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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein optisches Halbleitermodul und insbesondere
auf ein optisches Halbleitermodul, das für eine optische Zweiwegekommunikation
durch Wellenlängen-Teilungsmultiplexieren
verwendbar ist.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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5 der
begleitenden Zeichnung ist eine schematische Ansicht, die ein herkömmliches
optisches Halbleitermodul zeigt, das in Research Report OQE91-108
of The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
veröffentlicht
wurde.
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Gemäß 5 enthält dieses
optische Halbleitermodul ein Modulgehäuse 1 (als "Gehäuse 1" bezeichnet),
ein lichtemittierendes Element 2, Subträger 3, 5, 7,
eine Überwachungsfotodiode 4,
ein lichtempfangendes Element 6, eine erste Linse 8,
einen Linsenhalter 9, eine optische Faser 10,
ein optisches Filter 11, eine zweite Linse 12,
ein Bandpassfilter 13, ein abdichtendes Glasfenster 14 und
einen Faserhalter 15. Mehrere Anschlüsse 16 sind außerhalb
des Gehäuses 1 angeordnet.
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Das
lichtemittierende Element 2 besteht aus einem Halbleiter-Laserchip
und ist auf den Subträger 3 gelötet. Die Überwachungsfotodiode 4 besteht
aus einem Halbleiter-Fotodiodenchip und ist an dem Subträger 5 befestigt.
Die Überwachungsfotodiode 4 kann
ein optisches Ausgangssignal des lichtemittierenden Elements 2 erfassen.
Das lichtempfangende Element 6 besteht aus einem Halbleiter-Fotodiodenchip
und ist auf den Subträger 7 gelötet. Der
Subträger 7 ist
an einen Teil des Gehäuses 1 an
einer derartigen Position gelötet,
dass das lichtempfangende Element 6 Strahlen konvergieren
kann, die über
die optische Faser 10 eintreffen und durch das optische Filter 11 reflektiert
werden.
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Die
erste Linse 8 ist an dem Linsenhalter 9 befestigt
und konvergiert von dem lichtemittierenden Element 2 emittierte
Strahlen. Die konvergierten Strahlen gehen durch das optische Filter 11 hindurch und
werden in die optische Faser 10 konvergiert. Der Linsenhalter 9 ist
an einer solchen Position an das Gehäuse 1 gelötet, das
die Strahlen von dem lichtemittierenden Element 2 in die
optische Faser 10 konvergiert werden. Die zweite Linse 12 ist
an einer Stelle an das Gehäuse 1 gelötet, an
der die von dem optischen Filter 11 reflektierten Strahlen
in das lichtempfangende Element 6 konvergiert werden.
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Das
optische Filter 11 enthält
eine Glasplatte, ein Filter aus einem mehrschichtigen dielektrischen
Film, und einen Antireflexionsfilm zum Verhindern einer Reflexion
der Strahlen von dem lichtemittierenden Element 2. Sowohl
das Filter aus dem mehrschichtigen dielektrischen Film als auch
der Antireflexionsfilm sind jeweils auf entgegengesetzten Seiten
der Glasplatte ausgebildet. Das optische Filter 11 ist
durch Löten
an dem Gehäuse 1 befestigt. Strahlen
mit einer besonderen Wellenlänge
können durch
das Bandpassfilter 13 hindurchgehen, das unter Verwendung
eines Klebstoffs an der zweiten Linse 12 befestigt ist.
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Das
abdichtende Glasfenster 14 ist an einer Position zwischen
dem optischen Filter 11 und der optischen Faser 10 an
dem Gehäuse 1 befestigt. Schmelzbares
Glas wird verwendet, um das abdichtende Glasfenster 14 so
zu befestigen, dass eine Luftdichtigkeit erreicht wird.
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Die
Anschlüsse 16 sind
außerhalb
des Gehäuses 1 auch
unter Verwendung des schmelzbaren Glases angeordnet, um eine Luftdichtigkeit
zu erzielen. In dem optischen Halbleitermodul nach 5 sind
das lichtemittierende Element 2, die Überwachungsfotodiode 4 und
das lichtempfangende Element 6 durch einen nicht gezeigten
Verbindungsmechanismus elektrisch mit den Anschlüssen 16 verbunden.
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In 5 ist
eine Abdeckung für
das Gehäuse 1 weggelassen.
Die Abdeckung ist an dem Gehäuse 1 durch
niederohmiges Schweißen
befestigt. Die Abdeckung, das Gehäuse 1 und das abdichtende
Glasfenster 14 dichten das Innere des Gehäuses 1 ab
und halten es in einem luftdichten Zustand.
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Die
optische Faser 10 hat eine schräg geschliffene Spitze und wird
durch den Faserhalter 15 gehalten.
