JP3219157U

JP3219157U - 光電変換器および光電接続装置

Info

Publication number: JP3219157U
Application number: JP2018002441U
Authority: JP
Inventors: ワン，ハオ
Original assignee: ジャージアン・レインボー・フィッシュ・テクノロジー・カンパニー・リミテッド
Priority date: 2013-08-22
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2018-12-06
Anticipated expiration: 2024-08-18
Also published as: WO2015024489A1; CN104422996A; US9658416B2; JP2016532156A; US20160202433A1

Abstract

【課題】マルチチャネル光ファイバ伝送が統合して達成される光電変換器を提供する。【解決手段】光電変換器はハウジングを備え、ハウジング内の基板１１上には、駆動コントローラ１２、少なくとも１つの情報送信チップ１３および少なくとも１つの情報受信チップ１４が設けられる。情報送信チップ１３は、駆動コントローラ１２の制御下で、送信すべき電気信号を光信号に変換し、光信号を情報送信チップ１３に対応する光ファイバ３を通して送信する。情報受信チップ１４は、駆動コントローラ１２の制御下で、情報受信チップ１４の受信面に到達した外部入力光信号を電気信号に変換し、電気信号を出力するが、ここで外部入力光信号は情報受信チップ１４に対応する光ファイバ３を通して送信される。情報送信チップ１３および情報受信チップ１４が同じ光電変換器に設けられ、各情報送信チップ１３は対応する光ファイバ３を通して情報を送信し、かつ各情報受信チップ１４は対応する光ファイバ３を通して情報を受信する。【選択図】図５

Description

本考案は、情報伝送の分野に関し、特に、光電変換器および光電接続装置に関する。

科学技術の発展とともに、伝送媒体である光ファイバが現在の信号伝送の分野にますます導入されている。データ伝送媒体として、光ファイバは、より重要になっている広周波数帯域幅、高容量、低損失、長伝送距離および反電磁干渉の利点を有する。しかし現在、マルチメディア伝送の分野では、データ伝送線路として銅ケーブルが、ほとんどの場合に依然として使用される。銅ケーブルは、データ伝送量が少なく、短距離伝送だけをサポートし、高解像度かつ高速データ伝送の要件を満たすことができない。

この背景に基づいて、マルチコア・マルチチャネル光電システムが生まれた。光電変換モジュールによって、マルチメディア電気信号は光信号に変換され、それは光送信モジュールによって光ファイバを通して他端に送信され、次いで光受信モジュールによってマルチメディア電気信号に逆変換される。したがって、信号伝送は光ファイバにおいて行われ、これはデータ伝送容量および伝送距離を大いに増加させ、同時に高解像度かつ高速データ伝送の要件を満たす。

たとえば、先行技術におけるマルチコア・マルチチャネル・プラガブル・コネクタであるＭＰＯ（ＭｕｌｔｉＦｉｂｅｒＰｕｓｈＯｎ）型光ファイバコネクタおよびＱＳＦＰ（ＱｕａｄＳｍａｌｌＦｏｒｍ−ｆａｃｔｏｒＰｌｕｇｇａｂｌｅ）インタフェースがあるが、それらは以下の欠点を有する。

１．ＭＰＯインタフェースは単に単純な物理インタフェースにすぎず、それとともに情報伝送を行うには、対応する受信機および送信機が追加される必要がある。

２．ＱＳＦＰに使用されるレンズは体積が大きく、同時に光ファイバ間の距離が２５０μｍに固定され、したがって情報受信ユニットおよび情報送信ユニットのアレイが使用されなければならない。

この他、先行技術におけるマルチコア・マルチチャネル・プラガブル・コネクタには以下の欠陥もある。

１．現在のマルチメディア伝送線路は主に銅ケーブルまたは他の金属媒体であり、これは高コスト、短伝送距離および低性能につながる。

２．現在の光電モジュールの信号伝送構造には、送受信用ベアダイアレイ構造は設けられていない。

３．現在の光電モジュールには、伝送用マルチチャネル集積モジュールは設けられていない。

本考案の目的は、光電変換器および光電接続装置を提供することである。情報送信チップおよび情報受信チップが同じ光電変換器に設けられ、各情報送信チップは対応する光ファイバを通して情報を送信し、かつ各情報受信チップは対応する光ファイバを通して情報
を受信し、したがってマルチチャネル光ファイバ伝送が統合方式で達成され得る。

本考案の一態様によれば、光電変換器がハウジングを備えて提供され、ここでハウジング内の基板上には、駆動コントローラ、少なくとも１つの情報送信チップおよび少なくとも１つの情報受信チップが設けられる。

