Y7T249 硅光芯片与光纤的耦合方式
聊硅光，其中一个很小的议题就是硅光集成的芯片和光纤的耦合方式，耦合精度高，时间长，损耗大，对生产来说一直比较纠结。
写过很多，在《光模块技术分析》里是按照立体图来解析的，
今天再做个侧剖图，汇总一下，损耗大，耦合精度高，主要是因为单模光纤的波导直径较大，原因是芯和包层的材料基本相同，折射率差异很小。Y7T102 第一根光纤的诞生
可但是，硅如果要约束成单模，由于折射率差很大，导致光斑非常小，常见的工艺是220nm高，450nm-500nm宽，
耦合的方式，无非就是端面耦合，垂直耦合，或者是这些耦合方式的变形。
最简单的方式，加透镜，利用透镜的会聚作用将光束聚焦，但这种方式也很难，就是一方面设备的精度要求特别高，才能找到准确焦点，其次是生产上工艺要固定，比如用胶水，一挪动产生位移，耦合的光很可能就没有了。再者还有高低温变化呢，这些材料在冷热交替中，产生位移。
Y5T9，现在已经没有了的Kaiam早些年用mems和杠杆来调透镜
双透镜Y5T42，在生产时，可以节约时间，俩透镜中间是平行光，一个透镜主要兼顾光纤，另一个透镜主要兼顾硅光芯片，方便一些。
前俩方案的主要劣势，透镜需要增加成本和空间，我们用硅光芯片，业内不都说是小尺寸低成本么，如果用了高成本和大空间的配件，那也没什么优势的样子。
锥形光纤应运而生，Y3T128，Y4T312，光纤前端拉锥，烧结成球面，不用透镜，压缩光场且有聚焦作用，硅光芯片呢做SSC的模斑转换，目前工艺氮化硅居多，（工艺流程 合订本第602页，第77页），氮化硅的折射率较低，模斑可以大一些，就容易和锥形光纤耦合了。只是氮化硅做厚和精度的控制比较难
类似锥形光纤压缩光场作用，但不需要拉锥，就是利用小模场直径的光纤，合订本第224页，
再一个，就是既不用折磨光纤，也不用模斑转换，就用厚硅技术，把硅波导直接从0.3微米，扩大10倍以上，耦合很容易，难的是厚硅波导里面是多模，需要额外处理滤除高阶模式，Y5T152, Y7T232，Rockley等厂
也可以做过渡波导板，来做和硅光芯片做倏逝波耦合，与普通光纤做传统的V型槽对接耦合。合订本第673页，以及Y7T41， Y7T36，Y7T168，（过渡基板的波导成型工艺，合订本第592到598页） IBM等厂
以前的SSC过渡，一般是单层氮化硅，后来做多层的越来越多，比如Y7T104，Y7T35，Y7T144，用多层材料，氮化硅、氮氧化硅、多晶硅等等吧，把光斑做多次扩束，扩到与普通光纤的波导一个数量级，降低耦合损耗。新飞通、Intel、Finisar（II-VI）等厂的工艺
逐层扩斑，既可以向上扩，当然可以向下扩，思路在Y7T52
下图与上俩图的区别，在于上图的多层扩斑，波长材料在垂直方向是没有间隔的，光约束高折射率材料里，下图是不连续的多层，合订本的150页，扩斑后的光，并不在高折射率的氮化硅里，而是被间隔的氮化硅约束在中间的氧化硅中，耦合损耗很低，思科的工艺
把光约束在氧化硅，扩大模斑的技术，还有悬空波导，合订本第639页，Inphi Y7T132、旭创等厂，
上图的悬空氧化硅，用需要四周都悬空，那要结构稳定，就得做雕花间隔镂空设计，但硅波导不在硅光芯片的边缘，还有一种是板式悬空，不需要做雕花工艺，利用的是硅波导的Taper在悬空波导边缘，Y7T142，Ranovus等厂
还有日系一些厂家，把悬空波导，用离子风吹起来，做垂直耦合，方便wafer级测试，降低成产成本，工艺解析在合订本的第159页
垂直耦合，最常见的还是用垂直耦合光栅，合订本的566页，第472页，第439页，第87页，第100页，以及Y7T134，Y7T56, Y7T50, Y7T46,等，Luxtera、Sicoya、Acacia等厂
垂直耦合光栅，主要的问题是波长敏感，范围窄，其他都还好。
有些场景就可以用45度光反射面来解决，比如合订本474页做测试工艺，第84页做产品工艺。
难点在于光会发散，需要外置透镜，又陷入前边用透镜的纠结，合订本第534页，用凹面反射镜，起到光路转换，以及聚焦作用。引入另一个难点，就是灰度刻蚀。
业内还有一种方式，是打印技术, 比如Y5T71产品，自打印技术在合订本的第155页，外部机器打印技术在Y5T105等等。
