(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを備え、前記キャビティの内部に貫通する複数のリード線を備えるパッケージと、
前記キャビティが完全に覆われるように前記パッケージ上に実装され、前記キャビティの上部側に傾斜面を有する貫通孔が形成されたプラットホームと、
前記キャビティ内に実装され、前記貫通孔を通過して前記キャビティに入射される入力光に相応する電気信号を発生し、前記キャビティの内部に備えられる複数のリード線の少なくとも一つに出力する受信部と、
前記貫通孔が形成されない領域に位置するように前記プラットホーム上に実装され、前記キャビティの外部に備えられる複数のリード線の少なくとも一つを介して送信される電気信号により出力光を発生する送信部と、
前記貫通孔の上部側に位置するように前記プラットホームに実装され、前記出力光は光ファイバー側に伝達し、前記入力光は前記貫通孔側に伝達するＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）フィルターとを含み、
前記傾斜面は、前記プラットホームの底面での前記貫通孔のサイズを上面での前記貫通孔のサイズより小さくするものであり、前記貫通孔を通じて入射される入力光の全てを前記キャビティ側に反射させ、前記プラットホームは、前記貫通孔を除いた全底面に形成され、前記受信部及び前記送信部間の電気的漏話を減少させる電極をさらに含む双方向光送受信装置。
【請求項２】
前記ＷＤＭフィルターの下部側に位置し、前記ＷＤＭフィルターを経て伝達される前記入力光のビーム直径を減少させる球面または半球面レンズをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の双方向光送受信装置。
【請求項３】
前記複数のリード線の一部は、前記キャビティ内に位置することを特徴とする請求項１に記載の双方向光送受信装置。
【請求項４】
前記ＷＤＭフィルターと前記光ファイバーとの間に位置し、前記送信部の出力光を前記光ファイバーに集束させる集束レンズをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の双方向光送受信装置。
【請求項５】
前記ＷＤＭフィルターと前記光源との間に位置し、前記光源の発散角を減少させて前記ＷＤＭフィルター側に伝達する光学レンズをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の双方向光送受信装置。
【請求項６】
前記ＷＤＭフィルターと前記光学レンズとの間に位置し、前記出力光だけを前記ＷＤＭフィルター側に伝達させる光アイソレーターをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の双方向光送受信装置。
【請求項７】
前記送信部と前記ＷＤＭフィルターとの間に位置し、前記送信部の出力光を前記光ファイバーに集束させる集束レンズをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の双方向光送受信装置。
【請求項８】
前記送信部と前記ＷＤＭフィルターとの間に位置し、前記送信部の出力光を前記光ファイバーに照準する照準レンズをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の双方向光送受信装置。
【請求項９】
前記ＷＤＭフィルターと前記光ファイバーとの間に位置し、前記照準レンズにより照準された光源を前記光ファイバーに集束させる集束レンズをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の双方向光送受信装置。
【請求項１０】
前記集束レンズと前記ＷＤＭフィルターとの間または前記照準レンズと前記ＷＤＭフィルターとの間に位置し、前記送信部の出力光だけを前記ＷＤＭフィルター側に伝達させる光アイソレーターをさらに含むことを特徴とする請求項７または８に記載の双方向光送受信装置。
【請求項１１】
前記プラットホームは、前記集束レンズまたは前記照準レンズの受動整列を誘導するＶ溝をさらに含むことを特徴とする請求項４、７、８または９に記載の双方向光送受信装置。
【請求項１２】
