【発明の詳細な説明】
光電式送光および/または受光モジュールおよびその製造方法
本発明は、光導波路を用いて信号を伝送するための光電式送光および/または
受光モジュールであって、実質的に1つの支持体プレートと1つのカバーキャッ
プとによって形成されているケーシングに、前記支持体プレートに配属されてい
る光電式送光および/または受光ユニットが配置されており、該光電式送光およ
び/または受光ユニットは光電式送光エレメントおよび/または光電式受光エレ
メントと、これに対して殊に、該光電式送光および/または受光ユニットへのな
いし該光電式送光および/または受光ユニットからの最大のビーム出力結合ない
し入力結合について調整されている光学的ビーム集束装置とを有しており、
前記光電式送光および/または受光ユニットの少なくとも1つの電気的な接続の
ために、前記ケーシングを介して導電性のリードスルーが設けられており、
かつ前記カバーキャップは光導波路接続装置を有している
形式のものに関する。更に本発明は、光電式送光および/または受光モジュール
の製造方法に関する。
この形式のモジュールは例えば、ヨーロッパ特許出
願第664585号明細書から公知である。ここでは、双方向の光学的通信およ
び信号伝送用の送光および受光モジュールが記載されている。この出願において
開示されている本発明の光電式送光および/または受光モジュールは上記の公知
のモジュールの基本的な構成構想に基づいて構成されている。それによれば、複
数のケーシングリードスルーを有している底部プレートに、ハイブリッド・レー
ザモジュール・チップおよびPINダイオード・チップが配置されている。底部
プレートにカバーキャップが固定されており、カバーキャップはウゥンドウを有
しかつ底部プレート共に、送光および受光モジュールのケーシングを形成してい
る。ウィンドウは、送光および受光モジュールから出射されるないし受光される
ビームをケーシング内部から出力結合するないしケーシング内部に入力結合する
ために用いられる。ケーシングはハーメチックシールされて実現されておりかつ
真空室を備えているかまたは気体が充填されている。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第4022076号公報から、光ビームを集束
するための球レンズを備えた光電素子と光導波路との間で光を伝送するための装
置が公知であり、ここでは光電素子は気密のケーシングの基本プレートに固定さ
れている。基本プレート上には、ビーム貫通孔を備えたスリーブが装着されてお
り、この貫通孔に球レンズが嵌合されている。スリー
ブの、基本プレートとは反対側において光導波路がスリーブに挿入されている。
球レンズを光電素子に対して調整するために、この素子が活性化され、該素子と
光導波路との間に過結合される光強度が最大になるまで、スリーブが基本プレー
トの方向に移動されかつ続いてスリーブが基本プレートに固定される。光導波路
の、球レンズおよび素子に対する別個の調整はこの装置では可能ではない。それ
故にスリーブおよび球レンズは高精度部品として実現されていなければならない
。
米国特許第4650285号明細書には、支持体プレート上に光電式送光エレ
メントが配置されており、その上に球レンズが存在している光電式ユニットが記
載されている。支持体プレート上には、ビーム透過ウィンドウを備えたカバーキ
ャップが、支持体プレートがカバーキャップと共に光電式送光エレメントを完全
に取り囲むように固定されている。光電式ユニットのマウントおよび調整のため
に、カバーキャップはチャックを用いて支持体プレートの上に保持される。チャ
ックは、ビーム透過ウィンドウの上の真ん中に配置されている、電気的に活性化
される光電式送光エレメントと交信するための光ファイバを有している。それか
らカバーキャップは支持体プレートに対して相対的に、光ファイバにおいて、電
気的に活性化される光電式送光エレメントの最大の出力が検出されるまで、移動
される。この位置で、カバーキャップは支持体プレートに固定される。光導波路
を光電式ユニットに接続するために、カバーキャップにはめあわせ部材が装着さ
れる。この部材には、光導波路の端部が挿入されている。光導波路の、光電式送
光エレメントに対する正確な調整を保証するために、カバーキャップもはめあわ
せ部材も高精度部品として実現されていなければならない。これらの部品の製造
の際に大きさ公差があると、光電式ユニットの製造の際の歩留まりが低下するこ
とになる。この光電式ユニットでは、光電式送光エレメントの位置決めの際の不
正確さをカバーキャップの後からの調整によって補償することができるだけであ
