[發明專利]用于光子集成電路的多模波導系統和連接器

有效

• 申請號: 202110400236.4
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113534361B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 金起泓;杰里米·比昂;大志田直;松尾勉;鈴木修司;玉井暢洋;村岡央理
• 申請（專利權）人: 廣瀨電機株式會社
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;高雪

本發明公開了用于光子集成電路的多模波導系統和連接器。本文描述的示例實現方式涉及一種包括一個或更多個光子集成電路的系統，所述一個或更多個光子集成電路具有多模波導并通過使用本文所描述的多模波導連接器連接至印刷光學板。印刷光學板可以包括嵌入式多模波導總線以促進去往和來自光子集成電路的光信號。該系統還可以包括小芯片，例如被配置成連接至光纖電纜的具有單模波導的光子集成電路。

相關申請的交叉引用

本專利申請基于2020年4月15日提交的臨時美國專利申請第63/010,394號和2020年10月8日提交的美國專利申請第63/089,346號，并根據35U.S.C.119(e)要求上述兩件申請的國內優先權。出于所有目的，上述兩件申請的公開內容在此通過引用整體并入本文中。

技術領域

本公開內容大體上涉及光子集成電路(PIC)系統，并且更具體地，涉及具有多模波導和多模波導連接器的PIC系統。

背景技術

在PIC系統中，由于PIC系統的銅跡線向零塌陷，光連接器在片上系統(SoC)緊鄰處變得擁擠。不幸的是，對于這種擁擠的總線環境，沒有光輸入/輸出(I/O)標準。PIC的輸入輸出(相當于電氣系統的I/O緩沖器和焊盤)——也被稱為片外光總線——沒有任何候選解決方案、行業共識或標準活動。缺乏這樣的解決方案是涉及PIC部件的連接器制造商面臨的近期挑戰。

印刷光學板(POB)的設計有了新的發展，以將嵌入式波導包括在電路板內。圖1示出了示例POB系統。具體地，圖1示出了嵌入在印刷電路板(PCB)材料中的光波導芯層和工藝。箭頭指示從光學模塊到SoC的光路的方向。由于光學層和電氣層在制造中對準，因此組裝殼體不需要提供額外的對準。然而，材料系統需要新的層壓工藝，這增加了成本并產生未知的現場產品可靠性。

發明內容

本文描述的示例實現方式涉及一種系統，其包括具有多模波導并連接至印刷光學板的一個或更多個光子集成電路。該印刷光學板可以包括嵌入式多模波導總線以促進去往和來自光子集成電路的光信號。該系統還可以包括小芯片，例如被配置成連接至光纖電纜的具有單模波導的光子集成電路。

本文描述的示例實現方式涉及集成到系統中的多模波導連接器，該系統包括具有多模波導并連接至印刷光學板的一個或更多個光子集成電路。該多模波導連接器可以包括：絕熱錐形部分，該絕熱錐形部分促進從單模光信號到多模光信號的轉變；以及棱鏡部分，該棱鏡部分與多模波導進行接口連接并且被配置成將多模光信號引導至絕熱錐形部分和從絕熱錐形部分引導多模光信號。

本公開內容的各方面涉及一種系統，具有：一個或更多個多模波導(MMW)光子集成電路(PIC)，所述一個或更多個MMW?PIC中的每一個包括通過雙向信道連接至嵌入式數字均衡器的MMW，所述嵌入式數字均衡器被配置成實施電信號到光信號轉換以及光信號到電信號轉換；印刷光學板(POB)，其包括與一個或更多個MMW?PIC的MMW連接的嵌入式MMW總線；以及連接至POB的SMW總線的單模波導(SMW)PIC，該SMW?PIC包括通過雙向信道連接至另一嵌入式數字均衡器的SMW，該另一嵌入式數字均衡器被配置成實施電信號到光信號轉換以及光信號到電信號轉換。

本公開內容的各方面可以進一步涉及一種多模波導連接器，該多模波導連接器可以包括：被配置成與多模波導接合的棱鏡部分；以及絕熱錐形部分，該絕熱錐形部分具有與棱鏡部分進行接口連接的基部以及與單模波導進行接口連接的頂部，所述基部比所述頂部寬。

本公開內容的各方面可以進一步涉及一種波導連接器，該波導連接器可以包括被配置成與第一波導接合的棱鏡部分；以及絕熱錐形部分，該絕熱錐形部分具有與棱鏡部分進行接口連接的基部以及與第二波導進行接口連接的頂部，所述基部比所述頂部寬。