CN108681003A - 光电集成线路板的交叉光路结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光电集成线路板的交叉光路结构，包括光电集成线路板以及设置于光电集成线路板内的波导结构层，所述波导结构层包括接入波导，其一端连接至外部的光纤阵列，另一端连接至光电转换模块；每一光点转换模块包括激光器和光电探测器；光纤阵列的第一光纤通过接入波导与激光器连接；光纤阵列的第二光纤通过接入波导与光电探测器连接；通过切换光开关可以实现以下两个状态，1，两根第一光纤相互连接以及两根第二光纤相互连接；2，一组的第一光纤与另一组的第二光纤相互连接，更进一步，通过这种接插件和光开关配合的结构可以实现更多光电集成线路板上的任意通道跳接。本发明的光电集成线路板的交叉光路结构，有效的实现了光电集成线路板的交叉光路连接，使之更加实用，在光电集成线路板和接插件的配合组装下，能够有效的实现了电路的耦合和不同的光路控制。

Description

光电集成线路板的交叉光路结构
技术领域
本发明涉及光电集成线路板等领域，具体为一种光电集成线路板的交叉光路结构。
背景技术
21世纪的科学技术是日新月异的，电子行业作为高新技术行业，技术发展更是一日千里。当前，随着多媒体业务，包括电话，有线电视(CATV)，数字电视和Internet的快速和全面发展，对电路带宽和容量的要求急剧增加。在传统的电学领域，信号的传输和开关的速度已经受到限制。以电子计算机为例，其CPU的主频已经达到2-2.9GHz，在电信干线上传输码流的的速度更达到几十甚至上千Gbit。而与之相对照的是，计算机的总线传输依然停留在10-100M，高也不过Gbit。显然，计算机内部总线连接和计算机互连的速率已经成为整个计算机环境的瓶颈。很久以来，就有人谈论到把光作为计算机内部(包括电路板内部)及计算机之间的互连手段。从原理上讲，用导线连接的传输速率受到其寄生参量(寄生电阻、电感和旁生电容)的影响和限制，比如常用的FR-4基材中信号的传输速率大约为光速的70％，这样的速率在很多领域已经不能满足需求了。而光互连可以克服这种情况。光子具有较大的带宽和较低的传输损耗，免于串扰和磁干扰，在同一个光学媒介中传输多个波长时，不同的波长可以平行通过。所以，光子在电子学领域的应用都发挥了重要作用。
在这样的背景下，光电集成线路板的概念就被提出来了。简单的说，光电集成线路板就是将光与电整合，以光做信号传输，以电进行运算的新一代高运算所需的封装基板，将目前发展得非常成熟的传统印制电路板加上一层导光层。因此使得电路板的使用由现在的电连接技术发展到光传输领域。
目前的光电集成线路板连接方式方式是通过预安装的结构，一种是通过光纤三维调整架将光纤阵列与光电集成线路板光路全部对准，并调节到插入损耗最小，然后通过在光纤阵列与光电集成线路板结合面缝隙间注入粘结剂并固化，以实现粘结和光路的固定。这种结构难以适应当前种类繁多的光电集成线路板的连接需求。因此需要研发一种适配器，能够实现光纤阵列与光电集成线路板的快速定位与组装，以及能够与外部的结构器件，包括光电集成线路板之间能够快速的定位与组装以及研究一种适用于适配器的光电集成线路板。
发明内容
本发明的目的是：提供一种光电集成线路板的交叉光路结构，以解决现有技术中至少一种技术问题。
实现上述目的的技术方案是：一种光电集成线路板的交叉光路结构，包括光电集成线路板以及设置于光电集成线路板内的波导结构层，所述波导结构层包括接入波导，其一端连接至外部的光纤阵列，另一端连接至光电转换模块；每一所述光点转换模块包括激光器和光电探测器；其中，所述光纤阵列的第一光纤通过接入波导与激光器连接；所述光纤阵列的第二光纤通过接入波导与光电探测器连接；两根所述第一光纤相互连接以及两根所述第二光纤相互连接；或者一组的所述第一光纤与另一组的所述第二光纤相互连接。
当一组的所述第一光纤与另一组的所述第二光纤相互连接时，其中，一组的两根所述第一光纤分别与另一组的两根所述第二光纤相互连接，一组所述第一光纤和第二光纤的光路上设有2×2光开关。
本发明的优点是：本发明的光电集成线路板的交叉光路结构，有效的实现了光电电路的交叉光路连接，使之更加实用，在光电集成线路板和接插件的配合组装下，能够有效的实现了电路的耦合和不同的光路控制。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释。
图1是本发明实施例1的光电转换模块与波导结构层部分结构示意图。
图2中为接入波导的光路结构图。
图3为直通波导结构图。
图4是本发明实施例的光电集成线路板中波导结构分布结构示意图。
图5是本发明实施例的光电集成线路板与接插件装配时精准定位示意图。
图6是本发明实施例的光电集成线路板连接结构的结构示意图。
