同时，上述距离为30Um-50Um，而不是精确的一个数值，是由于工艺的原因，每次制造的成品都不能保证在同一个数值。上述距离只要能保证所述光波导阵列部件220与所述波导光栅耦合器210的耦合效率达到预定的耦合效率即可，此优选实施方式只是一个特例。
[0057]在上述实施例的基础上，在本发明的一个【具体实施方式】中，所述光波导阵列部件220左端面与所述波导阵列部件220的上表面所成的锐角的范围是40度到50度。所述锐角的范围是40度到50度，可以使得从所述光波导输出的光信号，能经全反射从所述光波导阵列部件220的上表面输出，以很高的效率与所述波导光栅耦合器210耦合，或者从所述光波导阵列部件220的上表面输入，经全反射与所述光波导耦合后，由所述光波导输出。
[0058]必须说明的是，所述光波导阵列部件220左端面与所述波导阵列部件220的上表面所成的锐角的范围是40度到50度，并不是一成不变的，随着传输的光信号的波长的改变，也可能发生改变，只要为了使所述光波导与所述波导光栅耦合器210之间传输光信号时，耦合效率更高而已。
[0059]在上述实施例的基础上，在本发明的一个【具体实施方式】中，所述全反射元件221为薄膜滤波片或全反射膜，如图9、图10所示。必须要说明的是，所述全反射元件221为薄膜滤波片或全反射膜，可以使得工艺简单的同时，能很好的实现将入射的光信号进行全反射，并且经全反射后的光信号与所在方向的光波导耦合。
[0060]在上述实施例的基础上，在本发明的一个【具体实施方式】中，所述光波导阵列部件220左端面是通过光学冷加工方式研磨得到的。使用光学冷加工方式研磨得到的左端面，速度快，精度高，可大批量制造，成本低。
[0061]在上述实施例的基础上，在本发明的一个【具体实施方式】中，所述光波导阵列220的横截面的形状为正多边形或圆形。在本实施例中，所述光波导阵列部件220的横截面的形状为正多边形或圆形，可以使得所述光波导阵列部件220的制作工艺简单化，并且在完成封装后，整个封装结构的外观更加的美观，所述封装结构与其他部件组合使用时，更加容易被固定。
[0062]综上所述，本发明实施例所提供的硅光子芯片的封装结构中，所述光纤阵列230包括多条并排设置的光纤，所述光波导阵列部件220包括多条与所述光纤一一对应的光波导，由此可见，本发明实施例所提供的硅光子芯片的封装结构中，所述硅光子芯片200、所述波导光栅耦合器210、所述光波导阵列部件220以及所述光纤阵列230均采用集成封装的形式，先形成阵列结构，再进行组装。相较于现有技术中的硅光子封装结构，先单独制作只包括一条光纤以及一个光波导的分立的单通道封装结构，再对多个单通道封装结构进行集体封装的结构。本发明实施例所提供的硅光子芯片的封装结构，无需对一条光波导以及一条输出光纤对应的结构进行单独封装，从而省略了单独封装所需要的体积以及工艺流程，使得本发明实施例所提供的硅光子芯片的封装结构的封装体积较小，制造成本较低。
[0063]同时，由于所述光波导阵列部件220使用半导体工艺结构生产，成本低，适合大批量生产。所述光波导阵列部件220很容易与所述光纤阵列230实现耦合，使用耦合台对耦后，用胶水将两者粘剂，形成一个整体的波导光纤阵列，由于此工艺是现在无源光器件的成熟工艺，很容易实现，工艺成本低，适合大批量生产。然后将所述硅光子芯片贴装到所述波导光纤阵列部件220上耦合即可。因为所述光波导阵列部件220使用半导体工艺生产，所述光波导结构的光波导的波导中心到上表面的距离D很容易控制，可以精确控制其覆盖厚度，达到需要的厚度，精度高，很容易实现所述光波导阵列部件220与所述波导光栅耦合器210之间的耦合，耦合效率高，可实现大批量生产，工艺成本低。同时，由于所述光波导阵列部件220具有多条光波导，只要有相应的光纤阵列与之耦合连接，即可成为多通道器件，此耦合为现有的成熟技术，可轻易实现。可知，此多通道器件封装后，体积小，难度低，成本低，适宜大批量生产。
