本發(fā)明涉及一種光學(xué)收發(fā)模塊及光纖纜線模塊,特別是涉及一種涉及高密度安裝的小型光學(xué)模塊。
背景技術(shù):
目前,對于計算裝置的需求持續(xù)上升,甚至對于計算裝置達(dá)到較高性能的需求亦在提升中。然而,傳統(tǒng)的電性I/O(輸入/輸出)信號傳遞并無不預(yù)期會與對于性能增加的需求,特別是對于未來高性能計算的期待齊步并進(jìn)。現(xiàn)今,I/O信號是通過電路板自處理器來回地電性傳送并向外輸送至周邊裝置。電性信號必需經(jīng)過焊料接頭、纜線及其他電性導(dǎo)體。因此,電性I/O信號速率會受電性連接器的電性特性所限制。
傳統(tǒng)的電信傳輸系統(tǒng)逐漸被光纖傳輸系統(tǒng)所取代。光纖傳輸系統(tǒng)由于并不具有帶寬限制,具有高速傳輸、傳輸距離長、材質(zhì)不受電磁波干擾等優(yōu)點,因此,目前電子產(chǎn)業(yè)多朝光纖傳輸之方向進(jìn)行研發(fā)。
雖然在計算裝置中對于光學(xué)式的連接傳輸使用有持續(xù)增加,但目前用于光學(xué)信號傳遞所用的構(gòu)件需要特別的加工,故增加系統(tǒng)制造的成本及復(fù)雜性。例如,近幾年,要求光收發(fā)機(jī)等光學(xué)模 塊的進(jìn)一步的小型化。然而,由于基板面積減少,所以部件的高密度安裝變得困難。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的主要目的在于提供一種光學(xué)收發(fā)模塊,所述光學(xué)收發(fā)模塊包括:
基板具有相對的第一表面及第二表面;以及
光接收組件,連接于所述基板;以及
多個密封型光發(fā)射組件,設(shè)置于所述基板上,其中每一所述密封型光發(fā)射組件包括光發(fā)射器,所述光發(fā)射器是完全地密封于一個或多個密封型殼體內(nèi)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種光纖纜線模塊,所述光纖纜線模塊包括:
光纖纜線;以及
光學(xué)收發(fā)模塊,包括:
基板具有相對的第一表面及第二表面;以及
光接收組件,連接于所述基板;以及
多個密封型光發(fā)射組件,設(shè)置于所述基板上,其中每一所述密封型光發(fā)射組件包括光發(fā)射器,所述光發(fā)射器是完全地密封于一個或多個密封型殼體內(nèi)。
在本發(fā)明的一實施例中,所述多個密封型光發(fā)射組件是排列于所述基板的第一表面或所述基板的一側(cè)上。
在本發(fā)明的一實施例中,所述光學(xué)收發(fā)模塊還包括定位件, 用于定位及固定所述多個密封型光發(fā)射組件于所述基板的第一表面或所述基板的一側(cè)上。
在本發(fā)明的一實施例中,所述定位件包括多個凹部及卡槽,多個凹部是用于對應(yīng)容置及定位多個多個密封型光發(fā)射組件,卡槽是用于卡合及固定此多個密封型光發(fā)射組件于基板上。
在本發(fā)明的一實施例中,所述多個密封型光發(fā)射組件是平行并列地排列于所述基板的第一表面上。
在本發(fā)明的一實施例中,每一所述多個密封型光發(fā)射組件還包括筒狀件,每一所述筒狀件的至少一部分突出于所述基板的一端,所述光接收組件是固定于所述筒狀件的一側(cè)(下方)。
在本發(fā)明的一實施例中,筒狀件的外表面設(shè)有至少一外環(huán)部,用于卡置于定位件的卡槽內(nèi)。
在本發(fā)明的一實施例中,所述光接收組件是通過軟性基板來連接于所述基板的第二表面上的電路。
在本發(fā)明的一實施例中,所述多個密封型光發(fā)射組件是用于連接四個光纖通道(Channel),以符合QSFP28,QSFP+或Micro QSFP+的要求。
在本發(fā)明的一實施例中,所述基板的尺寸是符合QSFP28,QSFP+或Micro QSFP+的要求。
在本發(fā)明的一實施例中,在一實施例中,基板的寬度可約為11~18mm,在另一實施例中,基板的寬度可僅約為11.5~17mm。在一實施例中,基板的長度可約為58~73mm,在另一實施例中,基板的長度可僅約為63~73mm。
在一實施例中,外殼體的寬度可約為13~20mm,在另一實施例中,外殼體的寬度可僅約為13.5~19mm。在一實施例中,外殼體的長度可約為60~75mm,在另一實施例中,外殼體的長度可僅約為65~75mm。
