(57)【要約】      （修正有）【課題】レンズキャップ、レンズキャップを備えるフォトダイオードおよびレンズキャップを製造するための方法を提供する。【解決手段】レンズキャップを備えるフォトダイオード１は、直径ｄＦを有するフォトダイオード活性面を備える台座４を含み、フォトダイオード５はさらに、融着レンズ３を備えるキャップ２を含み、融着レンズ３は、キャップ２の頂面７の平面図において直径ｄＬを有する。フォトダイオード活性面の直径に対する融着レンズ３の直径の比ｄＬ／ｄＦは、３０超である。【選択図】図１
2019161222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズキャップを備えるフォトダイオードであって、
前記フォトダイオードは、直径ｄＦを有するフォトダイオード活性面を備える台座を含み、
前記フォトダイオードはさらに、融着レンズを備えるキャップを含み、
前記融着レンズは、前記キャップの頂面の平面図において直径ｄＬを有する、
レンズキャップを備えるフォトダイオードにおいて、
前記フォトダイオード活性面の直径に対する前記融着レンズの直径の比ｄＬ／ｄＦは、３０超、好ましくは３５超、特に好ましくは４０超である、
ことを特徴とする、レンズキャップを備えるフォトダイオード。
【請求項２】
前記フォトダイオード活性面の直径に対する前記融着レンズの直径の比ｄＬ／ｄＦは、８０未満、好ましくは７０未満、特に好ましくは６５未満である、
請求項１記載の、レンズキャップを備えるフォトダイオード。
【請求項３】
前記融着レンズは、１．５５よりも大きい、好ましくは１．５８よりも大きい、特に好ましくは１．５９よりも大きい屈折率ｎ（５８９ｎｍの場合）を有するガラスからなる、
請求項１または２記載の、レンズキャップを備えるフォトダイオード。
【請求項４】
前記フォトダイオードは、２５Ｇｂｐｓ以上の伝送速度のために構成されている、
請求項１から３までのいずれか１項記載の、レンズキャップを備えるフォトダイオード。
【請求項５】
前記フォトダイオード活性面は、４０μｍ未満、好ましくは３５μｍ未満の直径を有する、
かつ／または、
前記融着レンズは、１．２ｍｍ超、好ましくは１．３ｍｍ超、特に好ましくは１．５ｍｍ超の直径ｄＬ、および／または、２．０ｍｍ未満、好ましくは１．８ｍｍ未満の直径ｄＬを有する、
請求項１から４までのいずれか１項記載の、レンズキャップを備えるフォトダイオード。
【請求項６】
レンズキャップ、とりわけ請求項１から５までのいずれか１項記載のフォトダイオードのためのレンズキャップにおいて、
前記レンズキャップは、１．５５よりも大きい、好ましくは１．５８よりも大きい、特に好ましくは１．５９よりも大きい屈折率ｎ（５８９ｎｍの場合）を有するガラスからなる融着レンズを備える金属キャップとして形成されている、
レンズキャップ。
【請求項７】
レンズキャップ、とりわけ請求項１から５までのいずれか１項記載のフォトダイオードのためのレンズキャップおよび／または請求項６記載のレンズキャップにおいて、
前記レンズキャップは、１４ｐｐｍ／Ｋ未満、好ましくは１０ｐｐｍ／Ｋ未満の線熱膨張係数α（２０〜３００℃の場合）を有するガラスからなる融着レンズを備える金属キャップとして形成されている、
レンズキャップ。
【請求項８】
前記金属キャップは、前記融着レンズの前記ガラスの０．９５〜１．０５倍の線熱膨張係数を有する材料からなる、
請求項６または７記載のレンズキャップ。
【請求項９】
前記融着レンズは、重フリントガラスまたは重クラウンガラスからなる、
請求項６から８までのいずれか１項記載のレンズキャップ。
【請求項１０】
レンズキャップを製造するための方法、とりわけ、請求項６から９までのいずれか１項記載のレンズキャップまたは請求項１から５までのいずれか１項記載の、レンズキャップを備えるフォトダイオードを製造するための方法であって、
金属からなるキャップの窓に融着レンズを融着させる、
方法において、
前記融着レンズのガラスのために、１．５５よりも大きい屈折率ｎを有するガラスを使用し、
