(57)【要約】  本装置は、ある種の導電率を有する基板と、基板の上の真性領域と、真性領域の表面の一部の上の金属層を備える。真性領域は表面を有している。金属層は、複数の光子が金属層を通って真性領域に達し、真性領域と整流性接触を形成することができるような厚さを有することができる。
2013510428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある種の導電率を有する基板と、
基板の上の、表面を有する真性領域と、
前記真性領域の表面の一部の上の金属層であって、複数の光子が金属層を通って真性領域に達し真性領域と整流性接触を形成できる厚さを有する金属層と
を含む装置。
【請求項２】
前記ある種の導電率が第１種の導電率であって、
第２種の導電率を有するエリアであって、表面から真性領域まで延在し、金属層周囲の真性領域の表面の一部を囲んでおり、エリアによって囲まれた真性領域の外側の表面を横切って流れる電流を低減するエリア
をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
金属層が位置する表面の隆起部であって、前記隆起部の外側の表面を横切って流れる電流を低減する隆起部
をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
金属層の上の物質の層であって、前記物質とぶつかる複数の光子の反射を低減する物質の層
をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記物質の層が反射防止膜である、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記金属層が第１金属層であり、
真性領域の表面とは反対側で基板の表面と接触する第２金属層
をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記金属層が第１金属層であり、
前記第１金属層の表面の一部と接触する第２金属層
をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
基板、真性領域、及び金属層がショットキーバリアダイオードを形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記金属層が、金及びインジウムスズ酸化物のうちの少なくとも一つのグループから選択される物質を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
ｎ型導電率を有する基板と、
前記基板の上の、表面を有する真性領域と、
前記真性領域の表面の一部の上の金属層であって、約５０〜１００オングストロームの厚さを有し、前記厚さにより複数の光子が金属層を通って真性領域に達し前記真性領域と整流性接触を形成できる金属層と、
ｐ型導電率を有するエリアであって、表面から真性領域まで延在し、金属層周囲の真性領域の表面の一部を囲んでおり、エリアによって囲まれた真性領域の外側の表面を横切って流れる電流を低減するエリア
を含む装置。
【請求項１１】
金属層上の物質の層であって、前記物質が、ぶつかる複数の光子の反射を低減させる層
をさらに含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
光学検波器を形成する方法であって、
ある種の導電率を有する基板を形成するステップ、
前記基板の上に、表面を有する真性領域を形成するステップ、並びに
前記真性領域の表面の一部の上に金属層を形成するステップであって、金属層が、複数の光子が金属層を通って真性領域に達し真性領域と整流性接触を形成することができる厚さを有するステップ
を含む方法。
【請求項１３】
前記基板の上に真性領域を形成するステップが、
前記基板の上に半導体物質の層を成長させて、真性領域を形成するステップ
を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板の上に真性領域を形成するステップが、
前記基板の上に半導体物質の層を付着させて前記真性領域を形成するステップ
を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記真性領域の表面の一部の上に金属層を形成するステップが、
フォトリソグラフィーマスクを使用して真性領域の表面の一部の上に前記金属層を付着させることによって、前記真性領域の表面の一部の上に前記金属層を形成するステップ
を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
ある種の導電率が第１種の導電率であって、
表面から第２種の導電率を有する真性領域まで延在するエリアを形成するステップであって、エリアが金属層周囲の真性領域の一部を囲んでおり、エリアによって囲まれた真性領域の外側の表面を横切って流れる電流を低減するステップ
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
表面から第２種の導電率を有する真性領域まで延在するエリアを形成するステップが、
表面から第２種の導電率を有する真性領域まで延在するエリアを形成するステップであって、第１種の導電率がｎ型であり、第２種の導電率がｐ型であるステップ
を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
金属層上に物質の層を形成するステップであって、前記物質が、ぶつかる複数の光子の反射を低減させるステップ
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
真性領域の表面の一部の上に金属層を形成するステップが、
真性領域の表面の一部の上に金属層を形成するステップであって、基板、真性領域、及び金属層がショットキーバリアダイオードを形成し、前記金属層が、複数の光子が金属層を通って真性領域に達し真性領域と整流性接触を形成することができる厚さを有するステップ
を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
真性領域の表面の一部の上に金属層を形成するステップが、
約５０〜１００オングストロームの厚さを有する金属層を、真性領域の表面の一部の上に形成するステップ
を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
基板の上に、表面を有する真性領域を形成するステップが、
基板の上に、表面を有する真性領域を形成するステップであって、真性領域は基本的に純シリコンで構成されており、真性領域内のドーパント濃度が一立方センチメートル当たり約１×１０１５ドーパント原子以下であるステップ
を含む、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して光ファイバーに関し、具体的には光ファイバーで光信号を送信する方法及び装置に関するものである。さらに具体的には、本発明は航空機のネットワークにおいてプラスチック光ファイバーとともに使用する検波器の方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報は、多数の異なる種類の媒体を使用して信号の形態で送信することができる。光ファイバーはネットワークにおいて信号を送信するための一種の媒体である。具体的には、光ファイバーを使用して、長距離通信ネットワークにおいて信号を送信することができる。光ファイバーは、例えば金属線等のその他の種類の媒体と比較して、より長い距離を及びより高い帯域幅で信号を送信することを可能にする。光ファイバーを通って送られる信号の電力損失は、金属線を通って送られる信号と比べて低減されている。さらに、光ファイバーは電磁妨害の影響も受けない。
【０００３】
光ファイバーにおいて使用される材料は通常ガラス及びプラスチックのうちの一つから選択される。ガラスの物理特性により、光ネットワークにおいてガラス光ファイバー（ＧＯＦ）を使用することは多くの場合において望ましいことである。例えば、ガラス光ファイバーの一定距離上の信号損失は、プラスチック光ファイバー（ＰＯＦ）よりも小さい。ガラス光ファイバーを使用するネットワークは長距離通信ネットワークにおいて望ましい。光信号が送られる距離が長くなるほど、信号損失の問題は大きくなる。
【０００４】
例えば、ガラス光ファイバーを使用してネットワーク上に送られた光信号は、約１３００〜１５５０ナノメートルの赤外線（ＩＲ）波長帯近辺において稼働する。これらの波長において、ガラス光ファイバーの損失は一キロメートル当たり約０．２デシベルである。対照的に、プラスチック光ファイバーを通って送られる光信号は、約６５０ナノメートル帯の赤色波長において稼働する。この波長では、プラスチック光ファイバーを通る光信号の損失は一キロメートル当たり約１５０デシベルである。したがって、プラスチック光ファイバーを通って送られる光信号において起きる損失は、ガラス光ファイバー信号の損失よりも二桁分も高い数字となる。
【０００５】
これらの利点にも関わらず、ガラス光ファイバーの使用にはまた、プラスチック光ファイバーと比べて不利な点もある。ガラス光ファイバーはプラスチック光ファイバーよりも壊れやすい。ガラス光ファイバーは、この種のファイバーの取り付け中に壊れる可能性がより高くなっている。
【０００６】
ガラス光ファイバーはプラスチック光ファイバーよりもより高価である。さらに、ガラス光ファイバーを使うネットワークにおいて使用するコンポーネントは、プラスチック光ファイバーを使うネットワークにおいて使用するコンポーネントよりも値段が高い可能性がある。この結果、ネットワークにおいてガラス光ファイバーを使用すると、ガラス光ファイバーの取り付け費用及び／又は交換費用が上がる可能性がある。したがって、上述した一又は複数の課題だけでなく、その他の潜在的な課題も考慮した方法及び装置を有することが有利である。
【発明の概要】
【０００７】
ある有利な実施形態では、装置はある種の導電率を有する基板と、基板の上の真性領域と、真性領域の表面の一部の上の金属層を備える。真性領域は表面を有している。金属層は、複数の光子が金属層を通って真性領域に達し、真性領域と整流性接触を形成することが可能になるような厚さを有することができる。
【０００８】
