JP2001501378A - 双方向光データ伝送のためのオプトエレクトロニックモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、双方向光データ伝送のためのオプトエレクトロニックモジュールに関するものであって、ビームスプリッタ装置として成形体（１４）が設けられており、該成形体（１４）は、実質的に送信ビーム（７）と受信ビーム（１３）に対して透過性の材料から成っており、前記成形体（１４）にはビームスプリッタ層（１０）が埋め込まれている。送信要素（２）と受信要素（３）とビーム集束手段（８）は有利には直接前記成形体（１４）に結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】 双方向光データ伝送のための オプトエレクトロニックモジュール 本発明は、双方向光データ伝送のためのオプトエレクトロニックモジュールで あって、 ビーム送信のための送信要素と、 ビーム受信のための受信要素と、 ビームスプリッタ層を備えたビームスプリッタ装置と、 ビームの集束のためのビーム集束手段とが、オプトエレクトロニックモジュー ルの作動中に送信要素から送信されたビームの少なくとも一部がオプトエレクト ロニックモジュールに光学的に接続される光学装置に入力結合され該光学装置か ら出力結合される受信ビームの少なくとも一部が受信要素に入力結合されるよう に、構成されて相互配置されているオプトエレクトロニックモジュールに関する 。 この種のモジュールは、例えばヨーロッパ特許出願EP 664 585明細書から公知 である。ここでは双方向の光情報伝送と信号伝送のための送受信モジュールが開 示されている。この公知のモジュールは、２つの支持部材の間の共通の支持体上 にレーザーチップが配設されており、この場合レーザーチップの共振面に隣接す る側面にミラー層が設けられ、共振面に対して４５度の角度で傾斜している。レ ーザーチップから共通の支持体表面に対して並列に送信されるビームは、この側 面から９０°の角度で、支持体上に固定されている光学レンズ系の方向に偏向さ れ、この光学レンズ系を用いて光導波路にて入力結合される。この光導波路から 出力結合されたビームは、ミラー層と支持部材並びに共通の支持体材料に対して 少なくとも部分的に透過し、共通の支持体下方に配置されているホトダイオード によって受信される。レーザーチップ、ホトダイオード、共通の支持体及び支持 部材からなるこの装置は、窓を備えた気密性の金属ケーシング内に組み込まれる 。 このように構成されたオプトエレクトロニックモジュールの個々の構成部材の 組み付けは、非常に手間がかかる。それらは非常に多くの方法ステップを必要と し、個々の構成部材の相互間の調整も複雑である。その他にもミラー層では大き な反射損失が生じる。 本発明の課題は、冒頭に述べたようなオプトエレクトロニックモジュールにお いて、できるだけ少ない組み付けコストで個々の構成要素相互間の調整も可及的 に簡単となり反射損失も僅かとなるように改善を行うことである。 この課題は請求項１の特徴部分に記載された本発明によるオプトエレクトロニ ックモジュールによって解 決される。本発明の別の有利な実施例及び改善例は従属請求項に記載されている 。さらに本発明によるオプトエレクトロニックモジュールの複数の同時製造方法 は請求項１２に記載されている。 本発明によれば、冒頭に述べたような形式のオプトエレクトロニックモジュー ルにおいて、ビームスプリッタ装置として、実質的に送信ビームと受信ビームに 対して透過性の材料から成る成形体が設けられ、その中にビームスプリッタ層が 埋め込まれている。この本発明による成形体としてのビームスプリッタ装置の構 成によれば、その側面が、冒頭に述べたようなオプトエレクトロニックモジュー ルの前述した全ての構成要素の基準面及び調整面として利用することができる利 点が得られる。 この成形体は少なくとも１つの第１側面と、第２側面と、第３側面を有してお り、この場合第１側面と第２側面は相互に傾斜され、特に相互に垂直関係にある 。第３側面は第２側面又は第１側面に対して傾斜され、特にそれぞれ９０°の角 度をなしている。第１及び第３側面ないしは第２及び第３側面は相互に対向して いる成形体側面であり、例えば相互に並列におかれている。送信要素の送信要素 ビーム出射面は、ビームスプリッタ装置の第１側面に向いており、受信要素の受 信要素ビーム入射面は第２側面に向いており、ビーム集束手段のビーム入出射面 は第３側面に向いている。 ビームスプリッタ層は、送信ビームのビーム軸線も受信ビームのビーム軸線も横 切るように配設されている。 送信要素ビーム出射面とは、送信要素で形成されたビームの大半がそこから出 射される送信要素側面のことである。同様に受信要素ビーム入射面とは、受信要 素によって受信されるべきビームを入力結合する、受信要素の側面である。ビー ム集束手段のビーム入出射面とは、送信要素から送信されたビームがビーム集束 手段に入射する際、並びに光学装置から受信されるビームがビーム集束手段から 出射される際に通るビーム集束手段側面である。 送信要素ビーム出射面は第ｌ側面に結合され、受信要素ビーム入射面は第２側 面に結合され、ビーム集束手段のビーム入出射面は第３側面に結合される。