KR101584923B1 - 멀티채널 송수신기 - Google Patents

Abstract

송수신기는, 장 파장 VCSEL들의 적어도 제 1 어레이와 수신용 광학 장치들의 적어도 제 2 어레이를 포함하는 적어도 하나의 칩과, VCSEL들과 수신용 광학 장치들에 광학적으로 결합되고 광 커넥터와 광학적으로 결합하도록 구성된 광학 인터페이스와, VCSEL들과 수신용 광학 장치들에 전기적으로 접속되고 전기 커넥터에 접속하도록 구성된 송수신 회로와, 칩, 광학 인터페이스, 및 송수신 회로를 유지하기 위한 프레임을 포함한다.

Description

멀티채널 송수신기{MULTI-CHANNEL TRANSCEIVER}

관련 출원에 대한 참조

본 출원은 2011년 9월 23일자로 가출원한 미국 가특허출원번호 제61/538,245호인 우선권을 주장하며, 그 전문은 본 명세서에 참고로 원용된다. 본 출원은 또한 "Optical Interface for Bidirectional Communications"이라는 명칭으로 현재 출원되어 있는 미국 특허출원번호 제13/623,479호에 관한 것이며, 그 전문은 본 명세서에 참고로 원용된다.

본 명세서에서 개시하는 내용은 일반적으로 송수신기에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 제조가능성을 용이하게 하는 멀티채널 송수신기의 구성에 관한 것이다.

광섬유 부품들은 다양한 응용 분야들에서 사용된다. 광섬유를 (음성, 인터넷, 및 IP 비디오 데이터를 포함한) 디지털 데이터의 송신을 위한 매체로서 사용하는 것은 광 송신 시스템에서 이용가능한 넓은 대역폭과 높은 신뢰성 덕분에 더욱 흔해지고 있다. 이러한 시스템에서의 핵심 사항은 광 신호를 송수신하는 송수신기이다.

일반적으로 송수신기의 설계와 제조 모두를 간략화할 필요가 있다. 구체적으로, 광학적 정렬을 비교적 적게 하여 쉽게 제조되며 송수신기의 풋프린트와 전력 소모를 감소시키는 멀티채널 송수신기 구성이 필요하다. 본 발명은 특히 이러한 필요성을 충족한다.

이하에서는, 본 발명의 일부 양태들의 기본적인 이해를 위해 본 발명의 간략한 개요를 제시한다. 이 개요는 본 발명의 광범위한 개요가 아니다. 이 개요는 본 발명의 주요/핵심 요소들을 식별하거나 본 발명의 범위를 기술하려는 것이 아니다. 이 개요의 유일한 목적은 이후에 제시되는 상세한 설명에 대한 전제로서 본 발명의 일부 개념들을 간략화된 형태로 제시하려는 것이다.

본 발명은 비교적 적은 광 정렬 단계들, 비교적 소형, 및 비교적 작은 전력 소모를 갖는 송수신기를 제공한다. 특히, 본 발명의 송수신기는 직접 변조 장 파장 VCSEL들을 사용하며, 이는 많은 이점들을 제공한다. 예를 들어, 이러한 VCSEL을 사용함으로써 전력을 감소시키고 이에 따라 열을 방산시킬 필요성을 감소시킨다. 이는 고 밀도 송신기들과 구동 회로를 구비하는 멀티채널 송수신기에 있어서 특히 유용하다. 전자 장치들은 더욱 효율적으로 기능을 할 수 있고 따라서 시스템을 냉각시키는 데 에어코(airco) 유닛들이 덜 필요하다. 게다가, VCSEL은 어레이들로 제조될 수 있으므로, 송수신기당 제조 비용을 상당히 감소시킨다. 예를 들어, 12개 부품의 바들을 정렬함으로써, 정렬 단계들의 횟수가 감소된다. 컴팩트한 어레이들은 또한 송수신기의 풋프린트를 상당히 감소시킨다. 본 개시 내용을 고려해 볼 때 당업자에게는 더욱 많은 이점들이 명백할 것이다.

이러한 VCSEL을 이용하는 것은, 비자명하며, 이러한 장 파장에서의 VCSEL들이 플립 칩 장착에 적합하지 않기 때문에 일반적으로 장 파장 응용에서 선호되지 않는다. 본 명세서에서 사용하는 바와 같이, 장 파장 VCSEL들은 1200nm 내지 1600nm의 동작 파장(예를 들어, 1270nm, 1290nm, 1310nm, 1490nm)을 갖는 VCSEL을 가리킨다. 결국, 이때, 이러한 파장의 VCSEL들을 사용하려면, 와이어 본딩 기술을 이용해야 한다. 와이어 본딩은 공지되어 있으며 신뢰성 있는 기술이지만, 일반적으로 광학 통신 등에서 접하게 되는 고속 응용 분야에서는 일반적으로 바람직하지 못하다. 그러나, 출원인은, 광 가입자 망(fiber-to-the-home) 응용에서, 고속 동작이 송수신기의 신뢰성과 제조가능성만큼 중요한 것은 아니라는 점을 인식하였다. 따라서, VCSEL들이 기판에 와이어 본딩될 필요가 있을 수 있고 이에 따라 동작 주파수에서 제한될 수 있더라도, 이러한 제한 사항들보다는 VCSEL들이 제공하는 전술한 VCSEL 어레이 구성의 이점들이 더 중요하다.

이에 따라, 본 발명의 일 양태는 장 파장 VCSEL들의 어레이를 포함하는 송수신기이다. 일 실시예에서, 송수신기는, (a) 장 파장 VCSEL들의 어레이와 수신용 광학 장치들의 어레이를 포함하는 적어도 하나의 칩, (b) VCSEL들과 수신용 광학 부품들에 광학적으로 결합되고 광 커넥터와 광학적으로 결합하도록 구성된 광학 인터페이스, (c) VCSEL들과 수신용 광학 장치들에 전기적으로 접속되고 전기 커넥터에 접속하도록 구성된 송수신 회로, 및 (d) 칩, 광학 인터페이스, 및 송수신 회로를 유지하기 위한 프레임을 포함한다.

도 1a와 도 1b는 본 발명의 광학 인터페이스의 일 실시예를 도시하는 도.
도 2는 도 1의 광학 인터페이스의 분해도.
도 3은 본 발명의 파장 필터의 일 실시예를 도시하는 도.
도 4는 도 3에 도시한 파장 필터 소자 상의 다양한 코팅들을 도시하는 개략도.
도 5는 도 1의 광학 인터페이스의 정렬 핀 홀들의 일 실시예를 도시하는 도.
도 6은 도 1의 광학 인터페이스를 포함하는 광학 조립체의 일 실시예를 도시하는 도.
도 7은 도 6의 광학 조립체의 분해도.
도 8은 송신용 광학 장치들과 수신용 광학 장치들의 어레이들을 유지하는 칩의 일 실시예를 도시하는 도.
도 9는 도 6의 광학 조립체를 포함하는 송수신기의 일 실시예를 도시하는 도.
도 10은 도 9의 송수신기의 분해도.
도 11은 도 9의 송수신기의 단면도.
도 11a는 도 11의 송수신기의 광전자 인터페이스의 확대도.
도 12a와 도 12b는 다수의 송수신용 광학 장치들을 위한 제1 및 제2 광 경로의 개략도.

