[發明專利]光學連接器和光學耦合結構

有效

• 申請號: 200780031207.3
• 申請日: 2007-07-17
• 公開（公告）號: CN101506708A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 樋野智之;畠山意知郎;小倉一郎
• 申請（專利權）人: 日本電氣株式會社
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42;G02B6/122;G02B6/24
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 宋 鶴;南 霆

技術領域

本發明涉及一種光學連接器，其被插入到模塊中和從模塊中抽出，所 述模塊用于在信息設備(如路由器、服務器和存儲器)之間或在板之間或 在后連線板上傳遞信號。

背景技術

近年來，由于信息設備(如路由器、服務器和存儲器)處理的信息量 顯著增加，人們明顯地意識到信息設備之間、或板之間、或后連線板上的 互連的電傳輸正達到極限，因此增加了對通過光傳輸進行互連的需要。

由此，也開發了用于光學互連的接口模塊。

在許多情況下使用VCSEL(垂直腔面發射激光器)作為用于光學互 連的光學模塊的光源。作為其原因，列出了如低功耗、低成本、與光纖的 高耦合效率，以及較高的二維集成和并聯的特性。由于VCSEL具有這樣 的特性，它最適合作為用于設備中的光學互連模塊的光源。

VCSEL的發射方向垂直于襯底，換言之，VCSEL在垂直于襯底的方 向上發射光束。

這種類型的光學接口模塊包括：其上安裝光學元件(如VCSEL和驅 動集成電路)的襯底、將信號從襯底上傳遞到安裝板的通路襯底(via substrate)，以及安裝光提取部分(如透鏡)的箱體。

作為相關技術的光學模塊的示例，專利文獻1中公開了“光電復合模 塊和采用該模塊作為部件的光學輸入/輸出設備”。

圖1示出了專利文獻1中公開的光學模塊的截面視圖。

在其中形成夾層配線的透明板601上，以及在形成配線圖案的上表面 和下表面上，用于發射或者接收光學信號的光學元件602通過倒裝片(flip chip)安裝被連接到配線電極，并且用于調節光學元件的電流幅度的輸入/ 輸出集成電路603(在光學元件是光發射元件的情況下是驅動集成電路， 或在光學元件是光接收元件的情況是電氣放大器集成電路)也同樣地通過 倒裝片安裝被連接到配線電極。

此外，在透明板601上，光學元件和光學連接器之間的光學耦合通過 例如透鏡的光學耦合裝置來實現。輸入/輸出集成電路和其上安放光學模塊 的板之間的信號線經由通路襯底(夾層配線板)604從透明板601連接到 板上的電極。驅動集成電路產生的熱量在從光學模塊下方到安裝板的方向 上被耗散。

在這種類型的光學接口模塊中，必須將光傳輸路徑限制在容納板的臺 架的高度以內，因此必須在與光學接口模塊光學耦合的光學連接器中提供 光軸改變的功能。

作為這種光學連接器的相關技術，專利文獻2中公開了“光學模 塊”。

圖2示出了專利文獻2中公開的光學連接器的結構。光學連接器被構 成為在連接部分中設置用于定位光纖的V形槽701和傾斜45度鏡面702， 并且光纖陣列703被安裝在V形槽701中并被玻璃蓋704按壓。從光纖陣 列703發射的光束一旦被發射到自由空間，繼而被傾斜45度的鏡面反 射，從而在其光路被彎曲90度的狀態下從光學連接器中發射。然后，光 束經由例如透鏡的光學耦合裝置與光學接口模塊耦合。

專利文獻1：日本專利公開公報No.2004-31508

專利文獻2：日本專利公開公報No.2003-207694

專利文獻3：日本專利公開公報No.10-186183

發明內容

本發明要解決的問題

然而，當光學模塊與光學連接器光學耦合時，難以確保熱量途徑。 即，由于光學連接器在產熱體(例如光學接口模塊中的光學元件或驅動集 成電路)的上方被插入和抽出，很難在向上的方向上耗散熱量。

此外，在熱量在模塊的向下的方向上被耗散的情況下，由于其上安裝 光學元件和驅動集成電路的透明板沒有與安裝板直接接觸，有必要通過在 驅動集成電路和安裝板之間設置熱量耗散材料來減小向下的熱阻，向安裝 板側耗散熱量。

在專利文獻3中公開的“光學陣列模塊”中，公開了一種通過采用光 纖固定塊來固定光學模塊中的光纖的結構。在這種結構中，當光纖固定塊 由金屬制成時，襯底的熱量可以在向上的方向上耗散。然而，該結構被構 造固定光纖，因此不能應用到允許光纖插入到光學模塊和從光學模塊抽出 的光學連接器。

如上所述，在光學接口模塊的結構中，存在著難以在模塊的向上的方 向上耗散熱量的問題，以及為實現在向下的方向上熱量的耗散而使模塊的 結構復雜化的問題。