有源光学转接板和光互连模块制造技术

本发明专利技术的实施方式公开了一种有源光学转接板，包括：至少一个通孔，用于插入光纤来为激光器的发射光提供光通路；至少一个光电探测区域，设置在所述至少一个通孔的端面上，用于探测所述激光器的发射光的反射光，并将探测到的所述反射光转换为电信号。根据本发明专利技术实施方式的有源光学转接板可以在不损耗激光器有用发光功率的情况下，利用其反射产生的无用光实现对激光器发光功率的实时监测，提高了传输系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电传输
，具体涉及一种有源光学转接板，以及应用该种有源光学转接板的光互连模块。
技术介绍
数据中心和服务器机房需要使用大量中短距离(小于300m)的光互连传输产品，如有源光缆(AOC)和可插拔接口(QSFP)等可插拔光模块。此类产品的核心部件包括激光器、激光器驱动、探测器以及探测器后置放大芯片。然而，在这类产品的使用过程中，一旦出现故障，将无法判断问题出现在哪儿，尤其是发射端的激光器及其驱动电路故障，将会导致传输信号失真。目前比较常见的发端功率实时监测主要是通过设置光路分支，如图1所示，激光器105的发射光通过光纤106传输之前，激光器105的光功率分为两个支路，一路101用于信号传输，另一路102用于监控。这种方法，需要加入滤波器104用以分光，并在监测光路102上加入功率监测器103，如此就要从激光器105的发光功率中牺牲一部分传输功率用于监控，在增加电路复杂性的同时，降低了本来发光功率就不是很高的光电转化器件的功率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种有源光学转接板，解决了光互连模块发端功率监测需要分光的问题。根据本专利技术的一个方面，提供一种有源光学转接板，包括：至少一个通孔，用于插入光纤来为激光器的发射光提供光通路；至少一个光电探测区域，设置在所述至少一个通孔的端面上，用于探测所述激光器的发射光的反射光，并将探测到的所述反射光转换为电信号。根据本专利技术的另一个方面，提供一种应用前述有源光学转接板的光互连模块，包括：激光器、有源光学转接板、激光器驱动芯片，其中，所述激光器中的每一个发光单元与所述有源光学转接板上的一个通孔光学对准，并且所述激光器芯片通过所述凸点与所述有源光学转接板电连接，所述有源光学转接板通过所述第二类焊盘与所述激光器驱动芯片电连接。本专利技术实施例提供的一种有源光学转接板和应用该有源光学转接板的光互连模块，具有光功率监测功能，可以在不损耗激光器有用发光功率的情况下，利用其反射产生的无用光实现对激光器发光功率的实时监测，提高了传输系统的可靠性。附图说明图1所示为现有技术中的激光器发光功率监测原理图；图2所示为本专利技术一实施例提供的有源光学转接板的局部示意图；图3所示为本专利技术一实施例提供的有源光学转接板实现功率监测的原理图；图4所示为本专利技术一实施例提供的有源光学转接板的局部示意图；图5所示为本专利技术一实施例提供的有源光学转接板的局部示意图；图6所示为本专利技术一实施例提供的应用图5所示有源光学转接板的光互连模块截面示意图；以及图7所示为本专利技术一实施例提供的光电互连模块示意图；图8a-8d所示为本专利技术一实施例提供的有源光学转接板中光电探测区域的制备过程分解示意图；图9a-9d所示为本专利技术另一实施例提供的有源光学转接板中光电探测区域的制备过程分解示意图；图10a-10g所示为本专利技术另一实施例提供的有源光学转接板中光电探测区域的制备过程分解示意图；图11a-11k所示为本专利技术另一实施例提供的有源光学转接板中光电探测区域的制备过程分解示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图2所示为本专利技术一实施例提供的有源光学转接板的局部示意图。根据本实施方式的有源光学转接板包括：至少一个通孔1，至少一个光电探测区域2。其中：至少一个通孔1，用于插入光纤来为激光器的发射光提供光通路。优选地，为了降低激光器与光纤之间的耦合损耗，可以将光纤一端的裸露部分插入通孔，直到光纤端面与通孔端面平齐。至少一个光电探测区域2，设置在所述至少一个通孔的端面上，用于探测所述激光器的发射光的反射光，并将所述探测到的反射光转换为电信号。