專利名稱：光學組件、光學傳輸裝置及表面光學裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光學組件、光學傳輸裝置及表面光學裝置。
背景技術：
當通過諸如光纖等光學傳輸部件傳輸光信號時，需要以高精度 將諸如半導體激光器等光學裝置的光學軸線、以及光學傳輸部件的光 學軸線定位。JP平10-170769 A描述了可以以高精度執(zhí)行定位操作的 .光學組件。
該光學組件包括Si基板、通過熔化焊點而安裝到Si基板上的光 學裝置、以及設置在Si基板中并且將光纖定位的V形凹槽。通過熔 融焊點的表面張力而產(chǎn)生的自對準效應將光學元件定位。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供這樣一種光學組件、光學傳輸裝置和表面光學裝置， 與不采用本發(fā)明構造的光學組件相比，該光學組件可以容易地將表面 光學裝置和光學傳輸部件定位。
為了達到上述目的，本發(fā)明的一個方面提供如下所述的光學組 件、光學傳輸裝置和表面光學裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個方面， 一種光學組件包括被安裝部件、 表面光學裝置和定位部分。所述被安裝部件包括被插入部分。所述表 面光學裝置包括基板、光學軸線和插入部分。所述光學軸線沿著與所 述基板垂直的方向設置。所述插入部分具有臺階表面，所述臺階表面 沿著與所述光學軸線垂直的方向被插入至所述被安裝部件的被插入 部分中，以便將所述光學軸線定位。所述定位部分設置在所述被安裝 部件中，并且將光學傳輸部件定位從而將所述光學傳輸部件與所述表 面光學裝置光耦合。與不采用上述構造的光學組件相比，采用這樣的構造可以容易 地將所述表面光學裝置和所述光學傳輸部件定位。在第[1]項所述的光學組件中，所述被安裝部件的被插入部分 可以在表面上包括與所述表面光學裝置電連接的第一電極。所述插入 部分可以在表面上包括與所述第一電極電連接的第二電極。通過將所 述插入部分插入到所述被插入部分中而使所述第一電極和所述第二 電極彼此電連接。
采用這樣的構造，可以簡單地執(zhí)行連接作業(yè)。在第[1]項所述的光學組件中，所述表面光學裝置可以包括表 面發(fā)光裝置和表面光接收裝置中之一。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面， 一種光學組件包括被安裝部件、 表面光學裝置、中間部件和定位部分。所述被安裝部件包括被插入部 分。所述表面光學裝置包括基板和沿著與所述基板垂直的方向的光學 軸線。所述中間部件將所述表面光學裝置安裝到所述被安裝部件上， 并且包括具有臺階表面的插入部分，所述臺階表面沿著與所述表面光 學裝置的光學軸線垂直的方向被插入到所述被安裝部件的被插入部 分中，以便將所述表面光學裝置的光學軸線定位。所述定位部分設置 在所述被安裝部件中，并且將光學傳輸部件定位從而使所述光學傳輸 部件與所述表面光學裝置光耦合。
與不采用上述構造的光學組件相比，采用這樣的構造可以以高 精確度將所述中間部件和所述光學傳輸部件定位。因此，可以容易地 將所述表面光學裝置和所述光學傳輸部件定位。在第[4]項所述的光學組件中，所述表面光學裝置可以包括表
面發(fā)光裝置和表面光接收裝置中之一。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面， 一種光學傳輸裝置包括第一被
安裝部件和第二被安裝部件、表面發(fā)光裝置、表面光接收裝置、光學
傳輸部件、第一定位部分和第二定位部分。所述第一被安裝部件和所
述第二被安裝部件都包括被插入部分。所述表面發(fā)光裝置包括第一基 板、第一光學軸線和第一插入部分。所述第一光學軸線沿著與所述第
一基板垂直的方向設置。所述第一插入部分具有第一臺階表面，所述第一臺階表面沿著與所述第一光學軸線垂直的方向被插入至所述第
一被安裝部件的被插入部分中，以便將所述第一光學軸線定位。所述
表面光接收裝置包括第二基板、第二光學軸線和第二插入部分。所述
第二光學軸線沿著與所述第二基板垂直的方向設置。所述第二插入部 分具有第二臺階表面，所述第二臺階表面沿著與所述第二光學軸線垂