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Im
Allgemeinen wird ein Paar von optischen Halbleitermodulen jeweils
für eine
Hauptstation und eine Unterstation in einem optischen Kommunikationssystem
verwendet. Wenn die Hauptstation eine Länge von 1,55 μm für die Kommunikation
zu der Substation verwendet, emittiert ein lichtemittierendes Element 2 in
dem Modul der Hauptstation Strahlen, deren Wellenlänge λ1 gleich
1,55 μm
ist. Wenn die Unterstation eine Wellenlänge von 1,3 μm verwendet,
um mit der Hauptstation zu kommunizieren, emittiert ein lichtemittierendes
Element 2 der Unterstation Strahlen mit der Wellenlänge λ1 von 1,3 μm. In der Unterstation
haben Strahlen, die über
eine optische Faser 10 eintreffen, eine Wellenlänge λ2 von 1,55 μm.
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In
der Hauptstation ist das optische Filter 11 erforderlich,
um die Strahlen durchzulassen, deren Wellenlänge λ1 gleich 1,55 μm ist, und
um die Strahlen zu reflektieren, deren Wellenlänge λ2 gleich 1,3 μm ist. Weiterhin
soll das Bandpassfilter 13 die Strahlen durchlassen, deren
Wellenlänge λ2 gleich
1,3 μm ist,
und die Strahlen reflektieren, deren Wellenlänge lamddal gleich 1,55 μm ist. andererseits
soll in der Unterstation das optische Filter 11 die Strahlen durchlassen,
deren Wellenlänge λ1 gleich
1,3 μm ist, und
die Strahlen reflektieren, deren Wellenlänge λ2 gleich 1,55 μm ist. Weiterhin
soll das Bandpassfilter 13 die Strahlen durchlassen, deren
Wellenlänge λ2 gleich
1,55 μm
ist, und die Strahlen reflektieren, deren Wellenlänge λ1 gleich
1,3 μm ist.
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Das
lichtempfangende Element 6 kann eine ternäre Fo todiode
sein, die für
die Strahlen der Wellenlängen
1,55 μm
und 1,3 μm
empfindlich ist. Daher sind die lichtempfangenden Elemente 6 sowohl
in der Hauptstation als auch in der Unterstation einander gleich.
In beiden Stationen sind die lichtemittierenden Elemente 2,
optischen Filter 11 und Bandpassfilter 13 kompatibel
mit den in den jeweiligen Stationen, zu denen sie gehören, zugeteilten
Wellenlängen.
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Im
Betrieb arbeitet das optische Halbleitermodul wie nachfolgend beschrieben
in der Hauptstation.
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Das
lichtemittierende Element 2 emittiert Strahlen mit der
Wellenlänge
von 1,55 μm,
die in der ersten Linse 8 konvergiert werden. Die konvergierten Strahlen
gehen dann durch das optische Filter 11 hindurch und werden
in die optische Faser 10 konvergiert. Danach wird ein Lichtsignal
zu dem optischen Halbleitermodul in der Unterstation übertragen.
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In
der Substation wird das Lichtsignal von der Hauptstation über die
optische Faser 10 von dem optischen Halbleitermodul empfangen.
Dieses Lichtsignal hat eine Wellenlänge von 1,55 μm. Das Lichtsignal
wird durch das optische Filter 11 reflektiert und auf die
zweite Linse 12 konvergiert, geht durch das Bandpassfilter 13 hindurch
und wird schließlich
in das lichtempfangende Element 6 eingegeben.
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Das
optische Filter 11 hat den Antireflexionsfilm auf der Glasplatte
und kann nicht alle Strahlen durchlassen, sondern reflektiert angenähert 1%
der Strahlen. Weiterhin kann das Filter aus dem mehrschichtigen
dielektrischen Film Strahlen mit zwei getrennten Wellenlängen nicht
vollständig
trennen, sondern lässt
angenähert
0,1% bis 1% der Strahlen als Störkomponen ten übrig. Mit
anderen Worten, schwache Strahlen, die von dem optischen Filter 11 reflektiert
werden, verbleiben als Streustrahlen.
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Die
Streustrahlen werden an einer Innenwand des Gehäuses 1 reflektiert.
Dann gehen reflektierte Strahlen durch das optische Filter 11 hindurch und
treffen auf die zweite Linse 12. Die meisten dieser Strahlen
werden durch das Bandpassfilter 13 reflektiert und treffen
nicht auf das lichtempfangende Element 6 auf. Jedoch werden
einige der verbleibenden Streustrahlen in das lichtempfangende Element 6 eingegeben,
wodurch sie Störungen
erzeugen.
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Weiterhin
werden einige der von dem lichtemittierenden Element 2 emittierten
Strahlen auf eine Endfläche
der optischen Faser 10 reflektiert, wodurch sie als Streustrahlen
dienen. Die Streustrahlen werden auch von dem Antireflexionsfilm
und dem Filter aus dem mehrschichtigen dielektrischen Film des optischen
Filters 11 reflektiert. Die reflektierten Streustrahlen
gehen durch die zweite Linse 12 und das Bandpassfilter 13 hindurch
und treffen auf das lichtempfangende Element 6. Die meisten
der Streustrahlen werden von dem Bandpassfilter 13 reflektiert,
während
einige der Streustrahlen durch das Bandpassfilter 13 hindurchgehen
und von dem lichtempfangenden Element 2 empfangen werden,
wodurch sie Störungen
erzeugen.
