光學(xué)接收器和使用該光學(xué)接收器的收發(fā)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于接收至少一個(gè)光學(xué)信號(hào)的光學(xué)接收器，其包括：電介質(zhì)非導(dǎo)電基底、置于所述電介質(zhì)非導(dǎo)電基底上的接地平面、置于所述電介質(zhì)非導(dǎo)電基底上的至少一個(gè)光電二極管、至少一個(gè)放大器和設(shè)置在所述接地平面中的至少一個(gè)開(kāi)口。所述至少一個(gè)光電二極管適于接收所述至少一個(gè)光學(xué)信號(hào)、將所接收的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)和將所述電信號(hào)輸出到所述至少一個(gè)放大器的輸入處。所述至少一個(gè)開(kāi)口包圍所述至少一個(gè)光電二極管，以及所述至少一個(gè)開(kāi)口具有充分高于預(yù)定基頻的諧振頻率，從而將在所述放大器的輸入處的串?dāng)_減小到低于預(yù)定值。本發(fā)明進(jìn)一步涉及使用此光學(xué)接收器的收發(fā)器。
【專利說(shuō)明】光學(xué)接收器和使用該光學(xué)接收器的收發(fā)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于接收光學(xué)信號(hào)、將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并輸出該電信號(hào)的光學(xué)接收器。具體地，光學(xué)接收器是用于按預(yù)定的數(shù)據(jù)率接收數(shù)據(jù)的光學(xué)數(shù)據(jù)接收器。本發(fā)明還涉及收發(fā)器，其包括本發(fā)明的光學(xué)接收器/光學(xué)數(shù)據(jù)接收器和用于接收電信號(hào)、將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號(hào)并輸出光學(xué)信號(hào)的發(fā)送器。
【背景技術(shù)】
[0002]為了支持高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用(例如，按25Gpb的比特率)的通信要求，當(dāng)經(jīng)由電線的鏈路具有過(guò)低帶寬時(shí)使用光學(xué)鏈路。當(dāng)使用光學(xué)鏈路用于從第一電子部件傳輸信號(hào)到第二電子部件時(shí)，待傳輸?shù)碾娦盘?hào)首先被轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號(hào)，然后該光學(xué)信號(hào)經(jīng)由光學(xué)發(fā)送器被耦合到光纖中并且經(jīng)由光纖而被傳輸?shù)降诙娮硬考Ｔ诘诙娮硬考?，光學(xué)信號(hào)經(jīng)由光學(xué)接收器被接收并且被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。然后，經(jīng)轉(zhuǎn)換的電信號(hào)在第二電子部件中被進(jìn)一步處理。
[0003]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號(hào)及反之亦然的收發(fā)器100。收發(fā)器100包括電介質(zhì)非導(dǎo)電基底(dielectric non-conductive substrate)(圖1未不出)、置于電介質(zhì)非導(dǎo)電基底上的接地平面101、四個(gè)驅(qū)動(dòng)器陣列102、連接到驅(qū)動(dòng)器102的相應(yīng)輸出的四個(gè)激光二極管陣列103(例如，垂直空腔表面發(fā)射激光器，縮寫(xiě)為VCSEL)，四個(gè)光電二極管陣列104(例如，正向本征負(fù)向二極管(positive intrinsic negative d1de),縮寫(xiě)為PIN)、和連接到光電二極管陣列104的光電二極管的相應(yīng)輸出的四個(gè)跨阻抗放大器(transimpedance amplifier)陣列105 (縮寫(xiě)為T(mén)IA)。驅(qū)動(dòng)器陣列102、激光二極管陣列103、光電二極管陣列104和TIA陣列105都置于同一電介質(zhì)非導(dǎo)電基底上并且被接地平面101包圍。另外，光電二極管陣列104被置于設(shè)置在接地平面101中的開(kāi)口的內(nèi)部，以便將光電二極管陣列104與接地平面101隔離。
