CN1469144A - 光波导、光模块及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的光模块包括第一衬底1，第二衬底2，PD3，LD4，和光纤5。第一衬底1上形成了第一光波导芯1c。第二衬底2上形成了第二光波导芯2c。第一光波导芯1c和第二光波导芯2c在第一衬底1和第二衬底2相粘接的地方形成光学连接区。LD4能够发射光信号，传播经过第二光波导芯2c，到达光纤5。PD3能够接收从光纤5进入第一光波导芯2c、然后通过第一光波导芯1c和第二光波导芯2c之间的光学连接区并从第一光波导芯1c中经过的光信号。

Description

光波导、光模块及其制造方法

(1)技术领域

本发明涉及光波导，光模块及其制造方法，尤其涉及：使光通信或类似系统中的光信号分路或当此类光信号传输通过时对其进行耦合的光波导；采用该光波导的光模块；制造这种光模块的方法。

(2)背景技术

近年来，光通信系统在公共通信、计算机网络等中已经有了广泛的应用。为实现高速性能及强大功能，这样的光通信系统采用宽带光通信，并具有波分复用光传输功能和/或交互式光传输功能。在光通信领域，为进行先进的信号处理，具有多种功能的光集成电路的研究已经积极展开。光波导作为基本元件包括在光集成电路中。在光波导中，高折射率的芯区被较低折射率的包层覆盖，光被限制在芯区内传播。按掩模的方法配置芯区可以实现不同的功能。在各种光波导中，基于石英的光波导是无源光波导的典型代表，具有多个优点，如低损耗性能，物理和化学稳定性，以及与光纤的一致性。在制造光波导的一般方法中，用火焰沉积法形成芯—包层薄膜，用反应离子蚀刻形成芯的掩模。除火焰沉积法之外，形成芯—镀层薄膜的建议方法还包括CVD(化学汽相沉积)、真空沉积、溅射等。

通过在光波导上装配光半导体器件等来实现小体积、多功能和低成本光波导的技术被认为是大有前途的，目前正在积极的研究之中。例如，日本公开的专利申请第11-68705号公布了一种模块，将半导体激光器和光电二极管等光半导体器件装配在硅衬底或光波导平台上，来实现集成的目的，光波导平台在硅衬底上形成，它上面形成基于石英的光波导。

图10是日本专利公开发表第11-68705号公布的光模块结构图。在图10所示的光模块中，包括基于石英的光波导芯102c的光波导衬底102是通过火焰沉积或其它类似的方法形成的，这样，光波导衬底102和事先用蚀刻等技术处理过的硅衬底101就被层叠起来。半导体激光器(LD)103和光电二极管(PD)104装配在去掉沉积成光波导衬底102的石英材料的多余部分后留下的空间。LD103和PD104装配在硅衬底101或光波导衬底102上。

光波导衬底102的一个侧面形成了光波导芯102c的一个端面102ca，装配PD104的另一个侧面也形成了光波导芯102c的一个端面102cb。光波导芯102c有一个分支，使其中传播的光信号在反射面102cr被反射到端面102ca，该反射面102cr位于端面102ca和102cb之间的光波导芯102c的中点。光波导芯102c的分支连接反射面102cr和光波导衬底102另一个侧面，该侧面是在装配LD103处形成的，在同一侧面形成光波导芯102c的端面102cc。

光波导芯102c的分支处形成的反射面102cr包括光学滤波器105的一部分。通过切割等处理在层叠的衬底101和102里形成一个凹槽。光学滤波器105插入并固定在凹槽中。确切地讲，端面102ca和102cb之间形成的光波导芯102c被插入了光学滤波器105的凹槽在中点切断。一般地，光学滤波器105的面积比光波导芯102c的横截面足够大。通过将光学滤波器105的一部分从相反的两面粘接到光波导芯102c的截面，形成了反射面102cr。为了使光模块具有波分复用等功能，光学滤波器105能够透射波长落在指定的范围之内的光信号，并反射波长超出该范围的光信号。

现在说明光信号在该光模块中的传播。LD103向端面102cc输出光信号，其波长在光学滤波器105的反射波长范围之内。LD103输出的光信号从端面102cc传播经过光波导芯102c的分支，并入射到反射面102cr上。由于光信号的波长落在光学滤波器105要反射的波长范围之内，因此入射到反射面102cr上的光信号被反射面102cr反射，经过光波导102c向端面102ca传播，并从那里出射。

另一方面，当波长不在光学滤波片105反射的波长范围之内的光信号从端面102ca入射到光波导芯102c时，光信号从端面102ca经过光波导芯102c传播，入射到反射面102cr。由于光信号的波长超出了光学滤波片105反射的波长范围，因此入射到反射面102cr的光信号透射过去，经过光波导芯102c向端面102cb传播，并从那里出射。从端面102cb出射的光信号入射到PD104。

然而，光模块的光波导芯102c分支部分要求在那里形成精密而高准确度的掩模，以抑制所传播的光信号的损耗。例如，考虑到光信号从LD103输出并被反射面102cr反射后从端面102ca射出光模块，所以要求端面102ca和102cb间的光波导芯102c与那里的分支之间的夹角与光信号的反射角相一致。光学滤波器105、光波导芯102c、分支之间的夹角显著地影响着反射角。光学滤波器105相对于光波导芯102c和分支的夹角由凹槽决定，凹槽是对上述的层叠起来的硅衬底101和光波导衬底102进行处理形成的，要求这种处理是高精度的处理。光学滤波器105插入凹槽时，最好其间不要留有任何的缝隙。然而，这样的尺寸精度是很难实现的，因此在凹槽中插入光学滤波器105通常会在它们之间留下小缝隙。在这种情况下，用不会影响光信号的传播的胶或其它类似的东西填满光学滤波器105和凹槽之间的缝隙。但是即使用胶或其它东西填满缝隙，光学滤波器105相对于光波导芯102c和分支的夹角也将随着插入凹槽的光学滤波器105的翘曲或倾斜而发生极大的变化。

在单模光信号情况下，需要以±1μm或更高的精度进行对准、组装、固定，来抑制光信号在上述光模块中传播的损耗。为了达到这种对准精度，通常要用到专用机器，如高精度处理机等。光轴对准等位置调节工作由一个多轴自动对准系统来实现，在光模块的批量生产和经济效率方面存在较大的问题。因此，这种光模块不适合于大规模生产，也难于实现低成本光模块。

(3)发明内容

因此，本发明的一个目的就是提供一种易于进行光轴对准的光波导和光模块，从而降低成本，而不会对性能造成负面影响。

本发明的另一个目的是提供一种制造该光波导和模块的方法。

为实现上述目的，本发明具有以下特点。

本发明的第一个方面是使光信号分路或耦合的光波导，它包括：第一衬底，带有平行于其底面的第一光波导芯；第二衬底，带有平行于其顶面的第二光波导芯，通过将第一衬底底面和第二衬底顶面粘接在一起，使得二者互相重叠，第一和第二波导芯就局部地彼此相连，在第一和第二光波导芯之间形成光学连接区。