この 結合手段として、例えば透明樹脂などのビーム透過性媒体が用いられる。これは 場合によって存在する個々の面の間の空隙を埋める。特に有利には、送信要素ビ ーム出射面が第１側面に対して物理的コンタクトを有する。すなわち送信要素ビ ーム出射面と第１側面との間の間隔が有利には送信ビーム波長の１/１０以下で ある。理想的には、送信要素ビーム出射面が第１側面上におかれる。同じ様なこ とは受信要素ビーム入射面とビーム集束手段のビーム入出射面にも当てはまる。 このように構成された本発明によるオプトエレクトロ ニックモジュールは有利には非常に僅かな内部反射損失しかもたない。 本発明によるオプトエレクトロニックモジュールの特に有利な点は、所要スペ ースが非常に僅かで済むことである。 本発明の別の有利な実施例によれば、ビームスプリッタ装置が少なくとも２つ の結合された光学的プリズムから形成され、前記２つの光学的プリズムの間にビ ームスプリッタ層が配設される。これにより有利にはビームスプリッタ装置に対 して簡単で低コストな大量生産の可能な製造手法が実現される。 別の有利な実施例によれば、前記ビームスプリッタ装置が直方体形状を有して おり、前記ビームスプリッタ層は該直方体の対角線上の断面内に存在し、前記ビ ームスプリッタ層に対して垂直方向に存在する前記直方体の断面は矩形状、例え ば正方形を有している。このようないわゆるプリズムキューブは有利には特に容 易に大量生産が可能である。 本発明のさらに別の有利な実施例によれば、ビーム集束手段は支持部材を有し ており、該支持部材はビーム透過性結合手段を用いて前記成形体と結合されてお り、前記支持部材は実質的に送信ビームと受信ビームに対して透過性の材料から なっており、前記送信要素とビーム集束手段は前記支持部材の対向する側に配設 されている。これにより有利には、特にオプトエレク トロニックモジュールの構成寸法が著しく低減され、当該オプトエレクトロニッ クモジュール内のビーム損失がさらに低減される。この実施形態のさらに別の有 利な実施形態では、支持部材がビーム集束手段と共に一体的に構成される。 本発明によるオプトエレクトロニックモジュールの別の有利な実施形態によれ ば、オプトエレクトロニックモジュールがモニタダイオードを有しており、この モニタダイオードは、成形体の第４側面に向いたモニタダイオードビーム入射面 を有している。この場合のモニタダイオードビーム入射面も、次のようなモニタ ダイオード側面を指す。すなわちモニタダイオードによって検出すべきビームが 入射されてくる側面を指す。成形体の第１側面と第４側面は、次のように配設さ れる。すなわちオプトエレクトロニックモジュールの作動中にビームスプリッタ 層を貫通して出射されるビームの少なくとも一部が当該モニタダイオードビーム 入射面に入射するように配設される。それらは例えば成形体の対向している側面 を表し、相互に特に並列に置かれる。この場合は、例えば第２及び第３側面も相 互に対向している成形体側面で、それらも相互に並列におかれている。有利には モニタダイオードも支持部材に固定され、場合によっては存在するモニタダイオ ードビーム入射面と成形体第４側面との間の空隙が透過性の材料によって充填さ れる。 本発明によるオプトエレクトロニックモジュールの別の有利な実施例によれば 、前記成形体は、直方体形状を有しており、前記ビームスプリッタ層は該直方体 の対角線上の断面内に存在し、前記ビームスプリッタ層に対して垂直方向に存在 する前記直方体断面は矩形状、例えば正方形であり、前記第２及び第３側面は相 互に対向している成形体側面であり、それによってビーム集束手段と受信要素は 相互に対向している成形体側面に配設され、さらに、送信ビームのビーム軸線と 、受信ビームのビーム軸線は、９０°の角度をなしており、前記ビームスプリッ タ層は、送信ビームの少なくとも大半が反射され該反射ビームのビーム軸線が受 信ビームのビーム軸線に対して並列に延在しかつ受信ビームの少なくとも一部が 透過されこれが受信要素ビーム入射面に入射するように構成されて配設されてい る。 本発明によるオプトエレクトロニックモジュールのさらに別の実施例によれば 、前記成形体は、直方体形状を有しており、前記ビームスプリッタ層は該直方体 の対角線上の断面内に存在し、前記ビームスプリッタ層に対して垂直方向に存在 する前記直方体断面は矩形状、例えば正方形であり、前記第１及び第３側面は相 互に対向している成形体側面であり、それによってビーム集束手段と送信要素は 相互に対向している成形体側面に配設され、送信ビームのビーム軸線と、受信ビ ームのビーム軸線は、実質的に並列に延在しており、前記ビームスプリッタ層は 、送信ビーム中の前記光学装置内へ入射結合される部分は透過的に、そして受信 ビームの大半は反射されて受信要素の方へ偏向されるように構成されて配設され ている。 別の有利な実施例によれば、前記受信要素と、前記成形体の第２側面との間に 遮断フィルタが配設されており、該遮断フィルタは送信ビームの波長に対して十 分に不透過である。それにより特にクロストーク、すなわち送信要素から受信要 素への信号の直接の伝送が避けられる。 