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In
einem Signalübertragungspfad
gibt es Streustrahlen, die durch einen mit der optischen Faser 10 verbundenen
optischen Verbinder oder dergleichen bewirkt werden. Diese Streustrahlen
erzeugen ebenfalls Störungen,
die ähnlich
den Streustrahlen sind, die auf der Endfläche der optischen Faser 10 vorhanden
sind.
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Um
das Nahnebensprechen zu verringern, sollten Pegel dieser Störungen um
15 dB bis 20 dB niedriger als ein Pegel des von dem lichtempfangenden
Element 6 erfassten Lichtsignals sein. Beispielsweise sollte,
wenn ein von dem lichtempfangenden Element 6 erfasstes
Lichtsignal einen Pegel von angenähert –30 dBm hat, der Störpegel insgesamt
bei weniger als –50
dBm gehalten werden. Daher wird das durch Reflexion oder dergleichen
in dem optischen Halbleitermodul bewirkte Nahnebensprechen auf –50 dBm
oder niedriger gesetzt.
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Das
lichtemittierende Element 2 emittiert Strahlen, die einen
Pegel von angenähert
7 dBm haben. Da die meisten der Strahlen durch die erste Linse 8 konvergiert
werden, sollten sie durch das optische Filter 11, das Bandpassfilter 13 usw.
um 57 dB oder mehr gedämpft
werden. Wenn das Nahnebensprechen, das durch Reflexion in dem Gehäuse 1 bewirkt
wird, gleich 57 dB oder weniger ist, ist erforderlich, dass das
optische Filter 11 ein ausgezeichneteres Leistungsvermögen hat.
Dies bedeutet eine Zunahme der Kosten für das optische Filter 11.
In gleicher Weise ist erforderlich, dass das Bandpassfilter 13 ein
verbessertes Leistungsvermögen
hat, wodurch die Anzahl von Bandpassfiltern 13 und deren Herstellungskosten
erhöht
werden.
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Herkömmlich sind
optische Halbleitermodule für
Probleme wie die vorbeschriebenen empfänglich. Um das Nahnebensprechen
zu verringern, ist ein hochwirksames optisches Filter 11 erforderlich.
Weiterhin ist es erforderlich, ein sehr effizientes Bandpassfilter 13 oder
eine große
Anzahl von Bandpassfiltern zu verwenden. Somit werden, je größer die
Anzahl von Bandpassfiltern oder je effizienter die Bandpassfilter
sind, desto kostenaufwendiger die optischen Halbleitermodu le.
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Die
US-A-5 408 559 offenbart ein optisches Halbleitermodul mit einem
Modulgehäuse,
einem lichtemittierenden Element an einem Ende des Modulgehäuses, einer
optischen Faser zum Übertragen von
Strahlen von dem lichtemittierenden Element zu einer externen Leitung,
die sich an dem anderen Ende des Modulgehäuses befindet, einem lichtempfangenden
Element zum Empfangen von eingegebenen Strahlen, die von der externen
Leitung über
die optische Faser eintreffen und eine Wellenlänge haben, die sich von der
Wellenlänge
der ausgegebenen, von dem lichtemittierenden Element emittierten Strahlen
unterscheidet. Das lichtempfangende Element befindet sich in dem
Modulgehäuse
an einer Stelle, an der die eingegebenen Strahlen die ausgegebenen
Strahlen schneiden. Weiterhin ist ein optisches Filter vorgesehen
zum Durchlassen der ausgegebenen Strahlen von dem lichtemittierenden
Element und zum Reflektieren der eingegebenen Strahlen. Ein lichtabsorbierender/reflektierender
Abschnitt absorbiert einige der ausgegebenen Strahlen, die nicht
durch das optische Filter hindurchgehen können, und reflektiert einige
der Strahlen, die nicht absorbiert wurden, in einer Richtung, die
verschieden von der der eingegebenen Strahlen ist. Der lichtabsorbierende/reflektierende
Abschnitt ist in dem Modulgehäuse
an einer Stelle gebildet, die in der Richtung der eingegebenen Strahlen
liegt und dem lichtempfangenden Element über das optische Filter gegenüberliegt.
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Die
EP-A-O 250 331 offenbart auch ein optisches Halbleitermodul mit
einem Modulgehäuse,
einem lichtemittierenden Element, einer optischen Faser, einem lichtempfangenden
Element, einem optischen Filter und einem lichtabsorbierenden Abschnitt zum
Absorbieren der Ausgangsstrahlen, die nicht durch das optische Filter
hindurchgehen können.
Der lichtabsorbierende Abschnitt ist in dem Gehäuse an einer Stelle gebildet,
die in der Richtung der Eingangsstrahlen und dem lichtempfangenden
Element über
das optische Filter gegenüberliegt.
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Weiterhin
zeigt die EP-A-O 197 841 eine ähnliche
Vorrichtung, die einen Hohlraum in dem Modulgehäuse an einer Position aufweist,
die in der Richtung der emittierten Strahlen liegt und dem lichtemittierenden
Element über
das optische Filter gegenüberliegt.
