CN108508545B - 光学器件的耦合结构及耦合方法 - Google Patents
光学器件的耦合结构及耦合方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种光学器件的耦合结构包括第一光学器件、第二光学器件和耦合焊料层。第一光学器件包括透镜光纤、支撑所述透镜光纤的第一支架和形成于第一支架的第一连接端面上的第一金属层。第二光学器件包括波导、支撑所述波导的第二支架和形成于所述第二支架的第二连接端面上的第二金属层,所述第二金属层与所述第一光学器件连接。所述耦合焊料层直接与所述第一金属层和第二金属层接触,并且由焊料形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学器件的耦合结构及光学器件的耦合方法,其中该光学器件中具有至少一个相互耦合的波导和光纤。
背景技术
具有波导的波导装置通常被称作光学器件,其中该光学器件可构成光学通信系统、光学测量仪器和光学传感器等。近年来,与光通信系统的容量扩大和高功能性一样,波导装置已发展成大规模集成化和高功能性。通常将硅光子学用于实现上述技术,具体为将如发光元件、受光元件等光学元件集成在具有微小波导的硅基板。该波导基板,利用硅光子学技术制成,也被称作硅光子学基板。
一般来说,当波导装置和光纤耦合时,将波导的端面与光纤的端面相对并且进行光轴的校准,然后将光纤固定到波导装置。接着,当光纤固定到波导装置时,在有的情况下需要利用粘合剂,例如公开号2016/0341919A1的美国专利申请(也称为专利文献1)和专利号为4871226的美国专利(也称为专利文献2)。在另外的情况下也可采用焊接的方式进行固定,例如特许公开昭为H1-310315的日本专利(也称为专利文献3)和专利号为4867524的美国专利(也称为专利文献4)。
发明内容
顺便提及的是,一些光纤是具有透镜形状的尖端部分的光纤(也称为透镜光纤)。在现有技术中,如专利文献1所公开的,利用粘合剂将透镜光纤耦合至波导装置。在专利文献1中,在波导装置与光纤耦合的部分(以下也称为“光纤耦合部分”)上涂有可紫外线固化的环氧树脂粘合剂,也就是说,通过将紫外线照射到光纤耦合部分,使得粘合剂被固化。
然而,在通过紫外线的照射而使粘合剂固化过程中,每一个光纤耦合部分需花费大约120秒直到粘合剂固化。因此,将粘合剂用于波导装置和光纤的耦合不能有效制造波导装置和光纤的耦合结构。此外,在粘合剂固化之前,波导装置和光纤的光轴存在不对准的情况。因此,当使用粘合剂时,耦合精度有时会降低。
另一方面,例如特许公开昭为H5-27140的日本专利(也称为专利文献5)所公开的,在有的情况下使用焊料将光纤固定于波导装置。
然而,在专利文献5所公开的传统技术中则使用具有颗粒形状的焊料块。如果焊料块的存在尺寸差异,则会导致波导的端面和光纤的端面之间产生距离偏差。因此,当和专利文献1一样采用透镜纤维时,透镜纤维的焦点位置存在不对准的情况。而如果使用焊料块,耦合的精度可能会变差。
另一方面,在硬盘驱动器等磁记录技术领域中,存在一种被称为热辅助磁记录头的磁记录头。热辅助磁记录头是一种采用热辅助磁记录系统的磁记录头。在热辅助磁记录系统中,通过激光瞬间加热磁记录介质,而日期记录在磁记录介质上。关于热辅助磁记录头,在现有技术中利用焊料将激光发射元件耦合到波导(例如,参见公开号为2011/228650A1的美国专利申请(也称为专利文献6))。
然而,专利文献6的传统技术则是关于激光发射元件(激光二极管)耦合到波导的结构。在专利文献6的传统技术中,没有考虑将光纤固定在波导装置上的情况。此外,即使考虑到专利文献6的传统技术,在专利文献1的传统技术中使用焊料代替粘合剂,可缩短用于耦合的时间,并且避免随之产生的耦合精度的劣化,但不能提高耦合的精度。
进一步地,即使将其它传统技术应用于专利文献1上,也不能实现对透镜光纤的焦点位置进行高精度对准。
上述描述的主体不仅常见于波导装置耦合到光纤的结构中,而且常见于波导装置耦合到另一波导装置的结构,以及光纤耦合到光纤的结构中。
为了解决上述问题而提出本发明,其目的在于提供一种光学器件的耦合结构,其具有这样一种结构,能够缩短耦合时间,且能够提高耦合精度,特别是能够实现关于透镜光纤的高精度耦合,本发明还提供了光学器件的耦合方法。
为了解决上述问题,本发明提供一种光学器件的耦合结构,其包括:第一光学器件,第二光学器件和耦合焊料层;第一光学器件包括第一光纤或第一波导中的至少一个、支撑第一光纤或第一波导中的至少一个的第一支架和形成在第一支架的第一连接端面上的第一金属层,所述第一金属层与所述第二光学器件连接;所述第二光学器件包括第二光纤或第二波导中的至少一个、支撑所述第二光纤或所述第二波导中至少一个的第二支架以及形成于所述第二支架的第二连接端面上的第二金属层,所述第二金属层和第一光学器件连接;所述耦合焊料层直接与第一金属层和第二金属层接触,并且由焊料制成。
优选地,上述光学器件的耦合结构还包括间距调整结构,所述间距调整结构通过对第一支架进行支架按压以调整第一光纤或第一波导与第二光纤或第二波导之间的间距。
此外,所述耦合焊料层优选为包括厚度变化的结构,具体为与所述第一光纤或所述第一波导相距最近的光纤相邻部分的厚度要小于除所述光纤相邻部分外其他部分的厚度。
进一步地,本发明还提供了一种光学器件的耦合结构,包括:第一光学器件,第二光学器件和耦合焊料层;第一光学器件包括具有透镜形状形成的尖端部的透镜光纤、支撑透镜光纤的第一支架和形成于所述第一支架的第一连接端面上的第一金属层,所述第一金属层与第二光学器件连接;第二光学器件包括波导,支撑所述波导的第二支架和形成于所述第二支架的第二连接端面上的第二金属层,所述第二金属层与第一光学器件连接;所述耦合焊料层直接与第一金属层和第二金属层接触,并且由焊料制成;所述光学部件的耦合结构还包括间距调整结构,所述间距调整结构通过对第一支架进行支架按压调整透镜光纤和波导之间的间距,从而使得透镜光纤的焦点与波导的焦点重合。
