CN1467927A - 光收发机及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能够简化制造工艺的光收发机。光收发机(100)是由各种透明衬底呈层状粘贴组合在一起构成的，其包括：安装面发射激光器(10)的透明衬底(110)、安装光检测器(12)的透明衬底(111)、形成衍射光栅(16)和(20)的透明衬底(112)、以及形成衍射光栅(18)的透明衬底(113)。从面发射激光器(10)出射的信号光通过衍射光栅(16)进入衍射光栅(18)，由衍射光栅(18)进行聚光，并入射到与套管(22)连接的光纤(200)。与套管(22)连接的光纤(200)处出射的信号光通过衍射光栅(18)进入衍射光栅(20)，由衍射光栅(20)聚光，入射光检测器(12)。

Description

光收发机及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种通过光信号进行信息通信时使用的光收发机以及该光收发机的制造方法。

背景技术

使用光作为载波进行信息通信的光通信是实现高速度、大容量通信的一种通信方法，运用这种特征的主干网络、以及建立用户环路系统网络在国内外都很盛行。作为连接用户(家庭用户等)与站的网络的标准，ITU—T推荐标准G.983.1已成为国际标准，采用以一根光纤和使用1.3μm频带和1.55μm频带两种波长进行收发的波分复用方式(WDM方式)的计划正在被推行之中。

在波分复用方式中，从站端向用户端发信时使用波长为1.55μm的光信号，而从用户端向站端发信时使用波长为1.3μm的光信号。为了进行这样的光通信，在用户端的终端装置(例如个人计算机等)处，设置作为收发光信号的接口的光收发机(光敏无线交换机)。光收发机包括：光发射部分，用于将向站发送信息的电信号转换为光信号；光接收部分，用于将来自站的光信号转换为电信号；连接部分(光连接器)，用于连接包括与站相连的光纤、光发射部分和光接收部分的单元等。

为了广泛普及上述的光通信网络，重要的是降低用户的终端装置上配置的光收发机的成本。但是，现有的光收发机中，在加工光学元件等部件时，或是加工装有三维光波导通路的硅衬底的凹凸时，由于使用各向异性蚀刻等方法，需要较长的加工时间。另外，由于在硅衬底上的不同位置，使用三维精密定位来安装光学元件等部件，安装时需要较多的步骤。由于这些原因，在现有的光收发机的制造中，需要多种工艺步骤，增加了制造的成本。

发明内容

本发明的目的正是针对上述问题，提供一种可以简化制造工艺的光收发机。

同时，本发明也提供可以实现简化制造工艺的光收发机的制造方法。

为了达到上述目的，本发明的光收发机包括分光装置、光发射器和光接收器，分别被设置在双向传递信号光的光信号通路的一端，与该光信号通路的一端出射的信号光的光轴基本上呈正交的面内；分光装置在将光信号通路的一端出射的信号光的方向改变后导入光接收器的同时，将光发射器出射的信号光导入光信号通路的一端。

另外，其它的本发明的光收发机包括的分光装置、光发射器和光接收器，分别被设置在双向传递不同波长的多个信号光的光信号通路的一端，与该光信号通路的一端出射的信号光的光轴基本上呈正交的面内；把由分光装置从光信号通路的一端出射的信号光作为接收光，按照接收光的波长改变其光轴的方向后导入光接收器，同时将光发射器出射的信号光导入光信号通路的一端。

由于在垂直于光信号通路的一端出射的信号光的光轴的面内设置了分光装置、光发射器和光接收器的各个元件，因而可以实现结构简单、定位容易，简化光收发机的制造工艺。由此，使减少制造成本，实现光收发机的低成本化成为可能。

优选的是，分光装置、光发射器和光接收器分别位于不同的正交面上。

分光装置、光发射器和光接收器分别由透明衬底(或者具有透光性的衬底)支撑。这样，由于分别支撑分光装置、光发射器和光接收器的透明衬底可以形成层状排列从而构成光学系统，因此使光收发机的制造更加容易，成本降低。另外，由于可以采用以下的制造方法，即准备多个透明衬底，在各个透明衬底上设置多个分光装置、多个光发射器和多个光接收器后，将各透明衬底叠加，然后进行分割，从而可以高效率地制造多个光收发机。特别是在采用此种制造方法时，由于可以一次完成对多个光收发机的分光装置、光发射器和光接收器的相互间的精密定位，从而可以大幅度地简化制造工艺。

