JPH02123309A - 光結合装置 - Google Patents
光結合装置Info
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- JPH02123309A JPH02123309A JP1253722A JP25372289A JPH02123309A JP H02123309 A JPH02123309 A JP H02123309A JP 1253722 A JP1253722 A JP 1253722A JP 25372289 A JP25372289 A JP 25372289A JP H02123309 A JPH02123309 A JP H02123309A
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/4234—Passive alignment along the optical axis and active alignment perpendicular to the optical axis
-
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、調整可能に設けられたレンズを備えたフリー
ビーム技術によるオプティカルまたはオプトエレクトロ
ニクデバイスの光結合装置に関する。
ビーム技術によるオプティカルまたはオプトエレクトロ
ニクデバイスの光結合装置に関する。
例えばレーザモジュールまたはＩＲＥＤモジエールのよ
うな光導波路形送信デバイス、および例えばフォトダイ
オードまたはモニター用ダイオードのような受信デバイ
スにおいては、フリービーム技術によるオプトエレクト
ロニク半導体デバイスもしくは半導体チップを光導波路
に所望の方法にて光学的に結合するという技術的な問題
がある。
うな光導波路形送信デバイス、および例えばフォトダイ
オードまたはモニター用ダイオードのような受信デバイ
スにおいては、フリービーム技術によるオプトエレクト
ロニク半導体デバイスもしくは半導体チップを光導波路
に所望の方法にて光学的に結合するという技術的な問題
がある。
この目的のために光導波路の半球形端子が使用され、そ
して一部ではダイオードと先導波路との間に球レンズも
使用されている。しかしながら、球レンズは据付けおよ
び調整に労力が掛かる。
して一部ではダイオードと先導波路との間に球レンズも
使用されている。しかしながら、球レンズは据付けおよ
び調整に労力が掛かる。
かかる目的のためにマイクロメカニカルなシリコン部品
としてエツチング技術を用いて製作された特殊な球レン
ズ支持体を使用することが知られている（ヨーロッパ特
許出願公開第０２８０３０５号明細書参照）。
としてエツチング技術を用いて製作された特殊な球レン
ズ支持体を使用することが知られている（ヨーロッパ特
許出願公開第０２８０３０５号明細書参照）。
（発明が解決しようとする課題〕
本発明は、冒頭で述べた種類の光結合装置において光結
合要素として球レンズを使用する際に問題となる労力の
掛かる据付けおよび調整を著しく簡単にすることを課題
とする。
合要素として球レンズを使用する際に問題となる労力の
掛かる据付けおよび調整を著しく簡単にすることを課題
とする。
この課題を解決するために、本発明は、レンズが、プレ
ーナ形フレネルレンズパターン、フレネルソ゛−ンプレ
ートパターンまたはホログラフインクレンズパターンと
して調整可能な支持体として用いられた半導体材料製ウ
ェハに設けられることを特徴とする。
ーナ形フレネルレンズパターン、フレネルソ゛−ンプレ
ートパターンまたはホログラフインクレンズパターンと
して調整可能な支持体として用いられた半導体材料製ウ
ェハに設けられることを特徴とする。
その際、ウェハは特にシリコンから構成される。
オプティカルデバイスは例えば先導波路であり、オプト
エレクトロニクデバイスは送信デバイスまたは受信デバ
イスである。
エレクトロニクデバイスは送信デバイスまたは受信デバ
イスである。
本発明の有利な実施態様は請求項２以下に記載されてい
る。
る。
本発明による光結合装置においては、分離された支持体
を備えた球レンズの代わりに、フレネルレンズ、フレネ
ルゾーンプレートまたはホログラフィックレンズとして
プレーナ技術にて特にシリコン上に製作されたプレーナ
形レンズが使用される。シリコンは約１μｍ以上の波長
の際には光を透過させるかまたは僅かしか減衰させない
、ゾーンプレートまたはホログラフインクレンズとして
は例えば金属から成る不透明条帯を備えた振幅パターン
、または例えばシリコン段部を備えた位相パターンを使
用することは有利である。ブレーナ形装置の前側および
後側には使用された波長のために光学的なコーティング
処理を施すことは有利である。
を備えた球レンズの代わりに、フレネルレンズ、フレネ
ルゾーンプレートまたはホログラフィックレンズとして
プレーナ技術にて特にシリコン上に製作されたプレーナ
形レンズが使用される。シリコンは約１μｍ以上の波長
の際には光を透過させるかまたは僅かしか減衰させない
、ゾーンプレートまたはホログラフインクレンズとして
は例えば金属から成る不透明条帯を備えた振幅パターン
、または例えばシリコン段部を備えた位相パターンを使
用することは有利である。ブレーナ形装置の前側および
後側には使用された波長のために光学的なコーティング
処理を施すことは有利である。
転写されるパターンは例えばマスクの前述の計算、製造
によって、およびサブミクロン・ホトリソグラフィー法
もしくは電子ビーム描画法によって、またはホログラム
として製作される。
によって、およびサブミクロン・ホトリソグラフィー法
