JP2003519823A - 光学的カップリングシステム - Google Patents
光学的カップリングシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、ファイバー光波導体（１１）を、ビームスプリッタ方式で作用する層（１０）を挿入して、基板（１）に配置されている２つの光電子的部材（２，３）とカップリングするための光学的カップリングシステムに関するものである。第１光電子的部材（２）の光の入射面もしくは光の射出面（１６）は、基板（１）に対して垂直に設置されている。本発明の目的は、カップリングシステムを、双方向の送信または受信モジュール、あるいは一方向の送信または受信モジュールとして構成することである。このため、第２光電子的部材（３）の光の入射面もしくは光の射出面（１７）は、基板（１）に対して平行に設置されており、ビームスプリッタ方式で作用する層（１０）は、第２光電子的部材（３）上に、基板（１）に対して約４５°の角度に配置されている面（７；２１；１０７）上に形成されている。
Description
本発明は、光導体の光電子的部材への接続分野における、光導体が、ビームス
プリッタ方式で作用する層を挿入して、共通の基板（Traegerplatte）の平行な
表面領域上に配置されている２つの光電子的部材と、光学的にカップリングされ
ている配置のデザインを構成する際に用いられる。このようなカップリング構造
は、１つの光導体を介して、波長の異なる２つの送信信号あるいは受信信号を一
方向に、もしくは１つの送信および受信信号を双方向に伝送することができるよ
うにするために必要とされる。
プリッタ方式で作用する層を挿入して、共通の基板（Traegerplatte）の平行な
表面領域上に配置されている２つの光電子的部材と、光学的にカップリングされ
ている配置のデザインを構成する際に用いられる。このようなカップリング構造
は、１つの光導体を介して、波長の異なる２つの送信信号あるいは受信信号を一
方向に、もしくは１つの送信および受信信号を双方向に伝送することができるよ
うにするために必要とされる。
【０００１】
本発明の範囲内では、光電子的部材を送信器または受信器とする。送信器とし
て構成されている光電子的部材は、電気的操作によって、電気的な信号を光信号
の形状で発信される光学的な信号に変換する。受信器として構成されている光電
子的部材は、光学的信号が入力されると、これらの信号を出力側で電圧をタップ
で下げることが可能な（abgleichbare）対応する電気的信号に変換する。さらに
、光導体は、空間的に制限されて導入される光学的な信号を転送するための何ら
かの装置、特に、予め組み立てられた光波導体およびいわゆるウエーブガイドと
して理解されている。ビームスプリッタ方式で作用する層は、幾何学的または物
理的に、放射光束の分割に作用する全ての層構造、特に、金属性または誘電性の
鏡面として理解されている。
て構成されている光電子的部材は、電気的操作によって、電気的な信号を光信号
の形状で発信される光学的な信号に変換する。受信器として構成されている光電
子的部材は、光学的信号が入力されると、これらの信号を出力側で電圧をタップ
で下げることが可能な（abgleichbare）対応する電気的信号に変換する。さらに
、光導体は、空間的に制限されて導入される光学的な信号を転送するための何ら
かの装置、特に、予め組み立てられた光波導体およびいわゆるウエーブガイドと
して理解されている。ビームスプリッタ方式で作用する層は、幾何学的または物
理的に、放射光束の分割に作用する全ての層構造、特に、金属性または誘電性の
鏡面として理解されている。
【０００２】
双方向の送信および受信モジュールとして構成されている周知の光学的なカッ
プリング構造では、送信器（レーザダイオード）として構成されている光電子的
部材の光の射出面が、基板に対して垂直に延びている。一方、他の受信器（フォ
トダイオード）として構成されている光電子的部材の光の入射面は、基板に対し
て約５５°の角度に配置されている。この角度は、この結晶体の場合、２つの結
晶面が、約５５°の角度である（einschliessen）ということに起因している。
ビームスプリッタ方式で作用する層は、フォトダイオード上に形成されている。
レーザダイオードから送信された光束は、ビームスプリッタ方式で作用する層に
おいて部分的に反射される。反射された光束は、レンズによって方向転換された
後、基板に対して垂直に走り、光導体に発射される。光導体から基板に対して垂
直に走るもう１つの光束は、ビームスプリッタ方式で作用する層を通過して、部
分的に伝送された後、約３５°の入射角度でフォトダイオードの光の入射面に入
射するように、レンズによって方向転換される。この光学的なカップリング構造
を、送信器（ＤＥ４４１１３８０Ａ１）を受信器（フォトダイオード）と交換す
ることにより、一方向の送信モジュールとして使用することは不可能であった。
プリング構造では、送信器（レーザダイオード）として構成されている光電子的
部材の光の射出面が、基板に対して垂直に延びている。一方、他の受信器（フォ
トダイオード）として構成されている光電子的部材の光の入射面は、基板に対し
て約５５°の角度に配置されている。この角度は、この結晶体の場合、２つの結
晶面が、約５５°の角度である（einschliessen）ということに起因している。
ビームスプリッタ方式で作用する層は、フォトダイオード上に形成されている。
レーザダイオードから送信された光束は、ビームスプリッタ方式で作用する層に
おいて部分的に反射される。反射された光束は、レンズによって方向転換された
後、基板に対して垂直に走り、光導体に発射される。光導体から基板に対して垂
直に走るもう１つの光束は、ビームスプリッタ方式で作用する層を通過して、部
分的に伝送された後、約３５°の入射角度でフォトダイオードの光の入射面に入
射するように、レンズによって方向転換される。この光学的なカップリング構造
を、送信器（ＤＥ４４１１３８０Ａ１）を受信器（フォトダイオード）と交換す
ることにより、一方向の送信モジュールとして使用することは不可能であった。
【０００３】
本発明の目的は、請求項１の前提構成の特徴を有する光学的なカップリング構
造から始まり（ＤＥ４４１１３８０Ａ１）、両方の光電子的部材を、受信器とし
ても送信器としても構成できるように、光学的なカップリング構造を構成するこ
とである。
造から始まり（ＤＥ４４１１３８０Ａ１）、両方の光電子的部材を、受信器とし
ても送信器としても構成できるように、光学的なカップリング構造を構成するこ
とである。
【０００４】
本発明によると、この目的は、第２光電子的部材の光の入射面または光の射出
面が、基板に対して平行に延びており、ビームスプリッタ方式で作用する層が、
この第２の光電子的部材上に、基板に対して約４５°の角度に設置されている面
に形成されていることにより達成される。
面が、基板に対して平行に延びており、ビームスプリッタ方式で作用する層が、
この第２の光電子的部材上に、基板に対して約４５°の角度に設置されている面
に形成されていることにより達成される。
【０００５】
光電子的部材の光の入射面もしくは光の射出面は、基板に対して垂直もしくは
平行に延びているので、従来の送信器もしくは受信器を、特別な補助部材を追加
することなく、基板上に直接配置することが可能である。この結果、プレーナ型
の構造が簡易化され、光電子的部材が、大変短い配線を介して、基板上に配置さ
れている電気的端子に接着されることが可能である。これらの大変短い接続によ
り、高い伝送率を実現することができる。光電子的部材は、基板（Substrat）上
に成長する層配列と一体化することも可能である。
平行に延びているので、従来の送信器もしくは受信器を、特別な補助部材を追加
することなく、基板上に直接配置することが可能である。この結果、プレーナ型
の構造が簡易化され、光電子的部材が、大変短い配線を介して、基板上に配置さ
れている電気的端子に接着されることが可能である。これらの大変短い接続によ
り、高い伝送率を実現することができる。光電子的部材は、基板（Substrat）上
に成長する層配列と一体化することも可能である。
【０００６】
基板に対して約４５°の角度に設置されている、ビームスプリッタ方式で作用
する層は、基板の方向に垂直に入射（auftreffen）する光束を、基板に対して平
行に延びる第１光束と基板に対して垂直に延びる第２光束とに分割する。
する層は、基板の方向に垂直に入射（auftreffen）する光束を、基板に対して平
行に延びる第１光束と基板に対して垂直に延びる第２光束とに分割する。
【０００７】
逆方向には、第１と第２の光束が、基板から垂直に離れて延びる光束に統一さ
れる。それゆえ、光学的なカップリングデバイスを、双方向の送信および受信モ
ジュール、もしくは一方向の送信および受信モジュールとして構成することが可
能である。このように、受信器として使用される光電子的部材は、光が垂直に入
射するため、小さな光の入射面を備えることができる。
れる。それゆえ、光学的なカップリングデバイスを、双方向の送信および受信モ
ジュール、もしくは一方向の送信および受信モジュールとして構成することが可
