CN112068255A - 光纤耦合对准结构及制备方法、光纤耦合方法 - Google Patents

光纤耦合对准结构及制备方法、光纤耦合方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构、制备方法及将光纤耦合到光学组件的方法，光纤耦合对准结构的制备方法包括：在基底中制备光纤凹槽、光波导结构及辅助对准部，光纤凹槽的纵截面形状包括方形，辅助对准部的对准基面与光纤的耦合端面相贴合，光纤凹槽的三面与待耦合光纤相接触，待耦合光纤的上下和左右会自动与光波导结构对准，且本发明的侧壁与底部垂直的方形截面的光纤凹槽可以基于干法刻蚀工艺制备得到，使得光纤对准耦合结构的制备与其他工艺(如MEMS工艺)相兼容，光纤凹槽的尺寸可以根据光纤尺寸灵活控制。本发明可基于同一光刻刻蚀工艺形成光纤凹槽、光波导结构及辅助对准部，有利于待耦合光纤与光波导结构精准对准。

Description

光纤耦合对准结构及制备方法、光纤耦合方法
技术领域
本发明属于光纤信号传输领域，特别是涉及一种光纤耦合对准结构及其制备方法、将光纤耦合到光学组件的方法。
背景技术
在光纤的信号传输过程中，需要将光纤同有源或无源的光电子器件进行耦合对准，从而实现信号的传输过程。如利用红外线波长电磁信号传输信息的光纤必与硅光芯片或其他光学元件耦合，即正确地安装于精确对准位置上，以便确保在光纤与硅光芯片之间有足够高耦合效率来进行正确的信号传输。每个光纤的两个出口端需要在与其连接的相应光子芯片或光子元件(例如，光学发送器、接收器或收发器)处正确对准。集成光学***的兴起推动了许多从光纤到硅光芯片耦合方法的发展，这些方法可以有效地将来自光纤直径～10微米级别的光学模式的光耦合到芯片表面的亚微米级硅光波导中。
目前，解决光学输入/输出的常用方法包括侧逝场耦合器、等锥体逝场耦合器和光栅耦合器。侧逝场耦合器和锥体光纤耦合是通过锥体光纤的逝场从侧面或正面耦合到片上波导的一种方法。该技术使用特殊形成的光纤锥体，这限制了输入输出通道的数量，并大大增加了设备的成本和复杂性，该技术还容易受到振动噪声和功率不稳定相关的影响。
另一种常见的耦合技术利用在芯片表面上构图的光栅。设计良好的光栅耦合器理论上可以在几THz的带宽上将90％以上的入射光转换到芯片上的光波导，占用的空间仅为几十平方微米，且仅需要微米级的对准精度。然而，在光栅耦合器中，光纤或光纤组件必须与芯片表面的法线保持设计确定的角度，以实现有效耦合。这通常需要通过额外的处理层在光纤表面上建立支撑结构以及围绕芯片的更大组件以一定角度固定光纤来实现。这些额外的处理步骤使该方法难以与基于硅光技术的传感器芯片等元件进行封装。
因此，如何提供一种光纤耦合对准结构及其制备方法、将光纤耦合到光学组件的方法，以解决现有技术中的上述问题实属必要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种光纤耦合对准结构及制备方法、将光纤耦合到光学组件的方法，用于解决现有技术中光纤耦合方式复杂、耦合效率难以提高、难以实现光纤有效对准以及难以与现有MEMS等加工方法兼容等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
提供基底；以及
刻蚀所述基底以形成光纤凹槽、光波导结构及辅助对准部，所述光纤凹槽用于放置待耦合光纤，所述待耦合光纤具有光纤耦合端面，所述辅助对准部具有对准基面，其中，所述光纤凹槽的纵截面形状包括方形，所述光纤凹槽的底部及侧壁均与所述待耦合光纤的表面相接触，所述对准基面与所述光纤耦合端面相贴合，以使所述光波导结构的中心与所述待耦合光纤的中心对齐。
可选地，基于同一干法刻蚀工艺形成所述光纤凹槽及所述光波导结构，具体步骤包括：
于所述基底上形成图形化掩膜层，所述图形化掩膜层包括第一开口以及与所述第一开口均连通的第二开口和第三开口，所述第一开口的横截面形状与需要形成的所述光纤凹槽的横截面形状一致，所述第二开口及所述第三开口之间的材料层的横截面形状与所述光波导结构的横截面形状一致；
基于所述图形化掩膜层刻蚀所述基底，以得到所述光纤凹槽及所述光波导结构，其中，对应所述第一开口得到所述光纤凹槽，对应所述第二开口得到第一光波导凹槽，对应所述第三开口得到第二光波导凹槽，所述光波导结构形成于所述第一光波导凹槽与所述第二光波导凹槽之间。
可选地，所述第一光波导凹槽与所述第二光波导凹槽的横截面形状相同，所述第一光波导凹槽及所述第二光波导凹槽均包括第一光波导凹槽段及第二光波导凹槽段，其中，所述第一光波导凹槽段的横截面形状包括梯形，所述第二光波导凹槽段的横截面形状包括方形，所述第二光波导凹槽段位于所述第一光波导凹槽段远离所述光纤凹槽的一侧，且所述第一光波导凹槽段靠近所述光纤凹槽一端的宽度大于远离所述光纤凹槽一端的宽度。
可选地，所述基底包括SOI衬底，所述SOI衬底自下而上包括底层硅、氧化层以及顶层硅，其中，所述光纤凹槽穿过所述顶层硅及所述氧化层停止于所述底层硅中，所述光波导结构形成于所述顶层硅中。
可选地，刻蚀形成所述光纤凹槽及所述光波导结构之后还包括步骤：去除所述光波导结构下方的所述氧化层以于对应位置的所述底层硅和所述光波导结构之间形成间隙，得到悬空设置的所述光波导结构。
可选地，采用刻蚀剂通过干法腐蚀工艺形成所述间隙，且采用干法刻蚀工艺形成所述光纤凹槽、所述光波导结构及所述辅助对准部，其中，所述干法腐蚀的刻蚀剂包括气态氢氟酸。
可选地，所述光波导结构具有相对的第一端面和第二端面，所述第一端面显露于所述光纤凹槽中，所述第一端面的宽度小于所述第二端面的宽度。
可选地，所述光波导结构包括第一部分和第二部分，所述第一部分包括所述第一端面，所述第二部分包括所述第二端面，其中，自所述第一端面至所述第二部分的方向上所述第一部分的宽度逐渐增大；所述第二部分的横截面形状包括方形。
