【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域涉及双向或者多通道光电子设备，包括双向光电子收发器。特别地，在此公开了(i)光源驱动电路、(ii)多功能封装及(iii)在波导衬底上形成的陷光(light-trapping)结构,用于减小双向光电子设备中的串扰。
技术介绍
双向光电子收发器是可以同时(i)接收一个或多个输入光信号并生成对应的输出电信号及(ii)接收一个或多个输入电信号并生成对应的输出光信号的设备。更一般地说，多通道光电子设备是可以对两对或更多对对应的电和光信号(每一对都包括一个“通道”)同时处理电和光信号之间这种变换的设备。这种多通道设备可以是“单向的”(即，其中所有的输入信号都是光信号而所有的对应输出信号都是电信号，或者反过来)或者“双向的”(如上面已经描述过的)。总的来说，输入和输出信号(光和电信号)可以以任何合适的方式发送与接收，所述方式包括，例如，自由空间传播(光或电)，通过导线、线缆或迹线的电传导(电)，或者在光纤或波导中作为引导模式传播(光)。在电信设备中，光信号(输入和输出)从光纤或波导接收或发送到其中而电信号从导线、线缆或迹线接收或发送到其中是很普遍的。在这种背景下，每个信号(电或光)一般都包括根据给定策略调制的载波，来编码数字或模拟信息(例如，数字数据流、模拟或数字视频信号或者模拟或数字音频信号)。以上提到的(i)输入光信号和输出电信号之间与(ii)输入电信号和输出光信号之间的对应性是根据它们各自调制策略编码的信息的对应性。存在许多把信息编码到电或光载波信号上的调制策略。电调制策略的一个常见的例子包括基带数字幅值调制；另一个常见的例子包括射频(RF)电载...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.28 US 61/328,675;2010.06.25 US 61/358,877;1.一种双向光电子设备，包括 (a)光电检测器，布置成(i )接收调制成编码第一发送信息的输入光信号，及(ii )响应于所述输入光信号而生成调制成编码所述第一发送信息的输出电信号； (b )光源，布置成(i )接收调制成编码第二发送信息的输入电信号，及(i i )响应于所述输入电信号而生成调制成编码所述第二发送信息的输出光信号，所述光源具有用于接收所述输入电信号的第一电导线和第二电导线；及 (C)驱动电路,布置成把所述输入电信号的第一部分施加到所述光源的第一电导线并且把所述输入电信号的第二部分施加到所述光源的第二电导线，其中所述输入电信号的第二部分是所述输入电信号的第一部分的基本上成比例的反向复制。2.如权利要求I所述的双向光电子设备，其中，所述光源包括激光二极管，所述第一电导线包括该激光二极管的阴极，而所述第二电导线包括该激光二极管的阳极。3.如权利要求I所述的双向光电子设备，其中，所述输入电信号包括一个或多个幅值调制的RF载波信号或者一个或多个基带数字幅值调制信号。4.如权利要求I所述的双向光电子设备，其中，所述输出电信号包括一个或多个幅值调制的RF载波信号或者一个或多个基带数字幅值调制信号。5.如权利要求I所述的双向光电子设备，其中，所述光电检测器耦合到跨阻抗放大器。6.如权利要求I所述的双向光电子设备，其中，所述光电检测器包括p-i-n光电二极管或者雪崩光电二极管。7.如权利要求I所述的双向光电子设备，其中，所述输入电信号的第二部分相对于所述输入电信号的第一部分的选定缩放因子令所述光电检测器呈现出最小串扰代价。8.如权利要求I所述的双向光电子设备，其中，所述输入电信号的第二部分相对于所述输入电信号的第一部分的缩放因子大约是一。9.如权利要求I所述的双向光电子设备，其中，所述输入电信号的第一部分和第二部分彼此相差输入电信号偏移。10.