安全性增强的激光器阵列制造技术

在检测到有信号丢失的不安全端口时，收发器可以启用与不安全端口相关联的激光器组中的一个激光器并且可以禁用其余激光器。然后，收发器可以指示与该一个激光器相关联的发射机使用低于与1类条件相关联的阈值的降低的发射功率并且在与其它激光器组中被启用的激光器不同的时间，在不安全端口上发射光信号。可替代地，对于接收到有效通信的安全端口，收发器可以启用与安全端口相关联的激光器组中的激光器。然后，收发器可以指示与该激光器组中的激光器相关联的发射机利用大于阈值的用于激光器的正常发射功率在安全端口上发射光信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】安全性增强的激光器阵列专利技术人：PatrickJ.Decker,AshokV.Krishnamoorthy,XuezheZheng和OlaTorudbakken
本公开涉及用于传送光信号的技术。更具体而言，本公开涉及收发器，该收发器循环通过具有开放端口的激光器组和/或使用降低的发射功率以确保安全操作。
技术介绍
并行光互连被广泛用于板到板、机架到机架和箱到箱(box-to-box)互连应用。在这些应用中，光收发器具有从40吉比特每秒到超过300吉比特每秒的总容量。典型地，每个光收发器提供1、4或12个分开的发射机信道，并且每个信道包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL)以及相关联的发射机控制和驱动电子器件。此外，每个信道的信息通常在分开的光纤上输送。然而，每个收发器包括多达24个光学激光器和光探测器的产品正在被考虑。随着每个信道的数据速率的增大，每个信道的发射功率存在相应的增加。具体而言，发射功率通常由接收机处需要的光功率和光链路的相关联的损耗决定。尽管这样的光互连部件对于传输信息是有用的，并且对于系统的性能可以是关键的，但是这些光互连还带来了激光器安全性问题，该激光器安全性问题具体而言是与使用这样的激光器阵列相关联的眼睛危险。与VCSEL相关联的主要激光辐射危险是由可能对眼睛造成伤害的热效应导致的。这样的激光的低发散角，尤其是在与基于聚焦透镜/准直透镜的光学耦合器(例如，低成本、并行光纤连接器组件中包括的光学耦合器)一起使用时，可能带来威胁，因为激光可能会在一秒的一小部分内(即，比眨眼更快地)造成永久性损伤。近红外(780nm-870nm)范围中的VCSEL辐射对于很多人可能是不可见的。这增大了风险，因为这种不可见性降低了自然眼睛响应的有效性(人类身体的保护性眨眼反射仅对可见辐射做出响应)。此外，与包括准直光学器件的光耦合器一起使用间隔为毫米的一小部分(典型为250μm)的VCSEL阵列产生可以被同时耦合到眼睛中的多个平行光束。尽管在近红外波长处的辐射是不可见的，但是该辐射仍然可以由眼睛聚焦到视网膜上，并且局部强度增大多达5个数量级。因此，在近红外区域每个VCSEL的即使相对小水平的激光功率也可以同时耦合到眼睛中，并且可能导致人视网膜的高强度加热，从而潜在地造成永久性损伤。因此，需要没有上文描述的问题的收发器。
技术实现思路
本公开的一个实施例提供了一种收发器。该收发器包括：布置成激光器组的激光器，其中给定激光器组包括N个激光器；耦合到激光器的发射机。此外，该收发器包括：光学耦合到激光器的端口，其中给定端口被光学耦合到给定激光器组，并且端口可以被光学耦合到光纤和相关联的光连接器(例如，光学透镜)；以及光学耦合到端口的接收机。此外，收发器包括电耦合到激光器、发射机和接收机的控制逻辑。在操作期间，对于针对其信号丢失指示相关联的光纤已经被断开连接或切断的不安全端口，该控制逻辑：启用与该不安全端口相关联的激光器组中的一个激光器；禁用该激光器组中的其余激光器；以及指示与该一个激光器相关联的发射机使用小于阈值的降低的发射功率来在该不安全端口上发射光信号，其中该一个激光器在与其它激光器组中所启用的激光器不同的时间进行发射。可替代地，对于在其上有效通信被接收的安全端口，控制逻辑：启用与该安全端口相关联的激光器组中的激光器；以及指示与该激光器组中的激光器相关联的发射机使用大于阈值的用于激光器的正常发射功率来在该安全端口上发射光信号。注意，激光器可以包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。在其它实施例中，激光器包括硅光子调制器。此外，收发器可以在端口上维持1类条件。因此，阈值可以与1类条件兼容。此外，该一个激光器可以周期性地发射光信号。附加地，可以与其它激光器组独立地控制每个激光器组。在一些实施例中，该N个激光器对应于N个独立信道。例如，N可以是4、12或16。此外，有效的通信包括：确认、连续波信号和/或数据。此外，检测信号丢失可以包括在时间间隔期间没有有效的通信。此外，该N个组可以与N个光学模块相关联。另一个实施例提供了一种系统，该系统包括：处理器；存储程序模块的存储器；以及收发器。在操作期间，程序模块由处理器执行。另一个实施例提供了一种用于为包括激光器组和相关联的端口的收发器确保1类条件的方法，该方法可以由收发器执行。提供该
技术实现思路