可选地，所述光纤凹槽的顶部与所述光波导结构的上表面相平齐，且所述光纤凹槽的深度等于所述光波导结构厚度的二分之一与所述待耦合光纤的半径之和；所述光纤凹槽的宽度等于所述待耦合光纤的直径。
可选地，所述辅助对准部与所述光波导结构之间具有间距，所述光波导结构具有波导耦合端面，所述波导耦合端面与所述光纤耦合端面相贴合以实现所述待耦合光纤与所述光波导结构的耦合，其中，所述对准基面与所述波导耦合端面位于同一平面上，以使所述光纤耦合端面同时与所述波导耦合端面及所述对准基面相贴合。
可选地，所述辅助对准结构形成于所述光波导结构的两侧，所述对准基面与所述光纤凹槽的底部相垂直且所述对准基面与平行于所述待耦合光纤的光纤凹槽的侧壁呈L型设置。
本发明还提供一种光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构，所述对准结构优选采用本发明所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构的制备方法制备得到的对准结构，当然，也可以采用其他方法制备得到，其中，所述光纤耦合对准结构包括基底、光波导结构及辅助对准部，所述基底中形成有光纤凹槽，所述光纤凹槽用于放置待耦合光纤，所述待耦合光纤具有光纤耦合端面，所述辅助对准部具有对准基面，其中，所述光纤凹槽的纵截面形状包括方形，所述光纤凹槽的底部及侧壁均与所述待耦合光纤的表面相接触，所述对准基面与所述光纤耦合端面相贴合，以使所述光波导结构的中心与所述待耦合光纤的中心对齐。
可选地，所述基底中还形成有与所述光纤凹槽连通的第一光波导凹槽及第二光波导凹槽，所述光波导结构位于所述第一光波导凹槽与所述第二光波导凹槽之间，其中，所述第一光波导凹槽与所述第第二光波导凹槽的横截面形状相同，所述第一光波导凹槽及所述第二光波导凹槽均包括第一光波导凹槽段及第二光波导凹槽段，所述第一光波导凹槽段的横截面形状包括梯形，所述第二光波导凹槽段的横截面形状包括方形，所述第二光波导凹槽段位于所述第一光波导凹槽段远离所述光纤凹槽的一侧，且所述第一光波导凹槽段靠近所述光纤凹槽一端的宽度大于远离所述光纤凹槽一端的宽度。
可选地，所述基底包括SOI衬底，所述SOI衬底自下而上包括底层硅、氧化层以及顶层硅，其中，所述光纤凹槽穿过所述顶层硅及所述氧化层停止于所述底层硅中，所述光波导结构基于所述顶层硅形成。
可选地，所述光波导结构与下方对应位置的所述底层硅之间形成有间隙，所述光波导结构悬空设置。
可选地，所述光波导结构具有相对的第一端面和第二端面，所述第一端面显露于所述光纤凹槽中，所述第一端面的宽度小于所述第二端面的宽度。
可选地，所述光波导结构包括第一部分和第二部分，所述第一部分包括所述第一端面，所述第二部分包括所述第二端面，其中，自所述第一端面至所述第二部分的方向上所述第一部分的宽度逐渐增大；所述第二部分的横截面形状包括方形。
可选地，所述光纤凹槽的顶部与所述光波导结构的上表面相平齐，且所述光纤凹槽的深度等于所述光波导结构厚度的二分之一与所述待耦合光纤的半径之和；所述光纤凹槽的宽度等于所述待耦合光纤的直径。
可选地，所述辅助对准部与所述光波导结构之间具有间距，所述光波导结构具有波导耦合端面，所述波导耦合端面与所述光纤耦合端面相贴合以实现所述待耦合光纤与所述光波导结构的耦合，所述对准基面与所述波导耦合端面位于同一平面上，使所述光纤耦合端面同时与所述波导耦合端面及所述对准基面相贴合。
可选地，所述辅助对准结构形成于所述光波导结构的两侧，所述对准基面与所述光纤凹槽的底部相垂直且所述对准基面与平行于所述待耦合光纤的光纤凹槽的侧壁呈L型设置。
本发明还提供一种将光纤耦合到光学组件的方法，包括如下步骤：
提供如上述任意一项方案所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构；
将待耦合光纤放置于所述光纤凹槽中，以将所述待耦合光纤的中心对准所述光波导结构的中心。
可选地，还包括在所述光纤凹槽中形成粘附层的步骤，所述粘附层将所述待耦合光纤固定在所述光纤凹槽中。
如上所述，本发明的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构及其制备方法、将光纤耦合到光学组件的方法，将光纤凹槽的纵截面形状包括方形，以便于实现待耦合光纤与光波导结构的对准，光纤凹槽的三面均与待耦合光纤相接触，可以是以相切的方式接触，待耦合光纤的上下位置、左右位置和前后位置都会自动与光波导结构对准，且侧壁与底部垂直的方形截面的光纤凹槽可以基于干法刻蚀工艺制备得到，可以使得光纤对准耦合结构的制备与其他工艺(如MEMS工艺)相兼容，同时，与光学MEMS的结构(部分结构悬浮)也相兼容，光纤凹槽的尺寸可以灵活控制。另外，本发明基于同一光刻刻蚀工艺形成光纤凹槽及光波导结构，从而有利于待耦合光纤与光波导结构的精准对准。
附图说明
图1显示为本发明实施例中光纤耦合对准结构的制备流程图。
图2显示为本发明一示例光纤耦合对准结构制备中提供基底的结构示意图。
图3显示为本发明一示例光纤耦合对准结构制备中形成图形化掩膜层的结构示意图。
图4显示为本发明一示例光纤耦合对准结构制备中形成光纤凹槽及光波导结构俯视图。
图5显示为沿图4中AA’方向的截面图。
图6显示为沿图4中BB’方向的截面图。
图7显示为本发明光纤凹槽中放置待耦合光纤后沿图4中AA’方向的截面图。
图8显示为本发明的光纤耦合对准结构放置待耦合光纤后的立体图。
元件标号说明
100 基底
101 底层硅
102 氧化层
103 顶层硅
104 光纤凹槽
105 第一光波导凹槽
1051 第一光波导凹槽段
1052 第二光波导凹槽段
106 第二光波导凹槽
107 光波导结构
1071 第一部分
