JP2006520491A - 全反射で光を曲げることに基づいた、統合二重ビーム経路を有する、フォームファクタの小さい全高分子光デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
本発明が対処する技術的な問題としては次のような問題がある。たとえば垂直共振器型面発光レーザ(VCSEL)と光検出器などの能動オプトエレクトロニクス素子を、送信器ファイバポートに対して直交し所望のオフセット距離にある基板上に表面実装できるようにするために光を90度で曲げられるようにすること、種々の材料および/または実装技術と別々の光素子の使用を最小限にし、このように光を曲げるためのコストを低減すること、エアギャップ統合ビームスプリッタを使用して、統合された単一または二重のレーザモニタリング経路を提供し、これによってさらに、種々の構成要素、および/または、材料、別々の光素子、実装技術の使用を最小限にして、コストを下げること。二重経路レーザモニタリングではさらに、2つの検出器のうち1つのビーム経路内で、狭帯域光フィルタまたはエタロンを有する2つの検出器を使用した波長ロックが可能になる。本発明の実施形態では、オープンファイバ制御、および/または、単一光ファイバを介した双方向通信が可能になる。
101:基板
102:垂直共振器型面発光レーザ
103、104:光検出器
105:光ファイバ
110:光モジュール
111:全反射境界面
112:マルチ境界面ビームスプリッタ
113:内部/外部境界面
116、117:集束レンズ
118:ファイバに面するレンズ
119:コリメートレンズ
120:発散ビーム
121:平行ビーム
122:全反射ビーム
123:部分反射ビーム
124:集束ビーム
125:部分屈折ビーム
126:外部反射ビーム
127:内部屈折ビーム
128:集束ビーム
129:内部屈折ビーム
131〜140:構造面
310:モジュール
311:面
313、314:部分反射境界面
315:エアギャップビームスプリッタ
322:水平ビーム
325:屈折ビーム
329:オフセットビーム
340:モジュール
341、343、344:面
345:楔形エアギャップビームスプリッタ
352:対角線ビーム
355:屈折ビーム
359:オフセットビーム
402:モニタダイオード
403:トランシーバ検出器
404:モニタ検出器
405:統合ポートコネクタ
410:光モジュール
411:TIR境界面
412:エアギャップビームスプリッタ
413:楔形境界面
414:TIR境界面
415、416:境界面
419:統合レンズ
421:平行ビーム
422:傾斜ビーム
423:ビーム
424:モニタビーム
426:ビーム
429:出力ビーム
430:ビーム
503:モニタ検出器
510:光モジュール
512、513:楔形境界面
519:統合レンズ
521:平行ビーム
522:ビーム
523:内部ビーム
524:出力ビーム
525:モニタリングビーム
529:水平出力ビーム
601:光モジュール
603、604:モニタ検出器
611、612、613、614、615:境界面
620:モニタリングビーム
621:発散ビーム
622:出力ビーム
623:サンプリングビーム
624、625:モニタリングビーム
Claims (27)
- 光アセンブリのためのモノリシック光モジュールであって、
入射光ビームを既定の角度を介して曲げる全反射(TIR)境界面と、
エアギャップに隣接する少なくとも1つのビームスプリッタ面であって、前記入射光ビームを部分反射して部分反射されたビームを提供し、前記入射光ビームを部分屈折して部分屈折されたビームを提供する、少なくとも1つのビームスプリッタ面と、
前記モノリシック光モジュールと該モノリシック光モジュールに対して外部である前記光アセンブリの要素との、正確なアライメントを提供する少なくとも1つの統合面と、
を備えている、光モジュール。 - 前記少なくとも1つのビームスプリッタ面が、複数のビームスプリッタ面を有し、複数のビーム経路を提供する、請求項1に記載の光モジュール。
- 前記TIR境界面が曲率を含む、請求項1に記載の光モジュール。
- 前記光アセンブリがさらに、前記モノリシック光モジュールに隣接してアライメントされた基板を有し、該基板は、少なくとも1つの能動オプトエレクトロニクス素子に取り付けられている、請求項1に記載の光モジュール。
- 前記少なくとも1つのビームスプリッタ面が前記TIR境界面と共同して、前記少なくとも1つの能動オプトエレクトロニクス素子の表面に対して既定の距離だけ出力光ビームの経路をオフセットする、請求項4に記載の光モジュール。
- 前記光アセンブリがさらに、前記少なくとも1つの能動オプトエレクトロニクス素子の表面に対して直交する光ファイバポートを備えている、請求項4に記載の光モジュール。
