CN104246566B - 多通道收发器 - Google Patents

Abstract

一种收发器包括：包括至少第一阵列的长波长VCSEL和至少第二阵列的接收光学器件的至少一个芯片；光学耦合到所述VCSEL和所述接收光学器件并且配置成与光学连接器光学耦合的光学接口；电连接所述VCSEL和所述接收光学器件并且适于连接到电连接器的发送和接收电路；和用于保持所述芯片、所述光学接口、和所述发送和接收电路的框架。

Description

多通道收发器

对相关申请的引用

本申请要求2011年9月23日提交的美国临时申请No.61/538,245的优先权，其全部公开内容通过引用结合于此。本申请也涉及同时提交的美国申请No.13/623,479、名称为“OpticalInterfaceforBidirectionalCommunications”，其通过引用结合于此。

技术领域

本主题总体上涉及收发器，并且更具体地涉及有利于可制造性的多通道收发器构造。

背景技术

光纤部件广泛用于各种应用中。使用光纤作为用于数字数据(包括语音、互联网和IP视频数据)传输的介质，由于随光学传输系统可获得的高可靠性和大带宽而正变得日益普遍。这些系统的基础是用于发送和接收光学信号的收发器。

普遍需要的是，简化收发器的设计和制造。具体地，需要一种多通道收发器构造，其易于利用相对少的光学对准而制得、并且其减小收发器的占地面积和功耗。除其它之外，本发明实现这一需要。

发明内容

下面给出本发明的简要概述，以提供对本发明的一些方面的基本理解。此概述不是本发明的广泛综述。它并不旨在标识本发明的关键/重要元素或描绘本发明的范围。其唯一的目的是以一种简化形式给出本发明的一些概念，作为对稍后给出的详细描述的序言。

本发明提供一种收发器，其具有相对少的光学对准步骤、相对小的尺寸、和相对低的功耗。具体地，本发明的收发器采用直接调制的长波长VCSEL，其提供诸多益处。例如，使用这种VCSEL减小功率以及对散热的需要。这在具有高密度发送器和驱动电路的多通道收发器中，是特别有帮助的。电子器件可更高效地工作，且需较少的空调单元(aircounit)用于冷却所述系统。更进一步地，因为所述VCSEL可呈阵列地制造，所以相当程度地减小了每个收发器的制造成本。例如，通过对准12个部件的条杆(bar)，从而对准步骤的数量得以减少。紧凑的阵列也在实质上减小所述收发器的占地面积。更多益处将根据本公开对本领域技术人员变得明显。

这种VCSEL的使用对于长波长而言不是显而易见的，而且一般是不适宜的，因为这种波长下的VCSEL不宜于倒装芯片安装(flipchipmounting)。使用在这里，长波长VCSEL是指：具有1200–1600nm(例如1270nm、1290nm、1310nm、1490nm)的工作波长的VCSEL。因而，此时，要使用这种波长VCSEL，必须使用引线接合(引线接合)技术。虽然引线接合是熟知的且可靠的技术，但一般不提倡用于高速应用，例如光学通信中通常遇到的那些应用。然而，申请人已认识到，在光纤到户应用中，高速操作并非与所述收发器的可制造性和可靠性同样重要。因此，尽管所述VCSEL可能需要被引线接合到基板并且由此可能在工作频率上受到限制，但是VCSEL阵列所提供的、VCSEL阵列构造的前述益处远超过这种限制。

因此，本发明的一方面是一种包括长波长VCSEL阵列的收发器。在一个实施例中，所述收发器包括：(a)至少一个芯片，包括：长波长VCSEL阵列和接收光学器件阵列；(b)光学接口，其光学耦合到所述VCSEL和所述接收光学器件，并且配置成与光学连接器光学耦合；(c)发送和接收电路，其电连接所述VCSEL和所述接收光学器件，并且适用于连接到电连接器；和(d)框架，其用于保持所述芯片、所述光学接口、和所述发送和接收电路。

附图说明

图1(a)和图1(b)示出本发明的光学接口的一个实施例。

图2示出图1的光学接口的分解视图。

图3示出本发明的波长滤波器的一个实施例。

图4是示出图3所示的波长滤波器元件上的各种涂层的示意图。

图5示出图1的光学接口中的对准销孔的一个实施例。

图6示出一种包括图1的光学接口的光学组件的一个实施例。

图7示出图6的光学组件的分解视图。

图8示出一种保持发送光学器件和接收光学器件的阵列的芯片的一个实施例。

图9示出一种包括图6的光学组件的收发器的一个实施例。

图10示出图9的收发器的分解视图。

图11示出图9的收发器的截面图。

图11a示出图11的收发器的光电接口的近距视图。

图12a和图12b示出针对多路发送和接收光学器件的第一和第二光路的示意图。

具体实施方式

参考图1(a)、图1(b)和图2，示出本发明的光学接口100的一个实施例。如在此使用的，光学接口是指：在光学导体与一个或多个光学器件之间的接口，其通常而非必要地为光电器件(opto-electricdevice,OED)。

