本申請根據(jù)35U.S.C.§119(e)要求于2014年7月11日提交的題為“MULTICHANNEL COHERENT ASIC AND PIC INTEGRATION”的美國臨時專利申請序列第62/023,505號的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及多通道相干收發(fā)器及相關(guān)裝置和方法。

相關(guān)技術(shù)

相干收發(fā)器包括各種部件。往往包括激光器、發(fā)送和接收電路以及一個或更多個專用集成電路(ASIC)。發(fā)送電路往往形成為光子集成電路(PIC)，接收電路也是如此。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種多通道相干收發(fā)器，該多通道相干收發(fā)器包括：第一封裝件；布置在第一封裝件內(nèi)的多核專用集成電路(ASIC)；布置在第一封裝件內(nèi)并且耦合至多核ASIC的多通道發(fā)送器或接收器光子集成電路(PIC)；以及包括可調(diào)諧激光器陣列的第二封裝件。多通道相干收發(fā)器還包括光纖陣列，所述光纖陣列包括將第一封裝件與第二封裝件耦合的多個光纖。

根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種裝置，該裝置包括：封裝件；布置在封裝件內(nèi)的第一半導(dǎo)體芯片上的專用集成電路(ASIC)，第一半導(dǎo)體芯片具有第一邊緣、第二邊緣和第三邊緣；以及布置在封裝件內(nèi)并且耦合至ASIC的第二半導(dǎo)體芯片上的發(fā)送器或接收器光子集成電路(PIC)。ASIC包括接收電路或發(fā)送電路，所述接收電路或發(fā)送電路電耦合至第二半導(dǎo)體芯片并且與第一半導(dǎo)體芯片的第一邊緣、第二邊緣和第三邊緣中的至少兩個邊緣相鄰。

附圖說明

將參照以下附圖描述本申請的各個方面和實施方式。應(yīng)當(dāng)理解，附圖不一定按比例繪制。出現(xiàn)在多個圖中的項在所有它們出現(xiàn)的圖中由同一附圖標(biāo)記表示。

圖1示出了根據(jù)本申請的非限制性實施方式的多封裝件多通道相干收發(fā)器。

圖2示出了圖1的多封裝件多通道相干收發(fā)器的實施方案的示例。

圖3示出了根據(jù)本申請的非限制性實施方式的實現(xiàn)成角度的信號路徑以允許ASIC與PIC連接的電路。

圖4是根據(jù)本申請的非限制性實施方式的用于共同封裝ASIC和PIC的配置的示例的截面圖。

圖5是根據(jù)本申請的非限制性實施方式的共同封裝的ASIC和PIC連同散熱器的截面圖。

圖6A示出了根據(jù)本申請的非限制性實施方式的圖2中所示的其中驅(qū)動器電路設(shè)置在單獨的芯片上的共同封裝的ASIC和PIC的替代方案。

圖6B是圖6A的包括散熱器的裝置的截面圖。

圖7示出了根據(jù)本申請的非限制性實施方式的圖2所示的包括熱電冷卻器的共同封裝的激光器陣列和半導(dǎo)體光放大器(SOA)陣列的替代方案。

圖8是示出了根據(jù)本申請的非限制性實施方式的一個芯片上的SOA陣列相對于另一芯片上的激光器陣列的角度調(diào)整的俯視圖。

圖9A至圖9C描繪了根據(jù)本申請的非限制性實施方式的其中SOA陣列可形成在第一基板或半導(dǎo)體芯片上并且耦合至具有可調(diào)諧激光器陣列的第二半導(dǎo)體芯片的實施方式。

具體實施方式

本申請的各方面涉及用于共同封裝多通道相干收發(fā)器的各種部件的配置。根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種多封裝件配置，其中，可調(diào)諧激光器陣列在一個封裝件中并且具有發(fā)送和/或接收電路的PIC被單獨地封裝。包括PIC的封裝件還可以包括ASIC，并且在一些實施方式中，包括放大器芯片(例如，包含跨阻放大器(TIA)或驅(qū)動器放大器的芯片)。封裝件可以通過光纖(或“光導(dǎo)纖維”)陣列互連，在一些實施方式中，光纖陣列能夠從接納PIC和/或ASIC的封裝件拆卸。