直的方向被插入至所述第二被安裝部件的被插入部分中，以便將所述 第二光學軸線定位。所述光學傳輸部件將所述表面發(fā)光裝置和所述表 面光接收裝置光耦合。所述第一定位部分設置在所述第一被安裝部件 中，并且將所述光學傳輸部件的一端定位從而使得所述光學傳輸部件 與所述表面發(fā)光裝置光耦合。所述第二定位部分設置在所述第二被安 裝部件中，并且將所述光學傳輸部件的另一端定位從而使得所述光學 傳輸部件與所述表面光接收裝置光耦合。
與不采用上述構造的光學組件相比，采用這樣的構造可以容易 地將所述表面發(fā)光裝置和所述表面光接收裝置相對于所述光學傳輸 部件定位。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面， 一種表面光學裝置包括基板、 光學軸線和插入部分。所述光學軸線沿著與所述基板垂直的方向設 置。所述插入部分具有臺階表面，所述臺階表面構造為沿著與所述光 學軸線垂直的方向被插入至被插入部分中，以便將所述光學軸線定 位。
與不采用上述構造的光學組件相比，采用這樣的構造可以容易 地定位所述表面光學裝置。在第[7]項所述的表面光學裝置中，所述插入部分的臺階表面 可以包括與所述插入部分的插入方向平行的兩個豎直壁面、以及與所 述插入方向垂直的水平壁面。
采用這樣的構造，可以沿著插入方向和與插入方向垂直的方向 定位光學軸線。在第[7]項所述的表面光學裝置中，所述插入部分可以在表面
上包括電極。
采甩這樣的構造，可以簡單地執(zhí)行連接作業(yè)。


下面，將根據(jù)附圖詳細地描述本發(fā)明的示例性實施例，其中 圖1A和圖1B示出根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的光學傳輸裝 置的示意性構造，其中圖1A是平面圖，圖1B是正視圖2A至圖2C示出根據(jù)第一示例性實施例的表面發(fā)光裝置，其 中圖2A是正視圖，圖2B是側視圖，圖2C是俯視圖3A至圖3E示出根據(jù)第一示例性實施例的表面發(fā)光裝置的制 造工藝，其中圖3A、圖3C和圖3E是正視圖，圖3B和圖3D分別 是圖3A和圖3C的側視圖4A至圖4C示出根據(jù)第一示例性實施例的表面發(fā)光裝置的支 撐基板，其中圖4A是平面圖，圖4B是沿著圖4A的線IVB-IVB截 取的咅l)視圖，圖4C是沿著圖4A的線IVC-IVC截取的剖視圖5A至圖5C示出根據(jù)第一示例性實施'例的表面光接收裝置， 其中圖5A是正視圖，圖5B是側視圖，圖5C是俯視圖6是示出根據(jù)第一示例性實施例的光學傳輸裝置的發(fā)光組件 的組裝方法實例的透視圖7A和圖7B示出根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的光學傳輸裝 置的示意性構造，其中圖7A是平面圖，圖7B是正視圖8A和圖8B示出根據(jù)第二示例性實施例的表面發(fā)光裝置，其 中圖8A是平面圖，圖8B是側視圖9A至圖9C示出表面發(fā)光裝置的子基座，其中圖9A是平面 圖，圖9B是側視圖，圖9C是俯視圖IOA和圖IOB示出將圖8A和圖8B所示的表面發(fā)光裝置安裝 到圖9A至圖9C所示的子基座上的狀態(tài)，其中圖10A是正視圖，圖 10B是俯視圖ll是示出根據(jù)第二示例性實施例的光學傳輸裝置的發(fā)光組件 的組裝方法實例的透視圖12A至圖12G是示出第一示例性實施例的表面發(fā)光裝置的變 型例1的正視圖；以及圖13A和圖13B示出第一示例性實施例的表面發(fā)光裝置的變型
例2，其中圖13A是正視圖，圖13B是側視圖。
具體實施例方式
光學傳輸裝置包括第一被安裝部件和第二被安裝部件、表面發(fā) 光裝置、表面光接收(surface light receiving)裝置、光學傳輸部件、 第一定位部分以及第二定位部分。第一被安裝部件和第二被安裝部件 都包括被插入部分。表面發(fā)光裝置包括第一基板、第一光學軸線和第 一插入部分。第一光學軸線沿著與第一基板垂直的方向設置。第一插 入部分具有第一臺階表面，該第一臺階表面沿著與第一光學軸線垂直 的方向被插入至第一被安裝部件的被插入部分中，以便將第一光學軸 線定位。表面光接收裝置包括第二基板、第二光學軸線和第二插入部 分。第二光學軸線沿著與第二基板垂直的方向設置。'第二插入部分具 有第二臺階表面，該第二臺階表面沿著與第二光學軸線垂直的方向被 插入至第二被安裝部件的被插入部分中，以便將第二光學軸線定位。 光學傳輸部件與表面發(fā)光裝置和表面光接收裝置光耦合。第一定位部 分設置在第一被安裝部件中，并且將光學傳輸部件的一端定位從而使 得光學傳輸部件與表面發(fā)光裝置光耦合。第二定位部分設置在第二被 安裝部件中，并且將光學傳輸部件的另一端定位從而使得光學傳輸部 件與表面光接收裝置光耦合。