別の有利な実施形態において、装置は、ｎ型の導電率を有する基板と、基板上の真性領域と、真性領域の表面の一部の上の金属層と、ｐ型の導電率を有し且つ表面から真性領域へと延びるエリアを備える。真性領域は表面を有している。金属層は、約５０〜約１００オングストロームの厚さを有することができる。この厚さは、複数の光子が金属層を通って真性領域に達し、真性領域と整流性接触を形成することが可能になるように構成することができる。このエリアは金属層の周りの真性領域の表面の一部を囲むものであってよく、このエリアによって囲まれた真性領域外の表面を横切って送られる電流を低減するように構成することができる。
【０００９】
さらに別の有利な実施形態では、光学検波器を形成する方法が存在する。ある種の導電率を有する基板を形成することができる。真性領域は基板の上に形成することができる。真性領域は表面を有する。金属層は、真性領域の表面の一部の上に形成することができる。金属層は複数の光子が金属層を通って真性領域に達し、真性領域と整流性接触を形成することが可能になるような厚さを有することができる。
【００１０】
特徴、機能及び利点は、本発明の様々な実施形態において個別に達成することができる、または下記の説明及び図面を参照することによってさらに詳細を理解することができる更に別の実施形態と組み合わせることができる。
【００１１】
有利な実施形態を特徴づけていると思われる新規特性は添付の請求項に記載されている。有利な実施形態だけでなく、好ましい使用モード、更なる目的及びその利点はしかしながら、添付の図面と併せて読むときに、本発明の有利な実施形態の下記の詳細説明を参照することによって最適に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は有利な実施形態による航空機の製造及び運航方法の図である。
【図２】図２は有利な実施形態を実行できる航空機の図である。
【図３】図３は有利な実施形態による光学信号環境の図である。
【図４】図４は有利な実施形態を実行可能な光学検波器の図である。
【図５】図５は有利な実施形態を実行可能な送受信機の図である。
【図６】図６は有利な実施形態を実行可能な光受信機の図である。
【図７】図７は有利な実施形態を実行可能な光送信機の図である。
【図８】図８は有利な実施形態を実行可能な送受信機の図である。
【図９】図９は有利な実施形態による送受信機の上面図である。
【図１０】図１０は有利な実施形態による送受信機の底面図である。
【図１１】図１１は有利な実施形態による送受信機の図である。
【図１２】図１２は有利な実施形態を実行可能な送受信機の図である。
【図１３】図１３は有利な実施形態による送受信機の上面図である。
【図１４】図１４は有利な実施形態による送受信機の底面図である。
【図１５】図１５は有利な実施形態を実行可能な製造中の集積回路の一部の断面図である。
【図１６】図１６は有利な実施形態を実行可能な製造中の集積回路の一部の断面図である。
【図１７】図１７は有利な実施形態を実行可能な製造中の集積回路の一部の断面図である。
【図１８】図１８は有利な実施形態を実行可能な製造中の集積回路の一部の断面図である。
【図１９】図１９は有利な実施形態を実行可能な製造中の集積回路の一部の断面図である。
【図２０】図２０は有利な実施形態を実行可能な製造中の集積回路の一部の断面図である。
【図２１】図２１は有利な実施形態を実行可能な製造中の集積回路の一部の断面図である。
【図２２】図２２は有利な実施形態による光信号を処理するプロセスのフロー図である。
【図２３】図２３は有利な実施形態による光信号を処理するプロセスのフロー図である。
【図２４】図２４は有利な実施形態による光学検波器を形成するプロセスのフロー図である。
【図２５】図２５は有利な実施形態による光学検波器を形成するプロセスのフロー図である。
【図２６】図２６は有利な実施形態による光学検波器を形成するプロセスのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面をさらに詳しく参照すると、本発明の実施形態は図１に示す航空機の製造及び運航方法１００と図２に示す航空機２００に照らして説明することができる。まず図１を見てみると、航空機の製造及び運航方法の図が有利な一実施形態にしたがって図示されている。試作段階において、航空機の製造及び運航方法１００は図２の航空機２００の規格及び設計１０２と、材料調達１０４を含むことができる。
【００１４】
製造段階においては、図２の航空機２００の構成部品及びサブアセンブリの製造１０６と、システム統合１０８が行われる。その後、図２の航空機２００は認可及び納品１１０を経て運航１１２することができる。顧客によって運航されている間、図２の航空機２００には、変更、再構成、改装、及び他の整備及び保守も含むことができる所定の整備及び保守１１４が予定される。
【００１５】
航空機の製造及び運航方法１００の各プロセスは、システムインテグレーター、第三者、及び／又はオペレータによって行われる又は実施することが可能である。これらの実施例において、オペレータは顧客であってよい。この説明の目的のために、システムインテグレーターは、非限定的に、任意の数の航空機メーカー及び主要なシステム下請業者を含むことができ、第三者は、非限定的に、任意の数の供給メーカー、下請業者及びサプライヤを含むことができ、オペレータは、航空機、リース会社、軍部、サービス組織等であってよい。
【００１６】
ここで図２に示すように、有利な実施形態が実施可能である航空機の図面が図示されている。この実施例では、航空機２００は図１の航空機の製造及び運航方法１００によって製造され、複数のシステム２０４と内装２０６を有する機体２０２を含むことができる。システム２０４の実施例は、一又は複数の推進システム２０８、電気システム２１０、油圧システム２１２、及び環境システム２１４、および光ネットワーク２１６を含む。任意の数の他のシステムを含むことができる。航空宇宙における実施例を示したが、異なる有利な実施形態を自動車産業等の他の業界に応用することができる。
【００１７】
本明細書に具現化された装置及び方法は、図１の航空機の製造及び運航方法１００のうちの少なくとも一つの段階において採用することができる。本明細書で使用される「少なくとも一つの」という表現は、品目リストに使用される場合は、一以上のリスト品目の異なる組み合わせを使用することができ、リストの中の各品目のうちの一つのみが必要であり得ることを意味する。例えば、「品目Ａ、品目Ｂ、及び品目Ｃのうちの少なくとも一つ」は例えば非限定的に、品目Ａ、又は品目Ａ及び品目Ｂを含むことができる。この実施例はまた、品目Ａ、品目Ｂ、及び品目Ｃ、又は品目Ｂ及び品目Ｃも含むことができる。
【００１８】
ある実施例では、図１の構成部品及びサブアセンブリの製造１０６で製造された構成部品又はサブアセンブリは、航空機２００が図１で運航１１２している間に製造される構成部品又はサブアセンブリと同じ方法で加工又は製造することができる。さらに別の実施例では、多数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、例えば、図１の構成部品及びサブアセンブリの製造１０６、及びシステム統合１０８等の製造段階において用いることが可能である。
【００１９】
「多数の」は、品目を指す場合には「一又は複数の品目」を意味する。例えば、多数の装置の実施形態は一又は複数の装置の実施形態である。多数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、図１の航空機２００が運航１１２中に、及び/又は整備及び保守１１４中に用いることができる。多数の異なる有利な実施形態の使用によって、航空機２００を実質的に組立てやすくする、又は航空機２００にかかる費用を削減することができる。
【００２０】
第１コンポーネントは、第２コンポーネントに固定されている、第２コンポーネントに接着されている、第２コンポーネントに締め付けられている、及び／又はその他何らかの好適な方法で第２コンポーネントに接続されていることによって第２コンポーネントと関連していると判断することができる。第１コンポーネントはまた、第３コンポーネントの使用を通して第２コンポーネントに接続することもできる。第１コンポーネントはまた、第２コンポーネントの一部として、及び／又は第２コンポーネントの延長として形成することによって第２コンポーネントと関連していると判断することもできる。
【００２１】
異なる有利な実施形態は、多数の異なる検討事項を認識し考慮している。例えば、異なる有利な実施形態は多くの現在利用可能な長距離ネットワークがガラス光ファイバーを使用して情報を送信していることを認識し考慮している。しかしながら、異なる有利な実施形態は、プラスチック光ファイバーがガラスファイバーと比較してより優れた耐久性を有することを認識している。ある解決方法には、ガラス光ファイバーをプラスチック光ファイバーに交換することが含まれうる。しかしながら、プラスチック光ファイバーでは、信号が送られる距離が伸びると信号の損失も増加する。異なる有利な実施形態は、この信号の損失の結果、プラスチック光ファイバーを通して情報を送信している間にエラーが起きる可能性があることを認識している。
【００２２】
さらに、異なる有利な実施形態はまた、ガラス光ファイバーを使用するように構成されたネットワークにおいて使用されるコンポーネントの感度がプラスチック光ファイバーでの使用に望ましいレベルでない可能性があることを認識し、考慮している。さらに具体的には、ネットワークにおけるプラスチック光ファイバーの使用には、ガラス光ファイバーを使用する時に比べてより高いレベルの感度を持ったネットワークのコンポーネントが必要となりうる。ある解決策には、現在プラスチック光ファイバーと共に使用するように構成されたコンポーネントを使用することが含まれうる。しかしながら、異なる有利な実施形態は、これらのコンポーネントがエラーなしで約３０メートル以上の距離を情報送信するための望ましいレベルの感度を提供できない可能性があることを認識し、考慮している。
【００２３】
このため、異なる有利な実施形態はプラスチック光ファイバーを使用するネットワーク用送受信機の方法及び装置を提供する。ある有利な実施形態では、装置は光送信機；光ファイバーから光信号を受信する光学検波器；光ファイバーによって光学検波器に連結された第１ポート、第２ポート、及び光送信機に連結された第３ポートを有する光学スプリッタ；及び光学検波器の出力部に接続された二段階増幅器システムを備える。光学検波器の入力表面の直径は、光ファイバーのコア直径とほぼ等しい。光学検波器の入力表面の直径により、キャパシタンスと符号ひずみが減少する。光学スプリッタは第１ポートにおいて第１光信号を受信する。光学スプリッタは第１光信号を第２ポートに送り、第３ポートにおいて受信した第２光信号を第１ポートに送る。
【００２４】