る。はめあわせ部材、従って光導波路の別個の調整はここでは可能ではない。
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の光電式送光および/または受光モジュー
ルを、光導波路の、光電式送光および/または受光ユニットに対する簡単かつ改
善された調整が保証されているように改良することである。別の目的は、光導波
路に対するマウントコストを低減しかつ最小の寸法を有するモジュールを提供す
ることにある。
この課題は、請求項1の特徴部分に記載の構成を有する光電式送光および/ま
たは受光モジュールによって解決される。
本発明の光電式送光および/または受光モジュール
の有利な形態および有利な実施例は、請求項2ないし9の対象である。本発明の
光電式送光および/または受光モジュールを製造するための特別有利な方法は、
請求項10ないし12の対象である。
本発明によれば、支持体プレートまたはカバーキャップがマウント面を有して
おり、該マウント面に、カバーキャップないし光導波路接続装置が最終的な固定
の前に光電式送光および/または受光ユニットに対してシフト可能であるので、
その結果カバーキャップないし光導波路接続装置と支持体プレートとの最終的な
固定連結の前に実質的に直接、光導波路接続装置を光電式送光および/または受
光ユニットに対して調整することができる。
このために、支持体プレートは第1の有利な実施例では、内側領域と、この内
側領域を取り囲むカバーキャップマウント領域を有している。光電式送光および
/または受光ユニットは内側領域に、有利には、光電式送光および/または受光
ユニットの送光装置および/または受光装置が実質的に支持体プレート(3)に
対して垂直におよびこれから離れて延在するように配置されている。カバーキャ
ップは、内側領域を取り囲んでいる側壁部を有しており、側壁部の、支持体プレ
ートの方の側の端面はカバーキャップマウント領域において支持体プレートに載
着されておりかつこれに固定連結されている。内側領域の面積はすべての寸法に
おいて、側壁部によって取り囲まれている、支持体プレートにおける面積より小
さいので、カバーキャップを支持体プレートに最終的に固定連結する前に実質的
に直接、光導波路接続装置を光電式送光および/または受光ユニットに対して、
殊に、光導波路へのないし光導波路からの最大のビーム入力結合および/または
出力結合について調整するために、カバーキャップが光電式送光および/または
受光ユニットに対して有利にもすべての方向においてシフト可能である。
この本発明の光電式送光および/または受光モジュールは有利には、最小の所
要個別部品および極めて僅かな寸法で実現される。というのは、光導波路または
光電式送光および/または受光モジュールに対する別個の調整装置が必要でない
からである。
有利な実施例において、カバーキャップは光導波路接続装置と一体に実現され
ている。このことは、ケーシングの構成要素が簡単な手法で大量の個数、例えば
在庫のために製造することができるという特別な利点を有している。
第2の有利な実施例では光導波路接続部を備えたカバーキャップは第1の部分
と第2の部分とから構成されており、その際第1の部分はマウント面を有するケ
ーシングキャップを有しており、該マウント面に、光導波路接続装置を有してい
る第2の部分が固定されている。この実施例は殊に、まず第1の部分がケーシン
グキャップと共に支持体プレートに固定されておりかつ引き続いて第2の部分を
光導波路接続装置と共に光電式送光および/または受光ユニットに対して調整し
かつ固定することができるという利点を有している。
本発明の光電式送光および/または受光モジュールの有利な形態並びに先に述
べた有利な実施例では、カバーキャップは光導波路と共に支持体プレートに直接
ないし第1の部分は支持体プレートに直接および第2の部分は第1の部分に接着
、はんだ付けまたは溶接を用いて解離不能に固定されている。
本発明の光電式送光および/または受光モジュールの特別有利な形態において
、カバーキャップマウント領域の厚さは内側領域の厚さより薄くかつ支持体プレ
ートの方の側の、側壁部の端面はカバーキャップマウント領域において支持体プ
レートに連結されているようになっている。内側領域に比べてカバーキャップの
厚さが薄いことだけで殊に、支持体プレートのカバーキャップマウント領域は例
えばレーザを用いて非常に迅速かつ正確に局所的に加熱することができ、この場
合光電式送光および/または受光ユニットが配置されている内側領域が著しく強
く加熱されないという利点が得られる。光電式送光および/または受光ユニット
はこれにより有利にも、著しい熱負荷から保護されることができる。
