(57)【要約】光通信及び光アドレス指定のための装置及び方法が本明細書に開示される。例示的な装置は、各々異なる波長で複数の光源を提供する光源レイヤ、複数の第２のレイヤ、及び第３のレイヤを含む。第２のレイヤの各々は、個別の波長と関連付けられてもよく、それらの個別の波長に調整された光フィルタと、光変調器と、光検出器とを含んでもよい。第３のレイヤは、個別の第２のレイヤと各々が関連付けられ、個別の第２のレイヤと関連付けられた個別の波長に調整された光フィルタ、光検出器、及び光変調器とを各々が含む複数の光回路を含んでもよい。変調及び未変調の光信号は第２及び第３のレイヤ間で提供されてもよく、光信号の個別の波長は、複数の第２のレイヤの各々に対するアドレスのように振る舞う。【選択図】図１
2019508973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の光経路と、
前記第１の光経路に少なくとも結合された第１のレイヤであって、前記第１のレイヤは複数の光信号を前記第１の光経路に提供するように構成され前記複数の光信号の各々が異なる波長を有する前記第１のレイヤと、
前記第１及び第２の光経路に結合された複数の第２のレイヤであって、前記複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤは個別の波長に基づいて前記複数の光信号の内の光信号と関連付けられ、前記複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤは、
前記第１の光経路に結合された第１の光変調器回路であって、第１の光フィルタは、前記第１の光経路から前記複数の光信号を受信し、前記複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、前記個別の波長のフィルタリングされた前記光信号を含む前記複数の光信号を前記第１の光経路に提供するように構成される、前記第１の光変調器回路と、
前記第２の光経路に結合された第２の光フィルタであって、前記第２の光経路から前記複数の光信号を受信し、前記複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、残余の複数の光信号を前記第２の光経路に提供するように構成される前記第２の光フィルタと
を含む、前記第２のレイヤと、
複数の光回路を含む第３のレイヤであって、前記第３のレイヤは前記第１及び第２の光経路に結合され、前記複数の光回路の内の各光回路は、前記複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤと関連付けられた光回路であるように個別の波長に基づいて前記複数の光信号の内の光信号と関連付けられ、前記複数の光回路の内の各光回路は、前記複数の光信号を受信し、前記複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、前記個別の波長のフィルタリングされた前記光信号を前記第２の光経路に提供するように構成される、前記第３のレイヤと
を含む、装置。
【請求項２】
前記第１の光変調器回路は、前記第１の光経路に結合された第１の光フィルタと、前記第１の光フィルタに結合された第１の光変調器とを含み、前記第１の光変調器は、前記個別の波長のフィルタリングされた前記光信号を変調し、前記個別の波長の変調された前記光信号を前記第１の光経路に提供するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数の光回路の内の各光回路は、前記個別の波長の変調された前記光信号をフィルタリングし、前記個別の波長のフィルタリングされ変調された前記光信号を、前記個別の波長のフィルタリングされ変調された前記光信号を対応する電気信号に変換するように構成された第１の光検出器に提供するように構成された第３の光フィルタを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の光回路の内の各光回路は、前記個別の波長の前記光信号をフィルタリングし、前記個別の波長のフィルタリングされた前記光信号を、前記個別の波長のフィルタリングされた前記光信号を変調し、前記個別の波長の変調された前記光信号を前記第２の光経路に提供するように構成された第２の光変調器に提供するように構成された第３の光フィルタを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤは、前記第２の光フィルタに結合された第２の光検出器を更に含み、前記第２の光検出器は、前記個別の波長の変調された前記光信号を前記第２の光フィルタから受信し、前記個別の波長のフィルタリングされ変調された前記光信号を対応する電気信号に変換するように構成される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の光経路は、各ＰＴＳＶが面カプラを通じて個別の第１、第２、及び第３のレイヤに結合される、個別の複数の光基板貫通ビア（ＰＴＳＶ）を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第１のレイヤは個別の波長の光信号を提供するように構成された複数の光源を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
第１及び第２の光経路と、
前記第１の光経路に少なくとも結合された第１のレイヤであって、前記第１のレイヤは複数の光信号を前記第１の光経路に提供するように構成され前記複数の光信号の各々が異なる波長を有する前記第１のレイヤと、
前記第１及び第２の光経路に結合された複数の第２のレイヤであって、前記複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤは個別の波長に基づいて前記複数の光信号の内の光信号と関連付けられ、前記複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤは、
前記第１の光経路に結合された第１の光フィルタであって、前記第１の光経路から前記複数の光信号を受信し、前記複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、前記複数の光信号を前記第１の光経路に提供するように構成される前記第１の光フィルタと、
前記第１の光フィルタに結合された第１の光変調器であって、前記個別の波長のフィルタリングされた前記光信号を変調し、前記個別の波長の変調された前記光信号を前記第１の光経路に提供するように構成された前記第１の光変調器と
を含む、前記第２のレイヤと、
複数の光回路を含む第３のレイヤであって、前記第３のレイヤは前記第１及び第２の光経路に結合され、前記複数の光回路の内の各光回路は個別の波長に基づいて前記複数の光信号の内の光信号と関連付けられ、前記複数の光回路の内の各光回路は、前記第１の光経路を介して前記複数の光信号を受信し、前記複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、前記個別の波長の変調された光信号を対応する電気信号に変換するように構成される、前記第３のレイヤと
を含む、装置。
【請求項９】
前記複数の光回路の内の各光回路は、
前記個別の波長の変調された前記光信号をフィルタリングするように構成された第３の光フィルタと、
前記第３の光フィルタに光スイッチを介して結合された第１の光検出器であって、前記個別の波長のフィルタリングされ変調された前記光信号を対応する前記電気信号に変換するように構成された前記第１の光検出器と
を含む、請求項８に記載装置。
【請求項１０】
前記第１の光検出器は第１の光ダイオードと第１のトランスインピーダンスアンプとを含み、前記光ダイオードは、前記個別の波長のフィルタリングされ変調された前記光信号を対応する前記電気信号に変換するように構成され、前記トランスインピーダンスアンプは対応する前記電気信号を増幅するように構成される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１のレイヤによって提供される前記複数の光信号は未変調状態である、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤは、前記第２の光経路に結合された第２の光フィルタを更に含み、前記第２の光フィルタは、前記複数の光信号を前記第２の光経路から受信し、前記複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、残余の複数の光信号を前記第２の光経路に提供するように構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１のレイヤは複数の光源を含み、前記複数の光源の各々は、前記複数の光信号の内の個別の波長の光信号を提供するように構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
