一種光背板接口的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，尤其是涉及一種光背板接口。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光通信網(wǎng)絡和4G通信技術(shù)的日漸普及，網(wǎng)絡傳輸速率已由Mbps邁入Gbps時代，主干網(wǎng)絡的傳輸速率甚至即將邁入Tbps時代。然而作為網(wǎng)絡核心的交換機與高性能并行計算機，其內(nèi)部的芯片互聯(lián)卻仍處于“銅互聯(lián)”時代。盡管近幾年，微處理器等芯片的處理能力得到了極大的提高，但“銅互聯(lián)”的極限速率只有l(wèi)OOGbps，對于可以展望的太赫茲網(wǎng)，“銅互聯(lián)”勢必成為其中的瓶頸，而由此應運而生的正是光背板互聯(lián)技術(shù)。
[0003]早在2011年5月，HP公司在InterOp展上就公布了一款光背板概念產(chǎn)品，其核心是12路塑料光導管組成的傳輸陣列，由4路850nm 6.25Gbps VCSEL構(gòu)成收發(fā)裝置，實現(xiàn)各板卡之間的互聯(lián)，這款產(chǎn)品成功應用于HP8212交換機上。由于當時電互聯(lián)完全能夠滿足用戶的大部分需求，并且該產(chǎn)品尚未成熟，光背板技術(shù)至今未有顯著突破。
[0004]近兩年，尤其是國內(nèi)，隨著光纖網(wǎng)絡的進一步普及以及網(wǎng)絡資費的下調(diào)，居民對網(wǎng)絡帶寬的需求增長明顯，市場需求的增長刺激了技術(shù)革新的加快。目前越來越多的科研機構(gòu)和企業(yè)對光背板技術(shù)進行了積極的關(guān)注。
[0005]目前采用的光背板系統(tǒng)，其主要實施方式有兩種:一種是采用光纖固定于基板上，通過基板上的光纖系統(tǒng)實現(xiàn)背板互聯(lián)，其本質(zhì)上仍屬于光纖互聯(lián)，該方案實施復雜，光纖繁多，存在可靠性風險，并且光纖型器件尺寸較大，難以集成；另一種采用集成型平面光波回路(PLC)光背板，該方案體積小巧，集成度高，可以通過合理的設(shè)計實現(xiàn)多種功能，但該方案與設(shè)備的連接需要設(shè)計合理的接口。
[0006]目前設(shè)計或?qū)嵤┑腜LC光背板，其接口主要有兩種，一種接口集成于光背板上，光背板的波導輸入\輸出截面與設(shè)備的光纖陣列直接對接，該方案要求光背板保持水平放置，這不利于光通信設(shè)備內(nèi)部的空間排布;如果通過延長光纖陣列的帶纖并彎曲帶纖令PLC光背板豎直，這一方面不利于集成，另一方面增加了光纖折斷的風險，劣化了系統(tǒng)的抗震能力；另一種接口考慮到空間問題，在光纖陣列與光背板間增加了45°微反射鏡作為接口，實現(xiàn)了光背板的垂直排布，系統(tǒng)緊湊可靠。但該方案實施復雜，對空間光路的設(shè)計以及反射鏡制作裝配均有很高的要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種制作簡單，對工藝技術(shù)要求低，并且方便光背板的和光纖陣列的接插的光背板接口。
[0008]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種光背板接口，其特征在于，該接口為90°彎曲波導陣列接口，由I個或N個內(nèi)含90°彎曲光波導的多模光波導芯片組合的陣列構(gòu)成，其中，N22。
[0009]每一個多模光波導芯片的襯底與相鄰多模光波導芯片的上表面通過粘合劑完全對其粘合，且多個多模光波導芯片內(nèi)90°彎曲光波導的彎曲方向在粘合后一致。
[0010]所述的多模光波導芯片的波導輸入與輸出截面進行光學拋光，拋光角度為-8?+8°，其中一個截面與設(shè)備上的I或N通道光纖陣列對接，另一截面與光背板上的I或N通道波導陣列對接。
[0011]所述的多模光波導芯片的厚度等于光纖陣列的纖芯間距減去粘合劑層厚度。
[0012]所述的90°彎曲光波導的彎曲半徑為5000?50000μπι。
[0013]所述的90°彎曲光波導為硅基光波導、二氧化硅光波導、砷化鎵光波導、鈮酸鋰光波導、聚合物光波導或玻璃基離子交換光波導。
[0014]所述的90°彎曲光波導的波導芯徑或芯層寬高為10?200um。
[0015]所述的粘合劑為熱固化膠、紫外固化膠，或其他類型的聚合物材料。
