器件广泛应用于光通信干线网以及接入网的光纤到户技术（FTTH）中。集成光子器件测试与封装是利用百纳米精度六轴位移平台将光纤阵列与集成光子芯片进行对准耦合，实现光纤或阵列光纤到光芯片波导光功率的高效传输。为了实现这一目标，一方面要求光芯片与光纤之间的模场分布尽可能相互匹配，另一方面要求光芯片波导与光纤的光轴有极高的对准精度。
[0003]光芯片波导与光纤光轴的对准精度主要由径向偏差，角度偏差和波导端面分离决定，对于一般的步进位移台，其中径向偏差和波导端面分离偏差可以由六轴位移台平移扫描来对准调节，但是对于角度偏差，包括俯仰角度偏差，横滚角度偏差和偏航角度偏差，目前主要靠视觉检查来进行粗调，利用环路来进行定性分析，并没有更为精确的对准及验证方法。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种用于光纤与光芯片角度对准的测试结构，本技术的测试结构尺寸小，结构简单，易于集成，可以用于光纤或阵列光纤与光芯片之间的角度对准，提高耦合精度。
[0005]本技术的技术方案是这样实现的：本技术公开了一种用于光纤与光芯片角度对准的测试结构，包括衬底，所述衬底上制作有测试用光耦合结构以及光返回结构，所述测试用光耦合结构用于与待对准的光纤耦合，将待对准的光纤输出的光传输至光返回结构，所述光返回结构用于将测试用光耦合结构传输的光返回给待对准的光纤。
[0006]进一步地，所述衬底为光芯片的衬底，即测试结构设置在光芯片的衬底上，测试结构的测试用光耦合结构与光芯片的耦合结构平行，使光纤与所述测试结构对准后，光纤与光芯片的耦合结构的角度对准。
[0007]进一步地，所述衬底为晶圆硅衬底。
[0008]进一步地，所述测试用光耦合结构用于将待对准的光纤输出的光直接或通过波导结构传输至光返回结构； 测试用光耦合结构与光返回结构直接或通过波导结构相连。
[0009]进一步地，所述衬底上设有多个测试用光耦合结构,波导结构和多个光返回结构，多个测试用光耦合结构平行间隔设置，多个测试用光耦合结构与多个光返回结构一一对应相连，形成阵列结构，用于耦合阵列光纤。
[0010]进一步地，所述测试用光耦合结构采用模斑转换器或光栅耦合结构。
[0011]进一步地，所述光返回结构采用反射结构或环路结构。
[0012]进一步地，所述光返回结构采用反射光栅或微环反射结构。
[0013]进一步地，所述反射光栅采用布拉格反射光栅。
[0014]本技术公开了一种用于光纤与光芯片角度对准的耦合系统，包括光功率计、位移平台以及如上所述的测试结构，待对准的光纤的一端与测试结构的测试用光耦合结构耦合，待对准的光纤的另一端通过分束器与光源、光功率计连接，通过光功率计监测由测试结构返回光纤的光功率，所述位移平台与光功率计连接，位移平台用于根据光功率计监测的光功率调整待对准的光纤与光芯片的耦合位置与角度。
[0015]本技术至少具有如下有益效果：本技术采用在晶圆硅衬底上制作测试结构，利用晶圆工艺的高精度保证测试结构的测试用光耦合结构与光芯片的耦合结构平行，使光纤与所述测试结构对准后，光纤与光芯片的耦合结构的角度对准。本技术的测试用光耦合结构用于与待对准的光纤耦合，将待对准的光纤输出的光传输至光返回结构，通过反射或回路结构将光返回光纤，测试返回光纤光功率，与理论值比较来判断光纤光轴与波导光轴角度的俯仰角度偏差和横滚角度偏差大小。通过阵列结构，同时耦合阵列光纤不同通道，观测返回光功率，来判断光纤光轴与波导光轴角度的偏航角度偏差。
[0016]本技术首先将传统环路双通道耦合验证方式简化为单通道耦合验证方式，极大简化了耦合难度并减少了影响耦合效果的因素，降低了分析难度，并可以应用于单根光纤的对准，其次通过反射或自环的方式，将耦合偏差带来的光功率损耗放大为之前的两倍，提高了测试结构的敏感度，最后采用阵列结构可以同时用于校准光纤与阵列光纤，扩大了适用范围。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0018]图1为本技术实施例1提供的用于光纤与光芯片角度对准的测试结构的结构示意图；
