专利名称：光模块制造方法及光模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信领域，特别涉及一种光模块制造方法及光模块。
背景技术：
随着光进铜退的网络演进，光接入通信设备端口高密化成为未来技术的发展趋势 之一。为满足高密化技术需求，光模块在小型化和高密化方面存在较大挑战，即需要在既定 尺寸空间下，增加光接口数量。传统的光组件TO封装技术，因结构件和加工精度以及连接器的尺寸限制，现有组 件封装的设计基本已经达到极限。业界目前新兴的PLC(PlarmerLightwave Circuit，光波 导)技术实现的光模块，常见光通道设计方法为单纤双向。现有PLC设计的光路通道为单纤双向的并行设计，同一平面要同时制作接收光 通道和发射光通道，为了组装LD (激光器)和光纤，接收光通道和发射光通道之间需要保 持一定的距离。因此，采用该技术制作的光模块，仍旧占有较大的平面空间，光模块的I/ Oanput/Output，输入/输出)密度不高。
发明内容
本发明实施例提供一种光模块制造方法及光模块，以减少光模块占有的平面空 间，提高光模块I/O密度。本发明实施例提供一种光模块制造方法，包括在第一衬底和第二衬底上分别形成第一波导层和第二波导层，或者，在所述第一 衬底的第一面和第二面上分别形成第一波导层和第二波导层；所述第一波导层和所述第二 波导层分别包括至少一个光通道，所述第一波导层位于所述第二波导层的上方，所述第一 波导层平行于所述第二波导层；将所述第一衬底组设于所述第二衬底上，使所述第一衬底平行于所述第二衬底， 所述第一波导层平行于所述第二衬底；在所述第一波导层和第二波导层的一端设置滤波片，使所述滤波片与所述第二波 导层对准；在所述滤波片上设置棱镜，使所述棱镜的第一反射面对准所述第一波导层，使所 述第二反射面对准所述第二波导层；所述滤波片、棱镜、第一波导层和第二波导层之间的位置使得输入到所述第二波 导层的光通道中的光信号经过所述棱镜的透射后进入所述滤波片；输入到所述第一波导层 的光通道中的光信号，通过所述棱镜的反射后，进入所述第二波导层的光通道，并通过所述 第二波导层的光通道输出。本发明实施例提供一种光模块，包括第一衬底和第二衬底，第一波导层和第二波 导层；所述第一波导层和所述第二波导层分别位于所述第一衬底和所述第二衬底上，或者分别位于所述第一衬底的第一面和第二面上；所述第一衬底平行于所述第二衬底，所述 第一波导层和所述第二波导层分别包括至少一个光通道，所述第一波导层位于所述第二波 导层的上方；所述第一波导层平行于所述第二波导层，所述第一波导层平行于所述第二衬 底表面；所述第一衬底组设于所述第二衬底上；所述第一波导层和所述第二波导层的一端设置有滤波片，所述滤波片对准于所述 第二波导层；所述滤波片上设置有棱镜；所述棱镜的第一反射面和第二反射面分别对准于 所述第一波导层和所述第二波导层；所述滤波片、棱镜、第一波导层和第二波导层之间的位置使得输入到所述第二波 导层的光通道中的光信号经过所述棱镜的透射后进入所述滤波片；输入到所述第一波导层 的光通道中的光信号，通过所述棱镜的反射后，进入所述第二波导层的光通道，并通过所述 第二波导层的光通道输出。本发明实施例通过以上技术方案，使光模块在竖直方向(Z方向)制作有两层波导 层，这两层波导层和棱镜、滤波片形成光通路，这两层波导层和棱镜、滤波片之间的位置关 系使得输入到所述第二波导层的光通道中的光信号经过所述棱镜的透射后进入所述滤波 片；输入到所述第一波导层的光通道中的光信号，通过所述棱镜的反射后，进入所述第二波 导层的光通道，并通过所述第二波导层的光通道输出，从而充分利用了 Z向空间从而降低 光通道宽度，减少了光模块占有的平面空间，提高光模块I/O密度，进而提高了光模块所在 系统的整体系统密度。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1本发明实施例提供的一种光模块制造方法的流程图；图2本发明实施例提供的一种光模块制造方法的流程图；图3本发明实施例提供的一种光模块结构图；图3a本发明实施例提供的一种光模块结构图；图北本发明实施例提供的一种光模块结构图；图4本发明实施例提供的一种光模块结构图；图如本发明实施例提供的一种光模块结构图；图4b本发明实施例提供的一种光模块结构图；图5本发明实施例提供的一种光模块结构图；图fe本发明实施例提供的一种光模块结构图；图恥本发明实施例提供的一种光模块结构图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。如图1所示，本发明实施例提供一种光模块制造方法，包括S101，在第一衬底上形成第一波导层，在第二衬底上形成第二波导层，上述第一 波导层包括至少一个光通道，上述第二波导层包括至少一个光通道，上述第一波导层位于 第二波导层的上方，第一波导层平行于第二波导层；在一个实施例中，可以在预置的材料(如玻璃)上形成第一衬底和第二衬底。