TWI819834B - 機械傳輸套圈及使用機械傳輸套圈形成連接件的方法 - Google Patents
機械傳輸套圈及使用機械傳輸套圈形成連接件的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI819834B TWI819834B TW111137623A TW111137623A TWI819834B TW I819834 B TWI819834 B TW I819834B TW 111137623 A TW111137623 A TW 111137623A TW 111137623 A TW111137623 A TW 111137623A TW I819834 B TWI819834 B TW I819834B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- module
- optical
- laser
- light
- hole
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 49
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 140
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 140
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 130
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 claims description 52
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 34
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 26
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 13
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 604
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 137
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 117
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 117
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 74
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 59
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 54
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 54
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 45
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 45
- 239000000463 material Substances 0.000 description 28
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 22
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 20
- 101001128401 Arabidopsis thaliana Protein MODIFYING WALL LIGNIN-1 Proteins 0.000 description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 13
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 8
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004100 electronic packaging Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical group 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 229910004541 SiN Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 2
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 2
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium oxide Inorganic materials O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N oxogermanium Chemical compound [Ge]=O PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- -1 silicon nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
一種插入件裝置包含一基板,該基板包含一雷射源晶片界面區域、一
矽光子晶片界面區域及一光放大器模組界面區域。一光纖對插入件連接區域係形成於該基板內。一第一組光傳輸結構係形成於該基板內以在一雷射源晶片與一矽光子晶片係與該基板交界時將該雷射源晶片光連接至該矽光子晶片。一第二組光傳輸結構係形成於該基板內以在該矽光子晶片與一光放大器模組係與該基板交界時將該矽光子晶片光連接至該光放大器模組。一第三組光傳輸結構係形成於該基板內以在該光放大器模組係與該基板交界時將該光放大器模組連接至該光纖對插入件連接區域。
Description
本發明係關於光數據通訊。
光數據通訊系統係藉由調制雷射光對數化數據圖案編碼而操作。經調制的雷射光自發送節點傳輸通過光數據網路而到達接收節點。到達接收節點之經調制的雷射光受到去調制而獲得原始之數位數據圖案。因此,光數據通訊系統之實施與操作係取決於具有可靠與有效率的雷射光源及光處理系統。又,一般期望光數據通訊系統之雷射光源與光處理裝置可具有最小形式要件且可被設計得在成本與耗能上盡可能地有效率。本發明係於此背景下產生。
在一例示性的實施例中,揭露一種插入件裝置。該插入件裝置包含一基板,該基板包含用以接收一雷射源晶片的一雷射源晶片界面區域。該基板亦包含用以接收一矽光子晶片的一矽光子晶片界面區域。該基板亦包含用以接收一光放大器模組的一光放大器模組界面區域。一光纖對插入件連接區域係形成於該基板內。該插入件裝置亦包含一第一組光傳輸結構,該第一組光傳輸結構係形成於該基板內以在該雷射源晶片與該矽光子晶片係與該基板交界時將該雷射源晶片光連接至該矽光子晶片。該插入件裝置亦包含一第二組光傳輸結
構,該第二組光傳輸結構係形成於該基板內以在該矽光子晶片與該光放大器模組係與該基板交界時將該矽光子晶片光連接至該光放大器模組。該插入件裝置亦包含一第三組光傳輸結構,該第三組光傳輸結構係形成於該基板內以在該光放大器模組係與該基板交界時將該光放大器模組連接至該光纖對插入件連接區域。
在一例示性的實施例中,揭露一種多晶片模組。該多晶片模組包含一插入件裝置。該多晶片模組亦包含連接至該插入件裝置的一雷射源晶片。該多晶片模組亦包含連接至該插入件裝置的一矽光子晶片。該多晶片模組亦包含連接至該插入件裝置的一光放大器模組。該插入件裝置包含用以將該雷射源晶片光連接至該矽光子晶片的一第一組光傳輸結構。該插入件裝置亦包含用以將該矽光子晶片光連接至該光放大器模組的一第二組光傳輸結構。該插入件裝置亦包含用以將該光放大器模組光連接至形成在該插入件裝置內之一光纖對插入件連接區域的一第三組光傳輸結構。
在一例示性的實施例中,揭露一種機械傳輸套圈。該機械傳輸套圈包含一上半構件,該上半構件包含一上對準鑰。該機械傳輸套圈亦包含一下半構件,該下半構件包含一下對準鑰。該上對準鑰與該下對準鑰係用以適配在一起以對該上半構件與該下半構件提供對準與適配。該上半構件與該下半構件中的每一者係用以接收在該上半構件與該下半構件之間之一插入件裝置的一外緣部,俾以當該上半構件係適配至該下半構件時,使在該插入件裝置之該外緣部之一邊緣處暴露的一光導在該上半構件與該下半構件之間的一位置處受到暴露。
在一例示性的實施例中,揭露一種多晶片模組的製造方法。該方法包含提供一插入件裝置。該方法亦包含將一雷射源晶片連接至該插入件裝置。該方法亦包含將一矽光子晶片連接至該插入件裝置。該方法亦包含將一光放大
器模組連接至該插入件裝置。該插入件裝置包含將該雷射源晶片光連接至該矽光子晶片的一第一組光傳輸結構。該插入件裝置亦包含將該矽光子晶片光連接至該光放大器模組的一第二組光傳輸結構。該插入件裝置亦包含將該光放大器模組光連接至形成在該插入件裝置內之一光纖對插入件連接區域的一第三組光傳輸結構。
100A:雷射模組
100B:雷射模組
100C:雷射模組
100D:雷射模組
100E:雷射模組
100F:雷射模組
102:雷射源
102A:雷射源
103-1至103-N:雷射
104-1至104-N:光輸出接口
105:光導
107:光編排模組
107A:光編排模組
107B:光編排模組
107C:光編排模組
106-1至106-N:線
108-1至108-N:光輸入接口
109-1至109-M:光輸出接口
110:基板
111:構件
200:PLC
201-1至201-N:雷射光束
301:光導
303-1至303-N:光放大器模組
303:光放大模組
303A:光放大模組
304-1至304-M:光輸入接口
305-1至305-M:光放大器
306-1至306-M:光輸出接口
307:構件
401:構件
501-1至501-M:線
503:PLC
601:PLC
701:波長結合器
703:光導
705:寬頻功率分割器
801:陣列式的波導
803:光導
805:寬頻功率分割器
901:階梯光柵
903:光導
905:寬頻功率分割器
1001:蝶形波導網路
1021:基板
1022:磊晶層
1023:磊晶層
1024:磊晶層
1025:平坦化層
1026:導電內連線結構
1027:部分
1101:星形耦合器
1201:諧振環陣列
1203:諧振環
1701:操作
1703:操作
1705:操作
1801:插入件裝置
1801A:插入件裝置
1801B:插入件裝置
1801C:插入件裝置
1803:矽光子晶粒/晶片
1805A至1805D:晶粒/晶片
1901:極化旋轉器
1903:光纖對插入件連接件
1905:光導結構
1907:光導結構
1909-1至1909-N:光導結構
1911:光導
1913:光導
1915-1至1915-N:光導
2100:空腔/凹陷
2101:光導
2103:側突出物
2103A:側突出物
2103B:側突出物
2201:晶粒/晶片
2301:上半部
2303:下半部
2305:對準鑰
2307:部分孔
2309:部分孔
2311:拉耳(tab)
2313:光導
2601:插入件裝置
2701:操作
2703:操作
2705:操作
2707:操作
AMWL-1至AMWL-M:多波長雷射輸出
MWL-1至MWL-M:多波長雷射輸出
R1至RN:諧振環列
圖1A顯示根據本發明之某些實施例之一雷射模組的結構圖。
圖1B顯示根據本發明之某些實施例之圖1A之雷射模組的側面圖。
圖1C顯示根據本發明之某些實施例之圖1A之雷射模組的側面圖,其中光導不存在。
圖1D顯示根據本發明之某些實施例之圖1C之雷射模組結構的側面圖,其中雷射源與光編排模組之間的空的空間係被一構件覆蓋及/或密封。
圖1E顯示根據本發明之某些實施例之圖1A之雷射模組的側面圖,其中光導不存在且雷射源與光編排模組係以並排接觸方式配置。
圖1F顯示根據本發明之某些實施例之圖1A之雷射模組的側面圖,其中光導不存在且雷射源與光編排模組係以垂直重疊接觸方式配置。
圖1G顯示根據本發明之某些實施例之圖1F之雷射模組結構的側面圖,其中光編排模組係延伸橫跨雷射源俾使光編排模組為雷射源在雷射模組內的設置提供物理支撐。
圖2A顯示根據本發明之某些實施例之一雷射模組的結構圖。
圖2B顯示根據本發明之某些實施例之PLC的側面圖。
圖3A顯示根據本發明之某些實施例之一雷射模組的結構圖,雷射模組包含雷射源、光編排模組及光放大模組。
圖3B顯示根據本發明之某些實施例之圖3A之雷射模組的側面圖,其中光導105存在且光導301存在。
圖3C顯示根據本發明之某些實施例之圖3A之雷射模組的側面圖,其中光導105存在且光導301不存在。
圖3D顯示根據本發明之某些實施例之圖3C之雷射模組結構的側面圖,其中光編排模組與光放大模組之間的空的空間係被一構件覆蓋及/或密封。
圖3E顯示根據本發明之某些實施例之圖3A之雷射模組的側面圖,其中光導105存在且光導301不存在且光編排模組與光放大模組係以並排接觸方式配置。
圖3F顯示根據本發明之某些實施例之圖3A之雷射模組的側面圖,其中光導不存在且光編排模組與光放大模組係以垂直重疊接觸方式配置。
圖3G顯示根據本發明之某些實施例之圖3F之雷射模組結構的側面圖,其中光放大模組係延伸橫跨光編排模組、光導及電射源俾使光放大模組為光編排模組、光導及雷射源中的每一者在雷射模組內的設置提供物理支撐。
圖3H顯示根據本發明之某些實施例之圖3B之雷射模組結構之修改的側面圖,其中光導不存在。
圖3I顯示根據本發明之某些實施例之圖3C之雷射模組結構之修改的側面圖,其中光導不存在。
圖3J顯示根據本發明之某些實施例之圖3E之雷射模組結構之修改的側面圖,其中光導不存在。
圖3K顯示根據本發明之某些實施例之圖3F之雷射模組結構之修改的側面圖,其中光導不存在。
圖3L顯示根據本發明之某些實施例之圖3G之雷射模組結構之修改的側面圖,其中光導不存在。
圖3M顯示根據本發明之某些實施例之圖3B之雷射模組結構之修改的側面圖,其中雷射源與光編排模組係以並排接觸方式配置。
圖3N顯示根據本發明之某些實施例之圖3C之雷射模組結構之修改的側面圖,其中雷射源與光編排模組係以並排接觸方式配置。
圖3O顯示根據本發明之某些實施例之圖3E之雷射模組結構之修改的側面圖,其中雷射源與光編排模組係以並排接觸方式配置。
圖3P顯示根據本發明之某些實施例之圖3F之雷射模組結構之修改的側面圖,其中雷射源與光編排模組係以並排接觸方式配置。
圖3Q顯示根據本發明之某些實施例之圖3G之雷射模組結構之修改的側面圖,其中雷射源與光編排模組係以並排接觸方式配置。
圖3R顯示根據本發明之某些實施例之圖3B之雷射模組結構之修改的側面圖,其中雷射源與光編排模組係以垂直重疊接觸方式配置。
圖3S顯示根據本發明之某些實施例之圖3R之雷射模組結構之修改的側面圖,其中光編排模組延伸橫跨雷射源、光導及光放大模組。
圖3T顯示根據本發明之某些實施例之圖3R之雷射模組結構之修改的側面圖,其中光導不存在。
圖3U顯示根據本發明之某些實施例之圖3S之雷射模組結構之修改的側面圖,其中光導不存在。
圖3V顯示根據本發明之某些實施例之圖3T之雷射模組結構之修改的側面圖,其中光導不存在且光編排模組與光放大模組係以並排接觸方式配置。
圖3W顯示根據本發明之某些實施例之圖3S之雷射模組結構之修改的側面圖,其中光導不存在且光編排模組與光放大模組係以並排接觸方式配置。
圖3X顯示根據本發明之某些實施例之圖3R之雷射模組結構之修改的側面圖,其中光導不存在且光編排模組與光放大模組係以垂直重疊接觸方式配置。
圖3Y顯示根據本發明之某些實施例之圖3X之雷射模組結構之修改的側面圖,其中光編排模組係延伸橫跨雷射源與光放大模組俾使光編排模組為雷射源與光放大模組中的每一者在雷射模組內的設置提供物理支撐。
圖4A顯示根據本發明之某些實施例之一雷射模組的結構圖。
圖4B顯示根據本發明之某些實施例之圖4A之雷射模組結構的側面圖。
圖4C顯示根據本發明之某些實施例之圖4B之雷射模組的側面圖,其中光導不存在。
圖4D顯示根據本發明之某些實施例之圖4C之雷射模組結構的側面圖,其中PLC與光放大模組之間的空的空間係被一構件覆蓋及/或密封。
圖4E顯示根據本發明之某些實施例之圖4A之雷射模組的側面圖,其中光導不存在且PLC與光放大模組係以並排接觸方式配置。
圖5A顯示根據本發明之某些實施例之一雷射模組之結構圖,其中光編排模組與光放大模組係共同在一相同的PLC中實施。
圖5B顯示根據本發明之某些實施例之圖5A之雷射模組結構的側面圖。
圖5C顯示根據本發明之某些實施例之圖5B之雷射模組結構的側面圖,其中光導不存在。
圖5D顯示根據本發明之某些實施例之圖5C之雷射模組結構的側面圖,其中雷射源與PLC之間的空的空間係被一構件覆蓋及/或密封。
圖5E顯示根據本發明之某些實施例之圖5A之雷射模組的側面圖,其中光導不存在且雷射源與PLC係以並排接觸方式配置。
圖6A顯示根據本發明之某些實施例之一雷射模組之結構圖,其中雷射源、光編排模組及放大模組係共同在一相同的PLC中實施。
圖6B顯示根據本發明之某些實施例之圖6A之雷射模組結構的側面圖。
圖7顯示根據本發明之某些實施例之光編排模組的一例示性實施例,其包含Nx1(極化維持)波長結合器與1xM(極化維持)寬頻功率分割器。
圖8顯示根據本發明之某些實施例之光編排模組的一例示性實施例,其包含陣列式的波導及寬頻功率分割器。
圖9顯示根據本發明之某些實施例之光編排模組的一例示性實施例,其包含階梯光柵及寬頻功率分割器。
圖10顯示根據本發明之某些實施例之光編排模組的一例示性實施例,其包含蝶形波導網路。
圖11顯示根據本發明之某些實施例之光編排模組的一例示性實施例,其包含星形耦合器。
圖12A顯示根據本發明之某些實施例之光編排模組的一例示性實施例,其包含諧振環陣列。
圖12B顯示根據本發明之諧振環陣列的詳細圖示。