本発明の光電式送光および/または受光モジュール
の更に有利な実施例において、カバーキャップは、支持体プレートに配置されて
いるハーメチックシールされた、ウィンドウを備えたウィンドウ付きキャップと
、該ウィンドウ付きキャップを取り囲んでいる、壁を形成する短い円筒体部材と
を有している。その際円筒体部材の内側の断面積は、ウィンドウ付きキャップの
外側の断面積より大きいので、円筒体部材は支持体プレートまたはウィンドウ付
きキャップに固定される前に、これらに対してシフト可能である。光導波路接続
装置は円筒体部材の、支持体プレートとは反対側の端面に固定されておりまたは
ウィンドウ付きキャップと一体に実現されておりかつウィンドウ付きキャップの
上方に配置されている。この有利な実施例も、有利にも、極めて僅かなマウント
コストしか必要とせずしかも非常に僅かな構造嵩を有している。
本発明の光電式送光および/または受光モジュールの別の有利な形態によれば
、光導波路接続装置はコネクタを備えている光導波路の差込み可能な固定のため
の差込みソケットを有している。これにより、例えば、欠陥のある光電式送光お
よび/または受光モジュールを簡単に交換することができるという特別な利点が
生じる。
光導波路接続装置と一体に実現されているカバーキャップを備えた光電式送光
および/または受光モジュールを製造するための有利な方法では、カバーキャッ
プを支持体プレートに固定する前に、光導波路接続装置は光電式送光および/ま
たは受光ユニットに対してカバーキャップを支持体プレートに対してシフトする
ことによって例えば光導波路ないし受光エレメントへの最大のビーム入力結合に
ついて調整される。引き続いてカバーキャップは支持体プレートに固定連結され
る。
ビーム透過ウィンドウを備えたケーシングキャップと光導波路接続装置を備え
た接続部分とから製造されている、2部分に実現されているカバーキャップを備
えた光電式送光および/または受光モジュールを製造するための有利な方法では
、まずケーシングキャップが支持体プレートに固定されかつ引き続いて光導波路
を備えた接続部分は接続部部を支持体プレートに対してシフトすることによって
例えば光導波路ないし受光エレメントへの最大のビーム入力結合について調整さ
れかつケーシングキャップに固定される。
カバーキャップがウィンドウを備えたハーメチックシールされたウィンドウ付
きキャップと、該ウィンドウ付きキャップを取り囲んでおりかつ突出している、
壁を形成する短い円筒体部材とを有しかつ光導波路接続装置を備えた接続部分が
この円筒体部材にウィンドウ付きキャップの上方に配置されている、光電式送光
および/または受光モジュールを製造するための有利な方法では、まず、ウィン
ドウ付きキャップが支持体
プレートに、支持体プレートがウィンドウ付きキャップと共に例えばハーメチッ
クシールされたケーシングを形成するように固定されている。その後、光導波路
接続装置を備えた接続部分が該接続部分を支持体プレートに対してシフトするこ
とによって例えば光導波路ないし受光エレメントにおける最大のビーム入力結合
について調整されかつ円筒体部材に固定される前に、円筒体部材がウィンドウ付
きキャップまたは支持体プレートに載着されかつ固定される。円筒体部材が接続
部分と一体に実現されている場合、その調整は円筒体部材の、ウィンドウ付きキ
ャップに対するシフトを用いて行われる。それから円筒体部材は光導波路接続装
置を備えた一体構造のカバーキャップを用いる実施例の場合と類似して、それが
支持体プレートに固定される前に支持体プレートに対してシフト可能であるよう
な構造を有していなければならない。
次に本発明の光電式送光および/または受光モジュールを第1図ないし第4図
と関連して4つの実施例に基づいて詳細に説明する。その際:
第1図は、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの第1実施例の断
面略図であり、
第2図は、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの第2実施例の断
面略図であり、
第3図は、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの第3実施例の断
面略図であり、
第4図は、第4実施例の断面略図である。
図において、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの実施例の同
じ構成部分にはそれぞれ同一の参照番号が付されている。
第1図に図示の、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの第1の