光学接口100包括第一部分101，所述第一部分101具有：带有第一轴线180、用于与至少一个光学管路(conduit)(未示出)光学耦合的至少一个光学管路接口104。光学接口100还包括第二部分102，所述第二部分102具有：带有第二轴线181、用于光学耦合于发送光学器件(未示出)的至少一个发送器接口105，以及，带有第三轴线182、用于光学耦合于接收光学器件(未示出)的至少一个接收器接口106。所述第一、第二和第三轴线基本平行。设置在第一和第二部分101,102之间的是波长滤波器元件(wavelengthfilterelement,WFE)103。WFE103限定：在发送器接口105与光学管路接口104之间的第一光路110，以及，在光学管路接口104与接收器接口106之间的第二光路111。这些元件的每一个在下面详细描述。

所述第一和第二部分的功能是：与所述光学管路、以及与所述发送和接收光学器件进行光学接口。通常而非必要地，所述光学管路是固定在配合连接器中的波导或光纤，所述配合连接器与光学接口100或与一种容纳所述光学接口的结构(见例如收发器900(见图9))互接合(interengage)。所述光学器件可以是接收或发送光的任何器件，并且可包括例如：(a)光电器件(OED)，其为供源(source)、检测和/或控制光的电器件(例如用于发送/接收光学信号、处理该信号、和发送响应信号的光子处理器比如CMOS光子处理器；电光存储器，电光随机存取存储器(EO-RAM)或电光动态随机存取存储器(EO-DRAM)；和用于管理光存储器的电光逻辑芯片(EO-逻辑芯片)；激光器，例如垂直腔表面发射激光器(VCSEL)、双通道式、平面掩埋异质结构式(DC-PBH)、埋新月式(buriedcrescent,BC)、分布式反馈式(DFB)、分布式布拉格反射器(DBR)；发光二极管(LED)，例如表面发光LED(SLED)，边缘发光LED(ELED)，超冷光二极管(SLD)；和光电二极管，例如P-本征-N(PIN)和雪崩光电二极管(APD))；(b)无源部件，其不将光能转换成另一种形式并且其不改变状态(例如，光纤，透镜，分/插波长滤波器(add/dropfilters)，阵列波导光栅(AWG)，GRIN透镜，分光器/耦合器，平面波导，或衰减器)；或(c)混合器件，其不将光能转换成另一种形式、但其响应于控制信号而改变状态(例如，开关，路由器，调制器，衰减器，和可调波长滤波器)。还应理解，所述光学器件可以是单个的分立器件，或者它可组装或集成为器件的阵列。

第一部件101包括光学管路接口104。光学接口104可包括：任何已知的用于准直或聚焦往来于光学管路(未示出)的光学光的器件。准直器是一种窄化粒子束或波束的器件。对于“窄化”，可意指：使运动方向变成沿特定方向更对准的(例如，准直的或平行的)，或使所述束的空间截面变得较小。通常而非必要地，光学管路接口104包括：透镜104a，其相对于第一部件101的光学透明材料的接口而限定，以及，在第一和第二部分101,102之间限定的空腔140中的空气，如图1(a)所示。同样地，发送器接口105和接收器接口106也分别构造有透镜105a,106a，以准直从所述发送光学器件(未示出)发送出的光或聚焦进入所述接收光学器件(未示出)的光。再次地，这些接口的构造可能变化，虽然通常而非必要地，所述构造涉及如图所示的空腔140中的空气和第二部分102的光学透明材料之间限定的透镜。

在一个实施例中，所述光学管路、接收器和发送器接口是与第一和第二部分一体地模制的，如图1(a)、图1(b)和图2所示。或者，第一和第二部分101,102可利用在它们各自接口的位置中的空腔(或其它类型的容座(容座))而模制，使得分立的准直器可设置在所述空腔中。接口的其它实施例，本领域技术人员根据本公开的启示而获知。

