本技術(shù)涉及用于對準(zhǔn)光學(xué)連接器與共封裝光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著光學(xué)通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)速率增加，存在將收發(fā)器的高速電信號移近開關(guān)模塊的強(qiáng)勁趨勢。這導(dǎo)致通過在硅基通道開關(guān)旁邊安裝收發(fā)器光學(xué)器件來開發(fā)并實(shí)施所謂的共封裝光學(xué)(cpo)系統(tǒng)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，這些共封裝光學(xué)器件需要通過應(yīng)用硅光子集成電路(spic)技術(shù)而微型化。spic需要具有光輸入及輸出。發(fā)射器側(cè)上的輸入是連續(xù)波(cw)光，其接著被調(diào)制并發(fā)送到輸出中。接收器側(cè)上的輸入是經(jīng)調(diào)制光，其接著被轉(zhuǎn)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(xiàn)存技術(shù)是通過尾端粘結(jié)(pigtailing)主動(dòng)地對準(zhǔn)光纖塊且使用環(huán)氧樹脂將其膠合在適當(dāng)位置中。尾端粘結(jié)光纖電纜的問題在于，結(jié)構(gòu)可能變得非常笨重且難以管理，尤其是對于帶有開關(guān)芯片的cpo，所述cpo可能具有用于輸入/輸出的數(shù)百根光纖。而且，cpo開關(guān)ic通常需要經(jīng)由球柵陣列(bga)技術(shù)附接到另一襯底，這需要結(jié)構(gòu)在高溫下經(jīng)歷焊料回流，這可能損壞光纖電纜涂層。共封裝光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)具有新穎結(jié)構(gòu)支撐，其中微型光學(xué)連接器安全地放置在spic的輸入及輸出上，例如光子集成電路(pic)芯片上的開關(guān)專用集成電路，其成為本公開中解決的標(biāo)的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在一個(gè)方面，本公開涉及一種用于光學(xué)組件的對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，其包括：對準(zhǔn)器，其包括結(jié)合在一起以提供半封閉開放空間的多個(gè)區(qū)段，所述半封閉開放空間經(jīng)配置以允許第一光學(xué)組件的主體裝載到對準(zhǔn)位置中以與第二光學(xué)組件對準(zhǔn)，所述多個(gè)區(qū)段包括：底部區(qū)段，其具有面向所述半封閉開放空間的一部分的前部邊緣用于接納延伸出所述第二光學(xué)組件的擱板；一對側(cè)區(qū)段，其分別與所述底部區(qū)段結(jié)合且分開所述半封閉開放空間的第一寬度，以允許所述第一光學(xué)組件的所述主體從頂部降低；及前部區(qū)段，其與所述一對側(cè)區(qū)段結(jié)合，所述前部區(qū)段經(jīng)配置為定位在所述第二光學(xué)組件的表面上的支撐桿，同時(shí)所述擱板及所述第二光學(xué)組件的一部分在所述半封閉開放空間中插入所述支撐桿下方，且所述擱板用于將所述第一光學(xué)組件的所述主體支撐在所述對準(zhǔn)位置。

2、在另一方面，本公開涉及一種用于將光纖陣列單元(fau)連接器與光子集成電路(pic)對準(zhǔn)的設(shè)備，其包括：對準(zhǔn)器，其具有前部區(qū)段、后部區(qū)段及底部區(qū)段，其分別與間隔開第一距離的兩個(gè)側(cè)區(qū)段結(jié)合，所述前部區(qū)段及所述底部區(qū)段經(jīng)配置以擴(kuò)大所述兩個(gè)側(cè)區(qū)段之間的半封閉開放空間用于接納延伸超出pic芯片的側(cè)邊緣處的透鏡的擱板，所述擱板具有與所述透鏡相關(guān)聯(lián)的對準(zhǔn)特征，所述前部區(qū)段經(jīng)配置為定位在所述pic芯片的表面上的支撐桿，所述兩個(gè)側(cè)區(qū)段之間的所述半封閉開放空間允許所述fau連接器的主體從頂部向下裝載以位于所述半封閉開放空間中的所述擱板上，且通過所述對準(zhǔn)特征與所述透鏡對準(zhǔn)。

