具有组合式发射器及接收器组合件的光学收发器制造技术

本发明专利技术涉及一种光学收发器组合件，其包含：电路板及PLC，所述电路板及PLC两者在共同外壳的共同容积中执行发射及接收功能；电光转换元件，例如激光器及/或光电检测器。激光器可在所述电路板上的另一衬底上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有组合式发射器及接收器组合件的光学收发器
技术介绍
本专利技术大体上涉及光学收发器，且更特定来说，本专利技术涉及一种具有组合式发射器及接收器组合件的光学收发器。光学收发器通常用于光学通信系统中。这些光学通信系统可用于多种通信应用中。举例来说，长途(long-haul)通信系统在长距离内传送信息中可使用光纤。类似地，在数据中心内，光学通信可用于在服务器之间传送信息。对于数据中心，任何给定数据中心可包含大量服务器，且每一服务器又可具有大量光学通信链路。一般来说，光学通信链路由光纤提供，在光纤的每一端处具有光学收发器。通常，任何特定光纤可在所述特定光纤的一端处耦合到光学收发器的光学发射器，且在所述特定光纤的相对端处耦合到光学收发器的光学接收器。虽然每一光纤可包含用于多个通信信号的数据路径，例如，使用密集波分复用(DWDM)或粗波分复用(CWDM)，从而允许在任一光纤上有数组通信信号，但是在许多情况中，每一特定计算机单元将具有比可由任何单个光纤或任何光纤对提供的多得多的通信链路。因此，每一特定计算机单元(无论是服务器、路由器、交换机还是其它装置)通常将包含多个光学收发器。对于数据中心的情况，例如，每一特定计算机单元可具有几十个或甚至几百个光学收发器。光学收发器通常包含接收器光学子组合件(ROSA)、发射器光学子组合件(TOSA)及包含各种半导体电路的电路板。ROSA通常将从光纤接收到的多个光学信号多路分用且将光学信号转换成电信号，其中电信号被提供到电路板上的电路以供进一步处理。TOSA通常从电路板上的电路接收电信号，将电信号转换成光学信号及将光学信号多路复用到另一光纤中。ROSA及TOSA通常各自被设置在其自身单独外壳中，其中ROSA及TOSA外壳作为整体置于光学收发器的外壳或托盘内。ROSA及TOSA使用柔性印刷电路板(FPC)连接到光学收发器的电路板，这允许ROSA及TOSA与电路板之间的一些相对移动。遗憾的是，使ROSA及TOSA处于单独外壳中及使用FPC可导致光学收发器的部署成本增加。另外，在实践中使用FPC可能会带来困难。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是一种光学收发器组合件，其包括：衬底；电路板，其固定地耦合到所述衬底且经配置以处理及提供电信号；多个激光器，其具有根据所述电信号中的至少一些电信号调制的输出光；平面光波电路(PLC)，其固定地耦合到所述衬底，所述PLC包含：光学多路分用器，其具有输入及多个输出；及光学多路复用器，其具有多个输入及输出，所述多个输入从所述激光器接收光；及输入光纤及输出光纤，所述输入光纤耦合到所述PLC的所述多路分用器输入，所述输出光纤耦合到所述光纤的所述多路复用器输出。在审阅本专利技术之后会更完全理解本专利技术的这些及其它方面。附图说明图1展示根据本专利技术的方面的光学收发器的部分。图2展示图1的光学收发器的部分的特写图。图3展示根据本专利技术的方面的PLC的实例。图4展示根据本专利技术的方面的具有耦合到PLC的激光器的MEMS组合件。图5展示根据本专利技术的方面的光学收发器的分解图。图6展示图5的光学收发器的部分。图7展示图5的光学收发器的组件中的一些组件的特写透视图。图8展示图5的光学收发器的组件中的一些组件的特写俯视图。图9展示图5的光学收发器的组件中的一些组件的另一视图。图10展示根据本专利技术的方面的另一光学收发器的部分。图11展示图10的另一光学收发器的部分，其中安装了第一基板。图12展示图10的另一光学收发器的部分，其中安装了第一基板且安装了第二基板。图13展示在本专利技术的方面中有用的另一PLC的布局。具体实施方式在一些实施例中，光学收发器包含电路板及平面光波电路(PLC)，其在适当位置固定到共同载体，例如，共同衬底或共同金属板。所述PLC包含光学多路复用器及光学多路分用器两者。所述多路复用器的输入耦合到激光二极管的输出，其中所述多路复用器的输出耦合到输出光纤，在许多实施例中所述输出光纤是第一光纤尾纤。所述多路分用器的输入耦合到输入光纤，在许多实施例中所述输入光纤是第二光纤尾纤，其中所述多路分用器的输出耦合到光电二极管。在一些实施例中，所述多路复用器及多路分用器中的一者或两者由阵列式波导光栅(AWG)组成。在一些实施例中，第一及第二光纤尾纤分别耦合到第一及第二毛细管结构，其中第一及第二毛细管结构安装(在一些实施例中，粘接)到PLC。在许多实施例中，第一及第二光纤尾纤的长度略大于足以允许连接毛细管结构与光学收发器的前面板处的插座的长度，以允许增加包含PLC的结构与包含前面板处的插座的结构之间的顺从性。在一些实施例中，激光器(例如，在电路板的部分与PLC之间)的输出通过安装在一或多个可移动置物台上的透镜耦合到PLC。在一些实施例中，可移动置物台是微机电结构(MEMS)。在一些实施例中，光学隔离器在激光器与PLC之间的光学路径中。