前記複数の光源の各々は垂直共振器面発光レーザである、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
第１及び第２の光経路と、
前記第１の光経路に少なくとも結合された第１のレイヤであって、前記第１のレイヤは複数の光信号を前記第１の光経路に提供するように構成され前記複数の光信号の各々が異なる波長を有する前記第１のレイヤと、
前記第１及び第２の光経路に結合された複数の第２のレイヤであって、前記複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤは個別の波長に基づいて前記複数の光信号の内の光信号と関連付けられ、前記複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤは、
前記第１の光経路に結合された第１の光変調器回路であって、第１の光フィルタは、前記第１の光経路から前記複数の光信号を受信し、前記複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、前記個別の波長のフィルタリングされた前記光信号を含む前記複数の光信号を前記第１の光経路に提供するように構成される、前記第１の光変調器回路と、
前記第２の光経路に結合された第２の光フィルタであって、前記第２の光経路から前記複数の光信号を受信し、前記複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、残余の複数の光信号を前記第２の光経路に提供するように構成される前記第２の光フィルタと、
前記第２の光フィルタに結合された第１の光検出器であって、前記個別の波長の前記光信号を受信し、変調されている前記個別の波長のフィルタリングされた前記光信号に基づいて前記個別の波長の変調されフィルタリングされた前記光信号を対応する電気信号に変換するように構成された前記第１の光検出器と
を含む、前記第２のレイヤと、
複数の光回路を含む第３のレイヤであって、前記第３のレイヤは前記第１及び第２の光経路に結合され、前記複数の光回路の内の各光回路は、前記複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤと関連付けられた光回路であるように個別の波長に基づいて前記複数の光信号の内の光信号と関連付けられ、前記複数の光回路の内の各光回路は、前記複数の光信号を受信し、前記複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、前記個別の波長の前記光信号を変調し、前記個別の波長のフィルタリングされ変調された前記光信号を前記第２の光経路に提供するように構成される、前記第３のレイヤと
を含む、装置。
【請求項１６】
前記第１の光変調器回路は、前記第１の光経路に結合された第１の光フィルタと、前記第１の光フィルタに結合された第１の光変調器とを含み、前記第１の光変調器は、前記個別の波長のフィルタリングされた前記光信号を変調し、前記個別の波長の変調された前記光信号を前記第１の光経路に提供するように構成される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記複数の光回路の内の各光回路は、前記個別の波長の光信号をフィルタリングし、前記個別の波長のフィルタリングされた前記光信号を、前記個別の波長のフィルタリングされた前記光信号を変調し前記個別の波長の変調された前記光信号を前記第２の光経路に提供するように構成された第２の光変調器に提供するように構成された第３の光フィルタを含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１の光検出器は、
前記第２の光フィルタに結合され、前記個別の波長のフィルタリングされ変調された前記光信号を対応する電気信号に変換するように構成された光ダイオードと、
前記光ダイオードに結合され、対応する前記電気信号を増幅するように構成されたトランスインピーダンスアンプと
を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１及び第２の光経路は、各ＰＴＳＶが面カプラを通じて個別の第１、第２、及び第３のレイヤに結合される、個別の複数の光基板貫通ビア（ＰＴＳＶ）を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１のレイヤは、個別の波長の光信号を提供するように構成された複数の光源を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項２１】
複数の光源の各々が異なる波長の光信号を提供する前記複数の光源を含む光源レイヤであって、前記複数の光信号は第１の光経路に提供される、前記光源レイヤと、
複数のメモリダイの内の各メモリダイが前記第１の光経路に結合された光変調回路含み、第２の光経路に結合された光検出回路を更に含み、前記複数のメモリダイの内の各メモリダイが光信号の個別の波長と関連付けられ前記光信号の個別の波長によってアドレス指定される前記複数のメモリダイと、
前記第１及び第２の光経路に結合されたロジックダイであって、複数の光回路の内の各光回路が光信号の個別の波長と関連付けられ、前記複数の光回路の内の各光回路が前記第１及び第２の光経路と関連付けられる前記複数の光回路を含む前記ロジックダイと
を含み、
前記複数の光信号の各々は前記第１の光経路によって第３のレイヤに提供され、前記複数の光信号は前記第３のレイヤによって前記第２の光経路に提供される、
装置。
【請求項２２】
各光変調回路は、個々の波長の光信号をフィルタリングし、前記個々の波長のフィルタリングされた前記光信号を、個別のメモリダイから前記ロジックダイにデータを提供する前記個別の波長の前記光信号を変調信号に基づいて変調するように構成された変調回路に提供するように調整された調整可能な光フィルタを含み、前記個別の波長の変調された前記光信号は前記第１の光経路に提供される、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
各光検出回路は、個別の波長の光信号をフィルタリングし、前記個別の波長のフィルタリングされた前記光信号を、前記個別の波長のフィルタリングされた前記光信号が変調される場合に前記個別の波長のフィルタリングされた前記光信号を電気信号に変換するように構成された検出回路に提供するように調整された調整可能な光フィルタを含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記複数の光回路の内の各光回路は、個別の波長の光信号が変調される場合に前記個別の波長の前記光信号をフィルタリング及び検出するように構成され、受信された外部コマンドに基づいて個別の波長の光信号をフィルタリング及び変調するように更に構成される、請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
前記複数の光回路の内の各光回路は、受信された外部コマンドに基づいて個別の波長の光信号をフィルタリング及び変調するように構成される、請求項２１に記載の装置。
【請求項２６】
前記第１及び第２の光経路の各々は複数の光基板貫通ビア（ＰＴＳＶ）を含み、前記複数のＰＴＳＶの内の各ＰＴＳＶは導波管を形成する、請求項２１に記載の装置。
【請求項２７】
前記複数の光源の各々はレーザである、請求項２１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
