Способ образования канала для передачи оптического сигнала между компонентами электронного модуля



Способ образования канала для передачи оптического сигнала между компонентами электронного модуля
Способ образования канала для передачи оптического сигнала между компонентами электронного модуля
Способ образования канала для передачи оптического сигнала между компонентами электронного модуля
Способ образования канала для передачи оптического сигнала между компонентами электронного модуля
Способ образования канала для передачи оптического сигнала между компонентами электронного модуля

 


Владельцы патента RU 2568341:

Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" (RU)

Изобретение относится к способам образования канала передачи оптического сигнала. Из материала, который выбирают исходя из длины волны используемого оптического излучения, изготавливают оптическую деталь, которая представляет собой волновод оптического излучения, выполненный в виде двух зеркально-симметричных дифракционных решеток и прямолинейного участка между ними. Берут кристалл, являющийся источником излучения VCSEL, и кристалл, являющийся приемником излучения PD, и приклеивают их на подложку. Наносят изолирующий слой или изолирующие слои до верхней плоскости кристаллов, известным способом формируют токопроводящие межсоединения от контактных площадок кристаллов, вскрывают изолирующие слои над излучающей и принимающей площадками соответствующих кристаллов и устанавливают оптическую деталь с рассчитанной точностью на соответствующее место. Деталь фиксируют полимерным слоем по периметру или тонким слоем фоторезиста, который наносят на контактируемые поверхности перед установкой оптической детали, и наносят изолирующие слои. Технический результат - упрощение в образовании канала для передачи оптического сигнала между компонентами электронного модуля, улучшение эксплуатационных характеристик этого канала. 5 ил.

 

Изобретение относится к радиоэлектронике. В нем предлагается новый способ образования канала для передачи оптического сигнала между компонентами электронного модуля.

Чем вызван переход в оптику? Дело в том, что при больших частотах (скоростях передачи) в несколько гигабит в секунду в медных проводниках (дорожках) печатной платы возникают сильные искажения сигналов как за счет увеличения сопротивления самих проводников, так и из-за резонансных явлений.

Выход ищут в использовании оптического соединения, когда исходный электрический сигнал при помощи микролазера преобразуют в оптический, затем осуществляют передачу оптического сигнала по волокну (полимерному оптическому волноводу), прием оптического сигнала микрофотодетектором, преобразование оптического сигнала в исходный электрический.

Оптический сигнал в этом случае необходимо передать с наименьшими потерями, так как мощность микролазера очень мала, а излучение имеет свойство в значительной степени рассеиваться.

«Соединения к источникам и детекторам света, связанным с электронными чипами, обеспечивают разнообразные варианты конфигураций оптических межсоединений, герметизированных гибкими прочными пленками. <…>:

- волноводы прикреплены к поверхности платы для связи края платы с чипом или между чипами. <…>;

- используется гибкая перемычка для соединения с верхней поверхностью чипа. Такая конфигурация обеспечивает разнообразные соединения, такие как концевой контакт к чипу, чип к чипу или чип к зажиму множества стекловолокон вне платы;

- перемычка вне основания от концевого контакта к чипу и между чипами;

- гибридные варианты, содержащие связи либо на либо вне основания, к зеркалу и набору линз для обеспечения соединений к нижней стороне основания или к оптическому слою между основаниями;

- многоярусный пленочный волновод обеспечивает набор межсоединений между объединительной, дочерней и дочерними платами» (http://www.circuitry.ru/jornal/article/2254).

Для передачи оптического сигнала между компонентами электронного модуля используют лезеры и приемники, выполненные в виде соответствующих кристаллов. Особенности технологии получения этих элементов определяют их конструктивные особенности: излучающая и приемная площадки элементов могут быть направлены либо вверх (кристалл монтируется на подложку "лицом вверх"), либо вниз (кристалл монтируется на подложку "лицом вниз"). Поэтому для передачи оптического сигнала в этом случае существует проблема поворота луча.

В (http://chromisfiber.com/pdf/YSSon_OSAribbonPOF_OEFeb2011.pdf) для решения этих проблем предлагается использовать гибкую оптоволоконную ленту, а также фокусирующие линзы и призмы 45°. Это позволяет сократить «количество отдельных компонентов, чтобы облегчить пассивное согласование применительно для массового производства».