前記受信部に備えられる受光素子の活性領域の中心と前記球面または半球面レンズの中心を整列し、受動で前記ＷＤＭフィルターを実装する請求項２に記載の双方向光送受信装置。
【請求項１３】
前記プラットホームは、前記ＷＤＭフィルターを受動で整列して実装できるように誘導する整列マークをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の双方向光送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光送受信装置に関し、特に、一つの光ファイバー及び一つのパッケージを利用して光送受信が可能な双方向光送受信モジュール及びそのための光パッケージング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の双方向光送受信装置は、一般的に、ＴＯ  ＣＡＮに基づく光送信部と光受信部を一つの金属ハウジングにそれぞれ整列した後、レーザーウェルダーで固定させる構造で、光がハウジング内に実装された光フィルターにより反射または透過されて双方向光結合される。
【０００３】
２つのＴＯ  ＣＡＮパッケージにレーザーウェルダー（Ｌａｓｅｒ  Ｗｅｌｄｅｒ）を利用した能動光整列方法を適用すると、光整列は容易であるが、２つのＴＯ  ＣＡＮパッケージと一つの金属ハウジングなど部品数が多くて値段が高く、工程段階が多くなり量産性が著しく低下するという問題がある。
【０００４】
上記の問題点を解決するため、一つのＴＯ  ＣＡＮを利用して双方向光送受信が可能な双方向光送受信装置が提案されたが、これには一つのＴＯ  ＣＡＮ内に送信部と受信部を同じ空間上に実装する構造により電気的光学的漏話が発生する可能性が大きいという短所がある。
【０００５】
また、このような電気的光学的漏話の発生可能性を低減させるために、４５度の傾斜面を有する別途の蓋を製作して受信部を隔離させる方法が提案されたが、この方法は既存の蓋とは別途に、内部に蓋を一つを追加するため、製作費用及び工程費用が上昇し、受信部受光素子への光学結合のために４５度の傾斜面の一部に孔を形成しなければならないという困難がある。そして、構造的に孔の直径サイズを小さくすることができないため、電気的光学的漏話を減少させるのに限界があり、入力光と出力光を分岐するためのＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）フィルターの場合、ガラス（ｇｌａｓｓ）上に薄膜状に製作された光フィルターしか使用できず、ＷＤＭ光フィルターを備えた内部蓋を光結合のために能動整列しなければならないという問題点がある。
【０００６】
また、上述の従来技術は、それぞれの素子のために製作された構造物をサーブマウントの形態で実装しなければならないため、光学整列が困難で、これにより、工程費用及び工程時間が増加するという短所がある。また、ボンディングワイヤ及びリード線が長くなって高速信号送信が困難であるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、本発明では、一つの光ファイバー及び一つのパッケージを利用するが、電気的光学的漏話を最小化して光結合効率を極大化することができる双方向光送受信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、受動整列方法により光送受信モジュールをパッケージングすることができ、高速信号送信も可能な双方向光送受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
課題を解決するための手段として、本発明の一実施形態によると、キャビティを備え、複数のリード線が貫通するパッケージと、上記キャビティが完全に覆われるように上記パッケージ上に実装され、上記キャビティの上部側に傾斜面を有する貫通孔が形成されたプラットホームと、上記キャビティ内に実装され、上記貫通孔を通過して上記キャビティに入射される入力光に相応する電気信号を発生し、上記複数のリード線の少なくとも一つに出力する受信部と、上記貫通孔が形成されない領域に位置するように上記パッケージ上に実装され、上記複数のリード線の少なくとも一つを介して送信される電気信号により出力光を発生する送信部と、上記貫通孔の上部側に位置するように上記プラットホームに実装され、上記出力光は光ファイバー側に伝達し、上記入力光は上記貫通孔側に伝達するＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）フィルターを含む双方向光送受信装置を提供する。