[0019]图2为本技术实施例2提供的用于光纤与光芯片角度对准的测试结构的结构示意图。
[0020]附图中，1为衬底，2为模斑转换器，3为布拉格反射光栅，4为微环反射结构，5为光纤或光纤阵列。
具体实施方式
[0021]下面对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0022]参见图1和图2，本技术提供一种用于光纤与光芯片角度对准的测试结构，包括衬底1，所述衬底1上制作有测试用光耦合结构以及光返回结构，所述测试用光耦合结构用于与待对准的光纤5耦合，将待对准的光纤5输出的光直接或通过波导结构传输至光返回
结构，所述光返回结构用于将测试用光耦合结构传输的光返回给待对准的光纤5。
[0023]进一步地，所述衬底1为光芯片的衬底1，即测试结构设置在光芯片的衬底1上，利用晶圆工艺的高精度保证测试结构的测试用光耦合结构与光芯片的耦合结构平行，使光纤与所述测试结构对准后，光纤与光芯片的耦合结构的角度对准。
[0024]进一步地，所述衬底1为晶圆硅衬底1。测试用光耦合结构在衬底上的位置根据需要设置。
[0025]进一步地，所述衬底1上设有多个测试用光耦合结构和多个光返回结构，多个测试用光耦合结构平行间隔设置，多个测试用光耦合结构与多个光返回结构一一对应相连，形成阵列结构，用于耦合光纤阵列。或多个测试用光耦合结构分别通过多个波导结构与多个光返回结构一一对应相连，形成阵列结构，用于耦合光纤阵列。
[0026]进一步地，所述测试用光耦合结构采用模斑转换器或光栅耦合结构。当然，本技术的测试用光耦合结构不仅仅限于模斑转换器或光栅耦合结构。
[0027]进一步地，根据测试用光耦合结构的选择，可以采用如下两种方案：测试用光耦合结构与光返回结构直接相连，或测试用光耦合结构通过波导结构与光返回结构相连。如当测试用光耦合结构采用光栅耦合结构时，光栅耦合结构通过波导结构与光返回结构相连。如当测试用光耦合结构采用模斑转换器时，模斑转换器的尾端相当于波导结构，此时可以无需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于光纤与光芯片角度对准的测试结构，其特征在于：包括衬底，所述衬底上制作有测试用光耦合结构以及光返回结构，所述测试用光耦合结构用于与待对准的光纤耦合，将待对准的光纤输出的光传输至光返回结构，所述光返回结构用于将测试用光耦合结构传输的光返回给待对准的光纤。2.如权利要求1所述的用于光纤与光芯片角度对准的测试结构，其特征在于：所述衬底为光芯片的衬底，即测试结构设置在光芯片的衬底上，测试结构的测试用光耦合结构与光芯片的耦合结构平行，使光纤与所述测试结构对准后，光纤与光芯片的耦合结构的角度对准。3.如权利要求1所述的用于光纤与光芯片角度对准的测试结构，其特征在于：所述衬底为晶圆硅衬底。4.如权利要求1所述的用于光纤与光芯片角度对准的测试结构，其特征在于：所述测试用光耦合结构用于将待对准的光纤输出的光直接或通过波导结构传输至光返回结构； 测试用光耦合结构与光返回结构直接或通过波导结构相连。5.如权利要求4所述的用于光纤与光芯片角度对准的测试结构，其特征在于：所述衬底上设有多个测试用光耦合结构,波导结构和多个光返回结构，多个测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：李哲，李军，周秋桂，胡云，石文虎，李春生，张天明，
申请(专利权)人：武汉华工正源光子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：