在本發(fā)明的一實施例中,每一所述多個密封型光發(fā)射組件的密封程度符合工業(yè)用途TO(Transmitter Optical Sub-Assembly)或Butterfly類型封裝的氣密要求。
在本發(fā)明的一實施例中,每一所述多個密封型光發(fā)射組件的密封程度是介于1x 10-12(atm*cc/sec)與5x 10-7(atm*cc/sec)之間。
在本發(fā)明的一實施例中,每一所述多個密封型光發(fā)射組件的密封程度是介于1x 10-9(atm*cc/sec)與5x 10-8(atm*cc/sec)之間。
在本發(fā)明的一實施例中,所述光接收組件為非密封型的光接收組件。
在本發(fā)明的一實施例中,所述光接收組件為一個或多個密封型的光接收組件。
在本發(fā)明的一實施例中,所述光接收組件是固定于基板的第二表面上。
在本發(fā)明的一實施例中,所述光接收組件可通過芯片直接封裝(chip on board)方式來進(jìn)行固定。
在本發(fā)明的一實施例中,所述密封型光發(fā)射組件還包括至少一光纖定位彈簧,所述光纖定位彈簧是設(shè)置于所述多個密封型光 發(fā)射組件的一端,以確保所述多個密封型光發(fā)射組件與光纖之間的連接。
在本發(fā)明的一實施例中,密封型光發(fā)射組件還包括至少一個光纖定位彈簧及彈簧固定件。光纖定位彈簧是對應(yīng)地設(shè)置于筒狀件的一端,且固定于彈簧固定件內(nèi)。
在本發(fā)明的一實施例中,彈簧固定件靠近光纖的一端可為活動式的,通過光纖定位彈簧的彈力,可允許光纖緊靠于筒狀件,因而確保光纖與密封型光發(fā)射組件之間的連接及定位。
在本發(fā)明的一實施例中,每一所述多個密封型光發(fā)射組件還包括筒狀件,所述光纖定位彈簧是設(shè)置于所述筒狀件的一端,光纖是穿過所述光纖定位彈簧來連接于所述筒狀件。
在本發(fā)明的一實施例中,光纖定位彈簧是對應(yīng)地設(shè)置于筒狀件的一端,且固定于彈簧固定件內(nèi)。
在本發(fā)明的一實施例中,非密封型的光接收組件可通過芯片直接封裝方式來固定于筒狀件的突出部分及彈簧固定件的下方。
在本發(fā)明的一實施例中,所述多個密封型光發(fā)射組件的多個光發(fā)射器是密封于所述單一個密封型殼體內(nèi)。
在本發(fā)明的一實施例中,所述單一密封型殼體是一L形殼體且具有凹部,光纖是穿過所述凹部來連接于所述光接收組件。
在本發(fā)明的一實施例中,所述多個密封型光發(fā)射組件是呈L形排列,光纖是穿過所述多個密封型光發(fā)射組件的L形排列來連接于所述光接收組件。
在本發(fā)明的一實施例中,密封型光發(fā)射組件是設(shè)置于基板的 一端,光接收組件可設(shè)置于基板的第一表面上。
在本發(fā)明的一實施例中,所述基板具有一凹部,而呈L形。至少部分的所述多個密封型光發(fā)射組件是位于所述凹部內(nèi),并電性連接于所述基板的第二表面上的電路。
在本發(fā)明的一實施例中,部分的多個密封型光發(fā)射組件是設(shè)置基板的凹部內(nèi),其他的多個密封型光發(fā)射組件是設(shè)置基板的第一表面上,光接收組件是設(shè)置基板的第一表面上,且位于凹部的一側(cè)。
在本發(fā)明的一實施例中,光接收組件可包括外殼體及光接收芯片,光接收芯片是設(shè)置于外殼體內(nèi),光接收芯片可包括芯片基材、光接收器及定位孔。芯片基材具相對的第一基材表面及第二基材表面,光接收器是設(shè)置于芯片基材的第一基材表面,定位孔是形成于芯片基材的第二基材表面上,且對位于光接收器。當(dāng)外部光纖的一端插入第二基材表面上的定位孔內(nèi)時,光纖的一端可直接對位于第一基材表面上的光接收器,使得光纖芯所發(fā)出的光信號可直接經(jīng)由芯片基材來傳至光接收器。
在本發(fā)明的一實施例中,為了減少不預(yù)期的光反射,光纖的一端切面與光纖芯之間的角度可小于90度,亦即由此切面所發(fā)出的光線與切面之間的角度可小于90度,以減少不預(yù)期的光反射。
在本發(fā)明的一實施例中,光學(xué)黏著材料是填充于定位孔與光纖之間的空隙,光學(xué)黏著材料的折射率可匹配芯片基材及光纖的折射率,以減少不預(yù)期的光反射或折射。
在本發(fā)明的一實施例中,光學(xué)黏著材料的折射率可匹配芯片基材及光纖的折射率之間。例如光學(xué)黏著材料的折射率可為1.2~3.5。在另一實施例中,光學(xué)黏著材料的折射率可為1.5~3.3。