根据具有上述结构的光波导，使第一和第二光波导芯重叠起来的光学连接区实现光信号分路和耦合的功能。而且，很容易调节第一光波导芯和第二光波导芯的光轴，以实现光学分路和耦合功能，因此，能够以低成本大规模生产这种光波导。

通过将具有较高折射率的第一种高折射率材料注入到平行于第一衬底底面的第一凹槽中来形成第一光波导芯，将具有较高折射率的第二种高折射率材料注入到平行于第二衬底顶面的第二凹槽中来形成第二光波导芯，通过具有较高折射率的第三种高折射率材料将第一衬底底面和第二衬底顶面粘接在一起。这样，分别向模制的第一和第二凹槽中只注入第一种和第二种高折射率材料就很容易地形成第一和第二光波导芯，借此就有可能大规模生产低成本的光波导。

第一和第二衬底可具有不同的折射率，第一和第二光波导芯的横截面至少在宽度和高度二者之一上互不相同。这样，通过调节第一、第二光波导芯的横截面以及第一、第二衬底的折射率就能够实现一定波长范围内光信号的波分功能。

可通过调节第一衬底底面和第二衬底顶面相对于粘接部位的位置关系来增加或减小光学连接区的面积。在光学连接区第一和第二光波导芯相互重叠，用这种调节方法增加/减小光学连接区的面积，就有可能使接收到的光信号按期望的分光比分入第一和第二光波导芯，同时使调节第一和第二光波导芯中传输的光能量的比例也成为可能。

分别注入到第一和第二凹槽的第一种和第二种高折射率材料，以及粘接第一衬底底面和第二衬底顶面的第三种高折射率材料，是同一种材料，比如紫外固化树脂。在这种情况中，粘接第一和第二衬底所用的粘接材料与分别注入第一和第二衬底上的第一和第二凹槽的紫外树脂相同。这样，第一和第二光波导芯的形成，以及第一和第二衬底的粘接，都可以用同一种高折射率材料在一个操作过程中完成。或者，第一种和第二种高折射率材料可以是同一种玻璃材料。在这种情况中，粘接第一和第二衬底所用的粘接材料与分别注入第一和第二衬底上的第一和第二凹槽的玻璃材料相同。这样，第一和第二光波导芯的形成，以及第一和第二衬底的粘接，都可以用同一种高折射率材料在一个操作过程种完成。

第一和第二衬底，以及第一和第二凹槽由低折射率材料，比如玻璃，模制在一起。或者，第一和第二衬底，以及第一和第二凹槽由同一种低折射率的透明树脂一起模制。无论第一和第二衬底采用哪种方式，都有可能降低光信号在第一和第二光波导芯中传播的损耗，从而有利于包层的形成。用它们各自在指定位置上的对准标记来实现第一和第二衬底的对准。通过使用与第一和第二衬底分别对应的标记，就使第一和第二衬底光轴的对准变得容易进行。

本发明的第二个方面是光模块，它使光信号分路或耦合，以便传播经过光波导和光学器件。光模块包括：第一衬底，其上形成了平行于第一衬底底面的第一光波导芯；第二衬底，其上形成了平行于第二衬底顶面的第二光波导芯；光纤，固定到第一和第二衬底二者中的至少一个上；一组光学器件，装配在第二衬底顶面的一部分，以便光学地连接到第一和第二光波导芯的一个端面，其中通过将第一衬底的底面粘接到第二衬底的顶面使它们相互重叠，就在第一和第二光波导芯之间形成了光学连接区，第一和第二光波导芯局部相连。

根据具有上述结构的光模块，使第一和第二光波导芯相互重叠起来的光学连接区实现了传输的光信号的分路或耦合功能。而且，很容易调节第一光波导芯和第二光波导芯的光轴，来实现光学分路与耦合，从而可以较低的成本大规模生产光波导。另外，光模块的光学连接区使通过该光信号接收的光信号分路，或使多个光学元件传输的光信号相互耦合，以传播经过光模块。

可通过将具有较高折射率的第一种高折射率材料注入与第一衬底底面相平行的第一凹槽中来形成第一光波导芯，将具有较高折射率的第二种高折射率材料注入与第二衬底顶面平行的第二凹槽中来形成第二光波导芯，第一衬底底面和第二衬底顶面可用具有较高折射率的第三种高折射率材料粘接起来。第一和第二衬底可以具有各自不同的折射率，第一和第二光波导芯的横截面至少在宽度和高度二者之一上有所不同。通过调节第一衬底底面和第二衬底顶面相对于粘接部位的位置关系可以增加或减小光学连接区的面积。

分别注入第一和第二凹槽的第一种和第二种高折射率材料，以及粘接第一衬底底面和第二衬底顶面的第三种高折射率材料，是同一种材料，例如紫外固化树脂。或者，第一种至第三种高折射率材料也可是同一种玻璃材料。

第一和第二衬底，以及第一和第二凹槽由低折射率材料，比如玻璃树脂，一起模制。或者，第一和第二衬底，以及第一和第二凹槽由低折射率的透明树脂模制在一起。

可在第一和第二衬底二者中至少一个上形成光纤定位槽。通过沿槽的内表面将光纤固定到光纤定位槽，使光纤的光轴与第一或第二光波导芯的另一端面的光轴对准。通过将光纤沿光纤定位槽固定，就有可能很容易地将第一或第二光波导芯的光轴与光纤对准。或者，第一和第二衬底都可通过用一个模板来模制，该模板能够使包括第一凹槽、第二凹槽和光纤定位槽的一组槽中的至少一个成形。在这种情况中，用使包括第一凹槽、第二凹槽和光纤定位槽的一组槽中的至少一个成形的模板，第一和第二衬底都可以与第一凹槽、第二凹槽、或光纤定位槽一起整体模制成。这样，就有可能以较低称本大规模生产光模块。

多个光学器件是光半导体器件，在第二衬底顶面上形成了波导线，这组光学器件与波导线电相连。波导线可以是微带线路，或者共面线路。这样，就可能构造第二衬底使其包含集成了多种功能的光集成电路。

