光耦合模块、光电转换装置以及光通信装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光通信领域，特别关于一种光耦合模块、一种包含该光耦合模块的光 电转换装置及一种包含该光电转换装置的光通信装置。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，光通信装置的基本构造为将光纤连接在位于两端的光电转换装置之 间，与传统的包含有光耦合透镜的光电转换装置连接的光纤通常只能进行单向的光传输， 需使用两根光纤才能实现双向的光通信。随着光通信技术的发展，光纤的使用已经越来越 普遍，如何控制光纤的使用数量及其制造成本已经成为光通信技术领域的重要考虑。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，有必要提供一种能够减少光纤使用数量的光耦合模块、包含该光耦合 模块的光电转换装置及包含该光电转换装置的光通信装置。
[0004] 一种光耦合模块包括基底、第一波导、与该第一波导折射率相异的第二波导及光 栅。该第一波导、该第二波导及该光栅形成在该基底内。该基底具有一顶面及与该顶面平 行的一底面。该第一波导具有一第一端部及一第一连接部。该第二波导具有一第二端部及 一第二连接部。该第二连接部与该第一连接部相交并部分重叠形成一重叠部，相互连接后 的该第一波导与该第二波导呈Y型。该第一端部及该第二端部均具有一倾斜端面。每一倾 斜端面连接该顶面并相对于该顶面朝该底面的方向倾斜。该倾斜端面呈梯形，该倾斜端面 平行于该顶面方向上的宽度自与该顶面连接的一端向该底面方向递增。该光栅设置在该第 一波导内，该光栅能够使光线中的横磁波通过而使横电波被反射。
[0005] -种光电转换装置包括如上所述的光耦合模块、一发光模块及一收光模块。该发 光模块与该底面相对并对应该第一端部设置。该收光模块与该底面相对并对应该第二端部 设置。
[0006] -种光通信装置包括两个光电转换装置及连接在该两个光电转换装置之间的光 纤。每个光电转换装置包括一光耦合模块、一发光模块及一收光模块。该光耦合模块包括 基底、第一波导、与该第一波导折射率相异的第二波导及光栅。该第一波导、该第二波导及 该光栅形成在该基底内。该基底具有一顶面及与该顶面平行的一底面。该第一波导具有一 第一端部及一第一连接部。该第二波导具有一第二端部及一第二连接部。该第二连接部与 该第一连接部相交并部分重叠形成一重叠部，相互连接后的该第一波导与该第二波导呈Y 型。该第一端部及该第二端部均具有一倾斜端面。每一倾斜端面连接该顶面并相对于该顶 面朝该底面的方向倾斜。该倾斜端面呈梯形，该倾斜端面平行于该顶面方向上的宽度自与 该顶面连接的一端向该底面方向递增。该光栅设置在该第一波导内，该光栅能够使光线中 的横磁波通过而使横电波被反射。该发光模块与该底面相对并对应该第一端部设置。该收 光模块与该底面相对并对应该第二端部设置。
[0007] 本发明提供的该光通信装置在光纤的两端设置该光电转换装置，该光电转换装置 中光耦合模块在该基底内形成部分重叠并相交后呈Y型的第一波导及第二波导。该发光模 块对应该第一波导设置，该收光模块对应该第二波导设置，且该第一波导内设置该光栅能 够使发光模块发出的光线中的横磁波（ΤΜ)穿过而继续向前传输并经由该光纤传输至位于 光纤另外一端的光电转换装置中。传输至另外一端的光电转换装置中的横磁波（ΤΜ)能够 经由该第二波导输出至该收光模块中，以完成光线的收发。如此，该光通信装置仅通过一根 光纤便能够完成光线的双向传输与收发，从而能够减少光纤的使用数量。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明实施方式提供的光耦合模块的立体示意图。
[0009] 图2是图1中光耦合模块沿ΙΙ-ΙΙ的剖面示意图。
[0010] 图3为本发明实施方式提供的光电转换装置的立体示意图。
[0011] 图4为图3中光电转换装置沿IV-IV的剖面示意图。
[0012] 图5为本发明实施方式提供的光通信装置的立体示意图。
[0013] 图6为图5中光通信装置沿VI-VI的剖面示意图。
[0014] 主要元件符号说明
如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图将对本发明实施方式作进一步的详细说明。