能である。このように、受信器として使用される光電子的部材は、光が垂直に入
射するため、小さな光の入射面を備えることができる。
【０００８】
光学的なカップリング構造の整合の容易さに関しては、光学的に透明な材料か
ら構成されており、少なくとも１つの更なる面を備えている形成体の表面に、形
成体を２つの光電子的部材の光の入射面もしくは光の射出面に固定することによ
り、ビームスプリッタ方式で作用する層を構成することが有効である。形成体は
、例えば、プリズムまたは分割立方体（Teilerwuerfel）でもよい。あるいは、
これに対して、ビームスプリッタ方式で作用する層は、基板に対して平行に延び
る光導体のカップリング端面に構成されていることも可能である。
ら構成されており、少なくとも１つの更なる面を備えている形成体の表面に、形
成体を２つの光電子的部材の光の入射面もしくは光の射出面に固定することによ
り、ビームスプリッタ方式で作用する層を構成することが有効である。形成体は
、例えば、プリズムまたは分割立方体（Teilerwuerfel）でもよい。あるいは、
これに対して、ビームスプリッタ方式で作用する層は、基板に対して平行に延び
る光導体のカップリング端面に構成されていることも可能である。
【０００９】
異なる波長のビームを送信または受信する光電子的部材の使用に関しては、ビ
ームスプリッタ方式で作用する層が、波長選択的反射層として構成されている場
合に有利である。
ームスプリッタ方式で作用する層が、波長選択的反射層として構成されている場
合に有利である。
【００１０】
本発明の複数の実施例を、図面の図１から図５に示す。
【００１１】
図１と図２とは、ビームスプリッタ方式で作用する層が、プリズム面に形成さ
れている光学的なカップリング構造の断面図を示す。図３は、ビームスプリッタ
方式で作用する層が、分割立方体に構成されているカップリング構造の断面図を
示す。図４は、ビームスプリッタ方式で作用する層が、光導体のカップリング端
面に構成されているカップリング構造の断面図を示す。図５は、アレイの形体で
配置されている光電子的部材と、プリズムアレイと、カップリング部材に固定さ
れた複数の光導体片とを有するカップリング構造の透視図を示す。
れている光学的なカップリング構造の断面図を示す。図３は、ビームスプリッタ
方式で作用する層が、分割立方体に構成されているカップリング構造の断面図を
示す。図４は、ビームスプリッタ方式で作用する層が、光導体のカップリング端
面に構成されているカップリング構造の断面図を示す。図５は、アレイの形体で
配置されている光電子的部材と、プリズムアレイと、カップリング部材に固定さ
れた複数の光導体片とを有するカップリング構造の透視図を示す。
【００１２】
図１および図２に基づく光学的なカップリング構造の実施形態は、基板１を備
えており、その上には、第１および第２光電子的部材２，３が、並んで配置され
ている。このとき、第１光電子的部材２は、第２光電子的部材３よりも高く構成
されている。第２光電子的部材３の上方には、プリズム４として構成されている
形成体が配置されている。形成体は、光学的に透明な材料から構成され、断面形
状は、直角二等辺三角形である。プリズム４は、第２光学的部材３の上に、直角
三角形の直角を挟む面５を備えており、直角三角形の斜辺の面７は、第１光電子
的部材２に対向している。直角三角形の直角を挟む面５，６と対向しているプリ
ズムの辺は、第１および第２切断面８，９が、直角三角形の直角を挟む面５，６
に対してそれぞれ平行に延びているように切断されている。直角三角形の斜辺の
面７は、ビームスプリッタ方式で作用する層１０を備えており、この層は、蒸着
されており、波長を選択的に反射するように作用することが好ましい。カップリ
ング部材１２に固定されており、基板１に対して平行に延びている光導体１１は
、約４５°の傾斜カット面として構成されたカップリング端面１３を、その端に
備えている。この傾斜カット面によって、光導体は、片持ち梁のように、ビーム
スプリッタ方式で作用する層１０の上に張り出している。光導体１１の被覆は、
基板１の方向における光導体の端で露出されている。
えており、その上には、第１および第２光電子的部材２，３が、並んで配置され
ている。このとき、第１光電子的部材２は、第２光電子的部材３よりも高く構成
されている。第２光電子的部材３の上方には、プリズム４として構成されている
形成体が配置されている。形成体は、光学的に透明な材料から構成され、断面形
状は、直角二等辺三角形である。プリズム４は、第２光学的部材３の上に、直角
三角形の直角を挟む面５を備えており、直角三角形の斜辺の面７は、第１光電子
的部材２に対向している。直角三角形の直角を挟む面５，６と対向しているプリ
ズムの辺は、第１および第２切断面８，９が、直角三角形の直角を挟む面５，６
に対してそれぞれ平行に延びているように切断されている。直角三角形の斜辺の
面７は、ビームスプリッタ方式で作用する層１０を備えており、この層は、蒸着
されており、波長を選択的に反射するように作用することが好ましい。カップリ
ング部材１２に固定されており、基板１に対して平行に延びている光導体１１は
、約４５°の傾斜カット面として構成されたカップリング端面１３を、その端に
備えている。この傾斜カット面によって、光導体は、片持ち梁のように、ビーム
スプリッタ方式で作用する層１０の上に張り出している。光導体１１の被覆は、
基板１の方向における光導体の端で露出されている。
【００１３】
図１に基づく光学的なカップリング構造は、波長多重送信システム（Wellenla
engenmultiplex）を有する一方向送信モジュールとして構成されている。この場
合、第１光電子的部材２は、例えば、１３００ｎｍの波長λ１を有する第１光束
１４を発光する辺発光送信器（kantenemittierender Sender）として構成されて
いる。第２光電子的部材３は、例えば、８５０ｎｍの波長λ２を有する光束１５
を発光する垂直発光送信器として構成されている。プリズム４は、第１光電子的
部材２の第２断面９と第２光学的部材３の直角三角形の直角を挟む面５とに密着
されており、例えば、粘着剤によって固定されている。辺発光送信器２の光の射
出面１６は、基板１に対して垂直に延び、プリズム４の直角三角形の斜辺の面７
に向き合って位置している。これにより、第１光束１４の光学軸は、基板１に対
して平行に延び、約４５°の入射角で波長を選択的に反射するように作用する層
１０に入射し、この層において、光導体１１のカップリング端面１３の方向に反
射される。垂直発光送信器３の光の射出面１７は、基板１に対して平行に延びて
いる。その結果、第２光束１５は、プリズム４を透過して、基板１に対して垂直
に延び、第１光束１４の光学軸と、波長を選択的に反射するように作用する層１
０上で交差し、波長λ２のための透明な層に通り抜ける。両方の光束１４，１５
の光学軸は、波長を選択的に反射するように作用する層１０上で交差するので、
両方は、光導体１１のカップリング端面１３に入射する。波長λ１である第１光
束１４のための波長を選択的に反射するように作用する層１０の反射性、もしく
は波長λ２である第２光束１５のためのこの層の伝送性は、例えば、誘電性の層
の連続によって調節することが可能である。簡易なプレーナ型の構造によって、
光電子的部材２，３は、とても短い配線１８を介して、基板１上に配置された電
気的導体配線と接着されている。このことから、高い伝送性を達成することが可
能である。続いて、基板１とカップリング部材１２とは、共通の搭載面１９上に
並んで整合され、固定される。
engenmultiplex）を有する一方向送信モジュールとして構成されている。この場
合、第１光電子的部材２は、例えば、１３００ｎｍの波長λ１を有する第１光束
１４を発光する辺発光送信器（kantenemittierender Sender）として構成されて
いる。第２光電子的部材３は、例えば、８５０ｎｍの波長λ２を有する光束１５
を発光する垂直発光送信器として構成されている。プリズム４は、第１光電子的
部材２の第２断面９と第２光学的部材３の直角三角形の直角を挟む面５とに密着
されており、例えば、粘着剤によって固定されている。辺発光送信器２の光の射
出面１６は、基板１に対して垂直に延び、プリズム４の直角三角形の斜辺の面７
に向き合って位置している。これにより、第１光束１４の光学軸は、基板１に対
して平行に延び、約４５°の入射角で波長を選択的に反射するように作用する層
１０に入射し、この層において、光導体１１のカップリング端面１３の方向に反
射される。垂直発光送信器３の光の射出面１７は、基板１に対して平行に延びて
いる。その結果、第２光束１５は、プリズム４を透過して、基板１に対して垂直
に延び、第１光束１４の光学軸と、波長を選択的に反射するように作用する層１
０上で交差し、波長λ２のための透明な層に通り抜ける。両方の光束１４，１５
の光学軸は、波長を選択的に反射するように作用する層１０上で交差するので、
両方は、光導体１１のカップリング端面１３に入射する。波長λ１である第１光
束１４のための波長を選択的に反射するように作用する層１０の反射性、もしく
