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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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ERFINDUNGSGEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Modul für die optische Nachrichtenübermittlung
in einer optischen Nachrichtenübermittlung
und insbesondere ein Modul für
die optische Nachrichtenübermittlung mit
einem Spiegel, der ein Signallicht reflektiert und umlenkt und ein
Herstellungsverfahren hierfür.
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BESCHREIBUNG DES STANDES DER
TECHNIK
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Eines
der herkömmlichen
Module für
die optische Nachrichtenübermittlung,
das einen Spiegel zum Reflektieren eines weitergeleiteten Lichts
hat, der mitten durch einen optischen Wellenleiter vorgesehen ist,
um das weitergeleitete Licht mit einem Lichtempfangselement zu koppeln,
ist beispielsweise das Modul für
die optische Nachrichtenübermittlung, das
in dem offengelegten
japanischen
Patent (Kokai) Nr. Heisei 10-224310 offenbart
ist, das in der
10 dargestellt ist.
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Die
herkömmliche,
in dem offengelegten
japanischen
Patent (Kokai) Nr. Heisei 10-224310 offenbarte
Technik dient dazu, ein Modul für
die optische Nachrichtenübermittlung
zur Durchführung
einer bidirektionalen Nachrichtenübermittlung unter Verwendung
von Signallicht derselben Wellenlänge mit einer kleinen Größe und einfachen
Struktur zu realisieren. In der Struktur ist auf einem optischen
Wellenleitersubstrat ein optischer Wellenleiter vom Y-Verzweigungstyp
ausgebildet, mitten durch einen Wellenleiter auf der Verzweigungsseite
ist ein Spiegel vorgesehen, um ein weitergeleitetes Licht zur Seite
der Oberfläche
des optischen Wellenleitersubstrats zu reflektieren, wobei ein Lichtempfangselement
vorgesehen ist, das dem Überkreuzungsteil
zwischen dem einen Wellenleiterzweig und dem Spiegel zugewandt ist,
und ein lichtemittierendes Element ist vorgesehen, das dem Überkreuzungsteil
zwischen dem anderen Wellenleiterzweig und dem Spiegel zugewandt ist.
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Weil
ein optischer Wellenleiter vom Y-Verzweigungstyp, der winzig und
mit hoher Präzision hergestellt
werden kann, auf dem optischen Wellenleitersubstrat verwendet wird
und das Lichtempfangselement und das lichtemittierende Element auf
die Oberfläche
des optischen Wellenleitersubstrats gepackt sein können, kann
ein Modul für
die optische Nachrichtenübermittlung
zur Durchführung
einer bidirektionalen Nachrichtenübermittlung unter Verwendung
von Signallicht derselben Wellenlänge mit kleiner Baugröße und einfacher
Konstruktion realisiert werden.
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Ein
weiteres Beispiel ist das herkömmliche Modul
für die
optische Nachrichtenübermittlung
zur Durchführung
einer bidirektionalen Nachrichtenübermittlung, das zwei Lichtsignale
mit unterschiedlichen Wellenlängen
verwendet, das in dem offengelegten
japanischen
Patent (Kokai) Nr. Heisei 11-068705 offenbart ist und in
der
11 dargestellt ist.
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Der
in dem offengelegten
japanischen
Patent Nr. Heisei 11-068705 offenbarte Stand der Technik dient
zur Verringerung des Nebensprechlichts, das die Leckage eines LD-(Laserdioden)-Lichts
als durchgelassenes Licht in einem PD-(Photodiode)-Licht als einem
empfangenen Licht ist, auf ein Niveau, welches in der praktischen
Verwendung kein Problem verursacht. In dem Modul ist auf einem ebenen
Substrat ein optischer Wellenleiterzweig ausgebildet, in dem Verzweigungsteil
des optischen Wellenleiterzweigs ist ein dielektrisches Mehrschichtfilter zum
Verzweigen eines Eingangslichts in dessen Eindringrichtung und eine
Reflexionsrichtung gemäß seiner
Wellenlänge,
in die Nut eingesetzt und eine Übertragungs-LD
und eine Empfangs-PD, die mit dem optischen Wellenleiterzweig gekoppelt
sind, sind in dem ebenen Substrat vorgesehen.
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Mit
einer Eindringwellenlänge
des dielektrischen Mehrschichtfilters, die auf eine Empfangswellenlänge der
Empfangs-PD gesetzt ist, und einer Blockierwellenlänge des
dielektrischen Mehrschichtfilters, die auf eine Übertragungswellenlänge der Übertragungs-LD
gesetzt ist, und indem die Übertragungs-LD
und die Empfangs-PD an Positionen einander gegenüberliegend mit dem dielektrischen Mehrschichtfilter
dazwischen angeordnet sind, wird eine bidirektionale, optische WDM-(Wellenlängenteilungsmultiplex)-Nachrichtenübertragung
durchgeführt.
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Ein
weiteres Beispiel von herkömmlichen Modulen
für die
optische Nachrichtenübertragung
ist in dem offengelegten
japanischen
Patent (Kokai) Nr. Heisei 11-237529 offenbart, das in der
12 dargestellt
ist.
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Das
Modul zur optischen Nachrichtenübertragung
gemäß dem Stand
der Technik wie in dem offengelegten
japanischen Patent Nr. Heisei 11-237529 offenbart,
hat eine Konstruktion, bei der auf der Oberseite eines Si-Substrats
ein Puffer und eine Plattierung ausgebildet sind, die schräge Flächen haben,
wobei ein Signallicht nach oben abgelenkt wird und von einer PD
empfangen wird, indem die Reflexion verursacht durch eine Differenz
der Brechungsindizes zwischen Luft an den schrägen Flächen und der Plattierung verwendet
werden.
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Die
vorstehend beschriebenen herkömmlichen
Module für
die optische Nachrichtenübertragung
haben jedoch die folgenden Probleme.