1072 第二部分
107a 第一端面
107b 第二端面
107c 交界面
108 间隙
109 支撑柱结构
200 图形化掩膜层
201 第一开口
202 第二开口
203 第三开口
300 待耦合光纤
S1～S2 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。本发明的“介于……之间”表示包括两端点至的范围。
在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示，本发明提供一种光纤耦合对准结构的制备方法，包括如下步骤：
S1：提供基底；以及
S2：刻蚀所述基底以形成光纤凹槽、光波导结构及辅助对准部，所述光纤凹槽用于放置待耦合光纤，所述待耦合光纤具有光纤耦合端面，所述辅助对准部具有对准基面，其中，所述光纤凹槽的纵截面形状包括方形，所述光纤凹槽的底部及侧壁均与所述待耦合光纤的表面相接触，所述对准基面与所述光纤耦合端面相贴合，以使所述光波导结构的中心与所述待耦合光纤的中心对齐。
下面将结合附图详细说明本发明的光纤耦合对准结构的制备方法。
首先，如图1中的S1及图2所示，进行步骤S1，提供基底100。所述基底100可以是任意需要将光纤耦合到其上的半导体结构，例如，所述基底100可以是本领域常用的硅光芯片。所述基底100可以是由多层材料层构成的叠层结构，也可以是由单层材料层构成的结构，如硅材料层，依据实际需求选择。在一示例中，所述基底100选择为SOI衬底，参见图2所示，所述SOI衬底自下而上依次包括底层硅101、氧化层102以及顶层硅103。在一示例中，最上层所述顶层硅103的厚度介于200-250nm之间，可以为220nm；中间的所述氧化层102的厚度介于2-4μm之间，如可以是3μm、3.5μm；下层的所述底层硅101的厚度介于600-800μm之间，如可以是700μm。
接着，如图1中的S2及图3-8所示，进行步骤S2，刻蚀所述基底100以形成光纤凹槽104、光波导结构107及辅助对准部109、110。
具体的，通过该步工艺，基于所述基底100得到了用于放置待耦合光纤300的所述光纤凹槽104，以及用于接收待耦合光纤300中的光信号并将接收的光信号进行传输的所述光波导结构107。其中，所述光纤凹槽104的纵截面形状包括方形，例如，可以是长方形或正方形，这里，本文中的所述纵截面是指在垂直于所述基底100的表面的平面上的截面示意图，所述横截面是指在平行于所述基底100的表面的平面上的截面示意图。基于上述截面形状的所述光纤凹槽104，所述光纤凹槽104的底部及侧壁均与所述待耦合光纤300的表面相接触，所述光波导结构107的中心与所述待耦合光纤300的中心对齐，以实现所述光波导结构107与所述待耦合光纤300的光模式的匹配，达到极高的耦合效率，在一示例中，所述光波导结构107的与光纤耦合的一面与所述待耦合光纤的与光波导结构进行耦合的一面相贴合。本发明实现了一种耦合方案，基于所述光纤凹槽104作为对准结构，该方案可以在基底100(如单面硅光芯片)上高效地实现光在光波导结构与待耦合光纤之间的信号的相互传递，如，可以在硅光芯片上高效地将光从硅光芯片悬浮光波导(片上硅波导)传输到单模光纤中。此外，本发明的耦合对准结构可直接安装到任何带有光纤端口的***中，制备工艺简单。
其中，通过光纤凹槽104及所述光波导结构107实现了所述待耦合光纤300的对准以及与所述光波导结构107的耦合，所述光纤凹槽104的纵截面形状设计为方形，使得对于圆柱形的光纤放置在所述光纤凹槽104中的时候，所述光纤凹槽104的三面均与其相接触，所述待耦合光纤的上下位置、左右位置和前后位置都会自动与所述光波导结构对准，本发明的所述光纤凹槽104有利于实现光纤对准过程中的稳定性，另外，侧壁与底部垂直的方形截面的所述光纤凹槽104可以基于干法刻蚀工艺制备得到，从而可以使得待耦合光纤300的对准耦合结构的制备与其他工艺(如MEMS工艺)相兼容，而且，还可以基于刻蚀工艺灵活的控制所述光纤凹槽104的宽度以及深度，从而可以依据需求灵活设计光纤凹槽的结构另外，通过本发明的所述光纤凹槽104及所述光波导结构107，待耦合光纤放入所示光纤凹槽中时自动与所述光波导结构对准，实现了待耦合光纤的边沿耦合，待耦合光纤横放于光纤凹槽中，易于紧凑的芯片封装。
另外，形成所述光纤凹槽104及所述光波导结构107的同时还形成辅助对准部109、110，所述辅助对准部具有对准基面，即，所述辅助对准部109具有对准基面109a，所述辅助对准部110具有对准基面110a，另外，所述待耦合光纤具有光纤耦合端面，所述对准基面与所述光纤耦合端面相贴合，以基于二者的贴合实现所述待耦合光纤的前后对准。在一示例中，所述辅助对准部109、110与所述光波导结构107之间具有间距，例如，在前述示例中，该间距为所述第一光波导凹槽105和所述第二光波导凹槽106的宽度，其中，所述光波导结构107具有波导耦合端面，前述示例中的所述第一端面107a，所述待耦合光纤300具有光纤耦合端面，所述波导耦合端面107a与所述光纤耦合端面相贴合以实现所述待耦合光纤300与所述光波导结构107的耦合，其中，该示例中，所述对准基面109a、110a与所述波导耦合端面107a位于同一平面上，以使所述光纤耦合端面同时与所述波导耦合端面107a及所述对准基面109a、110a相贴合。也就是说，通过本发明的工艺，可以将光波导结构两侧的基底部分的材料刻蚀形成一个用于对准的结构，即所述辅助对准部109、110，当将待耦合光纤300推入到所述光纤凹槽104中时，所述光纤耦合端自动顶到所述对准基面109a、110a，从而可以自动实现待耦合光纤与光波导结构的前后对准。