複数の半導体ダイを含むパッケージ化された半導体デバイスは、動作速度の現在及び将来のトレンドに合致するために高い内部データ速度を要求し得る。標準的なデータ伝送技術は、データ速度に対して将来の増加を依然提供し得るが、その現在利用可能な増加は、ダイの物理的コンポーネント及び相互接続材料によって制限され得る。例えば、ダイ間に形成された電気接続は、その上に提供される信号を制限し、達成可能なデータ速度をも制限し得る。したがって、別の通信技術が要望され得る。
【発明の概要】
【０００２】
開示の一態様において、装置は、第１及び第２の光経路、第１のレイヤ、複数の第２のレイヤ、及び第３のレイヤを含む。第１のレイヤは第１の光経路に少なくとも結合され、第１のレイヤは複数の光信号を第１の光経路に提供するように構成され、複数の光信号の各々は異なる波長を有する。複数の第２のレイヤは第１及び第２の光経路に結合され、複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤは個別の波長に基づいて複数の光信号の内の１つの光信号と関連付けられる。複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤは、第１の光変調器回路と第２の光フィルタとを含む。第１の光変調器回路は第１の光経路に結合される。第１の光フィルタは、第１の光経路から複数の光信号を受信し、複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、個別の波長のフィルタリングされた光信号を含む複数の光信号を第１の光経路に提供するように構成される。第２の光フィルタは第２の光経路に結合される。第２の光フィルタは、第２の光経路から複数の光信号を受信し、複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、残余の複数の光信号を第２の光経路に提供するように構成される。第３のレイヤは、複数の光回路を含み、第１及び第２の光経路に結合される。複数の光回路の内の各光回路は、複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤと関連付けられた光回路であるように、個別の波長に基づいて複数の光信号の内の１つの光信号と関連付けられる。複数の光回路の内の各光回路は、複数の光信号を受信し、複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、個別の波長のフィルタリングされた光信号を第２の光経路に提供するように構成される。
【０００３】
開示の別の態様において、装置は、第１及び第２の光経路、第１のレイヤ、複数の第２のレイヤ、及び第３のレイヤを含む。第１のレイヤは第１の光経路に少なくとも結合され、第１のレイヤは複数の光信号を第１の光経路に提供するように構成され、複数の光信号の各々は異なる波長を有する。複数の第２のレイヤは第１及び第２の光経路に結合される。複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤは、個別の波長に基づいて複数の光信号の内の１つの光信号に関連付けられる。複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤは、第１の光フィルタと第１の光変調器とを含む。第１の光フィルタは、第１の光経路に結合され、第１の光経路から複数の光信号を受信し、複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、複数の光信号を第１の光経路に提供するように構成される。第１の光変調器は、第１の光フィルタに結合され、個別の波長のフィルタリングされた光信号を変調し、個別の波長の変調された光信号を第１の光経路に提供するように構成される。第３のレイヤは、複数の光回路を含み、第１及び第２の光経路に結合される。複数の光回路の内の各光回路は、個別の波長に基づいて複数の光信号の内の１つの光信号と関連付けられる。複数の光回路の内の各光回路は、第１の光経路を介して複数の光信号を受信し、複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、個別の波長の変調された光信号を対応する電気信号に変換するように構成される。
【０００４】
開示の別の態様において、装置は、第１及び第２の光経路、第１のレイヤ、複数の第２のレイヤ、及び第３のレイヤを含む。第１のレイヤは、第１の光経路に少なくとも結合され、複数の光信号を第１の光経路に提供するように構成され、複数の光信号の各々は異なる波長を有する。複数の第２のレイヤは、第１及び第２の光経路に結合され、個別の波長に基づいて複数の光信号の内の光信号に関連付けられる。複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤは、第１の光変調器回路、第２の光フィルタ、及び第１の光検出器を含む。第１の光変調器回路は第１の光経路に結合される。第１の光フィルタは、第１の光経路から複数の光信号を受信し、複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、個別の波長のフィルタリングされた光信号を含む複数の光信号を第１の光経路に提供するように構成される。第２の光フィルタは第２の光経路に結合される。第２の光フィルタは、第２の光経路から複数の光信号を受信し、複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、残余の複数の光信号を第２の光経路に提供するように構成される。第１の光検出器は、第２の光フィルタに結合され、個別の波長の光信号を受信し、変調されている個別の波長のフィルタリングされた光信号に基づいて、個別の波長の変調されフィルタリングされた光信号を対応する電気信号に変換するように構成される。第３のレイヤは、複数の光回路を含み、第１及び第２の光経路に結合される。複数の光回路の内の各光回路は、複数の第２のレイヤの内の各第２のレイヤと関連付けられた光回路であるように、個別の波長に基づいて複数の光信号の内の光信号と関連付けられる。複数の光回路の内の各光回路は、複数の光信号を受信し、複数の光信号から個別の波長の光信号をフィルタリングし、個別の波長の光信号を変調し、個別の波長のフィルタリングされ変調された光信号を第２の光経路に提供するように構成される。
【０００５】
開示の別の態様において、装置は、光源レイヤ、複数のメモリダイ、及びロジックダイを含む。光源レイヤは複数の光源を含む。複数の光源の各々は異なる波長の光信号を提供し、複数の光信号は第１の光経路に提供される。複数のメモリダイの内の各メモリダイは、第１の光経路に結合された光変調器回路を含み、第２の光経路に結合された光検出回路を更に含む。複数のメモリダイの内の各メモリダイは光信号の個別の波長と関連し光信号の個別の波長によりアドレス指定される。ロジックダイは、第１及び第２の光経路に結合され、複数の光回路を含む。複数の光回路の内の各光回路は、光信号の個別の波長と関連付けられ、第１及び第２の光経路と関連付けられる。複数の光信号の各々は第１の光経路によって第３のレイヤに提供され、複数の光信号は第３のレイヤによって第２の光経路に提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示の実施形態に従った装置のブロック図である。
【図２】本開示の実施形態に従ったレイヤの送信側の説明図である。
【図３】本開示の実施形態に従ったレイヤの受信側の説明図である。
【図４】本開示の実施形態に従ったロジックレイヤの説明図である。
【図５】本開示の実施形態に従った光源レイヤのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
光通信及び光アドレス指定のための装置及び方法が本明細書に開示される。開示の実施形態は、デバイスの個々のダイをアドレス指定するために光ベースの信号を用いて且つ該信号の特性を更に用いて、複数の半導体ダイを有するパッケージ化された半導体デバイス内でパケットを送受信する実例を提供する。例えば、積み重ねられたメモリダイを含むメモリデバイスは、メモリダイであると共に個別の複数の光源を含んでもよく、各個別の光源の波長は、パケットが提供され又は受信されるメモリダイを示すために用いられてもよい。開示の実施形態の十分な理解を提供するために幾つかの詳述が以下で説明される。しかしながら、開示の実施形態がこれらの具体的詳細の様々な態様なしに実施し得ることは当業者には明らかであろう。幾つかの例では、開示の記述される実施形態を不必要に不明瞭にしないために、周知のデバイスコンポーネント、回路、制御信号、タイミングプロトコル、及びソフトウェア動作は詳細に示されていない。