【００１０】
上記傾斜面は、上記貫通孔を通じて入射される入力光の全てを上記キャビティ側に反射させることを特徴とする。
【００１１】
上記双方向光送受信装置は、上記ＷＤＭフィルターの下部側に位置し、上記ＷＤＭフィルターを経て伝達される上記入力光のビーム直径を減少させる球面または半球面レンズをさらに含むようにしてもよい。
【００１２】
上記プラットホームは、上記貫通孔を除いた全底面に形成され、上記受信部及び上記送信部間の電気的漏話を減少させる電極をさらに含むようにしてもよい。
【００１３】
上記複数のリード線の一部は、上記キャビティ内に位置することを特徴とする。
【００１４】
上記ＷＤＭフィルターと上記光ファイバーとの間に位置し、上記送信部の出力光を上記光ファイバーに集束させる集束レンズをさらに含むようにしてもよい。
【００１５】
上記ＷＤＭフィルターと上記光源との間に位置し、上記光源の発散角を減少させて上記ＷＤＭフィルター側に伝達する光学レンズをさらに含むようにしてもよい。
【００１６】
上記ＷＤＭフィルターと上記光学レンズとの間に位置し、上記出力光だけを上記ＷＤＭフィルター側に伝達させる光アイソレーターをさらに含むようにしてもよい。
【００１７】
上記送信部と上記ＷＤＭフィルターとの間に位置し、上記送信部の出力光を上記光ファイバーに集束させる集束レンズをさらに含むようにしてもよい。
【００１８】
上記送信部と上記ＷＤＭフィルターとの間に位置し、上記送信部の出力光を上記光ファイバーに照準する照準レンズをさらに含むようにしてもよい。
【００１９】
上記双方向光送受信装置は、上記ＷＤＭフィルターと上記光ファイバーとの間に位置し、上記照準レンズにより照準された光源を上記光ファイバーに集束させる集束レンズをさらに含むようにしてもよい。
【００２０】
上記集束レンズと上記ＷＤＭフィルターとの間または上記照準レンズと上記ＷＤＭフィルターとの間に位置し、上記送信部の出力光だけを上記ＷＤＭフィルター側に伝達させる光アイソレーターをさらに含むようにしてもよい。
【００２１】
上記プラットホームは、上記集束レンズまたは上記照準レンズの受動整列を誘導するＶ溝をさらに含むようにしてもよい。
【００２２】
上記受信部に備えられる受光素子の活性領域の中心と上記球面または半球面レンズの中心を整列し、受動で上記ＷＤＭフィルターを実装することができる。
【００２３】
上記プラットホームは、上記ＷＤＭフィルターを受動で整列して実装できるように誘導する整列マークをさらに含むようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の双方向光送受信装置は、一つのパッケージを利用するが、電気的光学的漏話を最小化し、光結合効率を極大化することができる。特に、本発明の双方向光送受信装置によると、受信部の整列トレランスを大きく向上させることができるため、工程誤差による製品の不良率を低減させることができ、送信部と受信部を同時に光整列することができるという効果がある。
【００２５】
また、受信部及び送信部の電気信号を伝達する電極が形成されたプラットホームを使用することで、ボンディングワイヤの長さを最小化することができ、高周波特性の良い薄膜抵抗を利用することができるため、高速信号送信ができるという利益がある。
【００２６】
さらに、受動整列方法により光送受信モジュールをパッケージングすることで、工程費用及び工程時間を節減することができ、大量生産に非常に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例による双方向光送受信装置の構造を説明するための図面である。
【図２】本発明の一実施例による双方向光送受信装置の構造を説明するための図面である。
【図３】本発明の一実施例による双方向光送受信装置の構造を説明するための図面である。
【図４】本発明の他の実施例による双方向光送受信装置の構造を説明するための図面である。
【図５】本発明の他の実施例による双方向光送受信装置の構造を説明するための図面である。