在本發(fā)明的一實施例中,光纖位于定位孔內(nèi)的一端可設(shè)有透鏡組件,亦即至少部分的透鏡組件可位于定位孔內(nèi),用于改善出光的光學(xué)效果。
在本發(fā)明的一實施例中,定位孔內(nèi)具有一內(nèi)凸面對應(yīng)于光纖的一端,此內(nèi)凸面可具有一凹透鏡的功效,用于將光線集中于光接收器。
在本發(fā)明的一實施例中,光接收芯片可包括一芯片基材、多個光接收器及多個定位孔。多個光接收器是位于第一基材表面,而形成光接收器數(shù)組。多個定位孔是形成于第二基材表面上,并分別對應(yīng)于光接收器。
相較于現(xiàn)有的光學(xué)收發(fā)模塊的問題,本發(fā)明的光學(xué)收發(fā)模塊可配置及封裝多個密封型光發(fā)射組件及光接收組件于一小型的光學(xué)收發(fā)模塊內(nèi),實現(xiàn)光學(xué)收發(fā)模塊的小型化。
為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂,下文特舉優(yōu)選實施例,并配合所附圖式,作詳細(xì)說明如下:
【附圖說明】
圖1是使用本發(fā)明光學(xué)纜線模塊的一系統(tǒng)的一實施例的方塊圖;
圖2至圖5,其為本發(fā)明光學(xué)收發(fā)模塊的一實施例的示意圖;
圖6為本發(fā)明光發(fā)射組件及定位件的一實施例的示意圖;
圖7為本發(fā)明定位件的一實施例的示意圖;
圖8A至圖8B為本發(fā)明光學(xué)收發(fā)模塊的一實施例的示意圖;
圖9為本發(fā)明光學(xué)收發(fā)模塊的一實施例的示意圖;
圖10至12為本發(fā)明光接收芯片的一實施例的示意圖;
圖13為本發(fā)明光接收芯片的一實施例的示意圖;
圖14為本發(fā)明光接收芯片的一實施例的示意圖;
圖15為本發(fā)明光接收芯片的一實施例的示意圖;
圖16為本發(fā)明光接收芯片的一實施例的示意圖;以及
圖17為本發(fā)明光接收芯片的一實施例的示意圖。
【具體實施方式】
以下各實施例的說明是參考附加的圖式,用以例示本發(fā)明可用以實施的特定實施例。本發(fā)明所提到的方向用語,例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「內(nèi)」、「外」、「側(cè)面」等,僅是參考附加圖式的方向。因此,使用的方向用語是用以說明及理解本發(fā)明,而非用以限制本發(fā)明。
附圖和說明被認(rèn)為在本質(zhì)上是示出性的,而不是限制性的。在圖中,結(jié)構(gòu)相似的單元是以相同標(biāo)號表示。另外,為了理解和便于描述,附圖中示出的每個組件的尺寸和厚度是任意示出的,但是本發(fā)明不限于此。
在附圖中,為了清晰起見,夸大了層、膜、面板、區(qū)域等的厚度。在附圖中,為了理解和便于描述,夸大了一些層和區(qū)域的 厚度。將理解的是,當(dāng)例如層、膜、區(qū)域或基底的組件被稱作“在”另一組件“上”時,所述組件可以直接在所述另一組件上,或者也可以存在中間組件。
另外,在說明書中,除非明確地描述為相反的,否則詞語“包括”將被理解為意指包括所述組件,但是不排除任何其它組件。此外,在說明書中,“在......上”意指位于目標(biāo)組件上方或者下方,而不意指必須位于基于重力方向的頂部上。
請參照圖1,圖1是其中可使用一光學(xué)纜線模塊100的一系統(tǒng)的一實施例之方塊圖。本實施例的光學(xué)纜線模塊100可包括光學(xué)收發(fā)模塊110及光纖纜線130,用于傳輸信號(視訊video或數(shù)據(jù)data)至電子裝置101。電子裝置101可以是許多運算或顯示裝置中的任何一種,其包括但不局限于數(shù)據(jù)中心、桌上型或膝上型計算機(jī)、筆記本電腦、超薄型筆電、平板計算機(jī)、小筆電、或其它運算裝置。除了運算裝置之外,可被了解的是,許多其他類型的電子裝置可包含一或多種描述于本文中的光學(xué)收發(fā)模塊110及/或匹配埠102,且描述于本文中的實施例可等效地應(yīng)用在這些電子裝置上。這些其它電子裝置的例子可包括手持式裝置、智能型手機(jī)、媒體裝置、個人數(shù)字助理(PDA)、超行動個人計算機(jī)、移動電話、多媒體裝置、內(nèi)存裝置、照相機(jī)、錄音機(jī)、I/O裝置、服務(wù)器、機(jī)頂盒、打印機(jī)、掃描機(jī)、監(jiān)視器、電視機(jī)、電子廣告牌、投影機(jī)、娛樂控制單元、可攜式音樂播放器、數(shù)字?jǐn)z影機(jī)、上網(wǎng)裝置、游戲設(shè)備、游戲主機(jī)、或任何可以包括此光學(xué)收發(fā)模塊110及/或匹配端口102的其它電子裝置。在其它實施 例中,此電子裝置101可以是任何其他處理數(shù)據(jù)或影像的電子裝置。
