和30d的对准处理。
[0043]图7B示出根据本发明的光学布置的又一变化例。图7B中所示的布置具有将图7A中所示特征更改后的特征:第二单元34中的第一透镜30c设置为更靠近于光混合器16x。也就是，第二单元34中第一透镜30c与光混合器16x之间的距离L4短于第一单元32中的距离L2。在图7B所示的这种布置中，第一单元32的第二透镜30b的侧面空间，也就是，第二单元34中第一透镜30c与第二透镜30d之间的空间变得更宽，以提高双透镜系统的光学对准的生产率。
[0044]图8示出装配如参照附图所描述的双透镜系统的流程。首先，在步骤S10，本过程安装光学器件例如光混合器16x等，但透镜除外。然后，使第一透镜30a和30c与光混合器16x光学对准。具体而言，在用I3Ds 18实际监测光束的幅度的时候，通过第一透镜30a和30c,将模拟图1中本振光束LO或信号光束SIG的测试光束引导至光混合器16x的波导。将第一透镜30a和30c对准各自位置，在该位置处TOs 18检测到最大幅度。然后，在步骤S12，通过照射紫外线以固化施加在第一透镜30a和30c上的树脂，使第一透镜30a和30c固定于此处。然后，在步骤S14，通过热处理使树脂硬化。在固化和硬化的这些步骤中，第一透镜30a和30c有可能偏离对准位置几微米。
[0045]接着，将第二透镜30b和30d光学对准，从而，对通过两个透镜30a和30b或30c和30d进入光混合器16x的光束，由各自F1Ds 18检测到的光束幅度成为最大或至少超过预设水平。第二透镜30b和30d能够可靠地恢复或补偿由第一透镜30a和30c的偏离所导致的劣化。然后，在步骤S16，通过使树脂固化，使第二透镜30b和30d固定。最后，在步骤S18，通过进行热处理，使第二透镜30b和30d牢靠地固定。
[0046]虽然以上描述集中于X偏振一侧，但用于Y偏振的两个透镜的装配也可以用相同过程进行。
[0047](第二实施例)
[0048]本申请的第二实施例是将两个透镜(双透镜)系统应用于光调制器的示例。
[0049]图9是示出光调制器210内部的平面图，该光调制器210包括:两个光学端口 62和64，各端口与各自的光纤66和68耦合；光耦合系统70 ;光调制器72 ;透镜74 ;以及壳体60，用于封装这些光学部件70至74。光调制器210接收通过光纤66进入输入端口 62中的连续波(CW)。由透镜76将CW光束转变成准直光束，然后，经透镜74将其聚焦在调制装置72中的波导上。用电子信号，对进入调制装置72的CW光束的相位进行调制，并从两个波导输出。与这两个波导耦合的光耦合系统70接收经调制的光束，以及，在由半波板94将光束之一的偏振方向转变90°之后，由偏振光束组合器98接收经调制的光束，并将这样接收的两种经调制光束进行组合。组合光束从输出端口 64输出，该输出端口 64采用了聚光透镜84,以将组合光束聚集在输出光纤68上。
[0050]光稱合系统70包括:用于经调制光束之一的第一透镜86、第二透镜88、以及反射镜，以及，用于另一经调制光束的另一第一透镜90、另一第二透镜92。两个透镜86和88、以及另两个透镜90和92，分别将来自调制装置72的发散的经调制光束转变成各自准直光束。
[0051]图1OA和图1OB示出形成于调制装置72内的波导实施例的剖视图，其中，图1OA示出的波导不具有对波导内所传播光束进行调制的电极，而图1OB示出带有电极的另一波导。图1OA中所示的波导暴露在调制装置72的小面中。图1OA中所示的波导72a，在η型InP制成的半导体衬底73a上设置有:下包覆层73b，由η型InP制成，具有3.3微米的厚度；芯层73c，由多量子阱(MQW)制成，具有0.5微米的厚度，其中MQW芯层包括彼此交替层叠的多个AlGaInAs阱层和多个AlInAs阻挡层；上包覆层73d，由P型InP制成，具有1.5微米的厚度；以及接触层73e，由P+-1nGaAs制成，具有0.3微米的厚度。
