[发明专利]有通用定位的光收发器

说明书

一种光收发器可以包括发射器和接收器。光收发器被配置为以彼此相反的第一取向和第二取向与电连接器对接。在某些示例中，收发器的导热面被配置为与散热构件在第一取向和第二取向之一或两者上热连通。其他示例的光收发器可以被安装至基部上，并与电连接器处于电连通。盖罩提供压力，该压力使收发器与主机印刷电路板(PCB)之间形成电接触，并同时提供低热阻传递路径，以散除收发器工作期间产生的热量。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年9月24日提交的美国临时专利申请序列号62/562,447的优先权，且还要求于2018年3月7日提交的美国临时专利申请序列号62/639,970的优先权，其中每个专利申请的公开内容在此通过援引并入，如同在本文中完整阐述一样。

背景

光收发器而非电互连的使用在带宽距离积以及功耗降低方面提供了显著益处。光收发器包括光纤，其中一根或多根光纤被配置为光接收光纤，该光接收光纤被配置为接收光输入信号，并且其中一根或多根其他光纤被配置为光发射纤维，该光传输纤维被配置为发射光输出信号。该收发器还包括电接触件，一个或多个电接触件是电接收接触件，该电接收接触件被配置为接收电输入信号，并且一个或多个其他电接触件是电发射接触件，该电发射接触件被配置为发射电输出信号。收发器的电接触件被配置为与诸如电连接器的电气设备的互补电接触件对接，该电连接器继而被安装至电气部件，诸如可被配置为印刷电路板(PCB)的基板。

光收发器通常包括光发射器，该光发射器接收电输入信号，并激活光源以产生到光发射光纤的光输出信号以供在通信系统中使用。光输出信号对应于接收到的电输入信号。光源一般是激光光源，诸如VCSEL(竖直腔表面发射激光器)或某其他类型的激光器。光发射器通常包括被配置为驱动器的集成电路(IC)管芯，该驱动器电连接至VCSEL并调制VCSEL的光输出。不幸的是，VCSEL的性能会因在较高的温度下工作而降低。取决于所使用的VCSEL的类型，在超过70C，80C或85C的温度运行VCSEL可导致不可接受的VCSEL寿命或电光转换效率。通常，VCSEL工作温度的上限显著低于IC的工作温度极限，该IC可以位于该VCSEL附件。例如，IC可以具有100C的工作温度极限。尽管IC可以承受更高的工作温度，但是相比VCSEL，IC通常产生高出一个数量级的废热。例如，在运行中，IC可以产生2.0W的废热，而VCSEL可以仅产生0.1W的废热。

光收发器通常还包括光接收器，该光接收器接收光输入信号，并将该光输入信号转换为电输出信号，该电输出信号与接收到的光输入信号相对应。光接收器一般包括一个或多个光电探测器，光电探测器接收光输入信号，并将光输入信号转换为电信号，该电信号的电流电平与单位时间内光信号中接收到的光子的数量成比例。该光接收器一般还包括电流电压转换器，诸如跨阻放大器(TIA)，其将电流信号放大并转换为在数据通信系统中能使用的电压电平。TIA一般被构造为集成电路(IC)管芯。光引擎可以是发射器或接收器，或两者皆有。此外，发射器可以与接收器机械分离。或者，发射器可以与接收器机械集成。光电探测器一般被配置为光电二极管，该光电二极管与VCSEL一样，在高工作温度下会受到不利影响。发射器的光源和接收器的光电二极管一般可以被称为电光元件，因为它们都涉及电信号到光信号的转换或光信号到电信号的转换。

已经认识到电光元件的性能受到高工作温度的不利影响。此外，一般期望将这些部件放置在它们各自的TIA或驱动器附近，TIA或驱动器产生和/或接收高速电信号。高速电信号可以是模拟信号或数字信号，其具有大于10Gpbs的通信速率，并且在一些情况下，其速率可以显著更高，诸如28Gpbs、56Gpbs，甚至更高的数据速率。为了保持这些高速信号上可接受的信号完整性，需要尽可能地缩短IC和光学元件之间的导电路径。一种方便、低成本的建立导电路径的方法是使用引线键合，该引线键合将位于TIA和/或驱动器集成电路顶部的导电焊盘以及电光元件上的导电焊盘电连接起来。在IC与电光器件之间建立导电路径的另一种方便、低成本的方法是倒装设备并通过阻抗匹配的微带或带状线将设备连接起来。