CN207249168U - 一种光波导芯体晶圆及光波导芯体 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光波导芯体晶圆及光波导芯体，包括多个分路器芯片、多个输入光纤芯片和多个输出光纤芯片，所述光波导芯体晶圆中，以输入光纤芯片、分路器芯片和输出光纤芯片为周期排列分布，同一周期内输入光纤芯片连接在该周期内分路器芯片的输入端，同一周期内输出光纤芯片连接在该周期内分路器芯片的输出端，且同一周期内的分路器芯片、输入光纤芯片和输出光纤芯片为一体式结构。本实用新型光波导芯体只需要八步，相对于现有工序来说，减少了一半的生产流程，在一定程度上缩短了生产时间，提高了30%以上的生产效率。

Description

一种光波导芯体晶圆及光波导芯体

技术领域

本实用新型涉及一种光波导芯体晶圆及光波导芯体，属于光通信领域。

背景技术

世界各国都在加快光进铜退、推进接入网战略转型，纷纷出台宽带发展战略或计划，包括美国、欧盟、韩国、日本……，我国也已经把宽带中国提升为国家战略，把“宽带网络”定位为经济社会发展的战略性公共基础设施；我们已经全面进入信息化社会，作为最重要的信息基础设施，宽带支撑着物联网、云计算等高新技术产业的发展。而作为该支撑是光网络，而光网络中均使用光波导。各国在推进宽带中均选择使用了FTTH，在FTTH中普遍采用PON（无源光网络）技术， PLC分路器是PON技术的关键部件。低成本、高可靠性是FTTH工程中对PLC分路器的基本要求，发展对光波导芯体的低成本、高可靠性要求越来越高，而目前现有技术的成本已降到了一个瓶颈，随着劳动力成本的提高，甚至成本会不降反升。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，从目前现有光波导芯体结构出发，从芯片、陈列、耦合的几个角度提供一种结构设计合理，生产工艺步骤更少，生产成本更低，结构更合理，可靠性更高光的波导芯体晶圆及光波导芯体。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种光波导芯体晶圆，其特征在于：包括多个分路器芯片、多个输入光纤芯片和多个输出光纤芯片，所述光波导芯体晶圆中，以输入光纤芯片、分路器芯片和输出光纤芯片为周期排列分布，同一周期内输入光纤芯片连接在该周期内分路器芯片的输入端，同一周期内输出光纤芯片连接在该周期内分路器芯片的输出端，且同一周期内的分路器芯片、输入光纤芯片和输出光纤芯片为一体式结构。

本实用新型所述输入光纤芯片和输出光纤芯片上均开设有切割平面，所述切割平面倾斜朝外。

本实用新型所述切割平面与分路器芯片的底面的夹角为8°。

一种使用光波导芯体晶圆制备的光波导芯体，其特征在于：包括输入光纤和输出光纤，输入光纤通过输入光纤芯片插接在分路器芯片的输入端，输出光纤通过输出光纤芯片插接在分路器芯片的输出端。

本实用新型所述分路器芯片上表面设置有覆层，输入光纤通过覆层固定在输入光纤芯片中，输出光纤通过覆层固定在输出光纤芯片中。

一种光波导芯体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤①：制备一体式的光波导芯体晶圆；

步骤②：对光波导芯体晶圆进行抛光切割成粒形成光波导芯体；

步骤③：对光波导芯体进行测量校准；

步骤④：对输入光纤和输出光纤进行抛光；

步骤⑤：将抛光后的输入光纤插入输入光纤芯片中，将抛光后的输出光纤插入输出光纤芯片中；

步骤⑥：将覆层盖至光波导芯体上固定输入光纤和输出光纤。

步骤①中，对分路器芯片的输入端和输出端进行切割，使得分路器芯片的输入端形成输入光纤芯片，分路器芯片的输出端形成输出光纤芯片。

步骤⑥中，覆层通过胶水对输入光纤和输出光纤进行固定。

相比现有技术，本实用新型光波导芯体只需要八步，相对于现有工序来说，减少了一半的生产流程，在一定程度上缩短了生产时间，提高了30%以上的生产效率，同时由于光波导芯体晶圆的V（U）槽与芯片做成一体，避免了现有光波导芯体完全靠胶水与陈列粘结在一起的弊端，使PLC光分路器可靠性更高。