[0064]综上可知，本发明实施例所提供的硅光子芯片的封装结构，工艺简单，耦合效率高，在实现多通道封装，封装体积小，集成度高，适宜大批量生产。
[0065]以上对本发明所提供的硅光子芯片的封装结构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种硅光子芯片的封装结构，其特征在于，包括: 硅光子芯片，所述硅光子芯片用于发射第一光信号； 波导光栅耦合器，所述波导光栅耦合器的上表面与所述硅光子芯片的输出端连接，所述波导光栅耦合器接收所述第一光信号，并对其进行光模场直径变换后输出第二光信号； 光波导阵列部件，所述光波导阵列部件包括多条光波导，所述光波导阵列部件的左端面具有全反射元件，所述光波导阵列部件的左端面与上表面的夹角为锐角，所述波导光栅耦合器的下表面贴装到所述光波导阵列部件的上表面的左端，所述光波导阵列部件将从其上表面接收到的所述第二光信号，经所述全反射元件全反射后，从所述光波导的左端耦合到所述光波导并在其内部传输，由所述光波导的右端输出第三光信号； 光纤阵列，所述光纤阵列包括多条并排设置的光纤，并与所述光波导阵列部件的右端耦合连接，接收所述第三光信号，所述光纤与所述光波导一一对应并耦合连接。
2.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述光波导阵列部件包括光波导阵列基板、光波导阵列盖板和光纤阵列盖板，其中，所述光波导阵列基板包括:只具有多条光波导的一端为第一光波导基板，和与所述光纤阵列的一端耦合连接的第二光波导基板；所述光波导阵列盖板覆盖在所述第一光波导基板的上表面，所述光纤阵列盖板覆盖在所述耦合进的光纤阵列的上表面。
3.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述第二光波导基板的上表面具有容纳光纤的凹槽，所述凹槽与所述光波导--对应。
4.如权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述凹槽为V型槽。
5.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述光波导的中心与所述光波导阵列部件的上表面的距离为30um-50um。
6.如权利要求1、2或5的任意一项所述的封装结构，其特征在于，所述光波导阵列部件左端面与所述波导阵列部件的上表面所成的锐角的范围是40度到50度。
7.如权利要求1、2或5的任意一项所述的封装结构，其特征在于，所述全反射元件为薄膜滤波片或全反射膜。
8.如权利要求1、2或5的任意一项所述的封装结构，其特征在于，所述光波导阵列部件左端面是通过光学冷加工方式研磨得到的。
9.如权利要求1、2或5的任意一项所述的封装结构，其特征在于，所述光波导阵列部件的横截面的形状为正多边形或圆形。
【专利摘要】本发明公开了一种硅光子芯片的封装结构，包括波导光栅耦合器的上表面与硅光子芯片的输出端连接，所述波导光栅耦合器接收所述硅光子芯片发射的第一光信号，并对其进行光模场直径变换后输出第二光信号，其下表面贴装到光波导阵列部件的上表面的左端，所述光波导阵列部件包括多条光波导，将从其上表面接收到的所述第二光信号，经位于其左端面的全反射元件全反射后，从所述光波导的左端耦合到其内部传输，由所述光波导的右端输出第三光信号，光纤阵列包括多条并排设置的光纤，并与所述光波导阵列部件的右端耦合连接，接收所述第三光信号，所述光纤与所述光波导一一对应并耦合连接。所述封装结构成本低、容易操作、精度高、可集成、易于批量生产。
【IPC分类】G02B6-24, G02B6-12
【公开号】CN104765102
【申请号】CN201510189388
【发明人】刘华成, 李朝阳
【申请人】四川飞阳科技有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月21日