使用锥形传输线匹配光学部件的阻抗的方法和装置与流程

1.本公开涉及用于例如借助于光学设备或装备中的锥形传输线匹配光学部件的阻抗的设计和实现技术，并且特别地，涉及用于使用锥形传输线匹配直接调制激光器(dml)和封装的不同阻抗值的方法和技术。


背景技术：

2.与光学子组件(osa)开发相关的一个常见问题是测试装备和被测设备(dut)之间的阻抗失配。目前，存在几种阻抗失配的实例。例如，存在与直接调制激光器(dml)和其它部件相关的阻抗失配实例。dml通常是分布式反馈(dfb)激光器或法布里-珀罗(fp)激光器，其固有阻抗约为10欧姆。内部的部件之一是发射器光学子组件(tosa)，其负责将电信号转换成光信号，然后通过光纤通道传输光信号。此外，dml发射器电路通常被设计为具有25欧姆的阻抗，因此tosa封装具有25欧姆的阻抗。由此，会出现阻抗失配的实例，为了解决这个问题，可以与dml串联添加匹配电阻，以使25欧姆来匹配阻抗。此外，dml可以安装在子安装件上并封装在具有25欧姆阻抗的tosa封装中，并且tosa封装通过柔性电路电连接到印刷电路板组件。在这种情况下，dml与外围设备(诸如，子安装件、tosa封装和柔性电路)之间将存在明显的阻抗失配，从而导致设计问题并降低系统性能。
3.作为示例，当dml tosa是基于25欧姆的设计时，许多测试工程师在表征dml、dml的载板上芯片(coc)或封装的dml tosa的性能时遇到困难。在测量dml coc或dml tosa时，测试工程师使用阻抗为50欧姆的光波分量分析仪(lca)提供的阻抗转换功能。但是，要正确使用阻抗转换功能，通常需要对测试板进行准确校准。另外，由于通常困扰许多测试工程师的诸如50欧姆和25欧姆之间的接口点将位于何处以及如何将阻抗校准到接口点等问题，为dml tosa开发评估板存在若干种选择。
4.另外，对于诸如s参数之类的dml芯片表征，dml芯片通常安装在coc上，因此可以通过适当校准使用lca的阻抗转换功能相对准确地进行表征。但是，当要向客户提供dml tosa样品时，问题可能变得复杂，因为客户的测试装备通常将具有50欧姆的阻抗，并且将使用50欧姆系统进行测量，而没有适当的校准。因此，当客户没有经过良好校准的评估板时，客户将难以准确测量tosa性能。此外，当客户尝试使用阻抗为50欧姆的脉冲模式发生器(ppg)来查看光学性能时，可能会出现同样的问题。
5.此外，在马赫-曾德调制器(mzm)设计的情况下，mzm通常封装在阻抗值为50欧姆的封装中，但典型的基于inp的mzm芯片的阻抗可能在20欧姆到40欧姆的范围内，从而产生阻抗失配。因此，子安装件需要具有50欧姆的阻抗，此外，终端还必须具有50欧姆的典型阻抗。因此，对于mzm芯片的表征，可能会出现与dml表征相同的测试问题。因此，coc具有50欧姆的线路，并且在测试安装在coc上的mzm芯片时，它也存在与dml tosa一样的校准问题，因为子安装件的阻抗值为50欧姆。在其它一些情况下，一些工程师可能尝试用25欧姆的驱动器ic驱动50欧姆的eml tosa，或者用25欧姆的tosa驱动50欧姆的驱动器ic。但是，这些示例是极少数情况，尽管可以在收发器的各种实施方式中尝试这种实验工作。
6.因此，在光部件设计和收发器实施方式中仍然存在阻抗失配的突出问题。由此，仍然需要用于解决待组装在封装中的光学部件之间的明显阻抗差异的增强技术。


技术实现要素：

7.在现有技术中，需要解决阻抗匹配问题。例如，不同阻抗值的有效匹配将解决诸如直接调制激光器(dml)激光器、马赫-曾德调制器(mzm)等光学部件的测试中涉及的许多困难，并且也将解决在诸如dml发射器光学子组件(tosa)和/或mzm tosa之类的各种光学部件的评估板的实施方式中遇到的问题。
8.如今，晶体管轮廓(to)封装中的所有直接调制激光器(dml)都组装在25欧姆首部或25欧姆的to首部中。所有市售dml驱动器集成电路(ic)的阻抗约为25欧姆。由此，在现有技术中，从驱动器ic到to引脚输入端加上子安装件的阻抗始终匹配到25欧姆，即使dml的实际阻抗约为10欧姆。另外，注意的是，当dml驱动器ic的阻抗约为25欧姆(单端)且dml阻抗约为10欧姆时，会导致s参数s11(反射系数或回波损耗)约为-7.3db，这可以通过使用本技术的各个方面来改进。