もしくは電子ビーム描画法によって、またはホログラム
として製作される。
本発明による光結合装置の特別な利点は特に、所望の光
学特性、この場合には光源を転送される光学系へ出来る
限り効率良く結像させるコンデンサ（集光器）の光学特
性をプレーナ形チップの形態にて生ぜしめる装置を、サ
ブミクロンの半導体技術を用いて製作することが出来る
ことである。
学特性、この場合には光源を転送される光学系へ出来る
限り効率良く結像させるコンデンサ（集光器）の光学特
性をプレーナ形チップの形態にて生ぜしめる装置を、サ
ブミクロンの半導体技術を用いて製作することが出来る
ことである。
ゾーンプレートのシリコン支持体の厚みが光透過を妨害
する場合には、その厚みは公知のエツチング法によって
光透過を妨害しない厚みとなるように薄くされる。
する場合には、その厚みは公知のエツチング法によって
光透過を妨害しない厚みとなるように薄くされる。
本発明による光結合装置を用いると、例えば先導波路を
備えたレーザモジュールおよびモニター用モジュールの
ような非常に簡単な先導波路デバイスを構成することが
出来る。この本発明による装置は同様にフリービーム技
術を用いた複雑なモジュール内に設置することも出来る
。
備えたレーザモジュールおよびモニター用モジュールの
ような非常に簡単な先導波路デバイスを構成することが
出来る。この本発明による装置は同様にフリービーム技
術を用いた複雑なモジュール内に設置することも出来る
。
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第１図に示された光結合装置は、主として、レンズｌが
ブレーナ形フレネルゾーンプレートパターンとして設け
られた半導体ウェハ２特にシリコンウェハから構成され
ている。ウェハ２は本発明によるレンズパターンニング
に基づいて公知の装置に比較して同時にレンズ１の支持
体機能を有しており、この実施例においてはその周縁ｉ
ｌ域に金属膜６が設けられ、この金属膜６を介して例え
ばセラミックスから構成された支持体部材４に結合され
ている。この支持体部材４はオプトエレクトロニク送信
デバイスまたは受信デバイス３を担持している。支持体
部材４は例えば金属から構成された基板５に固定されて
いる。この実施例においてはウェハ２にはレンズ１のパ
ターンニング領域に上側から窪みがエツチング形成され
ており、この窪みは光学的活性領域におけるウェハ２の
残りの厚みを薄くすることによりウェハ２を通るオプト
エレクトロニクデバイス３への、またはオプトエレクト
ロニクデバイス３からの光透過を改善す第２図に示され
た実施例においては、レンズ１としてフレネルソ゛−ン
プレートパターンを１旦持しているウェハ２は例えばセ
ラミック板として形成された支持体部材４に直接固定さ
れている。また、支持体部材４はオプトエレクトロニク
デバイス３を担持している。装置全体は第１図の実施例
と同様に例えば金属から構成された基板５に固定されて
いる。この実施例においては、ウェハ２の厚みを薄くす
ること（窪み形成）は下側から行われている。
ブレーナ形フレネルゾーンプレートパターンとして設け
られた半導体ウェハ２特にシリコンウェハから構成され
ている。ウェハ２は本発明によるレンズパターンニング
に基づいて公知の装置に比較して同時にレンズ１の支持
体機能を有しており、この実施例においてはその周縁ｉ
ｌ域に金属膜６が設けられ、この金属膜６を介して例え
ばセラミックスから構成された支持体部材４に結合され
ている。この支持体部材４はオプトエレクトロニク送信
デバイスまたは受信デバイス３を担持している。支持体
部材４は例えば金属から構成された基板５に固定されて
いる。この実施例においてはウェハ２にはレンズ１のパ
ターンニング領域に上側から窪みがエツチング形成され
ており、この窪みは光学的活性領域におけるウェハ２の
残りの厚みを薄くすることによりウェハ２を通るオプト
エレクトロニクデバイス３への、またはオプトエレクト
ロニクデバイス３からの光透過を改善す第２図に示され
た実施例においては、レンズ１としてフレネルソ゛−ン
プレートパターンを１旦持しているウェハ２は例えばセ
ラミック板として形成された支持体部材４に直接固定さ
れている。また、支持体部材４はオプトエレクトロニク
デバイス３を担持している。装置全体は第１図の実施例
と同様に例えば金属から構成された基板５に固定されて
いる。この実施例においては、ウェハ２の厚みを薄くす
ること（窪み形成）は下側から行われている。
両実施例において装置の調整は最終的な固定を行う前に
支持体部材４上でウェハ２の位置をずらすことによって
行うことが出来る。
支持体部材４上でウェハ２の位置をずらすことによって
行うことが出来る。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は本発明の
他の実施例の断面図である。 １・・・レンズ ２・・・ウェハ ３・・・オプトエレクトロニクデバイス４・・・支持体
部材 ５・・・基板 ６・・・金属膜
他の実施例の断面図である。 １・・・レンズ ２・・・ウェハ ３・・・オプトエレクトロニクデバイス４・・・支持体
部材 ５・・・基板 ６・・・金属膜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）調整可能に設けられたレンズを備えたオプティカル
またはオプトエレクトロニクデバイスの光結合装置にお
いて、前記レンズ（１）は、プレーナ形フレネルレンズ
パターン、フレネルゾーンプレートパターンまたはホロ
グラフイックレンズパターンとして調整可能な支持体と
して用いられた半導体材料製ウェハ（２）に設けられる