附图说明

图1是本实用新型对比实施例光波导芯体的主视结构示意图。

图2是本实用新型实施例光波导芯体的主视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

对比实施例。

参见图1。

现有的PLC分路器的光波导芯体包括输入光纤芯片1、分路器芯片3和输出光纤芯片2。其中输入光纤4插接在输入光纤芯片1中，输出光纤5插接在输出光纤芯片2中，输入光纤4通过输入光纤芯片1连接在分路器芯片3的输入端，输出光纤5通过输出光纤芯片2连接在分路器芯片3的输出端。特别需要注意的是，依据现有技术，输入光纤芯片1、分路器芯片3和输出光纤芯片2三者通过胶水固定在一起，其主要生产过程中，三者相互分离独立。

现有技术中，光波导芯体的生产链主要分割成三个环节，分别是分路器芯片3生产、光纤阵列（FA）生产以及器件耦合生产。

其中分路器芯片3生产依次包括如下六个步骤：

1）制备分路器晶圆：即通过购置或者自行生产光学芯片；

2）晶圆加盖（圆接）：在光学芯片上包覆晶片，光学芯片与晶片之间通过环氧树脂进行固定；

3）晶圆切割成芯片条：将加盖后的晶圆切割成分路器芯片条；

4）芯片条测量：对分路器芯片条上每个分路器芯片3的输入端和输出端进行有效测量，从而进行分路器芯片条的校准；

5）芯片条输入/输出8°角研磨抛光：对分路器芯片条上每个分路器芯片3的输入端以及分路器芯片条上每个分路器芯片3的输出端进行研磨抛光，其中输入端的研磨方向与竖直方向成8°，输出端的研磨方向与竖直方向成8°，研磨后的输入端的端面的底部向右侧倾斜，研磨后的输出端的端面的底部向左侧倾斜；

6）芯片条切成芯片粒：对研磨抛光后的分路器芯片条进行切割，使其成为分路器芯片。

光纤阵列（FA）生产依次包括如下六个步骤：

1）FA切条/U槽晶圆：对石英玻璃基板进行V型槽研磨或者U型槽研磨或者切割成光纤阵列芯片；

2）FA切槽/切粒：对V型槽研磨或者U型槽研磨后的石英玻璃基板进行叠层式研磨，然后切割成光纤芯片，或者，对光纤阵列芯片切割成光纤芯片；

3）FA 8°角研磨抛光：对光纤芯片进行研磨，使其与分路器芯片3的端面形成斜面，斜面与竖直平面成 8°角，光纤芯片作为输入光纤芯片1和输出光纤芯片2，其斜面与竖直平面的倾斜方向和分路器芯片条的研磨方向相互匹配；

4）光纤处理；

5）光纤压入粘结：将输入光纤4插入在输入光纤芯片1的输入端中，并且用胶水粘结固定；将输出光纤5插入在输出光纤芯片2的输出端中，并且用胶水粘结固定；

6）FA胶水固化：等待胶水干燥固定。

器件耦合生产依次包括如下步骤：

1）芯片与FA输入输出耦合：输入光纤芯片1的输出与分路器芯片3的输入进行耦合，分路器芯片3的输出与输出光纤芯片2的输入进行耦合；

2）测量；

3）粘结：将输入光纤芯片1的输出端与分路器芯片3的输入端进行胶水粘结，分路器芯片3的输出端与输出光纤芯片2的输入端进行胶水粘结；

4）胶水固化：等待胶水干燥固化。

通过对比实施例，可以知道现有技术工艺步骤繁琐，从分路器芯片3生产到耦合完成共需十六步，制作成本高；分路器芯片3与光纤陈列完全靠胶水粘结，可靠性受到一定影响。

实施例。

参见图2。

本实施例的PLC分路器的光波导芯体包括输入光纤芯片1、分路器芯片3和输出光纤芯片2。其中输入光纤4插接在输入光纤芯片1中，输出光纤5插接在输出光纤芯片2中，输入光纤4通过输入光纤芯片1连接在分路器芯片3的输入端，输出光纤5通过输出光纤芯片2连接在分路器芯片3的输出端。特别需要注意的是，本实施例中，输入光纤芯片1、分路器芯片3和输出光纤芯片2三者通过由同一个晶圆上进行制备，因此不论在生产过程中还是制备完成，三者均是一体式结构，三者相互固定没有缝隙。