优选该分光装置是由包括衍射光栅，对应入射光的波长改变出射光光轴角度的角色散光分支电路实现的。因此，可以形成薄型分光装置。

优选的是，对于该衍射光栅，如果设光栅深度为d，衍射光栅的材料的折射率为n，发射光与接收光的波长中较小一方的波长为λ1，较大一方的波长为λ2，则光栅的深度d满足以下关系式：λ1/(n-1)＜d＜λ2/(n-1)。由此，发射光与接收光都可以得到高衍射率。

优选作为分光装置的该衍射光栅同时还具有聚光功能。由此可以使信号光高效率地入射到光信号通路中。另外，分光装置也可以通过棱镜来实现。

优选的是，还具有第一偏转装置，用于改变从光发射器输出的信号光的方向，将其导入分光装置。由此可以增大光发射器的配置位置的自由度，使设计配置位置更加容易。

第一偏转装置优选是由包括衍射光栅，对应入射光的波长改变出射光光轴角度的角色散光分支电路来实现。这样，第一偏转装置的厚度可以变薄。

第一偏转装置配置在与分光装置配置面基本上平行的面内。

第一偏转装置由透明衬底支撑。因此，可以与支撑该分光器等的透明衬底一起，通过将支撑第一偏转装置的透明衬底层状重叠粘合，构成光学系统，因此可以使其结构简单化，避免由于添加第一偏转装置而造成的制造工艺复杂化。

优选还具有第二偏转装置，用于改变从分光装置输出的信号光的方向，将其导入光接收器。由此可以加大光发射器的配置位置的自由度，使配置位置的设计更加容易。

优选第二偏转装置，是由包括衍射光栅或透镜，对应入射光的波长改变出射光光轴角度的角色散光分支电路来实现的。这样，第二偏转装置的厚度可以变薄。

优选第二偏转装置还具有聚光功能。这样，可以使分光装置出射的信号光聚光后入射到光接收器中，因而可以更加准确地接收信息。

优选的是第二偏转装置配置在与分光装置配置面基本上平行的面内。

优选的是第二偏转装置由透明衬底支撑。因此，可与支撑该分光器等的透明衬底一起，由支撑第二偏转装置的透明衬底层状叠加从而构成光学系统，进而，可以使其结构简单化，避免由于添加第二偏转装置造成制造工艺复杂化。

优选第一及第二偏转装置设置在同一面内。因此，在第一及第二偏转装置通过透明衬底支撑的情况下，可以使用同一透明衬底支撑二者，故可以因减少了部件的数量而简化其结构。此外，在这种情况下，由于能够同时对第一及第二偏转装置进行组装，因而可以因简化了制造工艺而降低成本。

优选第二偏转装置是反射型衍射光栅，其反射分光装置输出的信号光，并将其导入所述光接收器。因此，光接收器可以离开光发射器更远，从而有效控制二者之间的串音(信号干扰)。

优选还具有聚光装置，所述聚光装置将光信号通路一端出射的信号光作为基本上平行的光线，将其导入分光装置。因此，可高效率地向光信号通路入射信号光。该聚光装置最好使用透镜来实现。

优选还包括串音防止装置，其被配置在光发射器与光接收器之间，用于防止相互间信号的泄露。这样，即使光发射器与光接收器的配置距离较近，也可以抑制二者间的串音。

优选的是，分光装置和串音防止装置共同位于与光信号通路一端出射的光的光轴相垂直的面内。

优选分光装置和串音防止装置分别由透明衬底支撑。因此，可以通过将支撑分光装置和串音防止装置的透明衬底层状叠加，与支撑该分光器等的透明衬底一起构成光学系统，这样，可以简化结构，避免制造工艺的复杂化。

优选串音防止装置是在透明衬底上形成的导电膜。因此，不但可以对两个信号光间进行遮光，还能形成电磁屏蔽，防止收发机电路间电信号的泄漏。另外，可以在较小的空间内设置串音防止装置。