[0052]部分下包覆层73b至接触层73e形成宽度为1.5微米的波导台面73m。经由0.3微米厚度的二氧化硅(S12)保护层73p，通过由树脂制成的包埋层73f，掩埋波导台面73m的两侧。上述这些层中，相比于芯层73周围的层，芯层73c具有更大的折射率。因此，以1.5微米宽度和0.5微米厚度的尺寸，实现了本波导结构。波导台面73m在带有电极E的部分中进一步覆盖有中间层73i，该中间层73i由InP制成，并具有0.2至0.3微米的厚度。
[0053]因为暴露在调制装置72小面处的波导具有这样缩窄的尺寸，从端面(face)输出的经调制光束成为发散光束。根据本发明的双透镜系统可以将这种发散光束有效地转变成准直光束，以及，设置在调制装置72下游的光耦合系统70能够容易并且可靠地将两个准直光束组合。
[0054]虽然图9中没有明确图示，但在输入端口 62与调制装置72的输入之间，光调制器210可以设置有两个透镜的系统(双透镜系统)，以使来自光纤的输入光束与调制装置72中的波导耦合。调制装置72由半导体材料制成，这种半导体材料具有的折射率大于电介质材料的折射率，典型为可应用于常规调制装置的铌酸锂(LiNbO3),这意味着减小了用于以单模传输光的波导芯的尺寸或截面。在本实施例中，光混合器16的芯尺寸是2.5微米X0.5微米，同时，调制装置72的尺寸是1.5微米X0.5微米。由单透镜系统很难进行与这样缩窄芯部的光耦合效率；然而，在本发明的双透镜系统中，设定为远离光混合器和调制装置的第二透镜能够补偿第一透镜的偏离，在硬化树脂以将第一透镜固定在托架上期间不可避免会产生这种偏离。据此，虽然光学部件的数量增加了一个；可以改进光学模块的光学对准或制造加工。
[0055]在上文的具体描述中，参照其特定示例性实施方式描述了本发明的方法和装置。然而，应当理解，可以对其进行多种更改和变化，而不脱离本发明的精神和范围。本说明书和附图相应地应当视为说明性而非限制性的。
【主权项】
1.一种光调制器，包括: 输入端口，以接收连续波(CW)光束； 光调制器，通过对所述CW光束进行相位调制以产生经调制光束，所述光调制器具有半导体材料制成的波导，所述经调制光束作为发散光束从所述波导输出； 输出端口，以输出所述经调制光束；以及 光耦合系统，以使发散的经调制光束准直，以及，使准直的经调制光束与所述输出端口耦合， 其中，所述光耦合系统包括第一透镜和第二透镜，相比于所述第二透镜，所述第一透镜布置为更靠近于所述光调制器，以及，所述第二透镜具有的焦距大于所述第一透镜的焦距。2.根据权利要求1所述的光调制器， 其中，所述光调制器中的所述波导具有亚微米尺寸的芯部。3.根据权利要求2所述的光调制器， 其中，所述芯部具有0.5微米的厚度，以及，所述芯部置于各由InP制成的上包覆层与下包覆层之间。4.根据权利要求3所述的光调制器， 其中，所述芯部由多量子阱(MQW)制成，所述多量子阱包括彼此交替层叠的多个AlGaInAs阱层和多个AlInAs阻挡层。5.根据权利要求3所述的光调制器， 其中，所述芯部、以及所述上包覆层和所述下包覆层形成具有1.5微米宽度的台面。
【专利摘要】本发明披露了一种光耦合系统，以使准直光束与半导体材料制成的波导耦合。在光调制器和/或光混合器中采用该波导，以及，因为半导体材料的增强折射率，该波导具有截面有限的芯部。由包括第一透镜和第二透镜的双透镜系统，将准直光束聚焦在芯部上。第一透镜具有的焦距短于第二透镜的焦距，首先使第一透镜与芯部对准，然后，使第二透镜与芯部对准，作为在固定第一透镜期间所产生的第一透镜偏离的补偿。
【IPC分类】G02B6/42, H04B10/61
【公开号】CN105629402
【申请号】CN201410589684
【发明人】山路和宏, 佐伯智哉, 盐崎学, 藤村康, 黑川宗高
【申请人】住友电气工业株式会社
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月28日