上述光学器件的耦合结构的实施例中,所述耦合焊料层优选为包括厚度变化的结构,具体为与所述透镜光纤相距最近的光纤相邻部分的厚度要小于除所述光纤相邻部分外其他部分的厚度。
进一步地,所述第一支架优选为包括与所述第一连接端面相对的第一后端面,且所述第二支架包括与所述第二连接端面相对的第二后端面,所述第一支架具有第一平行部,所述第二支架具有第二平行部,所述第一平行部为所述第一后端面或所述第一连接端面的一部分,所述第一平行部为与所述第一后端面和第一连接端面平行形成的一部分,第二平行部为第二连接端面的一部分,第二平行部分为与第一后端面平行形成的一部分。
进一步地,本发明还提供了一种光学器件的耦合方法,包括:制备第一光学器件的第一光学器件制备步骤;制备第二光学器件的第二光学器件制备步骤;在所述第一光学器件制备步骤中,设置第一支架组件,所述第一支架组件中第一支架支撑第一光纤或第一波导中的至少一个,在第一支架组件的第一连接端面上形成第一金属层,所述第一金属层与所述第二光学器件连接,从而制成第一光学器件;在所述第二光学器件制备步骤中,设置第二支架组件,在所述第二支架组件中第二支架支撑第二光纤或第二波导中的至少一个,在所述第二支架组件的第二连接端面上形成第二金属层,所述第二金属层与所述第二光学器件连接,从而制成第二光学器件;光学器件的耦合方法进一步包括:支架相对步骤,其使得第一光学器件的第一连接端面和第二光学器件的第二连接端面相对以在第一金属层和第二金属层之间插入焊料;光轴调整步骤,其具体为调整所述第一光纤或所述第一波导中至少一个的光轴和所述第二光纤或所述第二波导中至少一个的光轴相互重合;以及焊料层形成步骤,其具体利用激光照射到第一光学器件或第二光学器件上来熔化和硬化焊料,从而在第一金属层和第二金属层之间形成焊料层。
上述提供的光学器件的耦合方法可以还包括:支架按压步骤,其具体是通过在光轴方上对第一支架或第二支架进行支架按压;间距调整步骤,其具体为通过所述支架按压操作调整第一光纤或第一波导和第二光纤或第二波导之间的间距;在进行所述支架按压的同时实施实施所述焊料层形成步骤。
进一步地,在实施所述支架按压步骤中,优选为沿着光轴方向按压所述第一连接端面相对的第一后端面的重心延长部的第一中心或所述第二连接端面相对的第二后端面的重心延长部的第二中心,其中,所述第一中心设置在所述第一支架的重心延长线上的中心,所述第二中心设置在所述第二支架的重心延长线上的中心。
进一步地,在实施所述支架按压步骤中,使按压构件与所述重心延伸部的第一中心或所述重心延伸部的第二中心接触并沿着竖直方向操作所述按压构件。
进一步地,本发明还提供了另一种光学器件的耦合方法,包括:制备第一光学器件的第一光学器件制备步骤;制备第二光学器件的第二光学器件制备步骤;在所述第一光学器件制备步骤中,设置第一支架组件,所述第一支架组件中第一支架支撑具有透镜形状的尖端部分的透镜光纤,在第一支架组件的第一连接端面上形成第一金属层,所述第一金属层与所述第二光学器件连接,从而制成第一光学器件;在所述第二光学器件制备步骤中,设置第二支架组件,所述第二支架组件中第二支架支撑波导,在所述第二支架组件的第二连接端面上形成第二金属层,所述第二金属层与所述第二光学器件连接,从而制成第二光学器件;光学器件的耦合方法进一步包括:支架相对步骤,其使得第一光学器件的第一连接端面和第二光学器件的第二连接端面相对以在第一金属层和第二金属层之间插入焊料;光轴调整步骤,其通过调整所述透镜光纤的光轴和波导的光轴以使两者相互重合;支架按压步骤,其通过在光轴方向上对所述第一支架进行支架按压;间距调整步骤,其通过所述支架按压调整所述透镜光纤和波导之间的间距,从而使得所述透镜光纤的焦点和波导的焦点重合;以及焊料层形成步骤,其具体为在进行所述支架按压的同时,利用激光照射到第一光学器件上来熔化和硬化焊料,从而在第一金属层和第二金属层之间形成焊料层。
在支架按压步骤中,沿着光轴方向按压所述第一连接端面相对的第一后端面的重心延长部的第一中心,其中,所述第一中心设置在所述第一支架的重心延长线上的中心。
进一步地,在实施所述支架按压步骤中,使按压构件与所述第一重心延伸部的第一中心接触并沿着竖直方向操作所述按压构件。
从下面给出的详细描述和附图中将更充分地理解本发明,这些附图仅以示例的方式给出,因此本发明并不受限制。
附图说明
图1是本发明实施例中部分省略且去除盖部的光学器件的耦合结构的平面图。
图2是部分省略的光学器件的耦合结构的主要部分的平面图。
图3是部分省略且去除盖部的光学器件的耦合结构的透视图。
图4是光学器件的耦合结构的分解透视图。
图5是沿着图3所示的平面S100截取的光学部件的耦合结构的主要部分的截面图。
图6是图5所示的R部分的放大剖视图。
图7是第一支架组件的主视图。
图8是表示第一光学器件和盖部的主要部分的侧视图。
图9是示出第一光学器件和第二光学器件在耦合之前省略其一部分的相对状态的侧视图。
图10是表示光学器件的耦合装置以及第一光学器件、第二光学器件的剖视图。
图11是表示支撑于光学器件的耦合装置上的第一光学器件,第二光学器件的主视图。
图12是表示一改进实施例中省略了一部分的光学器件的耦合结构的主要部分的平面图。
图13是表示另一改进实施例中省略了一部分的光学器件的耦合结构的主要部分的平面图。
图14是表示省略了涂层光纤的第一光学器件、盖部和按压装置的立体图。
图15是表示与图1相似的一改进实施例的光学器件的耦合结构的平面图。
图16是表示与图1相似的另一改进实施例的光学器件的耦合结构的平面图。
