使用OLI进行硅光芯片耦合质量检测

01背景

硅光是以光子和电子为信息载体的硅基电子大规模集成威廉希尔官方网站 ，能够突破传统电子芯片的极限性能，是5G通信、大数据、人工智能、物联网等新型产业的基础支撑。光纤到硅基耦合是芯片设计十分重要的一环，耦合质量决定着集成硅光芯片上光信号和外部信号互联质量。耦合过程中最困难的地方在于两者光模式尺寸不匹配，硅光芯片中光模式约为几百纳米，而光纤中则为几个微米，几何尺寸上巨大差异造成模场的严重失配。准确测量耦合位置质量及硅光芯片内部链路情况，对硅光芯片设计和生产都变得十分有意义。

光纤微裂纹诊断仪（OLI）对硅光芯片耦合质量和内部裂纹损伤检测非常有优势，以亚毫米级别的空间分辨率精准探测到光链路中每个事件节点，具有灵敏度高、定位精准、稳定性高、简单易用等特点，是硅光芯片检测的不二选择。

02OLI测试硅光芯片耦合连接处质量

使用OLI测量硅光芯片耦合连接处质量，分别测试正常和异常样品。

OLI测试结果如图所示，图（a）为耦合正常样品，图（b）为耦合异常样品。从图中可以看出第一个峰值为光纤到硅基波导耦合处反射，第二个峰值为硅基波导到空气处反射，对比两幅图可以看出耦合正常的回损约为-61dB，耦合异常，耦合处回损较大，约为-42dB，可以通过耦合处回损值来判断耦合质量。

（a）耦合正常样品

（b）耦合异常样品

图 OLI测试耦合连接处结果

03OLI测试硅光芯片内部裂纹

使用OLI测量硅光芯片内部情况，分别测试正常和内部有裂纹样品。

OLI测试结果如图4所示，图（a）为正常样品，图中第一个峰值为光纤到波导耦合处反射，第二个峰值为连接处到硅光芯片反射，第三个峰为硅光芯片到空气反射；图（b）为内部有裂纹样品，相较于正常样品，在硅光芯片内部多出一个峰值，为内部裂纹表现出的反射。使用OLI能精准测试出硅光芯片内部裂纹反射和位置信息。

（a）正常样品

（b）内部有裂纹样品

图 OLI测试耦合硅光芯片结果

04结论

使用OLI测试能快速评估出硅光芯片耦合质量，并精准定位硅光芯片内部裂纹位置及回损信息。OLI以亚毫米级别分辨率探测硅光芯片内部，可广泛用于光器件、光模块损伤检测以及产品批量出货合格判定。

审核编辑：汤梓红