(57)【要約】射出成形高温高分子樹脂のモノリシック光モジュール（１１０）は、典型的には９０度で光を曲げることと、二重または三重のビーム経路とを組み合わせる。光は全反射（ＴＩＲ）によって曲げられるため、光を曲げるための追加の部品は必要ではなく、また、二重モニタリングは二重ビームスプリッタプレート（１１２）として機能するエアギャップによって行われるため、二重モニタリングのための追加の部品も必要ではない。モノリシック光モジュールはさらに、モジュールと外部の光要素を正確にアライメントするための統合された面を含み、また追加としては、たとえばレンズと薄膜コーティングなどの統合光要素を含むこともできる。
2006520491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光アセンブリのためのモノリシック光モジュールであって、
入射光ビームを既定の角度を介して曲げる全反射（ＴＩＲ）境界面と、
エアギャップに隣接する少なくとも１つのビームスプリッタ面であって、前記入射光ビームを部分反射して部分反射されたビームを提供し、前記入射光ビームを部分屈折して部分屈折されたビームを提供する、少なくとも１つのビームスプリッタ面と、
前記モノリシック光モジュールと該モノリシック光モジュールに対して外部である前記光アセンブリの要素との、正確なアライメントを提供する少なくとも１つの統合面と、
を備えている、光モジュール。
【請求項２】
前記少なくとも１つのビームスプリッタ面が、複数のビームスプリッタ面を有し、複数のビーム経路を提供する、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記ＴＩＲ境界面が曲率を含む、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記光アセンブリがさらに、前記モノリシック光モジュールに隣接してアライメントされた基板を有し、該基板は、少なくとも１つの能動オプトエレクトロニクス素子に取り付けられている、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記少なくとも１つのビームスプリッタ面が前記ＴＩＲ境界面と共同して、前記少なくとも１つの能動オプトエレクトロニクス素子の表面に対して既定の距離だけ出力光ビームの経路をオフセットする、請求項４に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記光アセンブリがさらに、前記少なくとも１つの能動オプトエレクトロニクス素子の表面に対して直交する光ファイバポートを備えている、請求項４に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記少なくとも１つの能動オプトエレクトロニクス素子が、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）と光検出器とからなるグループから選択される、請求項４に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記少なくとも１つの能動オプトエレクトロニクス素子が、表面実装技術を使用して前記基板に取り付けられる、請求項４に記載の光モジュール。
【請求項９】
前記少なくとも１つの統合面が、前記光モジュールと前記基板とのアライメントを提供する、請求項４に記載の光モジュール。
【請求項１０】
前記光アセンブリがさらに、前記光モジュールに隣接してアライメントされた光通信ファイバを備えている、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの統合面が、前記光モジュールと前記光通信ファイバとのアライメントを提供する統合ファイバポートコネクタを備えている、請求項１０に記載の光モジュール。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのビームスプリッタ面が、前記入射光ビームの特性をモニタリングするための、前記入射光ビームから分割された少なくとも１つのビーム経路を提供する、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項１３】
前記特性が、パワーと波長とからなるグループから選択される、請求項１２に記載の光モジュール。
【請求項１４】
実質的に単一の材料の高温耐性光学高分子を含む、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項１５】