本实施例的光波导芯体的制备过程依次包括如下步骤：

1)制备一体式的光波导芯体晶圆：将分路器晶圆和晶片进行一体化固定生产；

2)输入/输出8°切割：对光波导芯体晶圆中的分路器芯片条的输入端进行切割，切割角度为8°，切割方向本领域技术人员可以自行选择，则分路器芯片条的输入端自动形成了输入光纤阵列芯片；对光波导芯体晶圆中的分路器芯片条的输入端进行切割，切割角度为8°，切割方向本领域技术人员可以自行选择，则分路器芯片条的输入端自动形成了输入光纤阵列芯片；具体的，上述结构等同于以输入光纤芯片1、分路器芯片3和输出光纤芯片2为周期排列分布，同一周期内输入光纤芯片1连接在该周期内分路器芯片3的输入端，同一周期内输出光纤芯片2连接在该周期内分路器芯片3的输出端；

3)一体式的光波导芯体晶圆切粒：对切割后的光波导芯体晶圆进行叠层式抛光以及切割，形成光波导芯体；此时光波导芯体的输入端自行形成了输入光纤芯片1，光波导芯体的输出端自行形成了输出光纤芯片2；

4)测量：依据光学校准原理，对光波导芯体进行测量校准；

5)光纤输入/输出8°处理：对输入光纤4和输出光纤5进行抛光研磨，其研磨角度为8°，此处8°应理解为一种泛指，可以依据实际需求进行选择，但是其应于步骤2）中的切割角度相互匹配；

6)嵌入光纤耦合：将输入光纤4插入光波导芯体的输入端，即，将输入光纤4插入输入光纤芯片1；将输出光纤5插入光波导芯体的输出端，即，将输出光纤5插入输出光纤芯片2；

7)加盖粘结：在光波导芯体的上表面盖上覆层（玻璃），并通过环氧树脂将光波导芯体与覆层玻璃进行固定粘结，输入光纤4通过覆层玻璃固定挤压在光波导芯体的输入端中，输出光纤5通过覆层玻璃固定挤压在光波导芯体的输出端中；

8)胶水固化：等待步骤7）中的环氧树脂干燥固化，则本实施例光波导芯体制备完成。

通过对比实施例和实施例对比，现有PLC分路器核心的光波导芯体生产一般需要十六步，而本实施例的新型PLC分路器核心的光波导芯体只需要八步，相对于现有工序来说，减少了一半的生产流程，在一定程度上缩短了生产时间，提高了30%以上的生产效率，同时由于新型PLC分路器核心的光波导芯体的V（U）型槽与分路器芯片3做成一体，避免了现有PLC光分路器完全靠胶水将分路器芯片3与光纤阵列粘结在一起的弊端，使PLC光分路器可靠性更高。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种光波导芯体晶圆，其特征在于：包括多个分路器芯片、多个输入光纤芯片和多个输出光纤芯片，所述光波导芯体晶圆中，以输入光纤芯片、分路器芯片和输出光纤芯片为周期排列分布，同一周期内输入光纤芯片连接在该周期内分路器芯片的输入端，同一周期内输出光纤芯片连接在该周期内分路器芯片的输出端，且同一周期内的分路器芯片、输入光纤芯片和输出光纤芯片为一体式结构。

2.根据权利要求1所述的光波导芯体晶圆，其特征在于：所述输入光纤芯片和输出光纤芯片上均开设有切割平面，所述切割平面倾斜朝外。

3.根据权利要求2所述的光波导芯体晶圆，其特征在于：所述切割平面与分路器芯片的底面的夹角为8°。

4.一种使用如权利要求1-3所述的光波导芯体晶圆制备的光波导芯体，其特征在于：包括输入光纤和输出光纤，输入光纤通过输入光纤芯片插接在分路器芯片的输入端，输出光纤通过输出光纤芯片插接在分路器芯片的输出端。

5.根据权利要求4所述的光波导芯体，其特征在于：所述分路器芯片上表面设置有覆层，输入光纤通过覆层固定在输入光纤芯片中，输出光纤通过覆层固定在输出光纤芯片中。