CN1540381A

CN1540381A - 具有滤片的光接收器及其制作方法与光收发模组

Info

Publication number: CN1540381A
Application number: CNA031221521A
Authority: CN
Inventors: 陈发慈; 郑如纯; 洪伟鹏
Original assignee: WEIKAI SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WEIKAI SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2004-10-27

Abstract

本发明主要是揭露一具有滤片的光接收器，该光接收器适用于一光收发模组，主要是包括：一受光组件与一设置于上述受光组件表面的滤片。上述滤片是用以使一既定波长光通过。并且，上述受光组件是用以接收上述既定波长光，将上述既定波长光转换成一电讯号。并且揭露其制作方法与具有该光接收器的光收发模组。

Description

具有滤片的光接收器及其制作方法与光收发模组

技术领域

本发明是有关于一种光接收器，且特别是有关于一种表面具有滤片的光接收器。

背景技术

传统分波多任务(Wavelength Division Multiplex；WDM)是指1310nm、1550nm双波长的双向传输。多密度分波多任务(Dense Wavelength DivisionMultiplex；DWDM)则为波长之间的间隔小于302nm的高密度波长多任务。在一根光纤内同时传送许多不同波长的光，每一个波长承载了不同的讯号。由于DWDM的传输需要高精度的组件，所以组件的量测仪器的准确性就变得极为重要。

一个简单的DWDM光电收发模组主要包括一发射器(emitter)、一接收器(receiver)与一光分波器(DEMUX)，光分波器(DMUX)置于光接收器前，其功能为将多个不同的波长的光讯号从单一光纤分开并送至不同的接收器。更包括一光合波器(MUX)置于光发射器后，其功能为将多个不同的波长的光讯号合进单一光纤。

在光通讯系统，就是先将电讯号传到光通讯端，由光收发模组进行「电-光」转换，产生带有讯号的光源，再透过光讯号的耦合进入光纤。主要的光发射器可以为发光二极管(LED)与半导体激光(LD)，其发光的基本原理其实并不复杂，主要是透过光子在固体材料内与电子间的交互作用，产生光学讯号。以LED来说，透过自发辐射作用，利用红外线发光二极管材料射出波长范围在820nm～1700nm的波(随着不同材料有所差异)，主要是以III-V族化合物材料为主。相较于LD，LED的成本较低，较适合短距离的应用，可用在点对点传输、WAN/LAN以及都会区接取端等。

LD则透过诱发辐射发光造成光放大，主要可分为Fabry-Perot半导体激光、单频半导体激光(DFB)与垂直共振腔面射型激光(VCSEL)三大类。F-P激光较适合短距离以及低速传输之用，制程比较简单，应用波长范围大多在1300nm附近。DFB单频激光为了弥补F-P激光的缺点，利用光栅选定特定的波长做为回馈，使激光共振腔仅允许单一波长产生共振，可以避免F-P激光在传输中的色散效应，目前已成为长距离(＞10km)应用的主流。VCSEL的功率与单价较低，以成本来说可以跟LED相较，但是传输速度却可以突破Gbps，目前已经有可以高达2.5Gbps的产品。

PD是利用光激发来产生电流，大致上可依结构区分成PIN光接收器、累崩型光接收器(APD)、金属-半导体-金属光接收器(MSM)。PIN光接收器具有低噪声、高量子效率的优点，而累崩型光接收器则具有内部增益放大的特性，但其制程最为复杂。MSM光接收器则相形之下制作最为简单，但有量子效率不高的缺点。

此外，当光通过光分波器后，反射的部份将进入光接收器以进行光电转换，为了控制仅使特定波长的光可进入光接收器，通常需要在光接收器与光分波器之间的路径上增加一滤片，用以过滤反射光，仅使特定波长的反射光进入光接收器。然而，滤片的设置位置必需相当精准，否则反射光将无法被滤片所分波过滤或是仅有部分被过滤，而降低其效率。因此，设置滤片的位置必需小心掌控，增加光电收发模组组装上的困难。

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明主要目的在于提供一种具有滤片的光接收器及其制作方法，并且可应用该光接收器于光收发模组。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种具有滤片的光接收器，直接将滤片设置于光接收器表面，将该光接收器应用于光收发模组中，便可省略光收发模组内的滤片，以简化模组组装的程序。

本发明的目的之二在于提供一种具有滤片的光接收器，直接将滤片设置于光接收器表面，可确保光进入光接收器之前必定会受到滤片过滤，并且增加滤片过滤的灵敏度(sensitivity)。

本发明的目的之三在于提供一种具有滤片的光接收器的制作方法，直接将滤片制作于光接收器表面，将受光组件的制程与滤片制作的制程整合(integrate)，以降低制程成本。