9.在本公开的一个方面，提供了一种使用锥形传输线匹配直接调制激光器(dml)的阻抗的系统、技术或方法。作为示例，锥形传输线或锥体被配置为包括第一部分、第二部分和第三部分。锥体的第一部分被配置为被分配到印刷电路板(pcb)或印刷线路板(pwb)上的柔性接头的驱动器，锥体的第二部分被配置为被分配到柔性电路，并且锥体的第三部分被配置为被分配到包括dml的to和子安装件。另外，在本公开的一个方面，to封装的阻抗被修改以获得准确的锥体设计，因为to封装的阻抗也是锥体的一部分。
10.在本公开的一个方面，dml被封闭在封装中，该封装可以是to、陶瓷盒、板载光学器件联合体(cobo)或板上芯片(cob)封装。
11.在本公开的一个方面，锥体的第一部分被配置为对应于to和内部子安装件。
12.在本公开的另一方面，锥体的第一部分包括第一的三个段，第二部分包括第二的十五个段，并且第三部分包括第三的三个段。
13.在本公开的另一方面，第一部分和第三部分相对短，并且第一部分和第三部分的阻抗值可以分别近似为三个段的平均值，有时，以性能略有下降为代价。
14.在本公开的另一方面，提供了一种光通信设备或装备，使得该光通信设备或装备可以包括设置在封装中的dml、dml驱动器ic、以及设置在dml和dml驱动器ic之间的锥体。锥体被配置为匹配dml驱动器ic、dml和/或封装的不同阻抗。
15.在本公开的另一方面，dml的阻抗可以是约10欧姆并且dml驱动器ic的阻抗可以是约25欧姆。
16.在本公开的另一方面，光通信设备或装备的锥体可以包括第一部分、第二部分和第三部分。第一部分被分配到pcb或pwb上的柔性接头的驱动器，第二部分被分配到柔性电路，并且第三部分被分配到to和子安装件。
17.在本公开的另一方面，光通信设备或装备中的锥体的第一部分包括第一组三个段，锥体的第二部分包括第二组十五个段，并且锥体的第三部分包括第三组三个段。
18.在本公开的另一方面，光通信设备或装备中的锥体的第一部分和第三部分的阻抗分别近似为三个段的平均值，有时，以性能略有下降为代价。
19.在本技术的另一方面，提供了一种光通信装备。该光通信装备被配置为包括具有第一阻抗的封装、具有第二阻抗的光学部件以及耦合到光学部件和封装的锥体。耦合到光学部件和封装的锥体被配置为最小化第一阻抗和第二阻抗之间的阻抗失配的量。
20.在本公开的另一方面，光通信装备的光学部件可以封闭在封装中。替代地，光通信装备的光学部件的部分可以在封装之外。
21.在本公开的另一方面，光通信装备可以包括作为光学部件的直接调制激光器、马赫-曾德调制器激光器或垂直腔面发射激光器。
22.在本公开的另一方面，光通信装备的锥体可以被设计为使光学部件的阻抗与封装的阻抗匹配。
23.在本公开的另一方面，封装可以是to、陶瓷盒、cobo或cob封装。
24.在本公开的另一方面，光通信装备的锥体被设计为使光部件的第二阻抗与封装的第一阻抗匹配。
25.由此，本技术的一个或多个方面的实施方式可以提供许多好处，因为阻抗匹配优于现有技术，包括更低的驱动电压和更少的功耗、更少的反射、更少的射频辐射等。
附图说明
26.本公开的这些和其它特征、方面和优点将从以下描述、所附权利要求和附图中得到更好的理解，其中：
27.图1是概念性地图示本公开的实施例的图；
28.图2a、2b和2c是图示本公开的一个方面中的示例实施例的透视图的图；
29.图2d是概念性地图示本公开的一个方面中的示例实施例的阻抗匹配的图；
30.图2e是本公开的一个方面中的示例实施例的反射系数响应；
31.图3是本公开的一个方面中的示例实施例的反射系数响应；
32.图4是本公开的一个方面中的示例锥体设计；
33.图5a和5b是本公开的一个方面中的示例实施例的输出响应；
34.图6a和6b图示了本公开的一个方面中的示例实施例的输出响应；
35.图7a和7b图示了本公开的一个方面中的示例实施例的反射系数响应；