情報送信チップは、駆動コントローラの制御下で、送信すべき電気信号を光信号に変換し、光信号を情報送信チップに対応する光ファイバを通して送信する。

情報受信チップは、駆動コントローラの制御下で、情報受信チップの受信面に到達した外部入力光信号を電気信号に変換し、電気信号を出力するが、ここで外部入力光信号は情報受信チップに対応する光ファイバを通して送信される。

実施形態において、光電変換器は、第１の面と第２の面と第３の面とを備えるレンズをさらに備える。

情報送信チップは光信号をレンズに送信し、光信号はレンズの第１の面を通ってレンズに入り、第２の面から反射された後に第３の面からレンズ外に送信され、情報送信チップに対応する光ファイバを通して送信される。

情報受信チップに対応する光ファイバを通して送信される外部入力光信号はレンズの第３の面を通ってレンズに入り、第２の面から反射された後に第１の面からレンズ外に送信され、次いで情報受信チップの受信面に到達する。

実施形態において、レンズの第１の面および第３の面上に収束レンズが設けられる。

実施形態において、情報送信チップは垂直共振器面発光レーザであり、情報受信チップは光検出器である。

実施形態において、チップ間の距離が２５０μｍより大きい。たとえば、チップ間の距離は３５０または５００μｍなどであり得る。

実施形態において、基板はプリント回路基板であり、その材料は金属化セラミックまたは有機媒体である。

本考案の別の態様によれば、光電接続装置が光電変換器およびアダプタを備えて提供され、ここで光電変換器は上述の実施形態のいずれか１つに関連する光電変換器を備え、アダプタは本体を備え、本体には光ファイバを配置するための溝が設けられ、ここで各光ファイバはそれぞれ光電変換器における情報送信チップまたは情報受信チップに対応する。

実施形態において、光ファイバ間の距離が２５０μｍより大きい。たとえば、光ファイバ間の距離は３５０または５００μｍなどであり得る。

実施形態において、アダプタは固定部材によって光電変換器に接続される。

実施形態において、固定部材は光電変換器のハウジングに設けられる固定柱、および固定柱と合致するためにアダプタの本体に設けられる固定穴を備える。

本考案において情報送信チップおよび情報受信チップが同じ光電変換器に設けられ、各
情報送信チップは対応する光ファイバを通して情報を送信し、かつ各情報受信チップは対応する光ファイバを通して情報を受信するため、マルチチャネル光ファイバ伝送が統合方式で達成され得る。

本明細書に例示される図面は本出願の一部を構成し、本考案のさらなる理解を提供するために使用される。例示的実施形態およびその記述は本考案を説明するために使用され、本考案を限定するためではない。

本考案の実施形態に係る光電変換器の概要図である。本考案の別の実施形態に係る光電変換器の概要図である。本考案の実施形態に係る情報送信を例示するための概要図である。本考案の実施形態に係る情報受信を例示するための概要図である。本考案の実施形態に係る光電接続装置の概要図である。本考案の実施形態に係る光ファイバの接続の概要図である。

添付図面および実施形態と併せて、本考案はさらに以下に詳述される。

図１は、本考案の実施形態に係る光電変換器の概要図である。図１に図示されるように、光電変換器はハウジングを備え、ここでハウジング内の基板１１上には、駆動コントローラ１２、少なくとも１つの情報送信チップ１３および少なくとも１つの情報受信チップ１４が設けられる。

情報送信チップ１３は、駆動コントローラ１２の制御下で、送信すべき電気信号を光信号に変換し、光信号を情報送信チップに対応する光ファイバを通して送信する。

情報受信チップ１４は、駆動コントローラの制御下で、情報受信チップ１４の受信面に到達した外部入力光信号を電気信号に変換し、電気信号を出力するが、ここで外部入力光信号は情報受信チップに対応する光ファイバを通して送信される。

上述の本考案の実施形態に係る光電変換器に基づいて、情報送信チップおよび情報受信チップが同じ光電変換器に設けられ、各情報送信チップは対応する光ファイバを通して情報を送信し、かつ各情報受信チップは対応する光ファイバを通して情報を受信し、したがってマルチチャネル光ファイバ伝送が統合して達成され得る。

好ましくは、情報送信チップはＶＣＳＥＬ（ＶｅｒｔｉｃａｌＣａｖｉｔｙＳｕｒｆａｃｅＥｍｉｔｔｉｎｇＬａｓｅｒ）を備え得て、情報受信チップはＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｅｔｅｃｔｏｒ）を備え得る。

好ましくは、基板上のチップ間の距離が調節可能であり、たとえば、チップ間の距離は２５０μｍより大きくあり得る。たとえば、チップ間の距離は３５０または５００μｍなどであり得る。好ましくは、基板はプリント回路基板を備え、その材料は金属化セラミックもしくは有機媒体、または他の適切な材料を備え得る。