本发明的第三个方面是制造使在光波导和光器件中传播的光信号分路或耦合的光模块的方法，该方法包括：第一衬底模制步骤，模制在其底面形成有第一凹槽的第一衬底，第一凹槽平行于第一衬底的底面；第二衬底模制步骤，模制在其顶面形成有第二凹槽的第二衬底，第二凹槽平行于第二衬底顶面；光器件装配步骤，将光器件装配在第二衬底顶面的指定位置；高折射率材料注入步骤，将折射率高于第一和第二衬底折射率的高折射率材料注入到第一衬底上的第一凹槽中，形成第一光波导芯，并将这种高折射率材料涂镀到至少第一衬底的底面；位置调节步骤，调节第一衬底的位置，使第一衬底平行于第二衬底的顶面，以装配在第二衬底上的光器件的光轴为基准，将第一和第二衬底重叠起来，这样第一和第二光波导芯就彼此局部地相连，于是在第一和第二光波导芯之间形成光学连接区；粘接步骤，将第一衬底底面和第二衬底顶面粘接在一起，以便将涂镀到第一衬底底面的高折射率材料注入到第二衬底上的第二凹槽，形成第二光波导芯。

根据上述的方法，折射率高于第一和第二衬底折射率的高折射率材料被注入到第一和第二凹槽中。注入第一和第二凹槽的高折射率材料作为第一和第二光波导芯。因此，通过用这种高折射率材料，就有可能很容易地形成光波导芯。而且，相互重叠的第一和第二光波导芯之间形成的光学连接区使能够对传输的光信号分路或耦合的光模块得以实现。另外，也易于调节第一光波导芯和第二光波导芯的光轴，来实现光学分路与耦合的功能，从而可以低成本大规模生产光波导。更进一步，有可能很容易地在竖直方向调节第一和第二光波导芯以及光模块上装配的光器件的光轴。沿着平行于第二衬底顶面的方向调节第一衬底的位置，也可以很容易地实现光轴在其它方向上的调节。因此，就有可能降低成本，这将有利于大规模生产。另外，第一和第二光波导芯易于形成，第一和第二衬底也可以很容易地与第一和第二凹槽一起模制。这样，就有可能进行低成本大规模生产。

结合附图，下面对本发明的详细说明将使得本发明的上述及其它目的、特点、方面、和优点一目了然。

(4)附图说明

图1是根据本发明的一个实施例来说明光模块的结构的透视图；

图2是从顶面看，说明图1中所示光模块的结构的俯视图；

图3是从右侧面看，说明图1中所示光模块的结构的右视图；

图4是从正面看，说明图1中所示光模块的结构的正视图；

图5是从背面看，说明图1中所示光模块的结构的后视图；

图6A是当波长为1.3μm时，图1中所示光模块的等效折射率与光波导深度的依赖关系的示意图；

图6B是当波长为1.55μm时，图1中所示光模块的等效折射率与光波导深度的依赖关系的示意图；

图7是就第一衬底1的详细结构说明制造图1中所示光模块的方法的透视图；

图8是就第二衬底2的详细结构说明制造图1中所示光模块的方法的透视图；

图9是说明图1中所示光模块的组装方法的透视图；

图10是一种常规光模块的例示结构的透视图。

(5)具体实施方式

图1给出了根据本发明的一个实施例的光模块结构。图1是光模块的透视图。在图1中，光模块包括第一衬底1，第二衬底2，光电二极管(PD)3，半导体激光器(LD)4，光纤5。在下面的说明中，从PD3和LD4那一侧看光模块的面称为“正面”，从光纤5那一侧看光模块的面称为“背面”，从第一衬底1那一侧看光模块的面称为“顶面”，从第二衬底2那一侧看光模块的面称为“底面”，位于光模块正面的右边的面称为“右侧面”，位于光模块正面的左边的面称为“左侧面”。如下面将要说明的，第一衬底1，第二衬底2，光纤5用胶等粘接材料固定在一起。为简化说明，图1中未给出粘接材料。

第二衬底2实质上是矩形固态的形状，在其顶面上沿竖直方向(图中Z轴的方向)形成了一个台阶。台阶将顶面分成上层面和下层面，它们相互平行。形成台阶的台阶形成面2s朝向第二衬底2的正面。

第二衬底2的部分上层面粘接到第一衬底1的底面。需注意的是，第一衬底1的底面和第二衬底2的部分上层面由厚度为γ的指定粘接材料粘接起来。图中没有给出粘接区的细节，后面将给予说明。第二衬底2上形成了第二光波导芯2c。第二光波导芯2c是在第二衬底2上形成的，以便定位到接触一个粘接面，该粘接面与第一衬底1底面相粘接。第二光波导芯2c沿图中所示的Y轴方向形成，从第二衬底2上层面的中心延伸到台阶形成面2s的中心。第二光波导芯2c在台阶形成面2s上有一个端面2ca(在正面)，在第二衬底2的中心有一个端面2cb(在背面)。

光纤定位槽在第二衬底2的上层面上形成，它相对于上层面是凹面。光纤定位槽2f的方向与第二光波导芯的方向相同，在Y轴方向从一个平面延伸到第二衬底2的背面，该平面包含位于第二衬底2中心的第二光波导芯2c端面2cb。在下面的说明中，光纤定位槽在第二衬底2的背面形成的一个开口称为“背面开口”，由光纤定位槽2f形成的包含第二光波导芯2c端面2cb的表面称为“光纤定位槽2f的正面”。第二光波导芯2c和光纤定位槽的位置的细节将在后面给予说明。

第二衬底2在它的下层面上形成指定的电极掩模和波导线2p。第二衬底2的下层面上的波导线2p可以是微带线路或共面线路。

第一衬底1实质上是矩形固态的形状，它的底面粘接到第二衬底2的部分上层面，这样第一衬底1的正面和台阶形成面2s就位于同一个平面中。第一衬底1中形成了第一光波导芯1c。第一光波导芯1c是在第一衬底上形成的，这样便定位到与第二衬底2的部分上层面相粘接的粘接面相接触。第一光波导芯1c从第一衬底1的中心延伸到第一衬底1正面的一个部位，该部位从正面中心向第一衬底1的左侧面偏离了指定的距离，延伸的方向相对于Y轴和第二光波导芯2c成指定的夹角。第一光波导芯1c在其正面有一个端面1ca。第一衬底1底面中心附近的斜面1cs也形成了第一光波导芯1c的另一个端面。在斜面1cs和第一衬底1的底面之间形成一个区域，它包括第一光波导芯1的另一个端面，具有狭窄的类似楔角片的形状。第一光波导芯1c最窄的地方与第一衬底1的底面相接。通过将第一衬底1和第二衬底2粘接在一起，包括第一光波导芯1c另一个端面的区域一个表面，作为第一衬底1底面一部分，就在顶面那一侧通过粘接材料连接到第二光波导芯2c的表面的至少一部分，这样就在第一衬底1和第二衬底2之间形成光学连接区。相对于连接着第一光波导芯1c和第二光波导芯2c的光学连接区，斜面1cs是在Z轴方向的(在顶面一侧)。第一光波导芯1c位置的细节将在后面给予说明。

