光学收发模块及光纤缆线模块转让专利
申请号 : CN201510537575.1
文献号 : CN106483610B
文献日 : 2018-06-29
发明人 : 黄云晟 , 茂木孝史 , 内田俊一 , 吴昌成
申请人 : 佑胜光电股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种光学收发模块,其特征在于:所述光学收发模块包括:基板具有相对的第一表面及第二表面;
光接收组件,连接于所述基板;以及
多个密封型光发射组件,设置于所述基板上,其中每一所述密封型光发射组件包括光发射器,所述光发射器是完全地密封于一个或多个密封型壳体内,每一所述多个密封型光发射组件的密封程度是介于1x10-12atm*cc/sec与5x10-7atm*cc/sec之间。
2.根据权利要求1所述的光学收发模块,其特征在于:所述多个密封型光发射组件是排列于所述基板的第一表面上或所述基板的一侧上。
3.根据权利要求2所述的光学收发模块,其特征在于:所述光学收发模块还包括定位件,用于定位及固定所述多个密封型光发射组件于所述基板上。
4.根据权利要求2所述的光学收发模块,其特征在于:每一所述多个密封型光发射组件还包括筒状件,每一所述筒状件的至少一部分突出于所述基板的一端,所述光接收组件是固定于所述筒状件的一侧。
5.根据权利要求1所述的光学收发模块,其特征在于:所述多个密封型光发射组件是平行并列地排列于所述基板的第一表面上,以连接至少四个光纤通道。
6.根据权利要求1所述的光学收发模块,其特征在于:所述密封型光发射组件还包括至少一光纤定位弹簧,所述光纤定位弹簧是设置于所述多个密封型光发射组件的一端,以确保所述多个密封型光发射组件与光纤之间的连接。
7.根据权利要求1所述的光学收发模块,其特征在于:所述光接收组件为一个或多个密封型的光接收组件。
8.根据权利要求1所述的光学收发模块,其特征在于:所述基板具有一凹部,至少部分的所述多个密封型光发射组件是位于所述凹部内,并电性连接于所述基板的第二表面上的电路。
9.一种光纤缆线模块,其特征在于:所述光纤缆线模块包括:光纤缆线;以及
光学收发模块,连接于所述光纤缆线,所述光学收发模块包括:基板具有相对的第一表面及第二表面;
光接收组件,连接于所述基板;以及
多个密封型光发射组件,设置于所述基板上,其中每一所述密封型光发射组件包括光发射器,所述光发射器是完全地密封于一个或多个密封型壳体内,每一所述多个密封型光发射组件的密封程度是介于1x10-12atm*cc/sec与5x10-7atm*cc/sec之间。
说明书 :
光学收发模块及光纤缆线模块
【技术领域】
【背景技术】
求,特别是对于未来高性能计算的期待齐步并进。现今,I/O信号是通过电路板自处理器来
回地电性传送并向外输送至周边装置。电性信号必需经过焊料接头、缆线及其他电性导体。
因此,电性I/O信号速率会受电性连接器的电性特性所限制。
收发机等光学模块的进一步的小型化。然而,由于基板面积减少,所以部件的高密度安装变
得困难。
【发明内容】
于基板上。
侧(下方)。
一实施例中,基板的长度可仅约为63~73mm。
体的长度可仅约为65~75mm。
射组件与光纤之间的连接。
及定位。
件。
上,且位于凹部的一侧。
基材表面及第二基材表面,光接收器是设置于芯片基材的第一基材表面,定位孔是形成于
芯片基材的第二基材表面上,且对位于光接收器。当外部光纤的一端插入第二基材表面上
的定位孔内时,光纤的一端可直接对位于第一基材表面上的光接收器,使得光纤芯所发出
的光信号可直接经由芯片基材来传至光接收器。
不预期的光反射。
可为1.5~3.3。
基材表面上,并分别对应于光接收器。
【附图说明】
限制本发明。
任意示出的,但是本发明不限于此。
video或数据data)至电子装置101。电子装置101可以是许多运算或显示装置中的任何一
种,其包括但不局限于数据中心、桌上型或膝上型计算机、笔记本电脑、超薄型笔电、平板计算机、小笔电、或其它运算装置。除了运算装置之外,可被了解的是,许多其他类型的电子装置可包含一或多种描述于本文中的光学收发模块110及/或匹配埠102,且描述于本文中的