ここで、有利な実施形態による光学信号環境を示す図３を参照する。この実施例では、光学信号環境３００は例えば図２の光ネットワーク２１６等のネットワークにおいて実行可能である。さらに、光学信号環境３００はプラットフォーム３０２において実行可能である。この実施例において、プラットフォーム３０２は図２の航空機２００の形態である。光学信号環境３００は、情報を送信するのに使用する多数のコンポーネントからなるものであってよい。この実施例では、光学信号環境３００は送受信機３０４を含む。送受信機３０４は光受信機３０６と光送信機３０８を含む。図示したように、光受信機３０６は光送信機３０８に連結されている。
【００２５】
本明細書で使用される第１コンポーネントは、第２コンポーネントに固定されている、第２コンポーネントに接着されている、第２コンポーネントに締め付けられている、及び／又はその他何らかの好適な方法で第２コンポーネントに接続されていることによって第２コンポーネントと連結していると判断することができる。第１コンポーネントはまた、第３コンポーネントの使用を通して第２コンポーネントに連結することもできる。第１コンポーネントはまた、第２コンポーネントの一部として、及び／又は第２コンポーネントの延長として形成することによって第２コンポーネントと連結していると判断することもできる。また、本明細書で使用される光学コンポーネントは他のコンポーネントに連結されうる。光学コンポーネントが他のコンポーネントに連結される時にはコンポーネント間に小さい隙間ができうる。
【００２６】
これらの実施例では、光受信機３０６は光学検波器３１０と、二段階増幅器システム３１１を含む。光学検波器３１０はショットキーバリアダイオード３１３、ＰＩＮダイオード３１５、又はその他何らかの好適な種類の光学検波器の形態であってよい。例えば、ＰＩＮダイオード３１５はｎ型層上の真性層上のｐ型層を有するダイオードであってよい。
【００２７】
光学検波器３１０はこの実施例において光ファイバー３１８を通して送られる光信号３１６を受信する。これらの実施例において、光信号３１６は光学検波器３１０によって直接受信される又は間接的に受信されうる。本明細書で使用される「直接受信される」とは追加のコンポーネントによって送信される又は受信されることがないという意味であり、「間接的に受信される」とは少なくとも一つの追加のコンポーネントによって送信される又は受信されるという意味である。
【００２８】
これらの実施例において、光ファイバー３１８はプラスチック光ファイバー３１９の形態である。その他の有利な実施形態において、光ファイバー３１８はガラス光ファイバー及び／又はその他何らかの好適な種類の光ファイバーの形態であってよい。光ファイバー３１８はこの実施例において第１光ファイバー３２０及び第２光ファイバー３２２を含む。
【００２９】
光学検波器３１０は、光学検波器３１０の入力表面３２６において第１光ファイバー３２０を通って送られる第１光信号３２４を受信することができる。この実施例において、入力表面３２６は直径３２８を有する。直径３２８は、直径３２８が第１光ファイバー３２０のコア３３２の直径３３０とほぼ同じになるように選択される。コア３３２は第１光信号３２４が送られる第１光ファイバー３２０の一部である。
【００３０】
第１光信号３２４は光学検波器３１０の入力表面３２６において、第１光ファイバー３２０のコア３３２を通って送られる光子として受信される。これらの光子は光学検波器３１０の入力表面３２６に入り、光学検波器３１０の光電子を発生する。これらの光電子は次に、光学検波器３１０の出力部３３４において電流信号３３３を生成する。
【００３１】
入力表面３２６の直径３２８と、コア３３２の直径３３０がほぼ同じであることで、光学検波器３１０における第１光信号３２４の信号損失が低減されうる。例えば、第１光ファイバー３２０のコア３３２よりも小さい入力表面を有する光学検波器は、第１光信号３２４の中を移動する光子全てを受信しない可能性がある。この入力表面が小さいことにより、光学検波器によって生成される電流信号３３３の歪みも起こりうる。他方では、第１光ファイバー３２０のコア３３２の直径よりも大きい直径を有する入力表面を有する光学検波器を使用すると、光学検波器のキャパシタンスが増加する。このキャパシタンスの増加により、光学検波器によって生成された信号の時間遅延及び歪みが起こり、光学検波器と光受信機の感度が低下する。
【００３２】
入力表面３２６の直径３２８と、コア３３２の直径３３０をほぼ同じにすることで、電流信号３３３の信号歪みと、光学検波器３１０のキャパシタンスを減少させることができる。この結果、光受信機３０６の感度レベルが向上しうる。
【００３３】
この実施例で示すように、電流信号３３３は出力部３３４を通って出力され、光受信機３０６の二段階増幅器システム３１１によって受信される。これらの実施例において、二段階増幅器システム３１１が受信した電流信号３３３を増幅し、送受信機３０４の感度レベルが向上する。二段階増幅器システム３１１は、第１増幅器３３６、第２増幅器３３８、及び／又はその他の好適なコンポーネントを含むことができる。第１増幅器３３６は、光学検波器３１０の出力部３３４に接続された第１増幅器３３６の入力部３４０を有する。電流信号３３３は第１増幅器３３６の入力部３４０において受信される。第１増幅器３３６の出力部３４２は第２増幅器３３８の入力部３４４に接続される。本明細書で使用される第１コンポーネントは、第３コンポーネントの使用を介して第２コンポーネントに接続することができる。第１コンポーネントはまた、第２コンポーネントの一部として、及び／又は第２コンポーネントの延長として形成することによって第２コンポーネントと接続していると判断することもできる。さらに、コンポーネントは接着、半田付け、配線及び／又はその他全ての好適な電気的接続を使用して電気的に接続することができる。
【００３４】
この実施例において、第１増幅器３３６は電流−電圧コンバータ３４６の形態である。電流−電圧コンバータ３４６はまた、相互インピーダンス増幅器と呼ぶこともできる。電流−電圧コンバータ３４６はフィードバック抵抗に等しいゲインを有する。電流−電圧コンバータ３４６の出力部３４２は第２増幅器３３８の入力部３４４に接続されている。
【００３５】
この実施例において、第２増幅器３３８は制限増幅器３４８の形態である。制限増幅器３４８により、出力部３４２から入力部３４４において受信した電圧信号の電力の変動が低減される及び／又は制限される。制限増幅器３４８は入力電圧信号の範囲で、制限増幅器３４８の出力部３４９においてほぼ一定の出力信号を供給する。これらの実施例では、電流−電圧コンバータ３４６及び制限増幅器３４８は光学検波器３１０のゲイン及びノイズ要件と一致するように選択される。
【００３６】
これらの実施例において、光送信機３０８は発光ダイオード３５０と駆動増幅器３５２を含む。駆動増幅器３５２は電流３５４をバイアス発光ダイオード３５０へ送る。発光ダイオード３５０は、第２光信号３５６を形成する光波を放出する。第２光信号３５６は光送信機３０８から送信されて、光ファイバー３１８の第２光ファイバー３２２を通って送られることができる。この実施例において、発光ダイオード３５０は緑色発光ダイオード、赤色発光ダイオード、青色発光ダイオード、又は光信号を送信するのに好適なその他何らかの種類の発光源であってよい。
【００３７】
これらの実施例に示すように、送受信機３０４はまた光学スプリッタ３５８を含むことができる。光学スプリッタ３５８は第１ポート３６０、第２ポート３６２、及び第３ポート３６４を有する。これらの実施例において、光学スプリッタ３５８は双方向である。換言すると、光学スプリッタ３５８は光信号の受信及び送信の両方が可能である。例えば、光学スプリッタ３５８の第１ポート３６０は双方向である。換言すると、光信号は光学スプリッタ３５８の第１ポート３６０から送信する、及び第１ポート３６０によって受信することができる。
【００３８】
この実施例において、第１ポート３６０は第１光ファイバー３２０を通って送られる第１光信号３２４を受信する。第１ポート３６０はまた、第１光信号３２４を第２ポート３６２に送信する。第２ポート３６２は、第１光ファイバー３２０を通って送られる第１光信号３２４を光学検波器３１０の入力表面３２６へ送信する。第３ポート３６４は、光送信機３０８から第２光信号３５６を受信して、第１ポート３６０へ第２光信号３５６を送信する。
【００３９】
この実施例において、光学スプリッタ３５８はフィルター３６１を含む。フィルター３６１は、第１光ファイバー３２０を通って送られる第１光信号３２４を受信することができる。フィルター３６１により、第１光信号３２４の第１帯の波長３６３が光学スプリッタ３５８の第１ポート３６０及び／又は第２ポート３６２を通ることが可能になる。さらに、フィルター３６１は第３ポート３６４から第２光信号３５６を受信可能である。フィルター３６１は第２光信号３５６の第２帯の波長３６５を第１ポート３６０及び／又は第２ポート３６２に反射させる。その他の有利な実施形態では、フィルター３６１は第１光信号３２４の第１帯の波長３６３を反射させて、第２帯の波長３６５の通過を可能にすることができる。
【００４０】
これらの実施例で示すように、送受信機３０４はまたプリント配線板３６６も含む。プリント配線板３６６は多数の導電線３６８、ほぼ平面の絶縁構造３７０、及び／又はその他の好適なコンポーネントからなるものであってよい。ほぼ平面の絶縁構造３７０は電気信号又は電流に対してほぼ非導電性の材料からできた構造である。ほぼ平面の絶縁構造３７０は多数の表面３７５を有する。
【００４１】
多数の表面３７５は、第１表面３７４及び第２表面３７６を含む。第１表面３７４及び第２表面３７６はこの実施例において互いにほぼ反対であってよい。これらの実施例では、光学検波器３１０はほぼ平面の絶縁構造３７０の第１表面３７４に位置していてよい。光学検波器３１０は、この実施例においてほぼ平面の絶縁構造３７０に直接接続することができる。さらに、光送信機３０８はほぼ平面の絶縁構造３７０の第２表面３７６に位置していてよい。本明細書で使用される「直接接続している」とは追加のコンポーネントなしに取り付けられている、固定されている、接着されている及び／又は接続されていることを意味し、「間接的に接続している」とは、少なくとも一つの追加のコンポーネントによって取り付けられている、固定されている、接着されている及び／又は接続されていることを意味する。
【００４２】
