JPH0792356A - オプトエレクトロニック部品のためのアップテーパー型シングルモードオプティカルファイバー用パッケージ - Google Patents

オプトエレクトロニック部品のためのアップテーパー型シングルモードオプティカルファイバー用パッケージ

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JPH0792356A
JPH0792356A JP3055779A JP5577991A JPH0792356A JP H0792356 A JPH0792356 A JP H0792356A JP 3055779 A JP3055779 A JP 3055779A JP 5577991 A JP5577991 A JP 5577991A JP H0792356 A JPH0792356 A JP H0792356A
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lens
uptapered
housing
substrate carrier
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JP3055779A
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Robert A Boudreau
ロバート・エイ・ブードロー
William C Rideout
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GTE Laboratories Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 オプトエレクトロニック部品のためのパッケ
ージが、インプットされる電気信号を光学信号に変換す
る必要部品を完全に包囲するパッケージハウジング１２
を含み、容易にはんだ付けし得る表面を具備するキャリ
ヤー１４が各部品を支持し、フォトアクティブスポット
２３を具備する半導体レーザー２２を取付け且つ位置決
めするための台座１６が、キャリヤー１４の、パッケー
ジハウジング１２の第１の端部壁１５に隣り合う第１の
主要表面に固着される。 【効果】 アップテーパー型フアイバーの外的整合及び
付設が満足され、組立の容易な、堅固で、しかもそれ自
身自動化されたパッケージが提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバーを通して
信号を発生し或いはプロセス処理するオプトエレクトロ
ニック部品のパッケージングに関する。詳しくは本発明
は、半導体レーザーの如き単一パッケージデバイスへ
の、シングルモードオプティカルファイバーの安定した
低コストでの整合を可能とするための重要な要求を解決
するものである。
【０００２】
【従来技術】オプトエレクトロニックパッケージは、そ
こに収納した能動部品及び受動部品の両方を保護し且つ
支持する容器或いはパッケージハウジングである。これ
ら部品及びそれらの相互結合により、光学的−電気的回
路が構成されそれがパッケージの機能を画定する。該パ
ッケージはまた内部の部品を外部環境と結びつける、一
般に電気的フィードスルー或いはオプティカルファイバ
ーの如き手段を具備する。本発明はオプティカルファイ
バー及びそれをパッケージ内の部品に接続する方法に関
するものである。
【０００３】オプティカルファイバー及びパッケージ内
部でオプトエレクトロニック部品間を光学的に接続する
ためには、オプティカルファイバー及びオプトエレクト
ロニック部品間が効率的にカップリングされる様式で、
オプティカルファイバーを位置決め或いは整合する必要
がある。整合に要求される精度は発光素子或いは受光素
子の寸法、オプティカルファイバーの形式そして使用さ
れ得る任意形式のフォーカシング或いはデフォーカシン
グに依存する。オプティカルファイバーはそのオプティ
カルファイバーの直径よりもずっと小さいインナーコア
を通して光を伝達する。半導体デバイスのパッケージン
グに現在使用されるオプティカルファイバーには２つの
クラス即ち、シングルモード及びマルチモードがあり、
代表的なコア直径は夫々約１０ミクロン及び５０ミクロ
ンである。多くの電気通信用途に於てシングルモードオ
プティカルファイバーが使用される。それは、モード分
配雑音が低いことからその帯域幅が優れているからであ
る。半導体レーザーをパッケージングするための従来技
術は、コアの大きなマルチモードオプティカルファイバ
ーの整合を容易化することを主たる関心事項としてい
る。マルチモードオプティカルファイバーは電気通信の
ためには価値が低い。それは、長距離高速通信のために
使用された場合には分配雑音が大きいからである。
【０００４】シングルモードオプティカルファイバーを
使用してのレーザーパッケージングは、端部を劈開した
或いはテーパー付け及びレンズ化したオプティカルファ
イバーを使用して為されて来ている。劈開されたオプテ
ィカルファイバーは光学的に平坦な端部を有する一方、
テーパー付け及びレンズ化したオプティカルファイバー
は、ファイバーに入る光をそれが補助する様式で所定位
置に引き下ろされる。劈開したオプティカルファイバー
を組み込んだパッケージでは本発明のパッケージがそう
であるように別個のレンズを必要とするが、レンズ化し
たオプティカルファイバーを組み込んだパッケージでは
それらは不要である。劈開した或いはテーパー付け及び
レンズ化したオプティカルファイバーを使用するパッケ
ージには、レーザーに関してのオプティカルファイバー
の側方運動に関する安定性の問題がある。このため、そ
うしたパッケージのためのレーザー及びオプティカルフ
ァイバーの整合は通常、高価なピエゾ−クリスタルマイ
クロマニピュレーターを使用してなされる。オプティカ
ルファイバーは費用を要するレーザー溶接技法或いは特
別のはんだを使用して締着される。
【０００５】１９８９年４月２５日にメリーランド州ボ
ルチモアのＣＬＥＯ’８９の、Ｒｉｄｅｏｕｔ他の”ア
ップテーパー型（ｕｐｔａｐｅｒｅｄ）シングルモード
ファイバーを使用する改良ＬＥＤ及びレーザーパッケー
ジング”に説明されるように、半導体レーザーの照射す
るスポットイメージを最初に拡大することで側方の許容
誤差は改善されるのである。拡大されたスポットイメー
ジは次いで、対応するアップテーパー型オプティカルフ
ァイバー上に投射される。側方感度及び角度的感度は： ラテラルカップリング＝ｅｘｐ（−ｘ2 ／ｗo 2）
【０００６】
【数１】
【０００７】ここで、 ｗo ＝オプティカルファイバーのスポット半径 λ＝波長 Θ＝角度不整合 ｘ＝側方不整合
【０００８】これらの式から、オプティカルファイバー
内の光ビームのスポット半径が前記感度を決定すること
が示される。スポット半径は上記ラテラルカップリング
式の分母であることことから、拡大されたスポット寸法
に於ては側方感度が減少する利益が生じる。これとは反
対に、角度に対する感度はスポット半径が上記式の分子
であることからより悪くなる。オプティカルファイバー
の整合作業に於ては、側方整合の方が角度整合よりもず
っと難しい。従って、光ビームを、より直径の大きなア
ップテーパー型オプティカルファイバーにカップリング
するために、該光ビームのスポット半径を拡大するレン
ズを使用することの正味効果は有益である。
【０００９】アップテーパー型オプティカルファイバー
の肉厚セクションがシングルモードオプティカルファイ
バー直径としては適さない時でさえ、その長さは短過ぎ
ることからシングルモードが維持されることを銘記され
たい。かくして、薄肉のシングルモードのオプティカル
ファイバーのデータ伝達上の利益を失うことなく、肉厚
のマルチモードのオプティカルファイバーの整合の容易
性という利益を入手可能である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の１様相に従え