为达到上述的目的，本发明提出一种具有滤片的光接收器，适用于一光收发模组，主要是包括：一受光组件与一设置于上述受光组件表面的滤片。上述滤片是用以使一既定波长光通过。并且，上述受光组件是用以接收上述既定波长光，将上述既定波长光转换成一电讯号。

如前所述，上述发光组件包括一激光组件(laser device；LD)或一光发射组件(light-emitting device；LED)。而受光组件如PIN二极管、APD或MSM。

根据该具有滤片的光接收器，本发明亦提出一种光收发模组，包括：一光发射器、分光器、一光传输组件与一光接收器。其中，上述光发射器是用以发射一光讯号。然后，上述分光器是用以使上述光讯号区分成一反射光讯号与一穿透光讯号。接着，上述光传输组件是用以接收且传输上述穿透光讯号。另外，上述光接收器，包括：一滤片，用以使上述反射光讯号的既定波长光通过；以及一受光组件，用以接收上述反射光讯号地既定波长光，将上述既定波长光转换成一电讯号，其中上述滤片设置于上述受光组件表面。

如前所述，上述光发射器可由一发光组件所构成，可包括一激光组件(laser device；LD)或一光发射组件(light-emitting device；LED)。而光接收器可为PIN、APD或MSM。

如前所述，上述分光器可为一分光镜。另外，上述光传输组件可为一光纤(optical fiber)或光波导管(waveguide)。

再者，本发明更提出一种具有滤片的光收发组件的制作方法，主要是包括：

首先，提供一受光组件，其中上述受光组件表面设置有一图案化导电层。然后，以物理或化学气相沉积法形成一滤片，以使上述图案化导电层完全被覆盖。或先于受光组件表面以物理或化学沉积法形成一滤片，再物理或化学蚀刻出图案化导电层并制作导电层。

如前所述，上述受光组件可为PIN二极管或MSM。并且，上述图案化导电层是P型或N型电极。

根据本发明，上述滤片是由可用物理或化学沉积法所形成的介电薄膜(如：TiO₂、SiO₂、Si₃N₄...等)的多层堆栈层所构成，间隔重复堆栈大体10-50对(pair)。

本发明具有下列优点：

1.根据本发明的具有滤片的光接收器，可省略光收发模组内的滤片，以简化光收发模组组装的程序。

2.根据本发明的具有滤片的光接收器，可确保光进入光接收器之前必定会受到滤片过滤，并且增加滤片过滤的效率。

3.本发明直接将滤片制作于光接收器表面，将发光组件的制程与滤片制作的制程整合(integrate)，以降低制程成本。

4.本发明可通用于任一习知的发光接收器与滤片，不需增加额外的组件设计与制作。

附图说明

图1是显示根据本发明的光收发模组的一较佳实施例的示意图。

图2A至图2C是显示根据本发明的具有滤片的光接收器的一较佳实施例的结构剖面图。

图号说明：

100 光发射器；

200 光接收器；

300 光分波器；

400 光传输组件；

106、206 底座；

102 发光组件；

202 受光组件；

208 具微透镜的金属盖；

108、208 封装树酯；

202a 导电层；

204 滤片。

具体实施方式

以下如附图所示，说明根据本发明的一较佳实施例。

首先，如图1所示，本发明的光收发模组主要包括：一光发射器100、分光器300、一光传输组件400以及一具有滤片的光接收器200。

光发射器100可由一发光组件所构成，可包括一激光组件(laserdevice；LD)或一光发射组件(light-emitting device；LED)，是用以发射一光讯号。

分光器300，是用以使由光发射器100发出的光讯号穿透至光传输组件400，并使从光传输组件400所传来的光讯号反射至光接收器200，实施例为一分光镜，通常可由低吸收率的介电材料(dielectric andlow-absorption materials)所构成使光部分穿透而部分反射。

光传输组件400，是用以接收且传输穿透光讯号，实施例为一光纤(optical fiber)或波导管(waveguide)，可以为单模(single mode)光纤或多模(multi-mode)光纤。

本发明的主要特征即为具有滤片的光接收器200，光接收器200包括：一滤片204及一受光组件202。滤片204是用以使既定波长的光通过。受光组件202是用以接收既定波长的光，将上述既定波长光转换成一电讯号，其中滤片204设置于发光组件202表面。受光组件的实施例为一PIN二极管、APD或MSN。滤片204的实施例为由二氧化硅(SiO₂)/氮化硅(Si₃N₄)的多层堆栈层所构成且间隔重复堆栈大体10-50对(pair)的薄膜滤片。受光组件202较佳为磷化铟系，且较佳为垂直结构，滤片204可以针对光进行过滤，仅使波长约为1.31μm或1.55μm的光通过而进入受光组件202被接收。本发明的特征是直接将滤片204设置于受光组件202表面，以作为光接收器200，可省略光收发模组内的滤片，不仅简化了光收发模组的组装程序，又可确保光进入光接收器之前必定会受到滤片过滤，增加滤片过滤的效率。

