一种光背板接口的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光通信领域，尤其是涉及一种光背板接口。
【背景技术】
[0002]随着光通信网络和4G通信技术的日渐普及，网络传输速率已由Mbps迈入Gbps时代，主干网络的传输速率甚至即将迈入Tbps时代。然而作为网络核心的交换机与高性能并行计算机，其内部的芯片互联却仍处于“铜互联”时代。尽管近几年，微处理器等芯片的处理能力得到了极大的提高，但“铜互联”的极限速率只有lOOGbps，对于可以展望的太赫兹网，“铜互联”势必成为其中的瓶颈，而由此应运而生的正是光背板互联技术。
[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产品，其核心是12路塑料光导管组成的传输阵列，由4路850nm 6.25Gbps VCSEL构成收发装置，实现各板卡之间的互联，这款产品成功应用于HP8212交换机上。由于当时电互联完全能够满足用户的大部分需求，并且该产品尚未成熟，光背板技术至今未有显著突破。
[0004]近两年，尤其是国内，随着光纤网络的进一步普及以及网络资费的下调，居民对网络带宽的需求增长明显，市场需求的增长刺激了技术革新的加快。目前越来越多的科研机构和企业对光背板技术进行了积极的关注。
[0005]目前采用的光背板系统，其主要实施方式有两种:一种是采用光纤固定于基板上，通过基板上的光纤系统实现背板互联，其本质上仍属于光纤互联，该方案实施复杂，光纤繁多，存在可靠性风险，并且光纤型器件尺寸较大，难以集成；另一种采用集成型平面光波回路(PLC)光背板，该方案体积小巧，集成度高，可以通过合理的设计实现多种功能，但该方案与设备的连接需要设计合理的接口。
[0006]目前设计或实施的PLC光背板，其接口主要有两种，一种接口集成于光背板上，光背板的波导输入\输出截面与设备的光纤阵列直接对接，该方案要求光背板保持水平放置，这不利于光通信设备内部的空间排布;如果通过延长光纤阵列的带纤并弯曲带纤令PLC光背板竖直，这一方面不利于集成，另一方面增加了光纤折断的风险，劣化了系统的抗震能力；另一种接口考虑到空间问题，在光纤阵列与光背板间增加了45°微反射镜作为接口，实现了光背板的垂直排布，系统紧凑可靠。但该方案实施复杂，对空间光路的设计以及反射镜制作装配均有很高的要求。
【发明内容】
[0007]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种制作简单，对工艺技术要求低，并且方便光背板的和光纤阵列的接插的光背板接口。
[0008]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种光背板接口，其特征在于，该接口为90°弯曲波导阵列接口，由I个或N个内含90°弯曲光波导的多模光波导芯片组合的阵列构成，其中，N22。
[0009]每一个多模光波导芯片的衬底与相邻多模光波导芯片的上表面通过粘合剂完全对其粘合，且多个多模光波导芯片内90°弯曲光波导的弯曲方向在粘合后一致。
[0010]所述的多模光波导芯片的波导输入与输出截面进行光学抛光，抛光角度为-8?+8°，其中一个截面与设备上的I或N通道光纤阵列对接，另一截面与光背板上的I或N通道波导阵列对接。
[0011]所述的多模光波导芯片的厚度等于光纤阵列的纤芯间距减去粘合剂层厚度。
[0012]所述的90°弯曲光波导的弯曲半径为5000?50000μπι。
[0013]所述的90°弯曲光波导为硅基光波导、二氧化硅光波导、砷化镓光波导、铌酸锂光波导、聚合物光波导或玻璃基离子交换光波导。
[0014]所述的90°弯曲光波导的波导芯径或芯层宽高为10?200um。
[0015]所述的粘合剂为热固化胶、紫外固化胶，或其他类型的聚合物材料。