[0016] 如图1-2所示，本发明实施方式提供的光耦合模块100包括基底10、第一波导20、 第二波导30及光栅40。该第一波导20、该第二波导30及该光栅40形成在该基底10内。
[0017] 该基底10包括一个顶面12、一个底面14、一个下表面16、一个第一侧面17及一个 第二侧面18。该底面14及该下表面16位于该基底10的同一侧并均位于该基底10与该顶 面12相背的一侧。该底面14及该下表面16均平行于该顶面12。该底面14与该顶面12 之间的距离小于该下表面16与该顶面12之间的距离，即该底面14与该下表面16之间形 成一阶梯。该第一侧面17及该第二侧面18位于基底10相背的两侧，该第一侧面17与该 第二侧面18平行。该第一侧面17垂直连接该顶面12及该底面14,该第二侧面18垂直连 接该顶面12及该下表面16。本实施方式中，该基底10采用铌酸锂（LiNb03)制作而成。
[0018] 该第一波导20包括第一端部22及第一连接部24。该第一端部22具有第一倾斜 端面220。该第一倾斜端面220连接该顶面12并相对于该顶面12朝该底面14的方向倾 斜，且该第一倾斜端面220与该顶面12之间形成一钝角。该第一倾斜端面220呈梯形，该 第一倾斜端面220平行于该顶面12方向上的宽度自与该顶面12连接的一端向该底面14 的方向递增。本实施方式中，该第一端部22靠近该第一侧面17设置，该第一倾斜端面220 连接该顶面12且连接该底面14,即该基底10在该第一侧面17与该顶面12相接处形成一 个对应该第一端部22的缺口，第一连接部24自该第一端部22朝远离该第一侧面17的方 向延伸。该第一连接部24背离该第一端部22的一侧具有一个第一端面240,该第一端面 240垂直于该顶面12。本实施方式中，该第一波导20通过钛扩散制作波导工艺而形成。该 第一波导20暴露于该顶面12且该第一波导20对应该底面14的部分也暴露于底面14。
[0019] 该第二波导30包括第二端部32及第二连接部34。该第二端部32具有第二倾斜 端面320。该第二倾斜端面320连接该顶面12并相对于该顶面12朝该底面14的方向倾 斜，且该第二倾斜端面320与该顶面12之间形成一个钝角。该第二倾斜端面320呈梯形， 该第二倾斜端面320的平行于该顶面12上的宽度自与该顶面12连接的一端向该底面14 的方向递增。本实施方式中，该第二端部32靠近该第一侧面17设置，该第二倾斜端面320 连接该顶面12且连接该底面14,及该基底10在该第一侧面17与该顶面12相接处形成一 个对应该第二端部32的缺口，该第二连接部34自该第二端部32朝远离该第一侧面17的 方向延伸至与该第一连接部24相交并部分重叠，从而形成一重叠部340。相互连接后的该 第一波导20与该第二波导30大致呈Y型。该第一波导20与该第二波导30具有不同的折 射率。本实施方式中，该第二波导30通过镓扩散制作波导工艺而形成，在该重叠部340内， 形成第一波导20的钛金属与形成第二波导30的镓金属交杂。该第二波导30暴露于该顶 面12且该第二波导30对应该底面14的部分也暴露于底面14。对一特定波长的光线而言， 该第二波导30的折射率大于该第一波导20的折射率，具体而言，该第二波导30对横磁波 的折射率大于该第一波导20对横磁波的折射率。
[0020] 该光栅40设置在该第一波导20内。该光栅40由多个金属长条依次平行排列而 成，金属长条的长度方向平行于该第一波导20的长度方向。本实施方式中，该光栅40设置 在该重叠部340与该第一端部22相背离的一侧。在其它实施方式，该光栅40也可以设置 在该重叠部340朝向该第一端部22的一侧。
[0021] 本实施方式中，该基底10在该顶面12上开设有一个V型凹槽120。该V型凹槽 120的一端贯穿该第二侧面18,另一端终止于该第一端面240。该V型凹槽120用于承载光 纤。
[0022] 如图3-4所示，本发明实施方式提供的光电转换装置200包括一个本发明实施方 式中提供的光稱合模块100、一个发光模块50、一个收光模块60以及一个电路板70。
[0023] 该电路板70具有一上表面72,该发光模块50及该收光模块60位于该电路板70 的上表面72上，且与该电路板70电性连