一种多通道可插拔光芯片扇出结构的制作方法

1.本发明涉及光纤通信技术领域，具体为一种多通道可插拔光芯片扇出结构。


背景技术：

2.在光纤通信系统中，可插拔的收发一体光模块由于使用方便而广受欢迎。过去10年里全球销售的可插拔光模块达到了10亿只，其中一半用于光纤到户fttx市场，有至少1000万只用于大型云计算公司数据中心内部互联中。
3.但随着信号速率的提升，可插拔光模块的问题开始凸显。将数据从ic芯片搬运到光模块，需要消耗更多的能量，并且需要保证信号不失真，这会增加额外的延迟和功耗。另外可插拔光模块占据了较大的体积，一个rack通常可以放置36个光模块，信号密度受到了一定的限制。
4.光电芯片的一体封装cpo(co-packaged optics)是最近几年的技术热点。这种技术在可插拔模块之外为大型数据中心运营商提供了新的选择，其主要优点是尺寸小，功耗低，光信号密度高，因此特别受大型数据中心公司青睐，cpo在开发过程中涉及很多技术问题，其中一项关键的问题是如何从cpo的光芯片中把光信号导出至光纤中。
5.现有的技术是使用光纤阵列fa(fiber array)导出，用fa与光芯片耦合后通过胶水粘接，在使用中有两个问题：(1)cpo中的光芯片有几十到上百个，如果使用fa与芯片通过胶水粘接，外部光纤杂乱不便布线，并且粘结后不能通过插拔连接，(2)由于标准光纤外径的限制，fa中的光纤间距大于125um，这样导致与之匹配的cpo的光芯片光端口间距必须按照大于125um间距制作，这会增加cpo的光芯片的面积，降低信号密度，cpo的光芯片上集成了众多复杂的光与电结构，cpo的光芯片成本与其芯片面积成正比，芯片尺寸的增加会大幅增加整个芯片的成本。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种多通道可插拔光芯片扇出结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.技术方案
8.本发明提供如下技术方案：一种多通道可插拔光芯片扇出结构，包括平面光波导扇出芯片、芯片盖板、母头mpo跳纤、母头mt插芯块、第二插销孔、光纤阵列、公头mpo跳纤、第二定位插销与cpo光芯片，所述平面光波导扇出芯片与芯片盖板之间用胶水粘结，所述平面光波导扇出芯片与芯片盖板之间的相邻侧开设有第一插销孔，所述第一插销孔的内部通过胶水粘接有第一定位插销，所述平面光波导扇出芯片上设置有光波导阵列，所述光波导阵列位于相邻两个所述第一定位插销之间，所述平面光波导扇出芯片的另一侧的另一侧通过胶水与cpo光芯片进行粘接。
9.优选的，所述平面光波导扇出芯片通过第一定位插销与母头mpo跳纤插拔连接，所述母头mpo跳纤靠近平面光波导扇出芯片的一侧开设有第一定位孔，相邻两个所述第一定
位插销之间的间距与母头mpo跳纤上相邻两个第一定位孔之间的间距一致，所述第一定位插销的直径与母头mpo跳纤上第一定位孔的孔径匹配。
10.优选的，所述光波导阵列位于第一定位插销一侧的波导间距与母头mpo跳纤中光纤间距一致，所述光波导阵列位于cpo光芯片一侧的波导间距与cpo光芯片上光端口间距一致，所述光波导阵列位于第一定位插销一侧的波导间距大于位于cpo光芯片一侧的波导间距。
11.优选的，所述光波导阵列中波导数量与cpo光芯片上所需光端口数一致，所述光波导阵列中光波导由直波导与弯曲波导连接而成。
12.优选的，所述平面光波导扇出芯片靠近cpo光芯片一侧进行端面研磨抛光处理，以降低波导端面耦合的损耗并抑制回损，同时波导端面侧可以研磨出特定角度，以控制端面耦合的具体回损大小。
13.优选的，所述平面光波导扇出芯片是玻璃基的光波导芯片、聚合物基的光波导芯片、二氧化硅基光波导芯片与硅基光波导芯片中其中一种。
14.优选的，所述母头mt插芯块的内部开设有第二插销孔，所述母头mt插芯块的内部设置有光纤阵列，所述母头mt插芯块通过第二插销孔与插销与公头mpo跳纤进行可插拔连接，相邻两个所述第二插销孔之间的间距与相邻两个所述第二定位插销之间的间距一致，且两者的直径也一致，所述母头mt插芯块与平面光波导扇出芯片通过胶水实现端面粘结，所述平面光波导扇出芯片上的光波导阵列间距与母头mt插芯块中的光纤阵列间距一致，所述平面光波导扇出芯片的另一侧与cpo光芯片之间通过端面胶水粘结，且光波导阵列的间距和cpo光芯片光端口间距一致。
15.有益效果
16.与现有技术相比，本发明提供了一种多通道可插拔光芯片扇出结构，具备以下有益效果：
17.1、该多通道可插拔光芯片扇出结构，该结构可以使用mpo多芯跳纤插拔连接，增加cpo光芯片的布线灵活度。