在一示例中，所述辅助对准结构109、110形成于所述光波导结构107的两侧，所述对准基面109a、110a与所述光纤凹槽104的底部相垂直且所述对准基面109a、110a与平行于所述待耦合光纤的光纤凹槽104的侧壁呈L型设置。该示例中，所述辅助对准结构109、110作为所述光纤凹槽104的垂直于待耦合光纤一面的侧壁，与平行于所述待耦合光纤的光纤凹槽104的侧壁形成一个L型的拐角，从而有利于稳定的对准耦合。
如图3-6所示，作为示例，提供一种所述光纤耦合对准结构的制备方法，该示例中，基于同一干法刻蚀工艺形成所述光纤凹槽104及所述光波导结构107。
具体的，所述干法刻蚀的具体步骤包括：
首先，如图3所示，于所述基底100上形成图形化掩膜层200，其中，图3显示为形成所述图形化掩膜层200后的俯视示意图。所述图形化掩膜层200包括第一开口201以及与所述第一开口201均连通的第二开口202和第三开口203。在一示例中，形成所述图形化掩膜层的工艺可以是，先在基底100上涂覆光刻胶层，再通过光刻工艺形成所述图形化掩膜层200。其中，在一示例中，形成所述图形化掩膜层200的具体步骤可以是，先在所述基底100上涂覆一层光刻胶(图中未示出)，然后在光刻机中进行光刻、显影剂冲洗，形成需要的图案，得到所述图形化掩膜层200。后续基于所述图形化掩膜层200作为掩膜向下刻蚀。
具体的，所述第一开口201的形状与需要形成的所述光纤凹槽104的横截面形状一致，用于在后续刻蚀所述基底100的过程中，基于所述第一开口201刻蚀得到所述光纤凹槽104。所述第二开口202及所述第三开口203之间的材料层的横截面形状与所述光波导结构107的形状一致，用于在后续刻蚀所述基底100的过程中，基于所述第二开口202以及所述第三开口203定义出需要形状的所述光波导结构107。其中，刻蚀所述基底100的过程中，刻蚀掉所述第二开口202及所述第三开口203所对应的部分所述基底100，二者之间剩余的所述基底100可以用于形成所述光波导结构107，在一可选示例中，可以是所述第二开口202及所述第三开口203相靠近的边构成了后续形成的所述光波导结构107的边。
接着，如图4-6所示，基于所述图形化掩膜层200刻蚀所述基底100，例如，采用等离子干法刻蚀，以得到所述光纤凹槽104及所述光波导结构107和所述辅助对准结构109、110。其中，图4显示为刻蚀所述基底100得到所述光纤凹槽104及所述光波导结构107的俯视图，图5显示为沿图4中AA’方向的截面图，图6显示为沿图4中BB’方向的截面图。在一示例中，采用等离子刻蚀仪进行上述刻蚀，将所述图形化掩膜层200的图案转移到所述基底100中，没有被光刻胶覆盖的部分会被刻蚀掉，对应所述第一开口201得到所述光纤凹槽104，对应所述第二开口202得到第一光波导凹槽105，对应所述第三开口203得到第二光波导凹槽106，所述光波导结构107形成于所述第一光波导凹槽105与所述第二光波导凹槽106之间，所述第一光波导凹槽105与所述光纤凹槽104相连通，所述第二光波导凹槽106与所述光纤凹槽104相连通。该步骤中，基于同一掩膜层，即所述图形化掩膜层200在同一刻蚀工艺下同时得到了所述光纤凹槽104及所述光波导结构107。
具体的，与所述光波导结构同时成型的所述光纤凹槽为光纤对准提供了相对于传统逝场耦合器和光栅耦合器技术的优势，传统逝场耦合器和光栅耦合器技术要求对纳米尺度敏感的定位，以实现光模式重叠。由于占地面积和封装要求，在硅芯片集成中实现纳米定位既困难又昂贵。而通过本发明的基于同一光刻刻蚀工艺形成的所述光纤凹槽及所述光波导结构，二者是在一次刻蚀工艺中成型的，可以得到几十纳米级别的精准定位，包括左右精准定位、上下以及前后精准定位。从而可以解决不精准定位所带来的问题，例如，光纤耦合对准结构在相应光子芯片上的不精确定位将使光学耦合效率降低，预成型光纤耦合对准结构在光子芯片上的不精确定位将会降低在光纤组装期间，光纤与预成型耦合结构本身之间的任何位置不匹配的容限。虽然，光纤安装可利用无源、自对准光纤耦合来进行，而不需要主动地测量实际传输的光强，但是，光纤与光子芯片之间的任何未对准会使得光子芯片容限缩小，与所述光波导结构同时光刻的预成型的光纤对准结构(如光纤凹槽)可以有利于光学耦合效率的提高。
作为示例，参见图4所示，所述第一光波导凹槽105与所述第二光波导凹槽106的横截面形状相同，以所述第一光波导凹槽105为例来说，所述第一光波导凹槽105包括第一光波导凹槽段1051及第二光波导凹槽段1052，其中，所述第一光波导凹槽段1051的横截面形状包括梯形，所述第二光波导凹槽段1052的横截面形状包括方形，例如，可以是长方形，所述第二光波导凹槽段1052位于所述第一光波导凹槽段1051远离所述光纤凹槽104的一侧，且所述第一光波导凹槽段1051靠近所述光纤凹槽104一端的宽度s1大于远离所述光纤凹槽104一端的宽度s2。其中，光波导结构比较细(初始宽度为w1)，它的光模式比较大(跟光纤中光模式匹配)，相应的s1较长，避免光模式延伸到两边的(s1以外的)结构中造成光损耗。随着光波导结构的宽度由w1渐变为W2，光模式慢慢变小，宽度变为s2后在硅光芯片上占地面积变小。在一示例中，如图4所示，所述第一光波导凹槽段1051靠近所述光纤凹槽104一端的宽度s1的尺寸介于10μm-30μm之间，例如选择为20μm；所述第一光波导凹槽段1051远离所述光纤凹槽104一端的宽度s2的尺寸介于3μm-5μm之间，例如，可以选择为4μm。
作为示例，所述基底100包括SOI衬底，所述SOI衬底自下而上包括底层硅101、氧化层102以及顶层硅103。即，基于SOI衬底制备所述光纤凹槽104及所述光波导结构107，其中，所述光纤凹槽104穿过所述顶层硅103及所述氧化层102停止于所述底层硅101中，所述光波导结构107形成于所述顶层硅103中，即，所述光波导结构107有所述顶层硅103的材料构成，刻蚀所述顶层硅103时，自动形成所述光波导结构107。
