一块玻璃，不仅可以让光穿过，还可以在内部构建引导光传播的三维路径。

通过飞秒激光直写技术，深光谷科技在玻璃内部形成光波导，让多路光信号按照设计的路径传输。这些光路可以在三维空间内弯曲、跨层和重新排列，为光子集成芯片（PIC）与光纤接口之间的高密度连接提供更多设计空间。

那么，光路是如何被“写”进玻璃的？这种技术又能解决哪些连接问题？

什么是飞秒激光直写3D光波导？

飞秒激光直写，是利用聚焦的飞秒激光，在玻璃内部沿预设路径进行加工，形成能够引导光传播的波导结构。

可以把这个过程理解为：激光焦点是一支在玻璃内部移动的“笔”，设计好的路径决定光波导的走向。加工完成后，光信号沿形成的波导传输。

这里的“写”，指的是在玻璃内部形成导光结构，并不是在表面刻出沟槽，也不是将光纤埋入玻璃。

“3D”则意味着光路可以利用玻璃内部的三维空间进行设计。多个通道不必局限在同一个平面，可以通过不同深度和走向的路径，连接输入端与输出端。

从激光焦点到三维光路

飞秒激光直写3D光波导的过程，可以分为三个环节。

首先，确定两端需要怎样连接。输入端和输出端有多少通道？各通道如何排列？接口间距是否相同？这些需求共同决定光路的设计。

随后，将激光聚焦到玻璃内部。焦点沿设计路径移动，逐步形成光波导；通过多条路径的加工，在同一块玻璃内构建多通道连接结构。

最后，让光通道按目标排列输出。光信号从输入端进入，沿各自的三维光路传播，再从对应位置输出，连接后续的芯片或光纤接口。

因此，这项技术的价值不仅在于“让光通过玻璃”，还在于根据两端接口的需求，设计光如何从一个位置到达另一个位置。

为什么光互连需要三维路由？

光互连中的两端接口，并不总是拥有相同的排列方式。

例如，一端可能是紧密排列的PIC光通道，另一端则是间距不同的光纤阵列；也可能需要将一排通道，转换为与多芯光纤纤芯位置对应的排列。

这时，连接任务不仅是对准两端，还需要在中间完成空间布局的转换。玻璃基3D光波导可以通过三维路由实现以下功能：

• 通道重排：将输入端的通道排列，转换为输出端所需的排列。

• 间距转换（Pitch Conversion）：连接通道间距不同的两端接口。

• 扇入与扇出（Fan-in/Fan-out）：让通道从较分散的布局汇聚，或从较密集的布局展开。

光路在三维空间内的弯曲、跨层与交叉，为这些转换提供了设计自由度。具体路径仍需结合器件尺寸、光学性能和接口要求进行设计。

应用一：连接PIC与多芯光纤

多芯光纤在一根光纤中包含多个独立纤芯。以四芯光纤为例，在相同通道数量下，相比每根承载一个通道的单芯光纤，理论上可以减少约75%的光纤数量。

但要使用这些纤芯，就需要将各路光信号分别连接到对应位置。

在PIC与多芯光纤之间，3D光波导可以承担通道重排的作用：接收PIC输出的多路光信号，在玻璃内部完成空间路由，再将各通道分别耦合至多芯光纤的不同纤芯。

其连接关系可以概括为：

PIC → 玻璃基3D光波导 → 多芯光纤（MCF）

在这一结构中，3D光波导负责衔接两端不同的通道布局。

应用二：面向NPO/CPO的高密度光连接

在近封装光学（NPO）与共封装光学（CPO）架构中，更高的通道数量和更紧密的接口排列，对光连接的空间布局提出了更高要求。

玻璃基3D光波导可以在PIC与光纤接口之间，通过Fan-in/Fan-out和Pitch转换，衔接不同密度、不同排列的光通道。

理解它在系统中的作用，可以从一个具体问题出发：当芯片端的光通道排列与光纤端不一致时，如何在有限空间内完成连接？三维光路设计为这一问题提供了一种技术路径。

深光谷科技的玻璃基3D光波导技术

深光谷科技采用飞秒激光直写技术，在玻璃内部构建三维光波导，围绕高密度光耦合、通道重排和接口间距转换等需求开展光连接设计。

从玻璃内部的一条光路，到PIC与多芯光纤之间的多通道连接，飞秒激光直写让光路的空间布局成为可设计的器件功能。

如果您的项目涉及PIC与光纤接口连接、多芯光纤耦合，或NPO/CPO中的高密度光路布局，欢迎与深光谷科技交流通道数量、接口排列及目标间距等需求，探讨玻璃基3D光波导的适用方案。

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