根據(jù)本申請的一個方面，具有發(fā)送和/或接收電路的ASIC和PIC可以封裝在一起作為相干收發(fā)器的一部分，并且與相干收發(fā)器的激光器陣列分離。ASIC和PIC可以在各自單獨的芯片上。ASIC可以包括發(fā)送電路(如高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC))和接收電路(如高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC))。兩種類型的電路中之一——接收電路或發(fā)送電路可以沿著ASIC的與PIC的邊緣相鄰的邊緣布置。其他類型的電路可以沿著ASIC的兩個邊緣布置，在一些實施方式中，這兩個邊緣基本上垂直于ASIC的與PIC相鄰的邊緣。在一些這樣的實施方式中，ASIC的接收電路可以是沿著兩個(或更多個)邊緣布置的電路。

下面進(jìn)一步描述了上述各方面和實施方式以及另外的方面和實施方式。這些方面和/或?qū)嵤┓绞娇梢詥为毜厥褂?、全部一起使用或者以兩個或更多個的任意組合使用，原因是本申請不限于此方面。

如上所述，本申請的一個方面提供了多通道相干收發(fā)器的多封裝件配置，其中，激光器陣列在一個封裝件中并且具有發(fā)送和/或接收電路的PIC被單獨地封裝。圖1示出了這樣的配置的非限制性示例。如所示的，收發(fā)器100包括其中封裝有發(fā)送和/或接收電路104的第一封裝件102。收發(fā)器100還包括其中封裝有激光器陣列108的第二封裝件106。第一封裝件102和第二封裝件106由長度為L的光耦合器(或連接器)110連接。

發(fā)送和/或接收電路104可以包括光電路(如硅光子發(fā)送和/或接收電路)。因此，在一些實施方式中，發(fā)送和/或接收電路104可以實現(xiàn)為PIC。如下面結(jié)合圖2進(jìn)一步描述的，在一些實施方式中，發(fā)送和/或接收電路104可以包括單芯片多通道PIC發(fā)送器和接收器。

發(fā)送和/或接收電路104還可以包括ASIC。在一些實施方式中，ASIC包含用于處理發(fā)送和接收的信號的實時數(shù)字信號處理器(DSP)。ASIC可以包含用于產(chǎn)生和接收高級傳輸格式(如正交相移鍵控(QPSK)或正交幅度調(diào)制(QAM))的電路。ASIC可以包括高速ADC和/或DAC。在一些實施方式中，ASIC可以是CMOS ASIC。ASIC可以在與任何光發(fā)送或接收電路分離的芯片上，這樣的配置的示例在圖2中示出。

用于封裝發(fā)送和/或接收電路104的第一封裝件102可以是塑料封裝件，或者可以由任意其他合適的材料制成，并且可以具有任意合適的形狀。雖然第一封裝件102不必是氣密的，但是在一些實施方式中第一封裝件102可以是氣密的。

由第二封裝件106封裝的激光器陣列108可以是具有與收發(fā)器100的不同通道對應(yīng)的多個可調(diào)諧激光器的可調(diào)諧激光器陣列。例如，收發(fā)器100可以是四通道相干收發(fā)器，激光器陣列108可以包括四個可調(diào)諧激光器，每個可調(diào)諧激光器與收發(fā)器的相應(yīng)通道對應(yīng)?？梢蕴峁┢渌麛?shù)目的通道，而四表示非限制性示例，并且本文中描述的各方面適用于更小和更大數(shù)目的通道。激光器陣列108可以是硅光子激光器陣列。在一些實施方式中，半導(dǎo)體光放大器(SOA)可以連同激光器陣列一起設(shè)置。在一些這樣的實施方式中，SOA陣列可以設(shè)置在與第二封裝件106內(nèi)的激光器的其他部件分離的芯片上。結(jié)合圖2描述了非限制性示例。

在至少一些實施方式中，封裝激光器陣列108的第二封裝件106可以是氣密的。第二封裝件106可以由金(例如，氣密金盒)或提供密封的其他合適材料制成。

因為根據(jù)本申請的一個方面激光器陣列108與發(fā)送和/或接收電路104被分開封裝，所以設(shè)置用于在兩者之間傳送光信號的合適的光耦合器110。例如，光耦合器110可以是光纖陣列耦合器，該光纖陣列耦合器具有被配置成在激光器陣列108與發(fā)送和/或接收電路104之間傳送光信號的多個光纖。在一些實施方式中，光耦合器可以包括用于收發(fā)器的每個通道的一個光纖。光耦合器110的長度L可以具有介于約3cm與50cm之間的值、介于約5cm與10cm之間的值，或者具有這樣的范圍的值的范圍內(nèi)的任何值。其他值也是可以的。在一些實施方式中，可能期望使長度L最小化，以便于實現(xiàn)兩個封裝件102與106之間的高質(zhì)量的光信號傳輸并且使封裝件尺寸最小化。