在一示例中，参见图5所示，所述顶层硅103的厚度n1介于200nm-250nm之间，所述氧化层102的厚度n2介于3μm-7μm之间，所述底层硅101的厚度n3介于650μm-750μm之间。例如，在一示例中，所述顶层硅103的厚度选择为220nm，所述氧化层102的厚度选择为5μm，所述底层硅101的厚度选择为700μm。
如图6所示，作为示例，刻蚀形成所述光纤凹槽104及所述光波导结构107之后还包括步骤：去除所述光波导结构107下方的所述氧化层102以于对应位置的所述底层硅101和所述光波导结构107之间形成间隙108，得到悬空设置的所述光波导结构107。
在一示例中，可以采用干法腐蚀的工艺形成所述间隙108，例如，使用气态氢氟酸进行上述刻蚀工艺，气态氢氟酸不刻蚀硅，但是会跟氧化硅反应刻蚀氧化硅。该示例中，将气态氢氟酸的刻蚀用在硅光芯片上，即，采用干法刻蚀工艺，同时，上一步形成所述光纤凹槽及光波导结构的刻蚀工艺也采用干法刻蚀工艺，两步干法刻蚀工艺，有利于提高产品良率。基于上述工艺，可以解决湿法刻蚀过程中表面张力的问题，其中，湿法刻蚀过程中，会形成表面张力，而本发明中比较精细的悬浮结构会比较容易坍塌，另外，采用所述气态氢氟酸刻蚀的工艺，可以简化工艺步骤，相对湿法刻蚀减少了为了克服表面张力所要进行的临界点干燥这一步骤。另外，本发明基于上述工艺的悬浮硅光波导部分可以后续与硅光芯片上的硅光MEMS元件相连接。形成悬浮的所述光波导结构107可以更灵活的适用于不同的光学元件，例如传感器光学元件，所述通过该示例的设置，所述光波导结构107可以与部分微机械结构需要悬浮的光-微机械光学元件相匹配；还可以使光线在光波导中传播时，光损耗降低。另外，除了所述SOI衬底外，还可以是通过其他衬底采用本领域常用工艺将所述光波导结构107悬浮。当然，在其他示例中，也可以不将所述光波导结构107悬浮。
在上述示例中，形成悬浮的所述光波导结构107，同时，所述光波导结构107下方对应位置的所述底层硅101构成支撑柱结构111。在所述待耦合光纤300放置安装后，所述支撑柱结构11与所述待耦合光纤300的端面相接触，具有支持稳定的作用，还可以有利于所述待耦合光纤放入到所述光纤凹槽104中时实现前后对准。
参见图4所示，作为示例，所述光波导结构107具有相对的第一端面107a和第二端面107b，所述第一端面107a显露于所述光纤凹槽104中，所述第一端面107a的宽度小于所述第二端面107b的宽度。该示例中，所述光波导结构107与所述待耦合光纤300进行耦合的一端(所述第一端面107a)具有一定的宽度w1，进行耦合后将所述待耦合光纤300的信号进行传输时存在另一端(所述第二端面107b)具有另外的宽度w2，w2大于w1。
作为示例，所述光波导结构107包括第一部分1071和第二部分1072，所述第一部分1071包括所述第一端面107a，所述第二部分1072包括所述第二端面107b，另外，所述第一部分1071与所述第二部分1072之间交界处可以是认为具有交界面107c，其中，自所述第一端面107a至所述第二部分1072的方向上所述第一部分1071的宽度逐渐增加；所述第二部分1072的横截面形状包括方形。也就是说，所述第二部分1072的横截面形状为方形，可以是长方形，所述第二部分1072的长度m2可以依据实际需求设定，当其转换为芯片上波导之后可以无限延长，还可以转弯或者通往其他元件，在一示例中，可以保持宽度固定，各处宽度一致为w2，所述第一部分1071自w1至w2逐渐增大，在一示例中，可以呈成二次曲线或三次曲线增大，甚至更高阶曲线增大。在一示例中，所述第一部分1071两侧边对称，所述第一部分1071的横截面形状为梯形，所述第一端面107a为梯形的上底，梯形上底宽度为w1，梯形的下底的宽度为w2。
具体的，实际光纤中光模式是比较分散的，例如大概在10个微米左右，但是在片上硅光波导(所述光波导结构107)中，尤其是硅光芯片上其他部分的硅光波导中，硅光波导大概在500纳米左右，光模式是非常集中的，基于本发明的设计，通过设计所述光波导结构107的宽度变化改善光纤与光波导不匹配的缺陷，即，本发明设计所述光波导结构107中靠近所述光纤凹槽104的所述第一端面107a的宽度w1小于所述光波导结构107中远离所述光纤凹槽104的所述第二端面107b的宽度w2，从而可以在宽度较小的所述第一端面107a处扩大硅光波导中的光模式，使得所述第一端面107a处的光模式与待耦合光纤300中的光模式匹配，减小二者之间由于光模式相差较大所引起的反射(这里的反射可以包括光纤中来的光会反射回光纤中，硅光波导中来的光会反射回硅光波导中)。在一示例中，所述光波导结构107中靠近所述光纤凹槽104的所述第一端面107a的宽度w1介于80-200nm之间，例如选择为110nm；所述光波导结构107中远离所述光纤凹槽104的所述第二端面107b的宽度w2及所述第二部分1072的宽度均设计介于300-700nm之间，例如选择为500nm，从而有利于大部分光模式存在于硅材料中，这样所述光波导结构的光模式比较小，引起的损耗也比较小。在其他示例中，所述光波导结构的所述第一端面107a的宽度w1还可以依据待耦合光纤的内部结构进行其他尺寸的设置，以实现更好的光模式的匹配。