36.图8a和8b图示了本公开的一个方面中的示例实施例的反射系数响应；
37.图9是本公开的一个方面中的另一个示例锥体设计；
38.图10a、10b和10c图示了本公开的一个方面中的示例实施例的输出响应；
39.图11a和11b图示了本公开的一个方面中的示例实施例的输出响应；
40.图12a和12b图示了本公开的一个方面中的示例实施例的输出响应；
41.图13a和13b图示了本公开的一个方面中的示例实施例的输出响应；
42.图14a和14b图示了本公开的一个方面中的示例实施例的输出响应；
43.图15a和15b图示了本公开的一个方面中的示例实施例的输出响应；
44.图16a和16b示出了本公开的一个方面中的示例实施例的输出响应；
45.图17a和17b图示了本公开的一个方面中的示例实施例的输出响应；以及
46.图18a和18b图示了本公开的一个方面中的示例实施例的输出响应。
具体实施方式
47.现在将结合各种附图在下面阐述说明性示例的详细描述。下面的描述旨在是示例性的并且决不限制本技术的范围。它提供了可能实施方式的详细示例并且不旨在表示可以实践本文描述的概念的唯一配置。由此，详细描述包括用于提供对各种概念的透彻理解的具体细节，并且注意的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践这些概念。在一些情况下，众所周知的结构和部件以框图形式显示，以避免混淆这些概念。注意的是，在附图中使用相同的附图标记来表示相同的元件和特征。
48.另外，本文描述了实现本技术的各种特征的示例实施例的方法和设备。在本文的描述中对“一个实施例”或“实施例”的引用旨在指示结合示例实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本技术或公开的至少一个实施例中。在本文的描述中的各个地方的短语“在一个实施例中”或“实施例”或“示例实施例”不一定都是指同一个实施例。
49.在以下描述中，给出了具体细节以提供对示例实施例的透彻理解。但是，本领域普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践示例实施例。众所周知的电路、结构和技术可能没有详细示出以免混淆示例实施例(例如，框图中的电路、互连等)。
50.另外，如本文所使用的术语“晶体管轮廓(to)”是指管理电流传导微电子封装和外壳的设计和尺寸的工业标准，作为光学工业中使用的普通和习惯含义。典型的to封装可以包含两个部件：to首部和to帽。to首部被配置为为该封装的部件提供电源，并且to帽被配置为确保光信号的平滑传输，包括光发射器，例如，激光二极管，以及光接收器，例如，光电二极管。
51.另外，虽然本文的示例实施例参考to封装的标准设计和尺寸描述了本技术的各个方面，但是本技术的应用不限于此并且可以应用于其它设计、尺寸和类型的封装。作为示例，封装可以是to、陶瓷盒、板载光学器件联合体(cobo)、板上芯片(cob)封装或任何其它封装类型。
52.在本公开中，如本文所使用的术语“dml”应指直接调制激光器或直接调制激光器二极管和/或直接调制垂直腔面发射激光器(vcsel)。一般而言，与使用连续波激光器并随后使用电吸收调制器(eam)的外部调制激光器(eml)相比，直接调制激光器(dml)提供具有成本效益的发射器。dml的优点是它们相对于eml简单，并且由此本技术的各种实施例使用dml出于说明目的而呈现。但是，本文公开的本技术的应用不限于此。
53.另外，有时，dml也因其结构而被称为分布式反馈(dfb)激光器，其中单芯片与简单的电路一起使用，从而占用空间小且功耗低。它通过调制驱动器集成电路(ic)生成的开/关电输入将信息放置在光束上，该驱动器集成电路(ic)直接应用于生成调制光信号输出的激光二极管。由此，dml的一般应用是用于较低数据速率的应用和较短的距离。
54.此外，即使假设dml的阻抗是纯电阻，它的阻抗也是约10欧姆的复阻抗。还要注意的是，增加小电阻会降低dml的复阻抗的影响。并且小电阻的增加将略微增加负载阻抗，并提供更好的阻抗匹配和整体性能。由此，稍微降低源阻抗和稍微增加负载阻抗也可能有助于实现更好的阻抗匹配。