图17是表示另一改进实施例的光学器件的耦合结构的平面图。
图18是表示一改进实施例的光学器件的耦合结构的主要部分的平面图。
图19是另一改进实施例的光学器件的耦合结构的主要部分的平面图。
图20是图17所示的光学器件的耦合结构的主要部分的平面图。
具体实施例
接下来,将参考附图对发明进行描述。应该注意的是,相同的组件将用相同的数字或字母表示,同时省略重复的描述。
光学器件的耦合结构
首先,将参照图1至图6对本发明的一个实施例的光学器件100的耦合结构100进行描述。在这里,图1示出本发明实施例提供的部分省略且去除盖部70的光学器件100的耦合结构的平面图;图2是部分省略的光学器件100的耦合结构的主要部分的平面图;图3是部分省略且去除盖部70的光学器件100的耦合结构的透视图;图4是光学器件的耦合结构的分解透视图;图5是沿着图3所示的平面S100截取的光学器件100的耦合结构的主要部分的截面图;图6是图5所示的R部分的放大剖视图。
如图1所示,光学器件100的耦合结构包括第一光学器件20、第二光学器件50和耦合焊接层62。
第一光学器件20包括涂层光纤3、第一支架10和第一金属层60.
涂层光纤3包括光纤1和覆盖层2,光纤1具有纤芯1a和包层1b,其具有包层1b包覆纤芯1a周围的双层结构。光纤1是透镜形状的尖端部1c被加工成锥形的透镜光纤。
覆盖层2是包覆光纤1周围的构件,其由硅树脂制成。覆盖层2在尖端侧的一部分被去除。光纤1在覆盖层2被去除的部分露出。
所述第一支架10由玻璃、预定波长的光可穿过的硅、GaAs、SiC、AlN(氮化铝)以及诸如金、铝、不锈钢等金属制成。所述第一支架10具有光纤支撑部4和导线支撑部5。光纤支撑部4支撑已去除覆盖层2的涂层光纤3的部分。导线支撑部5支撑未去除覆盖层2的涂层光纤3的部分。
光纤支撑部4在平面图中具有近似C型的形状,该近似C型的形状具有两个连接部4b。在光纤支撑部4的表面4a上,在一个连接部4b连接到另一个连接部4b的部分上形成V形槽部4c。光纤1容纳在V形槽部4c内。接着,如图3和图4所示,覆盖层2的端面2s与光纤支撑部4的直立端面4d接触。进一步地,另外,光纤1的尖端侧突出到空缺部6,突出最多的最端部1d与后述的波导51相对。最端部1d在第一金属层60的表面60s后退约5μm(图9中的γ约为5μm左右)。
此外,第一金属层60在光纤支撑部4上形成。第一金属层60形成于第二光学器件50侧的连接部4b,4b的端面(设置在与第二光学器件50最接近的位置),即连接面4s,4s(第一连接面,参见图5至图7)与第二光学器件50连接。第一金属层60由可与焊料良好连接的金属(例如Au)制成。此外,例如,第一金属层60通过溅射或电镀生成。
导线支撑部5与光纤支撑部4的直立端面4d连接。涂层光纤3设于表面5a上。导线支撑部5的厚度比光纤支撑部4的厚度薄。
第二光学器件50包括波导51、第二支架52和第二金属层61。波导51在第二支架52的表面52a上形成,且波导51由第二支架52支撑。如图4所示,波导51的端面51s从后述的第二连接端面52s露出。端面51s与光纤1的最端部1d相对。
第二支架52由硅制成。第二支架52为硅光子基板。即使波导51形成于表面52a上,但例如发光元件、光接收元件等光学装置也可集成在在表面52a上。
第二金属层61在第二连接端面52s与连接端面4s,4s对应的部分上形成。第二连接端面52s是第二支架52在第一光学器件20侧的端面。第二金属层61由能与焊料(例如,Au)良好连接的金属形成。此外,例如,第二金属层60通过溅射或电镀形成。
接着,如图5所示,在第一金属层60和第二金属层61之间形成耦合焊料层62,其与第一金属层60和第二金属层61两者直接接触。图5是沿着平面S100截取的光学器件100的耦合结构的主要部分的截面图,平面S100为在厚度方向上穿过第二光学器件50中间的平面。
耦合焊料层62由焊料制成。例如,耦合焊料层62由锡、锡合金、银、铜、铅合金和铋中选择一种金属制成。进一步地,如图6所示,耦合焊料层62、第一金属层60和第二金属层61具有厚度变化的结构。
也就是说,在耦合焊料层62中,光纤相邻部分62d的厚度比除光纤相邻部分62d之外其他部分的厚度更薄。如图6详细所示,耦合焊料层62的光纤相邻部分62d的厚度为D2,其他部分的厚度大于D2。例如,最厚部分(最厚部分62e)的厚度为D1(D1>D2)。耦合焊料层62具有厚度变化结构,其厚度从光纤相邻部分62d向最厚部分62e逐渐增加。光纤相邻部分62d设于耦合焊料层62与涂层光纤3(光纤1)以及第一金属层60、第二金属层61最近的部分。
进一步,关于第一金属层60、第二金属层61和耦合焊料层62的厚度,最厚部分62e的厚度t1与光纤相邻部分62d的厚度t2之间的差为α(t2-t1=α)。
接着,光学器件100的耦合结构具有间距调整结构。所述间距调整结构是这样一种结构,其通过后述的支架按压来调整涂层光纤3(光纤1)和波导51之间的间距,从而使得光纤1的焦点与波导51的焦点重合。在光学器件100的耦合结构中,通过后述的支架按压操作调整涂层光纤3与波导51之间的间距,从而使得光纤1的焦点与波导51重合,而之后,第一光学器件20在持续的按压状态下与第二光学器件50耦合。因此,光学部件100的耦合结构具有间距调整结构。
进一步地,光学部件100的耦合结构具有盖部70。图示的盖部70利用粘接剂等与光纤支撑部4的表面4a固定以覆盖光纤1。盖部70也可不需要与表面4a固定。
盖部70的长度(沿着被覆盖的光纤3的长度方向)比光纤支撑部4的长度短。另外,如图8所示,盖部70的端面70s设置于第一金属层60的表面60s退后的位置。表面60s和端面70s之间的间距为β。