前記ガラスは、少なくとも１０６〜１０４ｄＰａ・ｓの間の粘度νにおいて、連続的な粘度推移を有する、
ことを特徴とする、方法。
【請求項１１】
前記融着レンズを、７００℃超および／または１０００℃未満の温度で融着させる、
請求項１０記載のレンズキャップを製造するための方法。
【請求項１２】
前記融着レンズのガラスのために、１．５５よりも大きい、好ましくは１．５８よりも大きい、特に好ましくは１．５９よりも大きい屈折率ｎ（５８９ｎｍの場合）と、１４ｐｐｍ／Ｋ未満、好ましくは１０ｐｐｍ／Ｋ未満の線熱膨張係数α（２０〜３００℃の場合）と、を有するガラスを使用する、
請求項１０または１１記載のレンズキャップを製造するための方法。
【請求項１３】
請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法によって製造可能な、とりわけ製造された、レンズキャップ。
【請求項１４】
データ伝送ネットワーク、とりわけデータ伝送ネットワークの光受信機における、請求項１から５までの少なくとも１項記載のフォトダイオードの使用方法。
【請求項１５】
請求項１から５までの少なくとも１項記載のフォトダイオードを含む、光受信機。
【請求項１６】
前記光受信機は、導光ファイバの導光体の光がフォトダイオード活性面上にスポットとして投影されるように構成されており、
前記スポットの直径は、４０μｍ未満、好ましくは３５μｍ未満、特に好ましくは２０μｍ未満である、
請求項１５記載の光受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズキャップを備えるフォトダイオードに関する。本発明はとりわけ、導光ファイバからの光をフォトダイオードチップに入射し、電気信号に変換するフォトダイオードに関する。本発明はさらに、フォトダイオードのためのレンズキャップと、レンズキャップを製造するための方法と、に関する。本発明はまた、光信号伝送に基づくデータ伝送ネットワークにおける上述のフォトダイオードの使用を含む。上述のフォトダイオードを、とりわけ光データ伝送ネットワークのための受信機において使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
レンズキャップが設けられており、光信号伝送の分野で使用されるフォトダイオードが公知である。
【０００３】
例えば、独国特許発明第１０２０１６１０６３６６号明細書（DE 10 2016 106 366 B4）（Ｓｃｈｏｔｔ ＡＧ）は、ＴＯハウジング（トランジスタアウトラインハウジング）のためのレンズキャップを示している。このＴＯハウジングでは、このレンズに隣接しているハウジングの頂面の壁部が肉薄にされている。このようにして、レンズの融着時の高温に起因して発生する機械応力が低減される。
【０００４】
例えば深絞り部品として形成することができるこのようなレンズキャップは、とりわけ台座に結合され、とりわけろう接される。台座上にはレーザダイオードの活性面を備えるチップが配置されている。
【０００５】
伝送速度を上げるためには、フォトダイオードの高速スイッチングが必要である。これを達成するために、フォトダイオードの障壁層の静電容量をできるだけ小さく保つべきである。とりわけ、フォトダイオードの活性面を縮小することによって障壁層の静電容量を低減することができる。
【０００６】
レンズによって活性面上に投影されるスポットも、それに応じて縮小すべきである。
【０００７】
融着レンズの場合には、投影されるスポットの縮小を、とりわけレンズの直径の短縮によって達成することが可能である。
【０００８】
融着レンズは、ガラス体を金属キャップの窓にセットして、溶融させることによって用意される。
【０００９】
ガラスの表面張力に基づいてキャップの窓にレンズが形成される。
【００１０】
レンズを小さくしようとすればするほど、これをプロセス技術的に制御することが困難になる。直径が小さい場合、とりわけ直径が１．３ｍｍ以下の場合には、ガラス体積の非常にわずかな変動でもレンズ形状の顕著な変動がもたらされる。
【００１１】
発明の課題