さらに本発明によれば、少なくとも２つのオプトエレクトロニックモジュール を同時に製造するための有効利用的な方法であって、前記ビーム集束手段はそれ ぞれ１つの支持部材を有しており、該支持部材上にビームスプリッタ装置と送信 要素が固定されており、この場合支持部材は実質的に送信ビームと受信ビームに 対して透過性の材料からなっており、送信要素とビーム集束手段が相互に対向し ている支持部材側に配設されているものにおいて、以下の方法ステップ、すなわ ち、 ａ）送信ビームと受信ビームに対して透過的な材料からなるディスクを製造し、 ｂ）前記ディスクの主表面上に少なくとも２つのビーム集束手段を形成するか被 着させ、この場合該２つの ビーム集束手段）の間にはそれぞれ介在空間が在し、 ｃ）少なくとも１つのプリズムバーを被着させ、該プリズムバーにおいてその長 手中心軸線に沿って、その対角線上の平面に存在するビームスプリッタ層を、該 ビームスプリッタ層が前記ディスク上で前記ビーム集束手段上に存在するように 埋め込み、 ｄ）送信要素の送信要素ビーム出射面がそれぞれ前記プリズムバーの第１側面に 向き、そして各送信要素に固有のビーム集束手段が対応付けられるように、前記 ディスク上に少なくとも２つの送信要素を被着させ、 ｅ）各受信要素に固有のビーム集束手段が対応付けられるように、前記プリズム バー上に少なくとも２つの受信要素を被着させ、 ｆ）前記ディスクと場合によっては前記プリズムバーをそれぞれ２つのビーム集 束手段の間の介在空間にて分離させ、それによって、相互に分離された機能ユニ ットを生じさせ、それらの各々が支持部材、ビームスプリッタ装置、送信要素、 受信要素、ビーム集束手段を有するステップを有する。 次に本発明を図面に基づき特に３つの実施例を用いて説明する。この場合、 図１は本発明によるオプトエレクトロニックモジュールの第１実施例を概略的に 示した断面図である。 図２は本発明によるオプトエレクトロニックモジュールの第２実施例を概略的に 示した断面図である。 図３は本発明によるオプトエレクトロニックモジュールの第２実施例を概略的に 示した断面図である。 図４は、図１による複数のオプトエレクトロニックモジュールの同時製造のため の方法ステップを説明するための概略図である。なお前記図面において同じ構成 部材には同じ番号が付されている。 実施例 図１に示されている本発明によるオプトエレクトロニックモジュールでは、支 持部材１の第１主表面３０には切欠き３１が設けられており、支持部材１の第２ 主表面３２にはビームの集束のためのビーム集束手段８（ここでは球状集束レン ズ）が設けられている。この切欠き３１の底面４９にはビーム透過性の結合手段 ２９、例えば透明接着剤を用いてビームスプリッタ装置４としてプリズムキュー ブ１４が固定されている。このプリズムキューブ１４は、２つの結合された光学 プリズム１５，１６から成っており、それらの間にはビームスプリッタ層１０が 設けられている。このビームスプリッタ層１０は、プリズムキューブ１４の対角 線上の平面におかれている。もちろんこの実施例は最終的にプリズムキューブ１ ４を用いたものに限定されるものではない。このプリズムキューブの代わりに例 えばビームスプリッタ層１０に対して直角方向の断面が正方形又は矩形状のプリ ズム直方体が用いられてもよい。 支持部材１の第１主表面３０には、プリズムキューブ１４の第１側面５に隣接 して送信要素２、例えばファブリーペローレーザー又はＤＦＢレーザーなどが次 のように固定されている。すなわち送信要素２の送信要素ビーム出射面１１がプ リズムキューブ１４の第１側面５に対して並列に存在するように固定されている 。この送信要素２と支持部材１の間の結合手段３３として例えばろうづけや接着 剤が用いられる。図２、図４に示されているように、選択的に支持部材１の第１ 主表面に構造化された金属化層４２が被着される。これは送信要素２の電気的端 子で接続され、送信要素２の電気的外部端子として用いられる。この送信要素２ は、それに対して直接電気的端子と共に金属化層４２に載置され、例えばろうづ けによって導電的に接続される。 送信要素ビーム出射面１１は選択的にプリズムキューブの第１側面５に直接載 置するか又はそれに対して間隔をあけて配設してもよい。間隔をあける場合には ビーム出射面１１とプリズムキューブ１４の第１側面５との間に介在空間が図１ に示されているように生じ、これはビーム透過性の結合媒体２４によって充填さ れる。それに対する屈折率は空気によって高められる。それにより、反射損失は 空気と半導体材料ないしプリズムキューブ材料の著しく異なる屈折率によって低 減され得る。理想的には送信要素ビーム出射面１１が 第１側面５に対して物理的コンタクトを有する。 第１側面５に対して垂直に、そして支持部材１の第１主表面３０に対して並列 に存在するプリズムキューブ１４の第２側面６には、ビーム透過性結合手段２５ を用いて受信要素３，例えばホトダイオードが固定されている。この受信要素３ の受信要素ビーム入射面１２は第２側面６に向いている。理想的にはこの受信要 素ビーム入射面１２も第２側面６に対して物理的コンタクトを有している。プリ ズムキューブ１４は次のように配設される。