光学配线模块制造技术

提供了一种光学配线模块。该光学配线模块包括：光源，安装在基板的表面上；金属光学波导，耦合至从该光源发射的光的横磁模，并使用长程表面等离子极化激元；和光电探测器。该光学配线模块具有简单的结构，使得其可以进一步小型化，并且其产率可以增加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种新颖的光学配线模块，能够使用采用了横磁(TM)模光源和长程表面等离子极化激元(long-range surface plasmon polariton )(LR-SPP )的金属光学波导来处理超高速和大容量的光学信号。该工作得到韩国信息和通信部(Ministry of In formation andCommunication) /信息技术发展研究所(Institute for Information TechnologyAdvancement)的IT R&D项目[2006-S-073-01 ，用于便携显示器的纳米柔性光电PCB模块]的支持。
技术介绍
当以光学配线取代传统的电学配线时，除了光学传输媒质之外，还需要各种部件，例如将电信号转变成光信号的激光二极管(LD)、驱动器集成电路(IC)、传输光学信号的光学波导、将探测到的光学信号转变回电信号的光电二极管(PD)、和接收器集成电路(IC)。近年来，通过表面发射光的垂直腔面发射激光器(VCSEL)已经被广泛地用作激光器二极管(LD)。垂直腔面发射激光器具有的优点是可以制造二维阵列；可以获得圆形对称光束截面；并且可以减少功率消耗。此外，垂直腔面发射激光器可以在切割芯片之前检查晶片上的器件是否运行正常，并且每单位面积可以制作更多的器件，从而降低制造成本。光学纤维和介电光学波导被广泛地用作传输光学信号的光学波导。PIN光电二极管(PD)被广泛地用作光电探测器。例如Si CMOS或者SiGe BiCMOS电路的Si基电路被广泛地用作驱动器IC和接收器IC，以降低制造成本。通常地，为了通过光学配线传输光，使用了光学纤维或者介电光学波导。在光学配线集成模块中，光学信号通过由例如玻璃、硅石(silica)、聚合物等的介电材料制成的光学波导来传输。此外，为了获得紧凑、集成的才莫块，在各种光学印刷电路板(PCB)中使用了内置光学波导。尽管主要使用多模光学波导来增加光学对准效率并容易地制造光学PCB模块，但是却难于制造相对较大的内置光学波导，从而其产率相当低。此外，如今使用的大多数光学PCB都使用垂直腔面发射激光器。垂直腔面发射激光器或者光电二极管安装在基板的表面上。在此情形下，既然垂直腔面发射激光器或者光电二极管垂直地发射或接收光，所以为了将光连接至水平安装在光学PCB上的光学波导，就需要将光路改变90。的连接器部件。目前已经发展并使用了不同类型的连接器部件，例如形成在光学波导端部的45。镜子和90。弯曲光学波导块。然而，仍然没有可靠的方案，从而需要发展新的技术
技术实现思路
技术问题本专利技术目的在于提供一种光学配线模块，能够使用采用了横磁(TM)模光源和长程表面等离子极化激元(LR-SPP)的金属光学波导来处理超高速、大容量的光学信号。技术方案本专利技术的一个方面是提供一种光学配线模块，包括光源；和金属光学波导，耦合至从光源发射出的光的横磁模并使用长程表面等离子极化激元。此外，光源可以包括主要输出横磁模的边发射光源芯片。光源可以包括主要输出横电模的边发射光源芯片；和半波片，将从边发射光源芯片发射的横电模光转变成横磁模光，以将横磁模光传输至金属光学波导。光源可以包括边发射光源芯片，对准为在基板上旋转90。并主要输出横电模。在该情形下，从主要输出横电模的光源芯片输出的横电模光耦合至处于横磁模的金属光学波导。光源可以包括主要输出横电模的边发射光源芯片。此时，金属光学波导安装为使得条状金属配线配置为与基板的平坦表面垂直。光源可以包括以90。安装在基板上的面发射光源芯片。有利的效果正如从上面可以看出的，设置根据本专利技术的光学配线模块以处理高速、大容量的光学信号。因此，可以解决传统光学配线模块的问题，例如，由使用面发射激光器的光学配线模块的90。入射、主动对准、大的介电光学波导 的使用等导致的处理困难。此外，可以获得高产率、紧凑的光学配线模块。附图说明本专利技术上述的和其它的目标、特征和优势将通过下面结合附图的详细描述而更加显而易见。