セラミック基板が使用されると、良好な熱放散性能および良好な絶縁性が達成され得て、そしてまた誘電率は光電変換器にとって安定に維持され得る。

図２は、本考案の別の実施形態に係る光電変換器の概要図である。図１に図示される実施形態と比較して、光電変換器には、情報伝送の便宜のためにレンズ１５がさらに設けら
れてよい。レンズは、図３および図４に図示されるように、第１の面１５１、第２の面１５２および第３の面１５３を備えてよい。

本考案の具体例によって情報伝送が後述される。

図３は、本考案の実施形態に係る情報送信を例示するための概要図である。図３に図示されるように、情報を送信するとき、情報送信チップ１３は光信号をレンズ１５に送信する。光信号はレンズ１５の第１の面１５１を通ってレンズに入り、第２の面１５２から反射された後に第３の面１５３からレンズ外に送信され、次いで情報送信チップ１３に対応する光ファイバ３１を通して光ネットワークに送られる。

図４は、本考案の実施形態に係る情報受信を例示するための概要図である。図４に図示されるように、情報を受信するとき、情報受信チップ１４に対応する光ファイバ３２を通して送信される外部入力光信号はレンズ１５の第３の面１５３を通ってレンズ１５に入り、第２の面１５２から反射された後に第１の面１５１からレンズ外に送信され、次いで情報受信チップ１４の受信面に到達する。好ましくは、レンズ１５の第３の面１５３と光信号との間の夾角は４５°である。

好ましくは、光収束を達成するために、レンズ１５の第１の面１５１および第３の面１５３上に収束レンズが設けられ得る。

少なくとも１つの情報送信チップ１３および少なくとも１つの情報受信チップ１４がハウジング内の基板１１上に設けられるので、マルチチャネル光ファイバ伝送が統合して達成され得ることが留意されるべきである。

図５は、本考案の実施形態に係る光電接続装置の概要図である。図５に図示されるように、光電接続装置は光電変換器１およびアダプタ２を備える。光電変換器１は、図１〜４に図示されるような実施形態のいずれか１つに関連する光電変換器を備え得る。たとえば、光電変換器１はハウジング１０を備え、ここでハウジング１０内の基板１１上には、駆動コントローラ１２、少なくとも１つの情報送信チップ１３、少なくとも１つの情報受信チップ１４およびレンズ１５が設けられる。

アダプタ２は本体２１を備え、本体には光ファイバ３を配置するための溝２２が設けられ、ここで各光ファイバはそれぞれ光電変換器における情報送信チップ１３または情報受信チップ１４に対応する。

例として、情報受信チップ１４は１つだけ図５に例示される。当業者は、情報送信チップおよび情報受信チップの数は自由に調整され得ることを理解するであろう。

少なくとも１つの情報送信チップ１３および少なくとも１つの情報受信チップ１４がハウジング１０の基板１１上に設けられるので、光ファイバ３はそれに応じて、情報送信チップ１３に対応する光ファイバ３１および情報受信チップ１４に対応する光ファイバ３２を含み得ることが留意されるべきである。

好ましくは、光ファイバ間の距離が調節可能である。たとえば、チップ間の距離が２５
０μｍより大きくあり得る。チップ間の距離は３５０または５００μｍなどでよい。

例として、６コア・マルチモード光ファイバが採用される場合、図５の光電接続装置が送信機として使用されるとすれば、そのような場合、たとえば図５に例示されるように、５つの情報送信チップ１３および１つの情報受信チップ１４がハウジング１０内の基板１１上に設けられ得る。それに応じて、図５の光電接続装置が受信機として使用されるとすれば、１つの情報送信チップ１３および５つの情報受信チップ１４がハウジング１０内の基板１１上に設けられ得る。送信機および受信機の接続が図６に図示される。

たとえば、情報送信チップ、情報受信チップおよび駆動コントローラは自動チップマウンタを用いてセラミック基板上に配置され、そして高温での焼成によって硬化される導電性銀ペーストで互いに接続される。情報送信チップ、情報受信チップおよび駆動コントローラは金線ボンディング機を用いて金線で接続され得る。

さらに、マルチコア・マルチモード光ファイバ３とアダプタ２との間の接続に関しては、３５３ＮＤペーストおよびＵＶペーストを使用して対応する空所で光ファイバおよびアダプタを止着および連結する。伝送の要件を満たすように光ファイバの挿入損失および反射減衰量を制御するために、光ファイバ研磨工程を利用して光ファイバの端面を修正する。