实施例可等效地应用在这些电子装置上。这些其它电子装置的例子可包括手持式装置、智
能型手机、媒体装置、个人数字助理(PDA)、超行动个人计算机、移动电话、多媒体装置、内存装置、照相机、录音机、I/O装置、服务器、机顶盒、打印机、扫描机、监视器、电视机、电子广告牌、投影机、娱乐控制单元、可携式音乐播放器、数字摄影机、上网装置、游戏设备、游戏主机、或任何可以包括此光学收发模块110及/或匹配端口102的其它电子装置。在其它实施例
中,此电子装置101可以是任何其他处理数据或影像的电子装置。
装置。此处理器103可包括或可以是一微处理器、可程序逻辑装置或数组、微型控制器、讯号处理器、或某些组合。
连接。本实施例的光学收发模块110可支持经由一光学界面的通信。在各种实施例中,光学
收发模块110亦可支持透过一电性界面的通信。
脑、超薄型笔电、平板计算机、小笔电、或其它运算装置。除了运算装置之外,可被了解的是,周边装置105可包括手持式装置、智能型手机、媒体装置、个人数字助理(PDA)、超行动个人
计算机、移动电话、多媒体装置、内存装置、照相机、录音机、I/O装置、服务器、机顶盒、打印机、扫描机、监视器、电视机、电子广告牌、投影机、娱乐控制单元、可携式音乐播放器、数字摄影机、上网装置、游戏设备、游戏主机、或其他电子装置。
一信号系可包括产生及转换至光学性、或接收及转换至电性。在一实施例中,装置也包括电
性路径。电性路径代表在处理器103与埠102之间传送一电信号的一或多个组件。
与另一者配接通常亦提供通信连接。此匹配埠102可包括一罩壳104,其可提供该机械式连
接机构。此匹配埠102亦可包括一或多个光学界面构件。路径106可代表一或多个构件,其可
包括用来传递光讯号(或光讯号及电讯号)于处理器103和匹配埠102之间的处理及/或终止
构件。传递讯号可包括产生并转换成光讯号、或接收并转换成电讯号。
此光学收发模块110可为一光引擎,用于产生光讯号及/或接收并处理光讯号。光学收发模
块110可提供从电-至-光信号或从光-至-电信号的转换。
性界面可依据相同的协议,但这并不是绝对必要的。不论光学收发模块110是依据电性I/O
界面的协议,或是依据一不同的协议或标准来处理讯号,光学收发模块110都可为了一预期
的(intended)的协议而被建构或程序化于一特定的模块内,且不同的收发模块或光引擎可
为了不同的协定而被建构。
印刷电路板(PCB)或陶瓷基板,并可包括例如插脚或连接球,用于介接至一外部装置。处理
器112是连接于基板111,处理器112可为任何类型的处理器晶粒或光学IC,而非限制于任一
特定的处理器类型。密封型光发射组件113及光接收组件114是连接至基板111上的处理器
112,分别用于发射及接收光信号。密封型光发射组件113及光接收组件114可包括传输电子
信号之发射电路和接收电路,更具体的说,是处理对应光信号之电子信号的时序或其它协
议方面的事项。
不同波长的光导入光纤中,通过光纤来进行中、长距离的传输。光接收组件114可接收光信
号,并可将处理过的光信号分别导引至不同的通道。然不限于此,光学收发模块110除应用
PSM4的技术外,亦可应用于波长分波多任务(WDM),二位相位偏移调变(Binary Phase
Shift Keying,BPSK),四位相位偏移调变(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)、粗式
波长分割多任务转换(Conventional/Coarse Wavelength Division Multiplexing,CWDM)
高密度分波多任务(Dense Wavelength Division Multiplexing,DWDM)、光塞取多任务
(Optical Add/Drop Multiplexer,OADM)、可调光塞取多任务(Reconfigurable Optical