圖13顯示根據本發明之某些實施例之PLC上之圖6A之雷射模組的一例示性實施例,其中施用編排模組以包含陣列式的波導及寬頻功率分割器。
圖14顯示根據本發明之某些實施例之PLC上之圖6A之雷射模組的一例示性實施例,其中施用編排模組以包含階梯光柵與寬頻功率分割器。
圖15顯示根據本發明之某些實施例之PLC上之圖6A之雷射模組的一例示性實施例,其中施用編排模組以包含蝶形波導網路。
圖16顯示根據本發明之某些實施例之PLC上之圖6A之雷射模組的一例示性實施例,其中施用編排模組以包含星形耦合器。
圖17顯示根據本發明之某些實施例之一雷射模組操作方法的流程圖。
圖18A顯示根據本發明之某些實施例之一例示性插入件裝置,其中基板及波導的功能係加以結合。
圖18B顯示根據本發明之某些實施例之插入件裝置的上結構圖以例示將晶粒/晶片相對於插入件裝置設置的彈性。
圖19顯示根據本發明之某些實施例之插入件裝置的平面方塊示圖,插入件裝置係作為MCM整合產品的一部分。
圖20A顯示根據本發明之某些實施例之插入件裝置的垂直橫剖面方塊圖,插入件裝置係作為MCM整合產品的一部分。
圖20B顯示根據本發明之某些實施例之插入件裝置的另一垂直橫剖面方塊圖,插入件裝置係作為MCM整合產品的一部分。
圖20C顯示根據本發明之某些實施例之插入件裝置的另一垂直橫剖面方塊圖,插入件裝置係作為MCM整合產品的一部分。
圖21顯示根據本發明之某些實施例之一例示性插入件裝置之上表面的等角視圖。
圖22顯示根據本發明之某些例示性實施例之圖21之例示性插入件裝置,其在空腔/凹陷內設有晶粒/晶片。
圖23A至23F顯示根據本發明之某些實施例之用以連接至插入件裝置的一整合性MT套圈。
圖24顯示根據本發明之某些實施例之貫穿雷射源之例示性垂直橫剖面。
圖25顯示根據本發明之某些實施例之在蝕刻平坦化層以顯露部分磊晶層(第三光子層)後圖24的垂橫剖面圖。
圖26顯示根據本發明之某些實施例之覆晶連接至插入件裝置之圖25之雷射源的垂直橫剖面圖。
圖27顯示根據本發明之某些實施例之一多晶片模組(MCM)製造方法的流程圖。
在下列的說明中列舉出許多特定細節以提供對本發明的全面瞭解。然而應明白,熟知本發明領域技術者可在缺乏部分或所有此些特定細節的情況下實施本發明。在其他情況中,不詳細說明已知的處理操作以免不必要地模糊本發明。
文中揭露雷射模組的各種實施例及相關的方法。設計及配置雷射模組,使其供給具有一或多波長的雷射光。應瞭解,文中所用之「波長」一詞係指電磁輻射的波長。又,文中所用之「光」一詞係指落在光數據通訊系統可使用之電磁譜之一部分內的電磁輻射。在某些實施例中,電磁譜的一部分包含
波長範圍自約1100奈米延伸至約1565奈米(涵蓋電磁譜之O-頻段至C-頻段且包含端點)之波長的光。然而應瞭解,文中所指之電磁譜的一部分可包含波長小於1100奈米或大於1565奈米之的光,只要經由光之調制/去調制編碼、傳輸及解編數位數據之光數據通訊系統能使用此類光。在某些實施例中,在光數據通訊系統中所用的光具有電磁譜之近紅外紅部分中的波長。又,文中所用之「雷射光束」一詞係指雷射裝置所產生之光束。應瞭解,可限制雷射光束使其在光導如(但不限於)光纖平面光波電路(PLC)內之光導中傳播。在某些實施例中,雷射光束為極化的。又,在某些實施例中,一特定雷射光束之光具有單一波長,其中單一波長可指實質上一波長或可指光數據通訊系統可識別及處理之彷彿可視為是單一波的窄頻波長。
圖1A顯示根據本發明之某些實施例之雷射模組100A的結構圖。雷射模組100A包含雷射源102及光編排模組107。雷射源102係用以產生及輸出複數雷射光束,即,(N)雷射光束。複數雷射光束彼此具有不同波長(λ1-λN),其中不同波長(λ1-λN)對一光數據通訊系統而是是可分辨的。在某些實施例中,雷射源102包含用以分別產生複數(N)雷射光束的複數雷射103-1至103-N,其中雷射103-1至103-N中的每一者分別產生及輸出不同波長(λ1-λN)中之一對應波長的雷射光束。複數雷射103-1至103-N所產生之每一雷射光束分別被提供至雷射源102之各個光輸出接口104-1至104-N以自雷射源102傳輸。在某些實施例中,複數雷射103-1至103-N中的每一者皆為用以產生不同波長(λ1-λN)中之一特定波長處之雷射光的一分佈回饋雷射。在某些實施例中,雷射源102可被定義為一分離的元件如一分離的晶片。然而在其他實施例中,雷射源102可被整合於除了雷射源102外尚包含其他元件之一晶片上之平面光波電路(PLC)內。
在圖1A之例示性實施例中,雷射源102被定義為附接至基板110如電子封裝基板的一分離元件。在各種實施例中,基板110可為有機基板或陶瓷基板、或其上可安裝電子裝置及/光電裝置及/或光導及/或光纖(複數光纖)/光纖帶(複數光纖帶)之基本上任何其他類型的基板。例如,在某些實施例中,基板110可為磷化銦(III-V)基板。或在另一實例中,基板110可為Al2O3結構。應瞭解,在各種實施例中,雷射源102可實質上利用任何已知的電子封裝處理如覆晶接合附接/安裝至基板110,電子封裝處理可選擇性地包含在雷射源102與基板110之間設置球柵陣列(BGA)、凸塊、焊料、底填料及/或其他成分(複數成分)且包含接合技術如質量回流、熱壓接合(TCB)、或實質上任何其他適合的接合技術。在各種實施例中,基板110可為矽、矽插入件裝置、玻璃、或其他適合的基板。
光編排模組107係用以在光編排模組107之複數對應光輸入接口108-1至108-N處接收來自雷射源102之具有不同波長(λ1-λN)的複數雷射光束。光編排模組107係亦用以將複數雷射光束中之每一光束的一部分分配至光編排模組107之複數光輸出接口109-1至109-M中的每一者,其中(M)為光編排模組107之光輸出接口的數目。光編排模組107操作以分配複數雷射光束,俾使複數雷射光束之所有不同波長(λ1-λN)被提供至光編排模組107之複數光輸出接口109-1至109-M中的每一者。因此應瞭解,如圖1A中所示,光編排模組107操作以將具有不同波長(λ1-λN)之複數雷射光束的光提供至光編排模組107之光輸出接口109-1至109-M的每一者。以此方式,對於雷射模組100A而言,光編排模組107之光輸出接口109-1至109-M中的每一者提供複數多波長雷射輸出MWL-1至MWL-M中的一對應者。
在某些實施例中,光編排模組107係用以維持光編排模組107之複數光輸入接口108-1至108-N與光編排模組107之複數光輸出接口109-1至
109-M之間之複數雷射光束中之每一光束的極化。又,在某些實施例中,光編排模組107之配置俾使光編排模組107之複數光輸出接口109-1至109-M中的每一者接收複數雷射光束中任何一特定光束之五倍內的類似光學功率量。換言之,在某些實施例中,光編排模組107提供給光輸出接口109-1至109-M中之一特定接口之特定波長(即不同波長(λ1-λN)中之一波長)之光的量係等於五倍之內光編排模組107提供給光輸出接口109-1至109-M中之其他接口之特定波長之光的量。應瞭解,上述之五倍為一例示性實施例。在其他實施例中,可將上述之五倍改變為兩倍、三倍、四倍或六倍等或介於或小於或大於之任何其他值。應瞭解,光編排模組107可用以控制光編排模組107之光輸出接口109-1至109-M中每一者提供之特定波長之光的量,因此可用以控制光編排模組107之光輸出接口109-1至109-M中每一者提供之特定波長之光之量的均勻度。
在圖1A的例示性實施例中,光編排模組107被定義為附接至基板110的分離元件。因此應瞭解,在雷射模組100A的例示性實施例中,雷射源102與光編排模組107為實體分離的元件。應瞭解,在各種實施例中,光編排模組107可實質上利用任何已知的電子封裝處理附接/安裝至基板110。又,在某些實施例中,光編排模組107被配置為非電子元件如被動元件且可利用不涉及在光編排模組107與基板110間建立電接觸的技術如利用環氧樹脂或其他類型的黏著材料附接/安裝至基板110。在某些實施例中,光編排模組107可整合至包含除了光編排模組107外之其他元件之晶片上的PLC內,而非被定義為一分離元件。在某些實施例中,光編排模組107與雷射源102兩者可在一相同的PLC內實施。
雷射源102係與光編排模組107對準以引導自雷射源102之光輸出104-1至104-N傳輸的複數雷射光束分別進入光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N的對應者。在某些實施例中,光編排模組107係與雷射源102分
離。在某些實施例中,光編排模組107係與雷射源102接觸。又,在某些實施例中,光編排模組107的一部分與雷射源102的一部分在位置上重疊。在圖1A所示之雷射模組100A之例示性實施例中,光編排模組107係與雷射源102分離且光導105係位於雷射源102與光編排模組107之間。光導105係用以將來自雷射源102的複數雷射光束引導至光編排模組107之複數光輸入接口108-1至108-N的對應者,如線106-1至106-N所示。
在各種實施例中,光導105實質上可由任何材料所形成,只要光能經由此材料自光導105上之入口位置傳輸到光導105之出口位置。例如,在各種實施例中,光導105尤其可由玻璃、SiN、SiO2、氧化鍺及/或二氧化矽所形成。在某些實施例中,光導105係用以維持雷射源102與光編排模組107之間之複數雷射光束的極化。在某些實施例中,光導105包含(N)光傳輸通道,其中每一光傳輸通道係自雷射源102之光輸出接口104-1至104-N中的一對應者延伸至光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N的一對應者。在某些實施例中,光導105之(N)光傳輸通道中的每一通道在垂直雷射光束傳播方向(即如圖1A所示垂直於x方向)的平面上有實質上矩形的橫剖面,其作用在於在雷射源102傳播至光編排模組107時維持雷射光束的極化。
在圖1A之例示性實施例中,光導105被定義為附接至基板110的分離元件。因此應瞭解,在雷射模組100A的例示性實施例中,雷射源102、光導105及光編排模組107為實體分離的元件。應瞭解,在各種實施例中,光導105可實質上利用任何已知的電子封裝處理附接/安裝至基板110。又,在某些實施例中,光導105被配置為非電子元件如被動元件且可利用不涉及在光導105與基板110間建立電接觸的技術如利用環氧樹脂或其他類型的黏著材料附接/安裝至基板110。在某些實施例中,光導105可整合至包含除了光導105外之其他
元件之晶片上的PLC內,而非被定義為一分離元件。在某些實施例中,雷射源102、光導105及光編排模組107可在一相同的PLC內實施。
在某些實施例中,雷射模組100A包含設置在雷射源102鄰近的熱分散元件。熱分散元件係用以分散複數雷射103-1至103-N的熱輸出以在複數雷射103-1至103-N之間提供溫度相依之波長漂移的實質均勻度。在某些實施例中,熱分散元件係包含於雷射源102內。在某些實施例中,熱分散元件係包含於基板110內。在某些實施例中,熱分散元件之形成有別於雷射源102、光編排模組107及基板110每一者。在某些實施例中,熱分散元件係包含於光編排模組107內且光編排模組107之熱分散元件部分係與雷射源102實體重疊。在某些實施例中,熱分散元件係包含於光導105內且光導105之熱分散元件部分係與雷射源102實體重疊。在各種實施例中,熱分散元件係由導熱材料如金屬材料形成。在某些實施例中,熱分散元件可包含用以使熱自複數雷射103-1至103-N主動傳輸離開的元件如熱電冷卻元件。又,在某些實施例中,熱分散元件係形成具有充分的大質量俾以具有將熱自雷射源102之複數雷射103-1至103-N發散之熱沉的功能。
圖1B顯示根據本發明之某些實施例之雷射模組100A的側面圖,其中光導105存在。在圖1B之實施例中,雷射源102及光編排模組107係以實質上共平面之方式設置於基板110上俾使雷射源102之光輸出接口104-1至104-N係分別與光編排模組107的光輸入接口108-1至108-N水平對準,俾以在雷射源102之光輸出接口104-1至104-N處或在光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N處不需要轉動雷射光束。
圖1C顯示根據本發明之某些實施例之雷射模組100A的側面圖,其中光導105不存在。在圖1C之實施例中,雷射源102及光編排模組107係以實質上共平面之方式設置於基板110上俾使雷射源102之光輸出接口104-1至
104-N係分別與光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N水平對準,俾以在雷射源102之光輸出接口104-1至104-N處或在光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N處不需要轉動雷射光束。在圖1C之實施例中,雷射源102之光輸出接口104-1至104-N與光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N之間存在空的空間。因此在圖1C之實施例中,自雷射源102輸出之雷射光束行經通過雷射源102與光編排模組107間之空的空間的各別直線路徑。
圖1D顯示根據本發明之某些實施例之圖1C之雷射模組100A結構的側面圖,其中雷射源102與光編排模組107之間的空的空間係被一構件111覆蓋及/或密封。在各種實施例中,構件111可為在封裝期間設置之另一晶片、或在封裝期間設置之另一材料、或可為雷射源102的一整合部件、或可為光編排模組107的一整合部件。
圖1E顯示根據本發明之某些實施例之雷射模組100A的側面圖,其中光導105不存在且雷射源102與光編排模組107係以並排接觸方式配置。在圖1E之例示性雷射模組100A的結構中,雷射源102及光編排模組107係以實質上共平面之方式設置於基板110上,俾使雷射源102之光輸出接口104-1至104-N係分別與光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N水平對準,俾以在雷射源102之光輸出接口104-1至104-N處或在光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N處不需要轉動雷射光束。
圖1F顯示根據本發明之某些實施例之雷射模組100A的側面圖,其中光導105不存在且雷射源102與光編排模組107係以垂直重疊接觸方式配置。在圖1F之例示性雷射模組100A的結構中,基板110係用以支撐雷射源102及光編排模組107兩者。在圖1F之例示性雷射模組100A的結構中,雷射源102之光輸出接口104-1至104-N係分別與光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N垂直對準,俾以在雷射源102之光輸出接口104-1至104-N處及在光編排
模組107之光輸入接口108-1至108-N處完成雷射光束的轉動。圖1G顯示根據本發明之某些實施例之圖1F之雷射模組100A之結構的側面圖,其中光編排模組107係延伸橫跨雷射源102俾使光編排模組107為雷射源102在雷射模組100A內的設置提供物理支撐。在圖1G之例示性雷射模組100A的結構中,若光編排模組107之形成具有足以物理支撐其本身及雷射源102的充分機械強度,則可省略基板110。
圖2A顯示根據本發明之某些實施例之雷射模組100B的結構圖。雷射模組100B包含在一相同之PLC 200內實施的雷射源102A及光編排模組107A。雷射源102A之功能基本上與上面針對雷射模組100A所述之雷射源102的功能相同。光編排模組107A之功能基本上與上面針對雷射模組100A所述之光編排模組107的功能相同。圖2B顯示根據本發明之某些實施例之PLC 200的側面圖。在PLC 200中,雷射源102A與光編排模組107A係以彼此整合的方式實施,俾以在毋須使複數雷射103-1至103-N所產生之雷射光束201-1至201-N分別通過光輸出接口與光輸入接口的情況下將雷射光束201-1至201-N引導至光編排模組107A中。又,在PLC 200中,由於雷射源102A與光編排模組107A間的光學整合,故不需要分離的光導105。
在某些實施例中,雷射源102產生在不同波長(λ1-λN)下具有充分功率的複數雷射光束俾使多波長雷射輸出MWL-1至MWL-M自光編排模組107/107A輸出並具有用於光數據通訊中的充分功率。然而在某些實施例中,由於雷射源102輸出功率之限制及/或由於光導105及/或光編排模組107中之光學損失,自光編排模組107/107A輸出的多波長雷射輸出MWL-1至MWL-M不具有用於光數據通訊中的充分功率。因此在某些實施例中,自光編排模組107/107A輸出的多波長雷射輸出MWL-1至MWL-M在用於光數據通訊前需要被光學放大。
多波長雷射輸出MWL-1至MWL-M中的每一者可利用光放大器光學放大。在各種實施例中,光放大器可直接在雷射模組內實施。
圖3A顯示根據本發明之某些實施例之雷射模組100C的結構圖,雷射模組100C包含雷射源102、光編排模組107及光放大模組303。雷射源102之配置基本上與上面針對雷射模組100A所述者相同。又,光編排模組107之配置基本上與上面針對雷射模組100A所述者相同。又,在某些實施例中,雷射模組100C可包含位於雷射源102與光編排模組107之間的光導105,其中光導105之配置方式係與前面針對雷射模組100A所述之方式相同。
光放大模組303係用以在光放大模組303之複數對應光輸入接口304-1至304-M處接收來自光編排模組107之複數對應光輸出接口109-1至109-M複數接收多波長雷射輸出MWL-1至MWL-M。光放大模組303包含複數光放大器305-1至305-M分別用以放大在光放大模組303之複數光輸入接口304-1至304-M處接收的複數多波長雷射輸出MWL-1至MWL-M。在各種實施例中,複數光放大器305-1至305-M尤其可被定義為一或多個半導體光放大器、摻雜鉺/鐿之光纖放大器、拉曼放大器。光放大器305-1至305-M係配置且光學連接以分別對光放大模組303之複數光輸出接口306-1至306-M提供複數多波長雷射輸出AMWL-1至AMWL-M的經放大版本。以此方式,對於雷射模組100C而言,光放大模組303之光輸出接口306-1至306-M中的每一者提供複數經放大之多波長雷射輸出AMWL-1至AMWL-M中的一對應者。在某些實施例中,光放大模組303係用以維持光放大模組303之複數光輸入接口304-1至304-M與光放大模組303之複數光輸出接口306-1至306-M之間之複數雷射光束中之每一光束的極化。
