本发明专利技术提供一种波导芯片和PD阵列耦合的对准方法，采用红外光源照明，使PD阵列通过红外CCD在监视器中清楚成像，然后调节微调架控制波导芯片与PD阵列高度和水平位置，使经波导芯片反射的光斑垂直打在PD光敏面上，从而达到高效耦合；或者通过驱动模块和电脑相连自动调整六维微调架，电脑通过数据采集卡采集红外CCD图像信息，自动控制软件对图像进行处理并得出经波导芯片反射后的光斑阵列和PD光敏面阵列的斜率及位置差，自动控制软件控制六维微调架的调节对应的轴向使光斑阵列与PD光敏面阵列重合；本发明专利技术同时还提供了一种波导芯片和高速PD阵列耦合的对准装置，采用本发明专利技术可以减少波导芯片和PD阵列对准时间，提高对准效率及重复性，从而保证产品一致性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是ー种光通信领域光学传输介质和半导体光电子器件的混合集成方法，特别涉及的是光波导芯片和光探測器件之间的光学对准装置以及对准方法，本专利技术属于通信领域。
技术介绍
光通信技术日益发展，其传输速率也在不断提高。目前，40G技术已经发展成熟，40G技术未来的发展方向是逐步降低设备成本。接下来几年，100G技术将逐步代替40G技术成为主流的高速新传输商用技木。速率在不断提升，但通信系统的本质没有变，光通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收端组成，其中需要使用光学发射器、光学传输 介质和光学接收器。LD (Laser Diode,激光二极管)或 VCSEL (Vertical Cavity SurfaceEmitting Laser,垂直表面发射激光器)主要被用作光学发射器，光纤、PLC (PlanarLightwave Circuit，平面光波电路)器件主要被用作光学传输介质，半导体光电子器件，例如F1D (Photo-Diode,光电ニ极管)主要被用作光电接收器。在光学接收机中，光信号经过波导芯片进入ro中实现光到电的转换，光信号从波导芯片ro的耦合技术是光学接收机中一个关键技术。高速光通信的发展越来越迅速，其中ー个很重要的特点是器件集成度提高，光子集成技术将更广泛的应用在系统中。100G光通信中采用PM-QPSK调制，PM-QPSK是ー种偏振的复用及相位的调制，其接收机的电速率达25Gbps。因为光探測器的带宽与半导体材料内载流子穿越时间和信号处理电路响应时间有关，所以与低速ro相比高速ro光电探测器具有更小的穿越时间，其光敏面也更小。例如，HAMAMATSU公司的速率为500Mbps的PD，其光敏面大小为O. 3mm ;速率为IGbps的PD，光敏面大小约为O. 2mm ;某公司25Gbps的PD，其光敏面大小为24um。波导芯片与ro对准目前有以下常用方案 采用传统机械标识的无源对准方案，通过机械标识，标明ro及波导预先设计的位置，通过贴片分别把ro和波导粘接到标识位置，机械标识容易达到O. Imm的精度，满足低速ro的耦合对准的精度要求。而对于高速ro来说，其光敏面仅24um，其对准精度需要达10um，机械标识精度已经不能满足高速ro的准精度要求。监控光电流的有源对准方式，即给波导芯片输入红外光，并且让光探測器处于运行状态，反复、仔细调整波导的位置，使光探测器输出光电流达到最大值，此时耦合效率最高。有源对准方式通过皮安表监控光电流，光电流最大吋，耦合效率最高，这种方案是耦合对准的ー种常用方案。但是对于100G的接收机来说，这种对准方式有以下弊病1)100G接收机中采用的四个ー组的ro阵列，采用有源对准时需要同时监控四路电信号，而耦合对准时有6个维度需要调节，6维调节保证光电流同时到达最大值就不是一件容易的事。2)有源对准时需要监控光电流，监控光电流就必须从ro上面镀金焊盘引出额外的金线供皮安表探測，而对于高频电路来说，这种额外引出测试线的方法将破坏其高频特性，至其速率达不到要求的25Gbps。
技术实现思路
本专利技术目的是克服现有技术存在的缺点与不足，提供了一种波导芯片和ro阵列耦合的对准装置以及利用其对准的方法，特别是针对波导芯片和高速ro阵列耦合的主动光学对准，把原本现有技术采用的电流的測量转换为光学图像位置的监控，从而避免了测量PD电流时额外打线而破坏模块电路的高频特性。本专利技术所采用的技术方案是 一种波导芯片和ro阵列耦合的对准装置，所述的对准装置包括有红外(XD监测系统、六维微调架、夹持单元、波导支撑架、模块支架、待耦合对准模块、待耦合对准模块的封装外 盒、基板；所述的红外CXD监测系统由红外(XD、三维微调架，红外CXD支架和监视器、照明光源和LED光源组成；其响应谱线涵盖可见光和近红外光波段；所述的待耦合对准模块包括波导芯片和H)阵列，其被封装在封装外盒内；所述的夹持单元设置在六维微调架上，且其上固定有波导支撑架；所述的六维微调架旁设置有模块支架，模块支架上固定有待耦合对准模块的封装外盒，封装外盒底部固定设置有基板，基板上设置有ro阵列，PD阵列的光敏面向上；所述的波导芯片固定在波导支撑架上，其输出光斑垂直向下，其位置位于ro阵列的上方；所述的红外(XD倾斜放置对准ro阵列。