本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種陣列定向光耦合裝置。該陣列定向光耦合裝置包括：管殼及剛性固定于管殼內(nèi)的第一芯片支架、第一光學(xué)透鏡組、共用光隔離器、第二光學(xué)透鏡組和第二芯片支架；共用光隔離器為片狀，其縱切面與固定于第一芯片支架的第一光電子陣列芯片出射光區(qū)域相匹配；其中，第一光電子陣列芯片中的各光器件單元輸出的多束發(fā)散光經(jīng)過第一光學(xué)透鏡組后分別轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄猓辉撈叫泄饨?jīng)過共用光隔離器后，進(jìn)入第二光學(xué)透鏡組；經(jīng)過第二光學(xué)透鏡組聚焦后，耦合至固定于第二芯片支架的第二光電子陣列芯片的各光器件單元。本發(fā)明專利技術(shù)陣列定向光耦合裝置簡化了封裝工藝，提高了封裝器件的可靠性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及光電子器件的耦合封裝領(lǐng)域，尤其涉及一種陣列定向光耦合裝置。
技術(shù)介紹
光子集成技術(shù)是未來更高速率、更大容量光網(wǎng)絡(luò)所必須依賴的技術(shù)。單片集成多波長激光器陣列集成芯片是實現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵摹Ｆ渲嘘嚵屑す馄鞯亩ㄏ蚬怦詈鲜菍崿F(xiàn)多波長光輸出的關(guān)鍵。對于單個半導(dǎo)體激光器的耦合封裝，一般在激光器的出光處加入光學(xué)透鏡，透鏡之后再加入光隔離器。光隔離器可以在很大程度上減少外光路的光反饋對激光器的發(fā)光特性，如光功率、光波長、光譜線寬及高頻響應(yīng)特性等產(chǎn)生不良影響。此外，在高速直接調(diào)制、直接檢測光纖通信系統(tǒng)中，反饋光會產(chǎn)生附加噪聲，使系統(tǒng)的性能劣化，采用光隔離器也可以消除光反饋的影響。對于激光器陣列芯片或者陣列光波導(dǎo)多通道光耦合，由于激光器陣列或者光波導(dǎo)間隔在250微米以下，而單個光隔離器的直徑在毫米量級，目前沒有帶光隔離器的激光器陣列芯片和陣列光波導(dǎo)耦合技術(shù)。目前采用外置光隔離器的技術(shù)，即先利用陣列光纖耦合，然后分別接入分立的光纖耦合型光隔離器進(jìn)行反饋光的隔離。但是這種方式仍然無法消除光纖陣列耦合結(jié)構(gòu)引起的光反饋和交叉串?dāng)_。
技術(shù)實現(xiàn)思路
(一 )要解決的技術(shù)問題鑒于上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種陣列定向光耦合裝置。( 二 )技術(shù)方案根據(jù)本專利技術(shù)的一個方面，提供了一種陣列定向光耦合裝置。該陣列定向光耦合裝置包括:管殼及剛性固定于管殼內(nèi)的第一芯片支架、第一光學(xué)透鏡組、共用光隔離器、第二光學(xué)透鏡組和第二芯片支架；共用光隔離器為片狀，其縱切面與固定于第一芯片支架的第一光電子陣列芯片出射光區(qū)域相匹配；其中，第一光電子陣列芯片中的各光器件單兀輸出的多束發(fā)散光經(jīng)過第一光學(xué)透鏡組后分別轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄猓辉撈叫泄饨?jīng)過共用光隔離器后，進(jìn)入第二光學(xué)透鏡組；經(jīng)過第二光學(xué)透鏡組聚焦后，耦合至固定于第二芯片支架的第二光電子陣列芯片的各光器件單元。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本專利技術(shù)陣列定向光耦合裝置中，由于陣列中各元件共用同一個隔離器，簡化了封裝工藝，提高了封裝器件的可靠性，能夠有效消除光纖陣列耦合結(jié)構(gòu)引起的光反饋和交叉串?dāng)_。附圖說明圖1是本專利技術(shù)一種陣列定向光耦合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是本專利技術(shù)中三種不同類型的陣列聚光透鏡示意圖，其中:(a)為分立透鏡陣列側(cè)面的示意(b)為條形透鏡的示意(c)為有多個條形透鏡組成的集成透鏡陣列側(cè)面的示意圖。主要元件1-金屬管殼；2-第一芯片支架；3-第一光學(xué)透鏡組； 4-共用光隔離器；5-第二芯片支架；6-陣列半導(dǎo)體激光器芯片7-第二光學(xué)透鏡組； 8-陣列光纖。具體實施方式為使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本專利技術(shù)進(jìn)一步詳細(xì)說明。需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號。附圖中未繪示或描述的實現(xiàn)方式，為所屬
中普通技術(shù)人員所知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但應(yīng)了解，參數(shù)無需確切等于相應(yīng)的值，而是可在可接受的誤差容限或設(shè)計約束內(nèi)近似于相應(yīng)的值。本專利技術(shù)提出一種基于條形共用光隔離器的陣列定向耦合裝置，實現(xiàn)對激光器陣列，多通道光波導(dǎo)輸出光的定向I禹合。在本專利技術(shù)的一個示例性實施例中，提供了一種陣列定向光耦合裝置。圖1為本專利技術(shù)實施例陣列定向光耦合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該陣列定向光耦合裝置包括:金屬管殼I，第一芯片支架2,第一光學(xué)透鏡組3,共用光隔離器4,第二光學(xué)透鏡組7,第二芯片支架5。第一芯片支架2、第一光學(xué)透鏡組3、共用光隔離器4、第二光學(xué)透鏡組7和第二芯片支架5均固定在金屬管殼I中。其中，共用光隔離器形狀為片狀，其縱切面與固定于所述第一芯片支架的第一光電子陣列芯片出射光區(qū)域相匹配。如圖1所示，待封裝的陣列半導(dǎo)體激光器芯片6壓焊在第一芯片支架2上，待封裝陣列光纖8被固定在第二芯片支架5上。