実施例において、支持体プレート2、例えば従来の標準8pin−T039底部
プレートの上に、光電式送光および/または受光ユニット5が配置されている。
このユニットは、例えば銅、セラミックまたはシリコンから製造されているU字
形のヒートシンク16と、絶縁体支持体エレメント17と、ハイブリッド・レー
ザモジュールチップ30とを含んでいる。絶縁体支持体エレメントの上には、P
INダイオード・チップ18または別のホトダイオードが固定されておりかつ、
ハイブリッド・レーザモジュールチップは、サブマウントの上に配置されている
レーザダイオード39、2つの偏光プリズム、1つのモニタダイオード41およ
び集光光学素子40を有している。ハイブリッド・レーザモジュールチップ30
は例えばヨーロッパ特許出願第664585号明細書に記載されているので、こ
こではこれ以上詳しく説明しない。
ハイブリッド・レーザモジュールチップ30はU字形のヒートシンク16に、
それがU字形のヒートシンク16内に位置決めされているPINダイオード・チ
ップ18の上に来るように配置されている。ハイブリッド・レーザモジュールチ
ップ30およびPINダイオード・チップ18相互の位置決めも、ヨーロッパ特
許出願第664585号明細書に記載されているので、ここではこれ以上詳しく
説明しない。
支持体プレート2には、電気的なケーシングリードスルー6が配置されている
。これらリードスルーは支持体プレート2を貫通して案内されておりかつこれら
リードスルーには、光電式送光および/または受光ユニット5の電気的な接続端
子が例えばボンディングワイヤ19を用いて接続されておりかつカバーキャップ
3および底部プレート2によって形成されているケーシングの内部から外部に案
内されている。ケーシングリードスルー6は電気的に絶縁性の連結手段33、例
えば接着剤またはガラスろうを用いて支持体プレート2に固定されているもしく
は標準通りにハーメチックシールされてガラスをはめられている。
支持体プレート2は内側領域11を有している。この領域は少なくとも部分的
に、この内側領域11を取り囲む、厚さDAaおよびマウント面42を有するカ
バーキャップマウント領域12より大きな厚さD1を有している。支持体プレー
ト2には、側壁部10と光学的なウィンドウ4とを有しているカバーキャップ3
が固定されている。カバーキャップ3は、側壁部10の端面13が支持体プレー
ト2のカバーキャップマウン
ト領域12に載着されるような構造になっている。支持体プレート2とカバーキ
ャップ3との間の機械的に固定されかつハーメチックシールされた連結部28は
例えば、抵抗溶接、レーザ溶接または従来の溶接継ぎを用いて実現されているが
、ろう付けまたは接着されていてもよい。カバーキャップ3の光学的なウィンド
ウに透明なディスク31が配置されている。このディスクは、連結部材32を介
してカバーキャップ3に連結されておりかつこれを、必要に応じてハーメチック
シールしている。連結部材32として例えば、接着剤またはガラスろうを使用す
ることができる。ウィンドウ4の、支持体プレート2とは反対の側において、カ
バーキャップ3は光導波路接続装置7を有している。この接続装置内に光導波路
1が固定されておりかつこの接続装置には例えば光導波路ケーブル37(第2図
参照)が結合されている。光導波路接続装置7は例えば、接続ファイバのガイド
を有しており、該ガイドはピッグテイルとして実現されている。
カバーキャップ3は支持体プレート2に、光電式送光および/または受光ユニ
ット5から出射されるないしそこから受光されるビームが最適に光導波路1にな
いし光電式送光および/または受光ユニット5に入力結合されるように位置決め
されかつ固定されている。
支持体プレート2の上面20に対して平行である、光導波路1の、光電式送光
および/または受光ユニッ
ト5に対する調整を可能にするために、カバーキャップ3の側壁部10によって
取り囲まれている面はすべての寸法が内側領域11の面より大きい。即ち、支持
体プレート2のカバーキャップマウント領域12に載着されるカバーキャップ3
が支持体プレート2の上面20に対して平行にすべての方向においてシフト可能
であるようにである。従って光導波路1は、それが支持体プレート2に最終的に
固定される前に所望の位置にもっていくことができる。同様に、カバーキャップ
3を支持体プレート2に最終的に固定する前に、簡単に、光導波路1と光電式送
光および/または受光ユニット5との間の距離が調整設定される。それから漸く
、連結部28が例えばレーザ溶接を用いて形成される。