すなわちビームスプリッタ層１０が 、送信要素２と受信要素３の間に配置される表面内に存在するように配設される 。この表面は支持部材１の第１主表面と４５°の角度をなす。 送信要素２に対向するプリズム１４側面では、支持部材１の切欠き３１内に結 合手段３４（例えばろう付け、接着剤）を用いてモニタダイオード２１が固定さ れている。このモニタダイオード２１は実質的に、送信要素２から送信されたビ ーム７の波長の検査に用いられる。それに対してビームスプリッタ層１０は、送 信されたビーム７の一部を透過するように構成される。 モニタダイオード２１は次のように配設される。すなわちモニタダイオードビ ーム入射面２３が第１側面に対向しているプリズムキューブ１４の第４側面２２ に向くように配設される。プリズムキューブ１４の第 ４側面２２とモニタダイオード入射面２３の間の介在空間は、透過性結合媒体２ ６、例えば透明なエポキシ樹脂などによって充填される。それによりモニタダイ オード２１への経路上でのビームの反射損失は低減される。 モニタダイオード入射面２３に対向するモニタダイオード２１側面は、次のよ うに斜めにカットされている。すなわちモニタダイオード２１に入射するビーム の少なくとも一部が、ビームを検出するモニタダイオード２１ｐｎ接合部４５の 方向へ反射されるようにカットされている。この側面は、ｐｎ接合部４５の次に 存在するモニタダイオード側面４６と、９０°よりも小さい角度をなしている。 付加的に例えば反射増加層がこれに設けられていてもよい。 前記送信要素２、受信要素３、プリズムキューブ１４、ビーム集束手段８は、 次のように構成され相互配置される。すなわちオプトエレクトロニックモジュー ルの作動中に、送信要素２から送信されたビーム７の少なくとも一部がビーム集 束手段８を通過した後で、送信ビーム７の拡張方向でみて当該ビーム集束手段８ の後方に配置されている光学装置９内へ入力結合され、該光学装置９から出力結 合され受信されるビーム１３がビーム集束手段８とプリズムキューブ１４の通過 後に受信要素３内へ入力結合されるように、構成され相互配置される。 それに対してプリズムキューブ１４は、送信ビーム７と受信ビーム１３に対し て透過性の材料から形成される（例えば石英、ほうけい酸ガラス、サファイア、 半導体材料など）。ビームスプリッタ層１０は次のように構成される。すなわち 送信ビーム７の大半が反射され、受信ビーム１３が可及的に透過するように構成 される。この種のビームスプリッタ層１０は例えば３ｄＢ分波器、ＷＤＭ（波長 分割多重化）フィルタなどであり、これらは光通信技術において既に公知のもの なのでここでの詳細な説明は省く。また選択的にプリズムキューブ１４の側面５ ，６，１７，２２に非反射層４８（図中の波線）が被着されてもよい。 送信ビーム７のビーム軸線１９と受信ビーム１３のビーム軸線２０は、この実 施例では相互に垂直な位置にある。 ここにおいて説明をわかりやすくするために、送信ビーム７と受信ビーム１３ は有利には種々の波長λを有しているものとする。このことは本発明による全て のオプトエレクトロニックモジュールに当てはまる。 光学装置９は、例えば図１に示されているように、光導波路、レンズ装置、又 はさらなる別の光電モジュールである。 ビーム集束手段８も含めた支持部材１は、送信ビーム７も受信ビーム１３も透 過させる材料から成っている。これに対しては例えば、ガラス、樹脂、サファイ ア、ダイヤモンド、送信ビーム及び受信ビームを透過する半導体材料などが適し ている。４００ｎｍよりも大きい波長λに対しては対しては例えばＳｉＣ、５５ ０ｎｍよりも大きい波長λに対してはＧａＰ、９００ｎｍよりも大きい波長λに 対してはＧａＰｓ、１１００ｎｍよりも大きい波長λに対しては珪素が適用可能 である。 ビーム集束手段８は例えば球状又は非球状の表面を備えた集束レンズであって もよい。これはエッチング処理又は研磨処理によって形成される。同じようにビ ーム集束手段８として回折光学素子、ホログラフィック光学素子、またはフレネ ルレンズが適用されても良い。これらもエッチング処理、研磨又は研削処理によ って形成される。切欠き３１は例えばエッチング又は研削処理によって形成され る。 この切欠き３１は、選択的に、第２の別個に形成された成形部材を用いて実現 されてもよい（これは支持部材１に相互に間隔をあけて固定される）。またビー ム集束手段８も選択的に前述のように別個に形成し支持部材１に例えばビーム透 過性のろう付け又は接着剤を用いて固定されてもよい。支持部材１が例えばシリ コンから成り、ビーム集束手段８がガラスから成っているならば、これらの２つ の構成要素は陽極ボンディングを用いて結合されてもよい。 必要に応じてオプトエレクトロニックモジュールの 能動素子、すなわち送信要素２、受信要素３、モニタダイオード２１を周辺環境 の影響から保護するために、これらの３つの構成要素とプリズムキューブ１４か らなる総体的な機能性ユニットを（図３に示されているように）実質的にプラス チック又は他の鋳込み材料からなる鋳造被覆３５（例えばエポキシ樹脂等の適切 な樹脂）と共に鋳込み成形してもよい。同様に本発明によるオプトエレクトロニ ックモジュールは、光学的窓を備えた気密性の金属ケーシングを有していてもよ い。 