在另一示例中，自所述第一端面107a至所述第二部分1072的方向上所述第一部分1071的宽度逐渐增大，从而在宽度逐渐变大的过程中，逐渐减小光模式，最终集中在所述第二部分1072中。在进一步可选示例中，从而使得光纤中的光模式是它的基本光模式，传到渐变部分尖端(所述第一端面107a)的时候很也是它的基本光模式，自所述第一端面107a传到所述交界面107c时还是基本光模式，即光模式变化率足够慢，基本光模式不会被扰乱，直至到所述第二部分1072时，还可以保持其基本光模式，并没有部分转化为高阶的光模式，没有因此使得部分变成了高阶的光模式引起损耗。在一示例中，所述第一部分1071的长度m1介于100-500μm，优选大于200μm，如可以是300μm，所述第一端面107a的宽度介于80-200nm之间，所述第一部分与所示第二部分交界面107c的宽度(所述交界面107c的宽度等于所述第二部分1072的宽度w2)介于300-700nm之间，如可以是500nm。
参见图7和图8所示，作为示例，所述光纤凹槽104的顶部与所述光波导结构107的上表面相平齐，例如，在一示例中，所述基底100选择为SOI衬底，基于同一刻蚀同一形成所述光纤凹槽104及所述光波导结构107，所述顶层硅103的上表面构成了所述光纤凹槽104的顶部及所述光波导结构107的上表面。在一示例中，如图7所示，所述光纤凹槽104的深度d1等于所述光波导结构107厚度n1的二分之一与所述待耦合光纤300的半径r之和，所述光波导结构107基于所述顶层硅103形成，即所述光波导结构107的厚度为n1，上述结构的设计，在所述待耦合光纤300放入所述光纤凹槽104中时，其中心自动与所述光波导结构107的中心对准，该示例中，所述光波导解结构107的中心为所述第一端面107a的中心(具有宽度w1的所述顶层硅的端面)。另外，所述光纤凹槽104的宽度等于所述待耦合光纤300的直径。所述光纤凹槽104的长度(沿平行于所述待耦合光纤方向上的尺寸)可以依据实际需求设定，如可以是大于1μm。所述光波导结构107的一端与放置的所述待耦合光纤300的一端相接触。在一具体可选示例中，如图4中结构所示，所述光波导结构107的所述第一端面107a的宽度w1为110nm，所述光波导结构107的所述第二端面107b的宽度w2为500nm，所述第一光波导凹槽105的第一部分1051靠近所述光纤凹槽的宽度s1为10μm，所述第一光波导凹槽105的第二部分1052宽度s2为3μm。
另外，如图4-8所示，并参阅图1-3，本发明还提供一种光纤耦合对准结构，其中，所述光纤耦合对准结构优选采用本发明的光纤耦合对准结构的制备方法制备得到，当然，也可以采用其他方法制备得到，本实施例中所述光纤耦合对准结构各材料层的特征及相关描述均可参照本实施例在光纤耦合对准结构的制备方法中的描述，在此不再赘述。
所述光纤耦合对准结构包括基底100以及光波导结构107，所述基底100中形成有光纤凹槽104，所述光纤凹槽104用于放置待耦合光纤300，其中，所述光纤凹槽104的纵截面形状包括方形，所述光纤凹槽104的底部及侧壁均与所述待耦合光纤300的表面相接触，另外，所述光纤耦合对准结构还包括辅助对准部109、110，所述辅助对准部具有对准基面109a、110a，所述待耦合光纤具有光纤耦合端面，所述对准基面与所述光纤耦合端面相贴合，所述光波导结构107的中心与所述待耦合光纤300的中心对齐。本领域技术人员可以理解的是，为了便于一致性描述，所述光纤耦合对准结构中的所述基底100和所述光波导结构107分开描述，基于本实施例所述光纤耦合对准结构的制备方法中的描述，所述光波导结构107可以是基于对所述基底100的刻蚀得到。
作为示例，所述基底100中还形成有与所述光纤凹槽104连通的第一光波导凹槽105及第二光波导凹槽106，所述光波导结构107位于所述第一光波导凹槽105与所述第二光波导凹槽106之间，其中，所述第一光波导凹槽105与所述第二光波导凹槽106的横截面形状相同，所述第一光波导凹槽105及所述第二光波导凹槽106均包括第一光波导凹槽段1051及第二光波导凹槽段1052，所述第一光波导凹槽段1051的横截面形状包括梯形，所述第二光波导凹槽段1052的横截面形状包括方形，所述第二光波导凹槽段1052位于所述第一光波导凹槽段1051远离所述光纤凹槽104的一侧，且所述第一光波导凹槽1051段靠近所述光纤凹槽104一端的宽度大于远离所述光纤凹槽105一端的宽度。
作为示例，所述基底100包括SOI衬底，所述SOI衬底自下而上包括底层硅101、氧化层102以及顶层硅103，其中，所述光纤凹槽104穿过所述顶层硅103及所述氧化层102停止于所述底层硅101中，所述光波导结构107形成于所述顶层硅103中。
作为示例，所述光波导结构107与下方对应位置的所述底层硅101之间形成有间隙108，所述光波导结构107悬空设置。
作为示例，所述光波导结构107具有相对的第一端面107a和第二端面107b，所述第一端面107a显露于所述光纤凹槽中，所述第一端面107a宽度小于所述第二端面107b的宽度。
作为示例，所述光波导结构107包括第一部分1071和第二部分1072，所述第一部分1071包括所述第一端面107a，所述第二部分1072包括所述第二端面107b，其中，自所述第一端面107a至所述第二部分1072的方向上所述第一部分1071的宽度逐渐增大；所述第二部分1072的横截面形状包括方形。
作为示例，所述光纤凹槽104的顶部与所述光波导结构107的上表面相平齐，所述光纤凹槽104的深度等于所述光波导结构107厚度的二分之一与所述待耦合光纤300的半径之和；所述光纤凹槽104的宽度等于所述待耦合光纤300的直径。
作为示例，且所述辅助对准部109、110与所述光波导结构107之间具有间距，所述光波导结构具有波导耦合端面，如前述示例中的所述第一端面107a，所述待耦合光纤具有光纤耦合端面，所述波导耦合端面与所述光纤耦合端面相贴合以实现所述待耦合光纤与所述光波导结构107的耦合，其中，所述对准基面109a、110a与所述波导耦合端面位于同一平面上，使所述光纤耦合端面同时与所述波导耦合端面及所述对准基面相贴合。