[0004]驅(qū)動(dòng)器陣列102的各驅(qū)動(dòng)器在其輸入處(圖1未示出)接收來(lái)自例如計(jì)算機(jī)的主板(圖1未示出)的電信號(hào)，將所接收的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端電信號(hào)，并經(jīng)由輸出端子110和111將其輸出到VCSEL陣列103之中的VCSEL的輸入處。驅(qū)動(dòng)器陣列102的驅(qū)動(dòng)器的輸出端子111經(jīng)由接地線113而連接到VCSEL陣列103的相應(yīng)的VCSEL的輸入處。驅(qū)動(dòng)器陣列102的驅(qū)動(dòng)器的輸出端子110經(jīng)由信號(hào)線112而連接到相應(yīng)的VCSEL的另外一個(gè)輸入處。VCSEL陣列103的各VCSEL把在它的輸入處接收的單端電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號(hào)并且將光學(xué)信號(hào)輸出到光纖。
[0005]光電二極管陣列104的各光電二極管114接收來(lái)自例如光纖(圖1未示出)的光學(xué)信號(hào)，將接收的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端電信號(hào)，并且將單端電信號(hào)經(jīng)由光電二極管的陽(yáng)極117和它的陰極116輸出到相應(yīng)的TIA的輸入處。光電二極管陣列104的光電二極管的陽(yáng)極117經(jīng)由信號(hào)線118而連接到相應(yīng)的TIA的輸入處，并且光電二極管陣列104的光電二極管的陰極116經(jīng)由接地線119而連接到相應(yīng)的TIA的另外一個(gè)輸入處。
[0006]因?yàn)閷Ⅱ?qū)動(dòng)器陣列102的輸出與VCSEL陣列103的相應(yīng)的輸入進(jìn)行連接的信號(hào)線(以下記為驅(qū)動(dòng)器-VCSEL通道)和將光電二極管陣列104的陽(yáng)極114與TIA陣列105的相應(yīng)的輸入進(jìn)行連接的信號(hào)線(以下記為PIN-TIA通道)是單端類型的，所以單端型串?dāng)_在這些線之間發(fā)生，即來(lái)自一條或多條信號(hào)線(侵?jǐn)_線(aggressor line))的信號(hào)功率(signalpower)經(jīng)由共用接地平面101而轉(zhuǎn)移到另外一條信號(hào)線(受擾線(victim line))。在受擾線處，串?dāng)_與受擾線所攜載的信號(hào)疊加，由此降低它的信號(hào)質(zhì)量。串?dāng)_可能發(fā)生在驅(qū)動(dòng)器-VCSEL通道之間、PIN-TIA通道之間，并且如果光電二極管陣列104被設(shè)置在接地平面101中的開(kāi)口 115與接地隔離，還可能在驅(qū)動(dòng)器-VCSEL通道與PIN-TIA通道之間發(fā)生串?dāng)_。
[0007]形成在接地平面101中且包圍光電二極管陣列104的開(kāi)口 115具有矩形形狀和近似Imm x0.4mm的大小。開(kāi)口的尺寸主要由光電二極管陣列104的尺寸確定并且不能被任意地減小。在高頻情況下，開(kāi)口 105作用為狹槽諧振器(slot resonator),該狹槽諧振器的基頻主要由開(kāi)口 105的幾何尺寸確定。Imm x0.4mm大小的矩形開(kāi)口具有大約38GHz的諧振頻率。這大約是3x12.5GHz，其中12.5GHz是25Gbp數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕l。因?yàn)殚_(kāi)口 115作用為基頻幾乎是25Gbps數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕l的倍數(shù)的槽型諧振器，開(kāi)口 115吸引驅(qū)動(dòng)器陣列102的驅(qū)動(dòng)器輸出的信號(hào)電流。此在近似38GHz發(fā)生的諧振效果促進(jìn)了從驅(qū)動(dòng)器-VCSEL通道到PIN-TIA通道的串?dāng)_。特別地，置于驅(qū)動(dòng)器陣列102附近的PIN-TIA通道受來(lái)自驅(qū)動(dòng)器-VCSEL通道的串?dāng)_的影響。
[0008]圖2示出對(duì)應(yīng)于從驅(qū)動(dòng)器陣列102的驅(qū)動(dòng)器輸出到最接近于驅(qū)動(dòng)器陣列102的TIA的輸入的單端型串?dāng)_的 主要S-參數(shù)耦合系數(shù)。這通過(guò)對(duì)全部驅(qū)動(dòng)器-VCSEL通道(侵?jǐn)_部件)被啟用的收發(fā)器100的模擬而獲得。主要S-參數(shù)耦合系數(shù)201展現(xiàn)由于開(kāi)口 115的諧振效果而產(chǎn)生的在38GHz下的寬諧振(broad resonance) 202。諧振202引起在最接近于驅(qū)動(dòng)器陣列102的TIA輸入中的串?dāng)_。此串?dāng)_在25Gbps下在EYE圖表中產(chǎn)生大于6ps或