3、在另一方面，本公開涉及一種用于將光纖陣列單元(fau)連接器與光子集成電路(pic)對準(zhǔn)的方法，其包括：將框架附接到pic芯片的封裝結(jié)構(gòu)，以提供處于浮動(dòng)狀態(tài)的支撐表面，所述支撐表面中的一者經(jīng)配置以通過環(huán)氧樹脂接合到一對擱板，每一擱板具有分別與所述pic芯片的兩個(gè)透鏡相關(guān)聯(lián)的對準(zhǔn)特征；將一對對準(zhǔn)器放置到所述框架上，每一對準(zhǔn)器包括分別與間隔開第一距離的兩個(gè)側(cè)區(qū)段結(jié)合以提供半封閉開放空間的前部區(qū)段及底部區(qū)段，所述半封閉開放空間經(jīng)配置以接納所述一對擱板中的一者作為定位在所述pic芯片的頂部表面上的所述前部區(qū)段，所述框架的所述支撐表面中的一者經(jīng)配置以通過環(huán)氧樹脂接合到每一對準(zhǔn)器的所述底部區(qū)段；將兩個(gè)fau連接器的一對主體分別裝載到所述一對對準(zhǔn)器的所述半封閉開放空間中的所述一對擱板上，每一主體具備在所述對應(yīng)半封閉開放空間中的少量水平旋轉(zhuǎn)自由度以及沿著平行于所述兩個(gè)側(cè)區(qū)段的方向的平移自由度；經(jīng)由所述對準(zhǔn)特征將fau連接器的每一主體調(diào)整到所述對應(yīng)擱板上的對準(zhǔn)位置，以實(shí)現(xiàn)所述fau連接器的透鏡與所述pic芯片的所述兩個(gè)透鏡中的一者之間的光學(xué)對準(zhǔn)；固化每一擱板與所述支撐表面中的對應(yīng)者之間的所述環(huán)氧樹脂以將所述擱板與所述fau連接器的所述主體固定在所述對準(zhǔn)位置處；及固化每一對準(zhǔn)器與所述框架的所述支撐表面中的所述對應(yīng)者之間的所述環(huán)氧樹脂以固定所述對準(zhǔn)器的位置以確保所述fau連接器的所述主體與所述對準(zhǔn)器之間的無接觸間隙。

技術(shù)特征：

1.一種用于光學(xué)組件的對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，其包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，其中所述一對側(cè)區(qū)段包括靠近每一側(cè)區(qū)段的外壁的頂部脊及從所述頂部脊向下到每一側(cè)區(qū)段的內(nèi)壁的傾斜小面，其中所述一對側(cè)區(qū)段的所述兩個(gè)內(nèi)壁分開所述第一寬度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，其中每一側(cè)區(qū)段上的所述傾斜小面經(jīng)配置以將所述第一光學(xué)組件的所述主體導(dǎo)引到所述半封閉開放空間中，直到其位于所述擱板上，其中所述第一光學(xué)組件的所述主體具有小于所述第一寬度的寬度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，其中每一側(cè)區(qū)段包括在相對于所述底部區(qū)段的垂直方向上的邊緣階部，所述邊緣階部定位在所述內(nèi)壁的中心區(qū)處，以針對所述半封閉開放空間的從所述中心區(qū)向后的區(qū)段增加所述第一寬度以在所述半封閉開放空間內(nèi)允許少量水平旋轉(zhuǎn)自由度以使所述擱板上的所述第一光學(xué)組件的所述主體安放在所述對準(zhǔn)位置處。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，其中所述一對側(cè)區(qū)段包括與所述前部區(qū)段結(jié)合的兩個(gè)第一l形端區(qū)段，所述兩個(gè)第一l形端區(qū)段為所述第一光學(xué)組件的所述主體提供止擋，以保持從處于所述對準(zhǔn)位置的所述第一光學(xué)組件到所述第二光學(xué)組件的間隙。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，其中所述一對側(cè)區(qū)段包括分開第二寬度的兩個(gè)第二l形端區(qū)段，所述第二寬度比所述第一寬度窄，但足以允許帶狀光纖從所述第一光學(xué)組件的所述主體穿出所述半封閉開放空間，且在所述半封閉開放空間內(nèi)提供額外量的水平平移自由度，以使所述擱板上的所述第一光學(xué)組件的所述主體與所述第二光學(xué)組件對準(zhǔn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，其中所述對準(zhǔn)器經(jīng)配置以當(dāng)所述第一光學(xué)組件的所述主體處于所述半封閉開放空間中的所述擱板上的所述對準(zhǔn)位置時(shí)，保持其自身與所述第一光學(xué)組件的所述主體及所述擱板兩者的間隙。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，其中所述對準(zhǔn)器是用于將光纖陣列單元fau連接器與光子集成電路pic芯片的側(cè)邊緣處的透鏡對準(zhǔn)的單個(gè)零件，所述pic芯片具有所述擱板從其延伸出的封裝底部。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步包括：支撐框架，其用以提供供所述對準(zhǔn)器及所述擱板接合的相應(yīng)表面；及翻蓋，其用以通過與所述支撐框架閂鎖來覆蓋及固持位于所述擱板上的所述對準(zhǔn)位置中的所述fau連接器的所述主體，所述支撐框架在浮動(dòng)狀態(tài)下附接到所述pic芯片的封裝結(jié)構(gòu)。

