[發(fā)明專利]一種光電集成電路板通信系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110562931.0
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113281860A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶青;匡文祥;劉頓;陳列;楊奇彪;婁德元;翟中生;鄭重;成健
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 胡琦旖

本發(fā)明屬于光電技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種光電集成電路板通信系統(tǒng)，包括vcsel激光發(fā)射器、光電電路板、光波導(dǎo)器件和光電轉(zhuǎn)換器件；光波導(dǎo)器件包括第一垂直耦合結(jié)構(gòu)、信道波導(dǎo)和第二垂直耦合結(jié)構(gòu)；第一垂直耦合結(jié)構(gòu)包括第一入射平面和第一反射平面，且兩平面夾角控制在44.7°?46.5°的范圍內(nèi)；第二垂直耦合結(jié)構(gòu)包括第二反射平面和第二入射平面，且兩平面之間的夾角控制在44.7°?46.5°的范圍內(nèi)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中光束傳輸效率較低、激光與光波導(dǎo)器件的耦合效率較低的問題，能夠極大地提升傳輸效率、使得耦合效率最大化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種光電集成電路板通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在數(shù)據(jù)流量日益龐大和快速的今天，高端電子系統(tǒng)中使用純電子電路印制板將不能滿足長線路、高密度和高功率的需要，采用在電子裝置內(nèi)導(dǎo)入光電子電路組裝技術(shù)是當(dāng)務(wù)之急。為此，一種新的帶光互連層的印制板技術(shù)——光電印制電路板發(fā)展形成。光電印制板是由傳統(tǒng)的PCB層和光波導(dǎo)層疊層壓合而成，它是將光與電整合，以光作為信號傳輸，以電進(jìn)行運(yùn)算的新一代高速運(yùn)算所需的封裝基板，將目前發(fā)展的非常成熟的印制電路板加上一層光導(dǎo)層，使得線路板的使用由現(xiàn)有的電連接技術(shù)延伸到光傳輸領(lǐng)域。

光電印制板通常是在基板上形成光波導(dǎo)層，采用激光成像或曝光菲林形成光互連圖形，然后經(jīng)特殊顯影液(水溶性顯影液)顯影去掉未成像部分光波導(dǎo)層，形成含有光波導(dǎo)互連圖形的內(nèi)層芯板，然后將含光波導(dǎo)層的芯板和含電路層的芯板壓合在一起形成成品PCB。因此，光電印制板制作有兩個(gè)核心工藝：一是光波導(dǎo)層制作；二是光波導(dǎo)層與銅導(dǎo)線路層的壓合。

目前，大多數(shù)光波導(dǎo)器件制作工藝復(fù)雜、程序繁瑣、集成度不高、通用性較差，光束傳輸效率低、激光與光波導(dǎo)器件的耦合效率較低。因此，提供一種對現(xiàn)有工藝兼容、制作高效、通用性好、使得光束傳輸效率高、與激光耦合效率高，且能實(shí)現(xiàn)器件集成化的光波導(dǎo)器件成為當(dāng)前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過提供一種光電集成電路板通信系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中光束傳輸效率較低、激光與光波導(dǎo)器件的耦合效率較低的問題。

本發(fā)明提供一種光電集成電路板通信系統(tǒng)，包括：vcsel激光發(fā)射器、光電電路板、光波導(dǎo)器件和光電轉(zhuǎn)換器件；

所述光波導(dǎo)器件包括第一垂直耦合結(jié)構(gòu)、信道波導(dǎo)和第二垂直耦合結(jié)構(gòu)；所述第一垂直耦合結(jié)構(gòu)包括第一入射平面和第一反射平面，所述第一入射平面與所述第一反射平面之間的夾角控制在44.7°-46.5°的范圍內(nèi)；所述第二垂直耦合結(jié)構(gòu)包括第二反射平面和第二入射平面，所述第二入射平面與所述第二反射平面之間的夾角控制在44.7°-46.5°的范圍內(nèi)；

所述光波導(dǎo)器件可拆卸地安裝在所述光電電路板上，所述vcsel激光發(fā)射器發(fā)射的光束首先入射并穿過所述第一入射平面，然后經(jīng)所述第一反射平面反射后進(jìn)入所述信道波導(dǎo)，經(jīng)所述信道波導(dǎo)后輸出的光束經(jīng)所述第二反射平面反射并穿過所述第二入射平面，最終所述光束到達(dá)所述光電轉(zhuǎn)換器件。

優(yōu)選的，所述光電集成電路板通信系統(tǒng)還包括：第一準(zhǔn)直透鏡；所述第一準(zhǔn)直透鏡設(shè)置在所述vcsel激光發(fā)射器與所述第一垂直耦合結(jié)構(gòu)之間；

所述vcsel激光發(fā)射器發(fā)射的光束經(jīng)過所述第一準(zhǔn)直透鏡聚焦后，焦點(diǎn)的中心在所述第一反射平面的聚焦位置控制在所述第一反射平面中心位置對所述第一入射平面投影位置的±2μm范圍內(nèi)。

優(yōu)選的，所述vcsel激光發(fā)射器發(fā)射的光束的光斑直徑控制在所述光波導(dǎo)器件寬度的60％-100％范圍內(nèi)。

優(yōu)選的，所述光波導(dǎo)器件的寬度和高度相同。

優(yōu)選的，所述光波導(dǎo)器件采用SU8膠在二氧化硅襯底上制作而成，所述光波導(dǎo)器件采用空氣包層。