例如，被安裝部件可以由單一材料形成的部件、印刷配線板等 來實現(xiàn)。例如，被插入部分可以由貫穿凹糟(孔)、凹入型凹槽(孔) 等實現(xiàn)。
例如，光學傳輸部件可以由如下部件實現(xiàn)在具有圓形橫截面 的纖芯周圍形成包層的光纖、在具有矩形橫截面的纖芯周圍形成包層 的光波導、或者完全或部分地不具有位于周圍的包層的透明介質。
例如，定位部分可以由具有V形橫截面的V形凹槽、具有U形 橫截面的U形凹槽等實現(xiàn)。定位部分不限于凹槽，只要其可以將與 光學傳輸部件的光學軸線垂直的兩個方向定位即可。例如，可以通過 附著力將用于定位光學傳輸部件的附加部件附著到被安裝部件上。插入部分可以設置在中間部件中，而非設置在表面發(fā)光裝置和 表面光接收裝置中，并可以將表面發(fā)光裝置和表面光接收裝置安裝在 中間部件上。中間部件可以由樹脂、金屬等制成。
圖1A和圖1B示出根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的光學傳輸裝 置的示意性構造。圖1是平面圖，圖1B是正視圖。
光學傳輸裝置l包括輸出光信號的發(fā)光組件2A、傳輸從發(fā)光
組件2A輸出的光信號的光纖(光學傳輸部件的實例)3、以及接收 光纖3所傳輸?shù)墓庑盘柕墓饨邮战M件2B。
發(fā)光組件2A包括支撐基板(被安裝部件的實例)4A和表面發(fā) 光裝置《表面光學裝置的實例)5，該表面發(fā)光裝置插入至支撐基板 4A中并安裝到支撐基板4A上。表面發(fā)光裝置5的發(fā)光表面(光學 表面)5a和光纖3的輸入表面3a可以彼此直接接觸，或者通過間隙 相接觸。該間隙中可以埋有光學粘接劑?？梢栽诠饫w3的輸入表面 3a和表面發(fā)光裝置5的發(fā)光表面5a中的至少之一上形成透鏡。
光接收組件2B包括支撐基板(被安裝部件的實例)4B和表面 光接收裝置(表面光學裝置的實例)6，該表面光接收裝置6插入至 支撐基板4B中并安裝到支撐基板4B上。表面光接收裝置6的光接 收表面(光學表面)6a和光纖3的輸出表面3b可以彼此直接接觸， 或者通過間隙相接觸。該間隙中可以埋有光學粘接劑?？梢栽诠饫w3 的輸出表面3b和表面光接收裝置6的光接收表面6b中的至少之一上 形成透鏡。
光纖3具有纖芯，其具有圓形橫截面；以及包層，其形成在 纖芯的周圍。光纖3可以是以多種模式(路徑)傳輸光的多模光纖、 或以單一模式傳輸光的單模光纖。在該示例性實施例中，使用了纖芯 直徑為5(Him并且外徑為125pm的多模光纖。
(表面發(fā)光裝置)
圖2A至圖2C示出表面發(fā)光裝置5。圖2A是正視圖，圖2B是側視圖，并且圖2C是俯視圖。表面發(fā)光裝置5可以是表面發(fā)光二極管或表面發(fā)光激光器。在該示例性實施例中，使用了表面發(fā)光激光器。
如圖2A至圖2C所示，例如，作為表面發(fā)光激光器的表面發(fā)光裝置5包括n型GaAs基板50;化合物半導體層壓結構51 ，其形成于n型GaAs基板50上.，并且具有n型下反射鏡層、有源層、電流限制層、p型上反射鏡層、p型接觸層等；圓形臺部，其形成于化合物半導體層壓結構51上；p側電極52，其形成于臺部的表面上；引線電極-53，其連接至p側電極52;以及n側電極54，其形成于n型GaAs基板50的后表面上。
例如，p側電極52、引線電極53和n側電極54由諸如金、銅等導電材料制成。
表面發(fā)光裝置5具有沿著與n型GaAs基板50垂直的方向的光學軸線5b。 p側電極52在有源層的發(fā)光區(qū)域上方具有.圍繞光學軸線5b的圓形開口52a。
在圖2A的下側，表面發(fā)光裝置5具有插入至支撐基板4A的凹陷部(將在下文中進行描述)中的插入部分56。插入部分56具有突出部56a和基部56b。通過在化合物半導體層壓結構51的表面51a的引線電極53的兩側形成有一對凹槽55，從而形成突出部56a和基部56b。每個凹槽55具有確定光學軸線5b的X方向位置的豎直壁面55a、確定光學軸線5b的Y方向位置的水平壁面55b、以及確定發(fā)光表面5a的Z方向(光學軸線方向)位置的底面55c。豎直壁面55a、水平壁面55b和底面55c形成臺階表面。