【図６】本発明のさらに他の実施例による双方向光送受信装置の構造を示した図面である。
【図７】本発明のさらに他の実施例による双方向光送受信装置の構造を示した図面である。
【図８】本発明による光結合効率を最大化するために提案された光結合構造を示した図面である。
【図９】本発明による光結合効率を最大化するために提案された光結合構造を示した図面である。
【図１０】本発明による光結合効率を最大化するために提案された光結合構造を示した図面である。
【図１１】本発明による光結合効率を最大化するために提案された光結合構造を示した図面である。
【図１２】本発明による光結合効率を最大化するために提案された光結合構造を示した図面である。
【図１３】本発明の一実施例による双方向光送受信装置の製造工程を説明するための図面である。
【図１４】本発明の一実施例による双方向光送受信装置の製造工程を説明するための図面である。
【図１５】本発明の一実施例による双方向光送受信装置の製造工程を説明するための図面である。
【図１６】本発明の一実施例による双方向光送受信装置の製造工程を説明するための図面である。
【図１７】本発明の一実施例による双方向光送受信装置の製造工程を説明するための図面である。
【図１８】本発明の一実施例による双方向光送受信装置の製造工程を説明するための図面である。
【図１９】本発明の一実施例による双方向光送受信装置の送信部と受信部の間の電気的漏話（Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）の程度を解析した結果を示した図面である。
【図２０】本発明の一実施例によるプラットホームに形成されている傾斜面を有する貫通孔の下面の幅（Ｗｉｄｔｈ）による電気的漏話（Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）を解析した結果を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下では、添付の図面を参照し、本発明の実施例に対して、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は様々な形態で具現されることができ、ここで説明する実施例に限定されない。
【００２９】
図面において、本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略し、明細書全体にわたって類似する部分に対しては類似する図面符号を用いた。
【００３０】
また、ある部分がある構成要素を「含む」とは、特に反対する記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく他の構成要素をさらに含むようにすることができることを意味する。
【００３１】
参考までに、本発明では、シリコン基板を利用して、できる限り、高い乾式エッチング方法ではない湿式エッチング方法によりプラットホームを製作することで、量産性を高めて低価格化を実現する。しかし、応用分野及び場合によっては、乾式エッチング方法も使用でき、シリコン基板ではないセラミック基板などを含む、如何なる基板も使用できる。
【００３２】
また、受信部を送信部から隔離させるために、パッケージの底面にキャビティ（Ｃａｖｉｔｙ）が形成されているパッケージの使用を提案する。
【００３３】
図１〜図３は、本発明の一実施例による双方向光送受信装置の構造を説明するための図面である。
【００３４】
図１〜図３を参照すると、本発明の一実施例による双方向光送受信装置は、受信部を実装するためのキャビティ１１を備え、複数のリード線１２、１３が貫通するパッケージ１０と、キャビティ１１が完全に覆われるようにパッケージ１０上に実装され、キャビティ１１の上部側に傾斜面を有する貫通孔２１が形成されたプラットホーム２０と、キャビティ１１内に実装され、貫通孔２１を通過してキャビティ１１に入射される入力光に相応する電気信号を発生してリード線１３を介して出力する受信部３１、３２と、貫通孔２１が形成されない領域に位置するようにパッケージ１０上に実装され、リード線１２を介して送信される電気信号により出力光を発生する送信部４１、４２と、貫通孔２１の上部側に位置するようにプラットホーム２０上に実装され、出力光は光ファイバー７０側に伝達し、入力光は貫通孔２１側に伝達するＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）フィルター５０と、光ファイバー７０とＷＤＭフィルター５０との間に位置し、ＷＤＭフィルター５０を経て伝達される出力光を光ファイバー７０に集束させて光伝送効率を向上させる集束レンズ（Ｆｏｃｕｓｉｎｇ  Ｌｅｎｓ）６０と、パッケージ１０及びプラットホーム２０の上部側の空間を密閉させ、集束レンズ６０がＷＤＭフィルター５０の上部側に位置するように集束レンズ６０を固定させる蓋１００などを含むようにしてもよい。
