雙向光學發(fā)射和接收裝置的制作方法

專利名稱：雙向光學發(fā)射和接收裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學發(fā)射和接收裝置，更確切地說，涉及一種雙向光學發(fā)射和接收模塊，其通過使用單個光纖和單個封裝體能夠執(zhí)行光信號的發(fā)射和接收，并由此涉及一種光學封裝方法。
背景技術：
相關技術的雙向光學發(fā)射和接收裝置通常具有一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，基于TO-CAN的光學發(fā)射單元和光學接收單元在單個金屬外殼中對準，并通過激光焊機(laserwelder)固定，該結(jié)構(gòu)允許由安裝在外殼中的光學濾波器反射或透射光，以實現(xiàn)雙向光學耦
八
口 ο 當使用采用激光焊機的有源光學對準(active optical alignment)方法時,可易于光學對準兩個TO-CAN封裝體，但是諸如兩個TO-CAN封裝體、金屬外殼等的很多部件可導致高成本，致使加工步驟增加，并大大地降低量產(chǎn)可行性。在解決上述問題的嘗試中，已經(jīng)提出了一種能夠通過使用單個TO-CAN封裝體來雙向地執(zhí)行光學信號的發(fā)射和接收的雙向光學發(fā)射和接收裝置，但是不利的是，該裝置具有由于其結(jié)構(gòu)而發(fā)生電光串擾的高可能性，在該裝置中，發(fā)射單元和接收單元安裝在單個TO-CAN封裝體內(nèi)的同一空間中。因此，為了減少電光串擾發(fā)生的可能性，已經(jīng)提出了一種制造單獨的蓋子的方法，該單獨的蓋子具有45°的傾斜表面以隔離接收單元。然而，關于該方法，因為除了現(xiàn)有的蓋子之外，還設置了額外的蓋子，所以增加了制造成本和加工成本，并且應當在45°的傾斜表面的一部分中形成孔，用于光學耦合至接收單元光接收元件。同樣，因為不能在結(jié)構(gòu)上減小孔的尺寸，所以在減少電光串擾方面存在局限性，并且在用于分開輸入光和輸出光的WDM(波分復用)濾波器的情況下，應該僅使用在玻璃上以薄膜形式制造的光學濾波器，并且應該有源地對準具有WDM光學濾波器的內(nèi)部蓋子，以用于光學耦合。而且，在上述相關技術的情況下，制造用于各個元件的結(jié)構(gòu)以分底座(sub-mount)形式安裝，而不是平臺的形式，使得很難光學對準這些元件，并且增加了加工成本和加工時間。此外，需要長的焊線和引線，其難以傳輸高速信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面提供了一種雙向光學發(fā)射和接收裝置，其通過使用單個光纖和單個封裝體，能夠使電光串擾最小化，并使光學耦合效率最大化。本發(fā)明的一個方面還提供了一種雙向光學發(fā)射和接收裝置，其中，根據(jù)無源對準方法(passive alignment method)封裝光學發(fā)射和接收模塊,并且該模塊允許高速信號傳輸。