[0016]所述的粘合剂层厚度为0.5?10um0
[0017]所述的多模光波导芯片分别与光纤阵列以及光背板对接，在接口处设置定位卡槽，进行自对准拔插。
[0018]与现有技术相比，本发明在保持光背板竖直放置的基础上，采用90°弯曲的多模光波导阵列实现了 PLC光背板与光纤阵列的良好耦合，并且弯曲多模光波导阵列的间距通过玻璃衬底的厚度可以精确控制，使光纤阵列与光背板之间的对接误差更小，实现更小的对接损耗。该接口制作简单，对工艺技术要求低，并且方便光背板的和光纤阵列的接插。
【附图说明】
[0019]图1为N个内含90°弯曲光波导的多模光波导芯片组合的阵列结构示意图；
[0020]图2多模光波导芯片的俯视图；
[0021]图3为多模光波导芯片与光纤阵列及光背板连接的侧视图；
[0022]图4为多模光波导芯片与光纤阵列及光背板连接的立体图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0024]实施例1:
[0025]如图1所示，一种光背板接口，由N个内含90°弯曲光波导13的多模光波导芯片I组合的阵列构成，其中，2。每一个多模光波导芯片的衬底12与相邻多模光波导芯片的上表面(如图1中多模光波导芯片I和多模光波导芯片2相邻的表面，参见多模光波导芯片I的上表面11)通过粘合剂14完全对其粘合，且多个多模光波导芯片内90°弯曲光波导的弯曲方向在粘合后一致。粘合剂为热固化胶，粘合剂层厚度为50um。
[0026]其中，各多模光波导芯片的厚度等于光纤阵列的纤芯间距减去粘合剂层厚度。
[0027]所述的90°弯曲光波导13的弯曲半径为ΙΟΟΟΟμπιΑΟ。弯曲光波导13为硅基光波导，其波导芯径或芯层宽高为10um0
[0028]如图2所示，所述的多模光波导芯片I的波导输入截面15与输出截面16进行光学抛光，抛光角度为-8?+8°，其中一个截面与设备上的N通道光纤阵列对接(如图3-4中的光纤阵列Al和光纤阵列Α2)，另一截面与光背板B上的N通道波导阵列对接，多模光波导芯片I的对应接口为接口 Cl和接口 C2，在接口 Cl和接口 C2处可设置定位卡槽，实现类似于电路背板卡槽的自对准拔插。
[0029]实施例2:
[0030]一种光背板接口:包括:
[0031 ] 1.由I个90°弯曲的多模光波导芯片构成，可称为90°弯曲波导接口。每一片芯片的衬底与另一片芯片的上表面通过紫外固化胶完全对齐贴合，贴合后采用lwm/cm2紫外光固化5min。多模光波导的弯曲方向在贴合后保持一致。
[0032]2.90°弯曲的多模光波导芯片组成的阵列在波导输入与输出截面进行光学抛光，抛光角度为8°。截面的一端与设备上的200μπι纤芯的单端口光纤阵列对接，另一端与光背板上的单直波导对接。
[0033]3.芯片的厚度为400μπι，光纤阵列的纤芯间距为500μπι。
[0034]4.90°弯曲的多模光波导的弯曲半径50000μπι
[0035]5.90°弯曲的多模光波导为玻璃基离子交换光波导。
[0036]6.90°弯曲的多模光波导的波导芯径为200μπι。
[0037]7.紫外固化胶胶层厚度为ΙΟΟμπι。
[0038]实施例3:
[0039]一种光背板接口，包括:
[0040]1.由128个90°弯曲的多模光波导芯片构成，可称为90°弯曲波导接口。每一片芯片的衬底与另一片芯片的上表面通过紫外固化胶完全对齐贴合，贴合后采用热固化胶在200°C下固化2小时。多模光波导的弯曲方向在贴合后保持一致。
[0041 ] 2.90°弯曲的多模光波导芯片组成的阵列在波导输入与输出截面进行光学抛光，抛光角度为0°。截面的一端与设备上的15μπι纤芯的128端口光纤阵列对接，另一端与光背板上的128端直波导阵列对接。
[0042]3.芯片的厚度为126.5μπι，光纤阵列的纤芯间距为127um。