統合レンズと薄膜光コーティングとからなるグループから選択された少なくとも１つの光素子をさらに統合して備え、前記薄膜光コーティングは少なくとも１つの前記ビームスプリッタ面に付着される、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項１６】
光アセンブリのためのモノリシック光モジュールを動作させる方法であって、
入力光ビームを得るステップと、
前記モノリシック光モジュールと統合された全反射（ＴＩＲ）境界面から全反射によって前記入力光ビームを曲げ、反射されたビームを提供するステップと、
前記モノリシック光モジュールに統合された、エアギャップに隣接するビームスプリッタ面によって前記反射されたビームを分割し、部分反射されたビームと部分屈折されたビームとを提供するステップと、
前記部分反射されたビームと前記部分屈折されたビームとからなるグループから選択された出力ビームを、前記モノリシック光モジュールと統合されたレンズを使用して光ファイバに集光するステップと、
を含む方法。
【請求項１７】
前記部分反射されたビームと前記部分屈折されたビームとからなるグループからの選択されなかったビームを、光検出器の面に向けるステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記反射されたビームを、前記エアギャップに隣接する複数のビームスプリッタ面により多重分割して、複数の部分反射されたビームと部分屈折されたビームとを提供するステップと、
前記モノリシック光モジュールと統合されたレンズを使用して、光ファイバに前記複数のビームのうちの１つを集光するステップと、
前記光検出器の表面上に前記複数のビームのうちの１つのビームを向けるステップと、
をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記光検出器の表面上に向けられたビームを使用して、前記入力光ビームの特性をモニタリングする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記特性が、パワーと波長とからなるグループから選択される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記向けるステップがさらに、前記モノリシック光モジュールと統合された集光レンズを使用して前記光検出器の表面に向けられたビームを集光するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記入力光ビームを得るステップがさらに、
光源を基板に取り付けるステップと、
前記基板を前記モノリシック光モジュールとアライメントするステップと、
入力光ビームを、前記光源から前記モノリシック光モジュールに放射するステップと、
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記ビームスプリッタ面が前記ＴＩＲ境界面と共同して、前記光源の表面に対して既定の距離だけ出力光ビームの経路をオフセットする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記入力光ビームを得るステップがさらに、前記モノリシック光モジュールに統合されたコリメートレンズを使用して前記入力光ビームを平行にするステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記光アセンブリをトランシーバとして動作させるステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
前記トランシーバを、単一光ファイバを介して、モニタビームの経路内で光フィルタによって分離される２つの異なる波長で双方向的に動作させるステップをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
オープンファイバ制御を含む前記トランシーバを動作させるステップをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光デバイスに関し、特に、全反射で光を曲げることに基づいた、統合二重ビーム経路を有する、フォームファクタの小さい全高分子光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