55.在本公开的一个方面，为了更好地理解阻抗匹配，本文提供了两个阻抗z1和z2的阻抗匹配的简要描述，如图1中所示。使用特定频率范围内的锥形传输线，可以匹配两个阻抗z1和z2。阻抗失配或阻抗转换是射频(rf)和微波应用中的传统问题。作为示例，rf系统可
以是基于50欧姆的系统并且八木(yagi)天线可以具有约73欧姆的阻抗值。因此，图1的这个示例提供了阻抗失配的传统问题之一。处理这种阻抗失配的一种通用方法可以在由rw klopfenstein于1956年发表的文章中描述，该文章题为“a transmission line taper of improved design”，proceedings of the ire，第31-35页，1956年1月，其内容通过引用整体并入本文。还应该注意的是，使用锥形线阻抗匹配网络可以在各种技术中实现，并且本技术不限于当前公开中描述的实施例。即，使用各种技术，阻抗匹配网络可以被设计为具有连续锥体或锥形传输线。
56.但是，该方法或类似的方法或技术尚未应用于光通信领域，特别是在各种光学部件的设计中，包括发射器光学子组件(tosa)、接收器光学子组件(rosa)，以及不同封装中的其它光收发器。本公开提供了使用锥形传输线匹配阻抗的各种技术或方法的应用，特别是在tosa和光收发器的设计中。但是，本公开的应用不限于此。
57.在本公开的一个方面，锥形传输线用于减少光学设备或装备设计中的阻抗失配。例如，在光学设备的设计中使用锥形传输线可以使几个应用领域成为可能。作为示例，在本公开的一个或多个方面，使用锥形传输线(或锥体)的阻抗转换器除其它之外还可以应用于以下情况：(i)使用阻抗为50欧姆的测试装备的基于25欧姆的tosa的表征，(ii)子安装件/tosa封装与阻抗为10欧姆的dml芯片之间的dml tosa的阻抗匹配，(iii)25欧姆的驱动器ic与50欧姆的tosa之间的阻抗匹配，(iv)50欧姆的驱动器ic与25欧姆的tosa之间的阻抗匹配，(v)50欧姆的驱动器ic与20-30欧姆的马赫-曾德调制器(mzm)之间的阻抗匹配，(vi)vcsel设计中的阻抗匹配，以及许多其它情况。在本文公开的示例中，还应该注意的是，dml具有非常低的阻抗，并且由于如上所述的部件之间的不同阻抗值(例如，10欧姆与25欧姆)而经常导致阻抗失配。由此，虽然可以在传输线和地之间实现吸收电阻-电容(rc)电路以尝试解决阻抗失配，但是可以使用或实现锥形传输线或锥体来匹配不同类型的封装(诸如陶瓷盒、to、cobo或cob封装)中的不同阻抗值。
58.首先，可以使用如图2a-2c中所示的锥形传输线来实现非常宽带宽上的阻抗匹配。图2a至图2c示出了本技术的示例实施例的不同透视图。图2a-2c是to型tosa的示例实施例的不同透视图。图2a是根据本公开的一个方面的示例实施例的侧视图。在示例中，dml设置在to中的子安装件上。图2b是示例实施例的底部透视图，示出了根据本公开的一个方面的设置在子安装件上的示例锥体。图2c是示例实施例的底视图，示出了根据本公开的一个方面的设置在柔性电路上的锥体。另外，在本公开的一个方面，虽然图2a-2c的示例中的锥体被示为位于子安装件和柔性电路上，但锥体的位置可以不限于此，因此锥体可以设置在dml和dml驱动器ic之间的任何位置处。
59.图2d是概念性地图示本技术的另一个示例实施例的图。在示例中，锥形传输线(或锥体)被设计或实现25欧姆(z1)的驱动器输出阻抗和10欧姆(z2)的dml阻抗之间的阻抗匹配。在示例中，锥体的匹配阻抗可以经由两个单独的阻抗或实现(例如，在to首部的zx阻抗下被划分的用于柔性电路的锥体的第一部分和用于子安装件的锥体的第二部分)来实现。替代地，如上所述，匹配阻抗可以以单个锥体来实现。
60.图2e图示了概念性地图示根据本公开的一个或多个方面的实施例的阻抗匹配的图。图2e示出了锥形传输线在ghz频率带宽上的反射响应，例如，反射系数响应。如图2d中所示，10ghz以上的反射(例如，f
