[发明专利]光电器件以及使用该光电器件的主动式光缆

说明书

技术领域

本专利申请涉及光电互联技术，更具体地，涉及一种连接有光纤且最适合于主动式光缆应用的光电器件、以及使用该光电器件的主动式光缆。

背景技术

由于存储容量和显示分辨率的增加，消费电子产品和个人计算数据总线的带宽要求已经快速增长。同时，期望数据总线的延迟降低。结果，在这些设备中使用的数据总线的比特率在近年已经显著增加。常规用于数据传输的铜缆不再能满足带宽要求的增长趋势。为了满足带宽要求，光纤被用于数据传输。主动式光缆使用内嵌的光学收发器和光纤来实现高速数据传输，同时仍然提供与常规的连接器兼容的电气接口。与铜缆相比，由于需要容纳用于光耦合的额外的光-机插头，主动式光缆通常具有笨重的线缆插头。

发明内容

本专利申请涉及一种光电器件。一方面，所述光电器件包括基板子器件和线缆子器件。基板子器件包括基板、设置在基板上的固定器（holder）、光电接口IC、以及多个光电元件。线缆子器件包括透镜盖、以及粘接在所述透镜盖上的多根光纤线缆。所述光电接口IC和光电元件设置在固定器的侧壁所形成的空腔中。所述光电元件包括至少一个激光光源和多个光电二极管。所述透镜盖插入所述空腔内，从而与所述固定器固定接合。

所述光电接口IC可被配置以实现光学信号转换为数字电信号。固定器可进一步包括多个对准特征和卡扣特征，用于实现基板子器件与线缆子器件的接合。

所述至少一个激光光源和所述光电二极管可以是单线态形式或者阵列形式的。固定器的前侧可具有用于支撑光纤线缆的光纤线缆固定区域。线缆子器件可进一步具有覆盖光纤线缆的光纤盖。透镜盖可使用可模压的光学材料制造，所述光学材料能够在光纤线缆和光电元件之间提供光学通路。

透镜盖的顶侧可具有光纤连接区域和线缆对接（landing）区域，光纤连接区域容纳用于精确对准多根裸纤的多个光纤对准结构，线缆对接区域用于将光纤线缆粘接到透镜盖上，裸纤是光纤线缆的一部分。透镜盖的顶侧可进一步具有用于与固定器的卡扣特征相接合的多个结构。透镜盖的底侧可具有多个光学透镜结构、多个对准脚和多个支撑脚，光学透镜结构的数量与光纤对准结构的数量相匹配。对准脚可插入对准特征，支撑脚可设置在空腔的四角。

固定器的侧壁的顶部内侧可具有多个斜面特征，透镜盖的顶侧可具有多个第二斜面特征，固定器的斜面特征与透镜盖的斜面特征形成围绕透镜盖和固定器之间的接触面的波谷结构。可向所述波谷结构中加入粘合剂，以密封住透镜盖和固定器之间的任何空气间隙。固定器的侧壁可具有一位于空腔内的台阶，所述台阶用于防止粘合剂流到基板的表面。

透镜盖可进一步具有光束控制结构，所述光束控制结构直接位于光学透镜结构的上方，用于导向光束，以允许在光学透镜结构和光纤线缆之间耦合光学信号。

在另一方面，本专利申请提供了一种连接至电连接器的线缆插头。所述线缆插头包括：连接至电连接器的线缆控制器；连接至线缆控制器和电连接器的信号调节器；以及连接至线缆控制器和信号调节器的光电器件。所述光电器件包括基板子器件和线缆子器件。基板子器件包括基板、设置在基板上的固定器、光电接口IC、以及多个光电元件。线缆子器件包括透镜盖、粘接在所述透镜盖上的多个光纤线缆、以及覆盖所述光纤线缆的光纤盖。所述光电接口IC和光电元件设置在固定器的侧壁所形成的空腔中。所述光电元件包括至少一个激光光源和多个光电二极管。所述透镜盖插入所述空腔内，从而与所述固定器固定接合。

所述信号调节器可被配置用于提供高速信号接口，以通过电连接器、利用至少一个发送信道和一个接收信道与外部系统通信，所述发送信道和接收信道均以至少10吉比特/秒的数据率运行。

所述线缆控制器可被配置以根据存储在线缆控制器的内部存储器内的协议管理信号调节器和光电接口IC的操作。

另一方面，本专利申请提供了一种主动式光缆，包括：第一电连接器；第二电连接器；与第一电连接器相连的第一线缆插头；与第二电连接器相连的第二线缆插头；以及具有第一端和第二端的光缆，所述光缆的第一端和第二端分别与第一线缆插头和第二线缆插头连接。第一和第二线缆插头中的每一个都包括：线缆控制器，与连接到线缆插头的电连接器相连；信号调节器，连接至线缆控制器和电连接器；以及光电器件，连接至线缆控制器和信号调节器。所述光电器件包括光电接口IC、至少一个光学发送器、至少一个光学接收器、以及穿过所述光缆的多根粘结的光纤线缆，所述多根光纤线缆连接到另一线缆插头，从而形成光学通路。