專利名稱：冗余的光學器件陣列的制作方法
技術領域：
本發明涉及諸如為激光器和光探測器一類的光學器件的陣列，更為具體而言，則涉及有增加的產量和更長的壽命的光學器件陣列。
背景技術：
在過去幾年里通信系統中使用光纖的急劇增長已引起對更為便宜和更加可靠的光學元件的巨大需求。不幸的是，可用來生產在這樣一類器件中使用的合格的激光二極管和光探測器的有限材料實際上使可供此類器件取得的平均無故障時間(MTBF)受到限制。
典型的二極管激光器或光探測器通過在半導體襯底上生長該器件制得。根據具體器件及其設計，這可能需要采用諸如為液相外延，金屬有機汽相外延，分子束外延一類已知技術。這些技術在質量、可靠性以及產生缺陷的頻率等方面，都各有其優缺點。
器件的有源部分一旦通過外延生長工藝產生后。于是就把該器件進一步加工成器件芯片。在這些工藝過程期間，例如，為隔離諸零件或制作諸接觸點而把介質薄膜或各種金屬沉積在半導體上。最后，采用光刻法和/或化學或物理蝕刻來完成該器件。這些器件結構一旦在半導體晶片上全部形成，每個器件就例如通過切割而從晶片上加以分離。
圖1A和1B示出先前技術的光學器件即半導體激光二極管的兩種變型。圖1A和1B中所示的特定器件110，120為垂直腔表面發射激光器(VCSEL)。正如所示，每個器件110，120均包含在面積大約為200微米見方的半導體材料之內。每個器件110，120具有大約17-19微米直徑的光學窗口112，122。器件110，120通過引線114，124連接至約100微米見方的鍵合區116，126。在圖1A中，鍵合區作為正(+)的接觸點，而在圖1B中鍵合區則作為負(-)的接觸點。
圖2示出多個單獨的VCSEL，后者業已被組合起來以形成至少2×3的激光器陣列。器件200這樣排列，使得每個激光器之間的距離(也即″節距″)約為250微米。這樣一種陣列可以是相對可靠的，因為每個單獨的激光器件200在其集成為陣列之前均可進行運行測試。然而，陣列一旦產生，倘若個別元件失效，則不是整個陣列必須加以更換，就是該陣列因不易進行修理而性能退化。
更有甚者，例如，即使該陣列由宏觀結構制作而成，從而在一公共的載體上存在1×4個分立的器件。若該器件的任何一個有缺陷，則整個載體變為無用，或者必須從上面取下個別好的器件并單獨使用。
上述所有問題都導致這樣的陣列需要昂貴的代價來獲得，而在其總體配置上總的MTBF則由陣列中最不可靠的器件所決定。
這樣在技術上就保留有對以較低的成本來生產結合有光學器件陣列的芯片制作方法的需要。
在技術上還保留對易于以低成本進行修理的陣列的進一步的需要。
發明內容
我們設計了產生避免先前技術諸問題的電光芯片的方法。
具體而言，我們設計了以提供總生產率更高和可靠性更高的方式來配置大量光學器件的方法。根據具體的實施過程可以達到諸如為配置后的可修改性以及性能最佳化等一類更多的優點。
本發明的一個方面涉及具有多個光學器件的光學模塊。多個光學器件中至少兩個器件成一組。相對于其他的器件，組內的每個光學器件都是單獨可選的。光學模塊同時具有耦合至各器件的控制器，致使該控制器能選擇組中那個器件將在給定時刻被激活。
本發明的另一方面涉及用于光電子單元中的具有冗余器件的光學芯片的制作方法，該法包括在晶片上生長多個光學器件的有源部分，加工此晶片以產生完整的光學器件，制作單獨的諸光學器件，對各器件分組；以及連接組內各器件至一個控制電路，致使公共數據能為組內任一器件接收到，但將只有組內被激活的器件才會處理此公共數據。
本發明的再一個方面是與通信網絡有關，后者具有帶許多可用信道的第一發送器，第一接收器，以及連接第一發送器到第一接收器的諸光纖。第一發送器具有多個激光器，至少若干個可選擇作為或者被激活的或者后備的激光器。該多個激光器是可以控制的，以致如果一個特定的信道經由被激活的激光器使用而該信道發生激光器故障，可讓冗余激光器替代此被激活的激光器，而在替代之后，該特定信道可利用此冗余激光器繼續使用。
