带有隔离器的多路集成光发射模块结构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种带有隔离器的多路集成光发射模块结构，包括激光器阵列集成芯片、准直透镜集成阵列、隔离器集成阵列、聚焦透镜集成阵列，MMI或AWG合波器，最终光信号以单根光纤输出。采用这种耦合方式实现了高效耦合，加入隔离器可以很大程度上减少反射光对光源的光谱输出功率稳定性产生的不良影响，提高了光学性能。本发明结构的发射模块体积小，结构简单，提高了器件的集成度，能够适用于大容量的通信体统中。
【专利说明】
带有隔离器的多路集成光发射模块结构
技术领域
[0001]本发明属于光电子/微电子器件领域，更具体涉及一种用于光通信系统的带有隔离器的多路集成光发射模块结构。
【背景技术】
[0002]随着宽带业务量的快速增长，光通信器件正朝着集成化，大容量，小体积，高速率的方向发展。高度集成化的发展趋势使得阵列集成成为研究热点。激光器发射模块作为光纤通信网络的核心部分，其结构直接决定了器件的性能。在单个激光器中，一般都会有隔离器，减少反射光，提高光信号的性能。然而目前大多数多路集成发射模块都没有隔离器，这使得出射光的光学性能大大减弱，降低了传输光信号的信噪比。
【发明内容】
[0003]为了解决以上问题，本发明的目的在于提供一种带有隔离器的多路集成发射模块结构，该结构包括激光器阵列集成芯片，也可以是多个独立的激光器芯片以适宜的间距排成的阵列结构，双透镜集成阵列+隔离器集成阵列或多个独立的双透镜+隔离器以适宜的间距排成的阵列结构，MMI或AWG合波器或光纤阵列也可以是多根独立的光纤以适宜的间距排成的阵列结构。采用这种耦合方式实现了高效耦合，加入隔离器可以很大程度上减少反射光对光源的光谱输出功率稳定性产生的不良影响，提高了光学性能。本发明结构的发射模块体积小，结构简单，提高了器件的集成度，能够适用于阵列集成发射模块中。相比于单片集成化，这种混合集成方式工艺相对简单，成本较低，而且能够优先对性能好的器件进行优选然后再集成，从而很大程度的提高了成品性能，成品率高。由于在本结构中加入了隔离器，从而减少了光的反射，大大提高了出射光的光学性能，尤其在长距离传输中增强了信号的抗干扰能力，提高了信号的信噪比。
[0004]本发明解决其技术问题的技术方案是:
[0005]—种带有隔离器的多路集成发射模块结构，包括顺序连接的激光器阵列集成芯片，双透镜集成阵列和隔离器集成阵列，MMI或AWG合波器，最终光信号以单根光纤输出。
[0006]作为优选方案，激光器阵列集成芯片间距为250um，可以将激光器阵列集成芯片替换为多个独立的激光器芯片以适宜的间距排成的阵列结构，间距可以为1mm。
[0007]作为优选方案，双透镜集成阵列和隔离器集成阵列耦合结构与激光器阵列集成芯片间距相对应，间距为250um，可以将双透镜集成阵列和隔离器集成阵列耦合结构替换为多个独立的双透镜和隔离器以适宜的间距排成的阵列结构，与独立激光器芯片排成的阵列结构相对应，间距为1mm。
[0008]作为优选方案，将经过双透镜和隔离器耦合后的光纤最终由MMI或AWG合波器合波，实现光的单路输出，简化传输系统。
[0009]作为优选方案，可以将准直透镜阵列和聚焦透镜阵列替换为单个自聚焦透镜阵列，由激光器阵列发出的光经过自聚焦透镜阵列和MMI或AWG合波器合波后再加入隔离器进行隔离来形成发射模块。
【附图说明】
[0010]为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图对本发明作进一步说明，其中:
[0011]图1是本发明带有隔离器的多路集成发射模块结构图；
[0012]图2是本发明带有隔离器的多路集成发射模块结构图；
[0013]图3是本发明带有隔离器的多路集成发射模块结构图；
图4是本发明带有隔离器的多路集成发射模块结构图。
[0014]附图标记说明
[0015]1、激光器阵列集成芯片，2、准直透镜集成阵列，3、隔离器集成阵列，4、聚焦透镜集成阵列，5、MMI或AWG合波器，6、独立的激光器芯片，7、独立的准直透镜，8、独立的隔离器，9、独立的聚焦透镜，10、自聚焦透镜集成阵列，11、共面波导结构，12、金丝，13、激光器管壳。