図２に示されている本発明によるオプトエレクトロニックモジュールの実施例 は、図１による実施例と次の点でのみ異なっている。すなわちビーム集束手段８ が送信要素２に対向するプリズムキューブ１４側面に配置され、ビームスプリッ タ層１０が送信ビーム７の大半と受信ビーム１３の大半を反射するように構成さ れている点でのみ異なっている。送信ビーム７のビーム軸線１９と受信ビーム１ ３のビーム軸線２０は相互に並列に延在し、特に重なって存在している。受信ビ ーム１３のビームスプリッタ層１０にて反射された分のビーム軸線４３は、受信 ビーム１３のビーム軸線１９に対して垂直方向に延在する。 送信要素２、プリズムキューブ１４、ビーム集束手段８は、例えば接着剤かろ う付けを用いて共通の支持要素３６上に固定されている。この要素は例えば実質 的にシリコンからなっている。この支持要素３６は、段部４０を有しており、こ の段部４０は第１組付け面３７とこれに並列に存在する第２組付け面３８を相互 に分離している。 プリズムキューブ１４は、第１組付け面３７と、隣接するこれらの組付け面３ ７，３８に対して垂直方向に延在する段部４０の段差面４１に固定されている。 これに対して用いられる結合部材２９は必ずしもビーム透過性でなくてもよい。 第１組付け面３７にはさらに結合手段２８を用いてビーム集束手段８が固定され ている。これは次のように行われている。すなわちそのビーム入出射面１８がプ リズムキューブ１４の第３側面１７に対して並列に存在しこれに対向するように 行われている。この実施例ではビーム集束手段８とプリズムキューブ１４の間に 空隙が存在し、この空隙は透過性の結合媒体２６，例えばプラスチックによって 充填される。同様にビーム集束手段８はプリズムキューブ１４に対して物理的コ ンタクトを有するように、例えばこれに直接当接するようにしてもよい。 第２組付け面３８には、送信要素２が次のように固定されている。すなわちそ のビーム出射面１１がプリズムキューブ１４の方向に向きその第１側面５に当接 するように固定されている。送信要素２とプリズムキューブ１４の間にはもちろ ん図１の実施例のように空隙が存在していてもよい。この空隙は反射低減のため に透過性の結合媒体１４，例えば樹脂などで充填されるか、又は物理的なコンタ クトを有する。 第２組付け面３８には金属化層４２が被着される。この金属化層４２は、送信 要素２の電気的コンタクトによって導電的に結合される。それに対しては例えば 送信要素２と金属化層４２が次のように構成される。すなわち送信要素２の電気 的コンタクトと金属化層４２が上下間で例えば金属性のろう付けか導電性の接着 剤を用いて相互に結合されるように構成される。金属化層４２は同時に送信要素 ２の外部電気端子としても用いられる。これは例えばボンディングワイヤを用い てリードフレームに接続される。同様に送信要素２の電気的コンタクトもボンデ ィングワイヤを用いて金属化層４２に接続してもよいしあるいは直接リードフレ ームに接続してもよい。同じようなことは図１の実施例にも当てはまる。この場 合は支持部材１上に相応の金属化層４２が設けられてもよい。 さらに図２の実施例では、プリズムキューブ１４に配設されている受信要素３ とプリズムキューブ１４との間に遮断フィルタ２７が配設されている。この遮断 フィルタ２７は、送信ビーム７の波長に対して十分不透過である。それにより当 該オプトエレクトロニックモジュールのクロスオーバーによる減衰が低減され得 る。ここでいう“クロスオーバー”とは、送信要素２から送信された信号が直接 受信要素３に伝送されるこ とを意味するものである。遮断フィルタ２７は選択的に受信要素ビーム入射面１ ２か又はプリズムキューブ１４の第２側面６に被着されてもよい。さらに、選択 的な理由から必要とされる場合に、受信要素ビーム入射面１２とプリズムキュー ブ１４との間に集束レンズが配設されてもよい。 送信要素２としてはレーザーダイオードが用いられる。それによりこの能動側 が上方に（アップサイドアップ）あるいは能動領域が下方に（アップサイドダウ ン）すなわち支持要素３６の方向に組付けられる。アップサイドダウンの場合に は、レーザーダイオード基板の厚さをビームスプリッタ層１０の位置に非常に正 確に整合させなければならない。このことは組付けコストと調整コストの上昇に つながる。それに対してアップサイドアップの場合にはレーザーダイオードのエ ピタキシャル層の厚さと場合によって存在する支持要素３６上の電気的接続用金 属化層４２の厚さのみが考慮されるだけでよい。この場合の製造許容偏差は容易 にミクロン領域かそれ以下に留めることが可能である。それにより調整も著しく 簡単になる。同じようなことはもちろん前述した図１による実施例にも当てはま る。 この実施例の場合もモニタダイオード２１を設けることができる。それにより これは図３による実施例のように、プリズムキューブ１４から見て送信要素２の 後方で第２組付け面３８に配設される。送信要素２中で形成されたビームの一部 は、もちろん後方に向けて出力結合されなければならない。このことは送信要素 ２としてレーザーダイオードが適用されている場合にレーザーパラメータの悪化 につながる。