は波長λ２である第２光束１５のためのこの層の伝送性は、例えば、誘電性の層
の連続によって調節することが可能である。簡易なプレーナ型の構造によって、
光電子的部材２，３は、とても短い配線１８を介して、基板１上に配置された電
気的導体配線と接着されている。このことから、高い伝送性を達成することが可
能である。続いて、基板１とカップリング部材１２とは、共通の搭載面１９上に
並んで整合され、固定される。
【００１４】
図２に基づく光学的なカップリング構造は、双方向送信および受信モジュール
として構成されている。この場合、図１に基づく構造のように、第１光電子的部
材２は、波長λ１である第１光束１４を発光する辺発光送信器として構成されて
いる。第２光学的部材３は、波長λ２である第２光束１５のための受信器として
構成されており、その光の入射面１７は、基板１に対して平行に延びている。約
４５°の傾斜カット面として構成されている光導体１１のカップリング端面１３
を介して、光導体１１からの第２光束１５が、基板１に対して垂直にカップリン
グされる。第２光束１５は、波長選択方式で反射するように作用する層１０を通
過して、プリズム４を横切って、受信器の光の入射面１７に垂直に入射する。
として構成されている。この場合、図１に基づく構造のように、第１光電子的部
材２は、波長λ１である第１光束１４を発光する辺発光送信器として構成されて
いる。第２光学的部材３は、波長λ２である第２光束１５のための受信器として
構成されており、その光の入射面１７は、基板１に対して平行に延びている。約
４５°の傾斜カット面として構成されている光導体１１のカップリング端面１３
を介して、光導体１１からの第２光束１５が、基板１に対して垂直にカップリン
グされる。第２光束１５は、波長選択方式で反射するように作用する層１０を通
過して、プリズム４を横切って、受信器の光の入射面１７に垂直に入射する。
【００１５】
図３によると、波長選択方式で反射するように作用する層１０は、基板２０に
対して約４５°に傾斜した面２１上の、ビームスプリッタキューブ２０として構
成されている形成体の中に配置されている。ビームスプリッタキューブ２０は、
光学的に透明な材料から構成されており、一つの側面２２とともに、第２光電子
的部材３に配置されている。第１光束１４の焦点をあわせるため、ビームスプリ
ッタキューブ２０は、反対側の、第１光電子的部材２に対向している側２３に、
凸レンズ２４を備えている。ビームスプリッタキューブ２０は、両方の光電子的
部材２，３に、例えば、粘着剤よって固定されていてもよい。
対して約４５°に傾斜した面２１上の、ビームスプリッタキューブ２０として構
成されている形成体の中に配置されている。ビームスプリッタキューブ２０は、
光学的に透明な材料から構成されており、一つの側面２２とともに、第２光電子
的部材３に配置されている。第１光束１４の焦点をあわせるため、ビームスプリ
ッタキューブ２０は、反対側の、第１光電子的部材２に対向している側２３に、
凸レンズ２４を備えている。ビームスプリッタキューブ２０は、両方の光電子的
部材２，３に、例えば、粘着剤よって固定されていてもよい。
【００１６】
図４によると、ビームスプリッタ方式で作用する層１０は、光導体１１のカッ
プリング端面１３に直接構成されている。光導体の縦軸は、より高く構成された
第１の光電子的部材２の光の入射面のレベルで延びている。このとき、光導体１
１のカップリング端面１３は、一方では、第１光電子的部材２の光の入射面もし
くは光の射出面１６と対向しており、他方では、より低く構成された第２光電子
的部材３の光の入射面もしくは光の射出面１７から、片持ち梁のように突出して
いる。波長選択方式で反射するように作用する層１０が備えられているカップリ
ング端面１３には、波長λ１である第１光束が、屈折のみによって、その拡散方
向に容易に偏向される。その結果、第１光束１４は、カップリング端面１３と、
第１光電子的部材２の光の入射面もしくは光の射出面１６との間に、基板１に対
してほぼ平行に延びている。波長λ２である第２光束１５は、カップリング端面
１３において、カップリング端面１３と、第２光電子的部材３の光の入射面もし
くは光の射出面１７との間に、基板１に対して垂直に延びるように反射される。
波長λ１である第１光束１４のために、波長選択方式で反射するように作用する
層１０の伝送性、もしくは波長λ２である第２光束１５のためのこの層の反射性
は、この場合も、例えば、誘電性の層配列によって調節することが可能である。
プリング端面１３に直接構成されている。光導体の縦軸は、より高く構成された
第１の光電子的部材２の光の入射面のレベルで延びている。このとき、光導体１
１のカップリング端面１３は、一方では、第１光電子的部材２の光の入射面もし
くは光の射出面１６と対向しており、他方では、より低く構成された第２光電子
的部材３の光の入射面もしくは光の射出面１７から、片持ち梁のように突出して
いる。波長選択方式で反射するように作用する層１０が備えられているカップリ
ング端面１３には、波長λ１である第１光束が、屈折のみによって、その拡散方
向に容易に偏向される。その結果、第１光束１４は、カップリング端面１３と、
第１光電子的部材２の光の入射面もしくは光の射出面１６との間に、基板１に対
してほぼ平行に延びている。波長λ２である第２光束１５は、カップリング端面
１３において、カップリング端面１３と、第２光電子的部材３の光の入射面もし
くは光の射出面１７との間に、基板１に対して垂直に延びるように反射される。
波長λ１である第１光束１４のために、波長選択方式で反射するように作用する
層１０の伝送性、もしくは波長λ２である第２光束１５のためのこの層の反射性
は、この場合も、例えば、誘電性の層配列によって調節することが可能である。
【００１７】
図１から図４に基づく複数のカップリング構造を一緒に並べることによって、
例えば、カップリング部材に光導体片の形態で含有されている複数の光導体を、
これら光導体に割り当てられた光電子的部材にカップリングすることが可能であ
る。図５によると、図１または２に基づく複数のカップリング構造が、一緒に並
べられている。このため、光電子的部材２ａ．．．２ｌ，３ａ．．．３ｌは、第
１・第２送信および／または受信アレイ１０２，１０３の形状で基板１上に取り
付けられている。プリズムアレイ１０４は、第１アレイ１０２に対向している直
角三角形の斜辺の面１０７上に、ビームスプリッタ方式で作用する層を有してお
り、直角三角形の直角を挟む面１０５によって、第２アレイ１０３上に密着して
いる。受け入れ部分２５を備える精密部分２６とすべり弁２７とから構成されて
いるカップリング部材１２は、プリズムアレイ１０４に片持ち梁のように突出し
ている。受け入れ部分２５の底部には、Ｖ型の切れ目２８ａ．．．２８ｌが構成
されており、これら切れ目の中に、光導体片１１ａ．．．１１ｌ（図では、その
カップリング端面１３ａ．．．１３ｌのみが見えている）が配置されている。こ
れら光導体片１１ａ．．．１１ｌは、すらし弁２７によって固定されている。精
密部分２６は、アレイ１０２・１０３に対向する側に、約４５°に傾斜している
端面２９を備えている。この端面２９は、カップリング端面１３ａ．．．１３ｌ
と共にすられ、研磨される。続いて、この端面２９はメタライジングされる。図
４に基づくカップリング構造を一緒に並べる場合は、精密部分２６のこれら端面
２９は、ビームスプリッタ方式で作用する層を備えている。すべり弁２７は、精
密部分２６の端面２９にまで達しない。その結果、光導体片１１ａ．．．１１ｌ
の外側の被覆は、プリズムアレイ１０４に対向している側を露出している。光電
子的部材２ａ…２ｌ，３ａ．．．３ｌの両方のアレイ１０２・１０３は、プリズ
ムアレイ１０４を介して、基板１上に並んで容易に整合され、短い配線１８ａ．
．．１８ｌを介して、基板１に配置されている電気的導体配線と接着される。
例えば、カップリング部材に光導体片の形態で含有されている複数の光導体を、
これら光導体に割り当てられた光電子的部材にカップリングすることが可能であ
る。図５によると、図１または２に基づく複数のカップリング構造が、一緒に並
べられている。このため、光電子的部材２ａ．．．２ｌ，３ａ．．．３ｌは、第
１・第２送信および／または受信アレイ１０２，１０３の形状で基板１上に取り
付けられている。プリズムアレイ１０４は、第１アレイ１０２に対向している直
角三角形の斜辺の面１０７上に、ビームスプリッタ方式で作用する層を有してお
り、直角三角形の直角を挟む面１０５によって、第２アレイ１０３上に密着して
いる。受け入れ部分２５を備える精密部分２６とすべり弁２７とから構成されて
いるカップリング部材１２は、プリズムアレイ１０４に片持ち梁のように突出し
ている。受け入れ部分２５の底部には、Ｖ型の切れ目２８ａ．．．２８ｌが構成
されており、これら切れ目の中に、光導体片１１ａ．．．１１ｌ（図では、その
カップリング端面１３ａ．．．１３ｌのみが見えている）が配置されている。こ
れら光導体片１１ａ．．．１１ｌは、すらし弁２７によって固定されている。精
密部分２６は、アレイ１０２・１０３に対向する側に、約４５°に傾斜している
端面２９を備えている。この端面２９は、カップリング端面１３ａ．．．１３ｌ
