本實用新型專利技術(shù)涉及一種硅光子集成多波長單端口發(fā)射和接收光器件，包括發(fā)射部分、接收部分、光多次彈射Zig-Zag部分，發(fā)射部分的硅襯底凸起、接收部分的硅襯底凸起分別與Zig-Zag部分的硅襯底凹進相匹配并通過拼裝定位并用膠固定，發(fā)射部分通過固定在硅襯底V型槽的光纖與外部光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連通，外部光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過固定在硅襯底V型槽的光纖與接收部分連通。本實用新型專利技術(shù)采用標準硅工藝設(shè)備分別制作發(fā)射部分、接收部分和Zig-Zag部分，通過拼圖拼接方式將多個硅襯底連接固結(jié)，并且通過硅襯底凸起和凹進的尺寸，可以控制Zig-Zag部分的光程。相對于業(yè)界目前實現(xiàn)的多波長單端口發(fā)射和接收光器件，本實用新型專利技術(shù)方法具有插入損耗更小、結(jié)構(gòu)更加緊湊等優(yōu)點。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
硅光子集成多波長單端口發(fā)射和接收光器件
本技術(shù)涉及光通信器件、光子集成和光網(wǎng)絡(luò)，基于高集成度的硅光子集成技術(shù)，實現(xiàn)高速、集成化、低功耗的硅光子集成多波長單端口發(fā)射和接收光器件。技術(shù)背景由于來自云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)視頻、數(shù)據(jù)中心、高清電視、視頻點播和移動寬帶業(yè)務(wù)等的快速發(fā)展，如何滿足持續(xù)增長的業(yè)務(wù)流量成為了近年來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主流方向，直接導(dǎo)致了全球光網(wǎng)絡(luò)行業(yè)向著大容量、高度集成化和低功耗的方向發(fā)展。為了應(yīng)對大容量網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求，高速率的傳輸技術(shù)成為解決問題的重點，其中包括目前熱門的通過波分復(fù)用實現(xiàn)的40G (4X10G)和100G (10X10G或4X25G)等技術(shù)采用多個粗波分(CWDM)波長通道或多個密集波分(DWDM)波長通道，每個通道承載不同信息，然后復(fù)用這些具有不同波長的光信號在同一根光纖上傳輸，實現(xiàn)大容量的信息傳輸，例如NXlOG (其中IOG作為基本傳輸速率)。因此，如何實現(xiàn)多波長單端口發(fā)射(例如NX10G)和接收(例如NX10G)的光器件是目前業(yè)界遇到的主要技術(shù)問題。光子集成技術(shù)，類似于當前成熟的大規(guī)模集成電路技術(shù)，其優(yōu)點是低成本、小尺寸、低功耗、靈活擴展和高可靠性等。目前硅光子集成技術(shù)被業(yè)界認為是最有前景的光子集成技術(shù)，米用娃光子集成技術(shù)可以將微電子和光電子結(jié)合起來，構(gòu)成娃基光電混合集成芯片和器件，可充分發(fā)揮硅基微電子先進成熟的工藝技術(shù)、高度集成化、低成本等的優(yōu)勢，具有廣泛的市場前景。采用硅光子實現(xiàn)的多波長單端口發(fā)射和接收光器件，具有集成度高、靈活擴展和低功耗等的特性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于針對上述迫切的市場需求，基于先進的硅光子集成技術(shù)， 提供一種大容量、易靈活配置和擴展、高密度集成、低功耗、低成本的硅光子集成多波長單端口發(fā)射和接收光器件，本技術(shù)的收發(fā)光器件采用了標準工藝設(shè)備和硅工藝流程，突破了當前市場上采用昂貴工藝設(shè)備實現(xiàn)多波長單端口光器件的方法。采用本技術(shù)的技術(shù)，可直接將多種功能光芯片集成在集成在同一硅襯底上，也可以根據(jù)實際應(yīng)用集成在不同硅襯底上，然后通過拼裝定位(“Jigsaw”技術(shù))實現(xiàn)光耦合并最終固定，極大降低了當前制造高端光器件的生產(chǎn)成本，易于批量生產(chǎn)。娃光子集成多波長單端口發(fā)射和接收光器件，包括發(fā)射部分、接收部分、光多次彈射Zig-Zag部分，其特征在于發(fā)射部分的硅襯底凸起、接收部分的硅襯底凸起分別與 Zig-Zag部分的娃襯底凹進相匹配并通過拼裝定位并用膠固定,發(fā)射部分通過固定在娃襯底V型槽的光纖與外部光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連通，外部光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過固定在硅襯底V型槽的光纖與接收部分連通。