[发明专利]波导芯层、模斑转换器、硅光器件及光通信设备

说明书

本申请提供一种波导芯层、模斑转换器、硅光器件及光通信设备。该波导芯层包括沿第一方向依次连接的第一波导区以及第二波导区；且第一波导区及第二波导区均沿第一方向延伸；第一波导区背离第二波导区的一端用于与硅光芯片连接，第二波导区背离第一波导区的一端用于与光纤连接；第一波导区沿第二方向的尺寸从背离第二波导区的一端向靠近第二波导区的一端增大；第二波导区的折射率从靠近第一波导区的一端向背离第一波导区的一端减小，使得光经过第一波导区及第二波导区可以由小模斑变换为与光纤匹配的大模斑，保证波导芯层与硅光芯片精确对接，提高了硅光器件及光通信设备的通道均匀性；并且波导芯层可以直接加工成型，无需熔接，制造成本低。

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种波导芯层、模斑转换器、硅光器件及光通信设备。

背景技术

随着通信技术的发展，硅光芯片在光纤通信技术领域中的应用也越来越广范。由于硅光芯片的模斑尺寸较小，而光纤的模斑尺寸较大，导致硅光芯片与光纤之间因模斑大小不匹配而无法直接实现连接，因此，如何实现基于硅光芯片的收发模块与基于光纤的传输链路之间的有效耦合逐渐成为研究的热点。

目前，为了保证光纤与硅光芯片的准确对接，光纤架设在V型槽中,使得光纤的中心可以正对硅光芯片的接口，然后在光纤的端部熔接一段高折射率差的小模斑光纤，然后将小模斑光纤连接到硅光芯片上，通过小模斑光纤实现硅光芯片的模斑与光纤模斑的过渡。

但是，由于光纤及小模斑光纤的芯径不匹配，熔接工艺复杂且成本较高，另外，熔接后的小模斑光纤也需要架设在V型槽中，由于V型槽的结构容差直接影响小模斑光纤芯径的位置，使得小模斑光纤与硅光芯片对接后存在光损耗且通道均匀性差。

发明内容

本申请实施例提供一种波导芯层、模斑转换器、硅光器件及光通信设备，已解决目前熔接小模斑光纤的方式成本高且与硅光芯片对接后光损耗大、通道均匀性差的问题。

本申请实施例提供一种波导芯层，包括：沿第一方向依次连接的第一波导区以及第二波导区；且所述第一波导区及所述第二波导区均沿所述第一方向延伸；所述第一波导区背离所述第二波导区的一端用于与硅光芯片连接，所述第二波导区背离所述第一波导区的一端用于与光纤连接；所述第一波导区沿第二方向的尺寸从背离所述第二波导区的一端向靠近所述第二波导区的一端增大；所述第二波导区的折射率从靠近所述第一波导区的一端向背离所述第一波导区的一端减小；其中，所述第二方向与所述第一方向垂直，可以实现波导芯层与硅光芯片的精确对接，减少了通信时的光损耗，提高了硅光器件及光通信设备的通道均匀性；另外，由于波导芯层无需熔接到光纤上，可以减低制造成本。

如上所述的波导芯层，其中，所述第一波导区靠近所述第二波导区的一端具有第一截面；所述第二波导区靠近所述第一波导区的一端具有第二截面；所述第一截面与所述第二截面平行，且所述第一截面与所述第一方向垂直设置；所述第一截面沿所述第一方向在所述第二截面上的投影与所述第二截面重合，使得第一截面和第二截面实现完全对接，减少光从第一波导区进入第二波导区时的损耗。

如上所述的波导芯层，其中，所述第二波导区的任意位置沿所述第二方向的尺寸都相等，从而方便加工，降低制造成本。

如上所述的波导芯层，其中，所述第一波导区沿第三方向的尺寸与所述第二波导区沿所述第三方向的尺寸相等，其中，所述第三方向与所述第二方向垂直，且所述第三方向还与所述第一方向垂直，加工简单，成本低。

如上所述的波导芯层，其中，所述第一波导区背离所述第二波导区的一端具有第三截面，所述第一截面沿所述第二方向的尺寸是所述第三截面沿所述第二方向的尺寸的2-5倍，保证模斑在第二方向上的扩大效果可以接近光纤的模斑在第二方向上的尺寸。