本發(fā)明涉及用于在共封裝光學系統(tǒng)中支撐光學對準器的設備及方法。

背景技術：

1、隨著光學通信系統(tǒng)中的數據速率增加，存在將收發(fā)器的高速電信號移近交換機模塊的強勁趨勢。這導致通過在硅基通道交換機旁邊安裝收發(fā)器光學器件來開發(fā)并實施所謂的共封裝光學(cpo)系統(tǒng)。隨著技術的進步，這些共封裝光學器件需要通過應用硅光子集成電路(spic)技術而微型化。spic需要具有光輸入及輸出。發(fā)射器側上的輸入是連續(xù)波(cw)光，接著對其進行調制并將其發(fā)送到輸出中。接收器側上的輸入是調制光，接著將其轉換成電信號。

2、用于輸入及接收來自硅光子集成電路的光的現存技術是通過尾端粘結(pigtail)主動地對準光纖塊且使用環(huán)氧樹脂將其膠合在適當位置中。尾端粘結光纖電纜的問題在于，結構可能變得非常笨重且難以管理，尤其是對于帶有交換機芯片的cpo，所述cpo可能具有用于輸入/輸出的數百根光纖。而且，cpo交換機ic通常需要經由球柵陣列(bga)技術附接到另一襯底，這需要所述結構在高溫下經歷焊料回流，其可能損壞光纖電纜涂層。尾端粘結解決方案有一個重大問題：如果數百根光纖電纜中的一者意外斷裂，那么整個結構就變得無用且必須報廢。這可能非常昂貴。因此，期望提供用于支持與共封裝光學系統(tǒng)的光學io對準的微型光學連接器的光學對準放置的新穎結構。

技術實現思路

1、一方面，本公開提供一種用于支撐光學對準件的結構，其包括：框架，其包括連結在一起以提供用于使對準器被接合的第一支撐表面及用于使擱板被接合的第二支撐表面的多個區(qū)段，所述對準器經配置以提供半封閉敞開空間以用于接納包括與第二光學組件相關聯的對準特征的所述擱板，且將第一光學組件的主體從頂部導引到所述擱板上以經由所述對準特征與所述第二光學組件對準，所述多個區(qū)段包括：底部區(qū)段，其向所述第一支撐表面提供前邊緣且向所述第二支撐表面提供后端；一對側區(qū)段，其間隔開且從所述前邊緣到所述后端分別與所述底部區(qū)段的兩側連結；兩個肩部區(qū)段，其分別具有在所述前邊緣處以向上角度與所述一對側區(qū)段連結的下端；及一對臂區(qū)段，其分別與所述兩個肩部區(qū)段的上端連結以使臂長度與所述一對側區(qū)段平行地向前延伸，所述一對臂區(qū)段經配置以水平地插入到所述第二光學組件的封裝結構中以使所述框架處于浮動狀態(tài)。

2、另一方面，本公開提供一種用于支撐與光子集成電路(pic)的相應透鏡對準的兩個光纖陣列單元(fau)連接器的設備，其包括：框架，其具有與底部區(qū)段的兩個側區(qū)段連結的一對臂區(qū)段，所述一對臂區(qū)段經配置以平行地插入與pic芯片相關聯的封裝結構中以使所述框架處于浮動狀態(tài)，所述底部區(qū)段提供第一支撐表面以支撐分別從頂部沿著所述兩個側區(qū)段安置的兩個對準器，每一對準器提供半封閉敞開空間以接納從所述pic芯片的側邊緣延伸出的擱板，所述擱板的特征在于與所述pic芯片的透鏡相關聯的對準特征，所述半封閉敞開空間允許fau連接器的主體從頂部裝載到所述擱板上且基于所述對準特征與所述透鏡對準。