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Bei
den herkömmlichen
Modulen zur optischen Nachrichtenübertragung, die eine Nut mit
geringer Breite haben, sind, weil bei einer Konstruktion, bei der
ein Spiegel und ein Filter in die enge Nut einzusetzen sind, erstens
hohe Arbeitskosten für
deren Herstellung erforderlich und darüber hinaus ist die Automation
des Herstellungsvorgangs schwierig, wodurch die Herstellungskosten
extrem hoch werden.
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Weil
der Stand der Technik, der in dem offengelegten
japanischen Patent Nr. Heisei 10-224310 offenbart
ist, beispielsweise eine Konstruktion hat, bei der ein Spiegel in
eine Nut eingesetzt ist, die schräg ausgebildet ist und der in
dem offengelegten
japanischen
Patent Nr. Heisei 11-068705 offenbarte Stand der Technik
eine Konstruktion hat, bei der ein dielektrisches Mehrschichtfilter
in eine Nut eingesetzt ist, die an einem Zweigteil eines optischen
Wellenleiterzweigs vorgesehen ist, erfordern beide eine extrem schwierige
Arbeit, um das Filter oder dergleichen in eine enge Nut einzusetzen.
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Zweitens
benötigen
die herkömmlichen
Module für
die optische Nachrichtenübermittlung,
bei denen ein Signallicht, das an einem Filter an einem Nutteil
eindringt, von einer PD empfangen wird, eine Nut, die so ausgebildet
ist, dass sie eine extrem geringe Breite hat, um den Verlust des
empfangenen Signallichts an dem Nutteil zu unterdrücken. Zu
diesem Zweck sollte als ein einzusetzendes dielektrisches Mehrschichtfilter
ein Filter verwendet werden, dessen Material dünn und weich ist, so wie beispielsweise
Polyimid, wodurch die Handhabung des Filters beim Einsetzen schwieriger
wird als bei einem Filter aus einem harten Material, so dass die
Automatisierung des Filtereinsetzvorgangs schwierig wird.
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Drittens
sollte in den herkömmlichen
Modulen zur optischen Nachrichtenübermittlung, die ein Signallicht
ausgeben, welches an einem Filter an einem Nutteil eines optischen
Wellenleiters zu einer externen optischen Fiber reflektiert wird,
weil die Neigung des Filters relativ zu der Endfläche des
Wellenleiters die Kopplungseigenschaften zwischen einem am Filter
reflektierten Licht und dem optischen Wellenleiter stark beeinträchtigt,
das Filter sehr sorgfältig eingesetzt
sein, damit es zur Endfläche
des Wellenleiters nicht geneigt ist, wodurch die Verringerung der Montagekosten
schwierig ist.
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Viertens
benötigen
die herkömmlichen
Module für
die optische Nachrichtenübertragung,
bei denen ein Signallicht von innerhalb eines Substrats reflektiert
und von einer PD empfangen wird, die an der Oberfläche des
Substrats angeordnet ist, wobei die Reflexion verursacht durch die
Differenz der Brechungsindizes zwischen Luft und einer Plattierung
für die
Reflexion des Signallichts verwendet wird, Luft innerhalb eines
Nutteils, der die Reflexionsfläche
hat. Für
den Fall, dass beispielsweise ein Modul für die optische Nachrichtenübertragung
mit einem transparenten Harz oder dergleichen abgedeckt ist, könnte, weil
der Brechungsindex des transparenten Harzes näher an dem einer Plattierung
als an dem der Luft ist, keine Reflexion an der schrägen Fläche erzielt werden.
Daher ist die vereinfachte Abdichtung durch transparente Harze und
die Verwendung einer Packung, die durch Schützen eines optischen Systems mit
transparenten Harzen und durch Vergießen des gesamten Systems erzielt
wird, unmöglich,
was zu einer Begrenzung der Packverfahren führt.
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Die
JP 10 010343 offenbart
ein optisches Wellenleiterfilter, bei dem ein Dünnschichtfilter in eine V-Nut
eingebettet ist, die dazu ausgebildet ist, einen optischen Wellenleiter
auf einem Wellenleitersubstrat zu schneiden.
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Die
JP 62 098306 offenbart
ein bidirektionales Übertragungsmodul,
bei dem eine geneigte Spiegeloberfläche gegenüber einer Aussparungsoberfläche eines
optischen Wellenleiterendes mit einem Filter, ausgebildet ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend beschriebenen
Nachteile der herkömmlichen
Techniken zu lösen
und ein Modul für die
optische Nachrichtenübertragung
zu schaffen, das mit einem einfachen Vorgang und geringen Kosten
hergestellt werden kann, und ein Herstellungsverfahren hierfür, zu schaffen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend
beschriebenen Nachteile der herkömmlichen
Techniken zu lösen
und ein optisches Kommunikationsmodul zu schaffen, bei dem keine
enge Nut vorgesehen werden muss und bei dem es möglich ist, ein Packverfahren
unter Verwendung von transparenten Harzen zu wählen, weil das Signallicht
selbst dann vollständig
reflektiert werden kann, wenn die Nut von transparentem Harz abgedeckt
ist, und ein Herstellungsverfahren hierfür zu schaffen.
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Gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung ist ein Modul für die optische Nachrichtenübertragung zur Übertragung
eines Lichtsignals gemäß Anspruch 1
vorgesehen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
eines Moduls für
die optische Nachrichtenübertragung
für die Übertragung
eines Lichtsignals gemäß Anspruch
8 vorgesehen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung geht vollständig aus der folgenden detaillierten
Beschreibung und aus den begleitenden Zeichnungen der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung hervor, die jedoch nicht zur Begrenzung der Erfindung
verwendet werden sollte, sondern nur zur Erläuterung und zum Verständnis dient.