したがって、本発明の基礎となる課題は、小さな活性面と、相応に高い可能データ伝送速度と、を有するフォトダイオードを簡単に提供することを可能にする、レンズキャップを備えるフォトダイオードと、レンズキャップと、レンズキャップを製造するための方法と、を提供することである。データ伝送ネットワークにおけるデータ伝送速度の増加に寄与することも本発明の課題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、それぞれの独立請求項に記載された、レンズキャップを備えるフォトダイオードと、レンズキャップと、レンズキャップを製造するための方法と、によって既に解決される。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の好ましい実施形態および発展形態は、従属請求項の対象、明細書、および図面から明らかとなる。
【００１４】
本発明は、レンズキャップを備えるフォトダイオードに関する。
【００１５】
レンズキャップを備えるフォトダイオードは、フォトダイオード活性面を備える台座を含む。
【００１６】
台座はとりわけ、好ましくは低膨張材料からなる金属台座として形成されており、レンズキャップに結合されており、とりわけ溶接されている。
【００１７】
台座上にはフォトダイオード活性面を備えるチップが設けられており、このフォトダイオード活性面は、光信号を電気信号に変換するために使用される。本発明はとりわけ、受信機側で使用するために構成されたフォトダイオード、すなわち、導光体の光信号を電気信号に変換するフォトダイオードに関する。台座およびフォトダイオードを備えるレンズキャップは、とりわけデータ伝送ネットワークの一部である。
【００１８】
フォトダイオードは、融着レンズを備えるキャップを含む。
【００１９】
キャップは、とりわけ深絞り部品であり、この深絞り部品は、少なくとも１つ、好ましくは厳密に１つの窓を含み、この窓にガラスからなるレンズが融着されている。キャップは、好ましくは底部に窓を有する筒形、とりわけ円筒形、および／またはポット形に形成されている。
【００２０】
レンズは、素材結合によってキャップに結合されている。
【００２１】
融着レンズは、キャップの頂面の平面図において直径ｄＬを有する。本発明の意味における頂面とは、融着レンズの側でのレンズキャップの外面として定義されている。これは、とりわけポット形のレンズキャップの底部の下面である。
【００２２】
キャップの頂面で、融合レンズは直径ｄＬを形成する。レンズは、とりわけレンズ脚部を備えるレンズとして形成されており、すなわち、レンズの上側の部分は、レンズが融着されている窓よりも大きい。この窓の中に、直径ｄＬよりも小さい直径を有するレンズ脚部が突入している。すなわち、融着レンズは、レンズ脚部によって形成された下面において頂面とは異なる直径を有し得ることが理解される。
【００２３】
本発明によれば、フォトダイオード活性面の直径に対する融着レンズの直径の比ｄＬ／ｄＦは、３０超、好ましくは３５超、特に好ましくは４０超である。
【００２４】
従前、一般的に直径６０〜７０μｍの活性面を備えるフォトダイオードが使用される。フォトダイオード活性面の直径に対する融着レンズの直径の比ｄＬ／ｄＦは、一般的に２０から２５の間である。
【００２５】
すなわち、これに対して本発明は、フォトダイオード活性面の直径の短縮との相関において融着レンズの直径を短縮する代わりに、この比率を従来技術に比べて増加させることにより、比較的小さなフォトダイオード活性面に対して比較的大きなレンズを使用することを企図する。
【００２６】
レンズが大きいにもかかわらず、それでもなお十分に小さなスポットを達成することが可能であることが判明した。スポットは、画像サイズとして見なすこともできる。導光ファイバのコアは、フォトダイオードの活性面上に結像される。
【００２７】
本発明の１つの実施形態によれば、直径ｄＬ対ｄＦは、８０未満、好ましくは７０未満、特に好ましくは６５未満である。
【００２８】
好ましくは、融着レンズのために、１．５５よりも大きい、好ましくは１．５８よりも大きい、特に好ましくは１．５９よりも大きい屈折率ｎ（５８９ｎｍの場合）を有するガラスが使用される。