【具体实施方式】
[0016]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰明白，现结合附图对其在多路集成发射模块的具体应用做进一步的详细说明。
[0017]图1是本发明带有隔离器的多路集成发射模块结构图，其结构是由激光器集成阵列芯片I，准直透镜集成阵列2，隔离器集成阵列3，聚焦透镜集成阵列4，MMI或AWG合波器5构成。本发明将激光器阵列芯片I作为光源，采用准直透镜集成阵列2，隔离器集成阵列3，聚焦透镜阵列4实现光的耦合，最终耦合到MMI或AWG合波器5中以单路光信号输出。
[0018]图2是本发明带有隔离器的多路集成发射模块结构图，其结构是由多个独立的激光器芯片，多个独立的聚焦透镜7，隔离器8，准直透镜9以适宜的间距排成的阵列结构构成。本发明将独立的激光器芯片6以适宜的间距排成阵列结构，采用独立的聚焦透镜7，隔离器8，准直透镜9参考独立的激光器芯片6的间距排成阵列结构实现光的高效率耦合，最后由MMI或AWG合波器5合波后以单根光纤输出。
[0019]图3是本发明带有隔离器的多路集成发射模块结构图，其结构顺序为激光器阵列芯片1，自聚焦透镜集成阵列10，MMI或AWG合波器5，单个隔离器8。本发明将激光器阵列芯片I作为光源，采用自聚焦透镜集成阵列10实现光的聚焦与耦合作用，最后由MMI或AWG合波，并在合波后加入隔离器隔离，从而减少光学反射，提高发射模块的传输性能。
[0020]图4是四路集成光发射模块。在八路集成光发射模块中，四个独立的激光器芯片6以适宜的间距排成阵列结构，每个激光器芯片6通过共面波导结构11加载高频调制信号，共面波导结构通过金丝12键合与激光器芯片连接，在连接芯片通道电极与信号电极的金丝12时，可以尽量降低金丝12的长度以减小由此引入的信号损耗。参照激光器芯片之间的间距，将准直透镜7，隔离器8和聚焦透镜9排成阵列结构，当给激光器芯片加入偏置电流时，出射光通过准直透镜7，隔离器8和聚焦透镜9阵列后耦合到MMI结构5中，最终光信号以单路输出。
[0021]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种带有隔离器的多路集成发射模块结构，包括顺序连接的激光器阵列集成芯片(I)，准直透镜集成阵列(2)、隔离器集成阵列(3)、聚焦透镜集成阵列(4)、MMI或AWG合波器(5 )，最终光信号以单根光纤输出。2.如权利要求1所述的多路集成发射模块结构，其特征在于，所述的激光器阵列集成芯片(I)替换为多个独立的激光器芯片以适宜的间距排成的阵列结构。3.如权利要求1或2所述的多路集成发射模块结构，其特征在于，其中准直透镜集成阵列(2)、隔离器集成阵列(3)、聚焦透镜集成阵列(4)分别替换为多个独立的双透镜和隔离器以适宜的间距排成的阵列结构，与独立激光器芯片排成的阵列结构相对应。4.如权利要求1或2所述的多路集成发射模块结构，其特征在于，其中所述的MMI或AWG合波器替换为光纤阵列或者多根独立的光纤以适宜的间距排成的阵列结构。5.如权利要求1或2所述的多路集成发射模块结构，其特征在于，其中激光器阵列集成芯片间距为250um;多个独立的激光器芯片以适宜的间距排成的阵列结构，间距为1mm。6.如权利要求3所述的多路集成发射模块结构，其特征在于，其中双透镜集成阵列和隔离器集成阵列耦合结构与激光器阵列集成芯片间距相对应，间距为250um;多个独立的双透镜和隔离器以适宜的间距排成的阵列结构，与独立激光器芯片排成的阵列结构相对应，间距为Imm ο7.—种带有隔离器的多路集成发射模块结构，包括顺序连接的激光器阵列集成芯片(I)，单个自聚焦透镜阵列(10)，MMI或AWG合波器(5)、单个隔离器(8)，实现光的耦合，最终以单根光纤输出。
【文档编号】G02B6/42GK105824085SQ201610265118
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】赵泽平, 刘宇, 张志珂, 祝宁华, 刘建国
【申请人】中国科学院半导体研究所