光纖纜線130是連接于光學(xué)收發(fā)模塊110,用于傳輸光學(xué)信號。光纖纜線130可包括至少一或多條光纖芯,用于允許光學(xué)信號在光纖芯內(nèi)傳輸。
如圖1所示,電子裝置101可包括處理器103,其可代表任何類型的處理電性及/或光學(xué)I/O信號的處理組件。可理解的是,此處理器103可以是一單一處理裝置,或多個分開的裝置。此處理器103可包括或可以是一微處理器、可程序邏輯裝置或數(shù)組、微型控制器、訊號處理器、或某些組合。
如圖1所示,電子裝置101的匹配端口102是用于作為一界面,以連接至光學(xué)收發(fā)模塊100的光學(xué)收發(fā)模塊110。光學(xué)收發(fā)模塊110可允許另一周邊裝置105與電子裝置101相互連接。本實施例的光學(xué)收發(fā)模塊110可支持經(jīng)由一光學(xué)界面的通信。在各種實施例中,光學(xué)收發(fā)模塊110亦可支持透過一電性界面的通信。
如圖1所示,此周邊裝置105可以是一外圍I/O裝置。在各種實施例中,周邊裝置105可以是多種運算裝置中的任何一種,其包括但不局限于桌上型或膝上型計算機(jī)、筆記本電腦、超薄型筆電、平板計算機(jī)、小筆電、或其它運算裝置。除了運算裝置之外,可被了解的是,周邊裝置105可包括手持式裝置、智能型手機(jī)、媒體裝置、個人數(shù)字助理(PDA)、超行動個人計算機(jī)、移動電話、多媒體裝置、內(nèi)存裝置、照相機(jī)、錄音機(jī)、I/O裝置、服 務(wù)器、機(jī)頂盒、打印機(jī)、掃描機(jī)、監(jiān)視器、電視機(jī)、電子廣告牌、投影機(jī)、娛樂控制單元、可攜式音樂播放器、數(shù)字?jǐn)z影機(jī)、上網(wǎng)裝置、游戲設(shè)備、游戲主機(jī)、或其他電子裝置。
在一實施例中,電子裝置101也可包括內(nèi)部的光學(xué)路徑。此光學(xué)路徑可代表一或多個組件,其可包括在處理器103與端口102之間傳送一光學(xué)信號的處理及/或終止組件。傳送一信號系可包括產(chǎn)生及轉(zhuǎn)換至光學(xué)性、或接收及轉(zhuǎn)換至電性。在一實施例中,裝置也包括電性路徑。電性路徑代表在處理器103與埠102之間傳送一電信號的一或多個組件。
如圖1所示,光學(xué)收發(fā)模塊110可用于對應(yīng)配接電子裝置101的匹配端口102。在本實施例中,將一連接器插頭和另一者配接可以是用來提供一機(jī)械式連接。將一連接器插頭與另一者配接通常亦提供通信連接。此匹配埠102可包括一罩殼104,其可提供該機(jī)械式連接機(jī)構(gòu)。此匹配埠102亦可包括一或多個光學(xué)界面構(gòu)件。路徑106可代表一或多個構(gòu)件,其可包括用來傳遞光訊號(或光訊號及電訊號)于處理器103和匹配埠102之間的處理及/或終止構(gòu)件。傳遞訊號可包括產(chǎn)生并轉(zhuǎn)換成光訊號、或接收并轉(zhuǎn)換成電訊號。
如圖1所示,本發(fā)明的光學(xué)收發(fā)模塊110可被稱為光學(xué)連接器或光學(xué)接頭。一般而言,此一光學(xué)連接器可用于提供和一匹配的連接器及一光學(xué)組件相界接的實體連接界面。此光學(xué)收發(fā)模塊110可為一光引擎,用于產(chǎn)生光訊號及/或接收并處理光訊號。光學(xué)收發(fā)模塊110可提供從電-至-光信號或從光-至-電信號的轉(zhuǎn)換。
在一實施例中,光學(xué)收發(fā)模塊110可用來遵照或依據(jù)一或多種通信協(xié)議處理該等光訊號。對于光學(xué)收發(fā)模塊110用來傳遞一光訊號及一電訊號的實施例而言,光學(xué)界面和電性界面可依據(jù)相同的協(xié)議,但這并不是絕對必要的。不論光學(xué)收發(fā)模塊110是依據(jù)電性I/O界面的協(xié)議,或是依據(jù)一不同的協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)來處理訊號,光學(xué)收發(fā)模塊110都可為了一預(yù)期的(intended)的協(xié)議而被建構(gòu)或程序化于一特定的模塊內(nèi),且不同的收發(fā)模塊或光引擎可為了不同的協(xié)定而被建構(gòu)。