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種雙向光學發(fā)射和接收裝置，其包括封裝體(package)，其具有空腔，并允許多個引線穿過其中；平臺，其安裝在封裝體上，使得空腔被完全覆蓋，并且包括形成在空腔上方并具有傾斜表面的通孔；接收單元，其安裝在空腔中，并產(chǎn)生與經(jīng)由通孔入射至空腔的輸入光相對應的電信號，以及將產(chǎn)生的電信號輸出至多個引線中的至少一個；發(fā)射單元，其安裝在封裝體上，使得發(fā)射單元位于其中未形成通孔的區(qū)域中，并根據(jù)通過多個引線中的至少一個傳輸?shù)碾娦盘柖a(chǎn)生輸出光；以及波分復用(WDM)濾波器，其安裝在平臺上，使得WDM濾波器位于通孔上方，以朝向光纖傳輸輸出光，并朝向通孔傳輸輸入光。傾斜表面可反射全部輸入光，使輸入光朝向空腔通過通孔入射。雙向光學發(fā)射和接收裝置還可包括球或半球狀透鏡，其位于WDM濾波器的下方，以減少傳送通過WDM濾波器的輸入光的束直徑。平臺可進一步包括電極，其形成在平臺的除了通孔之外的整個底部表面上，以減少在接收單元和發(fā)射單元之間的電串擾。多個引線的一部分可位于空腔內(nèi)。 雙向光學發(fā)射和接收裝置可進一步包括聚焦透鏡，其位于WDM濾波器和光纖之間，以將由發(fā)射單元輸出的光聚焦在光纖上。雙向光學發(fā)射和接收裝置可進一步包括光學透鏡，其位于WDM濾波器和光源之間，以減少光的發(fā)散角，以允許光被傳送至WDM濾波器。雙向光學發(fā)射和接收裝置可進一步包括光隔離器，其位于WDM濾波器和光學透鏡之間，以僅允許輸出光被傳送至WDM濾波器。雙向光學發(fā)射和接收裝置可進一步包括聚焦透鏡，其位于發(fā)射單元和WDM濾波器之間，以將由發(fā)射單元輸出的光聚焦在光纖上。雙向光學發(fā)射和接收裝置可進一步包括準直透鏡，其位于發(fā)射單元和WDM濾波器之間，以準直由發(fā)射單兀輸出至光纖的光。雙向光學發(fā)射和接收裝置可進一步包括聚焦透鏡，其位于WDM濾波器和光纖之間，以將由準直透鏡準直的光聚焦在光纖上。雙向光學發(fā)射和接收裝置可進一步包括光隔離器，其位于聚焦透鏡和WDM濾波器之間，或準直透鏡和WDM濾波器之間，以僅允許由發(fā)射單元輸出的光被傳送至WDM濾波器。平臺可進一步包括V形凹槽，其引起聚焦透鏡或準直透鏡的無源對準?？赏ㄟ^將接收單元的光接收元件的有源區(qū)域的中心與球或半球狀透鏡的中心對準來無源地安裝WDM濾波器。平臺可進一步包括對準標記，其允許無源地對準WDM濾波器以安裝WDM濾波器。有利效果在根據(jù)本發(fā)明實施例的雙向光學發(fā)射和接收裝置的情況下，通過使用單個封裝體，使電光串擾最小，并使光纖耦合效率最大，并且尤其是顯著提高了接收單元對準公差，以減少由于工藝誤差導致的產(chǎn)品的不良率(defectivity rate)，并可同時輕易地光學對準發(fā)射單元和接收單元。另外，因為使用了包括用于傳送接收單元和發(fā)射單元的電信號的電極的平臺，所以可使焊線的長度最小，而且，因為使用了具有極高頻率特性的薄膜電阻，可實現(xiàn)高速信號傳輸。
此外，因為根據(jù)無源對準方法來封裝光學發(fā)射和接收模塊，所以可減少加工成本和加工時間，獲得量產(chǎn)方面的優(yōu)點。


圖I至3為分別示出根據(jù)本發(fā)明實施例的雙向光學發(fā)射和接收裝置的結(jié)構(gòu)的視圖；圖4和5為分別示出根據(jù)本發(fā)明另外的實施例的雙向光學發(fā)射和接收裝置的結(jié)構(gòu)的視圖；圖6和7為分別示 