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In
den Zeichnungen zeigt:
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1A eine
Draufsicht auf die Konstruktion eines Moduls zur optischen Nachrichtenübertragung gemäß einem
Beispiel;
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1B eine
Ansicht im Schnitt der Konstruktion des Moduls für die optische Nachrichtenübertragung
gemäß 1A;
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2A eine
Draufsicht auf die Konstruktion eines Moduls für die optische Nachrichtenübertragung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2B eine
Ansicht im Schnitt der Konstruktion des Moduls für die optische Nachrichtenübertragung
gemäß der Ausführungsform
aus 2A;
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3A eine
Ansicht zur Verwendung bei der Erläuterung eines Ablaufs des Herstellungsverfahrens
für das
Modul für
die optische Nachrichtenübertragung;
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3B eine
Ansicht zur Verwendung bei der Erläuterung des Ablaufs des Herstellungsverfahrens für das Modul
für die
optische Nachrichtenübertragung;
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3C eine
Ansicht zur Verwendung bei der Erläuterung des Ablaufs des Herstellungsverfahrens des
Moduls für
die optische Nachrichtenübertragung;
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3D eine
Ansicht zur Verwendung bei der Erläuterung des Ablaufs des Herstellungsverfahrens eines
Moduls für
die optische Nachrichtenübertragung;
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4 eine
Ansicht zur Verwendung bei der Erläuterung einer Ausführungsform
zum Ausbilden eines Umlenkspiegels in einem Zustand eines Wafers
bei dem Herstellungsverfahren für
das Modul zur optischen Nachrichtenübertragung;
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5A eine
Ansicht zur Verwendung bei der Erläuterung des Herstellungsverfahrens
eines anderen Moduls zur optischen Nachrichtenübertragung;
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5B eine
Ansicht zur Verwendung bei der Erläuterung eines Herstellungsverfahrens
für ein
anderes Modul zur optischen Nachrichtenübertragung;
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5C eine
Ansicht zur Erläuterung
des Herstellungsverfahrens eines weiteren Moduls zur optischen Nachrichtenübertragung;
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6A eine
Draufsicht auf eine Konstruktion eines Moduls zur optischen Nachrichtenübertragung gemäß einem
Beispiel;
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6B eine
Ansicht im Schnitt durch die Konstruktion des Moduls zur optischen
Nachrichtenübertragung
gemäß 6A;
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7A eine
Draufsicht, die die Konstruktion eines Moduls zur optischen Nachrichtenübertragung gemäß einem
weiteren Beispiel zeigt;
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7B eine
Ansicht im Schnitt der Konstruktion des Moduls zur optischen Nachrichtenübertragung
gemäß 7A;
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8A eine
Draufsicht auf eine Konstruktion eines Moduls zur optischen Nachrichtenübertragung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8B eine
Ansicht im Schnitt der Konstruktion des Moduls zur optischen Nachrichtenübertragung
gemäß der Ausführungsform
aus 8A;
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9A eine
Draufsicht auf eine Konstruktion eines Moduls zur optischen Nachrichtenübertragung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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9B eine
Schnittansicht der Konstruktion des Moduls zur optischen Nachrichtenübertragung gemäß der Ausführungsform
aus 9A;
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10 eine
Ansicht eines Beispiels der Konstruktion eines herkömmlichen
Moduls zur optischen Nachrichtenübertragung;
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11 eine
Ansicht eines Beispiels der Konstruktion eines herkömmlichen
Moduls zur optischen Nachrichtenübertragung;
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12 eine
Ansicht eines Beispiels der Konstruktion eines herkömmlichen
Moduls zur optischen Nachrichtenübertragung.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Im
Folgenden wird im Einzelnen die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. In der
folgenden Beschreibung sind zahlreiche spezifische Einzelheiten
angegeben, um ein gründliches Verständnis der
vorliegenden Erfindung zu schaffen. Es ist für den Fachmann jedoch klar
zu ersehen, dass die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen Details
in die Praxis umgesetzt werden kann. In anderer Hinsicht sind allgemein
bekannte Strukturen nicht im Einzelnen gezeigt, um die vorliegende
Erfindung nicht unnötig
unübersichtlich
zu machen.
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Die 1A und 1B sind
Ansichten, die die Konstruktion eines Moduls zur optischen Nachrichtenübertragung
gemäß einem
Beispiel zeigen. Das Modul zur optischen Nachrichtenübertragung gemäß diesem
Beispiel führt
nur den Empfang eines Signallichts durch.
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Mit
Bezug auf die 1A und 1B hat das
Modul zur optischen Nachrichtenübertragung
gemäß diesem
Beispiel ein optisches Wellenleitersubstrat 10 und ein
Lichtempfangselement 30. Zusätzlich sind auf dem optischen
Wellenleitersubstrat 10 ein optischer Wellenleiter 11,
ein Umlenkspiegel 20 und eine Wellenleiterendfläche 14 ausgebildet.
Der Umlenkspiegel 20 und die Wellenleiterendfläche 14 bilden
die entsprechenden Oberflächen
eines Nutteils, der auf dem optischen Wellenleitersubstrat 10 ausgebildet
ist, um zwei Oberflächen
zu haben.
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Der
Umlenkspiegel 20 reflektiert ein Signallicht, das er von
dem optischen Wellenleiter 11 empfangen hat, zur Oberfläche des
optischen Wellenleitersubstrats 10, damit dieses auf eine
Lichtempfangsfläche 31 des
Lichtempfangselements 30 auftrifft. Der Umlenkspiegel 20 kann
durch schräges Schneiden
des Substrats, wie in den 1A und 1B gezeigt,
und nachfolgendem Metallisieren der Oberfläche mit einem Metallfilm aus
Au gebildet werden. Anders ausgedrückt, ein schräger Teil
wird durch Dampfabscheidung, Flammenbeschichtung oder ein anderes
Verfahren mit Metall beschichtet, um den Spiegel 20 zu
bilden.
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Das
Lichtempfangselement 30 ist auf dem optischen Wellenleitersubstrat 10 so
montiert, dass es mit dem von dem optischen Wellenleiter 11 auftreffenden
Signallicht koppelt und von dem Umlenkspiegel 20 reflektiert
wird.