在一个实施例中，第一波导层的光通道和第二波导层的光通道由预置的折射率高 于衬底(第一衬底和第二衬底)材料折射率的光波导材料制成。在一个实施例中，可以通过适当的工艺方法(如沉积法、离子交换法或镀膜工艺) 分别在第一衬底和第二衬底的表面形成第一波导层和第二波导层；在一个实施例中，也可以通过适当的工艺方法(如沉积法、离子交换法或镀膜工 艺)分别在第一衬底和第二衬底里面形成第一波导层和第二波导层。S102，将第一衬底组设于第二衬底上，使所述第一衬底平行于所述第二衬底，所述 第一波导层平行于所述第二衬底；在一个实施例中可以通过胶将第一衬底粘结于第二衬底上；在一个实施例中也可 以通过螺丝或者螺母等固定装置将第一衬底固定于第二衬底上，在另一个实施例中，亦可 以通过锡焊或超声焊接的方式将第一衬底粘结与第二衬底上。S103，在上述第一波导层和第二波导层的一端设置滤波片，使滤波片与第二波导 层对准；在一个实施例中，可以在上述第二衬底表面上装设滤波片，使滤波片位于上述第 一波导层和第二波导层的一端，并与第二波导层对准；在一个实施例中，可以通过胶将滤波 片粘结在第二衬底表面，在另一个实施例中，亦可以通过锡焊或超声焊接的方式将滤波片 粘结在第二衬底表面，在一个实施例中，该滤波片的至少一个表面镀有过滤膜。S104，在上述滤波片上设置棱镜，使棱镜的第一反射面和第二反射面分别与第一 波导层和第二波导层对准；上述滤波片、棱镜、第一波导层和第二波导层之间的位置使得 输入到上述第二波导层的光通道中的光信号经过上述棱镜的透射后进入上述滤波片；输入 到上述第一波导层的光通道中的光信号，通过上述棱镜的反射后，进入上述第二波导层的 光通道，并通过上述第二波导层的光通道输出。在一个实施例中，可以通过胶将棱镜粘结在滤波片表面。在一个实施例中，与第一波导层对准的棱镜的第一反射面镀有全反射膜；与第二 波导层对准的棱镜的第二反射面镀有增透膜。本发明实施例通过以上技术方案，使光模块在竖直方向(Z方向)制作有两层波导 层，这两层波导层和棱镜、滤波片形成光通路，这两层波导层和棱镜、滤波片之间的位置关 系使得输入到所述第二波导层的光通道中的光信号经过所述棱镜的透射后进入所述滤波 片；输入到所述第一波导层的光通道中的光信号，通过所述棱镜的反射后，进入所述第二波 导层的光通道，并通过所述第二波导层的光通道输出，从而充分利用了 Z向空间从而降低 光通道宽度，减少了光模块占有的平面空间，提高光模块I/O密度，进而提高了光模块所在 系统的整体系统密度。
在另一个实施例中，如图1中的虚线狂所示，该方法还可以包括S105，在第一衬底和第二衬底上分别装设第一光发射器LD和第一光接收器PD，上 述滤波片、棱镜、第一波导层和第二波导层之间的位置使得输入到第二波导层的光通道中 的光信号经过棱镜的透射后进入滤波片，并通过滤波片进入第一 PD ；第一 LD发射的光信号 进入第一波导层的光通道，通过棱镜的反射后，进入第二波导层的光通道，并通过第二波导 层的光通道输出；或者，在第一衬底和第二衬底上分别装设第二光接收器PD和第二光发射器LD，上 述滤波片、棱镜、第一波导层和第二波导层之间的位置使得第二 LD发射的光信号进入滤 波器后，通过棱镜的透射进入第二波导层的光通道，并通过第二波导层的光通道输出；输入 到第二波导层的光通道中光信号，通过棱镜的反射后，进入第一波导层的光通道，通过第一 波导层的光通道后进入第二 PD ；在一个实施例中，可以通过胶、锡焊或超声焊接的方式将第一 LD和第一 PD分别粘 结在第一衬底表面和第二衬底表面；在一个实施例中，可以通过胶、锡焊或超声焊接的方式 将第二 PD和第二 LD分别粘结在第一衬底表面和第二衬底表面。需要说明的是，以上用于粘结用的胶，在一个实施例中可以是CTE (coefficient of thermal expansion，热膨胀系数)与第一衬底或者第二衬底的CTE相接近的胶。也就 是说，以上用于粘结用的胶的CTE和第一衬底或者第二衬底的CTE的差的绝对值在预设的 范围之内。在一个实施例中，还可以使第一 LD和第一 PD形成电连接，第一 LD和第一 PD的电 连接可以采用焊接或者引线绑定完成；在一个实施例中，还可以使第二 LD和第二 PD形成电 连接，第二 LD和第二 PD的电连接可以采用焊接或者引线绑定完成。本发明实施例通过以上技术方案制作出的光模块，在竖直方向(Z方向)制作有两 层波导层，这两层波导层和棱镜、滤波片、LD和PD形成光电通路，充分利用了 Z向空间从而 降低光通道宽度，减少了光模块占有的平面空间，提高光模块I/O密度，进而提高了光模块 所在系统的整体系统密度。如图2所示，本发明实施例提供一种光模块制造方法，该方法包括S201，在第一衬底的第一面和第二面上分别形成第一波导层和第二波导层，上述 第一波导层包括至少一个光通道，上述第二波导层包括至少一个光通道；第一波导层位于 第二波导层的上发，第一波导层平行于所述第二波导层；在一个实施例中，可以在预置的材料(如玻璃)上形成第一衬底。