0.15UI的抖動(dòng)(Jitter),假定誤碼率(bit error rate, BER) % 10-12。這從示出了對(duì)應(yīng)于在25Gbps下最接近驅(qū)動(dòng)器陣列102的PIN-TIA通道的EYE圖表的圖3來(lái)看變得明顯。圖3中的EYE圖表已通過(guò)在收發(fā)器100已使全部四個(gè)侵?jǐn)_部件通道被啟用并且驅(qū)動(dòng)器輸出和TIA輸入電流之間的比率等于對(duì)應(yīng)于大約-SdBm光學(xué)接收器靈敏度的值100的條件下的模擬而獲得。廓形301對(duì)應(yīng)于10_12的誤碼率。
[0009]開(kāi)口 115的諧振表現(xiàn)也促進(jìn)了 PIN-TIA通道之間的串?dāng)_。這隨光電二極管陣列104中所包括的光電二極管的數(shù)量增加而增加。當(dāng)光電二極管陣列104包括8個(gè)或12個(gè)通道時(shí)，PIN-TIA通道之間的串?dāng)_水平可能達(dá)到不可容忍的值。
[0010]對(duì)于包括十二個(gè)通道的光電二極管陣列，設(shè)置在接地平面中且包圍該光電二極管陣列的開(kāi)口展現(xiàn)大約15GHZ下的諧振。此諧振接近于25Gbps數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕l(其為
12.5GHz)并且因此也促進(jìn)了串?dāng)_，由此降低了 PIN-TIA通道的信號(hào)質(zhì)量。
[0011]PIN-TIA通道中的串?dāng)_嚴(yán)重降低了輸入到TIA陣列105的信號(hào)質(zhì)量，尤其是被輸入到接近于驅(qū)動(dòng)器陣列102的TIA的那些信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]因此，本發(fā)明的目的是減小光學(xué)接收器一 PIN-TIA通道中的串?dāng)_。
[0013]此目的通過(guò)權(quán)利要求1中所闡釋的特征而實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的進(jìn)一步有利實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中得以闡釋。[0014]本發(fā)明基于的構(gòu)思是光學(xué)接收器的PIN-TIA通道中的電信號(hào)的串?dāng)_通過(guò)使將光電二極管陣列與接地平面相隔離的開(kāi)口的諧振頻率移至充分高于串?dāng)_電信號(hào)的基頻的三倍的頻率，從而能夠被有效地降低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的收發(fā)器的示意圖；
[0016]圖2示出了對(duì)應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的收發(fā)器的從驅(qū)動(dòng)器輸出到最接近于驅(qū)動(dòng)器陣列的TIA的輸入的單端型串?dāng)_的主要S-參數(shù)耦合系數(shù)；
[0017]圖3示出了對(duì)應(yīng)于最接近現(xiàn)有技術(shù)的收發(fā)器中的驅(qū)動(dòng)器陣列的PIN-TIA通道的25Gbps 的 EYE 圖表；
[0018]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的光學(xué)接收器的示意圖；
[0019]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的光學(xué)接收器的示意圖；
[0020]圖6示出了包括根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的光學(xué)接收器的收發(fā)器的示意圖；
[0021]圖7示出了包括根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的光學(xué)接收器的收發(fā)器的示意圖；
[0022]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的光學(xué)接收器的掩模(mask)的布局；
