CN1627111A - 光通信微准直透镜系统 - Google Patents

光通信微准直透镜系统 Download PDF

Info

Publication number
CN1627111A
CN1627111A CNA200410098807XA CN200410098807A CN1627111A CN 1627111 A CN1627111 A CN 1627111A CN A200410098807X A CNA200410098807X A CN A200410098807XA CN 200410098807 A CN200410098807 A CN 200410098807A CN 1627111 A CN1627111 A CN 1627111A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
light signal
silicon substrate
optical fiber
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA200410098807XA
Other languages
English (en)
Inventor
权赫
李泳柱
林泰宣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Electronics Inc
Original Assignee
LG Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Electronics Inc filed Critical LG Electronics Inc
Publication of CN1627111A publication Critical patent/CN1627111A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4206—Optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
    • G02B6/423—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using guiding surfaces for the alignment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

一种光通信微准直透镜系统包括：一个在硅衬底上对准某方向的用于传送光信号的光纤；以及至少两个排列在硅衬底上以便能够多级校准光信号的透镜，从而改善组装光信号校准透镜系统的效率并降低制造成本。

Description

光通信微准直透镜系统
技术领域
本发明涉及一种光通信微准直系统，尤其涉及一种用作光通信网络接口装置的光通信微准直系统，其易于制造且其结构可降低制造的单位成本。
背景技术
近来，伴随使用能传送/接收大量信息的光纤的高速通信技术的发展，与信息相关的技术获得迅速发展。尤其是，随着包括各种类型数据，比如活动图像、音频信号和文本信号的高速传送、双向交互通信环境(two-way interactive communications environment)的构筑以及用户的惊人增加，利用从前所用的铜线的通信网络面临局限。具有一种具有高载波频率的光信号形式的通信网络已经被提议作为替换的设计。
在采用这种光作为传送信息信号的光通信网络的情况中，连接用户与转发器(repeater)或通信提供者(communications provider)的接口应该构筑为光连接器模块(optical connector module)，而不是用于采用现有铜线的通信网络的逻辑集成电路(logic integratedcircuit)。
光连接器模块，一种用于光通信网络的数据接口，包括：一种由光纤制成的线；一种用于接收光信号的光接收模块(opticalreceivingmodule)；一种用于传送光信号的光传送模块(optical transmittingmodule)；以及一种用于中继光信号的光中继模块(optical relaymodule)。但是，由于光连接器模块要求精密的处理和紧密的装配，故其生产成本高。
不仅如此，这种光连接器模块应该满足下列要求：低能源消耗、易于搬放的轻巧性以及优越的机械和光学性能。然而，制造满足这种要求的模块很困难。
为了克服这一局限，人们研究并制作了采用半导体制作过程和微机械加工技术的光纤通信精密部件。
图1和2表示作为光通信模块装置并采用微球面透镜的传统光通信微准直透镜系统。图1为表示采用微球面透镜的传统光通信微准直透镜系统的结构的立体图。图2为图1的II方向的侧视图，图3为图1的III方向的侧视图。
如其中所示，传统光通信微准直透镜系统包括：硅衬底1；形成在硅衬底1上的支持凹槽4；固定在支持凹槽的用于传送光信号7的光纤2；球面透镜3，以预定距离与光纤2的一端隔开，并安装在支持凹槽4处，以便来自光纤2的光信号7能够被校准；形成在硅衬底1上并通过例如焊接的方法装配的光接收元件5；向光接收元件5供电的电线6。
传统光通信微准直透镜系统的工作过程将简要描述如下。
当通过光纤2传送的光信号7通过球面透镜3时，在相对于硅衬底1的水平和垂直方向被校准。当校准光信号7通过球面透镜3时，光的数量增加且入射在光接收元件5上。因此，传送光信号的效率改善。
然而，由于用在传统光通信微准直透镜系统中的球面透镜是直径小于1mm的微透镜，所以，在将球面透镜安装在微准直透镜系统处时，装配效率显著降低。
另外，球面透镜是如此昂贵，以致于光通信准直透镜系统的制造成本整体增加。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用作光通信网络的接口装置的光通信微准直透镜系统，它易于制造且其结构，降低制造的单位成本。
为了取得这些及其它优点，并根据本发明的目的，如这里所体现和广泛描述的一样，提供一种光通信微准直透镜系统，包括：一个在硅衬底上对准某一方向的用于传送光信号的光纤；以及至少两个排列在硅衬底上的以便光信号能够被多级校准的透镜。
通过下面本发明的详细描述，并结合附图，本发明的前述的及其它的目的、特征、方面和优点将更加明显。
附图说明