在一个实施例中，第一波导层的光通道和第二波导层的光通道由预置的折射率高 于第一衬底材料折射率的光波导材料制成。在一个实施例中，可以通过适当的工艺方法(如沉积法、离子交换法或镀膜工艺) 分别在第一衬底的上下表面形成第一波导层和第二波导层；即，这里的第一衬底的第一面 和第二面分别为第一衬底的上下表面。在一个实施例中，也可以通过适当的工艺方法(如沉积法、离子交换法或镀膜工 艺)在第一衬底里面分别形成第一波导层和第二波导层。即，这里的第一衬底的第一面和 第二面位于第一衬底的内部。S202，将第一衬底组设于第二衬底上，使第一衬底平行于第二衬底，第一波导层平行于第二衬底；S203，在上述第一波导层和第二波导层的一端设置滤波片，使滤波片与第二波导 层对准；在一个实施例中，可以在第二衬底表面上装设滤波片，使滤波片位于上述第一波 导层和第二波导层的一端，并使滤波片与第二波导层对准，第二衬底平行于第一衬底；在一 个实施例中，可以通过胶将滤波片粘结在第二衬底表面，在另一个实施例中，亦可以通过锡 焊或超声焊接的方式将滤波片粘结在第二衬底表面；在一个实施例中，该滤波片的至少一 个表面镀有过滤膜。在一个实施例中，还可以在第一衬底一侧的端面制作滤波片，使所述滤波片和所 述第一衬底一体化，并对准所述第二波导层，该滤波片表面上镀有过滤膜。S204，将棱镜设置于滤波片上，使棱镜的第一反射面和第二反射面分别与第一波 导层和第二波导层对准；在一个实施例中，可以通过胶、锡焊或超声焊接的方式将棱镜粘结在滤波片表面。 在一个实施例中，与第一波导层对准的棱镜的第一反射面镀有全反射膜；与第二波导层对 准的棱镜的第二反射面镀有增透膜。需要说明的是，在一个实施例中，在制作步骤S203 S204中，当在第一衬底一侧 的端面制作滤波片时，还可以将该滤波片作为棱镜的第二反射面，而且在上述第一衬底一 侧的端面制作棱镜的第一反射面，使第一反射面对准于第一波导层。也就是说，可以在第 一衬底一侧的端面制作棱镜的第一反射面和第二反射面，使该棱镜的第一反射面和第二反 射面分别对准第一波导层和第二波导层。在第一反射面镀全反射膜，在第二反射面镀过滤 膜，使第二反射面具有滤波片的滤波功能，这样通过上述方法，可以使第一波导层、第二波 导层，棱镜和滤波片一体化。在一个实施例中，可以使第一反射面和第二反射面分别与第一波导层成45度夹 角。在这里需要说明的是，由于在本实施例中，第一波导层和第二波导层分别位于第一衬底 的上下表面，而第一波导层和第二波导层互相平行，所以当第一反射面和第二反射面分别 与第一波导层成45度夹角时，第一反射面和第二反射面也分别与的二波导层成45度夹角。本发明实施例通过以上技术方案，使光模块在竖直方向(Z方向)制作有两层波导 层，这两层波导层和棱镜、滤波片形成光通路，这两层波导层和棱镜、滤波片之间的位置关 系使得输入到所述第二波导层的光通道中的光信号经过所述棱镜的透射后进入所述滤波 片；输入到所述第一波导层的光通道中的光信号，通过所述棱镜的反射后，进入所述第二 波导层的光通道，并通过所述第二波导层的光通道输出，从而充分利用了 Z向空间从而降 低光通道宽度，减少了光模块占有的平面空间，提高光模块I/O密度，进而提高了光模块所 在系统的整体系统密度。如图2中的虚线框所示，在另一个实施例中，该方法还可以包括S205，在第一衬底和第二衬底上分别装设第一光发射器LD和第一光接收器PD，上 述滤波片、棱镜、第一波导层和第二波导层之间的位置使得输入到第二波导层的光通道中 的光信号经过棱镜的透射后进入滤波片，并通过滤波片进入第一 PD ；第一 LD发射的光信号 进入第一波导层的光通道，通过棱镜的反射后，进入第二波导层的光通道，并通过第二波导 层的光通道输出；
或者，在第一衬底和第二衬底上分别装设第二光接收器PD和第二光发射器LD，上 述滤波片、棱镜、第一波导层和第二波导层之间的位置使得第二 LD发射的光信号进入滤 波器后，通过棱镜的透射进入第二波导层的光通道，并通过第二波导层的光通道输出；输入 到第二波导层的光通道中光信号，通过棱镜的反射后，进入第一波导层的光通道，通过第一 波导层的光通道后进入第二 PD 在一个实施例中，可以通过胶、锡焊或超声焊接的方式将第一 LD和第一 PD分别粘 结在第一衬底表面和第二衬底表面；在一个实施例中，可以通过胶、锡焊或超声焊接的方式 将第二 PD和第二 LD分别粘结在第一衬底表面和第二衬底表面。需要说明的是，以上用于粘结用的胶，在一个实施例中可以是CTE (coefficient of thermal expansion，热膨胀系数)与第一衬底或者第二衬底的CTE相接近的胶。也就 是说，以上用于粘结用的胶的CTE和第一衬底或者第二衬底的CTE的差的绝对值在预设的 范围之内。 