在一个实施例中，光学接口100配置成收纳多个光学管路。例如，参考图1(b)和图2，第一部分101包括多个光学管路接口104。应理解，这种实施例，WFE103限定出在每个光学管路接口与每个发送器接口之间的第一光路以及在每个光学管路接口与每个接收器接口之间的第二光路。这样，在这种实施例中，WFE103限定出如图12b示意示出的多个平行的(即，并排的)第一光路以及如图12a示意示出的多个平行的(即，并排的)第二光路。

在第二部分102中限定的接收器接口106和发送器接口105的数量，将对应于在第一部分101中的光学管路接口104的数量。在此实施例中，一个发送器接口和一个接收器接口对应于给定的光学管路接口。应理解，然而，本发明的光学接口不限于在一给定通道上的正好一个发送信号和一个接收信号。例如，WFE可配置成在一给定通道上多路复用(multiplex)/多路分配(demultiplex)不同波长的两个或更多个接收信号和不同波长的两个或更多个发送信号。在这种实施例中，WFE103的区域延伸成有助于附加的光路，并且附加的成排的发送器/接收器接口限定在第二部分中。

在此特定实施例中，第一部分101限定十二个(12)不同的光学管路接口104。此时，十二条管路光学缆线常见于：包括MPO和MPX型连接器系统的某些MT型套圈(ferrule)。虽然在此特别公开了一种十二通道系统，但是应理解，本发明不限于十二条导体缆线，并且可与任何数量的光学管路一起使用。

所述第一和第二部分在图1和图2中示出为分立部件。这种实施例提供诸多益处。例如，这种构造提供对限定在各部分上的接口的容易的接取(access)，这有助于它们相应的透镜的精确模制。另外，通过在分立部件之间拆分(split)所述接口，由于接口模制废弃所造成的产量损失不会被更加增加。换句话说，如果由于接口模制中的缺陷从而在模制过程中一定量的产品必须被废弃，则在不同部件之间拆分所述接口将限制在该接口未通过检查的情况下的浪费。分立部件的另外一个优点是方便，凭借其从而WFE可被插入在它们之间，如以下讨论的。具有分立部件的另外一些优点，根据本公开对本领域技术人员将是明显的。然而，应理解，本发明不限于其中第一和第二部分101和102是分立的这一实施例，并且，替代地，所述第一和第二部分可一体地形成。一体地形成所述第一和第二部分，提供一定的益处，所述益处包括在所述光学管路接口与所述发送器/接收器接口之间的固有对准，而无需如下所述地使用对准销/对准销孔来对准所述第一和第二部分。

如上面所提到的，所述第一和第二部分必须包括：在所述发送和接收信号的预期波长下为光学透明的材料。在此方面，通常，所述材料应对于1310nm至1490nm的波长为透明的。适合的材料包括：例如，聚碳酸酯(polycarbonate)，聚醚酰亚胺(polyether-imide)或聚芳砜(polyarylsulfone)。这种材料可购买到，例如GeneralElectric公司的UTEM^TM。

所述第一和第二部分可使用任何熟知的技术模制得到，包括但不限于：注射模制、压缩模制、或转印模制。在一个实施例中，使用注射模制。

第一和第二部分101,102也用于相对于所述第一、第二和第三轴线将WFE103保持在精确的角度。通常，因为所述第一、第二和第三轴线平行，所以WFE可轴向地和径向地运动，而无对光路的显著影响。然而，WFE对相对于所述轴线的角度未对准非常敏感。只是轻微的角度未对准可能导致：所述第一和第二光路不耦合于所述第一和第二部分的接口。因此，所述第一和第二部分应配置成精确地保持WFE处于与所述轴线呈角度对准。为此，在图1所示的实施例中，第一部分101限定出一个或多个配准表面160，其配置成接触WFE103并且确保它相对于所述各种轴线的适当的角度对准。应理解，在本公开的启示下第一和第二部分101,102之间对准WFE103的其它机构也会为本领域技术人员所知。

为确保第一和第二部分101,102之间的适当对准，可采用各种机械对准机构。对准机构的示例包括：在所述第一和第二部分上彼此机械互接合的键，将所述部分保持在一起的外部套筒或其它结构，或在所述第一和第二部分上的、互接合的对准销和对准销孔。在图1至图3的实施例中，对准销112用于对准所述第一和第二部分101,102。更进一步地，在一个实施例中，所述对准销也用于将光学接口100对准于光学组件600的基板601，如以下相对于图6至图8所描述。使用对准销是本领域熟知的、并且用于例如MT型连接器中。

