用于10GB/S收发机的高频发射器和检测器组装方案制造技术

一种设备和组装方案，确保在收发机中的信号发送和检测部件之间的对准被最佳化并在设备的使用期限期间被保持。这是通过使用一对聚合物光学模块完成的，聚合物光学模块用来耦合被发送到各个纤维光缆的光和从各个纤维光缆接收的光。在预对准处理期间，聚合物光学模块的头端部分被插入到在支座中形成的相应插槽，支座被安装在光学子组件上，在其上安装有发射器和检测器，由此这些插槽被配置成使得在组装期间头端部分沿着插槽的侧壁滑动。在随后的有效对准处理期间，每个聚合物光学模块相对于它的各个发射器或检测器进行放置，直至检测到最大信号为止，在这时候，通过使用紫外线敏感的粘结剂快速设定部件的位置。然后，可以加上附加粘结剂，进一步固定部件。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术总的涉及非常高带宽的收发机，更具体地，涉及用于非常高带宽的收发机的组装方案，其中发射器和检测器被组装在一个单个单元中。背景信息网络通信大大地增加数据使用，使得能够发送越来越大量的数据。为了便于达到越来越增加的对于数据传输的要求，通信系统逐步增加它们的带宽。例如，以太网技术的开发商提供10Mb/s，100Mb/s，和1Gb/s的传输速率的标准。最近，正在定出用于10Gb/s以太网的标准。网络通信牵涉到通常通过一个或多个中间设备耦合的、两个末端设备(例如，计算机)之间的数据传输。例如，当通过互联网使用数据时，用于数据路径(即，其上传输数据的网络连接路由)的中间设备可包括一个或多个网关以及各种路由器和交换机。当使用局域网(LAN)时，数据路径典型地包括一个或多个网络集线器和/或路由器。在数据路径上的每个设备必须提供适当的连接，这使得通过网络电缆连接提供的信号能够被这些设备接收和发送。为了支持更高的带宽信号，Gb/s网络通常需要纤维光缆连接，它比起铜线连接提供几个优点。光纤连接提供两个功能它把由发射器产生的发送光信号耦合到纤维光缆连接，以及提供用于把在纤维光缆上接收的光信号耦合到接收部件(典型的，包括检测器)的装置。随着网络信号的带宽增加，它们的信号噪声比降低，使得更高带宽的信号，即使通过光缆连接被载送时，也对扰动(诸如EMI辐射等等)更敏感。这需要连接器中的部件非常精确地对准。另外，必须采取增加的测量，以阻止外部扰动。被设计来用于高带宽应用的一个传统的组装方案在工业上被称为“TO can” 组装。采用TO can组装的连接器包括用于耦合发送信号和接收信号的分开的组装件。这些组装件的输出通常被耦合到电路板，它使能进一步路由和/或处理发送或接收信号。当前，TO can组装通常支持约2.5Gb/s的带宽。附图简述当结合附图参考以下的详细说明时，将更容易理解和更好地了解本专利技术的上述的方面和许多附属优点，其中附图说明图1是显示具有按照本专利技术的组装方案的光学子组件的主要部件的分解图；图2是图1的光学子组件的支座和基板的详细的等轴视图；图3A和3B分别显示在光学子组件中使用的聚合物光学模块的详细的正视图和等轴视图。图4是沿图1的截断线AA截取的聚合物光学模块，支座和基板的截面图；图5是显示在光学子组件组装期间使用的对准处理的流程图；以及图6是用于显示聚合物光学模块对准的光学子组件的等轴视图。详细描述本专利技术提供可被用于高带宽的收发机的光学子组件，其具有可确保在设备的使用期限中信号发送和检测部件之间的对准被最佳化和被保持的组装方案。组装方案包括一对聚合物光学模块，它们被用来耦合被发送到各个纤维光缆的光和从各个纤维光缆接收的光。在预对准处理期间，聚合物光学模块的头端部分被插入到在支座中形成的各个插槽，支座被安装在光学子组件基板上，在基板上安装有发射器和检测器。在随后的有效对准处理期间，每个聚合物光学模块相对于它的各个发射器或检测器进行放置，直至检测到最大信号为止，在这时候，通过使用对于紫外线(UV)敏感的粘结剂快速设定部件的位置。可任选地，可以使用附加粘结剂，进一步固定部件。最后得到的组装方案提供支持发射机和接收机连接功能的单个单元，而同时支持相应于10Gb/s信号的带宽。图1上显示实施本专利技术的组装方案的光学子组件(OSA)的主要部件的分解图。这些部件包括光学子组件(OSA)基板12，基板12上安装有垂直腔表面发射激光器(VCSEL)14，功率监视器16，检测器18，和放大器20。