所述的發(fā)射部分，包括硅襯底、N個不同波長的激光芯片、N+1個硅光波導(dǎo)、N個波分復(fù)用WDM濾波器、N個反射鏡、光纖，N為不等于I的自然數(shù)，所有激光芯片、所有硅光波導(dǎo)、所有波分復(fù)用WDM濾波器分別集成在同一硅襯底上，每個波分復(fù)用WDM濾波器對應(yīng)一個反射鏡，每個激光芯片輸出端通過一個硅光波導(dǎo)與一個波分復(fù)用WDM濾波器相連，每個波分復(fù)用WDM濾波器輸出的光和反射的光入射到與其對應(yīng)的反射鏡上，N個反射鏡采用鍍膜方式對應(yīng)地制作在Zig-Zag部分的硅襯底側(cè)面或者直接將N個反射鏡對應(yīng)地粘結(jié)在 Zig-Zag部分的硅襯底側(cè)面，且每個波分復(fù)用WDM濾波器只允許對應(yīng)波長的光通過，并全部反射其余波長的光，通過最后一個反射鏡的多波長復(fù)用光被反射進入另一個硅光波導(dǎo)，通過另一個硅光波導(dǎo)導(dǎo)入固定在硅襯底V型槽的光纖內(nèi)與外部光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連通。所述的N個反射鏡制作成整體,通過鍍膜方式對應(yīng)地制作在Zig-Zag部分的娃襯底側(cè)面。所述的發(fā)射部分，包括娃襯底、N個不同波長的激光芯片、N個娃光波導(dǎo)、二個娃反射鏡、另一硅光波導(dǎo)或多模干涉波導(dǎo)、光纖，N為不等于I的自然數(shù)，所有激光芯片、所有硅光波導(dǎo)分別集成在同一娃襯底上，如果米用多模干涉波導(dǎo)也集成在同一娃襯底上，二個娃反射鏡直接制作在Zig-Zag部分的硅襯底上，每個激光芯片輸出端通過一個硅光波導(dǎo)與其它承載不同波長的光波導(dǎo)漸漸匯聚但不融合，共同入射到一個硅反射鏡上，并通過另一個硅反射鏡打入到具有光模式轉(zhuǎn)換功能的硅光波導(dǎo)或多模干涉波導(dǎo)中，通過另一硅光波導(dǎo)或多模干涉波導(dǎo)進入固定在硅襯底V型槽的光纖內(nèi)與外部光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連通。所述的接收部分，包括硅襯底、N個不同波長的探測器芯片、N+1個硅光波導(dǎo)、N個波分解復(fù)用WDM濾波器、N個反射鏡、光纖，N為不等于I的自然數(shù)，所有探測器芯片、所有硅光波導(dǎo)、所有波分解復(fù)用WDM濾波器分別集成在同一硅襯底上，N個反射鏡采用鍍膜方式對應(yīng)地制作在Zig-Zag部分的硅襯底側(cè)面或者直接將N個反射鏡對應(yīng)地粘結(jié)在Zig-Zag部分的硅襯底側(cè)面，每個波分解波分復(fù)用WDM濾波器對應(yīng)一個反射鏡，每個探測器芯片輸入端通過一個硅光波導(dǎo)與一個波分解復(fù)用WDM濾波器的輸出端相連，外部光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的光信號通過固定在娃襯底V型槽的光纖導(dǎo)入到一娃光波導(dǎo)，通過該娃光波導(dǎo)打入到第一塊反射鏡上，每個反射鏡反射的光入射到與其對應(yīng)的波分解復(fù)用WDM濾波器上，且每個波分解復(fù)用 WDM濾波器只允許對應(yīng)波長的光通過并輸出，并全部反射其余波長的光。所述的N個反射鏡制作成整體,通過鍍膜方式對應(yīng)地制作在Zig-Zag部分的娃襯底側(cè)面。本技術(shù)采用標準硅工藝設(shè)備分別制作發(fā)射部分、接收部分和光多次彈射 Zig-Zag部分，通過拼圖拼接方式將多個硅襯底連接固結(jié)，并且通過硅襯底凸起和凹進的尺寸，可以控制光多次彈射部分的光程。相對于業(yè)界目前實現(xiàn)的多波長單端口發(fā)射和接收光器件，本技術(shù)方法具有插入損耗更小、結(jié)構(gòu)更加緊湊等優(yōu)點。附圖說明圖1為本技術(shù)的實施例結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本技術(shù)的發(fā)射部分的工作原理示意圖；圖3為本技術(shù)的的制作示意圖；圖4為采用硅反射鏡的單片集成多波長單端口發(fā)射器件示意圖。具體實施方式結(jié)合附圖對本技術(shù)作進一步的描述。如圖1所示，本技術(shù)包括發(fā)射部分100、接收部分110、光多次彈射 (Zig-Zag)部分107以及用于實現(xiàn)光波分復(fù)用/解復(fù)用的濾波器和反射鏡等。圖1中標識的100表示采用硅光子集成技術(shù)的多波長單端口發(fā)射部分，單片集成或混合集成多個不同波長激光芯片在同一娃襯底上，圖1中以4個不同波長激光芯片為例， 同樣方法可以擴展到N個不同波長的激光芯片。