如將在下面結(jié)合圖2進(jìn)一步描述的，在一些實施方式中，光耦合器110可以是可拆卸的。例如，光耦合器110能夠從第一封裝件102拆卸。光耦合器110的可拆卸性質(zhì)可以便于收發(fā)器100的制造。例如，收發(fā)器100的某些部件(如第一封裝件102)可以經(jīng)歷高溫處理。光耦合器110可以與第一封裝件102不耦合，以允許執(zhí)行高溫處理而不破壞光耦合器110和光纖，并且可以在高溫處理完成之后被耦合至封裝件102。

圖2示出了圖1的多封裝件多通道相干收發(fā)器的實現(xiàn)的示例。多通道相干收發(fā)器200包括：第一封裝件202、第二封裝件206、以及將第一封裝件與第二封裝件耦合的光纖陣列耦合器210。第一封裝件可以是先前結(jié)合圖1的第一封裝件102所描述的類型的封裝件，第二封裝件206可以是先前結(jié)合圖1的第二封裝件106描述的類型的封裝件。多封裝件多通道相干收發(fā)器200可以支持任何數(shù)據(jù)速率，如在一些實施方式中是1Tb/第二收發(fā)器。

第一封裝件202對發(fā)送和接收電路進(jìn)行封裝。如所示的，硅光子發(fā)送器和接收器PIC 222被設(shè)置為第一封裝件202內(nèi)的第一芯片。作為非限制性示例，PIC 222可以是多通道PIC，例如提供四個發(fā)送通道和四個接收通道。PIC 222可以提供任何合適的調(diào)制速率，例如40G波特PIC。

ASIC 224也被設(shè)置在第一封裝件202內(nèi)作為與PIC 222分離的芯片。在一些實施方式中，其上形成有ASIC的芯片可以是半導(dǎo)體芯片。ASIC 224可以是多核相干ASIC或用于提供多通道相干收發(fā)器200的期望功能的任何合適類型的ASIC。作為非限制性示例，ASIC 224可以是16QAM CMOS ASIC。在一些實施方式中，單個ASIC 224包括所有ASIC通道，而不是在多個ASIC之間劃分ASIC通道。ASIC 224可以包括各種電路部件，所述各種電路部件包括發(fā)送電路(如DAC)、接收電路(如ADC)以及格式化電路。如所示的，ASIC 224包括ADC 226a和226b以及DAC 228。在圖2的非限制性示例中，ADC 226a包括八個ADC，ADC 226b包括八個ADC，DAC 228包括十六個DAC。ASIC 224還包括格式化電路230如串行化/解串行化(串化器/并化器)電路。用于驅(qū)動PIC 222的驅(qū)動器(或驅(qū)動器電路)可以在ASIC 224內(nèi)部。

如所示的，在發(fā)送器和接收器PIC與ASIC設(shè)置在同一封裝件內(nèi)的一些實施方式中，ASIC可以具有與發(fā)送器/接收器PIC的邊緣相鄰的邊緣(或側(cè))。為了說明這一點，可以看出，ASIC 224包括四個邊緣232a、232b、232c和232d。PIC 222包括邊緣234。PIC 222和ASIC 224可以被設(shè)置成使得邊緣232a與234相鄰?？梢赃@樣做以例如提供從PIC 222至ASIC 224的短信號路徑長度。