なぜなら後方の共振ミラーも部分透過的に構成されなければならな いからである。この欠点は図１による実施例は有していない。ここでは、送信要 素２として用いられているレーザーダイオードの後方ミラーが高い反射性で構成 されてもよい。 図３による実施例では（この実施例は図１による実施例と、モニタダイオード ２１がプリズムキューブ１４から見て送信要素２後方に存在している点で異なっ ている）、支持部材１がその上に固定されている個々の部材と共に結合手段（ろ う付け、接着剤）を用いて支持プレート３４に次のように固定されている。すな わち支持部材１の第２主表面３２が支持プレート３４に向くように固定されてい る。 この支持プレート３４は、例えばＣｕリードフレームの組付けプレートであり 、ビーム集束手段８の配設される孔部６２を有している。この支持プレート３４ の支持部材１とは反対の側には光学装置９として光導波路を備えた光導波路接続 装置４１が配設されている。これは例えば溶接、ろう付け、接着剤などによって 支持プレート３４に固定されている。光導波路はこの 場合孔部６２にビーム集束手段８から送信されたビーム７が実質的にこの光導波 路の終端面へ集束されるように配設される。 オプトエレクトロニックモジュールの能動的構成要素、例えば送信要素２、受 信要素３、モニタダイオード２１を周辺環境の影響から保護するために、これら の３つの構成要素とプリズムキューブ１４の全てを含んだ機能性ユニットが鋳込 み被覆部３５（これは例えば実質的にエポキシ樹脂かその他の適切なプラスチッ クからなる）と共に鋳込み成形される。このようなオプトエレクトロニックモジ ュールは、固有の光導波路を用いた光情報伝送のための双方向送受信モジュール の非常に簡単な実施形態を表すものである。もちろん機械的応答性と熱的応答性 を高めるために、選択的に鋳込み被覆部３５に対して光学的窓を設けてもよい。 前記鋳込み被覆部３５と支持プレート３４からなるケーシングは有利には、適 切な成形手法を用いて、鋳込み被覆によって（部分的に）囲繞されている電気的 端子ピンを簡単な形式でＳＭＤ構成要素として構成してもよい。それにより本発 明によるオプトエレクトロニックモジュールの非常に簡単な標準的表面実装がプ リント基板上で可能となる。このケーシング内には、さらに必要に応じて付加的 な電子的構成素子、例えばフォトダイオード、レーザードライバの増幅器などが 含まれていてもよい。 もちろん同じようなことは前述した図１及び図２による実施例にも当てはまり 、この場合も各機能性ユニットが支持プレート上に固定され鋳込み被覆部３５が 設けられる。 図１による本発明のオプトエレクトロニックモジュールの多数のものを同時に 製造するための方法ステップを概略的に表している図４では、ディスク５０の第 １主表面３０上に、相互に間隔をおいて延在している矩形状の溝５４が多数設け られている。この図４に示されているディスク５０の断面部は、４つの機能性ユ ニットを有している。この場合２つの前方側部分が断面に示されている。ディス ク５０の第１主表面５１に対向している第２主表面６１が相応に所定のパターン で複数のビーム集束手段８が形成されている。この場合これらはエッチング処理 又は研削処理によって形成された球状又は非球状のレンズである。これらのビー ム集束手段８は、直列に配置されており、これらは溝５４に対して並列に延在し これに対して垂直に対向配置されている。ディスク５０は、送信ビーム７と受信 ビーム１３に対して透過性の材料からなっている。それについては前述の図１に よる実施例が参照される。 各溝５４には第１溝側面５５に隣接して、正方形の断面形状を有するプリズム バー５２が固定されている。この場合前記第１溝側面５５は、このプリズムバー ５２の第１側面５に対する調整面として用いられる。 各プリズムバー５２は、ビームスプリッタ層１０を有しており、これはプリズム バー５２の長手中心軸線に対して並列な対角線上の断面に存在している。このビ ームスプリッタ層１０とディスク５０の第１主表面５１との間の角度αはそれに よって４５°である。 前記プリズムバー５２は例えばガラスからなり、ディスク５０はα−シリコン 又はその逆のものからなる。それに対してはディスク５０上のプリズムバー５２ の固定に対して前述した結合手段の代わりに、陽極性ボンディングによる結合手 段２９が用いられてもよい。この技法のもとでは結合すべき面が上下におかれ、 例えば約４５０°の加熱によるか又はガラスとシリコンの間で約−１０００Ｖの 電圧が印加される。この結合技法は、ディスク５０がガラスか他の材料からなり プリズムバー５２に対する結合箇所にα−シリコン層を有している場合に可能で ある。この場合はガラス層とα−シリコン層のみを上下におく必要がある。 ディスク５０の第１主表面５１には第１側面５に隣接して多数の送信要素２が 次のように固定されている。すなわちこの送信要素２の電気的コンタクトがディ スク５０の第１主表面５１上に被着された金属化層４２の上に存在しこれと導電 的に接続されるように固定される。その際各第１側面５は送信要素２に対する調 整面として利用される。それによって送信要素２はそれぞれにビーム集束手段８ が対応付けされるように配 設される。 