配备有光波导器件的光发射组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种光发射组件，尤其涉及一种配备有用于多路复用光信号的平面光波导(PLC)的光发射组件。
【背景技术】
[0002]最近，需要光发射组件以超过40Gbps或有时达到10Gbps的高频进行操作，以提高光通信系统中的通信容量。在这种高速传输中，将均具有彼此不同的波长的多个子信号多路复用(即，波分复用(WDM))的光信号变得流行。
[0003]USP 8，625，989公开了适用于这种WDM系统的光发射组件的一个实例，其中，该光发射组件安装有四个半导体激光二极管(LD)并多路复用从各个LD输出的光信号。所公开的光发射组件借助于多个透镜、反射镜、波长选择滤波器(WSF)和偏振合束器(PBC)来多路复用光信号。另一方面，在本领域中已知借助于包括光波导的平面光波导多路复用多个光信号的另一种光发射组件。
【发明内容】
[0004]本发明的一个方面涉及一种光学组件，该光学组件包括激光二极管(LD)、波导器件和承载部。LD输出光束。波导器件包括位于其主表面中的光波导。光波导与LD光親合。承载部安装有波导器件和LD，承载部与波导器件之间夹设有波导(WG)承载部，在承载部与LD之间夹设有LD承载部。本发明的光学组件的特征在于:在波导器件的设置有光波导的主表面面向且接触WG承载部的上部的同时将波导器件安装在WG承载部上。
[0005]本发明的另一个方面涉及一种组装光学组件的方法，该光学组件包括半导体激光二极管(LD)、波导器件、透镜系统和承载部。LD用作光源。波导器件包括与LD光耦合的光波导。透镜系统使LD与波导器件耦合，并包括第一透镜和第二透镜。承载部安装有LD、波导器件和透镜系统，承载部与波导器件之间夹设有具有标记的波导(WG)承载部。该方法包括如下步骤:(a)在使波导器件的光波导与WG承载部的标记对准的同时将波导器件安装在WG承载部上；以及(b)在使WG承载部的外形与设置在承载部上的标记对准的同时将WG承载部安装在承载部上。
【附图说明】
[0006]参考附图，通过阅读本发明的优选实施例的以下详细描述，将能更好地理解上述和其它目的、方面和优点，其中:
[0007]图1示意性地示出了根据本发明的实施例的光发射组件的平面图；
[0008]图2是图1所示的光发射组件的主要部分的侧视图；
[0009]图3A是包括安装在WG承载部上的波导器件的中间组件的透视图，图3B是中间组件的仰视图，以及图3C示出了将中间组件安装在承载部上的过程；
[0010]图4示出了单透镜系统和双透镜系统的耦合容差；
[0011]图5示出了LD与波导器件之间的经由双透镜系统的光耦合机制；
[0012]图6示出了将承载部上的第一透镜与LD对准的过程；
[0013]图7示出了在图6所示的过程之后的将第二透镜与第一透镜和波导器件对准的过程；
[0014]图8示出了在图7所示的过程之后的将输出透镜与波导器件对准的过程；以及
[0015]图9示出了在图8所示的过程之后的将其余的第二透镜与波导器件对准的过程。
【具体实施方式】
[0016]接下来，将参考附图对根据本发明的一些实施例进行描述。在附图的描述中，将用彼此相同或相似的附图标记来表示彼此相同或相似的部件，而不做重复说明。
[0017]图1是示意性地示出了根据本发明的实施例的光发射组件的平面图。光发射组件I设置有主体部分2和親合部分。主体部分2包括壳体6，该壳体6由箱体4以及以气密方式密封箱体4的盖件组成。耦合部分3附接至箱体4的一侧。
[0018]箱体4安装有多个光源7a至7d，即，在本实施例中为四个光源。除了安装有光源7a至7d之外，箱体4还安装有包括波导器件8、输入透镜系统9a至9(!和输出透镜10在内的一些光学部件。
[0019]相对于耦合部分3并列布置的光源7a至7d可以是激光二极管(LD)，各个激光二极管发射分别具有例如1295.5611111、1300.0511111、1304.5811111和1309.1411111的波长的光信号。输入透镜系统9a至9d均包括布置为更靠近各个LD 7a至7d的第一透镜9e和布置为更靠近波导器件8的第二透镜9f。
[0020]可以包括平面光波导(PLC)类型的阵列波导光栅(AWG)的波导器件8可以多路复用从LD 7a至7d输出的光束并输出波长多路复用光束。波导器件8设置有端部面向各个输入透镜系统9a至9d的输入波导8a至8d以及端部面向输出透镜10和親合部分3的输出波导8e。
[0021]与波导器件8的输出波导Se光耦合的输出透镜10可以准直从波导器件8的输出波导Se输出的波长多路复用光束。因为存在输出波导Se的受限源区，所以波长多路复用光束基本上是发散光束。
[0022]光发射组件I因此构造成:(I)通过透镜系统9a至9d将分别从各个LD 7a至7d输出的光束与波导器件8的输入波导8a至8d親合；(2)通过波导器件8从输出波导8e产生将光信号多路复用的波长多路复用光束；(3)在波长多路复用光束被输出透镜10准直之后，将该波长多路复用光束经由设置在主体部分2—侧的窗口输出至耦合部分3;以及(4)通过配备在耦合部分3中的透镜31使从主体部分2输出的波长多路复用光束经由也配备在耦合部分3中的光隔离器32与光纤33光親合。