圖3A至圖3E示出表面發(fā)光裝置5的制造工藝的實例。圖3A、圖3C和圖3E是正視圖，并且圖3B和圖3D分別是圖3A和圖3C的側視圖。接下來，將參照圖3A至圖3E描述表面發(fā)光裝置5的制造方法實例。
如圖3A和圖3B所示，對于每個發(fā)光裝置，在n型GaAs基板50上形成化合物半導體層壓結構51、臺部、p側電極52以及引線電極53,化合物半導體層壓結構51具有n型下反射鏡層、有源層、電流限制層、p型上反射鏡層、p型接觸層等。在n型GaAs基板50的后表面上形成n側電極54。
接下來，如圖3C和圖3D所示，對于每個發(fā)光裝置，在化合物半導體層壓結構51的表面51a的引線電極53的兩側形成一對凹槽55。
接下來，如圖3E所示，通過切塊機將兩個發(fā)光裝置彼此分離。從而制造出兩個表面發(fā)光裝置5。
參照圖3A至圖3E，己經(jīng)描述了共同地制造兩個發(fā)光裝置的情況。然而，共同地制造的發(fā)光裝置的數(shù)量不限于2個。例如，可'以共同地制造三個或更多個發(fā)光裝置?？梢栽谛纬膳_部的同時形成凹槽55。在該示例性實施例中，已經(jīng)描述了凹槽55終止于化合物半導體層壓結構51中的實例。然而，凹槽55可以形成為到達n型GaAs基板50。-
(表面發(fā)光裝置的支撐基板)
圖4A至圖4C示出用于表面發(fā)光裝置的支撐基板。圖4A是平面圖，'圖4B是沿著圖4A的線IVB-IVB截取的剖視圖，并且圖4C是沿著圖4A的線IVC-IVC截取的剖視圖。
用于表面發(fā)光裝置的支撐基板4A具有由諸如硅、玻璃環(huán)氧樹脂等絕緣材料制成的基底部件40、以及形成于基底部件40的上表面40a上的一對電極片41A和41B及一對引線配線42A和42B。
基底部件40大致具有矩形形狀，并且在上表面40a中設置有用于定位表面發(fā)光裝置5的凹陷部(被插入部分的實例)43、以及用于定位光纖3的V形凹槽(定位部分的實例)44。
電極片41A和41B以及引線配線42A和42B由諸如金、銅等導電材料制成。
凹陷部43具有第一凹陷部分43a，表面發(fā)光裝置5的插入部分56的突出部56a被插入該第一凹陷部分43a中；第二凹陷部分43b，插入部分56的基部56b被插入該第二凹陷部分43b中。如果相對于光學軸線5b以高精度形成突出部56a的寬度和第一凹陷部分43a的寬度，則可以將表面發(fā)光裝置5的光學軸線5b相對于支撐基板4A在X方向和Y方向上的未對準量(偏移量)抑制為不大于幾微米(pm)，具體地說，不大于l[xm。
V形凹槽44具有一對傾斜表面44a、和豎直表面44b。 V形凹槽44可以由例如各向異性蝕刻、激光加工等方法來形成。通過一對傾斜表面44a在光纖3的輸入表面3a側確定光學軸線的X方向和Y方向位置。光纖3的輸入表面3a與豎直表面44b接觸，由此在光纖3的輸入表面3a側確定光學軸線的Z方向位置。
(表面光接收裝置)圖5A至圖5C示出表面光接收裝置。圖5A是正視圖，圖5B是側視圖，并且圖5C是俯視圖。表面光接收裝置6可以是例如平面型光電二極管等。在該示例性實施例中，使用具有良好高速響應的GaAs基PIN光電二極管作為表面光接收裝置6。例如，表面光接收裝置6包括n型GaAs基板60;化合物半導體層壓結構61，其形成于n型GaAs基板60上并且具有P層、I層和N層，其中P層、I層和N層是彼此連接的PIN;圓形臺部，其形成于化合物半導體層壓結構61上；p側電極62，其形成于臺部的表面上；引線電極.63，其連接至p側電極62;以及n側電極64，其形成于n型GaAs基板60的后表面上。
表面光接收裝置6具有與n型GaAs基板60垂直的光學軸線6b。p側電極62具有開口 62a，該開口圍繞光學軸線6b進行設置并且光射入該開口 62a中。
在圖5A的下側，表面光接收裝置6具有插入至支撐基板4B的凹陷部中的插入部分66。插入部分66具有突出部66a和基部66b。通過在化合物半導體層壓結構61的表面61a的引線電極63的兩側形成有一對凹槽65，從而形成突出部66a和基部66b。每個凹槽65具有用于確定光學軸線6b的X方向位置的豎直壁面65a、用于確定光學軸線6b的Y方向位置的水平壁面65b、以及用于確定光接收表面6a的Z方向(光學軸線方向)位置的底面65c。豎直壁面65a、水平壁面65b和底面65c形成臺階表面。