此外，本发明还包括：含有光发射器和光接收器、以及对应入射光的波长改变出射光的光轴方向的分光装置；设置在双向传递不同波长的多个信号光的光信号通路的一端，进行信息收发的光收发机的制造方法：形成多个分光装置的第一透明衬底、形成多个光接收器的第二透明衬底、以及形成多个光发射器的第三透明衬底相互重叠组装的衬底组装步骤；将组装后的第一至第三的透明衬底，按每一块区域均包括一个光接收器、光发射器、和分光装置的方法进行切割，将其分割成多个子衬底的衬底切割步骤。

根据上述的制造方法，由于可以在一个透明衬底上同时形成多个分光装置(例如衍射光栅)，从而提高制造工艺的效率。此外，由于是将具有多个分光装置的第一透明衬底、具有多个光接收器的第二透明衬底、和具有多个光发射器的第三透明衬底叠加组合后进行分割，所以，在重叠组装各透明衬底时，已进行了精密定位，故不必分别对每一光收发机再进行个别的定位，可以一次制造多台光收发机。这样，与一个一个地分别制造光收发机的情况相比，可以大幅度地减少定位的次数，使制造工艺简单化。因此能够大幅度减少制造成本。

优选在第一透明衬底上形成的分光装置由衍射光栅实现。而且，衬底组装步骤，最好是将各个衬底相互间粘贴组合在一起的步骤。

附图说明

图1是根据第一实施方式的光收发机的结构图；

图2是衍射光栅结构的一个实例的示意图；

图3是衍射光栅结构的一个实例的示意图；

图4是光收发机制造方法的一个实例的示意图；

图5是根据第二实施方式的光收发机的结构图；

图6是使用透镜内置型套管时的光收发机的结构图；

图7是根据第三实施方式的光收发机的结构图；

图8是根据第四实施方式的光收发机的结构图；

图9是根据第五实施方式的光收发机的结构图；

图10是根据第六实施方式的光收发机的结构图。

具体实施方式

以下就适用于本发明的光收发机的实施方式，参照附图进行说明。(第一实施方式)

图1是根据第一实施方式的光收发机的结构图。图中表示的光收发机100，通过双向传递信号光的光纤200进行信息通信，其构成包括：面发射激光器10；光检测器12；金属膜14；三个衍射光栅16、18、和20；套管22；以及支撑这些元件的透明衬底110、111、112、和113。透明衬底110～113使用以半透明的树脂或是玻璃等为材料的平板状构件，如图所示，分别配置在与光纤200出射信号光的光轴a基本上垂直的面内。

面发射激光器10是用于信息发送，输出波长1.3μm激光的光发射器，安装在透明衬底110的一个面的指定位置上。

光检测器12是将光信号转换为电气信号的光接收器，安装在衬底111的一个面的特定位置上。另外，在与透明衬底110的光检测器12相接部分形成凹部，通过将光检测器12嵌入透明衬底110上形成的凹部，透明衬底110和透明衬底111粘贴在一起。

金属膜14被配置在面发射激光器10与光检测器12之间，以防止面发射激光器10与光检测器12之间的串音。在本实施方式中，金属膜14是在设置透明衬底110的面发射激光器10一侧的面上，由金属薄膜形成的。所述金属膜14，通过与图中未表示的特定参考电位点连接，而产生电磁屏蔽膜的功能。另外，金属膜14也有遮光膜的功能。这样，通过将面发射激光器10与光检测器12安装在各自的衬底上，在它们之间由于设置金属膜14，屏蔽了因电磁波等产生的噪声，因而可以抑制在含有面发射激光器10的发送部分以及含有光检测器12的接收部分之间的串音。

衍射光栅16在透明衬底112的一个面上形成，将面发射激光器10的出射激光(信号光)转换为基本上平行的光的光束(一束光线)，同时使主光线方向改变成面对衍射光栅18的方向。该衍射光栅16被配置在与光纤200的出射信号光的光轴a基本上垂直的面内。因此，配置面发射激光器10时，使其出射激光的主光线方向与衍射光栅16的配置面近乎垂直。这样，由于可以使面发射激光器10的出射激光束高效率地入射到衍射光栅16，因而能够减少信号光的损失。

衍射光栅18在透明衬底113的一个面上形成，在将衍射光栅16的入射光束主光线方向向套管22的开口部分转换的同时进行聚光，将光束入射到与套管22连接的光纤200上。