【０００８】
データ伝送速度は、半導体ベースの電子デバイスの電子的性能と共に増加している。しかしながら、標準的な電気信号、例えば、導電性トレースを通じて伝搬する電気パルスが用いられる場合には、より高いデータ速度は様々な問題を被り得る。例えば、ほとんどの電子回路、例えばＩＣは、小さく、高速移動する大量の電気信号を典型的に搬送する様々な信号通路を含む。高速移動する電気信号は、幾つかの潜在的問題を示す、混信、同時スイッチング雑音、及び干渉問題を引き起こし得る。これらの問題は、ダイからダイへ沢山のデータが移動する複数の相互接続半導体ダイを含むデバイスにおいて悪化し得る。また、高いデータ速度、及び特に該データ速度を駆動する電子回路は、高電力レベルを要求し得、過剰な熱を生成し得る。
【０００９】
相互接続半導体ダイ内のデータ速度は、その他の制限要因の中でも物理的な相互接続、例えば、接続を提供する電気トレースによって制限され得る。物理的通路がデータ速度を制限する一面は、任意の所定時間で電気トレースを通じて伝送され得る情報量の制限に起因する。電気信号の例えば周波数変調は、異なる情報、例えば情報のパケットの同時伝送を可能にするが、様々な周波数で電気信号を駆動及び検出するための回路は、エネルギー効率が悪いかもしれない。そうなので、高いデータ速度を提供しつつエネルギー消費を制限する複数の相互接続半導体ダイ内で複数の異なる情報のパケットを伝送することが望ましい。
【００１０】
一解決手段は、多くの相互接続半導体ダイ間に光通信経路を提供することであり得る。相互接続ダイは幾つかの例では単一のパッケージに含まれ得る。光通信経路は、異なる波長の光信号を各々提供する１つ以上の光源を含み得る。異なる波長の各々は、個別のダイに対するアドレスとして該波長が動作するように相互接続ダイの内の単一のダイと関連付けられ得る。例えば、複数の相互接続メモリダイを含むメモリデバイスは、異なる波長の光信号を用いて複数のメモリダイの各々をアドレス指定し得る。例示的なメモリデバイスは、各波長の光信号を受信及び提供するためのロジックレイヤをも含み得、含まれる光レイヤは各波長の光信号を提供し得る。
【００１１】
図１は、本開示の実施形態に従った装置１００のブロック図である。装置１００は、複数の相互接続半導体ダイを含む電子デバイスであってもよい。開示は特定の種類の電子デバイスに制限されないが、説明目的で開示は一例としてメモリデバイスを用いて論じられ、しかしながら、メモリデバイスを制限としてとらえるべきではない。一般的には、しかしながら、装置１００は、単一のパッケージ中に配置された複数の相互接続されたダイを含む任意の電子デバイスであってもよい。装置１００は、パケット、例えば、データ、コマンド、アドレス、クロック、及びそれらの組み合わせ等の情報を含むパケットの伝送を装置１００の様々なダイ間で可能にする光通信経路を含んでもよい。装置１００は、相互接続されたダイのサブセットの内の少なくとも各々のどの相互接続されたダイが、データ及び／又はコマンドのパケットを提供され又は提供しているかを、例えばアドレスを示すためにその中で伝送される光信号の特性を使用してもよい。例えば、幾つかのダイの各々は、特定の波長の光信号と関連付けられてもよく、それらの関連付けられた波長は、個別のダイをアドレス指定するため及びパケットの送信元を示すために使用されてもよい。したがって、パケットは、該パケットが受信される目標ダイを示す波長の光信号を用いて伝送されてもよく、及び／又はパケットは、該パケットの光信号の波長が該パケットの起源を示すダイによって伝送されてもよい。例えば、チップ上のシステム又はメモリコントローラであり得るロジックダイは、装置１００の１つ以上の他のダイからパケットを受信してもよく、装置１００の１つ以上の他のダイへパケットを送信してもよい。装置１００は光信号毎にソースを付加的に含んでもよい。
【００１２】
装置１００は、レイヤ１１２、レイヤ１１４Ａ〜１１４Ｄ等の複数のレイヤ１１４、及びレイヤ１１６を含む。レイヤ１１２、１１４、及び１１６の各々は、例えば、ダイスタック中に形成された分離した個々の半導体ダイであってもよい。該スタックの個々のダイは、１つ以上の隣接したダイに物理的に結合されてもよい。また、ダイスタックのダイは、本明細書で論じられるように電気的且つ光学的に結合されてもよい。本明細書で用いられるように、用語“レイヤ”は個々の半導体ダイを称する。図１は積み重ねられたダイを含むように装置を図示するが、平面内等のその他の配置も本開示の範囲内にある。レイヤ１１２、１１４、及び１１６の各々は、装置１００に対する１つ以上の動作を提供してもよい。各レイヤの個別の動作は本開示の非限定的な態様である。幾つかの実施形態では、装置１００は、ロジックダイ、複数のメモリダイ、及び光源レイヤを含むメモリデバイスであってもよい。例えば、レイヤ１１２は光源レイヤであってもよく、レイヤ１１６はロジックダイであってもよく、レイヤ１１４Ａ〜１１４Ｄは各々メモリダイであってもよい。
【００１３】
装置１００の各レイヤは、複数の光基板貫通ビア（ＰＴＳＶ）１０４及び１２２の内の１つ以上によって隣接するレイヤに少なくとも結合されてもよい。レイヤ１１４Ａ〜１１４Ｄは、光フィルタ／変調器回路１０６と光フィルタ／検出器回路１０８とを各々含んでもよい。レイヤ１１２は、光源１０２Ａ〜１０２Ｄ等の複数の光源１０２を含んでもよく、複数の光源の各々は異なる波長の光信号を提供する。レイヤ１１６は、とりわけ光回路１１０Ａ〜１１０Ｄ等の複数の光回路１１０を含んでもよい。複数の光回路１１０の各々は、対応する波長に基づいて複数のレイヤ１１２の内の対応する１つと関連付けられてもよい。
【００１４】
複数のＰＴＳＶ１０４、１２２の各々は、装置１００の隣接するレイヤの間に配置されてもよく、複数のＰＴＳＶ１０４、１２２は、下り経路１１８及び上り経路１２０等の２つの分離した光通信経路を形成してもよい。例えば、下り経路１１８は、複数のＰＴＳＶ１０４Ａ〜１０４Ｅと関連付けられてもよく、例えば、複数のＰＴＳＶ１０４Ａ〜１０４Ｅによって形成されてもよく、上り経路１２０は、複数のＰＴＳＶ１２２Ｂ〜１２２Ｅと関連付けられてもよく、例えば、複数のＰＴＳＶ１２２Ｂ〜１２２Ｅによって形成されてもよい。レイヤ１１２と１１４Ａとの間にはＰＴＳＶ１２２が図示されないが、幾つかの実施形態ではこれらの２つのレイヤの間にＰＴＳＶ１２２Ａが含まれてもよい。更に、各通信経路に含まれるＰＴＳＶ１０４、１２２は、レイヤ１１４の各々が例えばそれらに結合されたそれら個々のＰＴＳＶ１０４、１２２へのアクセスを有し得るように、例えば、それら個々のＰＴＳＶ１０４、１２２からの光信号を受信し且つそれら個々のＰＴＳＶ１０４、１２２へ光信号を提供し得るように、互いに相殺されてもよい。更に、各レイヤ１１２、１１４、及び１１６は、インバウンド及びアウトバウンドのＰＴＳＶを有するように特徴付けられてもよく、本明細書で用いられるように、“インバウンドＰＴＳＶ”は光信号がレイヤに到着するＰＴＳＶであってもよく、“アウトバウンドＰＴＳＶ”は光信号がレイヤを離れるＰＴＳＶであってもよい。例えば、下り経路１１８では、レイヤ１１４Ａは、レイヤ１１２と１１４Ａとの間に結合されるインバウンドＰＴＳＶ１０４Ａからフィルタ／変調器回路１０６Ａで光信号を受信してもよい。レイヤ１１４Ａは更に、レイヤ１１４Ａと１１４Ｂとの間に結合され得るアウトバウンドＰＴＳＶ１０４Ｂへ光信号を提供してもよい。上り経路１２０のために、所望のレイヤに対するインバウンドＰＴＳＶ１２２がその直接下のレイヤに結合されてもよく、アウトバウンドＰＴＳＶ１２２がその直接上のレイヤに結合されてもよい。各ＰＴＳＶ１０４、１２２は、当該技術分野で周知の導波管、例えば、基板の異なるレイヤ間における屈折率の違いに起因して光信号を制限するマルチレイヤ構造体として構成されてもよい。ＰＴＳＶの一例は、全ての目的で本明細書に組み込まれる米国特許番号７，１１９，３２１中に見つけられ得る。
【００１５】