Add/Drop Multiplexer,ROADM)、或类此之相关光通讯技术。
射面来提供光信号的复位向。连接器115的角度、一般尺寸和形状系取决于光的波长,以及
用来制造耦合器的材料和整个系统的要求。在一实施例中,连接器115可设计成提供来自基
板111的垂直光和传至基板111的水平光的复位向。
领域技术者可理解的是,光学界面需要瞄准线(line-of-sight)连接,用以具有一和接收器
界接之光讯号发送器(两者皆可被称为透镜)。因此,连接器的组态将使得透镜不会被相应
的电性接点组件遮挡住。例如,光学界面透镜可被设置在该等接点组件的侧边、或上方或下
方,端视该连接器内可用空间而定。
步骤,来达到LR4的规格需求。
光-波芯片(PLC)及调变器。平面光-波芯片可为光的传输及其转换成电子信号提供一平面
之整合组件,反之亦然。可以理解的是,平面光-波芯片(PLC)的功能也可以被整合于连接器
115中。
于基板的第一表面111a上,例如多个(如4个)密封型光发射组件113可平行并列地排列于基
板111的第一表面111a上。在一实施例中,光学收发模块110还可包括定位件117,用于定位
及固定此多个密封型光发射组件113于基板111的第一表面上111a上,以维持光纤通道以及
光收发组件之间接合的特性损失和可靠性。具体地,定位件117可设置于基板111的第一表
面111a上,且定位件117可包括多个凹部117a及卡槽117b,多个凹部117a是用于对应容置及
定位多个多个密封型光发射组件113,卡槽117b是用于卡合及固定此多个密封型光发射组
件113于基板111的第一表面上111a上。
并不会接触到密封型光发射组件113之外的外部环境或空气,以避免光发射器113a的组件
老化,确保光发射器113a的组件性能,大幅延长组件的使用寿命。其中,密封型光发射组件
113的密封程度为符合工业用途TO(Transmitter Optical Sub-Assembly)类型封装的气密
要求。例如,每一多个密封型光发射组件113的密封程度可为1x 10-12~5*10-7(atm*cc/
sec)。在一实施例中,更具体地,每一多个密封型光发射组件113的密封程度可为1x 10-9~
5x 10-8(atm*cc/sec)。
于产生光信号之任一种类型的激光芯片(例如边射型激光装置,FP/DFB/EML激光,或垂直腔
表面发光型激光,VCSEL)。
封型光发射组件113的密封性。在本实施例中,密封型壳体113b例如为圆筒型壳体。筒状件
113c是设置于密封型壳体113b的一侧,并可容置于定位件117的凹部117a内。由光发射器
113a所发出的光信号可经由筒状件113c来传导至光纤。筒状件113c的外表面设有至少一外
环部113d,用于卡置于定位件117的卡槽117b内。筒状件113c的内部可设有耦光透镜(未显
示),例如凸透镜或球形透镜,用于将光发射器113a所射出的光信号经由筒状件113c耦光至
外部光纤。
定于弹簧固定件113f内,外部的光纤可例如穿过光纤定位弹簧113e来连接于筒状件113c。
因此,光纤定位弹簧113e可确保光纤稳固地连接于密封型光发射组件113的筒状件113c,以
维持光纤通道以及光收发组件接合的特性损失和可靠性。具体地,弹簧固定件113f靠近光
纤的一端可为活动式的,通过光纤定位弹簧113e的弹力,可允许光纤紧靠于筒状件113c,因
而确保光纤与密封型光发射组件113之间的连接及定位。
出或超出于基板111的一端,以更稳固地固定筒状件113c的突出部分。具体地,非密封型的
光接收组件114可通过芯片直接封装(chip on board)方式来固定于筒状件113c的突出部
分及弹簧固定件113f的下方。如此,密封型光发射组件113可排列于基板111的第一表面
111a,而光接收组件114可固定于筒状件113c的下方,而不需设置于基板111的第一表面
111a上,因而可缩减基板111的宽度。再者,由于光接收组件114可固定于筒状件113c的下
