基于光子引线键合的可编程集成光芯片制造技术

本公开提供一种基于光子引线键合的可编程集成光芯片，包括：基板；多功能器件单元，包括多种功能器件，所述多种功能器件集成于所述基板上并可通过可擦除的光子引线键合连接；电控模块，通过金丝引线能够与任意的功能器件进行连接，以实现光芯片的不同功能。所述多功能器件单元包括：激光器模块、调制器模块、放大器模块、探测器模块、光路由模块、光滤波模块、矩阵算法模块、波导模块，共同集成于所述基板上并通过可擦除的光子引线键合连接。并通过可擦除的光子引线键合连接。并通过可擦除的光子引线键合连接。

【技术实现步骤摘要】
基于光子引线键合的可编程集成光芯片


[0001]本公开涉及集成光电子/光学可编程芯片/光光子引线键合/光光耦合/光光通信
，尤其涉及一种基于光子引线键合的可编程集成光芯片。

技术介绍

[0002]随着移动互联网、云计算、大数据的日渐繁荣，5G通信等新兴应用不断涌现，高速数据传输需求日益强烈。在骨干网和下一代数据中心中，由于电子芯片遇到速率瓶颈，而光电子芯片因其低功耗、高带宽特性成为了发展的重点。而现代通讯系统的发展，对光纤通信系统提出了更高的要求，其中大规模光电子集成技术成为最佳解决方案之一，其性能、成本、集成度等方面均优势明显，成为了研究热点，可编程光芯片通过软件定义实现重构能力，具有高度通用性与实用性，结合光子引线键合技术，实现光可编程芯片的构建成为了研究的重要课题。
[0003]目前的芯片分为两种，一种是单片集成的芯片，其内部的主要功能器件已经预先设置好，另一种是通过封装实现的集成芯片，通过金丝键合或者倒装焊后就无法更改芯片功能，这些芯片仅仅能实现单一功能，并且无法进行后期功能的改变，对于开发者而言，流片的时间和成本都很高。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]基于上述问题，本公开提供了一种基于光子引线键合的可编程集成光芯片，以缓解现有技术中的上述技术问题。
[0006](二)技术方案
[0007]本公开提供一种基于光子引线键合的可编程集成光芯片，包括：基板，多功能器件单元，电控模块。
[0008]多功能器件单元包括多种功能器件，所述多种功能器件集成于所述基板上并可通过可擦除的光子引线键合连接；电控模块通过金丝引线能够与任意的功能器件进行连接，以实现光芯片的不同功能。
[0009]根据本公开实施例，所述多功能器件单元包括激光器模块、调制器模块、放大器模块、探测器模块、光路由模块、光滤波模块、矩阵算法模块、波导模块，共同集成于所述基板上并通过可擦除的光子引线键合连接。
[0010]根据本公开实施例，，每种功能器件的数量为至少一个。
[0011]根据本公开实施例，所述激光器的材料体系选自III
‑
V族材料。
[0012]根据本公开实施例，所述调制器材料体系选自铌酸锂、铌酸锂、III
‑
V族、硅基材料。
[0013]根据本公开实施例，所述光路由、波导、光滤波、矩阵算法模块材料体系选自III
‑
V族、铌酸锂、铌酸锂、硅基，氮化硅，有机物。
[0014]根据本公开实施例，可编程集成光芯片能够具备与马赫曾德尔干涉仪、微环谐振器、光分束器、光合束器中至少一种相同的功能。
[0015]根据本公开实施例，通过将所述光子引线键合的光刻胶擦除后进行重新写入，可以对多种功能器件间的连接情况进行更改，实现光芯片的不同功能。
附图说明
[0016]图1为本公开实施例的基于光子引线键合的可编程集成光芯片组成结构示意图。
[0017]图2为本公开一实施例的基于光子引线键合的可编程集成光芯片的具体封装结构示意图。
[0018]【附图中本公开实施例主要元件符号说明】
[0019]1、基板；2、电控模块；3、激光器；4、调制器；5、放大器；6、探测器；7、光路由；8、光滤波；9、矩阵算法模块；10、波导；11、金丝；12、光子引线。
具体实施方式
[0020]本公开提供了一种基于光子引线键合的可编程集成光芯片，通过电控模块控制芯片的不同功能通过光子引线键合实现链接，将光刻胶通过双光子聚合形成光子引线，将剩余光刻胶清洗掉，更改芯片功能时将光子引线清除，再次构建新的功能模块，使得通过单一功能芯片以及光子引线，实现低耦合损耗、可编程可控的光学逻辑处理芯片，可提高器件性能的同时增大光电子集成的效率。
[0021]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0022]在本公开实施例中，提供一种基于光子引线键合的可编程集成光芯片，结合图1和图2所示，所述基于光子引线键合的可编程集成光芯片，包括：