PD3和LD4装配在第二衬底2的下层面上。具体地讲，PD3的装配使得它所接收光的光轴与从第一衬底1正面的第一光波导芯1c端面1ca输出的光信号的光轴相对准。LD4的装配使得它所发射光的光轴与第二衬底2的台阶形成面2s里的第二光波导芯2c端面2ca的光轴相对准。PD3和LD4的位置的细节将在后面给予说明。PD3和LD4电相连到电极掩模和第二衬底2下层面上的波导线2p。

用一种指定的粘接材料将光纤5沿第二衬底2上的光纤定位槽2f固定到第二衬底2上。这样放置光纤5使得它的光轴与第二衬底2上的第二光波导芯2c的光轴相对准，光纤5的端面粘接到第二光波导芯2c的端面2cb上。具体地讲，光纤5、第二光波导芯2c、和LD4发光区的光轴之间相互对准。LD4发射的光信号经过第二光波导芯2c和光纤5。光信号从光纤5输出到第二光波导芯2c，通过上述第一光波导芯1c和第二光波导芯2之间的光学连接区传播经过第一光波导芯1c，被PD3接收。该光信号的传播和光纤5位置的细节将在后面给予说明。

接下来，参见图2，从顶面看，就本发明的光模块的结构对其进行说明。如上所述，第二衬底2中形成第二光波导芯2c。第二光波导芯2c是沿Y轴方向的，从台阶形成面2s中心的端面2ca延伸到端面2cb，该端面与第二衬底2上层面中心的光纤定位槽2f正面处于同一平面。第二光波导芯2c的光轴L2与沿光纤定位槽2f放置的光纤5和装配在第二衬底2下层面的LD4发光区的光轴相对准。第二光波导芯2c的端面2cb粘接到光纤5的端面。

另一方面，第一衬底1中形成第一光波导芯1c。如上所述，第一光波导芯1c从端面1ca延伸到斜面1cs，其中端面1ca从正面的中心向第一衬底1左侧面方向偏离指定的距离，斜面1cs在第一衬底1的中心形成，延伸的方向相对于Y轴和第二光波导芯2c成指定的夹角。第一光波导芯1c的光轴L1穿过装配在第二衬底2下层面的PD3接收光的区域。第一光波导芯1c和第二光波导芯2c的一部分在Z轴方向(垂直于图2的面的方向)重叠起来。重叠的区域就是前面提到的光学连接区。斜面1cs沿Z轴定位，这样它至少部分地与光学连接区重叠，在光学连接区第一光波导芯1c和第二光波导芯2c在Z轴方向相互重叠。在图2中，第一光波导芯1c的光轴L1和第二光波导芯2c的光轴L2表示为直线。然而，第一光波导芯1c可以做成曲面，这样光轴L1在光学连接区附近平行于光轴L2，斜面1cs就完全包含在Z轴方向的光学连接区中。

接下来，参见图3，从右侧面看，就本发明的光模块的结构对其进行说明。在图3中，如上所述，第一衬底1的底面和第二衬底的部分上层面通过粘接材料(图中没有示出)粘接在一起。第二光波导芯2c在第二衬底2上形成，在Z轴方向深度为β，与粘接区相接。第一光波导芯1c在第一衬底1上形成，在Z轴方向深度为α，与粘接区相接。第一光波导芯1c和第二光波导芯2c通过上面提到的粘接材料在光学连接区相连，在这里，第一光波导芯1c和第二光波导芯2c在Z轴方向相互重叠。LD4装配在第二衬底2下层面上，光纤5沿第二衬底2上的光纤定位槽2f通过粘接材料(未示出)固定在第二衬底2上，这样第二衬底2上的光纤定位槽正面、第一衬底1的背面、以及光纤5的一个端面就在同一平面内相互对准。具体地讲，光纤5的端面粘接到光纤定位槽2f正面的一部分和第一衬底1背面的一部分。第一衬底1的正面粘接到第二衬底正面一侧的台阶形成面2s，使得彼此在同一平面内相互对准。光纤5、第二光波导芯2c和LD4的定位使得光纤5、第二光波导芯2c、和LD4发光区4a中心的光轴沿光轴L2相互对准。PD3装配在第二衬底2下层面，其接收光的区域3a穿过第一光波导芯1c的光轴L1。图中省略了这种装配。

接下来，参见图4，从正面看，就本发明的光模块的结构对其进行说明。在图4中，为简化说明，省略了光模块正面的PD3和LD4。如上所述，第一衬底1的底面和第二衬底2的部分上层面用指定的粘接材料粘接在一起。粘接材料形成厚度为γ的粘接材料层6。高折射率材料，如玻璃材料或紫外(UV)固化树脂，是用作粘接材料、第一光波导芯1c及第二光波导芯2c材料的较佳选择。如上所述，第一光波导芯1c和第二光波导芯2c与粘接材料层6相连，于是粘接材料层6、第一光波导芯1c、及第二光波导芯2c可用同一种材料一起形成。照此，通过由同一种粘接材料形成粘接材料层6、第一光波导芯1c、及第二光波导芯2c，就能够使光模块易于制造，这讲在后面给予说明。

现在就第一光波导芯1c和第二光波导芯2c的光轴的位置对本发明的光模块进行说明。如上所述，粘接材料层6、第一光波导芯1c、及第二光波导芯2c由同一种高折射率材料形成，比如玻璃材料或UV固化树脂，粘接材料层6的粘接材料厚度为γ，第一光波导芯1c和第二光波导芯2c在高度方向(Z轴方向)的深度分别为α和β。在这种情况中，第一光波导芯1c光轴L1在Z轴方向的位置可表示为(α+γ)/2，第二光波导芯2c的光轴L2在Z轴方向的位置可表示为(β+γ)/2。在本发明的光模块中，通过调节光轴L1和LD2、PD3及LD4，第一光波导芯1c和第二光波导芯2c的光轴可以很容易地分别与PD3接收光区域3a的光轴和LD4发光区的光轴在Z轴方向对准，这样，在台阶形成面2s的平面内，从第二衬底2下层面到光轴L1的高度就等于从PD3装配的表面到接收光区域3a的高度，从第二衬底2下层面到光轴L2的高度就等于从LD4装配的表面到发光区4a的高度。

接下来，参见图5，从背面看，就本发明的光模块的结构对其进行说明。在图5中，如上所述，第一光波导芯1c的底面和第二衬底的部分上层面通过粘接材料层6粘接在一起。第二衬底2上的光纤定位槽2f的横截面是等腰三角形。通过该等腰三角形两腰之间夹角顶点的一条直线在Z轴方向平行于光轴L2，通过另外两个夹角顶点的两条直线沿第二衬底2上层面延伸。光纤5从背面的开口沿光纤定位槽2f放置，固定到第二衬底2上，这样在每个横截面上其圆周都与光纤定位槽有两个接触点。