此處描述的或者來自采用包含于此處講述的學說的這些和其他實施例，均提供超過先前技術的優點和好處。
此處所述諸優點和特色乃是可得自代表性實施例的許多優點和特色的少數幾個，且只是用來幫助理解本發明。應該明白，不要把它們認為是對正如由權利要求加以限定的對本發明的限制，或對權利要求等效物的限制。例如，這些優點的某些個是相互矛盾的，以致于它們不能在單個實施例中同時出現。類似地，某些優點適用于本發明的一個方面而并不適用于其他方面。因此，在確定等效物時不應認為這些特色和優點的總和是決定性的。本發明額外的特色和優點將在以下敘述中以及從附圖和權利要求中變得明朗起來。
圖1A和1B顯示現有技術的半導體激光二極管光學器件實例的兩種變型；圖2顯示按現有技術配置成陣列的圖1的多個VCSEL；圖3顯示來自按本發明的一個陣列的冗余激光器對；圖4A顯示來自按本發明的一個陣列的四個冗余激光器組；圖4B功能性地示出圖4A的激光器組的諸接觸點；圖5顯示按本發明一個可適于使用的光電子芯片的各功能元件；圖6顯示圖5中采用根據本發明的冗余激光器對的芯片；圖7顯示圖6芯片的另一可供選擇的變型；圖8顯示圖5中采用根據本發明的四個冗余激光器構成的組的芯片；圖9顯示圖5中采用根據本發明冗余光探測器對的芯片；圖10顯示圖5中采用根據本發明的四個冗余光探測器構成的組的器件；圖11A示出電路的一個功能性例子，用以按本發明從兩個或更多個冗余器件中進行選擇；圖11B示出電路的另一功能性例子，用以按本發明從兩個或更多個冗余器件中進行選擇；圖12功能性地示出一個結合本發明的光電子收發器；以及圖13是為兩器件組用自動故障排除電路例子的功能性框圖。
具體實施例方式
圖3示顯示本發明原理產生的激光器302二維陣列的一部分300。該部分示出通過接觸鍵合區304鍵合至電子芯片306的兩個單個激光器件302。正如所示，器件302是個業已倒裝鍵合至電子芯片的底發射激光器件，雖然正如即將從此處描述中所看到的那樣，也可采用底接收，頂發射或頂接收的器件，特別當采用于本文同時申請的標題為光電子器件集成的共同轉讓的美國專利申請(該申請通過引用而結合在本文中)的方法作為該工藝過程的部分時更是如此。
由于襯底308并未被去除或過分地減薄，故激光的發射經由產生在支承激光器件的襯底308上的入口通路310進行，以允許對該器件的緊密光學接近。各入口通路之間的間隔，也即節距要如此安排，致使每個激光器302能夠或者直接耦合至單根光纖，或者，例如通過采用微透鏡聚焦光輸出或采用光學波導導引光而對準進入一個公共的光纖。這樣，根據所用具體的激光器和光纖，兩激光器之間的節距對導引激光至單模光纖的可以小至5-10微米，而對于導引激光至多模光纖的則為50-100微米。或者，若采用光學波導或聚焦透鏡，則器件之間的節距就變得不太重要，且可大至100微米或以上，視需要而定。
在器件產生過程中，將激光器分離成單個器件，方法是在和電子芯片鍵合之前，例如，如在所結合的標題為光電子器件集成的共同轉讓申請中所示，通過對激光器晶片進行布圖而實現。此外，對各器件用分組溝312進行布圖，后者通過產生分離各冗余器件的單個組314的邊界而從實際上和電學上限定各組。分組溝312確保各單個組之間的隔離，而與此同時由電導襯底308允許載流子在組內各器件之間運動。照這樣，一個組實際上是制作成或者多個分離器件或者具有多個有源區的單個器件。