幾つかの実施形態では、下り経路１１８は、未変調の光信号がレイヤ１１２によってレイヤ１１４の各々に提供される光通信経路であってもよい。更に、レイヤ１１４Ａ〜１１４Ｄの各々は、個別の波長の光信号を変調可能であってもよく、変調された光信号を下り経路１１８に提供可能であってもよい。レイヤ１１４Ａによって提供された変調された光信号は、例えば、レイヤ１１６に到着するよりも前に、下り経路１１８の各後続のレイヤを通って伝搬されてもよい。レイヤ１１４Ａによって提供された変調された光信号の波長は、変調された光信号の送信元をレイヤ１１６に示してもよい。一般的に、下り経路１１８は、変調状態又は未変調状態の何れかにおいてそれらの中で伝搬する、装置１００の全ての波長、例えば、波長λ１〜λ４の光信号を同時に含んでもよく、変調された信号は、光信号の波長以外の情報を提供してもよい。
【００１６】
幾つかの実施形態では、上り経路１２０は、変調された光信号をレイヤ１１６がレイヤ１１４Ａ〜１１４Ｄの各々に提供する光通信経路であってもよい。例えば、レイヤ１１６は、変調された光信号を上り経路１２０を経由してレイヤ１１４Ａに提供してもよい。レイヤ１１６は、レイヤ１１４Ａと関連付けられた波長の光信号を用いることによってレイヤ１１４Ａに対するコマンドパケットをアドレス指定してもよい。レイヤ１１６は、レイヤ１１４Ａと関連付けられた波長の未変調の光信号を下り経路１１８から受信してもよく、変調された光信号を上り経路１２０を経由してレイヤ１１４Ａに提供、例えば送信してもよい。レイヤ１１４Ａに向かう途中において、パケットは介在するレイヤ１１４Ｄ〜１１４Ｂの各々を通って伝搬してもよい。上り経路に提供された光信号は、レイヤ１１２が起源であってもよく、レイヤ１１６によって上り経路１２０へ向け直されてもよい。一般的に、装置１００の全ての波長、例えば、波長λ１〜λ４の光信号は、変調状態又は未変調状態の何れかにおいて上り経路１２０を同時に伝搬してもよい。
【００１７】
下り経路１１８及び上り経路１２０の両経路は、パケットと称され得る変調された光信号を含んでもよく、全ての波長の未変調の光信号は、装置１００の動作の任意の所定の時に下り経路１１８及び上り経路１２０の両経路を横断してもよい。一般的には、光信号は、コマンド及び／又はデータがレイヤ１１６及びレイヤ１１４によって提供される時に夫々変調されてもよく、そうでなければ光信号は、未変調状態で上り経路１１８及び下り経路１２０の両経路を横断してもよい。
【００１８】
レイヤ１１２、例えば、光源レイヤは複数の光源１０２Ａ〜１０２Ｂを含んでもよい。４つの光源のみが示されているが、レイヤ１１２に含まれる光源の数は限定されず、レイヤ１１６を数えずにＮ個のレイヤを含む装置に対してＮ個の光源が含まれてもよい。各光源１０２は異なる波長の光信号を提供してもよい。また、複数の光源１０２の各々の波長は、光信号が波長に基づいてフィルタリングされ得るように他の波長と相殺されてもよい。更に、各光源１０２は、当該光源の波長をレイヤと関連付けることによってレイヤ１１４Ａ〜１１４Ｄの内の１つに対応してもよい。言い換えれば、各レイヤ１１４は、対応する光源１０２によって提供された、関連付けられた波長に調整されてもよい。そうだとして、レイヤ１１２及び１１６の外側で、各レイヤは、それらのレイヤの各々がそれらの個々の波長に基づいてアドレス指定され得るように、特定の波長と関連付けられてもよい。例えば、光源１０２Ａは、レイヤ１１４Ａと関連付けられ得る、例えば、レイヤ１１４Ａに割り当てられ得るλ１の波長を有する光信号を提供してもよい。光源１０２Ｂは、レイヤ１１４Ｂに割り当てられ得るλ２の波長を有する光信号を提供してもよい、等々。各光源１０２は、それらの個別の光信号を下り経路１１８に提供してもよい。幾つかの実施形態では、光源１０２の各々からの光信号は、下り経路１１８に同時且つ連続的に提供されてもよい。また、レイヤ１１２によって提供された光信号は、各光信号の波長以外の情報がレイヤ１１２によって提供されないように、原生の状態（virgin state）、例えば未変調であってもよい。
【００１９】
各レイヤ１１４は、下り経路１１８のＰＴＳＶ１０４によって、及び上り経路１２０のＰＴＳＶ１２２によって隣接するレイヤに結合されてもよい。各レイヤ１１４は、以下で詳細に論じられる１つ以上の面カプラ（図示せず）によって、それらの個別のＰＴＳＶ１０４、１２２に結合されてもよい。面カプラは、インバウンドＰＴＳＶから全ての波長の光信号を抽出してもよく、抽出された光信号を光フィルタ／検出器回路１０８又は光フィルタ／変調器回路１０６等の光回路に提供してもよい。光信号は、個別の面カプラによってアウトバウンドＰＴＳＶにその後結合されてもよい。面カプラが本開示で論じられるが、面カプラは本開示の非限定的な態様であり、現在知られている又は将来開発される任意の知られている光結合装置が考慮される。一般的に、光信号は、該光信号を対応する光回路が受信するように各レイヤ１１２、１１４、及び１１６においてＰＴＳＶから供給され、且つＰＴＳＶに提供される。
【００２０】
レイヤ１１４Ａ〜１１４Ｄは、レイヤ１１６によって提供されたコマンドに基づいて所望の動作を行ってもよい。例えば、レイヤ１１４Ａ〜１１４Ｄの各々は、レイヤ１１６から受信されたコマンドに応じてデータを格納及び提供する、揮発性又は不揮発性メモリ等のメモリダイであってもよい。パケット、例えば読み出しデータパケットを提供するために、複数のレイヤ１１４の各々は、変調された光信号がパケットである場合に、個別の波長の光信号をフィルタリング及び変調するための光フィルタ／変調器回路１０６を含んでもよい。パケット、例えばコマンドパケットを受信するために、複数のレイヤ１１４の各々は、変調された光信号がパケットである場合に、個別の波長の変調された光信号をフィルタリング及び受信するための光フィルタ／検出器回路１０８を含んでもよい。光フィルタ／変調器回路１０６は下り経路１１８と関連付けられてもよく、光フィルタ／検出器回路１０８は上り経路１２０と関連付けられてもよい。したがって、各レイヤ１１４は、個別の波長の光信号を少なくともフィルタリングでき、変調でき、及び検出できてもよい。また、各レイヤは、光信号を後続のレイヤに提供してもよく、該後続のレイヤは、上り経路１２０内と下り経路１１８内とで異なる。
【００２１】
各光フィルタ／変調器回路１０６はインバウンドＰＴＳＶ１０４から全ての波長の光信号を受信してもよく、個別の波長の光信号をフィルタリングしてもよい。個別の波長のフィルタリングされた光信号は光変調器に提供されてもよい。光変調器は、入力信号に基づいて光信号を変調してもよく、変調された光信号をアウトバウンドＰＴＳＶ１０４に提供してもよい。変調された光信号は、レイヤ１１６に提供されるパケットであってもよい。該パケットは、例えば読み出しデータを含んでもよい。レイヤ１１６がパケットを予期することを知るように、提供するレイヤ１１４は、パケットに対する監視を開始するようにレイヤ１１６に命じるアラート信号を送ってもよい。アラート信号は個別の波長の変調された光信号であってもよく、それは、電気接続（図示せず）によってレイヤ１１６に提供された電気信号であってもよい。幾つかの実施形態では、データが到来することを受信しているレイヤに警告するためにレイヤ１１４とレイヤ１１６との間でハンドシェイクが実行されてもよい。
【００２２】
更に、各レイヤ１１４及び１１６は、レイヤ１１２によって提供された各光信号を受信してもよく、伝達してもよい。例えば、下り経路１１８において、レイヤ１１４Ａは、未変調状態で各波長λ１〜λ４の光信号を受信してもよく、それを下り経路１１８を経由してレイヤ１１４Ｂに伝達してもよい。また、下り経路１１８に沿った各レイヤ１１４Ａ〜１１４Ｄは、変調することが可能でもよく、それらの個別の波長の変調された光信号を提供、例えば送信することが可能でもよい。変調された光信号は、例えば、読み出しデータ、又は受信されたコマンドの性能を示す構成フラグのパケットであってもよい。コマンドは、例えば上り経路１２０から受信されてもよい。
【００２３】
各光フィルタ／検出器回路１０８は、インバウンドＰＴＳＶ１２２から光信号を受信してもよく、該光信号を光フィルタに提供してもよい。上り経路１２０において任意の１つのレイヤ１１４によって受信された光信号は該レイヤ１１４の位置に従ってもよい。例えば、レイヤ１１４Ｄは全ての波長の光信号を受信してもよい一方で、レイヤ１１４Ａがその関連付けられた波長の光信号のみを受信してもよい。各レイヤの光フィルタは個別の波長の光信号をフィルタリングするように調整されてもよい。光検出器は、個別の波長の光信号を受信し、該光信号が変調される場合に光信号を対応する電気信号に変換する光電変換器であってもよい。変調された光信号は、コマンド、アドレス、及びデータを含むコマンドパケット等の情報のパケットであってもよい。幾つかの例では、クロック信号は、シリアライズされたパケット中に実装されてもよい。幾つかの実施形態では、クロック信号は、分離して提供されてもよく、光学的又は電気的の何れかで提供されてもよい。各光フィルタ／検出器回路１０８によって受信された未変調の光信号は、それらの個別のレイヤで無視され終了されてもよい。
