CN111367018B - 一种解复用器芯片组件耦合封装结构 - Google Patents

一种解复用器芯片组件耦合封装结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种解复用器芯片组件耦合封装结构，包括光纤尾纤组件、光纤毛细管、解复用器元件、光线聚焦组件，所述解复用器元件包括解复用器芯片及设置于解复用器芯片表面的盖片，所述解复用器元件的反射端面研磨抛光成倾斜反射端面，所述盖片作为保护层以提高解复用器芯片的倾斜反射端面的研磨抛光合格率，所述盖片上设有位于解复用器芯片的输出光线路径上的光线聚焦组件，所述光纤尾纤组件通过单模光纤穿过光纤毛细管与解复用器芯片耦合对应连接；其提高了解复用器芯片研磨抛光的合格率，降低了成本。

Description

一种解复用器芯片组件耦合封装结构
技术领域
本发明涉及光纤通信的光模块领域，具体涉及一种解复用器芯片组件耦合封装结构。
背景技术
随着数通领域及5G移动通信的发展，高速网络成为发展趋势，对高速光模块的需求也在不断增加，高速光模块的核心组件为光接收模块，光接收模块主要包括CWDM Demux芯片，光电转换组件，以及输入和输出端光纤组件，CWDM Demux组件封装结构为将输入光纤组件与CWDM Demux芯片耦合封装。由于CWDM Demux芯片的反射端面需要加工成具有40°～50°倾斜角的倾斜反射端面，以方便输入光经过该倾斜反射端面后发生90°偏转后进入光电转换组件接收。在整个工艺过程中，CWDM Demux芯片的40°～50°倾斜反射端面需要经过研磨抛光形成。CWDM Demux芯片包括Si基底层和在Si基底层上生长的SiO2波导层，光的波导结构就在SiO2波导层中；光信号在CWDM Demux芯片的波导层中传输，而波导层厚度只有30um，在Demux芯片的40°～50°倾斜输出端面的研磨抛光处理中，Demux芯片尖端很容易破损而报废，合格率低，而芯片成本较高，从而导致现有技术中具有Demux芯片的CWDM Demux组件封装结构成本比较高。
鉴于现有技术中存在的不足之处，有必要提供一种具有低成本解复用器元件的解复用器芯片组件耦合封装结构，以降低解复用器芯片组件耦合封装结构的成本。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明的主要目的是，提供一种解复用器芯片组件耦合封装结构，其解复用器元件加工成本降低，即降低了复用器芯片组件耦合封装结构的成本。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种解复用器芯片组件耦合封装结构，包括光纤尾纤组件、光纤毛细管、解复用器元件、光线聚焦组件，所述解复用器元件包括解复用器芯片及设置于解复用器芯片表面的盖片，所述解复用器元件的反射端面研磨抛光成倾斜反射端面，所述盖片作为保护层以提高解复用器芯片的倾斜反射端面的研磨抛光合格率，所述盖片上设有位于解复用器芯片的输出光线路径上的光线聚焦组件，所述光纤尾纤组件通过单模光纤穿过光纤毛细管与解复用器芯片耦合对应连接，光信号通过光纤尾纤组件进入光纤毛细管与解复用器芯片耦合。
优选地，所述盖片为玻璃盖片。
进一步地，所述盖片通过粘贴的方式设置于解复用器芯片表面。
进一步地，所述盖片表面靠近光纤毛细管的位置设置有定位垫片。
进一步地，所述解复用器元件的倾斜反射端面研磨抛光成倾斜角范围为40°～45°的光学平面。
优选地，所述解复用器元件的倾斜反射端面研磨抛光成倾斜角为45°的光学平面。
进一步地，所述解复用器元件与光纤毛细管相连的耦合端面研磨抛光成方向相匹配、倾斜角范围为6°～10°的光学平面。