现在就第二光波导芯2c和光纤5纤芯5c的光轴的位置对本发明的光模块进行说明。当粘接材料层6和第二光波导芯2c由同一种高折射率材料形成时，比如玻璃材料或UV固化树脂，使得粘接材料层6的粘接材料厚度为γ，第二光波导芯2c在高度方向深度为β(Z轴方向)，在这种情况下，第二光波导芯2c的光轴L2在Z轴方向的位置可表示为(β+γ)/2。光纤定位槽2f使得沿其内表面放置的光纤5的光轴与光纤定位槽2f的光轴L2对准。这样，通过沿光纤定位槽放置并固定光纤5，就可以很容易地实现光纤5纤芯5c的光轴与第二光波导芯2c光轴L2的对准。

接下来，将参照图1至图5说明本发明的光模块发射/接收光信号的过程。光模块接收到的光信号在光纤5中传播，从光纤5的端面进入第二光波导芯2c。在这种情况中，光纤5的端面与第二光波导芯2c的端面2cb相粘接，光纤5的光轴和第二光波导芯2c的光轴相互对准。因此，光信号就能够以非常小的损耗传输。

进入第二光波导芯2c的光信号在其中传播，到达前面提到的光学连接区。在光学连接区，第一光波导芯1c和第二光波导芯2c通过粘接材料层6而光学互连。因此光信号从光学连接区经过粘接材料层6分路到第一光波导芯1c。确切地说，光信号被分光，在第一光波导芯1c和第二光波导芯1c中传输。

现在说明第一光波导芯1c中传输的光信号的波长。总的来说，可以导入光波导的光信号波长范围取决于芯和包层的折射率、芯的大小等。芯和包层的折射率根据要传输的光信号波长而不同。这里对波长为1.3μm和1.55μm的零阶模光信号的情况进行说明。

图6A是波长为1.3μm时等效折射率对光波导深度的依赖关系示意图。图6B是波长为1.55μm时等效折射率对光波导深度的依赖关系示意图。在图6A和图6B中，水平轴表示光波导的深度(μm)，竖直轴表示等效折射率。

在图6A中，假设本发明的光模块设置成第一光波导芯1c对1.3μm波长的折射率是1.511，第一衬底1除第一光波导芯1c之外区域对1.3μm波长的折射率是1.504，第二衬底除第二光波导芯2c之外区域对1.3μm波长的折射率是1.509。图6A反映了具有上述折射率设置的光波导中等效折射率对第一光波导芯的深度的依赖关系。需注意的是，图6A中所示的第一光波导芯1c的深度包括粘接材料层6的厚度，也就是说，第一光波导芯1c的深度与α+γ(见图4)相对应。

如图6A所示，当深度为2.8μm时，表示对第一光波导芯1c深度的依赖关系的实线与水平轴相交，这表明等效折射率为1.509。在等效折射率1.509以下的区域，第二衬底2对1.3μm波长的折射率小于1.509，因此在这个区域没有导模。具体地讲，1.3μm波长的零阶模光信号的截至深度是2.8μm，在这种情况下，当第一光波导芯1c的深度α+γ大于2.8μm时，波长为1.3μm的零阶模光信号就被导入第一光波导芯1c。

另一方面，在图6B中，假设本发明的光模块设置成第一光波导芯1c对1.55μm波长的折射率是1.507，第一衬底1除第一光波导芯1c之外区域对1.55μm波长的折射率是1.501，第二衬底2除第二光波导芯2c之外区域对1.55μm波长的折射率是1.506。图6B反映了具有上述折射率设置的光模块中等效折射率对第一光波导芯1c深度的依赖关系。需注意的是，图6B中所示的第一光波导芯1c的深度也包括粘接材料层6的厚度，与关系式α+γ所表示的尺寸相对应。

如图6B所示，当深度为5.3μm时，表示对第一光波导芯1深度的依赖关系的实线与水平轴相交，这表明等效折射率为1.506。在等效折射率1.506以下的区域，第二衬底2对1.55μm波长的折射率小于1.506，因此在这个区域没有导模。具体地讲，1.55μm波长的零阶模光信号的截至深度是5.3μm，在这种情况下，当第一光波导芯1c的深度α+γ大于5.3μm时，波长为1.55μm的零阶模光信号就被导入第一光波导芯1c。需注意的是，在第二光波导芯2c的形成材料与第一光波导芯1c相同的情况下，对第二光波导芯2c深度的依赖关系也与对第一光波导芯1c厚度的依赖关系相似。

例如，按照上述的等效折射率对第一光波导芯1c和第二光波导芯2c的深度的依赖关系来设置光模块，使得第一光波导芯1c和粘接材料层6的总厚度为α+γ＝4μm，第二光波导芯2c和粘接材料层6的总厚度为β+γ＝8μm。在这种情况下，当波长分别为1.3μm和1.55μm的光信号通过光纤5进入第二光波导芯2c时，只有波长为1.3μm的光信号被导入第一光波导芯1c。这样，通过改变第一光波导芯1c和第二光波导芯2c各自的深度α和β，以及粘接材料层6的厚度γ，本发明的光模块就能够实现预期的波分功能。

现在说明上述具有特定的波分功能的光模块中第一光波导芯1c和第二光波导芯2c的深度α和β、以及粘接材料层6的厚度γ的设定方法。此处，波长为λ₁和λ₂(λ₁＜λ₂)的零阶模光信号被导入第二光波导芯2c，只有波长为λ₁的零阶模光信号被导入第一光波导芯1c。第一光波导芯1c和第二光波导芯2c对波长λ₁的折射率都为n₁₁，对波长λ₂的折射率都为n₁₂。第二衬底2除第二光波导芯2c之外的区域对波长λ₁的折射率为n₂₁，对波长λ₂的折射率为n₂₂。第一衬底1除第一光波导芯1c之外区域对波长λ₁的折射率为n₃₁，对波长λ₂的折射率为n₃₂。在上述情况中，各折射率之间的关系是：n₂₁≠n₃₁，n₂₂≠n₃₂。在这样设置的光模块中，通过将第一光波导芯1c的深度α与粘接材料层6的厚度γ相加得到的尺寸α+γ就是：

通过将第二光波导芯2c的深度β与粘接材料层6的厚度γ相加得到的尺寸β+γ就是：

照此，通过设定第一光波导芯1c和第二光波导芯2c的深度α和β、粘接材料层6的厚度γ、和光模块各部分的折射率，就有可能实现具有预期的波分功能的光模块，在该光模块中，波长分别为λ₁和λ₂的零阶模光信号被导入第二光波导芯2c，但只有波长为λ₁的零阶模光信号被导入第一光波导芯1c。

参见图1至图5，光信号在光学连接区分路，使得只有深度α相对应的波长的光信号在第一光波导芯1c中传播，并从端面1ca出射。从端面1ca出射的光信号进入PD3的接收光区域3a。