いくつかの有利な実施形態において、光学検波器３１０は第１ハウジング３７８に位置していてよい。第１ハウジング３７８は、第１構造３８１によって直接又は間接的にほぼ平面の絶縁構造３７０の第１表面３７４へ接続することができる。さらに、これらの有利な実施形態では、光送信機３０８は第２ハウジング３８０に位置していてよい。光学検波器３０８はまた、ほぼ平面の絶縁構造３７０に直接接続することもできる。第２ハウジング３８０は、直接、又は第２構造３８２を介して間接的にほぼ平面の絶縁構造３７０の第２表面３７６へ接続することができる。第２構造３８２はこれらの実施例ではヒートシンク３８３の形態であってよい。第１ハウジング３７８及び第２ハウジング３８０は密閉された容器であってよい。例えば非限定的に、第１ハウジング３７８及び第２ハウジング３８０はガラス窓、又は半球状のレンズ付きの蓋を有する、密閉されたＴＯ−１８、又はＴＯ−４６缶であってよい。これらのコンポーネントはＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｂｕｓｉｎｅｓｓ  ａｎｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｇｒｏｕｐ社から入手可能なものであってよい。
【００４３】
これらの有利な実施形態では、第１ハウジング３７８はまた、二段階増幅器システム３１１の第１増幅器３３６も格納することができる。二段階増幅器システム３１１の第２増幅器３３８はほぼ平面の絶縁構造３７０の表面３８４上の第１ハウジング３７８の外側に位置していてよい。これらの実施例では、表面３８４は第１表面３７４であってよい。その他の実施例では、表面３８４は第２表面３７６又は多数の表面３７５のその他何らかの好適な表面であってよい。さらに別の有利な実施形態では、第１増幅器３３６及び第２増幅器３３８の両方がほぼ平面の絶縁構造３７０の表面３８４上の第１ハウジング３７８の外側に位置していてよい。さらに別の有利な実施形態では、第１増幅器３３６及び第２増幅器３３８は多数の表面３７５の異なる表面上に位置していてよい。
【００４４】
図３の光学信号環境３００の図は、物理的又はアーキテクチャ制限を暗示するように意図されたものではなく、異なる有利な実施形態が実行可能である。他のコンポーネントを説明したものに加えて、及び／又はそれの代わりに用いてもよい。あるコンポーネントはある有利な実施形態において不必要である場合がある。また、ブロックは幾つかの機能性コンポーネントを説明するために記載されたものである。一以上のこれらのブロックは、異なる有利な実施形態において実行するときに、組み合わせる、及び／又は異なるブロックに分割することが可能である。
【００４５】
例えば、その他の有利な実施形態において、送受信機３０４は光受信機３０６及び／又は光送信機３０８に加えて、追加の光受信機及び／又は光送信機を含むことができる。さらに、いくつかの有利な実施形態では、光学信号環境３００は送受信機３０４又は任意の追加数の光受信機、光送信機、光学スプリッタ、及び／又はその他の好適なコンポーネントに加えて、追加の送受信機を含むことができる。
【００４６】
さらに別の有利な実施形態では、光学信号環境３００は第１光ファイバー３２０及び第２光ファイバー３２２に加えて、光ファイバー３１８上を送られる光信号３１６を有することができる。ある実施例においては、光学スプリッタ３５８はフィルター３６１を含んでいない可能性がある。さらに別の有利な実施形態では、第１ポート３６０及び／又は第３ポート３６４を、光ファイバー３１８以外の媒体を通って送られる光信号３１６を受信するように構成することができる。
【００４７】
その他の有利な実施形態では、プラットフォーム３０２はその他の形態であってよい。図示した実施例では、プラットフォーム３０２は可動プラットフォーム、固定プラットフォーム、陸上構造物、水上構造物、宇宙構造物、航空機、潜水艦、バス、人員運搬車、タンク、列車、自動車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、橋、ダム、水上艦、及び/又はその他何らかの適切なプラットフォームであってよい。光学信号環境３００は任意の数のこれらのプラットフォームにおいて実行可能である。
【００４８】
ここで、有利な実施形態を実行可能な光学検波器を示す図４を参照する。この実施例では、光学検波器４００は図３の光学検波器３１０の一実行形態の例である。
【００４９】
光学検波器４００はこの実施例においてショットキーバリアダイオード４０２の形態である。ショットキーバリアダイオード４０２は半導体物質及び金属物質の層によって形成された金属半導体デバイスである。これらの層には基板４０４、真性領域４０６、第１金属層４０８、第２金属層４１０、及び第３金属層４１２が含まれる。
【００５０】
この実施例では、基板４０４はショットキーバリアダイオード４０２が形成された半導体物質の層である。換言すると、基板４０４はその他の層を加えることが可能なショットキーバリアダイオード４０２の基準層である。基板４０４用に選択された半導体物質は例えば非限定的に、シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、インジウムガリウムヒ素化合物、リン化インジウム、及び／又はその他すべての好適な半導体物質であってよい。
【００５１】
図示したように、基板４０４は第１種の導電率４１４を有する。第１種の導電率４１４は基板４０４にドーパントを導入することによって決定することができる。この方法で基板４０４はドープされる。これらの実施例では、ドーパントはドーパントが加えられる半導体物質と同じ原子構造を有さない任意の化学元素である。ドーパントは例えば非限定的に、好都合な、ホウ素、及び／又はその他の好適な物質を含むことができる。
【００５２】
基板４０４へのドーパントの導入により、基板４０４に電子又はホールが追加される。これらの電子及び／又はホールにより、基板４０４の導電率が上がる可能性がある。電子がドーパントによって基板４０４に加えられると、第１種の導電率４１４はｎ型４１５であってよい。ホールがドーパントによって基板４０４に加えられると、第１種の導電率４１４はｐ型４１７であってよい。言い換えると、電子が基板４０４に加えられた時は、ショットキーバリアダイオード４０２はｎ型半導体デバイスである。ホールが基板４０４に加えられた時は、ショットキーバリアダイオード４０２はｐ型半導体デバイスである。このように、基板４０４は外因性半導体の形態であってよい。外因性半導体は実質的に一定しない数の電子及びホールを有する。
【００５３】
これらの実施例では、真性領域４０６は基板４０４の上にある半導体物質の層である。真性領域４０６は表面４１６を有する。これらの実施例では、真性領域４０６は真性領域４０６内に非常にわずかな数からゼロのドーパントを有する。言い換えると、真性領域４０６はホールの数と比べてほぼ等しい数の電子を有する。具体的な実施例として、真性領域４０６は実質的にドーパントを有さないシリコン４１８から構成されている。真性領域４０６はまたシリコン４１８からなるものであってもよい。例えば、真性領域４０６のシリコン４１８のドーパント濃度４２０は実質的に一立方センチメートル当たり約１×１０１５ドーパント原子以下であってよい。
【００５４】
真性領域４０６は基板４０４上に形成される。真性領域４０６は多数の異なる方法で基板４０４上に形成可能である。例えば、真性領域４０６は任意の好適なプロセスを使用して、基板４０４上に成長させる、付着させる、又は形成することが可能である。さらに、真性領域４０６は厚さ４２２を有する。ある実施例において、真性領域４０６の厚さ４２２は実質的に約１ミクロン以上である。
【００５５】
第１金属層４０８は、真性領域４０６の表面４１６の一部４２４上に形成される。第１金属層４０８は多数の異なるやり方で形成することができる。例えば、第１金属層４０８は蒸着法、フォトリソグラフィーマスク、及び／又はその他の好適な方法を使用して、真性領域４０６上に付着させることができる。
【００５６】
第１金属層４０８と真性領域４０６との接合点は、表面４１６から真性領域４０６へ延びる空乏領域４３０を形成する。空乏領域４３０は実質的にすべての自由電子が取り除かれている領域である。
【００５７】
第１金属層４０８は厚さ４３２を有する。厚さ４３２は複数の光子４３４が第１金属層４０８を通過できるように選択される。ある実施例において、第１金属層４０８の厚さ４３２は約５０〜１００オングストロームの値を有するように選択することができる。
【００５８】
このように、第１金属層４０８の厚さ４３２により、複数の光子４３４が真性領域４０６に進入することが可能になる。光学検波器４００は半導体検波器上の金属である。光学検波器４００の空乏領域４３０は真性領域４０６の表面４１６から真性領域４０６まで延びている。複数の光子４３４は第１金属層４０８を通過し、真性領域４０６の空乏領域４３０に直接進入する。このように、例えばＰＩＮダイオード等の半導体検波器上の半導体等の第１金属層４０８がない検波器に比べて、より大きな割合の光子が真性領域４０６の空乏領域４３０に進入する。さらに、空乏領域４３０に進入する複数の光子４３４は光電子を生成し、光電子は基板４０４に向かって真性領域４０６を移動する。
【００５９】
第１金属層４０８は真性領域４０６と整流性接触４３６を形成する。整流性接触とはダイオードの順バイアス方向に流れる電流が、反対のバイアス方向に流れる電流よりも大きくなる接触である。この種の電流の流れはポテンシャル障壁の物理現象であり、ショットキーバリアとも呼ばれる。この種の電流の流れは、第１金属層４０８と真性領域４０６との界面において形成される。
【００６０】
これらの実施例において、第１金属層４０８は金４２６、インジウムスズ酸化物４２８、及び／又はその他の好適な金属からなるものであってよい。金４２６及びインジウムスズ酸化物４２８等の金属の化学特性により、第１金属層４０８が厚さ４３２を有して付着することが可能になる。
【００６１】
これらの実施例において、第１金属層４０８は、第１金属層４０８の表面４３５上に物質４３３の層４３１を有する。層４３１は光ファイバーを通って送られる光信号を受信することができる。層４３１は図３の光学検波器３１０の入力表面３２６の一実行形態の例であってよい。具体的には、複数の光子４３４が層４３１にぶつかる可能性がある。層４３１の物質４３３は層４３１が受け入れる複数の光子４３４の反射を低減するように選択される。例えば、物質４３３の層４３１は反射防止膜４４６であってよい。これらの実施例において、反射防止膜４４６は窒化ケイ素、二酸化ケイ素、及びその他すべての好適な反射防止物質のうちの一つから選択される物質からなるものであってよい。
【００６２】