組314內的所有器件均分享公共的連接(或正的或負的接觸點)使得由任何器件待要發送或接收的任何信號均可由組內的任何其他器件加以發送或接收而不管哪一個器件被選為利用該接觸點的被激活的器件。換言之，若在一個諸如光發送器的光學模塊中三個激光器構成一組，它們將被耦合至一個單根光纖，全都具有一個公共的接觸點和全都具有單獨的相反極性的接觸點。若發送器通過光纖發送數據，則相同的信號都將被發送而不管哪一個激光器在該時間是被激活的。而且，從任何先前技術之發送器的功能的視角來看，結合有本發明的發送器對于組內哪個激光器在被激活是可以不考慮的。有利的是，發送器或利用本發明的任何其他器件的購買者或用戶，不必知道它包含有器件冗余。除了制造者外，允許選擇特定被激活的激光器這一特色和原理對任何人都可以是全透明的，或者可使其對第三方來說，可理解到不同的程度。
圖4A顯示采用四個激光器402的組400作為冗余組的激光器陣列的一部分。正如所示，各單個器件已通過布圖隔離單個器件接觸點406的分離溝404加以分離，而各個組400業已通過布圖分組溝408的形成，各分組溝408將公共接觸點410從其他相鄰組的公共接觸點中隔離出來，如同圖3那樣，經由襯底設置入口通路310為激光器提供了近距離的光學通路，圖4B是圖4A中的組的功能性表示，但只顯示出每個激光器用的分立接觸點406，以及用作為公共接觸點的襯底308。
有利的是，通過對各激光器分組成四個一組，可獲得明顯的靈活性。例如，可使用四個激光器的最佳兩個作為冗余對，后者具有或不具有剩下的兩激光器用作為該對中任一激光器的備用器件，可利用四激光器的最佳者作為主激光器，而余下三個的每一個當主激光器失效時就可派上用場，或者，若組內任何單個激光器變壞的話，這個激光器可以完全被忽略。
圖5顯示一個適合于采用本發明原理的光電子器件500的諸功能性元件。從功能上講，該器件包括含有各單個激光器的陣列的激光器部分502。該器件也包括含有各單個光探測器的陣列的探測器部分504。設置一個控制部分506，后者含有用以進入各單個激光器和/或探測器的控制電子器件。此外，正如下面所將要更為詳細描述的那樣，可選擇地設置一個存儲器部分508。最后，該器件包括一個接口部分510，籍此該光電子芯片可電子地或編程地連接至其他器件或控制電子器件。根據具體的實施過程，該接口部分510可以功能性地置于控制部分506(和/或存儲器508，若使用此部分的話)和各器件502，504之間，例如，那里的控制器506和/或存儲器508可由第三方提供。
在其他變型中，接口510可提供一個繞過或放棄控制部分506和/或存儲器508的任何一個或兩者的通路，如果它們中的任何一個或兩者都存在的話。
從功能上講，控制部分506在整體上或部分上乃是光電子芯片500的“大腦”。至少，是關于冗余特性的大腦。控制部分506實際上由硬件構成，后者被用以基于，例如，諸存在存儲器中的信息來激活各單個器件，和/或發生故障以后規定，更新和/或改變所儲存的信息以啟動該芯片或對它重新編程。根據具體的實施，該控制部分將是個處理器，例如，在程序控制下運行的微處理器，狀態機，硬件連接的電路或者其中的若干組合。
根據具體的實施，存儲器將是以下各種形式靜態隨機訪問存儲器(SRAM)，動態隨機訪問存儲器(DRAM或RAM)，或某種形式的只讀存儲器(ROM)，后者可以是，例如，諸如可編程只讀存儲器(PROM)，電子可編程只讀存儲器(EPROM)，電子可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)，可編程邏輯器件(PLC)等等的器件，指出少數幾個。
存儲器508可經由控制部分506控制，并配置成允許指定每組中被激活的器件。或者，存儲器508可以進一步配置得保持對冗余(即后備)器件的跟蹤，如果需要的話，可作為進一步的選擇而配置來指定等級或順序用以啟動組內其余器件在線工作。