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Bei
dem Signallicht-Empfangsvorgang dieses Moduls zur optischen Nachrichtenübertragung wird
zunächst
ein empfangenes Lichtsignal, das von dem optischen Wellenleiter 11 eingegeben
worden ist, vom Umlenkspiegel 20 reflektiert und zur Oberflächenseite
des optischen Wellenleitersubstrats 10 geschickt, wodurch
das Licht von der Lichtempfangsoberfläche 31 des Lichtempfangselements 30 empfangen
wird.
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Wie
im Vorstehenden beschrieben, ermöglicht
das Modul zur optischen Nachrichtenübertragung, dass das Lichtempfangselement 30 auf
der Oberfläche
des optischen Wellenleitersubstrats 10 montiert ist, indem
es eine Konstruktion hat, bei der ein Lichtweg durch den Umlenkspiegel 20 zur
Seite der Oberfläche
des optischen Wellenleitersubstrats 10 hin abgelenkt wird.
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Die 2A und 2B sind
Ansichten, die die Konstruktion eines Moduls zur optischen Nachrichtenübertragung
gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigen. Das Modul zur optischen Nachrichtenübertragung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
führt eine Übertragung
und einen Empfang von Signallicht unterschiedlicher Wellenlängen durch.
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Mit
Bezug auf die 2A und 2B hat das
Modul zur optischen Nachrichtenübertragung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein optisches Wellenleitersubstrat 10a,
ein Lichtempfangselement 30, ein lichtemittierendes Element 40 und
ein Filter 50. Das optische Wellenleitersubstrat 10a hat
einen ersten optischen Wellenleiter 12, einen zweiten optischen
Wellenleiter 13, den Umlenkspiegel 20 und eine
Wellenleiterendfläche 14.
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Der
Umlenkspiegel 20 reflektiert ein von dem zweiten optischen
Wellenleiter 13 empfangenes Signallicht zur Seite der Oberfläche des
optischen Wellenleitersubstrats 10a hin, so dass dieses
auf die Lichtempfangsoberfläche 31 des
Lichtempfangselements 30 auftrifft. Der Umlenkspiegel 20 kann
durch schräges
Schneiden des Substrats wie in den 2A und 2B gezeigt,
und nachfolgendes Metallisieren der Oberfläche mit einem Metallfilm wie beispielsweise
aus Au, hergestellt sein.
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Das
lichtemittierende Element 40, das ein Signallicht emittiert,
ist am optischen Wellenleitersubstrat 10a so montiert,
dass es mit dem ersten optischen Wellenleiter 12 koppelt.
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An
der Wellenleiterendfläche 14 ist
das Filter 50 angeklebt, um Signallicht von dem ersten
optischen Wellenleiter 12, das von dem lichtemittierenden
Element 40 emittiert worden ist, so zu reflektieren, dass
es mit dem zweiten optischen Wellenleiter 13 gekoppelt
wird.
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Als
Filter 50 ist eine dielektrische Mehrfachschicht, die Signallicht
reflektiert und ein Eindringen von Licht entsprechend seiner Wellenlänge zulässt, durch
Verdampfung abgeschieden. Dann reflektiert das Filter ein übertragenes
Signallicht mit einer Wellenlänge
von λ1,
das von dem lichtemittierenden Element 40 emittiert worden
ist und lässt
zu, dass ein empfangenes Signallicht mit einer Wellenlänge von λ2, das von
dem zweiten optischen Wellenleiter 13 empfangen worden
ist, durchgeht.
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Daher
wird das übertragene
Signallicht mit der Wellenlänge λ1, das vom
ersten optischen Wellenleiter 12 gesandt worden ist, vom
Filter 50 reflektiert, mit dem zweiten optischen Wellenleiter 13 gekoppelt
und nach außen übertragen.
Andererseits wird das empfangene Signallicht mit der Wellenlänge von λ2, das von
dem zweiten optischen Wellenleiter 13 empfangen worden
ist, durch das Filter 50 hindurchgehen und zum Lichtempfangselement 30 gesandt.
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Das
Lichtempfangselement 30 ist auf dem optischen Wellenleitersubstrat 10a so
montiert, dass das empfangene Lichtsignal mit der Wellenlänge λ2, das von
dem zweiten optischen Wellenleiter 13 auftrifft und durch
das Filter 50 hindurchgeht, von dem Umlenkspiegel 20 umgelenkt
wird und dann an das Lichtempfangselement gekoppelt wird.
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Als
Nächstes
erfolgt eine Beschreibung der Funktionsweise des Übertragens
und Empfangens eines Signallichts an dem Modul zur optischen Nachrichtenübermittlung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform.
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Bei
dem Lichtsignal-Empfangsvorgang geht als Erstes das empfangene Signallicht,
welches von dem zweiten optischen Wellenleiter 13 auftrifft
und das eine Wellenlänge
von λ2 hat,
durch das Filter 50 hindurch, wird an dem Umlenkspiegel 20 reflektiert und
zur Seite der Oberfläche
des optischen Wellenleitersubstrats 10a so gesandt, dass
die Lichtempfangsfläche 31 des
Lichtempfangselements 30 das Licht empfängt.
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Bei
dem Signallichtübertragungsvorgang wird
zunächst
das übertragene
Signallicht, welches von dem lichtemittierenden Element 40 emittiert
worden ist und die Wellenlänge
von λ1 hat,
durch den ersten optischen Wellenleiter 12 geführt, vom
Filter 50 reflektiert, mit dem zweiten optischen Wellenleiter 13 gekoppelt
und zu einem Übertragungspfad
geleitet.
