光模块及其制备方法、光通信设备及系统与流程

本技术涉及光通信，特别涉及一种光模块及其制备方法、光通信设备及系统。

背景技术：

1、随着光通信技术的发展，光通信系统的应用越来越广泛，光通信系统包括多个用于传输光信号的光通信设备，目前对于光通信设备的光信号传输效果要求越来越高。

2、光通信设备可以包括光模块及控制模块，其中光模块是光通信设备的核心，光模块决定了光通信设备的光信号传输效果。光模块可以包括光器件(如激光器芯片)和光波导，光器件具有光传输口，光波导与该光传输口连接，光能够通过该光传输口在光器件和光波导中传输。

3、相关技术中，光模块中光的传输效果较差，相应地导致光通信设备的光信号传输效果也较差。

技术实现思路

1、本技术提供了一种光模块及其制备方法、光通信设备及系统，该光模块中光的传输效果较好，进而可以保证光通信设备的光信号传输效果较好，且该光模块的制备过程较为简易。

2、第一方面，提供了一种光模块，包括：光器件、抗反射部、光波导和包层。其中，光器件具有光传输口，光器件通过该光传输口接收光或者输出光。光传输口、抗反射部与光波导依次连接，光通过抗反射部在光传输口和光波导之间传输。抗反射部包括：沿平行于光传输口和光波导的排布方向的方向交替排布的高折射率膜层和低折射率膜层，包层覆盖抗反射部和光波导。高折射率膜层的折射率大于低折射率膜层的折射率，包层的折射率低于光波导的折射率，且低于高折射率膜层的折射率。由于该抗反射部的作用可以减弱光在光传输口与光波导之间的反射，降低光损，因此能够提高光在光传输口与光波导之间的传输性能。由于包层的折射率较低，故可以减少光漏出抗反射部，还可以保证光在光波导与包层的界面上发生全反射，起到对光的束缚效果，减少光在传输过程中漏出光波导，保证光在抗反射部和光波导中的传输效果较好。

3、并且，抗反射部中高折射率膜层的材质与光波导的材质相同，和/或，低折射率膜层的材质与包层的材质相同。如此，可以在制备光波导时一并制备高折射率膜层，和/或，在制备包层时一并制备低折射率膜层，无需采用单独的制造设备及工艺对抗反射部进行制造，可以降低光模块的制备复杂度，简化光模块的制备过程，相应地可以简化光通信设备的制备过程。

4、在一种实现方式中，高折射率膜层的材质为光刻胶，和/或，低折射率膜层的材质包括光固化胶和热固化胶中的至少一种。

5、在另一种实现方式中，高折射率膜层的材质与低折射率膜层的材质相同，相应地光波导的材质与包层的材质也相同。此种实现方式中，该材质需在一定的条件下可发生折射率的改变，以保证利用该材质得到两种折射率不同的结构。如此，可以直接在光器件的光传输口所在侧设置一种材质就形成抗反射部、光波导和包层，进一步简化了光模块的制备过程。

6、抗反射部中的高折射率膜层和低折射率膜层的层数均可以为一层或者也可以为多层。例如，抗反射部包括沿远离光传输口的方向依次排布的n个高折射率膜层，n≥1。该n个高折射率膜层中的第n个高折射率膜层具有固定在光器件中光传输口所在侧的光传输面的凸部。第n个高折射率膜层在制备时可以先形成该凸部之后再形成其他部分，保证第n个高折射率膜层中的各个部分在制备时均有支撑，保证第n个高折射率膜层的有效制备。第n个高折射率膜层还与光波导连接，如此可以保证光波导在形成的过程中可以被该第n个高折射率膜支撑，保证光波导的有效制备。

7、在抗反射部包括多个高折射率膜层时，也即是在n＞1时，该n个高折射率膜层中与光器件的光传输面间隔的第i个高折射率膜层也与该凸部连接，i＜n。如此可以保证该第i个膜层在制备时也有支撑，保证第i个膜层的有效制备。

8、可选地，抗反射部包括多个高折射率膜层，也即n＞1，该n个高折射率膜层中的第1个高折射率膜层固定在光传输面上，该第1个高折射率膜层可以直接形成在该光传输面上。

9、光模块中可以存在不同的光器件满足其光传输口所在侧设置有上述的抗反射部、光波导和包层，光器件包括激光器芯片、硅光芯片、光纤阵列或光电二极管芯片。光模块可以为光发射模块，也可以为光接收模块。在光发射模块中光器件可以为激光器芯片、硅光芯片或光纤阵列。在光接收模块中光器件可以为光纤阵列或光电二极管芯片。

10、抗反射部、光波导和包层位于光模块中需要进行光传输的两个光器件之间，如此保证光模块中各个光器件之间的光传输效果较好。如可以位于激光器芯片和硅光芯片之间，激光器芯片的出光口和硅光芯片的入光口之间依次设置有抗反射部、光波导和抗反射部，还设置有覆盖该两个抗反射部和光波导的包层。抗反射部、光波导和包层也可以位于硅光芯片和光纤阵列之间，还可以位于硅光芯片和光电二极管芯片之间。

