[发明专利]耦合器与光纤阵列封装方法、封装结构及芯片

说明书

本申请公开了一种光纤阵列的封装方法、封装结构及芯片，将第一纤芯连接于第二纤芯，第二纤芯穿设于盖体获得光纤阵列；设置低折射率波导局部覆盖楔形波导，并设置基体覆盖低折射率波导和楔形波导获得耦合器，使光纤阵列的光纤端面与低折射率波导的耦合端面对接，并使盖体表面邻近光纤端面的第一对接区域与基体表面邻近耦合端面的第二对接区域连接。通过调控第二纤芯的芯径，以使第二纤芯的光纤端面与低折射率波导的模场匹配，低折射率波导局部覆盖楔形波导，从而使光纤阵列的多种不同芯径的第一纤芯可通过第二纤芯与耦合器耦合对接进行光线传输，降低第二纤芯与低折射率波导之间的耦合损耗。

技术领域

本申请涉及激光探测技术领域，尤其涉及一种耦合器与光纤阵列的封装方法、封装结构及芯片。

背景技术

硅基光电子器件除了在光通信领域得到的应用之外，硅基光电子器件在激光雷达领域也得到了广泛的重视。尤其是在FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave，调频连续波)激光雷达系统中，如何实现光纤与硅基光电子器件高效率耦合传输是限制整个激光雷达系统测距能力的一个重要的因素。

发明内容

本申请实施例提供种耦合器与光纤阵列的封装方法、封装结构及芯片，能够解决耦合器与光纤阵列的耦合损耗问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种耦合器与光纤阵列的封装方法，包括：

提供光纤阵列，所述光纤阵列包括盖体、第一纤芯以及连接于所述第一纤芯的第二纤芯，所述第二纤芯穿设于所述盖体，所述第二纤芯具有光纤端面，所述盖体的表面邻近所述光纤端面的部分具有第一对接区域。

提供耦合器，所述耦合器包括低折射率波导、楔形波导及基体，所述低折射率波导局部覆盖所述楔形波导且将所述基体覆盖于所述折射率波导和所述楔形波导，所述低折射率波导包括耦合端面，所述基体具有邻近所述耦合端面的第二对接区域。

移动所述光纤阵列和所述耦合器中的至少一个使得所述光纤阵列和所述耦合器相互靠近，且使得所述第一对接区域与所述第二对接区域连接，所述第二纤芯的光纤端面与所述低折射率波导的耦合端面对接，其中，沿所述第二纤芯的长度方向，所述耦合端面的正投影全部覆盖所述光纤端面的正投影。

在一些示例性的实施例中，所述封装方法还包括以下步骤：在所述第一对接区域与所述第二对接区域之间设置第一粘接层，通过所述第一粘接层连接所述第一对接区域和所述第二对接区域。

在一些示例性的实施例中，所述封装方法还包括在所述第一对接区域与所述第二对接区域之间设置第一粘接层后的以下步骤：提供支撑体，将所述支撑体连接于所述基体和所述盖体，且所述支撑体与所述盖体设于所述基体同侧。

在一些示例性的实施例中，所述支撑体包括第一支撑面、连接于所述第一支撑面其中一侧的第二支撑面、连接于所述第一支撑面另一侧的第三支撑面，所述第二支撑面与所述第三支撑面相对；移动所述支撑体向所述光纤阵列和所述耦合器靠近，将所述第一支撑面连接于所述耦合器的所述基体，将所述第二支撑面连接于所述光纤阵列的所述盖体，所述第三支撑面为与所述第二纤芯长度方向平行的平面，所述基体包括与所述第三支撑面对接且平齐的安装面。

第二方面，本申请实施例提供了一种耦合器与光纤阵列封装结构，耦合器与光纤阵列封装结构包括光纤阵列和耦合器，光纤阵列包括盖体、穿设于所述盖体的第一纤芯以及连接于所述第一纤芯的第二纤芯，所述第二纤芯具有光纤端面，所述盖体的表面邻近所述光纤端面的部分具有第一对接区域；及耦合器对应所述光纤阵列设置，所述耦合器包括楔形波导、局部覆盖所述楔形波导的低折射率波导以及覆盖所述楔形波导和所述低折射率波导的基体，所述低折射率波导具有耦合端面；

其中，沿所述第二纤芯的长度方向，所述耦合端面的正投影全部覆盖所述光纤端面的正投影，所述基体表面邻近所述耦合端面的部分包括第二对接区域，所述第二对接区域与所述第一对接区域对接，且所述耦合端面与所述光纤端面耦合对接，从而使光线可在所述低折射率波导与所述第二纤芯之间传输。