光電式送光および/または受光モジュールの製造の際にまず、レーザダイオー
ドチップ39に対して調整された集束光学素子40を備えたハイブリッド・レー
ザモジュール・チップ30が製造される。続いて、ハイブリッド・レーザモジュ
ール・チップ30がヒートシンク16の上に固定される。ヒートシンクは、これ
のように支持体プレート2に既に存在しているかまたは後からこのプレートに載
置される。その後、カバーキャップ3が支持体プレート2に載着され、調整され
かつこれと連結、例えば溶接される。
第2図に図示の、本発明の光電式送光および/また
は受光モジュールの実施例では、カバーギャップ3は第1の部分8と第2の部分
9とから構成されており、その際第1の部分8は、ビーム透過孔4と、この中に
配置されている透明なディスク31と、支持体プレート2と共に光電式送光およ
び/または受光ユニット5を取り囲む側壁部10とを有するケーシングキャップ
(カバーキャップ)として実現されている。第2の部分9は、光導波路接続装置
7を有しておりかつ第1の部分8のマウント面42に次のように固定されている
。即ち、光導波路接続装置に配置されている光導波路1が支持体プレート2から
見てビーム透過孔4の上に配置されているようにである。第2の部分は例えば抵
抗溶接、レーザ溶接、はんだ付けまたは接着を用いて第1の部分8に固定されて
いる。更に、構成に関して第1図の実施例とはそれ以上の実質的な差異はない。
第1の部分8と第2の部分9との間の接続がハーメチックシールされているかま
たは光電式送光および/または受光ユニット5に対してハーメチックシールされ
ているケーシングが必要なければ、ディスク31は省略されていて構わない。
第2図の実施例による光電式送光および/または受光モジュールの製造方法で
は、送光および/または受光ユニット5の製造および支持体プレート2への固定
後まず、第1の部分8(ケーシングキャップ)が支持体プレート2に固定されか
つ引き続いて光導波路接続
装置7を備えた第2の部分(接続部分)が、第2の部分9を支持体プレート2に
対してシフトすることによって例えば、光導波路1ないし受光エレメント18へ
の最大のビーム入力結合について調整されかつケーシングキャップ8に固定され
る。
本発明の光電式送光および/または受光モジュールの、第3図に図示の実施例
では、カバーキャップ3は3つの部分から構成されている、つまり、ウィンドウ
付きキャップ14と、このウィンドウ付きキャップ14を取り囲む壁を形成する
短い円筒体部材15と、該壁を形成する短い円筒体部材15に固定されている、
光導波路接続装置7を備えた接続部分9とから成っている。ウィンドウ付きキャ
ップ14はウィンドウ4を備えている。ウィンドウは、透明なディスク31を用
いて連結部材32に接続されてハーメチックシールされている。ウィンドウ付き
キャップ14は支持体プレート2と共に、光電式送光および/または受光ユニッ
トに対するハーメチックシールされたケーシングを形成している。このために、
ウィンドウ付きキャップ14は溶接、接着またははんだ付けを用いて支持体プレ
ート2に固定されている。支持体プレート2の方の側の端面13がウィンドウ付
きキャップ14に溶接、接着またははんだ付けを用いて接続されている壁円筒体
部材15は、光導波路接続装置7を備えた接続部分9に対する支持装置として用
いられる。この接続装置は
、支持体プレート2とは反対側の、壁を形成する短い円筒体部材15の、ここで
はマウント面42を表している端面21に同様に、溶接、はんだ付けまたは接着
を用いて固定されている。
接続部分9が光導波路接続装置7および第3図の実施例の、壁を形成する短い
円筒体部材15と一体に実現されていることも考えられる。その場合、光導波路
の、光電式送光および/または受光ユニット5に対する調整を可能にするために
、壁を形成する短い円筒体部材15によって画定される面は、壁を形成する短い
円筒体部材15が支持体プレート2の上面20に平行にすべての方向においてシ
フト可能であるように、ウィンドウ付きキャップ14の外径より大きくなければ
ならない。即ちその場合、光導波路接続装置を備えた壁を形成する短い円筒体部
材15はウィンドウ付きキャップ14または支持体プレート2に最終的に固定さ
れる前に、光電式送光および/または受光ユニット5の対して正確に調整される
ことができる。
第3図の実施例において、ウィンドウ付きキャップ14を省略し、かつ支持体
プレート2上に壁を形成する短い円筒体部材15を載着し、壁を形成する短い円
筒体部材の上に光導波路接続装置を備えた接続部分を固定することも考えられる
。
第3図に図示の実施例の光電式送光および/または受光モジュールを製造する