表面光接收裝置6可以以與表面發(fā)光裝置5相似的方式來制造。也就是說，對于每個光接收裝置，在n型GaAs基板60上形成具有P 層、I層和N層的化合物半導體層壓結構61、 p側電極62、以及引 線電極63，其中P層、I層和N層是彼此連接的PIN。在n型GaAs 基板60的后表面上形成n側電極64。接下來，對于每個光接收裝置， 在化合物半導體層壓結構61的表面61a的引線電極63的兩側形成一 對凹槽65。接下來，通過切塊機將多個光接收裝置彼此分離開。由 此制造出多個表面光接收裝置6。
在該示例性實施例中，已經(jīng)描述了凹槽65終止于化合物半導體 層壓結構61中的實例。然而，凹槽65可以形成為到達n型GaAs基 板60。
(表面光接收裝置的支撐基板)
用于表面光接收裝置的支撐基板4B的構造與用于表面發(fā)光裝 置的支撐基'板4A的構造相似，因此將省略其詳細描述。用于表面光 接收裝置的支撐基板4B具有由諸如硅、玻璃環(huán)氧樹脂等絕緣材料 制成的基底部件40、以及形成于基底部件40的上表面上的一對電極 片41A和41B及一對引線配線42A和42B。
基底部件40大致具有矩形形狀，并且在上表面40a中設置有凹 陷部(被插入部分的實例)以及用于定位光纖3的V形凹槽(定位 部分的實例)44，表面光接收裝置6被插入凹陷部中。凹陷部具有 第一凹陷部分，表面光接收裝置6的插入部分66的突出部66a被插 入該第一凹陷部分中；第二凹陷部分，插入部分66的基部66b被插 入該第二凹陷部分中。如果以高精度形成突出部66a的寬度和第一凹 陷部分的寬度，則可以將表面光接收裝置6相對于支撐基板4B在X 方向和Y方向上的未對準量抑制為不大于幾微米，具體地說，不大 于l|am。
(光學傳輸裝置的組裝方法)
圖6是示出光傳輸裝置在發(fā)光組件2A側的組裝方法實例的透視 圖。將參照圖6描述光學傳輸裝置1的組裝方法實例。在圖6中，附圖標記30表示纖芯，而附圖標記31表示包層。
首先，準備支撐基板4A和4B、表面發(fā)光裝置5、表面光接收 裝置6、以及切成所需長度的光纖3。接下來，將支撐基板4A和4B 設置在例如印刷配線板上的預定位置處。
接下來，如圖6所示，將表面發(fā)光裝置5的插入部分56插入至 支撐基板4A的凹陷部43中。從而，表面發(fā)光裝置5的引線電極53 與引線配線42B接觸，并且n側電極54與引線配線42A接觸。將引 線電極53和引線配線42B、并且將n側電極54和引線配線42A輕 微擠壓、壓緊并置于導通狀態(tài)下。在該情況下，可以通過使用導電性 粘接劑將引線電極53和引線配線42B彼此結合并且將n側電極54 和引線配線42A彼此結合。
對于表面光接收裝置6，與表面發(fā)光裝置5相似，'將表面光接收 裝置6的插入部分66插入至支撐基板4B的凹陷部中。.從而，表面 光接收裝置6的引線電極63與引線配線42B接觸，并且n側電極64 與引線配線42A接觸。將引線電極63和引線配線42B、并且將n側 電極64和引線配線.42A輕微擠壓、壓緊并置于導通狀態(tài)下。在該情 況下，可以通過使用導電性粘接劑將引線電極63和引線配線42B彼 此結合并.且將n側電極64和引線配線42A彼此結合。
接下來，在支撐基板4A和4B的V形凹槽44上設置光纖3，并 且通過粘接劑等將光纖3固定到支撐基板4A和4B上。隨后，通過 結合配線將支撐基板4A和4B的電極片41A和41B分別地連接至印 刷配線板上的焊盤，并且將光學傳輸裝置安裝到印刷配線板上。
在該示例性實施例中，已經(jīng)描述了首先將支撐基板4A和4B安 裝到印刷板上的方法。作為另一種選擇，可以首先將表面發(fā)光裝置5、 表面光接收裝置6和光纖3安裝在支撐基板4A和4B上，隨后將支 撐基板4A和4B設置在印刷配線板上的預定位置處。
(光學傳輸裝置的操作) 如果在發(fā)光組件2A的表面發(fā)光裝置5的p側電極52與n側電 極54之間施加電壓，則從發(fā)光層的發(fā)光區(qū)域中輸出光信號，該光信號是波長為850nm的激光。該光信號通過p側電極52的開口 52a、 入射到光纖3的輸入表面3a上、通過光纖3的纖芯30傳播并且從輸 出表面3b射出。從光纖3的輸出表面3b射出的光信號入射到p側電 極62的開口 62a上，該開口 62a用作光接收組件2B的表面光接收 裝置6的光接收部分。與入射到光接收部分上的光信號的光強對應的 電流在p側電極62和n側電極64之間流動，并且光信號通過光纖3 從發(fā)光組件2A傳輸?shù)焦饨邮战M件2B。