ば、オプトエレクトロニック半導体デバイスを外部デバ
イスに接続するアップテーパー型シングルモードオプテ
ィカルファイバーに光学的に結合されるフォトアクティ
ブ素子を備えるオプトエレクトロニック半導体デバイス
用パッケージであって、電気信号を光信号に変換するた
めの所要の部品を包納するハウジングと、前記ハウジン
グ内のはんだ付け可能な表面を有する基板キャリヤー
と、前記基板キャリヤーに設置されるフォトアクティブ
素子を有するオプトエレクトロニックデバイスと、前記
基板キャリヤーに設置される前記フォトアクティブ素子
に光学的に接近するに充分の開口数を有し、該フォトア
クティブ素子から放射される光ビームの寸法を膨張する
ことにより該光ビームの所望の拡大をもたらすべく該フ
ォトアクティブ素子から一定距離に設けられるレンズ
と、前記ハウジング内部から該ハウジング外部まで該ハ
ウジングの開通口を通して伸び、能動的整合により位置
決めされるアップテーパー型シングルモードオプティカ
ルファイバーと、アップテーパー型シングルモードオプ
ティカルファイバーを前記ハウジングに該オプティカル
ファイバーのアップテーパ端を前記レンズを介して前記
フォトアクアクティブ素子に光学的に結合しそして該オ
プティカルファイバーの反対端を該ハウジングの外側に
あるように取付ける手段と、前記ハウジング及び前記基
板キャリヤー上に設けられる複数の基準手段であって、
前記オプトエレクトロニックデバイス、レンズ及びオプ
ティカルファイバーを該基準手段の一つ以上に関して機
械的に位置決めしそしてオプティカルファイバーのアッ
プテーパー端を前記パッケージに整合しそして固定する
複数の基準手段とを備えるオプトエレクトロニック半導
体デバイス用パッケージが提供される。
【００１１】また、本発明の他の様相に従えば、アップ
テーパー型シングルモードオプティカルファイバーを離
間した基板キャリヤーと一体のフォトアクティブ素子及
びハウジング内のレンズと光学的に結合する方法であっ
て、前記フォトアクティブ素子をあらかじめ存在する第
１基準に関して空間的に位置決めしそして後該位置決め
された素子を前記基板キャリヤーに固定する段階と、前
記レンズをあらかじめ存在する第２基準に関して位置決
めしそして後該位置決めされたレンズを前記基板キャリ
ヤーに固定し、その場合前記レンズは前記フォトアクテ
ィブ素子に光学的に接近しそして前記フォトアクティブ
素子から放射される光ビームの所望の拡大をもたらすに
充分の開口数を有するものとする段階と、前記オプティ
カルファイバーのアップテーパー端をあらかじめ存在す
る第３基準に関して位置決めしそして後該アップテーパ
ー端が前記レンズを介してフォトアクティブ素子に光学
的に結合されるように前記オプティカルファイバーを拡
大された光ビームと能動的に整合する段階と、能動的に
整合されたオプティカルファイバーを前記ハウジングに
固定する段階とを包含するアップテーパー型シングルモ
ードオプティカルファイバーをフォトアクティブ素子及
びレンズと光学的に結合する方法が提供される。
【００１２】
【実施例】本発明は安定した整合を可能とするオプトエ
レクトロニックデバイスのためのパッケージに関するも
のであり、シングルモードのアップテーパー型オプティ
カルファイバーと半導体エレメントのフォトアクティブ
スポットとを迅速且つ効果的に光学的にカップリングす
るための機械的方法が使用される。該パッケージは前記
アップテーパー型オプティカルファイバーの光学的許容
誤差をコントロールし、その位置決め上の許容誤差を緩
和可能とする。本発明のパッケージは、アップテーパー
型オプティカルファイバーと組み合わされる十分な開口
数及び倍率のレンズを使用する。この整合技法では、機
械的許容誤差が緩和されること及び、より大きなコアを
有するアップテーパー型オプティカルファイバーの拡大
による利益がある。そうした光学的な結合が、電気通信
データ及び半導体素子のための情報の別個の伝送を可能
とする。
【００１３】詳しくは、本発明はアップテーパー型シン
グルモードオプティカルファイバーをオプトエレクトロ
ニックデバイスに光学的にカップリングして単一パッケ
ージとするための新規なパッケージを提供する。該パッ
ケージに於ては、放射された光ビーム寸法を拡開するた
めに、フォトアクティブ素子のスポットイメージを拡大
するべく半導体素子と機械的に整合した単一レンズが使
用される。このスポットイメージは次いで、アップテー
パー型オプティカルファイバーにカップリングされる。
こうした拡大は、半導体レーザーからの光の照射位置に
関する機械的許容誤差を緩和しそれにより、半導体レー
ザーの、関連するオプティカルファイバーへの機械的整
合及びカップリングを著しく容易化する。アップテーパ
ー型オプティカルファイバーは、拡大効果によってビー
ム或いはスポットの寸法が増大されることから使用され
る。前記光ビームはアップテーパー型オプティカルファ
イバーの厚肉端に最も良く集り、そこでのオプティカル
ファイバーの寸法がビーム寸法とベストマッチする。例
えば、代表的なアップテーパー型オプティカルファイバ
ーの厚肉端は、下方テーパーするシングルモードのオプ
ティカルファイバーよりも１０倍も大きいコアを有し得
る。オプティカルファイバーは、ビームのスポット寸法
を１０倍に拡大するレンズと共に使用される。
【００１４】パッケージに関する半導体ビームの位置を
高精度で知り得ることから、本発明のパッケージを使用
しての機械的整合もまた可能である。これは、半導体フ
ォトアクティブ素子が通常、フォトリトグラフィを使用
して約１ミクロンの高精度で半導体上に配列され、レン
ズがこのパターンの正確な像をオプティカルファイバー
に向けて投射することによるものである。仮に、既知の
倍率のレンズを最初に特定位置に剛着位置決めすれば、
投射されるビーム位置が分かる。このビームと整合させ
ることにより、レンズで決まる既知の倍率によって設定
されるジオメトリーで設計されたフィクスチャに保持し
たアップテーパー型オプティカルファイバーが自動的に
整合される。
【００１５】図１は本発明に従うオプトエレクトロニッ
ク部品のための一般化されたパッケージ及び、該パッケ
ージの組み立て方法を例示している。図１に示されるパ
ッケージ１０は、インプットされる電気信号を光学信号
に変換する必要部品を完全に包囲するパッケージハウジ
ング１２を含んでいる。好ましくはパッケージハウジン
グ１２は真鍮から作成され且つ、その内部へのアクセス
のための取り外し自在のトップを有する。金メッキ銅或
いは真鍮の如きはんだ付けの容易な表面を具備するキャ
リヤー１４が各部品を支持するために使用される。フォ
トアクティブスポット２３を具備する半導体レーザー２
２を取付け且つ位置決めするための台座１６が、キャリ
ヤー１４の、パッケージハウジング１２の第１の端部壁
１５に隣り合う第１の主表面に固着される。
【００１６】オプティカルファイバー整合に先立ってし
かりとはんだ付けされたレンズ２４を位置決めするため
の、２つの側方ストップ１８及び２つの軸線方向ストッ
プ２０もまた、キャリヤー１４の同一の主表面の中央位
置に固着される。好ましくはキャリヤー１４と、台座１
６と、各ストッパ１８、２０とはワンピース型素子とし
て一体に形成される。熱電クーラー２６がキャリヤー１
４の第２の主表面に固着される。第２の端部壁２８に
は、アップテーパー型オプティカルファイバー３０の厚
肉端を送通し得る円形開口（図１には示されず）が形成
される。該アップテーパー型オプティカルファイバー３
０は、ファイバーチューブ３２内に包納され且つ大型フ
ランジ３４によって第２の端部壁２８と直交する状態で
しっかりと保持される。レンズ２４が、半導体レーザー
２２のフォトアクティブスポット２３からの光を前記ア
ップテーパー型オプティカルファイバー３０上にフォー
カスする。