【００２４】
一般的に、各波長の光信号は、レイヤ１１４を通じて下り経路１１８に及び上り経路１２０に連続的に提供されてもよい。光信号は、コマンドパケットをレイヤ１１６から１つ以上のレイヤ１１４に提供する、又はそれらレイヤの全てに同時に提供する何れかの必要に応じて変調されてもよい。また、光信号は、レイヤ１１４の１つ又は全てからレイヤ１１６にデータパケットを提供するために変調されてもよい。下り経路１１８及び上り経路１２０に提供されたパケットは両方向に同時に提供されてもよく、各レイヤ１１４はパケットを同時に提供及び受信してもよい。
【００２５】
レイヤ１１６はインバウンドＰＴＳＶ１０４Ｅ及びアウトバウンドＰＴＳＶ１２２Ｅを通じて複数のレイヤ１１４に結合されてもよく、レイヤ１１６は複数の光回路１１０を含んでもよい。複数の光回路１１０の各々は、例えば、光フィルタ、光検出器、及び光変調器を含んでもよい。本明細書で用いられるように、用語“光回路”は、光コンポーネント、光電変換器、及び電気コンポーネントを含んでもよい。複数の光回路１１０の各々は、個別の波長に基づいて各レイヤ１１４と関連付けられた光回路１１０であるように、特定の波長に対応してもよい。更に、各光回路１１０は、下り経路１１８のインバウンドＰＴＳＶ１０４Ｅから光信号を受信可能であってもよく、個別の波長の光信号をフィルタリング可能であってもよく、個別の波長の光信号をその後検出又は変調可能であってもよい。レイヤ１１６によって光信号が検出されるか変調されるか（無視される場合もある）は、レイヤ１１６によって受信された外部コマンドに従ってもよい。レイヤ１１４の内の１つにコマンドパケットを提供するために光信号が変調される場合、例えば、変調された光信号は光回路１１０によってアウトバウンドＰＴＳＶ１２２に提供されてもよい。
【００２６】
レイヤ１１６は、例えば、ホストによって提供された外部コマンドを受信してもよく、受信された外部コマンドに基づいて該ホストに応答を提供してもよい。例えば、レイヤ１１６により受信された書き込みコマンドは、上り経路１２０を経由して目標レイヤ１１４に提供されるパケットに変換されてもよい。パケットを監視するためにレイヤ１１４に警告するために、レイヤ１１６は、目標レイヤ１１４にパケットを予期するために通知する光信号又は電気信号を提供してもよい。幾つかの実施形態では、レイヤ１１６がコマンドパケットをレイヤ１１４に提供する場合にハンドシェイク処理が発生してもよい。読み出しコマンドに応じて、例えば、レイヤ１１４の内の１つは読み出しデータのパケットをレイヤ１１６に提供してもよい。レイヤ１１６は、例えば、読み出しデータのパケットを検出してもよく、それを電気信号に変換してもよく、例えば、要求しているホストに該電気信号を提供してもよい。
【００２７】
動作中、レイヤ１１６は、読み出しコマンド又は書き込みコマンド等、外部ホストから外部コマンドを受信してもよい。レイヤ１１６は、その後、受信された外部コマンドに含まれるアドレス情報に基づいて、レイヤ１１４の内のどれに外部コマンドを指令するか、例えば、どのレイヤが目標であるかを判定してもよい。レイヤ１１６は、目標レイヤ１１４と関連付けられた波長の光信号をその後変調してもよく、変調された光信号を上り経路１２０を経由して目標レイヤに提供してもよい。例えば、アドレス情報及びデータを含む書き込みコマンドはレイヤ１１６によって受信されてもよい。レイヤ１１６は、光波長λ２と関連付けられ得るレイヤ１１４Ｂに書き込みコマンドが向けられると判定してよい。レイヤ１１６は、電気信号を光回路１１０Ｂにその後提供してもよく、光回路１１０Ｂは、書き込みコマンドを変調された光信号に符号化するために波長λ２の光信号を変調し、変調された信号を上り経路１２０に提供する。レイヤ１１６はまた、変調された光信号が到来することをレイヤ１１４Ｂに事前に警告するように指示された信号をレイヤ１１４Ｂに提供してもよい。
【００２８】
それに応じて、光フィルタ／検出器回路１０８Ｂは、波長λ２の変調された光信号をフィルタリングして除去してもよく、コマンドの種類、データを書き込むためのアドレス、及びデータ等の情報を検出してもよい。また、クロック信号がコマンドパケット中に実装される場合、レイヤ１１４Ｂはクロック信号を回復するための知られたクロック回復技術を実行してもよい。書き込みコマンドの実行に続いて、レイヤ１１４Ｂは、例えば、構成フラグを生成するために光フィルタ／変調器回路１０６Ｂを用いて波長λ２の光信号を変調してもよい。構成フラグは、下り経路１１８を経由してレイヤ１１６に提供されてもよい。
【００２９】
単一のレイヤ１１４に関して動作が論じられたが、レイヤ１１６は全てのレイヤ１１４にコマンドを同時に提供し得ることを理解すべきである。したがって、同時に全ての波長において伝送する能力は、レイヤ１１６が各レイヤ１１４に並列に通信できるようにし、装置１００のデータ速度を増加させる。また、装置１００内に通信媒体を提供するために光信号を用いて、装置１００はより低い電力を消費し得、より少ない熱を生成し得る。これらの利点は、光源が低電力光源であることに起因してもよい。
【００３０】
図２は、本開示の実施形態に従ったレイヤ２００の送信側の説明図である。レイヤ２００の送信側は、下り経路１１８の一例であってもよく、図１の各レイヤ１１４の関連付けられた光フィルタ／変調器回路１０６であってもよい。レイヤ２００の送信側は、面カプラ２０２、面カプラ２０４、光フィルタ２０６、及び光変調器２０８を含んでもよい。レイヤ２００の送信側は、波長１〜ｎの光信号を受信してもよく、受信された波長の内の１つをフィルタリングしてよく、フィルタリングされた波長の光信号を潜在的に変調してもよく、残余の波長の光信号と共に、変調され又は変調されないフィルタリングされた波長の光信号を提供してもよい。一般的には、フィルタ２０６によってフィルタリングされない波長の光信号は、レイヤ２００の送信側を、影響を受けずに通過してもよい。
【００３１】
面カプラ２０２及び２０４は、レイヤ２００の受信側及び送信側にあるように配置されてもよい。各面カプラ２０２、２０４は、分離したＰＴＳＶ（図示せず）に結合されてもよい。例えば、面カプラ２０２は、図１の下り経路１１８のＰＴＳＶ１０４Ａ等のインバウンドＰＴＳＶの底側にあってもよく、面カプラ２０４は、下り経路１１８のＰＴＳＶ１０４Ｂ等のアウトバウンドＰＴＳＶの上側にあってもよい。一般的には、面カプラ２０２、２０４は、個別のＰＴＳＶへの光信号及び個別のＰＴＳＶからの光信号を結合してもよい。したがって、面カプラ２０２は、ＰＴＳＶから光フィルタ２０６への全ての波長の光信号を結合してもよく、面カプラ２０４は、光変調器２０８及び経路２１８からＰＴＳＶへ全ての波長の光信号を結合してもよい。経路２１８は、レイヤ１１４の内の１つ等のレイヤに配置された光導波管であってもよく、面カプラ２０２と２０４との間で捕えるための光信号に対する経路を提供してもよい。
【００３２】
光フィルタ２０６は、面カプラ２０２から全ての波長１〜ｎの光信号を受信してもよく、選択波長、例えば波長１の光信号をフィルタリングしてもよい。光フィルタ２０６によってフィルタリングされないその他の波長２〜ｎは変調状態又は未変調状態の何れかであってもよい。波長１のフィルタリングされた光信号は、レイヤ２００の表面上に形成された導波管であり得る経路２１４によって光変調器２０８に提供されてもよい。フィルタリングされない光信号、例えば波長２〜ｎの残余の光信号は、経路２１８を通じて面カプラ２０４に提供されてもよい。光フィルタ２０６は、電圧源２１２によって提供された電圧に基づいて調整されてもよい。光フィルタ２１２を調整することは、波長１〜ｎ外の所望の波長の光信号が波長１等の光信号からフィルタリングされることを可能にし得る。図１に関して、各光フィルタ／変調器回路１０６が異なるレイヤ１１４に含まれ、異なる波長をフィルタリングし得るので、各レイヤ１１４の電圧源は、各光フィルタ／変調器１０６が個別の波長をフィルタリングするように異なる電圧を提供してもよい。