图7为本发明实施例的光电集成线路板的交叉光路结构部分结构图。
图8为本发明实施例的交叉光路结构与光开关连接结构状态图一。
图9为本发明实施例的交叉光路结构与光开关连接结构状态图二。
其中，
1波导基板； 2上盖板；
23压块； 3导针；
4光纤带； 41光纤；
5光电转换模块； 51激光器；
52反光镜； 53光电探测器；
6波导结构层； 61内部连接波导；
62接入波导； 63直通波导；
7PCB基板； 8红外光源；
9高膨胀系数材料段； 10光开关；
411第一光纤； 412第二光纤。
具体实施方式
以下实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
实施例：如图1所示，一种光电集成线路板，设有光电转换模块5、波导结构层6；光电集成线路板还包括PCB基板7；光电转换模块5包括激光器51、反光镜52和光电探测器53。图1中，激光器51设于上层的所述PCB基板7上；反光镜52设于且与所述波导结构层6中，所述激光器51通过某一所述反光镜52与所述波导结构层6中的某一波导垂直耦合。光电探测器53设于上层的所述PCB基板7上，通过某一所述反光镜52与所述波导结构层6中的某一波导垂直耦合。图2中为接入波导的光路结构图，图3为直通波导结构图。
如图4至图6所示，所述波导结构层6包括内部连接波导61、接入波导62、直通波导63。波导结构层6设于两块所述PCB基板7之间。
内部连接波导61连接于两个所述光电转换模块5之间。
接入波导62的一端连接至外部的光纤阵列，另一端连接至光电转换模块5。
直通波导63的两端连接光纤阵列。光纤阵列中两端两根光纤与光纤阵列中的直通波导63连接。通过三维调整架使得光纤阵列与波导对准。直通波导63用以采集光功率，通过光功率变化以判断光纤阵列与平面波导耦合是否稳定。光电集成线路板还设有高膨胀系数材料段9，设于所述直通波导63的波导段的四周。高膨胀系数材料段9中的材料为改性环氧树脂；当温度发生变化时由于局部热膨胀使得波导发生变形，引起波导光路插入损耗变化。从而起到监控光电线路板温度的作用。
本实施例还公开一种光电集成线路板和接插件的装配方法，具体包括以下步骤。
提供光电集成线路板，其内部设有光电转换模块5、波导结构层6；光电集成线路板还包括PCB基板7、激光器51、反光镜52以及光电探测器53，所述波导结构层6包括内部连接波导61、接入波导62、直通波导63。
提供至少一个接插件，根据本实施例的平行耦合的光电集成线路板接插件的制作方法制得。
将光纤带中的光纤分别安装至接插件的孔槽12中成光纤阵列的形式分布。
光纤带4中的12根光纤41相互并排粘接形成光纤阵列，每一光纤41对应穿过所述孔槽12；所述光纤41的下部与孔槽12的底面相切，光纤41的上部与波导基板1的上表面相切。
如图7至图9所示，本实施例中还公开了一种光电集成线路板的交叉光路结构，包括光电集成线路板以及设置于光电集成线路板内的波导结构层，所述波导结构层包括接入波导，其一端连接至外部的光纤阵列，另一端连接至光电转换模块；每一所述光点转换模块包括激光器和光电探测器；其中，所述光纤阵列的第一光纤411通过接入波导与激光器51连接；所述光纤阵列的第二光纤412通过接入波导与光电探测器412连接。
光纤阵列中设有多组第一光纤411和第二光纤412，其中，两根第一光纤相互连接以及两根所述第二光纤相互连接；或者一组的所述第一光纤与另一组的所述第二光纤相互连接。
为了更好实现连接方式，本实施例中，采用2×2光开关来实现两种结构，即一组的所述第一光纤与另一组的所述第二光纤相互连接，且在其中一组的第一光纤和第二光纤的电路上设有2×2光开关。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种光电集成线路板的交叉光路结构，其特征在于，包括
光电集成线路板以及设置于光电集成线路板内的波导结构层，所述波导结构层包括接入波导，其一端连接至外部的光纤阵列，另一端连接至光电转换模块；每一所述光点转换模块包括激光器和光电探测器；其中，所述光纤阵列的第一光纤通过接入波导与激光器连接；所述光纤阵列的第二光纤通过接入波导与光电探测器连接；两根所述第一光纤相互连接以及两根所述第二光纤相互连接；或者一组的所述第一光纤与另一组的所述第二光纤相互连接。
2.根据权利要求1所述的光电集成线路板的交叉光路结构，其特征在于，当一组的所述第一光纤与另一组的所述第二光纤相互连接时，其中，一组的两根所述第一光纤分别与另一组的两根所述第二光纤相互连接，一组所述第一光纤和第二光纤的光路上设有2×2光开关。
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