方,而不需设置于基板111的第二表面111b上,因而可减少光学收发模块110的整体厚度。在
此实施例中,光接收组件114可通过一软性基板118来连接于基板111的第二表面111b上的
电路,以电性连接至处理器112。
于基板111的第二表面111b上。
11~18mm,在另一实施例中,基板111的宽度可仅约为11.5~17mm。在一实施例中,基板111
的长度可约为58~73mm,在另一实施例中,基板111的长度可仅约为63~73mm,以符合QSFP+
或QSFP28的要求。因此,通过密封型光发射组件113的与光接收组件114的配置,可将多个密
封型光发射组件113及非密封型的光接收组件114可配置及封装于一小型的光学收发模块
110内,实现光学收发模块的小型化。
实施例中,外壳体116的长度可仅约为65~75mm。因此,确实地实现光学收发模块的小型化。
体213b内。在此实施例中,此单一密封型壳体213b可为一L形壳体且具有凹部213g,光纤可
穿过密封型壳体213b的凹部213g来连接于光接收组件214。具体地,在此实施例中,密封型
光发射组件213是设置于基板111的一端,光接收组件214可设置于基板111的第一表面111a
上。如此,可将多个密封型光发射组件213及非密封型的光接收组件214可配置及封装于一
小型的光学收发模块110内,实现光学收发模块的小型化。
凹部311c内,并电性连接于基板311的第二表面111b上的电路。具体地,在此实施例中,部分的多个(例如2个)密封型光发射组件313是设置基板311的凹部311c内,其他的多个(例如2
个)密封型光发射组件313是设置基板311的第一表面111a上,光接收组件314是设置基板
311的第一表面111a上,且位于凹部311c的一侧。如此,可将多个密封型光发射组件313及非
密封型的光接收组件314可配置及封装于一小型的光学收发模块110内,实现光学收发模块
的小型化。
内,光接收芯片114b可包括芯片基材114c、光接收器114d及定位孔114e。芯片基材114c具相
对的第一基材表面114f及第二基材表面114g,光接收器114d是设置于芯片基材114c的第一
基材表面114f上,且第一基材表面114f可形成电路114h,以连接于光接收器114d。定位孔
114e是形成于芯片基材114c的第二基材表面114g上,且定位孔114e是对位于光接收器114d
来形成。定位孔114e的最大直径W可大于或等于外部光纤131的一端的直径,以供外部光纤
131的一端可直接插入定位孔114e内。当外部光纤的一端插入第二基材表面114g上的定位
孔114e内时,光纤131的光纤芯132可对位于第一基材表面114f上的光接收器114d,使得光
纤芯所发出的光信号可直接经由芯片基材114c来传至光接收器114d。
此切面233所发出的光线与切面233之间的角度θ可小于90度,以减少不预期的光反射。
位孔114e内,用于改善出光的光学效果。
射率可匹配芯片基材114c及光纤131的折射率,以减少不预期的光反射或折射。亦即,光学
黏着材料114i的折射率可匹配芯片基材114c及光纤131的折射率之间。例如光学黏着材料
114i的折射率可为1.2~3.5。在一实施例中,光学黏着材料114i的折射率可为1.5~3.3。
于将光线集中于光接收器114d。
214d是位于第一基材表面114f上,而形成光接收器数组。多个定位孔214e是形成于第二基
材表面114g上,并分别对应于光接收器214d。
备、系统及制造之物,权利要求的范围应依据已被建立的申请专利范围解释原理来加以解
读。例如,虽然上面揭示的系统的例子在其它构件之外还包括可自硬件上执行的软件或或
韧体,但应被理解的是,该等系统只是示范性的例子,并应被解读为是限制性的例子。详言
之,任何或所有被揭示的硬件、软件、及/或韧体构件可被专门地被体现为硬件、专门地被体现为软件、专门地被体现为韧体、或硬件、软件及/或韧体的一些组合。
饰,因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。