[发明专利]用于电光模块的载波配置、使用其的电光模块、用于将电子单元耦接至光学器件的互连结构

说明书

本发明提供了一种用于电光模块的载波配置和相应的电光模块，载波配置包括包含接地平面层(212)的基板(210)以及布置在基板(210)上的共平面波导互连(270；280)。共平面波导互连(270；280)包括一对共平面导体(252，254；262，264)和布置在这对共平面导体(252，254；262，264)之间的中央导体(256；266)。这对共平面导体通过与接地平面层(212)隔离开的至少一个导电岛(272‑274；282‑283)而彼此电连接。本发明还提供了一种用于将布置在具有接地平面层(212)的基板(210)上的电子单元耦接至光学器件的互连结构，所述互连结构包括一对共平面导体(252，254；262，264)以及布置在这对共平面导体(252，254；262，264)之间的中央导体(256；266)。所述一对导体通过与接地平面层(212)隔离开的至少一个导电岛(272‑274；282‑283)而电连接。

技术领域

本发明涉及用于将输出和/或接收电信号的电子单元耦接至将所述电信号转换为光学信号的光学单元(反之亦然)的载波配置和互连、更特别涉及用于PIN-TIA阵列的载波配置和互连。

背景技术

光链路已经逐渐地用作全部基于电线路的互连方案的替代方案，以便支持例如达到25Gbps传输比特率的高速数据传输应用的通信要求。在这方面，已经开发了各种电光模块(也称作E/O引擎)、和用于将所述E/O引擎中包含的电子单元连接到光学单元的各种互连，以满足高速数据传送应用的特定需要。

传统的光学单元可以包括用于发送光学数据信号的光源，用于接收光学信号的光检测器，或者包括两者以提供光学信号的发送器和接收器的组合功能。

在本发明的上下文中，电光模块应被理解为表示其中包括设置为将电信号转换为光学信号和/或将光学信号转换为电信号的部件(即，分别例如激光二极管和二极管之类的光源和光检测器)的模块。为了将电数据信号转换为适合于驱动光源发射包含该数据信号的光学信号的信号，需要驱动电路。类似地，需要接收器电路将接收的光学信号转换为适合于进一步在系统中传输的电信号。这种驱动器和接收器电路在现有技术中是公知的，它们通常是以集成电路的方式，或者以驱动器芯片(包含驱动器电路)、发送器芯片(包含发送器电路)、或者收发器芯片(包含驱动器和接收器电路)的方式，来提供的。

通常使用的一种激光二极管是所谓的垂直空腔表面发射激光器(verticalcavity surface emitting lasers，VCSEL)，它被耦接至各种驱动器，以响应于电信号发射光学数据信号。E/O模块中使用的光检测器经常包括p型/本征/n型(PIN)二极管，这些PIN二极管随后被耦接至跨阻抗放大器(TIA)。

为了支持超过一个传输通道，诸如2、4或者N个通道，E/O模块经常设有光源和/或光探测器的阵列，以允许连接至多个光纤和传输线路。这种E/O设备之一包括图1中示出的部件，图1描述了用于四通道小型可插拔QSFP(Quad Small Form-factor Plugglable)E/O引擎的概念性高频模型，其中具有驱动器–VCSEL和PIN–TIA阵列。每一个PIN二极管与TIA阵列的各个输入输出端子的耦接、以及每一个VCSEL与驱动器阵列的相应端子的耦接通常是以微带(micro-strip)线的形式实现的。由于始终存在对于电光模块的尺寸减小的需求，所以需要将驱动器和TIA阵列放置得彼此接近，这导致发送器(Tx)-接收器(Rx)串扰的增加。另外，为了减少引线电容(lead capacitance以及)和降低对于干扰的敏感度，通常将TIA放置得邻近于PIN二极管，以改善性能，由此提供了高速的数据传输和低噪声。PIN-TIA模块的这种小型化设计导致Rx–Rx串扰的增加。

串扰是当一条信号线路中传送的信号由于信号线之间的电磁耦合而在另一条信号线上产生不希望有的失真的时候发生的，由此影响了信号完整性。串扰影响在其中将信号线放置得彼此接近和/或传送高频信号的情形中特别严重。