套管22是与光纤200的一端相连的连接部分。从衍射光栅18出射的光束入射到与该套管22连接的光纤200的芯内。该套管22在配置时要使衍射光栅18入射的光束主光线方向与光纤200的端面基本垂直。这样，可以使衍射光栅18出射的光束高效率地入射到光纤200，因而能够减少信号光的损失

另外，衍射光栅18将连接套管22的光纤200出射的波长1.55μm的信号光转换为基本平行的光的光束，同时使主光线方向改变为面对衍射光栅20的方向。

衍射光栅20形成在透明衬底112的一个面上(与衍射光栅16在相同的面形成)，在对衍射光栅18出射的光束进行聚光的同时，使主光线方向改变成面向光检测器12，使所会聚的光束入射到光检测器12。

此外，上述衍射光栅18以及透明衬底112和113与作为分光装置的角色散光分支电路相对应。

以下对上述的各衍射光栅16、18、和20进行详细说明。

图2是衍射光栅16和20的结构的一个实例的示意图。如上所述，衍射光栅16和20形成在同一透明衬底112的一个面上，该图表示了衍射光栅16和20的正面图。

如图2所示，各衍射光栅16和20形成圆弧图案的等相位线。此外，等相位线的图案是依照图1所示的光学系统，通过追踪各光线求得衍射角度，由此根据衍射角度计算相位分布而得到等相位线图。此外，从衍射光栅16出射的光束和向衍射光栅20内入射的光束的间隔，由各光束的波长(本实施方式中为1.3μm和1.55μm)，衍射光栅18的光栅间隔，以及衍射光栅16和20与衍射光栅18的距离来决定。另外，这些光束的间隔是在考虑了光收发机100的整体尺寸限制的基础上而确定的。

图3是衍射光栅18的结构的一个实例的示意图。图中表示了衍射光栅18的正面图。如图3所示，衍射光栅18形成圆弧状图案的等相位线。该等相位线图案可以用与上述衍射光栅16和20相同的方法求得。

另外，如果设构成衍射光栅的半透明材料的折射率为n，通信用的两个信号光的波长中，较小一方的波长为λ1(μm)，较大一方的波长为λ2(μm)，则衍射光栅的光栅深度d满足以下关系式：

λ1/(n-1)＜d＜λ2/(n-1)    ……(1)

本实施方式中，由于使用了发送波长为1.3μm光，接收波长为1.55μm光，因此上述(1)式可以表示为：

1.3/(n-1)＜d＜1.55/(n-1)    ……(2)

通过设定衍射光栅18的光栅深度d，满足上述关系，则接收发送都可以获得高衍射效率。由于衍射效率要依赖于光栅的深度，所以，通过适当调整光栅深度d值，可以在发送和接收的光学系统中，获得所需要的光量。

这里围绕上述衍射光栅16、18、和20的形成方法加以说明。提供了石英玻璃等半透明材料做成的衬底，在此衬底上涂敷光敏抗蚀膜。接着，使用激光描绘装置或是电子束描绘装置，在光敏抗蚀膜上复制上述的圆弧形图案。其后，把光敏抗蚀膜作为掩膜进行蚀刻，形成衍射光栅。另外，使用这样形成的衍射光栅制作模具，根据这个模具，通过注入成型法、2P(photo-polymer)法等方法，也可以形成衍射光栅。此方法的优点是利于成批生产。

以下就本实施方式的光收发机100的制造方法利用实例进行说明。图4是根据本实施方式的光收发机100的制造方法示意图。

如图4(a)所示，透明衬底110的一个面的特定位置上安装了多个面发射激光器10。在透明衬底110的另一面，组装粘贴透明衬底110和透明衬底111时，在应与透明衬底111上的光检测器12的相接位置处，形成凹部120。同样，透明衬底111的一个面的特定位置上安装了多个光检测器12。透明衬底112的一个面上形成多个衍射光栅16和20。另外，透明衬底113的一个面上形成多个衍射光栅18。

如图4(a)所示，将这些透明衬底110～113彼此粘合起来。此时，在凹部120将光检测器12嵌入后，将透明衬底110与透明衬底111粘合在一起。此外，对于各个透明衬底110～113的粘合(安装)，还可以使用连接、融接、压接、嵌接、或是从两侧夹接等各种方法，没有特别限定的方法。