作为示例，所述辅助对准结构109、110形成于所述光波导结构107的两侧，所述对准基面109a、110a与所述光纤凹槽104的底部相垂直，且所述对准基面109a、110a与平行于所述待耦合光纤的光纤凹槽104的侧壁呈L型设置。
另外，本发明还提供一种将光纤耦合到光学组件的方法，包括如下步骤：
提供如本实施例中任意一项方案所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构；
将待耦合光纤300放置于所述光纤凹槽中，这里，在一示例中，参见图8所示，所述待耦合光纤300可以是自分光器进入的一根光纤，所述光纤凹槽104设置在所述硅光芯片中，以将所述待耦合光纤的中心对准所述光波导结构的中心，这里，该示例中，所述光波导结构也设置在所述硅光芯片中。
作为示例，还包括在所述光纤凹槽中形成粘附层的步骤，所述粘附层将所述待耦合光纤固定在所述光纤凹槽中。例如，在硅光芯片中的所述光纤凹槽中形成粘附层，所述粘附层将进入到所述硅光芯片中的这一根光纤粘附到所述硅光芯片的光纤凹槽中，其中，所述粘附层可以是紫外固化胶。
综上所述，本发明的光纤耦合对准结构及其制备方法、将光纤耦合到光学组件的方法，将光纤凹槽的纵截面形状包括方形，以便于实现待耦合光纤与光波导结构的对准，光纤凹槽的三面均与待耦合光纤相接触，可以是以相切的方式接触，待耦合光纤的上下位置、左右位置和前后位置都会自动与光波导结构对准，且侧壁与底部垂直的方形截面的光纤凹槽可以基于干法刻蚀工艺制备得到，可以使得光纤对准耦合结构的制备与其他工艺(如MEMS工艺)相兼容，光纤凹槽的尺寸可以灵活控制。另外，本发明基于同一光刻刻蚀工艺形成光纤凹槽及光波导结构，从而有利于待耦合光纤与光波导结构的精准对准。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (22)

1.一种光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
提供基底；以及
刻蚀所述基底以形成光纤凹槽、光波导结构及辅助对准部，所述光纤凹槽用于放置待耦合光纤，所述待耦合光纤具有光纤耦合端面，所述辅助对准部具有对准基面，其中，所述光纤凹槽的纵截面形状包括方形，所述光纤凹槽的底部及侧壁均与所述待耦合光纤的表面相接触，所述对准基面与所述光纤耦合端面相贴合，以使所述光波导结构的中心与所述待耦合光纤的中心对齐。
2.根据权利要求1所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构的制备方法，其特征在于，基于同一干法刻蚀工艺形成所述光纤凹槽及所述光波导结构，具体步骤包括：
于所述基底上形成图形化掩膜层，所述图形化掩膜层包括第一开口以及与所述第一开口均连通的第二开口和第三开口，所述第一开口的横截面形状与需要形成的所述光纤凹槽的横截面形状一致，所述第二开口及所述第三开口之间的材料层的横截面形状与所述光波导结构的横截面形状一致；
基于所述图形化掩膜层刻蚀所述基底，以得到所述光纤凹槽及所述光波导结构，其中，对应所述第一开口得到所述光纤凹槽，对应所述第二开口得到第一光波导凹槽，对应所述第三开口得到第二光波导凹槽，所述光波导结构形成于所述第一光波导凹槽与所述第二光波导凹槽之间。
3.根据权利要求2所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构的制备方法，其特征在于，所述第一光波导凹槽与所述第二光波导凹槽的横截面形状相同，所述第一光波导凹槽及所述第二光波导凹槽均包括第一光波导凹槽段及第二光波导凹槽段，其中，所述第一光波导凹槽段的横截面形状包括梯形，所述第二光波导凹槽段的横截面形状包括方形，所述第二光波导凹槽段位于所述第一光波导凹槽段远离所述光纤凹槽的一侧，且所述第一光波导凹槽段靠近所述光纤凹槽一端的宽度大于远离所述光纤凹槽一端的宽度。
4.根据权利要求1所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构的制备方法，其特征在于，所述基底包括SOI衬底，所述SOI衬底自下而上包括底层硅、氧化层以及顶层硅，其中，所述光纤凹槽穿过所述顶层硅及所述氧化层停止于所述底层硅中，所述光波导结构形成于所述顶层硅中。
5.根据权利要求4所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构的制备方法，其特征在于，刻蚀形成所述光纤凹槽及所述光波导结构之后还包括步骤：去除所述光波导结构下方的所述氧化层以于对应位置的所述底层硅和所述光波导结构之间形成间隙，得到悬空设置的所述光波导结构。
6.根据权利要求5所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构的制备方法，其特征在于，采用刻蚀剂通过干法腐蚀工艺形成所述间隙，且采用干法刻蚀工艺形成所述光纤凹槽、所述光波导结构及所述辅助对准部，其中，所述干法腐蚀的刻蚀剂包括气态氢氟酸。
7.根据权利要求1所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构的制备方法，其特征在于，所述光波导结构具有相对的第一端面和第二端面，所述第一端面显露于所述光纤凹槽中，所述第一端面的宽度小于所述第二端面的宽度。
8.根据权利要求7所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构的制备方法，其特征在于，所述光波导结构包括第一部分和第二部分，所述第一部分包括所述第一端面，所述第二部分包括所述第二端面，其中，自所述第一端面至所述第二部分的方向上所述第一部分的宽度逐渐增大；所述第二部分的横截面形状包括方形。