此外，光发射器100与光接收器200可分别设置在底座106、206上，且光发射器100与光接收器200的表面可以具微透镜的金属盖或适当的透光树酯108、208封装。

以下说明本发明的具有滤片的受光组件202的制作方法。

首先，如图2A所示，提供一受光组件202，例如为一PIN、APD或MSM，I为受光区，且在受光组件202的部分上表面或下表面设置有一导电层202a。

如图2B所示，以物理或化学沉积(physical vapor deposition；PVD)法形成一滤片204，以使受光组件202完全被滤片204覆盖。滤片204的材质较佳为由二氧化硅(SiO₂)/氮化硅(Si₃N₄)的多层堆栈层所构成，且间隔重复堆栈大体10-50对(pair)的薄膜滤片。将发光组件的制程与滤片制作的制程整合(integrate)，以降低制程成本。

最后，如图2C所示，以物理或化学蚀刻将导电层202a上方的滤片204去除。

本发明具有下列优点：

Claims

1.一种具有滤片的光接收器，适用于一光收发模组，其特征在于：该接收器包括：

一滤片，用以使一既定波长光通过；

一受光组件，用以接收上述既定波长光，将上述既定波长光转换成一电讯号；

其中上述滤片设置于上述受光组件表面。

2.根据权利要求1所述的具有滤片的光接收器，其特征在于上述受光组件包括一PIN二极管(Positive-Intrinsic-Negative Diode)、累崩型光接收器(APD)或金属-半导体-金属光接收器(MSM)。

3.根据权利要求1所述的具有滤片的光接收器，其特征在于上述滤片是由二氧化硅(SiO₂)/氮化硅(Si₃N₄)的多层堆栈层所构成，其中该二氧化硅(SiO₂)/氮化硅(Si₃N₄)间隔重复堆栈大体10-50对(pair)。

4.一种光收发模组，其特征包括：

一光发射器，用以发射一光讯号；

一分光器，用以使上述光讯号区分成一反射光讯号与一穿透光讯号；

一光传输组件，用以接收且传输上述穿透光讯号；

一光接收器，包括：

一滤片，用以使上述反射光讯号的既定波长光通过；

一受光组件，用以接收上述反射光讯号的既定波长光，将上述既定波长光转换成一电讯号；其中上述滤片设置于上述受光组件表面。

5.根据权利要求4所述的光收发模组，其特征在于上述光发射器是由一发光组件所构成，包括一激光组件(laser device；LD)或一光发射组件(light-emitting device；LED)。

6.根据权利要求4所述的光收发模组，其特征在于上述受光组件包括一PIN二极管(Positive-Intrinsic-Negative Diode)、累崩型光接收器(APD)或金属-半导体-金属光接收器(MSM)。

7.根据权利要求4所述的光收发模组，其特征在于上述分光器包括一分光镜。

8.根据权利要求4所述的光收发模组，其特征在于上述光传输组件包括一光纤(optical fiber)或光波导(wave guide)。

9.根据权利要求4所述的光收发模组，其特征在于上述滤片是由二氧化硅(SiO₂)/氮化硅(Si₃N₄)的多层堆栈层所构成，其中该二氧化硅(SiO₂)/氮化硅(Si₃N₄)间隔重复堆栈大体10-50对(pair)。

10.一种具有滤片的光接收器的制作方法，包括：

提供一受光组件，其中上述受光组件表面设置有一图案化导电层；

以物理气或化学沉积法形成一滤片，以使上述图案化导电层完全上述滤片被覆盖；

以物理气或化学蚀刻，使上述图案化导电层上方的上述滤片去除。

11.根据权利要求10所述的具有滤片的光接收器的制作方法，其中上述发光组件是一光发射组件(light-emitting device；LED)。

12.根据权利要求10所述的具有滤片的光接收器的制作方法，其中上述图案化导电层是P型或N型电极。

13.根据权利要求10所述的具有滤片的光接收器的制作方法，其中上述滤片是由二氧化硅(SiO₂)/氮化硅(Si₃N₄)的多层堆栈层所构成，其中该二氧化硅(SiO₂)/氮化硅(Si₃N₄)间隔重复堆栈大体10-50对(pair)。