請參照圖2至圖5,其為本發(fā)明光學(xué)收發(fā)模塊的一實施例的示意圖。此光學(xué)收發(fā)模塊110包括基板111、處理器112、多個密封型(hermetic)光發(fā)射組件113、光接收組件114、連接器115及外殼體116?;?11具有相對的第一表面111a及第二表面111b,基板111例如為印刷電路板(PCB)或陶瓷基板,并可包括例如插腳或連接球,用于介接至一外部裝置。處理器112是連接于基板111,處理器112可為任何類型的處理器晶粒或光學(xué)IC,而非限制于任一特定的處理器類型。密封型光發(fā)射組件113及光接收組件114是連接至基板111上的處理器112,分別用于發(fā)射及接收光信號。密封型光發(fā)射組件113及光接收組件114可包括傳輸電子信號之發(fā)射電路和接收電路,更具體的說,是處理對應(yīng)光信號之電子信號的時序或其它協(xié)議方面的事項。
在本實施例中,光學(xué)收發(fā)模塊110可例如應(yīng)用于四光纖通道并行傳輸(Parallel Single Mode 4lane,PSM4)的技術(shù),其是經(jīng)由多個密封型光發(fā)射組件113分別將四個激光源不同波長的光導(dǎo) 入光纖中,通過光纖來進(jìn)行中、長距離的傳輸。光接收組件114可接收光信號,并可將處理過的光信號分別導(dǎo)引至不同的通道。然不限于此,光學(xué)收發(fā)模塊110除應(yīng)用PSM4的技術(shù)外,亦可應(yīng)用于波長分波多任務(wù)(WDM),二位相位偏移調(diào)變(Binary Phase Shift Keying,BPSK),四位相位偏移調(diào)變(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)、粗式波長分割多任務(wù)轉(zhuǎn)換(Conventional/Coarse Wavelength Division Multiplexing,CWDM)高密度分波多任務(wù)(Dense Wavelength Division Multiplexing,DWDM)、光塞取多任務(wù)(Optical Add/Drop Multiplexer,OADM)、可調(diào)光塞取多任務(wù)(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer,ROADM)、或類此之相關(guān)光通訊技術(shù)。
如圖2至圖5所示,連接器115可提供復(fù)位向機(jī)制以便越過光纖(未示出)來改變光學(xué)收發(fā)模塊110與外部的一些對象(例如,另一裝置)之間的光線。例如,連接器115可通過反射面來提供光信號的復(fù)位向。連接器115的角度、一般尺寸和形狀系取決于光的波長,以及用來制造耦合器的材料和整個系統(tǒng)的要求。在一實施例中,連接器115可設(shè)計成提供來自基板111的垂直光和傳至基板111的水平光的復(fù)位向。
此外,連接器的尺寸、形狀及組態(tài)和該標(biāo)準(zhǔn)有關(guān),其包括用于相應(yīng)的連接器配接的公差。因此,連接器用來整合光學(xué)I/O組件的布局(layout)可因為各式標(biāo)準(zhǔn)而有所不同。本領(lǐng)域技術(shù)者可理解的是,光學(xué)界面需要瞄準(zhǔn)線(line-of-sight)連接,用以具有一 和接收器界接之光訊號發(fā)送器(兩者皆可被稱為透鏡)。因此,連接器的組態(tài)將使得透鏡不會被相應(yīng)的電性接點組件遮擋住。例如,光學(xué)界面透鏡可被設(shè)置在該等接點組件的側(cè)邊、或上方或下方,端視該連接器內(nèi)可用空間而定。
在本實施例中,連接器115可為MPO(Multi-Fibre Push On)的規(guī)格,光纖可以是以多通道的方式一對一的對接。在一實施例中,可利用CWDM/WDM系統(tǒng),并經(jīng)由分光、解分光的步驟,來達(dá)到LR4的規(guī)格需求。