9.根据权利要求1所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构的制备方法，其特征在于，所述光纤凹槽的顶部与所述光波导结构的上表面相平齐，且所述光纤凹槽的深度等于所述光波导结构厚度的二分之一与所述待耦合光纤的半径之和；所述光纤凹槽的宽度等于所述待耦合光纤的直径。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构的制备方法，其特征在于，所述辅助对准部与所述光波导结构之间具有间距，所述光波导结构具有波导耦合端面，所述波导耦合端面与所述光纤耦合端面相贴合以实现所述待耦合光纤与所述光波导结构的耦合，其中，所述对准基面与所述波导耦合端面位于同一平面上，以使所述光纤耦合端面同时与所述波导耦合端面及所述对准基面相贴合。
11.根据权利要求10所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构的制备方法，其特征在于，所述辅助对准结构形成于所述光波导结构的两侧，所述对准基面与所述光纤凹槽的底部相垂直且所述对准基面与平行于所述待耦合光纤的光纤凹槽的侧壁呈L型设置。
12.一种光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构，其特征在于，所述光纤耦合对准结构包括基底、光波导结构及辅助对准部，所述基底中形成有光纤凹槽，所述光纤凹槽用于放置待耦合光纤，所述待耦合光纤具有光纤耦合端面，所述辅助对准部具有对准基面，其中，所述光纤凹槽的纵截面形状包括方形，所述光纤凹槽的底部及侧壁均与所述待耦合光纤的表面相接触，所述对准基面与所述光纤耦合端面相贴合，以使所述光波导结构的中心与所述待耦合光纤的中心对齐。
13.根据权利要求12所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构，其特征在于，所述基底中还形成有与所述光纤凹槽连通的第一光波导凹槽及第二光波导凹槽，所述光波导结构位于所述第一光波导凹槽与所述第二光波导凹槽之间，其中，所述第一光波导凹槽与所述第第二光波导凹槽的横截面形状相同，所述第一光波导凹槽及所述第二光波导凹槽均包括第一光波导凹槽段及第二光波导凹槽段，所述第一光波导凹槽段的横截面形状包括梯形，所述第二光波导凹槽段的横截面形状包括方形，所述第二光波导凹槽段位于所述第一光波导凹槽段远离所述光纤凹槽的一侧，且所述第一光波导凹槽段靠近所述光纤凹槽一端的宽度大于远离所述光纤凹槽一端的宽度。
14.根据权利要求12所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构，其特征在于，所述基底包括SOI衬底，所述SOI衬底自下而上包括底层硅、氧化层以及顶层硅，其中，所述光纤凹槽穿过所述顶层硅及所述氧化层停止于所述底层硅中，所述光波导结构基于所述顶层硅形成。
15.根据权利要求14所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构，其特征在于，所述光波导结构与下方对应位置的所述底层硅之间形成有间隙，所述光波导结构悬空设置。
16.根据权利要求12所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构，其特征在于，所述光波导结构具有相对的第一端面和第二端面，所述第一端面显露于所述光纤凹槽中，所述第一端面的宽度小于所述第二端面的宽度。
17.根据权利要求16所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构，其特征在于，所述光波导结构包括第一部分和第二部分，所述第一部分包括所述第一端面，所述第二部分包括所述第二端面，其中，自所述第一端面至所述第二部分的方向上所述第一部分的宽度逐渐增大，所述第二部分的横截面形状包括方形。
18.根据权利要求12所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构，其特征在于，所述光纤凹槽的顶部与所述光波导结构的上表面相平齐，且所述光纤凹槽的深度等于所述光波导结构厚度的二分之一与所述待耦合光纤的半径之和；所述光纤凹槽的宽度等于所述待耦合光纤的直径。
19.根据权利要求12-18中任意一项所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构，其特征在于，所述辅助对准部与所述光波导结构之间具有间距，所述光波导结构具有波导耦合端面，所述波导耦合端面与所述光纤耦合端面相贴合以实现所述待耦合光纤与所述光波导结构的耦合，其中，所述对准基面与所述波导耦合端面位于同一平面上，以使所述光纤耦合端面同时与所述波导耦合端面及所述对准基面相贴合。
20.根据权利要求19所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构，其特征在于，所述辅助对准结构形成于所述光波导结构的两侧，所述对准基面与所述光纤凹槽的底部相垂直且所述对准基面与平行于所述待耦合光纤的光纤凹槽的侧壁呈L型设置。
21.一种将光纤耦合到光学组件的方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供如权利要求11-20中任意一项所述的光纤到光波导结构的光纤耦合对准结构；
将待耦合光纤放置于所述光纤凹槽中，以将所述待耦合光纤的中心对准所述光波导结构的中心。
22.根据权利要求21所述的将光纤耦合到光学组件的方法，其特征在于，还包括在所述光纤凹槽中形成粘附层的步骤，所述粘附层将所述待耦合光纤固定在所述光纤凹槽中。
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