3、另一方面，本公開提供一種用于支持光纖陣列單元(fau)連接器與光子集成電路(pic)對準的方法，其包括：提供框架，所述框架具有與兩個側區(qū)段連結的底部區(qū)段，所述兩個側區(qū)段分別進一步向上延伸以在高于但平行于所述兩個側區(qū)段的位置處與一對臂區(qū)段連結；將所述一對臂區(qū)段插入到pic芯片的封裝結構中的兩個孔中以使所述框架處于浮動狀態(tài)以在所述底部區(qū)段中提供用于支撐兩個擱板的支撐表面中的一者，所述底部區(qū)段包括經配置以施配環(huán)氧樹脂以用于在上方接合所述兩個擱板的多個通孔，每一擱板分別延伸超出所述pic芯片的側邊緣處的透鏡且其特征在于與所述透鏡相關聯的對準特征；及將兩個對準器放置在所述框架中，每一對準器具有定位在所述pic芯片的表面上的前桿，同時具有定位在所述框架的所述底部區(qū)段中的所述支撐表面中的另一者上的要由環(huán)氧樹脂接合的底部，每一對準器經配置以提供半封閉敞開空間以用于在無接觸間隙的情況下接納所述兩個擱板中的一者。

技術特征：

1.一種用于支撐光學對準件的結構，其包括：

2.根據權利要求1所述的結構，其中所述一對臂區(qū)段包括具有用于促進分別插入到所述第二光學組件的所述封裝結構中的兩個孔中的錐形端的圓柱形狀。

3.根據權利要求2所述的結構，其中所述一對臂區(qū)段經配置以使一個臂區(qū)段以小于30um的環(huán)繞空隙配合在所述兩個孔中的呈圓形形狀的一者中，且使另一臂區(qū)段同時以小于30um的豎直空隙及小于120um的水平空隙配合在所述兩個孔中的呈橢圓形形狀的另一者中。

4.根據權利要求2所述的結構，其中所述兩個孔間隔開對應于所述一對側區(qū)段之間的標稱間距的距離，所述標稱間距經配置以允許將兩個對準器放置在所述框架中從而分別接納與兩個第二光學組件相關聯的兩個擱板。

5.根據權利要求1所述的結構，其進一步包括經由插入到相應兩個肩部區(qū)段中的兩個孔的一個樞軸銷耦合到所述框架的兩個蓋，每一蓋經配置以獨立地在直立位置中敞開從而露出放置在所述框架中的所述對準器或在平坦位置中閉合從而覆蓋所述對準器。

6.根據權利要求5所述的結構，其中所述框架進一步包括后區(qū)段，所述后區(qū)段包括分別與所述一對側區(qū)段連結的兩個外支柱及在所述第一支撐表面的后端的中點處與所述底部區(qū)段連結的中心支柱，所述兩個外支柱中的每一者具有帶有向內臺階的傾斜外側壁，所述向內臺階經配置以形成用于將所述兩個蓋中的相應者鎖定在平坦閉合位置處的閂鎖。

7.根據權利要求6所述的結構，其中所述后區(qū)段經配置以在所述中心支柱與所述兩個外支柱之間提供用于傳遞分別與兩個第一光學組件相關聯的帶狀光纖的兩個敞開通道，且在處于所述平坦閉合位置的所述兩個蓋中的每一者與每一支柱之間提供豎直空隙。

8.根據權利要求7所述的結構，其中所述豎直空隙經配置以將所述蓋限于超程0.5mm以用于從所述平坦閉合位置解鎖，其中所述蓋包括以向下傾斜角度附接到所述蓋的下側的片板，所述片板將有限力施加在所述第一光學組件的所述主體上以在所述蓋被鎖定在所述平坦閉合位置中時確保光學對準。

9.根據權利要求6所述的結構，其中所述一對臂區(qū)段的特征在于支撐施加到所述框架的所述后區(qū)段的至少100牛頓的力的剛度。

10.根據權利要求4所述的結構，其中所述底部區(qū)段包括經配置以將環(huán)氧樹脂從所述框架的下側施配到所述兩個對準器與所述第一支撐表面之間及所述兩個擱板與所述第二支撐表面之間的區(qū)域的多個通孔。