Следует отметить, однако, что гибкие оптоволоконные соединители обладают низкими эксплуатационными характеристиками.

В диссертации (Karppinen М. High bit-rate optical interconnects on printed wiring board. Micro-optics and hybrid integration, Edita prima Oy, Helsinki, 2008, p. 71-72) используют микролинзы и зеркала для поворота луча. Однако линзы и зеркала требуют тщательной юстировки, и при серийном производстве это оказывается узким местом.

В (Takahara Н. Optoelectronic Packaging Trends in Japan. Stanford University, US-Asia TMC, May 2003, p. 6) луч последовательно от лазера проходит прозрачный полимер, микролинзу, воздух, снова микролинзу, полимер, зеркало, оптический волновод, снова зеркало, полимер, микролинзу, воздух, опять микролинзу, полимер и попадает в микрофотодетектор. Здесь тоже требуется тщательная установка микролинз и зеркал.

Известна дифракция лазерного излучения на дифракционных решетках (http://mr.jinr.rii/fein/pdf/Optics_lab5.pdf).

Известны дифракционные решетки, которые работают только на отражение с углом отражения, равным 90°. Теоретическое обоснование этого эффекта содержится в работах, представленных в (http://ipes.creol.ucf.edu/Publications.aspx), и иллюстрируется в (S. Lardenois et al., Opt. Lett. 28, 1150 (2003)).

Этот эффект можно использовать для образования канала для передачи оптического сигнала между компонентами электронного модуля. Для этого (см. фиг. 1-5):

1. Изготавливают оптическую деталь (фиг. 1), которая представляет собой волновод оптического излучения, выполненный в виде двух зеркально-симметричных дифракционных решеток и прямолинейного участка между ними. Деталь изготавливают с размерами, учитывающими ее размещение, и требуемыми допусками на линейные размеры и радиусы кривизны штрихов (выступов) решетки, а также заданными параметрами шероховатости (см. ГОСТ 2789-73) всех поверхностей детали. Период решетки рассчитывают исходя из длины волны используемого оптического излучения. Радиусы кривизны для каждого штриха решетки рассчитывают из условия фокусировки оптического излучения с целью уменьшения расходимости излучения от источника излучения и максимальной засветки чувствительной площадки приемника излучения. Материал оптической детали также выбирают исходя из длины волны оптического излучения. Так, используют Si (для длины волны 1,55 мкм); фотополимер EpoCore 10, Micro Resist Technology (для длины волны 0,85 мкм); фотополимер EpoCore 20, Micro Resist Technology (для длины волны 0,85 мкм); фотополимер SU-85 MicroChem Corporation (для длины волны 0,85 мкм).

2. Берут кристаллы 1 и 2 (источник излучения VCSEL и приемник излучения PD соответственно) и приклеивают на подложку 3, которую изготавливают, например, из кремния, оксида кремния или нитрида кремния (фиг. 2).

3. Наносят изолирующий слой или изолирующие слои 4 до верхней плоскости кристаллов (фиг. 3).

4. Известным способом формируют токопроводящие межсоединения 5 от контактных площадок кристаллов, вскрывают изолирующие слои над излучающей и принимающей площадками кристаллов 6 и устанавливают с рассчитанной точностью оптическую деталь 7 (фиг. 4).

5. Оптическая деталь 7 фиксируется полимерным слоем по периметру либо тонким слоем фоторезиста, нанесенного на контактируемые поверхности перед ее установкой. Наносятся изолирующие слои 8 (фиг. 5).

Преимущество от использования изобретения для серийного и массового изготовления электронных модулей, содержащих оптические межсоединения: нет необходимости в трудоемкой юстировке микрозеркал и микролинз; роль микрозеркал и микролинз выполняют дифракционные решетки, изготовленные заранее в виде единого оптического тракта - единой оптической детали.

Технический результат изобретения: существенное упрощение в образовании канала для передачи оптического сигнала между компонентами электронного модуля при многократной повторяемости и значительное улучшение эксплуатационных характеристик этого канала.