【００３５】
上記リード線の一部１３は、送信部と受信部の間の電気的漏話を減少させるように上記パッケージのキャビティ１１内に形成されることが好ましい。
【００３６】
上記受信部３１、３２は、貫通孔２１の下部側に位置するようにキャビティ１１内に実装され、貫通孔２１を通過してキャビティ１１に入射される入力光に相応する電気信号を生成する受信部受光素子３１、キャビティ１１内に実装され、受信部受光素子３１の出力を増幅し電流信号を電圧信号に変換してリード線１３を介して出力する前置増幅器（Ｔｒａｎｓ  Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）３２を含むようにしてもよい。このとき、前置増幅器３２は、必要に応じて、後置増幅器（Ｌｉｍｉｔｉｎｇ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を含むようにしてもよい。
【００３７】
また、上記受信部３１、３２は、受信部受光素子３１のためのサーブマウント３３または電源端のノイズ低減のためのキャパシタ３３などをさらに含むようにしてもよい。さらに、受信部受光素子３１は、図２に示されたように、プラットホーム２０に形成された受光素子３１の受動整列のための整列マーク１５を基準に実装されることができ、より高い光受信効率を有することができる。
【００３８】
上記送信部４１、４２は、ＷＤＭフィルター５０の水平方向に位置するようにプラットホーム２０上に実装され、リード線１２を介して供給される電気信号に応答し、出力光を発生する光源４１と、光源４１と隣接してプラットホーム２０上に実装され、光源４１の出力強さをモニタリングし、そのモニタリングの結果をリード線１２を介して出力するモニタリング用受光素子４２を含むようにしてもよい。また、上記送信部４１、４２は、光源駆動回路（不図示）と光源４１とのインピーダンスマッチングのための薄膜抵抗４３などをさらに含むようにしてもよい。
【００３９】
上記プラットホーム２０はパッケージ１０上に実装される。特に、電気的光学的漏話を低減させるために、パッケージ１０のキャビティ１１が完全に覆われるようにパッケージ１０上に実装されることが好ましい。また、図３に示したように、受動光整列及び光整列効率が最大化できるようにプラットホーム２０に形成されている貫通孔２１の中央と受信部３１の活性領域の中央が一致するようにプラットホームを実装することが好ましい。
【００４０】
また、上記受信部３１、３２と上記送信部４１、４２の電気的光学的漏話を最小化するために、プラットホーム２０の全底面に電極４４を形成することが好ましい。これは、基板を通じた電気的漏話を効果的に遮断することができるためである。
【００４１】
さらに、プラットホーム２０には、リード線１２、１３を包むように形成され、プラットホーム２０とリード線１２、１３間の絶縁及びインピーダンスマッチングを行う絶縁体１４、そして、受信部受光素子３１とＷＤＭフィルター５０の受動整列を誘導するための整列マーク１５をさらに備えるようにしてもよい。
【００４２】
上記集束レンズ６０は、球面レンズまたは半球面レンズなどの多様なレンズで具現されてよく、必要に応じて、照準レンズ（Ｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇ  Ｌｅｎｓ）などの多様なレンズに代えるようにしてもよい。
【００４３】
また、発散角の大きい光源４１を使用すると、集束レンズ６０の前端における出力光のビーム直径が大きくなって集束レンズ６０の設計及び製作が容易でなかったり、ＷＤＭフィルター５０のサイズより出力光のビーム直径が大きくなって損失が発生するという問題がある。該問題を解決するため、ＷＤＭフィルターと光源４１の間に光源４１の発散角を低減させる機能を有する光学レンズ８０をさらに位置させることもできる。