10.一種用于將光纖陣列單元fau連接器與光子集成電路pic對準(zhǔn)的設(shè)備，其包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述兩個(gè)側(cè)區(qū)段中的每一者包括面向所述半封閉開放空間的內(nèi)側(cè)、與所述內(nèi)側(cè)相對的外側(cè)、靠近所述外側(cè)的窄頂部脊以及從所述頂部脊向下到所述內(nèi)側(cè)用于將所述fau連接器的所述主體向下導(dǎo)引到所述兩個(gè)側(cè)區(qū)段的所述兩個(gè)內(nèi)側(cè)之間的所述半封閉開放空間中的所述擱板上的傾斜小面，所述fau連接器的所述主體具有等于或小于所述第一距離的寬度。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述內(nèi)側(cè)包括定位于所述側(cè)區(qū)段的中心區(qū)處的垂直方向上的邊緣階部，所述邊緣階部針對所述半封閉開放空間的從所述中心區(qū)到所述后部區(qū)段的部分區(qū)段將所述第一距離增加到第二距離，以在所述半封閉開放空間內(nèi)允許少量水平旋轉(zhuǎn)自由度以使所述擱板上的所述fau連接器的所述主體與在所述pic芯片的所述側(cè)邊緣處的所述透鏡對準(zhǔn)。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述兩個(gè)側(cè)區(qū)段包括與所述前部區(qū)段結(jié)合的兩個(gè)第一l形端區(qū)段，所述兩個(gè)第一l形端區(qū)段為所述fau連接器的所述主體提供硬止擋，以控制所述fau連接器的透鏡與所述pic芯片的所述側(cè)邊緣處的所述透鏡之間的距離。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述兩個(gè)側(cè)區(qū)段包括間隔開第三距離的兩個(gè)第二l形端區(qū)段，所述第三距離小于所述第一距離，但足以使裝載在所述半封閉開放空間中的所述擱板上的所述fau連接器的帶狀光纖通過。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述兩個(gè)第二l形端區(qū)段經(jīng)配置以在所述半封閉開放空間內(nèi)提供額外量的水平平移自由度，以使裝載在所述擱板上的所述fau連接器的所述主體與在所述pic芯片的所述側(cè)邊緣處的所述透鏡對準(zhǔn)。

16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述對準(zhǔn)特征包括一對v形凹槽，所述一對v形凹槽經(jīng)配置以由安置在所述fau連接器的所述主體上的一對對準(zhǔn)桿匹配用于在所述fau連接器的所述透鏡與所述pic芯片的所述側(cè)邊緣處的所述透鏡之間建立光學(xué)對準(zhǔn)。

17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述擱板是通過環(huán)氧樹脂附接到所述pic芯片的底部的封裝結(jié)構(gòu)的部分。

18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含用以提供供所述底部區(qū)段及所述擱板接合的相應(yīng)支撐表面的框架，所述框架在浮動(dòng)狀態(tài)下附接到所述pic芯片的封裝結(jié)構(gòu)。

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括經(jīng)由樞軸銷耦合到所述框架的翻蓋，所述翻蓋經(jīng)配置以提升敞開以允許所述fau連接器的所述主體被裝載到所述半封閉開放空間中的所述擱板上，且閉合以通過與所述框架閂鎖而將所述fau連接器的所述主體固持為位于所述擱板上的所述對準(zhǔn)位置。

20.一種用于將光纖陣列單元fau連接器與光子集成電路pic對準(zhǔn)的方法，其包括：將框架附接到pic芯片的封裝結(jié)構(gòu)，以提供處于浮動(dòng)狀態(tài)的支撐表面，所述支撐表面中的一者經(jīng)配置以通過環(huán)氧樹脂接合到一對擱板，每一擱板具有分別與所述pic芯片的兩個(gè)透鏡相關(guān)聯(lián)的對準(zhǔn)特征；

技術(shù)總結(jié)
本公開涉及一種用于共封裝光學(xué)連接器的對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)及方法。一種用于將光纖陣列單元FAU連接器與光子集成電路PIC對準(zhǔn)的設(shè)備包含具有前部區(qū)段及底部區(qū)段的對準(zhǔn)器，所述前部區(qū)段及所述底部區(qū)段分別與間隔開第一距離的兩個(gè)側(cè)區(qū)段結(jié)合。所述前部區(qū)段及所述底部區(qū)段經(jīng)部分移除以擴(kuò)大所述兩個(gè)側(cè)區(qū)段之間的半封閉開放空間用于接納延伸超出PIC芯片的側(cè)邊緣處的透鏡的擱板。所述擱板具有與所述透鏡相關(guān)聯(lián)的對準(zhǔn)特征。所述前部區(qū)段經(jīng)配置為定位在所述PIC芯片的表面上的支撐桿。所述兩個(gè)側(cè)區(qū)段之間的所述半封閉開放空間允許所述FAU連接器的主體從頂部向下裝載以位于所述半封閉開放空間中的所述擱板上且通過所述對準(zhǔn)特征與所述透鏡對準(zhǔn)。

技術(shù)研發(fā)人員：D·麥都卡夫特,H·波特盧里,吳漢朋,加里·方·根·谷,劉興勝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安華高科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19