도 1a, 도 1b, 및 도 2를 참조해 보면, 본 발명의 광학 인터페이스(100)의 일 실시예가 도시되어 있다. 본 명세서에서 사용하는 바와 같이, 광학 인터페이스는 통상적으로 광전자 장치(opto-electric device; OED)인 하나 이상의 광학 장치와 광 전도체 간의 인터페이스를 가리키지만, 광학 장치가 반드시 광전자 장치로 한정되지는 않는다.

광학 인터페이스(100)는, 적어도 하나의 광학 도관(도시하지 않음)과 광학적으로 결합하도록 제1 축(180)을 갖는 적어도 하나의 광학 도관 인터페이스(104)를 구비하는 제1 부분(101)을 포함한다. 광학 인터페이스(100)는, 또한, 송신용 광학 장치(도시하지 않음)와 광학적으로 결합하도록 제2 축(181)을 갖는 적어도 하나의 송신기 인터페이스(105) 및 수신용 광학 장치(도시하지 않음)와 광학적으로 결합하도록 제3 축(182)을 갖는 적어도 하나의 수신기 인터페이스(106)를 구비하는 제2 부분(102)을 포함한다. 제1 축, 제2 축, 및 제3 축은 본질적으로 평행하다. 제1 및 제2 부분들(101, 102) 사이에 파장 필터 소자(wavelength filter element(WFE); 103)가 배치된다. WFE(103)는, 송신기 인터페이스(105)와 광학 도관 인터페이스(104) 간의 제1 광 경로(110), 및 광학 도관 인터페이스(104)와 수신기 인터페이스(106) 간의 제2 광 경로(111)를 형성한다. 이러한 소자들의 각각을 이하에서 더욱 상세히 설명한다.

제1 부분과 제2 부분은 광학 도관 및 송수신용 광학 장치들과 광학적으로 인터페이싱하도록 기능을 한다. 통상적으로, 반드시 그러하지는 않지만, 광학 도관은 정합 커넥터에 고정된 광 섬유 또는 도파관이며, 이는 광학 인터페이스(100)와 또는 광학 인터페이스를 포함하는 구조(예를 들어, 송수신기(900))와 상호 체결한다(도 9 참조). 광학 장치는, 광을 수신 또는 송신하는 임의의 장치일 수 있으며, 예를 들어, (a) 광을 소싱(source)하고, 검출하고, 및/또는 제어하는 전기 장치인 광전자 장치(OED)(예를 들어, 광 신호를 송신/수신하고, 그 신호를 처리하고 응답 신호를 송신하기 위한 CMOS 포토닉스 프로세서 등의 포토닉스 프로세서, 전자 광학 메모리, 전자 광학 램(EO-RAM) 또는 전자 광학 디램(ED-DRAM), 광학 메모리, 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 등의 레이저, 이중 채널, 평면 매립형 헤테로구조(DC-PBH), 매립형 크레센트(BC), 분산형 피드백(DFB), 분산형 브래그 반사기(DBR)를 관리하기 위한 전자 광학 로직 칩(EO-로직 칩), 표면 발광 LED(SLED), 에지 발광 LED(ELED), 수퍼 루미네센트 다이오드(SLD) 등의 발광 다이오드(LED), 및 P 인트린식 N(PIN) 및 애벌런시 포토다이오드(APD) 등의 포토다이오드), (b) 광 에너지를 다른 형태로 변환하지 않으며 상태를 변경하지 않는 수동 부품(예를 들어, 섬유, 렌즈, 애드/드롭 섬유, 어레이형 도파관 격자(AWGs), GRIN 렌즈, 스플리터/커플러, 평면형 도파관, 또는 감쇄기), 또는, (c) 광 에너지를 다른 형태로 변환하지 않지만 제어 신호에 응답하여 상태를 변경하는 하이브리드 장치(예를 들어, 스위치, 라우터, 변조기, 감쇄기, 튜닝가능 필터)를 포함할 수 있다. 또한, 광학 장치는 단일 이산 장치일 수 있고 또는 장치들의 어레이로서 조립되거나 집적될 수 있음을 이해하기 바란다.

제1 부품(101)은 광학 도관 인터페이스(104)를 포함한다. 광학 도관 인터페이스(104)는 광학 도관(도시하지 않음)에 대하여 광학적 광을 시준하거나 포커싱하기 위한 임의의 알려져 있는 장치를 포함할 수 있다. 콜리메이터(collimator)는 입자들 또는 파장들의 빔을 좁히는 장치이다. "좁힌다"는 것은, 이동 방향들이 특정한 방향으로 더욱 정렬되게 하거나(즉, 시준 또는 평행하게 하거나) 빔의 공간적 단면이 더욱 작아지게 한다는 것을 의미할 수 있다. 일반적으로, 반드시 그러하지는 않지만, 광학 도관 인터페이스(104)는, 도 1a에 도시한 바와 같이 제1 및 제2 부분들(101, 102) 간에 형성된 캐비티(140)의 공기와 제1 부품(101)의 광학적으로 투명한 물질의 계면에 대하여 형성된 렌즈(104a)를 포함한다. 마찬가지로, 송신기 인터페이스(105)와 수신기 인터페이스(106)는 또한 송신용 광학 장치(도시하지 않음)로부터 송신되는 광을 시준하도록 또는 수신용 광학 장치(도시하지 않음)에 입사하는 광을 포커싱하도록 렌즈들(105a, 106a)과 함께 각각 구성된다. 다시, 이러한 인터페이스들의 구성은 반드시 그러한 것은 아니지만 일반적으로 가변될 수 있으며, 이 구성은 도시한 바와 같이 제2 부분(102)의 광학적으로 투명한 물질과 캐비티(140)의 공기 간에 형성된 렌즈를 포함한다.

일 실시예에서, 광학 도관, 수신기 및 송신기 인터페이스들은 도 1a, 도 1b, 도 2에 도시한 바와 같이 제1 및 제2 부분들과 일체로 성형된다. 대안으로, 제1 및 제2 부분들(101, 102)은, 이산 콜리메이터들이 캐비티들 내에 배치될 수 있도록 각자의 인터페이스 위치에서 캐비티들(또는 리셉터클의 다른 유형)과 함께 성형될 수도 있다. 인터페이스들의 다른 실시예들은 본 개시 내용을 고려해 볼 때 당업자에게 알려져 있을 것이다.

일 실시예에서, 광학 인터페이스(100)는 복수의 광학 도관을 수용하도록 구성된다. 예를 들어, 도 1b와 도 2를 참조해 보면, 제1 부분(101)은 복수의 광학 도관 인터페이스(104)를 포함한다. 이러한 실시예들에서는, WFE(103)가 각각의 광학 도관 인터페이스와 각각의 송신기 인터페이스 간에 제1 광 경로를 형성하고 각각의 광학 도관 인터페이스와 각각의 수신기 인터페이스 간에 제2 광 경로를 형성한다는 점을 이해하기 바란다. 따라서, 이러한 실시예에서, WFE(103)는 도 12b에 개략적으로 도시한 바와 같은 평행한(즉, 나란히 배치된) 복수의 제1 광 경로, 및 도 12a에 개략적으로 도시한 바와 같이 평행한(즉, 나란히 배치된) 복수의 제2 광 경로를 형성한다.

