一种小型化硅光芯片、硅光组件及其COB组件制造技术

本发明专利技术涉及光通信技术领域，具体涉及一种小型化硅光芯片、硅光组件及其COB组件，所述硅光芯片至少包括调制器单元、接收探测器单元、辅助耦合波导单元、发射输入波导单元、发射输出波导单元、接收输入波导单元、分路器单元和检控探测器单元；调制器单元和接收探测器单元并排设置；接收探测器单元与接收输入波导单元连接；调制器单元一端与发射输出波导单元连接，另一端与分路器单元连接；分路器单元还分别与发射输入波导单元和检控探测器单元连接；辅助耦合波导单元设置于调制器单元和接收探测器单元的外周；辅助耦合波导单元、发射输入波导单元、发射输出波导单元、接收输入波导单元的通道口均设置于硅光芯片的同一边界。元的通道口均设置于硅光芯片的同一边界。元的通道口均设置于硅光芯片的同一边界。

【技术实现步骤摘要】
一种小型化硅光芯片、硅光组件及其COB组件


[0001]本专利技术涉及光通信
，具体涉及一种小型化硅光芯片、硅光组件及其COB组件。

技术介绍

[0002]在光通信
，光模块作为光通信设备的关键部件，其速率和阵列度也越来越高。但若光模块仍然采用传统设计，功率密度将不断增大，从而使散热要求也越来越高。而硅光技术的出现，基于其低功耗、高阵列的特点，将大大降低规模化商业化阵列电路得成本。因此，硅光芯片可以实现高速、大容量的片上光通信，从而满足日益增长的对光通信系统低功耗、廉价和高速等需求。
[0003]目前，高速光模块采用硅光芯片实现信号调制和光电转换功能是一种主流方案。由于硅光芯片不能阵列发光单元，现有技术一般是紧邻硅光芯片设置两路激光路光源，通过外置发光单元为硅光芯片提供光源。此外，硅光芯片还将与FA耦合，从而需要硅光芯片尺寸足够大，才能确保硅光芯片能与两路激光器和FA耦合对准。
[0004]授权号CN113281841B公开了一种硅光多通道并行光组件及其耦合方法，包括激光器组、FA组件以及硅光阵列芯片，所述发射输出波导单元和所述接收输入波导均与所述FA组件对接，所述发射输入波导单元与所述激光器组同路设置，沿所述激光器组至所述硅光阵列芯片的方向，所述激光器组和硅光阵列芯片之间还依次设有耦合透镜组、隔离器、棱镜组以及发射端玻璃条。同时该专利采用阵列的硅光芯片，发射部分仍采用两路直流激光器组，接收芯片阵列在硅光芯片内部，光通道口采用业界成熟的FA
‑
MPO，具有工艺成熟，阵列程度高，成本相对较低，耦合工序少等优点，是400G以上速率的优势选择之一。
[0005]虽然现有技术提供了一种成本相对较低、耦合工序少的硅光芯片及其组件，但是仍然存在一些缺点和不足：1.硅光芯片因需要与两路激光器和FA组件耦合对准，导致硅光芯片尺寸偏大，从而导致硅光芯片成本上升；2.硅光芯片的辅助耦合通道彼此相邻或相近，无法保证较远通道的对准精度；3.由于硅光芯片需要耦合FA和至少两路并排激光光源，同时激光光源至少包括激光器贴片、准直透镜耦合、汇聚透镜耦合和隔离器耦合，从而导致对应硅光组件生产的难度提高，进而降低生产效率、提升返修难度；4.硅光组件的两组激光光源并排设计，导致发热阵列、不利于散热，从而使硅光芯片产生应变，进而影响硅光组件的性能和可靠性。