优选地，所述解复用器元件与光纤毛细管相连的耦合端面研磨抛光成方向相匹配、倾斜角为8°的光学平面。
优秀地，所述光线聚焦组件为透镜阵列。
进一步地，所述玻璃盖片的厚度为0.1～0.2mm。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
解复用器芯片组件耦合封装结构的解复用器元件包括解复用器芯片及设置解复用器芯片表面的玻璃盖片，玻璃盖片作为保护层覆盖在解复用器芯片表面一起研磨抛光成型解复用器元件的倾斜反射端面，有效保护解复用器芯片倾斜反射端面的尖端不易因研磨抛光而破损报废，改变了传统解复用器芯片研磨的方式，提高了昂贵的解复用器芯片研磨抛光的合格率；而且采用玻璃盖片覆盖在解复用器芯片表面作为保护层，即使解复用器芯片的反射端面尖端因研磨抛光受损也只是稍许受损，解复用器芯片不会达到报废的程度，还可以对解复用器芯片进行返工再利用，降低昂贵的解复用器芯片的耗损，有效节约了成本；
通过在盖片上设置位于解复用器芯片的输出光线路径上的透镜阵列，从解复用元件输出的多路单波光信号经透镜阵列汇聚后进入位于透镜阵列下方的PD阵列接收，使得PD阵列与解复用器元件的相对位置不受距离限制，可以有效避免解复用器元件的损坏。
附图说明
图1为根据本发明一个实施方式提出的解复用器芯片组件耦合封装结构示意图；
图2为根据本发明一个实施方式提出的解复用器元件结构示意图。
图中：1、光线聚焦组件，2、解复用器芯片，3、光纤毛细管，4、光纤尾纤组件，5、定位垫片，6、盖片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。
根据本发明的一实施方式结合图1-2，本发明的解复用器芯片组件耦合封装结构包括光纤尾纤组件4、光纤毛细管3、解复用器元件、光线聚焦组件1，
所述解复用器元件包括解复用器芯片2及盖片6，所述解复用器芯片2为平面波导光栅解复用器，用于将接收到的一路合波光信号分解成不同波长的多路单波光信号输出，所述盖片6采用玻璃盖片，所述玻璃盖片的厚度为0.1～0.2mm，所述玻璃盖片采用胶粘接于解复用器芯片2的单波光信号输出面，解复用器元件的反射端面研磨抛光成倾斜反射端面，所述倾斜反射端面为具有倾斜角范围为40°～45°的光学平面，优选倾斜角为45°的光学平面，以方便使分解成的不同波长的多路单波光信号发生90°偏转。
玻璃盖片覆盖在解复用器芯片2表面一起研磨抛光成型解复用器元件的倾斜反射端面，粘接覆盖于解复用器芯片2表面的所述玻璃盖片作为保护层以保护解复用器芯片2的倾斜反射端面尖端不因研磨抛光而破损报废，提高解复用器芯片2的研磨抛光合格率，而且采用玻璃盖片覆盖在解复用器芯片2表面作为保护层，即使解复用器芯片2的反射端面尖端因研磨抛光受损也只是稍许受损，解复用器芯片2不会达到报废的程度，还可以对解复用器芯片2进行返工再利用，降低昂贵的解复用器芯片2的耗损，可以有效节约成本。
所述玻璃盖片上设有位于解复用器芯片2的输出光线路径上的光线聚焦组件1，光线聚焦组件1可以采用透镜阵列，经解复用器芯片2的倾斜反射端面反射发生90°偏转后的多路单波光信号经解复用元件输出后，经透镜阵列汇聚，然后进入位于透镜阵列下方的光电转换组件中的PD阵列接收。由于PD阵列的光敏面积大小只有20um，一般单波光信号从解复用器元件的玻璃盖片中输出时光斑会不断扩大，在不采用透镜阵列的情况下，为确保解复用器芯片2与PD阵列的反射耦合，需要PD阵列与解复用器元件表面的距离保持在20微米左右，这样PD阵列容易碰到解复用器元件而导致解复用器元件破损，而通过在玻璃盖片上设置透镜阵列，多路单波光信号从解复用元件输出后，经透镜阵列汇聚后进入PD阵列接收，PD阵列与解复用器元件的相对位置不受距离限制，可以有效避免损坏解复用器元件。所述盖片6表面靠近光纤毛细管3的位置设置有定位垫片5，所述定位垫片5为金属定位垫片或玻璃定位垫片，所述定位垫片5用于方便解复用器元件与光电转换组件中的PD阵列形成光接收模的封装。