【００２９】
比較的高い屈折率の融着ガラスを使用することによって、上述のように、レンズが大きいにもかかわらず十分に小さいスポットを提供することが可能となった。
【００３０】
本発明の１つの実施形態では、フォトダイオード活性面、すなわちフォトダイオードの感光面は、４０μｍ未満、好ましくは３５μｍ未満の直径を有する。
【００３１】
フォトダイオード活性面は、一般的に円形に形成されている。フォトダイオード活性面が円形以外に形成されている場合には、本発明の意味では好ましくは最小直径であると理解され、とりわけフォトダイオード活性面が正方形に形成されている場合には、内径、すなわち正方形に厳密に適合する円の直径であると理解される。
【００３２】
本発明の好ましい実施形態によれば、融着レンズは、１．２ｍｍ超、好ましくは１．３ｍｍ超、特に好ましくは１．５ｍｍ超の直径ｄＬ、および／または２．０ｍｍ未満、好ましくは１．８ｍｍ未満の直径ｄＬを有する。
【００３３】
好ましくはさらに、融着レンズのために、１４ｐｐｍ／Ｋ未満、好ましくは１０ｐｐｍ／Ｋ未満の線熱膨張係数α（２０〜３００℃の場合の平均）を有するガラスが使用される。
【００３４】
本発明によって、２５Ｇｂｐｓ（ギガビット毎秒）以上の伝送速度のために構成されたレンズキャップを備えるフォトダイオードを提供することが可能となった。
【００３５】
本発明はさらに、レンズキャップ、とりわけ上述のフォトダイオードのためのレンズキャップ、およびとりわけレンズキャップに関して説明した上述の特徴を有することができるレンズキャップに関する。
【００３６】
レンズキャップは、１．５５よりも大きい、好ましくは１．５８よりも大きい、特に好ましくは１．５９よりも大きい屈折率ｎを有するガラスからなる融着レンズを備える金属キャップとして、とりわけ深絞り加工された金属キャップとして形成されている。
【００３７】
本発明はさらに、レンズキャップ、とりわけ上述のフォトダイオードのためのレンズキャップ、およびとりわけレンズキャップに関して説明した上述の特徴を有することができるレンズキャップに関する。
【００３８】
レンズキャップは、とりわけガラスからなる融着レンズを備える金属キャップとして、深絞り加工された金属キャップとして形成されており、ガラスは、１４ｐｐｍ／Ｋ未満、好ましくは１０ｐｐｍ／Ｋ未満の線熱膨張係数α（２０〜３００℃の場合の平均）を有する。
【００３９】
とりわけ、高屈折率であるが、それと同時に低い線熱膨張係数を有するガラスの組み合わせによって、比較的大きいレンズ半径を有するにもかかわらず、できるだけ小さいスポットを投影するレンズキャップを提供することが可能となった。
【００４０】
それと同時に、導光体の端部からフォトダイオードの活性面までの光学系の全長を短縮することが可能となった。
【００４１】
とりわけ、ガラスの低い線熱膨張係数によって、そのようなレンズを融着レンズとして提供することが可能となった。
【００４２】
本発明の１つの実施形態では、金属キャップは、融着レンズのガラスの０．９５〜１．０５倍の線熱膨張係数を有する材料からなる。
【００４３】
金属キャップは、例えば、鉄−ニッケル−合金、鉄−ニッケル−コバルト、または鉄−ニッケル−クロムからなることができ、とりわけ、５〜８ｐｐｍ／Ｋの間の線熱膨張係数を有する鉄−ニッケル−合金からなることができる。
【００４４】
そのような低い線熱膨張係数を有する合金は、例えば、Ｋｏｖａｒ（登録商標）、Ｄｉｌａｔｏｎ ４６（登録商標）、Ｄｉｌａｔｏｎ ５１（登録商標）、およびＰｅｒｎｉｆｅｒ ４８（登録商標）の商品名で入手可能である。
【００４５】