從圖2應(yīng)進(jìn)一步理解的是，ASIC 224的接收電路(如ADC 226a和226b)可以在其上形成有ASIC 224的芯片的兩個或更多個邊緣之間分開。例如，ADC 226a與ASIC的邊緣232b相鄰，而ADC 226b與邊緣232d相鄰。在這種配置中，從ASIC 224的接收電路至PIC 222的信號路徑大于發(fā)送電路(例如，DAC 228)至PIC 222的信號路徑。更一般地說，將ASIC 224的發(fā)送電路或接收電路設(shè)置在ASIC芯片的與PIC 222不鄰接的邊緣上將導(dǎo)致至該電路的信號路徑比至設(shè)置在ASIC芯片的與該PIC 222鄰接的邊緣上的電路的信號路徑長。發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到，在至少一些實施方式中，可能優(yōu)選的是，如圖2的配置中那樣，將ASIC 224的發(fā)送電路設(shè)置成更靠近PIC 222，從而導(dǎo)致ASIC 224的接收電路被設(shè)置成離PIC 222更遠(yuǎn)。與發(fā)送信號路徑中的信號誤差相比，ASIC 224可以更好地適于校正接收信號路徑中的信號誤差。如果發(fā)送器中存在帶寬限制，則可能難以在接收器中使其均衡，原因是線路中的光放大器可能已經(jīng)將光學(xué)噪聲添加至系統(tǒng)中。相反，如果接收器中存在帶寬限制，則可以在接收器中使其均衡，原因是幾乎沒有附加噪聲被添加在接收器電子設(shè)備與DSP之間。因此，在一些實施方式中，優(yōu)選的是，避免由發(fā)送器中的電路徑比接收器中的電路徑長而引起的任何帶寬限制。由于信號路徑長度越短，這樣的信號誤差趨于越不嚴(yán)重，因此對于發(fā)送電路而言，優(yōu)選地保持信號路徑長度盡可能短。因此，DAC 228可以設(shè)置成與ASIC 224的靠近PIC 222的邊緣232a相鄰。同樣地，ASIC 224的驅(qū)動器可以設(shè)置在與PIC 222鄰接的ASIC的邊緣上，以保持驅(qū)動器與PIC 222之間的短距離。

ASIC 224可以可選地包括放大電路(如一個或更多個TIA)。然而，在一些實施方式中，可能期望用與ASIC 224不同的材料制造TIA，例如以提供比如果改為使用ASIC的材料則可以實現(xiàn)的TIA的性能更好的性能。例如，可能期望以硅鍺(SiGe)制造TIA。因此，TIA或其他放大電路可以在與ASIC 224分離的芯片上制造。因此，如所示的，TIA 236a和236b與ASIC分開設(shè)置(在單獨的芯片上)，并且可以由與用于制造ASIC的材料不同的材料形成。如所示的那樣設(shè)置TIA可以避免為了連接至TIA而需要下面進(jìn)一步描述的中介層203中的射頻(RF)傳輸線。

如圖2所示，對放大器(如TIA236a和236b)進(jìn)行定位的結(jié)果是從PIC 222至ASIC 224的信號路徑中的至少一些信號路徑必須通過轉(zhuǎn)彎。在一些實施方式中，轉(zhuǎn)彎是90度轉(zhuǎn)彎或直角。因此，作為本申請的一個方面提供了用于在多通道相干收發(fā)器的PIC與ASIC之間實現(xiàn)信號路徑轉(zhuǎn)彎的電路。圖3示出了在TIA的情況下的示例。

如所示的，集成電路器件300包括具有第一端口304和第二端口306的半導(dǎo)體芯片302。第一端口304可以是集成電路器件300的輸入端，其被配置成靠近PIC(例如，圖2的PIC 222)設(shè)置，而第二端口306可以是集成電路器件的輸出端，其被配置成靠近ASIC(例如，ASIC 224)設(shè)置。然而，在其他實施方式中，端口可以顛倒。放大器308可以在芯片302上例如以SiGe技術(shù)形成。假設(shè)第一端口304表示輸入端口并且在第二端口306的遠(yuǎn)端，則放大器308可以靠近第一端口304設(shè)置。以這種方式，放大器308可以靠近并且在一些實施方式中盡可能靠近放大器308從其接收信號的PIC。對于TIA而言可能優(yōu)選的是，與ASIC相比更靠近PIC。信號線310(如金屬走線)可以從放大器308的輸出端延伸至集成電路器件300的第二端口306。在一些實施方式中，信號線310可以是50歐姆的線。如所示的，信號線310可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎312(如90度轉(zhuǎn)彎)。以這種方式，集成電路器件300可以以針對TIA 236a或236b示出的方式設(shè)置，從而提供PIC 222與ASIC 224之間的互連。

應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管圖3提供了實現(xiàn)90度信號路徑轉(zhuǎn)彎的TIA的示例，但是可以替代地使用其他電路部件來實現(xiàn)這樣的特征。此外，雖然圖3示出了芯片302上的單個放大器，但應(yīng)當(dāng)理解的是，可以并行地設(shè)置不止一個放大器。例如，當(dāng)實現(xiàn)TIA 236b時，可以在芯片302上實現(xiàn)八個放大器。