所述的六维微调架通过驱动模块与电脑连接，由电脑控制其6维方向的移动。所述ro阵列采用高速ro阵列，所述高速ro阵列的速率大于lOGbps。所述红外(XD101的图像总放大率为100X，图像分辨率达2um ;所述六维微调架103的细调精度为lum。所述的波导芯片上粘接有一直角棱镜，直角棱镜中的另一直角面上设置有透镜阵列，通过透镜阵列的光斑阵列投射到ro阵列的光敏面上。所述波导芯片输出端面具有ー个45度角斜面。ー种利用波导芯片和ro阵列耦合的对准装置对波导芯片和ro阵列耦合进行学对准的方法，步骤I:把ro阵列光敏面向上固定在待耦合对准模块的封装盒底部设置的基板上，待耦合对准模块的封装盒固定在模块支架上面，打开LED光源，调节红外CCD支架上面的三维微调架的手轮，使ro阵列108清晰成像在监视器的正中间；步骤2 :将照明光源采用一个透镜光纤与850nm红光光源连接，当看到透镜光纤末端发射的红光光斑时，调节照明光源使红光光斑落到ro阵列上；步骤3 :断开850nm红光光源，换上ASE光源，再次微调红外CXD的三维微调架的X轴向手轮，重新对焦，使H)阵列在ASE光源照明下面重新清晰成像在监视器上面，监视器上面可以看到ASE光源照明下的H)阵列的光敏面；步骤4 :在波导芯片背面点上热固化胶，把波导芯片粘接在波导支撑架上，使其输出光斑垂直向下，放入烘箱加热固化；步骤5 :待热固化胶固化后，用夹持单元夹住波导支撑架，连同波导芯片一起固定到六维微调架上，并把波导芯片另外一端耦合的尾纤也连接上ー个ASE光源；步骤6 :当监视器上面可以看到ASE光源经过波导芯片反射后的光斑阵列且监视器上面同时可以看到ASE光源照明下的H)阵列的光敏面以及ASE光源经过波导芯片反射后的光斑阵列吋，自动或手动调节六维微调架，使光斑阵列与ro阵列的光敏面重合，调节完成后，点胶固化。所述步骤6中，自动调节六维微调架以使光斑阵列与ro阵列的光敏面重合的分步骤为a.六维微调架通过驱动模块与电脑连接；b.红外CCD通过数据采集卡与电脑连接，通过编程采集数据采集卡内容，读取红外CCD的灰度图像；c.找出图像中光斑阵列位置及ro光敏面阵列的像素位置，计算光斑阵列的斜率KI与ro光敏面阵列的斜率K2，当KIデK2吋，电脑通过驱动模块控制六维微调架的调整沿Z轴旋转的维度，在调节六维微调架的同时，不断计算光斑阵列的斜率Kl的值，直至K1=K2 ；d.计算光斑阵列与光敏面阵列在X轴方向的像素差Λ X和在在Y轴方向的像素差Λ Y，当ΛΧデO和ΛΥデO时，电脑通过驱动模块分别控制微调架X轴和Y轴进行调节的同时不断计算ΛΧ和ΛΥ的值，直至AX=O和AY=O0本专利技术具有的优点具体如下 1、本专利技术方法具有波导芯片和ro阵列耦合对准简单，操作快捷，对准精度高的优点； 2、本专利技术的光学对准过程中不需要实时测量ro的电流，把原本现有技术采用的电流測量转换为光学图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种波导芯片和PD阵列耦合的对准装置，其特征在于：？？？所述的对准装置包括有红外CCD监测系统、六维微调架（103）、夹持单元（102）、波导支撑架（115）、模块支架（104）、待耦合对准模块、待耦合对准模块的封装外盒（111）、基板（114）；？？？所述的红外CCD监测系统由红外CCD（101）、三维微调架（107），红外CCD支架（106）和监视器（118）、照明光源（105）和LED光源（119）组成；其响应谱线涵盖可见光和近红外光波段；？？？所述的待耦合对准模块包括波导芯片（109）和PD阵列（108），其被封装在封装外盒（111）内；？？？所述的夹持单元（102）设置在六维微调架（103）上，且其上固定有波导支撑架（115）；？？？所述的六维微调架（103）旁设置有模块支架（104），模块支架（104）上固定有待耦合对准模块的封装外盒（111），封装外盒（111）底部固定设置有基板（114），基板（114）上设置有PD阵列（108），PD阵列（108）的光敏面向上；？？？所述的波导芯片（109）固定在波导支撑架（115）上，其输出光斑垂直向下，其位置位于PD阵列（108）的上方；？？？所述的红外CCD（101）倾斜放置对准PD阵列（108）。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：石川，梁雪瑞，陈征，江雄，赵小博，汪灵杰，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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