[發明專利]具有光波導結構的發射端模塊和接收端模塊

有效

• 申請號: 201010200645.1
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN101876732A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 伍茂仁;藍孝晉;李韻芝;張家齊;蕭旭良;陳進達;沈帛寬;盧冠甫;張彥中;常振宇
• 申請（專利權）人: 伍茂仁
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 許志勇

技術領域

本發明涉及一種具有光波導結構的發射端模塊和接收端模塊；且特別涉及利用光波導結構的全反射信號傳輸技術，以應用于對電信號或光信號的轉換與傳輸上的一種發射端模塊和接收端模塊。

背景技術

傳統以銅質材料作為電線或電纜以提供在電信號傳輸或電子裝置間的聯系上的應用，于所屬的技術領域中已相當普遍，且其同時也能達到有效方便實施和節省成本的產業效果。而在數字通訊的高效能電子系統中，不但處理器的設置愈益增多，其信號處理的速度也越來越快，因此信號或信息的傳輸質量與速度也愈形重要；但通過系統的處理器或芯片間以金屬線路的連結設計，其傳輸、發送與接收的性能上已有所局限和不足。

而光學連結可受傳輸線路材料性質的影響較小，能達高頻寬容量和快速的傳輸效果，所以以光學連結方式來取代電子連結便為重要的發展技術。在發光二極管(LED)及半導體雷射的技術發展下，以光作為媒介來傳輸信號的方式便加以開發；其主要是經由光電耦合組件(OpticalCoupler)的運作來完成電信號與光信號(electrical-optical)、或光信號與電信號(optical-electrical)之間的轉換、發射與接收。光電耦合組件主要包含了提供光發射的發射器或光源單元、提供光接收的接收器或光檢測單元、以及將發射或接收的信號作進一步放大的信號放大器。而發射器與接收器通常作同一封裝的整合，使其之間除了光束外不會有任何電氣或實體連接；因而光電耦合組件能在信號的輸入和輸出上產生有效的隔離作用，并且具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。

以光電耦合組件來作為光電轉換與電信號傳輸上的基本設計，在目前的各種電路構造、電子裝置或相關系統中已得到了很廣泛的應用。在美國專利第7306378號的專利中公開了一種光電耦合組件，請參閱圖1A，便為根據其專利內容所揭露的一耦合裝置101的剖面示意圖；如該圖所示，在一半導體基板103中具有一溝渠構造105，而在溝渠構造105的一端上定義了具有和溝渠構造105的軸向有一傾斜角度的一反射面107；而一光纖109則配置或對應排列組裝于該溝渠構造105的另一端。此外，一光學單元111是對應該溝渠構造105、該反射面107的位置設置于其半導體基板103上。在圖1A所示的構造下，所述的光學單元111可為光信號發出的光源或可為光信號接收的接收器，進而使光線經由反射面107產生非共平面的轉折而完成和該光纖109在光學傳輸上的耦合。

承上所述，針對信號傳輸的部分，半導體基板103是利用焊錫塊123設置于一印刷電路板115上并和其后端的一連接端117完成電連接；而一電路單元125是位于一半導體基板127中，并以接腳131設置于其半導體基板103上；該電路單元125在電連接情況下可對該光學單元111作驅動或控制，進而將該連接端117的電信號119經由該光學單元111轉換成光信號113，并利用該反射面107反射后由該光纖109輸出；或將該光纖109所傳輸的光信號113由該反射面107反射后利用該光學單元111作偵測接收以轉換成電信號119，并經由所述的電連接情況由該連接端117輸出。而相關單元是由半導體基板103上的一封蓋133作封裝，以提供電絕緣或抗干擾。

此外，根據圖1A所示，進一步還能將其光纖109、溝渠構造105、反射面107和光學單元111等耦合構造，于其耦合裝置101中作多個數目的配置，并以構造類似或相同的另一耦合裝置來作對應的組合，以完成由其中一者進行信號發射，并由另一者進行信號接收的電-光-電的信號傳輸與轉換的運作。如圖1B所示，便為將構造類似或相同的兩耦合裝置101a、101b，經由其中的兩光纖109a、109b完成實體連接與信號傳輸連結的示意圖。

然而，在上述的光學傳輸耦合構造設計中，所述的溝渠構造需以較復雜的制程而于其半導體基板內完成；并且在相關單元的尺寸設計均較小的條件下，將所述的光纖組裝或植入至該溝渠構造內以將光信號導出半導體基板或耦合裝置之外，或導入至光學單元之內以進行傳輸，便具有相當的難度與不便甚至是會產生誤差，進而會使光信號無法準確地反射至光纖或光學單元中，使得以光作為媒介來傳輸信號的設計便會受到影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有光波導結構的發射端模塊和接收端模塊，使其利用與結合半導體制程以及光波導結構的全反射信號傳輸的技術，從而能簡單、方便地于同一制程中，完成應用于對電信號或光信號的轉換與傳輸上的發射端模塊或接收端模塊的制造；并同時還能避免現有技術中將光纖于較小尺寸條件下作組裝的困難與不便，進而可以減少因可能的組裝誤差所造成無法準確進行光信號傳輸的問題。