第一封裝件202內(nèi)的部件可以通過圖2所示的中介層203來耦合，該中介層可以是硅中介層。圖4示出了非限制性示例，作為沿著沿圖2的左右方向定向的線的第一封裝件202的截面圖。PIC 222和ASIC 224可以安裝在中介層203上。中介層203可以連接至具有釬料球(或凸塊)406的球柵陣列(BGA)404。應(yīng)當(dāng)理解的是，并非本文中描述的所有方面都受限于圖4所示的將PIC 222與ASIC 224互連的方式。

在一些實施方式中，第一封裝件202可以設(shè)置有冷卻機構(gòu)。ASIC 224會消耗大量功率，因此產(chǎn)生熱。盡管硅光子可以用于PIC 222以提供一定程度的熱不敏感性，但是仍然期望在封裝件內(nèi)對部件進(jìn)行冷卻?？梢允褂酶鞣N冷卻機構(gòu)(如散熱器或熱電冷卻器)。在一些實施方式中，可能期望使用散熱器，與其他冷卻技術(shù)相比，散熱器在降低成本和復(fù)雜性方面可能是有益的?？梢酝ㄟ^使下面進(jìn)一步描述的激光器陣列238在單獨的封裝件中來便于使用散熱器來冷卻PIC 222和ASIC 224。相反，如果PIC 222、ASIC 224和激光器陣列238被封裝在一起，則可能需要熱電冷卻器來提供合適的冷卻。

圖5示出了耦合至散熱器的封裝的ASIC以及發(fā)送器和接收器PIC的示例。在圖5中，PIC 222和ASIC 224如圖4中那樣安裝在BGA404上。散熱器502可以熱耦合至PIC 222和ASIC 224，并且被設(shè)置成至少部分地覆蓋PIC 222和ASIC 224。可選地，可以在PIC 222與散熱器502之間以及ASIC 224與散熱器502之間設(shè)置熱墊、膏或其他合適的材料以確保良好的熱耦合。這種情況同樣適用于TIA和驅(qū)動放大器芯片。

如先前結(jié)合圖2所描述的，在一些實施方式中，驅(qū)動器電路(或“驅(qū)動器”)直接包括在ASIC 224上。驅(qū)動器用于放大和/或緩沖來自DAC的信號。然而，并非所有實施方式在這方面都受到限制。例如，在一些實施方式中，驅(qū)動器可以包括在單獨的驅(qū)動器芯片上。當(dāng)這被完成時，驅(qū)動器芯片可以被設(shè)置成靠近PIC 222，并且在一些情況下盡可能靠近PIC 222，以允許PIC 222與驅(qū)動器之間的短路徑長度。圖6A示出了示例。

所示的裝置600包括先前關(guān)于圖2示出和描述的各種部件。在此不再詳細(xì)描述那些部件。裝置600與圖2的不同之處在于設(shè)置了單獨的驅(qū)動器芯片602。驅(qū)動器芯片602可以包括用于驅(qū)動PIC 222的部件的驅(qū)動器。為了使裝置600的傳輸信號路徑中的誤差最小化，可能期望將驅(qū)動器設(shè)置成靠近PIC 222，從而提供驅(qū)動器與PIC 222這兩者之間的短距離。因此，如所示的，驅(qū)動器芯片602可以設(shè)置在ASIC 224與PIC 222之間，并且可以具有與PIC 222緊靠的邊緣。因為本文中描述的各個方面不限于使用任何特定類型的驅(qū)動器電路，因此驅(qū)動器芯片602可以包括任何合適的驅(qū)動器電路。

圖6B示出了圖6A的裝置600沿著線6B-6B截取的橫截面。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖6B類似于先前描述的圖5，不同之處在于圖6B的裝置包括PIC 222與ASIC 224之間的驅(qū)動器芯片602。包括散熱器502以冷卻部件，并且如所示的，散熱器502可以至少部分地覆蓋所示的部件。盡管未示出，但是可以在PIC 222與散熱器502之間、ASIC 224與散熱器502之間以及驅(qū)動器芯片602與散熱器502之間設(shè)置導(dǎo)熱墊、膏或其他合適的材料以確保良好的熱耦合。

如圖2所示，第二封裝件206可以包括激光器陣列238，在一些實施方式中，激光器陣列238可以是可調(diào)諧激光器陣列。在該非限制性示例中，激光器陣列238可以包括集成在單個半導(dǎo)體(例如，硅)芯片上的四個可調(diào)諧激光器，并且可以實現(xiàn)為硅光子可調(diào)諧激光器陣列。激光器陣列238可以包括波長鎖定器，以確保激光器波長的精確性和穩(wěn)定性。