在圖3A之例示性實施例中,光放大模組303被定義為附接至基板110的分離元件。因此應瞭解,在雷射模組100C的例示性實施例中,雷射源
102、光編排模組107及光放大模組303為實體分離的元件。應瞭解,在各種實施例中,光放大模組303可實質上利用任何已知的電子封裝處理如覆晶接合附接/安裝至基板110,電子封裝處理可選擇性地包含在光放大模組303與基板110之間設置球柵陣列(BGA)、凸塊、焊料、底填料及/或其他成分(複數成分)且包含接合技術如質量回流、熱壓接合(TCB)、或實質上任何其他適合的接合技術。
光編排模組107係與光放大模組303對準以引導多波長雷射輸出MWL-1至MWL-M進入光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M中的對應者。在某些實施例中,光放大模組303係與光編排模組107分離。在某些實施例中,光放大模組303係與光編排模組107接觸。又,在某些實施例中,光放大模組303的一部分係與光編排模組107之一部分及/或雷射源102的一部分重疊。在雷射模組100C的例示性實施例中,如圖3A中所示,光放大模組303之位置係與光編排模組107分離且光導301係位於光編排模組107與光放大模組303之間。光導301係用以將來自光編排模組107之複數多波長雷射輸出MWL-1至MWL-M引導至光放大模組303之複數光輸入接口304-1至304-M中的對應者中。
在各種實施例中,光導301實質上可由任何材料所形成,只要光能經由此材料自光導301上之入口位置傳輸到光導301之出口位置。例如,在各種實施例中,光導301尤其可由玻璃、SiN、SiO2、氧化鍺及/或二氧化矽所形成。在某些實施例中,光導301係用以維持光編排模組107與光放大模組303之間之複數多波長雷射輸出MWL-1至MWL-M的極化。在某些實施例中,光導301包含(M)光傳輸通道,其中每一光傳輸通道係自光編排模組107之光輸出接口109-1至109-M中的一對應者延伸至光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M的一對應者。在某些實施例中,光導301之(M)光傳輸通道中的每一通道在垂直多波長雷射輸出之傳播方向(即如圖3A所示垂直於x方向)的平面上有實
質上矩形的橫剖面,其作用在於在多波長雷射輸出自光編排模組107傳播至光放大模組303時維持多波長雷射輸出的極化。
在圖3A之例示性實施例中,光導301被定義為附接至基板110的分離元件。因此應瞭解,在雷射模組100C的例示性實施例中,雷射源102、光導105、光編排模組107、光導301及光放大模組303為實體分離的元件。應瞭解,在各種實施例中,光導301可實質上利用任何已知的電子封裝處理附接/安裝至基板110。又,在某些實施例中,光導301被配置為非電子元件如被動元件且可利用不涉及在光導301與基板110間建立電接觸的技術如利用環氧樹脂或其他類型的黏著材料附接/安裝至基板110。在某些實施例中,光導301可整合至包含除了光導301外之其他元件之晶片上的PLC內,而非被定義為一分離元件。在某些實施例中,雷射源102、光導105、光編排模組107、光導301及光放大模組303中的兩或更多者可在一相同的PLC內實施。
圖3B顯示根據本發明之某些實施例之雷射模組100C的側面圖,其中光導105存在且光導301存在。在圖3B之實施例中,雷射源102與光編排模組107與光放大模組303係以實質上共平面之方式設置於基板110上,俾使雷射源102之光輸出接口104-1至104-N係分別與光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N水平對準且俾使光編排模組107之光輸出接口109-1至109-M分別與光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M水平對準。以此方式,在圖3B之例示性實施例中,在雷射源102之光輸出接口104-1至104-N處或在光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N處或在光編排模組107之光輸出接口109-1至109-M處或在光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M處不需要轉動雷射光束。
圖3C顯示根據本發明之某些實施例之雷射模組100C的側面圖,其中光導105存在且光導301不存在。在圖3C之實施例中,雷射源102與光編
排模組107與光放大模組303係以實質上共平面之方式設置於基板110上,俾使雷射源102之光輸出接口104-1至104-N係分別與光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N水平對準且俾使光編排模組107之光輸出接口109-1至109-M分別與光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M水平對準。以此方式,在圖3C之例示性實施例中,在雷射源102之光輸出接口104-1至104-N處或在光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N處或在光編排模組107之光輸出接口109-1至109-M處或在光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M處不需要轉動雷射光束。在圖3C之實施例中,在光編排模組107之光輸出接口109-1至109-M與光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M之間存在一空的空間。因此在圖3C之實施例中,多波長雷射輸出MWL-1至MWL-M行經通過光編排模組107與光放大模組303間之空的空間的各別直線路徑。圖3D顯示根據本發明之某些實施例之圖3C之雷射模組100C之結構的側面圖,其中光編排模組107與光放大模組103之間的空的空間係被一構件307覆蓋及/或密封。在各種實施例中,構件307可為在封裝期間設置之另一晶片、或在封裝期間設置之另一材料、或可為雷射源光導105的一整合部件、或光放大模組303的一整合部件。
圖3E顯示根據本發明之某些實施例之雷射模組100C的側面圖,其中光導105存在且光導301不存在且光編排模組107與光放大模組303係以並排接觸方式配置。在圖3E之例示性雷射模組100C的結構中,光編排模組107與光放大模組303係以實質上共平面之方式設置於基板110上,俾使光編排模組107之光輸出接口109-1至109-M分別與光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M水平對準,俾以在光編排模組107之光輸出接口109-1至109-M處或在光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M處不需要轉動雷射光束。
圖3F顯示根據本發明之某些實施例之雷射模組100C的側面圖,其中光導301不存在且光編排模組107與光放大模組303係以垂直重疊接觸方式
配置。在圖3F之例示性雷射模組100C的結構中,基板110係用以支撐雷射源102、光導105、光編排模組107及光放大模組303中的每一者。在圖3F之例示性雷射模組100C的結構中,光編排模組107之光輸出接口109-1至109-M係分別與光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M垂直對準,俾以在光編排模組107之光輸出接口109-1至109-M處及在光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M處完成雷射光束之轉動。
圖3G顯示根據本發明之某些實施例之圖3F之雷射模組100C之結構的側面圖,其中光放大模組303係延伸橫跨光編排模組107、光導105及電射源102俾使光放大模組303為光編排模組107、光導105及雷射源102中的每一者在雷射模組100C內的設置提供物理支撐。在圖3G之例示性雷射模組100C的結構中,若光放大模組303之形成具有足以物理支撐其本身及光編排模組107、光導105及雷射源102每一者的充分機械強度,則可省略基板110。
圖3H顯示根據本發明之某些實施例之圖3B之雷射模組100C之結構之修改的側面圖,其中光導105不存在。以此方式,圖3H之雷射模組100C的結構表現出圖3B之雷射模組100C之修改以具有相關於上述之圖1C之雷射模組100A之缺乏光導105的特徵。
圖3I顯示根據本發明之某些實施例之圖3C之雷射模組100C之結構之修改的側面圖,其中光導105不存在。以此方式,圖3I之雷射模組100C的結構表現出圖3C之雷射模組100C之修改以具有相關於上述之圖1C之雷射模組100A之缺乏光導105的特徵。
圖3J顯示根據本發明之某些實施例之圖3E之雷射模組100C之結構之修改的側面圖,其中光導105不存在。以此方式,圖3J之雷射模組100C的結構表現出圖3E之雷射模組100C之修改以具有相關於上述之圖1C之雷射模組100A之缺乏光導105的特徵。
圖3K顯示根據本發明之某些實施例之圖3F之雷射模組100C之結構之修改的側面圖,其中光導105不存在。以此方式,圖3K之雷射模組100C的結構表現出圖3F之雷射模組100C之修改以具有相關於上述之圖1C之雷射模組100A之缺乏光導105的特徵。
圖3L顯示根據本發明之某些實施例之圖3G之雷射模組100C之結構之修改的側面圖,其中光導105不存在。以此方式,圖3L之雷射模組100C的結構表現出圖3G之雷射模組100C之修改以具有相關於上述之圖1C之雷射模組100A之缺乏光導105的特徵。
圖3M顯示根據本發明之某些實施例之圖3B之雷射模組100C之結構之修改的側面圖,其中雷射源102與光編排模組107係以並排接觸方式配置。以此方式,圖3M之雷射模組100C的結構表現出圖3B之雷射模組100C之修改以具有相關於上述之圖1E之雷射模組100A之雷射源102與光編排模組107以並排接觸方式設置的特徵。
圖3N顯示根據本發明之某些實施例之圖3C之雷射模組之結構之修改的側面圖,其中雷射源102與光編排模組107係以並排接觸方式配置。以此方式,圖3N之雷射模組100C的結構表現出圖3C之雷射模組100C之修改以具有相關於上述之圖1E之雷射模組100A之雷射源102與光編排模組107以並排接觸方式設置的特徵。
圖3O顯示根據本發明之某些實施例之圖3E之雷射模組100C之結構之修改的側面圖,其中雷射源102與光編排模組107係以並排接觸方式配置。以此方式,圖3O之雷射模組100C的結構表現出圖3E之雷射模組100C之修改以具有相關於上述之圖1E之雷射模組100A之雷射源102與光編排模組107以並排接觸方式設置的特徵。
圖3P顯示根據本發明之某些實施例之圖3F之雷射模組100C之結構之修改的側面圖,其中雷射源102與光編排模組107係以並排接觸方式配置。以此方式,圖3P之雷射模組100C的結構表現出圖3F之雷射模組100C之修改以具有相關於上述之圖1E之雷射模組100A之雷射源102與光編排模組107以並排接觸方式設置的特徵。
圖3Q顯示根據本發明之某些實施例之圖3G之雷射模組100C之結構之修改的側面圖,其中雷射源102與光編排模組107係以並排接觸方式配置。以此方式,圖3Q之雷射模組100C的結構表現出圖3G之雷射模組100C之修改以具有相關於上述之圖1E之雷射模組100A之雷射源102與光編排模組107以並排接觸方式設置的特徵。
圖3R顯示根據本發明之某些實施例之圖3B之雷射模組100C之結構之修改的側面圖,其中雷射源102與光編排模組107係以垂直重疊接觸方式配置。以此方式,圖3R之雷射模組100C的結構表現出圖3B之雷射模組100C之修改以具有相關於上述之圖1F之雷射模組100A之雷射源102與光編排模組107以垂直重疊接觸方式設置的特徵。
圖3S顯示根據本發明之某些實施例之圖3R之雷射模組100C之結構之修改的側面圖,其中光編排模組107延伸橫跨雷射源102、光導301及光放大模組303。在圖3S之雷射模組100C之結構中,光編排模組107提供設置雷射源102、光導301及光放大模組303的物理支撐。在圖1S之例示性雷射模組100C的結構中,若光編排模組107之形成具有足以物理支撐其本身及雷射源102、光導301及光放大模組303每一者的充分機械強度,則可省略基板110。
圖3T顯示根據本發明之某些實施例之圖3R之雷射模組300C之結構之修改的側面圖,其中光導301不存在。以此方式,圖3T之雷射模組100C
的結構表現出圖3R之雷射模組100C之修改以具有相關於上述之圖3C之雷射模組100A之缺乏光導301的特徵。
圖3U顯示根據本發明之某些實施例之圖3S之雷射模組100C之結構之修改的側面圖,其中光導301不存在。以此方式,圖3U之雷射模組100C的結構表現出圖3S之雷射模組100C之修改以具有相關於上述之圖3C之雷射模組100A之缺乏光導301的特徵。
圖3V顯示根據本發明之某些實施例之圖3T之雷射模組100C之結構之修改的側面圖,其中光導301不存在且光編排模組107與光放大模組303係以並排接觸方式配置。以此方式,圖3V之雷射模組100C的結構表現出圖3T之雷射模組100C之修改以具有相關於上述之圖3E之雷射模組100A之缺乏光導301的特徵及光編排模組107與光放大模組303以並排接觸方式設置的特徵。
圖3W顯示根據本發明之某些實施例之圖3S之雷射模組100C之結構之修改的側面圖,其中光導301不存在且光編排模組107與光放大模組303係以並排接觸方式配置。以此方式,圖3W之雷射模組100C之結構表現出圖3S之雷射模組100C之修改以具有相關於上述之圖3E之雷射模組100A之缺乏光導301的特徵及光編排模組107與光放大模組303以並排接觸方式設置的特徵。
圖3X顯示根據本發明之某些實施例之圖3R之雷射模組100C之結構之修改的側面圖,其中光導301不存在且光編排模組107與光放大模組303係以垂直重疊接觸方式配置。以此方式,圖3X之雷射模組100C的結構表現出圖3R之雷射模組100C之修改以具有相關於上述之圖3F之雷射模組100A之缺乏光導301的特徵及光編排模組107與光放大模組303以垂直重疊接觸方式設置的特徵。
圖3Y顯示根據本發明之某些實施例之圖3X之雷射模組100C之結構之修改的側面圖,其中光編排模組107係延伸橫跨雷射源102與光放大模組
303俾使光編排模組107為雷射源102與光放大模組303中的每一者在雷射模組100C內的設置提供物理支撐。在圖3Y之例示性雷射模組100C的結構中,若光編排模組107之形成具有足以物理支撐其本身及雷射源102及光放大模組303每一者的充分機械強度,則可省略基板110。
圖4A顯示根據本發明之某些實施例之雷射模組100D的結構圖。雷射模組100D包含如針對圖2A所述在一相同之PLC 200內實施之雷射源102A及光編排模組107A。雷射模組100D亦包含如針對圖3A所述之光導301及光放大模組303。在某些實施例中,PLC 200、光導301及光放大模組303係設置於基板110上。應瞭解,雷射模組100D之配置俾使其將來自PLC 200內之光編排模組107A之光輸出接口109-1至109-M之複數多波長雷射輸出MWL-1至MWL-M分別引導至光放大模組303之複數光輸入接口304-1至304-M的對應者中。
圖4B顯示根據本發明之某些實施例之圖4A之雷射模組100D之結構的側面圖。在圖4B之雷射模組100D的結構中,PLC 200與光放大模組303係以實質上共平面之方式設置於基板110上俾使光編排模組107A之光輸出接口109-1至109-M分別與光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M水平對準,俾以在光編排模組107A之光輸出接口109-1至109-M處或在光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M處不需要轉動雷射光束。
圖4C顯示根據本發明之某些實施例之圖4B之雷射模組100D之的側面圖,其中光導301不存在。在圖4C之實施例中,PLC 200與光放大模組303係以實質上共平面之方式設置於基板110上俾使光編排模組107A之光輸出接口109-1至109-M分別與光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M水平對準,俾以在光編排模組107A之光輸出接口109-1至109-M處或在光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M處不需要轉動雷射光束。在圖4C之實施例中,
光編排模組107A之光輸出接口109-1至109-M與光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M之間存在一空的空間。因此在圖4C之實施例中,自PLC 200輸出之雷射光束行經通過PLC 200與光放大模組303間之空的空間的各別直線路徑。圖4D顯示根據本發明之某些實施例之圖4C之雷射模組100D之結構的側面圖,其中PLC 200與光放大模組303之間的空的空間係被構件401覆蓋及/或密封。在各種實施例中,構件401可為在封裝期間設置之另一晶片、或在封裝期間設置之另一材料、或可為PLC 200的一整合部件、或光放大模組303的一整合部件。
圖4E顯示根據本發明之某些實施例之圖4A之雷射模組100D的側面圖,其中光導301不存在且PLC 200與光放大模組303係以並排接觸方式配置。在圖4E之實施例中,PLC 200與光放大模組303係以實質上共平面之方式設置於基板110上俾使光編排模組107A之光輸出接口109-1至109-M分別與光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M水平對準,俾以在光編排模組107A之光輸出接口109-1至109-M處或在光放大模組303之光輸入接口304-1至304-M處不需要轉動雷射光束。
