CN110007400A - 光波导模式转换器、光学组件及其制造方法 - Google Patents

光波导模式转换器、光学组件及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110007400A
CN110007400A CN201810008973.8A CN201810008973A CN110007400A CN 110007400 A CN110007400 A CN 110007400A CN 201810008973 A CN201810008973 A CN 201810008973A CN 110007400 A CN110007400 A CN 110007400A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical waveguide
light
optical
clad
wave guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810008973.8A
Other languages
English (en)
Inventor
张永干
孙雨舟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innolight Technology Suzhou Ltd
Original Assignee
Innolight Technology Suzhou Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Innolight Technology Suzhou Ltd filed Critical Innolight Technology Suzhou Ltd
Priority to CN201810008973.8A priority Critical patent/CN110007400A/zh
Publication of CN110007400A publication Critical patent/CN110007400A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/124—Geodesic lenses or integrated gratings
    • G02B6/1245—Geodesic lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/14—Mode converters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

本发明揭示了一种光波导模式转换器、光学组件及其制造方法，其中，所述光波导模式转换器包括衬底，位于所述衬底上的光波导，至少部分覆盖所述光波导的包覆层，所述包覆层于所述光波导的出光光路上形成对光波导射出的光进行汇聚的透镜。本发明使得输出光发散角较小、便于耦合。