還可以設(shè)置SOA陣列240。在一些實施方式中，可能期望由與用于激光器陣列的材料不同的材料(如磷化銦(InP))形成SOA。因此，SOA陣列240可以在與激光器陣列分離的芯片上實現(xiàn)。所示的配置可以被視為外部腔可調(diào)諧激光器陣列，原因是激光器部件中的一些激光器部件在一個芯片上，而激光器腔的一部分在另一芯片上。并非所有實施方式在這方面都受到限制。此外，為了描述的簡單性，雖然SOA陣列240與激光器陣列238的組合可以被視為構(gòu)成激光器陣列，但是在本文中將SOA陣列240與激光器陣列238分開標(biāo)識。

盡管圖2沒有示出第二封裝件206中的冷卻機構(gòu)，但是可以為該圖的激光器陣列238提供冷卻。例如，可以設(shè)置熱電冷卻器來冷卻激光器陣列238和SOA陣列240。圖7示出了示例。

如所示的，裝置700與圖2所示的裝置的不同之處在于第二封裝件206中包括熱電冷卻器702。在該實施方式中，單個熱電冷卻器可以由激光器陣列238中的激光器共享，因此與每個激光器具有相應(yīng)的熱電冷卻器的情況相比，降低了成本和復(fù)雜性。此外，由于ASIC 224和PIC 222與激光器陣列238分開封裝，因此與其他情況相比，用于冷卻激光器的熱電冷卻器702可以更小，從而成本更低。

根據(jù)圖2、圖5、圖6B和圖7的描述，應(yīng)當(dāng)理解的是，在一些實施方式中，多通道相干收發(fā)器可以包括由熱電冷卻器冷卻的激光器陣列以及由散熱器冷卻的ASIC以及發(fā)送器和接收器PIC。也就是說，在一些實施方式中，共同封裝的ASIC以及發(fā)送器和接收器PIC可能缺少熱電冷卻器。與需要熱電冷卻器來冷卻與ASIC一起封裝的激光器陣列的情境相比，這樣的配置可以提供降低的成本和復(fù)雜性。

再參照圖2，激光器陣列238中的激光器和SOA陣列240可以對準(zhǔn)，以在兩個芯片之間提供合適的信號傳輸。在一些實施方式中，SOA陣列的放大器可以相對于激光器成一定角度以減小返回至激光器中的光信號的反射或者使返回至激光器中的光信號的反射最小化。圖8示出了非限制示例。

圖8是激光器陣列238和SOA陣列240的一部分的俯視圖。激光器陣列238可以包括圖8中以簡化形式示出的四個激光器802。SOA陣列240可以包括也以簡化形式示出的四個SOA 804。如所示的，SOA 804可以與激光器802對準(zhǔn)，但是相對于激光器802成一定角度。

激光器陣列238和SOA陣列240可以以各種方式相對于彼此對準(zhǔn)。圖9A至圖9C示出了非限制示例。在一些實施方案中，SOA陣列240可形成于芯片的“處理側(cè)”或“裝置側(cè)”902上。如圖9A所示，其上制造SOA陣列的芯片可以倒裝并接合至第一副安裝座904。這樣的倒裝芯片接合可以改善來自SOA的散熱。例如，副安裝座可以包括與其上形成SOA陣列240的芯片的材料(例如，磷化銦)相比具有較高的熱導(dǎo)率的材料(例如，氮化鋁)。第一副安裝座904可以接合至基底安裝座906。然后可以將形成有激光器陣列238的芯片對準(zhǔn)并接合至基底安裝座906。在一些實施方式中，可調(diào)諧激光器陣列部件形成在處理側(cè)903上。在一些實施方式中，其上形成可調(diào)諧激光器陣列238的芯片可以用定位裝置來操縱，以實現(xiàn)與其上形成SOA陣列240的芯片的適當(dāng)對準(zhǔn)?？梢酝ㄟ^監(jiān)測從一個芯片傳遞至另一芯片的光功率來檢測恰當(dāng)?shù)膶?zhǔn)。一旦對準(zhǔn)，環(huán)氧樹脂或UV可固化粘合劑905可以固化以固定可調(diào)諧激光器陣列芯片并保持對準(zhǔn)?？商娲兀梢允褂免F料。在一些實施方式中，UV可固化粘合劑或光學(xué)粘合劑可以附加地定位在支承SOA陣列240的芯片與支承激光器陣列238的芯片之間，以在每個芯片上的任何光學(xué)路徑(例如，波導(dǎo))之間提供粘附和折射率匹配。