Способ образования канала для передачи оптического сигнала между компонентами электронного модуля, заключающийся в том, что из материала, который выбирают исходя из длины волны используемого оптического излучения, изготавливают оптическую деталь, которая представляет собой волновод оптического излучения, выполненный в виде двух зеркально-симметричных дифракционных решеток и прямолинейного участка между ними, причем эту деталь изготавливают с учетом ее размещения, длины волны и условий фокусировки используемого оптического излучения с требуемыми допусками на линейные размеры и радиусы кривизны штрихов (выступов) решетки, а также заданными параметрами шероховатости всех поверхностей детали; берут кристалл, являющийся источником излучения VCSEL и кристалл, являющийся приемником излучения PD, и приклеивают их на подложку, наносят изолирующий слой или изолирущие слои до верхней плоскости кристаллов, известным способом формируют токопроводящие межсоединения от контактных площадок кристаллов, вскрывают изолирующие слои над излучающей и принимающей площадками соответствующих кристаллов и устанавливают оптическую деталь с рассчитанной точностью на соответствующее место, фиксируют ее полимерным слоем по периметру или тонким слоем фоторезиста, который наносят на контактируемые поверхности перед установкой оптической детали, и наносят изолирующие слои.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптическим волокнам с малыми изгибными потерями. Волокно содержит легированную диоксидом германия центральную область сердцевины, имеющую внешний радиус r1 и Δ1 показателя преломления.

Изобретение относится к осветительному устройству. Устройство содержит источник света и линзу, размещенную перед источником света.

Изобретение относится к волоконной оптике. Фотонно-кристаллическое халькогенидное волокно состоит из центрального волноведущего стержня из халькогенидного стекла, микроструктурной волноведущей оболочки из чередующихся слоев халькогенидного стекла и воздушных зазоров и второй защитной микроструктурной оболочки из многокомпонентного стекла.

Изобретение касается идентификации оптических волокон. Сущность заявленного решения заключается в том, что в каждое волокно оптической линии вводят оптический зондирующий сигнал.

Изобретение относится к методам химического парофазного осаждения для изготовления кварцевых световодов с малыми оптическими потерями. Согласно способу внутрь трубки заготовки волоконного световода вводят сухие, содержащие дейтерий газы, например пары диметилсульфоксида Д6.

Изобретение относится к одномодовым оптическим волокнам, имеющим низкий коэффициент затухания. Оптическое волноводное волокно включает сердцевину и оболочку.

Изобретение относится к осветительным устройствам. В светоизлучающем устройстве источник света имеет узкое или ограниченное распределение интенсивности света.

Изобретение относится к осветительному устройству, содержащему волновод. Устройство содержит волноводный элемент с первой и второй наружной поверхностями и границей волновода.

Изобретение относится к устройству удаления оболочки оптического волокна. В устройстве (11) удаления оболочки оптического волокна для вытягивания стеклянного волокна (1а) из покрытия (1b) путем разрезания покрытия (1b) в части (31) для удаления оболочки и перемещения части (13) для удержания оптического волокна в сторону от основного блока (12) устройства удаления оболочки в нагретом состоянии часть (31) для удаления оболочки выполнена с опорным элементом (43) нагревателя, на котором установлен нагреватель (42), опорный элемент (43) нагревателя размещен в углубленной приемной части, образованной в корпусе (12а), теплоизолирующий промежуток (55) образован между углубленной приемной частью (51) и опорным элементом (43) нагревателя, боковая поверхность опорного элемента (43) нагревателя и внутренняя поверхность боковой стенки (51b) углубленной приемной части (51) входят в контакт друг с другом посредством бокового ребра (61), выполненного на опорном элементе (43) нагревателя, Технический результат - обеспечение возможности удаления покрытия без проникновения воды и с меньшим тяговым усилием, которое требуется для удаления покрытия.