モニタリング用の垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）の経路内の傾斜した部分反射ミラーは、種々の部分品を有する複雑なアセンブリを導入する。光を曲げるミラーを内蔵したシリコン光学ベンチは、大量であっても高価である。ある関連技術のマイクロフォトニクス送信器デバイス内で使用されるモニタリング経路は、個別に装着された別々の部分の光構成要素を含む（１９９９年８月１０日にＦｉｓｈｅｒらに発行された米国特許第５，９３７，１１４号参照）。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５，９３７，１１４号明細書
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、たとえばポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリスルホンの高温耐性光学高分子など、射出成形高温樹脂のモノリシック光モジュールを使用した、典型的には９０度で光を曲げることと二重ビーム経路または三重ビーム経路とを組み合わせた、システムおよび方法に関する。光を曲げるために別の部品を追加する必要はない。これは光を曲げることが全反射（ＴＩＲ）によって起こり、二重モニタリングのための追加の部品は必要ないためである。これは、二重ビームスプリッタプレートとして機能するエアギャップ手段によって達成される。モノリシック光モジュールはさらに、モジュールを外部の光素子に正確にアライメントするための統合された面を含み、追加としては、たとえばレンズと薄膜光コーティングなどの統合された光素子を含んでいてもよい。
本発明が対処する技術的な問題としては次のような問題がある。たとえば垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）と光検出器などの能動オプトエレクトロニクス素子を、送信器ファイバポートに対して直交し所望のオフセット距離にある基板上に表面実装できるようにするために光を９０度で曲げられるようにすること、種々の材料および／または実装技術と別々の光素子の使用を最小限にし、このように光を曲げるためのコストを低減すること、エアギャップ統合ビームスプリッタを使用して、統合された単一または二重のレーザモニタリング経路を提供し、これによってさらに、種々の構成要素、および／または、材料、別々の光素子、実装技術の使用を最小限にして、コストを下げること。二重経路レーザモニタリングではさらに、２つの検出器のうち１つのビーム経路内で、狭帯域光フィルタまたはエタロンを有する２つの検出器を使用した波長ロックが可能になる。本発明の実施形態では、オープンファイバ制御、および／または、単一光ファイバを介した双方向通信が可能になる。
【０００５】
前述は、次の本発明の詳細な説明の理解を助けるために、本発明の特徴および技術的な利点の概要を広く概略したものである。本発明の追加の特徴および利点は、本発明の請求項の主題を形成する下記に記述される。当業者であれば、開示された概念および特定の実施形態は、本発明と同じ目的を行う他の構造の修正または設計の基礎として容易に使用できることが理解されるであろう。さらに当業者であれば、付随する請求項に述べられている本発明の精神および範囲から離れることなく、このような等価の構成が可能であることを理解されるであろう。本発明の構成および動作方法に関する本発明の特徴と考えられる新規な特徴、および追加の目的と利点は、付随する図面と共に次の説明を読むとよりよく理解されるであろう。しかし、各図面は図示と説明のために提供されるものにすぎず、本発明の限度を定義する目的で提供されているものではないことを明白に理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明をより完全に理解するために、次に付随する図面と共に次の説明を参照する。
【０００７】
図１は、本発明の実施形態による、フォームファクタの小さい全高分子モノリシック光モジュールの構造と機能を示す概念図である。光モジュール１１０は、次のような任意の組み合わせで他の光素子の間で統合することができる。たとえば９０度曲げて光ビームの方向を変える機能を有する全反射境界面１１１、複数のビーム経路を形成しビーム経路の方向を変える機能を有する楔形空気／高分子／空気マルチ境界面ビームスプリッタ１１２、たとえば検出器に光ビームを集光する機能を有する集束レンズ１１６、１１７、光ファイバへ光ビームを集光する機能を有するファイバに面するレンズ１１８、たとえばレーザ出力ビームなどの発散光ビームを平行ビームに変換する機能を有するコリメートレンズ１１９。光学的な寸法と表面仕上げの許容誤差に対処する上記の光素子に加えて、集積光モジュール１１０はたとえば構造面１３１〜１４０などの非光学構造壁を含む。これは光素子に機械的な統合性を提供し、他のシステム構成要素に対するアライメント境界面を含み、不透明または散乱する光学特性を有していてもよい。
