电光调制装置的制作方法

    专利2022-07-08  105


    本发明涉及一种调制装置,尤其涉及一种电光调制装置。



    背景技术:

    在电脑及通讯领域中,对产品具有高传输速度及紧凑性(compactness)的需求已成为以光学传输取代传统的电子传输的推动力。在市场中存在各种作为主流或正在演进成为主流的产品及技术,此等产品及技术的实例包括光学usb、硅收发器(silicontransceiver)及硅光子学(siliconphotonics),其中数据是通过光线在各装置之间传送。

    在诸如上述的光电系统(optoelectronicsystem)中,通常将激光二极管(laserdiode,ld)芯片与硅波导(siliconwaveguide)光学耦合于一起。一般而言,光电系统的成本取决于封装,因此,如何降低封装良率所造成的损失,为提高光电子产品的良率的重要因素。



    技术实现要素:

    本发明提供一种电光调制装置,可有效降低封装良率所造成的损失,并提高光电子产品的良率。

    本发明的电光调制装置,包括光波导基板、多个电光调制器、选择驱动电路以及控制器。光波导基板包括光通道,光通道提供至少一光传输路径,以传输至少一光束。多个电光调制器配置于上述至少一光传输路径上,光耦合光波导基板,其中各光传输路径分别配置至少2个电光调制器。选择驱动电路耦接上述多个电光调制器。控制器耦接选择驱动电路,控制选择驱动电路选择驱动各光传输路径对应的多个电光调制器的其一进行光调制,以产生对应的光调制信号。

    在本发明的一实施例中,其中各光传输路径上的多个电光调制器为串联地被配置。

    在本发明的一实施例中,其中光通道具有分光结构,提供多个分光路径对光束进行分光,电光调制器分别配置于对应的分光路径上。

    在本发明的一实施例中,上述的电光调制装置还包括电控光开关,其耦接控制器,配置于分光结构的分岔点上,受控于控制器而将光束切换传输至所选择的电光调制器对应的分光路径。

    在本发明的一实施例中,上述的电控光开关包括马赫-曾德尔光开关或环状共振腔光开关。

    在本发明的一实施例中,上述的分光结构包括y形分支图案。

    在本发明的一实施例中,上述的选择驱动电路包括偏压电路、电阻以及开关电路。偏压电路提供偏压电压。电阻耦接于偏压电路的输出端与驱动电路回流总线之间。开关电路耦接控制器与回流总线,上述多个电光调制器并联地耦接于偏压电路与开关电路之间,开关电路受控于控制器选择将上述多个电光调制器的其一连接至驱动电路回流总线,以选择对光束进行光调制的电光调制器。

    在本发明的一实施例中,上述的电光调制装置还包括电路基板,选择驱动电路以及控制器配置于电路基板上。

    在本发明的一实施例中,上述的光波导基板配置于电路基板上,上述多个电光调制器通过打线或硅穿孔(through-siliconvia)连接至选择驱动电路与控制器。

    在本发明的一实施例中,各电光调制器与光波导基板部分叠合或与嵌入于光波导基板,而光耦合光波导基板。

    基于上述,本发明的实施例通过在光传输路径配置多个电光调制器,控制器可控制选择驱动电路选择多个电光调制器的其一对光传输路径所传输的光束进行光调制,以产生光调制信号。如此可在部份的电光调制器无法使用时,利用其它的电光调制器进行光调制,而可有效降低封装良率所造成的损失,提高光电子产品的良率。

    为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。

    附图说明

    图1是依照本发明一实施例的电光调制装置的示意图;

    图2a是依照本发明一实施例的电光调制器与光波导基板的光耦合示意图;

    图2b是依照本发明另一实施例的电光调制器与光波导基板的光耦合示意图;

    图3是依照本发明一实施例的电光调制器与光波导基板的示意图;

    图4是依照本发明一实施例的电光调制器与电路基板的连接示意图;

    图5是依照本发明另一实施例的电光调制器与电路基板的连接示意图;

    图6是依照本发明一实施例的选择驱动电路的示意图;

    图7是依照本发明一实施例的电光调制器的配置示意图;

    图8是依照本发明另一实施例的电光调制器的配置示意图。

    具体实施方式

    请参照图1,图1是依照本发明一实施例的电光调制装置的示意图。电光调制装置可包括光波导基板sb1、电光调制器(electroabsorptionmodulator)eam1、eam2、选择驱动电路102以及控制器104。光波导基板sb1可例如为二氧化硅基板、ⅲ-ⅴ族半导体化合物基板、绝缘体上硅基板、聚合物基板或玻璃基板,然不以此为限。光波导基板sb1可包括光波导构成的光通道p1,光通道p1用以提供传输光束l1的光传输路径。电光调制器eam1、eam2可以芯片对晶圆(dietowaferbonding)的方式与光波导基板sb1接合,例如以覆晶封装的方式与光波导基板sb1接合。在本实施例中电光调制器eam1、eam2为以串联的方式配置于光传输路径上。