另一方面，LD4的发光区4a发出的光信号从端面2ca进入第二光波导芯2c，在其中传播，到达端面2cb。光信号从与端面2cb相粘接的光纤5的端面进入光纤5，并在光纤5中传播。

在不要求上述波分功能的情况下，本发明的光模块可设置成第一光波导芯1c和第二光波导芯2c的深度α和β相等，这样就不会有上面的公式(1)和(2)中所表示的设置。在这种情况下，本发明的光模块就不具有上述的波分功能，而只进行简单的光分路。

如上所述，第一光波导芯1c和第二光波导芯2c在Z轴方向(与图2中的面相垂直的方向)有一部分区域相互重叠，重叠的部分形成了光学连接区。通过调节第一光波导芯1c和第二光波导芯2c的相对位置可以调节重叠的部分。具体地讲，有可能增大/减小光学连接区的面积，在该区域第一光波导芯1c和第二光波导芯2c部分地相互重叠。例如，通过相对地减小光学连接区的面积就相对地减小了分路到第一光波导芯1c中的光能量，通过相对地增大光学连接区的面积就相对地增大了分路到第一光波导芯1c中光能量。因此，就有可能使从光纤5进来的光信号按期望的分光比分路到第一光波导芯1c和第二光波导芯2c中去。当然，当光模块用作光耦合器时，可以通过增大/减小光学连接区的面积来调节分别从第一光波导芯1c和第二光波导芯2c输出到光纤5中的光能量的比值。

接下来，参见图7，结合第一衬底1的详细结构对本发明的光模块的制造方法进行说明。图7是从底面看，第一光波导芯1c形成之前第一衬底1的透视图。在图7中，第一光波导芯凹槽1cg在第一衬底1的底面凹向内里形成。高折射率材料，如玻璃材料或UV固化树脂，注入到第一光波导芯凹槽1cg中，由此形成第一光波导芯1c。因此，第一光波导芯凹槽1cg的形状与第一光波导芯1c的形状相似。凹槽的深度(在Z轴方向)为α，其底面平行于第一衬底1的底面。第一光波导芯凹槽1cg具有矩形固态形状，从第一衬底1的中心向一个区域延伸，该区域从第一衬底1正面中心向其左侧面一侧偏离了一定的距离(即相对于Y轴成一定夹角的方向)。在凹槽1cg的一端在正面有一个凹槽开口1cga。第一光波导芯凹槽1cg的另一末端在第一衬底1底面中心附近的凹槽斜面1cgs处。在凹槽斜面1cgs和第一衬底1底面之间形成了第一光波导芯凹槽1cg的内端，它具有狭窄的类似楔角片的形状。第一光波导芯凹槽1cg最浅的部分与第一衬底1的底面相接。凹槽斜面1cgs用来形成前面提到的第一光波导芯1c的斜面1cs。除上述的特点外，凹槽斜面1cgs的形状与斜面1cs相似(见图1至图3)。

第一衬底1最好用低折射率材料模制，如玻璃或透明树脂。在用来模制第一衬底1的模子成形过程中，形成整个的第一衬底1和第一光波导芯凹槽1cg。这样，用该模子使低折射率材料成形就能很容易地制造出带有第一光波导芯凹槽1cg的第一衬底1。将在下文给予说明的PD3对准标记1m(未示出)在第一衬底1的成形过程中也在指定的位置形成。

接下来，参加图8，说明本发明的光模块中的第二衬底2的详细结构。图8是从顶面看的第二衬底2的透视图。在图8中，第二衬底2具有矩形固态形状。第二衬底2的顶面被台阶形成面2s分割，因此包含互相平行的上层面和下层面。台阶形成面2s朝向第二衬底的正面。

前面提到的光纤定位槽2f和第二光波导芯凹槽2cg在第二衬底2的顶面上凹向内里形成。高折射率材料，如玻璃材料或UV固化树脂，注入到第二光波导芯凹槽2cg，由此形成第二光波导芯2c。因此，第二光波导芯凹槽2cg具有与第二光波导芯2c类似的形状。第二光波导芯凹槽2cg的深度(Z轴方向的深度)为β，其底面平行于第二衬底2的上层面。如上所述，光纤定位槽2f和第二光波导芯凹槽2cg在同一个方向形成。第二光波导芯凹槽2cg具有矩形固态形状，它的延伸方向为Y轴方向。在台阶形成面2s上第二光波导芯凹槽2cg的一端有一个凹槽开口2cga。在光纤定位槽2f的正面上第二光波导芯凹槽2cg的另一端形成凹槽开口2cgb。光纤定位槽2f具有等腰三角形的类似棱镜的形状，它的延伸方向是Y轴方向。在光纤定位槽2f中，一条直线通过等腰三角形两腰间夹角的顶点，与Y轴方向的第二光波导芯凹槽2cg的中心轴线在Z轴方向有一定的偏移，并且二者相互平行。通过等腰三角形另外两个顶点的两条直线沿第二衬底2的上层面延伸。如上所述，光纤定位槽2f使得放置在其内表面的光纤5的光轴与第二光波导芯2c中传播的光信号的光轴相对准。

第二衬底2最好由低折射率材料形成，如玻璃或透明树脂。制作用来模制第二衬底2的模子，以模制第二光波导芯凹槽2cg和光纤定位槽2f。因此，用该模子使低折射率材料成形，就很容易地制造出带有第二光波导芯凹槽2cg和光纤定位槽2f的第二衬底2。在第二衬底2的形成过程中，将在下文中给予说明的LD4对准标记2m也在指定位置形成。

接下来，参见图9，将说明组装本发明的光模块的方法。在图9中，首先，PD3和LD4分别装配在第二衬底2下层面(装配面)上各自的指定位置。较佳地，从装配面到PD3接收光的区域3a(见图2)中心的高度设定成等于装配面到第一光波导芯1c的光轴的高度。而且，装配面到LD4的发光区4a(见图2)中心的高度设定成等于装配面到第二光波导芯2c光轴的高度。照此，分别到接收光的区域3a和发光区4a各自中心的高度、台阶形成面2s在Z轴方向的高度、等等，被预调节，使得接收光的区域3a、发光区4a、第一光波导芯1c和第二光波导芯2c的光轴都分别可以在Z轴方向得以调节。这样，PD3和LD4的光轴就很容易地在Z轴方向分别与第一光波导芯1c和第二光波导芯2c的光轴相对准。分别在PD3和LD4上的标记3m和标记4m用来进行光轴在X方向的对准。LD4的光轴在X方向的位置通过LD4上的标记4m和第二衬底2下层面上的标记2m进行调节，然后LD4装配在第二衬底2下层面上。

之后，高折射率粘接材料，比如玻璃材料或UV固化树脂，镀在第一衬底1的整个底面，这样高折射率粘接材料就注入到第一光波导芯凹槽1cg中。较佳地，以500～8000rpm的转速用离心镀膜的方法来镀粘接材料。其结果是在第一衬底的底面上形成了第一光波导芯1c和粘接材料层6。

