[实用新型]一种波分复用器件及其在高速光器件中的应用

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种波分复用器件及应用该波分复用器件的高速光器件，属于光传输领域。 

背景技术

随着我国加快推进电信网、广播电视网和互联网的三网融合，宽带网络迎来了新一轮的升级高潮。目前光通信技术和光网络的发展正向着集成化、智能化和大容量的方向发展，40G和100G光器件具有功能上和尺寸上的高度集成以及低成本、低功耗和大带宽等优点，可以满足不断增长的数据业务、网络资源等的要求。 

市场研究报告表明，在网络通信量持续不断增长的推动下，企业和电信运营商设备上的高速（40G和100G）光纤和以太网端口的应用继续增长，表明电信运营商正在将其下一代网络转向高速网络以便处理迅速增长的通信流量。作为40G和100G光通信系统和光网络中的关键器件，40G和100G TOSA(TOSA，Transmitter Optical Sub-Assembly,光发射器件/组件)和ROSA（ROSA，Receiver Optical Sub-Assembly,光接收器件/组件）。需要满足小尺寸、低功耗、低成本等市场要求。 

基于这些迫切需求和巨大的市场需求，如何找到一种低成本解决方案已成为目前光器件供应商的当务之急。目前业界采用的解决方案是利用昂贵的工艺设备去制作40G和100G TOSA和ROSA，其生产成本高昂，并且由于设备昂贵，也直接限制了其生产规模的扩大。 

实用新型内容

本实用新型的目的解决上述技术问题，提出一种波分复用器件及应用该波分复用器件的高速光器件。 

本实用新型的目的，将通过以下技术方案得以实现： 

一种波分复用器件，所述器件包括硅衬底，所述硅衬底上包覆有二氧化硅层，所述二氧化硅层上包覆有光栅层，所述光栅层上刻蚀有硅光子表面光栅。 

优选地，所述光栅层为硅芯层，所述硅光子表面光栅刻蚀在硅芯层表面。 

优选地，所述光栅层为掺杂二氧化硅芯层及二氧化硅包层，所述二氧化硅包层包设在掺杂二氧化硅芯层上，所述二氧化硅包层上刻蚀有硅光子表面光栅。 

优选地，所述高速光器件包括波分复用器件，所述表面光栅的上方设置有光芯片，所述光芯片与波分复用器件为垂直光耦合；所述光器件还包括有一光接收装置，所述光接收装置与波分复用器件通过光耦合连接。 

优选地，所述光芯片与器件之间还设置有用于提高耦合效率的透镜。 

优选地，所述光芯片可以但不限于半导体激光器或半导体探测器。 

优选地，所述光接收装置为光纤或光接收头。 

优选地，所述光芯片之间阵列式或分离式排列。 

本实用新型的有益效果主要体现在：具有波分复用器件形成的光器件具有尺寸紧凑、成本低、易于批量生产等优点；同时，批量生产时，无需解离光芯片，通过垂直光耦合直接检测产品的质量，直接降低了生产成本。光栅层根据采用不同的晶圆而由不同的组成，结合光接收器的位置，使得光接收装置与复用/解复用器件具有较低的耦合损耗。 

附图说明

图1是本实用新型的具有采用绝缘硅晶圆形成的波分复用器件的光器件截面结构示意图。 

图2是本实用新型的具有采用平面光波导硅晶圆形成的波分复用/解复用器件的光器件截面结构示意图。 

图3是本实用新型硅光子表面光栅工作原理图。 

图4是采用绝缘硅的硅光子表面光栅波分复用框图。 

图5是采用绝缘硅的硅光子表面光栅波分解复用框图。 

图6是采用平面光波导的硅光子表面光栅波分复用框图。 

图7是采用平面光波导的硅光子表面光栅波分解复用框图。 

图8是本实用新型中具体的以4个10G CWDM DFB激光器为例的方案示意图。 

具体实施方式

本实用新型揭示了一种波分复用器件及应用该波分复用器件的高速光器件。所述波分复用器件，包括硅衬底1，所述硅（Si）衬底1上包设有二氧化硅（SiO2）层2，所述二氧化硅层2上包设有光栅层，所述光栅层上刻蚀有硅光子表面光栅(图中未标识)。 

结合图1所示，具体的，当采用绝缘硅（SOI）晶圆时，所述光栅层为硅芯层31，所述硅光子表面光栅刻蚀在硅芯层31表面。 

结合图2所示，采用平面光波导（PLC）硅晶圆时，所述光栅层为掺杂二氧化硅芯层32及二氧化硅包层33，所述二氧化硅包层33包设在掺杂二氧化硅芯层32上，所述二氧化硅包层33上刻蚀有硅光子表面光栅。