ことを特徴とする光結合装置。 ２）前記ウェハ（２）はシリコンから構成されることを
特徴とする請求項１記載の装置。 ３）前記レンズ（１）は前記ウェハ（２）上に設けられ
た不透明な条帯の形態の振幅パターンを有することを特
徴とする請求項１または２記載の装置。 ４）前記不透明な条帯は金属から構成されることを特徴
とする請求項３記載の装置。 ５）前記レンズ（１）は前記ウェハ（２）内に埋設され
た段部の形態の位相パターンを有することを特徴とする
請求項１または２記載の装置。 ６）前記支持体として用いられたウェハ（２）の厚みは
少なくとも前記レンズ（１）のパターン領域が光透過を
乱さない厚みとなるように薄く形成されていることを特
徴とする請求項１ないし４の１つに記載の装置。 ７）前記レンズ（１）のプレーナパターンの前側または
後側は光学的なコーティング処理が施されていることを
特徴とする請求項１ないし６の１つに記載の装置。 ８）オプティカルデバイスは光導波路であり、オプトエ
レクトロニクデバイスは送信デバイスまたは受信デバイ
スであることを特徴とする請求項１ないし７の１つに記
載の装置。 ９）オプトエレクトロニク送信デバイスはレーザダイオ
ードであり、オプトエレクトロニク受信デバイスはモニ
ター用ダイオードであり装置はレーザモジュールとして
使用されることを特徴とする請求項８記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3833096.2 | 1988-09-29 | ||
| DE3833096A DE3833096A1 (de) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | Optische koppelanordnung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02123309A true JPH02123309A (ja) | 1990-05-10 |
Family
ID=6363989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1253722A Pending JPH02123309A (ja) | 1988-09-29 | 1989-09-27 | 光結合装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4993799A (ja) |
| JP (1) | JPH02123309A (ja) |
| DE (1) | DE3833096A1 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5056881A (en) * | 1990-04-12 | 1991-10-15 | Amp Incorporated | Collimated laser diode |
| US5078513A (en) * | 1990-11-08 | 1992-01-07 | The University Of Rochester | Achromatic waveguide lenses |
| DE4136690C2 (de) * | 1991-11-07 | 1996-01-18 | Siemens Ag | Anordnung zum optischen Anschluß von optischen Sende/-Empfangselementen jeweils an Lichtwellenleiter und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US5282080A (en) * | 1991-12-09 | 1994-01-25 | Sdl, Inc. | Surface coupled optical amplifier |
| US5340978A (en) * | 1992-09-30 | 1994-08-23 | Lsi Logic Corporation | Image-sensing display panels with LCD display panel and photosensitive element array |
| US5529936A (en) * | 1992-09-30 | 1996-06-25 | Lsi Logic Corporation | Method of etching a lens for a semiconductor solid state image sensor |
| US5760834A (en) * | 1992-09-30 | 1998-06-02 | Lsi Logic | Electronic camera with binary lens element array |
| DE4301456C1 (de) * | 1993-01-20 | 1994-06-23 | Ant Nachrichtentech | Anordnung zur Ankopplung eines Lichtwellenleiters |
| DE19508222C1 (de) * | 1995-03-08 | 1996-06-05 | Siemens Ag | Optoelektronischer Wandler und Herstellverfahren |
| US5734155A (en) * | 1995-06-07 | 1998-03-31 | Lsi Logic Corporation | Photo-sensitive semiconductor integrated circuit substrate and systems containing the same |