其次，如图4(b)所示，在指定的位置，将粘合后的透明衬底110～113切断，分割成为多个子衬底，其后经过安装套管22(图中省略)，构成多个光收发机100。

依照这种制造方法，可在一个透明衬底上同时(批处理过程)形成多个衍射光栅的图案，因而可以提高制造方法的效率。另外，形成多个衍射光栅的透明衬底与安装多个面发射激光器或是光检测器的透明衬底粘合后进行分割，所以，只在透明衬底在粘合组装时进行精密的位置调整(定位)，就可以一次制造多个光收发机。这样，与一个一个地单独组装光收发机相比，可以大幅度削减定位次数，简化制造工艺。

此外，上述的制造方法同样适用于后面所述的第二至第六的实施方式中的光收发机。(第二实施方式)

图5是根据第二实施方式的光收发机的结构图。图中所示光收发机100a的结构与第一实施方式中的光收发机100的结构基本相同，因而对于相同的元件使用了同样的符号。二者的差异在于，衍射光栅18变为衍射光栅18a并且添加透镜19。以下主要针对二者的差异，对第二实施方式的光收发机100a进行说明。

衍射光栅18a在透明衬底113a的一个面上形成，使衍射光栅16入射的光束的主光线方向改为朝向套管22开口部分的基本中心方向。

透镜19被埋嵌在透明衬底113a内的沟槽里，会聚从衍射光栅18a入射的光束，将其入射到与套管22连接的光纤200内。换言之，从光纤200出射的光经由透镜19，以基本上平行的光线入射到衍射光栅18a。

此外，上述的衍射光栅18a、透镜19和透明衬底112和113a与作为分光装置的角色散光分支电路相对应。

这样，在第二实施方式中，由于在衍射光栅18a与套管22之间配置了透镜19，因此，没有必要使衍射光栅18a具备聚光功能。这样做的优点是，衍射光栅18a的光栅图案作为一维图案，光栅间隔的设定可以变大，使衍射光栅18a的制作更加容易。

虽然，图5所示的结构中，是在透明衬底113a内形成沟槽，将透镜19埋嵌其中，然而，也可以用内置透镜的套管的方法替代。图6即为使用透镜内置型套管情况下的光收发机的结构图。该图所示光收发机100a’的结构与图5所示光收发机100a的结构基本相同，相同的元件使用了同样的符号。

如图6所示，套管22a是连接光纤200的一端的连接部分，内置透镜19a。透镜19a对从透明衬底113a’内设置的衍射光栅18a入射的光束进行聚光，将其射进与套管22a连接的光纤200内。换言之，从光纤200处出射的光经由透镜19a，以基本上平行的光线入射到衍射光栅18a。这样，通过使用内置透镜19a的套管22，可以制造与图5所示光收发机100a具有同样功能的光收发机100a’。(第三实施方式)

图7是根据第三实施方式的光收发机的结构图。该图所示的光收发机100b的结构与第一实施方式说明的光收发机100的结构基本相同，因此，相同的元件使用了同样的符号。二者的差异在于，衍射光栅18变为衍射光栅18b和省略了衍射光栅20。以下主要针对二者的差异对第三实施方式的光收发机100b进行说明。

衍射光栅18b在透明衬底113b的一个面上形成，对连接套管22的光纤200出射的波长为1.55μm的信号光进行聚光，并使主光线方向变为朝向光检测器12的方向。

此外，上述的衍射光栅18b以及透明衬底112a和113b与作为分光装置的角色散光分支电路相对应。

在第三实施方式中，如图7所示，在透明衬底113b与透明衬底111之间，配置的透明衬底112a中省略了第一实施方式中说明过的衍射光栅20。而且，衍射光栅18b的出射光束直接入射到光检测器12中。

因而，在第三实施方式中，在衍射光栅18b与光检测器12之间不设置其它的衍射光栅，而使衍射光栅18b的出射光束直接入射到光检测器12中，所以，可以减少光量的损失，增大入射到光检测器12的光束的光量。由此，具有提高接收信号质量的优点。(第四实施方式)

图8是根据第四实施方式的光收发机的结构图。该图所示的光收发机100c的结构与第一实施方式说明的光收发机100的结构基本相同，相同的元件使用了同样的符号。以下主要针对二者的差异对第四实施方式的光收发机100c进行说明。