[0023]本实施例的光发射组件I还设置有承载部11，在承载部11上安装有LD7a至7d、波导器件8和透镜8a至8e。
[0024]图2是主体部分2的内部的侧视图。输入透镜系统9d和输出透镜10借助于粘合剂(通常为紫外线固化树脂)直接安装在承载部11上。虽然未在图2中示出，但是其他输入透镜系统9a至9c也可以利用粘合剂安装在承载部11上。LD 7d经由LD承载部12安装在承载部11上，LD承载部12也设置用于其他LD 7a至7c。也就是说，在一个LD承载部12上共同安装有LD7a至7C(3LD承载部12也可以安装用于驱动LD 7a至7d的电路。
[0025]波导器件8经由波导承载部(WG承载部)安装在承载部11上，使得波导器件8的形成有输入波导8a至8d和输出波导8e的主表面8f面向且接触WG承载部13 JG承载部13可以由固有地实现精确处理的氮化铝(AlN)制成。作为替代，氧化铝(Al2O3)或金属可以用于WG承载部
13。在波导器件8的输入波导8a至8d与WG承载部13对准的情况下，波导器件8在被对准的同时安装在WG承载部13上，并且使WG承载部13的外形与承载部11对准。
[0026]因此，因为波导器件8的输入波导8a至Sd与WG承载部对准且WG承载部与承载部11对准使得从承载部11起测量的输入波导8a至8d的高度基本上由WG承载部13的厚度确定，所以本实施例的光发射组件I可以减小输入波导8a至8d与LD 7a至7d之间的光耦合效率中的分散。
[0027]图3A至图3C示出了以下过程:将波导器件8组装在WG承载部13上从而形成中间组件，并且将由此组装好的中间组件安装在承载部11上。图3A是在波导器件8上安装WG承载部13而得到的中间组件的透视图。图3B是中间组件的平面图，而图3C示出了将中间组件安装在承载部11上的过程。
[0028]如图3A和图3B所示，WG承载部13的底面上设置有标记13a。该标记用于使WG承载部13与波导器件8的输入波导8a至Sd对准。标记平行地延伸并具有与输入波导8a至Sd的间隔相等的相应间隔。此外，承载部11设置有描绘出WG承载部13的外周的另一个标记11a。
[0029]执行如下步骤以将波导器件8经由WG承载部13组装在承载部11上。
[0030](I)使WG承载部13与波导器件8对准。具体而言，使波导器件8的形成有输入波导8a至8d和输出波导8e的主表面8f抵靠在WG承载部13上。然后，如图3B所示，将WG承载部13的前侧边缘13b从波导器件8的前侧边缘Sg后撤。最后，将WG承载部13与波导器件8对准，使得设置在WG承载部的底面上的标记13a与输入波导8a至Sd对准，S卩，标记13a设置在从各个输入波导8a至Sd外推的位置。
[0031](2)WG承载部13在保持相对于波导器件8的相对角度的同时暂且从波导器件8中拆下，即，WG承载部13从波导器件8平移预定距离，以从波导器件8拆下。然后，将粘合剂施加在波导器件8的主表面上，并且通过使WG承载部13再次平移预定距离来将WG承载部13设置在粘合剂上。也就是说，在将粘合剂置于WG承载部13与波导器件之间的同时恢复WG承载部13与波导器件之间的位置对准。
[0032](3)使上述过程中所施加的粘合剂固化。当粘合剂是紫外线固化树脂时，施加在树脂上的紫外线的照射可以使树脂固化并将WG承载部13固定在波导器件8上，并且可以得到WG承载部13和波导器件8的中间组件。
[0033](4)如图3C所示，在WG承载部13的外周与设置在承载部11上的标记11 a对准的同时将中间组件放置在承载部13上。虽然承载部13的面向LD 7a至7d的前侧边缘和面向输出透镜10的后侧边缘隐藏在波导器件8下方，但因为从波导器件8的两侧凸出的侧面(指的是WG承载部13的与输入波导8a至8d垂直的横向宽度)比波导器件8的横向宽度大使得WG承载部13的四个拐角是可发现的，所以承载装置13的将前侧边缘与后侧边缘连接起来的侧面是可识别的。因此，将WG承载部13的四个拐角与设置在承载部11上的标记的相应拐角对准，可以使中间组件与承载部11对准。
[0034](5)在保持中间组件与承载部11之间的相对角度的同时将中间组件从承载部11拆下，以便将粘合剂施加在承载部11上。
[0035](6)将中间组件置于由此施加的粘合剂上并使粘合剂固化，可以将中间组件固定在承载部11上的预定位置。
[0036]如上所述那样使波导器件8经由WG承载部13组装在承载部11不仅可以使输入波导8a至Sd与相应LD 7a至7d对准，而且因为波导器件8被颠倒地置于WG承载部13上，所以还可以确保输入波导8a至8d的光轴相对于承载部13上部的预定高度。
[0037]图4示出了输入透镜系统9a至9d被夹设在LD 7a至7d与输入波导8a至8d之间时LD7a至7d与输入波导8a至8d之间的光親合容差。光親合容差分成两种情况，即，输入透镜系统仅包括一个透镜的情况(用虚线表示)以及如本实例的输入透镜系统包括两个透镜的情况(用实线表示)。以dB为单位从得到最大光耦合的位置处开始测量光耦合容差。图4假设LD的光圈是0.5，而输入波导的光圈是0.2。
[0038]当输入透镜系统不同于本实例而仅设置有一个透镜时，透镜的位置偏差仅允许在0.22μπι以内，凭借该透镜的位置偏差，光耦合从最大光耦合减小到-0.5dB。另一方面，包括两个透镜的输入透镜系统允许透镜(具体而言，设置为