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Durch
die Verwendung einer Konstruktion, die bewirkt, dass ein empfangenes
Signallicht durch das Filter 50 hindurchgeht, vom Spiegel 20 reflektiert wird
und von dem Lichtempfangselement 30 empfangen wird und
ferner bewirkt, dass ein übertragenes Signallicht
von dem lichtemittierenden Element 40 vom Filter 50 reflektiert
wird und zu einem externen Übertragungspfad
geleitet wird, realisiert das Modul zur optischen Nachrichtenübertragung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
zusätzlich
zu dem Effekt, der durch die erste Ausführungsform erzielt wird, eine
Signallichtübertragung und
-empfang, wobei ein Licht mit einer Wellenlänge von λ1 übertragen und ein Licht mit
einer Wellenlänge
von λ2 empfangen wird.
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Als
Nächstes
erfolgt die Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung der Module
für die
optische Nachrichtenübertragung
gemäß der vorliegenden
Erfindung wie vorstehend beschrieben. Da die vorliegende Erfindung
insbesondere dadurch gekennzeichnet ist, dass sie den Spiegel 20 hat,
der ein Signallicht umlenkt, wird ein Verfahren zur Herstellung
des Umlenkspiegels 20 beschrieben.
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Die 3A bis 3D sind
Ansichten zur Verwendung bei der Erläuterung des Herstellungsverfahrens
des Moduls für
die optische Nachrichtenübertragung,
die einen Vorgang zum Ausbilden des Umlenkspiegels 20 zeigen.
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Mit
Bezug auf die 3A bis 3D wird zunächst der
optische Wellenleiter 11 auf dem optischen Wellenleitersubstrat 10 gebildet
(3A). Die Anzahl der Wellenleiter ist nicht auf
einen begrenzt und dieser Vorgang ist auch für den Fall der gleiche, bei
dem zwei Wellenleiter, der erste optische Wellenleiter 12 und
der zweite optische Wellenleiter 13, wie bei der in den 2A und 2B gezeigten
Ausführungsform
vorgesehen sind.
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Dann
wird eine Schneidklinge 70 zum Schneiden in das optische
Wellenleitersubstrat 10 vertikal eingeführt, um die Wellenleiterendfläche 14 zu
bilden (3B).
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Darauf
folgend wird die Schneidklinge 70 schräg in das optische Wellenleitersubstrat 10 eingeführt, um
eine schräge
Fläche
für einen
Umlenkspiegel zu bilden (3C).
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Zum
Schluss wird die schräge
Fläche
mit einem Metallfilm wie beispielsweise aus Au metallisiert, um
den Umlenkspiegel 20 fertigzustellen (3D).
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Da
die jeweiligen optischen Wellenleitersubstrate 10 in einem
Wafer 90, wie in der 4 gezeigt, zum
Zeitpunkt der Herstellung des optischen Wellenleitersubstrats 10 fluch ten,
können
die Umlenkspiegel 20 zusammen im Stadium des Wafers 90 hergestellt
werden, indem die Schneidklinge gerade in den Wafer 90 eingeführt wird.
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Für den Wafer 90,
der ein Material aus optischem Wellenleitersubstrat 10 ist,
können
verschiedene Arten von Halbleitermaterialien, wie beispielsweise
Silicium, GaAs und InP verwendet werden. Als Material für das optische
Wellenleitersubstrat 10 kann anders als diese Materialien
eine Keramikplatte, eine Polymerplatte, eine Metallplatte oder dergleichen
verwendet werden. In jedem Fall kann das optische Wellenleitersubstrat 10 und
das optische Kommunikationsmodul durch das vorstehend beschriebene
Herstellungsverfahren hergestellt werden.
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Als
Nächstes
wird ein anderes Verfahren zur Herstellung des Umlenkspiegels 20 beschrieben.
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Die 5A bis 5C sind
Ansichten zur Verwendung bei der Erläuterung eines weiteren Herstellungsverfahrens
für ein
Modul zur optischen Nachrichtenübertragung.
Im vorliegenden Fall wird durch Verwendung eines Schneidmessers 71 mit
einer Breite größer als
die des Schneidmessers 70 bei dem vorstehend beschriebenen
Herstellungsverfahren wie in den 3A bis 3D gezeigt,
das Substrat auf einmal und nicht auf zwei getrennte Male wie beim
vorstehenden Beispiel abgeschnitten.
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Genauer
gesagt, wird zuerst der optische Wellenleiter 11 auf dem
optischen Wellenleitersubstrat 10 gebildet (5A).
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Dann
wird durch Einführen
des Schneidmessers 71 zum Einschneiden in das optische
Wellenleitersubstrat 10 gleichzeitig die Wellenleiterendfläche 14 und
die schräge
Fläche
des Umlenkspiegels 20 gebildet (5B). Hierbei
ist das Schneidmesser 71 so gestaltet, dass es bezüglich des
Winkels mit der schrägen
Fläche übereinstimmt,
um gleichzeitig die Wellenleiterendfläche 14 und die schräge Fläche des Umlenkspiegels 20 zu
bilden.
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Zum
Schluss wird die schräge
Fläche
des Umlenkspiegels 20 mit einem Metallfilm wie beispielsweise
aus Au, beschichtet, um den Umlenkspiegel 20 fertigzustellen
(5C).
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Zusätzlich kann
im vorliegenden Fall ähnlich wie
bei dem vorhergehenden Fall, wie in den 3A bis 3D gezeigt,
der Umlenkspiegel im Status des Wafers durch gerades Einsetzen des
Schneidmessers in den Wafer 90 auf einmal hergestellt werden, da
zum Zeitpunkt der Herstellung des optischen Wellenleitersubstrats 10 die
jeweiligen optischen Wellenleitersubstrate 10 auf dem Wafer 90 wie
in der 4 gezeigt, zueinander fluchten.
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In
dem Herstellungsverfahren für
das Modul zur optischen Nachrichtenübermittlung gemäß den vorstehend
beschriebenen Beispielen kann eine ausreichende Reflexion des Signallichts
selbst dann erzielt werden, wenn der Nutteil beispielsweise durch ein
transparentes Harz abgedeckt ist, weil der Umlenkspiegel 20 durch
Metallisieren der schrägen
Fläche
gebildet ist. Es ist daher möglich,
verschiedene Packungsverfahren unter Verwendung von transparenten
Harzen für
ein Modul zur optischen Nachrichtenübermittlung auszuwählen.