圖5A顯示根據本發明之某些實施例之雷射模組100E之結構圖,其中光編排模組107B與光放大模組303A係共同在一相同的PLC 503中實施。光編排模組107B之功能係實質上與上面針對雷射模組100A所述之光編排模組107的功能相同。光放大模組303A之功能係實質上與上面針對雷射模組100C所述之光放大模組303的功能相同。在PLC 503中,光編排模組107B與光放大模組303A係以彼此整合的方式實施,俾以在光編排模組107B所提供之複數多波長雷射輸出MWL-1至MWL-M不需行經光輸出接口與光輸入接口(分別由線501-1至501-M所示)的情況下被引導進入光放大模組303A中。又,在PLC 503中,由於光編排模組107B與光放大模組303A之間的光學整合,因此不需要分
離的光導301。在雷射模組100E的某些實施例中,雷射源102、光導105及PLC503係設置於基板110上。應瞭解,雷射模組100E之配置俾使來自雷射源102之光輸出接口104-1至104-N的複數雷射光束被引導至PLC 503內之光編排模組107之複數光輸入接口108-1至108-NB中的對應者。
圖5B顯示根據本發明之某些實施例之圖5A之雷射模組100E之結構的側面圖。在圖5B之雷射模組100E的結構中,PLC 503與雷射源102係以實質上共平面之方式設置於基板110上俾使雷射源102之光輸出接口104-1至104-N係分別與光編排模組107B之光輸入接口108-1至108-N水平對準,俾以在雷射源102之光輸出接口104-1至104-N處或在光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N處不需要轉動雷射光束。
圖5C顯示根據本發明之某些實施例之圖5B之雷射模組100E之結構的側面圖,其中光導105不存在。在圖5C之實施例中,PLC 503與雷射源102係以實質上共平面之方式設置於基板110上俾使雷射源102之光輸出接口104-1至104-N係分別與光編排模組107B之光輸入接口108-1至108-N水平對準,俾以在雷射源102之光輸出接口104-1至104-N處或在光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N處不需要轉動雷射光束。在圖5C之實施例中,雷射源102之光輸出接口104-1至104-N與光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N之間存在空的空間。因此在圖5C之實施例中,自雷射源102輸出之雷射光束行經通過雷射源102與PLC 503間之空的空間的各別直線路徑。圖5D顯示根據本發明之某些實施例之圖5C之雷射模組100E之結構的側面圖,其中雷射源102與PLC 503之間的空的空間係被構件505覆蓋及/或密封。在各種實施例中,構件505可為在封裝期間設置之另一晶片、或在封裝期間設置之另一材料、或可為PLC 503的一整合部件、或可為雷射源102的一整合部件。
圖5E顯示根據本發明之某些實施例之雷射模組100E的側面圖,其中光導105不存在且雷射源102與PLC 503係以並排接觸方式配置。在圖5E之實施例中,雷射源102與PLC 503係以實質上共平面之方式設置於基板110上,俾使雷射源102之光輸出接口104-1至104-N係分別與光編排模組107B之光輸入接口108-1至108-N水平對準,俾以在雷射源102之光輸出接口104-1至104-N處或在光編排模組107之光輸入接口108-1至108-N處不需要轉動雷射光束。
圖6A顯示根據本發明之某些實施例之雷射模組100F之結構圖,其中雷射源102A、光編排模組107C及放大模組303A係共同在一相同的PLC 601中實施。雷射源102A之功能係實質上與上面針對雷射模組100A所述之雷射源102的功能相同。光編排模組107C之功能係實質上與上面針對雷射模組100A所述之光編排模組107的功能相同。光放大模組303A之功能係實質上與上面針對雷射模組100C所述之光放大模組303的功能相同。在PLC 601中,雷射源102A與光編排模組107C係以彼此整合的方式實施,俾以在複數雷射103-1至103-N所產生之雷射光束201-1至201-N不需分別行經光輸出接口與光輸入接口的情況下被引導進入光編排模組107C中。又,在PLC 601中,由於雷射源102A與光編排模組107C之間的光學整合,因此不需要分離的光導105。又,在PLC 601中,光編排模組107C與光放大模組303A係以彼此整合的方式實施,俾以在光編排模組107C所提供之複數多波長雷射輸出MWL-1至MWL-M不需行經光輸出接口與光輸入接口(分別由線501-1至501-M所示)的情況下被引導進入光放大模組303A中。又,在PLC 601中,由於光編排模組107C與光放大模組303A之間的光學整合,因此不需要分離的光導301。圖6B顯示根據本發明之某些實施例之圖6A之雷射模組100F之結構的側面圖。
應瞭解,提供文中所揭露之雷射源102/102A、光導105/301、光編排模組107/107A/107B/107C及光放大模組303/303A中之每一者的幾何圖示用以例示性地簡單說明本發明。在各種實施例中,雷射源102/102A、光導105/301、光編排模組107/107A/107B/107C及光放大模組303/303A中的每一者可具有形成期望形狀與尺寸之光電裝置所需之實質上任何幾何形狀。在某些實施例中,雷射源102/102A、光導105/301、光編排模組107/107A/107B/107C及光放大模組303/303A中的一或多者可配置具有實質上平面的幾何形狀。在某些實施例中,雷射源102/102A、光導105/301、光編排模組107/107A/107B/107C及光放大模組303/303A中的一或多者可配置具有三維變化的幾何形狀即非簡單矩形棱鏡的形狀。又,應瞭解,在各種實施例中,雷射源102/102A、光導105/301、光編排模組107/107A/107B/107C及光放大模組303/303A中的每一者在相關之座標系統的任何參考方向即在笛卡兒坐標系的x方向、y方向及z方向中可具有不同的量測到尺寸。
圖7顯示根據本發明之某些實施例之光編排模組107/107A/107B/107C的一例示性實施例,其包含Nx1(極化維持)波長結合器701與1xM(極化維持)寬頻功率分割器705。波長結合器701係用以將在光輸入接口108-1至108-N處接收到的複數雷射光束結合成為一多波長雷射光束,多波長雷射光束係自波長結合器701經由光導703傳輸至寬頻功率分割器705。寬頻功率分割器705係用以將多波長雷射光束之總功率的複數部分分配至光編排模組107/107A/107B/107C之複數光輸出接口109-1至109-M中的每一者。
圖8顯示根據本發明之某些實施例之光編排模組107/107A/107B/107C的一例示性實施例,其包含陣列式的波導801及寬頻功率分割器805。在圖8的實例中,陣列式的波導801為16對1之陣列式波導。然而應瞭解,在各種實施例中,陣列式的波導801可用以接收任何數目(N)之光輸
入。又,在圖8的實例中,寬頻功率分割器805為1對16之16寬頻功率分割器。然而應瞭解,在各種實施例中,寬頻功率分割器805可用以輸出任何數目(M)之光輸出。陣列式的波導801係用以將光輸入接口108-1至108-16處接收到的複數雷射光束結合成為一多波長雷射光束,多波長雷射光束係自陣列式的波導801經由光導803傳輸至寬頻功率分割器805。寬頻功率分割器805係用以將多波長雷射光束之總功率的複數部分分配至光編排模組107/107A/107B/107C之複數光輸出接口109-1至109-16中的每一者。
圖9顯示根據本發明之某些實施例之光編排模組107/107A/107B/107C的一例示性實施例,其包含階梯光柵901及寬頻功率分割器905。在圖8之實例中,階梯光柵901為16對1的光柵。然而應瞭解,在各種實施例中,階梯光柵901可用以接收任何數目(N)之光輸入。又,在圖9之實例中,寬頻功率分割器905為1對16之寬頻功率分割器。然而應瞭解,在各種實施例中,寬頻功率分割器905可用以輸出任何數目(M)之光輸出。階梯光柵901係用以將光輸入接口108-1至108-16處接收到的複數雷射光束結合成為一多波長雷射光束,多波長雷射光束係自階梯光柵901經由光導903傳輸至寬頻功率分割器905。寬頻功率分割器905係用以將多波長雷射光束之總功率的複數部分分配至光編排模組107/107A/107B/107C之複數光輸出接口109-1至109-16中的每一者。
圖10顯示根據本發明之某些實施例之光編排模組107/107A/107B/107C的一例示性實施例,其包含蝶形波導網路1001。在圖10之實例中,蝶形波導網路1001為16輸入對16輸出之網路。然而應瞭解,在各種實施例中,蝶形波導網路1001可用以接收任何數目(N)之光輸入且提供任何數目(M)之光輸出。蝶形波導網路1001係用以自光輸入接口108-1至108-N接收(N)
雷射光束並將(N)雷射光束中之每一者的複數部分分配至光編排模組107/107A/107B/107C之(M)光輸出接口的每一者。
圖11顯示根據本發明之某些實施例之光編排模組107/107A/107B/107C的一例示性實施例,其包含星形耦合器1101。在圖11的實例中,星形耦合器1101為16輸入對16輸出之星形耦合器。然而應瞭解,在各種實施例中,星形耦合器1101可用以接收任何數目(N)之光輸入且提供任何數目(M)之光輸出。星形耦合器1101係用以自光輸入接口108-1至108-N接收(N)雷射光束並將(N)雷射光束中之每一者的複數部分分配至光編排模組107/107A/107B/107C之(M)光輸出接口的每一者。
圖12A顯示根據本發明之某些實施例之光編排模組107/107A/107B/107C的一例示性實施例,其包含諧振環陣列1201。在圖12A之實例中,諧振環陣列1201為16輸入對16輸出之諧振環陣列。然而應瞭解,在各種實施例中,諧振環陣列1201可用以接收任何數目(N)之光輸入且提供任何數目(M)之光輸出。諧振環陣列1201係用以自光輸入接口108-1至108-N接收(N)雷射光束並將(N)雷射光束中之每一者的複數部分分配至光編排模組107/107A/107B/107C之(M)光輸出接口的每一者。
圖12B顯示根據本發明之諧振環陣列1201的詳細圖示。諧振環陣列1201包含複數諧振環列R1至RN,其數目等於分別在(N)光輸入接口108-1至108-N處所接收之複數雷射光束的數目(N)。每一諧振環列R1至RN包含複數諧振環1203,其數目等於光編排模組107/107A/107B/107C之複數光輸出接口109-1至109-M的數目(M)。每一諧振環列R1至RN係用以接收複數雷射光束中的一不同光束作為對應的輸入雷射光束。因此,每一諧振環列R1至RN接收雷射源102/102A所接收之(N)雷射光束之波長(λ1-λN)中的一不同波長。又,為何此原因,諧振環列R1至RN中之一特定諧振環列的每一諧振環1203可針對特定諧
振環列欲接收之特定雷射光束波長的操作而加以最佳化。又,因此不同諧振環列R1至RN之諧振環1203可針對不同雷射光束波長之操作而加以最佳化。一特定諧振環列R1至RN中的每一諧振環1203係用以將該特定諧振環列之對應輸入雷射光束的一部分重新引導至光編排模組107/107A/107B/107C之複數光輸出接口109-1至109-M中的一不同者(如箭頭1205所示)。在某些實施例中,一特定諧振環列R1至RN的諧振環1203係用以連續方式接收該特定諧振環列的對應輸入雷射光束,其中相對於雷射源102/102A之該特定諧振環列之連續設置的諧振環1203係用以逐步重新引導該特定諧振環列之對應輸入雷射光束的較大部分。以此方式,一特定諧振環列R1至RN的諧振環1203將實質相同量的雷射光提供至光編排模組107/107A/107B/107C之光輸出接口109-1至109-M中的每一者。
圖13顯示根據本發明之某些實施例之PLC 601上之雷射模組100F的一例示性實施例,其中施用編排模組107C以包含陣列式的波導801及寬頻功率分割器805。圖14顯示根據本發明之某些實施例之PLC 601上之雷射模組100F的一例示性實施例,其中施用編排模組107C以包含階梯光柵901與寬頻功率分割器905。圖15顯示根據本發明之某些實施例之PLC 601上之雷射模組100F的一例示性實施例,其中施用編排模組107C以包含蝶形波導網路1001。圖16顯示根據本發明之某些實施例之PLC 601上雷射模組100F的一例示性實施例,其中施用編排模組107C以包含星形耦合器1101。
圖17顯示根據本發明之某些實施例之雷射模組100A-100F之操作方法的流程圖。方法包含操作1701,操作雷射源以產生及輸出複數雷射光束,其中複數雷射光束相對於彼此具有不同波長。複數雷射光束的不同波長對光數據通訊系統而言是可加以辨識的。方法亦包含操作1703,將複數雷射光束之每一光束的一部分分配至雷射模組100A-100F之複數光輸出接口的每一者。操作1703之實施俾使複數雷射光束之所有不同波長係提供至雷射模組100A-100F之
複數光輸出接口的每一者。在某些實施例中,方法選擇性地包含操作1705,放大被分配至雷射模組100A-100F之複數光輸出接口的雷射光。在某些實施例中,操作1701係由雷射源102/102A實施,操作1703係由光編排模組107/107A/107B/107C實施,操作1705係由光放大模組303/303A實施。在某些實施例中,雷射源102/102A、光編排模組107/107A/107B/107C及光放大模組303/303A中的任兩或更多者以實體分離元件的方式操作。又,在某些實施例中,雷射源102/102A、光編排模組107/107A/107B/107C及光放大模組303/303A中的任兩或更多者係設置於共同基板110上及/或相同的PLC中。
在某些實施例中,方法包含將來自雷射源102/102A的複數雷射光束引導至光編排模組107/107A/107B/107C中。在某些實施例中,複數雷射光束係自雷射源102/102A受到引導通過一空的空間並自空的空間受到引導而至光編排模組107/107A/107B/107C中。在某些實施例中,方法包含經由光導105傳輸複數雷射光束以將複數雷射光束自雷射源102/102A引導至光編排模組107/107A/107B/107C中。在某些實施例中,方法包含經由一或多個光學垂直耦合裝置傳輸複數雷射光束以將複數雷射光束自雷射源102/102A引導至光編排模組107/107A/107B/107C中。在某些實施例中,方法包含當複數雷射光束之複數部分被分配至雷射模組100A-100F之複數光輸出接口中之每一者時維持複數雷射光束的極化。
在某些實施例中,複數雷射光束的每一者係利用一各別的分佈回饋雷射所產生。在某些實施例中,方法包含控制不同分佈回饋雷射的溫度俾以在不同分佈回饋雷射之間提供溫度相依之波長漂移的實質均勻度。又,在某些實施例中,方法包含控制複數雷射光束之每一光束之部分分配至雷射模組100A-100F之複數光輸出接口之每一者的分配,俾使複數光輸出接口之每一者接收在特定倍數內之複數雷射光束之任何特定光束之光學功率的類似量。在某些
實施例中,特定倍數為五倍。在某些實施例中,特定倍數為一倍、兩倍、三倍、四倍、六倍或任何此些倍數之間的任何倍數。
更應瞭解,本發明亦包含文中所揭露之雷射模組100A-100F中之每一者的製造方法。又,雷射模組100A-100F的此些製造方法可實質上包含用以製造半導體裝置及用以製造與一或多個半導體裝置交界之元件/基板的任何已知已建立的處理及/或技術。
在某些實施例中,雷射模組100A-100F被設計用以供給具有一或多個波長的雷射光。可將雷射模組100A-100F安排為數個主要元件,其包含:一雷射源102/102A,包含複數雷射如雷射二極體,每一雷射產生雷射源102/102A所輸出之複數波長的一子組合;一光編排模組107/107A/107B/107C,其提供組合器、耦合器及/或分割器網路(CCSN),其輸入為來自雷射源102/102A之輸出波長;一光放大器模組303/303A,包含複數光放大器,光放大器操作以增加雷射模組100A-100F所輸出之光學功率的量但可能是以噪訊比為代價;一光纖耦合陣列,係連接以將光帶出雷射模組100A-100F;光導105、301(可包含耦合器、反射表面及/或透鏡)以引導、準直及/或耦合光來/往光編排模組107/107A/107B/107C、來自雷射源102/102A、來/往光纖耦合陣列、及來/往光放大器模組303/303A;一熱分散元件如導熱基板,將雷射源102/102A內的所有雷射熱鏈結在一起(如銅將所有雷射二極體附接在一起)以最少化雷射二極體之間的溫度差異,其中在某些實施例中,熱分散元件可為上面建構有及/或附接有雷射源102/102A、光編排模組107/107A/107B/107C及光放大器模組303/303A的相同基板110。
在各種實施例中,光編排模組107/107A/107B/107C可以數種方式建構,包含利用分散元件或建構為一整合裝置如平面光波電路(PLC)。光編排模組107/107A/107B/107C的各種實施例可包含下列特徵:
一PLC結構,其提供針對傳播通過光編排模組107/107A/107B/107C之光維持其極化的優點。
一PLC結構,其中雷射源102/102A及/或光放大器模組303/303A可利用光編排模組107/107A/107B/107C的相同基板構建-其中光編排模組107/107A/107B/107C的基板支撐雷射源102/102A的建構(如特定的III-V或IV族基板)。
一PLC結構,其中雷射源102/102A及/或光放大器模組303/303A可藉由例如覆晶接合而附接至光編排模組107/107A/107B/107C。