[0043]4.90°弯曲的多模光波导的弯曲半径5000μπι
[0044]5.90°弯曲的多模光波导为硅基光波导。
[0045]6.90°弯曲的多模光波导的波导宽高均为ΙΟμπι。
[0046]7.热固化胶胶层厚度为0.5μπι。
[0047]实施例4:
[0048]—种光背板接口，包括:
[0049]1.由32个90°弯曲的多模光波导芯片构成，可称为90°弯曲波导接口。每一片芯片的衬底与另一片芯片的上表面通过紫外固化胶完全对齐贴合，贴合后采用聚酰亚胺聚合物在120 °C下固化I小时。多模光波导的弯曲方向在贴合后保持一致。
[0050]2.90°弯曲的多模光波导芯片组成的阵列在波导输入与输出截面进行光学抛光，抛光角度为-4.5°。截面的一端与设备上的50μπι纤芯的32端口光纤阵列对接，另一端与光背板上的32端直波导阵列对接。
[0051 ] 3.芯片的厚度为240μπι，光纤阵列的纤芯间距为250um。
[0052]4.90°弯曲的多模光波导的弯曲半径20000μπι
[0053]5.90°弯曲的多模光波导为聚合物光波导。
[0054]6.90°弯曲的多模光波导的波导宽高为50μπι。
[0055] 7.热固化胶胶层厚度为ΙΟμ??。
【主权项】
1.一种光背板接口，其特征在于，该接口为90°弯曲波导阵列接口，由I个或N个内含90°弯曲光波导的多模光波导芯片组合的阵列构成，其中，N2 2。2.根据权利要求1所述的一种光背板接口，其特征在于，每一个多模光波导芯片的衬底与相邻多模光波导芯片的上表面通过粘合剂完全对其粘合，且多个多模光波导芯片内90°弯曲光波导的弯曲方向在粘合后一致。3.根据权利要求1所述的一种光背板接口，其特征在于，所述的多模光波导芯片的波导输入与输出截面进行光学抛光，抛光角度为-8?+8°，其中一个截面与设备上的I或N通道光纤阵列对接，另一截面与光背板上的I或N通道波导阵列对接。4.根据权利要求1所述的一种光背板接口，其特征在于，所述的多模光波导芯片的厚度等于光纤阵列的纤芯间距减去粘合剂层厚度。5.根据权利要求1所述的一种光背板接口，其特征在于，所述的90°弯曲光波导的弯曲半径为 5000 ?50000μπι。6.根据权利要求1所述的一种光背板接口，其特征在于，所述的90°弯曲光波导为硅基光波导、二氧化硅光波导、砷化镓光波导、铌酸锂光波导、聚合物光波导或玻璃基离子交换光波导。7.根据权利要求1所述的一种光背板接口，其特征在于，所述的90°弯曲光波导的波导芯径或芯层宽高为10?200um。8.根据权利要求2所述的一种光背板接口，其特征在于，所述的粘合剂为热固化胶、紫外固化胶，或其他类型的聚合物材料。9.根据权利要求2所述的一种光背板接口，其特征在于，所述的粘合剂层厚度为0.5?10um010.根据权利要求1所述的一种光背板接口，其特征在于，所述的多模光波导芯片分别与光纤阵列以及光背板对接，在接口处设置定位卡槽，进行自对准拔插。
【专利摘要】本发明涉及一种光背板接口，该接口为90°弯曲波导阵列接口，由1个或N个内含90°弯曲光波导的多模光波导芯片组合的阵列构成，其中，N≥2。与现有技术相比，本发明在保持光背板竖直放置的基础上，采用90°弯曲的多模光波导阵列实现了PLC光背板与光纤阵列的良好耦合，并且弯曲多模光波导阵列的间距通过玻璃衬底的厚度可以精确控制，使光纤阵列与光背板之间的对接误差更小，实现更小的对接损耗。该接口制作简单，对工艺技术要求低，并且方便光背板的和光纤阵列的接插。
【IPC分类】G02B6/38, G02B6/125
【公开号】CN105676353
【申请号】CN201610226966
【发明人】王毅强
【申请人】上海光芯集成光学股份有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年4月13日