光学子组件还包括支座22，一对聚合物光学模块24和一对帽28。VCSEL 14用来产生光信号，它被用于高带宽通信(例如，10GHz/s)。在一个实施例中，光的波长大约是800-900纳米(nm)(标称值850nm)。在其他实施例中，VCSEL 14被配置成产生具有分别约为1300nm和1550nm波长的光。另外，也可以使用适合于高带宽通信信号环境的其他的波长。可被用于VCSEL 14的适用的部件包括Emcore(Albuquerque，NM)8585-8050镓砷(GaAs)VCSEL，或由Honeywell公司制造的、具有类似特性的GaAs VCSEL。由VCSEL 14发射的光功率由功率监视器16进行监视，功率监视器优选地包括低频功率监视器光电二极管，它提供对于由VCSEL 14发射的功率的有效控制。从VCSEL 14发射的光功率的一部分由设置在VCSEL上面的透镜56反射，这样，被发射的光入射到功率监视器16的口面，其中入射光被校准以表示由VCSEL 14输出的实际的光功率。检测器18被用来检测具有类似于由VCSEL 14产生的光信号的特性的高带宽(例如，10GHz/s)光信号。用于检测器18的适当的部件包括由Microsemi公司(Santa Ana，California)制造的各种GaAs检测器。放大器20接收来自检测器18的低电流信号，以及提供增益给该信号，而同时也注入尽可能少的噪声到数据流。这个部件通常将包括变阻抗(TIA)型放大器，或预放大器。Nortel公司制造可被用来执行放大器20的功能的SiGe TIA放大器。优选地，功率监视器16被连线固定到OSA基板12，基板优选地包括硅、陶瓷、或FR4。放大器20也可被连线固定到OSA基板12，或可以通过使用在电子制造期间通常使用的其他技术(诸如，波焊？-请填写你可能使用的另一个方法)，被电连接到OSA基板。这些部件通过在OSA基板12上的内部的或表面的轨迹(未示出)接收功率和电信号，这些轨迹被路由到被沉积在OSA基板的周边附近的多个C4焊料凸起32。图2中显示组件上OSA基板12和支座22的详细的视图。支座22包括一对基本上立方体形状的凹槽38和40，用来接纳聚合物光学模块24的块形的头端部分，由此，凹槽的头端部分和侧壁在组件上滑动接合(即，互相滑动)，它们的进一步的细节在下面描述。在凹槽38和40的开孔处也确定一对倒角44和46，以及一对埋头孔34和36。为了增强信号质量，支座22优选地应当包括EML屏蔽，以减小和/或阻止接收信号与发送信号之间的串扰。因此，在一个实施例中，金或其他适当的金属通过使用例如蒸汽沉积被沉积在凹槽38和40的表面上。在另一个实施例中，金属屏蔽被模制在凹槽38和40的侧壁。聚合物光学模块被用来重新引导由VCSEL 14产生的光，这样，光可被光缆接收，以及重新引导从光缆接收的光，以使得它在检测器18处被接收。因此，聚合物光学模块24由能够传输具有相应于在使用该设备的宽带环境中所使用的光信号的波长的光的材料制成。例如，在一个实施例中，光波长大约是800-900nm。正如上面讨论的，也可以使用1300nm和1550nm的光信号，以及其他波长。聚合物光学模块24也包括在一个末端处形成的圆柱孔50，孔50被配置成用来接纳纤维光缆54的末端部分52，正如图3A，3B和4所示的。孔50也包括逐步下降的部分55，用于接纳光缆54的光纤末端或区域57。适用于聚合物光学模块24的材料包括Uitem 1000，一种由GeneralElectric(通用电气公司)制造的聚合物，它具有大约为3的折射率。聚合物光学模块24包括一对透镜56和58，它们本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：　　　　基板，其上安装有光发射器和光检测器；　　　　第一光学模块，用来把从第一光缆接收的光光耦合到光检测器；　　　　第二光学模块，用来把由光发射器产生的光光耦合到第二光缆；　　　　被固定地安装到基板上的支座，第一和第二光学模块各被牢固地固定到所述支座上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A阿尔杜伊诺，D克拉夫茨，S佩达达，B扎波尔斯基，S弗莱舍尔，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]