レーザーダイオード式送信要素のｐ形コンタクトとｎ形コンタクトの確実な分 離を保証するために、ないしはＭＣＲＷレーザーを用いた場合のステーの損傷を 避けるために、送信要素２の組付け前に、金属化層４２の間にそれぞれ分離溝が 例えばエッチング処理によって形成される。 プリズムバー５２の第２側面６にはそれぞれ電気的コンタクト５６を備えた多 数の受信要素３が固定されている。これらもビーム集束手段８にそれぞれ対応付 けされるように配設されている。 それに類似して第１側面５に対向する第４側面２２にそれぞれ隣接するように 、溝５４内には電気的コンタクト５６を備えた多数のモニタダイオード２１が固 定されている。 前記送信要素２としてレーザーダイオードが用いられている場合には、これが 金属化導体路５７を用いて（図４中の破線）ディスク５０の第１主表面上で直列 に接続される。それによりレーザーダイオードのいわゆるバーンインに対して、 個々のレーザーダイオード列５８の両端に配置される２つの外方コンタクト面４ ２のみがそれぞれコンタクトされるだけでよい。これにより、同じレーザーダイ オード列５８に対応付けされたレーザーダイオードのバーンインは、非常に簡単 な形式で同時に実施することが可能となる。その上さ らに個々の送信要素２と受信要素３も対応する金属化層４２，５６のコンタクト とディスク複合結合における適切なウエハへの接続（溝）によって光電的パラメ ータの方向で測定可能である。同じことはモニタダイオード２１に対しても当て はまる。 この方法ステップの後では、ディスク５０とプリズムバー５２が第１分離ライ ン５９（これは個々の送信要素２間で溝５４に対して垂直に延在する）に沿って 分離され、さらにディスク５０が第２分離ライン６０（これはそれぞれ２つの溝 ５４の間を延在している）に沿って分離される。そのように形成されたそれぞれ １つの送信要素２と、受信要素３と、モニタダイオード２１と、プリズム直方体 １４と、支持部材１を備えたビーム集束手段８とを有している個々の装置は引き 続き、所望の適用領域に応じて後続処理される（例えばリードフレームへの固定 や鋳込み被覆部３５の設置など）。 前述してきた方法は、もちろん僅かな変更のもとで図２や図３によるその他の 実施例に対しても適用可能なものである。その他にも実装過程における大量生産 による低コスト化も可能であるし、オプトエレクトロニックモジュールの溝（デ ィスク結合）における全ての重要な作動パラメータの検査も１００％可能である 。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 双方向光データ伝送のためのオプトエレクトロニックモジュールであって 、 ビーム送信のための送信要素（２）と、 ビーム受信のための受信要素（３）と、 ビームスプリッタ層（１０）を備えたビームスプリッタ装置（４）と、 ビームの集束のためのビーム集束手段（８）とが、オプトエレクトロニックモ ジュールの作動中に送信要素（２）から送信されたビーム（７）の少なくとも一 部がオプトエレクトロニックモジュールに光学的に接続される光学装置（９）に 入力結合され該光学装置（９）から出力結合される受信ビーム（１３）の少なく とも一部が受信要素（３）に入力結合されるように、構成されて相互配置されて いる形式のものにおいて、 前記ビームスプリッタ装置（４）として成形体（１４）が設けられており、該 成形体（１４）は、実質的に送信ビーム（７）と受信ビーム（１３）に対して透 過性の材料から成っており、前記成形体（１４）にはビームスプリッタ層（１０ ）が埋め込まれており、 前記成形体（１４）は、少なくとも１つの第１側面（５）と、第２側面（６） と、第３側面（１７）を有しており、 前記第１側面（５）と前記第２側面（６）は相互に 傾斜しており、 前記第３側面（１７）と前記第２側面（６）、又は前記第３側面（１７）と前 記第１側面（５）は、相互に傾斜しており、 前記第１側面（５）と前記第３側面（１７）、ないしは前記第２側面（６）と 前記第３側面（１７）は、対向している成形体（１４）側面であり、 前記送信要素（２）の送信要素ビーム出射面（１１）は、前記第１側面（５） に向いており、 前記受信要素（３）の受信要素ビーム入射面（１２）は、前記第２側面（６） に向いており、 前記ビーム集束手段（８）のビーム入出射面（１８）は、前記第３側面（１７ ）に向いており、 前記ビームスプリッタ層（１０）は、送信ビーム（７）のビーム軸線（１９） と受信ビーム（１３）のビーム軸線（２０）を横切るように配設されており、 前記送信要素（２）の送信要素ビーム出射面（１１）は前記第１側面（５）に 結合され、前記受信要素（３）の受信要素ビーム入射面（１２）は前記第２側面 （６）に結合され、前記ビーム集束手段（８）のビーム入出射面（１８）は前記 第３側面（１７）に結合されるように構成されていることを特徴とする、オプト エレクトロニックモジュール。 2. 前記成形体（１４）は少なくとも２つの結合された光学的プリズム（１５ ，１６）から形成され、前 記２つの光学的プリズム（１５，１６）の間に前記ビームスプリッタ層（１０） が配設されている、請求項１記載のオプトエレクトロニックモジュール。 3. 