圖7A和圖7B示出根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的光學傳輸裝 置的示意性構造。圖7A是平面圖，并且圖7B是正視圖。
在該示例性實施例中，通過中間部件將表面發(fā)光裝置和表面光 接收裝置安裝到支撐基板上。其它部件與第一示例性實施例中的部件 相似。
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光學傳輸裝置l具有輸出光信號的發(fā)光組件2A、用作光傳輸 路徑來傳輸從發(fā)光組件2A輸出的光信號的光纖(光學傳輸部件的實 例)3、.以及接收經(jīng)光纖3傳輸?shù)墓庑盘柕墓饨邮战M件2B。
發(fā)光組件2A包括支撐基板(被安裝部件的實例)14A、插入 至支撐基板14A中并安裝到支撐基板14A上的子基座(中間部件的 實例)7A、以及安裝到子基座7A上的表面發(fā)光裝置(表面光學裝置 的實例)15。表面發(fā)光裝置15的發(fā)光表面(光學表面)15a和光纖3 的輸入表面3a可以彼此直接接觸，或者通過間隙相接觸。該間隙中 可以埋有光學粘接劑?？梢栽诠饫w3的輸入表面3a和表面發(fā)光裝置 15的發(fā)光表面15a中的至少之一上形成透鏡。
光接收組件2B包括支撐基板(被安裝部件的實例)14B、插 入至支撐基板14B中并安裝到支撐基板14B上的子基座(中間部件 的實例)7B、以及安裝到子基座7B上的表面光接收裝置16。表面 光接收裝置16的光接收表面(光學表面)16a和光纖3的輸出表面 3b可以彼此直接接觸，或者通過間隙相接觸。該間隙中可以埋有光 學粘接劑。可以在光纖3的輸出表面3b和表面光接收裝置16的光接收表面16a中的至少之一上形成透鏡。
(表面發(fā)光裝置)
圖8A和圖8B示出根據(jù)第二示例性實施例的表面發(fā)光裝置。圖 8A是正視圖，并且圖8B是側視圖。表面發(fā)光裝置15包括n型GaAs 基板150;化合物半導體層壓結構151，其形成于n型GaAs基板150 上，并且具有n型下反射鏡層、有源層、電流限制層、p型上反射鏡 層、p型接觸層等；圓形臺部，其形成于化合物半導體層壓結構151 上；p側電極152，其形成于臺部的表面上；引線電極153，其連接 至p側電極152;以及n側電極154，其形成于n型GaAs基板150 的后表面上。
例如，p側電極152、引線電極153和n側電極154由諸如金、. 銅等導電材料制成。
表面發(fā)光裝置15具有沿著與n型GaAs基板150垂直的方向的 光學軸線15b。 p側電極152在有源層的發(fā)光區(qū)域上方具有圍繞光學 軸線15b的圓形開口 152a。
(表面發(fā)光裝置的子基座)
圖'9A至圖9C示出用于表面發(fā)光裝置的子基座7A。圖9A是平 面圖，圖9B是側視圖，而圖9C是俯視圖。用于表面發(fā)光裝置的子 基座7A大致具有矩形形狀，并且設置有由諸如硅等絕緣材料制成的 子基板70、以及位于子基板70表面下部的插入至支撐基板14A的凹 陷部(將在下文中進行描述)中的插入部分73。插入部分73具有突 出部73a和基部73b。通過在子基板70的下部的兩側形成一對凹槽 71，從而形成突出部73a和基部73b。
每個凹槽71具有用于確定表面發(fā)光裝置15的光學軸線15b 的X方向位置的豎直壁面71a、用于確定光學軸線15b的Y方向位 置的水平壁面71b、以及用于確定發(fā)光表面15a的Z方向位置的底面 71c。豎直壁面71a、水平壁面17b和底面71c形成臺階表面。
n側電極72A在子基板70上形成為從表面70a的安裝表面發(fā)光裝置15的區(qū)域延伸至一個凹槽71上方。p側電極72B在子基板70上形成為從與表面70a的安裝表面發(fā)光裝置15的區(qū)域相鄰近的區(qū)域延伸至另一個凹槽71上方。
n側電極72A和p側電極72B由諸如金、銅等導電材料制成。
(光學傳輸裝置的組裝方法)
圖IOA和圖IOB示出圖8A和圖8B所示的表面發(fā)光裝置15安裝到圖9A至圖9C所示的子基座7A上的狀態(tài)。圖10A是正視圖，.而圖10B是俯視圖。圖11是示出光傳輸裝置在發(fā)光組件2A側的組裝方法實例的透視圖。將參照圖10A、圖IOB和圖11描述光學傳輸裝置1的組裝方法實例。