如圖9B描繪的，根據(jù)一些實施方式，其上形成SOA陣列240的芯片以及其上形成激光陣列238的芯片可以倒裝芯片接合至基底安裝座906。在一些情況下，芯片中的一個或兩個芯片可以釬焊接合或熱壓接合(例如，使用凸塊接合)至基底安裝座906。例如，在接合之前可以加熱釬料，使芯片對準(zhǔn)，然后釬料可以被冷卻以使芯片接合并保持對準(zhǔn)。在一些實施方式中，可以在芯片之間和/或芯片與基底安裝座906之間附加地使用UV可固化粘合劑或光學(xué)粘合劑，以幫助在實現(xiàn)對準(zhǔn)之后永久地固定芯片。

如圖9C所描繪的，根據(jù)一些實施方案，其上形成SOA陣列240的芯片可以倒裝芯片接合至其上形成激光器陣列238的芯片。根據(jù)這種實施方式，其上形成激光器陣列238的芯片可以包括溝槽908或其他接納特征，以接納其上形成SOA陣列240的芯片。例如，溝槽可以具有約500nm至約10微米的深度，使得兩個芯片上的光路(例如，波導(dǎo))當(dāng)芯片接合在一起時變得基本上共面。芯片可以使用如上所述的釬料接合和/或粘合劑接合來對準(zhǔn)和接合。

再參照圖2，光纖陣列耦合器210將第一封裝件202耦合至第二封裝件206。更具體地，在一些實施方式中，光纖陣列耦合器210將第一封裝件202內(nèi)的PIC 222耦合至第二封裝件206內(nèi)的可調(diào)諧激光器陣列238。因此，光纖陣列耦合器210可以在那些部件之間傳送光信號。

如所示的，光纖陣列耦合器210可以包括多個單獨的光纖212。在所示的實施方式中，為激光器陣列238中的每個激光器設(shè)置一個光纖212，給出總共四個光纖212。于是，在本實施方式中，為多通道相干收發(fā)器200中的每個通道設(shè)置一個光纖212。這與將PIC 222與激光器陣列238集成的設(shè)計形成對比，在所述設(shè)計中，不需要為每個通道設(shè)置光纖以將發(fā)送/接收電路與激光器耦合。

多通道相干收發(fā)器200附加地包括接收輸入至收發(fā)器的光信號的接收光纖216以及提供收發(fā)器200的輸出信號的發(fā)送光纖218。因此，在一些實施方式中，多通道相干收發(fā)器可以包括多個光纖，所述多個光纖包括：共享接收光纖(或輸入光纖)、共享發(fā)送光纖(或輸出光纖)以及用于多通道相干收發(fā)器的每個激光器通道的光纖(激光器用作發(fā)送器輸入端和接收器本地振蕩器)。在一些實施方式中，接收光纖可以不被共享，在這種情況下，將存在多個接收光纖。同樣地，在一些實施方式中，發(fā)送光纖可以不被共享，在這種情況下，將存在多個發(fā)送光纖。于是，在一些實施方式中，收發(fā)器的光纖的數(shù)目可以為三至十五，或者可以是該范圍內(nèi)的任何值。可以為更多數(shù)目的通道設(shè)置更多的光纖。

盡管未示出，但是在將激光器陣列連接至PIC 222的每個光纖中可以存在光隔離器。光隔離器可以防止背反射進(jìn)入激光器并導(dǎo)致不穩(wěn)定性。

光纖陣列耦合器210可以是從第一封裝件202可拆卸或不可插拔的。在一些實施方式中，光纖陣列耦合器210也可以是從第二封裝件206可拆卸的。如所示的，光纖陣列耦合器210可以包括可拆卸地耦合至第一封裝件202的適配器(可替代地，在本文中稱為插頭或連接器)214。這樣的配置可以允許將第一封裝件202與第二封裝件206連接及不連接。這種能力可能是有幫助的，例如以允許使用各種制造工藝而不損壞光纖陣列耦合器210。

例如，如前所述，第一封裝件202可以包括安裝在BGA上的部件。因此，可以在制造第一封裝件202中執(zhí)行釬料回流步驟。這種工藝通常涉及高溫度，所述高溫度超過光纖應(yīng)該暴露的溫度。通過設(shè)置可拆卸的光纖陣列耦合器210，光纖陣列耦合器210可以在釬料回流工藝期間與第一封裝件202不連接，并且在釬料回流工藝完成之后與第一封裝件202連接。

