光收发模块及制作方法、光纤耦合装置的制备及耦合方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种光收发模块及制作方法、光纤耦合装置的制备及耦合方法，包括：硅光子基板，所述硅光子基板包括硅片和设置在硅片上的SiO2波导层；光单元，其设置在硅光子基板上，所述光单元包括光发射单元，所述光发射单元包括激光器和1分多的硅基波导分路器、所述1分多的硅基波导分路器将所述激光器发射出的激光进行分光，获得多束分光信号；电单元，其设置在硅光子基板上，所述电单元包括TEC壳体和封装在所述TEC壳体内的EML调制系统，所述EML调制系统包括阵列排布的波导SIP调制器和驱动波导SIP调制器工作的调制电路，所述波导SIP调制器对多束分光信号进行调制。其体积小，稳定性好，精度高，性能佳。性能佳。性能佳。

【技术实现步骤摘要】
光收发模块及制作方法、光纤耦合装置的制备及耦合方法


[0001]本专利技术涉及光器件制造
，尤其是指一种光收发模块及制作方法、光纤耦合装置的制备及耦合方法。

技术介绍

[0002]光子技术目前已被光通信行业普遍认同为是下一代光通信器件及模块系统的核心技术，是解决数据中心互连速率限制、成本、及功耗问题最有希望的解决方案之一。
[0003]现有技术中的光收发模块，体积大，加工精度低，性能不佳。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中光收发模块，体积大，加工精度低，性能不佳的技术缺陷。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于硅光子技术的光收发模块，包括：
[0006]硅光子基板，所述硅光子基板包括硅片和设置在硅片上的SiO2波导层；
[0007]光单元，其设置在硅光子基板上，所述光单元包括光发射单元，所述光发射单元包括激光器和1分多的硅基波导分路器、所述1分多的硅基波导分路器将所述激光器发射出的激光进行分光，获得多束分光信号；
[0008]电单元，其设置在硅光子基板上，所述电单元包括TEC壳体和封装在所述TEC壳体内的EML调制系统，所述EML调制系统包括阵列排布的波导SIP调制器和驱动波导SIP调制器工作的调制电路，所述波导SIP调制器对多束分光信号进行调制。
[0009]作为优选的，所述光单元还包括光接收单元，所述光接收单元包括LnP探测器，所述LnP探测器通过晶圆键合的方式粘贴到硅光子基板上。
[0010]作为优选的，还包括光耦合器，所述光耦合器包括FA光纤阵列，所述FA光纤阵列的入射端面进行45度角研磨以增加耦合面积。
[0011]作为优选的，所述FA光纤阵列包括玻璃盖板和多芯单模光纤，所述硅光子基板上设置有容纳多芯单模光纤的槽体，所述玻璃盖板盖设在多芯单模光纤上，所述玻璃盖板、多芯单模光纤和所述硅光子基板之间通过粘结剂固定。
[0012]作为优选的，所述电单元还包括金属壳体和放大系统，所述放大系统封装在所述金属壳体内部，所述放大系统包括硅光前置放大芯片、频谱滤波器和放大电路控制模块，所述放大电路控制模块用于感测硅光前置放大芯片的输出信号，在所述输出信号处于高电平状态下时，响应高电平并控制施加于放大系统输入端的电流，以保持所述放大系统处于线性工作状态。
[0013]作为优选的，所述1分多的硅基波导分路器为1分8的硅基波导分路器。
[0014]本专利技术公开了一种光收发模块的制作方法，基于上述的光收发模块，包括以下步骤：
[0015]使用无源耦合方式，将光发射单元和光接收单元通过光耦合单元耦合，获得耦合
后的光电模块；
[0016]对耦合后的光电模块进行光纤传输数据测试，获得测试合格的产品；
[0017]将测试合格的产品进行封装。
[0018]作为优选的，包括以下步骤：
[0019]S1、在硅光子基板上设置FA光纤阵列，在所述FA光纤阵列的两端加盖玻璃盖板，并将硅光子基板与玻璃盖板通过粘结剂固定，获得基板
‑
盖板复合件；
[0020]S2、对所述基板
‑
盖板复合件的入射端面和出射端面进行研磨，获得研磨面与所述硅光子基板呈45度角。
[0021]作为优选的，所述S2中的研磨包括粗磨和抛光；
[0022]所述粗磨采用研磨粉研磨，所述研磨粉的粉体粒度为10nm
‑
2000nm，所述研磨粉的分体莫氏硬度为7
‑
9，所述研磨粉有晶格形态；
[0023]所述抛光采用抛光粉抛光，所述抛光粉的粉体粒度为5nm
‑
200nm，所述抛光粉的分体莫氏硬度为5
‑
9。
[0024]本专利技术公开了一种耦合方法，基于上述的光收发模块，包括以下步骤：
[0025]提供六位调节平台，所述六位调节平台用于放置和夹紧硅光子基板；
[0026]通过调节六位调节平台，使得光发射单元与光接收单元对准以使得接收光损耗最小。
[0027]有益效果：