Der Boden des Hohlraums ist durch eine lichtabsorbierende Oberfläche gebildet.
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H.
NAUMANN: "Bauelemente
der Optik – Taschenbuch
der technischen Optik",
1992, CARL HANSER VERLAG, München,
zeigt in Bild 3.7.2 (Seite 77) mehrere Lichtfalhen, die aus einem
Hohlraum bestehen, der auf einer Seite durch eine ein Fenster enthaltende
Trennwand geschlossen ist. Die Trennwand blockiert einige der Strahlen,
die durch die Wand des Hohlraums reflektiert werden, gegen den Austritt
aus dem Hohlraum.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Absorption von Streustrahlen
so zu verbessern, dass verhindert wird, dass derartige Streustrahlen
das lichtempfangende Element erreichen. Daher kann das optische
Halbleitermodul das Nahnebensprechen herabsetzen. Um diese Aufgabe
zu lösen, weist
ein optisches Halbleiterelementmodul auf: ein Gehäuse; ein
in dem Gehäuse
vorgesehenes lichtemittierendes Element; einen Faserhalter, der
in dem Gehäuse
vorgesehen ist, zum Halten eines Endes einer optischen Faser in
einer Position auf der optischen Achse des lichtemittierenden Elements;
einen wellenlängenselektives
Filter, das auf der optischen Achse des lichtemittierenden Elements
zwischen dem lichtemittierenden Element und dem Ende der optischen
Faser vorgesehen ist und Funktionen zum Reflektieren des größten von über die
optische Faser empfangenen Licht und zum selektiven Durchlassen von
von dem lichtemittierenden Element emittierten Licht hat; ein lichtempfangendes
Element zum Empfangen von von dem Filter reflektiertem Licht, das
so in dem Gehäuse
vorgesehen ist, dass es Licht mit einer Richtung, die die optische
Achse des lichtemittierenden Elements an der Position des Filters
angenähert
senkrecht schneidet, empfängt;
einen Hohlraum, der innerhalb des Gehäuses an einer Position gegenüberliegend
dem lichtempfangenden Element über das
Filter vorgesehen ist; und einen ersten lichtabsorbierenden Bereich,
der innerhalb des Hohlraums vorgesehen ist; und es ist dadurch gekennzeichnet, dass
der
erste lichtabsorbierende Bereich konvex und konisch zu Filter ist
und eine Form eines Kegels oder einer vielseitigen Pyramide hat,
und dass ein zweiter lichtabsorbierender Bereich innerhalb des Hohlraums
vorgesehen ist, der zumindest teilweise den ersten lichtabsorbierenden
Bereich umgibt, wobei die innere Wand des zweiten lichtabsorbierenden
Bereichs einen hohlen Kegel oder eine vielseitige Pyramide bildet,
der/die an seiner/ihrer Spitze eine Öffnung für den Empfang von Streustrahlen
hat.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird im Einzelnen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben, in denen gleiche Zahlen entsprechende Teile in mehreren
Figuren bezeichnen.
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1 ist
ein Querschnitt eines optischen Halbleitermoduls gemäß einem
Ausführungsbeispiel, das
nicht durch die Erfindung gedeckt ist.
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2 ist
ein Querschnitt eines optischen Halbleitermoduls gemäß einem
Ausführungsbeispiel, das
nicht durch die Erfindung gedeckt ist.
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3 ist
ein Querschnitt eines optischen Halbleitermoduls gemäß einem
Ausführungsbeispiel, das
nicht durch die Erfindung gedeckt ist.
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4 ist
ein Querschnitt eines optischen Halbleitermoduls gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
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5 ist
ein Querschnitt eines optischen Halbleitermoduls nach dem Stand
der Technik.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Gemäß 1 enthält ein optisches
Halbleitermodul ein lichtemittierendes Element 20, ein
lichtempfangendes Element 60, ein optisches Filter 11, eine
zweite Linse 12, ein Bandpassfilter 13 und einen Faserhalter 15,
die sämtlich
in einem Modulgehäuse 1 (nachfolgend
als "Gehäuse 1" bezeichnet)
aufgenommen sind.
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In 1 ist
das lichtemittierende Element in einem rechten Teil des Gehäuses 1 angeordnet,
und es ist als ein Bauteil für
ein lichtemittierendes Element zusammengesetzt, das ein Halbleiter-Laserchip
(lichtemittierendes Element), einen Subträger, eine Überwachungsfotodiode (Überwachungsfotodiodenchip),
eine erste Linse und einen Linsenhalter aufnimmt. Dieses Bauteil
wirkt in gleicher Weise wie ein entsprechendes Teil in dem optischen
Halbleitermodul nach dem in 5 gezeigten
Stand der Technik. Das Bauteil enthält Anschlüsse 20A (Leiter),
die an seinem Äußeren angeordnet
sind.
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Ein
Halter 17 ist an dem Gehäuse 1 befestigt, um
das lichtempfangende Element 60 in diesem aufzunehmen.