然后，将第一衬底1的底面和第二衬底2的上层面放在一起，使它们通过粘接材料层6相互粘接。其结果是，粘接材料层6注入到第二衬底2上的第二光波导芯凹槽2cg中。也就是说，构成粘接材料层6的高折射率粘接材料，比如玻璃材料或UV固化树脂，注入到第二光波导芯凹槽2cg中。在这种情况下，第一光波导芯1c和PD3接收光的区域3a的光轴不需要进行Z轴方向的调节。然而，它们的光轴用PD3上的标记3m和标记1m在X轴方向上相互对准，以便以PD3的位置为基准移动第一衬底1，其中标记1m是第一衬底1的形成过程中在其顶面上形成的。之后，给粘接到第一衬底1的第二衬底镀上高折射率粘接材料，比如玻璃材料或UV固化树脂，使该粘接材料注入到光纤定位槽2f中。光纤5沿光纤定位槽2f放置，使它的一端粘接到光纤定位槽2f的正面和第一衬底1的背面。

可以不用PD3上的标记3m来使第一衬底1和第二衬底2对准。例如，分别在第一衬底1和第二衬底2上的其它标记可用来使第一衬底1和第二衬底2对准。或者，也可使用图象处理等技术来使第一光波导芯1c和第二光波导芯2c对准，从而使第一衬底1和第二衬底2对准。因为放置第二光波导芯2c和光纤5使得它们的光轴相互对准，所以在将第一衬底1和第二衬底2放在一起时，通过用PD3监测光纤5的输出，使第一衬底1和第二衬底2相对准。可在将第一衬底1和第二衬底2放在一起之前，在第二衬底2的部分上层面上形成粘接材料层6，这部分上层面将和第一衬底1的底面相粘接。在这种情况中，给第二衬底2上层面镀上高折射率材料，比如玻璃材料或UV固化树脂，从而使其注入第二光波导芯凹槽2cg和光纤定位槽2f，通过这种方式形成粘接材料层6。较佳地，以500～8000rpm的转速用离心镀膜的方法来涂镀粘接材料。其结果是，在第二衬底2的上层面形成第二光波导芯2c和粘接材料层6，之后第一衬底1和第二衬底2被放在一起。当然，这种方法涂镀的粘接材料层6和上述的镀在第一衬底1底面上的粘接材料层6具有相同的效果。

在如调节光轴等对准工作完成之后，用紫外光照射第一衬底的粘接区、第二衬底、以及光纤5，来固化注入到粘接区、第一光波导芯凹槽1cg、第二光波导芯凹槽2cg中的UV固化树脂，使得第一衬底1、第二衬底2、和光纤5固定在一起。固化在第一光波导芯凹槽1cg和第二光波导芯凹槽2cg中UV固化树脂的折射率高于第一衬底1和第二衬底2的折射率，以作为第一光波导芯1c和第二光波导芯2c。照此，就完成了具有光分路和耦合功能的光模块。

在光模块的上述光轴调节过程中，当装配PD3和LD4时，PD3和LD4的位置可以在第一衬底1和第二衬底2固定在一起之后进行调节。

如上所述，折射率高于第一衬底1和第二衬底2的折射率的玻璃材料、UV固化树脂、或其它类似的物质，可作为粘接材料注入到第一光波导芯凹槽1cg和第二光波导芯凹槽2cg中，因此粘接材料可作为第一光波导芯1c和第二光波导芯2c。通过将第一光波导芯1c和第二光波导芯2c连接起来，就有可能实现具有光分路与耦合功能的光模块，使传输的光信号产生分路或耦合所传输的光信号。而且，通过增加/减小第一光波导芯1c和第二光波导芯2c相重叠部位的光学连接区的面积，就有可能使从光纤5进来的光信号按期望的分光比分路到第一光波导芯1c和第二光波导芯2c中，也有可能调节从第一光波导芯1c和第二光波导芯2c输出到光纤5中的光能量的比例。另外，易于调节第一光波导芯1c和第二光波导芯2c的光轴，来实现光分路与耦合功能，从而本发明的光模块可以实现低成本的大规模生产。同时，第一光波导芯1c、第二光波导芯2c、PD3、LD4的光轴很容易在高度方向(Z轴方向)进行调节，沿平行于第二衬底上层面的方向调节第一衬底1的位置可很容易地实现光轴在其它方向的调节。因此，有可能降低成本，这非常有利于大规模生产。再者，本发明的光模块的第一光波导芯1c和第二光波导芯2c易于形成，第一衬底1和第二衬底2易于模制。这样，低成本的大规模光模块就成为可能。此外，通过调节第一光波导芯1c的横截面的尺寸、第一衬底1和第二衬底2的折射率，就有可能很容易地实现具有波分功能的光模块。

如上所述，通过模制来形成第一光波导芯凹槽1cg、第二光波导芯凹槽2cg等等是很有吸引力的。但是，本发明并不局限于此，第一光波导芯凹槽1cg、第二光波导芯凹槽2cg等等必要时也可通过蚀刻来形成。在上面的说明中，玻璃材料或UV固化树脂注入到第一光波导芯凹槽1cg和第二光波导芯凹槽2cg中。但是，本发明并不局限于此，也可注入热固化树脂，聚酰亚胺，或其它类似的物质。

在上面的说明中，PD3和LD4装配在第二衬底2的下层面。但是本发明并不局限于此，不同的器件，如另一个具有不同芯径的光波导，透镜，隔离器，滤波片，波片，等等，都可以装配。或者，除了PD3和LD4，半导体器件，如光半导体器件驱动的半导体或放大器，或LCR部件，可装配在第二衬底2的顶面(下层面)或底面，或在两面都装配。在上面的说明中，电极掩模和波导线2p在第二衬底2的下层面形成。但是，另一个上面带有电极掩模和波导线的高频电路板也可放在第二衬底2的下层面上。当本发明的光模块仅用作接收或发射光信号时，一组PD3和LD4的组合可放在第二衬底2的下层面上。或者，PD3和LD4可放在与上述的相反的位置。具体地讲，LD4输出的光信号经过第一光波导芯1c进入光纤5，由光纤5接收的光信号可经过第二光波导芯2c从端面2ca出射并进入PD3。

很显然，连接到第二光波导芯2c的端面2ca的光学传输线不局限于光纤5，不同类型的光学传输线也可连接到那里。可以放置一组光纤。隔离器，透镜，滤波片，波片，等等，都可代替光纤5放置。

尽管对两个直线型波导的组合实施例进行了说明，但是本发明并不局限于此，适用于所有通常可利用的光波导类型。因此，有可能控制光波的弯曲、分路、及耦合。第一光波导芯1c不一定腰由斜面1cs。例如，只要第一光波导芯1c和第二光波导芯2c之间形成了光学连接区，甚至通过设置第一光波导芯1c使它的端面垂直于它的光轴也可以实现类似的光分路与耦合功能。