[0023]圖9示出了對(duì)于包括根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的光學(xué)接收器的收發(fā)器。對(duì)應(yīng)于從驅(qū)動(dòng)器輸出到最接近驅(qū)動(dòng)器陣列的TIA輸入的單端型串?dāng)_的主要S-參數(shù)耦合系數(shù)；
[0024]圖10示出了對(duì)于包括根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的光學(xué)接收器的收發(fā)器中，對(duì)應(yīng)于最接近驅(qū)動(dòng)器陣列的PIN-TIA通道的25Gbp的EYE圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0025]現(xiàn)在參考圖4，示出根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)接收器的第一有利實(shí)施例。圖4示出了光學(xué)接收器400，其包括電介質(zhì)非導(dǎo)電基底(圖1未示出)、置于電介質(zhì)非導(dǎo)電基底上的接地平面401、四個(gè)光電二極管(例如PIN)陣列404、和連接到光電二極管的相應(yīng)的輸出的四個(gè)放大器(例如TIA)陣列405。光電二極管陣列404和放大器陣列405被置于電介質(zhì)非導(dǎo)電基底上并且被接地平面401包圍。四個(gè)開(kāi)口 415設(shè)置在接地平面401中。四個(gè)開(kāi)口 415中的每個(gè)開(kāi)口包圍一個(gè)光電二極管414，從而將相應(yīng)的光電二極管與接地平面隔離。
[0026]光電二極管陣列404中的每個(gè)光電二極管414接收來(lái)自例如光纖(圖4未示出)的光學(xué)信號(hào)、將所接收的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端電信號(hào)并將單端電信號(hào)經(jīng)由光電二極管的陽(yáng)極417和陰極416輸出到相應(yīng)的放大器的輸入處。光電二極管陣列404的光電二極管的陽(yáng)極417經(jīng)由信號(hào)線418而連接到相應(yīng)的放大器的輸入處，并且光電二極管陣列404的光電二極管的陰極416經(jīng)由接地線419而連接到相應(yīng)的放大器的另外一個(gè)輸入處。
[0027]四個(gè)開(kāi)口的每個(gè)開(kāi)口 415具有矩形形狀和近似0.3mm χ0.25mm的尺寸，從而它的諧振頻率充分高于37.5GHz，優(yōu)選為50GHz或更高。因而，針對(duì)此實(shí)施例，通過(guò)將槽型諧振器的諧振頻率設(shè)定成50GHz或更高，從而實(shí)現(xiàn)充分更高。開(kāi)口 415沿光電二極管陣列404的長(zhǎng)度方向的最小長(zhǎng)度由光電二極管414的尺寸確定，尤其是由沿光學(xué)孔隙(opticalaperture)的陽(yáng)極與陰極之間的距離確定，并且不能被任意地減小。因?yàn)樗膫€(gè)開(kāi)口的每個(gè)開(kāi)口 415的諧振頻率充分高于作為25Gbps數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕l的12.5GHz的三倍，所以開(kāi)口不作用為具有37.5GHz的基頻的狹槽諧振器。因而，如果光學(xué)接收器400和例如25Gbps數(shù)據(jù)發(fā)送器被置于同一非導(dǎo)電基底上，開(kāi)口不經(jīng)由接地平面吸引信號(hào)電流。
[0028]因?yàn)樵O(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的光學(xué)接收器的接地平面401中的開(kāi)口 415沒(méi)有顯示在37.5GHz的諧振效果，所以具有12.5GHz的基頻的外部信號(hào)進(jìn)入將光電二極管414的陽(yáng)極與相應(yīng)的放大器的輸入進(jìn)行連接的信號(hào)線(以下表示為PIN-TIA通道)中的串?dāng)_相比于現(xiàn)有技術(shù)的收發(fā)器100被顯著地減小。
[0029]如果光電二極管陣列404的光電二極管輸出的信號(hào)的基頻是大約12.5GHz，設(shè)置在接地平面401中的開(kāi)口 415也減小了光學(xué)接收器400的獨(dú)立的PIN-TIA通道之間的串?dāng)_。