一PLC結構,其中雷射源102/102A可將光耦合至PLC中的結構及耦合來自PLC中之結構的光-其中光編排模組107/107A/107B/107C可包含雷射源102/102A之雷射腔及/或一或多個光導,輸出雷射光係自雷射腔及/或光導耦合至耦合裝置中/耦合通過耦合裝置。
一PLC結構,其中光放大模組303/303A可將光耦合至PLC中的結構且可耦合來自PLC中的結構-其中光編排模組107/107A/107B/107C可提供一或多個光導,光放大器的輸入與輸出光係經由例如適合的耦合裝置自光導而耦合至放大器及自放大器耦合,耦合裝置尤其包含光柵耦合器、邊緣耦合器及漸耦合式波導。
在某些實施例中,玻璃基板可能不具有充分的熱導性以對雷射源102/102A提供熱耦合。在此類實施例中,在低折射率包層材料(埋入氧化物或深溝槽層)亦為導熱性或並未太厚的條件下,玻璃基板(如使用矽光子元件)可用以提供熱導
性。或者,III-V基板如GaAs或InP亦具有高導熱性且可類似地作為雷射源102/102A之熱耦合適當材料。
在各種實施例中,光編排模組107/107A/107B/107C有多種可能的配置,其尤其包含者:光編排模組107/107A/107B/107C可被建構為扇入、扇出的N對N對稱星形耦合器,其不但組合N波長亦將功率分割為N份。
光編排模組107/107A/107B/107C可被建構為扇入、扇出的N對M不對稱星形耦合器,其不但組合N波長亦將功率分割為M份。
光編排模組107/107A/107B/107C可利用N/2*log2N的2x2分割器/耦合器被建構為N對N星形耦合器。此類結構以最直觀的實施方式加總在(2n-1)的波導交叉中之自n=1至log2N-1者。
光編排模組107/107A/107B/107C可被建構為1對N分割器以反向方式使用。此結構輸出總輸出雷射功率的1/2N並放棄剩餘者。
光編排模組107/107A/107B/107C可被建構為陣列式的波導(AWG)加上分割器。
在某些實施例中,光放大器模組303/303A係用以增加雷射模組100C-100F之輸出功率。在某些實施例中,光放大器模組303/303A可包含下列特徵:光放大器可具有多種形式例如尤其是半導體光放大器、摻雜鉺/鐿之光纖放大器、拉曼放大器。
光放大器可用以放大單一波長或複數波長之輸入光。
當放大複數波長時,每一光放大器可具有充分的光頻寬以放大所有的輸入波長。
若波長之頻寬足以超過獨立光放大器的頻寬,則使用複數光放大器以放大所有波長,且每一光放大器僅放大落在其放大頻寬內的波長子組合。在此情況中,可將光放大器添加至光編排模組107/107A/107B/107C內的中間點且將每一光放大器之輸入定義為具有該光放大器所放大之波長的子組合。
在某些實施例中,插入件裝置可用以提供基板110及一或多個光學元件(尤其例如是波導105與301及編排模組107、107A、107B、107C)的組合功能。在某些實施例中,插入件裝置係於整合性矽光子元件內及/或III-V光子致能之多晶片模組(MCM)內、系統級封裝(SiP)內、異質整合產品內。圖18A顯示根據本發明之某些實施例之例示性插入件裝置1801,其中基板110及波導105與301的功能係加以結合。在圖18A的實例中,插入件裝置1801具有基板110的功用且包含波導105與301。雷射源102係與插入件裝置1801交界。又,光放大模組303係與插入件裝置1801交界。
矽光子晶粒/晶片1803亦與插入件裝置1801交界。在某些實施例中,能施行與矽光子晶粒/晶片1803相同功能的另一裝置可取代矽光子晶粒/晶片1803。在某些實施例中,矽光子晶粒/晶片1803係用以在多於一側上具有光學界面。又,矽光子晶粒/晶片1803可用以在複數側的任何組合上具有光學界面。然而在某些實施例中,矽光子晶粒/晶片1803係用以僅在一側上具有光學界面。在某些實施例中,矽光子晶粒/晶片1803為CMOS驅動晶粒而所需的矽光子裝置係形成於插入件裝置1801內。在此些實施例中,矽光子晶粒/晶片1803係用來作為CMOS驅動器晶片,驅動/交界形成在插入件裝置1801內的矽光子裝置。
在某些實施例中,插入件裝置1801組合局部金屬繞線和貫穿矽通孔(TSV)與光子元件。又應瞭解,插入件裝置1801包含能在插入件裝置1801內致使產生各種光學裝置的光導,光學裝置尤其例如是光耦合器(複數光耦合器)、光分割器(複數光分割器)、光導(複數光導)、光學陣列式的波導(複數光學陣列式
的波導)(AWG)、光學星形耦合器(複數光學星形耦合器)。例如,參考圖3A,在某些實施例中,波導105與301及基板110可一起整合在相同的插入件裝置內且可利用相同的組件、材料、製造處理等形成。又應瞭解,基本上可將一或多個光學裝置或其部件(複數部件)中的任何一或多者與基板110整合以形成插入件裝置。例如參考圖3A,在某些實施例中,光導105可與基板110整合在插入件裝置內,其中光導301被配置為與插入件裝置交界的分離結構。
在某些實施例中,插入件裝置1801除了基板110及波導105與301中的一或多者外亦可包含矽光子晶粒/晶片1803。例如,在某些實施例中,插入件裝置可配置為包含一或多個光導或其他類型之光學裝置的大矽光子晶粒/晶片1803。在某些實施例中,波導105與301、基板110及矽光子晶粒/晶片1803可形成在相同的插入件裝置內且可利用相同的組件、材料、製造處理等形成。在各種實施例中,可自矽、玻璃及/或其他適合的光電裝置材料製造插入件裝置。在某些實施例中,可利用矽、氧化物(複數氧化物)、聚合物(複數聚合物)、氮化矽(複數氮化矽)及/或適合形成光導之任何其他材料將光導結構形成於插入件裝置內。
圖18B顯示根據本發明之某些實施例之插入件裝置1801的上結構圖以例示將晶粒/晶片1805A-1805D相對於插入件裝置1801設置的彈性。晶粒/晶片1805A-1805D可為任何電子及/或光電裝置。應瞭解,顯示四顆晶粒/晶片1805A-1805D作為說明用的實例。在各種實施例中,可將一或多顆晶粒/晶片(複數晶片)(如1805A-1805D)以實質上任何必要的配置方式設置於插入件裝置1801內的實質上任何位置處。又應瞭解,若有需要可將多晶粒/晶片(如1805A-1805D)設置在插入件裝置上。在某些實施例中,多晶粒/晶片(如1805A-1805D)係以實質上對稱方式的配置設置在插入件裝置上之插入件裝置的
總面積內。然而應瞭解,在某些實施例中,多晶粒/晶片(如1805A-1805D)係以非對稱的配置方式設置在插入件裝置上之插入件裝置的總面積內。
插入件裝置如1801可包含所需之局部繞線之金屬結構及/或貫穿玻璃通孔(TGV)以提供晶粒/晶片(複數晶粒/晶片)及/或其他與插入件裝置交界之其他電子裝置之間的電連接。在某些實施例中,可藉著利用覆晶連接技術及/或接合連接技術及/或實質上任何其他類型之晶粒/晶片連接技術將晶粒/晶片(複數晶粒/晶片)附接至插入件裝置以使晶粒/晶片(複數晶粒/晶片)電連接至插入件裝置內的導電結構。又,在各種實施例中,與晶粒/晶片(複數晶粒/晶片)內之光導結構交界的插入件裝置可邊緣耦合(尾耦合)及/或垂直耦合至插入件裝置內的光學結構。
圖19顯示根據本發明之某些實施例之插入件裝置1801A的平面方塊示圖,插入件裝置1801A係作為MCM整合產品的一部分。插入件裝置1801A包含電子特徵/結構以及光學特徵/結構。在各種實施例中,插入件裝置1801A尤其可由矽、玻璃、陶瓷、環氧化物複合材料(複數環氧化物複合材料)、聚合物(複數聚合物)及其組合所形成。插入件裝置1801A具有光學座與電插入件的功能且包含/支撐整合光子元件如星形耦合器1101。應瞭解,星形耦合器1101係以例示方式顯示於圖19中。在各種實施例中,圖19的星形耦合器1101可實質上被任何其他適合類型的光子裝置如光分割器之蝴蝶網路、階梯光柵中的一或多者及/或任何其他適合的光子電路如文中針對編排模組107、107A、107B、107C所述的光子電路所取代。
又,插入件裝置1801A致使電子、光學及光電晶粒/晶片(複數晶粒/晶片)的覆晶連接及/或打線接合連接。在圖19的實例中,複數(N)光放大器模組303-1至303-N係與插入件裝置1801A交界,其中N可為一或多。在某些實施例中,光放大器模組303-1至303-N為藉由覆晶連接、打線接合連接、或其他
類型之連接而連接至插入件裝置1801A的離散晶粒/晶片。每一光放大器模組303-1至303-N包含複數(M)光放大器305-1至305-M。在各種實施例中,每一光放大器模組303-1至303-N針對連接至光放大器模組的每一光導包含一分離的光放大器305-1至305-M中的一者,俾使數據接收用的每一光訊號係受到對應之光學放大器的放大且俾使數據傳輸用的每一光訊號受到對應之光學放大器的放大。光放大器模組303-1至303-N中的每一者係經由光導1915-1至1915-N中的一對應者而光連接至一光纖對插入件連接件1903。代表光導結構1915-1至1915-N之箭頭的方向指出光傳播通過光導結構1915-1至1915-N的方向。
又,在圖19之實例中,雷射源102係與插入件裝置1801A交界。在某些實施例中,雷射源102為藉由覆晶連接、打線接合連接、或其他類型之連接而連接至插入件裝置1801A的離散晶粒/晶片。雷射源102包含(N)雷射103-1至103-N。插入件裝置1801A包含光導結構1905以將來自雷射源102的雷射光引導至星形耦合器1101(或其他光子裝置)。星形耦合器1101(或其他光子裝置)係形成在插入件裝置1801A內。換言之,星形耦合器1101(或其他光子裝置)為形成為插入件裝置1801A之一部分的一光子裝置。插入件裝置1801A亦包含光導結構1907以將雷射光自星形耦合器1101(或其他光子裝置)引導至矽光子晶粒/晶片1803。光導結構1905與1907係形成於插入件裝置1801A內。代表光導結構1905與1907之箭頭的方向指出光傳播通過光導結構1905與1907的方向。在某些實施例中,矽光子晶粒/晶片1803為藉由覆晶連接、打線接合連接、或其他類型之連接而連接至插入件裝置1801A的離散晶粒/晶片。又,矽光子晶粒/晶片1803係經由光導1909-1至1909-N中的一對應組而光連接至光放大模組303-1至303-N中的每一者。代表光導結構1909-1至1909-N之箭頭的方向指出光傳播通過光導結構1909-1至1909-N的方向。在某些實施例中,插入件裝置1801A可包含用以支持MCM整合產品之光導結構(如1905、1907、1909-1至1909-N
等)及對應結構佈局之最佳化的一或多個整合隔離件(複數隔離件)。在某些實施例中,整合隔離件(複數隔離件)可為整合於插入件裝置1801A內的離散隔離件。
圖19之實例顯示一光纖對插入件連接件1903。然而應瞭解,在某些實施例中,可提供複數光纖對插入件連接件1903以接收進入插入件裝置1801A中的光訊號。在某些實施例中,光纖對插入件之連接件1903之配置可包含v-溝槽陣列,v-溝槽陣列將光纖對準至插入件裝置1801A上之點大小的轉換器。然而應瞭解,在各種實施例中,只要光纖對插入件之連接件1903能將光自一或多條光纖導引至插入件裝置1801A內的一或多條對應光纖及反之亦然,可使用光纖對插入件連接件1903的實質上任何配置。
進入至光纖對插入件之連接件1903中的光可能不具有受到控制的極化。又,施用僅在一極化中放大的光放大器模組303-1至303-N可能是更有效率的。因此,提供複數極化旋轉器1901以自光纖對插入件之連接件區域1903接收輸入光、將輸入光的TE與TM極化兩者分割成TE極化。在各種實施例中,每一極化旋轉器1901可為接合至插入件裝置1801A的離散元件或可整合至插入件裝置1801A內。在某些實施例中,所有極化旋轉器1901為接合至插入件裝置1801A的離散元件。在某些實施例中,所有極化旋轉器1901係整合至插入件裝置1801A內。在某些實施例中,極化旋轉器1901的一部分為接合至插入件裝置1801A的離散元件而極化旋轉器1901的一部分係整合至插入件裝置1801A內。每一極化旋轉器1901係光連接至一對應的光導1911,光導1911具有輸入波導的功能將來自光纖對插入件之連接件1903的光引導至極化旋轉器1901。又,每一極化旋轉器1901係光連接至兩個對應的光導1913,光導1913具有輸出波導的功能將來自極化旋轉器1901的光引導至光放大器模組303-1至303-N中的一者,光放大器模組303-1至303-N具有放大光訊號的功能。
應瞭解,極化旋轉器1901與其對應的輸入光導1911與其對應的兩個輸出光導1913共同形成在插入件裝置1801A上/內針對每一光放大器模組303-1至303-N的一組重覆(y)次的結構。例如,考慮光纖對插入件之連接件1903支持12條光纖的連接。又,針對此實例,考慮在插入件裝置1801A上/內有兩個光放大器模組303-1與303-2。因此針對此實例,兩個光放大器模組303-1與303-2中的每一者將服務連接至光纖對插入件之連接件1903之12條光纖中的6條光纖即一半的光纖。又,在此實例中,在受到兩個光放大器模組303-1與303-2中之一特定者服務的6條光纖中,3條光纖將會用於數據傳輸(TX)而3條光纖會用於數據接收(RX)。因此在此實例中,連接以服務光放大器模組303-1的會有3(y=3)個極化旋轉器1901與其對應的輸入光導1911與其對應的輸出光導1913。又,在此實例中,連接以服務光放大器模組303-2的會有3(y=3)個極化旋轉器1901與其對應的輸入光導1911與輸出光導1913。應瞭解,光連接至光放大器模組303-1至303-N中之一特定者之極化旋轉器1901的數目(y)可隨著連接至插入件裝置1801A之光纖連接件之數目的增加而線性增加。在各種實施例中,連接至插入件裝置1801A之光纖連接件的數目可藉著重覆光纖對插入件之連接件1903及/或藉著增加每一光纖對插入件連接件1903的光纖數目而增加。
對於極化旋轉器1901的製造而言,當在插入件裝置1801A上形成光導結構時採用低溫處理是有利的。在此背景下,低溫處理係指低於約450℃。與前段製程(FEOL)之SOI(絕緣層上覆矽)晶圓相匹配之例示性的極化旋轉器係載於下列文獻中:"Polarization rotator-splitters and controllers in a Si 3 N 4-on-SOI integrated photonics platform," by Sacher,Wesley D.,et al.,Optics express 22.9(2014):11167-11174(後續稱為「Sacher」),將其所有內容包含於此作為所有目的之參考。然而Sacher的極化旋轉器將極化旋轉器-分割器限制至FEOL與SOI插入件裝置的應用。為了使Sacher的極化旋轉器有更多的功能,在後段製程
(BEOL)中利用低溫處理實施極化旋轉器。此作法的一挑戰為使用BEOL相匹配的薄膜。已知低溫非晶矽(a-Si及/或a-Si-H)為低衰低薄膜,如在下列文獻中所述:"Use of amorphous silicon for active photonic devices," by Della Corte,Francesco Giuseppe,and Sandro Ra,IEEE Transactions on Electron Devices 60.5(2013):1495-1505(後續稱為「Corte」),將其所有內容包含於此作為所有目的之參考。此外,文獻如下列文獻中已展示低溫及低耗損的PECVD SiNx:"Material and optical properties of low-temperature NH3-free PECVD SiNx layers for photonic applications," by Bucio,Thalía Domínguez,et al.,Journal of Physics D:Applied Physics 50.2(2016):025106(此後稱為「Bucio」),將其所有內容包含於此作為所有目的之參考。
考慮下列之例示性結構:厚度介於約200奈米(nm)至400nm之間的SiNx層,其可被圖案化及蝕刻形成O至C頻段的光導。在此SiNx光導層的下方設有一層厚度介於約50nm至約200nm的二氧化矽層。在此二氧化矽層之下方設有一層厚度介於約150nm至約300nm的a-Si-H(或a-Si)層。此a-Si-H(或a-Si)層為另一光導層且可以Sacher中所述之方式圖案化及蝕刻。在某些實施例中,a-Si-H(或a-Si)層可在SiNx層上方製造而非如上所述在其下方製造。應瞭解,上述之例示性結構的膜層能使極化旋轉器-分割器在BEOL插入件裝置流程中製造,藉此使其與高產量及低成本之插入件裝置製造目標相匹配。
圖20A顯示根據本發明之某些實施例之插入件裝置1801A的垂直橫剖面方塊圖,插入件裝置1801A係作為MCM整合產品的一部分。在圖20A的實例中,雷射源102、光放大器模組303-1至303-N及矽光子晶粒/晶片1803陷入插入件裝置1801A中。與插入件裝置1801A陷入交界的此種類型能使插入件裝置1081A內的光導與雷射源102、光放大器模組303-1至303-N及矽光子晶粒/晶片1803每一者內的光導邊緣耦合,例如前面針對圖5B所討論的狀況。又,
應瞭解,雷射源102、光放大器模組303-1至303-N及矽光子晶粒/晶片1803中的任何者及插入件裝置1801A可適當地包含點大小的轉換器。鑑於晶粒/晶片(如雷射源102、光放大器模組303-1至303-N及矽光子晶粒/晶片1803)在插入件裝置1801A上的設置精準度可落在目標位置的約1微米內,包含點大小的轉換器可以是有用的。
圖20B顯示根據本發明之某些實施例之插入件裝置1801A的另一垂直橫剖面方塊圖,插入件裝置1801A係作為MCM整合產品的一部分。在圖20B之實例中,雷射源102、光放大器模組303-1至303-N及矽光子晶粒/晶片1803係設置及安裝在插入件裝置1801A的上部上。與插入件裝置1801A的此種上安裝交界使插入件裝置1801A內的光導能與雷射源102、光放大器模組303-1至303-N及矽光子晶粒/晶片1803每一者內的光導垂直耦合,例如前面針對圖3Y所討論的狀況。
