JP2003533058A - 光電子結合素子および光電子結合素子を製造するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、光電子結合素子（１）および光電子結合素子を製造するための方法に関する。上記光電子結合素子（１）は、光経路からの光を少なくとも１つの光ガイド素子に結合し、かつ／または、少なくとも１つの光ガイド素子からの光を光経路に結合する結合手段（７）を有する結合部（２）と、その上に配置される少なくとも１つの光半導体（２８）を有する構成要素支持部（３４）と、結合手段（７）と少なくとも１つの光半導体（２８）との間の光経路を構成する偏向手段（８、１３、１４）とを含む。上記偏向手段（８、１３）は、ある光学偏向手段（８）と、第２の他の光学偏向手段（１３）とを含み、光結合素子（１）の製造の間、お互いに離れてマウントされ得る。それにより、光経路は、他の光学偏向手段（１３）を調整することによって、最適化され得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、光電子結合素子および光電子結合素子を製造するための方法に関す
る。光結合素子は、光経路からの光を少なくとも１つの光ガイド素子に結合し、
かつ／または、少なくとも１つの光ガイド素子からの光を光経路に結合する結合
手段を有する結合部と、少なくとも１つの光半導体を有する構成要素キャリアと
、結合手段とその上に配置される少なくとも１つの光半導体との間の光経路を構
成する偏向手段とを含む。

【０００２】 このタイプの光電子結合素子を使用して、光生成または受光光電子構成要素と
光ガイド素子（特に、光導波路）との間の結合を確立する。文献ＤＥ １９７
４３ ９９２ Ｃ１は、光電子プラグコネクタ素子および光電子プラグを製造す
るための方法を開示する。公知のプラグコネクタ素子は、２つのアライメントピ
ンを有するアセンブリモジュールを含み、それは、光プラグを有するプラグコネ
クタ素子を組み合わせる間、構成要素キャリア上に配置される光電子構成要素に
対してプラグ内に配置された光導波路の調整を行なうために、光プラグに形成さ
れる孔に挿入される。この目的に対して、光導波路は、光導波路構成要素によっ
て生成され、偏向手段を支援する結合手段に伝導された光導波路光に結合した対
向して位置する結合手段に配置され、または、光導波路から結合された光を光電
子部に伝導するために、光導波路からの光を偏向手段における光経路に結合し、
この場合、受信素子として設計される。この場合、偏向手段は、損失のほとんど
なく光が伝導する光学素子または構成要素（例えば、レンズまたは全反射面）を
含む。

【０００３】 光電子構成要素から結合手段までほとんど損失なく戻ることが可能な光の伝達
を確実にするために、結合手段、偏向手段、光電子構成要素または構成要素キャ
リアが、お互いにある態様で関連して配置される必要がある。

【０００４】 本発明は、まず始めに、結合手段と光半導体との間の光経路を最適化する確率
を向上することを記載したタイプの光電子結合素子を提供する目的に基づく。

【０００５】 請求項１の特徴を含む方法および請求項９の特徴を備える結合素子によってこ
の目的は達成される。

【０００６】 本発明は、光半導体とマルチ部形状における結合手段との間の光経路を形成す
るのに用いられた偏向手段を設計するという重要な考えに基づく。それにより、
光電子結合素子を製造する場合、マルチ部偏向手段の調整を支援すれば、光の伝
導に対して損失がほとんどないように最適化された光経路が作成され得る。

【０００７】 公知の光電子結合素子の場合において、通常、光半導体を有する構成要素キャ
リアを偏向手段に対して移動して、光経路を最適化する。しかし、これは、極め
て限定された光経路の調整または最適化のみを可能にする。従来技術と比較して
本発明によって得られた主な利点は、光学偏向手段と他の光学偏向手段との相対
的な移動の支援により、光経路の微調整が可能になることである。

【０００８】 主な利点は、また、構成要素キャリアを構造上の設計の観点から改変する必要
なく、従来の構成要素キャリアに関連して提案した製造方法が使用され得ること
である。

【０００９】 さらに、偏向手段のマルチ部形状により、偏向手段が、様々な結合手段および
構成要素キャリアに関連して、さまざまな結合手段に対して使用可能な偏向手段
の特定の部分、または、構成要素キャリアおよび様々な結合手段または構成要素
キャリアに個別に適合可能な偏向手段の他の部分を使用されることを可能にする
。

【００１０】 本発明の好都合な改変は、他の光学偏向手段を配置した後に、さらなる光学偏
向手段を配置し、結合手段と構成要素キャリア上のさらなる光半導体との間にさ
らなる光経路を形成することである。それにより、光電子結合素子は、送信／受
信素子として設計され得る。これにより、トランシーバ構成要素が、提案された
方法の支援で製造され得る。