[0030]現(xiàn)在參考圖5，示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)接收器的第二有利實(shí)施例。根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)接收器500不同于根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)接收器，其中根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)接收器的各開(kāi)口 415被分成第一開(kāi)口 515和第二開(kāi)口 525。第一開(kāi)口 515和第二開(kāi)口 525被兩端連接到接地平面501的帶狀線(strip line)530彼此隔開(kāi)。第一開(kāi)口 515是包圍光電二極管陣列504的光電二極管514的開(kāi)口，而第二開(kāi)口 525是不包圍光電二極管陣列504的光電二極管514的開(kāi)口。第一開(kāi)口 515和它對(duì)應(yīng)的第二開(kāi)口 525彼此鄰近地放置。優(yōu)選地，第二開(kāi)口 525的面積小于它對(duì)應(yīng)的第一開(kāi)口 514的面積。
[0031]如根據(jù)所述第一實(shí)施例的光學(xué)接收器的所述開(kāi)口 415具有充分高于預(yù)定基頻的三倍的諧振頻率一樣，根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)接收器的第一開(kāi)口 515和第二開(kāi)口 525具有充分高于預(yù)定基頻的三倍的諧振頻率。實(shí)質(zhì)上，根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)接收器的第一開(kāi)口515和第二開(kāi)口 525的每一個(gè)具有充分高于預(yù)定基頻的三倍的諧振頻率。
[0032]雖然根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)接收器的接地平面501包括針對(duì)光電二極管陣列504的每個(gè)光電二極管514的第一開(kāi)口 515和第二開(kāi)口 525，但是對(duì)本發(fā)明可構(gòu)想的是僅對(duì)于光電二極管陣列504中的部分光電二極管而將第一開(kāi)口 515和第二開(kāi)口 525設(shè)置在接地平面501 中。
[0033]將第二開(kāi)口 525鄰近包圍光電二極管陣列504的光電二極管514的第一開(kāi)口 515放置更有效地減小了根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)接收器的PIN-TIA通道中的串?dāng)_。
[0034]現(xiàn)在參考圖6，示出了根據(jù)本發(fā)明的第三有利實(shí)施例。圖6示出了包括根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)接收器的收發(fā)器。
[0035]收發(fā)器600包括電介質(zhì)非導(dǎo)電基底(圖6未不出)、置于電介質(zhì)非導(dǎo)電基底上的接地平面601、四個(gè)驅(qū)動(dòng)器陣列602、連接到驅(qū)動(dòng)器陣列602的驅(qū)動(dòng)器的相應(yīng)的輸出的四個(gè)激光二極管(VCSEL)陣列603和光學(xué)接收器650。圖6中，光學(xué)接收器650用虛線651圈出。因?yàn)楣鈱W(xué)接收器650的結(jié)構(gòu)相同于根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)接收器400,所以對(duì)光學(xué)接收器650的詳細(xì)描述在此省略。驅(qū)動(dòng)器陣列602、激光二極管陣列603和光學(xué)接收器650被置于電介質(zhì)非導(dǎo)電基底上。
[0036]驅(qū)動(dòng)器陣列602的每個(gè)驅(qū)動(dòng)器在其輸入處(圖6未示出)接收來(lái)自例如計(jì)算機(jī)的主板(圖6未示出)的電信號(hào)、將接收的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端電信號(hào)并將單端電信號(hào)經(jīng)由輸出端子610和611輸出到激光二極管陣列603的激光二極管的輸入處。驅(qū)動(dòng)器陣列602的驅(qū)動(dòng)器的輸出端子611經(jīng)由接地線613而連接到激光二極管陣列603的相應(yīng)的激光二極管的輸入處。驅(qū)動(dòng)器陣列602的驅(qū)動(dòng)器的輸出端子610經(jīng)由信號(hào)線612而連接到相應(yīng)的激光二極管的另外一個(gè)輸入處。激光二極管陣列603的每個(gè)激光二極管把將在輸入處接收的單端電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號(hào)并且將光學(xué)信號(hào)輸出到光纖。[0037]因?yàn)樵O(shè)置在收發(fā)器600的接地平面601中的每個(gè)開(kāi)口 615具有充分高于25Gbps數(shù)據(jù)通信對(duì)應(yīng)的基頻的3倍的諧振頻率，所以開(kāi)口 615皆不展現(xiàn)38GHz下的諧振效果，并且因而不吸引來(lái)自收發(fā)器600的驅(qū)動(dòng)器-VCSEL通道的電流。因此，光學(xué)接收器615的PIN-TIA通道中的串?dāng)_被減小至可容忍的值。