【０００８】
集積光モジュール１１０は、たとえば、コンタクトレンズ、眼内レンズ、他の眼科用要素のために一般に使用される高分子射出成形プロセスと同様なプロセスを使用する高精度高分子製造技術による、たとえばポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリスルホン高温耐性光学高分子などの高温樹脂で形成される。集積光モジュール１１０の光素子はすべて、集積光モジュール１１０と同じ材料から同時かつモノリシックに形成され、これによって、製造コストと製造の複雑さを実質的に低減し、小型化、アライメントの精度、光アライメントの機械的な統合性も強化される。
【０００９】
容易に理解するために、図１では集積光モジュール１１０は光アセンブリ１００の一部として描かれている。光アセンブリ１００はたとえば、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）１０２と光検出器１０３と１０４など能動光構成要素の接続を提供する光ベースまたは基板１０１、および光送信／受信ファイバ１０５を含む。
【００１０】
図２は、本発明の実施形態による光アセンブリ１００の動作を示すフロー図２００である。ステップ２０１で、ＶＣＳＥＬ１０２と光検出器１０３、１０４は、典型的には表面実装技術を使用して、たとえばＰＣＢ（プリント基板）などの基板１０１に取り付けられる。プリント基板１０１はステップ２０２で、たとえば構造面１３１〜１４０上のアライメント境界面を使用して集積光モジュール１１０と正確なアライメントで固定される。表面実装技術においては、キャパシタ、抵抗、ＩＣ（集積回路）などの構成要素は一般に、ピックアンドプレイスマニピュレータによって垂直に置く操作で、たとえばＰＣＢ基板などの表面上に置かれ、エポキシ、半田、または他の接着剤を使用して表面に取り付けられる。ステップ２０３では、光ファイバ１０５は、たとえば光モジュール１１０と統合された自己アライメントファイバポートコネクタを使用して光モジュール１１０とアライメントがとられる。
【００１１】
ステップ２０４では、ＶＣＳＥＬ１０２は発散ビーム１２０を放射する。ステップ２０５では、発散ビーム１２０はコリメートレンズ１１９によって平行になり平行ビーム１２１を形成して、集積光モジュール１１０の媒体内を伝播する。ステップ２０６では、平行ビーム１２１は境界面１１１から全反射（ＴＩＲ）の角度を介して曲げられ、全反射ビーム１２２を形成する。この角度は９０度であってもよいが、特定の実施形態のレーザ源１０２のビームの発散および／または他の性質などに依存して９０度以上でも以下でもよい。光学分野では、光は、屈折率ｎ＝ｎpを有する入射媒体と、屈折率ｎ＝ｎ0を有する外部媒体との間の境界面で「臨界角度」より大きな角度または等しい角度で入射すると、全反射されることがよく知られている。ここでｎp＞ｎ0である。ほとんどの光学高分子では、ｎpは１．４３〜１．７３の範囲なので、外部媒体は、１に近い屈折率ｎ0を有する空気または不活性ガスであると便利である。
【００１２】
反射されたビーム１２２は、次に、集積光モジュール１１０の高分子媒体を介して伝播し、マルチ境界面ビームスプリッタ１１２の内部／外部境界面１１３に当たる。ステップ２０７では、境界面１１３に当たったビームは内部媒体に入る部分反射されたビーム１２３と、外部媒体に入る部分屈折されたビーム１２５とに分割される。ステップ２０８では、部分反射されたビーム１２３は集束レンズ１１６により集光されて集束ビーム１２４を形成し、たとえば光検出器１０３によって捕捉される。部分屈折されたビーム１２５は外部媒体を介して伝播し、ステップ２０９でマルチ境界面ビームスプリッタ１１２の外部／内部境界面１１４に当たる。ここでビームはさらに、外部へ反射されるビーム１２６と内部へ屈折されるビーム１２９に分割される。境界面１１３と１１４の方向と、面１１１の方向を組み合わせることにより、ビーム１２９の主な光線がステップ２１０でファイバに面するレンズ１１８によって集光されファイバに面するビーム１３０を形成した後、ステップ２１１であらかじめアライメントされた光ファイバ１０５に対して垂直に入射する。外部に反射されたビーム１２６は外部媒体を介して伝播し、ステップ２１２でマルチ境界面ビームスプリッタ１１２の外部／内部境界面１１５に当たる。ここでビームは内部に屈折されたビーム１２７に部分屈折される。このビームはステップ２１３で集束レンズ１１７により集光されて集束ビーム１２８になり、集束ビーム１２８はたとえばステップ２１４で光検出器１０４に捕捉される。