【００１７】パッケージハウジング１２及びキャリヤー
１４には、複数の機械的特徴体及び整合特徴体及び或は
基準マークが組み込まれ、従ってパッケージ１０全体が
アップテーパー型オプティカルファイバーの光学上の許
容誤差を機械的にコントロールし、かくしてその位置上
の許容誤差を緩和可能ならしめる。パッケージ１０によ
ってコントロールされる、アップテーパー型オプティカ
ルファイバーの光学上の許容誤差は、半導***置と、レ
ンズから半導体までの距離と、レンズ装着の安定性と、
そしてアップテーパー型オプティカルファイバーの厳し
い角度コントロールとである。
【００１８】ワンピース型のキャリヤー１４が半導体レ
ーザー２２及びレンズ２４を保持する。これがレンズと
半導体との位置上の許容誤差の安定性をコントロールす
る。半導体レーザー２２及びレンズ２４の移動は、振動
或いは熱的変動によって他のパッケージ部材が移動せし
められた場合でも調和される。レンズ２４は、機械的安
定性を提供するために、オプティカルファイバー整合を
実施する以前にしかりとはんだ付けされる。こうした光
素子、レンズ２４の安定性はそれらの実際上の位置決め
以上に重要である。レンズ２４の幾分かの不整合はアッ
プテーパー型オプティカルファイバー３０の整合中に補
償される。
【００１９】台座１６の高さが半導体レーザー２２（ｙ
軸）の高さをコントロールする。台座１６の前縁部３６
は半導体レーザー２２（ｚ軸）のための前方基準マーク
として作用する。台座１６上の側方基準マーク３８は、
半導体レーザー２２の側方位置をコントロールするため
の半導体レーザー２２（ｘ軸）における能動領域基準マ
ーク４０と整合される。軸線方向ストップ２０がレンズ
と半導体との間の距離をコントロールし、一方、側方ス
トップ１８がレンズ２４と半導体レーザー２２のフォト
アクティブスポット２３との水平方向整合をコントロー
ルする。半導体レーザー２２及びレンズ２４の相対的位
置決めは、一般に約１／２ミルの位置精度で為される。
これは基準マーク３６、３８、４０を使用してステレオ
マイクロスコープ下方でオフ−ラインでなされ得る。
【００２０】レンズ２４の位置が半導体レーザー２２の
光照射帯域（フォトアクティブスポット２３）の拡大を
設定する。拡大は、投射された光照射帯域寸法をアップ
テーパー型オプティカルファイバー３０のコアに最も良
く合致させるべく設定される。正しい拡大のための位置
は、キャリヤー１４上の軸線方向及び側方ストップ１
８、２０によって設定される。
【００２１】ファイバーチューブホルダー３２によって
保護されたアップテーパー型オプティカルファイバー３
０は、パッケージ１０に取付けられ且つ外側と整合され
る。アップテーパー型オプティカルファイバー３０のア
ップテーパー端はキャリヤー１４上のファイバー先端基
準マーク４２に対し、パッケージの軸線方向ストップ２
０から既知の距離、パッケージ内部を伸延する。パッケ
ージカバー（図示せず）が、パッケージ内部を損傷から
保護するための然るべき位置に配置される。ファイバー
位置決めの後、基準マーク４２、２０を使用してアップ
テーパー型オプティカルファイバー３０が能動的に整合
される。この際、低コストの粗いマイクロメーターだけ
が必要であり、該マイクロメーターはエポキシ或いはね
じ（図１には示されず）の如き簡単な手段でもって然る
べき位置に固着される。能動的整合とは、半導体レーザ
ー作動中にファイバーに入る光ビームを最大化するべく
ファイバーを整合することである。アップテーパー型オ
プティカルファイバー３０及びファイバーチューブホル
ダー３２は内部の部品には影響を及ぼさないことから、
ファイバーの損傷したパッケージのために容易に除去及
び交換される。アップテーパー型オプティカルファイバ
ーは、ファイバーチューブホルダー３２の大型のファイ
バーフランジ３４によってパッケージと直交して保持さ
れる。これが、アップテーパー型オプティカルファイバ
ーの角度上の光学的許容誤差をコントロールする。これ
は、アップテーパー型オプティカルファイバーが従来通
りのテーパー付けされ且つレンズ化或いは劈開されたフ
ァイバーよりも角度不整合に対してずっと敏感であるこ
とから、その安定性の改善も果たす。
【００２２】レンズ２４及びアップテーパー型オプティ
カルファイバー３０のアップテーパー端間の焦点距離が
長いことにより、フィルター及び光絶縁体の如き光素子
を導入するためのスペースが生まれる。このスペース内
で光ビームはほとんど平行となり、これら素子を組み込
む光学上の設計形状が著しく簡易化される。キャリヤー
１４は、レンズ２４及び半導体レーザー２２を支持し、
回路盤、マルチチップモジュール或いは、その他の光及
び電子部品を担持する半導体ウエハーボードの一部であ
り得る。レンズ２４はＧＲＩＮタイプ、凸レンズ、平凸
レンズ或いは幾つかのレンズの組み合わせの何れかを使
用し得る。ただ一つの要件は、それが光のスポット寸法
をアップテーパー型オプティカルファイバー３０のアッ
プテーパー端と合致させるために必要な拡大を提供する
ことである。
【００２３】光絶縁体或いはフィルターの如き内部光素
子を、任意の組み合わせに於てレンズ２４及びアップテ
ーパー型オプティカルファイバー３０の間の空間に位置
付けし得る。光コーティングもまた、これら光素子の機
能の幾分かを提供するためにレンズ２４上に付設し得
る。キャリヤー上の整合体或いは基準マーク１８、２
０、３６、３８、４２は、機械的ストップ、スロット、
ピン、ビジュアルライン、段差その他とし得る。ただ一
つの要件はそれがキャリヤー１４の一部を成し且つレン
ズ２４及び半導体レーザー２２の位置を１／２ミル或い
はそれ以上の精度で提供することである。
【００２４】図１にはアップテーパー型オプティカルフ
ァイバー半導体レーザーパッケージが示され、ここでは
各部品が見えるようトップ或いは蓋が取り外されてい
る。該アップテーパー型オプティカルファイバー半導体
レーザーパッケージには、外側と整合されたアップテー
パー型オプティカルファイバー３０が組み込まれてい
る。該アップテーパー型オプティカルファイバー３０
は、パッケージハウジング１２の外側と整合され且つ室
温でエポキシ接着される。これは単なる能動整合であっ
て、側方整合の許容誤差が緩和されていることにより、
圧電ステージングを使用することなく実施され得る。Ａ
ＲコーティングしたＧＲＩＮレンズが、半導体レーザー
スポットをアップテーパー型オプティカルファイバー３
０上に結像する。レンズは最大の安定性を得るために高
温ろう接を使用して然るべき位置にろう接される。
【００２５】図２ａ、２ｂ、２ｃ、３及び４には、本発
明の発明者によって作成及び試験された、本発明に従う
アップテーパー型シングルモードオプティカルファイバ
ーパッケージの好ましい具体例の詳細が例示される。こ
れらの図に於ては図１で使用されたような対応部品に対
し同一の基準番号が使用されている。本発明の一部を構
成しない幾つかの素子が図示され且つ明細書に於てかか
わりを持たない形で説明される。図２ａ、２ｂ及び２ｃ
は夫々パッケージ１０の好ましい具体例の正面図、側面
図そして端面図であり、その成り立ちを例示している。
以下に本具体例に対する説明がなされる。レンズ２４に
はグラデュエイテッドインデックス（ＧＲＩＮ）レンズ
が使用される。熱電クーラー（ＴＥＣ）２６が設けられ
る。本パッケージはエピダウン（ｅｐｉ−ｄｏｗｎ）半
導体取付けのために設計されている。キャリヤー１４は
パッケージハウジング１２の全長には伸延されず、従っ
てファイバーチップ基準マーク４２はパッケージハウジ
ングのベース上にある。整合後にアップテーパー型オプ
ティカルファイバー３０を固定するための、エポキシを
満たしたチューブ６０を具備する精密ファイバーチュー
ブ３２が、アップテーパー型オプティカルファイバーの
アップテーパー端を保持する。ファイバーチューブホル
ダー３２を取り巻くファイバーチューブフランジ３４