例如，表1列出可為各器件對的組采用的簡表。每對具有一個組地址或標識符，它唯一地直接或間接識別每個分離的組。
使用單一的數位來指定被激活的器件，例如，用二進制的0代表組內的第一器件，而二進制的1則代表組內第二器件。
表1表2顯示另一種排列用以識別存儲器內的被激活的器件。正如表1那樣，地址或標識符唯一地識別特定的組。和地址相關的是兩位的二進制數，其中每一位對應于組內的一個器件，并用來標明該器件是否被激活。
表2例如，00的位形式將規定為沒有一個器件被激活，01或10的位形式將表明在該對中一個或其它一個器件在被激活。根據具體的實施，11的位形式可被用來，例如，是兩個器件在某些特殊情況下都被激活，或者可能僅僅是一無效的狀態。
表3顯示對具有四器件構成的各組相似的排列。在該情況下，采用相似的二進制數，除非二進制數中的實際數字乃被用來指明為被激活的器件。
表3例如，00將表示組內第一器件是被激活的，01將表示組內第二器件是被激活的。10將表示組內第三器件是被激活的，而11則將表示組內第四器件在被激活。
表4表示對具有單個四器件組的特殊陣列中保持各被激活器件的路徑而列出更為復雜的排列。正如所示，表4包括如上述的地址。此外，使用八位二進制數(X1X0A1A0B1B0C1C0)用來識別組內特定的激光器件即主(也即被激活)激光器件以及組內余下諸器件的等級。
表4例如，對一特定的地址，表列值01110010將表明第二器件在被激活。倘若器件不可用或失效，則待定在線工作的下一個器件是第四器件。如果那個器件發生了故障，則其后在線工作的下一個器件將依次為第一，接下來為第三器件。
正如可被了解的那樣，存在許多其他數字方式以外的途徑來識別各被激活的器件和/或指定另外的器件，或者采用上述例子的若干變型或聯合，或者產生若干其他的方法，例如，通過對每一個激光器標以唯一的地址(不管其組)，并為每組中各激光器維護一個要它們啟動在線工作的先后次序的清單，或為每一個激光器提供諸如電壓偏置和調制一類設置用的空間，并且為被激活的激光器注入設置信息和/或設定偏壓和/或調制的設定值為零和/或無效值以使該激光器取消作用。
在另一個可供選擇的實施中沒有器件選擇用的存儲器，各器件結合有可燒熔的連接線，后者可被用來使一個器件在線工作或斷開不工作。例如，每一個器件可結合有兩根可燒熔的連接線。一開始沒有一根連接線被燒斷，故器件不被激活但是有效可用的。為使器件在線工作，將電路激活導致一個特定連接線燒斷而使該器件被激活。以后某個時刻，在該器件損壞的情況下，，可讓其他電路去燒斷余下的連接線而使該器件不被激活。于是可以以相似的方式通過對組內冗余器件燒斷第一連接線來使該冗余器件啟動在線工作。
還有其他多種另外的實施采用存儲器和硬接線或可燒熔連接線的聯合來完成控制和/或存儲的功能。
圖6更為詳細地示出圖5中所示類型的按本發明原理加以構建的光電子器件。正如所示，探測器部分604由36個單個探測器構成，而激光器部分602則由36對冗余激光器構成。正如所示，組610內的各單個激光器606，608由器件溝612加以分隔，而各個組則由分組溝614彼此加以分隔。
此外，在各成對冗余激光器的相鄰行之間存在可利用的面積616。那些面積可以完全不用，可由波長和冗余對不同的其他激光器占有，或者可表示為相同類型的額外激光器作為諸冗余對，后者由于這種或那種原因而不能使用，具體視特定的實施而定。
圖7表示出相似于圖6的一個光電子芯片700，除了將陣列圖案形成為好象存在四個分立的器件來構成組702以外。然而，每一組只包含兩個激光器704，706。
圖8示出相似于圖6芯片的一個芯片800，除了每一個單個組802現由四個單個激光器804，806，808，810構成以外。
