[发明专利]一种可切换通路的光波导通信装置

说明书

本发明公开了一种可切换通路的光波导通信装置。所述光波导通信装置包括上基板(4)，光波导外层(5)，下基板(6)，以及光发射模块(1)，切换/输出模块(2)，光波导通路(3)。通过控制切换/输出模块(2)的闭合与打开，改变光信号的通路，闭合时可使光信号通过并进入下一级光波导，打开时光信号无法进入下一级光波导并改变光信号的方向，使切换/输出模块(2)接收到光信号，并输出电信号。通过对切换/输出模块的控制，改变光信号的通路，根据需求切换了不同的接收端，从而增加了光电通信的灵活性。

技术领域

本发明属于光电互联技术领域，特别是应用在光波导通信结构中以实现通路的可切换。

背景技术

随着人们对高速数据传输要求的不断提高，传统的板之间的电互联发展到了瓶颈。再加上其本身具有一些弊端，逐渐不能够满足我们的要求。但如果采用光互联，这一切就可以迎刃而解。20世纪60年代，激光器的诞生导致了半导体电子学、导波光学、非线性光学等一系列新学科的涌现。20世纪70年代，由于半导体激光器和光纤技术有了重大突破，导致了以光信息处理、光纤传感、光导纤维通信、光信息存储与显示等为代表的光信息科学技术的蓬勃发展，导波光学理论是光通信技术的基础，导波光学系统是由光源、光波导器件、耦合器、光调制器以及光探测器等组成的光路系统。所谓光波导，就是将光波限制在特定介质内部或其表面附近进行传输的导光通道。简单来讲，就是约束光波传输的媒介，又称介质光波导。由于光传输具有高带宽，低衰减，大容量，无串扰等优点，通过光波导来代替铜线，在印制电路板中植入光波导来连接高速芯片，能够解决电信号在高速传输时的种种局限，因此光互联就开始逐步得到研究与应用，事实也在不断地证明，使用光互联代替电互联具有重要的现实意义和应用价值。

要制作PCB级光互联，现阶段主要面临三个方面的挑战：

(1)嵌入PCB的光互联层的制作，作为PCB中的一层，光互联PCB的光互联层也要能够承受传统PCB的制作工艺，目前，常见的制作PCB的方法是聚合物波导的方法；

(2)光互联层和光收发模块之间的耦合，互连层中的光线和光收发模块中的光线成90°角，这个耦合常常还要以空气为介质，因而容易产生较大的插入损耗。此外，耦合方式还要与传统IC的封装工艺相兼容；

(3)光发射和接收模块，为了简化设计和制造工艺，需要将VCSEL光发射和PD光接收模块同IC芯片集成到一起，这就需要解决他们之间的连接和封装问题。

图1展示了一种非常典型并且常见的电光印制线路板(EOPCB)的系统结构，信号源发出高速信号通过PCB板的电引线，传送到驱动电路；驱动电路通过调制VCSEL激光器发光，将电信号改变为光信号；光信号通过耦合连接模块耦合到被嵌入在PCB板中的光波导中进行传输；在光波导输出端，光信号通过耦合连接模块耦合到PD阵列中；PD阵列将光信号还原为之前的电信号，最后传送到接受芯片上。

这种结构虽然简单直观，但是它也有一定的局限性，它的数据传输只能单一得从一个芯片到另一个芯片；例如图2，单一的信号源只能将信号从A处传送到C处，如果在C空闲时需要将A处信号传送到D处，此时若从A或者C处以电互联的形式传给D，那么就失去了光互联的意义；若因为D处的需要，重新配一套IC驱动电路和VCSEL，则会使信号源和结构重复，增加整体复杂性,同样，B处也是如此。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出了一种可以切换通路的光波导通信结构，突破了传统光波导结构的局限性。

为实现上述目的，本发明包括：上基板4，光波导外层5，下基板6，其特征在于：还包括光发射模块1，用于产生光信号；切换/输出模块2，用于改变光信号的方向，并输出电信号；光波导通路3，用于光信号的传播；光信号的传播顺序为：光发射模块1产生光信号，折射后的光信号进入光波导通路3，最后进入切换/输出模块2。