根据本实施方式的光互连模块，当激光照射到阵列式通孔的入口边缘会发生反射，反射光在激光器芯片与有源光学转接板界面之间发生若干次反射之后，必定会照射到有源光学转接板的光电探测区域，反射光会在该区域产生电流，通过电路对该电流信号实现提取、处理之后，通过实时监测该电信号即可实现对激光器发光功率的监测。图3所示为本专利技术一实施例提供的有源光学转接板实现功率监测的原理图。从图中可以看出：激光器芯片11上的一个发光单元19孔径为8微米，裸光纤17直径(附图中的距离AB)为50微米，带包层的光纤18直径(附图中的距离CD)为125微米。假定激光器芯片界面的反射系数为0.5，光纤端面(忽略裸光纤与光纤包层反射系数的差别)的反射系数为0.04。则，当激光器芯片11与有源光学转接板10相距70-80微米时，激光器芯片11中一个发光单元19发射的光，经过四次反射会到达光电探测区域2的e点。则光电探测区域可以探测到的功率可以通过下列计算过程得到：假设激光器芯片11中一个发光单元19发射功率为1，发光单元19发射的光照射在裸光纤17的a点，即在a处发生第一次反射。从a处反射的光功率＝0.04×1；经过第一次反射的光照射到激光器芯片界面，在b处发生第二次反射。从b处反射的光功率＝0.5×0.04×1；经过第二次反射的光照射到光纤包层18的c点。从c处反射的光功率＝0.04×0.5×0.04×1；经过第三次反射的光再次照射到激光器芯片11界面，并在位置d发生第四次反射。从位置d处反射的光功率＝0.5×0.04×0.5×0.04×1＝4×10-4。该功率即照射到光电探测区域2的e点的光功率，通过对该部分的光照射光电探测区域2产生的电压和/或电流的监测，即可实现对激光器芯片11发光单元19发射功率的监测。应当知道，根据本实施方式的各种参数仅是示例性的，可以根据实际情况更改或设定，这里主要是描述功率监测原理的实现过程。优选地，如图2所示，将至少一个光电探测区域2中的每个光电探测区域2实施成包围一个通孔1的结构。这样的结构布局可以使光尽可能经历较少的反射次数就可以照射到光电探测区域，确保反射光足以使光电探测区域产生电流。优选地，光电探测区域2采用双金属接触半导体(MSM)光电探测器结构，它是利用MSM-PD(Metal-Semiconductor-Metal)即双金属接触半导体的光电特性，在光的照射下产生电流这一特性来实现对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源光学转接板，其特征在于，包括：至少一个通孔，用于插入光纤来为激光器的发射光提供光通路；至少一个光电探测区域，设置在所述至少一个通孔的端面上，用于探测所述激光器的发射光的反射光，并将探测到的所述反射光转换为电信号。

【技术特征摘要】
1.一种有源光学转接板，其特征在于，包括：
至少一个通孔，用于插入光纤来为激光器的发射光提供光通路；
至少一个光电探测区域，设置在所述至少一个通孔的端面上，用于探测
所述激光器的发射光的反射光，并将探测到的所述反射光转换为电信号。
2.根据权利要求1所述的有源光学转接板，其特征在于，所述至少一
个光电探测区域中的每个光电探测区域包围一个所述通孔。
3.根据权利要求1所述的有源光学转接板，其特征在于，进一步包括：
第一类焊盘，用于提取并传递所述光电探测区域产生的电信号；以及，
再布线层，设置在所述至少一个通孔的端面上；
其中，所述第一类焊盘通过所述再布线层与一个所述光电探测区域电连
接。
4.根据权利要求3所述的有源光学转接板，其特征在于，进一步包括：
第二类焊盘，用于连接外设的印刷电路板；以及，
凸点，设置在所述至少一个通孔的端面上，用于电连接激光器；
其中，所述第二类焊盘通过所述再布线层与所述凸点电连接。
5.根据权利要求4所述的有源光学转接板，其特征在于，所述第一类
焊盘和所述第二类焊盘呈一排设置在所述有源光学转接板的与所述至少一
个通孔的端面相垂直的侧面。
6.根据权利要求1所述的有源光学转接板，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛海韵，
申请(专利权)人：华进半导体封装先导技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32