在算力需求迸发的年代，传统可插拔光模块已难以满意高带宽、高密度互联的需求。共封装光学(CPO)技能因其可以在更小体积内完成更高带宽，成为未来数据通信的重要开展趋势。但是，CPO技能中的光耦合精度问题一向是完成高性能光引擎的应战之一。
近期，来自中科院的一项针对100 Gbps笔直腔面发射激光器(VCSEL)阵列的高密度光耦合封装研讨取得了重要打破。该研讨提出了一种90°曲折二维光纤阵列(2D-FA)，经过立异规划和高精度工艺，成功完成了高效光耦合，为CPO运用供给了可行的处理计划。
传统光耦合计划一般会用45°反射镜完成光束90°转向，但这样的方式需求引进额定的透镜和反射镜，不只增加了体系复杂度，还带来了额定的耦合损耗。本研讨规划的90°曲折二维光纤阵列无需任何光学耦合元件(如透镜或反射镜)，直接经过光纤曲折完成光束转向，显着提高了光耦合密度，并克服了空间堆叠的约束。
光耦合过程中的对准差错直接影响耦合功率。研讨标明，100 Gbps VCSEL的光束发散角较大(30°)，因而对对准精度的要求极为严苛。仿线 Gbps VCSEL需求的对准精度为：
为了处理传统拼装工艺中的精度缺乏问题，研讨团队提出了一种根据暂时载体的高精度拼装工艺。该工艺经过“暂时键合-搬运贴装-可控拆开-键合”三阶段协同操控，运用与光学芯片热膨胀系数匹配的硅片作为暂时载体，并选用低公役固态暂时键合胶和低模量流动性贴装胶。
这一工艺的水平对准差错小于±4 μm，笔直对准差错小于20 μm，彻底满意100 Gbps VCSEL的高精度对准需求。
研讨团队经过Zemax仿真和实测渠道对光耦合功率进行了验证。测验结果与仿线°曲折光纤阵列在实践运用中的高效性。此外，研讨还发现，经过优化规划可以尽可能的避免金线对耦合高度的影响，逐渐提高耦合功率。
这项技能不只在理论上验证了高密度光耦合的可行性，还为完成3.2 Tbps光引擎供给了工艺根底。未来，这种高精度光耦合封装技能有望广泛运用于数据中心、高性能核算和人工智能等范畴，推进光通信技能向更高带宽、更低功耗的方向开展。
跟着算力需求的一向增加，光通信技能有必要不断打破瓶颈。这项研讨经过立异的规划和工艺，为高密度、高功率光耦合供给了新的处理计划，展现了CPO技能在未来数据通信中的巨大潜力。
参考文献： 本研讨由北京市科学技能项目(编号：Z)赞助，相关效果已发表于2025年第26届世界电子封装技能会议(ICEPT)。