| US5770889A (en) * | 1995-12-29 | 1998-06-23 | Lsi Logic Corporation | Systems having advanced pre-formed planar structures |
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| US7520679B2 (en) * | 2003-09-19 | 2009-04-21 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Optical device package with turning mirror and alignment post |
| US20050063648A1 (en) * | 2003-09-19 | 2005-03-24 | Wilson Robert Edward | Alignment post for optical subassemblies made with cylindrical rods, tubes, spheres, or similar features |
| US6998691B2 (en) * | 2003-09-19 | 2006-02-14 | Agilent Technologies, Inc. | Optoelectronic device packaging with hermetically sealed cavity and integrated optical element |
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| EP2256812A1 (en) * | 2009-05-25 | 2010-12-01 | Nxp B.V. | Semiconductor device for increasing output power of a light emitting unit |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4057319A (en) * | 1976-04-05 | 1977-11-08 | National Research Development Corporation | Optical system using a hologram coupler |
| CH626729A5 (ja) * | 1978-12-01 | 1981-11-30 | Cabloptic Sa | |
| CH635442A5 (fr) * | 1980-04-03 | 1983-03-31 | Cabloptic Sa | Procede de couplage d'au moins deux fibres optiques au moyen d'une lentille holographique et dispositif de mise en oeuvre de ce procede. |
| US4530736A (en) * | 1983-11-03 | 1985-07-23 | International Business Machines Corporation | Method for manufacturing Fresnel phase reversal plate lenses |
| US4671603A (en) * | 1983-11-17 | 1987-06-09 | Pilkington P.E. Limited | Optical filters and multiplexing-demultiplexing devices using the same |
| GB2181567B (en) * | 1985-07-04 | 1989-01-11 | Plessey Co Plc | Infra-red fresnel lenses and methods of fabrication |
| US4875750A (en) * | 1987-02-25 | 1989-10-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Optoelectronic coupling element and method for its manufacture |
| US4775640A (en) * | 1987-05-01 | 1988-10-04 | American Telephone And Telegraph Company | Electronic device test method and apparatus |
-
1988
- 1988-09-29 DE DE3833096A patent/DE3833096A1/de active Granted
-
1989
- 1989-09-08 US US07/404,639 patent/US4993799A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-09-27 JP JP1253722A patent/JPH02123309A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4993799A (en) | 1991-02-19 |
| DE3833096A1 (de) | 1990-04-05 |
| DE3833096C2 (ja) | 1992-10-22 |
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