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Darüber hinaus
ermöglicht
die Ausbildung eines Umlenkspiegels 20 direkt auf dem optischen Wellenleitersubstrat
eine gemeinsame Ausbildung der Spiegel 20 im Status des
Wafers 90 und beseitigt weiterhin die Notwendigkeit von
aufwendiger Arbeit zum Einsetzen des Spiegels bei den herkömmlichen Herstellungsverfahren.
Somit ist die Automation des Montagevorgangs erleichtert, um eine
drastische Verringerung der Montagekosten zu realisieren.
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Zusätzlich wird
das empfangene Signallicht, welches durch das Filter 50 hindurchgeht,
nicht durch einen optischen Wellenleiter empfangen, wie dies bei der
herkömmlichen
Technik erfolgt, sondern direkt von einem Lichtempfangselement,
nachdem es vom Spiegel 20 reflektiert worden ist. Es ist
daher möglich, die
Nutbreite an dem Umlenkspiegelteil mehr als bei herkömmlichen
Konstruktionen zu vergrößern.
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Weiter
wird bei jedem der vorstehend beschriebenen Fälle die Arbeit für das Einsetzen
des Filters 50, die herkömmlicherweise mühsam war,
erleichtert, weil die Form der Nut an dem Umlenkspiegel 20 ein
Dreieck ist, dessen Breite größer wird, während die
Tiefe kleiner wird.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass wegen der Verwendung der Konstruktion,
bei der ein Filter an einer Wellenleiterendfläche befestigt ist, das Filter
an der Wellenleiterendfläche
fest montiert werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass, weil
die Dicke des Filters wie gewünscht
vergrößert werden
kann, ein Filter verwendet werden kann, das ein Substrat aus einem
so harten Material wie Glas verwendet, um die Verarbeitbarkeit des
Filterbefestigungsvorgangs zu verbessern und die Verringerung der
Montagekosten und die Massenproduktion durch Automatisierung des
Filterbefestigungsvorgangs zu realisieren.
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Als
Nächstes
wird ein weiteres Beispiel im Einzelnen anhand der Zeichnungen beschrieben.
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Die 6A und 6B sind
Ansichten, die eine Konstruktion des Moduls zur optischen Nachrichtenübermittlung
zeigen. Das Modul zur optischen Nachrichtenübermittlung gemäß dem vorliegenden Beispiel
führt nur
den Empfang eines Signallichts durch.
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Das
vorliegende Beispiel ist nicht dadurch gekennzeichnet, dass das
Lichtempfangselement 30 das gesamte empfangene Signallicht
empfängt,
welches durch den optischen Wellenleiter 11 eingegeben
worden ist, sondern dass der Empfang unnötigen Störlichts durch die Befestigung
des Filters 50 an der Wellenleiterendfläche 14 verhindert
ist.
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Auf
dem Filter 50 ist eine dielektrische Mehrfachschicht durch
Verdampfung abgeschieden, die ein Signallicht reflektiert oder zulässt, dass
dieses in Abhängigkeit
von seiner Wellenlänge
hindurchgeht. Als Ergebnis lässt
das Filter 50 ein empfangenes Signallicht (Wellenlänge λ2) durch
und reflektiert ein eingehendes Störlicht mit einer Wellenlänge (Wellenlänge λ1), die sich
von der des empfangenen Signallichts unterscheidet.
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Das
empfangene Signallicht mit der Wellenlänge λ2, das durch den optischen Wellenleiter 11 eingegeben
worden ist, geht durch das Filter 50 hindurch und wird
von dem Umlenkspiegel 20 zur Seite der Oberfläche eines
optischen Wellenleitersubstrats 10b hin reflektiert und
von der Lichtempfangsoberfläche 31 des
Lichtempfangselements 30 empfangen. Andererseits wird das
eingehende Störlicht
mit einer Wellenlänge
von λ1,
das durch den optischen Wellenleiter 11 eingeht, nicht
auf dem Lichtempfangselement 30 auftreffen, weil es vom
Filter 50 reflektiert wird.
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Indem
die Wellenleiterendfläche 14 zum Wellenleiter 11 schräg ausgebildet
ist, verhindert das vorliegende Beispiel, dass ein vom Filter 50 reflektiertes
eingehendes Störlicht
in den optischen Wellenleiter 11 zurückkehrt.
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Wie
im Vorstehenden beschrieben, ermöglicht
gemäß dem vorliegenden
Beispiel das Vorsehen des Filters 50 an der Wellenleiterendfläche 14 einen Empfang
von allein einem empfangenen Signallicht und schneidet ein eingehendes
Störlicht
ab.
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Die 7A und 7B zeigen
eine Konstruktion eines Moduls zur optischen Nachrichtenübermittlung
gemäß einem
weiteren Beispiel. Das Modul zur optischen Nachrichtenübermittlung
gemäß dem vorliegenden
Beispiel führt
nur die Emission eines Signallichts durch.
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Bei
dem vorliegenden Beispiel wird durch ein Überwachungslichtempfangselement 32,
das an der Rückseite
des lichtemittierenden Elements 40 vorgesehen ist, die
Intensität
eines Signallichts, das von dem lichtemittierenden Element 40 emittiert
wird, geeignet eingestellt. Das überwachende
Lichtempfangselement 32 ist auf der Oberfläche eines
optischen Wellenleitersubstrats 10c montiert, um das rückwärtige Ausgangslicht
des lichtemittierenden Elements 40 zu empfangen, das von
dem Umlenkspiegel 20 reflektiert worden ist.
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Das
lichtemittierende Element 40 ist auf dem optischen Wellenleitersubstrat 10c so
montiert, dass es mit dem optischen Wellenleiter 11 koppelt.