光学器件的耦合方法
接下来,将参照图7至图11对第一光学器件20耦合至第二光学器件50的耦合方法进行说明。图7是第一支架组件10A的主视图。图8是表示第一光学器件20和盖部70的主要部分的侧视图;图9是示出第一光学器件20和第二光学器件50在耦合之前省略其一部分的相对状态的侧视图。图10是表示与和光学器件的耦合装置99以及第一光学器件20、第二光学器件50的剖视图。图11是表示由光学器件的耦合装置99进行支撑于的第一光学器件20、第二光学器件50的主视图。
通过实施本发明一实施例的光学器件的耦合方法可得到上述光学器件100的耦合结构。本实施例的光学器件的耦合方法使用光学器件的耦合装置99来实施。如图10所示,耦合装置99具有支架装置81、支架装置82、按压装置83、外部装置85、激光照射装置86和外部探测器87。
然后,光学器件的耦合方法包括第一光学器件制备步骤和第二光学器件制备步骤。在第一光学器件制备步骤中制造第一光学器件20,在第二光学器件制备步骤中制造第二光学器件50。
首先,如图7所示,在第一光学器件制备步骤中,设置第一支架组件10A,第一支架组件10A中第一支架10支撑涂层光纤3。第一支架组件10A包括涂层光纤3和第一支架10。采用如溅射或电镀等工艺在第一支架组件10A的第一连接端表面4s,4s上形成第一金属层60。第一金属层60由能与焊料良好连接的金属(例如Au)制成。如图9所示,当第一金属层60在第一支架组件10A上形成时,则意味着制成第一光学器件20。
在第二光学器件制备步骤中,首先,如图9所示,设置第二支架组件52A,第二支架组件52A中第二支架52支撑波导51。第二支架组件52A包括波导52和第二支架51。利用如溅射或电镀等工艺在第二支架组件52A的第二连接端表面52s,52s上形成第二金属层61。第二金属层61由能与焊料良好连接的金属(例如Au)制成。如图9所示,当第二金属层61在第二支架组件52A上形成时,意味着制成第二光学器件50。
进一步地,光学器件的耦合方法还包括支架相对步骤、光轴调整步骤、支架按压步骤、间距调整步骤和焊料层形成步骤。
首先,如图9所示,在支架相对步骤中,第一光学器件20的第一连接端面4s,4s和第二光学器件50与第二连接端面52s,52s相对。
在该步骤中,如图10所示,第一光学器件20由支撑装置82支撑,第二光学器件50由支撑装置81支撑。
所述支撑装置82包括壁部82a,该壁部82a上设有未图示的吸孔,该壁部82a通过从所述吸孔吸入空气而支撑第一光学器件20。支撑装置81包括基座部81a和壁部81b。第二光学器件50设置于基座部81a上。通过壁部81b上的未图示吸孔进行空气抽吸。从而利用空气抽吸支撑所述第二光学器件50。
另外,如图9所示,在支架相对步骤中,在第一连接端面4s,4s与第二连接端面52s,52s相对时,第一支架10和第二支架52被配置成第一金属层60以预定间距与第二金属层61相对。在这种情况下,在第一金属层60和第二金属层61之间插入焊料62x。
接下来,实施光轴调整步骤。在该步骤中,通过使光纤1和波导51的光轴相互适应以调整光轴。也就是,调节第一光学器件20和第二光学器件50的位置,以使光纤1和波导51的光轴相互适应。此时,如图10所示,在耦合装置99中,如未示出的激光二极管等外部装置85发光,发出的光被引导至涂层光纤3的光纤1。于是,如图11所示,从外部装置85发出的光从涂层光纤3穿过波导51从孔部81c射出,射出的光由具有如光电二极管等受光器件的外部探测器87进行探测。外部探测器87设置在第二光学器件50的外侧。在确认外部探测器87的探测结果的同时进行光轴调整。
需要注意的是,具有发光元件的发光装置也可设于第二光学器件50的外部,具有受光元件的探测器也可设于在第一光学器件20的外部。
接着,实施支架按压步骤。在这个步骤中实施支架按压。支架按压具体为沿着光轴方向按压所述第一支架10。在这种情况下,如图10和图14所示,通过按压装置83按压第一支架10的后端面5d。
如图14所示,后端面5d是与第一连接端面4s相对的端面。后端面5d设于第一连接端面4s的后侧。
本发明中按压装置83包括作为按压构件的推针84。推针84与后端面5d的按压点接触,并且其向按压点施加预定的载荷(20-100gf,例如约80gf)。通过这种方式,沿光轴方向按压第一支架10。在这种情况下,按压点优选为重心延伸部5s的中心。重心延伸部5s的中心设于在重心延长线的中心。重心延长线的中心为穿过第一支架10的重心10g并穿过第一连接端面4s和后端面5d的直线。
此外,按压装置83优选为沿竖直方向操作推针84。由此,沿着竖直方向的重力方向按压第一支架10,可有效地实施支架按压。
由按压装置83执行的支架按压缩小了第一支架10与第二支架50之间的间距。由此,可实施间距调整步骤。间距调整步骤通过调整光纤1的最端部1d与波导51的端面51s之间的间距,从而使光纤1的焦点基于支架按压与波导51的焦点相重合。通过执行间距调整步骤,光纤1的焦点与波导51的焦点重合。此时,在确认外部探测器87的探测结果的同时执行间距调整步骤以及上述的光轴调整步骤。
此外,在进行支架按压的同时进行焊料层形成步骤。在该步骤中,耦合焊料层62形成于第一金属层60和第二金属层61之间。如图10所示,激光照射装置86发出YAG激光L照射至焊料62x。由于所述YAG激光L的照射,焊料62x开始熔化,之后焊料62x开始变硬。在焊料62x熔化之后,可以预知由Au和焊料的合金制成的层由此形成。