と共にすられ、研磨される。続いて、この端面２９はメタライジングされる。図
４に基づくカップリング構造を一緒に並べる場合は、精密部分２６のこれら端面
２９は、ビームスプリッタ方式で作用する層を備えている。すべり弁２７は、精
密部分２６の端面２９にまで達しない。その結果、光導体片１１ａ．．．１１ｌ
の外側の被覆は、プリズムアレイ１０４に対向している側を露出している。光電
子的部材２ａ…２ｌ，３ａ．．．３ｌの両方のアレイ１０２・１０３は、プリズ
ムアレイ１０４を介して、基板１上に並んで容易に整合され、短い配線１８ａ．
．．１８ｌを介して、基板１に配置されている電気的導体配線と接着される。
【図１】
ビームスプリッタ方式で作用する層が、プリズム面に形成されている光学的な
カップリング構造の断面図である。
カップリング構造の断面図である。
【図２】
ビームスプリッタ方式で作用する層が、プリズム面に形成されている光学的な
カップリング構造の断面図である。
カップリング構造の断面図である。
【図３】
ビームスプリッタ方式で作用する層が、ビームスプリッタキューブに形成され
ているカップリング構造の断面図である。
ているカップリング構造の断面図である。
【図４】
ビームスプリッタ方式で作用する層が、光導体のカップリング端面に形成され
ているカップリング構造の断面図である。
ているカップリング構造の断面図である。
【図５】
アレイの形体で配置されている光電子的部材と、プリズムアレイと、カップリ
ング部材に固定された複数の光導体片とを有するカップリング構造の透視図であ
る。
ング部材に固定された複数の光導体片とを有するカップリング構造の透視図であ
る。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１１月２０日（２００１．１１．２０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 光学的カップリングシステム
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
本発明は、光導体の光電子的部材への接続分野における、光導体が、ビームス
プリッタ方式で作用する層を挿入して、共通の基板（Traegerplatte）の平行な
表面領域上に配置されている２つの光電子的部材と、光学的にカップリングされ
ている配置のデザインを構成する際に用いられる。このようなカップリング構造
は、１つの光導体を介して、波長の異なる２つの送信信号あるいは受信信号を一
方向に、もしくは１つの送信および受信信号を双方向に伝送することができるよ
うにするために必要とされる。
プリッタ方式で作用する層を挿入して、共通の基板（Traegerplatte）の平行な
表面領域上に配置されている２つの光電子的部材と、光学的にカップリングされ
ている配置のデザインを構成する際に用いられる。このようなカップリング構造
は、１つの光導体を介して、波長の異なる２つの送信信号あるいは受信信号を一
方向に、もしくは１つの送信および受信信号を双方向に伝送することができるよ
うにするために必要とされる。
【０００１】
本発明の範囲内では、光電子的部材を送信器または受信器とする。送信器とし
て構成されている光電子的部材は、電気的操作によって、電気的な信号を光信号
の形状で発信される光学的な信号に変換する。受信器として構成されている光電
子的部材は、光学的信号が入力されると、これらの信号を出力側で電圧をタップ
で下げることが可能な（abgleichbare）対応する電気的信号に変換する。さらに
、光導体は、空間的に制限されて導入される光学的な信号を転送するための何ら
かの装置、特に、予め組み立てられた光波導体およびいわゆるウエーブガイドと
して理解されている。ビームスプリッタ方式で作用する層は、幾何学的または物
理的に、放射光束の分割に作用する全ての層構造、特に、金属性または誘電性の
鏡面として理解されている。双方向の送信および受信モジュールとして構成され
ている周知の光学的なカップリング構造では、送信器（レーザダイオード）とし
て構成されている光電子的部材の光の射出面が、基板に対して垂直に延びている
。一方、他の受信器（フォトダイオード）として構成されている光電子的部材の
光の入射面は、基板に対して約５５°の角度に配置されている。この角度は、こ
の結晶体の場合、２つの結晶面が、約５５°の角度である（einschliessen）と
いうことに起因している。ビームスプリッタ方式で作用する層は、フォトダイオ
ード上に形成されている。レーザダイオードから送信された光束は、ビームスプ
リッタ方式で作用する層において部分的に反射される。反射された光束は、レン
ズによって方向転換された後、基板に対して垂直に走り、光導体に発射される。
光導体から基板に対して垂直に走るもう１つの光束は、ビームスプリッタ方式で
作用する層を通過して、部分的に伝送された後、約３５°の入射角度でフォトダ
イオードの光の入射面に入射するように、レンズによって方向転換される。この
光学的なカップリング構造を、送信器（ＤＥ４４１１３８０Ａ１）を受信器（フ
ォトダイオード）と交換することにより、一方向の送信モジュールとして使用す
ることは不可能であった。
て構成されている光電子的部材は、電気的操作によって、電気的な信号を光信号
の形状で発信される光学的な信号に変換する。受信器として構成されている光電
子的部材は、光学的信号が入力されると、これらの信号を出力側で電圧をタップ
で下げることが可能な（abgleichbare）対応する電気的信号に変換する。さらに
、光導体は、空間的に制限されて導入される光学的な信号を転送するための何ら
かの装置、特に、予め組み立てられた光波導体およびいわゆるウエーブガイドと
して理解されている。ビームスプリッタ方式で作用する層は、幾何学的または物
理的に、放射光束の分割に作用する全ての層構造、特に、金属性または誘電性の
鏡面として理解されている。双方向の送信および受信モジュールとして構成され
ている周知の光学的なカップリング構造では、送信器（レーザダイオード）とし
て構成されている光電子的部材の光の射出面が、基板に対して垂直に延びている
。一方、他の受信器（フォトダイオード）として構成されている光電子的部材の
光の入射面は、基板に対して約５５°の角度に配置されている。この角度は、こ
の結晶体の場合、２つの結晶面が、約５５°の角度である（einschliessen）と
いうことに起因している。ビームスプリッタ方式で作用する層は、フォトダイオ
ード上に形成されている。レーザダイオードから送信された光束は、ビームスプ
リッタ方式で作用する層において部分的に反射される。反射された光束は、レン
ズによって方向転換された後、基板に対して垂直に走り、光導体に発射される。
光導体から基板に対して垂直に走るもう１つの光束は、ビームスプリッタ方式で
作用する層を通過して、部分的に伝送された後、約３５°の入射角度でフォトダ
イオードの光の入射面に入射するように、レンズによって方向転換される。この
光学的なカップリング構造を、送信器（ＤＥ４４１１３８０Ａ１）を受信器（フ
ォトダイオード）と交換することにより、一方向の送信モジュールとして使用す
ることは不可能であった。
【０００２】
双方向の送信および受信モジュールとして構成されている周知の光学的なカッ
プリング構造では、送信器（レーザダイオード）として構成されている光電子的
部材の光の射出面が、基板に対して垂直に延びている。一方、他の受信器（フォ
トダイオード）として構成されている光電子的部材の光の入射面は、基板に対し
て約５５°の角度に配置されている。この角度は、この結晶体の場合、２つの結
晶面が、約５５°の角度である（einschliessen）ということに起因している。
ビームスプリッタ方式で作用する層は、フォトダイオード上に形成されている。
レーザダイオードから送信された光束は、ビームスプリッタ方式で作用する層に
おいて部分的に反射される。反射された光束は、レンズによって方向転換された
後、基板に対して垂直に走り、光導体に発射される。光導体から基板に対して垂
直に走るもう１つの光束は、ビームスプリッタ方式で作用する層を通過して、部
分的に伝送された後、約３５°の入射角度でフォトダイオードの光の入射面に入
射するように、レンズによって方向転換される。この光学的なカップリング構造
を、送信器（ＤＥ４４１１３８０Ａ１）として受信器（フォトダイオード）を交
換することにより、一方向の送信モジュールとして使用することは不可能ではあ
った。
プリング構造では、送信器（レーザダイオード）として構成されている光電子的
部材の光の射出面が、基板に対して垂直に延びている。一方、他の受信器（フォ
トダイオード）として構成されている光電子的部材の光の入射面は、基板に対し
て約５５°の角度に配置されている。この角度は、この結晶体の場合、２つの結
晶面が、約５５°の角度である（einschliessen）ということに起因している。
ビームスプリッタ方式で作用する層は、フォトダイオード上に形成されている。
レーザダイオードから送信された光束は、ビームスプリッタ方式で作用する層に
おいて部分的に反射される。反射された光束は、レンズによって方向転換された