圖9示出類似圖5器件的芯片900，但具有冗余探測器對902。正如所示，類似圖6的各激光器，通過分組溝904將各光探測器分成組，而組內的各單個探測器則由器件溝910加以分隔。
關于冗余探測器值得指出的是，冗余探測器的使用將需要要么采用若干額外的器件來重新把入射光從一個探測器導引至另一個探測器以便在它們之間進行轉換。或者，要可使光散焦或折射使得光根據需要入射至兩個探測器上所有相關的器件(在該情況下)。然而很顯然，若采用冗余探測器且不配備光的重新導引，則系統必須能承受由于這樣一種散焦或折射引起的損失，因為入射光的量隨著散焦至大得多的面積以包括進大量冗余器件或它們之間大的節距而將呈指數衰減。
圖10顯示一個具有相似于圖9陣列的芯片1000，除了圖10的陣列每組結合有四個冗余探測器1004，1006，1008，1010。
業已示出許多根據本發明的功能性的變型，現將提供可用于特定實施方法的若干例子。
圖11A顯示一個電路設計的功能性例子用以根據本發明在兩個或兩個以上的冗余器件之間進行選擇。在根據該例的變型中，將公共數據信號源1102連接至組內所有的激光器1104。正如所示，在組內存在兩個或兩個以上的激光器。將多路復用器1106(對于1-對-1連接)或選擇器(對于1-對-1或更多的連接)插入激光器用電源1108和激光器本身之間。由控制部分1110利用控制信息(不論基于位或基于偏壓/調制)來選擇哪個激光器接受功率。另一種選擇是，在某些變型中多路復用器可代之以選擇器，后者能選擇激光器的任何一個或多個。
圖11B顯示電路設計的另一功能性例子用以根據本發明在兩個或更多個冗余器件之間進行選擇。在根據此例的變型中，信號源1112由放大器1114加以放大并經由多路復用器(對于1-對-1連接)或選擇器(對于1-對-1或更多的連接)連至各激光器1116。多路復用器1106或選擇器以相似于圖11A的方式進行控制。
圖12功能性地顯示一個包括結合本發明的光電子收發器1200的通訊系統。正如所示，該收發器1200包括結合有根據本發明的冗余激光器1204的芯片1202。如此設計收發器，使每對激光器1204耦合至公共光纖1206。正如所示，采用似″Y″形的波導1208把激光從對中任一激光器引導至公共光纖1206。在其他變型中采用波導的其他形式，或者微透鏡，光柵，熔化光纖，等等來耦合兩個或多個激光器至公共光纖，所用的具體耦合方法對理解本發明無關。
收發器1200也包括電子接口1212，通過它可接收和發送電信號，比如可接收、發射數字信號。根據具體的裝置，可將該收發器構造成轉換所接收的數字信號為光信號，后者用各激光器通過一根或多根光纖將光信號傳送至接收器1214，接收器1214可以是具有光探測器1216的獨立存在的單元或另一個收發器的部分。此外或另一種選擇是，該收發器1200可采用那些數字信號作為控制信號和/或接收該信號供如同在常規電子光學收發器中那樣進行使用。類似地，將該收發器1200構造成探測在其探測器1218上接收到的入射光，并將該光轉換為數字信號，該信號然后以常規方式經由電子接口加以輸出。
有利的是，可以構造再一個變型用以自動故障排除。圖13是一個結合有自動故障排除實例方法的功能性框圖。正如所示，組1300由耦合至公共光纖的兩個激光器1302，1304構成，所述公共光纖，例如，為一個呈“錐”或“漏斗”形的波導1305，它對激光器1302，1304兩者是公共的。控制器1306通過輸出邏輯1或0而選擇哪個激光器在被激活。傳感器1308監測被激活激光器的輸出，例如，經由對在使用的激光器輸出功率進行取樣，并把此結果反饋回故障排除控制器1310，后者可以是或不可以是控制器1306的部分，只是為理解目的而功能性地分開加以顯示。