【００１３】
二重／マルチ検出器１０３、１０４の目的は、レーザ源１０２が放射した光信号の強度をモニタリングすること、単一光ファイバ１０５を介した双方向通信を提供すること、レーザ源１０２の波長をロックすることを含む。後者の目的のために、たとえば内部屈折ビーム経路１２７など、経路内に、１つが狭帯域（典型的には＜０．５ｎｍである半幅通過帯域）干渉フィルタまたはエタロンを有する２つの検出器１０３、１０４を使用する。２つの検出器が生成する信号はレーザ源１０２の波長の測定値を提供し、送信器の動作状態（たとえば駆動電流）、および／または、レーザ温度などの外部環境条件を変えることによって、送信器を所望の波長に安定させることができる。
【００１４】
本発明の実施形態は図１に示す光ビーム経路に制限されるものではなく、本発明の原理を具体化する代替の構成を含む。この中にはＴＩＲの光の曲げと、斜め、または平行、楔形の空気／高分子境界面からの反射を使用することによって、送信された信号ビームをタップしモニタリングする手段を含む。図３Ａ〜図３Ｂは、入力ビーム軸に対してオフセットされ平行な出力ビームを生成する２つの代替の構成を示す。すなわち、面３１１において９０度曲げるか、または、面３４１で９０度以外の角度に曲げて面３４３と３４４において屈折で補償する。図３Ａに示すモジュール３１０ではＶＣＳＥＬ源１０２は発散ビーム１２０を放射し、発散ビーム１２０はモジュール３１０と統合されたコリメートレンズ１１９によって平行になり平行ビーム１２１を形成する。ビーム１２１は境界面３１１でＴＩＲによって９０度の角度３１２で反射され、水平ビーム３２２を形成する。エアギャップビームスプリッタ３１５は平行な部分反射境界面３１３、３１４を含み、これらは水平ビーム３２２に対して対角線上に配置される。水平ビーム３２２は第１の境界面３１３で上向きに屈折され、屈折されたビーム３２５を形成し、第２の境界面３１４で再び屈折され、水平ビーム３２２に対して平行なオフセットビーム３２９を形成する。モジュール３１０は、オフセットビーム３２９が、ファイバに面する統合レンズ１１８により光ファイバ１０５に正確に集光される適切な高さになるような構成および方向である。
【００１５】
同様に、図３Ｂのモジュール３４０では、ＶＣＳＥＬ源１０２は発散ビーム１２０を放射する。発散ビーム１２０はモジュール３４０に統合されたコリメートレンズ１１９によって平行になり、平行ビーム１２１を形成する。ビーム１２１は境界面３４１においてＴＩＲによって９０度以外の角度３４２で反射され、対角線ビーム３５２を形成する。楔形エアギャップビームスプリッタ３４５は、非平行な部分反射境界面３４３、３４４を含む。面３４３、３４４は、水平ビーム３５２が第１の境界面３４３で上向きに屈折されて屈折されたビーム３５５を形成し、第２の境界面３４４で再び屈折されて、光ファイバ１０５の軸にアライメントされ平行であるオフセットビーム３５９を形成するように配置される。モジュール３４０は、オフセットビーム３５９がファイバに面する統合レンズ１１８によって正確に光ファイバ１０５に集光されるような構成および方向になっている。一般に図３Ａのモジュール３１０は、光学性能および製造のしやすさの点で図３Ｂのモジュール３４０より有利である。
【００１６】
図４、図５、図６は、多数のビーム経路を生成するための種々の構成を示す。
【００１７】
図４は、双方向送信／受信のために構成された光モジュール４１０を示す。ＶＣＳＥＬ１０２は発散ビーム１２０を放射する。発散ビーム１２０は統合レンズ４１９によって平行になり、平行ビーム４２１を形成する。ビーム４２１はＴＩＲ境界面４１１によって９０度以外の角度で反射され、下向きに傾斜したビーム４２２を形成する。ビーム４２２は、エアギャップビームスプリッタ４１２の楔形境界面４１３で部分反射されてビーム４２３を形成し、また、部分屈折されてビーム４２６を形成する。ビーム４２６は境界面４１５を介して伝播して出力ビーム４２９を形成し、出力ビーム４２９はファイバに面するレンズ１１８によって統合ポートコネクタ４０５内の光ファイバ１０５に集光される。部分反射されたビーム４２３はＴＩＲ境界面４１４によって反射されてモニタビーム４２４を形成し、モニタビーム４２４は境界面４１６を介してモニタ検出器４０４に伝播する。光ファイバ１０５から受信されたビームは、ファイバに面する統合レンズ１１８によって平行になり、ビーム４２９と４２６の経路を再びたどる。境界面４１３では、受信されたビームは、部分反射されてビーム４３０を形成し、ビーム４３０はついでトランシーバ検出器４０３によって検出される。また、上記受信されたビームは、部分屈折されて、境界面４１１におけるＴＩＲの曲げを介し、ついで、コリメートレンズ４１９を介してＶＣＳＥＬ源１０２の背後に位置するモニタダイオード４０２の上まで、ビーム４２２と４２１の経路を再びたどる。
