[发明专利]单模光纤与硅基光电子芯片端面的耦合封装结构及方法

权利要求书

1.单模光纤与硅基光电子芯片端面的耦合封装结构，其特征在于：该耦合封装结构包括底板(1)、硅基光电子芯片(2)、光纤毛细管(3)、高数值孔径光纤(4)及单模光纤(5)；高数值孔径光纤(4)的两端分别为熔接端(41)和对准端(42)，高数值孔径光纤(4)的熔接端(41)与单模光纤(5)的一端熔接，在高数值孔径光纤(4)的对准端(42)设置所述光纤毛细管(3)，且所述高数值孔径光纤(4)的对准端(42)与硅基光电子芯片(2)端面耦合对准；底板(1)的上表面为台阶结构，所述台阶结构包括第一平面(11)、第二平面(12)及连接所述第一平面(11)和所述第二平面(12)的侧壁面(13)，且第一平面(11)的高度大于第二平面(12)的高度，所述硅基光电子芯片(2)固定于所述第一平面(11)上，所述光纤毛细管(3)固定于所述第二平面(12)上。

2.根据权利要求1所述的单模光纤与硅基光电子芯片端面的耦合封装结构，其特征在于：高数值孔径光纤(4)的数值孔径范围为0.28～0.41。

3.根据权利要求1或2所述的单模光纤与硅基光电子芯片端面的耦合封装结构，其特征在于：所述高数值孔径光纤(4)的对准端(42)突出于光纤毛细管(3)朝向所述硅基光电子芯片(2)的端面。

4.根据权利要求3所述的单模光纤与硅基光电子芯片端面的耦合封装结构，其特征在于：所述硅基光电子芯片(2)端面突出于台阶结构的侧壁面(13)。

5.根据权利要求1或4所述的单模光纤与硅基光电子芯片端面的耦合封装结构，其特征在于：所述光纤毛细管(3)与台阶结构的第二平面(12)之间通过粘接方式固定。

6.根据权利要求5所述的单模光纤与硅基光电子芯片端面的耦合封装结构，其特征在于：在所述光纤毛细管(3)与所述第二平面(12)之间的空间内填充紫外胶。

7.根据权利要求6所述的单模光纤与硅基光电子芯片端面的耦合封装结构，其特征在于：在所述光纤毛细管(3)、所述硅基光电子芯片(2)端面、所述侧壁面(13)三者之间的空间内填充紫外胶。

8.根据权利要求6或7所述的单模光纤与硅基光电子芯片端面的耦合封装结构，其特征在于：令所述光纤毛细管(3)与所述第二平面(12)之间的紫外胶的厚度为T，则

T＝(h+a)﹣r；

其中，h表示硅基光电子芯片端面波导中心至第一平面的垂直高度，a表示侧壁面的垂直高度，r表示光纤毛细管的半径。

9.单模光纤与硅基光电子芯片端面的耦合封装方法，其特征在于：该耦合封装方法包括如下步骤；

将高数值孔径光纤的熔接端与单模光纤的一端熔接，并在高数值孔径光纤的对准端设置光纤毛细管，所述高数值孔径光纤的对准端突出于光纤毛细管的端面；其中，高数值孔径光纤的两端分别为熔接端和对准端；

通过导热银胶将硅基光电子芯片固定于底板上；其中，底板的上表面为台阶结构，所述台阶结构包括第一平面、第二平面及连接所述第一平面和所述第二平面的侧壁面，且第一平面的高度大于第二平面的高度，所述硅基光电子芯片固定于所述第一平面上，所述硅基光电子芯片端面突出于台阶结构的侧壁面；

利用夹具夹持所述光纤毛细管，从而令所述高数值孔径光纤的对准端与硅基光电子芯片端面耦合对准；

在所述光纤毛细管与所述第二平面之间以及在所述光纤毛细管、所述硅基光电子芯片端面、所述侧壁面三者之间的空间内填充紫外胶；

在所述紫外胶固化后，完成对单模光纤与硅基光电子芯片端面的耦合封装。

10.根据权利要求9所述的单模光纤与硅基光电子芯片端面的耦合封装方法，其特征在于：高数值孔径光纤的数值孔径范围为0.28～0.41。