如圖2所示,外殼體116是用于保護(hù)及組裝基板111、處理器112、多個密封型光發(fā)射組件113、光接收組件114及連接器115。在其他實施例中,光學(xué)收發(fā)模塊110還可包括平面光-波芯片(PLC)及調(diào)變器。平面光-波芯片可為光的傳輸及其轉(zhuǎn)換成電子信號提供一平面之整合組件,反之亦然??梢岳斫獾氖?,平面光-波芯片(PLC)的功能也可以被整合于連接器115中。
請參照圖5至圖7,圖6為本發(fā)明光發(fā)射組件及定位件的一實施例的示意圖,圖7為本發(fā)明定位件的一實施例的示意圖。在本實施例中,多個密封型光發(fā)射組件113可排列設(shè)置于基板的第一表面111a上,例如多個(如4個)密封型光發(fā)射組件113可平行并列地排列于基板111的第一表面111a上。在一實施例中,光學(xué)收發(fā)模塊110還可包括定位件117,用于定位及固定此多個密封型光發(fā)射組件113于基板111的第一表面上111a上,以維持光纖通道以及光收發(fā)組件之間接合的特性損失和可靠性。具體 地,定位件117可設(shè)置于基板111的第一表面111a上,且定位件117可包括多個凹部117a及卡槽117b,多個凹部117a是用于對應(yīng)容置及定位多個多個密封型光發(fā)射組件113,卡槽117b是用于卡合及固定此多個密封型光發(fā)射組件113于基板111的第一表面上111a上。
如圖6所示,每一密封型光發(fā)射組件113包括光發(fā)射器113a,且光發(fā)射器113a是完全地密封于一個或多個密封型殼體113b內(nèi),亦即密封型光發(fā)射組件113內(nèi)的光發(fā)射器113a并不會接觸到密封型光發(fā)射組件113之外的外部環(huán)境或空氣,以避免光發(fā)射器113a的組件老化,確保光發(fā)射器113a的組件性能,大幅延長組件的使用壽命。其中,密封型光發(fā)射組件113的密封程度為符合工業(yè)用途TO(Transmitter Optical Sub-Assembly)類型封裝的氣密要求。例如,每一多個密封型光發(fā)射組件113的密封程度可為1x 10-12~5*10-7(atm*cc/sec)。在一實施例中,更具體地,每一多個密封型光發(fā)射組件113的密封程度可為1x 10-9~5x 10-8(atm*cc/sec)。
在各種實施例中,密封型光發(fā)射組件113的光發(fā)射器113a所發(fā)出的光信號的波長可位于近紅外光至紅外光的范圍,約為830納米(nm)~1660納米。光發(fā)射器113a可為可為適于產(chǎn)生光信號之任一種類型的激光芯片(例如邊射型激光裝置,F(xiàn)P/DFB/EML激光,或垂直腔表面發(fā)光型激光,VCSEL)。
如圖6及圖7所示,在本實施例中,密封型光發(fā)射組件113 還包括密封型殼體113b及筒狀件113c。光發(fā)射器113a可直接密封于密封型殼體113b,且不具有外露的間隙,以確保密封型光發(fā)射組件113的密封性。在本實施例中,密封型殼體113b例如為圓筒型殼體。筒狀件113c是設(shè)置于密封型殼體113b的一側(cè),并可容置于定位件117的凹部117a內(nèi)。由光發(fā)射器113a所發(fā)出的光信號可經(jīng)由筒狀件113c來傳導(dǎo)至光纖。筒狀件113c的外表面設(shè)有至少一外環(huán)部113d,用于卡置于定位件117的卡槽117b內(nèi)。筒狀件113c的內(nèi)部可設(shè)有耦光透鏡(未顯示),例如凸透鏡或球形透鏡,用于將光發(fā)射器113a所射出的光信號經(jīng)由筒狀件113c耦光至外部光纖。
在一實施例中,如圖5及圖6所示,密封型光發(fā)射組件113還包括至少一個光纖定位彈簧113e及彈簧固定件113f。光纖定位彈簧113e是對應(yīng)地設(shè)置于筒狀件113c的一端,且固定于彈簧固定件113f內(nèi),外部的光纖可例如穿過光纖定位彈簧113e來連接于筒狀件113c。因此,光纖定位彈簧113e可確保光纖穩(wěn)固地連接于密封型光發(fā)射組件113的筒狀件113c,以維持光纖通道以及光收發(fā)組件接合的特性損失和可靠性。具體地,彈簧固定件113f靠近光纖的一端可為活動式的,通過光纖定位彈簧113e的彈力,可允許光纖緊靠于筒狀件113c,因而確保光纖與密封型光發(fā)射組件113之間的連接及定位。