min
)维持在-20db以下。即，在示例中，根据本公开的一个方面，
使用包括锥形传输线的锥体设计，通带的反射约为-20db。另外，在示例中，零频率下的最大反射系数或s11值可以由以下确定：20*log((z2-z1)/(z1 z2))，其中z1是第一阻抗，并且z2是第二阻抗。此外，在锥体设计中，可以指定f
min
和高于f
min
的最大反射。即，对于介电材料的给定值，诸如介电常数和材料厚度，可以根据如上所述通过引用整体并入的klopfenstein中描述的锥体设计理论来确定和/或改变锥体设计(或锥体)的长度。因此，在一种实施方式中，由于f
min
处于较低频率，因此可以基于如下所述的期望匹配特性来增加要设计的锥体的长度。
61.出于说明目的，本文提供了从50欧姆到25欧姆的阻抗转换器(或阻抗匹配)的设计示例，该示例基于锥形传输线的使用。注意的是，在用于表征25欧姆dml tosa的评估板的设计中、在用于表征马赫-曾德调制器(mzm)的子安装件的设计中，以及在50欧姆驱动器ic和25欧姆dml tosa之间的印刷线路板(pwb)的设计中，50欧姆到25欧姆的转换可能是重要的。
62.在本公开的一个方面，在一个示例中，需要在50欧姆的测量装备(评估板)和25欧姆的dml tosa之间匹配不同的阻抗。在这种情况下，可以设计如图3中所示的反射系数响应，并实现如图4中所示的锥体设计。在示例中，零频率下的最大反射系数或s11值可由以下公式确定：20*log((z2-z1)/(z1 z2))，其中z1为25欧姆，并且z2为50欧姆，并且因此，在零频率下的最大s11响应被计算为-9.54db。另外，对于这些输入值，频率范围内的(设计的锥体的)反射系数响应s11和传递函数响应s21如图5a和图5b中所示。
63.此外，在另一个示例中，具有9.8的介电常数、100um的基板厚度和3um的导体厚度的基板材料可以用于dml tosa设计的示例中。此外，氧化铝(al2o3)或氮化铝(ain)可以用于子安装件设计，并且可以实现锥形传输线以匹配50欧姆的驱动器ic阻抗和25欧姆的dml tosa阻抗之间的不同阻抗值。在示例中，两个不同阻抗值之间的阻抗匹配的目标可以是在10ghz(f
min
)以上的频率范围内反射系数(s11)响应的-20db，如图2e和图3中所示。
64.在本公开的一个方面，对于锥形传输线的实现，包括微带锥体的锥体可以用于阻抗匹配，并且锥体的设计几何形状可以是锥形传输线的总长度可以是3.63毫米，包括21步长的分段锥体部分，如图4中所示。在另一种实施方式中，锥体可以包括共面波导或共面带状线。在示例中，锥形传输线的每段可以具有不同宽度尺寸(以mm为单位)但相同长度(例如，173um)，以及阻抗值(以欧姆为单位)。还应该注意的是，虽然为了清楚和说明的目的在本文中使用锥形传输线或锥体的特定维度，但本技术的本公开不限于此，并且可以使用根据本公开的一个或多个方面的其它维度。
65.返回参考图3和图4，锥体设计目标可以是使反射系数s11响应的最大值在高于10ghz(f
min
)时维持在约-20db。由此，注意的是，f
min
为10ghz，并且通带反射约为-20db。另外，注意的是，小于10ghz下的反射系数或s11响应随着频率向零频率降低而变大。如图3中所示，零频率下的最大反射系数s11响应被示为约-9.54db，其由图2e中所示的两个阻抗值z1和z2确定。即，在示例中，零频率下的最大反射系数或s11值可以由以下公式确定：20*log((z2-z1)/(z1 z2))，其中z1为25欧姆，并且z2为50欧姆，在示例中，零频率下的最大s11响应被计算为-9.54db。
66.另外，如上所述，对于示例设计，如图4中所示，可以设计锥体，使得所需锥形传输线的总长度被确定为3.633mm，具有21个步长，并且具有步长为0.173mm的长度。如图4中所看到的，设计的锥体的段包括不同的阻抗值和宽度值。即，可以通过使传输线的宽度逐渐变
细来修改锥形传输线的特性阻抗，从而通过增加或减小传输线(微带线、带状线等)的宽度来创建期望的阻抗锥体。