제2 부분(102)에 형성된 송신기 인터페이스들(105)과 수신기 인터페이스들(106)의 개수는 제1 부분(101)에 형성된 광학 도관 인터페이스들(104)의 개수에 대응한다. 본 실시예에서, 하나의 송신기 인터페이스와 하나의 수신기 인터페이스는 소정의 광학 도관 인터페이스에 대응한다. 그러나, 본 발명의 광학 인터페이스는 단지 소정의 채널 상의 하나의 송신 신호와 하나의 수신 신호로 한정되지 않는다는 점을 이해하기 바란다. 예를 들어, WFE는, 소정의 채널 상의 파장이 서로 다른 두 개 이상의 수신 신호 및 파장이 서로 다른 두 개 이상의 송신 신호를 멀티플렉싱/디멀티플렉싱하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, WFE(103)의 영역은 추가 광 경로들을 용이하게 하도록 연장되고, 송신기/수신기 인터페이스들의 추가 행들이 제2 부분에 형성된다.

구체적인 본 실시예에서, 제1 부분(101)은 12개의 서로 다른 광학 도관 인터페이스(104)를 형성한다. 이때, 12개의 광학 도관 케이블은 MPO와 MPX형 커넥터 시스템들을 포함하는 소정의 MT형 페룰에서 공통되는 것이다. 여기서는 12 채널 시스템이 특정하게 개시되어 있지만, 본 발명은 12개의 전도체 케이블로 한정되지 않으며 임의의 개수의 광학 도관과 함께 사용될 수 있음을 이해하기 바란다.

제1 및 제2 부분들은 도 1과 도 2에서 이산 부품들로서 도시되어 있다. 이러한 실시예는 많은 이점들을 제공한다. 예를 들어, 이러한 구성은 각 부분 상에 형성된 인터페이스에 대한 쉬운 액세스를 제공하며, 이는 각 렌즈의 정확한 성형을 용이하게 한다. 또한, 인터페이스들을 이산 부품들 간에 분산 배치함으로써, 계면 성형 거부 반응으로 인한 수율 손실이 심각해지지 않는다. 다시 말하면, 계면 성형시 결함으로 인해 성형 공정에서 소정량의 제품을 폐기해야 한다면, 인터페이스들을 서로 다른 부분들 간에 분산 배치함으로써, 하나의 인터페이스가 검사를 통과하지 못하는 경우의 낭비를 제한하게 된다. 이산 부품들의 다른 장점은 후술하는 바와 같이 WFE를 이산 부품들 사이에 용이하게 삽입할 수 있다는 점이다. 이산 부품들을 구비하는 또 다른 장점은 본 개시 내용을 고려할 때 당업자에게 명백할 것이다. 그러나, 본 발명은 제1 및 제2 부분들(101, 102)이 이산되어 있는 실시예로 한정되지 않으며, 대안으로, 제1 및 제2 부분들이 일체 형성될 수도 있다는 점을 이해하기 바란다. 제1 및 제2 부분들을 일체로 형성함으로써, 후술하는 바와 같이 정렬 핀/정렬 핀 홀을 사용하여 제1 및 제2 부분들을 정렬할 필요 없이, 광학 도관 인터페이스들과 송신기/수신기 인터페이스들 간의 고유한 정렬을 포함하여 소정의 이점을 제공하게 된다.

전술한 바와 같이, 제1 및 제2 부분들은, 송신 및 수신 신호들의 예상 파장들에서 광학적으로 투명한 물질을 포함한다. 이러한 점에서, 일반적으로, 그 물질은 1310nm 내지 1490nm의 파장에 대하여 투명해야 한다. 적합한 물질로는, 예를 들어, 폴리카르보네이트, 폴리에테르이미드, 또는 폴리아릴술폰이 있다. 이러한 물질들은, 예를 들어, UTEM.™과 같이, General Electric에 의해 상업적으로 이용가능하다.

제1 및 제2 부분들은, 사출 성형, 압축 성형, 또는 이송 성형을 포함하는 임의의 공지된 기술을 이용하여 성형될 수 있지만, 이러한 기술로 한정되지는 않는다. 일 실시예에서는, 사출 성형을 이용한다.

제1 및 제2 부분들(101, 102)은, 또한, 제1 축, 제2 축, 및 제3 축에 대하여 정확한 각도로 WFE(103)를 유지하도록 기능을 한다. 일반적으로, 제1 축, 제2 축, 및 제3 축은 평행하기 때문에, 광 경로에 상당한 영향을 끼치지 않고서 WFE를 축 방향과 방사상으로 이동시킬 수 있다. 그러나, WFE는 축들에 대한 각 오정렬(angular misalignment)에 매우 민감하다. 각 오정렬이 약간만 발생해도, 제1 및 제2 광 경로가 제1 및 제2 부분들의 인터페이스와 결합하지 못할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 부분들은 WFE를 축과의 각 정렬에 있어서 정확하게 유지하도록 구성되어야 한다. 이를 위해, 도 1에 도시한 실시예에서, 제1 부분(101)은, WFE(103)와 접하여 다양한 축들에 대한 WFE의 적절한 각 정렬을 보정하도록 구성된 하나 이상의 위치맞춤 면(register surface; 160)을 형성한다. 제1 및 제2 부분들(101, 102) 사이에 WFE(103)를 정렬하는 다른 수단을 당업자라면 본 개시 내용을 고려하여 알 수 있음을 이해하기 바란다.

제1 및 제2 부분들(101, 102) 간의 적절한 정렬을 보장하도록, 다양한 기계적 정렬 수단을 이용할 수 있다. 정렬 메커니즘의 예로는, 서로 기계적으로 상호 체결하는 제1 및 제2 부분들에 대한 키, 제1 및 제2 부분들을 함께 유지하는 외부 슬리브 또는 기타 구조, 또는 상호 체결하는 제1 및 제2 부분들에 대한 정렬 핀과 정렬 핀 홀이 있다. 도 1 내지 도 3의 실시예에서, 정렬 핀들(112)은 제1 및 제2 부분들(101, 102)을 정렬하는 데 사용된다. 또한, 일 실시예에서, 정렬 핀들은 또한 도 6 내지 도 8을 참조하여 후술하는 바와 같이 광학 조립체(600)의 기판(601)에 대하여 광학 인터페이스(100)를 정렬하는 데 사용된다. 정렬 핀을 사용하는 것은 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들어, MT형 커넥터에 사용된다.

일 실시예에서, 제1 및 제2 부분들은 접착제를 사용하여 정렬 핀들에 고정된다. 이를 위해, 일 실시예에서, 광학 인터페이스는 도 5에 도시한 바와 같이 모세 채널들(501)을 갖는 정렬 핀 홀(113)을 포함한다. 모세 채널들(501)은 제1 및 제2 부분들(101, 102)에서 정렬 핀 홀들(113)의 길이를 따른 접착제의 균일한 분포를 용이하게 한다는 점을 알게 되었다. 또한, 일 실시예에서, 오리피스(130)(도 1b 참조)는 정렬 핀 홀(113) 내의 접착제의 도입을 용이하게 하도록 광학 인터페이스의 측면에 형성된다. 제1 및 제2 부분들(101, 102) 사이에 접착제를 도입하는 것은, 접착제가 타 부분의 정렬 핀 홀에 도달하기 전에 접착제를 일 부분의 정렬 핀 홀의 전체 길이를 따라 흘려 내리게 할 필요가 없으므로, 바람직하다. 본 발명의 광학 인터페이스에 접착제를 도입하는 다른 수단은 본 개시 내용을 고려할 때 당업자에게 명백할 것이다.

