[发明专利]用于路由光学信号的系统和方法

说明书

背景技术

随着电路板上的计算机芯片速度增大到越来越快的速度，芯片间通 信的通信瓶颈正变成更大的问题。一种可能的解决方案是使用光纤来 互连高速计算机芯片。然而，大部分的电路板包含许多层并且通常要 求它们的制造公差(tolerance)小于一微米。物理放置光纤并且将该 光纤连接到芯片可能太不精确并且太费时而不能在电路板制造工艺中 被广泛采用。

在电路板附近及之间路由光学信号会显著增加额外的复杂度。尽管 需要宽带数据传输，但是因此已经证实了可销售的芯片之间的光学互 连是不牢靠的。

附图说明

参考附图，根据以下详细描述将清楚明白本发明的特征和优点，该 附图一起通过示例的方式示出了本发明的特征；并且在附图中：

图1是耦合到单模激光器和分束器的大芯径(large core)中空波 导的图示；

图2是根据本发明实施例的用准直透镜和耦合装置来耦合到具有 反射内部的大芯径中空波导的多模激光器的图示；

图3a是根据本发明实施例的具有带有半反射膜的光束窗口区域的 耦合装置的图示；

图3b是根据本发明实施例的具有带有金属化膜的光束窗口区域的 耦合装置的图示，该金属化膜具有小于相干光的波长的点；

图3c是根据本发明实施例的具有带有金属化膜的光束窗口区域的 耦合装置的图示，该金属化膜具有孔；

图3d是根据本发明实施例的具有带有光栅的光束窗口区域的耦合 装置的图示；

图3e是根据本发明实施例的具有多个耦合装置的耦合条的图示；

图3f是根据本发明实施例的具有条形光束窗口的耦合条的图示；

图3g示出了根据本发明实施例的具有缝(slot)的大芯径中空波 导，该缝是以预定角度切割的以便使耦合装置能够被插入该缝中；

图4a是根据本发明实施例的耦合到耦合条的在衬底上的直排 (collinear)的大芯径中空波导的阵列的图示；

图4b是根据本发明实施例的耦合到子板阵列的在一平面中的直排 的大芯径中空波导的阵列的图示，每个子板具有在该平面外部的大芯 径中空波导阵列；以及

图5是根据本发明实施例的描述用于路由光学信号的方法的流程 图。

现在将参考所示出的示例性实施例，并且在本文中将使用专用语言 来描述该示例性实施例。然而将理解并不意图由此来限制本发明的范 围。

具体实施方式

用于形成电路板上的计算机芯片之间的光学互连的一种方法是使 用在该电路板上形成的光学波导。光学波导可能优于用于互连电子装 置的光纤通信，因为能够使用光刻或类似的工艺在电路板上形成波导。 通常用基本上光学透明的材料(例如聚合物和/或电介质)来在电路板 上形成波导。使用光刻或类似工艺制作的光学波导还可以形成于没有 安装在电路板上的其它类型衬底上。例如，(一个或多个)光学波导可 以形成于柔性衬底上以便创建具有一个或多个光学波导的带状线缆。 在本申请中公开的光学波导是使用光刻或类似工艺形成于衬底上的。

用这种方式形成光学波导可以提供这样的互连，所述互连被构造成 具有必需的物理公差，以便在现代的多层电路板上使用。然而，可在 芯片和电路板制造中被用来形成板上波导的聚合物、电介质和其它材 料通常有比光纤明显更大的损耗。实际上，在板上波导中的损耗量已 经是限制对光学波导互连的认可的因素之一。用来构造波导的聚合物 可能具有每厘米0.1dB的损耗。相比之下，光纤中的损耗是每千米大 约0.1dB。因此，聚合物波导可能具有比光纤中的损耗大若干数量级 的损耗。