11.一種用于支撐與光子集成電路pic的相應透鏡對準的兩個光纖陣列單元fau連接器的設備，其包括：

12.根據權利要求11所述的設備，其中所述底部區(qū)段經配置以提供第二支撐表面以支撐分別從所述pic芯片的所述側邊緣延伸出的所述兩個擱板。

13.根據權利要求12所述的設備，其中所述底部區(qū)段包括經配置以將環(huán)氧樹脂從所述框架的下側施配到所述兩個對準器與所述第一支撐表面之間及所述兩個擱板與所述第二支撐表面之間的區(qū)域的多個通孔。

14.根據權利要求11所述的設備，其中所述框架進一步包括與所述一對側區(qū)段及所述底部區(qū)段連結的后區(qū)段，所述后區(qū)段包括兩個外支柱及一個中心支柱，從而提供用于傳遞所述fau連接器的帶狀光纖的兩個敞開通道。

15.根據權利要求14所述的設備，其中所述兩個外支柱中的每一者包括具有向內臺階的傾斜外側壁，所述向內臺階經配置以形成用于將蓋鎖定在平坦閉合位置中從而覆蓋所述對準器的閂鎖，以在處于所述平坦閉合位置的所述蓋與所述支柱的頂部區(qū)之間保持豎直空隙。

16.根據權利要求15所述的設備，其中所述豎直空隙經配置以將所述蓋限于超程0.5mm以用于從所述平坦閉合位置解鎖，其中所述蓋包括以向下角度附接到所述蓋的下側的片板，所述片板按壓在所述擱板上與所述pic芯片的所述透鏡對準的所述fau連接器的所述主體上。

17.根據權利要求15所述的設備，其中所述框架進一步包括經配置以分別以向上角度將所述兩個側區(qū)段與所述一對臂區(qū)段連接以使所述一對臂區(qū)段定位成高于且平行于所述兩個側區(qū)段的兩個肩部區(qū)段，所述兩個肩部區(qū)段包括作為樞軸點的兩個孔，用于插入被設計成支持所述蓋在直立敞開位置與所述平坦閉合位置之間旋轉的圓柱銷。

18.根據權利要求11所述的設備，其中所述一對臂區(qū)段包括具有用于促進分別插入到所述pic芯片的所述封裝結構中的兩個孔中的錐形端的圓柱形狀，所述一對臂區(qū)段中的一者以小于30um的標稱空隙環(huán)繞地配合在所述兩個孔中的一者中，且所述一對臂區(qū)段中的另一者同時以小于30um的豎直空隙及小于120um的水平空隙配合在所述兩個孔中的另一者中。

19.根據權利要求14所述的設備，其中所述一對臂區(qū)段的特征在于支撐施加到所述框架的所述后區(qū)段的至少100牛頓的力的剛度。

20.一種用于支持光纖陣列單元fau連接器與光子集成電路pic對準的方法，其包括：

技術總結
本公開涉及用于支撐光學對準器的設備及方法。一種用于支撐與光子集成電路PIC的相應透鏡對準的兩個光纖陣列單元FAU連接器的設備包含框架，所述框架具有與底部區(qū)段的兩個側區(qū)段連結的一對臂區(qū)段。所述一對臂區(qū)段經配置以平行地插入與PIC芯片相關聯的封裝結構中以使所述框架處于浮動狀態(tài)。所述底部區(qū)段提供第一支撐表面以支撐分別從頂部沿著所述兩個側區(qū)段安置的兩個對準器。每一對準器提供半封閉敞開空間以接納從所述PIC芯片的側邊緣延伸出的擱板。所述擱板的特征在于與所述PIC芯片的透鏡相關聯的對準特征。所述半封閉敞開空間允許FAU連接器的主體從頂部裝載到所述擱板上且基于所述對準特征與所述透鏡對準。

技術研發(fā)人員：D·麥都卡夫特,N·馬爾加利特,加里·方·根·谷,H·波特盧里,吳漢朋,S·張
受保護的技術使用者：安華高科技股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/19