根據(jù)本發(fā)明另外的實施例的雙向光學發(fā)射和接收裝置的結(jié)構(gòu)的視圖；圖8至12為示出根據(jù)本發(fā)明的實施例而提出的使光學耦合效率最大化的光學耦合結(jié)構(gòu)的視圖；圖13至18為示出制造根據(jù)本發(fā)明實施例的雙向光學發(fā)射和接收裝置的過程的視圖；圖19為示出對一定程度的電串擾進行說明的結(jié)果的曲線圖，該電串擾在根據(jù)本發(fā)明的實施例的雙向光學發(fā)射和接收裝置的發(fā)射單元和接收單元之間；以及圖20為示出了根據(jù)通孔的底部表面的寬度對電串擾進行說明的結(jié)果的曲線圖，根據(jù)本發(fā)明的實施例，通孔形成在平臺中并具有傾斜表面。
具體實施例方式下面將參考附圖詳細地描述本發(fā)明的實施例。然而，本發(fā)明可實施為許多不同的形式，并且不應將本發(fā)明解釋為限制于在此闡明的實施例。更確切地，提供這些實施例，使得本公開能夠全面完整，并且將本發(fā)明的范圍完全傳達給本領域技術人員。在附圖中，為了清楚起見，擴大了元件的形狀和尺寸，并且始終使用相同的參考數(shù)字來指示相同或相似的部件。同樣，除非明確地相反描述，單詞“包括”及其變體將被理解為包含所述元件的內(nèi)含物，而并不排除任何其他元件。用于參考，在本發(fā)明的實施例中，通過使用硅基底、根據(jù)濕法刻蝕方法而不是成本更高的干法刻蝕方法來制造平臺，以增加量產(chǎn)可行性，以便實現(xiàn)低制造成本。然而，根據(jù)應用領域和情況，還可使用干法刻蝕方法，并且還可使用除了硅基底以外的、包括陶瓷基底的任何基底。此外，為了將接受單元與發(fā)射單元分開，提出了使用具有空腔的封裝體，該空腔形成在封裝體的底部表面上。圖I至3為分別示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的雙向光學發(fā)射和接收裝置的結(jié)構(gòu)的視圖。參考圖I至3，根據(jù)本發(fā)明的實施例的雙向光學發(fā)射和接收裝置包括封裝體10，其具有空腔11，允許接收單元安裝在其中，并且允許多個引線12和13穿過其中；平臺20，其安裝在封裝體10上，使得空腔11被完全覆蓋，并具有形成在空腔11的上部、具有傾斜表面的通孔21 ;接收單元31和32，其安裝在空腔11中，并產(chǎn)生與入射至空腔11的輸入光相對應的電信號，以及通過引線13輸出產(chǎn)生的電信號；發(fā)射單元41和42，其安裝在封裝體10上，使得發(fā)射單元41和42位于未形成通孔21的區(qū)域中，并根據(jù)通過引線12傳輸?shù)碾娦盘柈a(chǎn)生輸出光；波分復用(WDM)濾波器50，其安裝在平臺20上，使得WDM濾波器50位于通孔21上方,并朝向光纖70傳輸輸出光，以及朝向通孔21傳輸輸入光；聚焦透鏡60,其位于光纖70和WDM濾波器50之間，以將通過WDM濾波器50而傳輸?shù)妮敵龉饩劢乖诠饫w70上，以便增加光傳輸效率；以及蓋子100，其密封地封住封裝體10的上部空間和平臺20，并固定聚焦透鏡60，使得聚焦透鏡60位于WDM濾波器50上方。優(yōu)選地，引線13的一部分形成在封裝體的空腔11中，以減少發(fā)射單元和接收單元之間的電串擾。接收單元31和32可包括接收單元光接收元件31，其安裝在空腔11內(nèi)，使得其位于通孔21的下方，并產(chǎn)生與通過通孔21入射至空腔11的輸入光相對應的電信號；以及跨阻抗放大器32，其安裝在空腔11內(nèi)，放大來自接收單元光接收元件31的輸出，并將電流信 號轉(zhuǎn)換為電壓信號，以及通過引線13輸出已轉(zhuǎn)換的電壓信號。