Изобретение относится к области сварки оптических волокон. Картридж для устройства сварки оптических волокон содержит основание в виде позиционируемой на рабочей поверхности пластины прямоугольной формы в плане, на лицевой поверхности которой по краям одних противоположно лежащих сторон расположены выступающие вверх призматической формы блоки с гнездами для закрепления стержневых электродов, выставленных соосно заостренными концами навстречу друг другу над центральной частью пластины между блоками.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является повышение равномерности освещения. Оптический элемент включает в себя световод, в который подается свет от одного или более светодиодов в световой головке, расположенной на одном конце световода, и отражатель, расположенный на другом конце световода, способный к отражению света, падающего на отражатель. Световод дополнительно включает в себя призматическую поверхность, содержащую множество призм, причем каждая из призм расположена под углом к осевому направлению световода для направления света, излученного от световой головки, по направлению к выходному концу световода. Источник света включает в себя оптический элемент по любому из пп.1-12, и выполнен с возможностью переоснащения светильника, использующего источник света с нитью накаливания. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Волновод // 2572900
Изобретение относится к волноводу, который может быть деформирован в требуемую форму и зафиксирован в этой форме за счет полимеризации материала. Деформируемый волновод содержит гибкую подложку волновода и полимеризуемую часть, при этом полимеризуемая часть встроена в гибкую подложку волновода и полимеризуемая часть содержит мономер, который позволяет полимеризуемой части образовать жесткое ребро через деформируемый волновод после полимеризации, причем жесткое ребро предназначено для поддержки оставшейся части деформируемого волновода. Источники света, такие как светодиоды и/или фотогальванические элементы, могут быть встроены в подложку волновода, чтобы волновод являлся осветительным устройством или концентратором солнечной энергии соответственно. Технический результат - создание волновода, которому можно с большей легкостью придать требуемую форму. 5 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к светоизлучающей системе, которая содержит множество смежно расположенных светоизлучающих устройств. Каждое светоизлучающей устройство содержит пластинообразный световод, имеющий переднюю, заднюю и торцевые поверхности. Источник света расположен у пластинообразного световода в таком положении, что испускаемый свет входит в световод и распространяется в главном направлении, которое параллельно передней поверхности. Участок световода содержит трехмерную поверхностную структуру, обеспечивающую управляемый выход света через переднюю, заднюю и одну из торцевых поверхностей. Управляемый световой выход управляется относительно характеристик выходящего света. Технический результат - повышение равномерности освещения за счет уменьшения контрастных эффектов в виде темных линий между пограничными поверхностями световодов. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к коллиматору света и к осветительному прибору. Коллиматор (1) содержит диффузный отражающий слой и удлиненный световой волновод (100) длиной (wl), шириной (ww) и высотой (wh) волновода. Отношение размеров длины волновода к его ширине (ww) составляет wl/ww>1. Волновод содержит множество удлиненных полостей (110) длиной (cl), шириной (cw) и высотой (ch). Отношение размеров длины (cl) полости к ее ширине (cw) составляет cl/cw>1. Продольные оси (111) множества полостей (110) перпендикулярны к продольной оси (101) волновода. Изобретение также обеспечивает осветительный прибор (2) с использованием такого коллиматора (1). Технический результат - повышение равномерности выводимого света. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области осветительных устройств, основанных на использовании волоконной оптики, и может использоваться в осветительных устройствах в светотехнике, в медицине для фототерапии и косметологии. Способ изготовления светорассеивающего волоконно-оптического элемента (ВОЭ) заключается в раздельной вытяжке стержней одинакового или взаимосогласующегося различного сечения 0,4-6,0 мм из штабиков круглого или многоугольного сечения, изготовленных из силикатных стекол с высоким и низким показателем преломления. Набирают пакет со случайным распределением стержней из стекол с высоким и низким показателем преломления в поперечном сечении. Соотношение высокопреломляющих и низкопреломляющих стержней в пакете от 1:10 до 10:1, причем размер поперечного сечения единичных волокон в ВОЭ составляет от 40 нм до 1000 нм. Пакет перетягивают в многожильные световоды (МЖС) с размером сечения от 50 мкм до 6 мм, из которых в дальнейшем изготавливают сверхмногожильные (СМЖС) и сверхсверхмногожильные (ССМЖС) световоды. Технический результат - упрощение процесса изготовления светорассеивающего волоконно-оптического элемента, снижение трудоемкости и повышение экономичности процесса изготовления. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области светотехники, а именно к устройствам освещения дневным светом. Техническим результатом является повышение эффективности компенсации потерь от поглощения дневного света. Коллектор (3) дневного света собирает дневной свет (4), который проводится световодом (5) к месту, подлежащему освещению, вдоль оптического пути, при этом дневной свет поглощается световодом. Фотолюминесцентный материал (71, 72) расположен в пределах оптического пути и излучает фотолюминесцентный свет, который компенсирует поглощение дневного света световодом. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области устройств для сращивания оптического кабеля. Заявленная коробка (1) для сращивания оптического кабеля, содержащая вспомогательное устройство для заполнения зазоров и обеспечения водонепроницаемости, включает в себя по меньшей мере одну торцевую поверхность (2) для прохода кабеля, по меньшей мере одно вспомогательное устройство для заполнения зазоров и обеспечения водонепроницаемости и по меньшей мере одну эластичную усадочную трубку (4). Торцевая поверхность (2) оснащена первой полой цилиндрической трубкой (3), при этом оптический кабель, гидроизоляция которого обеспечивается эластичной усадочной трубкой (4), проходит сквозь полую цилиндрическую трубку (3) в виде сдвоенного кабеля (5), после того как его согнут «лицом к лицу», при этом в коробке может быть выполнено промежуточное ответвление и промежуточное разделение кабеля без его отключения. Вспомогательное устройство взаимодействует с оптическим кабелем в полой цилиндрической трубке (3), при этом первую водонепроницаемую конструкцию получают там, где вспомогательное устройство охвачено эластичной усадочной трубкой (4). По меньшей мере, наружная часть первой полой цилиндрической трубки (3) и, по меньшей мере, часть вспомогательного устройства также охвачены эластичной усадочной трубкой (4) с получением второй водонепроницаемой конструкции. Техническим результатом является обеспечение улучшенной водонепроницаемости и уменьшение стоимости. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