Das lichtempfangende Element 60 ist auch als ein Bauteil
zusammengesetzt, das ein Halbleiter-Fotodiodenchip (lichtempfangendes
Element) und einen Subträger
aufnimmt. Anschlüsse 60A sind außerhalb
des Bauteils für
das lichtempfangende Element angeordnet.
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Die
zweite Linse 12 und das Bandpassfilter 13 sind
zusammen mit dem lichtempfangenden Element 60 an dem Halter 17 befestigt.
Der Faserhalter 15 ist in einem linken Teil des Gehäuses 1 befestigt.
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Das
Gehäuse 1 erstreckt
in Abwärtsrichtung derart,
dass es einen zylindrischen Hohlraum 1A enthält. Der
zylindrische Hohlraum 1A ist an einer Position vorhanden,
an der das lichtempfangende Element 60 dem Modulgehäuse 1 gegenüberliegt.
Eine Wand des Hohlraums 1A ist plattiert, um in diesen eingeführte Streustrahlen
zu absorbieren. Ein lichtabsorbierender/reflektierender Abschnitt 18 ist
in dem zylindrischen Hohlraum 1A vorhanden. Somit absorbiert
die Wand des Hohlraums 1A Strahlen, die von dem lichtabsorbierenden/reflektierenden
Abschnitt 18 in einer bestimmten Richtung reflektiert wurden.
Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Halter 17 für das lichtempfangende
Element an dem oberen Teil des Gehäuse 1 befestigt. Der
Halter 17 und der lichtabsorbierende/reflektierende Abschnitt 18 sind
in Positionen, die symmetrisch zueinander sind.
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Der
lichtabsorbierende/reflektierende Abschnitt 18 hat einen
trapezförmigen
Querschnitt und einen lichtreflektierenden Bereich derart, dass
er Streustrahlen in einer bestimmten Richtung reflektiert. Der lichtreflektierende
Bereich hat einen Winkel θ von
beispielsweise 30 Grad gegenüber
der optischen Achse der Eingangsstrahlen, um die Streustrahlen in
dem zylindrischen Hohlraum 1A aktiv zu dämpfen. Der
lichtabsorbierende/reflektierende Abschnitt 18 ist plattiert,
zumindest in seinem geneigten lichtreflektierenden Teil, um die
Streustrahlen zu absorbieren.
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Im
Betrieb arbeitet das optische Halbleitermodul in der Hauptstation
wie folgt. Von dem lichtemittierenden Element 20 emittierte
Strahlen gehen durch das optische Filter 11 hindurch und
erreichen die optische Faser 10. Das optische Filter 11 lässt nicht
alle Strahlen passieren, sondern reflektiert einige von diesen als
Streustrahlen. Die Streustrahlen von dem optischen Filter 11 gelangen
zu dem lichtabsorbierenden/reflektierenden Abschnitt 18 in
dem zylindrischen Hohlraum 1A. Der lichtabsorbierende/reflektierende
Abschnitt 18 hat den geneigten lichtreflektierenden Teil,
wie vorstehend beschrieben ist. Somit ist ein bestimmter Abstand
zwischen dem optischen Filter 11 und der Mitte des geneigten
lichtreflektierenden Teils sichergestellt, der ermöglicht, dass
der geneigte lichtreflektierende Teil eine große Fläche zum Absorbieren von Streustrahlen
hat. Mit anderen Wor ten, die Streustrahlen sind übermäßig gespreizt, während sie
den geneigten lichtreflektierenden Teil erreichen. Somit kann der
geneigte lichtreflektierende Teil mehr Streustrahlen absorbieren.
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Streustrahlen,
die nicht zuerst durch die Plattierung auf dem geneigten lichtreflektierenden
Teil absorbiert werden, werden von diesem reflektiert und gestreut,
wodurch sie die Wand des Hohlraums 1A erreichen. Die Wand
des Hohlraums 1A ist ähnlich dem
geneigten lichtreflektierenden Teil des lichtabsorbierenden/reflektierenden
Abschnitts 18 mit einer Plattierung beschichtet. Einige
der die Wand des Hohlraums 1A erreichenden Streustrahlen
werden durch die Plattierung absorbiert, während Streustrahlen, die nicht
absorbiert werden, wieder von der Wand des Hohlraums 1A reflektiert
werden. Diese Streustrahlen werden übermäßig gestreut, gelangen zu dem
geneigten lichtreflektierenden Teil des lichtabsorbierenden/reflektierenden
Abschnitts 18 und werden von diesem absorbiert. Mit anderen
Worten, die Streustrahlen werden wiederholt zwischen den geneigten
lichtreflektierenden Teil und der Wand des Hohlraums 1A reflektiert.
In gleicher Weise werden die Streustrahlen wiederholt absorbiert.
Je öfter Streustrahlen
wiederholt reflektiert werden, desto breiter werden sie gestreut
und desto stärker
werden sie gedämpft,
und desto breiter scheint die Plattierfläche zu sein. Somit können die
Streustrahlen mit einer Geschwindigkeit gedämpft werden, die das Zweifache
der gewöhnlichen
Geschwindigkeit ist.