第四实施方式的光收发机100c是由形成面发射激光器10和金属膜14的透明衬底110a、形成衍射光栅16和反射型衍射光栅20a的透明衬底112b、以及形成衍射光栅18c的透明衬底113c做层状粘合而构成的。

面发射激光器10被安装在透明衬底110a的一个面上。在透明衬底110a的另一面(与透明衬底112b的接触面)形成金属膜14。该金属膜14被配置在面发射激光器10和光检测器12之间，具有防止二者间串音的功能，与上述第一实施方式的情况相同，其通过在透明衬底110a的另一个面上形成金属薄膜而形成。

衍射光栅18c，在透明衬底113c的一个面上形成，将连接套管22的光纤200的出射波长1.55μm的信号光变换为平行光后，使其主光线方向变化至朝向衍射光栅20a的方向。另外，衍射光栅18c在将衍射光栅16的入射光束的主光线方向向套管22方向变化的同时进行聚光，将光束入射到与套管22连接的光纤200内。另外，在透明衬底113c的另一面安装了光检测器12。

此外，上述的衍射光栅18c以及透明衬底112b和113c与作为分光装置的角色散光分支电路相对应。

反射型衍射光栅20a在透明衬底112b的一个面(与衍射光栅16在同一面形成)上形成，在反射衍射光栅18c的出射光束的同时进行聚光，再使会聚的光束入射到光检测器12。如图8所示，在第四实施方式的光收发机100c中，透明衬底113c的另一面(与透明衬底112b的接触面)装有光检测器12，由衍射光栅20a反射，聚光的光束入射到光检测器12。另外，也可以将金属膜14作为反射型衍射光栅20a的反射膜使用。

这样，在第四实施方式中，从光纤200出射的、经由衍射光栅18c导入衍射光栅20a的信号光，由于衍射光栅20a的作用，在向反方向反射的同时进行聚光，通过光检测器12接收光，这样，可以将光检测器12设置在与面发射激光器相隔较远的位置。因此，就可以抑制在包括面发射激光器10的发送部分与包括光检测器12的接收部分之间产生的串音。(第五实施方式)

图9是根据第五实施方式的光收发机的结构图。该图所示的光收发机100d的结构与第一实施方式说明的光收发机100的结构基本相同，相同的元件使用了同样的符号。以下主要针对二者的差异对第五实施方式的光收发机100d进行说明。

第五实施方式的光收发机100d是由形成面发射激光器10和金属膜14的透明衬底110b、形成衍射光栅16和衍射光栅20b的装有光检测器12的透明衬底111a、以及形成衍射光栅18d的透明衬底113d做层状粘合而构成的。本实施方式中，在透明衬底110b与透明衬底111a之间，以及在透明衬底111a与透明衬底113d之间，通过分别插入其中的图中未表示的衬垫，可以确保互相间的特定间隔。关于在各透明衬底间确保特定间隔的理由将在后面阐述。

面发射激光器10被安装在透明衬底110b的一个面上。在透明衬底110b的另一面形成金属膜14。此金属膜14配置在面发射激光器10和光检测器12之间，起着防止二者间串音的作用，与上述第一实施方式的情况相同，通过在透明衬底110b的另一个面上形成金属薄膜而形成。

衍射光栅18d是在透明衬底113d的一个面上形成的，与第一实施方式的光收发机100所包括的衍射光栅18作用相同。在本实施方式中，作为衍射光栅18d，利用构成衍射光栅18d的材料和与衍射光栅18d接触的空气的折射率之差，而产生光衍射的辅助(relief)型衍射光栅。因此，本实施方式的光收发机100d，确保了如上所述的透明衬底111b与透明衬底113b之间的特定间隔，并在这些透明衬底之间形成空气层。

衍射光栅20b在透明衬底111a的一个面(与形成衍射光栅16的面相同)上形成，与第一实施方式的光收发机100中包括的衍射光栅20作用相同。在本实施方式中，对于衍射光栅20b，也与衍射光栅18d同样，采用了辅助型的衍射光栅。因此，本实施方式的光收发机100d，确保了如上所述的透明衬底110b与透明衬底111a之间的特定间隔，在这些透明衬底之间形成空气层。

