[发明专利]平面光波导与有源光器件的混合集成结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种平面光波导与有源光器件。特别是涉及一种能够简单的将平面光波导和有源光器件混合集成的平面光波导与有源光器件的混合集成结构。

背景技术

光通信器件依据其功能性通常分为有源器件和无源器件两类。有源器件即存在光电转换过程因而需要注入电流的器件类型，其材料通常是能带位于通信波长附近的半导体化合物如磷化铟(InP)，砷化镓(GaAs)，铟镓砷(InGaAs)等，无源器件即没有光电作用仅仅只有光的分解，变换，限制等控制功能的器件，考虑其对光的传播的影响及控制光的能力通常采用二氧化硅(SiO₂)，高分子聚合物(Ploymer)，铌酸锂(LiNbO3)等材料。平面光波导是无源器件集成化的一种重要实现方式，目前已有多种采用该项技术的无源器件应用于通信中。在实际光通信系统中，有源器件和无源器件常常需要在一起使用，无源器件即使利用了平面光波导技术集成，但由于与有源器件的材料差别，仍不得不分别生产然后通过光纤连接起来，这不仅给通信带来了额外的空间和成本开销，也由于增加了的链路而降低了性能。因此，寻求可集成有源和无源器件的技术是光通信器件发展的重要方向。

专利CN97193532.7公开了一种混合集成工艺，将平面光波导的波导层去除一部分，然后以剩下的衬底作为基片，在其上安放连接片，反射来自波导层的光信号进入上面的光电元件。专利JP2008009302A公开了另一种混合集成工艺，在波导层中间蚀刻出一个槽，一面是斜面，可将另一面出射的光信号反射到上面的接收器件。专利US5966478公开的混合集成方法，同样在波导层开槽，不同的是这个槽是与波导平面成一定角度斜向开出来，使得波导层的出光面本身就是一个斜面，直接将传播过来的光信号反射到波导层上面紧贴的光接收元件。

但是，上述的各专利中都不同程度的存在着一些不足。剥离波导层的方案需要对平面光波导芯片做再加工，工艺过程较为复杂。在波导上开槽的方法则难以对槽两边光出射表面或反射表面进行抛光处理，会导致较大的光能量损耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够在基片上集成平面光波导和至少一种有源光器件的平面光波导与有源光器件的混合集成结构。

本发明所采用的技术方案是：一种平面光波导与有源光器件的混合集成结构，包括：一平面光波导和至少一种有源光器件，还设置有基片、连接片和垫片，所述的连接片和平面光波导均设置在基片上，所述的连接片位于平面光波导的出光侧，并且在连接片正对平面光波导出光侧的一面为一斜面，所述的垫片设置于平面光波导的上面，所述的垫片的上平面与连接片的上平面处于同一水平面上，所述的有源光器件水平的设置在连接片和垫片之上，所述的有源光器件的受光面或发光面正对连接片的反射斜面。

所述连接片的斜面与底面的夹角为45°±5°，所述连接片的斜面的底边与平面光波导出光侧的边缘之间的水平距离小于50微米。

所述的连接片的斜面镀有一层对信号光有高反射作用的膜层，所述的膜层是多层介质膜或是采用溅射的方式镀上的一层金属膜。

所述的基片和连接片采用玻璃或硅或陶瓷材料，基片表面为光滑和平整的平面。

所述的连接片和平面光波导均粘接在基片上。

本发明所采用的另一技术方案是：一种平面光波导与有源光器件的混合集成结构，包括：一平面光波导和至少一种有源光器件，还设置有基片和连接片，所述的基片是由高低两部分一体形成阶梯结构，所述的平面光波导设置在基片的高端部分上，所述的连接片设置在基片的低端部分上，所述基片高端部分的高度为使位于该高端部分上的平面光波导的上平面与位于基片低端部分上的连接片的上平面处于同一水平面上，并且，所述的连接片位于平面光波导的出光侧，并且在连接片正对平面光波导出光侧的一面为一斜面，所述的有源光器件水平的设置在连接片和平面光波导之上，所述的有源光器件的受光面或发光面正对连接片的反射斜面。

所述连接片的斜面与底面的夹角为45°±5°，所述连接片的斜面的底边与平面光波导出光侧的边缘之间的水平距离小于50微米。

所述的连接片的斜面镀有一层对信号光有高反射作用的膜层，所述的膜层是多层介质膜或是采用溅射的方式镀上的一层金属膜。

所述的基片和连接片采用玻璃或硅或陶瓷材料，基片表面为光滑和平整的平面。

所述的连接片和平面光波导均粘接在基片上。