這里，必要時，跨阻抗放大器32可包括限輻放大器。此外，接收單元31和32可進一步包括用于接收單元光接收元件31的分底座33、用于減少電源接線端中的噪聲的電容器33等。另外，如圖2所示，接收單元光接收元件31可基于用于無源對準光接收元件的形成在平臺20上的對準標記15而安裝，因此增強了光接收效率。發(fā)射單元41和42可包括光源41，其安裝在平臺20上，使得其相對于WDM濾波器50水平地布置，并響應通過引線12供應的電信號而產(chǎn)生輸出光；以及監(jiān)測光接收元件42，其安裝在平臺20上，使得其鄰近光源41，該監(jiān)測光接收元件監(jiān)測光源41的輸出強度，并通過引線12輸出監(jiān)測結(jié)果。此外，發(fā)射單元41和42可進一步包括薄膜電阻43，用于與光源驅(qū)動電路(未示出)和光源41等阻抗匹配。平臺20安裝在封裝體10上。特別地，為了減少電光串擾，優(yōu)選地將平臺20安裝在封裝體10上，使得空腔11被完全覆蓋。此外，如圖3所示，為了最大化無源光學對準和光學對準效率，優(yōu)選地將平臺20安裝為使得形成在平臺20中的通孔21的中心與接收單元31的有源區(qū)域的中心彼此對應。此外，為了最小化在接收單元31和32以及發(fā)射單元41和42之間的電光串擾，優(yōu)選地，電極44形成在平臺20的整個底部表面上。相應地，可有效封鎖通過基底的電串擾。另外，可形成絕緣體14，用于覆蓋引線12和13，以使平臺20和引線12和13絕緣，并執(zhí)行阻抗匹配，并且可形成對準標記15，以無源對準接收單元光接收元件31。聚焦透鏡60可實現(xiàn)為多種透鏡，例如球透鏡、半球狀透鏡等，并且可由諸如準直透鏡等的多種透鏡取代。如果使用具有大發(fā)散角的光源41，那么在聚焦透鏡60的前面階段(stage)的輸出光的束直徑可非常大，使得不易于設計和制造聚焦透鏡60，或者輸出光的束直徑會增加到大于WDM濾波器50的尺寸，以致于導致?lián)p失。為了解決該問題，用于減少光源41的發(fā)散角的光學透鏡80可位于WDM濾波器50和光源41之間。此外，如圖11和12所示，為了減少接收單元光接收元件31的焦距，或有效地聚焦輸入光，半球狀透鏡54可連接到WDM濾波器50的下部，或者球透鏡55可安裝在平臺20的具有傾斜表面的通孔21中。作為WDM濾波器50，可使用WDM濾波器的多種類型、分束器等。優(yōu)選地，如圖I所示，使用包括兩個棱鏡51和52以及形成在兩個棱鏡51和52之間的薄膜濾波器53的六面體WDM濾波器。另外，如圖4所示，雙向光學發(fā)射和接收裝置可進一步包括光隔離器90，其形成在光源41和WDM濾波器50之間，僅允許由光源41輸出的光傳輸至WDM濾波器50。在這種情況下，優(yōu)選地，將光隔離器90連接至WDM濾波器50，并且隨后將光隔離器90和WDM濾波器50 一起安裝在平臺20上。如圖4所示，當添加了光隔離器90時，與圖I的情況相比，光源41和聚焦透鏡60之間的距離可變長，并且相應地，接收單元光接收元件31和WDM濾波器50之間的距離可變長，從而降低了耦合效率。這里，如果為了補償該問題而使空腔11形成地更深，那么難以制造相應的結(jié)構(gòu)，并且制造成本會增加。然而，在本發(fā)明的實施例中，通過使用形成在平臺20 中的傾斜表面來反射輸入光，以將輸入光全部傳輸至接收單元光接收元件31，因此解決了該問題。