单模光纤到光芯片波导的双透镜高效耦合系统及优化方法技术方案

本公开实施例提供了一种单模光纤到光芯片波导的双透镜高效耦合系统，包括：光芯片波导、单模光纤和双透镜；双透镜设于光芯片波导和单模光纤之间，用于将从所述单模光纤射出的光耦汇聚耦合进所述光芯片波导。该双透镜高效耦合系统具有结构简单、可靠性高、调整装配简便、容差大、成本低等特点，可满足有高效率单模光纤到光芯片耦合要求的光通讯、光纤通信、微波光子学等相关科研与工业生产等领域的要求。波光子学等相关科研与工业生产等领域的要求。波光子学等相关科研与工业生产等领域的要求。

【技术实现步骤摘要】
单模光纤到光芯片波导的双透镜高效耦合系统及优化方法


[0001]本公开涉及光通信与光探测器件及光模块
，尤其涉及一种单模光纤到光芯片波导的双透镜高效耦合系统及优化方法。

技术介绍

[0002]宽带通信的需求和大数据信息激增都促使着无线通信和数据处理带宽、速率的不断提升。基于低损耗光纤技术的高带宽电光调制器、光电转换器件的光载无线通信系统正受到学术界和工业界的广泛关注。
[0003]由于采用面入射方案的传统光电探测器无法实现光信号群速度与电信号相速度匹配，因此芯片带宽受限。采用边入射波导结构方案的新型器件设计，可以提高饱和功率的同时还可以提升光探测器的带宽，而提高带宽需要光纤和芯片边入射波导之间高效耦合。除了带宽指标，光响应度是另一重要指标，而提高光响应度只能通过提高光耦合效率来解决。但是，光电子芯片的高集成特性，导致光子芯片波导的尺寸与现有光通讯用光纤严重模式失配，导致了耦合损耗巨大的问题。
[0004]现有的单模光纤的纤芯直径通常为8微米，波导端面尺寸通常为800nm，前者是后者的10倍左右。光纤到芯片波导的耦合损耗导致本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单模光纤到光芯片波导的双透镜高效耦合系统，其特征在于，包括：光芯片波导、单模光纤和双透镜；所述双透镜设于所述光芯片波导和所述单模光纤之间，用于将从所述单模光纤射出的光耦汇聚耦合进所述光芯片波导。2.根据权利要求1所述的双透镜高效耦合系统，其特征在于，所述双透镜的透镜尺寸包括：w＝0.6mm，h∈(0.94～1.5)mm，t∈(0.54～1)mm，w表示透镜的宽度，h表示透镜的高度，t表示透镜的厚度；所述双透镜中透镜之间的距离Δx∈(5～10)mm；所述双透镜的对准距离ΔXcoupling∈(0.10.5)μm。3.根据权利要求1所述的双透镜高效耦合系统，其特征在于，所述单模光纤的数值孔径为0.13，所述双透镜的数值孔径与所述单模光纤的数值孔径匹配，所述光芯片波导的数值孔径为0.9558。4.根据权利要求1所述的双透镜高效耦合系统，其特征在于，所述光芯片波导、所述光纤和所述双透镜的模场匹配。5.根据权利要求1所述的双透镜高效耦合系统，其特征在于，所述单模光纤满足条件：θ≤2arcsinNA，其中，θ表示单模光纤的远场发散角，NA表示所述单模光纤的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰涛，陶冶，王梦宾，卢娟，付孟博，张薇，祝宁华，宋国峰，
申请(专利权)人：雄安创新研究院，
类型：发明
国别省市：