が、エポキシを使用してエポキシジョイント６２の位置
で外側に接着され、整合が完了される。
【００２６】ねじ取付けスロット５０が形成される。該
スロット５０に結合されたＳＭＡコネクターソケット５
４と、高周波マイクロライン５６と、高速電気信号を提
供するための、並列突出する７本のｄ．ｃ．ピン１８と
によってパッケージが完成される。パッケージハウジン
グ１２と、ファイバーチューブホルダー３２と、カバー
（図持せず）とは好ましくは真鍮製である。キャリヤー
１４は好ましくはニッケル及び金メッキ銅製である。本
具体例ではパッケージ１０は高速半導体レーザーパッケ
ージであり、アップテーパー型オプティカルファイバー
の光学的許容誤差コントローラがそこにビルトインされ
る。本パッケージに使用される半導体レーザーは１．３
μｍベーパー−フェイズ−リグロウス バールド ヘテ
ロストラクチャ（ＶＰＲ−ＢＨ）半導体レーザーであ
り、該半導体レーザーは表示最大帯域幅が２２ＧＨｚで
あり、代表的帯域幅は１５ＧＨｚである。パッケージの
高周波の完全性を２５ＧＨｚに維持するために、既に開
発されたマイクロストリップ技術が使用される。アップ
テーパー型オプティカルファイバーの軸線方向の僅かな
変化に伴う出力変動の測定によれば、雑音を発生させ得
る後方反射は−４５ｄＢ未満であることが示された。
【００２７】パッケージのカップリング効率は約３０％
と言う優れたものであった。これは実験室ベンチで得ら
れた最大値である３５％と、そしてチップ半径１２μｍ
及び夾角３０°の標準型のテーパー付及びレンズ化ファ
イバーを使用して得られた２２％と比較し得るものであ
る。使用されるレンズ２４にはＳＥＬＥＦＯＣ ＧＲＩ
Ｎレンズ（モデルＰＣＨ１．８−０．２２）が使用され
た。使用されたアップテーパー型オプティカルファイバ
ー３０はＧＴＥラボラトリーズインコーポレイテッド社
が製造したものである。該アップテーパー型オプティカ
ルファイバー３０のコア寸法は９０μであり、シングル
モードファイバーのコア寸法は９μであった。該シング
ルモードファイバーは光の散乱損失を低減するための、
切断され且つ研磨された先端を有していた。本パッケー
ジの特徴が表１及び２に示される。表１には本パッケー
ジの測定に基くアップテーパー型オプティカルファイバ
ーの光学的許容誤差が、そして表２には機械的な光学的
許容誤差が示される。ワンピース型のキャリヤー１４を
使用することで、別個の台座、側方ストップ及び軸線方
向ストップが該キャリヤーに接合された場合に生じる許
容誤差の”累積”が排除される。
【００２８】
【表１】
【００２９】本具体例はエピ−ダウン半導体レーザーを
使用する。これにより、光放射領域が実質的に台座／半
導体インターフェースであることから、ウエハーの肉厚
に関連する位置上の許容誤差が排除される。半導体レー
ザー２２のフォトアクティブスポット２３は反対側にあ
り且つ見えないことから、半導体レーザー２２の基準マ
ーク４０が組立中の台座１６上での位置補正を可能とす
る。ＧＲＩＮレンズ２４はキャリヤー上でのその高さ及
び側方位置を決定するスロットをまたいで取付けられ
る。レンズの後方端は、軸線方向ストップ２０を画定す
るところの、キャリヤー１４の***縁部と整合される。
【００３０】表１は代表的なテーパー付及びレンズ化フ
ァイバーパッケージの許容誤差を、アップテーパー型オ
プティカルファイバーパッケージに於て観察されたそれ
と比較したものである。これら許容誤差はカップリング
された電力を約２５％．2 減少させる不整合が測定され
たことを表している。この表１に表わされる最も重要な
意味は、１）アップテーパー型オプティカルファイバー
位置（側方及び横断方向）における緩和された許容誤差
が生産性、安定性及び組立の容易さを増大させることで
あり、２）臨界的許容誤差（角度整合及び拡大）が、図
１に概略例示されるようなワンピース型のキャリヤー、
ファイバーフランジ、そしてパッケージハウジングにビ
ルトインされた整合マーク及びストップによって満足さ
れることである。ファイバーフランジはアップテーパー
型オプティカルファイバーを０．５°以内で自動的にビ
ームと平行に整合させるべく設計される。
【００３１】
【表２】
【００３２】図３及び図４は図２ａの具体例の部分拡大
図であり、ファイバーの光学的許容誤差を機械的にコン
トロールするパッケージ特徴体の詳細が示されている。
これら図を基準するに、２つの光パス距離Ｌ１（図４）
及びＬ２（図３）は、パッケージ１０の拡大を補正する
よう維持されるべきである。Ｌ１は半導体レーザー２２
及びレンズ２４間の距離であり、Ｌ２はレンズ２４及び
アップテーパー型オプティカルファイバー５０間の距離
である。距離Ｌ１は１５．５ミルである。フォトアクテ
ィブスポット２３の寸法をアップテーパー型オプティカ
ルファイバーのコアと光学的に合致させるために倍率１
０が使用された。距離Ｌ１はローパワー（３０ｘ）のス
テレオマイクロスコープを使用して検査可能である。距
離Ｌ２は、ファイバーチップをファイバーチップ基準マ
ーク位置にセットすることによってコントロールされ
る。距離Ｌ２は０．４７５インチ（約０．１１８セン
チ）である。
【００３３】安定性上、ＧＲＩＮ レンズ２４は適度な
硬度の５２／４８Ｉｎ／Ｓｎ１１８℃はんだを使用して
キャリヤー１６に接合される。レンズ位置は、距離Ｌ１
が検査の結果正しくないことが分かった場合ははんだを
リフローし、そのスロットに沿って調節されるべきであ
る。能動整合に引き続き、エポキシのビードがファイバ
ーチューブフランジ３４及びチューブ３２に塗布され、
エポキシが孔６０に充満される。本発明のパッケージに
よれば、整合中にそのカバーがしかるべき位置に配置さ
れる。ファイバーチューブフランジ３４はファイバーア
ングルを９０°にコントロールする。パッケージは通
常、角度整合を必要とせず、伝送上の整合だけが必要と
される。本発明のアップテーパー型オプティカルファイ
バー３０は、円弧の半分の角度整合が必要である。表１
に挙げた許容誤差が維持され、距離Ｌ１が検査されそし
て適切に調節された場合、本パッケージにおける前記角
度整合が達成される。仮にこうした許容誤差が厳密に維
持されない場合、良好な整合は尚、可能であるが、しか
しその能動整合プロセスには側方整合だけでなく、アッ
プテーパー型オプティカルファイバー３０の角度整合が
含まれる必要がある。これは、ファイバーチューブ３２
の角度を水平軸及び垂直軸に沿って僅かに変化させるこ
とによってなされる。フランジ６２をパッケージに連結
するためにエポキシを使用できる。
【００３４】完成したパッケージは半導体レーザー２２
の温度及び光パワーの両方のモニタリングを提供する。
サーミスタ７０によってコントロールされる熱電クーラ
ー２６により温度調節が提供される。光パワーモニタリ
ングは、半導体レーザー２２の後方から放射される光損
失を測定するリヤファセットデテクター７２によって提
供される。高周波性能が幾つかの特徴によって提供され
る。５０オームインピーダンスマイクロストリップライ
ンが、半導体レーザー及びＳＭＡマイクロウエーブコネ
クター５４間に高速信号を伝送する。半導体レーザー２
２及びマイクロストリップライン５６間の短いワイヤー
バンドが、寄生キャパシタンス及びインダクタンスを最
小限とする。図２ａでは、マイクロストリップライン５
６はＳＭＡマイクロウエーブコネクター５４と対向し、
機械的位置決めだけを提供し、電気的機能は果たさな
い。
【００３５】第２の具体例（図示せず）は、半導体レー
ザー２２がマウンテッド エピ−アップ（ｍｏｕｔｅｄ
ｅｐｉ−ｕｐ）であることを除き、先の具体例と同一
である。これは、光放出領域２３がここでは半導体レー
ザーダイ（ｄｉｅ）の上表面に接近していることを意味
する。台座１７の高さは、半導体レーザー２２の肉厚を
オフセットしそれにより、フォトアクティブスポット２