[0023]基板；
[0024]多功能器件单元，包括多种功能器件，所述多种功能器件集成于所述基板上并可通过可擦除的光子引线键合连接；
[0025]电控模块，通过金丝引线能够与任意的功能器件进行连接，以实现光芯片的不同功能。
[0026]所述多功能器件单元包括：激光器模块、调制器模块、放大器模块、探测器模块、光路由模块、光滤波模块、矩阵算法模块、波导模块，共同集成于所述基板上并通过可擦除的光子引线键合连接。
[0027]激光器模块包括至少一个激光器3，调制器模块包括至少一个调制器4，放大器模块包括至少一个放大器5，探测器模块包括至少一个探测器6，光路由模块包括至少一个光路由7，光滤波模块包括至少一个光滤波8，矩阵算法模块包括至少一个矩阵算法模组9，波导模块包括至少一个波导10。上述器件均在同一块基板1上，由电控模块2控制不同的功能器件通过光子引线12进行连接。
[0028]其中，光子引线键合又称为自由曲面光波导三维纳米打印技术，可以在光子芯片之间进行光学的自由耦合，利用高能量的脉冲光束使得光刻胶特定位置处发生多光子聚合作用，形成三维的聚合物波导，聚合物波导的尺寸根据光芯片光场尺寸大小进行设计，进而
实现光场从芯片到芯片之的传输，其光学损耗低，自由度高，并且可以重构，将不同的光子芯片耦合封装成为一个整体的模块，将不同功能不同材料体系的芯片预置在基板上，使用电控模块控制光子引线将不同的芯片连接到一起，构成开发者所需的功能模块，当开发者需要更改功能时，将光子引线的光刻胶擦除后重新写入即可。
[0029]基于光子引线键合的可编程集成光芯片的材料组分可以包括多种材料体系。其中，激光器的材料体系为III
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V族；调制器材料为铌酸锂和铌酸锂薄膜，III
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V族，硅基；探测器材料体系为III
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V族和硅基；光路由、光波导、光滤波、矩阵算法模块材料体系为III
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V族，铌酸锂及铌酸锂薄膜，硅基，氮化硅，有机物。各个芯片的功能可以为激光器，调制器，放大器，探测器，光路由，光滤波，矩阵算法模块，波导，马赫曾德尔干涉仪，微环谐振器，光分束器，光合束器。
[0030]根据本公开实施例，激光器，调制器，放大器，探测器，光路由，光滤波，矩阵算法模块，波导可有一个或多个器件。
[0031]根据本公开实施例，通过将所述光子引线键合的光刻胶擦除后进行重新写入，可以对多种功能器件间的连接情况进行更改，实现光芯片的不同功能，例如实现赫曾德尔干涉仪、微环谐振器、光分束器、或光合束器的功能。
[0032]至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属
中普通技术人员所知的形式，并未进行详本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光子引线键合的可编程集成光芯片，包括：基板；多功能器件单元，包括多种功能器件，所述多种功能器件集成于所述基板上并可通过可擦除的光子引线键合连接；电控模块，通过金丝引线能够与任意的功能器件进行连接，以实现光芯片的不同功能。2.根据权利要求1所述的可编程集成光芯片，所述多功能器件单元包括：激光器模块、调制器模块、放大器模块、探测器模块、光路由模块、光滤波模块、矩阵算法模块、波导模块，共同集成于所述基板上并通过可擦除的光子引线键合连接。3.根据权利要求2所述的可编程集成光芯片，每种功能器件的数量为至少一个。4.根据权利要求2所述的可编程集成光芯片，所述激光器的材料体系选自III
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【专利技术属性】
技术研发人员：翟鲲鹏，王欣，吉贵军，周赤，郑耀国，杨国亮，郭丹丹，张心研，袁海庆，白金花，文花顺，刘宇，李明，祝宁华，
申请(专利权)人：珠海光库科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：