用于提供对本发明进一步理解的附图，构成本说明书的一部分，说明本发明的实施方案，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图中：
图1为表示采用球面透镜的传统光通信微准直透镜系统的结构的立体图；
图2为图1的II方向的侧视图；
图3为图1的III方向的侧视图；
图4为表示根据本发明的一个实施方案的光通信微准直透镜系统的立体图；
图5为表示根据本发明的一个实施方案的光通信微准直透镜系统的一个重要结构的侧视图；和
图6为表示根据本发明的一个实施方案的光通信微准直透镜系统的重要结构的主视图。
具体实施方式
下面将详细说明本发明的光通信微准直透镜系统的优选实施方案，其实例在附图中说明。
另外，应该明白：除非特别指出，上述实施方案不限于前述特定实施方案的任何细节，而应该在权利要求限定的精神和范围内概括地解释。
下面将参考附图详细说明根据本发明的一个实施方案的光通信微准直透镜系统。
然而，在描述本发明时，将省略对于公知技术或结构的详细描述，以清楚地表示本发明的要点。
图4至6表示根据本发明的一个实施方案的光通信微准直透镜系统。图4为表示根据本发明的一个实施方案的光通信微准直透镜系统的立体图；图5为表示根据本发明的一个实施方案的光通信微准直透镜系统的一个重要结构的侧视图；图6为表示根据本发明的一个实施方案的光通信微准直透镜系统的重要结构的主视图。
如其所示，根据本发明的一个实施方案的光通信微准直透镜系统包括：一个在硅衬底10上对准某一方向的用于传送光信号50的光纤20；以及两个排列在硅衬底10上以便能够多级校准来自光纤20的光信号50的透镜30和40。
最优选地，透镜30和40包括：一个第一透镜30，对准光信号50前进方向的垂直方向，以使从光纤20发散的光信号50能够沿一个轴线方向校准；以及一个第二透镜40，对准光信号50前进方向的平行方向，以使通过第一透镜30并因此而沿一个轴线方向被校准的光信号50，沿垂直于光信号50已被校准的一个轴线方向的另一个轴线方向校准。
即，当光线离开光纤20，即光信号50通过两个透镜30和40时，发散角度被减小。
更详细地说，当来自光纤20的光信号50通过第一透镜30时，在光纤20轴线基础上垂直于硅衬底10方向(X轴方向)发散的光信号的垂直发散角被减小。即，如图5所示，光信号50的垂直发散角从α减小为α′。另外，当光信号50通过第二透镜40时，在光纤20轴线基础上水平于硅衬底10方向(Y轴方向)发散的光信号50的水平发散角被减小。即，如图6所示，光信号50的垂直发散角从β减小为β′。
当来自光纤20的光信号50通过第一透镜30和第二透镜40时，光信号50的发散角分别沿垂直于硅衬底的两个轴线方向(X和Y轴)减小。相应地，光信号50被有效地校准。
第一透镜30被形成具有沿垂直于硅衬底10方向(X方向)的某一曲率半径。
优选地，第一透镜30对准垂直于光纤20被对准的方向，与光纤20隔开某一距离，并形成具有某一长度的圆柱形。光纤通常被用作第一透镜的材料。因而，透镜尺寸能够被放大，从而使校准更容易。
对于第二透镜40，接收通过第一透镜30的光信号50的一个表面41是平的，并且，光信号50从中出来的另一个表面42被形成具有在水平于硅衬底10的方向(Y轴方向)的某一曲率半径。
另外，第二透镜40优选地由聚合物材料形成。
在硅衬底上沿光线前进路径对准第一透镜30和第二透镜40。为了按照光线前进路径对准这些部件，具有对准凹槽结构的安装层45被形成在硅衬底10上。
在安装层45处形成的并为对准光纤20、第一透镜30和第二透镜40而安装的对准凹槽11a、11b和11c，在形成安装层45时被同时形成。
另外，优选地，安装层45由与第二透镜40的材料相同的材料的聚合物制成。
即，由于安装层45和第二透镜40由相同材料形成，所以能够在安装层45被布图时与对准凹槽11a、11b和11c同时形成第二透镜40。
更详细地，第二透镜40和安装层45通过布图经由光刻过程形成在硅衬底10处的厚的光阻材料膜形成。另外，第二透镜40和安装层45也能够通过布图经由光刻已经形成在硅衬底10处的由光敏感聚合物制成的膜形成。
当对准凹槽结构被形成时，安装在硅衬底10上的部件分别能够精确地对准三个轴线方向X、Y和Z，并且，被动对准也能够被容易地完成。
用于接收来自第二透镜40的光信号50的光接收元件12被形成在安装层45上，并形成电线13以将它们电连接。
下面将描述根据具有这种结构的本发明的一个实施方案的微准直透镜系统的简单工作过程。
从光纤20输出的光信号50通过沿垂直于光信号50前进方向的方向安装在硅衬底10上的圆柱形第一透镜30。此时，如图5所示，发散的光信号50的发散角沿垂直于硅衬底10的表面的方向(轴A的方向)减小。通过第一透镜30的光信号50，通过由聚合材料制成并平行于光信号50前进方向安装在硅衬底10上的第二透镜40。此时，如在图6中所示，光信号50的发散角沿水平于硅衬底10表面方向(Y轴方向)再次减小。当顺序通过第一透镜30和第二透镜40时，光信号50被两级校准，并通过增加流入光接收元件12的光线，使光效率提高。
如上所述，为了校准从光纤输出的光信号，根据本发明的光通信微准直透镜系统，采用了具有某一尺寸圆柱形并安装在硅衬底处的微型第一透镜和在第一透镜之后安装以易于校准的第二透镜，且安装采用微机械加工方法，使得光信号的发散角按照顺序多级被减小。因而，不采用传统的制作和安装困难的球面透镜，也能够获得同样的效果。
另外，在根据本发明的光通信微准直透镜系统中，被动对准光纤的对准凹槽结构、透镜或类似物，不通过蚀刻形成在硅衬底上，而是形成在具有聚合物-基(polymer-based)的膜的硅衬底上。同时，第二透镜也由与对准凹槽结构材料相同的聚合物材料制成，因而对准凹槽结构和第二透镜能够被同时形成。因此，鉴于不需要与传统球面透镜一样复杂的后面的对准过程，所以安装变得非常简易，准直透镜系统的装配整体变得容易，并且，其制造成本也被降低。
另外，因为光通信微准直透镜系统是一种通过半导体工艺制造的光通信模块的装置，所以它可以用在WDM(波分复用：wavelength-division-multiplex)光网中传送/接收或中继光信号，并且被应用于用作光通信网络的另一个光接口装置。
鉴于本发明可以按多种形式实现，而不脱离其精神或基本特征，故也应理解：除非特别指出，上述实施方案并不被前述的任何细节限制，而应按照权利要求书中限定的其精神和范围内作广泛解释，因此，落在权利要求书的界限或者这些界限的等同范围内的所有变化和改进都将被附加的权利要求书所包括。