67.使用图3和图4中所示的设计参数，可以获得如图5a和图5b中所示的25欧姆到50欧姆之间的阻抗匹配的示例设计的输出模拟结果，显示了在频率范围内的(设计的锥体的)反射系数响应s11和传递函数响应s21。
68.图6a和图6b图示了具有不同f
min
值的两种不同设计的结果。在本公开的另一方面，本公开提供了用于阻抗转换(例如，从25欧姆到10欧姆)的其它示例技术或方法。作为示例，具有不同f
min
值的多种设计可以如图6a和图6b中所示实现。图6a图示了f
min
为10ghz和通带反射为-30db的第一设计导致输出长度为5.84mm具有21个步长的锥体设计。图6b图示了具有5ghz的f
min
和-25db的通带反射的第二设计导致输出长度为9.68mm具有21个步长的锥体设计。
69.在本公开的一个方面，为了说明的目的，在另一个示例中，可以实现用于dfb封装的锥体阻抗转换器(例如，25欧姆到10欧姆)。在dfb to的情况下，to首部的阻抗通常约为25欧姆，并且内部子安装件可以设计有25欧姆的传输线，并且10欧姆的dfb芯片可以安装在25欧姆传输线的顶部。因为10欧姆的阻抗在25欧姆传输线的末端终止，因此没有本技术的dfb to设计可能导致反射系数s11和传递函数s21响应不佳。但是，通过实现根据本公开的一个或多个方面的锥形传输线，反射系数和传递函数响应s11和s21可以分别显著提高。
70.在本公开的另一方面，在用于25欧姆tosa封装的锥体的示例设计中，可以使用某些输入参数来设计25欧姆到10欧姆的锥体。作为示例，如图7a中所示，对于设计条件可以提供如下：基板材料为氧化铝99.8％，基板厚度为200um，金厚度为2um，并且介电常数为9.8，以及输入参数可以被设定为：z1＝10欧姆，z2＝25欧姆，f
min
＝5ghz，并且通带反射＝-20db。对于上述设计条件和输入参数，可以获得所需带设计的输出结果为7.65mm的21步长的锥体长度，如图7a和图7b中所示。
71.但是，在示例中，注意的是，7.65mm的设计锥体长度可能不适合用于dfb to的子安装件，因为用于dfb激光器的to56中可用的典型长度通常约为1-2mm，这是比设计的锥体长度短得多的长度。因此，可能需要更改设计条件并且可能需要重复该过程以获得适合to56的更实际的锥体设计长度。但是，还应该注意的是，在本公开的另一方面，初始设计长度可以适用和用于不同类型的封装，例如具有相对较大内部维度的盒式封装。替代地，也可以通过宽松的设计规范获得具有较小锥体长度的锥体设计。
72.在本公开的另一方面，可以通过使用更薄的基板厚度和更大的负载阻抗来控制设计的锥体的长度。作为示例，在示例中，可以将基板的厚度改为150um，并且可以将负载阻抗z1改为13欧姆，从而得到长度为6.61mm具有21步长的设计锥体，其在图8a和图8b中示出。
73.但是，注意的是，即使基板厚度为150um，锥体的设计长度(例如，6.61mm)仍可能大于所期望的。由此，负载阻抗可以基于反复试错进一步更改，直到获得期望的结果。
74.如上所述，通过利用锥体设计，可以在包括dml封装的光学设备或装备中实现更好的阻抗匹配，并且改进的阻抗匹配有助于提高整体性能。由此，即使源阻抗、负载阻抗、印刷线路板(pwb)线路阻抗、to/子安装件阻抗等发生一些变化，光学系统、设备或装备的整体性能也可能变得非常出色。
75.在本公开的另一方面，pwb和to和子安装件的阻抗值可以分别固定为特定值。即使
pwb和to和子安装件有一些变化，整体性能也不会受到太大影响。此外，柔性电路可以被设计为具有修改的或更简单的锥体设计，这可能更容易实现。
76.如上所述，可以设计和实现锥体来匹配不同的阻抗值，例如，以解决25欧姆和10欧姆之间的阻抗失配。另外，使用一定的设计要求，锥体的总长度可能为19mm，这可能太长而无法在柔性电路和dml to中实现，因此可能需要多次迭代锥体设计以及输入参数的修改。另外，设计的锥体可以包括多个部分，例如三个部分，它们对应于图9中所示的不同部件。作为示例，锥体的三个部分可以包括(i)用于驱动器到印刷电路板(pcb)上的柔性接头的第一部分或段，(ii)用于柔性电路的第二部分或段，以及(iii)用于to和包括dml的子安装件的第三部分或段。另外，由于to封装的阻抗也是锥体的一部分，因此必须修改to封装的阻抗以获得准确的锥体设计。
