CN1330774A - 光发送器－接收器模块 - Google Patents

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Abstract

一光接收器和发送器模块包括一基片(1)和一个在一个后面地安装在基片表面上的接收器(3)、发送器(5)和监视器(15)芯片。光波导(7、9)从基片的一边朝上向接收器和发送器芯片的活性表面延伸,这些活性表面均具有相同的取向。波导(9)向发送器芯片(5)延伸,并经过放置在发送器芯片前面的接收器芯片(3)的底表面的槽(11)。在基片上不需要空间来弯曲完全直结构的波导,这些都使得基片具有最小的尺寸。

Description

光发送器-接收器模块
技术领域
本发明涉及一种光发送器-接收器模块，即一种能够发送和接收光信号的模块或组件，即信号被光调制。
背景
如今需要的是组合的光发送器/接收器或发送接收器。尤其需要的是将多个发送器和接收器排列在相同的阵列装置中。如果发送器和接收器可以交替布置或者如果发送器和接收器可以在同一光纤中多路传递都将是有利的。一种可能的方法是在一块磷化铟芯片上整体集成所有的这些功能。但是，这将导致同时加工的复杂化和出现与光和电串扰的问题。另一种方法包括采用分开的发送器和接收器芯片和排列光波导以便向着和从相对应的芯片传导光。这一方法的缺点是由于波导内需要的弯曲必须相当的大且因此波导是区域消耗的所以形成波导的基片大且昂贵。如从公开了在单光纤中接收多个波长的接收器模块的美国专利NO.5.064.263可以明白波导的弯曲需要相当大的空间。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种安装在基片上可以制成具有小的总面积的类型芯片的光接收器和发送器模块。
本发明的另一个目的是提供一种在波导内的组件芯片(component chip)和模块边缘间具有最小的弯曲的光接收器和发送器模块。
通过本发明要解决的问题是如何在光接收器和发送器内或在光接收器和发送器上排列波导、以使模块具有小的总面积且使波导具有尽可能少的和/或尽可能小的弯曲。
一个光接收器和发送器模块包括一基片、一接收器或例如半导体芯片的检测器单元、和一发送器或同样可以是半导体芯片的激光器单元。各单元或各组件最好是阵列型并一个在一个后面地安装在具有前表面的基片表面上，这些前表面上的光界面都面向相同的方向、朝向基片的连接器边缘设置。光波导从基片的边缘向上延伸到接收器和发送器芯片的活性表面。延伸到这些单元中的一个的尾部的波导进入这些单元的另一个的底侧的槽内。这一设计允许将波导构造的非常直。由于基片上不要求有空间来弯曲波导，故基片可以制成最小的尺寸。
附图说明
参考附图，现在将通过非限定性的实施例来详细描述本发明，其中：
图1是从包含集成的矩形波导且具有安装在其上的光接收器和发送器芯片的基片上看的示意图；
图2是从图1的基片前面看的示意图；
图3是图1所示的作为按收器芯片的检测器阵列前面看的示意图；
图4是仅从图1所示的基片上看的示意图，示出了在基片表面处的导电路径；
图5是同图1相似的具有放在V型槽中的光纤来代替集成的矩形波导的基片示意图；
图6是从图5所示的基片前面看的示意图；和
图7是同图1所示相似的具有耦合器波导的基片示意图。
具体实施方式
在图1中示出了具有安装在其上的分开的接收器和发送器芯片3、5和用来将传导光到相应芯片和从相对应的芯片传导光的光波导7、9的基片1的平面图。基片1一般是一矩形板，例如可由硅或合适的聚合物材料制成，具有施加在其中和施加到其上的导电体，未示出，且光波导7、9通过将具有不同折射率的涂层施加到板表面而形成。从图2中的基片的前面看，此处光波导是这种矩形波导，具有由不足包层和过包层包围的矩形截面的芯，未示出。波导7、9平行于基片1的长边延伸，且在短边、前侧或边缘结束。最好设置有均匀而规则的空间，发送光的波导同接收光的波导交替。在MT(机械发送器)连接器，未示出，可以连接到所有的波导结束处的前边。
用于接收光的波导7全部从基片1的前边沿直的路径延伸且结束在接收器或检测器芯片3的前侧或边缘的活性区域。用于发送来自组件的光的波导9从基片前边沿直路径延伸，经过检测器芯片3到位于检测器芯片后面的发送器或激光器芯片5结束。这些波导9全部在激光器芯片的前边的活性表面结束。它们并不接触检测器芯片3，因为检测器芯片具有形成在底表面上的沟渠或槽11，同样可见图3的检测器芯片3的前视图。沟渠11可以非常简单的方式制成例如以锯或铣的方式，只要它们具有有效的截面，其中优选为矩形且与进入和穿过沟渠的波导9形状相似。检测器芯片3的前边的活性检测器表面13位于如图3所示的槽11之间
在激光器芯片5的后面是一连接到基片1的表面的监测器二极管芯片15，该二极管芯片5接收一些向后从激光器芯片5发射的光以控制从基本激光器发射到波导7中的光的能量水平。芯片3、5和15的电连接从图4中可清楚地看到，其中示出了基片1的顶视图。接收器芯片3的电连接19可以如图所示地制造结束在基片1的长边侧，且发送器芯片5和检测器芯片15的所有电连接21、23接着有利地排列在相对的基片的长边。这样将减小电串音。芯片可以全部安装以在底表面具有它们的电路或装置面，所谓的倒装法安装，且之后将它们焊接或粘结到基片板1的表面。可以从图3中看到检测器芯片的接触凸缘17。
上述的波导集成在基片1的表面上、可以由放置在V型槽内的光纤代替。这样的设计在图5的平面图中和图6的前视图中示出。这里具有从基片的前边向相对应的接收器和发送器芯片3、5前边的各自的活性区域延伸的光纤7′、9′。光纤放置在以如蚀刻的方式形成在基片表层中的V型槽7″、9″内。发送来自模块的光的光纤9′以与第一实施例相同的方式进入检测器芯片底部的沟槽11中。由于导电体必须经过发送器光纤的V型槽5″，因此，可能出现把导电体设置到检测器芯片3的单元装置上的问题。在这种情况下该基片可以是具有深的导电体的多层聚合物结构或者在通过模制一聚合物材料制造基片时可以将未示出的引线框架放置在模具内，该引线框架具有在发送光的光纤7′上延伸的部分，对比图4。
在图7中示出了具有同一端光纤27上组合的输入和输出光的耦合器25的光接收器和发送器模块。图7的模块可以从图5通过在前边延长基片1而得到且为耦合器和末端纤维片27形成合适的凹槽。来自检测器芯片3的光纤7′中和来自激光器芯片5的光纤9′内要求具有非常小的弯曲，这是由于两芯片的光纤的侧向位移或偏置很小。如果需要的话耦合器25可以根据波长进行选择。
以上已描述了光接收器和发送器模块，由于不需要弯曲波导所以可以在小的基片上制造且可以在光电的或电光的芯片的活性侧通过仅制造平行的沟槽而更简单地制造，该槽可以通过例如锯、铣或平蚀刻而成形。