在一些实施例中，光电二极管的输出耦合到跨阻放大器(TIA)电路。在一些实施例中，TIA电路在安装到承载MEMS的共同衬底的半导体芯片中。在一些实施例中，共同衬底还连接到电路板及/或PLC中的任一者或两者。在一些实施例中，电路板芯片上的半导体电路使用板上芯片技术安装到电路板。在一些实施例中，电路包含驱动器电路，其用于将载送数据的驱动信号提供到激光器，激光器可由载送数据的驱动信号直接驱动。在一些实施例中，激光器以连续波方式驱动，其中驱动信号用于调制从激光器输出的光，例如，使用调制器，例如马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)调制器。在一些实施例中，电路包含时钟及数据恢复(CDR)电路，例如用于对接收到的数据重新计时。在一些实施例中，包含驱动器电路的芯片另外包含(CDR)电路。图1展示根据本专利技术的方面的光学收发器的部分。所述光学收发器包含电路板103及平面光波电路(PLC)113，两者都安装到共同衬底101，例如金属板。在一些实施例中，所述电路板及PLC都直接安装到共同衬底，但在许多实施例中，所述电路板中的一者或两者固定地但间接地安装到共同衬底。所述电路板及PLC都经配置以执行光学收发器的发射及接收功能两者。关于接收功能，载送输入数据的输入光可在光纤上通过壳体前部123行进到插座121a。所述插座将光传递到输入光纤尾纤119，输入光纤尾纤119又将光或输入数据传递到毛细管结构115。所述光纤尾纤通常用于提供壳体的前部与毛细管结构之间的顺从性，例如，公差水平，毛细管结构可粘接或以其它方式固定地附接到PLC或PLC的部分。输入数据可通过输入光纤进入各种波长通道中。来自输入光纤的光可(例如)在波长选择的基础上通过PLC经多路分用到单独波导中。PLC可将波导中的光引导到提供电信号的输入光电检测器(未展示)(例如，光电二极管阵列)中。电信号由跨阻放大器(TIA)109放大。在一些实施例中，输入光电检测器定位在TIA与PLC之间。在一些实施例中，TIA通过嵌入式迹线将经放大信号提供到时钟及数据恢复(CDR)芯片105，CDR芯片105使信号均衡且对信号计时以供处理。在一些实施例中，CDR芯片使用(例如)板上芯片技术安装到电路板。在一些实施例中，针对100Gb/s数据输入使用CDR。关于发射功能，驱动器芯片107的驱动器电路生成信号以使用数据信号驱动激光器111。如图1中可见，激光器被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学收发器组合件，其包括：衬底；电路板，其固定地耦合到所述衬底且经配置以处理及提供电信号；多个激光器，其在所述电路板上的基板上，所述多个激光器经配置以根据所述电信号中的至少一些电信号生成光；平面光波电路PLC，其固定地耦合到所述衬底，所述PLC包含：光学多路分用器，其具有输入及多个输出；及光学多路复用器，其具有多个输入及输出，所述多个输入从所述激光器接收光；及输入光纤及输出光纤，所述输入光纤耦合到所述PLC的所述多路分用器输入，所述输出光纤耦合到所述光纤的所述多路复用器输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.10 US 62/265,933;2016.03.21 US 62/311,3031.一种光学收发器组合件，其包括：衬底；电路板，其固定地耦合到所述衬底且经配置以处理及提供电信号；多个激光器，其在所述电路板上的基板上，所述多个激光器经配置以根据所述电信号中的至少一些电信号生成光；平面光波电路PLC，其固定地耦合到所述衬底，所述PLC包含：光学多路分用器，其具有输入及多个输出；及光学多路复用器，其具有多个输入及输出，所述多个输入从所述激光器接收光；及输入光纤及输出光纤，所述输入光纤耦合到所述PLC的所述多路分用器输入，所述输出光纤耦合到所述光纤的所述多路复用器输出。2.根据权利要求1所述的光学收发器组合件，其中所述衬底是金属板。3.根据权利要求1所述的光学收发器组合件，其中所述电路板包含安装在其上的时钟及数据恢复CDR芯片及驱动器芯片。4.根据权利要求1所述的光学收发器组合件，其中所述激光器经配置以根据所述电信号中的至少一些电信号生成经调制光。5.根据权利要求1所述的光学收发器组合件，其进一步包括光电检测器，所述光电检测器经配置以从所述PLC接收光且生成待提供到所述电路板的电路的电信号。6.根据权利要求1所述的光学收发器组合件，其中所述光学多路复用器及所述光学多路分用器包含阵列式波导光栅AWG。7.根据权利要求1所述的光学收发器组合件，其中所述输入光纤及所述输出光纤是光纤尾纤。8.根据权利要求7所述的光学收发器组合件，其中所述光纤尾纤通过对应毛细管组合件各自耦合到所述PLC。9.根据权利要求7所述的光学收发器组合件，其中所述光纤尾纤各自耦合所述PLC及所述光学收发器组合件前部的插座。10.根据权利要求9所述的光学收发器组合件，其中所述光纤尾纤的长度大于足以允许所述毛细管组合件与所述插座之间的连接的长度，以便在所述插座与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴蒂阿·佩泽什基，约翰·希纽，
申请(专利权)人：凯亚光电，
类型：发明
国别省市：美国,US