Claims (13)

1、一种光通信微准直透镜系统，包括：
一个在硅衬底上对准某方向的用于传送光信号的光纤；以及
至少两个排列在硅衬底上以便多级校准光信号的透镜。
2、如权利要求1所述的系统，其中，透镜包括：
一个第一透镜，该第一透镜对准光信号前进方向的垂直方向，以使从光纤发散的光信号沿一个轴线方向被校准；以及
一个第二透镜，该第二透镜对准平行于光信号前进的方向，以使通过第一透镜并因而沿一个轴线方向校准的光信号，沿垂直于光信号已被校准的一个轴线方向的另一个轴线方向被校准。
3、如权利要求2所述的系统，其中，当光信号通过第一透镜时，在光纤轴线基础上垂直于硅衬底表面方向发散的光信号的垂直发散角被减小，并且，当光信号通过第二透镜时，在光纤轴线基础上的水平于硅衬底方向发散的光信号的水平发散角被减小。
4、如权利要求3所述的系统，其中，第一透镜被形成具有沿垂直于硅衬底方向的某一曲率半径。
5、如权利要求4所述的系统，其中，第一透镜被对准垂直于光纤被对准的方向，与光纤隔开某一距离，并形成为具有某一长度的圆柱形。
6、如权利要求5所述的系统，其中，第一透镜为光纤。
7、如权利要求3所述的系统，其中，通过第一透镜的光信号进入的第二透镜的一个表面是平的，而光信号从中出来的第二透镜的另一个表面在水平于硅衬底的方向具有某一曲率半径。
8、如权利要求7所述的系统，其中第二透镜由聚合物形成。
9、如权利要求8所述的系统，其中具有对准光纤、第一透镜和第二透镜的对准凹槽结构的安装层被形成在硅衬底上。
10、如权利要求9所述的系统，其中安装层由第二透镜材料的聚合物形成。
11、如权利要求10所述的系统，其中安装层和第二透镜通过同时布图形成。
12、如权利要求10所述的系统，其中第二透镜和安装层通过布图经光刻过程在硅衬底上形成的厚的光阻材料膜而形成。
13、如权利要求10所述的系统，其中第二透镜和安装层通过布图经光刻过程在硅衬底上形成的光敏感聚合物而形成。
CNA200410098807XA 2003-12-12 2004-12-13 光通信微准直透镜系统 Pending CN1627111A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030090771 2003-12-12
KR1020030090771A KR20050058794A (ko) 2003-12-12 2003-12-12 고분자 렌즈와 광섬유를 이용한 광통신용 시준 렌즈계

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1627111A true CN1627111A (zh) 2005-06-15

