[發明專利]光學傳輸模塊

有效

• 申請號: 201010203887.6
• 申請日: 2010-06-12
• 公開（公告）號: CN101872043A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 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

本發明涉及一種光學傳輸模塊；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光學傳輸模塊。

背景技術

傳統以金屬材料作為線路以提供在傳輸電信號或單元間的聯系上的應用，于現有技術中已相當普遍。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，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。然而，傳統的金屬線路連結設計其傳輸的性能已有所不足。

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，所以以光學傳輸方式取代電子傳輸方式便為重要的技術發展。在發光二極管(LED)及半導體雷射的技術下，以光為媒介來傳輸信號的方式便加以開發；其主要是由光電耦合組件(Optical?Coupler)的運作來完成電、光信號或光、電信號間的轉換、發射與接收。而光電耦合組件主要包含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驅動或放大的驅動器或放大器。

此外，在將芯片中的電路加以微型化和模塊化的概念下，系統單芯片(SoC)或系統整合(SLI)芯片便為目前的一重要的發展與設計趨勢。通過整合多種功能于單顆集成電路(IC)中的方式，能使其產品的體積相對較小但卻有更多元的應用。例如將一中央處理器設計具有多核心的處理配置，而每一核心具有不同的應用功能，且其彼此間以信號聯系但皆整合于同一芯片上。如此，以光的形式要在此系統單芯片上進行應用時，便需以對應的路徑設計來完成在相關部位上的信號傳輸。更進一步來說，于同一電路板上各芯片或集成電路間的信號傳輸與連結能以光為形式進行時，其傳輸路徑也必須加以設計。

而目前技術針對光電耦合、轉換或傳輸在上述應用所作的連結設計，包含將電子組件層與光子組件層以同一側為方式作設計以及以分設于兩側上的異側方式作設計。電子組件層是指對電信號作運算，或對電、光信號作轉換、發射與接收的發射器與接收器的設置層面，例如以互補式金屬氧化半導體(CMOS)為制程的集成電路設計；而光子組件層則為以光為形式進行信號傳輸的設置層面，例如以波導(Waveguide)方式作設計。其中在同一側上的設計，主要是在同一平面上將產生或連接電信號與光信號的單元加以串聯，使信號不需走不同的平面或不需在不同層面上產生傳輸的轉折，便可完成光信號的發射與接收。但由于一般電子組件層于制程上與光子組件層有所不同或不兼容，使得同一側的設計方式將會很復雜。詳細來說，若能于同一套制程中完成可加以兼容的同側設計時，例如可于電子組件層上加入特定材料以達成光的發射與接收的目的，則其會存有成本昂貴與制程上需另作調整的諸多問題。

而分設于兩側上的設計，便為信號于傳輸過程中會產生在不同層面或平面上的轉折，以完成光信號的發射與接收。如圖1所示為現有技術根據此分側設計方式而完成的一光學傳輸模塊10的示意圖。其中一驅動電路16設置于一集成電路層11中，并通過一金屬線路121和上方的一光源單元13完成連接；而該金屬線路121設置于一金屬連結構造12中，詳細來說，于該金屬連結構造12中制出一垂直穿孔以供該金屬線路121穿過與連接。而電信號經金屬線路121傳至光源單元13后，光源單元13便能產生與發射出光信號并經一光波導結構14的傳輸而由一光檢測單元15所接收，并再轉換成電信號后由另一金屬線路122(對應另一垂直穿孔)將其傳輸至下方設置于該集成電路層11中的一放大電路17(或相關接收電路)作接收與進一步傳輸。

然而，此一設計雖可將電子、光子組件層分別以不同制程加以完成后再作結合，但又具有于該金屬連結構造12中不易設置出該等金屬線路121、122的問題。不但該等金屬線路121、122要與上下兩組件層的制程兼容仍有困難，且信號于其上仍是以電的形式進行信號傳輸。