【００１１】 本発明の改良は、他の光学偏向手段および／またはさらなる光学偏向手段を配
置した後、結合手段と少なくとも１つの光半導体との間の光経路、および／また
は、結合手段とさらなる光半導体との間のさらなる光経路の粗調整を実行するた
めに、構成要素キャリアを調整する。それにより、光経路、または、さらなる光
経路のさらなる最適化が行なわれ得る。

【００１２】 構成要素キャリアの単純な調整に対して好適な本発明の実施形態は、構成要素
キャリアが、光学偏向手段上に配置された突起部の支援で受動的に調整されるこ
とを提供する。ここで、突起部は、構成要素キャリア上に形成されるリセスにお
いて配置される。

【００１３】 本発明の利点のある改良の場合において、他の光学偏向手段および／またはさ
らなる光学偏向手段を、実質的に同一平面において調整されるように変位し、そ
れにより、その調整のより高い精度が得られ得る。なぜなら、他の光学偏向手段
および／またはさらなる光学偏向手段の相対的な移動は、調整に使用される場合
、自由度に対して制限されるからである。それは、一般に、光経路またはさらな
る光経路の最適化にとるにたらない程度にのみ寄与する。

【００１４】 調整の後、ほとんど労力をなく、低コストで実行され得る偏向手段の固定に関
しては、光経路および／またはさらなる光経路の欠陥がないように、他の光学偏
向手段および／またはさらなる光学偏向手段を固定するめに接着剤を付与する。

【００１５】 本発明の好都合な発展は、他の光学偏向手段および／またはさらなる光学偏向
手段を固定した後、他の光学偏向手段および／またはさらなる光学偏向手段を調
整するために設計された調整手段を取り除く。一方、調整手段は、調整の間、十
分な精度で他の光学偏向手段および／またはさらなる光学偏向手段を移動するこ
とが可能な確率を生成するのに影響する。他方、調整手段は、調整が完了して、
他の光学偏向手段および／またはさらなる光学偏向手段を固定した後、取り除か
れ得、それにより、光電子結合素子の設計は、コンパクトさが可能な限り増す。

【００１６】 製造の労力を可能な限り減らす観点で好適な本発明の実施形態は、調整手段が
、他の光学偏向手段および／またはさらなる光学偏向手段から所定の切断点（ｂ
ｒｅａｋｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）の領域を断つことよって取り除かれるように提供
される。

【００１７】 従属装置クレームに従う実施形態は、対応する方法クレームに関連して提示さ
れる利点を有する。

【００１８】 本発明は、図面を参照した例示的な実施形態に基づいて、下記に詳細に説明さ
れる。

【００１９】 図１によれば、光電子結合素子１は、アライメントピン３、４を有する結合部
２を有する。アライメントピン３、４は、光がプラグの光導波路を離れ、または
、通過するために光導波路に結合することを可能にするために、結合部２に形成
された第１の光通過開口部５および第２の光通過開口部６に対するプラグ（図示
せず）を固定する目的で働く。アライメントピン３、４は、光導波路を有するプ
ラグを配置する間、プラグ（図示せず）の孔に係合する。それにより、光導波路
は、第１の光通過開口部５および第２の光通過開口部６に関連して配置される。
好適には、第１の光通過開口部５および第２の光通過開口部６は、プラグにおけ
る光導波路が約７５０μｍの中心間距離を有するように、形成される。

【００２０】 第１の光通過開口部５および第２の光通過開口部６は結合手段７に関連する。
結合手段７の支援によって、光は、プラグ（図示せず）の導波路から光学偏向部
８に伝導し、光学偏向部８から光導波路を結合する。更なる記載において、例示
として、光が、結合手段７の支援によって、第１の光通過開口部５に関連する光
導波路に結合し、その光は光チャネル９に沿って光学偏向手段８を介して伝達さ
れることを仮定する。他方、結合手段７の支援で、第２の光通過開口部６に関連
する光導波路からの光は、光学偏向手段８の別の光チャネル１０に結合される。
これは、図１において、矢印Ａ、Ｂで模式的に表される。例示として与えられる
光チャネル９、１０のセットアップ内で、第１の光通過開口部５は送信チャネル
の一部であり、一方、第２の光通過開口部６は受信チャネルの一部である。