光纤尾纤组件4通过单模光纤穿过光纤毛细管3与解复用器芯片2耦合对应连接，单模光纤为柔性短光纤，柔软短光纤的长度为15～100mm，单模光纤一端与光纤尾纤组件4胶固，另一端穿过光纤毛细管3并胶固在光纤毛细管3内，单模光纤穿过毛细管后通过胶与解复用器芯片2胶固，柔软短光纤作为光纤尾纤组件4和光纤毛细管3之间的过渡，可以有效避免硬连接产生的应力，使连接结构更加稳定可靠，采用光纤毛细管可对单模光纤与解复用器芯片2连接的一端进行较好的支撑。所述解复用器芯片2与光纤毛细管3相连的耦合端面研磨抛光成方向相匹配、倾斜角范围为6°～10°的光学平面，优选倾斜角为8°的光学平面，以有效降低光的反射，减少回波损耗。
工作原理：光信号通过光纤尾纤组件4进入，经过单模光纤和光纤毛细管3与解复用器芯片2耦合连通，被解复用器芯片2分解成不同波长的多路单波光信号；由于解复用器芯片2倾斜反射端面设计成为具有40°～45°角的光学平面，光信号在解复用器芯片2的40°～45°倾斜反射端面发生反射使光路发生90°偏转，偏转后的多路单波光信号经解复用器芯片2的反射光输出面输出后通过设于玻璃盖片上的位于解复用器芯片2的输出光线路径上的透镜阵列汇聚，然后进入位于透镜阵列下方的光电转换组件中的PD阵列接收，后进行光电转换后输出。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种解复用器芯片组件耦合封装结构，其特征在于：包括光纤尾纤组件(4)、光纤毛细管(3)、解复用器元件、光线聚焦组件(1)，所述解复用器元件包括解复用器芯片(2)及覆盖于整个解复用器芯片(2)表面的盖片(6)，所述解复用器元件的反射端面研磨抛光成倾斜反射端面，所述盖片(6)作为保护层以提高解复用器芯片(2)的倾斜反射端面的研磨抛光合格率，所述盖片(6)上设有位于解复用器芯片(2)的输出光线路径上的光线聚焦组件(1)，所述光纤尾纤组件(4)通过单模光纤穿过光纤毛细管(3)与解复用器芯片(2)耦合对应连接，光信号通过光纤尾纤组件(4)进入光纤毛细管(3)与解复用器芯片(2)耦合。
2.如权利要求1所述的解复用器芯片组件耦合封装结构，其特征在于：所述盖片(6)为玻璃盖片。
3.如权利要求1所述的解复用器芯片组件耦合封装结构，其特征在于：所述盖片(6)通过粘贴的方式设置于解复用器芯片(2)表面。
4.如权利要求1所述的解复用器芯片组件耦合封装结构，其特征在于：所述盖片(6)表面靠近光纤毛细管(3)的位置设置有定位垫片(5)。
5.如权利要求1所述的解复用器芯片组件耦合封装结构，其特征在于：所述解复用器元件的倾斜反射端面研磨抛光成倾斜角范围为40°～45°的光学平面。
6.如权利要求5所述的解复用器芯片组件耦合封装结构，其特征在于：所述解复用器元件的倾斜反射端面研磨抛光成倾斜角为45°的光学平面。
7.如权利要求1所述的解复用器芯片组件耦合封装结构，其特征在于：所述解复用器元件与光纤毛细管(3)相连的耦合端面研磨抛光成方向相匹配、倾斜角范围为6°～10°的光学平面。
8.如权利要求7所述的解复用器芯片组件耦合封装结构，其特征在于：所述解复用器元件与光纤毛细管(3)相连的耦合端面研磨抛光成方向相匹配、倾斜角为8°的光学平面。
9.如权利要求1所述的解复用器芯片组件耦合封装结构，其特征在于：所述光线聚焦组件(1)为透镜阵列。
10.如权利要求2所述的解复用器芯片组件耦合封装结构，其特征在于：所述玻璃盖片的厚度为0.1～0.2mm。
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