技术实现思路

[0006]本专利技术根据现有技术存在的硅光芯片体积大、成本高，以及硅光组件生产效率低、不易散热等技术问题，提供了一种小型化硅光芯片、硅光组件及其COB组件。
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种小型化硅光芯片，所述硅光芯片至少包括调制器单
元、接收探测器单元、辅助耦合波导单元、发射输入波导单元、发射输出波导单元、接收输入波导单元、分路器单元和检控探测器单元；所述调制器单元和接收探测器单元并排设置；所述接收探测器单元与接收输入波导单元连接；所述调制器单元一端与发射输出波导单元连接，另一端与分路器单元连接；所述分路器单元还分别与发射输入波导单元和检控探测器单元连接；所述辅助耦合波导单元设置于所述调制器单元和接收探测器单元的外周；所述辅助耦合波导单元、发射输入波导单元、发射输出波导单元、接收输入波导单元的通道口均设置于所述硅光芯片的同一边界。
[0008]具体的，所述调制器单元，用于将电信号调制成光信号；所述接收探测器单元，用于将光信号转换为电信号；所述辅助耦合单元，用于辅助光路快速耦合；所述发射输入波导单元，用于外部光源输入硅光芯片；所述发射输出波导单元，用于将调制后的光信号输出；所述接收输入波导单元，用于将接收到的光信号输入硅光芯片；所述分路器单元，用于分光；所述检控探测器单元，用于监控光路的光功率。
[0009]首先，本专利技术的构思之一在于对硅光芯片各单元布置，在保证器件性能的情形下，缩减整个硅光芯片的体积，从而达成降低芯片成本的目的。因此，对于硅光芯片而言最主要的是通过所述调制器单元和接收探测器单元实现电光转换和光电转换，从而两种单元占据着硅光芯片的主要面积。本专利技术将所述调制器单元和接收探测器单元并排设置，保证两者的功效，并形成相应的所述调制器单元阵列区和所述接收探测器单元阵列区。同时，所述辅助耦合波导单元采用环绕设置，将所述调制器单元阵列区和所述接收探测器单元阵列区进行环绕，从而使所述辅助耦合波导单元两侧的通道口置于所用通道口的最外围，进而保证所述硅光芯片后续的对准操作。其次，本专利技术的构思还在于将所述分路器单元、检控探测器单元、发射输出波导单元和所述调制器单元进行集成阵列设置，从而可对所述调制器单元阵列区的每一个调制器单元的光功率进行检测。基于本专利技术提供的硅光芯片相较于现有技术而言，在同等数量的调制器单元和接收探测器单元的情形下，可将硅光芯片的平面面积减少30%以上，从而还能相应降低硅光芯片的成本。另外，得益于所述辅助耦合波导单元的设计，还能在硅光芯片后续组装对准操作中提高对准效率，进而提高后续组装操作的生产效率。
[0010]进一步的，本专利技术的又一构思在于对所述分路器单元处所述检控探测器单元的结构进行优化设计，从而在对所述发射输出波导单元进行检控的同时，使硅光芯片的布局更加合理。具体的，所述调制器单元、分路器单元和发射输出波导单元采用直线设计，所述检控探测单元设置于所述分路器单元的侧边，从而使调制器单元、分路器单元、发射输出波导单元和检控探测器单元形成整体，再进而形成阵列。由于，所述检控探测器单元的合理设计，可以尽量减少各单元对硅光芯片平面面积的占用。
[0011]进一步的，所述发射输入波导单元采用折弯设计，通过弯折的方式使所述发射输入波导单元的通道口与所述辅助耦合波导单元、发射输出波导单元和接收输入波导单元的通道口位于所述硅光芯片的同一边界。
[0012]在第一方面的又一可能的实施例，所述硅光芯片还包括均分分路器单元；所述均分分路器分别与相邻的两组调节器单元连接，并设置于所述调节器单元和
所述发射输入波导单元之间，实现所述调节器单元和发射输入波导单元的连通。
[0013]具体的，本专利技术的又一构思在于，通过所述均分分路器单元实现相邻调节器单元在发射输入波导单元处的耦合，进而缩减发射输入波导单元的数量，进一步达成对硅光芯片平面面积的缩减。
[0014]进一步的，所述均分分路器单元根据两组所述调节器单元进行设置，即所述均分分路器的数量为所述调节器单元的数量的一半。同时，所述均分分路器单元根据所述调节器单元的分布，采用对称式设计，即所述均分分路器单元与两组所述调节器单元进行组合，相邻组合的所述均分分路器单元形成对称结构。
[0015]在第一方面的又一可能的实施例，所述均分分路器单元为50：50分路器。
[0016]具体的，由于本专利技术的均分分路器单元用于同时供给两组所述调节器单元，为了保证所述调节器单元接收功率的一致，所述均分分路器单元选用50：50分路器，从而实现功率的均分。
[0017]在第一方面的又一可能的实施例，所述调制器单元与所述发射输入波导单元之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型化硅光芯片，其特征在于，所述硅光芯片至少包括调制器单元、接收探测器单元、辅助耦合波导单元、发射输入波导单元、发射输出波导单元、接收输入波导单元、分路器单元和检控探测器单元；所述调制器单元和接收探测器单元并排设置；所述接收探测器单元与接收输入波导单元连接；所述调制器单元一端与发射输出波导单元连接，另一端与分路器单元连接；所述分路器单元还分别与发射输入波导单元和检控探测器单元连接；所述辅助耦合波导单元设置于所述调制器单元和接收探测器单元的外周；所述辅助耦合波导单元、发射输入波导单元、发射输出波导单元、接收输入波导单元的通道口均设置于所述硅光芯片的同一边界。2.如权利要求1所述的一种小型化硅光芯片，其特征在于，所述硅光芯片还包括均分分路器单元；所述均分分路器分别与相邻的两组调节器单元连接，并设置于所述调节器单元和所述发射输入波导单元之间，实现所述调节器单元和发射输入波导单元的连通。3.如权利要求2所述的一种小型化硅光芯片，其特征在于，所述均分分路器单元为50：50分路器。4.如权利要求1或2任一所述的一种小型化硅光芯片，其特征在于，所述调制器单元与所述发射输出波导单元之间也设置有所述分路器单元和检控探测器单元；所述分路器单元设置于所述发射输出波导单元侧，所述检控探测器单元与所述分路器单元连接。5.如权利要求4所述的一种小型化硅光芯片，其特征在于，所述分路器单元为2：98分路器，用于将2%的光信号输入所述检控探测器单元。6.如权利要求4所述的一种小型化硅光芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明，何伟炜，肖潇，白航，
申请(专利权)人：众瑞速联武汉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：