[发明专利]一种耦合器及光模块

说明书

本发明实施例提供一种耦合器及光模块，涉及光通信领域。本发明实施例提供的耦合器包括衬底；位于衬底表面的芯层；芯层包括传输芯及至少两个耦合芯；耦合芯自一端向另一端逐渐变宽然后逐渐变窄，传输芯自一端向另一端逐渐变宽，至少两个耦合芯的另一端包围传输芯的一端，至少两个耦合芯的一端未包围传输芯；包层，包裹芯层，包层的折射率小于芯层的折射率。由芯层耦合芯的一端接收大模斑的光，至少两个耦合芯的一端相叠加，提高了耦合器匹配大模斑的能力；耦合芯逐渐变化的过程中发生了折射率的改变，使得耦合芯的光可以脱离耦合芯；脱离耦合芯的光进入传输芯；采用上述耦合器方案的光模块，在光耦合中可以匹配更大的模斑，同时减小了光损耗。

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种耦合器及光模块。

背景技术

光通信以光作为信息传输载体，光在传输过程中的损耗直接影响了传输距离以及接收信息的质量。

传光介质之间具有不同的截面尺寸，不同的截面尺寸具有不同的模斑，不同模斑之间的光传输会产生极大的光损耗。具体地，采用平面光波导工艺制作的光波导具有不同的截面尺寸，包括光波导的高度不同和/或宽度不同。为了减小光在不同尺寸的光波导中传输的损耗，需要使用耦合器连接不同的尺寸的光波导。

图1为本发明对比技术提供的一种耦合器。如图1所示，对比技术采用平面光波导工艺制作，由于采用生长刻蚀技术，光波导的高度基本保持一致，而光波导的宽度可以不同。对比技术中，耦合器由一端A向另一端B宽度逐渐变宽，小的截面A尺寸具有大的模斑，而大的截面尺寸B具有小的模斑，由于耦合器的一端B较另一端A小，所以可以接收大模斑的光，而耦合器的另一端模斑较小，可以将光传入小模斑的传光介质中，从而实现了大模斑介质与小模斑介质之间的光传输。通过耦合器的宽度渐变设计，使得光在偶合器中渐变地完成模斑的变化，避免了剧烈模斑变化产生的光损耗。

然而，现实中对比技术提供的耦合器，耦合器的一端A制作成足够小的尺寸非常困难，难以匹配很多大模斑的场景，导致光在进入耦合器时发生了剧烈的模斑变化，造成较大的光损耗。

发明内容

本发明实施例提供一种耦合器及光模块，在提高了耦合器匹配大模斑的能力的同时，减小光损耗。

为了实现上述发明目的，本发明实施例采用如下技术方案：

本发明实施例提供一种耦合器，包括衬底；位于衬底表面的芯层；芯层包括传输芯及至少两个耦合芯；耦合芯自一端向另一端逐渐变宽然后逐渐变窄，传输芯自一端向另一端逐渐变宽，至少两个耦合芯的另一端包围传输芯的一端，至少两个耦合芯的一端未包围传输芯；包层，包裹芯层，包层的折射率小于芯层的折射率。

本发明实施例还提供一种光模块，包括上述耦合器。

包裹芯层的包层，其折射率小于芯层，使得光在芯层与包层交界面发生全反射，将光约束在芯层中传输；

芯层位于衬底表面，由芯层耦合芯的一端接收大模斑的光，至少两个耦合芯的一端相叠加，提高了耦合器匹配大模斑的能力；

耦合芯自一端向另一端逐渐变宽然后逐渐变窄，耦合芯逐渐变化的过程中发生了折射率的改变，使得耦合芯的光可以脱离耦合芯；

而耦合芯包围传输芯，使得脱离耦合芯的光进入传输芯；

耦合芯的模斑在另一端逐渐变大，增加了耦合芯模斑与传输芯模斑重合的面积，提高了耦合进传输芯的效率；

传输芯自一端向另一端逐渐变宽，在一端处的大模斑利于耦合来自耦合芯的光，在渐变过程中模斑逐渐变小以便与外部连接；

采用上述耦合器方案的光模块，在光耦合中可以匹配更大的模斑，同时减小了光损耗。

附图说明