３をレンズ２４の軸に戻すために低くされるべきであ
る。該第２具体例は前記第１具体例を上回る２つの利益
を提供する。即ち、 １）．半導体レーザーを特徴付けるフォトアクティブス
ポット２３を直視し得、それにより台座１６上の側方基
準マーク３８に対するより精密な整合が可能となる。 ２）．半導体材料のエピ−アップ接合を可能とし、幾つ
かのダイ接合はんだ及び半導体レーザー構造に於て起こ
ったダイ接合に際しての生産損失を減少させる。
【００３６】本設計形状の不利益は、ウエハーの肉厚
が、コントロールされるべき光学的許容誤差となり、従
って追加的なウエハーシンニング（ｔｈｉｎｎｉｎｇ）
プロセス処理段階或いは別様には既知の異なる台座高さ
を有する１組みの較正キャリヤーが必要となることであ
る。パッケージ１０の設計形状は、本発明の各素子が維
持される状態に於て変更可能である。変更はパッケージ
ハウジングの内側或いは外側の両方で可能である。パッ
ケージハウジング１２に含まれる材料は金属、セラミッ
ク或いはプラスチックとし得る。
【００３７】外的変更 アップテーパー型オプティカルファイバー３０の直径は
レンズ２４の倍率を高めるべく増大され得る。より大き
な倍率は、異なるレンズ或いは連部分を使用することに
よって実現される。倍率を高めるこうした変更により、
側方位置に関する許容誤差が更に低減される。アップテ
ーパー型オプティカルファイバー３０の肉厚部分の長さ
を変更可能である。より短くすることによってパッケー
ジはよりコンパクトなものとなる。アップテーパー型オ
プティカルファイバー３０を種々の異なる形状のホルダ
ーによって保持し得るが、そうした保持は常にしっかり
したものでなければならない。このためには通常、ある
種のフランジ形式の、図１に示される安定性維持のため
のアタッチメント３４が必要である。
【００３８】幾つかの市販のファイバーには、フランジ
形状のコネクターがその端部に設けられ、それはアップ
テーパー型化される。アップテーパー型は、それが市販
入手し得るようになるとこのように供給される。その時
は、アップテーパー型パッケージは特別のパッケージフ
ランジを設けるのではなくむしろ市販のフランジを受け
入れるべくデザインされ得る。ファイバーの締着モード
は変更可能である。異なる形式のエポキシ、ポリエステ
ル、はんだ或いはウエルドを使用して良い。特定状況下
ではファイバーホルダーをパッケージに付設するため
に、ねじ、クリップ或いはアマルガムをさえ使用し得
る。
【００３９】内的変更 パッケージはより強力な、より短焦点長のレンズを使用
することによってもっとコンパクトなものとなる。この
場合、アップテーパー型オプティカルファイバーの端部
はレンズにもっと接近して配置される。
【００４０】
【発明の効果】結局、本発明によってアップテーパー型
オプティカルファイバーピッグテールを組み込んだ最初
の半導体レーザーパッケージが提供される。アップテー
パー型のファイバーの、外的整合及び付設が満足されこ
れにより、組立の容易な、堅固な、全ての極部的ループ
用途のために好適な、しかもそれ自身自動化されたパッ
ケージング技術に向いたパッケージが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の原理に従うパッケージを例示す
るオプトエレクトロニックパッケージ及びアップテーパ
ー型オプティカルファイバーを半導体レーザーに機械的
に整合させるための基準マークを使用する、本発明に従
うオプトエレクトロニック部品のパッケージの一般的な
具体例の概略斜視図である。
【図２ａ】本発明の１実施例に従うオプトエレクトロニ
ックパッケージの好ましい具体例の正面図である。
【図２ｂ】本発明の１実施例に従うオプトエレクトロニ
ックパッケージの好ましい具体例の側面図である。
【図２ｃ】本発明の１実施例に従うオプトエレクトロニ
ックパッケージの好ましい具体例の端面図である。
【図３】図２ａに示される本発明の１実施例に従うオプ
トエレクトロニックパッケージの、細部を示すために部
分破除した拡大正面図である。
【図４】基材キャリヤーの詳細を示すための、図２ａに
示される本発明の１実施例に従うオプトエレクトロニッ
クパッケージの更に拡大した部分正面図である。
【符号の説明】
１０ パッケージ １２ パッケージハウジング １４ キャリヤー １６ 台座 ２２ 半導体レーザー ２３ フォトアクティブスポット ２４ レンズ ２６ 熱電クーラー ３０ アップテーパー型オプティカルファイバー ３２ ファイバーチューブホルダー

Claims (47)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 オプトエレクトロニック半導体デバイス
    を外部デバイスに接続するアップテーパー型シングルモ
    ードオプティカルファイバーに光学的に結合されるフォ
    トアクティブ素子を備えるオプトエレクトロニック半導
    体デバイス用パッケージであって、 (1) 電気信号を光信号に変換するための所要の部品を包
    納するハウジングと、 (2) 前記ハウジング内のはんだ付け可能な表面を有する
    基板キャリヤーと、 (3) 前記基板キャリヤーに設置されるフォトアクティブ
    素子を有するオプトエレクトロニックデバイスと、 (4) 前記基板キャリヤーに設置される前記フォトアクテ
    ィブ素子に光学的に接近するに充分の開口数を有し、該
    フォトアクティブ素子から放射される光ビームの寸法を
    膨張することにより該光ビームの所望の拡大をもたらす
    べく該フォトアクティブ素子から一定距離に設けられる
    レンズと、 (5) 前記ハウジング内部から該ハウジング外部まで該ハ
    ウジングの開通口を通して伸び、能動的整合により位置
    決めされるアップテーパー型シングルモードオプティカ
    ルファイバーと、 (6) アップテーパー型シングルモードオプティカルファ
    イバーを前記ハウジングに該オプティカルファイバーの
    アップテーパ端を前記レンズを介して前記フォトアクア
    クティブ素子に光学的に結合しそして該オプティカルフ
    ァイバーの反対端を該ハウジングの外側にあるように取
    付ける手段と、 (7) 前記ハウジング及び前記基板キャリヤー上に設けら
    れる複数の基準手段であって、前記オプトエレクトロニ
    ックデバイス、レンズ及びオプティカルファイバーを該
    基準手段の一つ以上に関して機械的に位置決めしそして
    オプティカルファイバーのアップテーパー型端を前記パ
    ッケージに整合しそして固定する複数の基準手段とを備
    えるオプトエレクトロニック半導体デバイス用パッケー
    ジ。
  2. 【請求項２】 基板キャリャーが一体に形成された台座
    を含んでおり、オプトエレクトロニック半導体デバイス
    が該台座上に設置され、そして基準手段が該台座の上面
    及び一方の側面並びにオプトエレクトロニック半導体デ
    バイスにおける基準マークと整合のための該上面におけ
    る基準マークを含む請求項１のパッケージ。
  3. 【請求項３】 基板キャリヤー上にレンズを機械的に位
    置決めするための手段が、該基板キャリヤーと一体に形
    成された一対の離間した側方ストップと該基板キャリヤ
    ーと一体に形成された一対の離間した軸線方向ストップ
    とを備え、レンズが該ストップ対各々の間で前記フォト
    アクティブ点及びアップテーパー型オプティカルファイ
    バーと整合状態で固定して位置づけられる請求項１のパ
    ッケージ。
  4. 【請求項４】 アップテーパー型オプティカルファイバ
    ーを機械的に位置決めするための手段が該オプティカル
    ファイバーのアップテーパー端を位置決めするためのハ
    ウジング内の基準マークと、該オプティカルファイバー