【００１８】
別法としては、境界面４１３の上には次の２つの機能を有する薄膜光コーティングがある。（１）受信した信号ビームを所望のパワーレベルへ減衰する、（２）下に装着されたフォトダイオードが検出できる第２のモニタリングビームを生成する。単一光通信ファイバを使用してトランシーバモジュール４１０との間で情報を送受信する。信号を光ファイバに搬送する送信経路を、二重経路を介してモニタリングし、受信された信号が三重経路に沿って導かれる場合でも本発明の実施形態を使用することができる。受信された信号が送信された波長とは明確に異なる波長の場合、光モジュール４１０は二重トランシーバの一部であり、たとえば、１５５０ｎｍで送信し、１３１０ｎｍで受信し、双方向通信モードで動作する。送信信号と受信信号は異なる波長なので、送信信号と受信信号の２つの情報は干渉せずに同じ光ファイバを介して通過することができる。たとえば１３１０ｎｍを反射し１５５０ｎｍを透過する薄膜コーティングを境界面４１３上で使用することにより、着信信号を所望の検出器に導くことができる。
【００１９】
オープンファイバ制御は、通信システムが、光通信チャネルが確立されているかどうか、すなわち、送信器から受信器へ閉じたリンクが存在するかどうかを検出できるようにする技術である。オープンファイバ制御の使用により、光ファイバに発射された光パワーを増加させ、眼に対する安全性の要件を満たしながら、通信距離を長くするかおよび／または信号の質を向上させることができる。オープンファイバ制御を実装する１つの方法は、第１のトランシーバの送信器を第２のトランシーバの受信器に接続し、同時に、第２のトランシーバの送信器を第１のトランシーバの受信器に接続するようにトランシーバの対を使用する方法である。第１のトランシーバと第２のトランシーバの構成は同様であってよいが、図４に示す光モジュール４１０の構成に限定されるものではない。
【００２０】
図５は、ＴＩＲ送信ビーム経路に２つの楔形機構で部分反射を提供する光モジュール５１０を示す。２つの機構は、（１）送信ビームを所望のレベルに減衰する、（２）モニタリング経路を生成する、（３）送信されたビームを、入力ビーム軸の上または下の、所望のファイバポート高さにオフセットする機能を有する。ＶＣＳＥＬ１０２は発散ビーム１２０を放射し、発散ビーム１２０は統合レンズ５１９によって平行になって平行ビーム５２１を形成する。ビーム５２１はＴＩＲ境界面５１１によって９０度反射され、水平に反射されたビーム５２２を形成する。第１の楔形境界面５１２では、ビーム５２２は部分屈折されて出力ビーム５２４を形成し（この例では図示せず）、部分反射されて内部ビーム５２３を形成する。第２の楔形境界面５１３では、内部ビーム５２３は部分屈折されてモニタ検出器５０３に入射するモニタリングビーム５２５を形成し、また、部分反射されて水平出力ビーム５２９を形成する。出力ビーム５２９はついでファイバに面する統合レンズ１１８によって、統合ポートコネクタ４０５内の光送信ファイバ１０５に集光される。水平出力ビーム５２９は水平に伝播するが、水平反射ビーム５２２からはオフセットされている。
【００２１】
図６は、ＴＩＲ境界面が、図１から図５に示すように平行ビームを反射するだけでなく、同時に反射されたビームを集光する曲率を有するＴＩＲ送信ビーム経路を提供する光モジュール６１０を示す。ＶＣＳＥＬ１０２は発散ビーム１２０を放射する。発散ビーム１２０は境界面６１２で部分屈折されて発散ビーム６２１を形成し、また、部分反射されて、モニタ検出器６０３に入射するモニタリングビーム６２０を形成する。発散ビーム６２１は、カーブしたＴＩＲ境界面６１１によって同時に反射および集光され、出力ビーム６２２を形成する。出力ビーム６２２は統合ポートコネクタ４０５の中の光送信ファイバ１０５上に集光される。境界面６１３では、出力ビーム６２２の一部が反射されてサンプリングビーム６２３を形成し、サンプリングビーム６２３はＴＩＲ境界面６１４で反射されてモニタリングビーム６２４を形成し、モニタリングビーム６２４は境界面６１５を介して伝播してモニタ検出器６０４に入射するモニタリングビーム６２５を形成する。
【００２２】