ある有利な実施形態において、隆起部４４０は第１金属層４０８と接触する表面４１６の一部４２４上に形成される。隆起部４４０は真性領域４０６の表面４１６をエッチング処理することによって形成することができる。表面４１６をエッチング処理して隆起部４４０を形成することによって、電流４４４が減少する。電流４４４はショットキーバリアダイオード４０２のショットノイズの発生源である。
【００６３】
この実施例において、光学検波器４００はエリア４３８を含む。エリア４３８は表面４１６から真性領域４０６へと延びている。エリア４３８はこの実施例において第１金属層４０８と接触する表面４１６の一部４２４のすべて、あるいは一部を囲んでいる。エリア４３８は真性領域４０６の表面４１６を横切って流れる暗電流４４４を減少させる。例えば、電流４４４は光学検波器４００のショットノイズの発生源である暗電流であってよい。
【００６４】
エリア４３８は真性領域４０６の表面４１６を横切る電子の流れを減少させる。複数の光子４３４が真性領域４０６に進入すると、エリア４３８により、エリア４３８がない時に比べより多くの割合の電子が基板４０４に向けて移動することが可能になる。この送られる電子の数の増加は、真性領域４０６の表面４１６を横切る電子の流れが減少したことによるものである。
【００６５】
この実施例において、エリア４３８は第２種の導電率４４２を有する。第２種の導電率４４２は基板４０４の第１種の導電率４１４と比較して反対の種類の導電率である。これらの実施例において、第２種の導電率４４２はｐ型４４４である。その他の実施例において、第２種の導電率４４２はｎ型４４５であってよい。
【００６６】
エリア４３８の第２種の導電率４４２は多数の異なる方法で真性領域４０６において形成することができる。例えば、第２種の導電率４４２は真性領域４０６にドーパントを導入することによって形成することができる。ある有利な実施形態では、亜鉛を真性領域４０６に拡散させることができる。その他の有利な実施形態において、イオン注入を使用することができる。
【００６７】
これらの実施例において、ショットキーバリアダイオード４０２はまた第２金属層４１０も含む。第２金属層４１０は基板４０４の表面４５０と接触して抵抗接点を形成するように形成することができる。第２金属層４１０は多数の異なる方法で形成することができる。例えば、第２金属層４１０は蒸着法、フォトリソグラフィーマスク、及び／又はその他の好適な方法を使用して、基板４０４の表面４５０上に付着させることができる。これらの実施例において、表面４５０は真性領域４０６の表面４１６に対して実質的に反対である。
【００６８】
さらに、第３金属層４１２を第１金属層４０８の表面４３５の一部４５４と接触するように形成することができる。第３金属層４１２はまた蒸着法、スパッタリング、フォトリソグラフィーマスク、及び／又はその他の好適な種類の方法を使用して、第１金属層４０８の表面４３５の一部４５４上に付着させることもできる。
【００６９】
図４の光学検波器４００の図は、物理的又はアーキテクチャ制限を暗示するように意図されたものではなく、異なる有利な実施形態が実行可能である。他のコンポーネントを説明したものに加えて、及び／又はそれの代わりに用いてもよい。あるコンポーネントはある有利な実施形態において不必要である場合がある。また、ブロックは幾つかの機能性コンポーネントを説明するために記載されたものである。一以上のこれらのブロックは、異なる有利な実施形態において実行するときに、組み合わせる、及び／又は異なるブロックに分割することが可能である。
【００７０】
例えば、ある有利な実施形態において、真性領域４０６はシリコン以外の半導体物質からなるものであってよい。半導体物質は例えば非限定的に、ゲルマニウムであってよい。その他の有利な実施形態において、第１金属層４０８は金４２６及び／又はインジウムスズ酸化物４２８に加えて、又はその代わりに、例えば非限定的に、銀、プラチナ、銅、及び／又はニッケル等の金属からなるものであってよい。
【００７１】
ここで、有利な実施形態を実行可能な送受信機を示す図５を参照する。これらの実施例において、送受信機５００は図３の送受信機３０４の一実行形態の例である。図示したように、送受信機５００は光学スプリッタ５０２、発光ダイオード５０４、光学検波器５０６、相互インピーダンス増幅器５０８、制限増幅器５０９、及び駆動増幅器５１１を含む。
【００７２】
この実施例において、光学スプリッタ５０２は図３の光学スプリッタ３５８の一実行形態の例である。図示したように、光学スプリッタ５０２は第１ポート５１０、第２ポート５１２、及び第３ポート５１４を有するプラスチック光ファイバースプリッタである。光学スプリッタ５０２は、この実施例においてプラスチック光ファイバーを通って送られる光信号を送信する及び／又は受信する。
【００７３】
例えば、光学スプリッタ５０２は第３ポート５１４において信号５１６を受信することができ、第１ポート５１０を通して信号５１６を送信することができる。信号５１６は発光ダイオード５０４によって第３ポート５１４に送信される。これらの実施例において、発光ダイオード５０４は赤色、青色、緑色発光ダイオードであってよい。光学スプリッタは第１ポート５１０において信号５１８を受信し、信号５１８を第２ポート５１２を通して光学検波器５０６へ送信することができる。その他の有利な実施形態では、光信号はプラスチック光ファイバー以外の媒体、例えばガラス光ファイバーを使用して送信及び／又は受信される。
【００７４】
この実施例において、光学検波器５０６は図３の光学検波器３１０、及び／又は図４の光学検波器４００の一実行形態の例であってよい。光学検波器５０６は例えばショットキーバリアダイオード、ＰＩＮダイオード、又はその他何らかの好適な種類の光学検波器の形態であってよい。
【００７５】
図示したように、光学検波器５０６は相互インピーダンス増幅器５０８に接続されている。これらの実施例において、相互インピーダンス増幅器５０８はＭａｘｉｍ（登録商標）インテグレーテッドプロダクツ社によって供給されるＭＡＸ３６５７相互インピーダンス増幅器を使用して実行可能である。さらに、相互インピーダンス増幅器５０８は制限増幅器５０９に接続されている。この実施例では、制限増幅器５０９はＭａｘｉｍ（登録商標）インテグレーテッドプロダクツ社によって供給されるＭＡＸ３９６９制限増幅器を使用して実行可能である。
【００７６】
さらに、発光ダイオード５０４は駆動増幅器５１１に接続されている。これらの実施例において、駆動増幅器５１１はＭａｘｉｍ（登録商標）インテグレーテッドプロダクツ社によって供給されるＭａｘｉｍ（登録商標）ＭＡＸ３９６７Ａ増幅器を使用して実行可能である。
【００７７】
ここで、有利な実施形態を実行可能な光受信機を示す図６を参照する。これらの実施例において、光受信機６００は図３の光受信機３０６の一実行形態の例である。図示したように、光学検波器６０２は二段階増幅器システム６０４に接続されている。光学検波器６０２は図３の光学検波器３１０及び／又は図４の光学検波器４００の一実行形態の例である。二段階増幅器は図３の二段階増幅器システム３１１の一実行形態の例である。
【００７８】
光学検波器６０２は光信号６０６を受信する。プラスチック光ファイバーを使用するネットワークにおいて、光信号６０６は可視スペクトルの波長を有する。例えば、光信号６０６は約６５０ナノメートルの波長を有することができる。この波長は可視スペクトルの赤色波長に対応する。ある実施例において、光信号６０６は緑色波長である約５００ナノメートルの波長を有することができる。その他の実施例において、光信号６０６は青色波長である約４５０ナノメートルの波長を有することができる。
【００７９】
約６５０ナノメートルの波長を有する信号に対して、Ｈａｍａｍａｔｓｕ（登録商標）社によって供給されるＳ５９７１シリコンＰＩＮ検波器を使用して光学検波器６０２を実行することができる。あるいは、約５００ナノメートルの波長を有する信号に対しては、Ｈａｍａｍａｔｓｕ（登録商標）社によって供給されるＳ５９７３シリコンＰＩＮ検波器を使用して光学検波器６０２を実行することができる。
【００８０】
この実施例において、二段階増幅器システム６０４は制限増幅器６１０に接続される相互インピーダンス増幅器６０８を含む。交流結合コンデンサ６１２を使用して、相互インピーダンス増幅器６０８を制限増幅器６１０に接続する。交流結合コンデンサ６１２は約０．０１マイクロファラッドのキャパシタンスを有するように選択することができる。
【００８１】
図示したように、可変抵抗器６１４は相互インピーダンス増幅器６０８に接続されている。可変抵抗器６１４により、二段階増幅器システム６０４を望ましい信号検出（ＳＤ）感度に整調することが可能になる。プラスチック光ファイバーネットワークにおいては、光受信機６００の所望の信号検出感度レベルはほぼ約−３２デシベルミリワット以下の値を有する感度であってよい。
【００８２】
ここで、有利な実施形態を実行可能な光送信機を示す図７を参照する。この実施例において、光送信機７００は図３の光送信機３１４の一実行形態の例である。図示したように、光送信機７００は駆動増幅器７０２と発光ダイオード７０４を含む。
【００８３】
この実施例において、駆動増幅器７０２は発光ダイオード７０４を駆動させるためにバイアス電流と変調電流を送る。送られるバイアス電流と変調電流の量は、発光ダイオード７０４が少なくとも約１ミリワットの平均光強度を生成することができるように選択される。生成される光強度は例えば図３の第２光ファイバー３２２等の光ファイバーに結合する。発光ダイオードからの光信号は光パルスであるため、平均強度とは、ある時間内に平均化されたこれらの出力光パルスの強度である。
【００８４】
これらの実施例において、発光ダイオード７０４が赤色発光ダイオードである場合、約６５０ナノメートルの波長を有する光が放出される。あるいは、発光ダイオード７０４が緑色発光ダイオードである場合、約５００ナノメートルの波長を有する光が放出される。さらに、発光ダイオード７０４が青色発光ダイオードである場合、約４５０ナノメートルの波長を有する光が放出される。これらの実施例では、発光ダイオード７０４はＨａｍａｍａｔｓｕ（登録商標）社のＬ１０７６２又はＬ８６２８発光ダイオード、又はＺａｒｌｉｎｋ（登録商標）セミコンダクター社のＺ１６００３発光ダイオードであってよい。
【００８５】
ここで、有利な実施形態を実行可能な送受信機を示す図８を参照する。この実施例において、送受信機８００は図３の光学信号環境３００の送受信機３０４の一実行形態の例である。図示したように、送受信機８００は側面から見た図である。送受信機８００はプリント配線板８０１、光学検波器８０２、発光ダイオード８０４、相互インピーダンス増幅器８０６、制限増幅器８０８、駆動増幅器８１０、及びプラスチック光ファイバースプリッタ８１２を含む。
