[發(fā)明專利]高速光互連平臺中的超薄連接器無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201010148661.0 | 申請日： | 2010-04-16 |
| 公開（公告）號： | CN101819300A | 公開（公告）日： | 2010-09-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 竇文華;崔大為;計永興;馮權(quán)友;杜聰偉;魯佳;王俊輝 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) |
| 主分類號： | G02B6/36 | 分類號： | G02B6/36 |
| 代理公司： | 國防科技大學(xué)專利服務(wù)中心 43202 | 代理人： | 郭敏 |
| 地址： | 410073 湖*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 高速 互連 平臺 中的 超薄 連接器 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及光傳播路徑中光學(xué)耦合元件，具體涉及高速光互連平臺中用于光路耦合的連接器。
背景技術(shù)
近年來，高速光互連技術(shù)取得了快速的發(fā)展，陣列光纖、光源模塊和探測接收模塊等受到極大的關(guān)注。例如，垂直腔表面發(fā)射激光器VCSEL(Vertical?Cavity?Surface-emitting?Laser)的光發(fā)送模塊已經(jīng)在商業(yè)上取得了應(yīng)用，光發(fā)送模塊由12個間距為250μm的激光發(fā)射器組成。光發(fā)送模塊和探測接收模塊之間利用包含12根光纖的陣列光纖與相應(yīng)接收模塊互連形成平行光互連。但是VCSEL發(fā)射激光的發(fā)散角非常大，使得到達(dá)光纖端面的激光光斑直徑大于纖芯直徑(62.5um/50um)，使得光纖和激光器不能耦合對準(zhǔn)，導(dǎo)致光損耗增加。
為了使得光纖和激光器能耦合對準(zhǔn)，以往的陣列光纖都是采用在特定晶向硅片上，腐蝕一些平行的V型槽，將光纖嵌入V型槽內(nèi)，用V型槽內(nèi)表面作為定位每一條光纖的表面，制作成光纖陣列，但這樣封裝后的陣列光纖不利于芯片間光互聯(lián)平臺中的光傳輸。因為，對于多通道的光纖傳輸，首先要保證所有纖芯在一條直線上，而僅用V型槽和帶纖不能完全保證纖芯的一致性，這樣在光纖進(jìn)行耦合對準(zhǔn)的時候，就會影響耦合效率，增加光損耗；且僅采用光纖陣列對準(zhǔn)，而沒有固定的器件作為對準(zhǔn)基準(zhǔn)，穩(wěn)固性也會降低。專利號為03254144.9的中國專利公開了一種并行光纖陣列耦合組件，提出了?帶45°裸光纖頭的一維光纖陣列與并行發(fā)射激光陣列VCSEL芯片或者并行陣列探測器PIN芯片直接耦合的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由刻槽基片、襯底基片和光纖芯徑構(gòu)成一維光纖陣列，其端部裸露纖芯加工成45°光學(xué)平面，每一條纖芯與并行發(fā)射激光陣列VCSEL芯片或者探測器PIN芯片每一象元一對一對準(zhǔn)。缺點是沒有進(jìn)行定位對準(zhǔn)，必須保證光纖陣列與耦合組件在同一平面上，使得耦合組件靈活性大大降低，限制了耦合組件的應(yīng)用。
MOLEX公司研制的MT(Mechanical?Transfer)連接器很好地實現(xiàn)了陣列光纖連接，這種連接器包括一個公頭連接器和一個母頭連接器，公頭連接器的陣列光纖兩端的定位針很好地起到了對準(zhǔn)作用，方便使用，公頭和母頭的精密對接很好地起到了降低耦合損耗的作用；但標(biāo)準(zhǔn)的MT連接器上下采用兩個夾持模具把定位針和陣列光纖夾持住，這樣使其厚度增大，為2.5mm，很難埋入互聯(lián)芯片的光背板中，因此很難應(yīng)用于芯片間的光互連中，導(dǎo)致應(yīng)用受到限制。因此，需要使MT連接器的厚度在不影響其光學(xué)性能的情況下盡可能的減少。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種超薄MT連接器，既可以提高光傳輸過程中的耦合效率，降低耦合損耗，又可埋入互聯(lián)芯片的光背板中。
本發(fā)明的技術(shù)方案：
本發(fā)明超薄連接器由一個硅基V型槽、一個12芯陣列光纖和兩根定位針組成。
陣列光纖與標(biāo)準(zhǔn)MT連接器的陣列光纖相同。
硅基V型槽采用寬度a1為6000um、厚度h1為1mm的P型硅片，在硅片上腐蝕有12個相同的并列V槽和2個梯形槽。陣列光纖的每一根光纖分別放在一個并列V槽中。并列V槽的間隔d1等于陣列光纖的間距，并列V槽的槽口寬度ω由光纖纖徑d決定。當(dāng)光纖放置在V型槽中時，要保證光纖與V型槽切點的高度適中，切點高會使光纖重心上升，放置不穩(wěn)；切點低會導(dǎo)致光纖底部和槽底之間的距離變小，V型槽在腐蝕過程中會產(chǎn)生一些突出的小丘，當(dāng)槽底小丘高度過高時，光纖會被小丘頂出，使光纖在V型槽中放置不穩(wěn)定。對于纖徑(即外徑)為d的光纖，當(dāng)光纖固定在并列V槽內(nèi)后，未腐蝕硅基V型槽的上表面到多模光纖芯徑中心的距離為Δ，并列V槽的槽口寬度ω滿足：
并列V槽的槽口寬度ω為：
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