同樣，如圖5所示，在雙向光學發(fā)射和接收裝置中，聚焦透鏡61可安裝在平臺20上，使得聚焦透鏡61位于光源41和WDM濾波器50之間，而不是位于WDM濾波器50的上側(cè)。在該情況下，不需要將聚焦透鏡61安裝在蓋子100上，這允許使用低價平面窗口蓋子，并且因為聚焦透鏡61安裝在蓋子100的內(nèi)表面上，所以透鏡可免受污染，增強了可靠性。此外，雙向光學發(fā)射和接收裝置可使用用于準直由光源41輸出的光的準直透鏡來替代聚焦透鏡61，在該情況下，用于將準直光聚焦于光纖70的聚焦透鏡還可設置在WDM濾波器50和光纖70之間。圖6和7為分別示出根據(jù)本發(fā)明的另外的實施例的雙向光學發(fā)射和接收裝置的結(jié)構(gòu)的視圖。在圖6所示的雙向光學發(fā)射和接收裝置中，光纖70位于與WDM濾波器50水平的方向上，而聚焦透鏡60被安裝在平臺20上，使得聚焦透鏡位于WDM濾波器50和光纖70之間。即，圖6中示出的雙向光學發(fā)射和接收裝置涉及另外的示例，在該另外的示例中，光纖70位于與WDM濾波器50水平的方向上，而不位于WDM濾波器50的上側(cè)。在該情況下，封裝體10具有圓柱形狀，其底部表面被塞住，而頂部表面敞開，并且封裝體10包括窗口 27,用于將由發(fā)射單兀光源41輸出的光傳輸至光纖70。蓋子100實施為可緊固在封裝體10的上表面的薄板，以密封地封住封裝體10的上部空間和平臺20。如圖7所示，有利的是，V形凹槽26可形成在平臺20中，并且聚焦透鏡61可根據(jù)無源對準方法而安裝在平臺20中。圖8至12為示出根據(jù)本發(fā)明實施例而提出的使光學耦合效率最大化的光學耦合結(jié)構(gòu)的視圖。圖8示出了一種情況，在該情況下，傳輸通過位于有源區(qū)域31a前方的WDM濾波器51的輸入光的束直徑小于接收單元光接收元件31的有源區(qū)域31a，因此獲得高耦合效率。圖9示出了一種情況，在該情況下，傳輸通過位于有源區(qū)域31a前方的WDM濾波器51的輸入光的束直徑大于有源區(qū)域31a。然而，即使在該情況下，仍可看到輸入光由平臺20的通孔21的傾斜表面反射，以耦合至接收單元光接收元件31的有源區(qū)域31a。
圖10示出了一種情況，在該情況下，當接收單元光接收元件31的有源區(qū)域31a安裝在平臺20上時，其傾向于平臺20的通孔21的一側(cè)，或者圖10示出了一種情況，該情況下，輸入光的光軸傾向于平臺20的通孔21的一側(cè)入射。即使在該情況下，光由平臺20的通孔21的傾斜表面反射，以耦合進接收單元光接收元件31的有源區(qū)域31a。圖11和12示出了在安裝半球狀透鏡54或球透鏡55以增加光學耦合效率的情況下的光學耦合方法。如此，雙向光學發(fā)射和接收裝置具有使光學耦合效率最大化的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)獲得了減少由在量產(chǎn)過程期間產(chǎn)生的工藝誤差導致的不良率的效果。例如，當光源41和WDM濾波器50之間的距離或者光源41和設置在光源41和WDM濾波器50之間的光學透鏡80之間的距離由于工藝誤差而變化時,聚焦透鏡60和光纖70之間的距離會變化，因此降低了耦合效率，這導致通過聚焦透鏡60的輸入光的焦距變長而極大地降低了耦合效率。 然而，在本發(fā)明的實施例中，平臺20的通孔21的傾斜表面充當透鏡，以在一定程度上抵償耦合效率的降低。因此，獲得了增加對準公差的效果。