キャップにおける溶融ガラスの良好な接着性を達成するために、キャップの材料は、好ましくは予備酸化されている。このことはつまり、溶融ガラスとキャップの材料との間に、有利には均一な厚さに形成された酸化物層が存在することを意味する。酸化物層は、キャップの金属における溶融ガラスの接着性を改善する。接着性は、部品の動作安全性および信頼性にとって重要である。とりわけ、上述の材料と、１．５５よりも大きい屈折率を有する高屈折率ガラスと、の組み合わせが可能になる。上述の材料の場合に、０．１２〜０．２２ｍｇ／ｃｍ２の金属の酸化物重量を生成することが可能であることが判明した。この範囲は有利であることが判明した。酸化物重量は、使用すべき炉処理において未酸化のサンプル金属部品を酸化させてその重量の増加を測定することによって求められる。
【００４６】
本発明の好ましい実施形態によれば、レンズの融着後、キャップに防食層、とりわけニッケルおよび／または金を含有する層が設けられる。
【００４７】
融着レンズは、とりわけ重フリントガラスまたは重クラウンガラスからなることができる。
【００４８】
本発明はさらに、レンズキャップ、とりわけ上述したようなレンズキャップを製造するための方法、または上述したようなレンズキャップを備えるフォトダイオードを製造するための方法に関する。
【００４９】
金属からなるキャップの窓に、融着レンズが融着される。
【００５０】
本発明によれば、融着レンズのガラスのために、１．５５よりも大きい屈折率ｎを有するガラスが使用される。
【００５１】
とりわけ、１．５８よりも大きい、好ましくは１．５９よりも大きい屈折率、および／または１４ｐｐｍ／Ｋ未満、好ましくは１０ｐｐｍ／Ｋ未満の線熱膨張係数αを有するガラスが使用される。ガラスはさらに、７ｐｐｍ／Ｋよりも大きい線熱膨張係数αを有することができる。
【００５２】
さらに、少なくとも１０６〜１０４ｄＰａ・ｓの間の粘度νにおいて、連続的な粘度推移を有するガラスが使用される。
【００５３】
粘度は、とりわけＤＩＮ ＩＳＯ ７８８４−２，３，または５（１９９８−０２版）に準拠して求めることができる。
【００５４】
連続的な粘度推移とは、粘度曲線に急変が存在しない粘度推移であると理解される。多くのガラスでは、とりわけ７００℃を超える温度において結晶構造が形成され、このことが粘度推移において急変をもたらす。とりわけ、粘度推移の曲線は、結晶形成の到達時に転換点を有し、すなわち粘度は、急激に減少していき、転換点の到達後に再びより顕著に減少する。このことは、本発明による融着レンズの光学的性質と、金属キャップとの融着性と、を相当に阻害することが判明した。
【００５５】
本発明を実施するために適したガラスは、とりわけＳｃｈｏｔｔ（登録商標）Ｎ−ＳＦ８、Ｐ−ＳＫ６０、およびＰ−ＳＫ５８Ａの商品名で入手可能である。これらのガラスは、良好な加工性を示し、結晶化することなく、濁ることなく、高粘着性に融着することが可能である。
【００５６】
使用されるガラスは、それと同時に電気めっき処理に耐久すべきであり、また、８５℃の温度および８５％の相対湿度において１０００時間にわたって耐久すべきである。このことは、とりわけ上述のガラスにおいて当てはまる。
【００５７】
融着レンズは、とりわけ７００℃超および／または１０００℃未満の温度で融着される。
【００５８】
本発明はさらに、上述の方法によって製造可能な、とりわけ上述の方法によって製造された、レンズキャップに関する。
【００５９】
本発明によってさらに、レンズキャップの長さを短縮することが可能となった。
【００６０】
さらに、驚くべきことに、レンズ開口の影響を低減することも可能となった。
【００６１】
内側開口が部分的にのみ照明されるので、いわゆる「フレア効果」が低減されている。すなわち、光が完全に照明されるので、光が内側開口によって遮光される危険性がない。とりわけ、ファイバ端部からフォトダイオード活性面までの長さを６ｍｍ未満、特に好ましくは５．５ｍｍ未満にすることが可能となった。
【００６２】
本発明はさらに、データ伝送ネットワーク、とりわけ光受信機における、上述のフォトダイオードの使用に関する。
【００６３】
好ましくは、光受信機は、導光ファイバの導光体の光がフォトダイオード活性面上にスポットとして投射されるように構成されており、スポットの直径は、４０μｍ未満、好ましくは３５μｍ未満、特に好ましくは２０μｍ未満である。
【００６４】
以下、本発明の対象を、図１〜図８を参照しながらより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】レンズキャップを備えるフォトダイオードの概略断面図である。
【図２】レンズキャップを備えるフォトダイオードに設けられたチップの概略平面図である。
【図３】フォトダイオードチップと、レンズと、導光ファイバと、からなる光学系の概略図である。
【図４】１．５の屈折率を有するレンズが使用される光学系を示す図である。
【図５】１．８の屈折率を有するレンズの使用を示す図である。
【図６】本発明に特に適しているガラスの粘度推移を示す図である。
【図７】本発明には不十分にしか適していない粘度推移を示す図である。
【図８】レンズおよびキャップからなる複合体の、剪断試験による試験をより詳細に説明する図である。
【図９】フォトダイオード上に投影されるスポットの直径に対する、融着レンズのために使用されるガラスの屈折率の影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
図１は、レンズキャップを備えるフォトダイオード１の概略図である。
【００６７】
レンズキャップを備えるフォトダイオード１は、深絞り部品として形成された、金属からなるキャップ２を含み、このキャップ２にガラスからなる融着レンズ３が融着されている。
【００６８】
融着レンズ３は、脚部を備えるレンズとして形成されており、すなわち、キャップ２の窓を通って突出しているレンズ脚部１２は、融着レンズ３のうちのレンズ脚部１２の上に位置している部分よりも小さい直径を有する。
【００６９】
定義によれば、頂面７は、ポット型のキャップ２を上外側から見た平面図である。
【００７０】
融着レンズ３は、頂面の平面図において直径ｄＬを有する。この実施例では、機械応力を低減するために、融着レンズ３の周囲におけるキャップ２の上側の壁部が肉薄にされている。
【００７１】
キャップ２は、ここに概略的に図示されている台座４に結合されている。台座４は、好ましくは金属からなり、とりわけ１０ｐｐｍ／Ｋ未満の線熱膨張係数αを有する金属からなる。
【００７２】
台座４上にはチップ５が設けられており、このチップ５は、とりわけフォトダイオードの活性面を含み、この活性面によって光が電圧に変換される。
【００７３】
この概略図には、接続ピン、配線等のようなさらなる詳細が図示されていないことを理解すべきである。
【００７４】
図２は、台座４上に配置されたチップ５の概略平面図である。
【００７５】
チップ５は、フォトダイオード活性面６を備えるフォトダイオードを含み、このフォトダイオード活性面６は、この実施形態では円形であり、直径ｄＦを有する。
【００７６】
導光ファイバから出発して融着レンズ３を介してフォトダイオード活性面６上に光スポットが投影される。
【００７７】
図３は、光学系全体の概略図である。
【００７８】
光ファイバ８は、融着レンズ３から長さＬ１だけ離間されている。
【００７９】
融着レンズ３は、集束レンズとして作用する。
【００８０】
光ファイバ８のコアから放射された光は、頂面７から厚さＤを有する融着レンズ３に入射し、融着レンズ３から長さＬ２だけ離間されている、チップ５のフォトダイオード活性面６上にスポットが投影される。
【００８１】
融着レンズ３の頂面は、本発明の意味における融着レンズ３の直径の半分に相当する半径Ｒ１を有する。
【００８２】
融着レンズ３の下面は、半径Ｒ１とは異なり得る半径Ｒ２を有する。
【００８３】
図４は、１．５の屈折率を有する融着レンズ３の使用を示し、図５は、１．８の屈折率を有する融着レンズ３の使用を示す。
【００８４】
これらの図から見て取れるように、高い方の屈折率によって、チップ５の側のスポットの直径と、導光ファイバ８からの距離Ｌ１と、の両方が短縮されている。
【００８５】
フォトダイオード活性面６から導光ファイバ８の出射端部までの距離が比較的短いことに起因して、レンズキャップを備えるフォトダイオード１の構造長さがより短くなっており、それと同時に、投影されるスポットも小さくなっている。
【００８６】
さらに、内側開口が部分的にのみ照明されるので、内側開口によって光成分が覆われる危険性はない。
【００８７】
図４に示すように、１．５の屈折率では、試験構成において約７０μｍの投影されたスポットの直径が達成された。光軸の長さは、７ｍｍ超であった。
【００８８】
これに対して、図５に示す１．８の屈折率を有する融着レンズによれば、光軸の長さを約４ｍｍまで短縮することが可能となった。それと同時に、投影されたスポットの直径は、たった約７μｍとなり、すなわち約１０分の１に短縮することが可能となった。このことは、スポットの直径に対する屈折率の驚くべき影響を示している。
【００８９】
図６は、約６００〜１２００℃の温度範囲における、本発明に特に適したガラスの粘度推移を示す。
【００９０】
粘度推移９が連続的であること、すなわち温度が増加するにつれて粘度が連続的かつ恒常的に減少することが見て取れる。このことは、好ましくは融着レンズが融着される７００〜１０００℃の温度範囲に関してとりわけ当てはまる。
【００９１】
図７は、これに対して、本発明にはあまり適していないガラスの粘度推移を示す。
【００９２】
７００〜８００℃の温度範囲において、粘度推移９の平均曲線から粘度が急激に逸脱する領域１０が存在することが見て取れる。７００〜８００℃の間では、結晶形成に起因して粘度が急激に変化する。とりわけ粘度は、結晶形成に到達するともはや減少しなくなるか、または以前ほど減少しなくなる。このことは、融着レンズの光学的性質にとって欠点であることが判明した。とりわけ、曇りにつながる可能性がある。そのようなガラスの場合には、レンズと金属部品との間の、素材結合による機械的な結合性が減少する。
【００９３】
図８は、キャップにおける融着レンズ３の接着力が剪断試験によってどのように試験され得るかを示す概略図である。
【００９４】
キャップ２の頂面に対して平行に案内された検査体１１によって、融着レンズ３または融着レンズ３の一部が剪断される。このために必要な力が測定される。
【００９５】
５０Ｎを超える剪断力が達成され得ることが判明した。それと同時に、キャップの金属上にガラス残留物が存在しており、ガラス上に金属キャップが存在しており、このことは、ガラス−金属−複合体の良好な結合性を示す証拠となっている。
【００９６】
このことはとりわけ、金属キャップ２のために使用される鉄−ニッケル−合金の予備酸化によって達成される。
【００９７】
図９は、屈折率がｘ軸上にプロットされており、例示的な融着レンズによってフォトダイオード活性面上に投影された、モノモードファイバの光のスポットの直径がｙ軸上にプロットされている線図を示す。この場合、曲線は、指数関数的に近似されている。
【００９８】
屈折率が増加するにつれてスポットの直径が驚くほど顕著に短縮されていることが見て取れる。
【００９９】
したがって、スポットの直径は、屈折率が１．５から１．６に増加することよって既に半分未満に短縮されている。
【０１００】
レンズがフォトダイオード上にできるだけ小さなスポットを投影するような、レンズキャップまたはレンズキャップを備えるフォトダイオードを、本発明によって簡単に提供することが可能となった。
【符号の説明】
【０１０１】
１  レンズキャップを備えるフォトダイオード
２  キャップ
３  融着レンズ
４  台座
５  チップ
６  フォトダイオード活性面
７  頂面
８  光ファイバ
９  粘度推移
１０  粘度推移の急変領域
１１  検査体
１２  レンズ脚部
【図１】
2019161222.tif 000003
【図２】
2019161222.tif 000004
【図３】
2019161222.tif 000005
【図４】
2019161222.tif 000006
【図５】
2019161222.tif 000007
【図６】
2019161222.tif 000008
【図７】
2019161222.tif 000009
【図８】
2019161222.tif 000010
【図９】
2019161222.tif 000011
【外国語明細書】
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