11、光模块还可以包括位于光器件的目标侧的反射膜，目标侧不同于光传输口所在侧，目标侧可以是一侧或多侧。该反射膜可以阻挡光从目标侧射出光器件，减少光器件漏光；该反射部也可以阻挡光从目标侧射入光器件，减少外部射入的光对光器件性能的影响，保证光器件的性能较好。反射膜包括沿远离光器件的方向交替排布的第一膜层和第二膜层，第一膜层的折射率与第二膜层的折射率不同，第一膜层与第二膜层中折射率较大的膜层的材质与高折射率膜层的材质相同，和/或，第一膜层与第二膜层中折射率较小的膜层的材质与低折射率膜层的材质相同。如此可以利用形成抗反射部的方法形成反射膜，第一膜层可以与抗反射部中的高折射率膜层在采用同样的工艺和材料一次性形成，和/或，第二膜层可以与抗反射部中的低折射率膜层在采用同样的工艺和材料一次性形成。如此进一步简化了光模块中部件的制备过程。

12、第二方面，提供了一种光模块的制备方法，该方法用于制备第一方面的光模块，该方法包括：提供光器件，该光器件具有光传输口；利用三维打印技术形成目标结构。其中，目标结构包括：抗反射部、光波导和包层，光传输口、抗反射部与光波导依次连接，光能够通过抗反射部在光传输口和光波导之间传输。抗反射部包括：沿平行于光传输口和光波导的排布方向的方向交替排布的高折射率膜层和低折射率膜层，包层覆盖抗反射部和光波导。高折射率膜层的折射率大于低折射率膜层的折射率，包层的折射率低于光波导的折射率，且低于高折射率膜层的折射率。高折射率膜层的材质与光波导的材质相同，和/或，低折射率膜层的材质与包层的材质相同。

13、该种制备方法中利用三维打印技术直接形成抗反射部、光波导和包层，而无需通过单独的制造设备及工艺对抗反射部进行单独制造，可以降低光模块的制备复杂度，简化光模块的制备过程，相应地可以简化光通信设备的制备过程。并且，请参考针对第一方面提供的光模块的介绍，该种制备方法制备的光模块可以减弱光在光传输口与光波导之间的反射，降低光损，提高光在光传输口与光波导之间的传输性能，且包层可以起到对光的束缚效果，减少光在传输过程中漏出光波导，保证光在抗反射部和光波导中的传输效果较好。

14、在第一种形成目标结构的方式中，先在光器件的光传输口所在侧设置光刻胶，之后利用三维打印技术对光刻胶进行处理，以形成框架结构，该框架结构包括：高折射率膜层和光波导。接着，在光器件的光传输口所在侧设置包层材料，以使包层材料填充框架结构内的空隙，且覆盖高折射率膜层和光波导；之后对包层材料进行固化，以得到目标结构。通过填充及固化包层材料，可以同时形成包层和抗反射部中的第二膜层，进一步简化了光模块的制备过程。

15、在利用三维打印技术对光刻胶进行处理时，高折射率膜层和光波导依次形成。如此可以保证在有高折射率膜层支撑的情况下形成光波导，保证光波导的有效制备。

16、在第二种形成目标结构的方式中，先在光器件的光传输口所在侧设置目标材料，接着对目标材料进行处理，使目标材料中第一部分的折射率大于第二部分的折射率，以得到目标结构。该第一部分包括高折射率膜层和光波导，该第二部分包括低折射率膜层和包层。如此仅需对目标材料进行一次设置及处理就可形成目标结构，进一步简化了光模块的制备过程。

17、可选地，光模块还包括位于光器件的目标侧的反射膜，目标侧不同于光传输口所在侧。该反射膜可以阻挡光从目标侧射出光器件，减少光器件漏光；该反射部也可以阻挡光从目标侧射入光器件，减少外部射入的光对光器件性能的影响，保证光器件的性能较好。反射膜包括沿远离光器件的方向交替排布的第一膜层和第二膜层，第一膜层的折射率与第二膜层的折射率不同，第一膜层与第二膜层中折射率较大的膜层的材质与高折射率膜层的材质相同，和/或，第一膜层与第二膜层中折射率较小的膜层的材质与低折射率膜层的材质相同。

18、在第一膜层与第二膜层中折射率较大的膜层的材质与高折射率膜层的材质相同，第一膜层与第二膜层中折射率较小的膜层的材质与低折射率膜层的材质相同时，若采用上述第一种形成目标结构的方式，则上述利用三维打印技术对光刻胶进行处理形成的框架结构还包括：第一膜层与第二膜层中折射率较大的膜层。

19、第三方面，提供了一种光通信设备，光通信设备包括控制模块，以及，第一方面提供的光模块，控制模块用于控制光模块收发光。

20、第四方面，提供了一种光通信系统，包括多个光通信设备，其中至少一个光通信设备为第三方面提供的光通信设备。