後、基板に対して垂直に走り、光導体に発射される。光導体から基板に対して垂
直に走るもう１つの光束は、ビームスプリッタ方式で作用する層を通過して、部
分的に伝送された後、約３５°の入射角度でフォトダイオードの光の入射面に入
射するように、レンズによって方向転換される。この光学的なカップリング構造
を、送信器（ＤＥ４４１１３８０Ａ１）として受信器（フォトダイオード）を交
換することにより、一方向の送信モジュールとして使用することは不可能ではあ
った。
【０００３】
ＰＣＴ公開特許第００００８６１号Ａ（ＷＯ００００８６１Ａ）から、共通の 基板に並んで配置されている２つの光電子的部材を有する、種類に応じた光学的 カップリング構造が周知となっている。この場合、第１光電子的部材の光の入射 面もしくは光の射出面は、基板に対して垂直に延びており、第２光電子的部材の 光の入射面もしくは光の射出面は、基板に対して平行に延びている。光学的要素 は、第２光電子的部材上に、基板に対して約４５°の角度に設置されており、ビ ームスプリッタ方式で作用する層を備えている。
【０００４】
米国特許公報第５４７９５４０号Ａ（ＵＳ−Ａ−５４７９５４０）は、双方向 光電子的トランシーバモジュールについて記述している。このモジュールの場合 、同様に２つの光電子的部材が、共通の基板上に並んで配置されている。基板に 対して平行に設置されている回折板が、放射を分割する層として作用する。
【０００５】
本発明の目的は、両方の光電子的部材を、受信器としても送信器としても構成 することが可能な光学的カップリング構造を提供することである。この構造は、 小型化構造によって特徴付けられ、容易に整合することができる。
【０００６】
本課題は、発明により、請求項１の特徴を有する光学的カップリング構造と請 求項４の特徴を有する光学的カップリング構造とによって解決される。
【０００７】
これに基づき、本発明の第１変形が考えられる。この第１変形では、ビームス プリッタ方式で作用する層が、光学的に透明な材料から構成されており、少なく とも１つの更なる面を備えている形成体の面に形成されている。形成体は、この 更なる面によって光の入射面もしくは光の射出面に固定されている。このことは 、光学的結合構造を容易に整合することを可能にする。形成体は、例えば、プリ ズムまたは分割立方体でもよい。
【０００８】
本発明の第２変形では、ビームスプリッタ方式で作用する層が、基板に対して 平行に延びている光導体のカップリング端面に形成されている。
【０００９】
どちらの場合にも、第２光電子的部材の光の入射面または光の射出面が、基板
に対して平行に延びており、ビームスプリッタ方式で作用する層が、この第２の
光電子的部材上に、基板に対して約４５°の角度に設置されている面に形成され
ている。
に対して平行に延びており、ビームスプリッタ方式で作用する層が、この第２の
光電子的部材上に、基板に対して約４５°の角度に設置されている面に形成され
ている。
【００１０】
光電子的部材の光の入射面もしくは光の射出面は、基板に対して垂直もしくは
平行に延びているので、従来の送信器もしくは受信器を、特別な補助部材を追加
することなく、基板上に直接配置することが可能である。この結果、プレーナ型
の構造が簡易化され、光電子的部材が、大変短い配線を介して、基板上に配置さ
れている電気的端子に接着されることが可能である。これらの大変短い接続によ
り、高い伝送率を実現することができる。光電子的部材は、基板（Substrat）上
に成長する層配列と一体化することも可能である。
平行に延びているので、従来の送信器もしくは受信器を、特別な補助部材を追加
することなく、基板上に直接配置することが可能である。この結果、プレーナ型
の構造が簡易化され、光電子的部材が、大変短い配線を介して、基板上に配置さ
れている電気的端子に接着されることが可能である。これらの大変短い接続によ
り、高い伝送率を実現することができる。光電子的部材は、基板（Substrat）上
に成長する層配列と一体化することも可能である。
【００１１】
基板に対して約４５°の角度に設置されている、ビームスプリッタ方式で作用
する層は、基板の方向に垂直に入射（auftreffen）する光束を、基板に対して平
行に延びる第１光束と基板に対して垂直に延びる第２光束とに分割する。
する層は、基板の方向に垂直に入射（auftreffen）する光束を、基板に対して平
行に延びる第１光束と基板に対して垂直に延びる第２光束とに分割する。
【００１２】
逆方向には、第１と第２の光束が、基板から垂直に離れて延びる光束に統一さ
れる。それゆえ、光学的なカップリングデバイスを、双方向の送信および受信モ
ジュール、もしくは一方向の送信および受信モジュールとして構成することが可
能である。このように、受信器として使用される光電子的部材は、光が垂直に入
射するため、小さな光の入射面を備えることができる。
れる。それゆえ、光学的なカップリングデバイスを、双方向の送信および受信モ
ジュール、もしくは一方向の送信および受信モジュールとして構成することが可
能である。このように、受信器として使用される光電子的部材は、光が垂直に入
射するため、小さな光の入射面を備えることができる。
【００１３】
異なる波長のビームを送信または受信する光電子的部材の使用に関しては、ビ
ームスプリッタ方式で作用する層が、波長選択的反射層として構成されている場
合に有利である。
ームスプリッタ方式で作用する層が、波長選択的反射層として構成されている場
合に有利である。
【００１４】
本発明の複数の実施例を、図面の図１から図５に示す。
【００１５】
図１と図２とは、ビームスプリッタ方式で作用する層が、プリズム面に形成さ
れている光学的なカップリング構造の断面図を示す。図３は、ビームスプリッタ
方式で作用する層が、分割立方体に構成されているカップリング構造の断面図を
示す。図４は、ビームスプリッタ方式で作用する層が、光導体のカップリング端
面に構成されているカップリング構造の断面図を示す。図５は、アレイの形体で
配置されている光電子的部材と、プリズムアレイと、カップリング部材に固定さ
れた複数の光導体片とを有するカップリング構造の透視図を示す。
れている光学的なカップリング構造の断面図を示す。図３は、ビームスプリッタ
方式で作用する層が、分割立方体に構成されているカップリング構造の断面図を
示す。図４は、ビームスプリッタ方式で作用する層が、光導体のカップリング端
面に構成されているカップリング構造の断面図を示す。図５は、アレイの形体で
配置されている光電子的部材と、プリズムアレイと、カップリング部材に固定さ
れた複数の光導体片とを有するカップリング構造の透視図を示す。
【００１６】
図１および図２に基づく光学的なカップリング構造の実施形態は、基板１を備
えており、その上には、第１および第２光電子的部材２，３が、並んで配置され
ている。このとき、第１光電子的部材２は、第２光電子的部材３よりも高く構成
されている。第２光電子的部材３の上方には、プリズム４として構成されている
形成体が配置されている。形成体は、光学的に透明な材料から構成され、断面形
状は、直角二等辺三角形である。プリズム４は、第２光学的部材３の上に、直角
三角形の直角を挟む面５を備えており、直角三角形の斜辺の面７は、第１光電子
的部材２に対向している。直角三角形の直角を挟む面５，６と対向しているプリ
ズムの辺は、第１および第２切断面８，９が、直角三角形の直角を挟む面５，６
に対してそれぞれ平行に延びているように切断されている。直角三角形の斜辺の
面７は、ビームスプリッタ方式で作用する層１０を備えており、この層は、蒸着
されており、波長を選択的に反射するように作用することが好ましい。カップリ
ング部材１２に固定されており、基板１に対して平行に延びている光導体１１は
、約４５°の傾斜カット面として構成されたカップリング端面１３を、その端に
備えている。この傾斜カット面によって、光導体は、片持ち梁のように、ビーム
スプリッタ方式で作用する層１０の上に張り出している。光導体１１の被覆は、
基板１の方向における光導体の端で露出されている。
えており、その上には、第１および第２光電子的部材２，３が、並んで配置され
ている。このとき、第１光電子的部材２は、第２光電子的部材３よりも高く構成
されている。第２光電子的部材３の上方には、プリズム４として構成されている
形成体が配置されている。形成体は、光学的に透明な材料から構成され、断面形
状は、直角二等辺三角形である。プリズム４は、第２光学的部材３の上に、直角
三角形の直角を挟む面５を備えており、直角三角形の斜辺の面７は、第１光電子
的部材２に対向している。直角三角形の直角を挟む面５，６と対向しているプリ
ズムの辺は、第１および第２切断面８，９が、直角三角形の直角を挟む面５，６
に対してそれぞれ平行に延びているように切断されている。直角三角形の斜辺の
面７は、ビームスプリッタ方式で作用する層１０を備えており、この層は、蒸着
されており、波長を選択的に反射するように作用することが好ましい。カップリ
ング部材１２に固定されており、基板１に対して平行に延びている光導体１１は
、約４５°の傾斜カット面として構成されたカップリング端面１３を、その端に
備えている。この傾斜カット面によって、光導体は、片持ち梁のように、ビーム