【００３３】
光変調器２０８は、例えば読み出しデータであり得る、波長１の変調された光信号によって形成されたデータパケットを提供するために波長１の光信号を変調してもよい。光変調器２０８は、駆動回路２１０によって提供された電気信号に応答して光信号を変調してもよい。駆動回路２１０は、例えば出力駆動回路等のレイヤ２００の回路から電気信号を受信してもよい。波長１の光信号の変調は、シリアライズされたデータパケットの伝送を提供し得る。
【００３４】
図３は、本開示の実施形態に従ったレイヤ３００の受信側の説明図である。レイヤ３００の受信側は、上り経路１２０の一例であってもよく、図１の各レイヤ１１４の関連付けられた光フィルタ／検出器回路１０８であってもよい。レイヤ３００の受信側は、面カプラ３０２及び３０４、光フィルタ３０６、光ダイオード３０８、並びにトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）３１０を含んでもよい。レイヤ３００の受信側は、変調状態又は未変調状態の何れかで波長１〜ｎの光信号を受信してもよく、光フィルタ３０６によってフィルタリングされない波長の光信号が通過することを可能にしてもよく、光フィルタ３０６がフィルタリングするように調整される波長の光信号を検出してもよい。フィルタリングされた光信号が変調される場合、ＴＩＡ３１０と組み合わせられた光ダイオード３０８はその後、それに応じて電気信号を検出及び提供してもよい。しかしながら、フィルタリングされた波長が変調されない場合、フィルタリングされた信号はその後、レイヤ３００において終了してもよい。
【００３５】
面カプラ３０２及び３０４は、個別のＰＴＳＶからの光信号及び個別のＰＴＳＶへの光信号を抽出して結合し、図２の面カプラ２０２、２０４と同様に特徴付けられてもよい。したがって、面カプラ３０２は、インバウンドＰＴＳＶから全ての波長の光信号を抽出してもよく、該光信号を光フィルタ３０６に結合してもよく、面カプラ３０４は、光フィルタ３０６によってフィルタリングされない波長の光信号をアウトバウンドＰＴＳＶに結合してもよい。例えば、面カプラ３０４は、図１のインバウンドＰＴＳＶ１２２Ｅに結合されてもよく、受信された全ての波長の光信号を光フィルタ３０６に提供してもよい。反対に、面カプラ３０２は、光フィルタ３０６によってフィルタリングされない波長の光信号を受信してもよく、それをアウトバウンドＰＴＳＶ１２２Ｄに提供してもよい。
【００３６】
光フィルタ３０６は、電圧源３１２により提供された電圧に基づいて所望の波長の光信号をフィルタリング、例えば選択するように調整されてもよい。図１に関して、各光フィルタ／検出器回路１０８は、異なるレイヤ１１４に含まれ、異なる波長をフィルタリングしてもよいので、各レイヤ１１４の電圧源は、各光フィルタ／検出器１０８が個別の波長をフィルタリングするように異なる電圧を提供してもよい。フィルタリングされた光信号は、経路３１６を経由して光ダイオード３０８に提供されてもよい。光ダイオード３０８は、光信号を検出してもよく、公知の技術として光信号を電気信号に変換してもよい。対応する電気信号は、ＴＩＡ３１０によってその後増幅されてもよい。増幅された電気信号は、レイヤ３００の電気回路（図示せず）に提供されてもよい。
【００３７】
一般的に、レイヤ３００の受信側は、レイヤ３００と関連付けられない波長の光信号に対する通過経路を提供するが、関連付けられた波長の光信号をフィルタリング及び検出するための光電コンポーネントを提供される。
【００３８】
図４は、本開示の実施形態に従ったロジックレイヤ４００の説明図である。ロジックレイヤ４００は、図１のレイヤ１１６の１つの一例であってもよいが、単一の光回路１１０のみを示す。ロジックレイヤ４００は、面カプラ４０２及び４０４と光回路４５０とを含んでもよい。１つの光回路４５０のみが図４に示されるが、光回路の数は本開示の非限定的な態様であり、個々の波長と同数の光回路がロジックレイヤ４００に含まれてもよい。したがって、装置１００等の、ロジックレイヤ４００を含む装置は、該装置が含み得るレイヤ／波長毎の分離した光回路４５０を含んでもよい。例えば、割り当てられた波長を有するＮ個のレイヤを装置が含む場合、装置は少なくともＮ個の光回路４５０を含んでもよい。面カプラは、ロジックレイヤ４００に含まれる全ての光回路４５０間で共有されてもよい。光回路４４０は、光フィルタ４２２、光スイッチ４１８、光ダイオード４１４、ＴＩＡ４１６、及び光変調器４０８を含む。更に、面カプラ４０２及び４０４は、複数の光回路４５０に共有されてもよい。光回路４５０は、図２及び図３に関して以前に論じられた多くフィーチャ及びコンポーネントを含み、簡潔にするために図４に関して詳細に論じられないであろう。光回路４５０は、波長１〜ｎの光信号を受信してもよく、関連付けられた波長の光信号を検出するか、又は関連付けられた波長の光信号を変調及び提供してもよい。幾つかの実施形態では、１つ以上の光信号は、検出又は変調されることなく光回路４５０を通過してもよい。
【００３９】
前に論じたように、面カプラ４０２、４０４は、ＰＴＳＶからの又はＰＴＳＶへの光信号を結合する。例えば、面カプラ４０２は、図１のＰＴＳＶ１０４Ｅ等のインバウンドＰＴＳＶからの光信号を結合してもよい。その一方、面カプラ４０４は、図１のＰＴＳＶ１２２Ｅ等のアウトバウンドＰＴＳＶへ光信号を提供してもよい。したがって、面カプラ４０２は、レイヤ１１４等の１つ以上のレイヤによって提供された光信号を結合してもよく、レイヤ１１４等の１つ以上のレイヤへ光信号を提供してもよい。
【００４０】
光フィルタ４０６は、電圧源４１２によって提供された電圧に基づいて、関連付けられた波長の光信号をフィルタリングするように調整されてもよい。フィルタリングされない光信号は、経路４２０によって面カプラ４０４に提供されてもよい。幾つかの実施形態では、フィルタリングされない光信号は、異なる波長に調整された後続の光フィルタに提供されてもよい。フィルタリングされた光信号は、経路４２２によって光スイッチ４１８に提供されてもよい。スイッチ４１８は、光回路４５０の検出部分、例えば、光ダイオード４１４及びＴＩＡ４１６にフィルタリングされた光信号を提供する、又は光変調器４０８にフィルタリングされた信号を提供するように制御されてもよい。スイッチ４１８は、パケットが個別のメモリレイヤから到来したか否か、又はパケットが個別のメモリレイヤに提供されるか否かに基づいて制御されてもよく、該個別のメモリレイヤは、波長１と関連付けられたメモリレイヤである。スイッチ４１８に提供される制御信号は、パケットを提供するレイヤによって提供されたアラート信号に基づいてもよく、又は受信された外部コマンドに基づいてもよい。例えば、レイヤ１１４がパケットを提供している場合、そのロジックレイヤ４００に警告する信号がその後受信されてもよく、スイッチ４１８に対して光回路４００の検出部分を光フィルタ４０６の出力に結合させてもよい。しかしながら、ロジックレイヤ４００がコマンドパケットを提供する場合、ロジックレイヤ４００は、スイッチ４１８に対して光フィルタ４０６の出力を光変調器４０８の入力に結合させてもよい。
【００４１】
データを受信する場合、光ダイオード４１４は、フィルタリングされた光信号を光経路４２４、例えば導波管を通じて受信してもよく、該光信号を電気信号に変換してもよく、電気信号はＴＩＡ４１６によって続いて増幅されてもよい。変調された光信号、例えばコマンドパケットを提供する場合、光変調器４０８は、駆動回路４１０によって提供された変調信号に応じて、フィルタリングされた光信号を変調してもよい。駆動回路４１０は、１つ以上の回路（図示せず）から電気信号を受信してもよい。変調された光信号は面カプラ４０４に提供されてもよい。
【００４２】
図５は、本開示の実施形態に従った光源レイヤ５００のブロック図である。光源レイヤ５００は、複数の光源５０６Ａ〜Ｎ（複数の光源５０６と纏めて称する）、基板５０２、及びＰＴＳＶ５０４を含むが、それらに限定されない。レイヤ５００は、図１の光源レイヤ１１２の一例であってもよく、Ｎ個の異なる波長の光信号を提供してもよい。
【００４３】