    が貫通するハウジング壁における基準表面を含む請求項
    １のパッケージ。
  5. 【請求項５】 レンズがグレーデッドインデクッスレン
    ズでありそして中間融点のはんだを使用して基板キャリ
    ヤーに固定される請求項１のパッケージ。
  6. 【請求項６】 オプトエレクトロニック半導体デバイス
    に関して安定した温度を維持するためにハウジング内で
    基板キャリヤーの下側に配置される熱電クーラーを更に
    含む請求項１のパッケージ。
  7. 【請求項７】 オプティカルファイバーをハウジングに
    取付ける手段がオプティカルファイバーが挿通するハウ
    ジング開通口において位置決めされそして固定されるア
    ップテーパー型オプティカルファイバーに対する支持手
    段から成る請求項１のパッケージ。
  8. 【請求項８】 支持手段が更にフォトアクティブ素子〜
    レンズ間の間隔により決定されるオプティカルファイバ
    ー受容位置においてオプティカルファイバーをレンズを
    介してフォトアクティブ素子に光学的に結合するように
    受容するファイバーチューブを含み、その場合ファイバ
    ーチューブ内のオプティカルファイバーはフォトアクテ
    ィブ素子と能動的に整合した状態で基準手段に関して位
    置決めされそして該ファイバーチューブ内に整合位置に
    おいて固定されており、該ファイバーチューブを整合位
    置にあるオプティカルファイバーと共にハウジングに取
    付ける手段を更に含む請求項７のパッケージ。
  9. 【請求項９】 アップテーパー型シングルモードオプテ
    ィカルファイバー用パッケージであって、アップテーパ
    ー型シングルモードオプティカルファイバーとフォトア
    クティブ素子を有する半導体レーザとのパッケージ内で
    の機械的に精密な安定した整合を与えるパッケージであ
    って、 (1) 電気信号を光信号に変換するための所要の部品を包
    納するハウジングと、 (2) 前記ハウジング内のはんだ付け可能な表面を有する
    基板キャリヤーと、 (3) 前記ハウジング及び前記基板キャリヤー上に位置決
    めされる複数の基準手段と、 (4) フォトアクティブ素子及び基準手段を有し、前記基
    板キャリヤーに第１組の相当する基準手段と整合状態で
    取付けられるオプトエレクトロニックレーザデバイス
    と、 (5) 第２組の基準手段と整合しそして前記基板キャリヤ
    ーに設置される前記フォトアクティブ素子に光学的に接
    近するに充分の開口数を有し、該フォトアクティブ素子
    から放射される光ビームの所望の拡大をもたらすべく該
    フォトアクティブ素子から一定距離に設けられるレンズ
    と、 (6) 前記レーザの前記ハウジング外部のデバイスへの接
    続のために該ハウジング内部から該ハウジング外部まで
    該ハウジングの開通口を通して伸びるアップテーパー型
    シングルモードオプティカルファイバーと、 (7) 前記アップテーパー型オプティカルファイバーを第
    ３組の基準手段に関して機械的に整合しそして該整合位
    置に該アップテーパー型オプティカルファイバーを支持
    するためのファイバー位置決め手段であって、前記オプ
    ティカルファイバーのアップテーパ端が前記レンズを介
    して前記レーザのフォトアクアクティブ素子に光学的に
    結合されそして該オプティカルファイバーの反対端が該
    ハウジングの外側にあるようにそして該オプティカルフ
    ァイバーのアップテーパ端と前記レンズとの間の距離及
    び該レンズとフォトアクアクティブ素子との間の距離が
    前記基準手段により予備指定されるように、オプティカ
    ルファイバーを能動的整合により位置決めしそしてファ
    イバー位置決め手段により取付けそして該オプティカル
    ファイバーを前記整合位置としてパッケージに取付ける
    ファイバー位置決め手段とを備えるアップテーパー型シ
    ングルモードオプティカルファイバー用パッケージ。
  10. 【請求項１０】 基板キャリャーが一体に形成された台
    座を含んでおり、オプトエレクトロニックデバイスが該
    台座上に設置され、そして基準手段が該台座の上面及び
    一方の側面並びにオプトエレクトロニックデバイスにお
    ける基準マークと整合のための該上面における基準マー
    クを含む請求項９のパッケージ。
  11. 【請求項１１】 基板キャリヤー上にレンズを機械的に
    位置決めするための手段が、該基板キャリヤーと一体に
    形成された一対の離間した側方ストップと該基板キャリ
    ヤーと一体に形成された一対の離間した軸線方向ストッ
    プとを備え、レンズが該ストップ対各々の間で前記フォ
    トアクティブ点及びアップテーパー型オプティカルファ
    イバーと整合状態で固定して位置づけられる請求項９の
    パッケージ。
  12. 【請求項１２】 アップテーパー型オプティカルファイ
    バーを機械的に位置決めするための手段が該オプティカ
    ルファイバーのアップテーパー端を位置決めするための
    ハウジング内の基準マークと、該オプティカルファイバ
    ーが貫通するハウジング壁における基準表面を含む請求
    項９のパッケージ。
  13. 【請求項１３】 レンズがグレーデッドインデクッスレ
    ンズでありそして中間融点のはんだで基板キャリヤーに
    取付けられる請求項９のパッケージ。
  14. 【請求項１４】 半導体レーザデバイスに関して安定し
    た温度を維持するためにハウジング内で基板キャリヤー
    の下側に配置される熱電クーラーを更に含む請求項９の
    パッケージ。
  15. 【請求項１５】 オプティカルファイバーが挿通するハ
    ウジング開通口において位置決めされるアップテーパー
    型オプティカルファイバーに対する支持手段を更に含む
    請求項１２のパッケージ。
  16. 【請求項１６】 アップテーパー型オプティカルファイ
    バーに対する支持手段が更にフォトアクティブ素子〜レ
    ンズ間の間隔により決定されるオプティカルファイバー
    受容位置においてオプティカルファイバーをレンズを介
    して半導体レーザのフォトアクティブ素子に光学的に結
    合されうるようにオプティカルファイバーを受容するフ
    ァイバーチューブを含み、その場合ファイバーチューブ
    内のオプティカルファイバーはフォトアクティブ素子と
    能動的に整合した状態にありそして該整合位置において
    固定されており、ファイバーを半導体レーザとまた第３
    組の基準手段と整合状態で該ファイバーチューブを前記
    ハウジングに固定するファイバーチューブフランジを更
    に含む請求項１５のパッケージ。
  17. 【請求項１７】 光放射源を有するシングルパッケージ
    ドオプトエレクトロニックレーザデバイスにアップテー
    パー型シングルモードオプティカルファイバーの精密な
    かつ安定した整合を与えるパッケージであって、 (1) 電気信号を光信号に変換するための所要の部品を包
    納するハウジングと、 (2) 前記ハウジング内のはんだ付け可能な表面を有する
    基板キャリヤーと、 (3) 前記基板上に位置決めされそして取付けられる光放
    射源を有するオプトエレクトロニックレーザデバイス
    と、 (4) オプトエレクトロニックアレイの光放射源に光学的
    に接近するに充分の開口数を有するグレーデッドインデ
    ックスレンズとを備え、前記ハウジング及び基板キャリ
    ヤー上に位置決めされる複数の基準手段が設けられ、前
    記基板の一部が前記レーザ及び前記レンズを支持し、前