    选择驱动电路102耦接电光调制器eam1、eam2与控制器104,控制器104可控制选择驱动电路102选择驱动光传输路径的电光调制器eam1或eam2对光束l1进行光调制,以产生光调制信号s1。其中,电光调制器eam1、eam2可以与光波导基板部分叠合或与嵌入于光波导基板的方式,而光耦合光波导基板。以电光调制器eam1为例,电光调制器eam1可如图2a所示,以与光波导基板sb1部分叠合的方式进行光耦合,此处所谓的叠合方式系指电光调制器eam1放置于光波导基板的光通道上方或下方,且电光调制器eam1与光通道有至少一部份的重叠,光束或光信号在此重叠处通过层间传导方式,例如渐消波耦合(evanescentcoupling),由光通道进入电光调制器,或由电光调制器进入光通道,又或者是可如图2b所示,以电光调制器eam1嵌入于光波导基板sb1的方式进行光耦合,此处所谓的嵌入,指电光调制器eam1约略放置于与光通道相同水平的位置,光束或光信号是由光通道的一端进入电光调制器的一端,或由电光调制器的一端进入光通道的一端,而光通道与电光调制器的出光面或入光面约略为实质平行,在选择驱动电路102选择电光调制器eam1进行光调制的情形下,来自光波导基板sb1的光束l1经由电光调制器eam1进行光调制后所产生光调制信号s1可再进入光波导基板sb1中。此外,未被选择进行光调制的电光调制器eam2则仅执行光传输的操作,而不对光调制信号s1进行光调制。

    如此通过在光传输路径上配置电光调制器eam1与eam2,并通过选择驱动电路选择eam1与eam2对光束l1进行光调制,可在电光调制器eam1与eam2的其一无法使用时,利用另一电光调制器进行光调制,以有效降低封装良率所造成的损失,提高光电子产品的良率。

    值得注意的是,本实施例的电光调制装置仅包括两个电光调制器eam1与eam2,然电光调制器的数量并不以此为限,在其它实施例中,也可在光传输路径上配置更多个串联的电光调制器。此外,光通道p1也不限定仅包括1个光传输路径,而可包括更多个光传输路径。如图3所示,图3的光波导基板sb1的光通道p2可包括4个光传输路径,各个光传输路径可分别如图1所示,配置2个电光调制器eam1、eam2,4个光传输路径可分别用以传输光束l1~l4,并通过对应的电光调制器eam1或eam2进行光调制,以产生光调制信号s1~s4。

    电光调制装置的选择驱动电路102以及控制器104可例如配置于电路基板上,电路基板可例如为印刷电路版。如图4所示,光波导基板sb1可配置于电路基板sb2上,且电光调制器eam1与eam2可例如通过硅穿孔tsv1、tsv2连接至电路基板sb2上的选择驱动电路102与控制器104,然不以此为限。例如在图5实施例中,电光调制器eam1与eam2也可例如通过打线ml1、ml2连接至电路基板sb2上的选择驱动电路102与控制器104。

    图6是依照本发明一实施例的选择驱动电路102的示意图。进一步来说,选择驱动电路102的实施方式可如图6所示,选择驱动电路102可包括偏压电路602、电阻r1与开关电路604,其中电光调制器eam1与eam2并联地耦接于偏压电路602与开关电路604之间,开关电路604还耦接驱动电路回流总线rb1,电阻r1耦接于偏压电路602的输出端与驱动电路回流总线rb1之间。偏压电路602用以产生偏压电压,以提供电光调制器eam1与eam2进行光调制所需的电压。控制器104可控制开关电路604选择将电光调制器eam1与eam2的其一连接至驱动电路回流总线rb1,以选择对光束l1进行光调制的电光调制器。例如当选择电光调制器eam1进行光调制时,控制器104控制开关电路604选择将电光调制器eam1连接至驱动电路回流总线rb1。

    值得注意的是,上述实施例为以电光调制器eam1与eam2串联地配置于光传输路径上的方式为例进行说明,然在部分实施例中,电光调制器eam1与eam2也可例如以并联的方式配置。举例来说,图7是依照本发明一实施例的电光调制器的配置示意图,在本实施例中,光波导基板sb1的光通道p3为分光结构,如图7所示,其可例如为y形分支结构。y形分支结构可提供两个分光路径来对光束l1进行分光,也就是说,光传输路径可包括两个分光路径,其将光束l1分光为两个光束。

