01背景

硅光是以光子和電子為信息載體的硅基電子大規模集成技術，能夠突破傳統電子芯片的極限性能，是5G通信、大數據、人工智能、物聯網等新型產業的基礎支撐。光纖到硅基耦合是芯片設計十分重要的一環，耦合質量決定著集成硅光芯片上光信號和外部信號互聯質量。耦合過程中最困難的地方在于兩者光模式尺寸不匹配，硅光芯片中光模式約為幾百納米，而光纖中則為幾個微米，幾何尺寸上巨大差異造成模場的嚴重失配。準確測量耦合位置質量及硅光芯片內部鏈路情況，對硅光芯片設計和生產都變得十分有意義。

光纖微裂紋診斷儀（OLI）對硅光芯片耦合質量和內部裂紋損傷檢測非常有優勢，以亞毫米級別的空間分辨率精準探測到光鏈路中每個事件節點，具有靈敏度高、定位精準、穩定性高、簡單易用等特點，是硅光芯片檢測的不二選擇。

02OLI測試硅光芯片耦合連接處質量

使用OLI測量硅光芯片耦合連接處質量，分別測試正常和異常樣品。

OLI測試結果如圖所示，圖（a）為耦合正常樣品，圖（b）為耦合異常樣品。從圖中可以看出第一個峰值為光纖到硅基波導耦合處反射，第二個峰值為硅基波導到空氣處反射，對比兩幅圖可以看出耦合正常的回損約為-61dB，耦合異常，耦合處回損較大，約為-42dB，可以通過耦合處回損值來判斷耦合質量。

（a）耦合正常樣品

（b）耦合異常樣品

圖 OLI測試耦合連接處結果

03OLI測試硅光芯片內部裂紋

使用OLI測量硅光芯片內部情況，分別測試正常和內部有裂紋樣品。

OLI測試結果如圖4所示，圖（a）為正常樣品，圖中第一個峰值為光纖到波導耦合處反射，第二個峰值為連接處到硅光芯片反射，第三個峰為硅光芯片到空氣反射；圖（b）為內部有裂紋樣品，相較于正常樣品，在硅光芯片內部多出一個峰值，為內部裂紋表現出的反射。使用OLI能精準測試出硅光芯片內部裂紋反射和位置信息。

（a）正常樣品

（b）內部有裂紋樣品

圖 OLI測試耦合硅光芯片結果

04結論

使用OLI測試能快速評估出硅光芯片耦合質量，并精準定位硅光芯片內部裂紋位置及回損信息。OLI以亞毫米級別分辨率探測硅光芯片內部，可廣泛用于光器件、光模塊損傷檢測以及產品批量出貨合格判定。

審核編輯：湯梓紅