[0028]1、在封装尺寸相同的情况下，本专利技术可以轻松实现800Gbps信号的收发，提升传统QSFP28系列模块速率8倍。
[0029]2、本专利技术中，光发射单元使用一个直流激光器与一个1分8的光分路器结合，成本节省80％以上，使得产品商业化竞争优势不断提升。
[0030]3、光发射单元发出来的8路光信号，只是用5个SIP调制器，与传统工艺8个SIP调制器相比成本节约50％以上。
[0031]4、光接收单元使用LnP探测器，通过晶圆键合方式粘贴到硅光子基板上，可以大批量商业加工，解决了当前SIP探测器灵敏度差、以及加工难度大等问题。光耦合单元使用无源耦合方式。无源耦合方式是把所述光发射单元与光接收单元与外部信号交换采用FA光纤阵列(monocrystalline silicon fiber array)，并进行耦合。在硅光子基板输入端与输出端需进行加贴玻璃盖板32，并对FA光纤阵列端面进行45度角研磨，从而增加耦合面积，简化耦合难度。
[0032]5、通过在硅光子基板上设置SiO2波导层，结构更为紧凑，体积小。
[0033]6、通过将EML调制系统封装在TEC壳体内，能够提高性能的稳定性。
附图说明
[0034]图1为本专利技术中的光收发模块的结构示意图；
[0035]图2为激光器、TEC壳体和波导SIP调制器的结构示意图；
[0036]图3为1分多的硅基波导分路器的结构示意图；
[0037]图4为FA光纤阵列；
[0038]图5为45
°
耦合原理示意图。
[0039]说明书附图标记说明：10、DSP芯；11、频谱滤波器；12、硅光前置放大芯片；13、EML调制系统；20、1分多的硅基波导分路器；21、波导SIP调制器；22、TEC壳体；23、激光器；24是波导SIP调制器21工作的调制电路；30、硅光子基片；31、多芯单模光纤；32、玻璃盖板。
具体实施方式
[0040]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0041]参照图1
‑
图3所示，本专利技术公开了一种光收发模块，包括硅光子基板、光单元和电单元。
[0042]硅光子基板包括硅片和设置在硅片上的SiO2波导层。SiO2波导层提供波导。
[0043]光单元设置在硅光子基板上，光单元包括光发射单元，光发射单元包括激光器23和1分多的硅基波导分路器20。激光器23可选择EML直流激光器。1分多的硅基波导分路器20将激光器23发射出的激光进行分光，获得多束功率相等的分光信号。1分多的硅基波导分路器20为1分8的硅基波导分路器，如此，可将激光分成8束。
[0044]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硅光子技术的光收发模块，其特征在于，包括硅光子基板和设置在硅光子基板上的光单元、电单元和控制管理系统；所述的硅光子基板包括硅片和设置在硅片上的SiO2波导层,SiO2波导层提供波导；所述的光单元包括光发射单元和光接收单元，所述光发射单元包括激光器和1分多的硅基波导分路器，所述1分多的硅基波导分路器将所述激光器发射出的激光进行分光，获得多束分光信号；所述的电单元包括放大系统和TEC壳体，所述TEC壳体内封装有EML调制系统，所述EML调制系统包括阵列排布的波导SIP调制器和驱动波导SIP调制器工作的调制电路，所述波导SIP调制器对多束分光信号进行调制；所述的激光器与所述1分多的硅基波导分路器连接，所述1分多的硅基波导分路器与所述波导SIP调制器连接。2.根据权利要求1所述的基于硅光子技术的光收发模块，其特征在于，所述光接收单元包括LnP探测器，所述LnP探测器通过晶圆键合的方式粘贴到硅光子基板上；所述的控制管理系统包括DSP芯片。3.根据权利要求1所述的基于硅光子技术的光收发模块，其特征在于，还包括光耦合器，所述光耦合器包括FA光纤阵列图4，所述FA光纤阵列的入射端面进行45度角研磨以增加耦合面积。4.根据权利要求3所述的基于硅光子技术的光收发模块，其特征在于，所述FA光纤阵列包括玻璃盖板和多芯单模光纤，所述硅光子基板上设置有容纳多芯单模光纤的槽体，所述玻璃盖板盖设在多芯单模光纤上，所述玻璃盖板、多芯单模光纤和所述硅光子基板之间通过粘结剂固定。5.根据权利要求1所述的基于硅光子技术的光收发模块，其特征在于，所述放大系统封装在金属壳体内部，所述放大系统包括硅光前置放大芯片、频谱滤波器和放大电路控制模块，所述放大电路控制模块用于感测硅光前置放大芯片的输出信号，在所述输出信号处于高电平状态下时，响应高电平并控制施加于放大系统输入端的电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖金标，赵关宝，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：