【００４４】
その上、図１１及び図１２に示されたように、受信部受光素子３１の焦点の長さを減らしたり、入力光をより効果的に集束させるために、ＷＤＭフィルター５０の下部側に半球レンズ５４を付けたり、球面レンズ５５をプラットホーム２０の傾斜面を有する貫通孔２１に実装することもできる。
【００４５】
上記ＷＤＭフィルター５０としては多様なＷＤＭフィルターまたはビームスプリッターなどを用いてよく、図１に示されたように、二つのプリズム５１、５２と、二つのプリズム５１、５２との間に形成された薄膜フィルター５３とを備える六面体状のＷＤＭフィルターを用いることが好ましい。
【００４６】
また、双方向光送受信装置は、図４に示されたように光源４１とＷＤＭフィルター５０との間に、光源４１の出力光だけをＷＤＭフィルター５０側に伝達させる光アイソレーター９０をさらに含むようにしてもよい。このような場合、光アイソレーター９０をＷＤＭフィルター５０に付着した後、ＷＤＭフィルター５０とともにプラットホーム２０に実装することが好ましい。
【００４７】
図４のように、光アイソレーター９０を追加すると、光源４１と集束レンズ６０との距離が図１より長くなることにより、結合効率が悪くなることがある。これを補償するために、パッケージのキャビティ１１をさらに深く製作すると、製作が困難であるか、費用が上昇することがある。従って、本発明では、プラットホーム２０に形成された傾斜面を利用して入力光を反射させ、全入力光が受信部受光素子３１に伝達されるようにすることで、上記の問題を全て解決することができる。
【００４８】
また、双方向光送受信装置は、図５に示されたように、集束レンズ６１がＷＤＭフィルター５０の上部側ではない光源４１とＷＤＭフィルター５０との間に位置するようにプラットホーム２０上に実装するようにしてもよい。この場合、蓋１００に集束レンズ６１を実装する必要がないため、一般的な低価のフラットウィンドウ（ＦｌａｔＷｉｎｄｏｗ）蓋を用いることができ、集束レンズ６１を蓋の内部に実装することで、レンズが汚染される問題を解決することができて信頼性が向上するという利益がある。
【００４９】
また、上記双方向光送受信装置は、上記光源４１とＷＤＭフィルター５０との間に、上記集束レンズ６１の代わりに上記光源４１の出力光を照準させる照準レンズを実装するようにしてもよい。このような場合、照準された光源を上記光ファイバー７０に集束させる集束レンズを上記ＷＤＭフィルター５０と上記光ファイバー７０との間にさらに含むようにしてもよい。
【００５０】
図６及び図７は、本発明のさらに他の実施例による双方向光送受信装置の構造を示したものである。
【００５１】
図６に示された双方向光送受信装置は、光ファイバー７０をＷＤＭフィルター５０の水平方向に位置させ、集束レンズ６０がＷＤＭフィルター５０と光ファイバー７０との間に位置するようにプラットホーム２０上に実装する。即ち、図６に示された双方向光送受信装置は、光ファイバー７０をＷＤＭフィルター５０の上部側ではないＷＤＭフィルター５０の水平方向に位置させるさらに他の例に関するものである。
【００５２】
このような場合、パッケージ１０は、底面が密閉されて上面は開放された円筒状であり、送信部光源４１の出力光を光ファイバー７０に伝達するための窓２７を側面に形成させる。蓋１００はパッケージ１０の上面に締結可能な板状で具現され、パッケージ１０及びプラットホーム２０の上部側の空間を密閉させる。そして、図７に示されたように、上記プラットホーム２０にＶ溝状のキャビティ２６を形成して集束レンズ６１を受動整列方法でプラットホーム２０に実装することができるという利益を提供する。
【００５３】
図８〜図１２は、本発明による光結合効率を最大化するために提案された光結合構造を示したものである。
【００５４】
図８は、受信部受光素子３１の活性領域３１ａの前端でＷＤＭフィルター５０を透過した入力光のビーム直径が受信部受光素子３１の活性領域３１ａより小さくて、高い結合効率が得られる場合を示したものである。
【００５５】