此外，上述的衍射光栅18d以及透明衬底113d与作为分光装置的角色散光分支电路相对应。

这样，在采用辅助型衍射光栅18d和20b的情况下，也可以制造出与图1所示的光收发机100相同功能的光收发机100d。(第六实施方式)

图10是根据第六实施方式的光收发机的结构图。该图所示的光收发机100e的结构与图8所示的第四实施方式说明的光收发机100c的结构基本相同，相同的元件使用了同样的符号。以下主要针对二者的差异对第六实施方式的光收发机100e进行说明。

第六实施方式的光收发机100e是由形成面发射激光器10、金属膜14、衍射光栅16a和反射型衍射光栅20c的透明衬底110c，以及形成光检测器12和衍射光栅18c的透明衬底113e做层状粘合而构成的。

衍射光栅16a与第四实施方式的光收发机100c中包括的衍射光栅16作用相同。同样，衍射光栅20c与第四实施方式的光收发机100c中包括的衍射光栅20a作用相同。在本实施方式中，作为衍射光栅16a和衍射光栅20c，采用了辅助型衍射光栅。因此，在透明衬底110c与透明衬底113e之间，由于在其中插入了图中未表示的垫层，既确保了特定的粘合间隔，又在两透明衬底间形成空气层。

此外，上述的衍射光栅18c以及透明衬底113e与作为分光装置的角色散光分支电路相对应。

这样，在采用辅助型衍射光栅16a和20c的情况下，也可以制造出具有图8所示的第四实施方式的光收发机100c相同功能的光收发机100e。

另外，本发明并不受上述各种实施方式的限制，在本发明要点的范围内，可以进行许多的变形。例如，在上述各种实施方式中，分光装置采用了衍射光栅，但也可以采用棱镜等其它角色散元件。在上述各种实施方式中，第一偏转装置或第二偏转装置采用了衍射光栅，然而也可以采用透镜等折射元件。

在上述各种实施方式中，基本上呈直角地对各透明衬底入射光纤200的出射光线，然而也可以通过镜等适当地转换光线方向，将其入射到层积的透明衬底。另外，在上述各种实施方式中，虽然进行说明时使用的信号光的波长为1.3μm和1.55μm，但实际上信号光的波长并不仅限于此。

综上所述，根据本发明，通过在垂直于光信号通路一端的出射信号光的光轴的面内设置分光装置、光发射器和光接收器等元件，可以实现结构简单、定位容易，从而使光收发机的制造工艺得以简化。因此，使降低制造成本，提供低价光收发机成为可能。

另外，根据本发明的制造方法，由于可以将设置了多个分光装置等元件的透明衬底组合为层状，其后通过分割来制造光收发机，所以，在组合各透明衬底时已进行了精密定位，故不必再对每一光收发机进行个别的定位，可以一次制造多个光收发机。这样，可以大量地减少进行定位的次数，使制造工序简单化，削减制造成本。

尽管本发明已经参照附图和具体实施方式进行了说明，但是，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。本发明的各种更改、变化、和等同物由权利要求书的内容涵盖。

附图标记说明

10面发射激光器

12光检测器

14金属膜

16、18、20衍射光栅

19透镜

22套管

100光收发机

110透明衬底

120凹部

Claims (28)

1.一种光收发机，包括：

分光装置、光发射器和光接收器，分别设置在双向传递信号光的光信号通路的一端，与该光信号通路的一端出射的信号光的光轴基本上呈正交的面内；

所述分光装置在改变由所述光信号通路的一端出射的所述信号光的方向后导入所述光接收器的同时，将由所述光发射器出射的信号光导入所述光信号通路的一端。

2.一种光收发机，包括：

分光装置、光发射器和光接收器，分别设置在使波长不同的多个信号光双向传递的光信号通路的一端，相对于该光信号通路的一端出射的信号光的光轴基本上呈正交的面内；

所述分光装置将所述光信号通路的一端出射的所述信号光作为接收光，按照该接收光的波长改变其光轴的方向后导入

所述光接收器，同时，将所述光发射器出射的信号光作为发射光导入所述光信号通路的一端。

3.根据权利要求1或2所述的光收发机，其中，所述分光装置、光发射器和光接收器分别位于不同的正交面上。

4.根据权利要求1至3中任一所述的光收发机，其中，所述分光装置、光发射器和光接收器分别由透明衬底支撑。

5.根据权利要求1至4中任一所述的光收发机，其中，所述分光装置是包括衍射光栅，对应入射光的波长改变出射光光轴角度的角色散光分支电路。

6.根据权利要求5所述的光收发机，其中，对于所述衍射光栅，若设光栅深度为d，设衍射光栅的材料的折射率为n，设所述发射光与所述接收光的波长中较小一方的波长为λ1，较大一方的波长为λ2，则所述光栅的深度d满足以下关系式：λ1/(n一1)＜d＜λ2/(n-1)。