在一个实施例中，第一和第二部分使用粘接剂而固定到所述对准销。为此，在一个实施例中，所述光学接口包括具有毛细通道501的对准销孔113，如图5所示。已发现毛细通道501有助于粘接剂在第一和第二部分101,102中沿对准销孔113的长度的均匀分布。更进一步地，在一个实施例中，孔口130(见图1(b))限定在所述光学接口的该侧以有助于对准销孔113中所述粘接剂的引入。在第一和第二部分101,102之间引入所述粘接剂是优选的，因为它避免了所述粘接剂需在到达另一个部分的对准销孔之前沿一个部分的对准销孔的全部长度流动。在本公开的启示下在本发明的光学接口中引入粘接剂的其它方式将会为本领域技术人员所知。

用于将所述第一和第二部分固定到所述对准销的粘接剂，可以是任何已知的用于将塑料或玻璃固定到金属的粘接剂。在一个实施例中，粘接剂是热固化粘接剂，例如环氧树脂。在一个实施例中，所述热固化环氧树脂通过将低强度电流发送经过对准销112从而被固化。申请人已发现：与通常用于这种销中的金属(例如不锈钢)相关联的高电阻，引起所述销的温度显著上升，从而固化所述粘接剂。这种方法有益于试图加热全部光学接口100，因为所述第一和第二部分通常包括隔热材料例如塑料。由此，试图整体地加热所述光学接口以固化所述对准销孔中的粘接剂，因所述第一和第二部分的隔热特性而受挫。相反地，当传送电流经过所述销时，所述第一和第二部分的隔热性质有助于固化，因为它们的隔热性质倾向于防止热从对准销112散出。

WFE103用于在所述光学管路与所述接收器接口或所述发送器接口之间对光进行耦合。为此，WFE过滤所述接收和发送信号的波长，以确保仅所述接收信号从光学管路接口耦合到接收器接口，以及仅所述发送信号从发送器接口耦合到光学管路接口。参考图3，WFE103的示意图示出带有图示的第一和第二光路110,111，其中发送和接收器信号在第一和第二平行表面305,306之间被选择性地发送、折射、和反射。

考虑第一光路110，发送信号从WFE103右边的发送器部件(未示出)被发射出(如图3所示)，并且入射在第二平行表面306上的点302。这时，WFE103的材料与空气的折射率的差异，导致光当它传播经过WFE到第一平行表面305时略微弯曲。该发送信号于点301处入射在第一平行壁305。这时，该发送信号由于WFE与空气之间的折射差异而成微小角度地离开WFE103、并且耦合到WFE103左边的光学管路接口(未示出)，如图3所示。关于第二光路111，所述接收信号从WFE103左边的光学管路(未示出)被发射出(如图3所示)，并且入射在第一平行表面305上的点301。这时，WFE103的材料与空气的折射率的差异，导致光当它传播经过WFE到第二平行表面306时略微弯曲。该接收信号于点302处入射在第二平行壁306。这时，该信号被反射回到第一平行表面305。该接收信号入射在第一平行表面305于点303处，在该点处该信号再次被反射到第二平行表面306上的点304。这时，该接收信号由于WFE与空气之间的折射差异而成微小角度地离开WFE103、并且耦合到WFE103右边的接收器接口(未示出)，如图3所示。

由此描述，应显而易见的是，第一光路110实质上是从所述发送器接口经过光学WFE至所述光学管路接口的一条直接的路径。不存在WFE103内的信号的反射。相反地，第二光路111是一条更复杂且更长的路径，其中光在至所述接收器接口的途中于点302和303处被反射。虽然第一和第二路径可能被切换用于所述发送器和接收器接口，但是通常优选是，将所述接收器接口耦合到较长的光路，因为所述接收光学器件通常对于接收光而言更加宽松。例如，模场(moldfield)直径对于光电二极管(大约70μm)比对于光纤或发送光学器件(大约9μm)大得多。因此，相比将光耦合到光纤或发送光学器件，将光耦合到接收光学器件通常更容易。因此，因为光扩散和变化更可能沿较长的光路111发生，所以优选(而非必要的)是，将较长路径耦合到接收器。

