一種基於陣列波導光柵的波分復用光發射器件的製作方法

2023-04-28 13:06:56

本發明涉及光信號發射技術領域，具體是一種基於陣列波導光柵的波分復用光發射器件。

背景技術：

光器件是光通信模塊的基石，其技術方案的創新是突破光模塊生產瓶頸的關鍵；隨著數據中心以及高性能計算應用對光組件傳輸速率與封裝尺寸提出了日益苛刻的要求；針對這種需求，IEEE組織專門制定了IEEE802.ba規範，該規範明確了40G與100G乙太網傳輸標準，利用CWDM/Lan-WDM波分復用技術，實現40G/100G傳輸速率，且符合特定封裝尺寸的光器件是當前光通信領域面臨的巨大挑戰。

現有CWDM/Lan-WD波分復用光發射器件都採用了濾波片的自由空間光路設計方案，光路結構多為：雷射器發射光進入輸入埠後，被第一透鏡準直聚焦，進入濾光片組，在濾光片組內多次來回反射實現波長的復用，然後再經過第二透鏡組準直聚焦後，將合波後的光發射出去；實現光的復用；現有採用濾光片實現波分解復用的空間光學結構，光路極其複雜，首先要把單個濾光片單元按一定順序精準地組合成一個多通道濾光片組，然後再實現光輸入埠、至少兩個透鏡組、多通道濾光片組的光路耦合，耦合封裝難度極大；該方案必須滿足光雷射器、輸出埠、透鏡組、多通道濾光片這四個光路同時通暢才能進行耦合。耦合效率低下，這與光器件低成本化、小型化、集成化的發展方向背道而馳；基於上述原因，迫切需要對現有技術的光器件進行技術改進和改良，以滿足使用需求。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種封裝難度低，封裝效率高，穩定性和可靠性強的基於陣列波導光柵的波分復用光發射器件，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基於陣列波導光柵的波分復用光發射器件，包括平面光波導集成波分復用晶片、小型化封裝雷射器和光纖組件；所述光纖組件包括陶瓷插芯、第一耦合埠、第二耦合埠、第一連接光纖、第二連接光纖、四通道光纖陣列和單通道光纖陣列；所述第一連接光纖的一端被固定在四通道光纖陣列內，其端面被拋光形成光纖組件的第一耦合埠，並與平面光波導集成波分復用晶片的輸入端面耦合粘接，第一連接光纖的另一端通過陶瓷插芯與小型化封裝雷射器連接；所述第二連接光纖的一端被固定在玻璃毛細管內，且其端面被拋光形成光纖組件的第二耦合埠，單通道光纖陣列通過第二耦合埠與平面波導集成波分復用晶片的輸出埠耦合；所述第二連接光纖的另一端安裝有光輸出埠；所述小型化封裝雷射器依次通過陶瓷插芯、第一連接光纖、四通道光纖陣列與平面光波導集成波分復用晶片的輸入端面耦合連接。

作為本發明進一步的方案：所述四通道光纖陣列和單通道光纖陣列作為光的輸入和輸出通道，分別位於平面光波導集成波分復用晶片兩側。

作為本發明再進一步的方案：所述四通道光纖陣列、單通道光纖陣列與平面光波導集成波分復用晶片具有相同的通道數和通道間隔。

作為本發明再進一步的方案：所述第一連接光纖為輸入光纖、第二連接光纖為輸出光纖，且為單芯光纖。

作為本發明再進一步的方案：所述光輸出埠為LC光接口。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明應用於光發射器件的波長復用；充分利用平面光波導集成波分復用晶片，能夠在晶片級上實現波長的復用與解復用，用它來代替空間光學濾光片，避免了繁雜的空間光學裝配，能大大提高封裝效率，增加光路可靠性與穩定性；此外光纖組件作為光信號進出光器件的通道，廣泛用於各種光無源器件封裝。然而在有源光器件封裝領域，特別是在光發射組件內部使用光纖組件作為光輸入通道尚未有應用；用光纖組件代替現有波分復用光發射組件的中的輸入埠、透鏡等組件，作為光進入波分復用光發射組件的通道，可以避免複雜的透鏡耦合工藝，大大降低了光器件成本、提高了耦合效率；本發明將現有光發射組件中的分立空間光學結構替換成集成化、模塊化的光學結構，並充分利用平面光波導集成波分復用晶片輸出端面冷加工技術進一步簡化光路結構，大大降低了波分復用光發射組件的封裝難度，提高封裝效率，同時也增加了光發射組件的穩定性與可靠性；本發明可生產性極強，各部件單獨生產，通過模塊化的方式拼接在一起，返修方便，當任何一個通道損壞時，只需更換損壞的通道即可，維修方便，只需完成平面光波導集成波分復用晶片與光纖陣列組件之間的耦合即可，無需對雷射器的每一個光路進行耦合對準，優化了光發射組件的生產效率，使得光發射器間具有可返修性，降低器件的生產成本和使用成本。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

其中，1-平面光波導集成波分復用晶片；2-四通道光纖陣列；3-單通道光纖陣列；4-第一連接光纖；5-小型化封裝雷射器；6-陶瓷插芯；7-第二連接光纖；8-第一耦合埠；9-第二耦合埠；10-光輸出埠。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。

請參閱圖1，一種基於陣列波導光柵的波分復用光發射器件，包括平面光波導集成波分復用晶片1、小型化封裝雷射器5和光纖組件；所述光纖組件包括陶瓷插芯6、第一耦合埠8、第二耦合埠9、第一連接光纖4、第二連接光纖7、四通道光纖陣列2和單通道光纖陣列3；所述四通道光纖陣列2和單通道光纖陣列3作為光的輸入和輸出通道，分別位於平面光波導集成波分復用晶片1兩側，四通道光纖陣列2、單通道光纖陣列3與平面光波導集成波分復用晶片1具有相同的通道數和通道間隔。

所述第一連接光纖4為輸入光纖，第一連接光纖4的一端被固定在四通道光纖陣列2內，其端面被拋光形成光纖組件的第一耦合埠8，並與平面光波導集成波分復用晶片1的輸入端面耦合粘接，第一連接光纖4的另一端通過陶瓷插芯6與小型化封裝雷射器5連接。

所述第二連接光纖7為輸出光纖，且為單芯光纖，第二連接光纖7的一端被固定在玻璃毛細管內，且其端面被拋光形成光纖組件的第二耦合埠9，單通道光纖陣列3通過第二耦合埠9與平面波導集成波分復用晶片1的輸出埠耦合。

所述第二連接光纖7的另一端安裝有光輸出埠10，光輸出埠10為LC光接口，第一連接光纖4通過陶瓷插芯6與小型化封裝雷射器5連接在一起；所述小型化封裝雷射器5通過陶瓷插芯6、第一連接光纖4、四通道光纖陣列2與平面光波導集成波分復用晶片1的輸入端面耦合連接；小型化封裝雷射器5發出的四個波長λ1、λ2、λ3、λ4的光信號，通過第一連接光纖4處輸入，依次通過第一連接光纖4、第一耦合埠8耦合進入平面光波導集成波分復用晶片1，在平面光波導集成波分復用晶片1內實現復用，合成一路光信號通過第二連接光纖7和光輸出埠10發射出去，完成光的復用。

上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利並不限於上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。