通常，使用單個封裝體的雙向光學發(fā)射和接收裝置難以光學地對準發(fā)射單元和接收單元，這與光學發(fā)射裝置或光學接收裝置是不同的。然而，如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的實施例的雙向光學發(fā)射和接收裝置中，接收單元具有大的對準公差，因此，根據(jù)通過使用傳統(tǒng)激光焊機僅對準發(fā)射單元的方法可實現(xiàn)同步雙向光學對準。圖13至18為示出制造本發(fā)明的實施例的雙向光學發(fā)射和接收裝置的過程的視圖，其示出使用TO-CAN封裝體的示例，迄今為止，TO-CAN封裝體最優(yōu)地用于工業(yè)領域。如圖13中所示，準備包括用于接收單元的光學耦合的通孔21、允許WDM濾波器50安裝在其中的空腔22以及用于無源對準濾波器的對準標記24的平臺20，并將光源41、監(jiān)測光接收元件42、薄膜電阻43等安裝在平臺20上，使得它們位于未形成空腔22的區(qū)域中。此外，如圖14所示，準備包括空腔11的封裝體，空腔11用于允許接收單元安裝在其中，并將接收單元光接收元件31、跨阻抗放大器32、分底座或電容器33等安裝在空腔11中。隨后，如圖15所示，將平臺20安裝在封裝體10上，使得接收單元光接收元件31的有源區(qū)域31a位于平臺20的通孔21的中心。隨后，如圖16所示，將WDM濾波器50安裝在平臺20上，使得WDM濾波器50的下表面的中心點達到平臺20的通孔21的中心。這里，優(yōu)選地，根據(jù)無源對準方法、通過使用形成在平臺20上的對準標記24來安裝WDM濾波器50。然而，當意圖獲得較高的耦合效率時，根據(jù)有源對準方法，WDM濾波器50可通過對接收單元和發(fā)射單元施加動力，接著監(jiān)測接收單元的光電流和由發(fā)射單元輸出的光功率(optical power)而安裝?；蛘?透射至WDM濾波器50的接收單元光接收元件31的有源區(qū)域31a，以及投射至WDM濾波器50的傾斜表面的發(fā)射單元光源41的有源區(qū)域可無源地以重疊的方式對準在封裝體10的上側(cè)。因為半球狀透鏡安裝在WDM濾波器50的下表面的中心，并且半球狀透鏡的中心和接收單元光接收元件的有源區(qū)域的中心通過無源對準而調(diào)整成彼此對應，由此，無源對準可用于允許量產(chǎn)。特別地，當使用無源對準方法時，應該最小化半球狀透鏡和接收單元光接收元件之間的距離，以增加光學耦合效率。在根據(jù)本發(fā)明實施例的雙向光學發(fā)射和接收模塊中，半球狀透鏡和接收單元光接收元件之間的距離減少為與幾十微米一樣短，這最大化了光學耦合效率。此外，在無源對準WDM濾波器50的情況下，優(yōu)選地，對準標記23形成在平臺20上，以允許盡可能準確地將WDM濾波器50安裝為關于光軸成直角。在相關技術的雙向光學發(fā)射和接收裝置中，引線和接收單元，以及發(fā)射單元通過焊線直接連接，但是在本實施例中，如圖16所示，利用形成在平臺上的電極，且焊線25僅用于連接引線和電極，所以焊線25的長度被最小化。同樣，通過使用具有極高頻率特性的薄膜電阻43,可實現(xiàn)高速信號傳輸。然后，如圖17和18所示，具有透明窗口 120的蓋子100或聚焦透鏡安裝在其上的蓋子100安裝在封裝體10上，以密封地封住封裝體10的上部空間和平臺20。圖19為示出了對一定程度的電串擾進行說明的結(jié)果的曲線圖，該電串擾在根據(jù)本發(fā)明的實施例的雙向光學發(fā)射和接收裝置的發(fā)射單元和接收單元之間。