在本實施例中,筒狀件113c的至少一部分可突出或超出于基板111的一端,而光接收組件114可固定于筒狀件113c的突 出部分的一側(cè)(下方),且定位件117的至少一部分可突出或超出于基板111的一端,以更穩(wěn)固地固定筒狀件113c的突出部分。具體地,非密封型的光接收組件114可通過芯片直接封裝(chip on board)方式來固定于筒狀件113c的突出部分及彈簧固定件113f的下方。如此,密封型光發(fā)射組件113可排列于基板111的第一表面111a,而光接收組件114可固定于筒狀件113c的下方,而不需設(shè)置于基板111的第一表面111a上,因而可縮減基板111的寬度。再者,由于光接收組件114可固定于筒狀件113c的下方,而不需設(shè)置于基板111的第二表面111b上,因而可減少光學(xué)收發(fā)模塊110的整體厚度。在此實施例中,光接收組件114可通過一軟性基板118來連接于基板111的第二表面111b上的電路,以電性連接至處理器112。
然不限于此,在一實施例中,光接收組件114也可為一個或多個密封型的光接收組件。在另一實施例中,光接收組件114也可通過芯片直接封裝(chip on board)方式來固定于基板111的第二表面111b上。
在本實施例中,每一多個密封型光發(fā)射組件113的尺寸與基板111的尺寸可以為符合QSFP28,QSFP+或Micro QSFP+的要求之設(shè)計。例如,在一實施例中,基板111的寬度可約為11~18mm,在另一實施例中,基板111的寬度可僅約為11.5~17mm。在一實施例中,基板111的長度可約為58~73mm,在另一實施例中,基板111的長度可僅約為63~73mm,以符合 QSFP+或QSFP28的要求。因此,通過密封型光發(fā)射組件113的與光接收組件114的配置,可將多個密封型光發(fā)射組件113及非密封型的光接收組件114可配置及封裝于一小型的光學(xué)收發(fā)模塊110內(nèi),實現(xiàn)光學(xué)收發(fā)模塊的小型化。
例如,在一實施例中,外殼體116的寬度可約為13~20mm,在另一實施例中,外殼體116的寬度可僅約為13.5~19mm。在一實施例中,外殼體116的長度可約為60~75mm,在另一實施例中,外殼體116的長度可僅約為65~75mm。因此,確實地實現(xiàn)光學(xué)收發(fā)模塊的小型化。
請參照圖8A至圖8B,其為本發(fā)明光學(xué)收發(fā)模塊的一實施例的示意圖。在一實施例中,多個密封型光發(fā)射組件213的多個光發(fā)射器光發(fā)射器113a也可密封于單一個密封型殼體213b內(nèi)。在此實施例中,此單一密封型殼體213b可為一L形殼體且具有凹部213g,光纖可穿過密封型殼體213b的凹部213g來連接于光接收組件214。具體地,在此實施例中,密封型光發(fā)射組件213是設(shè)置于基板111的一端,光接收組件214可設(shè)置于基板111的第一表面111a上。如此,可將多個密封型光發(fā)射組件213及非密封型的光接收組件214可配置及封裝于一小型的光學(xué)收發(fā)模塊110內(nèi),實現(xiàn)光學(xué)收發(fā)模塊的小型化。
在其他實施例中,多個密封型光發(fā)射組件也可呈L形排列,光纖是穿過多個密封型光發(fā)射組件的L形排列來連接于光接收組件214。
請參照圖9,其為本發(fā)明光學(xué)收發(fā)模塊的一實施例的示意圖。 在一實施例中,基板311可具有一凹部311c,而呈L形。至少部分的多個密封型光發(fā)射組件313是位于基板311的凹部311c內(nèi),并電性連接于基板311的第二表面111b上的電路。具體地,在此實施例中,部分的多個(例如2個)密封型光發(fā)射組件313是設(shè)置基板311的凹部311c內(nèi),其他的多個(例如2個)密封型光發(fā)射組件313是設(shè)置基板311的第一表面111a上,光接收組件314是設(shè)置基板311的第一表面111a上,且位于凹部311c的一側(cè)。如此,可將多個密封型光發(fā)射組件313及非密封型的光接收組件314可配置及封裝于一小型的光學(xué)收發(fā)模塊110內(nèi),實現(xiàn)光學(xué)收發(fā)模塊的小型化。