- 前記少なくとも1つの能動オプトエレクトロニクス素子が、垂直共振器型面発光レーザ(VCSEL)と光検出器とからなるグループから選択される、請求項4に記載の光モジュール。
- 前記少なくとも1つの能動オプトエレクトロニクス素子が、表面実装技術を使用して前記基板に取り付けられる、請求項4に記載の光モジュール。
- 前記少なくとも1つの統合面が、前記光モジュールと前記基板とのアライメントを提供する、請求項4に記載の光モジュール。
- 前記光アセンブリがさらに、前記光モジュールに隣接してアライメントされた光通信ファイバを備えている、請求項1に記載の光モジュール。
- 前記少なくとも1つの統合面が、前記光モジュールと前記光通信ファイバとのアライメントを提供する統合ファイバポートコネクタを備えている、請求項10に記載の光モジュール。
- 前記少なくとも1つのビームスプリッタ面が、前記入射光ビームの特性をモニタリングするための、前記入射光ビームから分割された少なくとも1つのビーム経路を提供する、請求項1に記載の光モジュール。
- 前記特性が、パワーと波長とからなるグループから選択される、請求項12に記載の光モジュール。
- 実質的に単一の材料の高温耐性光学高分子を含む、請求項1に記載の光モジュール。
- 統合レンズと薄膜光コーティングとからなるグループから選択された少なくとも1つの光素子をさらに統合して備え、前記薄膜光コーティングは少なくとも1つの前記ビームスプリッタ面に付着される、請求項1に記載の光モジュール。
- 光アセンブリのためのモノリシック光モジュールを動作させる方法であって、
入力光ビームを得るステップと、
前記モノリシック光モジュールと統合された全反射(TIR)境界面から全反射によって前記入力光ビームを曲げ、反射されたビームを提供するステップと、
前記モノリシック光モジュールに統合された、エアギャップに隣接するビームスプリッタ面によって前記反射されたビームを分割し、部分反射されたビームと部分屈折されたビームとを提供するステップと、
前記部分反射されたビームと前記部分屈折されたビームとからなるグループから選択された出力ビームを、前記モノリシック光モジュールと統合されたレンズを使用して光ファイバに集光するステップと、
を含む方法。 - 前記部分反射されたビームと前記部分屈折されたビームとからなるグループからの選択されなかったビームを、光検出器の面に向けるステップをさらに含む、請求項16に記載の方法。
- 前記反射されたビームを、前記エアギャップに隣接する複数のビームスプリッタ面により多重分割して、複数の部分反射されたビームと部分屈折されたビームとを提供するステップと、
前記モノリシック光モジュールと統合されたレンズを使用して、光ファイバに前記複数のビームのうちの1つを集光するステップと、
前記光検出器の表面上に前記複数のビームのうちの1つのビームを向けるステップと、
をさらに含む、請求項17に記載の方法。 - 前記光検出器の表面上に向けられたビームを使用して、前記入力光ビームの特性をモニタリングする、請求項18に記載の方法。
- 前記特性が、パワーと波長とからなるグループから選択される、請求項19に記載の方法。
- 前記向けるステップがさらに、前記モノリシック光モジュールと統合された集光レンズを使用して前記光検出器の表面に向けられたビームを集光するステップを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記入力光ビームを得るステップがさらに、
光源を基板に取り付けるステップと、
前記基板を前記モノリシック光モジュールとアライメントするステップと、
入力光ビームを、前記光源から前記モノリシック光モジュールに放射するステップと、
をさらに含む、請求項16に記載の方法。 - 前記ビームスプリッタ面が前記TIR境界面と共同して、前記光源の表面に対して既定の距離だけ出力光ビームの経路をオフセットする、請求項22に記載の方法。
- 前記入力光ビームを得るステップがさらに、前記モノリシック光モジュールに統合されたコリメートレンズを使用して前記入力光ビームを平行にするステップを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記光アセンブリをトランシーバとして動作させるステップを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記トランシーバを、単一光ファイバを介して、モニタビームの経路内で光フィルタによって分離される2つの異なる波長で双方向的に動作させるステップをさらに含む、請求項25に記載の方法。
- オープンファイバ制御を含む前記トランシーバを動作させるステップをさらに含む、請求項25に記載の方法。
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