제1 및 제2 부분들을 정렬 핀들에 고정하는 데 사용되는 접착제는 플라스틱이나 유리를 금속에 고정하기 위한 임의의 알려져 있는 접착제일 수 있다. 일 실시예에서, 접착제는 에폭시 등의 열 경화성 접착제이다. 일 실시예에서, 열 경화성 에폭시는 저 레벨 전류를 정렬 핀들(112)을 통해 흐르게 함으로써 경화된다. 출원인은, 이러한 핀들(예를 들어, 스테인리스 스틸)에서 통상적으로 사용되는 금속에 연관된 고 저항에 의해 핀의 온도가 접착제 경화 동안 상당히 승온된다는 점을 발견하였다. 이러한 방안은, 제1 및 제2 부분들이 통상적으로 플라스틱 등의 열적 절연 물질을 포함하므로, 전체 광학 인터페이스(100)를 가열하려는 방안보다 유익하다. 따라서, 광학 인터페이스를 전체적으로 가열하여 정렬 핀 홀들의 접착제를 경화하려는 방안은, 제1 및 제2 부분들의 열적 절연 특징에 의해 채택되지 않는다. 역으로, 핀들을 통해 전류가 흐르면, 제1 및 제2 부분들의 열적 절연성은, 열이 정렬 핀들(112)로부터 방산되는 것을 방지하는 경향이 있으므로, 경화를 용이하게 한다.

WFE(103)는 광학 도관과 수신기 인터페이스 또는 송신기 인터페이스 간에 광을 결합하도록 기능을 한다. 이를 위해, WFE는, 광학 도관 인터페이스로부터 수신기 인터페이스로 수신 신호만이 결합되거나 송신기 인터페이스로부터 광학 도관 인터페이스로 송신 신호만이 결합되는 것을 보장하도록 수신 및 송수 신호들의 파장들을 필터링한다. 도 3을 참조해 보면, 예시적인 제1 및 제 2 광 경로(110, 111)와 함께 WFE(103)의 개략도가 도시되어 있으며, 여기서, 송신 및 수신 신호들은, 제1 및 제2 평행 면들(305, 306) 간에 송신, 굴절, 및 반사된다.

제1 광 경로(110)를 고려해 볼 때, 송신 신호는 도 3에 도시한 바와 같이 송신기 부품(도시하지 않음)으로부터 WFE(103)의 우측으로 발신되고, 제2 평형 면(306) 상의 지점(302) 상에 입사된다. 이 지점에서, WFE(103)의 물질과 공기의 굴절률 간의 차로 인해, 광이 WFE를 통해 제1 평행 면(305)으로 전파될 때 약간 휘어지게 된다. 송신 신호는 지점(301)에서 제1 평행 벽(305)에 입사된다. 이 지점에서, 송신 신호는 WFE와 공기 간의 굴절률 차로 인해 WFE(103)로부터 약간 기울어져 출사하여, 도 3에 도시한 바와 같이 WFE(103)의 좌측에 있는 광학 도관 인터페이스(도시하지 않음)에 결합된다. 제2 광 경로(111)에 관하여, 수신 신호는 도 3에 도시한 바와 같이 광학 도관(도시하지 않음)으로부터 WFE(103)의 좌측으로 발신되어, 제1 평행 면(305)의 지점(301)에 입사된다. 이 지점에서, WFE(103)의 물질과 공기의 굴절률 간의 차로 인해, 광이 WFE를 통해 제2 평행 면(306)으로 전파될 때 약간 휘어지게 된다. 수신 신호는 지점(302)에서 제2 평행 벽(306)에 입사된다. 이 지점에서, 수신 신호는 제1 평행 면(305)으로 다시 반사된다. 수신 신호는 지점(303)에서 제1 평행 면(305)에 입사되고, 이 지점에서 신호가 다시 제2 평행 면(306)의 지점(304)으로 반사된다. 이 지점에서, 수신 신호는, WFE와 공기 간의 굴절률 차로 인해 WFE(103)로부터 약간 기울어져 출사하여, 도 3에 도시한 바와 같이 WFE(103)의 우측에 있는 수신기 인터페이스(도시하지 않음)에 결합된다.

이러한 설명으로부터, 제1 광 경로(110)는 본질적으로 송신기 인터페이스로부터 광 WFE를 통해 광학 도관 인터페이스로 이어지는 직접 경로라는 점이 명백하다. WFE(103) 내에서 신호의 반사가 없다. 역으로, 제2 광 경로(111)는, 광이 수신기 인터페이스를 향하는 동안 지점들(302, 303)에서 반사되는 더욱 복잡하고 긴 경로이다. 제1 및 제2 경로들은 송신기 및 수신기 인터페이스들에 대하여 스위칭될 수 있지만, 수신용 광학 장치가 일반적으로 수신 광에 더욱 잘 견디기 때문에 일반적으로 수신기 인터페이스를 더욱 긴 광 경로에 결합하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 몰드 필드(mold field) 직경은 광섬유나 송신용 광학 장치(약 9㎛)보다는 포토다이오드에 있어서 훨씬 더 크다(약 70㎛). 따라서, 일반적으로 광을 수신용 광학 장치에 결합하는 것이 광을 광섬유나 송신용 광학 장치에 결합하는 것보다 쉽다. 이에 따라, 광 분산 및 변광은 더욱 긴 광 경로(111)를 따라 발생할 가능성이 더욱 크기 때문에, (반드시 그러한 것은 아니지만) 더욱 긴 경로를 수신기에 결합하는 것이 바람직하다.

도 4를 참조해 보면, 광학 성능과 파장 선택성을 향상시키기 위한 코팅과 함께 WFE(103)의 일 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 구체적으로, 소정의 코팅들을 사용하여 소정의 파장들의 반사를 향상시키는 한편, 다른 파장들은 반사되지 않음을 보장한다. 구체적으로, 코팅(401)은 도 3에 대하여 설명한 바와 같은 지점(301) 주위의 영역에 대응한다. 이는, 수신 신호가 WFE(103)에 입사하고 송신 신호가 WFE(103)로부터 출사하는 지점이다. 이에 따라, 일 실시예에서, 코팅(401)은 송신 및 수신 신호들 모두의 파장들(예를 들어, 송신용으로 1480 내지 1500nm 및 수신용으로 1260 내지 1360nm)에 대한 반사 방지 코팅이다. 코팅(402)은 도 3에서의 지점(302)에 대응한다. 이는, 송신 신호가 WFE(103)에 입사하고 수신 신호가 지점(303)으로 반사되는 지점이다. 이에 따라, 일 실시예에서, 코팅(402)은 송신 신호 파장에 대하여 투명하지만, 수신 신호 파장에 대해선 반사성을 갖는다. 코팅(403)은 도 3의 개략도에서의 지점(303)에 대응한다. 이 지점은 전술한 바와 같이 지점(304)으로 반사되는 수신 신호에 대응한다. 이 지점에서는, 송신 신호와의 중첩이 없어서, 코팅(403)이 모든 파장을 반사하는 데 적합한 미러 코팅일 수 있다. 코팅(404)은, 도 3에 대하여 설명한 바와 같이 수신 신호가 WFE(103)로부터 출사하고 수신기 인터페이스에 결합되는 지점인 지점(304)에 대응한다. 이에 따라, 일 실시예에서, 코팅(404)은 수신 신호 파장에 대한 반사 방지 코팅이다. 게다가, 송신기 인터페이스와 수신기 인터페이스 간의 크로스토크를 감소시키도록, 일 실시예에서, 코팅(304)은, 또한, 수신 신호 파장만이 수신기 인터페이스로 투과되거나 수신기 인터페이스에 결합되는 것을 보장하도록 수신 신호 파장을 제외하고는 다른 주파수 모두에 대하여 반사성을 갖는다.