如圖2應(yīng)當(dāng)理解的是，接收光纖216和發(fā)送光纖218可以與激光器光纖212共享適配器214。因此，在一些實施方式中，接收光纖216和發(fā)送光纖218可以被視為光纖陣列210的一部分。

本申請的各方面可以提供一個或更多個益處，其中一些已經(jīng)在前面描述過?，F(xiàn)在描述的是這樣的益處中的一些非限制示例。應(yīng)當(dāng)理解的是，并非所有方面和實施方式都必須提供現(xiàn)在描述的所有益處。此外，應(yīng)當(dāng)理解的是，本申請的各方面可以為現(xiàn)在描述的那些提供附加的益處。

根據(jù)本申請的各方面，提供了可縮放多通道相干收發(fā)器。通過將ASIC與發(fā)送器/接收器PIC一起封裝，與ASIC和PIC被各自單獨地封裝的情境相比，射頻(RF)連接的數(shù)目減少。因此，封裝件之間的RF保真度不會作為問題出現(xiàn)。另外，本申請的實施方式提供了適用于光纖通信系統(tǒng)(例如，光纖網(wǎng)絡(luò))并且具有單一ASIC以及單一的發(fā)送器和接收器PIC的多通道相干收發(fā)器。與具有ASIC和PIC各自單獨封裝的裝置相比，本文中描述的收發(fā)器可以更容易地被縮放到更大數(shù)目的通道。

本申請的各方面在冷卻多通道相干收發(fā)器中提供了簡單性和降低的成本。將ASIC和發(fā)送器/接收器PIC封裝在一個封裝件中并且將激光器陣列封裝在單獨的封裝件中可以允許使用相對便宜和簡單的散熱器來冷卻ASIC和PIC封裝件。熱電冷卻器可以用于冷卻激光器陣列，但是與如果激光器陣列與ASIC被共同封裝相比，熱電冷卻器可以更小，從而成本更低。

因此已經(jīng)描述了本申請的技術(shù)的若干方面和實施方式，應(yīng)當(dāng)理解的是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易想到各種變更、修改和改進(jìn)。這樣的變更、修改和改進(jìn)旨在在本申請中描述的技術(shù)的精神和范圍內(nèi)。因此，應(yīng)當(dāng)理解，前述實施方式僅以示例的方式給出，并且在所附權(quán)利要求及其等同內(nèi)容的范圍內(nèi)，本發(fā)明實施方式可以以不同于具體描述的方式來實施。另外，本文中描述的兩種或更多種這樣的特征、系統(tǒng)、制品、材料和/或方法如果并非互不一致，則它們的任何組合包括在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)。

此外，如所描述的，一些方面可以被實施為一個或更多個方法。作為方法的一部分執(zhí)行的動作可以以任何合適的方式排序。因此，可以構(gòu)造其中以不同于所示的順序執(zhí)行動作的實施方式，其可以包括同時執(zhí)行一些動作，即使在說明性實施方式中被示出為順序動作也是如此。

如本文中定義和使用的所有定義應(yīng)被理解為支配字典定義、通過引用并入的文獻(xiàn)中的定義和/或所定義的術(shù)語的普通含義。

除非清楚地相反指出，否則如本文在說明書和權(quán)利要求書中使用的不定冠詞“一個/一種”應(yīng)被理解為表示“至少一個/一種”。

如本文在說明書和權(quán)利要求書中使用的短語“和/或”應(yīng)當(dāng)被理解為表示這樣結(jié)合的元素中的“任一個或兩個”，即在一些情況下結(jié)合地存在的元素，而在其他情況下分離地存在的元素。

如本文在說明書和權(quán)利要求書中使用的，短語“至少一個”在提及一個或更多個元素的列表時應(yīng)當(dāng)被理解為表示選自元素列表中任意一個或更多個元素中的至少一個元素，但是不一定包括元素列表中具體列出的每個元素中的至少一個，也不排除元素列表中的元素的任何組合。這個定義也允許除了在短語“至少一個”所提及的元素列表中具體標(biāo)識的元素以外的元素，無論與具體標(biāo)識的那些元素相關(guān)還是不相關(guān)，都可以可選地存在。

在權(quán)利要求以及上面的說明書中，所有過渡短語如“包括”、“包含”、“攜帶”、“具有”、“含有”、“涉及”、“保持”、“由……構(gòu)成”等要被理解為開放式的，即，表示包括但不限于。過渡短語“由......組成”和“基本上由……組成”分別應(yīng)該是封閉式的或半封閉式的過渡短語。