請參照圖10至12,其為本發(fā)明光接收芯片的一實施例的示意圖。在一實施例中,光接收組件114可包括外殼體(未顯示)及光接收芯片114b,光接收芯片114b是設(shè)置于外殼體內(nèi),光接收芯片114b可包括芯片基材114c、光接收器114d及定位孔114e。芯片基材114c具相對的第一基材表面114f及第二基材表面114g,光接收器114d是設(shè)置于芯片基材114c的第一基材表面114f上,且第一基材表面114f可形成電路114h,以連接于光接收器114d。定位孔114e是形成于芯片基材114c的第二基材表面114g上,且定位孔114e是對位于光接收器114d來形成。定位孔114e的最大直徑W可大于或等于外部光纖131的一端的直徑,以供外部光纖131的一端可直接插入定位孔114e內(nèi)。當(dāng)外部光纖的一端插入第二基材表面114g上的定位孔114e內(nèi)時,光纖131的光纖芯132可對位于第一基材表面114f上的光接收器114d, 使得光纖芯所發(fā)出的光信號可直接經(jīng)由芯片基材114c來傳至光接收器114d。
請參照圖13,其為本發(fā)明光接收芯片的一實施例的示意圖。在一實施例中,為了減少不預(yù)期的光反射,光纖131的一端切面233與光纖芯132之間的角度θ可小于90度,亦即由此切面233所發(fā)出的光線與切面233之間的角度θ可小于90度,以減少不預(yù)期的光反射。
請參照圖14,其為本發(fā)明光接收芯片的一實施例的示意圖。在一實施例中,光纖131位于定位孔114e內(nèi)的一端可設(shè)有透鏡組件134,亦即至少部分的透鏡組件134可位于定位孔114e內(nèi),用于改善出光的光學(xué)效果。
請參照圖15,其為本發(fā)明光接收芯片的一實施例的示意圖。在一實施例中,可利用一光學(xué)黏著材料114i來填充于定位孔114e與光纖131之間的空隙,光學(xué)黏著材料114i的折射率可匹配芯片基材114c及光纖131的折射率,以減少不預(yù)期的光反射或折射。亦即,光學(xué)黏著材料114i的折射率可匹配芯片基材114c及光纖131的折射率之間。例如光學(xué)黏著材料114i的折射率可為1.2~3.5。在一實施例中,光學(xué)黏著材料114i的折射率可為1.5~3.3。
請參照圖16,其為本發(fā)明光接收芯片的一實施例的示意圖。在一實施例中,定位孔114e內(nèi)具有一內(nèi)凸面114j對應(yīng)于光纖131的一端,此內(nèi)凸面114j可具有一凹透鏡的功效,用于將光線集中于光接收器114d。
請參照圖17,其為本發(fā)明光接收芯片的一實施例的示意圖。在一實施例中,光接收芯片214b可包括一芯片基材214c、多個光接收器214d及多個定位孔214e。多個光接收器214d是位于第一基材表面114f上,而形成光接收器數(shù)組。多個定位孔214e是形成于第二基材表面114g上,并分別對應(yīng)于光接收器214d。
本發(fā)明的光學(xué)收發(fā)模塊可配置及封裝多個密封型光發(fā)射組件及光接收組件于一小型的光學(xué)收發(fā)模塊內(nèi),實現(xiàn)光學(xué)收發(fā)模塊的小型化。
“在一些實施例中”及“在各種實施例中”等用語被重復(fù)地使用。該用語通常不是指相同的實施例;但它亦可以是指相同的實施例?!鞍?、“具有”及“包括”等用詞是同義詞,除非其前后文意顯示出其它意思。
雖然各種方法、設(shè)備、及系統(tǒng)的例子已被描述于本文中,但本揭示內(nèi)容涵蓋的范圍并不局限于此。相反地,本揭示內(nèi)容涵蓋所有合理地落在權(quán)利要求界定的范圍內(nèi)的方法、設(shè)備、系統(tǒng)及制造之物,權(quán)利要求的范圍應(yīng)依據(jù)已被建立的申請專利范圍解釋原理來加以解讀。例如,雖然上面揭示的系統(tǒng)的例子在其它構(gòu)件之外還包括可自硬件上執(zhí)行的軟件或或韌體,但應(yīng)被理解的是,該等系統(tǒng)只是示范性的例子,并應(yīng)被解讀為是限制性的例子。詳言之,任何或所有被揭示的硬件、軟件、及/或韌體構(gòu)件可被專門地被體現(xiàn)為硬件、專門地被體現(xiàn)為軟件、專門地被體現(xiàn)為韌體、或硬件、軟件及/或韌體的一些組合。
綜上所述,雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例揭露如上,但上述優(yōu)選實施例并非用以限制本發(fā)明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),均可作各種更動與潤飾,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求界定的范圍為準(zhǔn)。