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Streustrahlen,
die das lichtempfangende Element 60 erreichen, können erheblich
reduziert werden, wodurch dem optischen Halbleitermodul ermöglicht wird,
das Nahnebensprechen zu verringern.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
nach 2 enthält
das optische Halbleitermodul auch eine Trennwand 1B zwischen
dem Gehäuse 1 und
dem zylindrischen Hohlraum 1A, in welchem der lichtabsorbierende/reflektierende
Abschnitt 18 vorhanden ist.
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Dieses
optische Halbleitermodul enthält
das Bauteil 20 für
das lichtemittierende Element und das Bauteil 60 für das lichtempfangende
Element. Die Trennwand 1B hat ein kleines Fenster W, das
so ausgebildet ist, dass nur von dem optischen Filter 11 reflektierte
Streustrahlen hindurchgehen und darin gestreut werden. Das Fenster
W ist beispielsweise kreisförmig.
Die Trennwand 1B ist wirksam, um zu verhindern, dass Streustrahlen,
die von der Wand des Hohlraums 1A reflektiert werden, zu
dem Modulgehäuse 1 zurückkehren.
Die Wand des Hohlraums 1A ist mit einer Plattierung beschichtet,
die Streustrahlen absorbieren kann. Die Plattierung ist ähnlich der,
mit der der geneigte lichtreflektierende Teil des lichtabsorbierenden/reflektierenden
Abschnitts 8 beschichtet ist.
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Im
Betrieb arbeitet das optische Halbleitermodul in der Hauptstation
wie folgt. Von dem lichtemittierenden Element 20 emittierte
Strahlen gehen durch das optische Filter 11 hindurch und
erreichen die optische Faser 10. Da das optische Filter 11 nicht alle
Strahlen durchlässt,
werden einige von diesen als Streustrahlen von diesem reflektiert.
Diese Streustrahlen gehen durch das Fenster W der Trennwand 1B hindurch
und gelangen zu dem lichtabsorbierenden/reflektierenden Abschnitt 18 in
dem Hohlraum 1A. Von dem optischen Filter reflektierte
Streustrahlen werden gestreut, während
sie sich zu dem geneigten lichtreflektierenden Teil des lichtabsorbieren den/reflektierenden
Abschnitts 18 fortpflanzen. Die gestreuten Streustrahlen
erreichen eine große
Fläche
auf der geneigten Seite und werden durch den geneigten lichtreflektierenden
Teil absorbiert.
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Streustrahlen,
die nicht durch die Plattierung auf dem geneigten lichtreflektierenden
Teil absorbiert wurden, werden wiederholt zwischen den geneigten lichtreflektierenden
Teil und der Wand des Hohlraums 1A reflektiert. Somit werden
Streustrahlen durch die Plattierung auf der geneigten Seite und
die Wand des Hohlraums a! absorbiert.
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Weiterhin
werden Streustrahlen, die nicht durch den geneigten lichtreflektierenden
Teil und die Wand des Hohlraums 1A nach wiederholter Reflexion
absorbiert wurden und die Tendenz haben, in das Innere des Gehäuses 1 zurückzukehren,
durch die Plattierung auf der Trennwand 1B absorbiert.
Streustrahlen, die nicht durch die Trennwand 1B absorbiert
werden, werden in den Hohlraum 1A zurückgeleitet, in welchem sie
wieder wiederholt reflektiert werden. Somit werden Streustrahlen
beträchtlich
verringert, bevor sie das lichtempfangende Element 60 erreichen,
wodurch dem optischen Halbleitermodul ermöglicht wird, das Nahenebensprechen
herabzusetzen.
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Das
optische Halbleitermodul nach 3 unterscheidet
sich von dem optischen Halbleitermodul nach 1 nur dadurch,
dass der lichtabsorbierende/reflektierende Abschnitt 18 zwei
lichtreflektierende Teile enthält,
die einander gegenüberliegen. Ein
lichtreflektierender Teil absorbiert Streustrahlen, während der
andere lichtreflektierende Teil Streustrahlen reflektiert.
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Gemäß 3 enthält der lichtabsorbierende/reflektierende
Abschnitt 18 zwei lichtreflektierende Teile, d.h., einen
ersten lichtreflektierenden Teil 18A und einen zweiten
lichtreflektierenden Teil 18B. Der erste lichtreflektierende
Teil 18A entspricht den lichtreflektierenden Teilen bei
den Ausführungsbeispielen
nach 1 und 2. Daher hat der erste lichtreflektierende
Teil 18A einen Winkel θ von
beispielsweise 30 Grad gegenüber
der optischen Achse der Eingangsstrahlen und ist mit einer Plattierung
beschichtet, die Streustrahlen absorbieren kann.
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Der
zweite lichtreflektierende Teil 18B liegt dem ersten lichtreflektierenden
Teil 18A gegenüber, wobei
ein gegebener Abstand zwischen diesen gehalten wird. Der zweite
lichtreflektierende Teil 18B ist unter einem Winkel geneigt,
der größer als
der des ersten lichtreflektierenden Teil 18A ist, derart,
dass Streustrahlen in dem vorgenannten Raum wiederholt und umfassend
reflektiert werden können.