用故障排除控制器310來判定該被激活的激光器是否應被斷開而改用組內另一個激光器，這是基于若干和激光器性能有關的某個數值——在該情況下為輸出功率來進行判定的。根據具體的實施，可采用許多不同的已知技術的任何一種來進行判定一個數值是否處在容限或在某個范圍以內。例如，可采用比較器來直接或邏輯上對采樣值和閾值進行比較，而當采樣值跌至閾值以下時候就可設置一個觸發器進行點火觸發，等等……倘若在某個點上，激光器的功率跌至規定容限以下或超出所希望的范圍，則采用上述諸技術之一將使該激光器不被激活而改用組內的另一激光器。例如，如圖所示，將故障排除控制器1310連至存儲器1312，從而當對一個激光器需要故障排除時，故障排除控制器1310就改變存儲器1312中的數值。這導致控制器1306去解除被激活的一個激光器1302而改用備用激光器1304。
根據具體的實施，比較理想的是，包括這樣的電路或存儲信息，使得當發生了一個器件代替另一器件(不管是自動或手動)時，“壞”器件能被標明，以防備用器件失效時不至于使該壞的器件重新再被切換回去。
應該明白，雖然所描述的大多與光學收發器有關，但本發明可直接應用于光學發送器模塊或光學接收器模塊，對于任何特定的實施均無必要使兩種不同類型的器件(也即發送器和接收器)存在于使用本發明的同一單元之中。
再者，應明白，本發明可直接用于任何類型的激光器件，即表面發射激光器，分布式反饋(DFB)激光器，分布式布拉格反射鏡(DBR)激光器和/或任何類型的光探測器一起采用。
這樣，雖然我們顯示和描述了利用本發明的各種實例，但應理解，以上敘述僅僅是說明性實施例的描述。為方便讀者，以上敘述集中在所有可能實施例的代表性例子，一個講述本發明原理的例子。該敘述并不企圖詳盡地列舉所有可能的變型。對本發明的特殊部分可能并未提出過另外的實施例，或者可能還有未描述過的另外的實施例或所述諸部分的其他聯合，但這都不被看作是放棄對那些另外實施例的權利。可以理解的是，許多那些未被描述的實施例都在以下權利要求書的字面敘述范疇以內，而其他的是等效物。
權利要求
1.一種光學模塊，其特征在于，包括多個光學器件，該多個光學器件中的至少兩個共享限定一個組的公共接觸點，該組內所述多個光學器件的所述至少兩個中的每一個相對于該組內的其他器件都是單獨可選擇的；和耦合至所述多個光學器件的控制器，使得該控制器可選擇該組內所述至少兩個光學器件中的哪一個將在給定時刻被激活。
2.如權利要求1所述的光學模塊，其特征在于，其中所述多個光學器件的所述至少兩個包括激光器。
3.如權利要求2所述的光學模塊，其特征在于，其中各激光器包括頂發射激光器。
4.如權利要求2所述的光學模塊，其特征在于，其中各激光器包括底發射激光器。
5.如權利要求2所述的光學模塊，其特征在于，其中各激光器包括分布式布拉格反射鏡激光器。
6.如權利要求2所述的光學模塊，其特征在于，其中各激光器包括分布式反饋激光器。
7.如權利要求1所述的光學模塊，其特征在于，其中多個光學器件的所述至少兩個包括光探測器。
8.如權利要求7所述的光學模塊，其特征在于，其中各光探測器包括頂接收光探測器。
9.如權利要求7所述的光學模塊，其特征在于，其中各光探測器包括底接收光探測器。
10.如權利要求1所述的光學模塊，其特征在于，其中多個光學器件包括諸激光器和光探測器。
11.如權利要求1所述的光學模塊，其特征在于，進一步包括配置得存儲激活信息以激活所述至少兩個光學器件的存儲器。
12.如權利要求1所述的光學模塊，其特征在于，進一步包括冗余選擇電路。
13.一種光學收發器，其特征在于，包括多個激光器；多個探測器；存儲器；耦合至存儲器的控制器；以及接口，經由它可將光纖耦合至所述激光器中的至少或所述探測器中的至少兩個；其中，激光器數不等于探測器數；存儲器配置得使控制器從分成組的一組光學器件中識別出將被激活的光學器件；該分組由分組溝限定；以及組內每一個光學器件分享公共的電學接觸點。