仅仅是为了示出一些示例性实施例，以便提供对本文描述的主题的一些方面的基本理解。因此，将理解的是，上文描述的特征仅仅是示例，并且不应当被解释为以任何方式使本文描述的主题的范围或精神变窄。从以下具体实施方式、附图和权利要求，本文描述的主题的其它特征、方面和优点将变得明显。附图说明图1是示出了根据本公开的实施例的包括收发器的系统的框图。图2是示出了根据本公开的实施例的激光器组的依据时间的周期性操作的图。图3是示出了根据本公开的实施例的包括图1的收发器的系统的框图。图4是示出了根据本公开的实施例的用于为包括激光器组和相关联的端口的收发器确保1类条件的方法的流程图。表1提供了根据本公开的实施例的用于安全性技术的伪代码。注意，相同的附图标记在所有附图中指代对应的部分。此外，同一部分的多个实例由通过破折号与实例编号分开的公共前缀指定。具体实施方式描述了收发器、包括该收发器的系统以及用于为收发器确保1类条件的技术的实施例。当检测到有信号丢失的不安全端口时，收发器可以启用与该不安全端口相关联的激光器组中的一个激光器并且可以禁用其余激光器。然后，收发器可以指示与该一个激光器相关联的发射机使用小于与1类条件相关联的阈值的降低的发射功率并且在与其它激光器组中所启用的激光器不同的时间，在不安全端口上发射光信号。可替代地，对于在其上有效通信被接收的安全端口，收发器可以启用在与该安全端口相关联的激光器组中的激光器。然后，收发器可以指示与该激光器组中的激光器相关联的发射机使用大于阈值的用于激光器的正常发射功率来在安全端口上发射光信号。通过确保1类条件，对于使用具有激光器阵列(尤其是垂直腔表面发射激光器(VCSEL)阵列)的收发器的高速数字计算和交换系统，该安全性技术可以降低眼睛危险，并且可以改善眼睛的安全性。因此，即使万一光纤连接器断开连接或光链路意外中断从而导致光纤或光纤连接器暴露，该安全性技术也可以提高并行的、高密度、高速光链路的安全性。此外，收发器不要求任何警告标记、附加的认证或跟踪。此外，该安全性技术可以被用于一旦光纤被重新连接则重新建立通信。因此，该安全性技术可以允许增加收发器和相关联的光链路和系统的使用。在随后的讨论中，VCSEL被用作收发器中的激光器的示例。然而，该安全性技术可以被用于各种各样的激光器以及更一般地被用于各种各样的光源。例如，激光器可以包括硅光子调制器。注意到，VCSEL是直接调制光源(例如，电调制源)，硅光子调制器(例如，使用光学调制)在外部调制连续波激光源。此外，要指出，激光器分类(诸如，1类条件)可以由国际电工委员会(IEC)60825-1标准或美国国家标准协会(ANSI)Z-136.1标准指定。例如，在正常操作条件下，1类(豁免(exempt))激光器不能发射有害水平的光学辐射，因此在正常使用的所有条件下1类激光器是安全的。除了在通过诸如显微镜和望远镜之类的放大光学器件时，对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种收发器，包括：被布置成激光器组的激光器，其中给定激光器组包括N个激光器；耦合到所述激光器的发射机；光学耦合到所述激光器的端口，其中给定端口光学耦合到所述给定激光器组，并且其中所述端口光学耦合到光纤和相关联的光连接器；光学耦合到所述端口的接收机；以及电耦合到所述激光器、所述发射机和所述接收机的控制逻辑，在操作期间，对于其信号丢失指示相关联的光纤已经被断开连接和被切断中的一者的不安全端口，所述控制逻辑：启用与所述不安全端口相关联的一个激光器组中的一个激光器；禁用所述一个激光器组中的其余激光器；以及指示与所述一个激光器相关联的发射机使用低于阈值的降低的发射功率在所述不安全端口上发射光信号，其中所述一个激光器在与其它激光器组中的被启用的激光器不同的时间发射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.20 US 62/136,211;2015.07.31 US 14/815,8571.一种收发器，包括：被布置成激光器组的激光器，其中给定激光器组包括N个激光器；耦合到所述激光器的发射机；光学耦合到所述激光器的端口，其中给定端口光学耦合到所述给定激光器组，并且其中所述端口光学耦合到光纤和相关联的光连接器；光学耦合到所述端口的接收机；以及电耦合到所述激光器、所述发射机和所述接收机的控制逻辑，在操作期间，对于其信号丢失指示相关联的光纤已经被断开连接和被切断中的一者的不安全端口，所述控制逻辑：启用与所述不安全端口相关联的一个激光器组中的一个激光器；禁用所述一个激光器组中的其余激光器；以及指示与所述一个激光器相关联的发射机使用低于阈值的降低的发射功率在所述不安全端口上发射光信号，其中所述一个激光器在与其它激光器组中的被启用的激光器不同的时间发射。2.根据权利要求1所述的收发器，其中，在操作期间，对于接收到有效通信的安全端口，所述控制逻辑：启用与所述安全端口相关联的一个激光器组中的激光器；以及指示与所述一个激光器组中的激光器相关联的发射机利用大于所述阈值的用于所述激光器的正常发射功率在所述安全端口上发射光信号。3.根据权利要求1或2所述的收发器，其中，所述激光器包括如下之一：垂直腔表面发射激光器(VCSEL)；以及硅光子调制器。4.根据权利要求1到3中任一项所述的收发器，其中，所述收发器在所述端口上维持由国际电工委员会(IEC)60825-1标准指定的1类条件。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·J·德克尔，A·V·克里什纳莫西，郑学哲，O·托卢德巴肯，
申请(专利权)人：甲骨文国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US