図９は、受信部受光素子３１の活性領域３１ａの前端でＷＤＭフィルター５０を透過した入力光のビーム直径が受信部受光素子３１の活性領域３１ａより大きい場合を示したものである。しかし、このような場合も、図９に示されたように、入力光がプラットホーム２０の貫通孔２１の傾斜面に反射されて受信部受光素子３１の活性領域３１ａに結合されることが分かる。
【００５６】
図１０はプラットホーム２０を実装した後、受信部受光素子３１の活性領域３１ａがプラットホーム２０の貫通孔２１の片方に偏った場合、または、入力光の光軸がプラットホーム２０の貫通孔２１の片方に偏って入射される場合を示したものであり、このような場合も、プラットホーム２０の貫通孔２１の傾斜面に反射されて受信部受光素子３１の活性領域３１ａに結合されることが分かる。
【００５７】
図１１と図１２は上述のように、光結合効率を高めるために半球レンズ５４または球面レンズ５５を実装する場合の光結合方法を示したものである。
【００５８】
このように、本発明の双方向光送受信装置は、光結合効率を最大化することができる構造を有し、量産過程で発生する工程誤差による不良率を減らすことができるという効果がある。
【００５９】
例えば、光源４１とＷＤＭフィルター５０、または光源４１とＷＤＭフィルターの間にある光学レンズ８０との距離が工程誤差により変わると、集束レンズ６０と光ファイバー７０との距離が変わって結合効率が低下することがある。これにより、集束レンズ６０を通過した入力光の焦点距離が長くなって受信部結合効率が著しく悪くなるという問題がある。
【００６０】
しかし、本発明では、プラットホーム２０の貫通孔２１の傾斜面がレンズと類似する作用をするため、結合効率が悪くなる問題をある程度は相殺させる。その結果、整列トレランス（Ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）が大きくなるという効果が発生する。
【００６１】
一般的に、一つのパッケージを利用した双方向光送受信装置は、光送信装置または光受信装置とは異なって、送信部と受信部を同時に光整列しなければならないという難しさがあるが、本発明の双方向光送受信装置は、上述のように受信部の整列トレランスが大きいため、従来のレーザーウェルダーを利用して送信部だけを整列する方法で双方向を同時に光整列することができるという利益を有する。
【００６２】
図１３〜図１８は本発明の一実施例による双方向光送受信装置の製造工程を説明するための図面で、現在まで業界で最も好んで用いられているＴＯ  ＣＡＮパッケージを利用した一例を示したものである。
【００６３】
図１３に示されたように、受信部光結合のための貫通孔２１、ＷＤＭフィルター５０の実装のためのキャビティ２２、フィルターの受動整列のための整列マーク２４が備えられたプラットホーム２０を用意し、光源４１、モニタリング用受光素子４２、薄膜抵抗４３などがキャビティ２２の形成されない領域に位置するようにプラットホーム２０上に実装する。
【００６４】
また、図１４に示されたように、受信部を実装するためのキャビティ１１が形成されたパッケージ１０を用意し、キャビティ１１内に受信部受光素子３１、前置増幅器３２、サーブマウントまたはキャパシタ３３などを実装する。
【００６５】
次いで、図１５に示されたように、受信部受光素子３１の活性領域３１ａがプラットホーム２０の貫通孔２１の中央に位置するように、プラットホーム２０をパッケージ１０上に実装する。
【００６６】
次に、図１６に示されたように、ＷＤＭフィルター５０の下部面の中央地点がプラットホーム２０の貫通孔２１の中央に位置するように、ＷＤＭフィルター５０をプラットホーム２０上に実装する。このとき、プラットホーム２０に形成されている整列マーク２４を利用して受動整列方法によりＷＤＭフィルター５０を実装することが好ましい。さらに高い結合効率を得ようとする場合には、受信部と送信部に電源を印加した後、受信部ポート電流と送信部出力光パワーをモニタリングしてＷＤＭフィルター５０を実装する能動整列方法を使用することもでき、また、パッケージ１０の上部側にＷＤＭフィルター５０に透過された受信部受光素子３１の活性領域３１ａとＷＤＭフィルター５０の傾斜面に透映された送信部光源４１の活性領域をオーバーラップさせる方法で受動整列することもできる。
【００６７】