在圖19中，“打開”表示在平臺20未完全覆蓋形成在封裝體10中的空腔11并且沒有電極形成在平臺20的底部表面上時，對在發(fā)射單元和接收單元之間發(fā)生的電串擾的說明的結(jié)果?！伴]合”表示在平臺20完全覆蓋形成在封裝體10中的空腔11并且沒有電極形成在平臺20的底部表面上時，對在發(fā)射單元和接收單元之間發(fā)生的電串擾的說明的結(jié)果。“打開-底部”表示在平臺20未完全覆蓋形成在封裝體10中的空腔11并且電極形成在平臺20的除了通孔的整個底部表面上時，對在發(fā)射單元和接收單元之間發(fā)生的電串擾的說明的結(jié)果?！伴]合-底部”表示在平臺20完全覆蓋形成在封裝體10中的空腔11并且·電極形成在平臺20的除了通孔的整個底部表面上時，對在發(fā)射單元和接收單元之間發(fā)生的電串擾的說明的結(jié)果。參考圖19的“閉合-底部”，可看到當平臺20完全覆蓋封裝體10的空腔11并且電極形成在平臺20的除了通孔21的整個底部表面上時，電串擾，即雙向光學發(fā)射和接收裝置的最大問題之一，可急劇地減少至低于100dB。圖20為示出根據(jù)通孔的底部表面的寬度對在“閉合-底部”情況下的電串擾進行說明的結(jié)果的曲線圖，根據(jù)本發(fā)明的實施例，通孔形成在平臺中并具有傾斜表面?？煽吹诫姶當_隨著通孔21的底部表面的寬度的減少而減少。亦即，在平臺20具有通孔21，且通孔具有形成在其中的傾斜表面的情況下，由于傾斜表面，平臺20的底部表面上的通孔的尺寸可減少，進一步減少了電串擾，并且基于類似原理，光串擾與電串擾一樣可減少。以上基于實施例說明了本發(fā)明，但是本領域技術人員可以基于在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，進行各種修改或各種變更。
權利要求
1.一種雙向光學發(fā)射和接收裝置，其包含 封裝體，其具有空腔，并允許多個引線通過所述封裝體； 平臺，其安裝在所述封裝體上，使得所述空腔被完全覆蓋，并且所述平臺包括形成在所述空腔上方且具有傾斜表面的通孔； 接收單元，其安裝在所述空腔內(nèi)，產(chǎn)生與通過所述通孔入射至所述空腔的輸入光相對應的電信號，并將產(chǎn)生的電信號輸出至所述多個引線的至少一個； 發(fā)射單元，其安裝在所述封裝體上，使得所述發(fā)射單元位于未形成所述通孔的區(qū)域中，并根據(jù)通過所述多個引線的至少一個傳輸?shù)碾娦盘柖a(chǎn)生輸出光；以及 波分復用(WDM)濾波器，其安裝在所述平臺上，使得所述WDM濾波器位于所述通孔的上方，以朝向光纖傳輸所述輸出光，并朝向所述通孔傳輸輸入光。
2.根據(jù)權利要求I所述的雙向光學發(fā)射和接收裝置，其中，所述傾斜表面反射全部輸入光，使所述輸入光朝向所述空腔通過所述通孔入射。
3.根據(jù)權利要求I所述的雙向光學發(fā)射和接收裝置，其進一步包含球或半球狀透鏡，所述球或半球狀透鏡位于所述WDM濾波器下方，以減少傳輸通過所述WDM濾波器的所述輸入光的束直徑。
4.根據(jù)權利要求I所述的雙向光學發(fā)射和接收裝置，其中，所述平臺進一步包含電極，所述電極形成在所述平臺的除了所述通孔的整個底部表面上，以減少在所述接收單元和所述發(fā)射單元之間的電串擾。
5.根據(jù)權利要求I所述的雙向光學發(fā)射和接收裝置，其中，所述多個引線的一部分位于所述空腔內(nèi)。