首先，'準備支撐基板14A和14B、子基座7A和7B、表面發(fā)光裝置15、表面光接收裝置16、以及切成所需長度的光纖3。
接下來，'如圖IOA、圖10B和圖11所示，梧表面發(fā)光裝置15安裝到子基座7A上。也就是說，用照相機等對表面發(fā)光裝置15進行觀察從而根據(jù)子基座7A的凹槽71的豎直壁面71a和水平壁面71b將表面發(fā)光裝置15的光學軸線15b設置在目標位置上，與此同時，利用導電性粘接劑將表面發(fā)光裝置15的n側電極154粘附到子基座7A的n側電極72A上。通過結合配線8將表面發(fā)光裝置15的引線電極153和子基座7A的p側電極72B彼此連接。
接下來，如圖11所示，將子基座7A的插入部分73插入至支撐基板14A的凹陷部43中。相應地，子基座7A的n側電極72A與引線配線42B接觸，而p側電極72B與引線配線42A接觸。將n側電極72A和引線配線42B、并且將p側電極72B和引線配線42A輕微擠壓、壓緊并置于導通狀態(tài)下。在該情況下，可以通過使用導電性粘接劑將n側電極72A和引線配線42B彼此結合并且將p側電極72B和引線配線42A彼此結合。
對于表面光接收裝置16，與表面發(fā)光裝置15相似，將表面光接收裝置16安裝到子基座7B上，隨后將子基座7B的插入部分插入至支撐基板14B的凹陷部中。相應地，通過子基座7B將表面光接收裝置16的引線電極和引線配線42A置于導通狀態(tài)，并且通過子基座7B 將表面光接收裝置16的n側電極與引線配線42B置于導通狀態(tài)。
接下來，在支撐基板14A和14B的V形凹槽44上設置光纖3， 并且通過粘接劑等將光纖3固定到支撐基板i4A和14B上。隨后， 通過結合配線將支撐基板14A和14B的電極片41A和41B分別連接 至印刷配線板上的焊盤，并且將光學傳輸裝置安裝到印刷配線板上。
可以在子基座中或在表面發(fā)光裝置和表面光接收裝置中形成凹 槽，并且可以相對于子基座對表面發(fā)光裝置和表面光接收裝置進行機 械地定位。
(變型例1)
圖12A至圖12G是示出第一示例性實施例的表面發(fā)光裝置的變 型例l的正視圖。如圖12A所示，凹槽55的豎直壁55a'可以是傾斜 的。如圖12B所示，引線電極53可以是傾斜的，并且可以形成單個 凹槽55。如圖12C所示，可以設置單個凹槽55，并且凹槽55的豎 直壁55a'可以是傾斜的。如圖12D所示，可以在中心設置單個凹槽 55。如圖12E所示，引線電極53可以進入凹槽55中。如圖12F和 圖12G所示，凹槽55可以形成為貫穿子基座。
(變型例.2)
圖13A和圖13B示出第一示例性實施例的表面光接收裝置的變 型例2。圖13A是正視圖，并且圖13B是側視圖。在變型例2中，p 側電極和n側電極設置在前表面?zhèn)取?br> 表面光接收裝置26是GaAs基PIN光電二極管，并且如圖13A 所示，表面光接收裝置26在下側具有插入至支撐基板的凹陷部中的 插入部分266。插入部分266具有突出部266a和基部266b。在圖13A 中，附圖標記6b表示光學軸線，而附圖標記62a表示開口。
表面光接收裝置26包括化合物半導體層壓結構261，其形成 于n型GaAs基板260上并且具有P層、I層和N層，其中P層、I 層和N層是彼此連接的PIN;以及插入部分266，其位于化合物半導體層壓結構261的表面的下側。形成用于將表面光接收裝置26相對
于支撐基板14B定位的一對凹槽265， p側電極262A形成為連接至 P層，并且引線電極263A形成為從p側電極262A延伸至一個凹槽 265上方。n側電極262B形成為連接至N層，并且引線電極263B 形成為從n側電極262B延伸至另一個凹槽265上方。
每個凹槽265具有豎直壁面265a、水平壁面265b和底面265c。 圖13A和圖13B所示的表面光接收裝置的支撐基板可以這樣使 用當將表面光接收裝置26的插入部分266插入至支撐基板的凹陷 部中時，引線配線42A和42B設置成與引線電極263A和263.B接觸 并且導通。
在該示例性實施例中描述了表面光接收裝置，但是可以以相同 的方式實現(xiàn)在表面上具有p型電極和n型電極的表面發(fā)光裝置。 ~
本發(fā)明不限于上述示例性實施例，而是可以在不脫離本發(fā)明范 圍的情況下作出各種修改?？梢栽诓幻撾x本發(fā)明范圍的情況下將各個 示例性實施例的構成要素任意組合。