レンズ１５およびハウジング１０の結合は、セミアクティブ連結を使用して、分配（ハウジングがプラスチック型の場合）または締まり嵌め（ハウジングが金属型の場合）方式で行われる。

実施形態において、アダプタ２は固定部材によって光電変換器１に接続される。

好ましくは、固定部材は、図５に図示されるように、光電変換器のハウジングに設けられる固定柱、および固定柱と合致するためにアダプタの本体に設けられる固定穴を備える。

本考案によれば、以下の有益な効果の１つまたは複数が得られ得る。

１．伝送用マルチモード・マルチコア光ファイバを採用することによって、それは連結に都合がいい。

２．チップ（光ファイバ）間の距離は２５０μｍより大きく、たとえば、チップ（光ファイバ）間の距離は３５０または５００μｍなどでよい。したがって、単一のＶＣＳＥＬおよびＰＤがＤＢのために使用されてよく、ＶＣＳＥＬおよびＰＤのアレイと比較して低コストである。さらにまた、ＶＣＳＥＬおよびＰＤの数は必要に応じて柔軟に決定されてよい。

３．情報送信チップ、情報受信チップおよび駆動コントローラはレンズ付きハウジングに封止され、より長寿命に結びつく。

４．様々な波長に適切なＶＣＳＥＬ、ＰＤおよび光ファイバが異なる顧客の要件を満たすために変更され得る。

５．セラミック基板は良好な熱放散性能とともに使用される。

６．それは小型でありかつ各種の装置で使用するのに都合がいい。

７．それは集積モジュールとして使用され得て、したがって直接組立てられ得る。

８．動作は単純でかつバッチ生産に適切である。

本考案の記述は例示および説明のために与えられており、網羅的であることまたは本考案を開示される正確な形態に限定するためではない。多くの変形および変更が当業者に明白である。実施形態は本考案の原理および実用的な応用のより良好な例示のために選択および記述され、また当業者に本考案を理解させかつ特定の目的に適切な様々な変形を有する様々な実施形態を設計させる。

Claims

ハウジングを備え、前記ハウジング内の基板上には、駆動コントローラ、少なくとも１つの情報送信チップおよび少なくとも１つの情報受信チップが設けられ、
前記情報送信チップが、前記駆動コントローラの制御下で、送信すべき電気信号を光信号に変換し、前記光信号を前記情報送信チップに対応する光ファイバを通して送信し、
前記情報受信チップが、前記駆動コントローラの制御下で、前記情報受信チップの受信面に到達した外部入力光信号を電気信号に変換し、前記電気信号を出力し、前記外部入力光信号が前記情報受信チップに対応する光ファイバを通して送信され、
前記光電変換器が、第１の面と第２の面と第３の面とを備えるレンズをさらに備え、
前記情報送信チップが前記光信号を前記レンズに送信し、前記光信号が前記レンズの前記第１の面を通って前記レンズに入り、前記第２の面から反射された後に前記第３の面から前記レンズ外に送信され、前記情報送信チップに対応する前記光ファイバを通して送信され、
前記情報受信チップに対応する前記光ファイバを通して送信される前記外部入力光信号が前記レンズの前記第３の面を通って前記レンズに入り、前記第２の面から反射された後に前記第１の面から前記レンズ外に送信され、次いで前記情報受信チップの前記受信面に到達し、
前記レンズの前記第１の面および前記第３の面上に、光収束を達成するための収束レンズが設けられることを特徴とする、光電変換器。
前記情報送信チップが垂直共振器面発光レーザであり、前記情報受信チップが光検出器であることを特徴とする、請求項１に記載の光電変換器。
前記チップ間の距離が２５０μｍより大きいことを特徴とする、請求項１又は２に記載の光電変換器。
前記基板がプリント回路基板であり、その材料がメタライズされたセラミックまたは有機媒体であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光電変換器。
光電変換器およびアダプタを備え、
前記光電変換器が請求項１から４のいずれか一項に記載の前記光電変換器を備え、
前記アダプタが本体を備え、前記本体には光ファイバを配置するための溝が設けられ、各光ファイバがそれぞれ前記光電変換器における情報送信チップまたは情報受信チップに対応することを特徴とする、光電接続装置。
前記光ファイバ間の距離が２５０μｍより大きいことを特徴とする、請求項５に記載の光電接続装置。
前記アダプタが固定部材によって前記光電変換器に接続されることを特徴とする、請求項５または６に記載の光電接続装置。
前記固定部材が前記光電変換器の前記ハウジングに設けられる固定柱、および前記固定柱と合致するために前記アダプタの前記本体に設けられる固定穴を備えることを特徴とする、請求項７に記載の光電接続装置。