圖20C顯示根據本發明之某些實施例之插入件裝置1801A的另一垂直橫剖面方塊圖,插入件裝置1801A係作為MCM整合產品的一部分。在圖20C的實例中,光放大器模組303-1至303-N係陷入插入件裝置1801A中以使插入件裝置1801A內的光導能與光放大器模組303-1至303-N內的光導邊緣耦合。又,在圖20C的實例中,矽光子晶粒/晶片1803係設置於插入件裝置1801A的上方上使插入件裝置1801A內的光導能與矽光子晶粒/晶片1803內的光導垂直耦合。應瞭解,在各種實施例中,插入件裝置1801A可用以在插入件裝置1801A之光導與和插入件裝置1801A交界之任何晶粒/晶片的光導之間實質上提供邊緣耦合與垂直耦合的任何組合。因此在某些實施例中,如在圖20C的實例中,某些晶粒/晶片(複數晶粒/晶片)可以陷入配置的方式與插入件裝置1801A交界而某些晶粒/晶片(複數晶粒/晶片)可以上安裝如表面安裝配置的方式與插入件裝置
1801A交界。又,在某些實施例中,插入件裝置1801A的上表面及下表面可具有陷入安裝及/或表面安裝設置的一或多個交界晶粒/晶片(複數晶粒/晶片)。
圖21顯示根據本發明之某些實施例之一例示性插入件裝置1801B之上表面的等角視圖。插入件裝置1801B包含形成在其上表面內的空腔/凹陷2100。空腔/凹陷2100係形成而接收晶粒/晶片以使晶粒/晶片光學邊緣耦合至插入件裝置1801B內的光導。每一晶粒/晶片可實質上為任何類型的晶粒/晶片,尤其包含光子晶粒/晶片、電子晶粒/晶片、矽光子晶粒/晶片。當晶粒/晶片內的光導係邊緣耦合至插入件裝置1801B內之對應光導時,將晶粒/晶片內的光導設置在插入件裝置1801B內之光導的鄰近之處是有利的,其中鄰近被認為是沿著連接光導之間之光傳播之軸小於約10微米。因此應瞭解,形成空腔/凹陷2100俾以在將晶粒/晶片放置到空腔/凹陷2100內時空腔/凹陷2100欲進行邊緣耦合之側壁(複數側壁)係極鄰近晶粒/晶片。顯示例示性的插入件裝置1801B包含光導2101以例示光導2101在插入件裝置1801B內可具有任意繞線路徑且例示光導2101可在晶粒/晶片(複數晶粒/晶片)之多於一個邊緣處與晶粒/晶片(複數晶粒/晶片)光連接。應瞭解,每一空腔/凹陷2100可依需求具有任何尺寸、外圍形狀及深度以容納接收晶粒/晶片。又,每一空腔/凹陷2100可依需求具有均勻深度或非均勻深度即多重深度以容納接收晶粒/晶片。又,圖21之實例顯示在某些實施例中,空腔/凹陷2100中的一或多者可用以具有側突出物(或口袋)2103作為毛細底填的環氧化物儲槽。
圖22顯示根據本發明之某些例示性實施例之圖21之例示性插入件裝置1801B,其在空腔/凹陷2100內設有晶粒/晶片2201。圖22的顯示晶粒/晶片2201之一側上的側突出物2103A,其中空腔/凹陷2100係大於晶粒/晶片2201。環氧化物可設置於側突出物2103A內以產生環氧化物儲槽。環氧化物係設置於側突出物2103A內以不完全覆蓋晶粒/晶片2201的上部。在某些情況中,
存在於晶粒/晶片2201之上部上的環氧化物可造成不利的影響如產生較高熱阻抗的路徑及/或造成應力破裂。例如,若環氧化物存在於晶粒/晶片2201的上部上且一蓋係設置於晶粒/晶片2201上方,則環氧化物可造成應力破裂。存在於側突出物2103A內的環氧化物具有填充晶粒/晶片2201與插入件裝置1801B之間之空洞的功能,空洞包含空腔/凹陷2100與晶粒/晶片2201之側壁之間的空洞。此處理被稱為毛細底填。圖22亦顯示可以如何將特定的晶粒/晶片2201設置於具有兩或更多側突出物2103B的空腔/凹陷2100內。又,圖22亦顯示可以如何將特定的晶粒/晶片2201設置於具有不同形狀之側突出物2103B的空腔/凹陷2100內。
圖23A至23F顯示根據本發明之某些實施例之用以連接至插入件裝置1801C的一整合性機械傳輸(MT)套圈。在某些實施例中,MT套圈可用來作為光纖對插入件之連接件1903。MT套圈包含上半部2301與下半部2303。MT套圈之上半部2301與下半部2303可由矽、玻璃、塑膠或其他與週遭/界面材料化學相匹配且能夠提供所需之熱與機械效能的材料所形成。MT套圈之上半部2301與下半部2303可包含一或多個對準鑰2305以提供上半部2301與下半部2303的對準與適配。例如,在圖23A至23F之例示性MT套圈中,上半部2301上的對準鑰2305自上半部2301向外突出且具有與下半部2303之對準鑰2305互補即共形適配的形狀,對準鑰2305係以空腔/凹陷的形式形成於下半部2303內。在各種實施例中,對準鑰2305可具有各種橫剖面如三角形、矩形、圓形或其他形狀。MT套圈的上半部2301亦包含一或多個部分孔2307且MT套圈的下半部2303亦包含一或多個部分孔2309。部分孔2307與2309一起形成對準孔以提供整合式MT套圈與另一吻合MT套圈或與另一相匹配形成的連接件結構/裝置之間的對準。在某些實施例中,在形成插入件裝置1801C以容納整合式MT套
圈的安裝後,插入件裝置1801C之一或多個拉耳(tab)2311結構維持不變。在某些實施例中,一或多個拉耳2311會消失。
如圖23B中所示,上半部2301與下半部2303係安裝至插入件裝置1801C以形成整合式MT套圈。在各種實施例中,上半部2301與下半部2303可利用環氧樹脂、黏膠、焊料或任何其他適合的黏著劑而安裝至插入件裝置1801C。在MT套圈之上半部2301與下半部2303係安裝至插入件裝置1801C而形成整合式MT套圈後,整合式MT套圈具有與其他適配連接件結構/裝置例如與標準MT套圈相匹配的結構。然而應瞭解,整合式MT套圈之配置可與實質上任何其他形式的適配連接件結構/裝置相匹配,不限於與標準MT套圈一起使用。插入件裝置1801C包含複數光導2313,複數光導2313延伸至整合式MT套圈之上半部2301與下半部2303之間之位置處之插入件裝置1801C的邊緣。在某些實施例中,光導2313之設置係根據與整合式MT套圈吻合之連接件結構/裝置內之光纖插孔的相同節距,如標準MT套圈內之光纖插口的節距。在某些實施例中,在光導位置處插入件裝置1801C的邊緣可加以拋光。又,在某些實施例中,插入件裝置1801C可包含一或多個點大小的轉換器以與整合式MT套圈共同作業以改善光耦合。例如,在某些實施例中,此類點大小之轉換器可被配置為光導的倒斜角。
圖24顯示根據本發明之某些實施例之貫穿雷射源102之例示性垂直橫剖面。然而應瞭解,參考圖24所述之原理可應用至其他電子及/或光子裝置如光放大模組303。為了討論的目的,圖24的橫剖面顯示複數雷射103-1至103-N。然而應瞭解,在其他的電子及/或光子裝置的情況下,複數雷射103-1至103-N可為其他元件。例如,若圖24的橫剖面為光放大模組303的橫剖面而非雷射源102的橫剖面,則複數光放大器305-1至305-M可取代複數雷射103-1至103-N。
圖24的垂直橫剖面顯示電子及/或光子裝置如雷射源102的基板1021。在某些實施例中,基板1021係由InP所形成。
對於III-V族的光子裝置而言,特徵部可利用各種磊晶層之(z方向)磊晶成長來定義。由於裝置的功能係取決於磊晶層的特性如組成與厚度,因此的形成磊晶層係受到極良好的控制。圖24的垂直橫剖面顯示三個例示性的磊晶層1022、1023及1024。在某些實施例中,磊晶層1022為磊晶成長所形成的第一光子層。在某些實施例中,磊晶層1022為PIN二極體的N型部分。應瞭解,PIN二極體為分佈回饋雷射(DFB)與半導體光放大器(SOA)的元件。在某些實施例中,磊晶層1023為磊晶成長所形成的第二光子層。在某些實施例中,磊晶層1023為PIN二極體的本質部分。在某些實施例中,磊晶層1024為磊晶成長所形成的第三光子層。在某些實施例中,磊晶層1024為PIN二極體的p型部分。
圖24之垂直橫剖面亦顯示平坦化層1025。在各種實施例中,平坦化層1025可由苯並環丁烯(BCB)、或旋塗介電材料(SOD)、或用以形成平坦化層之半導體製造中所用的一或多種其他材料所形成。在某些實施例中,平坦化層1025的材料係旋塗於晶圓/基板上。取決於正在沉積之平坦化層1025之材料下方的特徵部的地貌,將平坦化層1025的材料旋塗於晶圓/基板上的處理可造成形成尖峰及凹谷。此些尖峰及凹谷會造成橫跨晶圓/基板之平坦化層1025之厚度的變異。又,平坦化層1025之厚度的變異可為橫跨晶圓/基板之徑向位置的函數如平坦化層1025之厚度在晶圓/基板中央至邊緣的變異。
圖24之垂直橫剖面亦顯示裝置之導電內連線結構1026。在某些例示性實施例中,III-V裝置之導電內連線結構如1026可由Au、Ag、W、Ni及其他金屬/合金中的一或多者所形成。在圖24之實例中,導電內連線結構1026將雷射源102覆晶連接至插入件裝置。例如,導電內連線結構1026可被焊至插入件裝置上之對應導電結構。
圖25顯示根據本發明之某些實施例之在蝕刻平坦化層1025以顯露磊晶層1024(第三光子層)之部分1027後圖24的垂橫剖面圖。磊晶層1024之經顯現的部分1027具有「接合肩」的功能。在蝕刻平坦化層1025而顯現部分1027後,磊晶層1024之經顯現的部分1027之上表面的z方向位置係與磊晶層1024完成磊晶成長時相同。由於磊晶層1024的磊晶成長在z方向上受到良好控制(比平坦化層1025的z方向厚度有遠遠更多的控制),因此磊晶層1024之經顯現之部分1027提供了可用於覆晶操作之精準更佳z方向控制的參考結構。又,應注意,形成在雷射源102上的光導可自磊晶層1022、1023及1024所形成。因此,使用磊晶層1024之經顯現之部分1027作為覆晶連接操作中之z方向控制的參考結構能得到雷射源102之光導與插入件裝置之光導之間的更可靠光耦合。
圖26顯示根據本發明之某些實施例之覆晶連接至插入件裝置2601之圖25之雷射源102的垂直橫剖面圖。在圖26的實例中如在位置2603處所示,磊晶層1024之經顯現之部分1027係接合至插入件裝置2601之插槽/空穴內的氮化物蝕刻停止層。在圖26的實例中,插入件裝置2601為矽插入件。插入件裝置2601之氮化物停止層及剩餘的層間介電(ILD)層可由晶圓級沉積技術例如尤其是化學汽相沉積(CVD)及/或原子層沉積(ALD)所形成。因此,能良好定義及良好控制插入件裝置2601內之氮化物蝕刻停止層及其他ILD層的精準。這成就雷射源102與插入件裝置2601之間之z方向對準的良好控制。
在某些實施例中,所揭露之插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C包含基板。基板包含用以接收雷射源晶片102之雷射源晶片界面區域。基板亦包含用以接收矽光子晶片1803之矽光子晶片界面區域。基板亦包含用以接收光放大器模組303-1-303-N之光放大器模組界面區域。光纖對插入件連接區域係形成於基板內以包含光纖對插入件之連接件1903。第一組光傳輸結構係形成於基板內以在雷射源晶片102和矽光子晶片1803係與基板交界時將雷射源晶片102
光學連接至矽光子晶片1803。第二組光傳輸結構係形成於基板內以在矽光子晶片1803和光放大器模組303-1-303-N係與基板交界時將矽光子晶片1803光學連接至光放大器模組303-1-303-N。第三組光傳輸結構係形成於基板內以在光放大器模組303-1-303-N係與基板交界時將光放大器模組303-1-303-N光學連接至光纖對插入件連接區域。
在某些實施例中,第一組光傳輸結構包含形成在基板內之光編排模組。光編排模組係用以自雷射源晶片102接收具有不同波長的複數雷射光束、將複數雷射光束結合為一多波長雷射光源、並將多波長雷射光源的一部分傳輸至矽光子晶片界面區域處之複數位置的每一位置,當矽光子晶片1803係與基板交界時矽光子晶片界面區域處之複數位置係與矽光子晶片1803之對應複數雷射光之光輸入口對準。在某些實施例中,光編排模組包含Nx1相維持波長結合器701具有光連接至1xM相維持寬頻功率分割器705之光輸入的光輸出,其中N為複數雷射光束的數目而M為矽光子晶片界面區域處之該複數位置的數目,矽光子晶片界面區域處之複數位置係與矽光子晶片1803之該對應複數雷射光之光輸入口對準。在某些實施例中,光編排模組包含具有複數光輸入及一光輸出的陣列式波導801,複數光輸入係用以接收複數雷射光束而光輸出係光連接至寬頻功率分割器805的光輸入。寬頻功率分割器805具有複數光輸出,複數光輸出係用以將光傳輸至矽光子晶片界面區域處之該複數位置,矽光子晶片界面區域處之複數位置係與矽光子晶片1803之該對應複數雷射光之光輸入口對準。
在某些實施例中,光編排模組包含階梯光柵901具有用以接收複數雷射光束的複數光輸入。階梯光柵901具有光連接至寬頻功率分割器905之光輸入的光輸出。寬頻功率分割器905具有複數光輸出,複數光輸出係用以將光傳輸至矽光子晶片界面區域處的複數位置,矽光子晶片界面區域處之複數位置係與矽光子晶片1803之該對應複數雷射光之光輸入口對準。在某些實施例中,
光編排模組包含具有複數光輸入及複數光輸出的蝶形波導網路1001,複數光輸入係用以接收複數雷射光束而複數光輸出係用以將光傳輸至矽光子晶片界面區域處的複數位置,矽光子晶片界面區域處之複數位置係與矽光子晶片1803之該對應複數雷射光之光輸入口對準。在某些實施例中,光編排模組包含具有複數光輸入與複數光輸出的星形耦合器1101,複數光輸入係用以接收複數雷射光束而複數光輸出係用以將光傳輸至矽光子晶片界面區域處的複數位置,矽光子晶片界面區域處之複數位置係與矽光子晶片1803之對應複數雷射光輸入接口對準。在某些實施例中,光編排模組包含具有複數光輸入與複數光輸出的諧振環陣列1201,複數光輸入係用以接收複數雷射光束而複數光輸出係用以將光傳輸至矽光子晶片界面區域處的複數位置,矽光子晶片界面區域處之複數位置係與矽光子晶片1803之該對應複數雷射光之光輸入口對準。
在某些實施例中,插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C包含形成於基板內之局部金屬路線結構及導電通孔結構以在矽光子晶片1803和與基板交界的另一電子裝置之間提供電連接。在某些實施例中,矽光子晶片界面區域係用以將矽光子晶片1803內之導電結構覆晶連接至基板內之對應導電結構。在某些實施例中,矽光子晶片界面區域係用以將矽光子晶片1803內之導電結構打線接合連接至基板內之對應導電結構。在某些實施例中,矽光子晶片界面區域係用以在矽光子晶片1803係與基板交界時將第一組光傳輸結構邊緣耦合至矽光子晶片1803的對應光輸入。又,矽光子晶片界面區域係用以在矽光子晶片係與基板交界時將第二組光傳輸結構邊緣耦合至矽光子晶片1803的對應光輸出。在某些實施例中,矽光子晶片界面區域係用以在矽光子晶片1803係與基板交界時將第一組光傳輸結構垂直耦合至矽光子晶片1803的對應光輸入。又,矽光子晶片界面區域係用以在矽光子晶片1803係與基板交界時將第二組光傳輸結構垂直耦合至矽光子晶片1803的對應光輸出。
在某些實施例中,光放大器模組界面區域係用以在光放大器模組303-1-303-N係與基板交界時將第二組光傳輸結構邊緣耦合至光放大器模組303-1-303-N之對應光輸入及/或輸出。又,光放大器模組界面區域係用以在光放大器模組303-1-303-N係與基板交界時將第三組光傳輸結構邊緣耦合至光放大器模組303-1-303-N之對應光輸出及/或輸入。在某些實施例中,光放大器模組界面區域係用以在光放大器模組303-1-303-N係與基板交界時將第二組光傳輸結構垂直耦合至光放大器模組303-1-303-N之對應光輸入及/或輸出。又,光放大器模組界面區域係用以在光放大器模組303-1-303-N係與基板交界時將第三組光傳輸結構垂直耦合至光放大器模組303-1-303-N之對應光輸出及/或輸入。
在某些實施例中,基板係由矽、玻璃、陶瓷、環氧化物之複合材料、及聚合物中的一或多者所形成。在某些實施例中,第一組光傳輸結構係由矽、氧化物、聚合物及氮化矽中的一或多者所形成、第二組光傳輸結構係由矽、氧化物、聚合物及氮化矽中的一或多者所形成、第三組光傳輸結構係由矽、氧化物、聚合物及氮化矽中的一或多者所形成。在某些實施例中,基板包含用以接收光放大器模組303-1-303-N的複數光放大器模組界面區域。又,第二組光傳輸結構係用以在矽光子晶片1803與複數光放大器模組303-1-303-N係與基板交界時將矽光子晶片1803光連接至複數光放大器模組303-1-303-N。又,第三組光傳輸結構係用以將複數光放大器模組303-1-303-N光連接至光纖對插入件之連接件1903區域。
在某些實施例中,雷射源晶片界面區域、矽光子晶片界面區域及光放大器模組界面區域係以實質上對稱之配置設置在基板內。在某些實施例中,雷射源晶片界面區域、矽光子晶片界面區域及光放大器模組界面區域係以非對稱配置設置在基板內。在某些實施例中,插入件裝置係整合於多晶片模組整合產品內。
在某些實施例中揭露多晶片模組(MCM)包含插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C。MCM亦包含連接至插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C的雷射源晶片102。MCM亦包含連接至插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C的矽光子晶片1803。在某些實施例中,矽光子晶片1803為CMOS驅動晶片,用以與形成在插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C內的矽光子裝置互動。MCM亦包含連接至插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C的光放大器模組303-1-303-N。插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C包含用以將雷射源晶片102光連接至矽光子晶片1803的第一組光傳輸結構(如光導1905、1907及/或光編排模組)。插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C亦包含用以將矽光子晶片1803光連接至光放大器模組303-1-303-N的第二組光傳輸結構(如光導1909-1-1909-N)。插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C亦包含用以將光放大器模組303-1-303-N光連接至形成在插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C內之光纖對插入件之連接件1903區域的第三組光傳輸結構(如光導1915-1-1915-N、1911、1913及/或極化旋轉器1901)。光纖對插入件之連接件1903係用以使複數光纖之核心光耦合至第三組光傳輸結構之對應光纖。在某些實施例中,機械傳輸套圈2301/2303係連接至插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C。機械傳輸套圈2301/2303係用以成為光纖對插入件之連接件1903區域之框並將光纖對插入件之連接件1903區域針對複數光纖加以分度。