18.2、该多通道可插拔光芯片扇出结构，通过同时该结构实现了cpo光芯片和标准光纤间距的转接，可以将cpo光芯片的光端口间距缩小至50um以内，有效降低了cpo光芯片尺寸，信号密度提高，从而解决了现有的技术中信号密度低，无法插拔，不够灵活的问题。
附图说明
19.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
20.图1为本发明实施例一整体视图；
21.图2为本发明实施例一爆炸图；
22.图3为本发明实施例一俯视剖视图；
23.图4为本发明实施例二整体视图；
24.图5为本发明实施例二俯视剖视图。
25.图中：1、平面光波导扇出芯片；2、芯片盖板；3、母头mpo跳纤；4、第一插销孔；5、第一定位插销；6、光波导阵列；7、母头mt插芯块；8、第二插销孔；9、光纤阵列；10、公头mpo跳
纤；11、第二定位插销；12、cpo光芯片。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例一：
28.请参阅图1-图3，本发明提供一种技术方案：一种多通道可插拔光芯片扇出结构，包括平面光波导扇出芯片1、芯片盖板2、母头mpo跳纤3、母头mt插芯块7、第二插销孔8、光纤阵列9、公头mpo跳纤10、第二定位插销11与cpo光芯片12，平面光波导扇出芯片1与芯片盖板2之间用胶水粘结，芯片盖板2可以保证光波导端面抛光过程的意外损伤，同时增加平面光波导芯片与cpo光芯片12的粘结面接触面积，增加粘结的牢固性，同时芯片盖板的存在也可以增加平面光波导扇出芯片1与母头mpo跳纤3插拔对接过程中的稳定性，平面光波导扇出芯片1与芯片盖板2之间的相邻侧开设有第一插销孔4，第一插销孔4的内部通过胶水粘接有第一定位插销5，平面光波导扇出芯片1上设置有光波导阵列6，光波导阵列6位于相邻两个第一定位插销5之间，平面光波导扇出芯片1的另一侧的另一侧通过胶水与cpo光芯片12进行粘接，cpo光芯片12上的小间距(小于50um)光端口，mpo跳纤上标准光纤间距(大于125um)的转接口。
29.本实施例中，平面光波导扇出芯片1通过第一定位插销5与母头mpo跳纤3插拔连接，母头mpo跳纤3靠近平面光波导扇出芯片1的一侧开设有第一定位孔，相邻两个第一定位插销5之间的间距与母头mpo跳纤3上相邻两个第一定位孔之间的间距一致，第一定位插销5的直径与母头mpo跳纤3上第一定位孔的孔径匹配。
30.本实施例中，光波导阵列6位于第一定位插销5一侧的波导间距与母头mpo跳纤3中光纤间距一致，光波导阵列6位于cpo光芯片12一侧的波导间距与cpo光芯片12上光端口间距一致，光波导阵列6位于第一定位插销5一侧的波导间距大于位于cpo光芯片12一侧的波导间距。
31.本实施例中，光波导阵列6中波导数量与cpo光芯片12上所需光端口数一致，光波导阵列6中光波导由直波导与弯曲波导连接而成。
32.本实施例中，平面光波导扇出芯片1靠近cpo光芯片12一侧进行端面研磨抛光处理，以降低波导端面耦合的损耗并抑制回损，同时波导端面侧可以研磨出特定角度，以控制端面耦合的具体回损大小。
33.本实施例中，平面光波导扇出芯片1是玻璃基的光波导芯片、聚合物基的光波导芯片、二氧化硅基光波导芯片与硅基光波导芯片中其中一种。
34.本实施例工作原理,平面光波导扇出芯片1上只有无源的直波导和弯曲波导，没有cpo光芯片12上的复杂功能结构，从而可以很好的控制平面光波导扇出芯片1的成本，而cpo光芯片12上将会因为光端口间距的压缩而面积显著缩小，成本显著降低。
35.实施例二：
36.请参阅图4-图5，本发明提供一种技术方案：一种多通道可插拔光芯片扇出结构，
包括平面光波导扇出芯片1、芯片盖板2、母头mt插芯块7、第二插销孔8、光纤阵列9、公头mpo跳纤10、第二定位插销11与cpo光芯片12，平面光波导扇出芯片1与芯片盖板2之间用胶水粘结，平面光波导扇出芯片1上设置有光波导阵列6。
37.本实施例中，母头mt插芯块7的内部开设有第二插销孔8，母头mt插芯块7的内部设置有光纤阵列9，母头mt插芯块7通过第二插销孔8与插销与公头mpo跳纤10进行可插拔连接，相邻两个第二插销孔8之间的间距与相邻两个第二定位插销11之间的间距一致，且两者的直径也一致，母头mt插芯块7与平面光波导扇出芯片1通过胶水实现端面粘结，平面光波导扇出芯片1上的光波导阵列6间距与母头mt插芯块7中的光纤阵列9间距一致，平面光波导扇出芯片1的另一侧与cpo光芯片12之间通过端面胶水粘结，且光波导阵列6的间距和cpo光芯片12光端口间距一致。