Family

ID=34511217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA200410098807XA Pending CN1627111A (zh) 2003-12-12 2004-12-13 光通信微准直透镜系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20050129359A1 (zh)
EP (1) EP1542048A1 (zh)
JP (1) JP2005173623A (zh)
KR (1) KR20050058794A (zh)
CN (1) CN1627111A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109358398A (zh) * 2018-12-07 2019-02-19 东莞铭普光磁股份有限公司 一种光模块、光模块发射光器件及其制备方法
JP2020101735A (ja) * 2018-12-25 2020-07-02 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 光電変換モジュール

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4280290B2 (ja) * 2007-03-28 2009-06-17 Ｏｋｉセミコンダクタ株式会社 光モジュール及びその製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4049846A (en) * 1976-06-11 1977-09-20 American Optical Corporation Photochromic plastic materials
US5581414A (en) * 1993-02-22 1996-12-03 Blue Sky Research Incorporated Microlens assemblies and couplers
JP3302458B2 (ja) * 1993-08-31 2002-07-15 富士通株式会社 集積化光装置及び製造方法
US5844723A (en) * 1997-04-11 1998-12-01 Blue Sky Research Laser diode assembly including a carrier-mounted crossed pair of cylindrical microlenses
US6078437A (en) * 1998-09-28 2000-06-20 Blue Sky Research Micro-optic lens with integral alignment member
US6266472B1 (en) * 1999-09-03 2001-07-24 Corning Incorporated Polymer gripping elements for optical fiber splicing
US6666590B2 (en) * 2000-12-14 2003-12-23 Northrop Grumman Corporation High brightness laser diode coupling to multimode optical fibers
US6589716B2 (en) * 2000-12-20 2003-07-08 Sandia Corporation Microoptical system and fabrication method therefor
JP4665240B2 (ja) * 2001-06-25 2011-04-06 富士通株式会社 光伝送装置
JP4210070B2 (ja) * 2002-03-29 2009-01-14 シャープ株式会社 マイクロレンズ基板の作製方法
US6744566B2 (en) * 2002-10-01 2004-06-01 Eastman Kodak Company Symmetric, bi-aspheric lens for use in transmissive and reflective optical fiber components
EP1435535A3 (en) * 2002-12-31 2005-02-02 Lg Electronics Inc. Optical fiber coupling system and manufacturing method thereof
JP4161745B2 (ja) * 2003-03-06 2008-10-08 株式会社デンソー 光学素子およびその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109358398A (zh) * 2018-12-07 2019-02-19 东莞铭普光磁股份有限公司 一种光模块、光模块发射光器件及其制备方法
CN109358398B (zh) * 2018-12-07 2024-05-14 东莞铭普光磁股份有限公司 一种光模块、光模块发射光器件及其制备方法
JP2020101735A (ja) * 2018-12-25 2020-07-02 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 光電変換モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
EP1542048A1 (en) 2005-06-15
KR20050058794A (ko) 2005-06-17
JP2005173623A (ja) 2005-06-30
US20050129359A1 (en) 2005-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9507105B2 (en) Optical transmission and receiving device for implementing passive alignment of components and method for passively aligning components
CN100451709C (zh) 高耦合效率光电模块
CN1959452A (zh) 光学模块
JP2019530022A (ja) 光学モジュールおよびこれを製造する方法
CN1735826A (zh) 用于半导体器件与光纤的无源光学对准的集成平台
US6985647B2 (en) Optical module
CN104079356A (zh) 一种波分复用解复用光学结构
CN1918714A (zh) 光通信组件
CN1361439A (zh) 具备透镜功能的光纤及其制造方法
CN111596412A (zh) 基于阵列mems反射器的多芯光纤可编程多功能器件
CN102169216A (zh) 用于宽带高速传输的并行光收发组件
CN1420650A (zh) 光发送/接收模块及使用其的光发送/接收设备
CN101017221A (zh) 多通道光通信模块及制造多通道光通信模块的方法
CN203480083U (zh) 光接口装置
CN103257411A (zh) 一种用于宽带高速传输的并行光收发组件
CN1285935C (zh) 光通信的可变光衰减器
CN1627111A (zh) 光通信微准直透镜系统
CN1412585A (zh) 光耦合模块
US7218825B2 (en) Optical waveguide having curved reflecting mirror surface and method of manufacturing the same
CN1641388A (zh) 光模块
CN1384376A (zh) 光布线电路,光布线电路分层体和光电布线装置
CN1589415A (zh) 具有垂直及水平模成形的光波导终端
CN111562653A (zh) 一种基于阵列mems反射器的多芯光纤交换器
KR102353432B1 (ko) 광송수신용 조립체
KR20080107870A (ko) 광전배선 모듈 장치 및 그의 제작 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication