(57)【要約】【課題】パッケージの中に封入された光電子装置により放出される光又は光電子装置により受光される光を視準化するようになっている一体化されたレンズを含んでいるパッケージを提供する。【解決手段】パッケージは、凹部（２８）を備えたキャップ（２２）を含んでいて、レーザ（３０）及びモニターダイオード（３２）が凹部に設置されている。レンズ（３４）は光を視準化するためのパッケージと一体化されている。レンズは、プレート（２４）の中に取り付けられた球状レンズ（３４）、又はベース（２６）と一体的に表面機械加工されたマイクロレンズである。光電子装置はパッケージの中に気密密閉されている。気密密閉された両面間接続端子（４６）が、凹部（２８）の中の金属被膜とパッケージの外側の電気接点とを接続するために使用されてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップと、光電子装置と、ベースと、プレートとを具備するパッケージにおいて：
該キャップが凹部を含んでおり；
該光電子装置は発光又は受光するためのものであり、該凹部の中に取り付けられていて；
該ベースは、該光電子装置が発光又は受光するようになっている波長の光を透過するようになっており；
該プレートは、該キャップと該ベースとの間に配置され、レンズを保持していて、該レンズは光ビームを部分的に視準化するためのものであって；
該凹部が、該光電子装置と該レンズとの間で光ビームを方向変更するために、反射面を備えた側壁面を含んでいる；
パッケージ。
【請求項２】
該プレートが、該レンズを保持するためにピラミッド形状の溝を含んでいる、請求項１に記載のパッケージ。
【請求項３】
該レンズがボールレンズを含んでいる、請求項１に記載のパッケージ。
【請求項４】
該光電子装置がエッジ放出半導体レーザを含んでいる、請求項１に記載のパッケージ。
【請求項５】
該反射被膜が、該光電子装置からの光ビームを該レンズへ向けて方向変更するために配置されている、請求項４に記載のパッケージ。
【請求項６】
方向変更された光が該レンズを通過し、該ベースを介して該パッケージから出てゆく、請求項５に記載のパッケージ。
【請求項７】
該反射被膜が金属製である、請求項１に記載のパッケージ。
【請求項８】
該側壁面が、光を少なくとも９０°の角度で方向変更するために角度を形成している、請求項１に記載のパッケージ。
【請求項９】
該光電子装置が該パッケージの中に気密密閉されている、請求項１に記載のパッケージ。
【請求項１０】
該キャップが、該凹部に電気接点及び貫通孔を含んでいて、該凹部の該電気接点から該キャップの外表面における電気接点への電気接続を提供するようになっていて、該光電子装置が該凹部の該電気接点に電気的に接続されている、請求項９に記載のパッケージ。
【請求項１１】
（ｉ）請求項１−１０のいずれか一項に記載の、光電子装置及びレンズとを備えたパッケージと；
（ii）光信号を該光電子装置へ送るか又は該光電子装置から受け入れている光ファイバーと；
（iii）該光電子装置と該光ファイバーとの間における該光信号の光路に配置された光学コンポーネントであって、該光信号の該光路が該レンズを通過している光学コンポーネントと；
を具備するアセンブリ。
【請求項１２】
該光学コンポーネントが光アイソレーターを備えている、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
該光学コンポーネントがコリメーターを備えている、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
該光学コンポーネントがビームスプリッターを備えている、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
（ｉ）該パッケージを中に設置している凹部と、（ii）該光ファイバーを保持するためのコネクタ−レセプタクルとを含んでいるハウジング；及び
該ハウジングに取り付けられ、かつ該光電子装置と該光ファイバーとの間で該光信号を方向変更するために配向されたミラーと；
を具備する請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
該パッケージを中に設置している凹部を含んでいるハウジングと、該ハウジングに取り付けられたプレートとを具備していて；
該プレートが、該光電子装置と該光ファイバーとの間で該光信号を方向変更するために配向された反射面を備えた溝を含んでいる；請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
該光ファイバーがピグテール構造で該プレートに接続されている、請求項１６に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
該パッケージを中に設置している第一凹部と、反射面を備えたミラーを中に設置している第二凹部と、を含んでいるハウジングを具備していて；
該ミラーが該光電子装置と該光ファイバーとの間で該光信号を方向変更するために配向されている；請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
該光ファイバーがピグテール構造で該ハウジングに接続されている、請求項１８に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
（ｉ）請求項１−１０のいずれか一項に記載の、光電子装置及びレンズとを備えた第一パッケージと；
（ii）請求項１−１０のいずれか一項に記載の、光電子装置及びレンズとを備えた第二パッケージと；
（iii）光信号を該光電子装置へ送るか又は該光電子装置から受け入れている光ファイバーと；
（iv）反射面を備えたミラーと；
（ｖ）波長依存形ビームスプリッターと；
（vi）該第一及び第二パッケージと、該ミラーと、該ビームスプリッターとを保持するためのハウジングと；を具備するアセンブリにおいて、
第一波長の光信号は、該第一パッケージと該光ファイバーとの間を進行するために、該ビームスプリッターにより方向変更され、
第二波長の光信号は、該ビームスプリッターを通過し、そして該第二パッケージと該光ファイバーとの間を進行するためにミラーにより方向変更されている；
アセンブリ。
【請求項２１】
該第一及び第二パッケージの一方の該光電子装置が発光装置であって、該第一及び第二パッケージの他方の該光電子装置が受光装置である、請求項２０に記載のアセンブリ。
【請求項２２】
該光ファイバーに接続されたコリメーターアセンブリを含んでいる、請求項２０に記載のアセンブリ。
【請求項２３】
該光ファイバーが、ピグテール構造で該ハウジングに接続されている、請求項２０に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズと一体のパッケージ及びそのパッケージを組み込んだ光学的アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学式パッケージは一つ以上の光学コンポーネント、光電子コンポーネント及び電子コンポーネントを含んでいる。コンポーネントを封入することは信号の完全性を保証するために重要なものであって、光学アセンブリの全体コストを決定している。正確度は、一般に例えばパッケージに収容された半導体レーザからの光信号を光ファイバーに整合させるために必要である。しかしながら、例えばレーザからの光が著しく発散していると、正確なアライメントだけでは光を光ファイバーに導入するのに十分ではないかも知れない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０５６５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一体化されたレンズを含んでいる種々のパッケージが開示されていて、レンズはパッケージの中に封入された光電子装置により発光された光又は光電子装置により受光された光を視準化（コリメート）できるようになっている。パッケージはより大きな光学アセンブリに組み込むことができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
例えば、一つの実施形態において、パッケージは凹部を備えたキャップを含んでいる。光を放出又は受光するための光電子装置が凹部の中に取り付けられていて、そしてベースが、凹部に封入区画を形成するためにキャップに取り付けられている。ベースは、光電子装置が発光又は受光する波長の光を透過する。レンズは、光電子装置へ進行してゆく光又は光電子装置から進行してくる光を部分的に視準化するためにパッケージと一体になっている。
【０００６】
いくつかの実施形態において、レンズはベースに一体に形成された表面機械加工されたマイクロレンズであってもよい。レンズは、例えばベースから突出している球状突起で構成されていてもよい。
【０００７】
他の実施形態において、パッケージは凹部を備えたキャップを含んでいる。光を放出又は受光するための光電子装置が凹部に取り付けられている。パッケージはベースを含んでいて、ベースは光電子装置が発光又は受光するようになっている波長の光を透過する。さらにプレートは、光ビームを部分的に視準化するためのレンズを保持していて、キャップとベースとの間に配置されている。凹部は、光電子装置とレンズとの間を進行する光ビーム用の光路部分を形成するために、反射面を備えた側壁面を含んでいる。
【０００８】
プレートは、例えば、レンズを保持するためにピラミッド形状の溝を含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、ボールレンズがレンズとして適切なものであるかも知れない。
【０００９】
パッケージの中に封入された光電子装置は面発光半導体又はエッジ放出半導体レーザのような受光装置又は発光装置を含んでいてもよい。従って、発光装置により発光された光ビームはパッケージから出てゆく前にレンズを通過する。
【００１０】
いくつかの実施形態において、キャップの凹部は、光電子装置からの光をレンズへ向けて方向変更するために表面に反射被膜を備えた側壁面を有している。
【００１１】
光電子装置はパッケージの中に気密密閉されている。
【００１２】
パッケージの中の光電子装置への光又は光電子装置からの光を光ファイバーに接続することができるので、パッケージは光学的アセンブリに組み込むことができる。そのようなアセンブリを以下に説明する。
【発明の効果】
【００１３】
いくつかの実施形態において、以下の利点がある。パッケージの中に封入された一体化されたレンズはパッケージの中の発光装置からの光ビームを部分的に又は完全に視準化できるので、従って光ビームは小さな発散角度でパッケージから放出されるようになっていて、ベースは放出された光に対して透過窓の作用をしている。
【００１４】
他の利点は、比較的に小さな寸法で、かつ表面に取り付けが容易なパッケージを作ることができることである。いくつかのケースにおいて、光学式パッケージと光ファイバーホルダーアセンブリとの相対的なアライメントの許容誤差は、レンズの拡大モードフィールドのために、ゆるいものとなっている。その結果、一つ以上の光電子装置を含んでいる回路ボードの組立手順は現状の表面取り付け技術に対してより容易なものとなっている。
【００１５】
そのようなパッケージの使用は、電線を短縮化し、フィードスルーラインを小型にすることを可能にして、従って外部からパッケージへの又はパッケージから外部への高周波信号の伝送を改善することができる。気密密閉されたパッケージは、パッケージの中に収容された光電子式コンポーネントの信頼性及び寿命を強化するものとなっている。
【００１６】
他の特徴及び利点は、以下の説明、図面、特許請求の範囲により明瞭なものとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、第一実施形態における一体形レンズを備えた光学式パッケージの断面図である。
【図２】図２は、図１におけるキャップを図示している。
【図３】図３は、図１におけるレンズホルダ及びベースを図示している。
【図４】図４は、第二実施形態における一体形レンズを備えた光学式パッケージの断面図である。
【図５】図５は、図４におけるキャップを図示している。
【図６】図６は、図４におけるキャップを図示している。
【図７】図７は、図４におけるキャップとベースとのアセンブリを図示している。
【図８】図８は、他の実施形態における一体形レンズを備えた光学式パッケージの断面図である。
【図９】図９は、一体形レンズを備えたさらなる実施形態を図示している。
【図１０】図１０は、一体形レンズを備えたさらなる実施形態を図示している。
【図１１】図１１は、一体形レンズを備えたさらなる実施形態を図示している。
【図１２】図１２は、一つの光学式パッケージと協働するレセプタクル式光ファイバーコネクタ−アセンブリを図示している。
【図１３】図１３は、一つの光学式パッケージと協働するピグテール式光ファイバーコネクタ−アセンブリを図示している。
【図１４】図１４は、一つの光学式パッケージと協働するピグテール式光ファイバーコネクタ−アセンブリを図示している。
【図１５】図１５は、一つの光学式パッケージと協働するピグテール式光ファイバーコネクタ−アセンブリを図示している。
【図１６】図１６は、複数光学式パッケージと協働するアセンブリを図示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
パッケージに封入された光電子装置により発光された、又は光電子装置により受光された光を視準化するようになっているレンズを備えた、種々の気密密閉パッケージを以下に説明する。パッケージはより大きな光学アセンブリに組み込まれてもよい。
【００１９】
図１に図示するように、パッケージ２０は、キャップ２２と、プレート２４により所定位置に保持されている大屈折率のボールレンズ（ball lens）３４と、ベース２６とを含んでいる。キャップ２２は下側に凹部２８を含んでいる。キャップ２２は、例えば、標準的なエッチング処理により凹部２８の形成が可能なシリコンのような半導体材料で構成されていてもよい。ドライエッチング法が側壁面のほぼ垂直な部分を形成するのに使用されてもよくて、一方、ウェットエッチング法が側壁面の傾斜部分を形成するのに使用されてもよい。図１における実施形態において、標準〔１００〕シリコンウェーハが使用されてもよくて、側壁面の傾斜部分の角度αは約５４．７°である。他の実施形態においては、側壁面の角度が異なっていてもよい。
【００２０】
一つ以上の光電子コンポーネントが、例えば凹部に事前に付着された金属パッドにはんだ付けにより凹部に取り付けられていてもよい。図１及び２に図示するように、エッジ放出半導体レーザ３０及びモニターダイオード３２がキャップ２２の凹部の中に取り付けられている。オプト−ボンダーのような超精密ピックアンドプレイスマシンが光電子装置を位置決めするために使用されてもよい。
【００２１】
エッジ放出装置３０は、アクティブサイドを上にして又は下にして取り付けてもよい。しかしながら、アクティブサイドを下にして装置に取り付けることは、発光領域の横方向位置のよりよい制御を提供することができる。さらに高周波数での使用において、装置３０への接触は、接続ワイヤの使用をさけるために装置の前面により行なわれてもよい。また、高出力での使用において、アクティブ領域からの熱流は、アクティブサイドを下にして装置をダイアモンド又は熱放散器に取り付けることにより改善することができる。アクティブサイドを下にしてレーザを取り付ける場合、レーザの発散出力ビームの部分的なブロックを防止するために、凹部内におけるレーザの位置を持ち上げるため機械式サポートが取り付けられてもよい。そのようなサポートを提供するために厚いはんだ層又ははんだの段差が使用されてもよい。
【００２２】
いくつかのケースにおいて、接続ワイヤ又は他の継手が、レーザ及びモニターダイオードを金属被覆接点に接続するために備えられていてもよい。気密密閉式両面間接続端子４６が凹部内２８の金属被覆をパッケージの外側の電気接点に接続するべく使用されてもよい。
【００２３】
気密密閉式両面間接続端子４６を形成するために種々の方法を使用することができる。そのような方法の一つは、第一及び第二半導体層の間とはさまれたエッチング−耐性層を含んでいる多層構造体を使用している。第一及び第二半導体層は、例えばシリコンを含んでいてもよくて、エッチング−耐性層は、例えば窒化ケイ素、酸窒化ケイ素又は二酸化ケイ素を含んでいてもよい。貫通孔は両面エッチングプロセスを用いて形成されてもよくて、そのプロセスにおいて第一及び第二層はエッチング−耐性層が露出して貫通孔を形成するまでエッチングされる。キャップ２２の下側になる半導体層はすべての又は多数の貫通孔位置に対応する区画をおおってエッチングされてもよい。続いて貫通孔がエッチング−耐性層の一部を除却して形成されてもよい。
【００２４】
貫通孔は、例えば両面間接続端子のベーストして電気めっきフィードスルーメタライゼーションプロセス（electro-plated feed-through metallization process）を用いて気密密閉されてもよい。フィードスルーメタライゼーションは拡散バリアを含んでいてもよくて、シール材料は、例えば非貴金属（non-noble metal）を含んでいてもよい。
【００２５】
図１に図示するように、レーザ３０の光出口に隣接した凹部の傾斜壁面の部分が金属のような反射材料で被膜されていて、その反射材は光３８をレーザからレンズ３４へ向けて方向変更するために反射面３６として作用している。ある実施形態において、レンズ３４はサファイアで構成されている。側壁面の垂直面を組み入れることにより、レーザ３０を反射面３６により近接させることができる。
【００２６】
例えばシリコンで構成されていてもよいレンズホルダプレート２４は、レンズ３４を所定位置に保持するために、ピラミッド又は他の適切な形状の溝のような貫通孔４０を含んでいる（図３参照）。溝は、例えば標準的なウェットエッチングプロセスにより形成されてもよい。ベース２６はシリコン又はガラスのような材料で構成されていて、その材料は、レンズホルダプレート２４の熱膨脹と整合がとれているものであり、かつレーザ３０により発光された波長の光を透過させるものである。従って、もしシリコンの透過限界を下まわる波長で作動する光電子装置がパッケージの中に封入されているなら、ベースは例えば適切なガラスで作られていてもよい。
【００２７】
レンズ３４、レンズホルダプレート２４及びベース２６は、以下のように組立てられてもよい。第一に、レンズホルダプレートは、小さな直径の面を有している溝４０の端部が下向きになるように位置決めされてもよい。続いてボールレンズ３４が溝の中に挿入される。続いて、ベースがレンズホルダプレートをおおって取り付けられる。ガラス結合リング４２（図３）が、レンズホルダプレート２４とベース２６との間にハーメチックシールを提供するために使用されてもよい。同様に、キャップ２２がレンズホルダプレート２４に取り付けられる場合、金属結合リング４４（図２）がハーメチックシールを形成するために使用されてもよい。
【００２８】
代りに、最初レンズホルダプレート２４がキャップ２２に固定されてもよい。続いてボールレンズ３４が挿入され、そして必要に応じて整列され、そして事前に付着された薄い接着層を用いて溝の側壁面に取り付けられてもよい。続いて、ベースが上部に置かれ、そして例えば低融点の金属係合リング４２を用いてシールされる。
【００２９】
図１における実施形態において、キャップ２２、レンズホルダプレート２４及びベース２が一体に組立てられてしまうと、気密密閉されたパッケージとなる。パッケージ２０が小さな発散角度で光ビームを放出するようにレンズ３４はレーザ３０からの光をほぼ視準化できるようになっていて、ベース２６は放出された光用の透過窓として作用している。
【００３０】
前述の実施形態における一つの利点は、比較的容易に凹部の側壁面を標準的なエッチング方法を用いて形成することができることである。レーザ光は金属面３６により９０°の角度で反射されないけれど、ボールレンズ３４の使用がそのような角度に対応できるようになっている。
【００３１】
図４は他の実施形態における光学式パッケージ１２０を図示している。パッケージがキャップ１２２及びベース１２６を有していて、ベース２６は、ベースに一体的に形成された表面機械加工されたマイクロレンズ１５２を含んでいる。レンズ１５２は、例えばベース１２６から突起している球形状突起として形成されてもよい。
【００３２】
キャップ１２２は下側に凹部１２８を含んでいる。しかしながら図１の実施形態とは対照的に、凹部１２８の壁面１５０の少なくとも一つが約４５°の角度βで傾斜している。レーザ３０の光出口に隣接した側壁面１５０の部分が金属材料で被膜されていて、その材料はレーザからの光ビーム１３８をレンズ１５２へ向けて方向変更するために反射面１３６として作用している。従って光ビーム１３８は約９０°の角度（即ち、ほぼ直交して）でレンズに対して方向変更することができる。レーザへの逆反射を低減するために、かつファイバーへの効率的な光結合を達成するために正確な角度を選択することができる。
【００３３】
４５°に近い角度の側壁面を備えた凹部１２８の構造は、図１における凹部の構造よりも複雑であって、図４の構造は照準ミスの可能性を低減することができる。というのは、パッケージ１２０はベースとは独立しているレンズホルダプレートの必要性はないからである。
【００３４】
図４に図示するように、エッジ放出半導体レーザ１３０及びモニターダイオード１３２は、キャップ１２２の凹部の中に取り付けられている。気密密閉された両面間接続端子１４６は、例えば前述の方法で形成されてもよくて、キャップ１２６の下側の金属被覆をキャップの外側の電気端子に接続している。図１における実施形態と同様に、ベース１２６はシリコン又はガラスのような材料で構成されていて、その材料はレーザ１３０により発光された波長の光を透過する。
【００３５】
図５及び６は、キャップ１２２の詳細を図示している。凹部における金属被覆１５４がレーザ１３０及びモニターダイオード１３２とのための電気接点を提供している。接続ワイヤ１５６又は他の電気継手が、レーザ及びモニターダイオードとを金属被覆の他の領域に接続するために備えられていてもよい。
【００３６】
パッケージ１２０を完成するために、ベースは、ハーメチックシールを形成するべく金属又はガラスの結合リング１５８（図７参照）を用いてキャップ１２２と融合されていてもよい。このようにして、一体化されたレンズを備えた気密密閉された光学式パッケージが提供される。反射面１３６により方向変更された光ビームは、レンズ１５２により視準化され（図６に図示されていない）、そしてほぼ視準化されたビームがパッケージから出てゆく。
【００３７】
図８は、図４と同様の光学式パッケージを図示している。パッケージ１６０は凹部１２８を備えたキャップと、ベース１２６とを含んでいる。ベースはベースに一体的に形成された表面機械加工されたレンズ１５２を含んでいる。しかしながらエッジ放出レーザの代りに、面発光光源１６２が凹部１２８の中に取り付けられている。そのような表面放出ディバイスの例はバーティカルキャビテー面発光レーザ（ＶＣＳＥＬｓ）を含んでいる。面発光光源の使用は、凹部の側壁面における反射面を用いて放出ビームの方向変更を行なうことなく、光ビームをレンズ１５２に導入することを可能にしている。従って、パッケージ１６０の組立は、図１及び４に図示されたパッケージと比較してより少ない工程しか必要としない。さらに凹部の構造は図１のパッケージと比較して簡単なものである。というのは凹部の側壁面の角度は重要なものではないからである。
【００３８】
前述したように、パッケージ１６０は、キャップの外表面の接点をパッケージ内部に封入されたコンポーネントに電気的に接続するために、気密密閉された両面間接続端子１４６を含んでいてもよい。
【００３９】
もしシリコンの透過限界を下まわる波長で作動されるようになっている光電子装置がパッケージ内部に封入される場合、ベースは例えば適切なガラスで作られてもよくて、そしてレンズは、光信号がレンズ及びベースを通過できるように適切なポリマーで作られていてもよい。
【００４０】
図９−１１はパッケージ１７０の他の実施形態を図示していて、ベースと一体的に形成された表面機械加工されたマイクロレンズの代わりに、レンズ１７２はベース１７６の外側に取り付けることによりパッケージの部品として組み込まれている。図４−７における実施形態と同様に、エッジ放出半導体レーザ１３０及びモニターダイオード１３２がキャップ１２２の凹部１２８の中に取り付けられている。前述したように、レーザ１３０の光出口に隣接した側壁面１５０の部分は金属材料で被膜されていて、その金属材料はレーザからの光ビームをレンズ１７２へ向けて方向変更するために反射面１３６として作用している。例えば前述のように形成された気密密閉された両面間接続端子１４６は、キャップ１２６の下側の金属被膜をキャップの外側の電気接点に接続している。
【００４１】
前述の実施形態において、ベース１７６はシリコン、ガラスのような材料で構成されていて、その材料は、レーザ１３０により放出された波長の光を透過する。ベースが、例えば金属又はガラスの結合リングを用いて、キャップ１２２をおおって融合される場合、ハーメチックシールが形成される。レンズ１７２は、レンズをレーザにより近接して設置するために、ベースの外表面に形成されたピラミッド形状の凹部１７８（図１０−１１）内部に取り付けられてもよい。図１１に図示されるように、組み込まれたレンズを備えた気密密閉された光学式パッケージが提供される。反射面１３６（図９）により方向変更された光ビームはベースを通過し、ほぼ視準化されたビームがパッケージから出てゆくようにレンズ１７２により視準化することができる。
【００４２】
他の実施形態において、凹部１７８を囲んでいる最上面は、第一レンズ１７２から所定距離に第二レンズのような第二バルク光学素子を取り付けるために使用できる。このことは、もしレーザ１３０が著しい楕円ビーム形状を有している場合、利点となる。第一レンズ１３０は、レーザビームの第一軸を部分的に視準化するために円筒形状であってもよくて、第二レンズは残りを視準化するために球状レンズであってもよい。
【００４３】
例えば、面発光レーザがパッケージ１７０内部に封入されている実施形態において、ベース１７６の凹部１７８は、必要ないかも知れない。その場合、レンズ１７２は、ベース外側の平らな表面に取り付けられてもよい。
【００４４】
前述の例は光電子コンポーネントとして光源を使用していて、その光電子コンポーネントは光学式パッケージ内部に収容されていて、その光出力はレンズにより視準化されている。しかしながら他の実施形態において、ＰＩＮダイオードのような受光装置が、一体化されたレンズを通過する光ビームを受光するためにパッケージ内部に設置されている。従って、前述の光学式パッケージ各々は発光又は受光装置として使用することができる。もし受光装置がパッケージ内部に収容されているなら、ベースは受光装置が検知できるようになっている波長の光を透過しなければならない。
【００４５】
本開示で使用されている用語“キャップ”及び“ベース”は、パッケージの頂部又は底部とに関連して特定の方向を意味しているものではない。いくつかの実施形態において、キャップはベースの上方に設置されていてもよいし、一方他の実施形態において、キャップはベースの下方に設置されていてもよい。
【００４６】
いくつかの実施形態において、ウェーハを独立したチップにダイシングするのに先立って複数のパッケージが半導体ウェーハに処理されてもよい。
【００４７】
前述の種々のパッケージは光学的アセンブリの中に組み込むことができて、標準的な回路アセンブリ装置を用いて回路基板上への光電子装置の表面設置を可能にしている。光学式パッケージの一部として組み込まれるレンズを提供することの利点の一つは、パッケージから放出される光ビームがほぼ視準化できることである。視準化された光ビームは、ビームスプリッタ及び光アイソレーターのような他の光学コンポーネントを光ビームが光ファイバーに入る前の光路に設置することを可能にしている。光ファイバーからの光が、パッケージ内部に封入された受光装置に接続されている実施形態においても、同様な利点がある。
【００４８】
例えば、図１２に図示するように、図１のパッケージ２０はアセンブリ２００に組み込むことができる。アセンブリは、パッケージ２２を受容するために凹部２２０を含んでいる。ハウジングは例えば精密研削加工及び穴あけ加工を用いて金属で作られてもよい。光ファイバー２０４用のコネクタ−レセプタクルは、フェルールスリーブ２１０によりハウジング内部に取り付けることのできるセラミック製フェルール２０６を含んでいる。勾配型屈折率（ＧＲＩＮ）レンズのような円柱状レンズ２１２がファイバー端末と光アイソレーター２１４との間でハウジング内部の段付き穴の中に取り付けられていてもよい。光アイソレーターは、光ファイバー伝送ライン及びファイバーコネクタとから反射される光がパッケージ２２の中の半導体レーザに入ることを防止するために使用できる。ミラー２１６がパッケージ２２からの光ビームの光路２１８を光ファイバー２０４へ変更するようになっている。
【００４９】
ファイバー２０４とシールされたパッケージ２２内部の光放出装置との間の有効な光結合は、パッケージ内部に組み込まれたレンズ３４及びアセンブリ内部の円柱状レンズ２１２により簡単化することができて、それらの両レンズは光ビームを視準化するようになっている。アクティブなアライメントはミラー２１６の位置を調節することにより達成されてもよい。ミラーは例えば接着剤で所定位置に固定されてもよい。一体型パッケージ２２が回路基板に隣接するように、かつ電気的接続が例えば金属結合物を介してパッケージと回路基板との間に作られるように、図１０に図示するアセンブリは、アセンブリをおおってフリッピングすることにより、回路基板（図示されていない）に取り付けられてもよい。
【００５０】
他の実施形態において、光ファイバーは、例えば図１３に図示するように、ピグテール構造を用いてパッケージ１２０に光結合されてもよい。ガラスプレートハウジング２３４は、パッケージ１２０を保持するために切り欠き凹部を含んでいて、パッケージ１２０はキャップ１２２、ベース１２６及び一体形レンズ１５２を含んでいる。ファイバー２４２は、シリコンプレート２３６により所定位置に保持されたＧＲＩＮレンズ２４０に光結合されていてもよい。シリコンプレート２３６は約４５°の角度のＶ形溝２３８を含んでいてもよい。Ｖ形溝の一方の端部は、パッケージ１２０内部の発光装置からの光ビームをファイバーに方向変更するために反射面又はミラー２３６として作用するべく金属でおおわれていてもよい。ガラスプレートハウジング２３４もＶ形溝をおおうようになっていて、アセンブリに対して副次的な安定性を提供している。
【００５１】
アクティブなアライメントはファイバーホルダ全体を移動することにより行なわれてもよい。アライメントプロセス後に紫外線（ＵＶ）架橋接着剤（ultra-violet (UV) curable adhesive）がアセンブリを回路基板２３２に取り付けるために使用されてもよい。ファイバーピグテールを接着剤の滴２４４を用いて回路基板２３２に接着することにより、さらなる歪除去が行なわれてもよい。
【００５２】
図１４及び１５は他の実施形態を図示していて、光ファイバー２４２がピグテール構造を用いてエッジ放出レーザ１３０に光結合されている。メタルハウジング２５４が光学式パッケージを保持するために切欠き凹部を含んでいて、光学式パッケージは切欠き凹部に接着されてもよい。例示の実施形態において、アセンブリは、一体型レンズ１５２及び気密密閉されたエッジ放出レーザ１３０とを備えた図４のパッケージ１２０を保持している。しかしながら、アセンブリは前述の他のパッケージに使用されてもよい。ファイバー２４２は、コリメータ及びＧＲＩＮレンズアセンブリ２５６を介してレーザ１６２に光結合されてもよい。メタルハウジングは、ミラー又は他の反射面２６２を約４５°の角度で支持するために、研削切欠き加工された傾斜面を備えた区画２５８を含んでいる。ミラーのアクティブなアライメントは、赤外線カメラを用いて例えばコリメータアセンブリの穴を下げることにより行なわれる。続いて、ミラーが接着剤により傾斜面に取り付けられてもよい。アセンブリ全体はプリント回路基板２３２に取り付けられてもよい。
【００５３】
レーザ１３０により発光された光及びキャップのミラーが取り付けられた側壁面により反射された光がパッケージ１２０のベースを通過して、レンズ１５２によりほぼ視準化できる。視準化された光は金属ハウジングの開口部２６４を通過しミラー２６２により反射される。反射された光はコリメータＧＲＩＮレンズアセンブリ２５６を通過してファイバー２４２に導入される。
【００５４】
種々の実施形態において、光アイソレーターのような追加の又は別の光学コンポーネントが光ビームの光路に挿入されてもよい。
【００５５】
いくつかの実施形態において、前述の複数パッケージが単一のファイバーコネクタ−レセプタクルの中に組み込まれてもよい。例えば、パッケージ各々は異なる波長のレーザを含んでいる。連続波長分割多重方式（ＣＷＤＭ）への用途において、光ビームを単一のファイバーホルダアセンブリに集光するべく放出光を共通軸に反射するために、薄いフィルムの整合フィルターが備えられていてもよい。
【００５６】
アセンブリが、受光装置が光電子装置として作用しているパッケージと一体化されていてもよい。
【００５７】
図１６は複数のパッケージを収容したアセンブリを図示していて、パッケージの一つ２７８には発光装置が封入されていて、他のパッケージ２７６には受光装置が封入されている。前述したいずれの光学式パッケージもパッケージ２７６，２７８として使用されてもよい。例示の実施形態において、発光パッケージ２７８は図４のデザインに基ずくものであり、一方受光パッケージ２７６は、図８のデザインに基ずくものであるが、発光装置１６２の代りに受光装置を含むようになっている。
【００５８】
図１６のアセンブリは、第一切欠き区画２５８の傾斜壁面２６０に対して位置決めされた反射面２６２を備えたミラーを含んでいる。アセンブリは、第二切欠き区画２７４の壁面２７２に対して位置決めされたフィルタープレート２７０を含んでいる。ミラー及びフィルタープレートの両者は、４５°の角度で配向されていてもよい。フィルタープレートは例えば波長選択式ビームスプリッターとして備えられている。
【００５９】
第一波長の光ビームはパッケージ２７８から放出されてもよい。光ビームはフィルタープレート２７０により反射され、コリメータアセンブリ２５６へ向けて方向を変更され、ファイバー２４２に導入される。一方、第二波長の光ビームはファイバーから提供されてもよい。光ビームはフィルタープレート２７０を通過し、ミラーの表面２６２によりパッケージ２７６へ向けて反射される。パッケージ２７６における受光装置２７６は受光した光ビームを検知する。
【００６０】
他の実施形態は、特許請求の範囲にある。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、パッケージの中に封入された一体化されたレンズはパッケージの中の発光装置からの光ビームを部分的に又は完全に視準化でき、従って光ビームは小さな発散角度でパッケージから放出されるようになっていて、ベースは放出された光に対して透過窓の作用をする、という利点がある。
【００６２】
また、本発明によれば、比較的に小さな寸法で、かつ表面に取り付けが容易なパッケージを作ることができる、という利点がある。光学式パッケージと光ファイバーホルダーアセンブリとの相対的なアライメントの許容誤差は、レンズの拡大モードフィールドのために、ゆるいものとなっている。その結果、一つ以上の光電子装置を含んでいる回路ボードの組立手順は従来の表面取り付け技術に対してより容易なものとなっている。
【００６３】
そのようなパッケージの使用は、電線を短縮化し、フィードスルーラインを小型にすることを可能にして、従って外部からパッケージへの又はパッケージから外部への高周波信号の伝送を改善することができる。気密に密閉されたパッケージは、パッケージの中に収容された光電子式コンポーネントの信頼性及び寿命を強化するものとなっている。
【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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