【００８６】
この実施例において、プリント配線板８０１は図３のほぼ平面の絶縁構造３７０の一実行形態の例である。プリント配線板８０１は第１表面８１４及び第２表面８１６を有する。図示したように、光学検波器８０２はハウジング８１８に位置している。ハウジング８１８はプリント配線板８０１の第１表面８１４に位置している。さらに、ハウジング８１８は例えば熱伝導性エポキシ等を使用して、第１表面８１４に接続することができる。このように、光学検波器８０２はプリント配線板８０１の第１表面８１４に接続される。ハウジング８１８はこの実施例においてガラス窓蓋、又はレンズ付きの蓋を有する、密閉されたＴＯ−１８缶の形態であってよい。
【００８７】
図示したように、相互インピーダンス増幅器８０６及び制限増幅器８０８はまたプリント配線板８０１の第１表面８１４にも接続される。これらの実施例において、相互インピーダンス増幅器８０６及び制限増幅器８０８はハウジング８１８の外に位置している。相互インピーダンス増幅器８０６、制限増幅器８０８、及び光学検波器８０２は光受信機８１９を含む。
【００８８】
発光ダイオード８０４は駆動増幅器８１０に接続されて送信機８２５を形成する。図示したように、発光ダイオード８０４と駆動増幅器８１０は両方ともプリント配線板８０１の第２表面８１６に位置している。発光ダイオード８０４はハウジング８２０に位置している。ハウジング８２０及び駆動増幅器８１０はプリント配線板８０１の第２表面８１６に接続されている。ハウジング８２０は熱伝導性エポキシを使用して第２表面８１６に接続可能である。ハウジング８２０はこの実施例においてガラス窓蓋、又はレンズ付きの蓋を有する、密閉されたＴＯ−１８缶の形態であってよい。
【００８９】
さらに、この実施例において、ハウジング８２０は構造８２１を使用してプリント配線板８０１に接続されている。構造８２１はこの実施例において金属ホルダーの形態であってよい。構造８２１を介したハウジング８２０のプリント配線板８０１への接続によりヒートシンクが形成される。このヒートシンクにより、ハウジング８２０の発光ダイオード８０４によって発生する熱の低減が可能になる。換言すれば、このヒートシンクは発光ダイオード８０４によって発生した熱を発光ダイオード８０４からプリント配線板８０１へ導通させる。この発光ダイオード８０４からの熱の導通により発光ダイオード８０４の過熱が防止される。
【００９０】
この実施例において、プラスチック光ファイバースプリッタ８１２は第１腕部８２６及び第２腕部８２８を有する。第１腕部８２６は第１表面８１４上でハウジング８１８に接続されている。第２腕部８２８は第２表面８１６上でハウジング８２０に接続されている。この第１腕部８２６及び第２腕部８２８の構成により、プリント配線板８０１の表面空間が節約される。これらの実施例において、これら表面空間の節約は、プリント配線板の同じ表面上に受信機及び送信機を有する送受信機と比較して約５０％でありうる。この構成はまた、プラスチック光ファイバースプリッタ８１２の第１腕部８２６及び第２腕部８２８の曲がりも減少させる。さらにこの構成はまた、プラスチック光ファイバースプリッタ８１２の信頼性と光結合効率を改善する。例えば、この構成によりプラスチック光ファイバースプリッタ８１２の腕部の曲がりを低減することができる。
【００９１】
例えば、送受信機８００は表面空間を節約できるような寸法に形成することができる。これらの送受信機８００の寸法は例えば非限定的に、幅約０．３インチ、長さ約１．９インチ、及び高さ約０．５インチであってよい。
【００９２】
プラスチック光ファイバースプリッタ８１２の第１腕部８２６は送受信機８００の入力部を光学検波器８０２に連結させる。この入力部はプラスチック光ファイバー８３０の出力部であってよい。例えば、プラスチック光ファイバースプリッタ８１２はプラスチック光ファイバー８３０を通って送られる光信号を受信することができる。
【００９３】
プラスチック光ファイバースプリッタ８１２の第２腕部８２８は送信機８２５を送受信機８００の出力部に連結させる。さらに、第２腕部８２８は発光ダイオード８０４によって生成される信号強度を送受信機８００の出力部に連結させる。これらの実施例において、第１腕部８２６及び第２腕部８２８は両方とも約１ミリメートルの直径を有する。この直径は光学検波器８０２の入力表面の直径とほぼ同じである。
【００９４】
ここで、有利な実施形態による送受信機の上面図を示す図９を参照する。この実施例において、送受信機８００は第１表面８１４から見たものである。
【００９５】
ここで、有利な実施形態による送受信機の底面図を示す図１０を参照する。この実施例において送受信機８００は第２表面８１６から見たものである。
【００９６】
ここで、有利な実施形態による送受信機を示す図１１を参照する。この実施例において、送受信機８００はハウジング８１８内に位置する光学検波器８０２と相互インピーダンス増幅器８０６の両方を有する。
【００９７】
この構成により、光学検波器８０２と相互インピーダンス増幅器８０６との接続距離が縮小される。この距離が短くなることにより光受信機８１９の感度が上がる。さらに、光学検波器８０２と相互インピーダンス増幅器８０６との間の接続距離の短縮により、接続距離によって起こりうる干渉作用が低減される。
【００９８】
またさらに、ハウジング８１８に位置する光学検波器８０２と相互インピーダンス増幅器８０６の両方を有することで、送受信機８００の表面空間の節約が可能になる。例えば、図１１の送受信機８００の構成は、図８、９、及び１０の送受信機８００の構成よりも小さい寸法を有しうる。図１１において送受信機８００は幅約０．３インチ、長さ約１．７インチ、及び高さ約０．５インチの寸法を有していて良い。
【００９９】
ここで、有利な実施形態を実行可能な送受信機を示す図１２を参照する。この実施例において、送受信機１２００は図３の光学信号環境３００の送受信機３０４の一実行形態の例である。図示したように、送受信機１２００は側面から見たものである。送受信機１２００は、プリント配線板１２０１、光学検波器１２０２、発光ダイオード１２０４、相互インピーダンス増幅器１２０６、制限増幅器１２０８、駆動増幅器１２１０、及びフィルタ１２１２を含む。
【０１００】
この実施例において、プリント配線板１２０１は図３のほぼ平面の絶縁構造３７０の一実行形態の例である。プリント配線板１２０１は第１表面１２１４及び第２表面１２１６を有する。図示したように、光学検波器１２０２はハウジング１２１８に位置している。ハウジング１２１８はプリント配線板１２０１の第１表面１２１４に位置している。さらに、ハウジング１２１８は例えば熱導電性エポキシを使用して第１表面１２１４に接続することができる。このように、光学検波器１２０２はプリント配線板１２０１の第１表面１２１４に接続される。
【０１０１】
図示したように、相互インピーダンス増幅器１２０６及び制限増幅器１２０８は光学検波器１２０２に接続されている。この実施例において、相互インピーダンス増幅器１２０６と制限増幅器１２０８はプリント配線板１２０１の第２表面１２１６に接続されている。
【０１０２】
発光ダイオード１２０４は駆動増幅器１２１０に接続されている。図示したように、発光ダイオード１２０４と駆動増幅器１２１０は両方とも、プリント配線板８０１の第１表面１２１４に位置している。発光ダイオード１２０４はまたハウジング１２１８にも位置している。
【０１０３】
この有利な実施形態においては、例えば図８のプラスチック光ファイバースプリッタ８１２等のスプリッタの代わりにフィルター１２１２を使用する。フィルター１２１２は図３のフィルター３６１の一実行形態の例である。フィルター１２１２はある波長を送信して別の波長を反射する。例えば、フィルター１２１２は緑色波長を送信して赤色波長を反射することができる。あるいは、フィルター１２１２は赤色波長を送信して緑色波長を反射するように構成することができる。
【０１０４】
これらの実施例においては、フィルター１２１２はある波長帯を有するプラスチック光ファイバー１２２０において受信した信号を光学検波器１２０２に反射するように構成されている。フィルター１２１２はさらに、発光ダイオード１２０４からのある波長帯を有する信号をプラスチック光ファイバー１２２０において受信できるように構成されている。
【０１０５】
ハウジング１２１８に位置する光学検波器１２０２と発光ダイオード１２０４の両方を有することで、送受信機１２００の表面空間を節約することができる。例えば、送受信機１２００の構成の寸法は、図８〜１１の送受信機８００の構成よりも小さいものとすることができる。図１２において、送受信機１２００の寸法は、幅約０．５３インチ、長さ約１．４インチ、高さ約０．４５インチであってよい。
【０１０６】
ここで、有利な実施形態による送受信機の上面図である図１３を参照する。この実施例において、送受信機１２００は第１表面１２１４から見たものである。
【０１０７】
ここで、有利な実施形態による送受信機の底面図である図１４を参照する。この実施例において送受信機１２００は第２表面１２１６から見たものである。
【０１０８】
図１５〜２１において下に記すプロセス、ステップ、及び構造は集積回路の製造の完全なプロセスフローを形成するものではない。本発明は、当技術分野で現在使用されている集積回路製造技術と併せて実施することができ、本開示内容を理解するために必要な通常実施される限られたプロセスステップのみが含まれている。図面は製造中の集積回路の一部の断面図を示し、原寸に比例しておらず、一又は複数の異なる有利な実施形態の特徴を示すように図示したものである。
【０１０９】
ここで、有利な実施形態を実行可能である、製造中の集積回路の一部の断面図である図１５を参照する。集積回路１５００は、製造プロセス中の図４の光学検波器４００の一実行形態の例であってよい。この実施例において、集積回路１５００は基板１５０２、真性領域１５０４及び絶縁層１５０６を含む。
【０１１０】
これらの実施例では、基板１５０２はある種の導電率を有する半導体物質である。基板１５０２はｎ型基板又はｐ型基板であってよい。この実施例において、基板１５０２は例えば図４の光学検波器４００等の光学検波器をその上に形成するための物質として使用することができる。
【０１１１】
真性領域１５０４は基板１５０２上に形成される。この実施例では、約１ミクロン以上の厚さの真性領域１５０４が形成される。真性領域１５０４はエピタキシャル成長プロセスを使用して基板１５０２上に付着させる又は成長させることができる。エピタキシャル成長は半導体物質の層又はフィルムを基板の表面上に付着させるプロセスである。エピタキシャル成長プロセスを使用して、ドーパント濃度、厚さ、及び付着される層又はフィルムの組成を制御することができる。