6.根據(jù)權利要求I所述的雙向光學發(fā)射和接收裝置，其進一步包含聚焦透鏡，所述聚集透鏡位于所述WDM濾波器和所述光纖之間，以將由所述發(fā)射單元輸出的光聚焦在所述光纖上。
7.根據(jù)權利要求I所述的雙向光學發(fā)射和接收裝置，其進一步包含光學透鏡，所述光學透鏡位于所述WDM濾波器和所述光源之間，以減少光的發(fā)散角，以允許光傳輸至所述WDM濾波器。
8.根據(jù)權利要求7所述的雙向光學發(fā)射和接收裝置，其進一步包含光隔離器，所述光隔離器位于所述WDM濾波器和所述光學透鏡之間，以僅允許所述輸出光傳輸至所述WDM濾波器。
9.根據(jù)權利要求I所述的雙向光學發(fā)射和接收裝置，其進一步包含聚焦透鏡，所述聚焦透鏡位于所述發(fā)射單元和所述WDM濾波器之間，以將由所述發(fā)射單元輸出的光聚焦在所述光纖上。
10.根據(jù)權利要求I所述的雙向光學發(fā)射和接收裝置，其進一步包含準直透鏡，所述準直透鏡位于所述發(fā)射單元和所述WDM濾波器之間，以準直從所述發(fā)射單元輸出至所述光纖的光。
11.根據(jù)權利要求10所述的雙向光學發(fā)射和接收裝置，其進一步包含聚焦透鏡，所述聚焦透鏡位于所述WDM濾波器和所述光纖之間，以將由所述準直透鏡準直的光聚焦在所述光纖上。
12.根據(jù)權利要求9或10所述的雙向光學發(fā)射和接收裝置，其進一步包含光隔離器，所述光隔離器位于所述聚焦透鏡和所述WDM濾波器之間，或位于所述準直透鏡和所述WDM濾波器之間，以僅允許由所述發(fā)射單元輸出的光傳輸至所述WDM濾波器。
13.根據(jù)權利要求6、權利要求9、權利要求10或權利要求11所述的雙向光學發(fā)射和接收裝置，其中，所述平臺進一步包含V形凹槽，所述V形凹槽引起所述聚焦透鏡或所述準直透鏡的無源對準。
14.根據(jù)權利要求3所述的雙向光學發(fā)射和接收裝置，其中，通過將所述接收單元的光接收元件的有源區(qū)域的中心與所述球或半球狀透鏡的中心對準，而無源地安裝所述WDM濾波器。
15.根據(jù)權利要求14所述的雙向光學發(fā)射和接收裝置，其中，所述平臺進一步包含對準標記，所述對準標記允許無源地對準所述WDM濾波器，以安裝所述WDM濾波器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙向光學發(fā)射和接收裝置，其中，使用了一個光纖和一個封裝體，并將電光串擾最小化，放大了光學耦合效率。所述裝置包含封裝體，其具有多個引線穿過其中的空腔；平臺，其安裝在封裝體上，使得空腔被完全覆蓋，并且該平臺在空腔的上側(cè)形成有具有傾斜表面的通孔；接收單元，其安裝在空腔內(nèi)，產(chǎn)生與通過穿過通孔而入射進空腔內(nèi)的輸入光對應的電信號，并將電信號輸出至多個引線中的至少一個；發(fā)射單元，其安裝在封裝體上，以定位于未形成通孔的區(qū)域，并根據(jù)通過多個引線的至少一個傳輸?shù)碾娦盘柖a(chǎn)生輸出光；以及波分復用(WDM)濾波器，其安裝在平臺上以定位于通孔的上側(cè)，并朝向光纖傳遞輸出光，朝向通孔傳遞輸入光。
文檔編號H04J14/02GK102934385SQ201180027866
公開日2013年2月13日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權日2010年4月7日
發(fā)明者林權燮 申請人:韓國電子通信研究院