4個激光芯片101發(fā)出不同波長的光信號 (信息的加入可以通過直接調(diào)制激光器或者外調(diào)光電調(diào)制器加入，這里不贅述)，這四個波長λ P λ2、λ 3、λ 4的光信號進入到各自對應(yīng)的娃光波導(dǎo)102。為了提高激光芯片101和硅光波導(dǎo)102的光耦合效率以及最終提高出光功率，101也可以采用具有輸出光模式轉(zhuǎn)換 (SSC, Spot-Size Converter)的激光芯片。經(jīng)過102導(dǎo)向后,波長λ 2> λ 3> λ 4的光信號傳輸?shù)礁髯詫?yīng)的窄帶濾波器103或稱之為WDM (波分復(fù)用)濾波器，具有允許指定波段光通過，而反射全部其它波段光的功能。這樣，當波長X1的信號光進入到103時，入工信號光會通過這個WDM濾波器，到達位于Zig-Zag襯底107的反射鏡106上被反射回到另一側(cè)的WDM濾波器上此時波長λ 2的信號光通過其對應(yīng)的WDM濾波器，而λ i信號光會被該 WDM濾波器反射,從而實現(xiàn)入^言號光和λ2信號光復(fù)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
硅光子集成多波長單端口發(fā)射和接收光器件，包括發(fā)射部分、接收部分、光多次彈射Zig?Zag部分，其特征在于：發(fā)射部分的硅襯底凸起、接收部分的硅襯底凸起分別與Zig?Zag部分的硅襯底凹進相匹配并通過拼裝定位并用膠固定，發(fā)射部分通過固定在硅襯底V型槽的光纖與外部光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連通，外部光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過固定在硅襯底V型槽的光纖與接收部分連通。
【技術(shù)特征摘要】
1.娃光子集成多波長單端口發(fā)射和接收光器件，包括發(fā)射部分、接收部分、光多次彈射Zig-Zag部分，其特征在于發(fā)射部分的硅襯底凸起、接收部分的硅襯底凸起分別與 Zig-Zag部分的娃襯底凹進相匹配并通過拼裝定位并用膠固定,發(fā)射部分通過固定在娃襯底V型槽的光纖與外部光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連通，外部光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過固定在硅襯底V型槽的光纖與接收部分連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅光子集成多波長單端口發(fā)射和接收光器件，其特征在于 所述的發(fā)射部分，包括硅襯底、N個不同波長的激光芯片、N+1個硅光波導(dǎo)、N個波分復(fù)用WDM 濾波器、N個反射鏡、光纖，N為不等于I的自然數(shù)，所有激光芯片、所有硅光波導(dǎo)、所有波分復(fù)用WDM濾波器分別集成在同一硅襯底上，每個波分復(fù)用WDM濾波器對應(yīng)一個反射鏡，每個激光芯片輸出端通過一個硅光波導(dǎo)與一個波分復(fù)用WDM濾波器相連，每個波分復(fù)用WDM濾波器輸出的光和反射的光入射到與其對應(yīng)的反射鏡上，N個反射鏡采用鍍膜方式對應(yīng)地制作在Zig-Zag部分的硅襯底側(cè)面或者直接將N個反射鏡對應(yīng)地粘結(jié)在Zig-Zag部分的硅襯底側(cè)面，且每個波分復(fù)用WDM濾波器只允許對應(yīng)波長的光通過，并全部反射其余波長的光， 通過最后一個反射鏡的多波長復(fù)用光被反射進入另一個硅光波導(dǎo)，通過另一個硅光波導(dǎo)導(dǎo)入固定在硅襯底V型槽的光纖內(nèi)與外部光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅光子集成多波長單端口發(fā)射和接收光器件，其特征在于 所述的N個反射鏡制作成整體，通過鍍膜方式對應(yīng)地制作在Zig-Zag部分的硅襯底側(cè)面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅光子集成多波長單端口發(fā)射和接收光器件，其特征在于 所述的發(fā)射部分，包括娃襯底、N個不同波長的激光芯片、N個娃光波...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡朝陽，余燾，石章如，
申請(專利權(quán))人：胡朝陽，余燾，石章如，
類型：實用新型
國別省市：
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