[0038]現(xiàn)在參考圖7，示出了本發(fā)明的第四有利實(shí)施例。圖7示出了不同于收發(fā)器600的收發(fā)器700，其中收發(fā)器700包括了根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)接收器，而不是根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)接收器。第二實(shí)施例的光學(xué)接收器通過(guò)虛線751圈出。因?yàn)榈诙?shí)施例的光學(xué)接收器比第一實(shí)施例的光學(xué)接收器更有效地減小PIN-TIA通道中的串?dāng)_，所以收發(fā)器700比收發(fā)器600更有效地減小從驅(qū)動(dòng)器-VCSEL通道進(jìn)入PIN-TIA通道的串?dāng)_。
[0039]在收發(fā)器600和700中，對(duì)應(yīng)于待傳輸信號(hào)的基頻的驅(qū)動(dòng)器陣列602中的驅(qū)動(dòng)器輸出的單端電信號(hào)的基頻，相同于在光學(xué)接收器的光電二極管處接收的光學(xué)信號(hào)的基頻。在25Gbps數(shù)據(jù)通信的情況下，待傳輸/接收的信號(hào)的基頻是12.5GHz。然而，本發(fā)明不限于
12.5GHz，而是也可應(yīng)用于待傳輸/接收的信號(hào)的其它基頻。然而，在此情況下，開(kāi)口 415、515和525的尺寸需被相應(yīng)地改變。
[0040]同樣地，根據(jù)本發(fā)明的收發(fā)器不限于待傳輸?shù)男盘?hào)的基頻相同于待接收的信號(hào)的基頻的情況。相反地，可構(gòu)想的是待傳輸?shù)男盘?hào)的基頻不同于待接收的信號(hào)的基頻。
[0041]圖8示出了用于根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)接收器(參見(jiàn)圖5)的掩模的布局/設(shè)計(jì)800。附圖標(biāo)記814表示對(duì)應(yīng)于圖5的光電二極管514的PIN 二極管。附圖標(biāo)記816和817表示PIN 二極管814的陰極和陽(yáng)極。附圖標(biāo)記818表示與PIN 二極管812相連接的TIA的輸入處。圖8未示出TI A以及與PIN 二極管的連接線。附圖標(biāo)記815表示對(duì)應(yīng)于圖5的第一開(kāi)口 515的第一開(kāi)口。附圖標(biāo)記825表示對(duì)應(yīng)于圖5的第二開(kāi)口 525的第二開(kāi)口。圖8中的水平和傾斜區(qū)域表示對(duì)應(yīng)于圖5中的接地平面501的接地平面。
[0042]圖10示出了對(duì)應(yīng)于從驅(qū)動(dòng)器陣列702的驅(qū)動(dòng)器輸出到最接近于驅(qū)動(dòng)器陣列702的TIA的輸入的單端型串?dāng)_的主要S-參數(shù)耦合系數(shù)。這通過(guò)對(duì)全部驅(qū)動(dòng)器-VCSEL通道被啟用的收發(fā)器700的模擬而獲得。主要S-參數(shù)耦合系數(shù)901沒(méi)有示出37.5GHz下的寬諧振。相反地，其在大約37.5GHz下的水平相比于圖2被減小了 15dB。由此，最接近于驅(qū)動(dòng)器陣列102的TIA輸入中的串?dāng)_被顯著減小。這從示出了對(duì)應(yīng)于在25Gbps下最接近驅(qū)動(dòng)器陣列702的PIN-TIA通道的EYE圖表的圖10來(lái)看變得明顯。最接近于驅(qū)動(dòng)器陣列702的PIN-TIA通道中的串?dāng)_在25Gbps下的EYE圖表中產(chǎn)生小于2ps或0.05UI的抖動(dòng)，假定誤碼率(BER)為10-12。廓形1001對(duì)應(yīng)于Kr12的誤碼率。圖10的EYE圖表通過(guò)在與圖2的EYE圖表相似條件下的模擬而獲得，即收發(fā)器100的全部四個(gè)干擾通道已被啟用并且驅(qū)動(dòng)器輸出和TIA輸入電流之間的比率等于100，其對(duì)應(yīng)于大約-8dBm的光學(xué)接收器靈敏度。