Заявляемое изобретение относится к области химии и касается шихты для получения теллуритно-молибдатных стекол, которые могут найти применение в оптике для изготовления волоконных световодов и планарных оптических волноводов, применяемых в оптоэлектронных приборах видимого, ближнего и среднего ИК-диапазонов. Теллуритные стекла, содержащие оксиды редкоземельных элементов, могут быть использованы для изготовления компактных магнитооптических фильтров для защиты лазерных установок от отраженного излучения. Шихта для получения теллуритных стекол содержит смесь сложных оксидов элементов, бинарные оксиды которых являются компонентами стекла. Основным компонентом является Te2MoO7, к которому добавляют сложные оксиды теллура и трехвалентных элементов или сложные оксиды молибдена и вольфрама и трёхвалентных элементов (редкоземельных элементов и висмута). Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является повышение оптической прозрачности теллуритно-молибдатных стекол с высоким содержанием в них триоксида молибдена в видимой и ближней ИК-областях спектра. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств. Светящаяся полоса для спортивного оборудования образована из гибких удлиненных элементов (10), точечно соединенных между собой. Гибкие удлиненные элементы (10) выполнены светящимися и формируют волнистости (150), представляющие собой последовательность выпуклостей и впадин. Каждый указанный гибкий удлиненный элемент состоит из прозрачной для света удлиненной оболочки (100) из синтетического материала, из последовательности светящихся элементов (102), утопленных в удлиненной оболочке (100), по меньшей мере, по одной линии, и гибкого усилительного троса (101), утопленного в оболочке (100) и простирающегося по всей ее длине, предназначенного для придания гибкому удлиненному элементу (10) сопротивления растяжению. При этом длина троса в упомянутой оболочке равна ее длине, а каждая из впадин гибкого удлиненного элемента (10) расположена напротив впадин по меньшей мере одного непрерывного удлиненного элемента. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является повышение эффективности ввода светового излучения от источника света в волновод. Осветительное устройство содержит прозрачную волноводную пластинку (200) с первой поверхностью (201), противоположной второй поверхностью (202) и торцевой поверхностью между первой поверхностью и второй поверхностью. Источник (300) света сконфигурирован для подведения по меньшей мере части света источника света в направлении, перпендикулярном к одной или более из первой поверхности и второй поверхности. Прозрачная волноводная пластинка содержит люминесцентный материал (400), сконфигурированный для преобразования по меньшей мере части светового излучения от источника света в излучение люминесцентного материала. Средство (220) вывода света предназначено для выода излучения люминесцентного материала и опционарно светового излучения от источника света из прозрачной волноводной пластинки в направлении от одной или более из первой поверхности и второй поверхности. 13 з.п. ф-лы, 23 ил.
Наверх