【００２１】 光は、ある光チャネル９、別の光チャネル１０を、それぞれの場合において、
反射（例えば、全反射、金属または誘電体反射）を利用して、伝導する。結合手
段７から離れた光チャネル９の端部１１、他の光チャネル１０の端部１２のそれ
ぞれにおいて、光の伝送は、光学偏向部８と第１の光学偏向部１３または第２の
光学偏向部１４との間で生じる。第１の光学偏向部１３は、光電子結合素子１の
内部に配置された内部部分１５と、光電子結合素子１の外部に配置された外部部
分１６とを含む。同様に、第２の光結合素子１４は、内部部分１７と外部部分１
８とを含む。内部部分1５または内部部分１７および外部部分１６または外部部
分１８は、それぞれ、領域１９または領域２０で、領域１９または領域２０のそ
れぞれにおいて形成される所定の切断点２１または所定の切断点２２によって、
お互いに接続される。

【００２２】 光の伝導に対して、第１の光学偏向部１３と第２の光学偏向部１４は、それぞ
れの場合において、それぞれレンズ状部分２３またはレンズ状部分２４を有する
。内部部分１７のレンズ状部分２４の支援により、光は、配置される受信光半導
体２７の対向端部２６において、開口部２５にフォーカスされる。内部部分１５
のレンズ状部分２３の支援により、送信光半導体２８によって放出され、開口部
２９を通過した光は、集められ、光チャネル９にフォーカスされる。

【００２３】 光電子結合素子１の製造において、第１に、光学偏向手段８は、結合部２の下
面３０に配置される。光学偏向手段８の固定に関して、結合部２に面する表面３
１上に、光学偏向部８が結合部２に対して固定されるように、リセス３３に係合
する突起部３２を有する。また、構成要素キャリア３４が配置され、その上に開
口部２５、２９が形成され、受信光半導体２７および送信光半導体２８が配置さ
れる。光キャリア３４と光学偏向部８との間の空間３５において、次いで、第１
の光学偏向部１３と第２の光学偏向部１４が適合される。

【００２４】 結合手段７と送信光半導体２８との間の光経路、または、結合手段７と受信光
半導体２７との間の光経路の調整に関して、始めに、構成要素キャリア３４は、
光学偏向手段８に関連して調整される。このように、好適には、粗調整が行なわ
れる。図２で表される実施形態の場合において、光学偏向部８上に形成された突
起部３８は、構成要素キャリア３４のリセス３９に係合し、光学偏向部８に対し
て構成要素キャリアを受動的に調整する。

【００２５】 光経路の調整の微調整に対して、後に、第１の光学偏向部１３と第２の光学偏
向部１４が、光学偏向部８に実質的に平行に変位される。この変位は、好適には
、実質的に同一平面において生じる。これを、図１および図２において、矢印Ａ
および矢印Ｂで模式的に表す。

【００２６】 第１の光学偏向部１３と第２の光学偏向部１４は、光経路を最適化するように
それぞれ調整されると、好適には、第１の光学偏向部１３と第２の光学偏向部１
４を固定するように、接着剤が付与される。接着剤が導入される場合、内部部分
１５または内部部分１７のそれぞれを囲むキャビティ３６、キャビティ３７は、
光経路を妨害しない程度にのみ接着剤を充填されることを確実にする必要がある
。これは、特に、接着剤がそれぞれのレンズ状の領域２３またはレンズ状の領域
２４に入り込んではいけないことを意味する。接着剤は、好適には、光硬化接着
剤および／または熱硬化接着剤である。

【００２７】 接着剤の支援で第１の光学偏向部１３と第２の光学偏向部１４を固定した後、
それぞれの外部部分１６または外部部分１８を取り除く。この脱離は、所定の切
断点２１または所定の切断点２２の領域において生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、光電子結合素子の断面図を示す。

