[發明專利]可插拔光收發器

有效

• 申請號: 201310068395.4
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN103293607A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 洪偉;弗蘭西斯·G·甘博;蕭天愷;唐德杰
• 申請（專利權）人: 新科實業有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42;H04B10/40
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

相關申請的交叉引用

本申請享有申請日為2012年3月2號、申請號為No.61/605,775的美國臨時專利申請的權益；該臨時專利申請在此全文引用，以供參考。

技術領域

本發明總地涉及電通信技術和光通信技術；更具體地，本發明涉及結構簡單且易于組裝的可插拔光收發器。

背景技術

可插拔光收發器是在數據中心、移動基站和高性能計算應用中用于實現高速互聯的必不可少的積木式部件（building?block），其用于連接數據中心內位于單個底盤中的路由器、基站網絡設備和計算機處理器。數據中心內典型的傳輸距離大約為300米。在該類型的應用中，通常基于收發器內在850nm波長處發射的垂直腔面發射激光器（vertical?cavity?surface?emitting?laser，VCSEL），發射器將互聯上待傳輸的高速數據（10Gb/s或更高）轉換為光信號，且待傳輸的高速數據通過多模式光纖傳輸。在鏈路的另一端，另一收發器的接收器部分將信號轉換回電信號。移動數據使用、云計算應用和大型數據應用的指數增長導致網絡設備和高性能計算機設備的需求增加。這也提高了高速光互聯的需求。因此，用于實現該類型互聯的低成本光收發器的需求不斷增加。

數據中心應用中使用的光收發器通常遵循多源協議（multi-source?agreement，MSA）形狀因數（form-factor）。小型可插拔（small?form-factor?pluggable，SFP）是上述其中一種形狀因數。在傳統SFP/SFP+收發器中，激光器和光電二極管（PD）被單獨封裝到金屬罐封裝中，從而形成光發射器子組件和光接收器子組件（optical?sub-assembly，OSA）。手動地使OSA上的光學器件與OSA內的激光器和光電二極管對準；其中光信號與外部光纖耦合需要所述光學器件。這些子組件隨后焊接到其上組裝有激光驅動器集成電路（integrated?circuit，IC）、接收器IC和微控制器的印刷電路板（printed?circuit?boards，PCB）上。隨后該組件安裝（fit?into）到服從SFP的（SFP-compliant）殼體中以形成最終產品。該收發器設計需要許多部件和復雜的組裝工藝，因此提高了收發器的成本。

發明內容

本發明涉及可插拔光收發器。在一個方面，可插拔光收發器包括：頂殼體、底殼體、以及由頂殼體和底殼體封閉的光-電組件。光-電組件包括基底；設置于基底上的至少一光電發射部件；設置于基底上的至少一光電接收部件；設置于基底上的接口集成電路；設置于基底上且與接口集成電路電連接的可插拔電氣接口；以及光耦合系統（coupling?optical?system）。光耦合系統包括可外插拔式光接口（external?pluggable?optical?interface）、固定安裝在基底上的光耦合元件、以及使可外插拔式光接口和光耦合元件光學連接的導光結構。光耦合元件配置為使來自于光電發射部件的第一光信號與導光結構耦合，以及配置為使來自于導光結構的第二光信號與光電接收部件耦合。導光結構配置為使第一光信號與可外插拔式光接口耦合，以及配置為耦合來自于可外插拔式光接口的第二光信號。可外插拔式光接口配置為使第一光信號與外部發射光纖耦合，以及配置為耦合來自于接收光纖的第二光信號。

導光結構可包括多個反射表面。可外插拔式光接口可包括發射端口和接收端口。反射表面可配置為使第一光信號與發射端口耦合，以及配置為耦合來自于接收端口的第二光信號。

光電發射部件可能是VCSEL。光電接收部件可能是光電二極管。光電發射部件和光電接收部件可安裝在間距小于1mm的基底上。

接口集成電路可包括發射器驅動電路和接收器電路。發射器驅動電路可與光電發射部件電連接，并以小于1mm的距離靠近光電發射部件安置。接收器電路可與光電接收部件電連接，并以小于1mm的距離靠近光電接收部件安置。發射器驅動電路和接收器電路可集成到一個單晶片上。

發射端口和接收端口間的節距（pitch）可能大于設置于基底上的VCSEL和光電二極管間的節距。發射端口和接收端口間的節距可能遵從SFP/SFP+MSA標準。

光耦合元件可結合到基底上，并限定出容納光電發射部件、光電接收部件和接口集成電路的腔。