如权利要求I所述的双向光电子设备，其中，所述输入电信号AC耦合到所述光源。11.如权利要求I所述的双向光电子设备，其中，所述输入电信号DC耦合到所述光源。12.如权利要求I所述的双向光电子设备，还包括布置成封装所述光电检测器和光源的保护性封装件，该保护性封装件包括分散在其体积中的中空介电微球，从而把由于该保护性封装件中所存在的不希望的电信号产生的串扰代价减小到低于在所述保护性封装件中没有所述中空介电微球的情况下由所述双向光电子设备呈现的水平。13.如权利要求12所述的双向光电子设备，其中，所述保护性封装件还包括分散在其体积中的光吸收体，从而把由于该保护性封装件中所存在的不希望的光信号产生的串扰代价减小到低于在所述保护性封装件中没有所述光吸收体的情况下由所述双向光电子设备呈现的水平。14.如权利要求13所述的双向光电子设备，其中，所存在的所述光吸收体的量使得在所述双向光电子设备的工作波长范围上所述保护性封装件的消光系数K在大约IcnT1和大约200CHT1之间。15.如权利要求13所述的双向光电子设备，其中，所述光吸收体包括分散在所述保护性封装件中的碳粒子。16.如权利要求15所述的双向光电子设备，其中，所述保护性封装件包括重量占大约.0. 1%和大约2%之间的碳粒子。17.如权利要求12或者13所述的双向光电子设备,其中,所存在的所述中空介电微球的量使得所述保护性封装件的介电常数在大约I. 7和大约2. 5之间。18.如权利要求12或者13所述的双向光电子设备,其中,所存在的所述中空介电微球的量使得具有所述中空介电微球的保护性封装件的平均介电常数比无所述中空介电微球的保护性封装件的介电常数小大约25%和大约50%之间。19.如权利要求12或者13所述的双向光电子设备，其中，所述保护性封装件包括体积占大约25%和大约50%之间的中空介电微球。20.如权利要求12或者13所述的双向光电子设备，其中，所述中空介电微球具有大约.40iim和大约70 iim之间的中值直径。21.如权利要求12或者13所述的双向光电子设备,其中,所述中空介电微球包括中空二氧化硅微球。22.如权利要求12或者13所述的双向光电子设备，其中，所述保护性封装件包括硅酮、环氧树脂或者聚氨酯聚合物。23.如权利要求12或者13所述的双向光电子设备，还包括光学封装件，该光学封装件布置成填充所述双向光电子设备中自由光路的一个或多个片段，并且在所述保护性封装件下面封装所述双向光电子设备的一部分。24.如权利要求1、12或者13所述的双向光电子设备，其中，所述光源和光电检测器位于公共衬底上，且在彼此的大约2mm范围之内。25.如权利要求1、12或者13所述的双向光电子设备，其中，所述光源和光电检测器位于边缘尺寸小于大约IOmm的公共衬底上。26.如权利要求1、12或者13所述的双向光电子设备,其中,在输入电信号施加到光源或者输出光信号从光源发出的情况下光电检测器的灵敏度在没有输入电信号施加到光源而且没有输出光信号从光源发出的情况下所述光电检测器的灵敏度的大约3dB之内。27.如权利要求1、12或者13所述的双向光电子设备，其中，所述光电检测器呈现出小于大约3dB的串扰代价。28.如权利要求I、12或者13所述的双向光电子设备，还包括 波导衬底； 所述波导衬底上的一组一个或多个光波导层； 在一个或多个所述光波导层中形成的一个或多个光波导，每个所述光波导都布置成基本上在两个横向方向中限定对应的引导光学模式,其中所述光源位于所述波导衬底上或者一个或多个所述光波导层上，所述光源被布置成发射所述输出光信号的第一部分以所述对应的引导光学模式沿一个所述光波导传播； 在所述光波导层中形成的一个或多个光收集器，每个所述光收集器包括所述光波导层的一个或多个侧表面和所述侧表面上基本不透明的涂层；及 在所述光波导层中形成的一个或多个光阱，每个所述光阱包括所述光波导层的一个或多个侧表面和所述侧表面上基本不透明的涂层， 其中每个光阱的侧表面布置成定义所述光波导层的对应螺旋区域，该区域包括所述光阱的开口和闭合端 '及 每个光收集器的侧表面布置成把所述输出光信号的第二部分的对应部分重定向成传播到一个所述光阱的开口中，其中所述输出光信号的第二部分在一个或多个所述光波导层中从所述光源传播，而没有被任何所述光波导以所述对应的引导光学模式限定。