[发明专利]光收发器

说明书

本申请涉及光收发器。光收发器可以包括具有光子集成电路的发射器，以及具有电流‑电压转换器和光电探测器的接收器，所述光电探测器与所述电流‑电压转换器电通信并且与所述光子集成电路分开。所述发射器和所述接收器中的每一个可以包括互连构件，所述互连构件包括分别用于传输光发射信号和光接收信号的第一和第二光路径。所述发射器和接收器的所述互连构件还可以限定电路径，其设置为分别在一端连接到下面的基板，以及所述发射器和接收器。所述互连构件可以彼此分开或者可以限定单个单片互连构件。

本申请是2018年9月26日提交的国际申请日为2017年1月27日、申请号为201780020141.1(PCT/US2017/015293)的发明名称为“光收发器”专利申请的分案申请。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请请求2016年1月28日提交的美国专利申请序列号62/287,987和2016年10月6日提交的美国专利申请序列号62/405,053的权益，其每个的公开内容通过引用结合于此，如同其全部在此阐述一样。

背景技术

使用光互连而不是电互连，在带宽和带宽密度(收发器占用的表面积的Gb/s/m²)方面提供了显着的增益。尽管光互连已经存在于许多电信网络(特别是跨洋网络，城域网和接入网络)中，但它们尚未达到足以取代短链路上的电互连的集成度、成本和能量效率的水平。虽然光引擎是概念上简单的装置，但是经常包括例如垂直空腔表面发射激光器(vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL)或光子集成电路，其比电互连昂贵。

大多数光引擎包括电子驱动器电路，其整形和放大电输入信号以适当地驱动光源，该光源通常是半导体激光器。通过它的驱动电流简单地调制激光器的开启和关闭。这种调制方案通常被称为OOK，开关键控(On-Off Keying)。在实际实施中，驱动器电路包括对OOK的许多改进，包括依赖于温度的激光器偏置和调制控制，以及用于驱动激光器的均衡和预失真。在更高的比特率下，它还提供电气方面的均衡。此外，驱动器中还可能包含关闭通道和监控激光器健康状况的性能。一种流行的激光器VCSEL可以调制成几个10GHz的调制方式。它还输出具有窄光学光谱特性的高功率光。这些都是用于高数据比特率光纤传输的理想元件。然后由激光器发射的光被光学系统捕获并耦合到光纤的芯。

接收器方面在概念上也简单。光纤发射的光通过光学系统引导至光电探测器。光电探测器，通常是PIN光电二极管(以其P掺杂、本征和N掺杂结型结构命名)转而耦合到超低噪声、非常高增益的跨阻放大器(Trans-Impedance Amplifier,TIA)，其转换接收的光电二极管电流到电兼容的差分电压输出中。TIA输出通常包括限幅放大器(limitingamplifier,LA)阶段和均衡电路，诸如预加重/去加重。还可以实现诸如光信号损耗检测(loss of optical signal,LOS)、接收光功率和静噪之类的高级功能。

光收发器可以包括微控制器以执行内部控制。微控制器可以通过I2C协议与系统连接，从而能够控制各种可编程收发器设置以及报告温度，信号损耗和其它电气、温度或光学报警的情况(通常称为光学数字诊断)。虽然I2C协议是一种合适的协议，但光引擎可以根据需要采用任何合适的控制协议。

发明内容

根据本公开的一个方面，设置为安装到基板上的互连构件可以包括光耦合器。光耦合器可以具有至少一个光传输路径，该光传输路径设置为将光信号从互连构件的起始表面传导至互连构件的终止表面。互连构件还可以具有与光耦合器单片的电内插器。电内插器可以包括多个导电通孔(vias)，其从互连构件的第一表面延伸到互连构件的第二表面。导电通孔可以设置为在第一表面处与收发器的至少一个电子部件电通信，并且还可以设置为在第二表面处与基板电通信。

附图说明