参考图4，WFE103的一个实施例的示意图示出为带有涂层，以增强它的光学性能和波长选择性。具体地，一定涂层用于增强一定波长的反射，同时确保其它波长不被反射。具体地，涂层401对应于点301周围的区域，如相对于图3所描述。这是接收信号进入WFE103以及发送信号离开WFE103所在的点。因此，在一个实施例中，涂层401对发送和接收信号两者的波长(例如，发送1480–1500nm和接收1260-1360nm)而言是抗反射涂层。涂层402对应于图3中的点302。这是发送信号进入WFE103所在的点，并且接收信号被反射至点303。因此，在一个实施例中，涂层402对于发送信号波长是透明的、但对于接收信号波长是反射性的。涂层403对应于图3的示意图中的点303。此点对应于被反射至点304的接收信号，如上述。这时，与发送信号没有重叠，因而涂层403可以是适合用于反射所有波长的反射镜(mirror)涂层。涂层404对应于点304，其为接收信号离开WFE303并且耦合到接收器接口时所在的点，如相对于图3所描述。因此，在一个实施例中，涂层404是对于接收信号波长的抗反射涂层。更进一步地，为减小发送器和接收器接口之间的串扰，在一个实施例中，涂层304对于除接收信号波长外的所有其它频率也是反射性的，以确保仅接收信号波长被透射或被耦合到接收器接口。

WFE103可以是分立的，或者它可以是与第一和第二部分101,102一体地模制的。通常，对于WFE103，优选是分立于所述第一和第二部分的以改善可制造性。具体地，在一个实施例中，WFE103具有简单的直线形式、带有如上述的各种涂层。这种器件可经济地大批量地制备为片材或晶片，然后被分切(dice)成独个部件。

光学接口100适于进行具备高度可制造性的坚固包装。所述包装的一个实施例是图6和图7所示的光学组件600。光学组件600包括如上所述安装到基板601的光学接口100。该基板限定出基本垂直于第一、第二和第三轴线的平面型表面601a。至少一个芯片701也安装到平面型表面601a，所述至少一个芯片701包括：至少一个发送光学器件801和至少一个接收光学器件802(见图8)，每个发送光学器件和接收光学器件分别光学耦合于对应的发送器接口105和接收器接口106(见图11a)。发送器驱动器602和接收器驱动器603，被安装到平面型表面601a，分别相邻于发送光学器件和接收光学器件。至少一个电路板基本垂直于平面型表面601a，该至少一个电路板包括发送器电路和接收器电路。所述发送器和接收器驱动器以柔性电路604将驱动器连接到接收器电路。这些元件在以下详细描述。

基板601用来支承光学接口100和所述OED，并且在一个特定实施例中，也用来将它们对准使得OED光学耦合于所述光学接口。在一个实施例中，所述基板也作用为散热器用于消散OED所产生的热。

参考图7所示实施例，基板601包括所述光学器件和所述光学接口安装于其上的平面型表面601a。在一个实施例中，为确保平面型表面601a上光学接口100的适当定位，采用对准销孔703来与对准销112协作，如以上讨论的。使用对准销和对准销孔用于对准目的，在例如MT型连接器中是熟知的。这种对准技术将光学接口100非常精确地定位在平面型表面601a上。虽然对准销示出在此实施例中，但是应理解，平面型表面601a上光学接口100相对于所述光学器件的对准的其它方式，在本发明的范围内也是可能的。例如，基准(fiducial)可设置在平面型表面601a上，以有助于被动对准。所述基准可以呈下述形式：例如，光学接口100所抵靠的突起，或用于自动拾取和放置处理的视觉标记。其它一些对准技术也可采用，如美国专利No.5,574,561中所公开的。

如以上所提及的，所述发送器和接收光学器件可以是独个安装在平面型表面601a上的分立的OED。在一个实施例中，所述发送器和接收光学器件组合呈阵列且被安装在芯片上。OED阵列是通常优选的，因为给定阵列的OED之间的对准趋向于高度准确的，由此仅需要对准该阵列而不是独个OED。例如，参考图8，在一个实施例中，芯片701构造用于布置在平面型表面601a上。芯片701包括基板810，其上安装发送光学器件阵列801和接收光学器件阵列802。在此特定实施例中，发送器和接收器阵列801,802通过引线接合件803而分别引线接合到迹线804,805。

为了有助于OED与光学接口100之间的对准，重要的是，将阵列801,802精确地设置在基板810上。通常有两种用于对准OED的对准方式——主动式和被动式。在被动对准中，配准或对准特征通常被直接制作在部件上以及在部件将要安装到的基板上。所述部件然后使用所述对准特征而被定位在基板上且被固接(affix)在位。在主动对准中，OED布置在基板上，但在固接至其之前，光学信号被发送经过所述部件同时它们被操纵以提供最优的光学性能。一旦实现最优性能，所述部件就被固接到基板。虽然主动对准趋向于比被动对准更精确，但是被动对准有助于高速、大批量自动化生产，因此是优选的。然而，往往极为困难的是，使用被动对准沿全部三条轴线在光学上对准，特别是如果要求特别良好的对准时。然而，如果被动对准可用于实现沿两条轴线或甚至一条轴线的的可接受的对准使得主动校准仅需用于剩余的轴线或用于微调，则可实现制造时间和成本的显著降低。