77.图9图示了本公开的一个方面中的示例锥体设计。在示例中，对应于pcb或pwb的设计锥体的第一部分长度为2.73mm，对应于柔性电路的设计锥体的第二部分长度为13.65mm，并且对应于to和子安装件的设计锥体的第三部分长度为2.73mm。由此，设计的锥体长度变为19.11mm的总锥体长度，这可能太长而无法在柔性电路中实现，因此可能需要基于不同的输入参数进行进一步的设计迭代。
78.此外，如上所述，在图9所示的示例中，设计的锥体可以包括三个部分。即，设计的锥体包括对应于pwb的第一部分、对应于柔性电路的第二部分，以及对应于to和子安装件的第三部分。在示例中，第一部分的长度为2.73mm，并且第一部分包括三个段。第二部分的长度为13.6mm并且第二部分包括十五个段。第三部分的长度为2.73mm，并且第三部分包括三个段。另外，在示例中，每个段x具有x的宽度(以mm或英寸为单位)和z0的阻抗值(以欧姆为单位)。
79.另外，在示例中，注意的是，锥体的第一部分和第三部分相对较短，并且它们的阻抗可以分别近似为其中包括的三个段的平均值。此外，对于柔性电路，柔性电路的总长度可以为13.65mm，这可能太长而无法适配，因此可能导致锥体长度设计的进一步迭代。此外，对于第二部分，可以将段分为5个子组，每个子组的平均阻抗可以用于每个子组的新阻抗。
80.图10a、图10b和图10c示出了相对于图9的修改后的锥体设计的模拟结果。注意的是，在附图和各图中，只要适用，红色迹线用于原始锥体设计，并且蓝色迹线用于修改后的锥体设计。
81.图11和图12图示了修改后的锥体设计相对于原始锥体设计的优化结果。在本公开的另一方面，修改后的锥体设计可以通过改变不同部分或段的长度来进一步优化。作为示例，柔性电路的长度可以从每段的2.73mm减少到2mm。当柔性电路的长度减小时，如图11和图12中所示，s33(修改后的锥体设计的响应)响应随着频率的增加而变差，但是，s43响应(修改后的锥体设计的响应)以s33降级为代价而略有改善，如叠加图中所示。
82.图11a和图11b图示了当柔性电路的长度从每个部分的2.73mm减少到2mm时的优化结果。图12a和图12b图示了当柔性电路的长度可以从每个部分的2.73mm减少到1.5mm时的另一个优化结果。如图12a和图12b中所示，虽然s33响应随着频率增加而变差，但s43响应以s33响应降级为代价而改善。注意的是，当每个部分的长度进一步减小到1.3mm时，s21在高频下以s11降级为代价改善得更多。
83.图13a和图13b图示了修改后的锥体设计的另一个优化结果。在本公开的一个方
面，负载阻抗可以变化。作为示例，负载阻抗可以从10欧姆改变为15欧姆，并且柔性电路的长度也从每段的2.73mm减少到2mm。
84.图14a和图14b图示了修改后的锥体设计的另一个优化结果。在本公开的一个方面，源阻抗可以变化。作为示例，源阻抗可以从25欧姆 /-10％变化(22.5欧姆到27.5欧姆)，并且柔性电路的长度也从每段2.73mm减少到2mm。
85.图15a和图15b图示了修改后的锥体设计的另一个优化结果。在本公开的一个方面，源阻抗和负载阻抗都变化。作为示例，源阻抗被设定为22.5欧姆，并且负载阻抗被设定为12欧姆。柔性电路的长度可以从每段的2.73mm减少到2mm。
86.图16a和图16b图示了修改后的锥体设计的另一个优化结果。在本公开的一个方面，pwb线路阻抗从20.44欧姆改变为25欧姆，并且柔性电路的长度也从每段的2.73mm减少到2mm。此外，注意的是，即使pwb的线路阻抗可以按照通常的设计为25欧姆，整体性能也不会受到太大影响。