WFE(103)는 이산될 수 있거나 제1 및 제2 부분들(101, 102)과 일체 성형될 수 있다. 일반적으로, 제조가능성을 개선하도록 WFE(103)가 제1 및 제2 부분들로부터 이산되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 일 실시예에서, WFE(103)는 전술한 바와 같이 다양한 코팅들을 갖는 간단한 직선 형태를 갖는다. 이러한 장치를 경제적으로 대량으로 시트 또는 웨이퍼로서 준비한 후 개별적인 부품들로 다이싱할 수 있다.

광학 인터페이스(100)는 제조가능성이 높은 정도의 강건한 패키징에 적합하다. 패킹의 일 실시예는 도 6과 도 7에 도시한 광학 조립체(600)이다. 광학 조립체(600)는 전술한 바와 같이 기판(601)에 장착된 광학 인터페이스(100)를 포함한다. 기판은 제1 축, 제2 축, 및 제3 축에 본질적으로 수직인 평면상 표면(planar surface; 601a)을 형성한다. 또한, 적어도 하나의 송신용 광학 장치(801)와 적어도 하나의 수신용 광학 장치(802)(도 8 참조)를 포함하는 적어도 하나의 칩(701)이 평면상 표면(601a)에 장착되고, 각 송신용 광학 장치와 수신용 광학 장치는 대응하는 송신기 인터페이스(105)와 수신기 인터페이스(106)에 각각 광학적으로 결합된다(도 11a 참조). 송신기 드라이버(602)와 수신기 드라이버(603)는, 송신용 광학 장치와 수신용 광학 장치에 인접하여 평면상 표면(601a)에 각각 장착된다. 송신기 회로와 수신기 회로를 포함하는 적어도 하나의 회로 기판은 평면상 표면(601a)에 본질적으로 수직이다. 송신기 드라이버와 수신기 드라이버는 유연한 회로(flexible circuit; 604)에 의해 드라이버와 수신기 회로에 접속된다. 이러한 소자들을 이하에서 더욱 상세히 설명한다.

기판(601)은, 광학 인터페이스(100)와 OED들을 지지하도록 기능을 하고, 구체적인 일 실시예에서, 광학 인터페이스와 OED들을 정렬하여 OED들이 광학 인터페이스와 광학적으로 결합하도록 또한 기능을 한다. 일 실시예에서, 기판은 또한 OED에 의해 발생하는 열을 방산하기 위한 히트 싱크로서 기능을 한다.

도 7에 도시한 실시예를 참조해 보면, 기판(601)은 광학 장치들과 광학 인터페이스가 장착되는 평면상 표면(601a)을 포함한다. 일 실시예에서는, 평면상 표면(601a) 상의 광학 인터페이스(100)의 적절한 위치 설정을 보장하도록, 전술한 정렬 핀들(112)과 협동하도록 정렬 핀 홀들(703)을 사용한다. 정렬을 위해 정렬 핀들과 정렬 핀 홀들을 사용하는 것은, 예를 들어, MT형 커넥터에 있어서 공지되어 있다. 이러한 정렬 기술들은 평면상 표면(601a) 상에 광학 인터페이스(100)를 매우 정확하게 위치 설정한다. 본 실시예에서는 정렬 핀들이 도시되어 있지만, 본 발명의 범위 내에서 평면상 표면(601a) 상의 광학 장치들에 대하여 광학 인터페이스(100)를 정렬하는 다른 수단이 가능하다는 점을 이해하기 바란다. 예를 들어, 수동 정렬을 용이하게 하도록 평면상 표면(601a) 상에 기준점(fiducial)들을 배치할 수 있다. 기준점들은, 예를 들어, 광학 인터페이스(100)가 당접하는 돌출부, 또는 자동 피크 앤드 플레이스(pick and place) 처리를 위한 가시적 마킹의 형태로 될 수 있다. 미국 특허번호 제5,574,561호에 개시된 바와 같은 다른 정렬 기술들을 이용할 수 있다.

전술한 바와 같이, 송신용 및 수신용 광학 장치들은 평면상 표면(601a) 상에 개별적으로 장착된 이산 OED들일 수 있다. 일 실시예에서, 송신용 및 수신용 광학 장치들은 어레이로 결합되고 칩 상에 장착된다. 소정의 어레이의 OED들 간의 정렬이 매우 정확한 경향이 있으므로, OED들의 어레이가 일반적으로 선호되고, 이에 따라 어레이만을 정렬하면 되고 개별적인 OED들을 정렬할 필요는 없다. 예를 들어, 도 8을 참조해 보면, 일 실시예에서, 칩(701)은 평면상 표면(601a) 상에 배치되도록 구성된다. 칩(701)은, 송신용 광학 장치 어레이(801)와 수신용 광학 장치 어레이(802)가 위에 장착되어 있는 기판(810)을 포함한다. 이러한 구체적인 실시예에서, 송신용 광학 장치 어레이(801)와 수신용 광학 장치 어레이(802)는 와이어 본드(803)에 의해 트레이스들(804, 805)에 각각 와이어 본딩된다.

OED들과 광학 인터페이스(100) 간의 정렬이 용이해지도록, 어레이들(801, 802)을 기판(810) 상에 정확하게 배치하는 것이 중요하다. 일반적으로 OED들을 정렬하기 위한 두 가지 정렬 방안, 즉, 능동형 방안과 수동형 방안이 있다. 수동형 정렬에서는, 위치 맞춤 또는 정렬 특징부들이 통상적으로 부품들 상에 그리고 그 부품들이 장착될 기판 상에 직접 제조된다. 이어서, 정렬 특징부들을 이용하여 부품들을 기판 상에 위치 설정하고 제 위치에 고정한다. 능동형 정렬에서는, OED들을 기판 상에 배치하고, 기판에 고정하기 전에, 부품들을 통해 광학 신호를 송신하는 한편 최적의 광학 성능을 제공하도록 부품들을 조작한다. 일단 최적의 성능을 얻게 되면, 부품들을 기판에 고정한다. 능동형 정렬이 수동형 정렬보다 정확한 경향이 있지만, 수동형 정렬은, 고속 대용량 자동화 제조를 용이하게 하고, 이에 따라, 바람직하다. 그러나, 수동형 정렬을 이용하여 세 개의 모든 축으로 광학적으로 정렬을 행하는 것은 상당히 어려운 경향이 있으며, 특별히 양호한 정렬이 요구되는 경우에 특히 그러하다. 그럼에도 불구하고, 미세 조정을 위해서만 또는 나머지 축을 위해서만 능동형 정렬이 필요하도록 수동형 정렬을 이용하여 두 개의 축을 따라 또는 심지어 하나의 축을 따라 허용가능한 정렬을 달성할 수 있다면 제조 시간과 비용을 상당히 감소시킬 수 있다.