29.如权利要求28所述的双向光电子设备,其中,所述波导衬底包括娃或者掺杂娃,而且每个光波导层包括二氧化硅、掺杂二氧化硅、硅氮化物或者硅氧氮化物。30.如权利要求28所述的双向光电子设备，其中，所述光源包括激光二极管或者发光二极管。31.如权利要求28所述的双向光电子设备，其中，所述光收集器和光阱的侧表面包括一个或多个所述光波导层的蚀刻边缘。32.如权利要求28所述的双向光电子设备，其中，所述光收集器和光阱的侧表面的基本上不透明的涂层包括金属层。33.如权利要求32所述的双向光电子设备，其中，所述金属层是吸收型的。34.如权利要求32所述的双向光电子设备，其中，所述金属层是反射型的。35.如权利要求32所述的双向光电子设备，其中，所述金属层是吸收型的，而且所述基本上不透明的涂层包括所述侧表面与金属层之间的反射抑制层。36.如权利要求28所述的双向光电子设备，其中，一个或多个所述光收集器的侧表面是弯曲的，从而重定向所述输出光信号中从光源发散的第二部分的对应部分以朝一个所述光讲会聚。37.如权利要求36所述的双向光电子设备，其中，所述光收集器的弯曲的侧表面近似椭圆的一部分，其中该椭圆的一个焦点位于所述光源处，而该椭圆的另一个焦点位于对应光讲的开口处。38.如权利要求28所述的双向光电子设备，其中，一个或多个所述光收集器包括一个或多个基本上平的侧表面，并且布置成通过来自所述平的侧表面的两次或更多次相继反射来重定向所述输出光信号的第二部分的对应部分。39.如权利要求28所述的双向光电子设备，其中，引导所述输出光信号的第一部分的光波导包括弯曲片段，并且在所述弯曲片段之前布置成在第一个所述光收集器和第二个所述光收集器之间通过，且在所述弯曲片段之后布置成在所述第一个光收集器和光阱的开口之间通过，而且所述第二个光收集器布置成基本上阻挡位于所述第一个光收集器与所述光阱的开口之间的从所述光源通过所述光波导层的基本上所有直线传播路径。40.如权利要求28所述的双向光电子设备，其中，所述螺旋区域对着大于大约180°的弧。41.如权利要求28所述的双向光电子设备，其中，所述螺旋区域的至少一部分是角状螺 旋区域。42.如权利要求28所述的双向光电子设备，其中，所述光源和光电检测器位于公共衬底上，且在彼此的大约2mm范围之内。43.如权利要求28所述的双向光电子设备，其中，所述光源和光电检测器位于边缘尺寸小于大约IOmm的公共衬底上。44.如权利要求28所述的双向光电子设备,其中,在输入电信号施加到光源或者输出光信号从光源发出的情况下光电检测器的灵敏度在没有输入电信号施加到光源而且没有输出光信号从光源发出的情况下所述光电检测器的灵敏度的大约3dB之内。45.如权利要求28所述的双向光电子设备，其中，所述光电检测器呈现出小于大约3dB的串扰代价。46.一种方法,包括 (a)在光电检测器处接收调制成编码第一发送信息的输入光信号，并且响应于所述输入光信号利用所述光电检测器生成调制成编码所述第一发送信息的输出电信号； (b)在光源处接收调制成编码第二发送信息的输入电信号，并且响应于所述输入电信号利用所述光源生成调制成编码所述第二发送信息的输出光信号，所述光源具有用于接收所述输入电信号的第一电导线和第二电导线；及 (C)利用驱动电路把所述输入电信号的第一部分施加到所述光源的第一电导线，并且利用所述驱动电路把所述输入电信号的第二部分施加到所述光源的第二电导线，其中所述输入电信号的第二部分是所述输入电信号的第一部分的基本上成比例的反向复制。