7.根据权利要求5或6所述的光收发机，其中，所述衍射光栅还具有聚光功能。

8.根据权利要求1至4中任一所述的光收发机，其中，所述分光装置是包括棱镜，对应入射光的波长改变出射光光轴角度的角色散光分支电路。

9.根据权利要求1至8中任一所述的光收发机，还包括第一偏转装置，用于改变从所述光发射器输出的信号光的方向，将其导入所述分光装置。

10.根据权利要求9所述的光收发机，其中，所述第一偏转装置是包括衍射光栅、对应入射光的波长改变出射光光轴角度的角色散光分支电路。

11.根据权利要求9或10所述的光收发机，其中，所述第一偏转装置被配置在与所述分光装置的配置面基本上平行的面内。

12.根据权利要求9至11中任一所述的光收发机，其中，所述第一偏转装置由透明衬底支撑。

13.根据权利要求1至12中任一所述的光收发机，还包括第二偏转装置，用于改变从所述分光装置输出的信号光的方向后，将其导入所述光接收器。

14.根据权利要求13所述的光收发机，其中，所述第二偏转装置是包括衍射光栅或透镜，对应入射光的波长改变出射光光轴角度的角色散光分支电路。

15.根据权利要求13或14所述的光收发机，其中，所述第二偏转装置还具有聚光功能。

16.根据权利要求13至15中任一所述的光收发机，其中，所述第二偏转装置被配置在与所述分光装置的配置面基本上平行的面内。

17.根据权利要求13至16中任一所述的光收发机，其中，所述第二偏转装置由透明衬底支撑。

18.根据权利要求13至17中任一所述的光收发机，其中，所述第一及第二偏转装置被配置在同一面内。

19.根据权利要求13所述的光收发机，其中，所述第二偏转装置是反射型衍射光栅，其反射所述分光装置输出的所述信号光，将其导入所述光接收器。

20.根据权利要求1至19中任一所述的光收发机，其中还包括聚光装置，其将所述光信号通路一端出射的信号光作为基本上平行的光线，并导入所述分光装置。

21.根据权利要求20所述的光收发机，其中，所述聚光装置为透镜。

22.根据权利要求1至21中任一所述的光收发机，还包括串音防止装置，其被配置在所述光发射器与所述光接收器之间，用于防止相互间信号泄漏。

23.根据权利要求22所述的光收发机，其中，所述分光装置以及所述串音防止装置均位于与所述光信号通路一端出射的光的光轴相垂直的面内。

24.根据权利要求22或23所述的光收发机，其中，所述分光装置以及所述串音防止装置分别由透明衬底支撑。

25.根据权利要求24所述的光收发机，其中，所述串音防止装置是在透明衬底上形成的导电膜。

26.一种光收发机的制造方法，其中所述光收发机包括光发射器和光接收器，以及对应入射光的波长改变其出射光光轴方向的分光装置，所述光收发机被设置在双向传递不同波长的多个信号光的光信号通路的一端用于收发信息，所述光收发机的制造方法包括：

衬底组装步骤，把形成多个所述分光装置的第一透明衬底，形成多个所述光接收器的第二透明衬底，以及形成多个所述光发射器的第三透明衬底重叠组装在一起；以及

衬底切割步骤，将组装后的所述第一至第三的透明衬底，按照每一块区域各包括一个所述分光装置、所述光接收器、以及所述光发射器的方法进行切割，将其分割成多个子衬底。

27.根据权利要求26所述的光收发机的制造方法，其中，所述第一透明衬底上形成的分光装置是衍射光栅。

28.根据权利要求26所述的光收发机的制造方法，其中，所述衬底组装步骤是将各个衬底相互间粘合并组装在一起的步骤。

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