ための有利な方法では、送
光および/または受光ユニット5の製造およびその支持体プレート2への固定後
にまずウィンドウ付きキャップ14が支持体プレート2に、該支持体プレート2
がウィンドウ付きキャップ14と共に例えばハーメチックシールされたケーシン
グを構成するように固定される。その後、壁を形成する短い円筒体部材15がウ
インドウキャップ14または支持体プレート2に載着されかつ固定されて、その
後、光導波路接続装置7を備えた接続部分9が、支持体プレート2の方向へ接続
部分9をシフトすることによって、例えば光導波路1ないし受光エレメント18
への最大ビーム入力結合について調整されかつ壁を形成する短い円筒体部材15
に固定される。円筒体部材15が接続部分9と一体に実現されていれば、ウィン
ドウ付きキャップ14に対する円筒体部材15のシフトを用いてこの円筒体部材
の調整が行われる。その場合壁を形成する短い円筒体部材15は光導波路接続装
置を備えた一体のカバーキャップを有する実施例に類似して、それが支持体プレ
ート2に固定される前にこれに対してシフト可能であるように構成されていなけ
ればならない。
第4図に図示の、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの実施例
は、上述してきた実施例とは殊に次の点で異なっている:カバーキャップ3は、
光導波路のフェルールに対するガイドスリーブ22(所謂レセプタクル結合スリ
ーブ)および差込みソケッ
ト(所謂レセプタクル体)を有している。ガイドスリーブ22は例えば、第2図
の実施例の第1の部分8に相応するケーシング部分24に固定されているので、
ガイドスリーブ22に実現されているガイドスリーブウィンドウ25はケーシン
グ部分24のウィンドウの上に配置されている。ガイドスリーブ22の内側は、
挿入可能な光導波路の正確なガイドのために例えばセラミックスリーブ26を備
えている。
差込みソケット23は、ケーシング部分24に固定されている差込みソケット
底部プレート27を有している。このプレートには孔があって、その中にケーシ
ング部分24が挿入されている。差込みソケット底部プレート27とケーシング
部分24との間の接続部29は例えば接着、はんだ付けまたは溶接によって形成
されている。差込みソケット底部プレート27に、例えば合成樹脂または金属か
ら成る差込みソケットスリーブ34が固定されている。この差込みソケットスリ
ーブは、ガイドスリーブ22が、差込みソケット底部プレート27、差込みソケ
ットスリーブ34およびケーシング部分24から成る連結体によって形成される
ソケット内部35内に完全にくるように実現されている。更に、ソケット内部3
5には保持用クランプ36が固定されている。この保持用クランプは、相応に実
現されている光導波路コネクタを差込みソケット23内に固定するために用いら
れる。
保持用クランプ36を含めた差込みソケットスリーブ34は、選択的に、規格
化されたコネクタ−ケーシング型(STC,SC,FC,DIN,E200等)
に応じて選択的に構成されたものであってよい。第4図に図示のケーシング型は
、所謂SCレセプタクルである。
勿論第4図の実施例では、カバーキャップ3はそこに図示されている実施例に
のみ制限されているわけではない。ガイドスリーブ22を含めたケーシング部分
24は例えば、一体に実現されてものであってよい。このために、カバーキャッ
プ3が光導波路接続装置7と一体に実現されている、第1図の実施例を参照され
たい。
同様に、第3図の実施例の場合のように、壁部15によって取り囲まれている
ウィンドウ付きキャップ14を有していることができ、この場合その上にガイド
スリーブ22が固定されている。
完全性を期すために最後に更に、支持体プレート2およびカバーキャップ3が
第1図ないし第4図の実施例では完全に金属性の材料または当業者に適当と周知
の材料から製造されていることができることを述べておく。第4図の実施例にお
いて、底部プレート2、ガイドスリーブ22を含めたケーシング部分24および
差込みソケット底部プレート27は例えば同様に、金属性の材料から成っている
ことができる。差込みソケ
ットスリーブ34および保持用クランプ36は例えば、合成樹脂から製造されて
いる。
すべての実施例に対して当てはまることは、カバーキャップ3が光導波路接続
装置7とハーメチックシールされて実現されている場合、ウィンドウ4中または
ウィンドウの前に透明なディスク31ないしウィンドウ4のハーメチックシール
は不要であるということである。更に、ディスク31は、所定の波長または所定
の強度に対する光学フィルタとしての特別な用途のために実現されていてもよい