前記成形体（１４）は、直方体形状を有しており、前記ビームスプリッタ 層（１０）は該直方体の対角線上の断面内に存在し、前記ビームスプリッタ層（ １０）に対して垂直方向に存在する前記直方体断面は矩形状、例えば正方形であ る、請求項１又は２記載のオプトエレクトロニックモジュール。 4. 前記第１側面（５）と前記第２側面（６）は、相互に垂直な関係にあり、 前記第３側面（１７）と前記第２側面（６）又は前記第３側面（１７）と前記第 １側面（５）は相互に垂直な関係にあり、前記第１側面（５）と前記第３側面（ １７）ないし前記第２側面（６）と前記第３側面（１７）は、前記成形体（１４ ）の相互に並列に対向している側面である、請求項１〜３いずれか１項記載のオ プトエレクトロニックモジュール。 5. 前記ビーム集束手段（８）は支持部材（１）を有しており、該支持部材（ １）はビーム透過性結合手段（２９）を用いて前記成形体（１４）と結合されて おり、前記支持部材（１）は実質的に送信ビーム（７）と受信ビーム（１３）に 対して透過性の材料からなっており、前記送信要素（２）と前記光学装置（９） は前記支持部材（１）の種々の側に配設されている、 請求項１〜４いずれか１項記載のオプトエレクトロニックモジュール。 6. 前記送信要素（２）も前記支持部材（１）上に固定されている、請求項５ 記載のオプトエレクトロニックモジュール。 7. 前記支持部材（１）は、前記ビーム集束手段（８）と共に一体的に構成さ れている、請求項５又は６記載のオプトエレクトロニックモジュール。 8. モニタダイオード（２１）が設けられており、該モニタダイオード（２１ ）は、前記成形体（１４）の第４側面（２２）に向いたモニタダイオードビーム 入射面（２３）を有しており、前記ビームスプリッタ層（１０）は、送信ビーム （７）の第１部分が当該モニタダイオードビーム入射面（２３）に入射するよう に、送信ビーム（７）に対して部分透過的に構成されている、請求項１〜７いず れか１項記載のオプトエレクトロニックモジュール。 9. 送信ビーム（７）のビーム軸線（１９）と、受信ビーム（１３）のビーム 軸線（２０）は、実質的に並列に延在しており、前記ビームスプリッタ層（１０ ）は、送信ビーム（７）中の前記光学装置（９）内へ入射結合される部分は透過 的に、そして受信ビーム（１３）の大半は反射されて受信要素（３）の方へ偏向 されるように構成されて配設されており、前記ビーム集束手段（８）と送信要素 （２）は前記成形体（１４ ）の相対向する側に配設されている、請求項１〜８いずれか１項記載のオプトエ レクトロニックモジュール。 10. 送信ビーム（７）のビーム軸線（１９）と、受信ビーム（１３）のビー ム軸線（２０）は、９０°の角度をなしており、前記ビームスプリッタ層（１０ ）は、送信ビーム（７）の少なくとも大半が反射され該反射ビームのビーム軸線 が受信ビーム（１３）のビーム軸線（２０）に対して並列に延在しかつ受信ビー ム（１３）の少なくとも一部が透過されこれが受信要素ビーム入射面（１２）に 入射するように構成されて配設されている、請求項１〜８いずれか１項記載のオ プトエレクトロニックモジュール。 11. 前記受信要素（３）と、前記成形体（１４）の第２側面（６）との間に 遮断フィルタ（２７）が配設されており、該遮断フィルタ（２７）は送信ビーム （７）の波長に対して十分に不透過である、請求項１〜１０いずれか１項記載の オプトエレクトロニックモジュール。 12. 前記請求項５〜７によるオプトエレクトロニックモジュールのうちの少 なくとも２つのオプトエレクトロニックモジュールか、又は請求項５によるオプ トエレクトロニックモジュールと請求項８〜１１によるオプトエレクトロニック モジュールのうちの１つを同時に製造するための方法において、 ａ）送信ビーム（７）と受信ビーム（１３）に対して透過的な材料からなるディ スク（５０）を製造し、 ｂ）前記ディスク（５０）の主表面（６１）上に少なくとも２つのビーム集束手 段（８）を形成するか被着させ、この場合該２つのビーム集束手段（８）の間に はそれぞれ介在空間が在し、 ｃ）少なくとも１つのプリズムバー（５２）を被着させ、該プリズムバーにおい てその長手中心軸線に沿って、その対角線上の平面に存在するビームスプリッタ 層（１０）を、該ビームスプリッタ層（１０）が前記ディスク（５０）上で前記 ビーム集束手段（８）上に存在するように埋め込み、 ｄ）送信要素（２）の送信要素ビーム出射面（１１）がそれぞれ前記プリズムバ ー（５２）の第１側面（５）に向き、そして各送信要素（２）に固有のビーム集 束手段（８）が対応付けられるように、前記ディスク（５０）上に少なくとも２ つの送信要素（２）を被着させ、 ｅ）各受信要素（３）に固有のビーム集束手段（８）が対応付けられるように、 前記プリズムバー（５２）上に少なくとも２つの受信要素（３）を被着させ、 ｆ）前記ディスク（５０）と場合によっては前記プリズムバー（５２）をそれぞ れ２つのビーム集束手段（８）の間の介在空間にて分離させ、それによって、相 互に分離された機能ユニットを生じさせ、それらの各 々が支持部材（１）、ビームスプリッタ装置（４）、送信要素（２）、受信要素 （３）、ビーム集束手段（８）を有するようにすることを特徴とする、方法。