当进行上述支架按压时,即通过推针84按压第一支架10(例如,大约0.1秒)时,激光照射设备86瞬时发出YAG激光L。然后,焊料62x中YAG激光L的光接收点开始受热。焊料62x由于受热而熔化。之后,当焊料62x变硬时,第一金属层60和第二金属层61之间形成耦合焊料层62。耦合焊料层62与第一金属层60和第二金属层61两者直接接触。通过上述步骤,第一光学器件20耦合至第二光学器件50,从而得到光学器件100的耦合结构。
光学元件的耦合结构的实施和效果
如前文所述,在光学器件100的耦合结构中,第一光学器件20通过耦合焊料层62耦合到第二光学器件50。耦合焊料层62由焊料制成。本发明的焊料耦合方法可在非常短的时间内(约6秒)完成耦合。
因此,第一光学器件20以非常短的时间与第二光学器件50完成耦合。与现有技术相比,本发明缩短了光学器件100的耦合结构的耦合时间。因此,制备光学器件100的耦合结构相比于现有技术更高效。制备光学器件100的耦合结构相比于现有技术更能量产。
此外,焊料62x能在非常短的时间硬化,则耦合步骤也可在非常短的时间内完成。因此,在完成耦合步骤之前光纤1的光轴能保持对准,并且聚焦位置也能保持对准。因此,光学部件100的耦合结构能保持耦合精度,并且不会劣化。
此外,光学器件100的耦合结构具有间距调整结构。因此,在光学部件100的耦合结构中,持续调整最端部1d与端面51s之间的间距,从而使得光纤1的焦点与波导51的焦点重合。因此,本发明提高了光学器件100的耦合结构的耦合精度,特别是实现了透镜光纤的高精度耦合。
尤其是,耦合焊料层62由焊料62x构成,所以耦合焊料层62由于支架按压而稍微变形。因此,第一光学器件20与第二光学器件50之间的间距得以微调,从而实现对光轴和焦点位置进行高精度调整。
在调整最端部1d与端面51s之间的间距过程中,优选地,将第一支架10沿着光轴方向按压。这是因为,通过完成最端部1d和端面51s之间的间距调整,也可以实现光轴的重合。此时,在光学器件100的耦合结构中,在支架按压步骤中,沿着光轴方向对第一支架10进行支架按压。因此,在光学器件100的耦合结构中,即使通过支架按压操作的间距调整已经完成,也能够维持第一光学器件20和第二光学器件50的光轴重合,从而实现高精度的耦合。
另外,在实施支架按压步骤时,推针84与后端面5d的重心延伸部5s的中心相接触以按压第一支架10。重心延伸部5s的中心设于重心延长线的中心。如果在支架按压过程对非重心延伸部5s的部分进行按压,则存在力矩产生的可能性,并且会导致光轴的不对齐。然而,由于本发明对重心延伸部5s的中心进行按压,所以能够避免上述情况的产生。因此,沿着光轴方向按压第一支架10可实现高精度的耦合。
此外,重心延伸部5s位于后端面5d的中心附近。因此,如果按压第一支架10,则空缺部6的周边部分要比其他部分承受更大载荷。因此,如图6所示,耦合焊料层62具有上述厚度变化的结构。具有厚度变化的结构意味着支架按压可实施至重心延伸部5s的中心。
此外,因为在支架按压步骤中是沿着竖直方向按压第一支架10,因此利用推针84的重量能更有效地执行支架按压。
另外,盖部70设于从第一金属层60的表面60s退后的位置。因此,在第一光学器件20耦合至第二光学器件50时,特别是实施支架相对步骤时,可避免盖部70和第二光学器件50的接触。因此,可有效实现第一光学器件20和第二光学器件50的耦合。
在光学器件100的耦合结构中,与传统技术中光学器件通过焊接进行耦合相比,光学器件通过激光照射能以较小的能量耦合。因此,可节约制备的能源消耗。
改进实施例1
在上述实施方式中,外部探测器87设置在第二光学器件50的外侧。如图12所示,光学器件的耦合结构包括第一光学器件20和第二光学器件55。第二光学器件55相对于第二光学器件50的不同之处在于,作为光接收元件的光电二极管89和波导51a在硅光子基板(第二支架)的表面上形成。支杆90与光电二极管89连接。
改进实施例2
此外,如图13所示,光学器件的耦合结构可具有第一光学器件20和第二光学器件56。第二光学器件56相对于第二光学器件50的不同之处在于,作为发光元件的激光二极管91与波导51a一起在硅光子基板(第二支架)的表面上形成。支撑杆90与激光二极管89连接。
在这种情况下,由于第二光学器件56具有发光元件,所以当实施耦合方法时,将诸如光电二极管等的光接收元件设置在第一光学器件20的外部。
改进实施例3
在上述实施方式中,说明了光学器件100的耦合结构,该光学器件包括具有涂层光纤3的第一光学器件20和具有波导的第二光学器件50。在光学器件100的耦合结构中,第一光学器件20具有透镜光纤,并且第二光学器件50具有波导51a。
然而,关于本发明,第一光学器件和第二光学器件可分别具有光纤和波导中的至少一个。
因此,例如,根据本发明的光学器件的耦合结构可以是图15所示的光学器件200的耦合结构。光学器件200的耦合结构具有第一光学器件20A和第二光学器件20B,并且两者均与耦合焊料层62耦合。第一光学器件20A、第二光学器件20B均具有涂层光纤3,且两个涂层光纤3彼此相对。第一光学器件20A、第二光学器件20B均具有与第一光学器件20相同的结构。
此外,根据本发明的光学器件的耦合结构可以是图16中所示的光学器件201的耦合结构。光学器件201的耦合结构包括第一光学器件50A和第二光学器件50B,并且两者都与耦合焊料层62耦合。第一光学器件50A、第二光学器件50B均具有波导51,两个波导51彼此相对。第一光学器件50A、第二光学器件50B均具有与第二光学器件50相同的结构。
改进实施例4
另外,本发明可应用于图17所示的光学器件205的耦合结构。光学器件205的耦合结构包括具有光纤芯线3的第一光学器件205c,具有波导205a的第二光学器件205b,以及具有多芯光纤205的第三光学部件205d。第一光学器件205c、第二光学器件205b和第三光学部件205d分别具有与第一金属层60相同的金属层(未示出),金属层在第一光学器件205c、第二光学器件205b和第三光学部件205d的相对连接端面上形成。此外,在每个金属层之间形成有与耦合焊料层62(未示出)相同的焊料层。第一光学器件205c、第二光学器件205b和第三光学部件205d与所述焊料层耦合。