。
符号リスト
1 光導波路
2 支持体プレート
3 カバーキャップ
4 ビーム透過開口
5 光電式送光および/または受光ユニット
6 電気的なケーシングリードスルー
7 光導波路接続装置
8 第1の部分
9 第2の部分
10 側壁部
11 内側領域
12 カバーキャップマウント領域
13 端面
14 ウィンドウ付きキャップ
15 壁を形成する円筒体
16 ヒートシンク
17 絶縁体支持体エレメント
18 PINダイオードチップ
19 ボンディングワイヤ
20 上面
21 端面
22 ガイドスリーブ
23 コネクタソケット
24 ケーシング部分
25 ガイドスリーブウィンドウ
26 セラミックスリーブ
27 コネクタソケット底部プレート
28 接続個所
29 接続個所
30 ハイブリッド・レーザモジュール・チップ
31 透明なディスク
32 連結部材
33 電気的に絶縁性の連結部材
34 差込みソケットスリーブ
35 差込みソケット内部
36 保持クランプ部材
37 光導波路ケーブル
38 ケーシングキャップ
39 レーザダイオード
40 集光光学素子
41 モニタダイオード
42 マウント面
DE 内側領域の厚さ
DA カバーキャップマウント領域の厚さ
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1998年11月6日(1998.11.6)
【補正内容】
明細書
光電式送光および/または受光モジュールおよびその製造方法
本発明は、光導波路を用いて信号を伝送するための光電式送光および/または
受光モジュールであって、実質的に1つの支持体プレートと1つのカバーキャッ
プとによって形成されているケーシングに、前記支持体プレートに配属されてい
る光電式送光および/または受光ユニットが配置されており、該光電式送光およ
び/または受光ユニットは光電式送光エレメントおよび/または光電式受光エレ
メントと、これに対して殊に、該光電式送光および/または受光ユニットへのな
いし該光電式送光および/または受光ユニットからの最大のビーム出力結合ない
し入力結合について調整されている光学的ビーム集束装置とを有しており、
前記光電式送光および/または受光ユニットの少なくとも1つの電気的な接続の
ために、前記ケーシングを介して導電性のリードスルーが設けられており、
かつ前記カバーキャップは光導波路接続装置を有している
形式のものに関する。更に本発明は、光電式送光および/または受光モジュール
の製造方法に関する。
この形式のモジュールは例えば、ヨーロッパ特許出
願第664585号明細書から公知である。ここでは、双方向の光学的通信およ
び信号伝送用の送光および受光モジュールが記載されている。この出願において
開示されている本発明の光電式送光および/または受光モジュールは上記の公知
のモジュールの基本的な構成構想に基づいて構成されている。それによれば、複
数のケーシングリードスルーを有している底部プレートに、ハイブリッド・レー
ザモジュール・チップおよびPINダイオード・チップが配置されている。底部
プレートにカバーキャップが固定されており、カバーキャップはウゥンドウを有
しかつ底部プレート共に、送光および受光モジュールのケーシングを形成してい
る。ウィンドウは、送光および受光モジュールから出射されるないし受光される
ビームをケーシング内部から出力結合するないしケーシング内部に入力結合する
ために用いられる。ケーシングはハーメチックシールされて実現されておりかつ
真空室を備えているかまたは気体が充填されている。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第4022076号公報から、光ビームを集束
するための球レンズを備えた光電素子と光導波路との間で光を伝送するための装
置が公知であり、ここでは光電素子は気密のケーシングの基本プレートに固定さ
れている。基本プレート上には、ビーム貫通孔を備えたスリーブが装着されてお
り、この貫通孔に球レンズが嵌合されている。スリー
ブの、基本プレートとは反対側において光導波路がスリーブに挿入されている。
球レンズを光電素子に対して調整するために、この素子が活性化され、該素子と
光導波路との間に過結合される光強度が最大になるまで、スリーブが基本プレー
トの方向に移動されかつ続いてスリーブが基本プレートに固定される。光導波路
の、球レンズおよび素子に対する別個の調整はこの装置では可能ではない。それ
故にスリーブおよび球レンズは高精度部品として実現されていなければならない
。
米国特許第4650285号明細書には、支持体プレート上に光電式送光エレ
メントが配置されており、その上に球レンズが存在している光電式ユニットが記