14.一種光學收發器，其特征在于，包括配置得耦合至一單根光纖的至少兩個第一類型光學器件；配置得耦合至一第二光纖的不同于第一類型的第二類型的一個光學器件；所述至少兩個第一類型的器件通過公共連接而彼此相關，使得它們每一個都能接收單個源信號并且在給定時刻可獨立地選擇被激活。
15.如權利要求14所述的光學收發器，其特征在于，其中第一種類型的所述至少兩個光學器件包括激光器。
16.如權利要求15所述的光學收發器，其特征在于，其中各激光器包括頂發射激光器。
17.如權利要求15所述的光學收發器，其特征在于，其中各激光器包括底發射激光器。
18.如權利要求15所述的光學收發器，其特征在于，其中各激光器包括分布式布拉格反射鏡激光器。
19.如權利要求15所述的光學收發器，其特征在于，其中各激光器包括分布式反饋激光器。
20.如權利要求14所述的光學收發器，其特征在于，其中第一類型的所述至少兩個光學器件包括光探測器。
21.如權利要求20所述的光學收發器，其特征在于，其中各光探測器包括頂接收光探測器。
22.如權利要求20所述的光學收發器，其特征在于，其中各光學探測器包括底接收光探測器。
23.如權利要求14所述的光學收發器，其特征在于，其中所述多個光學器件包括激光器和光探測器。
24.如權利要求14所述的光學收發器，其特征在于，進一步包括配置得存儲激活信息以激活所述至少兩個光學器件的存儲器。
25.如權利要求14所述的光學收發器，其特征在于，進一步包括冗余選擇電路。
26.一種光學芯片，其特征在于，包括設置得耦合至一單根公共光纖的一組光學器件，各光學器件可根據激活指示被選擇，使該組內的一個光學器件是被激活的器件，而組內另一個光學器件則將是備用的光學器件，被激活的器件和備用的光學器件是單獨可選的使得如被激活的器件失效時將不被選中而將選擇備用的光學器件代替該被激活的器件用來作為新的被激活器件。
27.如權利要求26所述的光學芯片，其特征在于，進一步包括配置得儲存激活指示的存儲器。
28.如權利要求26所述的光學芯片，其特征在于，其中光學器件組包括激光器。
29.如權利要求26所述的光學芯片，其特征在于，其中光學器件組包括光探測器。
30.如權利要求26所述的光學芯片，其特征在于，其中公共連接為襯底。
31.如權利要求26所述的光學芯片，其特征在于，其中光學器件組通過分組溝相關聯。
32.如權利要求26所述的光學芯片，其特征在于，進一步包括多個可燒熔的連接線且其中被激活的器件由至少一根可燒熔連接線的狀態加以確定。
33.一種供在光電子單元中使用的具有冗余器件的光學芯片的產生方法，其特征在于，包括采用半導體材料在晶片上生長多個光學器件的有源部分；加工所述晶片以創建完整的光學器件；對半導體材料進行布圖創建各個光學器件；通過在晶片上至少兩個單個器件的各組周圍形成分組溝將各器件分組；以及連接所述至少兩個器件的每一個至控制電路，使得所述至少兩個器件的任何一個均能接收到公共數據，但只有組內所述至少兩個器件中被激活的器件才會處理該公共數據。
34.如權利要求33所述的方法，其特征在于，進一步包括儲存識別組內所述至少兩個器件中被激活的器件用的數據。
35.一種在具有多個光學器件的光學模塊中解決光學器件失效的方法，其特征在于，包括識別多個光學器件的哪一個是失效的光學器件的備用器件；使失效的光學器件取消激活；以及使該備用的光學器件被激活。
36.如權利要求35所述的方法，其特征在于，進一步包括監測激光器的輸出以識別所述光學器件失效。
37.如權利要求35所述的方法，其特征在于，所述識別進一步包括在存儲器中存取將光學器件同激活信息相關聯的數據。