然而,第一光学器件205c、第二光学器件205b和第三光学部件205d的连接端面从其侧面沿倾斜方向形成(连接端面和侧面之间的角度为距离直角约8度)。这是为了避免连接端面上的光反射。
此外,像上述的光学器件的耦合方法一样进行支架按压步骤,则如图20所示,通过推针84沿非竖直方向对连接端面205e施加载荷F1。如图18所示,连接端面205e与侧面205s之间的角度A1是锐角。尽管载荷F1是与连接端面205e竖直相交的载荷F2和平行于连接端面205e的载荷F3的合力,但载荷F3对支架按压操作并没有贡献。
因此,优选的是,光学器件的耦合结构具有第一支架和第二支架,第一支架具有第一平行部,第二支架具有第二平行部。第一平行部是第一后端面或第一连接端面的一部分,并且其是与第一后端面和第一连接端面平行形成的部分。第二平行部是第二连接端面的一部分,并且其是与第一后端面平行形成的部分。
当具体地说明时,例如在图17所示的光学器件205的耦合结构中,如图18所示,第一光学器件(第一支架)205c具有平行部205h。平行部205h是与第一后端面205f平行形成的部分,并且是第一连接端面205e的一部分。当第一光学器件(第一支架)205c具有平行部205h时,在执行支架按压时施加的载荷竖直于平行部205h。在这种情况下,第二光学器件(第二支架)205b具有第二连接端面与第一后端面205f平行形成的部分。
另外,在光学器件205的耦合结构中,如图19所示,第一光学器件(第一支架)205c具有平行部205g。平行部205g是与第一连接端面205e平行形成的部分,并且是第一后端面205d的一部分。当第一光学器件(第一支架)205c具有平行部205g时,在执行支架按压时施加的载荷竖直于第一连接端面205e。在这种情况下,优选的是,将一支撑构建97设置于载荷F1的延长线上,避免了第二光学器件205b位置不对齐的情况。
另外,在上述实施例的焊料层形成步骤中,将YAG激光L照射到焊料62x。这样,当第一支架10由诸如金、银、铝和不锈钢等金属形成时,在焊料层形成步骤中,可以将YAG激光L照射到第一支架10。在这种情况下,第一支架10由于YAG激光器L的照射而受热。热量从第一支架10传递到焊料62x,并且焊料62x由于受热而熔化因此,在这种情况下也能形成耦合焊料层62。此外,也可以照射CW激光而不是YAG激光L。
Claims (11)
1.一种光学器件的耦合结构,其特征在于,包括第一光学器件、第二光学器件和耦合焊料层;其中,
所述第一光学器件包括第一光纤或第一波导中的至少一个、支撑所述第一光纤或第一波导中至少一个的第一支架和形成于所述第一支架的第一连接端面上的第一金属层,所述第一金属层与所述第二光学器件连接;
所述第二光学器件包括第二光纤或第二波导中的至少一个、支撑所述第二光纤或所述第二波导中至少一个的第二支架以及形成于所述第二支架的第二连接端面上的第二金属层,所述第二金属层和第一光学器件连接;
所述耦合焊料层直接与所述第一金属层和第二金属层接触,并且由焊料制成;
间距调整结构,所述间距调整结构通过对所述第一支架进行支架按压以调整所述第一光纤或第一波导与所述第二光纤或第二波导之间的间距;在支架按压步骤中,沿着光轴方向对所述第一连接端面相对的第一后端面的重心延长部的第一中心进行按压,其中,所述第一中心设置于所述第一支架的重心延长线上的中心。
2.如权利要求1所述的光学器件的耦合结构,其特征在于,所述耦合焊料层包括厚度变化的结构,具体为与所述第一光纤或所述第一波导相距最近的光纤相邻部分的厚度要小于除所述光纤相邻部分外其他部分的厚度。
3.一种光学器件的耦合结构,其特征在于,包括第一光学器件、第二光学器件和耦合焊料层;其中,
第一光学器件包括具有透镜形状的尖端部的透镜光纤、支撑所述透镜光纤的第一支架和形成于所述第一支架的第一连接端面上的第一金属层,所述第一金属层与所述第二光学器件连接;
第二光学器件包括波导,支撑所述波导的第二支架和形成于所述第二支架的第二连接端面上的第二金属层,所述第二金属层与所述第一光学器件连接;
所述耦合焊料层直接与所述第一金属层和第二金属层接触,并且由焊料形成;
所述光学部件的耦合结构还包括间距调整结构,所述间距调整结构通过对所述第一支架进行支架按压以调整透镜光纤和波导之间的间距,从而使得所述透镜光纤的焦点与所述波导的焦点重合;在支架按压步骤中,沿着光轴方向对所述第一连接端面相对的第一后端面的重心延长部的第一中心进行按压,其中,所述第一中心设置于所述第一支架的重心延长线上的中心。
4.如权利要求3所述的光学器件的耦合结构,其特征在于,所述耦合焊料层包括厚度变化的结构,具体为与所述透镜光纤相距最近的光纤相邻部分的厚度要小于除所述光纤相邻部分外其他部分的厚度。
5.如权利要求3所述的光学器件的耦合结构,其特征在于,所述第一支架包括与所述第一连接端面相对的第一后端面,且所述第二支架包括与所述第二连接端面相对的第二后端面;
所述第一支架包括第一平行部,所述第二支架包括第二平行部;
所述第一平行部为所述第一后端面或所述第一连接端面的一部分,所述第一平行部为与所述第一后端面和第一连接端面平行形成的一部分;
第二平行部为第二连接端面的一部分,第二平行部分为与第一后端面平行形成的一部分。
6.一种光学器件的耦合方法,其特征在于,包括:
制备第一光学器件的第一光学器件制备步骤;
制备第二光学器件的第二光学器件制备步骤;