    記オプトエレクトロニックレーザデバイスが第１組の基
    準手段に関して機械的に位置決めされ、前記グレーデッ
    ドインデックスレンズが第２組の基準手段に関して機械
    的に位置決めされそして前記光放射源からの光ビームが
    拡大されそしてビーム間の間隔が拡大されるように該レ
    ーザから一定距離において前記基板に取付けられ、前記
    アップテーパー型オプティカルファイバーが第３組の基
    準手段に関して機械的に位置決めされそして該オプティ
    カルファイバーの太い端をレーザから放射される光ビー
    ムに該ビームが前記レンズにより拡大された後光学的に
    結合することにより光放射源と光学的に能動的に整合さ
    れ、整合後アップテーパー型オプティカルファイバーを
    パッケージに取付ける手段を設けたことを特徴とするパ
    ッケージ。
  18. 【請求項１８】 アップテーパー型シングルモードオプ
    ティカルファイバーを受容しそして該ファイバーを第３
    組の基準手段に関して位置決めするファイバーチューブ
    を更に含み、所定の拡大係数を有するグレーデッドイン
    デックスレンズがオプトエレクトロニックレーザとオプ
    ティカルファイバーとの間でビームがレンズの中心を通
    るように位置決めして固定され、該レンズの位置がグレ
    ーデッドインデックスレンズにより拡大されたものとし
    てのアクティブ光放射源がアップテーパー型オプティカ
    ルファイバーに結合されるように第１組の基準手段によ
    り決定されるものとしての光放射源の精確な位置及び第
    ２組の基準手段の精確な位置により決定され、前記アッ
    プテーパー型オプティカルファイバーが該オプティカル
    ファイバーがアクティブ光放射源から放射される既知の
    位置及び寸法のビームと結合されるべく位置決めされる
    ようにパッケージに取付けられる請求項１７のパッケー
    ジ。
  19. 【請求項１９】 ファイバーチューブがファイバーチュ
    ーブフランジにより整合状態でハウジングに固定される
    請求項１８のパッケージ。
  20. 【請求項２０】 グレーデッドインデックスレンズが中
    間融点のはんだにより基板に固定される請求項１８のパ
    ッケージ。
  21. 【請求項２１】 オプトエレクトロニックレーザデバイ
    スに関して安定した温度を維持するためにハウジング内
    で基板キャリヤーの下側に配置される熱電クーラーを更
    に含む請求項１７のパッケージ。
  22. 【請求項２２】 オプティカルファイバーがファイバー
    チューブ内に室温硬化性エポキシにより固定される請求
    項１８のパッケージ。
  23. 【請求項２３】 アップテーパー型オプティカルファイ
    バーをファイバー受容チューブにおいてレーザ〜レンズ
    間隔により決定される位置において該オプティカルファ
    イバーをレンズを介して相応的に位置決めされた光放射
    源に光学的に結合されうるように該オプティカルファイ
    バーを受容するファイバーチューブホルダを更に含み、
    その場合ファイバーチューブホルダ内のアップテーパー
    型オプティカルファイバーはオプティカルファイバーチ
    ューブと相当する光放射源との整合により光放射源と能
    動的に整合され、前記ファイバーチューブホルダがエポ
    キシにより整合位置において固定される請求項１８のパ
    ッケージ。
  24. 【請求項２４】 基板キャリャーが一体に形成された台
    座を含んでおり、オプトエレクトロニックデバイスが該
    台座上に設置され、そして基準手段が該台座の上面及び
    一方の側面並びにオプトエレクトロニックデバイスにお
    ける基準マークと整合のための該上面における基準マー
    クを含む請求項１７のパッケージ。
  25. 【請求項２５】 基板キャリヤー上にレンズを機械的に
    位置決めするための手段が、該基板キャリヤーと一体に
    形成された一対の離間した側方ストップと基板キャリヤ
    ーと一体に形成された一対の離間した軸線方向ストップ
    とを備え、該レンズが該ストップ対各々の間でフォトア
    クティブ点及びアップテーパー型オプティカルファイバ
    ーと整合状態で固定して位置づけられる請求項１７のパ
    ッケージ。
  26. 【請求項２６】 アップテーパー型オプティカルファイ
    バーを機械的に位置決めするための手段が該オプティカ
    ルファイバーのアップテーパー端を位置決めするための
    ハウジング内の基準マークと、該オプティカルファイバ
    ーが貫通するハウジング壁における基準表面を含む請求
    項１７のパッケージ。
  27. 【請求項２７】 アップテーパー型シングルモードオプ
    ティカルファイバーを離間した基板キャリヤーと一体の
    フォトアクティブ素子及びハウジング内のレンズと光学
    的に結合する方法であって、 (1) 前記フォトアクティブ素子をあらかじめ存在する第
    １基準に関して空間的に位置決めしそして後該位置決め
    された素子を前記基板キャリヤーに固定する段階と、 (2) 前記レンズをあらかじめ存在する第２基準に関して
    位置決めしそして後該位置決めされたレンズを前記基板
    キャリヤーに固定し、その場合前記レンズは前記フォト
    アクティブ素子に光学的に接近しそして前記フォトアク
    ティブ素子から放射される光ビームの所望の拡大をもた
    らすに充分の開口数を有するものとする段階と、 (3) 前記オプティカルファイバーのアップテーパー端を
    あらかじめ存在する第３基準に関して位置決めしそして
    後該アップテーパー端が前記レンズを介してフォトアク
    ティブ素子に光学的に結合されるように前記オプティカ
    ルファイバーを拡大された光ビームと能動的に整合する
    段階と、 (4) 能動的に整合されたオプティカルファイバーを前記
    ハウジングに固定する段階とを包含するアップテーパー
    型シングルモードオプティカルファイバーをフォトアク
    ティブ素子及びレンズと光学的に結合する方法。
  28. 【請求項２８】 フォトアクティブ素子を基板キャリヤ
    ーに固定する段階が該基板キャリヤーに一体に形成され
    た台座に該フォトアクティブ素子を設置することを含
    み、第１組の基準手段が該台座の上面及び一方の側面並
    びにフォトアクティブ素子における基準マークと整合の
    ための該上面における基準マークを含む請求項２７の方
    法。
  29. 【請求項２９】 レンズを位置決めする段階が基板キャ
    リヤーと一体に形成された一対の離間した側方ストップ
    の間でそして該基板キャリヤーと一体に形成された一対
    の離間した軸線方向ストップの間で同時的に位置決めす
    ることを含む請求項２７の方法。
  30. 【請求項３０】 フォトアクティブ素子に対して安定化
    された温度を維持するためにハウジングを熱電気的に冷
    却する段階を含む請求項２７の方法。
  31. 【請求項３１】 基板キャリヤーにレンズを固定する段
    階が基板キャリヤーにレンズをはんだ付けすることを含
    む請求項２７の方法。
  32. 【請求項３２】 オプティカルファイバーを位置決めす
    る段階がオプティカルファイバーをハウジングに固定可
    能なオプティカルファイバーチューブを通してオプティ
    カルファイバー受容位置において受容することを更に含
    む請求項２７の方法。
  33. 【請求項３３】 オプティカルファイバーのアップテー
    パー端及びダウンテーパー端におけるコア寸法間の比率