在某些實施例中,雷射源晶片102係藉由覆晶連接或打線接合連接而連接至插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C。在某些實施例中,雷射源晶片102係用以產生及輸出複數具有不同波長之雷射光束。在某些實施例中,第一組光傳輸結構包含光編排模組,光編排模組係用以自雷射源晶片102接收複數雷射光束並將複數雷射光束結合為一多波長雷射光源並將多波長雷射光源之一部分傳輸至矽光子晶片1803之複數雷射光之光輸入口之每一者。在某些實施
例中,光編排模組包含具有光輸出之Nx1相維持波長結合器701,光輸出光連接至1xM相維持寬頻功率分割器705之光輸入,其中N為複數雷射光束之數目而M為矽光子晶片1803之該複數雷射光之光輸入口的數目。在某些實施例中,光編排模組包含陣列式波導801,陣列式波導801具有用以接收複數雷射光束的複數光輸入且具有光連接至寬頻功率分割器805之光輸入的光輸出。寬頻功率分割器805具有複數光輸出,複數光輸出係用以將光傳輸至矽光子晶片1803的該複數雷射光之光輸入口。
在某些實施例中,光編排模組包含階梯光柵901,階梯光柵901具有用以接收複數雷射光束的複數光輸入且具有光連接至寬頻功率分割器905之光輸入之光輸出。寬頻功率分割器905具有複數光輸出,複數光輸出係用以將光傳輸至矽光子晶片1803的該複數雷射光之光輸入口。在某些實施例中,光編排模組包含蝶形波導網路1001,蝶形波導網路1001具有用以接收複數雷射光束的複數光輸入且具有用以將光傳輸至矽光子晶片1803之該複數雷射光之光輸入口的複數光輸出。在某些實施例中,光編排模組包含星形耦合器1101,星形耦合器1101具有用以接收複數雷射光束的複數光輸入且具有用以將光傳輸至矽光子晶片1803之該複數雷射光之光輸入口的複數光輸出。在某些實施例中,光編排模組包含諧振環陣列,諧振環陣列具有用以接收複數雷射光束的複數光輸入且具有用以將光傳輸至矽光子晶片1803之該複數雷射光之光輸入口的複數光輸出。
在某些實施例中,光放大器模組303-1-303-N係藉由覆晶連接或接線接合連接而連接至插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C。在某些實施例中,光放大器模組303-1-303-N包含複數光放大器305-1-305-M,俾使數據接收用之每一光訊號係受到光放大器305-1-305-M中之一對應者放大並俾使數據傳輸用之每一光訊號係受到光放大器305-1-305-M中之一對應者放大。在某些實施例中,
插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C包含用以使光導彼此光隔絕的整合型光隔絕器。在某些實施例中,MCM包含極化旋轉器1901,極化旋轉器1901係用以自光纖對插入件之連接件1903區域接收輸入光並將輸入光之TE與TM極化兩者分割為TE極化。極化旋轉器1901係光連接至兩個對應的光導1913,光導1913係用以將來自於極化旋轉器1901的光引導至光放大器模組303-1-303-N。在某些實施例中,極化旋轉器1901為與插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C交界的離散元件。在某些實施例中,極化旋轉器1901係形成於插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C內。
在某些實施例中,插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C包含凹陷區域,雷射源晶片102係設置於凹陷區域中以使雷射源晶片102內的光導光學邊緣耦合至插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C內之第一組光傳輸結構內的對應光導。在某些實施例中,雷射源晶片102內的光導係設置在插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C內之第一組光傳輸結構內之對應光導的10微米內。在某些實施例中,凹陷區域包含側突出物,側突出物形成底填材料(如環氧化物)的儲槽以致使雷射源晶片102的毛細底填。在某些實施例中,雷射源晶片102係設置在插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C的外表面上俾使雷射源晶片102內的光導係垂直耦合至插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C內之第一組光傳輸結構的對應光導。
在某些實施例中,插入件裝置包含凹陷區域,光子晶片1803係設置於凹陷區域中以使光子晶片1803內的光導光學邊緣耦合至形成在插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C內之第一組光傳輸結構與第二組光傳輸結構內的對應光導。在某些實施例中,凹陷區域包含側突出物,側突出物形成底填材料(如環氧化物)的儲槽以致使矽光子晶片1803的毛細底填。在某些實施例中,矽光子晶片1803內的光導係設置在形成在插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C內之第
一組光傳輸結構與第二組光傳輸結構內的對應光導的10微米內。在某些實施例中,矽光子晶片1803插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C的外表面上俾使矽光子晶片1803內的光導係垂直耦合至形成在插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C內之第一組光傳輸結構與第二組光傳輸結構內的對應光導。
在某些實施例中,插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C包含凹陷區域,光放大器模組303-1-303-N係設置於凹陷區域中以使光放大器模組303-1-303-N內的光導光學邊緣耦合至形成在插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C內之第二組光傳輸結構與第三組光傳輸結構內的對應光導。在某些實施例中,凹陷區域包含側突出物,側突出物形成底填材料(如環氧化物)的儲槽以致使光放大器模組303-1-303-N的毛細底填。在某些實施例中,光放大器模組303-1-303-N內之光導係位於形成在插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C內之第二組光傳輸結構與第三組光傳輸結構內的對應光導的10微米內。在某些實施例中,光放大器模組303-1-303-N係設置在插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C的外表面上俾使光放大器模組303-1-303-N內的光導係垂直耦合至形成在插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C內之第二組光傳輸結構與第三組光傳輸結構內的對應光導。
在某些實施例中,揭露一種機械傳輸(MT)套圈。MT套圈包含具有上對準鑰(2305)的上半構件(2301)。MT套圈亦包含具有下對準鑰(2305)的下半構件(2303)。上與下對準鑰(2305)係用以彼此適配以提供上半構件(2301)與下半構件(2303)的對準與適配。上半構件(2301)及下半構件(2303)中的每一者係用以接收上半構件(2301)與下半構件(2303)之間之插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C的外緣部,俾以在上半構件(2301)適配至下半構件(2303)時使在插入件裝置1801/1801A/1801B/1801C之外緣部之邊緣處裸露的光導在上半構件(2301)與下構件(2303)之間的一位置處受到裸露。在某些實施例中,
上半構件(2301)與下半構件(2303)係由矽、玻璃或塑膠所形成。在某些實施例中,上半構件(2301)包含至少一上部分孔(2307)而下半構件(2303)包含至少一下部分孔(2309)。至少一上部分孔(2307)與至少一下部分孔(2309)係用以在上半構件(2301)與下半構件(2303)適配且插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)之外緣部係介於上半構件(2301)與下半構件(2303)之間時分別形成至少一完全對準孔洞(見圖23F)。至少一對準孔洞係用以提供MT套圈與另一連接器結構的對準。
圖27顯示根據本發明之某些實施例之多晶片模組(MCM)的製造方法的流程圖。方法包含操作2701,提供插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)。方法亦包含操作2703,將雷射源晶片(102)連接至插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)。方法亦包含操作2705,將矽光子晶片(1803)連接至插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)。方法亦包含2707,將光放大器模組(303-1-303-N)連接至插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)。插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)包含用以將雷射源晶片(102)光連接至矽光子晶片(1803)的第一組光傳輸結構。插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)包含包含用以將矽光子晶片(1803)光連接至光放大器模組(303-1-303-N)的第二組光傳輸結構。插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)包含第三組光傳輸結構,第三組光傳輸結構係用以將光放大器模組(303-1-303-N)光連接形成在插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)內的光纖對插入件連接(1903)區域。在某些實施例中,方法包含用以將機械傳輸套圈(2301/2303)連接至插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)俾使機械傳輸套圈(2301/2303)形成光纖對插入件之連接件(1903)區域之框且將光纖對插入件之連接件(1903)區域分度以連接至複數光纖的操作。
在某些實施例中,方法包含形成插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)內之局部金屬路線結構及導電通孔結構以在矽光子
晶片(1803)及與插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)交界之另一電子裝置之間提供電連接。在某些實施例中,雷射源晶片(102)係藉由覆晶連接或打線接合連接而連接至插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)。在某些實施例中,矽光子晶片(1803)係藉由覆晶連接或打線接合連接而連接至插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)。在某些實施例中,光放大器模組(303-1-303-N)係藉由覆晶連接或打線接合連接而連接至插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)。
在某些實施例中,方法包含形成第一組光傳輸結構以包含光編排模組,光編排模組係用以自雷射源晶片(102)接收複數雷射光束、將複數雷射光束結合成為一多波長雷射光源、並將多波長雷射光源的一部分傳輸至矽光子晶片(1803)之複數雷射光之光輸入口中的每一者。在某些實施例中,方法包含在插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)內形成整合式光隔絕件以使插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)內的光導彼此隔絕。在某些實施例中,方法包含光連接光纖對插入件之連接件(1903)區域與光放大器模組(303-1-303-N)之間的極化旋轉器(1901)。極化旋轉器(1901)係用以自光纖對插入件之連接件(1903)區域接收光輸入並將輸入光的TE與TM極化兩者分割為TE極化。極化旋轉器(1901)係光連接至兩個對應的光導(1913),光導(1913)係用以將來自極化旋轉器(1901)的光引導至光放大器模組(303-1-303-N)。在某些實施例中,極化旋轉器(1901)為與插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)交界的離散元件。在某些實施例中,極化旋轉器(1901)係形成於插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)內。
在某些實施例中,方法包含在插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)內形成凹陷區域以接收雷射源晶片(102)。在某些實施例中,凹陷區域係用以使雷射源晶片(102)內的光導光學邊緣耦合至第一組光傳輸結構內的對應光導。在某些實施例中,將雷射源晶片(102)連接至插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)包含將雷射源晶片(102)設置於形成在插入件裝置
(1801/1801A/1801B/1801C)內之第一組光傳輸結構內之對應光導的10微米內。在某些實施例中,凹陷區域係形成而包含側突出物,側突出物形成底填材料(如環氧化物)的儲槽以致使雷射源晶片(102)的毛細底填。在某些實施例中,將雷射源晶片(102)連接至插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)包含將雷射源晶片(102)設置在插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)的外表面上俾使雷射源晶片(102)內的光導係垂直耦合至第一組光傳輸結構的對應光導。
在某些實施例中,方法包含在插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)內形成凹陷區域以接收矽光子晶片(1803)。在某些實施例中,凹陷區域係用以使矽光子晶片(1803)內的光導光學邊緣耦合至形成在插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)內之第一組光傳輸結構與第二組光傳輸結構內的對應光導。在某些實施例中,將矽光子晶片(1803)連接至插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)包含將矽光子晶片(102)設置在形成在插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)內之第一組光傳輸結構與第二組光傳輸結構內的對應光導的10微米內。在某些實施例中,凹陷區域係形成而包含側突出物,側突出物形成底填材料(如環氧化物)的儲槽以致使矽光子晶片(1803)的毛細底填。在某些實施例中,將矽光子晶片(1803)連接至插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)包含將矽光子晶片(1803)設置在插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)的外表面上俾使矽光子晶片(1803)內的光導係垂直耦合至形成在插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)內之第一組光傳輸結構與第二組光傳輸結構內的對應光導。
在某些實施例中,方法包含在插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)內形成凹陷區域以接收光放大器模組(303-1-303-N)。在某些實施例中,凹陷區域係用以使光放大器模組(303-1-303-N)內的光導光學邊緣耦合至形成在插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)內之第二組光傳輸結構
與第三組光傳輸結構內的對應光導。在某些實施例中,將光放大器模組(303-1-303-N)連接至插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)包含將光放大器模組(303-1-303-N)設置在插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)內之第二組光傳輸結構與第三組光傳輸結構內的對應光導的10微米內。在某些實施例中,凹陷區域係形成而包含側突出物,側突出物形成底填材料(如環氧化物)的儲槽以致使光放大器模組(303-1-303-N)的毛細底填。在某些實施例中,將光放大器模組(303-1-303-N)連接至插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)包含將光放大器模組(303-1-303-N)設置在插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)的外表面上俾使光放大器模組(303-1-303-N)內的光導係垂直耦合至形成在插入件裝置(1801/1801A/1801B/1801C)內之第二組光傳輸結構與第三組光傳輸結構內的對應光導。