在上述示例性實施例中，已經(jīng)描述了執(zhí)行從發(fā)光組件到光接收 組件進行單向通信的情況。作為另一種選擇,可以在這兩個光學組件 中都設置表面發(fā)光裝置和表面光接收裝置，從而可以執(zhí)行雙向通信。
可以在發(fā)光組件中使用多個表面發(fā)光裝置，并且可以在光接收 組件中使用多個表面光接收裝置。'
權利要求
1.一種光學組件，包括被安裝部件，其包括被插入部分；表面光學裝置，其包括基板；光學軸線，其沿著與所述基板垂直的方向設置；以及插入部分，其具有臺階表面，所述臺階表面沿著與所述光學軸線垂直的方向被插入至所述被安裝部件的被插入部分中，以便將所述光學軸線定位；以及定位部分，其設置在所述被安裝部件中，并且將光學傳輸部件定位從而將所述光學傳輸部件與所述表面光學裝置光耦合。
2. 根據(jù)權利要求l所述的光學組件，其中，所述被安裝部件的被插入部分在表面上包括與所述表面光學裝置電連接的第一電極， '所述插入部分在表面上包括與所述第一電極電連接的第二電極，通過將所述插入部分插入到所述被插入部分中而使所述第一電極和所述第二電極彼此電連接。
3. 根據(jù)權利要求l所述的光學組件，其中，所述表面光學裝置包括表面發(fā)光裝置和表面光接收裝置中之
4. 一種光學組件，包括被安裝部件，其包括被插入部分；表面光學裝置，其包括-基板；以及光學軸線，其沿著與所述基板垂直的方向;中間部件，其將所述表面光學裝置安裝到所述被安裝部件上，并且包括具有臺階表面的插入部分，所述臺階表面沿著與所述表面光學裝置的光學軸線垂直的方向被插入至所述被安裝部件的被插入部分中，以便將所述表面光學裝置的光學軸線定位；以及定位部分，.其設置在所述被安裝部件中，并且將光學傳輸部件定位從而使所述光學傳輸部件與所述表面光學裝置光耦合。
5.根據(jù)權利要求4所述的光學組件，其中，所述表面光學裝置包括表面發(fā)光裝置和表面光接收裝置中之
6. —種光學傳輸裝置，包括第一被安裝部件和第二被安裝部件，其都包括被插入部分；表面發(fā)光裝置，其包括第一基板；第一光學軸線，其沿著與所述第一基板垂直的方向設置；以及第一插入部分，其具有第一臺階表面，所述第一臺階表面沿著與所述第一光學軸線垂直的方向被插入至所述第一被安裝部件的被插入部分中，以便將所述第一光學軸線定位；表面光接收裝置，其包括第二基板；第二光學軸線，其沿著與所述第二基板垂直的方向設置；以及第二插入部分，其具有第二臺階表面，所述第二臺階表面沿著與所述第二光學軸線垂直的方向被插入至所述第二被安裝部件的被插入部分中，以便將所述第二光學軸線定位；光學傳輸部件，其將所述表面發(fā)光裝置和所述表面光接收裝置光耦合；第一定位部分，其設置在所述第一被安裝部件中，并且將所述光學傳輸部件的一端定位從而使得所述光學傳輸部件與所述表面發(fā)光裝置光耦合；以及第二定位部分，其設置在所述第二被安裝部件中，并且將所述光學傳輸部件的另一端定位從而使得所述光學傳輸部件與所述表面光接收裝置光耦合。
7. —種表面光學裝置，包括基板；光學軸線，其沿著與所述基板垂直的方向設置； 插入部分，其具有臺階表面，所述臺階表面構造為沿著與所述光學軸線垂直的方向被插入至被插入部分中，以便將所述光學軸線定位。'
8. 根據(jù)權利要求7所述的表面光學裝'置，其中，所述插入部分的臺階表面包括與所述插入部分的插入方向平行的兩個豎直壁面、以及與所述插入方向垂直的水平壁面。
9. 根據(jù)權利要求7所述的表面光學裝置，其中，所述插入部分在表面上包括電極。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光學組件、光學傳輸裝置及表面光學裝置，該光學組件包括被安裝部件、表面光學裝置和定位部分。被安裝部件包括被插入部分。表面光學裝置包括基板、光學軸線和插入部分。光學軸線沿著與基板垂直的方向設置。插入部分具有臺階表面，該臺階表面沿著與光學軸線垂直的方向被插入至被安裝部件的被安裝部分中，以便定位光學軸線。定位部分設置在被安裝部件中，并且定位光學傳輸部件從而將光學傳輸部件與表面光學裝置光耦合。
文檔編號H01S5/00GK101685183SQ200910129430
公開日2010年3月31日 申請日期2009年3月18日 優(yōu)先權日2008年9月25日
發(fā)明者吉川昌宏 申請人:富士施樂株式會社