其中,在所述第一光学器件制备步骤中,设置第一支架组件,所述第一支架组件中第一支架支撑第一光纤或第一波导中的至少一个,在所述第一支架组件的第一连接端面上形成第一金属层,所述第一金属层与所述第二光学器件连接,从而制成所述第一光学器件;
在所述第二光学器件制备步骤中,设置第二支架组件,在所述第二支架组件中第二支架支撑第二光纤或第二波导中的至少一个,在所述第二支架组件的第二连接端面上形成第二金属层,所述第二金属层与所述第二光学器件连接,从而制成所述第二光学器件;
光学器件的耦合方法进一步包括:
支架相对步骤,通过将所述第一光学器件的第一连接端面和所述第二光学器件的第二连接端面相对以在所述第一金属层和第二金属层之间插入焊料;
光轴调整步骤,通过调整所述第一光纤或所述第一波导中至少一个的光轴和所述第二光纤或所述第二波导中至少一个的光轴重合;
以及焊料层形成步骤,利用激光照射到所述第一光学器件或第二光学器件上来熔化和硬化焊料,从而在所述第一金属层和第二金属层之间形成焊料层;
支架按压步骤,通过在光轴方向上对所述第一支架或第二支架进行支架按压;
间距调整步骤,通过所述支架按压调整所述第一光纤或第一波导和所述第二光纤或第二波导之间的间距;在支架按压步骤中,沿着光轴方向对所述第一连接端面相对的第一后端面的重心延长部的第一中心进行按压,其中,所述第一中心设置于所述第一支架的重心延长线上的中心。
7.如权利要求6所述的光学器件的耦合方法,其特征在于,还包括:
在进行所述支架按压的同时实施所述焊料层形成步骤。
8.如权利要求7所述的光学器件的耦合方法,其特征在于,在实施所述支架按压步骤中,沿着光轴方向按压与所述第一连接端面相对的第一后端面的重心延长部的第一中心或与所述第二连接端面相对的第二后端面的重心延长部的第二中心,其中,所述第一中心设置于所述第一支架的重心延长线上的中心,所述第二中心设置于所述第二支架的重心延长线上的中心。
9.如权利要求8所述的光学器件的耦合方法,其特征在于,在实施所述支架按压步骤中,使按压构件与重心延伸部的第一中心或重心延伸部的第二中心接触并沿着竖直方向操作所述按压构件。
10.一种光学器件的耦合方法,其特征在于,包括:
制备第一光学器件的第一光学器件制备步骤;
制备第二光学器件的第二光学器件制备步骤;
其中,在所述第一光学器件制备步骤中,设置第一支架组件,在所述第一支架组件中第一支架支撑具有透镜形状的尖端部分的透镜光纤,在第一支架组件的第一连接端面上形成第一金属层,所述第一金属层与所述第二光学器件连接,从而制成第一光学器件;
在所述第二光学器件制备步骤中,设置第二支架组件,在所述第二支架组件中第二支架支撑波导,在第二支架组件的第二连接端面上形成第二金属层,所述第二金属层与所述第二光学器件连接,从而制成第二光学器件;从而使得透镜光纤的焦点与波导的焦点重合;
光学器件的耦合方法进一步包括:
支架相对步骤,通过将所述第一光学器件的第一连接端面和第二光学器件的第二连接端面相对以在所述第一金属层和第二金属层之间插入焊料;
光轴调整步骤,通过调整所述透镜光纤的光轴和波导的光轴以使两者相互重合;
支架按压步骤,通过在光轴方向上对所述第一支架进行支架按压;
间距调整步骤,其通过所述支架按压调整所述透镜光纤和波导之间的间距,从而使得所述透镜光纤的焦点和波导的焦点重合;在支架按压步骤中,沿着光轴方向对所述第一连接端面相对的第一后端面的重心延长部的第一中心进行按压,其中,所述第一中心设置于所述第一支架的重心延长线上的中心
以及焊料层形成步骤,其具体为当进行所述支架按压时,利用激光照射到第一光学器件上来熔化和硬化焊料,从而在第一金属层和第二金属层之间形成焊料层。
11.如权利要求10所述的光学器件的耦合方法,其特征在于,在所述支架按压步骤中,使按压构件与所述重心延长部的第一中心接触并沿着竖直方向操作所述按压构件。
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---|---|---|---|---|
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US11686906B1 (en) * | 2020-10-12 | 2023-06-27 | Poet Technologies, Inc. | Self-aligned structure and method on interposer-based PIC |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5351329A (en) * | 1992-12-22 | 1994-09-27 | Alcatel Network Systems, Inc. | Method and apparatus for affixing an optic fiber tip in position with respect to a fiber communications circuit outside an optics package |
US6526204B1 (en) * | 2000-07-11 | 2003-02-25 | Shipley Company Llc | Optical fiber array for preventing flow of glue between fibers and waveguide |
US6846113B2 (en) * | 2002-05-17 | 2005-01-25 | Archcom Technology, Inc. | Packaging for high power pump laser modules |