Das rückwärtige Ausgangslicht
des lichtemittierenden Elements 40 wird durch den Umlenkspiegel 20 zur Seite
der Oberfläche
des optischen Wellenleitersubstrats 10c reflektiert, von
einer Lichtempfangsoberfläche 33 des überwachenden
Lichtempfangselements 32 empfangen und zur Steuerung des
Lichts verwendet, das von dem lichtemittierenden Element 40 ausgegeben
wird.
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Wie
vorstehend beschrieben, ermöglicht
gemäß dem vorliegenden
Beispiel die Anordnung des Umlenkspiegels 20 und des überwachenden
Lichtempfangselements 32 an der Rückseite des lichtemittierenden
Elements 40 die Überwachung
und geeignete Steuerung des Lichts, das am lichtemittierenden Element
ausgegeben wird.
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Die 8A und 8B sind
Ansichten, die ein Modul zur optischen Nachrichtenübermittlung
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen. Das Modul zur optischen Nachrichtenübermittlung
gemäß der vorliegenden Ausführungsform überträgt und empfängt Signallicht derselben
Wellenlänge
(λ1).
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Die
vorliegende Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, dass an der Wellenleiterendfläche 14 anstatt
des Filters 50 der vorstehenden Ausführungsform ein Halbspiegel 22 befestigt
ist.
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Auf
dem Halbspiegel 22 ist eine dielektrische Mehrfachschicht
durch Dampfabscheidung abgeschieden, die sowohl die Hälfte eines
empfangenen Signallichts als auch die Hälfte eines gesendeten Signallichts
mit derselben Wellenlänge λ1 reflektiert und
erlaubt, dass die andere Hälfte
durch diesen hindurchgeht.
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Das
empfangene Signallicht mit der Wellenlänge λ1, das durch den zweiten optischen
Wellenleiter 13 eingegeben worden ist (die Hälfte des
Signals) geht durch den Halbspiegel 22 hindurch, wird vom Umlenkspiegel 20 zur
Seite der Oberfläche
eines opti schen Wellenleitersubstrats 10d reflektiert und
von der Lichtempfangsoberfläche 31 des
Lichtempfangselements 30 empfangen.
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Das übertragene
Signallicht mit der Wellenlänge λ1, das von
dem lichtemittierenden Element 40 emittiert worden ist,
wird durch den ersten optischen Wellenleiter 12 geleitet,
vom Halbspiegel 22 reflektiert (die Hälfte des Signals), um mit dem
zweiten optischen Wellenleiter 13 zu koppeln und auf einen Übertragungspfad
geleitet zu werden.
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Das
Lichtempfangselement 30 ist an der Verlängerung des zweiten optischen
Wellenleiters 13 angeordnet, einer Position zum Koppeln
mit einem empfangenen Signallicht, das von dem zweiten optischen
Wellenleiter 13 auftrifft, und an einer Position entfernt
von der Verlängerung
des ersten optischen Wellenleiters 12. Diese Anordnung
verhindert, dass das übertragene
Signallicht, welches durch den Halbspiegel 22 hindurchgeht,
vom Lichtempfangselement 30 empfangen wird.
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Wie
vorstehend beschrieben, ermöglicht
die Befestigung des Halbspiegels 22 an der Wellenleiterendfläche 14 bei
der vorliegenden Ausführungsform
das Übertragen
und den Empfang von Signallicht derselben Wellenlänge.
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Die 9A und 9B sind
Ansichten, die die Konstruktion eines Moduls zur optischen Nachrichtenübermittlung
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen. Das Modul zur optischen Nachrichtenübermittlung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform überträgt und empfängt Signallicht
mit unterschiedlichen Wellenlängen.
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Die
vorliegende Ausführungsform
unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform dadurch, dass an
der Rückseite
des lichtemittierenden Elements 40 das überwachende Lichtempfangselement 32 angeordnet
ist, um den Ausgang des lichtemittierenden Elements 40 ähnlich wie
bei der vierten Ausführungsform
zu steuern, und dass an dem Auslassteil des zweiten optischen Wellenleiters 13 an
der Übertragungsseite
eine V- förmige Nut 16 für die Fiberführung ausgebildet
ist, und in der Nut eine Fiber 60 angeordnet ist.
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Die
vorliegende Ausführungsform
hat somit zwei Nutteile mit Umlenkspiegeln 20 und 21,
einen ersten Nutteil an der Seite des lichtemittierenden Elements 40,
der der gleiche ist wie der des Beispiels wie in den 6A und 6B gezeigt,
und einen zweiten Nutteil an der Seite des Lichtempfangselements 30,
der der gleiche wie der in den 2A und 2B gezeigten
zweiten Ausführungsform
ist.
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Der
Umlenkspiegel 21, der an der Seite des lichtemittierenden
Elements 40 vorgesehen ist, reflektiert ein Licht, das
an der Rückseite
des lichtemittierenden Elements 40 ausgegeben wird, damit
dieses auf die Lichtempfangsfläche 33 des überwachenden
Lichtempfangselements 32 auftrifft, das auf der Seite der
Oberfläche
eines optischen Wellenleitersubstrats 10e angeordnet ist.
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Der
Umlenkspiegel 21, der auf der Seite des lichtemittierenden
Elements 40 vorgesehen ist, kann auf die gleiche Weise
wie der Umlenkspiegel 20 auf der Seite des Lichtempfangselements 30 hergestellt sein
und kann durch schräges
Schneiden des Substrats wie in den 9A und 9B dargestellt,
und nachfolgendes Metallisieren der Oberfläche mit einem Metallfilm wie
beispielsweise Au, hergestellt werden.