単一ブロック全高分子成形実装により、種々のコネクタを含むことのできるポートコネクタ４０５を、光モジュール４１０、５１０、６１０と統合された一体として形成することができる。表面実装技術では、キャパシタ、抵抗、ＩＣ（集積回路）などの構成要素を、たとえばピックアンドプレイスマニピュレータによって垂直に置く作業でＰＣＢ基板などの表面上におき、エポキシ、半田、他の接着剤の使用により表面上に取り付けることができる。また光モジュール４１０、５１０、６１０に含まれる構造面とアライメント機構の提供により、印刷回路基板の表面上にレンズを装着することができる。
【００２３】
本発明および本発明の利点を詳細に説明したが、付随する請求項が定義する本発明の精神および範囲から離れることなく、種々の変更、代替、変形が可能であることを理解されたい。さらに本出願の範囲は、本明細書に記述した特定の実施形態のプロセス、機械、製造、組成、手段、方法、ステップに限定することを意図するものではない。当業者であれば本発明の開示から容易に理解されるように、本明細書に記述された対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行するかまたは実質的に同じ結果を達成できる、現在存在するかまたは今後開発されるプロセス、機械、製造法、組成、手段、方法、ステップも、本発明にしたがって使用できる。したがって付随する請求項は、このようなプロセス、機械、製造方法、組成、手段、方法、ステップも範囲内に含めることを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態による、フォームファクタの小さい全高分子集積光モジュールの構造と機能を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態による光アセンブリ１００の動作を描くフロー図である。
【図３Ａ】入力ビーム軸に対してオフセットされた平行な出力ビームを生成する代替の構成を示す図である。
【図３Ｂ】入力ビーム軸に対してオフセットされた平行な出力ビームを生成する代替の構成を示す図である。
【図４】双方向送信／受信のために構成された光モジュール４１０を示す図である。
【図５】２つの楔状機構における部分反射を有するＴＩＲ送信されたビーム経路を提供する光モジュール５１０を描く図である。
【図６】ＴＩＲ境界面が、平行ビームを反射するだけではなく、反射されたビームを同時に集光する曲率を有する、ＴＩＲ送信されたビーム経路を提供する光モジュール６１０を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１００：光アセンブリ
１０１：基板
１０２：垂直共振器型面発光レーザ
１０３、１０４：光検出器
１０５：光ファイバ
１１０：光モジュール
１１１：全反射境界面
１１２：マルチ境界面ビームスプリッタ
１１３：内部／外部境界面
１１６、１１７：集束レンズ
１１８：ファイバに面するレンズ
１１９：コリメートレンズ
１２０：発散ビーム
１２１：平行ビーム
１２２：全反射ビーム
１２３：部分反射ビーム
１２４：集束ビーム
１２５：部分屈折ビーム
１２６：外部反射ビーム
１２７：内部屈折ビーム
１２８：集束ビーム
１２９：内部屈折ビーム
１３１〜１４０：構造面
３１０：モジュール
３１１：面
３１３、３１４：部分反射境界面
３１５：エアギャップビームスプリッタ
３２２：水平ビーム
３２５：屈折ビーム
３２９：オフセットビーム
３４０：モジュール
３４１、３４３、３４４：面
３４５：楔形エアギャップビームスプリッタ
３５２：対角線ビーム
３５５：屈折ビーム
３５９：オフセットビーム
４０２：モニタダイオード
４０３：トランシーバ検出器
４０４：モニタ検出器
４０５：統合ポートコネクタ
４１０：光モジュール
４１１：ＴＩＲ境界面
４１２：エアギャップビームスプリッタ
４１３：楔形境界面
４１４：ＴＩＲ境界面
４１５、４１６：境界面
４１９：統合レンズ
４２１：平行ビーム
４２２：傾斜ビーム
４２３：ビーム
４２４：モニタビーム
４２６：ビーム
４２９：出力ビーム
４３０：ビーム
５０３：モニタ検出器
５１０：光モジュール
５１２、５１３：楔形境界面
５１９：統合レンズ
５２１：平行ビーム
５２２：ビーム
５２３：内部ビーム
５２４：出力ビーム
５２５：モニタリングビーム
５２９：水平出力ビーム
６０１：光モジュール
６０３、６０４：モニタ検出器
６１１、６１２、６１３、６１４、６１５：境界面
６２０：モニタリングビーム
６２１：発散ビーム
６２２：出力ビーム
６２３：サンプリングビーム
６２４、６２５：モニタリングビーム
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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