光学相控阵芯片以及光学相控阵组件制造技术

本发明专利技术提供一种光学相控阵芯片以及光学相控阵组件，所述光学相控阵芯片配置为倒装至电路板上以实现光电封装，所述光学相控阵芯片包括：衬底；光栅天线阵列，设置在所述衬底上，包括多条天线，每条天线包括光栅，配置为出射光线；调相器阵列，设置在所述衬底上，包括多个调相器，所述多个调相器配置为分别调制入射至所述多条天线的多路分光束的相位；第一电极衬垫，设置在所述光栅天线阵列和所述调相器阵列远离所述衬底一侧，配置为接收电信号以控制所述调相器调相，以及反射层，设置在所述光栅天线阵列远离所述衬底的一侧，配置为反射远离所述衬底出射的光线使得所述光栅天线阵列出射的光线基本上穿过所述衬底出射。的光线基本上穿过所述衬底出射。的光线基本上穿过所述衬底出射。

Optical phased array chips and optical phased array components

【技术实现步骤摘要】
光学相控阵芯片以及光学相控阵组件


[0001]本专利技术涉及光学相控阵
，具体而言，涉及一种光学相控阵芯片以及光学相控阵组件。

技术介绍

[0002]光学相控阵(Optical Phased Arrays，OPA)技术是通过调制方式使阵列波导之间产生特定相位差，实现光束角度的旋转，是一种灵活、快速和精确的非机械光束定向扫描技术，具有分辨率高、抗干扰性强和高保密性等特点。为了实现对OPA光芯片的调制，需要将OPA光芯片和起调制控制作用的集成电路进行电连接。