Claims (10)

1.一光接收器和发送器模块包括一基片、安装在该基片表面上的一接收器单元和一发送器单元、位于该基片表面上并从接收器单元延伸的接收光波导、和位于基片表面上并从发送器单元延伸的发送器光波导，其特征在于：从接收单元和发送单元之间选择的第一单元具有形成在第一单元的底表面的沟槽，这组接收光波导和发送光波导的第一波导从第一单元延伸，这组接收光波导和发送光波导的第二波导从接收单元和发送单元之间所选择的第二单元延伸，所述第二单元和所述第一单元不同，所述第二波导经过槽内的第一单元。
2.根据权利要求1的光接收器和发送器模块，其特征在于：第二波导在第二波导经过第一单元的区域中、沿平行于所述第一波导在第一单元的一个区域中具有的方向延伸，且所述槽具有所述的方向。
3.根据权利要求1的光接收器和发送器模块，其特征在于：所述接收单元和所述发送单元中的每一个都具有活性表面，所述接收光波导和发送光波导各自从这里延伸，且所有的活性表面以同一方向取向。
4.根据权利要求3的光接收器和发送器模块，其特征在于：所述接收单元和所述发送单元按照所述的一个方向一个位于另一个后面地设置。
5.根据权利要求1的光接收器和发送器模块，其特征在于：所述接收单元和所述发送单元中的每一个都具有一个含有一活性表面的前边，接收光波导和发送光波导各自从这里延伸，接收单元的前边和发送单元的前边彼此平行且接收单元和发送单元中的一个的活性区域位于接收单元和发送单元中的另一个的活性区域的后面且以预定的距离进行侧偏移。
6.根据权利要求1的光接收器和发送器模块，其特征在于：第一单元在边上具有活性区域，第一波导从这里延伸，活性区域位于基本上垂直于槽的方向的平面内。
7.根据权利要求1的光接收器和发送器模块，其特征在于：所述接收光波导和所述的发送光波导以彼此平行的方向延伸到所述基片的前边。
8.根据权利要求1的光接收器和发送器模块，其特征在于：通过一耦合器和一从所述耦合器向基片的前边延伸的单个光波导，所述接收光波导和所述发送光波导以基本上相互平行的方式各自从接收器单元和发送器单元延伸到耦合器。
9.根据权利要求1的光接收器和发送器模块，其特征在于：所述接收单元和所述发送单元是分别包括相同数量元件的接收器装置和发送器装置的阵列装置。
10.根据权利要求9的光接收器和发送器模块，其特征在于：接收光波导从所有单元接收器装置延伸且发送光波导从所有的单元发送装置延伸，所述接收光波导和所述发送光波导以规则的间隔设置，所述接收光波导与发送光波导相交替，且沟槽形成在第一单元的底侧面内，其中所述相应的接收光波导和发送光波导延伸。
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