本发明的光学接口可具有若干特征以有助于OED的被动对准。在一个实施例中，所述基板具有如以上提及的基准以有助于OED的被动对准，使得各光学轴线对准于它相应的反射接口。

在一个实施例中，接触垫图案被用来在回流操作过程中被动对准OED。具体地，OED在它的安装侧设置有一定的接触垫图案，并且所述基板在它的第一平面型表面上具有相同的垫图案。OED然后使用已知的拾取和放置技术而布置在所述基板上，处于粗对准。基板垫与OED垫之间的对准然后在该组件被回流使得接触垫的表面张力引起OED的图案对准在基板上的图案上方时得以实现，由此相对于基板的槽和反射表面精确地定位OED。这种机构是熟知的且公开的，例如在美国专利No.7,511,258中，其通过引用结合于此。

在另外一个实施例中，除接触垫外或作为其附加，采用基板上的其它基准以有助于被动对准。例如，所述基准可以是从所述平面型表面突出的物理结构，其提供待被正限定位在基板上的、OED的边缘可接触抵靠的配准表面。或者，所述基准可以是标记，所述标记能够使用商业可获得的、超高精度管芯(die)接合机实现基板上OED的视觉对准，所述超高精度管芯接合机例如SussMicroTec机器(见例如美国专利No.7,511,258)。

另外，可采用基准和接触垫的组合。例如，所述垫可用于将OED拉到与基板的升高的基准接触。在本公开的启示下，其它对准技术对本领域技术人员而言将是显见的。

在图8所示的实施例中，基板810包括限定在基板810上的若干基准806。使用已知技术，阵列801和802可利用如上所述的基准806而被精限定位在基板810上。

通过在基板810上精确地定位阵列801,802，关联的OED与光学接口100的对准可通过将基板810精确安装到平面型表面601a而实现。为此，以上就在基板810上定位阵列801,802所述的不同的对准技术，可用于将基板810定位在平面型表面601a上。通常，使用视觉的或结构式的基准相对于焊料图案是优选的，因为在基板801与平面型表面601a之间没有电连接。

在一个实施例中，平面型表面601a上的基准(未示出)和对准销孔(未示出)的组合，有助于光学接口100到芯片701的恰当对准。即，通过用于芯片701定位的基准相对于对准销孔的配准，或反之亦然，保证光学接口和芯片的相对位置。在一个实施例中，所述基准和对准销孔的位置在单次光刻步骤中限定在平面型表面601a上。

如熟知的，需要驱动器电路以操作所述发送器和接收光学器件。如图6和图7所示，在一个实施例中，发送器驱动器电路602设置成邻近芯片701上的发送器驱动器阵列801。具体地，驱动器电路602设置成相邻于且电连接到触头804，如图8所示。同样地，驱动器电路603设置成邻近且电连接到触头805，如图8所示。这种构造使驱动器电路与OED之间的电连接的距离最小化，这趋于增强性能。另外，在图7的实施例中，平面型表面601a有助于将驱动器电路602,603和芯片701全部布置在共同平面上。

在一个实施例中，发送光学器件是长波长VCSEL，例如经由Beamexpress/Vertilas而可购买到的那些。VCSEL可垂直于光轴安装，由此使VCSEL能够制备呈阵列，不同于分立单元。在图8的实施例中，VCSEL被分切成四个的阵列、并且相对于对准基准而与四个PIN二极管一起置于载体(例如陶瓷或SI、GaAs)上。

VCSEL一般不适宜于长波长应用，因为在这种波长下的VCSEL不宜于倒装芯片安装。用在这里，长波长VCSEL是指具有1200–1600nm的工作波长的VCSEL。因而，此时，为使用这种波长VCSEL，必须采用引线接合技术，如图8所示。虽然引线接合是熟知的且成熟的技术，但一般不提倡用于高速应用。然而，申请人已经认识到，在光纤到到户应用中，高速操作并不如可靠性和可制造性一样重要。因此，尽管所述VCSEL可能需要被引线接合到基板(如图8所示)并且由此可能在工作频率受到限制，但是VCSEL阵列所提供的益处远超过这种限制。如以上所提及，使用这种阵列构造提供了方便的表面安装、并且消除了对准步骤，这大大降低了光学子部件(opticalsubcomponent)的产量。