47.如权利要求46所述的方法，其中，所述光源包括激光二极管，所述第一电导线包括该激光二极管的阴极，而所述第二电导线包括该激光二极管的阳极。48.如权利要求46所述的方法，其中，所述输入电信号包括一个或多个幅值调制的RF载波信号或者一个或多个基带数字幅值调制信号。49.如权利要求46所述的方法，其中，所述输出电信号包括一个或多个幅值调制的RF载波信号或者一个或多个基带数字幅值调制信号。50.如权利要求46所述的方法，其中，所述光电检测器耦合到跨阻抗放大器。51.如权利要求46所述的方法，其中，所述光电检测器包括p-i-n光电二极管或者雪崩光电二极管。52.如权利要求46所述的方法,其中,所述输入电信号的第二部分相对于所述输入电信号的第一部分的选定缩放因子令所述光电检测器呈现出最小串扰代价。53.如权利要求52所述的方法，还包括执行一个优化过程来确定所述选定缩放因子。54.如权利要求46所述的方法,其中，所述输入电信号的第二部分相对于所述输入电信号的第一部分的缩放因子大约是一。55.如权利要求46所述的方法,其中，所述输入电信号的第一部分和第二部分彼此相差输入电信号偏移。56.如权利要求46所述的方法,其中，所述输入电信号AC稱合到所述光源。57.如权利要求46所述的方法，其中，所述输入电信号DC耦合到所述光源。58.如权利要求46所述的方法，其中，布置保护性封装件来封装所述光电检测器和光源，该保护性封装件包括分散在其体积中的中空介电微球，从而把由于该保护性封装件中所存在的不希望的电信号产生的串扰代价减小到低于在所述保护性封装件中没有所述中空介电微球的情况下由双向设备呈现的水平。59.如权利要求58所述的方法，其中，所述保护性封装件还包括分散在其体积中的光吸收体，从而把由于该保护性封装件中所存在的不希望的光信号产生的串扰代价减小到低于在所述保护性封装件中没有所述光吸收体的情况下由光电子设备呈现的水平。60.如权利要求59所述的方法，其中，所存在的所述光吸收体的量使得在光电子设备的工作波长范围上所述保护性封装件的消光系数K在大约IcnT1和大约200CHT1之间。61.如权利要求59所述的方法，其中，所述光吸收体包括分散在所述保护性封装件中的碳粒子。62.如权利要求61所述的方法，其中，所述保护性封装件包括重量占大约0.1%和大约.2%之间的碳粒子。63.如权利要求58或者59所述的方法，其中，所存在的所述中空介电微球的量使得所述保护性封装件的介电常数在大约I. 7和大约2. 5之间。64.如权利要求58或者59所述的方法，其中，所存在的所述中空介电微球的量使得具有所述中空介电微球的保护性封装件的平均介电常数比无所述中空介电微球的保护性封装件的介电常数小大约25%和大约50%之间。65.如权利要求58或者59所述的方法，其中，所述保护性封装件包括体积占大约25%和大约50%之间的中空介电微球。66.如权利要求58或者59所述的方法，其中，所述中空介电微球具有大约40y m和大约70 ii m之间的中值直径。67.如权利要求58或者59所述的方法,其中，所述中空介电微球包括中空二氧化娃微球。68.如权利要求58或者59所述的方法，其中，所述保护性封装件包括硅酮、环氧树脂或者聚氨酯聚合物。69.如权利要求58或者59所述的方法,还包括光学封装件,该光学封装件布置成填充光电子设备中自由光路的一个或多个片段，并且在所述保护性封装件下面封装所述光电子设备的一部分。70.如权利要求46、58或者59所述的方法,其中，所述光源和光电检测器位于公共衬底上，且在彼此的大约2mm范围之内。71.如权利要求46、58或者59所述的方法，其中，所述光源和光电检测器位于边缘尺寸小于大约IOmm的公共衬底上。72.如权利要求46、58或者59所述的方法,其中，在输入电信号施加到光源或者输出光信号从光源发出的情况下光电检测器的灵敏度在没有输入电信号施加到光源而且没有输出光信号从光源发出的情况下所述光电检测器的灵敏度的大约3dB之内。