【図２】 図２は、図１による光電子結合素子の側面図を示す。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光電子結合素子（１）を製造する方法であって、 光経路からの光を少なくとも１つの光ガイド素子に結合し、かつ／または、該
   少なくとも１つの光ガイド素子からの光を該光経路に結合する結合手段（７）を
   含む結合部（２）を配置するステップと、 少なくとも１つの光半導体（２８）が上に配置される構成要素キャリア（３４
   ）を配置するステップと、 該結合部（２）と該構成要素キャリア（３４）との間に光学偏向手段（８）を
   配置し、固定するステップと、 該結合手段（７）と該少なくとも１つの光半導体（２８）との間に光経路を形
   成するように光学偏向手段（８）に平行に別の光学偏向手段（１３）を配置する
   ステップと、 該結合手段（７）と該少なくとも１つの光半導体（２８）との間の該光経路を
   伝導時に光の損失がほとんどないように最適化するために、該平行に配置された
   光学偏向手段（８）に対する移動を支援して該別の光学偏向手段（１３）を調整
   するステップと、 該結合部（２）、該少なくとも１つの光半導体（２８）および該光学偏向手段
   （８）に対して、該他の光学偏向手段（１３）を固定するステップと を包含する、方法。
2. 【請求項２】 前記他の光学偏向手段（１３）を配置した後、前記結合手段
   （７）と前記構成要素キャリア（３４）上のさらなる光半導体（２８）との間の
   さらなる光経路を形成するために、さらなる光学偏向手段（１４）を配置し、そ
   れにより、光半導体結合素子（１）は、送信／受信素子として設計され得ること
   を特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記他の光学偏向手段および／またはさらなる光学偏向手段
   （１３、１４）を配置した後、前記結合素子（７）と前記少なくとも１つの光半
   導体（２８）との間の光経路、および／または、該結合素子（７）とさらなる光
   半導体（２７）との間のさらなる光経路の粗調整を行なうために、前記構成要素
   キャリア（３４）を調整することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法
   。
4. 【請求項４】 前記構成要素キャリア（３４）を前記光学偏向手段（８）上
   に配置された突起部（３５）の支援で受動的に調整し、該突起部（３５）は、該
   構成要素キャリア（３４）上に形成されたリセス（３６）に配置されることを特
   徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記他の光学偏向手段および／またはさらなる光学偏向手段
   （１３、１４）を実質的に同一平面において調整するために変位することを特徴
   とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 【請求項６】 前記光経路および／またはさらなる光経路の妨害がないよう
   に、前記他の光学偏向手段および／または前記さらなる光学偏向手段（１３、１
   ４）を固定するために接着剤を付与することを特徴とする、請求項１〜５のいず
   れかに記載の方法。
7. 【請求項７】 前記他の光学偏向手段および／またはさらなる光学偏向手段
   （１３、１４）を固定した後、該他の光学偏向手段および／または該さらなる光
   学偏向手段（１３、１４）を調整するために設計された調整手段（１６、１８）
   を取り除くことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
8. 【請求項８】 前記調整手段（１６、１８）を、前記他の光学偏向手段およ
   び／または前記さらなる光学偏向手段（１３、１４）から所定の切断点（２１、
   ２２）の領域で断つことによって取り除くことを特徴とする、請求項７に記載の
   方法。
9. 【請求項９】 光経路からの光を少なくとも１つの光ガイド素子に結合し、
   かつ／または、該少なくとも１つの光ガイド素子からの光を光経路に結合する結
   合手段（７）を有する結合部（２）と、 その上に配置される少なくとも１つの光半導体（２８）を有する構成要素キャ
   リア（３４）と、 該結合手段（７）と該少なくとも１つの光半導体（２８）との間に光経路を形
   成する偏向手段（８、１３）と を備え、 該偏向手段（８、１３）は、光学偏向手段（８）と、該光学偏向手段（８）に
   平行に配置された他の光学偏向手段（１３）とを含み、光結合素子（１）の製造
   の間、お互いに離れてマウントされ得、それにより、光経路は、該他の偏向手段
   （１３）の該平行光学偏向手段（８）に対する調整の支援によって、最適化され
   得ることを特徴とする光電子結合素子（１）。
10. 【請求項１０】 前記偏向手段は、光電子結合素子（１）が製造される場合
    、前記光学偏向手段および前記他の光学偏向手段（８、１３）から分離されてマ
    ウントされ得る、さらなる光学偏向手段（１４）を含み、それにより、前記構成
    要素キャリア（３４）上のさらなる光半導体（２７）と結合手段（７）との間に
    さらなる光経路が形成され、該さらなる光学偏向手段（１４）の調整の支援で最
    適化され得ることを特徴とする、請求項９に記載の光電子結合素子（１）。
11. 【請求項１１】 前記少なくとも１つの光半導体（２８）は送信光半導体と
    して設計され、前記さらなる光半導体（２７）は受信光半導体として設計される
    ことを特徴とする、請求項１０に記載の光電子結合素子（１）。
12. 【請求項１２】 前記光学偏向手段および／または前記他の光学偏向手段お
    よび／またはさらなる光学偏向手段（８、１３、１４）は、各々の場合において
    、接着剤の支援で固定されることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれかに記
    載の光電子結合素子（１）。
13. 【請求項１３】 前記結合部（２）は、光ガイド素子が結合される少なくと
    も１つの光通過開口部（５、６）を有し、該光通過開口部（５、６）の軸は、前
    記光半導体（２８）の光軸に平行に走ることを特徴とする、請求項９〜１２のい
    ずれかに記載の光電子結合素子。
14. 【請求項１４】 前記光通過開口部（５、６）の軸は、前記他の光学偏向手
    段（１３）の調整が生じる平面に垂直に走ることを特徴とする、請求項１３に記
    載の光電子結合素子。