87.图17a和图17b图示了修改后的锥体设计的另一个优化结果。在本公开的一个方面，to和子安装件的阻抗可以从12.22欧姆改变为13.22欧姆。13.22欧姆是柔性电路的最后一部分的阻抗。柔性电路的长度可以从每段的2.73mm减少到2mm。在示例中，即使将to和子安装件的阻抗略微增加到与柔性电路的最后一部分的阻抗相同的值，整体性能也没有受到太大影响。
88.图18a和图18b图示了修改后的锥体设计的另一个优化结果。在本公开的一个方面，在示例中，to和子安装件的阻抗可以被设定为13.22欧姆。pwb阻抗也可以被设定为25欧姆。负载阻抗也可以从10欧姆改变为13欧姆。柔性电路的长度可以从每段的2.73mm减少到2mm。注意的是，即使to和子安装件的阻抗略有增加并且pwb阻抗被设定为25欧姆，整体s21性能也能很好地维持。还要注意的是，当负载阻抗为13欧姆时，s43和s33响应显示最佳性能。此外，注意的是，在示例中，10欧姆负载显示最差的性能，因为to加子安装件的阻抗增加。
89.在本公开的各个方面，在一个示例中，基于部件之间的锥体设计的实施方式，已经证明了在25欧姆处匹配的dml封装的更好阻抗匹配。因此，即使源阻抗、负载阻抗和to/子安装件阻抗有一些变化，采用dml封装和锥体设计的光学设备或装备的整体性能也已显示出具有显著的改善。还应该注意的是，稍微降低源阻抗和稍微增加负载阻抗也可能导致更好的阻抗匹配。
90.另外，在本公开的另一方面，可以设计和实现锥体以实现从pwb到dml的更高性能。在本公开的另一方面，pwb和to以及子安装件阻抗可以固定为一个值，并且即使pwb和to和子安装件有一些变化，整体性能也不会受到显著影响。此外，可以用一种或多种修改后的锥体设计来设计柔性件，这使得更容易实现。
91.由此，本公开提供了一种新的新颖锥体设计及其应用，用于光学设备或装备中的各种部件之间的阻抗匹配。作为示例，可以有效地匹配to封装中的dml和dml驱动器的不同阻抗，从而提高封装在to中的dml的性能以及包括其的光通信设备、系统或装备的整体性能。
92.另外，因此，本技术的实施方式可以带来许多好处，包括更好的匹配设计、改进的性能、更低的驱动电压和更少的功耗、减少的反射、减少的射频辐射等。
93.如上所示，可以实现各种方法、技术、布置或其变体以使用光学设备或装备中的锥形传输线的设计和实现来匹配不同的阻抗值。本技术的其它实施例也是可能的并且不限于本文所公开的实施例。
94.在本公开中，如果上下文中没有明显相反的含义，单数形式可以包括复数形式。此外，如本文所使用的，冠词“一”旨在包括一个或多个项目。另外，除非在本公开中明确描述，否则本公开中使用的任何元件、动作、步骤或指令均不应被解释为对本公开至关重要或必不可少。如本文所使用的，除非另外明确指出，否则术语“包括(comprise)”和术语的变体，诸如“包括(comprising)”、“包括(comprises)”和“包括(comprised)”不旨在排除其它添加项、部件、整数或步骤。本文使用的术语“第一”、“第二”等可以用于描述各种部件，但部件不受上述术语的限制。上述术语仅用于区分一个部件与其它部件，而不脱离本公开的范围。此外，如本文所使用的术语“和/或”包括多个关联项的组合或多个关联项中的任何项。另外，注意的是，当描述一个元件“耦合”或“连接”到另一个元件时，该元件可以直接耦合或直接连接到另一个元件，或者该元件可以通过第三元件耦合或连接到另一个元件。此外，如本文所用的术语“包含”或“具有”指示存在本文所述的特征、操作、部件、步骤、数量、部分或其任何组合。另外，术语“包含”或“具有”不排除存在或添加一个或多个其它特征、操作、部件、步骤、数量、部分或组合的可能性。此外，如本文所使用的冠词“一(a)”旨在包括一个或多个项目。此外，除非在本公开中明确说明，否则本公开中使用的任何元件、动作、步骤或指令均不应被解释为对本公开至关重要或必不可少。
95.虽然为了描述示例实施例的目的，本技术已经用本文描述的具体示例进行了图示，但是相关领域的技术人员可以认识到，可以用多种替代和/或等效实现来代替示出和描述的具体示例而不脱离本公开的范围。由此，本公开旨在覆盖本文所示和描述的示例和/或实施例的任何变更或变化，而不脱离本公开的精神和技术范围。