基板５０２は、複数の光源５０６に対する基底を提供してもよく、図１に示したような１つ以上の他のレイヤ及びパッケージ（図示せず）との電気接続を通じて電力（図示せず）を受信してもよい。基板５０２は有機物又は無機物の材料から形成されてもよい。例えば、基板５０２は、樹脂及びポリマーから形成されてもよく、又はシリコンから形成されてもよい。基板５０２は、光通信経路で用いられる１つ以上の光源を提供するために、装置１００等の装置のレイヤとして配置されてもよい。
【００４４】
ＰＴＳＶ５０４は、光チャネルであってもよく、異なる屈折率の材料から形成されてもよい。例えば、ＰＴＳＶの中間部分、例えば中心部は、ＰＴＳＶ５０４の外側レイヤを形成する材料よりも高い屈折率を有する材料から形成されてもよい。ＰＴＳＶ５０４は、当該技術分野で公知の導波管を形成してもよく、中心部と外側のレイヤ間の境界で屈折率が変化するのに起因する内部反射は、光信号の損失を阻止又は削減し得る。ＰＴＳＶ５０４は、対応する光カプラ５０８によって複数の光源５０６の各々に結合してもよく、それは基板５０２中又は基板５０２上に形成された導波管であってもよい。ＰＴＳＶ５０４は、複数の光源から１つ以上の他のレイヤ（図示せず）に光信号を向けてもよい。
【００４５】
レイヤ５００は、複数の光源５０６の各々のための分離した光カップリング５０８を含んでもよい。例えば、光源５０６Ａは、光カップリング５０８ＡによってＰＴＳＶ５０４に結合されてもよい。幾つかの実施形態では、複数の光カップリング５０８の各々は、基板５０２に形成された単一の導波管から形成されてもよい。
【００４６】
複数の光源５０６は、Ｎ個の異なる波長の複数の光信号を提供してもよい。複数の光源５０６の各々の間の波長の相違は、各波長が他の波長に対してフィルタリング可能であるのに十分であり得る。複数の光源の各々は、固定又は調整可能な光源であってもよく、所望の波長の光信号を提供するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、複数の光源の各々はレーザであってもよい。例えば、複数の光源の各々は垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）であってもよい。
【００４７】
レイヤ５００は、受電しながら、パッケージ化されたデバイス（パッケージングは図示せず）内の光通信に用いられる複数の光源５０６の各々から光信号を連続的に提供してもよい。各ソースは、光信号の波長がデバイスの異なるレイヤを示すのに用いられ得るように、異なるレイヤと関連付けられてもよい。
【００４８】
開示の特定の実施形態が説明の目的で本明細書に記述されているが、開示の精神及び範囲から離れることなく様々な変更をなし得ることは前述の記載から分かるであろう。したがって、開示は添付の請求項を除いて制限されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年10月29日(2018.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
光フィルタ２０６は、面カプラ２０２から全ての波長１〜ｎの光信号を受信してもよく、選択波長、例えば波長１の光信号をフィルタリングしてもよい。光フィルタ２０６によってフィルタリングされないその他の波長２〜ｎは変調状態又は未変調状態の何れかであってもよい。波長１のフィルタリングされた光信号は、レイヤ２００の表面上に形成された導波管であり得る経路２１４によって光変調器２０８に提供されてもよい。フィルタリングされない光信号、例えば波長２〜ｎの残余の光信号は、経路２１８を通じて面カプラ２０４に提供されてもよい。光フィルタ２０６は、電圧源２１２によって提供された電圧に基づいて調整されてもよい。光フィルタ２０６を調整することは、波長１〜ｎ外の所望の波長の光信号が波長１等の光信号からフィルタリングされることを可能にし得る。図１に関して、各光フィルタ／変調器回路１０６が異なるレイヤ１１４に含まれ、異なる波長をフィルタリングし得るので、各レイヤ１１４の電圧源は、各光フィルタ／変調器回路１０６が個別の波長をフィルタリングするように異なる電圧を提供してもよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
光フィルタ３０６は、電圧源３１２により提供された電圧に基づいて所望の波長の光信号をフィルタリング、例えば選択するように調整されてもよい。図１に関して、各光フィルタ／検出器回路１０８は、異なるレイヤ１１４に含まれ、異なる波長をフィルタリングしてもよいので、各レイヤ１１４の電圧源は、各光フィルタ／検出器回路１０８が個別の波長をフィルタリングするように異なる電圧を提供してもよい。フィルタリングされた光信号は、経路３１６を経由して光ダイオード３０８に提供されてもよい。光ダイオード３０８は、光信号を検出してもよく、公知の技術として光信号を電気信号に変換してもよい。対応する電気信号は、ＴＩＡ３１０によってその後増幅されてもよい。増幅された電気信号は、レイヤ３００の電気回路（図示せず）に提供されてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図４は、本開示の実施形態に従ったロジックレイヤ４００の説明図である。ロジックレイヤ４００は、図１のレイヤ１１６の１つの一例であってもよいが、単一の光回路１１０のみを示す。ロジックレイヤ４００は、面カプラ４０２及び４０４と光回路４５０とを含んでもよい。１つの光回路４５０のみが図４に示されるが、光回路の数は本開示の非限定的な態様であり、個々の波長と同数の光回路がロジックレイヤ４００に含まれてもよい。したがって、装置１００等の、ロジックレイヤ４００を含む装置は、該装置が含み得るレイヤ／波長毎の分離した光回路４５０を含んでもよい。例えば、割り当てられた波長を有するＮ個のレイヤを装置が含む場合、装置は少なくともＮ個の光回路４５０を含んでもよい。面カプラは、ロジックレイヤ４００に含まれる全ての光回路４５０間で共有されてもよい。光回路４５０は、光フィルタ４０６、光スイッチ４１８、光ダイオード４１４、ＴＩＡ４１６、及び光変調器４０８を含む。更に、面カプラ４０２及び４０４は、複数の光回路４５０に共有されてもよい。光回路４５０は、図２及び図３に関して以前に論じられた多くフィーチャ及びコンポーネントを含み、簡潔にするために図４に関して詳細に論じられないであろう。光回路４５０は、波長１〜ｎの光信号を受信してもよく、関連付けられた波長の光信号を検出するか、又は関連付けられた波長の光信号を変調及び提供してもよい。幾つかの実施形態では、１つ以上の光信号は、検出又は変調されることなく光回路４５０を通過してもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
光フィルタ４０６は、電圧源４１２によって提供された電圧に基づいて、関連付けられた波長の光信号をフィルタリングするように調整されてもよい。フィルタリングされない光信号は、経路４２０によって面カプラ４０４に提供されてもよい。幾つかの実施形態では、フィルタリングされない光信号は、異なる波長に調整された後続の光フィルタに提供されてもよい。フィルタリングされた光信号は、経路４２２によって光スイッチ４１８に提供されてもよい。光スイッチ４１８は、光回路４５０の検出部分、例えば、光ダイオード４１４及びＴＩＡ４１６にフィルタリングされた光信号を提供する、又は光変調器４０８にフィルタリングされた信号を提供するように制御されてもよい。光スイッチ４１８は、パケットが個別のメモリレイヤから到来したか否か、又はパケットが個別のメモリレイヤに提供されるか否かに基づいて制御されてもよく、該個別のメモリレイヤは、波長１と関連付けられたメモリレイヤである。光スイッチ４１８に提供される制御信号は、パケットを提供するレイヤによって提供されたアラート信号に基づいてもよく、又は受信された外部コマンドに基づいてもよい。例えば、レイヤ１１４がパケットを提供している場合、そのロジックレイヤ４００に警告する信号がその後受信されてもよく、光スイッチ４１８に対して光回路４５０の検出部分を光フィルタ４０６の出力に結合させてもよい。しかしながら、ロジックレイヤ４００がコマンドパケットを提供する場合、ロジックレイヤ４００は、光スイッチ４１８に対して光フィルタ４０６の出力を光変調器４０８の入力に結合させてもよい。
【国際調査報告】
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