    が１〜１０の範囲にある請求項２７の方法。
  34. 【請求項３４】 アップテーパー端がハウジング内にあ
    りそして反対端がハウジング外部にあるアップテーパー
    型シングルモードオプティカルファイバーを離間した基
    板キャリヤーと一体のフォトアクティブ素子及びハウジ
    ング内のレンズと光学的に結合する方法であって、 (1) 前記ハウジング内の複数の基準マーク組の各々に関
    して位置を決定する段階と、 (2) 前記フォトアクティブ素子を第１組の基準マークに
    関して空間的に位置決めしそして後該位置決めされた素
    子を前記基板キャリヤーに固定する段階と、 (3) 前記レンズを第２組の基準マークに関して位置決め
    しそして後該位置決めされたレンズを前記基板キャリヤ
    ーに固定し、その場合該レンズは前記フォトアクティブ
    素子に光学的に接近しそしてフォトアクティブ素子から
    放射される光ビームの適正な拡大をもたらすするに充分
    の開口数を有するものとする段階と、 (4) 前記オプティカルファイバーのアップテーパー端を
    第３組の基準マークに関して位置決めしそして後該アッ
    プテーパー端が前記レンズを介して前記フォトアクティ
    ブ素子に光学的に結合されるように前記オプティカルフ
    ァイバーを拡大された光ビームと能動的に整合する段階
    と、 (5) 前記能動的に整合されたオプティカルファイバーを
    前記ハウジングに固定する段階とを包含するアップテー
    パー型シングルモードオプティカルファイバーをフォト
    アクティブ素子及びレンズと光学的に結合する方法。
  35. 【請求項３５】 フォトアクティブ素子を基板キャリヤ
    ーに固定する段階が該基板キャリヤーに一体に形成され
    た台座に該フォトアクティブ素子を設置することを含
    み、第１組の基準手段が該台座の上面及び一方の側面並
    びにフォトアクティブ素子における基準マークと整合の
    ための該上面における基準マークを含む請求項３４の方
    法。
  36. 【請求項３６】 レンズを位置決めする段階が基板キャ
    リヤーと一体に形成された一対の離間した側方ストップ
    の間でそして該基板キャリヤーと一体に形成された一対
    の離間した軸線方向ストップの間で同時的に位置決めす
    ることを含む請求項３４の方法。
  37. 【請求項３７】 フォトアクティブ素子に対して安定化
    された温度を維持するためにハウジングを熱電気的に冷
    却する段階を含む請求項３４の方法。
  38. 【請求項３８】 基板キャリヤーにレンズを固定する段
    階が該基板キャリヤーにレンズをはんだ付けすることを
    含む請求項３４の方法。
  39. 【請求項３９】 オプティカルファイバーを位置決めす
    る段階がオプティカルファイバーをハウジングに固定可
    能なオプティカルファイバーチューブを通してオプティ
    カルファイバー受容位置において受容することを更に含
    む請求項２７の方法。
  40. 【請求項４０】 オプティカルファイバーのアップテー
    パー端及びダウンテーパー端におけるコア寸法間の比率
    が１〜１０の範囲にある請求項３４の方法。
  41. 【請求項４１】 アップテーパー端がハウジング内にあ
    りそして反対端がハウジング外部にあるアップテーパー
    型シングルモードオプティカルファイバーを離間した基
    板キャリヤーと一体のフォトアクティブ素子及びハウジ
    ング内のレンズと光学的に結合する方法であって、 (1) 前記フォトアクティブ素子、レンズ、及びオプティ
    カルファイバーの所望の相対的位置配列を決定する段階
    と、 (2) 前記フォトアクティブ素子、レンズ及びオプティカ
    ルファイバーの所望の相対的位置配列に従って前記ハウ
    ジング内の複数の基準マーク組の各々に関して位置を決
    定する段階と、 (3) 前記基準マークをそれぞれの位置に前記ハウジング
    内に配置する段階と、 (4) 前記フォトアクティブ素子を第１組の基準マークに
    関して空間的に位置決めしそして後該位置決めされた素
    子を前記基板キャリヤーに固定する段階と、 (5) 前記レンズを第２組の基準マークに関して位置決め
    しそして後該位置決めされたレンズを基板キャリヤーに
    固定し、その場合レンズは前記フォトアクティブ素子に
    光学的に接近しそしてフォトアクティブ素子から放射さ
    れる光ビームの適正な拡大をもたらすに充分の開口数を
    有するものとする段階と、 (6) 前記オプティカルファイバーのアップテーパー端を
    第３組の基準マークに関して位置決めしそして後該アッ
    プテーパー端が前記レンズを介して前記フォトアクティ
    ブ素子に光学的に結合されるように前記オプティカルフ
    ァイバーを拡大された光ビームと能動的に整合する段階
    と、 (7) 前記能動的に整合されたオプティカルファイバーを
    前記ハウジングに固定する段階とを包含するアップテー
    パー型シングルモードオプティカルファイバーをフォト
    アクティブ素子及びレンズと光学的に結合する方法。
  42. 【請求項４２】 フォトアクティブ素子を基板キャリヤ
    ーに固定する段階が該基板キャリヤーに一体に形成され
    た台座に該フォトアクティブ素子を設置することを含
    み、第１組の基準手段が該台座の上面及び一方の側面並
    びにフォトアクティブ素子における基準マークと整合の
    ための該上面における基準マークを含む請求項４１の方
    法。
  43. 【請求項４３】 レンズを位置決めする段階が基板キャ
    リヤーと一体に形成された一対の離間した側方ストップ
    の間でそして該基板キャリヤーと一体に形成された一対
    の離間した軸線方向ストップの間で同時的に位置決めす
    ることを含む請求項４１の方法。
  44. 【請求項４４】 フォトアクティブ素子に対して安定化
    された温度を維持するためにハウジングを熱電気的に冷
    却する段階を含む請求項４１の方法。
  45. 【請求項４５】 基板キャリヤーにレンズを固定する段
    階が基板キャリヤーにレンズをはんだ付けすることを含
    む請求項４１の方法。
  46. 【請求項４６】 オプティカルファイバーを位置決めす
    る段階が該オプティカルファイバーをハウジングに固定
    可能なオプティカルファイバーチューブを通してオプテ
    ィカルファイバー受容位置において受容することを更に
    含む請求項４１の方法。
  47. 【請求項４７】 オプティカルファイバーのアップテー
    パー端及びダウンテーパー端におけるコア寸法間の比率
    が１〜１０の範囲にある請求項４１の方法。
JP3055779A 1990-03-02 1991-02-28 オプトエレクトロニック部品のためのアップテーパー型シングルモードオプティカルファイバー用パッケージ Withdrawn JPH0792356A (ja)

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US487497 1990-05-21
US07/526,367 US5018820A (en) 1990-03-02 1990-05-21 Method of optically coupling an uptapered single-mode optical fiber to optoelectronic components
US526367 1990-05-21

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