虽然对本发明进行了详细说明，但是上述的说明是原理性的而非限定性的。可以设计许多其它改良和变种，而不脱离本发明的范围，这是不言自明的。

Claims (22)

1.一种使光信号分路或耦合光信号的光波导，其特征在于，它包括：

第一衬底，其上有第一光波导芯，且第一光波导芯平行于第一衬底的底面；以及

第二衬底，其上有第二光波导芯，且第二光波导芯平行于第二衬底的顶面，

其中，通过将第一衬底的底面和第二衬底的顶面粘接在一起使它们相互重叠，在第一和第二光波导芯之间形成光学连接区，第一和第二光波导芯彼此部分地相连。

2.如权利要求1所述的光波导，其特征在于，

所述第一光波导芯是通过将具有较高折射率的第一种高折射率材料注入到平行于第一衬底底面的第一凹槽中形成的；

第二光波导芯是通过将具有较高折射率的第二种高折射率材料注入到平行于第二衬底顶面的第二凹槽中形成的；

第一衬底底面和第二衬底顶面由具有较高折射率的第三种高折射率材料粘接在一起。

3.如权利要求1所述的光波导，其特征在于，

第一和第二衬底具有各自不同的折射率；以及

第一和第二光波导芯的横截面至少在宽度和高度二者之一上互不相同。

4.如权利要求1所述的光波导，其特征在于，通过调节第一衬底底面和第二衬底顶面之间相对于粘接部位的关系，来增加或减小光学连接区的面积。

5.如权利要求2所述的光波导，其特征在于，分别注入第一和第二凹槽的第一种和第二种高折射率材料，以及将第一衬底的底面和第二衬底的顶面粘接在一起的第三种高折射率材料，是同一种UV固化树脂。

6.如权利要求2所述的光波导，其特征在于，分别注入第一和第二凹槽的第一种和第二种高折射率材料，以及将第一衬底的底面和第二衬底的顶面粘接在一起的第三种高折射率材料，是同一种玻璃材料。

7.如权利要求2所述的光波导，其特征在于，第一和第二衬底与第一和第二凹槽由低折射率的玻璃材料模制在一起。

8.如权利要求2所述的光波导，其特征在于，第一和第二衬底与第一和第二凹槽由低折射率的透明树脂模制在一起。

9.如权利要求1所述的光波导，其特征在于，第一和第二衬底的对准是用它们各自的指定位置上的标记来实现的。

10.一种使光信号分路或耦合光信号以在光波导和光器件中传播的光模块，其特征在于，它包括：

第一衬底，其上形成由第一光波导芯，且第一光波导芯平行于第一衬底的底面；

第二衬底，其上形成由第二光波导芯，且第二光波导芯平行于第二衬底的顶面；

光纤，固定在第一衬底和第二衬底二者中至少一个上；

多个光器件，装配在第二衬底的一部分顶面上，以便光学地连接到第一和第二光波导芯的端面上，

其中，通过将第一衬底的底面和第二衬底的顶面粘接在一起使它们相互重叠，在第一和第二光波导芯之间形成光学连接区，第一和第二光波导芯彼此部分地相连。

11.如权利要求10所述的光模块，其特征在于，

第一光波导芯是通过将具有较高折射率的第一种高折射率材料注入平行于第一衬底底面的第一凹槽中形成的；

第二光波导芯是通过将具有较高折射率的第二种高折射率材料注入平行于第二衬底顶面的第二凹槽中形成的；

第一衬底底面和第二衬底顶面被具有较高折射率的第三种高折射率材料粘接在一起。

12.如权利要求10所述的光模块，其特征在于，

第一和第二衬底具有各自不同的折射率；

第一和第二光波导芯的横截面至少在宽度和高度二者之一上互不相同。

13.如权利要求10所述的光模块，其特征在于，通过调节第一衬底底面和第二衬底顶面之间相对于粘接部位的关系，来增加或减小光学连接区的面积。

14.如权利要求11所述的光模块，其特征在于，分别注入第一和第二凹槽的第一种和第二种高折射率材料，以及将第一衬底底面和第二衬底顶面粘接在一起的第三种高折射率材料，是同一种类型的紫外固化树脂。

15.如权利要求11所述的光模块，其特征在于，分别注入第一和第二凹槽的第一种和第二种高折射率材料，以及将第一衬底底面和第二衬底顶面粘接在一起的第三种高折射率材料，是同一种玻璃材料。

16.如权利要求11所述的光模块，其特征在于，第一和第二衬底与第一和第二凹槽由低折射率的玻璃材料模制在一起。

17.如权利要求11所述的光模块，其特征在于，第一和第二衬底与第一和第二凹槽由低折射率的透明树脂模制在一起。

18.如权利要求11所述的光模块，其特征在于，在第一和第二衬底二者中至少一个上形成光纤定位槽，通过将光纤沿光纤定位槽的内表面固定在其上，光纤定位槽就使光纤的光轴和第一光波导芯或第二光波导芯的另一端面的光轴实现对准。

19.如权利要求18所述的光模块，其特征在于，第一和第二衬底的每一个都是用模子模制的，用来使第一凹槽、第二凹槽、光纤定位槽的一组凹槽中的至少一个来形成的。

20.如权利要求10所述的光模块，其特征在于，

多个光器件是光半导体器件；

传输线在第二衬底顶面形成；

多个光器件与传输线之间电互连。

21.如权利要求20所述的光模块，其特征在于，所述传输线是微带线路，或共面线路。

22.一种制造使光信号通过光波导和光器件传播的光模块的方法，其特征在于，该方法包括：

第一衬底模制步骤，模制在其底面上形成有第一凹槽的第一衬底，所述第一凹槽平行于第一衬底的底面；

第二衬底模制步骤，模制在其顶面上形成有第二凹槽的第二衬底，第二凹槽平行于第二衬底的顶面；

光器件装配步骤，将光器件装配在第二衬底顶面上的指定位置；

高折射率材料注入步骤，将折射率高于第一和第二衬底的折射率的高折射率材料注入到第一衬底上的第一凹槽中，以形成第一光波导芯，并将高折射率材料涂镀到至少是第一衬底的底面上；

位置调节步骤，以装配在第二衬底上的光器件的光轴为基准，调节第一衬底的位置，使第一衬底平行于第二衬底的顶面，并将第一和第二衬底叠放在一起，使它们相互部分相接，从而在第一和第二光波导芯之间形成光学连接区；以及

粘接步骤，将第一衬底的底面和第二衬底的顶面粘接在一起，以便将涂镀到第一衬底底面上的高折射率材料注入第二衬底上的第二凹槽内，从而形成第二光波导芯。

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