ここで、ＷＤＭフィルター５０の下部面の中央に半球面レンズを実装し、半球面レンズの中心と受信部受光素子の活性領域の中央を一致させる方式により受動整列することができる。この場合、工程費用及び工程時間を節減することができるため、大量生産ができるという特徴を有する。特に、上記受動整列方法を利用する場合、光結合効率を向上させるためには半球面レンズと受信部受光素子との距離を最小化する必要があるが、本発明による双方向光送受信モジュールは半球面レンズと受信部受光素子間を数十マイクロン以内まで狭くすることができ、光結合効率を極大化することができるという特徴を有する。
【００６８】
また、上記ＷＤＭフィルター５０を受動で整列する場合、ＷＤＭフィルター５０が光軸に対して最大限直角に実装されるように、整列マーク２３をプラットホームに形成することが好ましい。
【００６９】
従来の双方向光送受信装置はボンディングワイヤを通じてリード線と受信部及び送信部間を直接連結したが、本発明では、図１６に示したようにプラットホームに形成されている電極を利用し、従来とは異なってボンディングワイヤ２５でリード線と電極間のみを連結すれば良いため、長さが最小化される。また、高周波特性の良い薄膜抵抗４３を利用することができ、高速信号送信ができるという利益がある。
【００７０】
そして、図１７または図１８に示されたように、一般的な透明窓１２０がある蓋１００または集束レンズ６０が実装された蓋１００をパッケージ１０上に実装することで、パッケージ１０及びプラットホーム２０の上部側の空間を密閉させる。
【００７１】
図１９は、本発明の一実施例による双方向光送受信装置の送信部と受信部間の電気的漏話（Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）の程度を解析した結果を示したものである。
【００７２】
図１９において、Ｏｐｅｎはプラットホーム２０がパッケージ１０に形成されているキャビティ１１を完全に覆わず、プラットホーム２０の底面に電極を形成していない場合、Ｃｌｏｓｅはプラットホーム２０がパッケージ１０に形成されているキャビティ１１を完全に覆い、プラットホーム２０の底面に電極を形成していない場合、Ｏｐｅｎ＿Ｂｏｔｔｏｍはプラットホーム２０がパッケージ１０に形成されているキャビティ１１を完全に覆わず、プラットホーム２０の貫通孔を除いた全底面に電極を形成した場合、Ｃｌｏｓｅ＿Ｂｏｔｔｏｍはプラットホーム２０がパッケージ１０に形成されているキャビティ１１を完全に覆い、プラットホーム２０の貫通孔を除いた全底面に電極を形成した場合の送信部と受信部間の電気的漏話を解析した結果である。
【００７３】
図１９のＣｌｏｓｅ＿Ｂｏｔｔｏｍを参考すると、プラットホーム２０がパッケージ１０のキャビティ１１を完全に覆い、プラットホーム２０の貫通孔２１を除いた全底面に電極を形成した場合、双方向光送受信装置の最大の問題点の一つである電気的漏話を１００ｄＢ以下に画期的に低減させることができるという効果があることが分かる。
【００７４】
図２０は、本発明の一実施例によるプラットホームに形成されている傾斜面を有する貫通孔の下面の幅（Ｗｉｄｔｈ）によるＣｌｏｓｅ＿Ｂｏｔｔｏｍの場合の電気的漏話（Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）を解析した結果を示したものである。
【００７５】
貫通孔２１の下面の幅が小さいほど、電気的漏話が小さくなることが分かる。即ち、傾斜面を有する貫通孔２１が形成されているプラットホーム２０の場合、傾斜面があるため、プラットホーム２０の底面での貫通孔のサイズをさらに小さくすることができ、電気的漏話をさらに低減させることができるという効果があり、類似する原理で電気的漏話だけでなく光学的漏話も画期的に低減させることができるという利益がある。
【００７６】
以上、実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者は下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができることは明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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