スプリッタ方式で作用する層１０の上に張り出している。光導体１１の被覆は、
基板１の方向における光導体の端で露出されている。
【００１７】
図１に基づく光学的なカップリング構造は、波長多重送信システム（Wellenla
engenmultiplex）を有する一方向送信モジュールとして構成されている。この場
合、第１光電子的部材２は、例えば、１３００ｎｍの波長λ１を有する第１光束
１４を発光する辺発光送信器（kantenemittierender Sender）として構成されて
いる。第２光電子的部材３は、例えば、８５０ｎｍの波長λ２を有する光束１５
を発光する垂直発光送信器として構成されている。プリズム４は、第１光電子的
部材２の第２断面９と第２光学的部材３の直角三角形の直角を挟む面５とに密着
されており、例えば、粘着剤によって固定されている。辺発光送信器２の光の射
出面１６は、基板１に対して垂直に延び、プリズム４の直角三角形の斜辺の面７
に向き合って位置している。これにより、第１光束１４の光学軸は、基板１に対
して平行に延び、約４５°の入射角で波長を選択的に反射するように作用する層
１０に入射し、この層において、光導体１１のカップリング端面１３の方向に反
射される。垂直発光送信器３の光の射出面１７は、基板１に対して平行に延びて
いる。その結果、第２光束１５は、プリズム４を透過して、基板１に対して垂直
に延び、第１光束１４の光学軸と、波長を選択的に反射するように作用する層１
０上で交差し、波長λ２のための透明な層に通り抜ける。両方の光束１４，１５
の光学軸は、波長を選択的に反射するように作用する層１０上で交差するので、
両方は、光導体１１のカップリング端面１３に入射する。波長λ１である第１光
束１４のための波長を選択的に反射するように作用する層１０の反射性、もしく
は波長λ２である第２光束１５のためのこの層の伝送性は、例えば、誘電性の層
の連続によって調節することが可能である。簡易なプレーナ型の構造によって、
光電子的部材２，３は、とても短い配線１８を介して、基板１上に配置された電
気的導体配線と接着されている。このことから、高い伝送性を達成することが可
能である。続いて、基板１とカップリング部材１２とは、共通の搭載面１９上に
並んで整合され、固定される。
engenmultiplex）を有する一方向送信モジュールとして構成されている。この場
合、第１光電子的部材２は、例えば、１３００ｎｍの波長λ１を有する第１光束
１４を発光する辺発光送信器（kantenemittierender Sender）として構成されて
いる。第２光電子的部材３は、例えば、８５０ｎｍの波長λ２を有する光束１５
を発光する垂直発光送信器として構成されている。プリズム４は、第１光電子的
部材２の第２断面９と第２光学的部材３の直角三角形の直角を挟む面５とに密着
されており、例えば、粘着剤によって固定されている。辺発光送信器２の光の射
出面１６は、基板１に対して垂直に延び、プリズム４の直角三角形の斜辺の面７
に向き合って位置している。これにより、第１光束１４の光学軸は、基板１に対
して平行に延び、約４５°の入射角で波長を選択的に反射するように作用する層
１０に入射し、この層において、光導体１１のカップリング端面１３の方向に反
射される。垂直発光送信器３の光の射出面１７は、基板１に対して平行に延びて
いる。その結果、第２光束１５は、プリズム４を透過して、基板１に対して垂直
に延び、第１光束１４の光学軸と、波長を選択的に反射するように作用する層１
０上で交差し、波長λ２のための透明な層に通り抜ける。両方の光束１４，１５
の光学軸は、波長を選択的に反射するように作用する層１０上で交差するので、
両方は、光導体１１のカップリング端面１３に入射する。波長λ１である第１光
束１４のための波長を選択的に反射するように作用する層１０の反射性、もしく
は波長λ２である第２光束１５のためのこの層の伝送性は、例えば、誘電性の層
の連続によって調節することが可能である。簡易なプレーナ型の構造によって、
光電子的部材２，３は、とても短い配線１８を介して、基板１上に配置された電
気的導体配線と接着されている。このことから、高い伝送性を達成することが可
能である。続いて、基板１とカップリング部材１２とは、共通の搭載面１９上に
並んで整合され、固定される。
【００１８】
図２に基づく光学的なカップリング構造は、双方向送信および受信モジュール
として構成されている。この場合、図１に基づく構造のように、第１光電子的部
材２は、波長λ１である第１光束１４を発光する辺発光送信器として構成されて
いる。第２光学的部材３は、波長λ２である第２光束１５のための受信器として
構成されており、その光の入射面１７は、基板１に対して平行に延びている。約
４５°の傾斜カット面として構成されている光導体１１のカップリング端面１３
を介して、光導体１１からの第２光束１５が、基板１に対して垂直にカップリン
グされる。第２光束１５は、波長選択方式で反射するように作用する層１０を通
過して、プリズム４を横切って、受信器の光の入射面１７に垂直に入射する。
として構成されている。この場合、図１に基づく構造のように、第１光電子的部
材２は、波長λ１である第１光束１４を発光する辺発光送信器として構成されて
いる。第２光学的部材３は、波長λ２である第２光束１５のための受信器として
構成されており、その光の入射面１７は、基板１に対して平行に延びている。約
４５°の傾斜カット面として構成されている光導体１１のカップリング端面１３
を介して、光導体１１からの第２光束１５が、基板１に対して垂直にカップリン
グされる。第２光束１５は、波長選択方式で反射するように作用する層１０を通
過して、プリズム４を横切って、受信器の光の入射面１７に垂直に入射する。
【００１９】
図３によると、波長選択方式で反射するように作用する層１０は、基板２０に
対して約４５°に傾斜した面２１上の、ビームスプリッタキューブ２０として構
成されている形成体の中に配置されている。ビームスプリッタキューブ２０は、
光学的に透明な材料から構成されており、一つの側面２２とともに、第２光電子
的部材３に配置されている。第１光束１４の焦点をあわせるため、ビームスプリ
ッタキューブ２０は、反対側の、第１光電子的部材２に対向している側２３に、
凸レンズ２４を備えている。ビームスプリッタキューブ２０は、両方の光電子的
部材２，３に、例えば、粘着剤によって固定されていてもよい。
対して約４５°に傾斜した面２１上の、ビームスプリッタキューブ２０として構
成されている形成体の中に配置されている。ビームスプリッタキューブ２０は、
光学的に透明な材料から構成されており、一つの側面２２とともに、第２光電子
的部材３に配置されている。第１光束１４の焦点をあわせるため、ビームスプリ
ッタキューブ２０は、反対側の、第１光電子的部材２に対向している側２３に、
凸レンズ２４を備えている。ビームスプリッタキューブ２０は、両方の光電子的
部材２，３に、例えば、粘着剤によって固定されていてもよい。
【００２０】
図４によると、ビームスプリッタ方式で作用する層１０は、光導体１１のカッ
プリング端面１３に直接構成されている。光導体の縦軸は、より高く構成された
第１の光電子的部材２の光の入射面のレベルで延びている。このとき、光導体１
１のカップリング端面１３は、一方では、第１光電子的部材２の光の入射面もし
くは光の射出面１６と対向しており、他方では、より低く構成された第２光電子
的部材３の光の入射面もしくは光の射出面１７から、片持ち梁のように突出して
いる。波長選択方式で反射するように作用する層１０が備えられているカップリ
ング端面１３には、波長λ１である第１光束が、屈折のみによって、その拡散方
向に容易に偏向される。その結果、第１光束１４は、カップリング端面１３と、
第１光電子的部材２の光の入射面もしくは光の射出面１６との間に、基板１に対
してほぼ平行に延びている。波長λ２である第２光束１５は、カップリング端面
１３において、カップリング端面１３と、第２光電子的部材３の光の入射面もし
くは光の射出面１７との間に、基板１に対して垂直に延びるように反射される。
波長λ１である第１光束１４のために、波長選択方式で反射するように作用する
層１０の伝送性、もしくは波長λ２である第２光束１５のためのこの層の反射性
は、この場合も、例えば、誘電性の層配列によって調節することが可能である。
プリング端面１３に直接構成されている。光導体の縦軸は、より高く構成された
第１の光電子的部材２の光の入射面のレベルで延びている。このとき、光導体１
１のカップリング端面１３は、一方では、第１光電子的部材２の光の入射面もし
くは光の射出面１６と対向しており、他方では、より低く構成された第２光電子
的部材３の光の入射面もしくは光の射出面１７から、片持ち梁のように突出して
いる。波長選択方式で反射するように作用する層１０が備えられているカップリ
ング端面１３には、波長λ１である第１光束が、屈折のみによって、その拡散方
向に容易に偏向される。その結果、第１光束１４は、カップリング端面１３と、
第１光電子的部材２の光の入射面もしくは光の射出面１６との間に、基板１に対
してほぼ平行に延びている。波長λ２である第２光束１５は、カップリング端面