Beispielsweise hat der zweite lichtreflektierende Teil 18B einen
Winkel von 35 Grad gegenüber
der optischen Achse der Eingangsstrahlen und ist mit einer Plattierung
in der Weise beschichtet, dass Streustrahlen ähnlich wie bei dem ersten lichtreflektierenden
Teil 18A absorbiert werden.
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Im
Betrieb gehen von dem lichtreflektierenden Element 20 emittierte
Strahlen durch das optische Filter 11 hindurch und gelangen
zu der optischen Faser 10. Da das optische Filter 11 nicht
alle Strahlen durchlassen kann, sondern einige von diesen als Streustrahlen
reflektiert, erreichen die Streustrahlen den lichtabsorbierenden/reflektierenden
Abschnitt 18 in dem Hohlraum 1A. Die Streustrahlen werden
gestreut, wenn sie an dem ersten lichtreflektierenden 18A ankommen und
verteilen sich über eine
weite Fläche
des ersten lichtreflektierenden Teils 18A. Somit werden
die meisten der Streustrahlen durch den ersten lichtreflektierenden
Teil 18A umfassend absorbiert.
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Streustrahlen,
die nicht von dem ersten lichtreflektierenden Teil 18A absorbiert
werden, werden von diesem reflektiert und erreichen den zweiten lichtreflektierenden
Teil 18B. Einige der Streustrahlen werden von der Plattierung
auf dem zweiten lichtreflektierenden Teil 18B absorbiert,
während
die, die nicht absorbiert werden, von diesem zu dem ersten lichtreflektierenden
Teil 18A reflektiert werden. Streustrahlen werden wieder
von dem ersten lichtreflektierenden Teil 18A absorbiert.
Mit anderen Worten, die Streustrahlen werden wiederholt zwischen
dem ersten und dem zweiten lichtreflektierenden Teil 18A und 18B absorbiert
und reflektiert, wodurch sie verringert werden. Streustrahlen, die
nicht durch den lichtabsorbierenden/reflektierenden Abschnitt 18 absorbiert wurden,
pflanzen sich zu dem lichtempfangenden Element 60 hin fort.
Da der Hohlraum 1A an einem Ende in Verbindung mit dem
Gehäuse 1 ist
und an dem anderen Ende hiervon geschlossen ist, werden die verbliebenen
Streustrahlen durch das geschlossene Ende des Hohlraums 1A reflektiert
und haben die Tendenz, zum Gehäuse 1 zurückzukehren.
Diese Streustrahlen werden wiederholt durch den ersten und den zweiten
lichtreflektierenden Teil 18A und 18B absorbiert
und reflektiert, wodurch sie umfassend verringert werden. Ein Abstand
zwischen dem ersten und dem zweiten lichtreflektierenden Teil 18A und 18B ist
kürzer
als der zwischen dem ersten lichtreflektierenden Teil 18A und
dem optischen Filter 11. Dies erhöht die Anzahl der Male, die
die Streustrahlen in dem durch den ersten und zweiten lichtreflektierenden
Teil 18A und 18B de finierten Raum reflektiert
und durch diese lichtreflektierenden Teile 18A und 18B absorbiert
werden. Je häufiger
die Streustrahlen reflektiert und absorbiert werden, desto weiter
werden sie in dem vorgenannten Raum gestreut, was bedeutet, dass
die die Streustrahlen absorbierende Fläche (effektive Flächen des
ersten und des zweiten lichtreflektierenden Teils 18A und 18B,
die die Streustrahlen tatsächlich
absorbieren) vergrößert wird.
Daher wird die Menge der Streustrahlen, die das lichtempfangende
Element 60 erreichen, merkbar verringert, wodurch dem optischen
Halbleitermodul ermöglicht
wird, das Nahenebensprechen herabzusetzen.
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Bei
dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung
unterscheidet sich ein optisches Halbleitermodul von dem optischen
Halbleitermodul nach 2 dadurch, dass der lichtabsorbierende/reflektierende
Abschnitt 18 zwei lichtreflektierende Teile enthält, die
größer als
diejenigen bei dem Ausführungsbeispiel
nach 2 sind.
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Gemäß 4 weist
das optische Halbleitermodul das Bauteil 20 für das lichtemittierende
Element und das Bauteil 60 für das lichtempfangende Element
auf, die ähnlich
denen nach 3 sind. Der lichtabsorbierende/reflektierende
Abschnitt 18 ist in dem Hohlraum 1A vorhanden
und hat einen ersten und einen zweiten lichtreflektierenden Teil 18A und 18B.
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Insbesondere
hat der erste lichtreflektierende Teil 18A die Form eines
Kegels oder einer vielseitigen Pyramide, dessen/deren Punkt in der
Nähe des optischen
Filters 11 ist und der/die eine weite lichtreflektierende
und -absorbierende Fläche
hat. Der erste lichtreflektierende Teil 18A hat einen Winkel θ von bei spielsweise
30 Grad mit Bezug auf die optische Achse der Eingangsstrahlen. Somit
ist der Winkel θ gleich
der Hälfte
eines Öffnungswinkels
des Kegels oder der vielseitigen Pyramide. Der erste lichtreflektierende
Teil 18A ist mit einer Plattierung beschichtet, die Streustrahlen
absorbieren kann.