【０１１２】
例えば、真性領域１５０４は単一の結晶シリコン半導体層の形態であってよい。真性領域１５０４のシリコンのドーパント濃度は、実質的に一立方センチメートル当たり約１×１０１５ドーパント原子以下であってよい。
【０１１３】
真性領域１５０４上に絶縁層１５０６が形成される。絶縁層１５０６は例えば酸化等のプロセスによって形成することができる。酸化はシリコン層を酸素の存在下で摂氏約１０００〜１２００度の温度に加熱するプロセスである。酸化の結果、シリコン層の表面上に二酸化ケイ素絶縁物質の層が形成される。
【０１１４】
ここで、有利な実施形態を実行できる、製造中の集積回路の一部の断面図である図１６を参照する。集積回路１５００は、図１５の集積回路１５００の構成に追加されたエリア１６００を有している。エリア１６００は真性領域１５０４に形成されている。
【０１１５】
これらの実施例において、エリア１６００は真性領域１５０４の表面１６０４の一部を囲むリング状に形成することができる。その他の有利な実施形態において、エリア１６００は表面１６０４の一部を部分的にのみ囲むように形成することができる。さらに別の有利な実施形態において、エリア１６００は例えば非限定的に、正方形状、長方形状、楕円形状、ドーナツ形状、馬蹄形状、又はその他何らかの好適な形状等の任意の数の形状に形成することができる。
【０１１６】
エリア１６００は半導体物質からなり、真性領域１５０４とは逆のある種の導電率を有する。例えば、エリア１６００はｐ型半導体物質である。エリア１６００はまたｎ型半導体物質であってもよい。エリア１６００は図４のエリア４３８の一実行形態の例である。
【０１１７】
エリア１６００は絶縁層１５０６から一部１６０２を除去することによって真性領域１５０４に形成することができる。一部１６０２はフォトリソグラフィーマスクを使用してエッチング除去する一部１６０２を画定することにより除去することができる。エッチングとは、フォトレジストマスキングステップを活用し物質を除去するために化学薬品を使用して半導体又は誘電物質の一部を除去するプロセスである。次に、エリア１６００は真性領域１５０４の表面１６０４にドーパントを拡散させることによって形成することができる。例えば、エリア１６００は真性領域１５０４のあるエリアに亜鉛を拡散させることによって形成することができる。拡散とは、ドーパントの存在下で半導体物質の表面を加熱することによってドーパントを加えることである。エリア１６００はまたイオン注入プロセスを使用して形成することもできる。イオン注入は粒子加速装置からの原子を半導体に衝突させるプロセスである。
【０１１８】
ここで、有利な実施形態を実行可能な、製造中の集積回路の一部の断面図である図１７を参照する。集積回路１５００は図１６の集積回路１５００の構成に金属層１７００が加えられたものである。図示したように、金属層１７００は真性領域１５０４上に形成されている。
【０１１９】
金属層１７００は、真性領域１５０４の表面の一部に形成される。金属層１７００は図４の第１金属層４０８の一実行形態の例である。
【０１２０】
金属層１７００は、絶縁層１５０６から一部分を除去することによって真性領域１５０４上に形成することができる。絶縁層１５０６の一部はフォトリソグラフィーマスクを利用して金属層１７００が付着される真性領域１５０４の表面１６０４の一部を画定することによって除去することができる。金蔵層１７００はその後、蒸着法によって真性層の表面上に付着させることができる。蒸着とは、真空中で金属をその沸点まで加熱するプロセスである。蒸着法を利用して、金属層１７００を約５０〜１００オングストロームの厚さに付着させることができる。
【０１２１】
ここで、有利な実施形態を実行可能な集積回路の一部の断面図である図１８を参照する。この実施例において、集積回路１５００は光学検波器１８００の形態である。
【０１２２】
この実施例において、光学検波器１８００は第１金属接点、第２金属接点１８０４、及び図１７の集積回路１５００の構成に追加された物質層１８０６を有する。
【０１２３】
第１金属接点１８０２は基板１５０２の表面１８２２上に形成されている。第１金属接点１８０２は上述したように蒸着によって基板１５０２上に付着させることができる。
【０１２４】
物質層１８０６は金属層１７００の一部の上に形成されている。例えば、物質層１８０６は反射防止膜であってよい。この実施例において、物質層１８０６を光ファイバーに連結させて例えば図３の第１光信号３２４等の光信号を受信することができる。例えば反射防止膜は、スパッタリング又はプラズマ蒸着プロセスによって物質を付着させることによって形成することができる。
【０１２５】
第２金属接点１８０４は絶縁層１５０６の上に形成され、金属層１７００の一部と接触する。第２金属接点１８０４は蒸着及び/又はめっき技術を通して付着させることができる。加えて、フォトリソグラフィーマスク及び/又はエッチングを使用して、付着させる第２金属接点１８０４のエリアを画定することができる。例えば、第２金属接点１８０４は絶縁層１５０６上に付着され、金属層１７００の一部と接触する。
【０１２６】
エリア１６００は真性領域１５０４の表面１６０４から真性領域１５０４まで延在している。エリア１６００はまた、金属層１７００と接触している表面１６０４の一部も囲む。
【０１２７】
複数の光子１８０８がプラスチック光ファイバー１８１０を通って送られ、光学検波器１８００によって受信される。物質層１８０６により、金属層１７００からの複数の光子１８０８の反射が低減される。複数の光子１８０８は金属層１７００を通過し、真性領域１５０４に進入する。複数の光子１８０８が真性領域１５０４に吸収されることにより、真性領域１５０４の電子が下方向に基板１５０２の中に押されて、電気信号が発生する。
【０１２８】
エリア１６００は、複数の光子１８０８の内の大多数が真性領域１５０４に進入する真性領域１５０４のエリアを囲む。エリア１６００は表面１６０４に沿った電子の流れを減少させる。表面１６０４に沿って移動する電子は過暗電流と呼ぶことができ、これは光学検波器１８００のショットノイズの発生源である。表面１６０４に沿って流れる代わりに、エリア１６００は基板１５０２の方向への電子の流れを増加させて電気信号を発生させる。この結果、より感度の高い電気信号が複数の光子１８０８の入力部に発生する。
【０１２９】
ここで、有利な実施形態を実行可能な、製造中の集積回路の一部の断面図である図１９を参照する。この実施例において、集積回路１５００は図１５の集積回路１５００の構成に加えられた層１９００を有する。
【０１３０】
図示したように、層１９００は真性領域１５０４上に形成される。層１９００は、真性領域１５０４の表面の一部をエッチング除去し、その後で真性領域１５０４の残った表面又はエッチングした表面上に絶縁層を付着させるプロセスによって形成することができる。層１９００は保護層であってよい。保護層は、エッチングされた表面が原子が剥き出しになった保護されていない状態にならないようにするために使用される。層１９００は、一旦真性領域１５０４の表面がエッチングされたら、真性領域１５０４の表面のむき出しになった原子と結合することによってエッチングされた表面を保護する。エッチングとは、フォトレジストマスキングステップを活用し除去するために化学薬品を使用して半導体物質の表面の一部を除去するプロセスである。例えば、層１９００は真性領域１５０４のエッチングされたシリコン表面を保護する二酸化ケイ素の層であってよい。層１９００を形成するためのエッチングにより、真性領域１５０４の表面の隆起部１９０２が形成される。隆起部１９０２は図４の隆起部４４０の一実行形態の例である。
【０１３１】
ここで、有利な実施形態を実行可能な、製造中の集積回路の一部の断面図である図２０を参照する。この実施例において、集積回路１５００は図１５の集積回路１５００の構成に追加された金属層２０００を有する。金属層２０００は真性領域１５０４上に形成される。
【０１３２】
金属層２０００は真性領域１５０４の表面の一部に形成される。金属層２０００は図４の第１金属層４０８の一実行形態の例である。
【０１３３】
金属層２０００は層１９００から一部を除去することによって真性領域１５０４上に形成することができる。層１９００の一部はフォトリソグラフィーマスクを使用して、その上に付着される金属層２０００に対して真性領域１５０４の表面２００２の一部を画定することによって除去することができる。金属層２０００は次に、上述したように蒸着法を通して真性層１５０４上に付着させることができる。蒸着法の使用により、金属層２０００を約５０〜１００オングストロームの厚さに付着させることができる。
【０１３４】
ここで、有利な実施形態を実行可能な集積回路の一部の断面を示す図２１を参照する。この実施例では、集積回路１５００は光学検波器２１００の形態である。図示したように、光学検波器２１００は、図２０の集積回路１５００の構成に第１金属接点２１０２、第２金属接点２１０４、及び物質層２１０６を追加したものである。
【０１３５】
この実施例において、第１金属接点２１０２、第２金属接点２１０４、及び物質層２１０６は、図示した図１８の第１金属接点１８０２、第２金属接点１８０４、及び物質層１８０６のように形成することができる。
【０１３６】
複数の光子２１０８はプラスチック光ファイバー２１０９を通って送られて、光学検波器２１００によって受信される。複数の光子２１０８は金属層２０００を通過して、真性領域１５０４の中に進入する。複数の光子２１０８が真性領域１５０４に吸収されることにより、真性領域１５０４の電子が下方向に基板１５０２の中に押されて、電気信号が発生する。
【０１３７】
隆起部１９０２により真性領域１５０４の厚さ２１１０が縮小する。金属層２０００直下の真性領域１５０４の厚さは、厚さ２１１０よりも大きい。層１９００により、表面２１１２に沿った電子の流れが減少する。層１９００により、金属層２０００直下の真性領域１５０４の一部の外により小さいエリアを提供しうる。電子が表面２１１２に沿って流れるエリアが小さいために、基板１５０２に向かって流れる電子が増加する。その結果、複数の光子２１０８の入力部に対してより高い感度を有する電気信号が発生する。
【０１３８】