Description

光波导模式转换器、光学组件及其制造方法
技术领域
本发明涉及光通信元件制造技术领域，尤其涉及一种光波导模式转换器、光学组件及其制造方法。
背景技术
在光通信中，光信号需要在波导中传输，因此波导与光源之间的耦合非常重要。有些是直接将光源与波导对准，这样由于出射光发散角较大，使得耦合效果较差。为提高耦合效果，技术人员通过研究，通过在波导与光源之间设置分立的透镜，而由于透镜与波导和光源之间的相对位置不好控制，需要另外设置精度微调架对其位置进行精确调节，这样使得结构不但复杂，而且稳定性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光波导模式转换器、光学组件及其制造方法，使得输出光发散角较小、便于耦合，且结构简单、稳定性很好。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种光波导模式转换器，其中，所述光波导模式转换器包括衬底，位于所述衬底上的光波导，至少部分覆盖所述光波导的包覆层，所述包覆层于所述光波导的出光光路上形成对光波导射出的光进行汇聚的透镜。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述光波导具有第一端和第二端，所述第二端较第一端更靠近所述透镜，所述光波导自所述第一端向所述第二端延伸的方向上，所述光波导的截面积逐渐变小。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述光波导具有邻近所述第二端的出光面，所述包覆层完全覆盖所述光波导的外周和出光面。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述光波导具有出光面，所述透镜的焦点位于所述光波导的出光面上。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述透镜为凸透镜。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述包覆层的材质为二氧化硅。
为实现上述发明目的之一，本发明还提供一种光波导模式转换器的制造方法，其中，所述制造方法包括如下步骤：
a．提供一衬底，并在所述衬底上形成包覆层和光波导层；
b．在第一部分的所述包覆层上通过曝光刻蚀制作光波导；
c．在所述光波导的外围且自第一部分的所述包覆层生成第二部分的所述包覆层；
d．在所述包覆层于所述光波导的出光光路上形成所述透镜。
作为本发明实施方式的进一步改进，步骤d中，通过灰度刻蚀形成所述透镜。
为实现上述发明目的之一，本发明还提供一种光学组件，包括光学器件和如上述任一项技术方案所述的光波导模式转换器，所述光学器件设于所述光波导模式转换器的衬底上，并与所述光波导相互光耦合。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述光学器件设置为激光器、光电探测器、光纤、光波导和透镜中的任意一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供的技术方案，由于包覆层形成了将所述光波导射出的光信号会聚的透镜。透镜将光波导传输的光进一步会聚，使得输出光的发散角较小、便于耦合，而且透镜直接形成于包覆层上，透镜与光波导之间的相对位置固定不变，不需要另外设置微调机构进行调整，使得结构简单、且稳定性很好。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中光波导模式转换器的示意图，此时未生成包覆层；
图2是本发明具体实施方式中光波导模式转换器的示意图，此时包覆层上还未刻蚀透镜；
图3是本发明具体实施方式中光波导模式转换器的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。
在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。
另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向（旋转90度或其他朝向），并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。
再者，应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构，但是这些被描述对象不应受到上述术语的限制。上述术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。例如，第一端可以被称作第二端，同样，第二端也可以被称作第一端，这并不背离该申请的保护范围。
本发明一实施例公开了一种光学组件，包括光学器件（未图示）和光波导模式转换器。如图1至图3所示，光波导模式转换器包括衬底16，位于衬底16上的光波导10，至少部分覆盖光波导10的包覆层12，其中包覆层12于光波导10的出光光路上形成对光波导10射出的光进行汇聚的透镜14。光学机器可以制作在衬底16上，即为与光波导模式转换器相互制作在一起的结构，也可也是与光波导模式转换器分开制作，为相互分立的元件。
此处，光学器件与光波导10相互光耦合，且光学器件设于光波导模式转换器的衬底16上。进一步的，光学器件可以设置为激光器、光电探测器、光纤、光波导和透镜中的任意一种。
衬底16用于支撑包覆层12，包覆层12用于保护光波导10，通常，包覆层12的材质为二氧化硅。当然，包覆层12也可以采用其它材质。包覆层12从衬底16上生长形成。
本实施例中，由于包覆层12形成了对光波导10射出的光信号进行会聚的透镜14。透镜14将光波导10传输的光进一步会聚，使得输出光的发散角较小、便于耦合，而且透镜14直接形成于包覆层12上，与包覆层12为一体结构，透镜14与光波导10之间的相对位置固定不变，不需要另外设置微调机构进行调整，使得结构简单、且稳定性很好。进一步的，光波导10纵长延伸，光波导10具有第一端18和第二端20，第二端20较第一端18更靠近透镜14，光波导10自第一端18向第二端20延伸的方向上，光波导10的截面积逐渐变小。光信号自第一端18输入，然后自第一端18传输到第二端20时，发散角变小，光信号再经过透镜14时，对光进一步会聚，使得发散角进一步变小，更加便于耦合。
光波导10具有出光面和入光面，其中出光面邻近光波导10的第二端20，入光面邻近光波导10的第一端，包覆层12完全覆盖光波导10的外周和出光面，而入光面无包覆层12。如此设置，使得包覆层12能很好地保护光波导10，且也不会影响光波导10的入光。当然，入光面也可以设置成被包覆层12覆盖。进一步的，透镜14的焦点位于光波导10的出光面上。
本发明另一实施例还公开了一种光波导模式转换器的制造方法，该制造方法包括如下步骤：
a．提供一衬底16，并在衬底16上形成包覆层12和光波导层；
b．在第一部分的包覆层12上通过曝光刻蚀制作光波导10；
c．在光波导10的外围且自第一部分的包覆层12生成第二部分的包覆层12；
d．在包覆层12于光波导10的出光光路上形成透镜14。
本优选实施例中，光波导10在垂直于纵长延伸方向上的横截面为方形。当然，光波导10在垂直于纵长延伸方向上的横截面也可以设置成圆形等其它形状。
具体的，透镜14为凸透镜。另外，透镜14通过灰度刻蚀形成。如此，可保证透镜14与光波导10之间的距离和透镜14端面的曲率，提高耦合效率。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光波导模式转换器，其特征在于，所述光波导模式转换器包括
衬底，
位于所述衬底上的光波导，
至少部分覆盖所述光波导的包覆层，
所述包覆层于所述光波导的出光光路上形成对光波导射出的光进行汇聚的透镜。
2.根据权利要求1所述的光波导模式转换器，其特征在于，所述光波导具有第一端和第二端，所述第二端较第一端更靠近所述透镜，所述光波导自所述第一端向所述第二端延伸的方向上，所述光波导的截面积逐渐变小。
3.根据权利要求2所述的光波导模式转换器，其特征在于，所述光波导具有邻近所述第二端的出光面，所述包覆层完全覆盖所述光波导的外周和出光面。
4.根据权利要求1所述的光波导模式转换器，其特征在于，所述光波导具有出光面，所述透镜的焦点位于所述光波导的出光面上。
5.根据权利要求1所述的光波导模式转换器，其特征在于，所述透镜为凸透镜。
6.根据权利要求1所述的光波导模式转换器，其特征在于，所述包覆层的材质为二氧化硅。
7.一种光学组件，包括光学器件和如权利要求1至6中任一项所述的光波导模式转换器，所述光学器件设于所述光波导模式转换器的衬底上，并与所述光波导相互光耦合。
8.根据权利要求7所述的光学组件，其特征在于，所述光学器件设置为激光器、光电探测器、光纤、光波导和透镜中的任意一种。
9.一种光波导模式转换器的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步骤：
a．提供一衬底，并在所述衬底上形成包覆层和光波导层；
b．在第一部分的所述包覆层上通过曝光刻蚀制作光波导；
c．在所述光波导的外围且自第一部分的所述包覆层生成第二部分的所述包覆层；
d．在所述包覆层于所述光波导的出光光路上形成所述透镜。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，步骤d中，通过灰度刻蚀形成所述透镜。
CN201810008973.8A 2018-01-04 2018-01-04 光波导模式转换器、光学组件及其制造方法 Pending CN110007400A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810008973.8A CN110007400A (zh) 2018-01-04 2018-01-04 光波导模式转换器、光学组件及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810008973.8A CN110007400A (zh) 2018-01-04 2018-01-04 光波导模式转换器、光学组件及其制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110007400A true CN110007400A (zh) 2019-07-12