１３において、カップリング端面１３と、第２光電子的部材３の光の入射面もし
くは光の射出面１７との間に、基板１に対して垂直に延びるように反射される。
波長λ１である第１光束１４のために、波長選択方式で反射するように作用する
層１０の伝送性、もしくは波長λ２である第２光束１５のためのこの層の反射性
は、この場合も、例えば、誘電性の層配列によって調節することが可能である。
【００２１】
図１から図４に基づく複数のカップリング構造を一緒に並べることによって、
例えば、カップリング部材に光導体片の形態で含有されている複数の光導体を、
これら光導体に割り当てられた光電子的部材にカップリングすることが可能であ
る。図５によると、図１または２に基づく複数のカップリング構造が、一緒に並
べられている。このため、光電子的部材２ａ．．．２ｌ，３ａ．．．３ｌは、第
１・第２送信および／または受信アレイ１０２，１０３の形状で基板１上に取り
付けられている。プリズムアレイ１０４は、第１アレイ１０２に対向している直
角三角形の斜辺の面１０７上に、ビームスプリッタ方式で作用する層を有してお
り、直角三角形の直角を挟む面１０５によって、第２アレイ１０３上に密着して
いる。受け入れ部分２５を備える精密部分２６とすべり弁２７とから構成されて
いるカップリング部材１２は、プリズムアレイ１０４に片持ち梁のように突出し
ている。受け入れ部分２５の底部には、Ｖ型の切れ目２８ａ．．．２８ｌが構成
されており、これら切れ目の中に、光導体片１１ａ．．．１１ｌ（図では、その
カップリング端面１３ａ．．．１３ｌのみが見えている）が配置されている。こ
れら光導体片１１ａ．．．１１ｌは、すらし弁２７によって固定されている。精
密部分２６は、アレイ１０２・１０３に対向する側に、約４５°に傾斜している
端面２９を備えている。この端面２９は、カップリング端面１３ａ．．．１３ｌ
と共にすられ、研磨される。続いて、この端面２９はメタライジングされる。図
４に基づくカップリング構造を一緒に並べる場合は、精密部分２６のこれら端面
２９は、ビームスプリッタ方式で作用する層を備えている。すべり弁２７は、精
密部分２６の端面２９にまで達しない。その結果、光導体片１１ａ．．．１１ｌ
の外側の被覆は、プリズムアレイ１０４に対向している側を露出している。光電
子的部材２ａ…２ｌ，３ａ．．．３ｌの両方のアレイ１０２・１０３は、プリズ
ムアレイ１０４を介して、基板１上に並んで容易に整合され、短い配線１８ａ．
．．１８ｌを介して、基板１に配置されている電気的導体配線と接着される。
例えば、カップリング部材に光導体片の形態で含有されている複数の光導体を、
これら光導体に割り当てられた光電子的部材にカップリングすることが可能であ
る。図５によると、図１または２に基づく複数のカップリング構造が、一緒に並
べられている。このため、光電子的部材２ａ．．．２ｌ，３ａ．．．３ｌは、第
１・第２送信および／または受信アレイ１０２，１０３の形状で基板１上に取り
付けられている。プリズムアレイ１０４は、第１アレイ１０２に対向している直
角三角形の斜辺の面１０７上に、ビームスプリッタ方式で作用する層を有してお
り、直角三角形の直角を挟む面１０５によって、第２アレイ１０３上に密着して
いる。受け入れ部分２５を備える精密部分２６とすべり弁２７とから構成されて
いるカップリング部材１２は、プリズムアレイ１０４に片持ち梁のように突出し
ている。受け入れ部分２５の底部には、Ｖ型の切れ目２８ａ．．．２８ｌが構成
されており、これら切れ目の中に、光導体片１１ａ．．．１１ｌ（図では、その
カップリング端面１３ａ．．．１３ｌのみが見えている）が配置されている。こ
れら光導体片１１ａ．．．１１ｌは、すらし弁２７によって固定されている。精
密部分２６は、アレイ１０２・１０３に対向する側に、約４５°に傾斜している
端面２９を備えている。この端面２９は、カップリング端面１３ａ．．．１３ｌ
と共にすられ、研磨される。続いて、この端面２９はメタライジングされる。図
４に基づくカップリング構造を一緒に並べる場合は、精密部分２６のこれら端面
２９は、ビームスプリッタ方式で作用する層を備えている。すべり弁２７は、精
密部分２６の端面２９にまで達しない。その結果、光導体片１１ａ．．．１１ｌ
の外側の被覆は、プリズムアレイ１０４に対向している側を露出している。光電
子的部材２ａ…２ｌ，３ａ．．．３ｌの両方のアレイ１０２・１０３は、プリズ
ムアレイ１０４を介して、基板１上に並んで容易に整合され、短い配線１８ａ．
．．１８ｌを介して、基板１に配置されている電気的導体配線と接着される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ビームスプリッタ方式で作用する層が、プリズム面に形成されている光学的な
カップリング構造の断面図である。
カップリング構造の断面図である。
【図２】
ビームスプリッタ方式で作用する層が、プリズム面に形成されている光学的な
カップリング構造の断面図である。
カップリング構造の断面図である。
【図３】
ビームスプリッタ方式で作用する層が、ビームスプリッタキューブに形成され
ているカップリング構造の断面図である。
ているカップリング構造の断面図である。
【図４】
ビームスプリッタ方式で作用する層が、光導体のカップリング端面に形成され
ているカップリング構造の断面図である。
ているカップリング構造の断面図である。
【図５】
アレイの形体で配置されている光電子的部材と、プリズムアレイと、カップリ
ング部材に固定された複数の光導体片とを有するカップリング構造の透視図であ
る。
ング部材に固定された複数の光導体片とを有するカップリング構造の透視図であ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA02 BA11 BA24 BA31
DA03 DA04 DA06
5F073 AB25 AB27 AB28 BA02 FA07
5F088 AA01 BB01 JA03 JA11 JA12
JA14
Claims (4)
- 【請求項１】 カップリング端面（１３）を備えている光導体（１１）を、ビームスプリッタ
方式で作用する層（１０）を挿入して、光導体（１１）に割り当てられており、
光の入射面または射出面（１６，１７）をそれぞれ備えている２つの光電子的部
材（２，３）に接続し、上記両方の光電子的部材（２，３）は、共通の基板（１
）の平行な表面領域に並んで配置されており、光学的部材（２）の光の入射面も
しくは光の射出面（１６）が、基板（１）に対して垂直に延びている光学的カッ
プリング構造において、 第２光学的部材（３）の光の入射面もしくは光の射出面（１７）は、基板（１
）に対して平行に延びており、ビームスプリッタ方式で作用する層（１０）は、
この第２光電子的部材（３）上の、基板（１）に対して約４５°の角度に設置さ
れている面（７；２１；１０７）上に形成されていることを特徴とする光学的カ
ップリング構造。 - 【請求項２】 上記ビームスプリッタ方式で作用する層（１０）は、光学的に透明な材料から
構成されており、少なくとも１つの更なる面（５；２２；１０５）を有する形成
体（４；２０；１０４）の表面（７；２１；１０７）上に、形成体を光の入射面
もしくは光の射出面（１６，１７）に固定することにより、形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の構造。 - 【請求項３】 上記ビームスプリッタ方式で作用する層（１０）は、基板（１）に対して平行
に延びている光導体（１１）のカップリング端面（１３）に形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の構造。 - 【請求項４】 上記ビームスプリッタ方式で作用する層（１０）は、波長選択的反射層として
形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の構造。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10001679.0 | 2000-01-12 | ||
| DE10001679A DE10001679C2 (de) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | Optische Kopplungsanordnung |
| PCT/DE2001/000087 WO2001051975A1 (de) | 2000-01-12 | 2001-01-05 | Optische kopplungsanordnung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003519823A true JP2003519823A (ja) | 2003-06-24 |
Family
ID=7627733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001552134A Pending JP2003519823A (ja) | 2000-01-12 | 2001-01-05 | 光学的カップリングシステム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6637947B2 (ja) |