図１５〜２１に提供された図は、物理的又はアーキテクチャ制限を暗示するように意図されたものではなく、異なる有利な実施形態が実行可能である。例えば、図１５〜２１のサイズ及び寸法を実行形態によって大きくする又は小さくすることができる。別の実施例として、図１５の真性領域１５０４をチップ全体のサイズの減少に対して、１ミクロン未満のレベルまで成長させることができる。加えて、任意の種類の半導体物質を半導体デバイスに使用することができる。例えば非限定的に、真性領域１５０４及び／又は基板１５０２はシリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、インジウムガリウムヒ素化合物、リン化インジウム、及び／又はその他すべての好適な半導体物質からなるものであってよい。
【０１３９】
ここで、有利な実施形態による光信号を処理するプロセスのフロー図である図２２を参照する。図２２に示すプロセスは、例えば図３の光学信号環境３００等の光学信号環境において実行可能である。
【０１４０】
プロセスは、光学検波器の入力表面において光ファイバーから第１光信号を受信することによって開始する（操作２２００）。操作２２００では、光学検波器の入力表面の直径は光ファイバーのコアの直径とほぼ等しいものであってよい。これら２つの直径がほぼ等しいことで、信号歪み及びキャパシタンスを減少させることができる。
【０１４１】
プロセスは、光学検波器からの電気信号を光学検波器の出力部に接続された二段階増幅器システムへ送り（操作２２０２）、その後プロセスは終了する。操作２２０２において、光学検波器及び二段階増幅器システムは光学検波器の出力部に接続され、光受信機を形成する。
【０１４２】
ここで、有利な実施形態による光信号を処理するプロセスのフロー図である図２３を参照する。図２３に示すプロセスは、例えば図３の光学信号環境３００等の光学信号環境において実行可能である。
【０１４３】
プロセスは、光学スプリッタの第１ポートにおける第１光信号の受信に応答して、光学検波器へ第１光信号を送ることによって開始する（操作２３００）。操作２３００において、光学スプリッタは光学検波器に連結した第２ポートを有することができる。光学スプリッタは第１ポートから第２ポートへ第１光信号を送ることができる。
【０１４４】
その後、プロセスは光学検波器の入力表面において光ファイバーから第１光信号を受信する（操作２３０２）。操作２３０２において、光学検波器の入力表面の直径はプラスチック光ファイバーのコアの直径とほぼ等しいものであってよい。これら２つの直径がほぼ等しいことで、信号歪み及びキャパシタンスを減少させることができる。
【０１４５】
プロセスは、光学検波器からの電気信号を光学検波器の出力部に接続された二段階増幅器システムへ送り（操作２３０４）、その後プロセスは終了する。操作２３０４において、光学検波器及び二段階増幅器システムは光学検波器の出力部に接続され、光受信機を形成する。光受信機の感度は、ほぼ約−３２デシベルミリワット以下の値を有する。
【０１４６】
プロセスは次に、光送信機からの第２光信号の受信に応答して、光学スプリッタの第１ポートへ第２光信号を送り（操作２３０６）、その後プロセスは終了する。操作２３０６において、光送信機を光学スプリッタの第３ポートに連結することができる。第２光信号は光送信機の発光ダイオードによって生成することができる。
【０１４７】
ここで、有利な実施形態による光学検波器を形成するプロセスのフロー図である図２４を参照する。図２４に示すプロセスは、例えば図４の光学信号環境４００等の光学信号環境において実行可能である。
【０１４８】
プロセスは、ある種の導電率を有する基板を形成することによって開始する（操作２４００）。操作２４００において、基板は半導体物質からできていてよい。基板はｎ型導電率を有することができる。その後、プロセスは、基板の上に、表面を有する真性領域を形成する（操作２４０２）。
【０１４９】
操作２４０２において、真性領域は表面を有している。真性領域は基板上に半導体物質の層を成長させることによって形成することができる。真性領域は基板上に半導体物質の層を付着させる及び／又はその他何らかの好適な方法によって形成することもできる。
【０１５０】
プロセスは次に、真性領域の表面の一部の上に金属層を形成し（操作２４０４）、その後プロセスは終了する。操作２４０４において、金属層は複数の光子が金属層を通過して真性領域に入り、真性領域と整流性接触を形成することが可能である厚さを有する。金属層はフォトリソグラフィーマスクを使用して真性領域の表面の一部の上に金属層を付着させることによって形成することができる。
【０１５１】
ここで、有利な実施形態による光学検波器を形成するプロセスのフロー図である図２５を参照する。図２５に示すプロセスは、例えば図４の光学信号環境４００等の光学信号環境において実行可能である。
【０１５２】
プロセスは、ある種の導電率を有する基板を形成することによって開始する（操作２５００）。操作２５００において、基板は半導体物質からできていてよい。基板はｎ型導電率を有することができる。その後、プロセスは、基板の上に、表面を有する真性領域を形成する（操作２５０２）。
【０１５３】
操作２５０２において、真性領域は表面を有している。真性領域は基板上に半導体物質の層を成長させることによって形成することができる。真性領域は基板上に半導体物質の層を付着させる及び／又はその他何らかの好適な方法によって形成することもできる。
【０１５４】
その後、プロセスは表面から第２種の導電率を有する真性領域へ延びるエリアを形成する（操作２５０４）。操作２５０４において、エリアは金属層周囲の真性領域の一部を囲む。エリアはｐ型導電率を有していてよい。エリアは、エリアによって囲まれる真性領域外の表面を横切って流れる電流を低減するように構成することができる。エリアは真性領域の表面に亜鉛を拡散させることによって形成することができる。エリアはまた粒子加速装置を使用して真性領域にイオンを注入することによって形成することもできる。
【０１５５】
プロセスは次に、真性領域の表面の一部の上に金属層を形成し（操作２５０６）、その後プロセスは終了する。操作２５０６において、金属層は複数の光子が金属層を通過して真性領域に入り、真性領域と整流性接触を形成することが可能である厚さを有する。金属層はフォトリソグラフィーマスクを使用して真性領域の表面の一部の上に金属層を付着させることによって形成することができる。
【０１５６】
ここで、有利な実施形態による光学検波器を形成するプロセスのフロー図である図２６を参照する。図２６に示すプロセスは、例えば図４の光学信号環境４００等の光学信号環境において実行可能である。
【０１５７】
プロセスは、ある種の導電率を有する基板を形成することによって開始する（操作２６００）。操作２６００において、基板は半導体物質からできていてよい。基板はｎ型導電率を有することができる。その後、プロセスは、基板の上に、表面を有する真性領域を形成する（操作２６０２）。
【０１５８】
操作２６０２において、真性領域は表面を有している。真性領域は基板上に半導体物質の層を成長させることによって形成することができる。真性領域はまた基板上に半導体物質の層を付着させる及び／又はその他何らかの好適な方法によって形成することもできる。
【０１５９】
その後、プロセスは表面の隆起部を形成する（操作２６０４）。隆起部は、隆起部外の表面を横切って流れる電流を低減する。隆起部は真性領域の表面をエッチング処理することによって形成することができる。
【０１６０】
プロセスは次に、真性領域の表面の一部の上に金属層を形成し（操作２６０６）、その後プロセスは終了する。操作２６０６において、金属層は複数の光子が金属層を通過して真性領域に入り、真性領域と抵抗接点を形成することが可能である厚さを有する。金属層はフォトリソグラフィーマスクを使用して真性領域の表面の一部の上に金属層を付着させることによって形成することができる。
【０１６１】
異なる実施形態のフロー図及びブロック図は、異なる有利な実施形態の装置及び方法の幾つかの可能な実行形態のアーキテクチャ、機能性、及び操作を示すものである。これに関してはフロー図又はブロック図の各ブロックはモジュール、セグメント、機能、及び/又は操作又はステップの一部を表すことができる。
【０１６２】
幾つかの代替実行形態において、ブロックに注記された一つの機能又は複数の機能は、図面に注記された順番以外の順番で実施可能である。例えば、ある場合には、関連する機能性に依存して、連続して示す２つのブロックは実質的に同時に実行可能である、又はブロックはしばしば逆の順に実行することができる。また、フロー図又はブロック図に図示されたブロックに加えて他のブロックを追加することができる。
【０１６３】
したがって、異なる有利な実施形態はプラスチック光ファイバーを使用するネットワークのための送受信機の方法及び装置を提供するものである。ある有利な実施形態において、装置は光送信機；光ファイバーから光信号を受信する光学検波器；光ファイバーによって光学検波器に連結した第１ポート、第２ポート、及び光送信機に連結した第３ポートを有する光学スプリッタ；及び光学検波器の出力部に接続された二段階増幅器システムを備える。光学検波器の入力表面の直径は光ファイバーのコアの直径とほぼ等しい。
【０１６４】
異なる有利な実施形態に図示した光学検波器により、プラスチック光ファイバーを使用するネットワークの送受信機の感度レベルが向上する。例えば、光学検波器の入力表面の直径構成により、信号歪みが減少し、キャパシタンスが減少する。光学検波器の真性領域の隆起部及び／又はエリアにより、基板に向かって流れる電子が増加する。この流れの増加により、受信した入力信号に対しより高い感度を有する出力信号が光学検波器から発生することとなる。さらに、送受信機の構成により、表面空間がさらに節約され、光ファイバーの曲がりが低減する。
【０１６５】
異なる有利な実施形態の記載は、図示及び説明の目的のために提示されたものであり、包括的、又は開示された形の実施形態に限定するように意図されたものではない。当業者には多数の修正及び変形例が明らかである。さらに、他の有利な実施形態と比較して、異なる有利な実施形態により異なる利点を得ることが可能である。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態及び実際の応用形態の原理を最適に説明するため、また、当業者が、考えられる特定の使用に好適である様々な修正を施した様々な実施形態の開示内容を理解できるように選択され記載されたものである。
【図１】
2013510428.tif 000003
【図２】
2013510428.tif 000004
【図３】
2013510428.tif 000005
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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