[发明专利]一种二维阵列光耦合模块

摘要

本发明公开了一种二维阵列光耦合模块，包括陶瓷基底、光收发芯片阵列、微透镜阵列，驱动单元阵列、光纤阵列和光纤连接器。本发明中，光纤阵列耦合端采用45度反射面，通过微透镜与光收发芯片阵列实现了有效耦合，耦合效率高，体积小，便于封装；提出的对准与定位方法较易实现，有利于工业制造；采用异形陶瓷基底，能够减小光程差对于数据传输速率的影响，对于光耦合效率也有一定提升；而且，制作成本相对于聚合物波导来说较低。本发明满足了并行光模块的封装微小化和高密度的要求，解决了现有技术存在的制造成本高、可用通道数不足、微小化封装困难等问题，具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种二维阵列光耦合模块，其特征在于，包括陶瓷基底(6)、光收发芯片阵列(5)、微透镜阵列(2)，驱动/放大单元阵列(7)、光纤阵列(1)和光纤连接器(4)，其中：所述光收发芯片阵列(5)贴装于陶瓷基底(6)上，为2×N芯片阵列，用于发射时，所述2×N芯片阵列为VCSEL芯片阵列；当用于接收时，所述2×N芯片阵列为光探测器芯片阵列；所述光纤阵列(1)是与光收发芯片阵列(5)相对应的2×N光纤阵列；所述光纤阵列(1)一端接入光纤连接器(4)，另一端正下方贴装有微透镜阵列(2)，其光纤端面研磨成45度的斜面，使得当光耦合模块用于发射时，光收发芯片阵列(5)发射出的光信号以全反射方式耦合进入光纤阵列(1)；当光耦合模块用于接收时，光纤阵列(1)中传输的光信号经45度斜面发生全反射，转为垂直向下传输，被光收发芯片阵列(5)所接收；微透镜阵列(2)是通过微光学和微细加工技术制作在基底平板上刻蚀而成的单球面透镜阵列，各透镜的平面一侧紧贴于光纤阵列各根光纤，其中透镜的平面中心与光纤阵列(1)中光纤45度斜面的圆心位于同一垂直线上，以确保光信号以全反射方式的进行耦合；微透镜阵列(2)各个透镜的曲面顶点则与光收发芯片阵列(5)中各芯片的出射或接收端面中心位于同一垂直线上；所述驱动/放大单元阵列(7)和陶瓷基底(6)通过银浆粘接在印制电路板上，驱动/放大单元阵列(7)由两列1×N的驱动/放大单元组成，通过金丝绑定和所述光收发芯片阵列(5)中的芯片一一对应相连；当光耦合模块用于发射时，驱动/放大单元阵列(7)用于驱动VCSEL芯片阵列，将电信号转变为光信号；当光耦合模块用于接收时，驱动/放大单元阵列(7)用于放大光探测器芯片阵列接收的信号；所述贴装光收发芯片阵列(5)的陶瓷基底是非平坦平面，通过刻蚀出异形陶瓷基底改变光收发芯片阵列(5)中各芯片的高度，使得光束从光纤阵列(1)到光收发芯片阵列(5)的光程相等；所述光纤连接器(4)和外部光纤连接器相连，用于传输光信号。