技术实现思路

[0003]本专利技术一些实施例提供一种光学相控阵芯片，配置为倒装至电路板上以实现光电封装，其特征在于，所述光学相控阵芯片包括：
[0004]衬底；
[0005]光栅天线阵列，设置在所述衬底上，包括多条天线，每条天线包括光栅，配置为出射光线；
[0006]调相器阵列，设置在所述衬底上，包括多个调相器，所述多个调相器配置为分别调制入射至所述多条天线的多路分光束的相位；
[0007]第一电极衬垫，设置在所述光栅天线阵列和所述调相器阵列远离所述衬底一侧，配置为接收电信号以控制所述调相器调相，以及
[0008]反射层，设置在所述光栅天线阵列远离所述衬底的一侧，配置为反射远离所述衬底出射的光线使得所述光栅天线阵列出射的光线基本上穿过所述衬底出射。
[0009]在一些实施例中，所述光学相控阵芯片还包括：
[0010]第一包层，设置所述光栅天线阵列和所述衬底之间；以及
[0011]第二包层，设置在所述光栅天线阵列和所述反射层之间，
[0012]所述第二包层的厚度为预设厚度，使得每条天线的光栅朝向所述衬底的方向出射的第一光线，和背离所述衬底的方向出射的第二光线经所述反射层反射后的反射光线形成相长干涉。
[0013]在一些实施例中，所述第二包层的厚度为预设厚度d满足如下公式：
[0014][0015]其中，m为不小于1的整数，Δφ为所述反射光线和所述第二光线之间的相位差，λ为所第一光线、所述第二光线以及所述反射光线的波长，n为第二包层的折射率。
[0016]在一些实施例中，所述光栅天线阵列在所述衬底上的正投影与所述反射层在所述衬底上的正投影至少部分重叠。
[0017]在一些实施例中，所述光栅在所述衬底上的正投影落入所述反射层在所述衬底上
的正投影内。
[0018]在一些实施例中，所述反射层包括分布式布拉格反射层。
[0019]在一些实施例中，所述光学相控芯片还包括：
[0020]分光网络，设置在所述衬底上，配置为将输入光分成多路分光束；以及
[0021]波导阵列，设置在所述衬底上，连接所调相器阵列以及所述光栅天线阵列，所述波导阵列包括多个光传输通路，所述多个光传输通路分别将经所述多个调相器调相后的多路分光束传输至所述多条天线，
[0022]其中，第一电极衬垫在所述衬底上的正投影落入所述分光网络和所述波导阵列中的至少一个在所述衬底上的正投影内。
[0023]本专利技术一些实施例提供一种光学相控阵组件，所述光学相控阵组件包括：
[0024]前述实施例所述的光学相控阵芯片；以及
[0025]电路板，包括基板以及设置在基板上的第二电极衬垫；以及
[0026]凸焊点，设置在所述第一电极衬垫和所述第二电极衬垫之间，配置为电连接所述第一电极衬垫和所述第二电极衬垫以传输所述电信号。
[0027]在一些实施例中，所述凸焊点植在所述第一电极衬垫远离所述衬底一侧。
[0028]在一些实施例中，所述凸焊点植在所述第二电极衬垫远离所述基板一侧。
[0029]在一些实施例中，所述电路板还包括：
[0030]第三电极衬垫，设置在所述基板上，配置为接入所述电信号；
[0031]第二电极衬垫与所述第三电极衬垫通过电路电连接，所述电路呈扇出状。
[0032]本专利技术实施例的上述方案与相关技术相比，至少具有以下有益效果：
[0033]通过在光学相控阵芯片上设置反射层，使得光学相控阵芯片倒装至电路板时，光学相控阵芯片出射的光线基本穿过所述衬底远离所述电路板出射，提高出光效率。
[0034]通过合理设计第二包层的厚度，使得倒装在电路板上的光学相控阵芯片发射的光线光强增大，提高出光效率。
[0035]反射层采用分布式布拉格反射层，提高光学相控阵芯片的出光效率。
[0036]采用凸焊点连接光学相控阵芯片的第一电极衬垫和电路板的第二电极衬垫，工艺简单，生成效率高。
附图说明
[0037]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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他的附图。在附图中：
[0038]图1为本专利技术一些实施例提供的光学相控阵芯片的结构示意图；
[0039]图2为图1中本专利技术一些实施例提供的倒装在电路板上的光学相控阵芯片的部分截面结构示意图；
[0040]图3为本专利技术一些实施例提供的天线的出射光线的光路图；
[0041]图4为本专利技术一些实施例提供的光学相控芯片的结构示意图；
[0042]图5为本专利技术一些实施例提供的电路板的结构示意图；以及
[0043]图6为本专利技术一些实施例提供的光学相控阵组件的结构示意图。
具体实施方式
[0044]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0045]在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
[0046]应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0047]应当理解，尽管在本专利技术实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述，但这些不应限于这些术语。这些术语仅用来将区分开。例如，在不脱离本专利技术实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。
[0048]还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学相控阵芯片，配置为倒装至电路板上以实现光电封装，其特征在于，所述光学相控阵芯片包括：衬底；光栅天线阵列，设置在所述衬底上，包括多条天线，每条天线包括光栅，配置为出射光线；调相器阵列，设置在所述衬底上，包括多个调相器，所述多个调相器配置为分别调制入射至所述多条天线的多路分光束的相位；第一电极衬垫，设置在所述光栅天线阵列和所述调相器阵列远离所述衬底一侧，配置为接收电信号以控制所述调相器调相，以及反射层，设置在所述光栅天线阵列远离所述衬底的一侧，配置为反射远离所述衬底出射的光线使得所述光栅天线阵列出射的光线基本上穿过所述衬底出射。2.根据权利要求1所述的光学相控阵芯片，其中，所述光学相控阵芯片还包括：第一包层，设置所述光栅天线阵列和所述衬底之间；以及第二包层，设置在所述光栅天线阵列和所述反射层之间，所述第二包层的厚度为预设厚度，使得每条天线的光栅朝向所述衬底的方向出射的第一光线，和背离所述衬底的方向出射的第二光线经所述反射层反射后的反射光线形成相长干涉。3.根据权利要求2所述的光学相控阵芯片，其中，所述第二包层的厚度为预设厚度d满足如下公式：其中，m为不小于1的整数，Δφ为所述反射光线和所述第二光线之间的相位差，λ为所第一光线、所述第二光线以及所述反射光线的波长，n为第二包层的折射率。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学相控阵芯片，其中，所述光栅天线阵列在所述衬底上的正投影与所述反射层在所述衬底上的正投影至少部分重叠。5.根据权利要求4所述的光学相控阵芯片，其中，所述光栅在...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾晓宁，孙杰，孙天博，
申请(专利权)人：北京摩尔芯光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：