[0043]雖然圖4和圖5所示的光學(xué)接收器具有四個(gè)PIN-TIA通道，但是本發(fā)明不限于帶有四個(gè)PIN-TIA通道的光學(xué)接收器，而是也可應(yīng)用于具有任意數(shù)量的PIN-TIA通道的光學(xué)接收器。
[0044]雖然圖6和圖7所示的收發(fā)器具有四個(gè)驅(qū)動(dòng)器-VCSEL通道和四個(gè)PIN-TIA通道，但是本發(fā)明不限于帶有四個(gè)驅(qū)動(dòng)器-VCSEL通道和四個(gè)PIN-TIA通道的收發(fā)器，而是也可應(yīng)用于具有任意數(shù)量的驅(qū)動(dòng)器-VCSEL通道和任意數(shù)量的PIN-TIA通道的收發(fā)器。
[0045]雖然設(shè)置在根據(jù)第一和第二實(shí)施例的光學(xué)接收器的接地平面中的開(kāi)口具有矩形形狀，但是本發(fā)明不限于具有矩形形狀的開(kāi)口，而是也可應(yīng)用于具有圓形形狀、橢圓形形狀、菱形形狀或任何其它形狀的開(kāi)口。僅重要的是，開(kāi)口的諧振頻率充分高于引起PIN-TIA通道中串?dāng)_的信號(hào)的基頻的三倍。
[0046]附圖標(biāo)記
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種用于接收至少一個(gè)光學(xué)信號(hào)的光學(xué)接收器，其包括: 電介質(zhì)非導(dǎo)電基底， 接地平面，其被置于電介質(zhì)非導(dǎo)電基底上， 至少一個(gè)光電二極管，其被置于所述電介質(zhì)非導(dǎo)電基底上，其中，所述至少一個(gè)光電二極管適于接收所述至少一個(gè)光學(xué)信號(hào)、將所接收的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)和輸出所述電信號(hào)， 至少一個(gè)放大器，其適于在其輸入處接收由所述至少一個(gè)光電二極管輸出的所述電信號(hào)，和 至少一個(gè)第一開(kāi)口，其被置于所述接地平面中， 其中，所述至少一個(gè)第一開(kāi)口包圍所述至少一個(gè)光電二極管，并且所述至少一個(gè)第一開(kāi)口具有充分高于預(yù)定基頻的諧振頻率，從而將所述放大器的輸入處的串?dāng)_減小到低于預(yù)定值。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)接收器，其中，所述諧振頻率充分高于所述預(yù)定基頻的三倍。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)接收器，其中，所述諧振頻率是50GHz或更高。
4.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的光學(xué)接收器，其中，所述預(yù)定基頻對(duì)應(yīng)于所述至少一個(gè)光學(xué)信號(hào)的基頻。
5.如權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)所述的光學(xué)接收器，其中，在所述至少一個(gè)放大器的輸入處接收的所述電信號(hào)是單端的。
6.如權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的光學(xué)接收器，其進(jìn)一步包括設(shè)置在所述接地平面中的至少一個(gè)第二開(kāi)口，其中，所述至少一個(gè)第二開(kāi)口不包圍光電二極管并且其被設(shè)置為鄰近所述至少一個(gè)第一開(kāi)口。
7.如權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)接收器，其中，所述光學(xué)接收器適于接收相同基頻的多個(gè)光學(xué)信號(hào)，所述光學(xué)接收器包括: 多個(gè)光電二極管，其被置于所述電介質(zhì)非導(dǎo)電基底上，其中，所述多個(gè)光電二極管的各光電二極管適于接收所述多個(gè)光學(xué)信號(hào)中的光學(xué)信號(hào)、將所接收的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)和輸出所述相應(yīng)的電信號(hào)， 多個(gè)放大器，其中，所述多個(gè)放大器中的每一個(gè)放大器適于在其輸入處接收由所述多個(gè)光電二極管中的相應(yīng)的光電二極管輸出的電信號(hào)， 多個(gè)第一開(kāi)口，其設(shè)置在所述接地平面中， 其中，所述多個(gè)第一開(kāi)口的每一個(gè)開(kāi)口包圍所述多個(gè)光電二極管中的至少一個(gè)光電二極管，和 所述多個(gè)第一開(kāi)口的每一個(gè)開(kāi)口具有充分高于所述預(yù)定基頻的三倍的諧振頻率，從而將所述多個(gè)放大器中的每一個(gè)放大器的輸入處的串?dāng)_減小到低于預(yù)定值。