73.如权利要求46、58或者59所述的方法，其中，所述光电检测器呈现出小于大约3dB的串扰代价。74.如权利要求46、58或者59所述的方法，其中 在波导衬底上的一个或多个光波导层中形成一个或多个光波导，每个所述光波导都布置成基本上在两个横向方向中限定对应的引导光学模式； 所述光源位于所述波导衬底上或者一个或多个所述光波导层上，所述光源被布置成发射所述输出光信号的第一部分以所述对应的引导光学模式沿一个所述光波导传播； 在所述光波导层中形成一个或多个光收集器，每个所述光收集器包括所述光波导层的一个或多个侧表面和所述侧表面上基本不透明的涂层；及 在所述光波导层中形成一个或多个光阱，每个所述光阱包括所述光波导层的一个或多个侧表面和所述侧表面上基本不透明的涂层； 每个光阱的侧表面布置成定义所述光波导层的对应螺旋区域，该区域包括所述光阱的开口和闭合端 '及 每个光收集器的侧表面布置成把所述输出光信号的第二部分的对应部分重定向成传播到一个所述光阱的开口中，其中所述输出光信号的第二部分在一个或多个所述光波导层中从所述光源传播，而没有被任何所述光波导以所述对应的引导光学模式限定。75.如权利要求74所述的方法,其中,所述波导衬底包括娃或者掺杂娃,而且每个光波导层包括二氧化硅、掺杂二氧化硅、硅氮化物或者硅氧氮化物。76.如权利要求74所述的方法，其中，所述光源包括激光二极管或者发光二极管。77.如权利要求74所述的方法，其中，所述光收集器和光阱的侧表面包括一个或多个所述光波导层的蚀刻边缘。78.如权利要求74所述的方法，其中，所述光收集器和光阱的侧表面的基本上不透明的涂层包括金属层。79.如权利要求78所述的方法，其中，所述金属层是吸收型的。80.如权利要求78所述的方法，其中，所述金属层是反射型的。81.如权利要求78所述的方法，其中，所述金属层是吸收型的，而且所述基本上不透明的涂层包括所述侧表面与金属层之间的反射抑制层。82.如权利要求74所述的方法，其中，一个或多个所述光收集器的侧表面是弯曲的，从而重定向所述输出光信号中从光源发散的第二部分的对应部分以朝一个所述光阱会聚。83.如权利要求82所述的方法，其中，所述光收集器的弯曲的侧表面近似椭圆的一部分，其中该椭圆的一个焦点位于所述光源处，而该椭圆的另一个焦点位于对应光阱的开口处。84.如权利要求74所述的方法,其中，一个或多个所述光收集器包括一个或多个基本上平的侧表面，并且布置成通过来自所述平的侧表面的两次或更多次相继反射来重定向所述输出光信号的第二部分的对应部分。85.如权利要求74所述的方法，其中，引导所述输出光信号的第一部分的光波导包括弯曲片段，并且在所述弯曲片段之前布置成在第一个所述光收集器和第二个所述光收集器之间通过，且在所述弯曲片段之后布置成在所述第一个光收集器和光阱的开口之间通过，而且所述第二个光收集器布置成基本上阻挡位于所述第一个光收集器与所述光阱的开口之间的从所述光源通过所述光波导层的基本上所有直线传播路径。86.如权利要求74所述的方法，其中，所述螺旋区域对着大于大约180°的弧。87.如权利要求74所述的方法，其中，所述螺旋区域的至少一部分是角状螺旋区域。88.如权利要求74所述的方法，其中，所述光源和光电检测器位于公共衬底上，且在彼此的大约2mm范围之内。89.如权利要求74所述的方法备，其中，所述光源和光电检测器位于边缘尺寸小于大...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·S·帕斯拉斯基，A·瑞兹，P·C·塞瑞卡尔，R·A·维斯，
申请(专利权)人：HOYA美国公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。