用于操作相应驱动器的发送器和接收器电路是熟知的。同样地，用于支承这种电路的电路板是熟知的。在图7所示的实施例中，采用了一种双电路板的构造。在此实施例中，下电路板605专用于发送器电路，而上电路板606专用于接收器电路。虽然两个截然不同的电路板示出在此实施例中，但是应理解，其它构造也是可能的。例如，可采用单个电路板，而接收和发送电路两者限定在其上。同样地，可采用单个电路板，其中它的上表面包括接收电路并且下表面包括发送电路。其它实施例根据本公开对本领域技术人员将是明显的。

在图7的实施例中，电路板605,606包括：卡缘(card-edge)连接器705,706，其配置成插接到主板上对应的容座中，如本领域中已知的。

在图7所示的此实施例中，光学组件600还包括：用于支承基板601和一个或多个电路板605,606的框架607。具体地，该框架包括：用于接收基板601的正面702和其上安装有一个或多个电路板的后部。正面702限定出如上所述地相对于光学接口100用于接收对准销112的对准销孔703。因此，当完全组装时，所述对准销穿过所述第一和第二部分、穿过基板601并且最终穿过框架607的正面702，由此提供光学接口的刚性的且精确的安装。

框架702可包括连接到或固定到彼此的各种分立部件，或者，它可包括一体模制的单个部件。在图7所示的实施例中，框架702是一体模制的部件。然而，在此实施例中，基板601分立于框架607。这种构造具有诸多益处。首先，由于基板601上的对准销孔和电路的严格最准，所以通常优选而非必要的是，基板601制备有如上所述的基准和/或其它对准特征。这种对准技术通常不适合于较大的非平面结构，如图7所示的框架607。然而，随着对准技术的发展，可优选的是，在未来某时将基板601与框架607集成。

在一个实施例中，光学组件600还包括：盖704，其用来保护光学接口和OED。具体地，盖704包括：孔口704a，其适用于接收光学接口100的前向保护部分。当在位时，盖704固定光学接口100并且防止它相对于平面型表面601移动。另外，依据盖704的尺寸，它也可遮盖驱动器电路602,603或其部分。

参考图9和图10，示出本发明的收发器900的一个实施例。具体地，该收发器包括如上所述的光学组件600。一壳体封闭光学组件600，所述壳体在此实施例中包括下壳体901和上壳体902。该壳体使用任何已知的方式包括比如销903从而被固定，所述销903配置成穿过上壳体902、穿过光学组件600并且进入下壳体901，由此将子组件固定到壳体而在同时将上下壳体901,902两者固定在一起。

在一个实施例中，收发器900的占地面积基于电气CXP互连(10Gb的12通道上游和10Gb的12通道下游)。

在此实施例中，所述收发器还包括适配器1004，如图10所示。这种适配器是本领域熟知的、并且用于接收配合连接器或其它已知的器件。如图9所示，适配器1004适用于接收配合连接器920。在一个实施例中，该配合的连接器920包括含有呈阵列的一条或多条光纤的套圈以及配置成接收对准销112的对准销孔。这种连接器构造是熟知的并且用于例如MT型连接器例如MPO、MPX和MTRJ连接器中。在此实施例中，适配器1004构造有脊部1005，其接收在下壳体901和上壳体902两者中的槽1006中(上壳体中未示出)。这样，当适配器1004被夹在下壳体和上壳体901,902之间时，它被稳固地保持在位。

在图9至图11所示的实施例中，收发器900还包括传导部分909，其在此特定实施例中设置在收发器900的上部分上。该传导部分，例如部分909，配置成形成接地通路、以避免在收发器插接到容座(未示出)中时的静电放电。

为了有助于从容座移除收发器，设置了手柄908。手柄908提供使用者一种用于抓握收发器900和用于将它从容座取回的机构。这种手柄是本领域熟知的。

参考图11，示出收发器900的截面。图11a是光学接口100及其与基板601上OED的接口的近距视图。

虽然本描述是参考示例实施例而进行，但是本领域技术人员将理解可以进行各种变化，并且等同物可用于取代其元件，而不背离本发明的范围。另外，可以实施多种变型，以使特定的情形或材料适用于本教导，而不背离本质范围。此外，在附图和说明书中，已公开了示例实施例，并且尽管使用了特定术语，但是它们除非另外声明则仅用在一般性的和描述性的意义上、而非用于限制目的，本发明权利要求的范围因此不受限于此。此外，本领域技术人员将领会，在此讨论的方法的某些步骤可按替代顺序排序或者步骤可被组合。因此，意旨是随附权利要求不限于在此公开的特定实施例。