其中图1是根据本专利技术的光学配线模块的示意性视图； 图2是图1的金属光学波导的立体图3是根据本专利技术第一典型实施例的光学配线;漠块的示意性视图； 图4是根据本专利技术第二典型实施例的光学配线模块的示意性视图； 图5是根据本专利技术第三典型实施例的光学配线模块的示意性视图； 图6是根据本专利技术第四典型实施例的光学配线才莫块的示意性视图； 图7是根据本专利技术第五典型实施例的光学配线模块的示意性视图。 *主要标号的描述 10:光源20:金属光学波导 30:光电探测器具体实施例方式现在将参考附图详细描述本专利技术的典型实施例。描述典型的实施例，以 便于本领域的技术人员充分理解本专利技术。图1是根据本专利技术的光学配线模块的示意性视图。参考图1,根据本专利技术的光学配线模块包括光源10;使用长程表面等 离子极化激元(LR-SPP)的金属光学波导20极化激元；和光电探测器。在该实施例中，传统的光学纤维或介电光学波导被使用长程表面等离子 (LR-SPP)的金属光学波导20代替。表面等离子(SP)是电荷密度波，该 电荷密度波被限制并沿着介电常数的实数形式具有相反符号(opposite sign ) 的界面前进，并且表面电荷密度振荡形成纵向表面限制波。此外，当自由电 子被入射光电场激发为与表面等离子耦合振荡并随其前进时，得到的消散波 (evanescent wave )就被称作表面等离子激元(SPP )。例如，表面等离子极 化激元可以在诸如硅石、玻璃等的介电材料与形成在介电材料中的薄金属层之间的界面产生。然而，由于消散模式的表面等离子极化激元具有虚数波矢， 所以表面等离子极化激元传播至预定的距离，然后消散。此外，由于表面等 离子极化激元可以被引入的光激发前进并在另一个点重新发射光，所以表面 等离子极化激元可以用于光学波导。然而，当使用金属波导时，金属介电常 数的虚部增加会增加金属中的吸附，从而将表面等离子极化激元的范围减小 到非常短的长度，例如，几个到十几个微米，由此难以使用金属波导作为光 学波导。为此，大多数表面等离子或者表面等离子极化激元被应用于使用非常短的距离的光学传感器等。然而，由于长程表面等离子极化激元(LR-SPP) 在金属与介电材料的两个界面独立地前进，随着金属厚度t(见图2)的减小 降低金属的欧姆电阻损耗及金属厚度t变得小于两个模式的金属中的穿透距 离，表面等离子极化激元将彼此影响。当金属厚度t小于两个模式的金属中 的穿透距离时，在每个界面的表面等离子极化激元变为耦合形成超级模式 (super mode),称作fano模式(fano mode )。使用该超级模式，理论上可 以将光传输无限的距离。尽管根据金属中的电场分布将超级模式分为对称模 式和非对称模式，但是长程传输模式是对称的模式。通常地，当LR-SPP被 光激发时，仅仅对称模式被激发。此外，由于LR-SPP和SPP形成纵向表面 限制波，所以入射波的电场部分应该具有与界面垂直的部分。因此，仅有横 磁模可以激发LR-SPP和SPP。光源IO用作光传输器件，将电信号转变成光信号。光传输器件可以包 括例如激光器二极管(LD)的边发射光源芯片、面发射光源芯片等。光源 10电连接至安装在基板1的表面上的驱动器IC3。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学配线模块，包括：　光源；和　金属光学波导，耦合至从该光源发射的光的横磁模，并使用长程表面等离子极化激元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2006-9-29 10-2006-00954661、一种光学配线模块，包括光源；和金属光学波导，耦合至从该光源发射的光的横磁模，并使用长程表面等离子极化激元。2、 根据权利要求1所述的光学配线模块，其中该光源包括主要输出横 磁模的边发射光源芯片。3、 根据权利要求1所述的光学配线模块，其中该光源包括主要输出横 电模的边发射光源芯片，和半波片，该半波片用于将从该边发射光源芯片发 射的横电模光转变成横磁模光，以将该横磁模光传输至该金属光学波导。4、 根据权利要求1所述的光学配线模块，其中该光源包括主要输出横 电模的边发射光源芯片，该边发射光源芯片旋转90。，然后在基板上对准。5、 根据权利要求1所述的光学配线模块，其中该光源是主要输出横电 模的边发射光源芯片，该金属光学波导具有条状金属配线，且该条状金...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明铉，周正振，朴善泽，金振泰，金珉洙，朴承九，
申请(专利权)人：韩国电子通信研究院，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]