본 발명의 광학 인터페이스는 OED의 수동형 정렬을 용이하게 하도록 다수의 특징부를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 기판은, 광축들의 각각이 각각의 반사성 인터페이스와 정렬되는 OED의 수동형 정렬을 용이하게 하도록, 전술한 바와 같은 기준점들을 갖는다.

일 실시예에서는, 리플로우 동작 동안 OED를 수동 정렬하는 컨택트 패드들의 패턴을 사용한다. 구체적으로, OED에는 장착면 상에 컨택트 패드들의 소정의 패턴이 제공되고, 기판은 자신의 제1 평면상 표면 상에 동일한 패드들의 패턴을 갖는다. 이어서, 알려져 있는 피크 앤드 플레이스 기술을 이용하여 OED를 기판 패드들 상에 대략적으로 정렬 배치한다. 이어서, 컨택트 패드들의 기판 장력에 의해 OED의 패턴들이 기판 상의 패턴에 대하여 정렬되고 이에 따라 OED를 기판의 홈과 반사성 표면에 대하여 정확하게 위치 설정하도록 조립체가 리플로우될 때 기판 패드들과 OED 패드들 간의 정렬을 달성한다. 이러한 메커니즘은, 공지되어 있으며, 예를 들어, 본 명세서에 참고로 원용되는 미국 특허번호 제7,511,258호에 개시되어 있다.

다른 일 실시예에서는, 컨택트 패드들보다는 또는 컨택트 패드들에 더하여, 기판 상에 다른 기준점들을 사용하여 수동형 정렬을 용이하게 한다. 예를 들어, 기준점들은, OED의 에지가 기판 상에 정확하게 위치하도록 접할 수 있는 위치 맞춤면을 제공하는, 평면상 표면으로부터 돌출되는 물리적 구조들일 수 있다. 대안으로, 기준점들은, 예를 들어, Suss MicroTec machine(예를 들어, 미국 특허번호 제7,511,258호 참조) 등의 상업적으로 이용가능한 초정밀 다이 본딩 기계를 사용하여 기판 상의 OED의 가시적 정렬을 가능하게 하는 마킹일 수 있다.

또한, 기준점들과 컨택트 패드들의 조합을 이용할 수 있다. 예를 들어, 패드들을 이용하여 OED를 기판의 상승된 기준점들과 접하게 할 수 있다. 당업자에게는 본 개시 내용을 고려할 때 다른 정렬 기술들이 명백할 것이다.

도 8에 도시한 실시예에서, 기판(810)은 기판(810) 상에 형성된 다수의 기준점들(806)을 포함한다. 알려져 있는 기술들을 이용함으로써, 전술한 바와 같이 기준점들(806)을 사용하여 기판(810) 상에 어레이들(801, 802)을 정확하게 위치 설정할 수 있다.

기판(810) 상에 어레이들(801, 802)을 정확하게 위치 설정함으로써, 기판(810)을 평면상 표면(601a)에 정확하게 장착하여 광학 인터페이스(100)와 연관된 OED들의 정렬을 달성할 수 있다. 이를 위해, 기판(810) 상에 어레이들(801, 802)을 위치 설정하는 것에 대하여 전술한 서로 다른 정렬 기술들을 이용하여 평면상 표면(601a) 상에 기판(810)을 위치 설정할 수 있다. 일반적으로, 기판(801)과 평면상 표면(601a) 간의 전기적 접속이 없으므로, 솔더 패턴들보다는 가시적 또는 구조적 기준점들을 사용하는 것이 바람직하다.

일 실시예에서는, 평면상 표면(601a) 상에 정렬 핀 홀들(도시하지 않음)과 기준점들(도시하지 않음)을 조합함으로써, 칩(701)에 대한 광학 인터페이스(100)의 적절한 정렬을 용이하게 한다. 즉, 정렬 핀 홀들에 대한 칩(701)의 위치 설정 또는 그 반대의 위치 설정을 위한 기준점들을 위치 맞춤함으로써, 칩과 광학 인터페이스의 상대 위치가 보장된다. 일 실시예에서, 정렬 핀 홀들의 위치와 기준점들은 단일 리소그래피 단계에서 평면상 표면(601a) 상에 형성된다.

공지되어 있듯이, 송신용 및 수신용 광학 장치들을 작동시키기 위한 드라이버 회로가 필요하다. 도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 일 실시예에서, 송신기 드라이버 회로(602)는 칩(701) 상의 송신기 드라이버 어레이(801)에 인접하여 배치된다. 구체적으로, 드라이버 회로(602)는 도 8에 도시한 바와 같이 컨택트들(804) 옆에 배치되며 이러한 컨택트들에 전기적으로 접속된다. 마찬가지로, 드라이버 회로(603)는 도 8에 도시한 바와 같이 컨택트들(805) 옆에 배치되며 이러한 컨택트들에 전기적으로 접속된다. 이러한 구성은, 드라이버 회로와 OED들 간의 전기적 접속의 거리를 최소화하며, 이는 성능을 향상시키는 경향이 있다. 또한, 도 7의 실시예에서, 평면상 표면(601a)은 공통 면 상의 칩(701)과 드라이버 회로들(602, 603) 모두의 배치를 용이하게 한다.

일 실시예에서, 송신용 광학 장치들은 Beamexpress/Vertilas를 통해 상업적으로 이용가능한 장 파장 VCSEL들이다. VCSEL들은 광 축들에 수직으로 장착될 수 있고, 이에 따라, VCSEL들을 이산 유닛들과는 대조적으로 어레이들로 마련할 수 있다. 도 8의 실시예에서, VCSEL들은 4개 어레이로 다이싱되고, 정렬 기준점들에 대하여 4개의 PIN 다이오드와 함께 캐리어(예를 들어, 세라믹 또는 SI, GaAs) 상에 배치된다.

VCSEL들은 일반적으로 장 파장 응용 분야에서 선호되지 못하며, 그 이유는 이러한 파장에서 VCSEL들이 플립 칩 장착에 적합하지 못하기 때문이다. 본 명세서에서 사용하는 바와 같이, 장 파장 VCSEL은 1200nm 내지 1600nm의 동작 파장을 갖는 VCSEL을 가리킨다. 결국, 이때, 이러한 파장의 VCSEL들을 이용하려면, 도 8에 도시한 바와 같이 와이어 본딩 기술을 이용해야 한다. 와이어 본딩은 공지되어 있는 충분히 발달한 기술이지만, 일반적으로 고속 응용 분야에서는 바람직하지 못하다. 그러나, 출원인은, 광 가입자 망(fiber-to-the-home) 응용에서, 고속 동작이 신뢰성과 제조가능성만큼 중요한 것은 아니라는 점을 인식하였다. 따라서, (도 8에 도시한 바와 같이) VCSEL들을 기판에 와이어 본딩할 필요가 있고 이에 따라 동작 주파수에 제한이 있을지라도, 이러한 제한 사항보다는 VCSEL 어레이들이 제공하는 이점들이 더욱 중요하다. 전술한 바와 같이, 이러한 어레이 구성을 이용함으로써, 편리한 표면 실장을 제공하고 정렬 단계들을 제거하며, 이는 광학 서브 부품들의 수율을 크게 감소시킨다.

