[发明专利]提供被动对准连接性的硅基光学端口

说明书

公开提供被动对准连接性的光学端口。在一个实施方案中，光学端口包括具有表面的衬底、光子硅芯片、连接器主体和多个间隔元件。所述光子硅芯片包括电耦合表面、上表面和光学耦合表面。所述光学耦合表面定位于所述电耦合表面和所述上表面之间。所述光子硅芯片另外包括在所述光学耦合表面处终止的至少一个波导，以及设置于所述上表面上的芯片接合特征。所述连接器主体包括第一对准特征、第二对准特征、安装表面和所述安装表面处的连接器接合特征。所述连接器接合特征与所述芯片接合特征配合。所述多个间隔元件设置于所述光子硅芯片的所述电耦合表面和所述衬底的所述表面之间。

相关申请的交叉引用

本申请根据专利法要求2016年5月27日申请的美国申请第15/167,137号的优先权权益，且所述美国申请以引用方式并入本文中。

技术领域

本公开大体涉及高带宽光学通信，且更特定地，涉及实现被动对准连接性以供在高带宽光通信系统中使用的硅基光学端口。

背景技术

光纤的益处包括极宽带宽和低噪声操作。由于这些优点，光纤日渐用于多种应用，包括但不限于宽带语音、视频和数据传输。连接器通常在数据中心和电信系统中用以提供到安装在机架上的设备的服务连接并且提供机架间连接。因此，光学连接器在光学电缆组合件和电子装置两者中用以提供光学到光学的连接，其中在光学电缆组合件和电子装置之间传送光学信号。

随着通过例如硅基激光系统和波分复用等先进技术增加光学收发器装置的带宽，必须将大量数据以电子方式从有源装置和相关联电子装置传送到计算装置的电子部件(例如，数据中心的数据交换装置)以用于进一步处理(例如，每信道高达100Gbps)。另外，光学收发器装置(例如，激光二极管、光电二极管)的大小继续减小，这对维持收发器装置和其连接到的光学连接器之间的适当对准提出挑战。

在硅基激光装置例如混合硅激光器和喇曼(Raman)激光器中，光学信号在硅波导内传播穿过所述装置。在一些硅基激光装置中，激光信号穿过侧小面离开所述装置，使得激光信号不会在发出之前转向。当前，侧小面处的波导与配合的光学连接器的对准需要昂贵且费时的主动对准过程(例如，基于视觉的主动对准过程)。此类主动对准过程添加显着的成本，并且严重减小输贯量。

因此，不需要主动对准系统与配合的光学连接器配合的替代性光学端口是所要的。

发明内容

实施方案是针对与昂贵的主动对准相反地，利用被动对准使配合的光学连接器与光学端口对准和配合的光学端口。特定地，本文中描述的实施方案形成垂直参考基准面，并且提供机械特征，所述机械特征提供水平轴控制以形成光子硅芯片的波导相对于光学端口的连接器主体的对准特征的x轴和y轴位置。光学端口的对准特征与配合的光学连接器的对应对准特征配合以使光子硅芯片的波导与配合的光学连接器的对应光学部件对准。

在此点上，在一个实施方案中，一种光学端口包括具有表面的衬底、光子硅芯片、连接器主体和多个间隔元件。所述光子硅芯片包括电耦合表面、上表面和光学耦合表面。所述光学耦合表面定位于所述电耦合表面和所述上表面之间。所述光子硅芯片另外包括在所述光学耦合表面处终止的至少一个波导，以及设置于所述上表面上的芯片接合特征。所述连接器主体紧固到所述衬底，并且包括第一对准特征、第二对准特征、安装表面和所述安装表面处的连接器接合特征。所述连接器接合特征与所述光子硅芯片的所述芯片接合特征配合。所述多个间隔元件设置于所述光子硅芯片的所述电耦合表面和所述衬底的所述表面之间。