[0016]所述的粘合劑層厚度為0.5?10um0
[0017]所述的多模光波導芯片分別與光纖陣列以及光背板對接，在接口處設(shè)置定位卡槽，進行自對準拔插。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在保持光背板豎直放置的基礎(chǔ)上，采用90°彎曲的多模光波導陣列實現(xiàn)了 PLC光背板與光纖陣列的良好耦合，并且彎曲多模光波導陣列的間距通過玻璃襯底的厚度可以精確控制，使光纖陣列與光背板之間的對接誤差更小，實現(xiàn)更小的對接損耗。該接口制作簡單，對工藝技術(shù)要求低，并且方便光背板的和光纖陣列的接插。
【附圖說明】
[0019]圖1為N個內(nèi)含90°彎曲光波導的多模光波導芯片組合的陣列結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2多模光波導芯片的俯視圖；
[0021]圖3為多模光波導芯片與光纖陣列及光背板連接的側(cè)視圖；
[0022]圖4為多模光波導芯片與光纖陣列及光背板連接的立體圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0024]實施例1:
[0025]如圖1所示，一種光背板接口，由N個內(nèi)含90°彎曲光波導13的多模光波導芯片I組合的陣列構(gòu)成，其中，2。每一個多模光波導芯片的襯底12與相鄰多模光波導芯片的上表面(如圖1中多模光波導芯片I和多模光波導芯片2相鄰的表面，參見多模光波導芯片I的上表面11)通過粘合劑14完全對其粘合，且多個多模光波導芯片內(nèi)90°彎曲光波導的彎曲方向在粘合后一致。粘合劑為熱固化膠，粘合劑層厚度為50um。
[0026]其中，各多模光波導芯片的厚度等于光纖陣列的纖芯間距減去粘合劑層厚度。
[0027]所述的90°彎曲光波導13的彎曲半徑為ΙΟΟΟΟμπιΑΟ。彎曲光波導13為硅基光波導，其波導芯徑或芯層寬高為10um0
[0028]如圖2所示，所述的多模光波導芯片I的波導輸入截面15與輸出截面16進行光學拋光，拋光角度為-8?+8°，其中一個截面與設(shè)備上的N通道光纖陣列對接(如圖3-4中的光纖陣列Al和光纖陣列Α2)，另一截面與光背板B上的N通道波導陣列對接，多模光波導芯片I的對應接口為接口 Cl和接口 C2，在接口 Cl和接口 C2處可設(shè)置定位卡槽，實現(xiàn)類似于電路背板卡槽的自對準拔插。
[0029]實施例2:
[0030]一種光背板接口:包括:
[0031 ] 1.由I個90°彎曲的多模光波導芯片構(gòu)成，可稱為90°彎曲波導接口。每一片芯片的襯底與另一片芯片的上表面通過紫外固化膠完全對齊貼合，貼合后采用lwm/cm2紫外光固化5min。多模光波導的彎曲方向在貼合后保持一致。
[0032]2.90°彎曲的多模光波導芯片組成的陣列在波導輸入與輸出截面進行光學拋光，拋光角度為8°。截面的一端與設(shè)備上的200μπι纖芯的單端口光纖陣列對接，另一端與光背板上的單直波導對接。
[0033]3.芯片的厚度為400μπι，光纖陣列的纖芯間距為500μπι。
[0034]4.90°彎曲的多模光波導的彎曲半徑50000μπι
[0035]5.90°彎曲的多模光波導為玻璃基離子交換光波導。
[0036]6.90°彎曲的多模光波導的波導芯徑為200μπι。
[0037]7.紫外固化膠膠層厚度為ΙΟΟμπι。
[0038]實施例3:
[0039]一種光背板接口，包括:
[0040]1.由128個90°彎曲的多模光波導芯片構(gòu)成，可稱為90°彎曲波導接口。每一片芯片的襯底與另一片芯片的上表面通過紫外固化膠完全對齊貼合，貼合后采用熱固化膠在200°C下固化2小時。多模光波導的彎曲方向在貼合后保持一致。
[0041 ] 2.90°彎曲的多模光波導芯片組成的陣列在波導輸入與輸出截面進行光學拋光，拋光角度為0°。截面的一端與設(shè)備上的15μπι纖芯的128端口光纖陣列對接，另一端與光背板上的128端直波導陣列對接。
[0042]3.芯片的厚度為126.5μπι，光纖陣列的纖芯間距為127um。
[0043]4.90°彎曲的多模光波導的彎曲半徑5000μπι
[0044]5.90°彎曲的多模光波導為硅基光波導。
[0045]6.90°彎曲的多模光波導的波導寬高均為ΙΟμπι。
[0046]7.熱固化膠膠層厚度為0.5μπι。
[0047]實施例4:
[0048]—種光背板接口，包括:
[0049]1.由32個90°彎曲的多模光波導芯片構(gòu)成，可稱為90°彎曲波導接口。每一片芯片的襯底與另一片芯片的上表面通過紫外固化膠完全對齊貼合，貼合后采用聚酰亞胺聚合物在120 °C下固化I小時。多模光波導的彎曲方向在貼合后保持一致。
[0050]2.90°彎曲的多模光波導芯片組成的陣列在波導輸入與輸出截面進行光學拋光，拋光角度為-4.5°。截面的一端與設(shè)備上的50μπι纖芯的32端口光纖陣列對接，另一端與光背板上的32端直波導陣列對接。
[0051 ] 3.芯片的厚度為240μπι，光纖陣列的纖芯間距為250um。
[0052]4.90°彎曲的多模光波導的彎曲半徑20000μπι
[0053]5.90°彎曲的多模光波導為聚合物光波導。
[0054]6.90°彎曲的多模光波導的波導寬高為50μπι。
[0055] 7.熱固化膠膠層厚度為ΙΟμ??。
【主權(quán)項】
1.一種光背板接口，其特征在于，該接口為90°彎曲波導陣列接口，由I個或N個內(nèi)含90°彎曲光波導的多模光波導芯片組合的陣列構(gòu)成，其中，N2 2。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光背板接口，其特征在于，每一個多模光波導芯片的襯底與相鄰多模光波導芯片的上表面通過粘合劑完全對其粘合，且多個多模光波導芯片內(nèi)90°彎曲光波導的彎曲方向在粘合后一致。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光背板接口，其特征在于，所述的多模光波導芯片的波導輸入與輸出截面進行光學拋光，拋光角度為-8?+8°，其中一個截面與設(shè)備上的I或N通道光纖陣列對接，另一截面與光背板上的I或N通道波導陣列對接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光背板接口，其特征在于，所述的多模光波導芯片的厚度等于光纖陣列的纖芯間距減去粘合劑層厚度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光背板接口，其特征在于，所述的90°彎曲光波導的彎曲半徑為 5000 ?50000μπι。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光背板接口，其特征在于，所述的90°彎曲光波導為硅基光波導、二氧化硅光波導、砷化鎵光波導、鈮酸鋰光波導、聚合物光波導或玻璃基離子交換光波導。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光背板接口，其特征在于，所述的90°彎曲光波導的波導芯徑或芯層寬高為10?200um。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光背板接口，其特征在于，所述的粘合劑為熱固化膠、紫外固化膠，或其他類型的聚合物材料。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光背板接口，其特征在于，所述的粘合劑層厚度為0.5?10um010.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光背板接口，其特征在于，所述的多模光波導芯片分別與光纖陣列以及光背板對接，在接口處設(shè)置定位卡槽，進行自對準拔插。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光背板接口，該接口為90°彎曲波導陣列接口，由1個或N個內(nèi)含90°彎曲光波導的多模光波導芯片組合的陣列構(gòu)成，其中，N≥2。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在保持光背板豎直放置的基礎(chǔ)上，采用90°彎曲的多模光波導陣列實現(xiàn)了PLC光背板與光纖陣列的良好耦合，并且彎曲多模光波導陣列的間距通過玻璃襯底的厚度可以精確控制，使光纖陣列與光背板之間的對接誤差更小，實現(xiàn)更小的對接損耗。該接口制作簡單，對工藝技術(shù)要求低，并且方便光背板的和光纖陣列的接插。
【IPC分類】G02B6/38, G02B6/125
【公開號】CN105676353
【申請?zhí)枴緾N201610226966
【發(fā)明人】王毅強
【申請人】上海光芯集成光學股份有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年4月13日