前面的實施例內容係提供用於例示及說明。其並非意在窮盡或限制本發明。一特定實施例之獨立元件或特徵大致上並不限於此特定實施例,而是即便在文中未特別顯示或說明的狀況下仍可應用、互換、使用於其他選定的實施例中。其亦可以許多方式變化之。此類變化不會被視為是脫離本發明,所有此類修改意在被包含於本發明之範疇內。
雖然前面已詳細地說明本發明以提供全面瞭解,但應瞭解,仍可實施某些變化與修改。因此,本發明之實施例應被視為是說明性而非限制性且本發明不應被限制至文中所提供的特定細節而是在本發明實施例的範疇與等效物內可進行修改。
2701:操作
2703:操作
2705:操作
2707:操作
Claims (20)
- 一種機械傳輸套圈,包含: 一上半構件,其包含一上對準鑰,該上對準鑰自該上半構件向外突出;及 一下半構件,其包含一下對準鑰,該下對準鑰在該下半構件內形成為一凹陷區域,該下對準鑰的該凹陷區域係配置成接收該上對準鑰, 其中該上對準鑰與該下對準鑰係配置成適配在一起以對該上半構件與該下半構件提供對準與適配,其中該上半構件與該下半構件中的每一者係配置成接收在該上半構件與該下半構件之間之一插入件裝置之一基板的一外緣部,俾以當該上半構件係適配至該下半構件時,使嵌入該插入件裝置之該基板內的光導在該上半構件與該下半構件之間的一位置處受到暴露。
- 如請求項1之機械傳輸套圈,其中該上半構件與該下半構件係由矽、玻璃、或塑膠所形成。
- 如請求項1之機械傳輸套圈,其中該上半構件包含至少一上部分孔洞,且該下半構件包含至少一下部分孔洞,其中該至少一上部分孔洞與該至少一下部分孔洞係配置成在該上半構件與該下半構件適配且該插入件裝置之該基板之該外緣部係介於該上半構件與該下半構件之間時分別形成至少一完全對準孔洞。
- 如請求項3之機械傳輸套圈,其中該至少一對準孔洞係配置成提供該機械傳輸套圈與另一連接器結構的對準。
- 如請求項3之機械傳輸套圈,其中該至少一對準孔洞係配置成提供該機械傳輸套圈與另一機械傳輸套圈的對準。
- 如請求項1之機械傳輸套圈,其中該上半構件包含位於該插入件裝置之該基板的該外緣部之一第一側上的一第一上部分孔洞、及位於該插入件裝置之該基板的該外緣部之一第二側上的一第二上部分孔洞,其中該下半構件包含位於該插入件裝置之該基板的該外緣部之該第一側上的一第一下部分孔洞、及位於該插入件裝置之該基板的該外緣部之該第二側上的一第二下部分孔洞,其中當該上半構件與該下半構件適配時,該第一上部分孔洞與該第一下部分孔洞對準,且其中當該上半構件與該下半構件適配時,該第二上部分孔洞與該第二下部分孔洞對準。
- 如請求項6之機械傳輸套圈,其中該插入件裝置之該基板係配置成使得當該上半構件與該下半構件適配且該插入件裝置之該基板之該外緣部位於該上半構件與該下半構件之間時,一第一完全對準孔洞由該第一上部分孔洞與該第一下部分孔洞形成,且一第二完全對準孔洞由該第二上部分孔洞與該第二下部分孔洞形成。
- 如請求項6之機械傳輸套圈,其中該上對準鑰為一第一上對準鑰,該第一上對準鑰位於該第一上部分孔洞旁,該上半構件包含位於該第二上部分孔洞旁的一第二上對準鑰,其中該第二上對準鑰自該上半構件向外突出,其中該下對準鑰為一第一下對準鑰,該第一下對準鑰位於該第一下部分孔洞旁,該下半構件包含位於該第二下部分孔洞旁的一第二下對準鑰,其中該第二下對準鑰在該下半構件內形成為另一凹陷區域,該第二下對準鑰的該凹陷區域係配置成接收該第二上對準鑰。
- 如請求項1之機械傳輸套圈,其中該光導在該插入件裝置之該基板內定位於一線性陣列中。
- 如請求項1之機械傳輸套圈,其中該上半構件與該下半構件共同配置成對該插入件裝置之該基板內的該光導針對該插入件裝置之該基板外部的一對應數量之光纖加以分度。
- 如請求項1之機械傳輸套圈,其中該上半構件與該下半構件係藉由一黏著劑安裝至該插入件裝置之該基板。
- 一種形成光纖對插入件連接件的方法,包含: 提供一機械傳輸套圈之一上半構件,該上半構件包含一上對準鑰,該上對準鑰自該上半構件向外突出; 提供該機械傳輸套圈之一下半構件,該下半構件包含一下對準鑰,該下對準鑰在該下半構件內形成為一凹陷區域,該下對準鑰之該凹陷區域係配置成接收該上對準鑰; 將該上半構件固定至一插入件裝置之一基板的一外緣部之一上表面;及 將該下半構件固定至該插入件裝置之該基板的該外緣部之一下表面,使該上對準鑰插入該下對準鑰之該凹陷區域中,且使嵌入該插入件裝置之該基板內的光導在該上半構件與該下半構件之間的一位置處受到暴露。
- 如請求項12之形成光纖對插入件連接件的方法,其中該上半構件與該下半構件係由矽、玻璃、或塑膠所形成。
- 如請求項12之形成光纖對插入件連接件的方法,其中該上半構件包含至少一上部分孔洞,且該下半構件包含至少一下部分孔洞,當該上半構件固定至該插入件裝置之該基板的該外緣部之該上表面、且該下半構件固定至該插入件裝置之該基板的該外緣部之該下表面時,該至少一上部分孔洞與該至少一下部分孔洞分別形成至少一完全對準孔洞。
- 如請求項14之形成光纖對插入件連接件的方法,更包含: 使用該至少一完全對準孔洞將該機械傳輸套圈與另一連接器結構對準。
- 如請求項14之形成光纖對插入件連接件的方法,更包含: 使用該至少一完全對準孔洞將該機械傳輸套圈與另一機械傳輸套圈對準。
- 如請求項12之形成光纖對插入件連接件的方法,其中該上半構件包含位於該插入件裝置之該基板的該外緣部之一第一側上的一第一上部分孔洞、及位於該插入件裝置之該基板的該外緣部之一第二側上的一第二上部分孔洞,其中該下半構件包含位於該插入件裝置之該基板的該外緣部之該第一側上的一第一下部分孔洞、及位於該插入件裝置之該基板的該外緣部之該第二側上的一第二下部分孔洞,其中該方法包含將該第一上部分孔洞與該第一下部分孔洞對準、及將該第二上部分孔洞與該第二下部分孔洞對準。
- 如請求項17之形成光纖對插入件連接件的方法,其中該插入件裝置之該基板係配置成當該上半構件固定至該插入件裝置之該基板的該外緣部之該上表面、且該下半構件固定至該插入件裝置之該基板的該外緣部之該下表面時,使一第一完全對準孔洞由該第一上部分孔洞與該第一下部分孔洞形成,且使一第二完全對準孔洞由該第二上部分孔洞與該第二下部分孔洞形成。
- 如請求項17之形成光纖對插入件連接件的方法,其中該上對準鑰為一第一上對準鑰,該上半構件包含自該上半構件向外突出的一第二上對準鑰,其中該下對準鑰為一第一下對準鑰,該下半構件包含在該下半構件內形成為另一凹陷區域的一第二下對準鑰,其中該下半構件固定至該插入件裝置之該基板的該外緣部之該下表面,使該第一上對準鑰插入該第一下對準鑰之凹部,並使該第二上對準鑰插入該第二下對準鑰的凹部。
- 如請求項12之形成光纖對插入件連接件的方法,其中該上半構件與該下半構件係藉由一黏著劑固定至該插入件裝置之該基板。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201762589520P | 2017-11-21 | 2017-11-21 | |
US62/589,520 | 2017-11-21 | ||
US16/194,250 | 2018-11-16 | ||
US16/194,250 US10749603B2 (en) | 2016-07-14 | 2018-11-16 | Laser module for optical data communication system within silicon interposer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202306337A TW202306337A (zh) | 2023-02-01 |
TWI819834B true TWI819834B (zh) | 2023-10-21 |
Family
ID=68315930
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW111137623A TWI819834B (zh) | 2017-11-21 | 2018-11-20 | 機械傳輸套圈及使用機械傳輸套圈形成連接件的方法 |
TW107141213A TWI782140B (zh) | 2017-11-21 | 2018-11-20 | 矽插入件內用於光資料通訊系統的雷射模組 |
TW112135440A TW202402001A (zh) | 2017-11-21 | 2018-11-20 | 機械傳輸套圈及使用機械傳輸套圈形成連接件的方法 |
Family Applications After (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW107141213A TWI782140B (zh) | 2017-11-21 | 2018-11-20 | 矽插入件內用於光資料通訊系統的雷射模組 |
TW112135440A TW202402001A (zh) | 2017-11-21 | 2018-11-20 | 機械傳輸套圈及使用機械傳輸套圈形成連接件的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
TW (3) | TWI819834B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120026341A1 (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-02 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Auto iris lens calibration device and method |
US20120099820A1 (en) * | 2009-03-20 | 2012-04-26 | Rolston David R | Two dimensional optical connector |
TW201239435A (en) * | 2011-03-24 | 2012-10-01 | Ct A Photonics Inc | Optical connector |
JP2013015787A (ja) * | 2011-07-06 | 2013-01-24 | Fujikura Ltd | 光コネクタおよびその組立方法 |
US20160231510A1 (en) * | 2011-09-26 | 2016-08-11 | 3M Innovative Properties Company | Transceiver interface having staggered cleave positions |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5557439A (en) * | 1995-07-25 | 1996-09-17 | Ciena Corporation | Expandable wavelength division multiplexed optical communications systems |
US7555176B2 (en) * | 2007-08-22 | 2009-06-30 | Ccs Technology, Inc. | Method for producing an optical splitter, and optical splitter |
JP5568044B2 (ja) * | 2011-03-29 | 2014-08-06 | 株式会社日立製作所 | 光インターコネクトモジュールおよび光電気ハイブリッド混載ボード |
WO2013100995A1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Intel Corporation | Photonic package architecture |
US9525490B2 (en) * | 2012-07-26 | 2016-12-20 | Aurrion, Inc. | Reconfigurable optical transmitter |
EP3111261A2 (en) * | 2014-02-24 | 2017-01-04 | Rockley Photonics Limited | Detector remodulator and optoelectronic switch |
-
2018
- 2018-11-20 TW TW111137623A patent/TWI819834B/zh active
- 2018-11-20 TW TW107141213A patent/TWI782140B/zh active
- 2018-11-20 TW TW112135440A patent/TW202402001A/zh unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120099820A1 (en) * | 2009-03-20 | 2012-04-26 | Rolston David R | Two dimensional optical connector |
US20120026341A1 (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-02 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Auto iris lens calibration device and method |
TW201239435A (en) * | 2011-03-24 | 2012-10-01 | Ct A Photonics Inc | Optical connector |
JP2013015787A (ja) * | 2011-07-06 | 2013-01-24 | Fujikura Ltd | 光コネクタおよびその組立方法 |
US20160231510A1 (en) * | 2011-09-26 | 2016-08-11 | 3M Innovative Properties Company | Transceiver interface having staggered cleave positions |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202306337A (zh) | 2023-02-01 |
TWI782140B (zh) | 2022-11-01 |
TW201931794A (zh) | 2019-08-01 |
TW202402001A (zh) | 2024-01-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11799554B2 (en) | Laser module for optical data communication system within silicon interposer | |
US11275225B2 (en) | Method and system for an optical coupler for silicon photonics devices | |
CN107040318B (zh) | 用于通信的方法和系统 | |
US10168474B2 (en) | Method of manufacturing optical input/output device | |
US11424830B2 (en) | Laser module for optical data communication system | |
CN108199779B (zh) | 用于通信的方法和系统 | |
TWI604701B (zh) | 用於光學通訊系統之混成整合的方法與系統 | |
US20120207426A1 (en) | Flip-chip packaging for dense hybrid integration of electrical and photonic integrated circuits | |
US20140270629A1 (en) | Optical waveguide network of an interconnecting ic module | |
TW202301490A (zh) | 光電晶片的三維封裝方法及封裝結構 | |
US20140270621A1 (en) | Photonic multi-chip module | |
US20140241734A1 (en) | Light emitting device, manufacturing method thereof, and optical transceiver | |
US20210048587A1 (en) | Photonic optoelectronic module packaging | |
Bernabé et al. | On-board silicon photonics-based transceivers with 1-Tb/s capacity | |
TWI819834B (zh) | 機械傳輸套圈及使用機械傳輸套圈形成連接件的方法 | |
WO2022208662A1 (ja) | 光接続構造、パッケージ構造および光モジュール | |
US20240103218A1 (en) | Optical Device and Method of Manufacture |