CN103018854A (zh) * | 2012-12-19 | 2013-04-03 | 武汉电信器件有限公司 | 光电子器件的光纤准确对准固定结构及其对准固定方法 |
CN105572817A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-11 | 西安电子科技大学 | 一种用于集成的异形端面光纤耦合器 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4871226A (en) | 1987-10-01 | 1989-10-03 | United Technologies Corporation | Mounting of optical fibers to integrated optical chips |
JPH01310315A (ja) | 1988-06-08 | 1989-12-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路と光ファイバとの接続構造及びその製造方法 |
US4867524A (en) | 1988-09-08 | 1989-09-19 | United Technologies Corporation | Metallic bond for mounting of optical fibers to integrated optical chips |
JPH0375708A (ja) * | 1989-08-18 | 1991-03-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ユニット及びその光結合部 |
JPH0527140A (ja) | 1991-07-22 | 1993-02-05 | Nec Corp | 光伝送装置およびその製造方法 |
US5790730A (en) * | 1994-11-10 | 1998-08-04 | Kravitz; Stanley H. | Package for integrated optic circuit and method |
DE19711283A1 (de) * | 1997-03-18 | 1998-10-29 | Siemens Ag | Hermetisch dichtes optisches Sendemodul |
US20020001324A1 (en) * | 2000-02-25 | 2002-01-03 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Laser diode module and method of manufacturing the same |
US7076136B1 (en) * | 2003-03-11 | 2006-07-11 | Inplane Photonics, Inc. | Method of attaching optical fibers to integrated optic chips that excludes all adhesive from the optical path |
US8248897B2 (en) | 2010-03-18 | 2012-08-21 | Tdk Corporation | Method for manufacturing thermally-assisted magnetic recording head comprising light source unit and slider |
US9348094B1 (en) | 2015-03-21 | 2016-05-24 | Skorpios Technologies, Inc. | Axial alignment of a lensed fiber in a silica v-groove |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5351329A (en) * | 1992-12-22 | 1994-09-27 | Alcatel Network Systems, Inc. | Method and apparatus for affixing an optic fiber tip in position with respect to a fiber communications circuit outside an optics package |
US6526204B1 (en) * | 2000-07-11 | 2003-02-25 | Shipley Company Llc | Optical fiber array for preventing flow of glue between fibers and waveguide |
US6846113B2 (en) * | 2002-05-17 | 2005-01-25 | Archcom Technology, Inc. | Packaging for high power pump laser modules |
CN103018854A (zh) * | 2012-12-19 | 2013-04-03 | 武汉电信器件有限公司 | 光电子器件的光纤准确对准固定结构及其对准固定方法 |
CN105572817A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-11 | 西安电子科技大学 | 一种用于集成的异形端面光纤耦合器 |
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