[发明专利]微波光子集成直调激光器芯片电路及激光器

说明书

本发明提供一种微波光子集成直调激光器芯片电路及激光器。该电路包括：设置在硅基封装电路上的微波/毫米波集成电路芯片、激光器芯片和准直透镜，及设置在微波/毫米波集成电路芯片上的光电探测器芯片，通过微波/毫米波集成电路芯片及激光器芯片将输入的电信号进行处理并转换为光信号；通过准直透镜将激光器芯片输出的光信号转换为平行光信号以待使用；同时通过光电探测器芯片和微波/毫米波集成电路芯片，根据激光器芯片输出的光信号对激光器芯片进行反馈控制。本发明实现了光器件、准直透镜与微波/毫米波电路的芯片级封装集成，并将激光器芯片出射的发散光变为平行光，使得微波光子集成直调激光器芯片电路的集成化程度较高且更便于使用。

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，尤其涉及一种微波光子集成直调激光器芯片电路及激光器。

背景技术

微波光子学是一门发展迅速的交叉学科，它在国防、科学技术以及日常生活的许多方面都得到了越来越广泛的应用。微波光子学主要研究利用光电子学的器件和方法来实现微波/毫米波信号的产生、传输分配和处理等功能。随着技术的发展，需要微波光子学在实现更高速度、带宽、处理能力及动态范围的同时，器件和系统具有尺寸小、重量轻、功耗低等特性。

高速直接调制半导体激光器是目前微波光子系统、光纤通信中使用的主要光源器件，由于具有电光直接转换、响应速度快、体积小、寿命长、结构简单和容易实现等优点占有重要的地位。目前高速直接调制半导体激光器多采用分立激光器芯片、探测器芯片、电感、电容等器件混合集成的组装方式，将激光器芯片贴装在陶瓷载体上，同时将背光探测器芯片、激光器芯片的偏置电路和输入匹配电路等贴装在陶瓷载体上，集成光电器件的陶瓷载体再装配到激光器封装管壳内，实现高速电光调制的功能，但是这种组装结构一方面由于分立器件的体积比较大，影响器件的集成化和小型化，另一方面激光器的出射光可能发散角度较大，不便于后续使用。

发明内容

本发明实施例提供了一种微波光子集成直调激光器芯片电路及激光器，以解决现有技术中的集成化低且不便于使用的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种微波光子集成直调激光器芯片电路，包括：硅基封装电路、微波/毫米波集成电路芯片、激光器芯片、准直透镜和光电探测器芯片；

所述微波/毫米波集成电路芯片、所述激光器芯片和所述准直透镜均设置在所述硅基封装电路上，所述光电探测器芯片设置在所述微波/毫米波集成电路芯片上；

所述微波/毫米波集成电路芯片的输入端用于接收电信号，所述微波/毫米波集成电路芯片的输出端用于输出处理后的电信号；

所述激光器芯片与所述微波/毫米波集成电路芯片的输出端连接，用于将接收到的所述处理后的电信号转换为光信号进行输出；

所述准直透镜用于将所述激光器芯片输出的光信号转换为平行光信号；

所述光电探测器芯片与所述激光器芯片的设置位置对应，用于接收所述激光器芯片输出的光信号，并对所述光信号进行转换成数字电信号，根据所述数字电信号通过微波/毫米波集成电路芯片对所述激光器芯片进行反馈控制。

在一种可能的实现方式中，所述准直透镜设置在所述激光器芯片输出光信号后的预设位置，所述预设位置为使所述激光器芯片输出的光信号的光功率最大且光斑最小的位置。

在一种可能的实现方式中，所述准直透镜为非球面透镜，所述非球面透镜根据所述激光器芯片弧矢方向的发散角度和子午方向的发散角度设计。

在一种可能的实现方式中，所述微波/毫米波集成电路芯片、所述激光器芯片和所述准直透镜与所述硅基封装电路之间，以及所述光电探测器芯片与所述微波/毫米波集成电路芯片之间采用金锡合金焊接、金金键合、微凸点制备或倒装焊接的方式进行连接。

在一种可能的实现方式中，所述光电探测器芯片为侧面感光的光电探测器，且感光侧面与所述激光器芯片的发光位置对应，以接收所述激光器芯片发出的光信号。