송신기와 수신기 드라이버들을 작동시키기 위한 송신기 및 수신기 회로는 공지되어 있다. 마찬가지로 송신기 및 수신기 회로를 지지하기 위한 회로기판도 공지되어있다. 도 7에 도시한 실시예에서는, 두 개의 회로 기판 구성을 이용한다. 본 실시예에서, 하부 회로 기판(605)은 송신기 회로 전용인 한편, 상부 회로 기판(606)은 수신기 회로 전용이다. 본 실시예에서는 두 개의 개별적인 회로 기판들을 도시하고 있지만, 다른 구성들도 가능하다는 점을 이해하기 바란다. 예를 들어, 수신 및 송신 회로 모두가 위에 형성되어 있는 단일 회로 기판을 이용할 수도 있다. 마찬가지로, 상면에 수신 회로를 포함하고 하면에 송신 회로를 포함하는 단일 기판을 이용할 수도 있다. 당업자에게는 본 개시 내용을 참조해 볼 때 다른 실시예들도 명백할 것이다.

도 7의 실시예에서, 회로 기판(605, 606)은 카드 에지 커넥터들(705, 706)을 포함하고, 이러한 커넥터들은 당업계에 공지되어 있듯이 마더보드 상의 대응하는 리셉터클 내에 플러그 결합되도록 구성된다.

도 7에 도시한 본 실시예에서, 광학 조립체(600)는 또한 기판(601)과 하나 이상의 회로 기판들(605, 606)을 지지하기 위한 프레임(607)을 포함한다. 구체적으로, 프레임은, 기판(601)을 수용하기 위한 정면(702) 및 하나 이상의 회로 기판들이 장착되는 후면부를 포함한다. 정면(702)은 광학 인터페이스(100)에 대하여 전술한 바와 같이 정렬 핀(112)을 수용하기 위한 정렬 핀 홀들(703)을 형성한다. 이에 따라, 정렬 핀들은, 완전하게 조립되면, 제1 및 제2 부분들을 관통하고, 기판(601)을 관통하고, 마지막으로 프레임(607)의 정면(702)을 관통하며, 이에 따라, 광학 인터페이스의 강건하고도 정확한 장착을 제공하게 된다.

프레임(702)은, 서로 접속되거나 고정된 다양한 이산 부품들을 포함할 수 있고, 또는, 일체 성형된 단일 부품을 포함할 수 있다. 도 7에 도시한 실시예에서, 프레임(702)은 일체 성형된 부품이다. 그러나, 본 실시예에서, 기판(601)은 프레임(607)으로부터 이산되어 있다. 이러한 구성은 많은 이점들을 갖는다. 먼저, 기판(601) 상의 회로와 정렬 핀 홀들의 신중한 정렬 때문에, 반드시 그러한 것은 아니지만, 전술한 바와 같이 기준점들 및/또는 다른 정렬 특징부들과 함께 기판(601)을 준비하는 것이 일반적으로 바람직하다. 이러한 정렬 기술들은 일반적으로 도 7에 도시한 바와 같이 프레임(607)으로서 더욱 큰 비평면형(non-planar)의 구조에 대해서는 적합하지 않다. 그러나, 정렬 기술들이 발전함에 따라, 때로는 기판(601)을 프레임(607)과 함께 집적하는 것이 바람직할 수 있다.

일 실시예에서, 광학 조립체(600)는 또한 커버(704)를 포함하며, 이 커버는 광학 인터페이스와 OED들을 보호하도록 기능을 한다. 구체적으로, 커버(704)는 광학 인터페이스(100)의 정면 보호 부분을 수용하도록 구성된 오리피스(704a)를 포함한다. 제 위치에 배치되면, 커버(704)는 광학 인터페이스(100)를 고정하여, 광학 인터페이스가 평면상 표면(601)에 대하여 이동하는 것을 방지한다. 또한, 커버(704)의 크기에 따라, 커버는 드라이버 회로들(602, 603) 또는 드라이버 회로들의 부분들을 덮을 수도 있다.

도 9와 도 10을 참조해 보면, 본 발명의 송수신기(900)의 일 실시예가 도시되어 있다. 구체적으로, 송수신기는 전술한 바와 같이 광학 조립체(600)를 포함한다. 광학 조립체(600)를 둘러싸는 것이 하우징이며, 이 하우징은, 본 실시예에서, 하측 하우징(901)과 상측 하우징(902)을 포함한다. 하우징들은, 예를 들어, 상측 하우징(902)을 관통하고, 광학 조립체(600)를 관통하여, 하측 하우징(901) 내로 향하도록 구성된 핀들(903)을 포함하는 임의의 알려져 있는 수단을 이용하여 고정되고, 이에 따라, 부조립체를 하우징에 고정함과 동시에 하측 및 상측 하우징들(901, 902)을 함께 고정하게 된다.

일 실시예에서, 송수신기(900)의 풋프린트는 전기 CXP 인터커넥트(10Gb의 12 채널 업스트림과 10Gb의 12 채널 다운스트림)에 기초한다.

본 실시예에서, 송수신기는 또한 도 10에 도시한 바와 같이 어댑터(1004)를 포함한다. 이러한 어댑터는 당업계에 공지되어 있으며, 정합 커넥터 또는 알려져 있는 다른 장치를 수용하는 데 사용된다. 도 9에 도시한 바와 같이, 어댑터(1004)는 정합 커넥터(920)를 수용하도록 구성된다. 일 실시예에서, 정합 커넥터(920)는, 정렬 핀들(112)을 수용하도록 구성된 정렬 핀 홀들과 함께 하나 이상의 섬유를 어레이로 제시하는 페룰을 포함한다. 이러한 커넥터 구성은 공지되어 있으며, 예를 들어, MPO, MPX, 및 MTRJ 커넥터 등의 MT형 커넥터에서 사용된다. 본 실시예에서, 어댑터(1004)는 리지(ridge; 1005)와 함께 구성되고, 이 리지(상측 하우징에서는 보이지 않음)는 하측 하우징(901)과 상측 하우징(902) 모두의 홈(1006) 내에 수용된다. 이러한 식으로, 어댑터(1004)가 하측과 상측 하우징들(901, 902) 사이에 협지되면, 어댑터는 제 위치에서 단단히 유지된다.

도 9 내지 도 11에 도시한 실시예에서, 송수신기(900)는 또한 도전성 부분(909)을 포함하고, 구체적인 본 실시예에서, 이러한 도전성 부분은 송수신기(900)의 상부에 배치된다. 부분(909) 등의 도전성 부분들은, 송수신기를 리셉터클(도시하지 않음) 내에 플러그 연결하는 경우에 접지 경로를 형성하여 정전 방전을 피하도록 구성된다.

리셉터클로부터 송수신기를 용이하게 제거하도록, 핸들(098)을 제공한다. 핸들(908)은 사용자가 송수신기(900)를 잡고 리셉터클로부터 송수신기를 회수하기 위한 수단을 제공한다. 이러한 핸들은 당업계에 공지되어 있다.

도 11을 참조해 보면, 송수신기(900)의 단면도가 도시되어 있다. 도 11a는 광학 인터페이스(100)와 기판(601) 상의 OED들과의 인터페이스의 확대도이다.

