集成光收发器、紧凑型光引擎以及多通道光引擎.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112925069A(43)申请公布日2021.06.08(21)申请号202011396950.2(22)申请日2020.12.03(30)优先权数据16/706,4502019.12.06US(71)申请人颖飞公司地址美国加利福尼亚州(72)发明人丁亮马克·帕特森罗伯托·科乔利拉达克里希南·L·纳加拉扬(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人王红艳(51)Int.Cl.G02B6/42(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图8页(54)发明名称集成光收发器、紧凑型光引擎以及多通道光引擎(57)摘要本发明涉及集成光收发器、紧凑型光引擎以及多通道光引擎。该紧凑型光引擎包括单个衬底以集成多个光电模块。每个光电模块包括基于硅光子平台的集成光收发器，其中，传输路径被配置为输出以四个CWDM波长为中心并且来自四个激光装置的四个光信号，并且通过由驱动器芯片驱动的四个调制器分别调制该四个光信号并且递送复用的传输光。接收路径包括：光电检测器，用于检测从入射光解复用的四个输入信号；以及跨阻抗放大器芯片，用于处理从所检测到的四个输入信号转换的电信号。多通道光引擎是通过将开关装置与多个紧凑型光引擎共同集成或共同安装在公共衬底构件上来形成的，以提供具有中间距离或短距离电互连的高达51.2Tbit/s的数据通信总容量。CN112925069ACN112925069A权利要求书1/3页1.一种集成光收发器，包括：具有表面区域的衬底构件；光输入端口；光输出端口；发送器单元，设置在所述表面区域上并且包括：一组四个激光装置，包括四个激光二极管芯片，所述四个激光二极管芯片倒装安装在所述表面区域上并且被配置为分别输出以1270nm、1290nm、1310nm和1330nm为中心的四个波长的四个激光；一组四个功率分离器装置，耦接到所述四个激光以将所述四个激光中的每一个激光分为通向两个复制的传输路径的两个部分，每个传输路径包括：一组四个调制器装置，形成在所述表面区域中并且分别接收所述四个激光的所述两个部分中的相应一个部分；驱动器装置，耦接到所述一组四个调制器装置并且被配置为驱动每一个调制器装置以调制所述四个激光中的相应一个激光；平面光电路中的复用器装置，被设置为邻近所述衬底构件并且被配置为耦接所述四个激光并且复用到被递送到所述光输出端口的携带所述四个波长的一个输出光；接收器单元，在所述表面区域上设置有两个复制的接收路径，每个接收路径包括：所述平面光电路中的解复用器装置，被配置为接收来自所述光输入端口的输入光，并且解复用为具有所述四个波长的四个输入光信号；形成在所述表面区域中的四个输入波导，耦接到所述解复用器装置以分别接收所述四个输入光信号；光电检测器装置，将所述四个输入光信号转换为相应的电信号；以及跨阻抗放大器装置，耦接到所述光电检测器装置以处理将作为电输出传输的所述电信号；以及异构集成，使用所述衬底构件、所述发送器单元和所述接收器单元配置以形成单个硅光子装置。2.根据权利要求1所述的集成光收发器，其特征在于，所述衬底构件是硅光子衬底，并且所述平面光电路包括玻璃衬底。3.根据权利要求1所述的集成光收发器，其特征在于，所述激光二极管芯片包括DFB激光器。4.根据权利要求1所述的集成光收发器，其特征在于，所述调制器装置包括基于硅基波导的两个分支的马赫曾德尔干涉仪。5.根据权利要求4所述的集成光收发器，其特征在于，所述调制器装置被配置为以PAM‑N或NRZ调制协议来调制激光。6.根据权利要求1所述的集成光收发器，其特征在于，所述驱动器装置包括CMOS芯片，所述CMOS芯片被倒装安装在所述衬底构件的所述表面区域上。7.根据权利要求6所述的集成光收发器，其特征在于，所述驱动器装置包括电输入通道速度为25Gbit/s的4个通道。8.根据权利要求6所述的集成光收发器，其特征在于，所述驱动器装置包括电输入通道2CN112925069A权利要求书2/3页速度为50Gbit/s的4个通道。9.根据权利要求6所述的集成光收发器，其特征在于，所述驱动器装置包括电输入通道速度为100Gbit/s的4个通道。10.根据权利要求1所述的集成光收发器，其特征在于，所述功率分离器装置包括嵌入在所述表面区域内的基于波导的直接耦接器。11.根据权利要求1所述的集成光收发器，其特征在于，所述跨阻抗放大器装置包括CMOS芯片，所述CMOS芯片被倒装安装在所述衬底构件的所述表面区域上。12.一种紧凑型光引擎，包括：壳体，具有与顶盖构件和被配置为底部构件的单个印刷电路板耦接的外围壁构件；多个光电模块，分别设置在所述单个印刷电路板上，每个光电模块包括配置在硅衬底的表面区域中的发送器单元和接收器单元，所