| EP (1) | EP1247127A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003519823A (ja) |
| DE (1) | DE10001679C2 (ja) |
| WO (1) | WO2001051975A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11616339B2 (en) | 2019-12-02 | 2023-03-28 | Nichia Corporation | Light source device |
Families Citing this family (9)
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|---|---|---|---|---|
| WO2003012511A1 (de) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Infineon Technologies Ag | Optische kopplungseinheit und verfahren zum einfädeln von lichtwellenleitern in eine optische kopplungseinheit |
| DE10307763B4 (de) * | 2003-02-14 | 2005-06-09 | Infineon Technologies Ag | Elektro-optisches Modul zum Senden und/oder Empfangen optischer Signale mindestens zweier optischer Datenkanäle |
| DE10348675B3 (de) * | 2003-10-15 | 2005-06-09 | Infineon Technologies Ag | Modul für eine bidirektionale optische Signalübertragung |
| TWI242938B (en) * | 2004-02-20 | 2005-11-01 | Ind Tech Res Inst | Parallel optical subassembly module structure |
| US7158700B2 (en) * | 2004-05-14 | 2007-01-02 | Moog Inc. | Fiber-optic transceiver |
| JP5216714B2 (ja) * | 2009-02-25 | 2013-06-19 | 矢崎総業株式会社 | １芯双方向光通信モジュール及び１芯双方向光通信コネクタ |
| ES2726541T3 (es) * | 2012-03-05 | 2019-10-07 | Nanoprecision Products Inc | Dispositivo de acoplamiento que tiene una superficie reflectante estructurada para acoplar la entrada/salida de una fibra óptica |
| US9880366B2 (en) | 2015-10-23 | 2018-01-30 | Nanoprecision Products, Inc. | Hermetic optical subassembly |
| US20190196208A1 (en) * | 2017-12-11 | 2019-06-27 | North Inc. | Wavelength combiner photonic integrated circuit with grating coupling of lasers |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4297653A (en) | 1979-04-30 | 1981-10-27 | Xerox Corporation | Hybrid semiconductor laser/detectors |
| US5163113A (en) * | 1990-07-19 | 1992-11-10 | Gte Laboratories Incorporated | Laser-to-fiber coupling apparatus |
| EP0600267B1 (de) | 1992-12-03 | 1998-01-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Bidirektionaler optischer Sende- und Empfangsmodul |
| EP0644668B1 (de) * | 1993-09-15 | 2002-07-31 | Infineon Technologies AG | Sende- und Empfangsmodul für eine bidirektionale optische Mehrkanal-Übertragung |
| DE4411380A1 (de) * | 1994-03-31 | 1995-10-05 | Siemens Ag | Sende- und Empfangsmodul für optoelektronischen Ping-Pong-Betrieb |
| US5479540A (en) * | 1994-06-30 | 1995-12-26 | The Whitaker Corporation | Passively aligned bi-directional optoelectronic transceiver module assembly |
| US5487124A (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-23 | The Whitaker Corporation | Bidirectional wavelength division multiplex transceiver module |
| EP0804323B1 (de) * | 1995-01-18 | 1998-11-04 | Robert Bosch Gmbh | Anordnung zur umsetzung von optischen in elektrische signale und verfahren zur herstellung |
| WO2000000861A1 (fr) * | 1998-06-26 | 2000-01-06 | Sony Corporation | Dispositif optique |
| JP3758526B2 (ja) * | 2000-08-10 | 2006-03-22 | シャープ株式会社 | 双方向光通信器および双方向光通信装置並びに双方向光通信器の組み立て方法 |
-
2000
- 2000-01-12 DE DE10001679A patent/DE10001679C2/de not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-01-05 JP JP2001552134A patent/JP2003519823A/ja active Pending
- 2001-01-05 EP EP01909451A patent/EP1247127A1/de not_active Withdrawn
- 2001-01-05 WO PCT/DE2001/000087 patent/WO2001051975A1/de not_active Application Discontinuation
-
2002
- 2002-07-12 US US10/194,900 patent/US6637947B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11616339B2 (en) | 2019-12-02 | 2023-03-28 | Nichia Corporation | Light source device |
Also Published As
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|---|---|
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| DE10001679C2 (de) | 2001-11-29 |
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| US6637947B2 (en) | 2003-10-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041207 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050510 |