    电光调制器eam1与eam2可分别配置于y形分支图案所提供的两个分光路径上,并依据选择驱动电路102的选择控制来对其中一个分光路径上的光束进行光调制,以产生光调制信号s1。以图7实施例为例,选择驱动电路102选择电光调制器eam1对分光路径上的光束进行光调制而产生光调制信号s1,然不以此为限,在其它实施例中,选择驱动电路102也可选择电光调制器eam2来对分光路径上的光束进行光调制而产生光调制信号s1。类似地,通过分别在两个分光路径上配置电光调制器eam1与eam2,可在电光调制器eam1与eam2的其一无法使用时,利用另一电光调制器进行光调制,以有效降低封装良率所造成的损失,提高光电子产品的良率。

    此外,本实施例的电光调制装置仅包括两个电光调制器eam1与eam2,然电光调制器的数量并不以此为限,在其它实施例中,也可在分光路径上配置多个串联的电光调制器。另外,光通道p3也不限定仅包括2个分光路径,光传输路径可包括更多个分光路径,或是包括更多个具有多个分光路径的光传输路径,电光调制装置则可对应地包括各个分光路径的电光调制器。

    图8是依照本发明另一实施例的电光调制器的配置示意图。本实施例与图7实施例的不同之处在于,图8实施例还包括电控光开关802,其可配置于分光结构的分岔点上。电控光开关802可例如为马赫-曾德尔光开关或环状共振腔光开关,其耦接控制器104,并受控于控制器104而将光束l1切换传输至所选择的电光调制器对应的分光路径,以避免分光路径上的光束的光强度因分光而大幅减弱,进而降低光通讯的品质。例如在图8实施例中,控制器104可控制电控光开关802将光束l1切换传输至被选择进光调制的电光调制器eam1,以提高电光调制器eam1所产生的光调制信号s1的光强度,确保光通讯的品质。

    综上所述,本发明的实施例通过在光传输路径配置多个电光调制器,控制器可控制选择驱动电路选择多个电光调制器的其一对光传输路径所传输的光束进行光调制,以产生光调制信号。如此可在部份的电光调制器无法使用时,利用其它的电光调制器进行光调制,而可有效降低封装良率所造成的损失,提高光电子产品的良率。

    虽然本发明已以实施例揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更改与润饰,故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。


    技术特征:

    1.一种电光调制装置,其特征在于,包括:

    光波导基板,包括光通道,所述光通道提供至少一光传输路径,以传输至少一光束;

    多个电光调制器,配置于所述至少一光传输路径上,光耦合所述光波导基板,其中各所述光传输路径分别配置至少2个电光调制器;

    选择驱动电路,耦接所述多个电光调制器;以及

    控制器,耦接所述选择驱动电路,控制所述选择驱动电路选择驱动各所述光传输路径对应的多个电光调制器的其一进行光调制,以产生对应的光调制信号。

    2.根据权利要求1所述的电光调制装置,其中各所述光传输路径上的多个电光调制器为串联地被配置。

    3.根据权利要求1所述的电光调制装置,其中所述光通道具有分光结构,提供多个分光路径对所述光束进行分光,所述多个电光调制器分别配置于对应的分光路径上。

    4.根据权利要求3所述的电光调制装置,还包括:

    电控光开关,耦接所述控制器,配置于所述分光结构的分岔点上,受控于所述控制器而将所述光束切换传输至所选择的电光调制器对应的分光路径。

    5.根据权利要求4所述的电光调制装置,其中所述电控光开关包括马赫-曾德尔光开关或环状共振腔光开关。

    6.根据权利要求3所述的电光调制装置,其中所述分光结构包括y形分支图案。

    7.根据权利要求1所述的电光调制装置,其中所述选择驱动电路包括:

    偏压电路,提供偏压电压;

    电阻,耦接于所述偏压电路的输出端与驱动电路回流总线之间;以及

    开关电路,耦接所述控制器与所述回流总线,所述多个电光调制器并联地耦接于所述偏压电路与所述开关电路之间,所述开关电路受控于所述控制器选择将所述多个电光调制器的其一连接至所述驱动电路回流总线,以选择对所述光束进行光调制的电光调制器。

    8.根据权利要求1所述的电光调制装置,还包括:

    电路基板,所述选择驱动电路以及所述控制器配置于所述电路基板上。

    9.根据权利要求7所述的电光调制装置,其中所述光波导基板配置于所述电路基板上,所述多个电光调制器通过打线或硅穿孔连接至所述选择驱动电路与所述控制器。

    10.根据权利要求1所述的电光调制装置,其中各所述电光调制器与所述光波导基板部分叠合或与嵌入于所述光波导基板,而光耦合所述光波导基板。

    技术总结
    本发明提供一种电光调制装置。在光传输路径上配置多个电光调制器,控制器控制选择驱动电路选择多个电光调制器的其一对光传输路径所传输的光束进行光调制,以产生光调制信号。

    技术研发人员:卢冠甫;庄陈英
    受保护的技术使用者:源杰科技股份有限公司
    技术研发日:2019.09.12
    技术公布日:2021.03.12

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