38.如權利要求35所述的方法，其特征在于，所述取消激活包括改變儲存在存儲器中同失效的光學器件相關的數值。
39.如權利要求35所述的方法，其特征在于，所述取消激活包括燒斷失效光學器件的可燒熔連接線。
40.如權利要求35所述的方法，其特征在于，所述激活包括改變儲存在存儲器中同備用光學器件相關的數值。
41.如權利要求35所述的方法，其特征在于，所述激活包括燒斷備用光學器件的可燒熔連接線。
42.一種光學收發器，其特征在于，包括多個探測器；多個發射器，至少某些發射器對于其他發射器是冗余的；以及至少耦合至各發送器的控制器，它控制多個發射器中的哪一些是被激活的發射器，哪一些是冗余的發送器。
43.如權利要求42所述的光學收發器，其特征在于，所述發射器數量至少是接收器數量的兩倍。
44.如權利要求42所述的光學收發器，其特征在于，所述發射器的數量等于接收器的數量。
45.如權利要求42所述的光學收發器，其特征在于，所述發射器的數量是接收器數量的三倍。
46.如權利要求42所述的光學收發器，其特征在于，所述發射器的數量是接收器數量的四倍。
47.如權利要求42所述的光學收發器，其特征在于，所述所述多個發射器至少包括兩個組。
48.如權利要求47所述的光學收發器，其特征在于，其中兩個組中的一個包括兩個激光器。
49.如權利要求47所述的光學收發器，其特征在于，所述兩個組中的一個包括三個激光器，且其中三個激光器的至少一個是備用激光器。
50.如權利要求49所述的光學收發器，其特征在于，所述三個激光器中剛好一個是備用激光器。
51.如權利要求49所述的光學收發器，其特征在于，所述三個激光器中剛好兩個是備用激光器。
52.一種通信網絡，其特征在于，包括包括多個可用信道的第一發送器；第一接收器；以及將第一發射器連接至第一接收器的光纖；第一發射器進一步包括多個激光器，至少多個激光器的一些可被選擇作為或者被激活的激光器或者備用激光器；多個可控制的激光器，使得如果一個特定信道被一個被激活激光器使用而該信道出現激光器故障，可將冗余激光器代替該被激活的激光器，且在替代之后，該特定信道可采用該冗余激光器而繼續使用。
53.如權利要求52所述的通信網絡，其特征在于，所述第一發射器進一步包括可編程的激光器選擇控制。
54.如權利要求52所述的通信網絡，其特征在于，所述第一發射器進一步包括發射器失效探測傳感器。
55.如權利要求52所述的通信網絡，其特征在于，進一步包括一個自動故障排除電路。
全文摘要
一種光學模塊具有多個光學器件。多個光學器件的至少兩個為一組。組內的每個光學器件相對于其它器件是單獨可選擇的。光學模塊同時具有耦合至各器件的控制器，致使該控制器能夠選擇組內哪一個器件將在給定時刻被激活。一種產生供在光電子單元中使用、具有冗余器件的光學芯片的方法，包括在晶片上生長多個光學器件的有源部分，加工此晶片以產生完整的光學器件，制作單個光學器件，對各器件分組，連接組內各器件至一個控制電路，使得組內任何一個器件能接受公共數據，但只有組內被激活的器件才會處理該公共數據。一種通信網絡具有一個帶多個可用信道的第一發射器，一個第一接收器以及將第一發射器連接至第一接收器的諸光纖。第一發射器具有多個激光器，至少某些要么作為被激活的或者作為備激光器而被選擇的。多個激光器是可控制的，致使如果一個特定信道經一個被激活激光器使用而該信道發生激光器故障，可將冗余激光器代替該被激活的激光器，且在替代之后，該特定信道能采用該冗余激光器而繼續使用。
文檔編號H01S5/40GK1599992SQ02813098
公開日2005年3月23日 申請日期2002年6月21日 優先權日2001年6月29日
發明者約翰·特雷澤 申請人:美莎諾普有限公司