예시적인 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 다양한 변경을 행할 수 있으며 범위를 벗어나지 않고서 요소들을 균등물로 대체할 수 있다는 점을 당업자라면 이해할 것이다. 또한, 본질적인 범위로부터 벗어나지 않고서 특정한 상황이나 재료를 본 발명의 교시에 맞추도록 많은 수정을 행할 수 있다. 또한, 도면과 상세한 설명에 있어서, 예시적인 실시예들을 개시하였으며, 특정한 용어들을 채용하였지만, 이들은, 특별히 달리 언급하지 않는 한, 포괄적이며 설명을 위한 의미로 사용된 것이며 제한을 가하려는 것이 아니고, 따라서, 청구범위를 한정하는 것이 아니다. 게다가, 본 명세서에서 설명하는 방법들의 일부 단계들을 다른 순서로 행할 수 있거나 단계들을 조합할 수 있음을 당업자라면 인식할 것이다. 따라서, 청구범위를 본 명세서에서 설명하는 구체적인 실시예로 한정하려는 것이 아니다.

Claims (21)

1. 적어도 송신용 광학 장치들의 제1 어레이와 적어도 수신용 광학 장치들의 제2 어레이를 포함하는 적어도 하나의 칩과,
   상기 송신용 광학 장치들과 상기 수신용 광학 장치들에 광학적으로 결합되고, 광 커넥터와 광학적으로 결합하도록 구성된 광학 인터페이스,
   상기 송신용 광학 장치들과 상기 수신용 광학 장치들에 전기적으로 접속되고, 전기 커넥터에 접속하도록 구성된 송수신 회로와,
   상기 칩, 상기 광학 인터페이스, 및 상기 송수신 회로를 유지하기 위한 프레임을 포함하는 송수신기로서,
   상기 광학 인터페이스는:
   상기 커넥터의 적어도 하나의 광학 도관과 광학적으로 결합하도록 제1 축을 갖는 적어도 하나의 광학 도관 인터페이스를 구비하는 제1 부분;
   평행한 제2 축들을 갖는 복수의 송신기 인터페이스 및 평행한 제3 축들을 갖는 복수의 수신기 인터페이스를 구비하는 제2 부분 - 상기 송신기 인터페이스들 각각은 상기 제1 어레이의 송신용 광학 장치에 광학적으로 결합되고, 상기 수신기 인터페이스들 각각은 상기 제2 어레이의 수신용 광학 장치에 광학적으로 결합되며, 상기 제1 축, 상기 제2 축, 및 상기 제3 축은 본질적으로 평행함 - ; 및
   상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에 배치된 파장 필터 소자(WFE) - 상기 파장 필터 소자(WFE)는 각각의 송신기 인터페이스와 각각의 광학 도관 인터페이스 간의 제1 광 경로, 및 각각의 광학 도관 인터페이스와 각각의 수신기 인터페이스 간의 제2 광 경로를 형성함 - 를 포함하는, 송수신기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 어레이는 상기 칩에 와이어 본딩된, 송수신기.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 성형된, 송수신기.
5. 제1항에 있어서, 상기 광학 도관 인터페이스, 상기 송신기 인터페이스, 및 상기 수신기 인터페이스의 각각은 콜리메이터(collimator)인, 송수신기.
6. 제5항에 있어서, 복수의 상기 콜리메이터는 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분과 일체로 성형된, 송수신기.
7. 제1항에 있어서, 상기 제 1 부분, 제2 부분 및 상기 프레임 내의 정렬 핀 홀들, 및 상기 홀들 내에 배치된 정렬 핀을 더 포함하고, 이에 따라, 상기 제1 및 제2 부분들과 상기 프레임을 정렬하는, 송수신기.
8. 제1항에 있어서, 상기 WFE는 상기 제1 및 제2 부분들로부터 이산된, 송수신기.
9. 제1항에 있어서, 상기 제1 광 경로는 상기 송신기 인터페이스로부터 상기 광학 도관 인터페이스로 바로 향하는, 송수신기.
10. 제9항에 있어서, 상기 제2 광 경로는 상기 광학 도관 인터페이스와 상기 수신기 인터페이스 사이에 적어도 하나의 반사면을 포함하는, 송수신기.
11. 제1항에 있어서, 상기 WFE는 평행 면들을 갖고, 상기 평행 면들은 상기 제1 및 제2 부분들에 의해 상기 제1 축에 대하여 소정의 각도로 유지되는, 송수신기.
12. 제11항에 있어서, 상기 WFE는 상기 평행 면을 따라 서로 다른 코팅들을 포함하고, 제1 코팅은 제1 신호에 대한 반사 방지 코팅으로서 구성되고, 제2 코팅은 제2 신호를 반사하지만 상기 제1 신호를 투과시키기 위한 선택 필터로서 구성되고, 제3 코팅은 상기 제2 신호에 대한 반사 코팅으로서 구성되고, 제4 코팅은 상기 제1 신호를 반사하지만 상기 제2 신호를 투과시키는 선택 필터로서 구성된, 송수신기.
13. 제1항에 있어서, 상기 프레임에 연결되고, 상기 제1 축, 상기 제2 축, 및 상기 제3 축에 본질적으로 수직인 평면상 표면(planar surface)을 형성하는 기판을 더 포함하고, 상기 광학 인터페이스와 상기 칩은 상기 평면상 표면 상에 배치된, 송수신기.
14. 제13항에 있어서, 상기 송수신 회로는, 상기 송신용 광학 장치에 인접하여 상기 기판 상에 장착된 송신기 드라이버 및 상기 수신용 광학 장치에 인접하여 상기 기판 상에 장착된 수신기 드라이버를 포함하는, 송수신기.
15. 제14항에 있어서, 상기 송수신 회로는 송신기 회로와 수신기 회로를 포함하는 적어도 하나의 회로 기판을 더 포함하고, 상기 회로 기판은 상기 축들에 본질적으로 평행하고, 적어도 하나의 유연한 회로(flexible circuit)는 상기 송신기 드라이버를 상기 송신기 회로에 전기적으로 접속하고, 상기 수신기 드라이버를 상기 수신기 회로에 전기적으로 접속하는, 송수신기.
16. 제15항에 있어서, 상기 유연한 회로는 단일 부품인, 송수신기.
17. 제15항에 있어서, 적어도 하나의 회로 기판은 상기 송신기 회로를 포함하는 송신기 회로 기판 및 상기 수신기 회로를 포함하는 수신기 회로 기판을 포함하는, 송수신기.
18. 제17항에 있어서, 상기 적어도 하나의 회로 기판은 카드 에지 커넥터를 포함하는, 송수신기.
19. 제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 부분들은 정렬 핀 홀들을 형성하고,
    상기 기판은 정렬 핀 홀들을 형성하고, 상기 정렬 핀 홀들에 배치된 정렬 핀들을 더 포함하고, 이에 따라 상기 제1 및 제2 부분들을 상기 기판과 정렬하는, 송수신기.
20. 제19항에 있어서, 상기 프레임은 정렬 핀 홀들을 포함하고, 상기 정렬 핀은 상기 정렬 핀 홀들 내에 배치된, 송수신기.
21. 제1항에 있어서, 상기 송신용 광학 장치는 VCSEL인, 송수신기.
    

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