光發(fā)送機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文討論的實(shí)施方式涉及光發(fā)送機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]近來(lái)，在光通信系統(tǒng)中，例如，正在開(kāi)發(fā)采用諸如磷化銦(InP)的半導(dǎo)體的光調(diào)制器(以下稱作“半導(dǎo)體光調(diào)制器”)，以取代采用鈮酸鋰(LiNbO3)的光調(diào)制器(以下稱作“LN光調(diào)制器”)。與LN調(diào)制器相比，半導(dǎo)體調(diào)制器可實(shí)現(xiàn)施加電場(chǎng)的更高效率，從而有利于驅(qū)動(dòng)電壓和尺寸的減小。S卩，與LN光調(diào)制器相比，半導(dǎo)體光調(diào)制器的尺寸可更容易減小。
[0003]然而，半導(dǎo)體波導(dǎo)與鈮酸鋰(LiNbO3)波導(dǎo)相比在更高的水平限制光，波導(dǎo)模分布顯著降低。因此，當(dāng)從半導(dǎo)體光調(diào)制器輸出的信號(hào)光束從光波導(dǎo)朝著下游光纖發(fā)射時(shí)，信號(hào)光束的發(fā)散角大于從LN光調(diào)制器輸出的信號(hào)光束的發(fā)散角。由于可能導(dǎo)致信號(hào)光束之間的干涉，信號(hào)光束的發(fā)散角的增大不是可取的。
[0004]在此背景下，已提出了這樣一種技術(shù)，通過(guò)該技術(shù)，在光波導(dǎo)與將信號(hào)光束聚焦在光纖上的聚光透鏡之間設(shè)置將信號(hào)光束準(zhǔn)直的準(zhǔn)直透鏡。此技術(shù)使得準(zhǔn)直透鏡能夠?qū)⑿盘?hào)光束準(zhǔn)直，由此減小信號(hào)光束的發(fā)散角的增大，從而防止信號(hào)光束的干涉。
[0005]專利文獻(xiàn)1:介紹日本特開(kāi)2007-201939號(hào)公報(bào)作為現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)。
[0006]然而，難以僅通過(guò)像上述傳統(tǒng)技術(shù)中一樣在光波導(dǎo)與聚光透鏡之間插置準(zhǔn)直透鏡來(lái)改進(jìn)光波導(dǎo)與光纖之間的耦合效率。
[0007]S卩，即使當(dāng)減小了信號(hào)光束的發(fā)散角的增大時(shí)，在具有半導(dǎo)體光調(diào)制器的光發(fā)送機(jī)中已知的是沿著形成有光波導(dǎo)的基板的厚度方向的信號(hào)光束的縱截面(verticalcross sect1n)的直徑大于沿著基板的寬度方向的信號(hào)光束的橫截面(horizontal crosssect1n)的直徑。換言之，對(duì)于具有半導(dǎo)體光調(diào)制器的光發(fā)送機(jī)，在從光波導(dǎo)朝著光纖發(fā)射的信號(hào)光束的行進(jìn)方向上看時(shí)信號(hào)光束的截面形狀為橢圓形狀，長(zhǎng)軸沿著基板的厚度方向，短軸沿著基板的寬度方向。因此，由聚光透鏡聚焦在光纖上的信號(hào)光束的截面形狀也維持橢圓形狀。這可能由于允許具有橢圓截面形狀的信號(hào)光束入射在具有圓形截面形狀的光纖上而導(dǎo)致光損失。即，當(dāng)采用半導(dǎo)體光調(diào)制器時(shí)，從光波導(dǎo)發(fā)射的信號(hào)光束的截面形狀與光纖的截面形狀不一致，從而導(dǎo)致光波導(dǎo)與光纖之間的耦合效率降低。
[0008]響應(yīng)于此，可以想到提供這樣一種結(jié)構(gòu)，其中在準(zhǔn)直透鏡與聚光透鏡之間另外設(shè)置棱鏡，以便將從光波導(dǎo)發(fā)射的信號(hào)光束的截面形狀整形成光纖的截面形狀。
[0009]然而，另外設(shè)置棱鏡的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致部件數(shù)增加了棱鏡那么多，從而可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和設(shè)備的尺寸的增加。
[0010]因此，本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面的目的是提供一種光發(fā)送機(jī)，其可利用緊湊且簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)來(lái)提供光波導(dǎo)與光纖之間的改進(jìn)的耦合效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]在一個(gè)方面，本申請(qǐng)公開(kāi)的光發(fā)送機(jī)包括基板、光纖、第一透鏡和第二透鏡?；迳闲纬捎泄獠▽?dǎo)。第一透鏡透射縱截面直徑接近橫截面直徑的光束。所述光束從光波導(dǎo)朝著光纖發(fā)射，并且被配置為使得作為沿著基板的厚度方向的縱截面的直徑的所述縱截面直徑大于作為沿著基板的寬度方向的橫截面的直徑的所述橫截面直徑。第二透鏡被設(shè)置在所述縱截面直徑和所述橫截面直徑彼此一致的位置處，以將光束聚焦在光纖上。沿著第一透鏡所透射的光束的行進(jìn)方向，所述位置比第一透鏡更靠近光纖。