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An
dem Auslassteil des optischen Wellenleiters 11 auf der
Seite des Übertragungswegs
ist die Fiber 60 so angeordnet, dass sie mit dem zweiten
optischen Wellenleiter 13 koppelt. Die Positionierung der Fiber 60 in
einer Richtung vertikal zur optischen Achse kann durch eine V-förmige Nut 16 durchgeführt werden,
die in dem optischen Wellenleitersubstrat 10e ausgebildet
ist, und indem in der Richtung der optischen Achse das Ende der
Fiber 60 auf die Wellenleiterendfläche 15 geklebt wird,
so dass die Fiber auf dem optischen Wellenleitersubstrat ohne Einstellung
der optischen Achse montiert werden kann.
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Ein
empfangenes Signallicht (Wellenlänge λ2), das von
der Fiber 60 auftrifft, geht durch das Filter 50 hindurch,
wird von dem Umlenkspiegel 20 auf die Seite der Oberfläche des
optischen Wellenleitersubstrats 10e reflektiert und von
der Lichtempfangsfläche 31 des
Lichtempfangselements 30 empfangen.
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Ein übertragenes
Signallicht (Wellenlänge λ1), das von
dem lichtemittierenden Element 40 emittiert worden ist,
wird durch den ersten optischen Wellenleiter 12 geleitet,
von dem Filter 50 reflektiert, durch den zweiten optischen
Wellenleiter 13 und die Fiber 60 geführt und
zu dem Übertragungspfad
geleitet.
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Nachdem
es zur Seite der Oberfläche
des optischen Wellenleitersubstrats 10e vom Umlenkspiegel 21 reflektiert
worden ist, wird ein am lichtemittierenden Element nach rückwärts ausgegebenes Licht
von der Lichtempfangsfläche 33 des überwachenden
Lichtempfangselements 32 empfangen und zur Steuerung des
Lichts verwendet, das vom lichtemittierenden Element 40 ausgegeben
wird.
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Wie
vorstehend beschrieben, erzeugt die vorliegende Ausführungsform
zusätzlich
zu der Wirkung, die durch die vorhergehenden Ausführungsformen
erzielt worden ist, eine Wirkung, dass Licht, welches am lichtemittierenden
Element 40 ausgegeben wird, überwacht werden kann, weil
das überwachende
Lichtempfangselement 32 an der Rückseite des lichtemittierenden
Elements 40 angeordnet ist. Weil die Fiber 60 in
der V-förmigen
Nut 16, die zur Fiberführung
an dem Auslassteil des zweiten optischen Wellenleiters 13 an
der Übertragungspfadseite
ausgebildet ist, angeordnet ist, kann darüber hinaus die Fiber 60 an
dem optischen Wellenleitersubstrat ohne Einstellung einer optischen
Achse montiert werden.
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Zusätzlich können die
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
auch in verschiedenen Kombinationen realisiert werden.
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Wie
im Vorstehenden beschrieben, erzielt das Modul zur optischen Nachrichtenübermittlung gemäß der vorliegenden
Erfindung die folgenden Wirkungen.
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Erstens
sind die Anzahl der Teile und die Montageschritte des Moduls zur
optischen Nachrichtenübermittlung
verringert, um eine Verringerung der Herstellungskosten des Moduls
zur optischen Nachrichtenübermittlung
zu realisieren.
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Das
Modul zur optischen Nachrichtenübermittlung
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet keine Konstruktion, bei der ein Spiegel in eine
Nut eingesetzt ist, die in einem optischen Wellenleitersubstrat
ausgebildet ist, sondern eine Struktur, bei der ein Umlenkspiegel,
der mit einem Lichtempfangselement gekoppelt wird, direkt an dem
optischen Wellenleitersubstrat ausgebildet ist, wodurch das Einsetzen
des Spiegels unnötig
ist, so dass die Anzahl der Teile und Montageschritte reduziert
ist. Da keine der mühseligen
Arbeiten zum Einsetzen des Spiegels erforderlich ist, ist insbesondere
eine drastische Reduktion der Montagekosten möglich. Zusätzlich kann als Lichtempfangselement
ein kostengünstiges
Empfangselement mit auf der Oberfläche auftreffendem Licht verwendet
werden und ferner ist die Automation des Montagevorgangs zum Montieren
eines Spiegels an der Oberfläche
des optischen Wellenleitersubstrats einfach, um eine drastische
Kostenreduktion und die Massenherstellung zu realisieren.
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Zweitens
ist die Montage eines Filters, das ein Hindurchgehen des Signallichts
oder Reflektieren desselben gemäß dessen
Wellenlänge
ermöglicht, an
einem Modul zur optischen Nachrichtenübermittlung erleichtert.
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In
dem Modul zur optischen Nachrichtenübermittlung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Filtermontagearbeit einfach, da die Form der Nut
an dem Umlenkspiegelteil ein Dreieck ist und deren Breite größer wird,
wenn die Tiefe kleiner wird. Herkömmlicherweise war mühselige
Arbeit erforderlich, um ein Filter in eine enge Nut einzusetzen.
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Drittens
kann, wegen der Konstruktion, bei der ein Filter an einer Wellenleiterendfläche befestigt ist,
das Filter so montiert werden, dass es relativ zur Wellenleiterendfläche nicht
schräg
ist.
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Da
viertens ein Filter dick ausgeführt
werden kann, weil die Breite der Nut groß ist, kann ein Filter unter
Verwendung eines Substrats aus einem so harten Material wie Glas,
verwendet werden, wodurch die Bearbeitbarkeit des Filterbefestigungsvorgangs verbessert
werden kann und die Montagekosten reduziert werden können und
die Massenherstellung durch Automatisierung des Filterbefestigungsvorgangs
realisiert werden kann.
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Fünftens erzielt
das Modul zur Nachrichtenübermittlung
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine ausreichende Reflexion eines Signallichts selbst dann,
wenn ein Nutteil durch transparentes Harz abgedeckt ist, weil eine
schräge
Fläche,
die Signallicht reflektiert, metallisiert ist, wodurch zahlreiche
Arten von Packungsverfahren unter Verwendung von transparenten Harzen
gewählt
werden können.