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光芯片的微透镜阵列封装与并行光学耦合.docx
资料介绍
光芯片的微透镜阵列封装与并行光学耦合
引言
微透镜阵列封装是并行光模块中实现多通道高效光耦合的关键技术，通过微透镜阵列将多个光芯片的光同时耦合到光纤阵列中。2026年，微透镜阵列封装在400G、800G和1.6T并行光模块中已广泛应用，在VCSEL阵列和硅光芯片的耦合中发挥着关键作用。微透镜阵列的制造精度和一致性直接影响多通道耦合的均匀性，微透镜阵列的间距与光纤阵列的间距精确匹配。
微透镜阵列技术
结构特点
微透镜阵列将多个微透镜集成在同一基板上，每个微透镜对应一个光通道，实现多通道的同时耦合。微透镜阵列的间距需与光芯片的通道间距和光纤阵列的间距精确匹配。
微透镜阵列封装是并行光模块高效耦合的核心技术，在400G SR4光模块中，微透镜阵列实现了4个VCSEL通道与4根光纤的同时耦合，耦合效率超过90%。微透镜阵列的制造精度是影响多通道耦合均匀性的关键因素。
制造工艺
1. 光刻胶热回流：通过光刻胶的热回流形成球面透镜，工艺简单，成本低
2. 激光直写：通过激光直写在聚合物材料中制作透镜，精度高
3. 纳米压印：通过纳米压印批量复制透镜阵列，适合大规模生产
透镜阵列材料
聚合物透镜
聚合物透镜通过注塑成型或纳米压印制造，成本低，适合大批量生产，在消费级光模块中应用。
玻璃透镜
玻璃透镜的折射率均匀性好，热稳定性高，在高速光模块中应用。
耦合对准
阵列对准
微透镜阵列与光芯片和光纤阵列的对准需同时完成多个通道的对准，对准精度要求比单通道耦合更高。
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