Claims (20)

1.一种收发器，包括：

至少一个芯片，包括至少第一阵列的发送光学器件和至少第二阵列的接收光学器件；

光学接口，其光学耦合到所述发送光学器件和所述接收光学器件，并且配置成与光学连接器光学耦合，所述光学接口进一步包括至少：

第一部分，其具有带有第一轴线、用于与所述连接器中的至少一个光学管路光学耦合的至少一个光学管路接口；

第二部分，其具有：带有平行的第二轴线的多个发送器接口，各发送器接口光学耦合到所述第一阵列上的发送光学器件，以及，带有平行的第三轴线的多个接收器接口，各接收器接口与所述第二阵列上的接收光学器件光学耦合，而所述第一、第二和第三轴线基本平行；和

波长滤波器元件，其设置在所述第一和第二部分之间，所述波长滤波器元件限定出：在各发送器接口与各光学管路接口之间的第一光路、以及在各光学管路接口与各接收器接口之间的第二光路；

发送和接收电路，其电连接所述发送光学器件和所述接收光学器件，并且适用于连接到电连接器；和

框架，其用于保持所述芯片、所述光学接口、和所述发送和接收电路。

2.如权利要求1所述的收发器，其中，所述第一阵列引线接合到所述芯片。

3.如权利要求1所述的收发器，其中，所述第一和第二部分是模制的。

4.如权利要求1所述的收发器，其中，所述接收器接口、发送器接口和所述光学管路接口中的每一个是准直器。

5.如权利要求4所述的收发器，其中，所述准直器是与所述第一和第二部分一体地模制的。

6.如权利要求1所述的收发器，进一步包括：在所述框架中以及在所述第一和第二部分中的对准销孔，和设置在所述孔中的对准销，由此对准所述第一和第二部分以及所述框架。

7.如权利要求1所述的收发器，其中，所述波长滤波器元件与第一和第二部分分立。

8.如权利要求1所述的收发器，其中，所述第一光路从所述发送器接口导向到所述光学管路接口。

9.如权利要求8所述的收发器，其中，所述第二光路涉及在所述光学管路接口与所述接收器接口之间的至少一个反射表面。

10.如权利要求1所述的收发器，其中，波长滤波器元件具有平行的侧边，所述平行的侧边由所述第一和第二部分相对于所述第一轴线保持在一定角度。

11.如权利要求10所述的收发器，其中，所述波长滤波器元件包括沿所述平行表面的不同涂层，第一涂层构造为针对第一信号的抗反射涂层，第二涂层构造为用于反射第二信号但透射所述第一信号的选择式滤波器，第三涂层构造为针对所述第二信号的反射涂层，而第四涂层构造为用于反射所述第一信号但透射所述第二信号的选择式滤波器。

12.如权利要求1所述的收发器，进一步包括基板，其连接到所述框架并且限定出基本垂直于所述第一、第二和第三轴线的平面型表面，而所述光学接口和所述芯片设置在所述平面型表面上。

13.如权利要求12所述的收发器，其中，所述发送和接收电路包括：邻近所述发送光学器件、安装在所述基板上的发送器驱动器，以及，邻近所述接收光学器件、安装在所述基板上的接收器驱动器。

14.如权利要求13所述的收发器，其中，所述发送和接收电路进一步包括：至少一个电路板，其包括发送器电路和接收器电路，所述电路板基本平行于所述轴线；以及至少一个柔性电路，其将所述发送器驱动器电连接到所述发送器电路，且将所述接收器驱动器连接到所述接收器电路。

15.如权利要求14所述的收发器，其中，所述柔性电路是单个部件。

16.如权利要求14所述的收发器，其中，至少一个电路板包括：包括所述发送器电路的发送器电路板，以及包括所述接收器电路的接收器电路板。

17.如权利要求16所述的收发器，其中，所述至少一个电路板包括卡缘连接器。

18.如权利要求12所述的收发器，其中，所述第一和第二部分限定出对准销孔，并且所述基板限定出对准销孔，并且进一步包括设置在所述对准销孔中的对准销，由此将所述第一和第二部分与所述基板对准。

19.如权利要求18所述的收发器，其中，所述框架包括对准销孔，并且其中，所述对准销设置在所述对准销孔中。

20.如权利要求1所述的收发器，其中所述发送光学器件是垂直腔表面发射激光器。