陣列激光器芯片輸出光進(jìn)入第一光學(xué)透鏡組3，激光器發(fā)散光經(jīng)透鏡成為平行光，平行光經(jīng)過共用光隔離器后，進(jìn)入第二光學(xué)透鏡組7，經(jīng)過第二光學(xué)透鏡組7后，平行光聚焦，耦合到陣列光纖8中輸出。光學(xué)透鏡組為分立的透鏡組成的透鏡陣列，如圖2中(a)所示。整套裝置實現(xiàn)了陣列集成多波長激光器芯片的定向耦合輸出。 至此，本專利技術(shù)第一實施例陣列定向光耦合裝置介紹完畢。本專利技術(shù)中，共用光隔離器可以是法拉第類型或其他類型的光隔離器。在本專利技術(shù)其他實施例中，陣列半導(dǎo)體芯片為一維陣列，該光學(xué)透鏡組還可以為一整體結(jié)構(gòu)的軸向延伸的條形透鏡，其橫截面為弧形，如圖2中(b)所示，該條形透鏡能兼顧所有的激光器。基于上述的條形透鏡，在陣列半導(dǎo)體芯片為二維結(jié)構(gòu)時，該光學(xué)透鏡組還可以為由多個條形透鏡組成的集成透鏡陣列，該集成透鏡陣列中的一條形透鏡對應(yīng)陣列半導(dǎo)體芯片中一行或者一列的半導(dǎo)體激光器。該類型的光學(xué)透鏡組適用的范圍更廣，能夠達(dá)到更優(yōu)的聚光性能。此外，在本專利技術(shù)其他實施例中，第一芯片支架上2固定的光電子集成芯片除了陣列半導(dǎo)體激光器芯片，也可以是光波導(dǎo)陣列芯片或光調(diào)制器陣列芯片等。第二芯片支架上固定的光電子集成芯片可以是光波導(dǎo)陣列芯片、探測器陣列芯片、陣列光波導(dǎo)光柵、陣列光纖等等。其中，該陣列光纖可以是普通單模陣列光纖，也可以是多模陣列光纖，還可以是偏振保持陣列光纖。至此，已經(jīng)結(jié)合附圖對本專利技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)描述。依據(jù)以上描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對本專利技術(shù)陣列定向光耦合裝置有了清楚的認(rèn)識。此外，上述對各元件的定義并不僅限于實施方式中提到的各種具體結(jié)構(gòu)或形狀，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可對其進(jìn)行簡單地熟知地替換，例如，管殼的材料還可以為塑料或復(fù)合有機(jī)材料等。綜上所述，本專利技術(shù)提供一種陣列定向光耦合裝置。該裝置中的多束激光共用同一隔離器，通過光學(xué)透鏡組和該隔離器的聚光和定向耦合作用有效減少光信道間的串?dāng)_，減少發(fā)射光對光源的影響，從而穩(wěn)定激光器的靜態(tài)和高頻動態(tài)工作特性。以上所述的具體實施例，對本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本專利技術(shù)的具體實施例而已，并不用于限制本專利技術(shù)，凡在本專利技術(shù)的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本專利技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種陣列定向光耦合裝置，其特征在于，包括:管殼及剛性固定于所述管殼內(nèi)的第一芯片支架、第一光學(xué)透鏡組、共用光隔離器、第二光學(xué)透鏡組和第二芯片支架；所述共用光隔離器為片狀，其縱切面與固定于所述第一芯片支架的第一光電子陣列芯片出射光區(qū)域相匹配； 其中，所述第一光電子陣列芯片中的各光器件單元輸出的多束發(fā)散光經(jīng)過第一光學(xué)透鏡組后分別轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄猓辉撈叫泄饨?jīng)過所述共用光隔離器后進(jìn)入第二光學(xué)透鏡組，經(jīng)過第二光學(xué)透鏡組聚焦后，耦合至固定于所述第二芯片支架的第二光電子陣列芯片的各光器件單兀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列定向光耦合裝置，其特征在于，所述第一光電子陣列芯片和第二光電子陣列芯片為二維陣列； 所述第一透鏡組和第二透鏡組為透鏡陣列，所述第一光電子陣列芯片和第二光電子芯片中的光器件單元與該透鏡陣列中的一透鏡單元相對應(yīng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列定向光耦合裝置，其特征在于:所述第一光電子陣列芯片和第二光電子陣列芯片為一維陣列； 所述第一透鏡組和第二透鏡組為一軸向延伸的條形透鏡，該條形透鏡的橫截面呈圓弧形。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列定向光耦合裝置，其特征在于，所述第一光電子陣列芯本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種陣列定向光耦合裝置，其特征在于，包括：管殼及剛性固定于所述管殼內(nèi)的第一芯片支架、第一光學(xué)透鏡組、共用光隔離器、第二光學(xué)透鏡組和第二芯片支架；所述共用光隔離器為片狀，其縱切面與固定于所述第一芯片支架的第一光電子陣列芯片出射光區(qū)域相匹配；其中，所述第一光電子陣列芯片中的各光器件單元輸出的多束發(fā)散光經(jīng)過第一光學(xué)透鏡組后分別轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄猓辉撈叫泄饨?jīng)過所述共用光隔離器后進(jìn)入第二光學(xué)透鏡組，經(jīng)過第二光學(xué)透鏡組聚焦后，耦合至固定于所述第二芯片支架的第二光電子陣列芯片的各光器件單元。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：祝寧華，陳偉，劉建國，劉宇，袁海慶，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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