8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)接收器，其中，所述預(yù)定基頻對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)光學(xué)信號(hào)的基頻。
9.如權(quán)利要求7或8所述的光學(xué)接收器，其中，所述多個(gè)光學(xué)信號(hào)包括四個(gè)光學(xué)信號(hào)，所述多個(gè)二極管包括四個(gè)二極管，所述多個(gè)放大器包括四個(gè)放大器，所述多個(gè)第一開(kāi)口包括四個(gè)第一開(kāi)口，以及所述預(yù)定基頻是12.5GHz。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)接收器，其中，所述四個(gè)第一開(kāi)口中的每一個(gè)開(kāi)口具有大致矩形形狀和近似0.3mm乘0.25mm的尺寸。
11.如權(quán)利要求7至10的任一項(xiàng)所述的光學(xué)接收器，其中，所述多個(gè)光電二極管和/或所述多個(gè)放大器線性地布置成陣列。
12.如權(quán)利要求7至11的任一項(xiàng)所述的光學(xué)接收器，其進(jìn)一步包括設(shè)置在所述接地平面中的多個(gè)第二開(kāi)口，其中，所述多個(gè)第二開(kāi)口的各開(kāi)口不包圍光電二極管并且其被設(shè)置為鄰近所述多個(gè)第一開(kāi)口中的一開(kāi)口。
13.如權(quán)利要求1至12的任一項(xiàng)所述的光學(xué)接收器，其中，所述光學(xué)接收器適于按預(yù)定比特率接收數(shù)據(jù)，并且所述預(yù)定基頻對(duì)應(yīng)于所述預(yù)定比特率。
14.一種收發(fā)器,其包括: 如權(quán)利要求1至6的任一項(xiàng)所述的光學(xué)接收器， 至少一個(gè)激光二極管， 至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，其適于將單端電信號(hào)輸出到所述至少一個(gè)激光二極管的輸入處， 其中，所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器輸出的所述單端電信號(hào)的基頻對(duì)應(yīng)于所述預(yù)定基頻，所述至少一個(gè)激光二極管適于根據(jù)在它的輸入處接收的所述單端電信號(hào)輸出光學(xué)信號(hào)，并且 所述光學(xué)接收器、 所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和所述至少一個(gè)激光二極管設(shè)置在所述電介質(zhì)非導(dǎo)電基底上并且被所述接地平面包圍。
15.—種收發(fā)器,其包括: 如權(quán)利要求7至12的任一項(xiàng)所述的光學(xué)接收器， 多個(gè)激光二極管， 多個(gè)驅(qū)動(dòng)器，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)器中的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)器適于將單端電信號(hào)輸出到所述多個(gè)激光二極管中的激光二極管的輸入處， 其中，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)器中的驅(qū)動(dòng)器輸出的所述單端電信號(hào)的基頻對(duì)應(yīng)于所述預(yù)定基頻， 所述多個(gè)激光二極管中的每一個(gè)激光二極管適于根據(jù)在它的輸入處接收的所述單端電信號(hào)輸出光學(xué)信號(hào)，并且 所述光學(xué)接收器、所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)器和所述多個(gè)激光二極管設(shè)置在所述電介質(zhì)非導(dǎo)電基底上并且被所述接地平面包圍。
【文檔編號(hào)】H04B10/60GK104038290SQ201410083148
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月7日
【發(fā)明者】A.凱科南, L.P.O.倫德奎斯特, L-G.斯文森, P.林德伯格 申請(qǐng)人:泰科電子瑞典控股有限責(zé)任公司