[0012]根據(jù)實(shí)施方式的一方面，一種光發(fā)送機(jī)包括:基板，在該基板上形成有光波導(dǎo)；光纖；第一透鏡，其透射縱截面直徑接近橫截面直徑的光束，所述光束從光波導(dǎo)朝著光纖發(fā)射，并且被配置為使得作為沿著基板的厚度方向的縱截面的直徑的所述縱截面直徑大于作為沿著基板的寬度方向的橫截面的直徑的所述橫截面直徑；以及第二透鏡，其沿著第一透鏡透射的光束的行進(jìn)方向設(shè)置在光束的所述縱截面直徑和所述橫截面直徑彼此一致的位置處，所述第二透鏡將光束聚焦在光纖上。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是示出從光波導(dǎo)朝著光纖發(fā)射的信號(hào)光束的形狀的示例的示圖。
[0014]圖2是示出利用棱鏡對(duì)信號(hào)光束進(jìn)行整形的示例的示圖。
[0015]圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的光發(fā)送機(jī)的配置的示例的示圖。
[0016]圖4是示出在基板的厚度方向上看時(shí)圖3所示的基板、波導(dǎo)、準(zhǔn)直透鏡、PBC、聚光透鏡和光纖的平面圖。
[0017]圖5是示出在基板的寬度方向上看時(shí)圖3所示的基板、波導(dǎo)、準(zhǔn)直透鏡、PBC、聚光透鏡和光纖的側(cè)視圖。
[0018]圖6是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的聚光透鏡所在的位置的說(shuō)明圖。
[0019]圖7是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的光波導(dǎo)的寬度與信號(hào)光束的形狀之間的關(guān)系的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]將參照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。需要注意的是，本文公開(kāi)的技術(shù)將不受該實(shí)施方式的限制。
[0021]參照?qǐng)D1和圖2，將首先描述根據(jù)第一實(shí)施方式的光發(fā)送機(jī)所依賴的技術(shù)。圖1是示出從光波導(dǎo)朝著光纖發(fā)射的信號(hào)光束的形狀的示例的示圖。在圖1中，假設(shè)X軸沿著基板113的縱長(zhǎng)方向定義；y軸沿著基板113的寬度方向定義；z軸沿著基板113的厚度方向定義。
[0022]如圖1所示，具有半導(dǎo)體光調(diào)制器的光發(fā)送機(jī)被配置為使得當(dāng)從基板113上的光波導(dǎo)116朝著光纖(未不出)發(fā)射信號(hào)光束時(shí)，信號(hào)光束沿著z軸方向的縱截面的直徑D2大于信號(hào)光束沿著I軸方向的橫截面的直徑Dl。換言之，具有半導(dǎo)體光調(diào)制器的光發(fā)送機(jī)被配置為使得當(dāng)在從光波導(dǎo)116朝著光纖發(fā)射的信號(hào)光束的行進(jìn)方向上看時(shí)，信號(hào)光束具有橢圓形截面形狀，長(zhǎng)軸沿著z軸方向，短軸沿著y軸方向。另一方面，光纖通常具有圓形截面形狀。因此，從光波導(dǎo)116發(fā)射的信號(hào)光束的截面形狀與光纖的截面形狀不一致。因此，光波導(dǎo)116與光纖之間的耦合效率可能降低。
[0023]為了解決這一問(wèn)題，可想出采用棱鏡的結(jié)構(gòu)，該棱鏡將從光波導(dǎo)116發(fā)射的信號(hào)光束的截面形狀整形成光纖的截面形狀。圖2是示出利用棱鏡對(duì)信號(hào)光束進(jìn)行整形的示例的示圖。在圖2所示的示例中，在基板113上的光波導(dǎo)116的下游所設(shè)置的準(zhǔn)直透鏡117與將信號(hào)光束聚焦到光纖122上的聚光透鏡121之間設(shè)置有變形棱鏡131。從光波導(dǎo)116朝著光纖122發(fā)射的信號(hào)光束通過(guò)準(zhǔn)直透鏡117準(zhǔn)直。通過(guò)準(zhǔn)直透鏡117準(zhǔn)直的信號(hào)光束被引導(dǎo)向變形棱鏡131以進(jìn)行輸入。變形棱鏡131允許從準(zhǔn)直透鏡117供應(yīng)的信號(hào)光束的截面形狀被整形成光纖122的截面形狀。更具體地講，變形棱鏡131具有折射信號(hào)光束以使得信號(hào)光束沿著z軸方向的縱截面的直徑D2變得接近信號(hào)光束沿著y軸方向的橫截面的直徑Dl的特征形狀，并且利用該特征形狀來(lái)對(duì)信號(hào)光束的截面形狀進(jìn)行整形。通過(guò)變形棱鏡131整形的信號(hào)光束經(jīng)由另一光學(xué)系統(tǒng)被引導(dǎo)向聚光透鏡121以輸入，然后經(jīng)由聚光透鏡121被聚焦在光纖122上。
[0024]然而，另外設(shè)置變形棱鏡131的上述結(jié)構(gòu)導(dǎo)致部件數(shù)增加了變形棱鏡131那么多，因此可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和設(shè)備的尺寸的增加。在這一背景下，對(duì)于根據(jù)第一實(shí)施方式的光發(fā)送機(jī)，想到在不采用變形棱鏡131的情況下，設(shè)置準(zhǔn)直透鏡和聚光透鏡以便改進(jìn)光波導(dǎo)116與光纖之間的耦合效率。
[0025]現(xiàn)在，參照?qǐng)D3，將描述根據(jù)第一實(shí)施方式的光發(fā)送機(jī)10的示例配置。圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的光發(fā)送機(jī)的示例配置的示圖。
[0026]圖3所示的光發(fā)送機(jī)10包括光纖11、透鏡12、基板13、光分支路徑14、光調(diào)制器15-1和15-2以及光波導(dǎo)16-1至16-4。光發(fā)送機(jī)10還包括準(zhǔn)直透鏡17_1至17_4和保持器18。