Family

ID=67164391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810008973.8A Pending CN110007400A (zh) 2018-01-04 2018-01-04 光波导模式转换器、光学组件及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110007400A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1514265A (zh) * 2002-12-31 2004-07-21 ���ǵ�����ʽ���� 光耦合器件及其制造方法以及组件和使用它的透镜光纤
CN1646959A (zh) * 2002-03-04 2005-07-27 康宁股份有限公司 具有多透镜器件的光纤以及其制造方法
US20050175306A1 (en) * 2002-12-18 2005-08-11 Intel Corporation Waveguides with integrated lenses and reflective surfaces
CN101881861A (zh) * 2010-06-13 2010-11-10 中国科学院半导体研究所 非直线锥形倒锥耦合器结构
CN102375179A (zh) * 2010-08-18 2012-03-14 日东电工株式会社 触摸面板用光波导路
CN103941313A (zh) * 2013-01-22 2014-07-23 台湾积体电路制造股份有限公司 光学元件结构及用于其的光学元件制造工艺
CN104698549A (zh) * 2013-12-06 2015-06-10 住友电气工业株式会社 带插芯的光纤及其制造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1646959A (zh) * 2002-03-04 2005-07-27 康宁股份有限公司 具有多透镜器件的光纤以及其制造方法
US20050175306A1 (en) * 2002-12-18 2005-08-11 Intel Corporation Waveguides with integrated lenses and reflective surfaces
CN1514265A (zh) * 2002-12-31 2004-07-21 ���ǵ�����ʽ���� 光耦合器件及其制造方法以及组件和使用它的透镜光纤
CN101881861A (zh) * 2010-06-13 2010-11-10 中国科学院半导体研究所 非直线锥形倒锥耦合器结构
CN102375179A (zh) * 2010-08-18 2012-03-14 日东电工株式会社 触摸面板用光波导路
CN103941313A (zh) * 2013-01-22 2014-07-23 台湾积体电路制造股份有限公司 光学元件结构及用于其的光学元件制造工艺
CN104698549A (zh) * 2013-12-06 2015-06-10 住友电气工业株式会社 带插芯的光纤及其制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7444046B2 (en) Diode laser array coupling optic and system
KR20180039704A (ko) 빔 배향 요소를 갖는 광학 컴포넌트, 이의 제조를 위한 방법, 및 컴포넌트에 대해 적합한 빔 배향 요소들
US9252885B2 (en) Method for manufacturing wavelength division multiplexing transmission apparatus and wavelength division multiplexing transmission apparatus
US9632281B2 (en) Free space grating coupler
JP2007047727A (ja) 光ルーティングボード及び光配線板の製造方法
US9746615B2 (en) Light-synthesizing laser device
US10481328B1 (en) Optical phased array with integrated secondary optics
CN107203085B (zh) 投影mems设备、系统、装置及其制造方法
CN107367802B (zh) 光模块
CN114365004A (zh) 用于集成光子设备的焦平面光学调节
JP2009175504A (ja) 光ファイバ構造体
US20230213703A1 (en) Optical coupling and mode-selective separation or superposition of optical fields
JPH0973041A (ja) 自由空間光配線用のマイクロ光学系およびそのセッティング方法
CN110007400A (zh) 光波导模式转换器、光学组件及其制造方法
US9952385B2 (en) Arrangement to optically couple multiple waveguides to a few-mode fiber
JP7124712B2 (ja) 光通信装置
US20130188970A1 (en) Packaging Platform For Opto-Electronic Assemblies Using Silicon-Based Turning Mirrors
JP2019219459A (ja) 平面光波回路及び光デバイス
US6493485B1 (en) Systems and methods for aligning a laser beam with an optical fiber
US11579426B2 (en) Dual collimating lens configuration for optical devices
JP2009003007A (ja) 受光素子モジュール
JP6303323B2 (ja) 光学装置
JPS6160595B2 (zh)
JP2019101283A (ja) モードフィールド変換器
JP6927094B2 (ja) 光導波路接続構造

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190712