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Der
zweite lichtreflektierende Teil 18B ist so ausgebildet,
dass er den ersten lichtreflektierenden Teil 18A teilweise
umgibt, wobei ein Raum zwischen ihnen aufrechterhalten wird. Mit
anderen Worten, der zweite lichtreflektierende Teil 18B ist
durch eine Innenwand eines invertierten hohlen Kegels oder einer vielseitigen
Pyramide definiert, der/die an seiner/ihrer Spitze eine Öffnung für den Empfang
von Streustrahlen hat. Der zweite lichtreflektierende Teil 18B ist
unter einem Winkel geneigt, der geringfügig größer als der Neigungswinkel
des ersten lichtreflektierenden Teils 18A ist. Beispielsweise
beträgt
dieser Winkel 35 Grad. Der zweite lichtreflektierende Teil 18B ist
mit einer Plattierung beschichtet, die ähnlich der des ersten lichtreflektierenden
Teils 18A ist, um Streustrahlen zu absorbieren.
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Im
Betrieb gehen von dem lichtemittierenden Element 20 emittierte
Strahlen durch das optische Filter 11 hindurch und gelangen
zu der optischen Faser 10. Da das optische Filter 11 nicht
alle Strahlen durchlassen kann, sondern einige von ihnen als Streustrahlen
reflektiert, erreichen die Streustrahlen den lichtabsorbierenden/reflektierenden
Abschnitt 18 in dem Hohlraum 1A. Die Streustrahlen
werden gestreut, wenn sie auf den ersten lichtreflektierenden Teil 18A des
lichtabsorbierenden/reflektierenden Abschnitts 18 auftreffen,
und werden über
eine weite Fläche
des ersten lichtreflektierenden Teil 18A gestreut. Somit werden
die meisten Streustrahlen durch den ersten lichtreflektierenden
Teil 18A umfassend absorbiert.
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Streustrahlen,
die nicht von dem ersten lichtreflektierenden Teil 18A absorbiert
wurden, werden von diesem reflektiert, wodurch sie auf den zweiten lichtreflektierenden
Teil 18B auftreffen, der über den gesamten umgekehrten
Kegel oder die umgekehrte vielseitige Pyramide plattiert ist und
eine große
Fläche
hat. Streustrahlen, die nicht von dem zweiten lichtreflektierenden
Teil 18B absorbiert wurden, werden von diesem reflektiert,
und sie werden wieder von der ersten lichtreflektierenden Schicht 18A absorbiert.
Mit anderen Worten, die Streustrahlen werden wiederholt zwischen
dem ersten und dem zweiten lichtreflektierenden Bereich 18A und 18B absorbiert
und reflektiert, so dass wenige Streustrahlen übrig bleiben.
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Eine
erste Gruppe von Streustrahlen von dem optischen Filter 11 wird
durch den ersten lichtreflektierenden Teil 18A absorbiert
und reflektiert. Die Streustrahlen, die von dem ersten lichtreflektierenden
Teil 18A reflektiert werden, erreichen den Raum zwischen
dem ersten und dem zweiten lichtreflektierenden Teil 18A und 18B und
werden darin wiederholt absorbiert und reflektiert, wodurch sie
sich tief in den Raum bewegen. Noch verbliebene Streustrahlen werden
an dem Ende des Hohlraums 1A reflektiert und versuchen,
zu dem Modulgehäuse 1 zurückzukehren.
Diese Streustrahlen werden wiederholt von dem ersten und zweiten
lichtreflektierenden Teil 18A und 18B in dem Raum
zwischen diesen absorbiert und reflektiert. Daher werden im Wesentlichen
alle Streustrahlen reduziert. Weiterhin ist der Abstand zwischen
dem ersten und dem zweiten lichtreflektierenden Teil 18A und 18B kürzer als
der Abstand zwischen dem ersten reflektierenden Teil 18A und
dem optischen Filter 11. Daher ist es möglich, die Anzahl der Male
zu erhöhen,
die die Streustrahlen zwischen dem ersten und dem zweiten lichtreflektierenden
Teil 18A und 18B reflektiert werden. Mit anderen
Worten, je häufiger
die Streustrahlen in dem vorgenannten Raum reflektiert werden, desto
häufiger
können
die Streustrahlen darin absorbiert werden. Weiterhin werden, je
häufiger
die Streustrahlen reflektiert werden, desto weiter die Streustrahlen
gestreut. Dies bedeutet, dass die Streustrahlen über eine weitere Fläche absorbiert
werden können.
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Es
ist möglich,
die Streustrahlen, die das lichtempfangende Element 60 erreichen,
merkbar zu reduzieren, so dass das Nahenebensprechen in dem optischen
Halbleitermodul herabgesetzt werden kann.