在一个实施例中，还可以使第一 LD和第一 PD形成电连接，第一 LD和第一 PD的电 连接可以采用焊接或者引线绑定完成；在一个实施例中，还可以使第二 LD和第二 PD形成电 连接，第二 LD和第二 PD的电连接可以采用焊接或者引线绑定完成。本发明实施例通过以上技术方案制作出的光模块，在竖直方向(Z方向)制作有 两层波导层，这两层波导层和棱镜、滤波片、LD和PD形成光电通路，这两层波导层和棱镜、 滤波片之间的位置关系使得输入到所述第二波导层的光通道中的光信号经过所述棱镜的 透射后进入所述滤波片；输入到所述第一波导层的光通道中的光信号，通过所述棱镜的反 射后，进入所述第二波导层的光通道，并通过所述第二波导层的光通道输出，从而充分利用 了 Z向空间从而降低光通道宽度，减少了光模块占有的平面空间，提高光模块I/O密度，进 而提高了光模块所在系统的整体系统密度。如图3所示，本发明实施例提供一种光模块，包括第一衬底11和第二衬底12，第 一波导层21和第二波导层22、滤波片31和棱镜32，其中第一波导层21和第二波导层22分别位于第一衬底11和第二衬底12上，第一衬 底11和第二衬底12平行，第一波导层21包括至少一个光通道，第二波导层21包括至少一 个光通道；第一波导层21位于第二波导层22的上方，第一波导层21平行于第二波导层22， 第一波导层21平行于第二衬底12，第一衬底11组设于第二衬底12上；滤波片31设置在第一波导层21和第二波导层22的一端，滤波片31对准于第二 波导层22 ；棱镜32设置在滤波片31上；棱镜32的第一反射面321和第二反射面分322别 对准于第一波导层21和第二波导层22 ；上述滤波片31、棱镜32、第一波导层21和第二波导层22之间的位置使得输入到 第二波导层22的光通道中的光信号经过棱镜32的透射后进入滤波片31 (如图4中第二波 导层22中沿左箭头方向的光)；输入到第一波导层21的光通道中的光信号(如图4中第 一波导层21中沿左箭头方向的光)，通过棱镜32的反射后，进入第二波导层22的光通道 (如图4中第二波导层22中沿右箭头方向的光)，并通过第二波导层22的光通道输出。需要说明的是，在一个实施例中，滤波片31可以装设在在第二衬底12上，滤波片 31位于第一波导层21和第二波导层22的一端，并且对准于第二波导层22。需要说明的是，在一个实施例中，第一波导层21和第二波导层22的横截面的宽度相等，或者第一波导层21和第二波导层22的横截面的宽度在允许误差范围内相等。本发明实施例通过以上技术方案，使光模块在竖直方向(Z方向)制作有两层波导 层，这两层波导层和棱镜、滤波片形成光通路，这两层波导层和棱镜、滤波片之间的位置关 系使得输入到所述第二波导层的光通道中的光信号经过所述棱镜的透射后进入所述滤波 片；输入到所述第一波导层的光通道中的光信号，通过所述棱镜的反射后，进入所述第二波 导层的光通道，并通过所述第二波导层的光通道输出，从而充分利用了 Z向空间从而降低 光通道宽度，减少了光模块占有的平面空间，提高光模块I/O密度，进而提高了光模块所在 系统的整体系统密度。如图3a所示，在一个实施例中，该光模块还可以包括分别装设在第一衬底11和第二衬底12上的第一 LD 41和第一 PD 42 ；上述滤波 片31、棱镜32、第一波导层21和第二波导层22之间的位置使得输入到第二波导层22的 光通道中的光信号经过棱镜32的透射后进入滤波片31，并通过滤波片31进入第一 PD 42 ； 第一 LD 41发射的光信号进入第一波导层22的光通道，通过棱镜32的反射后，进入第二波 导层22的光通道，并通过第二波导层22的光通道输出；或者，如图北所示，在一个实施例中，该光模块还可以包括分别装设在第一衬底11和第二衬底12上的第二 PD 52和第二 LD 51 ；上述滤波 片31、棱镜32、第一波导层21和第二波导层22之间的位置使得第二 LD 51发射的光信号 进入滤波片31后，通过棱镜32的透射进入第二波导层22的光通道，并通过第二波导层22 的光通道输出；输入到第二波导层22的光通道中光信号，通过棱镜32的反射后，进入第一 波导层21的光通道，通过第一波导层21的光通道后进入第二 PD 52。也就是说，图北所示的实施例，相对于图3a所示的实施例，LD和PD的位置进行 了互换。在一个实施例中，第一衬底11和第二衬底12由预置的材料(如玻璃)制成。在一个实施例中，第一波导层21的光通道和第二波导层22的光通道由预置的折 射率高于衬底材料折射率的光波导材料制成在一个实施例中，滤波片31通过胶、锡焊或超声焊接粘结于第二衬底12表面；在 一个实施例中，棱镜32通过胶、锡焊或超声焊接粘结于滤波片31表面。在一个实施例中，第一 LD 41和第一 PD 42分别通过胶、锡焊或超声焊接粘结在第 一衬底11表面和第二衬底12表面；或者在一个实施例中，第二 PD 52和第二 LD 51分别通 过胶、锡焊或超声焊接粘结在第一衬底11表面和第二衬底12表面。需要说明的是，以上用于粘结用的胶，在一个实施例中可以是CTE与第一衬底11 或者第二衬底12的CTE相接近的胶。也就是说，以上用于粘结用的胶的CTE和第一衬底11 或者第二衬底12的CTE的差的绝对值在预设的范围之内。在一个实施例中，滤波片31的至少一个表面镀有过滤膜；在一个实施例中，于第 一波导层21对准的棱镜32的第一反射面321镀有全反射膜，与第二波导层22对准的棱镜 32的第二反射面322镀有增透膜。在一个实施例中，第一 LD 41和第一 PD 42电连接，第一 LD 41和第一 PD 42的电 连接可以采用焊接或者引线绑定完成；在一个实施例中，第二 LD 51和第二 PD 52电连接， 第二 LD 51和第二 PD 52的电连接可以采用焊接或者引线绑定完成。
本发明实施例提供的光模块，在竖直方向(Z方向)制作有两层波导层，这两层波 导层和棱镜、滤波片、LD和PD形成光电通路，这两层波导层和棱镜、滤波片之间的位置关 系使得输入到所述第二波导层的光通道中的光信号经过所述棱镜的透射后进入所述滤波 片；输入到所述第一波导层的光通道中的光信号，通过所述棱镜的反射后，进入所述第二波 导层的光通道，并通过所述第二波导层的光通道输出，从而充分利用了 Z向空间从而降低 光通道宽度，减少了光模块占有的平面空间，提高光模块I/O密度，进而提高了光模块所在 系统的整体系统密度。如图4所示，本发明实施例提供一种光模块，本发明实施例提供一种光模块，包 括第一衬底11和第二衬底12，第一波导层21和第二波导层22、滤波片31和棱镜32，其 中第一波导层21和第二波导层22分别位于第一衬底11的第一面和第二面上，第 一衬底11和第二衬底12平行，第一波导层21包括至少一个光通道，第二波导层21包括至 少一个光通道；第一波导层21平行于第二波导层22，第一波导层21平行于第二衬底12，第 一衬底11组设于第二衬底12上；滤波片31设置在第一波导层21和第二波导层22的一端，并且对准于第二波导层 22 ；棱镜32设置在滤波片31上，棱镜32的两个反射面分别对准于第一波导层21和第二波 导层22 ；上述滤波片31、棱镜32、第一波导层21和第二波导层22之间的位置使得输入到 第二波导层22的光通道中的光信号经过棱镜32的透射后进入滤波片31 ；输入到第一波导 层21的光通道中的光信号，通过棱镜32的反射后，进入第二波导层22的光通道，并通过第 二波导层22的光通道输出。在一个实施例中，如图4所示，滤波片31可以装设在第二衬底上；进一步，在一个 实施例中，可以用胶、锡焊或超声焊接将滤波片31粘结于第二衬底12表面上，使滤波片31 位于第一波导层21和第二波导层22的一端，并且对准于第二波导层22。在一个实施例中，第一波导层21和第二波导层22可以分别位于第一衬底11的上 下表面；即，这里的第一衬底的第一面和第二面分别为第一衬底的上下表面。在一个实施例中，第一波导层21和第二波导层22也可以分别位于第一衬底11里 面(即，内部)；即，这里的第一衬底的第一面和第二面位于第一衬底的内部。需要说明的是，以上用于粘结用的胶，在一个实施例中可以是CTE与第二衬底的 CTE相接近的胶。也就是说，以上用于粘结用的胶的CTE和第二衬底的CTE的差的绝对值在 预设的范围之内。需要说明的是，在一个实施例中，第一波导层21和第二波导层22的横截面的宽度 相等，或者第一波导层21和第二波导层22的横截面的宽度在允许误差范围内相等。本发明实施例通过以上技术方案，使光模块在竖直方向(Z方向)制作有两层波导 层，这两层波导层和棱镜、滤波片形成光通路，这两层波导层和棱镜、滤波片之间的位置关 系使得输入到所述第二波导层的光通道中的光信号经过所述棱镜的透射后进入所述滤 波片；输入到所述第一波导层的光通道中的光信号，通过所述棱镜的反射后，进入所述第二 波导层的光通道，并通过所述第二波导层的光通道输出，从而充分利用了 Z向空间从而降 低光通道宽度，减少了光模块占有的平面空间，提高光模块I/O密度，进而提高了光模块所在系统的整体系统密度。如图如所示，在一个实施例中，该光模块还可以包括分别装设在第一衬底11和第二衬底12上的第一 LD 41和第一 PD 42 ；上述滤波 片31、棱镜32、第一波导层21和第二波导层22之间的位置使得输入到第二波导层22的 光通道中的光信号经过棱镜32的透射后进入滤波片31，并通过滤波片31进入第一 PD 42 ； 第一 LD 41发射的光信号进入第一波导层22的光通道，通过棱镜32的反射后，进入第二波 导层22的光通道，并通过第二波导层22的光通道输出；或者，如图4b所示，在一个实施例中，该光模块还可以包括分别装设在第一衬底11和第二衬底12上的第二 PD 52和第二 LD 51 ；上述滤波 片31、棱镜32、第一波导层21和第二波导层22之间的位置使得第二 LD 51发射的光信号 进入滤波片31后，通过棱镜32的透射进入第二波导层22的光通道，并通过第二波导层22 的光通道输出；输入到第二波导层22的光通道中光信号，通过棱镜32的反射后，进入第一 波导层21的光通道，通过第一波导层21的光通道后进入第二 PD 52。也就是说，图4b所示的实施例，相对于图如所示的实施例，LD和PD的位置进行 了互换。在一个实施例中，第一衬底11和第二衬底12由预置的材料(如玻璃)制成。在一个实施例中，第一波导层21的光通道和第二波导层22的光通道由预置的折 射率与衬底(第一衬底和第二衬底)材料的光波导材料制成在一个实施例中，滤波片31通过胶、锡焊或超声焊接的方式粘结于第二衬底12表 面；在一个实施例中，棱镜32通过胶、锡焊或超声焊接的方式粘结于滤波片31表面。在一个实施例中，第一 LD 41和第一 PD 42分别通过胶、锡焊或超声焊接的方式 粘结在第一衬底11表面和第二衬底12表面；或者在一个实施例中，第二 PD 52和第二 LD 51分别通过胶、锡焊或超声焊接的方式粘结在第一衬底11表面和第二衬底12表面。需要说明的是，以上用于粘结用的胶，在一个实施例中可以是CTE与第一衬底11 或者第二衬底12的CTE相接近的胶。也就是说，以上用于粘结用的胶的CTE和第一衬底11 或者第二衬底12的CTE的差的绝对值在预设的范围之内。在一个实施例中，滤波片31的至少一个表面镀有过滤膜；在一个实施例中，于第 一波导层21对准的棱镜32的第一反射面321镀有全反射膜，与第二波导层22对准的棱镜 32的第二反射面322镀有增透膜。在一个实施例中，第一 LD 41和第一 PD 42电连接，第一 LD 41和第一 PD 42的电 连接可以采用焊接或者引线绑定完成；在一个实施例中，第二 LD 51和第二 PD 52电连接， 第二 LD 51和第二 PD 52的电连接可以采用焊接或者引线绑定完成。本发明实施例提供的光模块，在竖直方向(Z方向)制作有两层波导层，这两层波 导层和棱镜、滤波片、LD和PD形成光电通路，这两层波导层和棱镜、滤波片之间的位置关 系使得输入到所述第二波导层的光通道中的光信号经过所述棱镜的透射后进入所述滤波 片；输入到所述第一波导层的光通道中的光信号，通过所述棱镜的反射后，进入所述第二波 导层的光通道，并通过所述第二波导层的光通道输出，从而充分利用了 Z向空间从而降低 光通道宽度，减少了光模块占有的平面空间，提高光模块I/O密度，进而提高了光模块所在 系统的整体系统密度。
如图5所示，本发明实施例提供一种光模块，在本实施例中，棱镜和滤波片通过适 当的工艺方法(如，沉积法、离子交换法或者镀膜工艺等)一体化于第一衬底上。即，在第 一衬底一侧的端面制作棱镜和滤波片，制作出的滤波片、棱镜和第一衬底一体化。该光模块 包括第一衬底501和第二衬底502，第一波导层570和第二波导层580，棱镜510和滤 波片520，其中第一波导层570和第二波导层580分别位于第一衬底501的第一面和第二面上 (在一个实施例中，第一面和第二面可以分别为第一衬底的上下表面；在另一个实施例中 第一面和第二面也可以分别为第一衬底内部的两个面)，第一波导层570位于第二波导层 580的上方；第一衬底501表面和第二衬底502表面平行，第一波导层570包括至少一个光 通道，第二波导层580包括至少一个光通道；第一波导层570平行于第二波导层580，第一 波导层570平行于第二衬底502，第一衬底501组设于第二衬底502上；棱镜510的第一反射面511和第二反射面520均位于第一衬底501 —侧的端面 (在本实施例中，如图5所示，位于第一衬底501左侧的端面)，第一反射面511和第二反射 面520分别对准于第一波导层570和第二波导层580 ；棱镜510的第一反射面511镀有全 反射膜，第二反射面520通过镀有过滤膜形成滤波片，具有滤波作用，即在本实施例中，滤 波片520和棱镜510 —体化。如图fe所示，在一个实施例中，该光模块还包括分别装设在第一衬底501和第二衬底502上的第一 LD 541和第一 PD M2 ；上述 滤波片520、棱镜510、第一波导层570和第二波导层580之间的位置使得输入到第二波导 层580的光通道中的光信号通过棱镜510的第二反射面520(也就是滤波片520)进入第一 PD 542 ；第一 LD 541发射的光信号进入第一波导层570的光通道，通过棱镜580的第一反 射面581和第二反射面(滤波片520)的反射后，进入第二波导层580的光通道，并通过第 二波导层580的光通道输出；或者，如图恥所示，在一个实施例中，该光模块还包括分别装设在第一衬底501和第二衬底502上的第二 PD 552和第二 LD 551 ；上述 滤波片520、棱镜510、第一波导层570和第二波导层580之间的位置使得第二 LD 551发 射的光信号进入滤波片520后，进入第二波导层580的光通道，并通过第二波导层580的光 通道输出；输入到第二波导层580光通道中光信号，通过棱镜510的第二反射面520(也就 是滤波片520)和第一反射面511的反射后，进入第一波导层570的光通道，通过第一波导 层570的光通道后进入第二 PD 552。需要说明的是，在一个实施例中，第一反射面和第二反射面分别与第一波导层成 45度夹角。需要说明的是，在一个实施例中，第一波导层570和第二波导层580的横截面的宽 度相等，或者第一波导层570和第二波导层580的横截面的宽度在允许误差范围内相等。本发明实施例提供的光模块，在竖直方向(Z方向)制作有两层波导层，这两层波 导层和棱镜、滤波片、LD和PD形成光电通路，这两层波导层和棱镜、滤波片之间的位置关 系使得输入到所述第二波导层的光通道中的光信号经过所述棱镜的透射后进入所述滤波 片；输入到所述第一波导层的光通道中的光信号，通过所述棱镜的反射后，进入所述第二波导层的光通道，并通过所述第二波导层的光通道输出，从而充分利用了 Z向空间从而降低 光通道宽度，减少了光模块占有的平面空间，提高光模块I/O密度，进而提高了光模块所在 系统的整体系统密度。 以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以 对本发明进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种光模块制造方法，其特征在于，包括在第一衬底和第二衬底上分别形成第一波导层和第二波导层，或者，在所述第一衬底 的第一面和第二面上分别形成第一波导层和第二波导层；所述第一波导层和所述第二波导 层分别包括至少一个光通道，所述第一波导层位于所述第二波导层的上方，所述第一波导 层平行于所述第二波导层；将所述第一衬底组设于所述第二衬底上，使所述第一衬底平行于所述第二衬底，所述 第一波导层平行于所述第二衬底；在所述第一波导层和第二波导层的一端设置滤波片，使所述滤波片与所述第二波导层 对准；在所述滤波片上设置棱镜，使所述棱镜的第一反射面对准所述第一波导层，使所述第 二反射面对准所述第二波导层；所述滤波片、棱镜、第一波导层和第二波导层之间的位置关系使得输入到所述第二波 导层的光通道中的光信号经过所述棱镜的透射后进入所述滤波片；输入到所述第一波导层 的光通道中的光信号，通过所述棱镜的反射后，进入所述第二波导层的光通道，并通过所述 第二波导层的光通道输出。
2.如权利要求1所述的光模块制造方法，其特征在于，还包括在所述第一衬底和所述第二衬底上分别装设第一光发射器LD和第一光接收器PD，所 述第一 LD和所述第一 PD电连接，所述滤波片、棱镜、第一波导层、第二波导层、第一 LD和第 一 PD之间的位置使得输入到所述第二波导层的光通道中的光信号经过所述棱镜的透射 后进入所述滤波片，并通过所述滤波片进入所述第一 PD ；所述第一 LD发射的光信号进入所 述第一波导层的光通道，通过所述棱镜的反射后，进入所述第二波导层的光通道，并通过所 述第二波导层的光通道输出。
3.如权利要求1所述的光模块制造方法，其特征在于，还包括在所述第一衬底和所述第二衬底上分别装设第二光接收器PD和第二光发射器LD，所 述第一 LD和所述第一 PD电连接，所述滤波片、棱镜、第一波导层、第二波导层、第二 PD和第 二LD之间的位置使得所述第二LD发射的光信号进入所述滤波片后，通过所述棱镜的透射 进入所述第二波导层的光通道，并通过所述第二波导层的光通道输出；输入到所述第二波 导层的光通道中光信号，通过所述棱镜的反射后，进入所述第一波导层的光通道，通过所述 第一波导层的光通道后进入所述第二 PD。
4.如权利要求1-3任一项所述的光模块制造方法，其特征在于，所述在所述第一波导 层和第二波导层的一端设置滤波片，使所述滤波片与所述第二波导层对准，包括在所述第二衬底上装设滤波片，使所述滤波片位于所述第一波导层和第二波导层的一 端，并与第二波导层对准。
5.如权利要求1-3任一项所述的光模块制造方法，其特征在于，所述在所述第一波导 层和第二波导层的一端设置滤波片，使所述滤波片与所述第二波导层对准，包括当在所述第一衬底的第一面和第二面上分别形成第一波导层和第二波导层时，在所述 第一衬底一侧的端面制作滤波片，使所述滤波片和所述第一衬底一体化，并使所述滤波片 对准所述第二波导层。
6.如权利要求5所述的光模块制造方法，其特征在于，所述在所述滤波片上设置棱镜，使所述棱镜的第一反射面对准所述第一波导层，包括将所述滤波片作为所述棱镜的第二反射面，并在所述第一衬底一侧的端面制作棱镜的 第一反射面，使所述棱镜的第一反射面对准于所述第一波导层。
7.如权利要求1所述的光模块的制造方法，其特征在于，还包括在所述棱镜的第一反射面镀全反射膜，在所述棱镜的第二反射面镀增透膜。
8.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，在所述滤波片的至少一个表面镀过滤膜。
9.如权利要求6所述的光模块制造方法，其特征在于，还包括在所述棱镜的第一反射面镀全反射膜，在所述棱镜的第二反射面镀过滤膜。
10.如权利要求5所述的光模块制造方法，其特征在于，所述在所述第二衬底上装设滤 波片，包括通过胶将所述滤波片粘结于所述第二衬底表面，所述胶的热膨胀系数CTE和所 述第二衬底的CTE的差的绝对值在预设的范围之内。
11.如权利要求1所述的光模块制造方法，其特征在于，所述在所述滤波片上设置棱 镜，包括通过胶将所述棱镜粘结于所述滤波片表面，所述胶的热膨胀系数CTE和所述第二衬底 的CTE的差的绝对值在预设的范围之内；或者，通过锡焊或超声焊接将所述棱镜粘结于所述滤波片表面。
12.—种光模块，其特征在于，包括第一衬底和第二衬底，第一波导层和第二波导层， 滤波片，及棱镜；其中所述第一波导层和所述第二波导层分别位于所述第一衬底和所述第二衬底上，或者分 别位于所述第一衬底的第一面和第二面上；所述第一衬底平行于所述第二衬底，所述第一 波导层和所述第二波导层分别包括至少一个光通道，所述第一波导层位于所述第二波导层 的上方；所述第一波导层平行于所述第二波导层，所述第一波导层平行于所述第二衬底； 所述第一衬底组设于所述第二衬底上；所述滤波片设置在所述第一波导层和所述第二波导层的一端，所述滤波片对准于所述 第二波导层；所述棱镜设置在所述滤波片上；所述棱镜的第一反射面和第二反射面分别对准于所述 第一波导层和所述第二波导层；所述滤波片、棱镜、第一波导层和第二波导层之间的位置关系使得输入到所述第二波 导层的光通道中的光信号经过所述棱镜的透射后进入所述滤波片；输入到所述第一波导层 的光通道中的光信号，通过所述棱镜的反射后，进入所述第二波导层的光通道，并通过所述 第二波导层的光通道输出。
13.如权利要求12所述的光模块，其特征在于，还包括分别装设在所述第一衬底和所述第二衬底上的第一 LD和第一 PD，所述第一 LD和所述 第一 PD电连接；所述滤波片、棱镜、第一波导层和第二波导层之间的位置使得输入到所述 第二波导层的光通道中的光信号经过所述棱镜的透射后进入所述滤波片，并通过所述滤波 片进入所述第一 PD ；所述第一 LD发射的光信号进入所述第一波导层的光通道，通过所述棱 镜的反射后，进入所述第二波导层的光通道，并通过所述第二波导层的光通道输出。
14.如权利要求12所述的光模块，其特征在于，还包括分别装设在所述第一衬底和所述第二衬底上的第二 PD和第二 LD，所述第二 PD和所述第二LD电连接；所述滤波片、棱镜、第一波导层和第二波导层之间的位置使得所述第二LD 发射的光信号进入所述滤波片后，通过所述棱镜的透射进入所述第二波导层的光通道，并 通过所述第二波导层的光通道输出；输入到所述第二波导层的光通道中光信号，通过所述 棱镜的反射后，进入所述第一波导层的光通道，通过所述第一波导层的光通道后进入所述第二 PD。
15.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述棱镜的第一反射面镀有全反射膜， 所述棱镜的第二反射面镀有增透膜。
16.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述滤波片的至少一个表面镀有过滤膜。
17.如权利要求12所述的光模块，其特征在于，所述第一波导层和所述第二波导层的 横截面的宽度相等，或者所述第一波导层和所述第二波导层的横截面的宽度在允许误差范 围内相等。
18.如权利要求12所述的光模块，其特征在于，所述第一波导层和所述第二波导层分 别位于所述第一衬底的第一面和第二面上时，所述滤波片、所述棱镜和所述第一衬底一体 化。
19.如权利要求18所述的光模块，其特征在于，所述棱镜的第一反射面和所述滤波片 位于所述第一衬底一侧的端面，所述滤波片为所述棱镜的第二反射面。
20.如权利要求18所述的光模块，其特征在于，所述棱镜的第一反射面镀有全反射膜， 所述棱镜的第二反射面镀有过滤膜。
21.如权利要求12所述的光模块，其特征在于，所述滤波片装设在所述第二衬底上。
全文摘要
本发明实施例公开了一种光模块制造方法，包括在第一衬底和第二衬底上分别形成第一波导层和第二波导层，或者，在所述第一衬底的第一面和第二面上分别形成第一波导层和第二波导层；将所述第一衬底组设于所述第二衬底上；在所述第一波导层和第二波导层的一端设置滤波片，使所述滤波片与所述第二波导层对准；在所述滤波片上设置棱镜，使所述棱镜的第一反射面对准所述第一波导层，使所述第二反射面对准所述第二波导层。本发明实施例还公开了一种光模块，通过上述技术方案，充分利用了Z向空间从而降低光通道宽度，减少了光模块占有的平面空间。
文档编号G02B6/42GK102135649SQ20101024488
公开日2011年7月27日 申请日期2010年8月4日 优先权日2010年8月4日
发明者于飞, 徐宾, 曾同新, 赵俊英 申请人:华为技术有限公司