載されている。支持体プレート上には、ビーム透過ウィンドウを備えたカバーキ
ャップが、支持体プレートがカバーキャップと共に光電式送光エレメントを完全
に取り囲むように固定されている。光電式ユニットのマウントおよび調整のため
に、カバーキャップはチャックを用いて支持体プレートの上に保持される。チャ
ックは、ビーム透過ウィンドウの上の真ん中に配置されている、電気的に活性化
される光電式送光エレメントと交信するための光ファイバを有している。それか
らカバーキャップは支持体プレートに対して相対的に、光ファイバにおいて、電
気的に活性化される光電式送光エレメントの最大の出力が検出されるまで、移動
される。この位置で、カバーキャップは支持体プレートに固定される。光導波路
を光電式ユニットに接続するために、カバーキャップにはめあわせ部材が装着さ
れる。この部材には、光導波路の端部が挿入されている。光導波路の、光電式送
光エレメントに対する正確な調整を保証するために、カバーキャップもはめあわ
せ部材も高精度部品として実現されていなければならない。これらの部品の製造
の際に大きさ公差があると、光電式ユニットの製造の際の歩留まりが低下するこ
とになる。この光電式ユニットでは、光電式送光エレメントの位置決めの際の不
正確さをカバーキャップの後からの調整によって補償することができるだけであ
る。はめあわせ部材、従って光導波路の別個の調整はここでは可能ではない。
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の光電式送光および/または受光モジュー
ルを、光導波路の、光電式送光および/または受光ユニットに対する簡単かつ改
善された調整が保証されているように改良することである。別の目的は、光導波
路に対するマウントコストを低減しかつ最小の寸法を有するモジュールを提供す
ることにある。
この課題は、請求項1の特徴部分に記載の構成を有する光電式送光および/ま
たは受光モジュールによって解決される。
本発明の光電式送光および/または受光モジュール
の有利な形態および有利な実施例は、請求項2ないし5の対象である。本発明の
光電式送光および/または受光モジュールを製造するための方法は、請求項6の
対象である。
支持体プレートは、内側領域と、この内側領域を取り囲むカバーキャップマウ
ント領域を有している。光電式送光および/または受光ユニットは内側領域に、
有利には、光電式送光および/または受光ユニットの送光装置および/または受
光装置が実質的に支持体プレート(3)に対して垂直におよびこれから離れて延
在するように配置されている。カバーキャップは、内側領域を取り囲んでいる側
壁部を有しており、側壁部の、支持体プレートの方の側の端面はカバーキャップ
マウント領域において支持体プレートに載着されておりかつこれに固定連結され
ている。内側領域の面積はすべての寸法において、側壁部によって取り囲まれて
いる、支持体プレートにおける面積より小さいので、カバーキャップを支持体プ
レートに最終的に固定連結する前に実質的に直接、光導波路接続装置を光電式送
光および/または受光ユニットに対して、殊に、光導波路へのないし光導波路か
らの最大のビーム入力結合および/または出力結合について調整するために、カ
バーキャップが光電式送光および/または受光ユニットに対して有利にもすべて
の方向においてシフト可能である。
この本発明の光電式送光および/または受光モジュールは有利には、最小の所
要個別部品および極めて僅かな寸法で実現される。というのは、光導波路または
光電式送光および/または受光モジュールに対する別個の調整装置が必要でない
からである。
光導波路接続部を備えたカバーキャップは第1の部分と第2の部分とから構成
されており、その際第1の部分はマウント面を有するケーシングキャップを有し
ており、該マウント面に、光導波路接続装置を有している第2の部分が固定され
ている。この実施例は殊に、まず第1の部分がケーシングキャップと共に支持体
プレートに固定されておりかつ引き続いて第2の部分を光導波路接続装置と共に
光電式送光および/または受光ユニットに対して調整しかつ固定することができ
るという利点を有している。
本発明の光電式送光および/または受光モジュールの有利な形態並びに先に述
べた有利な実施例では、カバーキャップは光導波路と共に支持体プレートに直接
ないし第1の部分は支持体プレートに直接および第2の部分は第1の部分に接着
、はんだ付けまたは溶接を用いて解離不能に固定されている。
本発明の光電式送光および/または受光モジュールの特別有利な形態において
、カバーキャップマウント領域の厚さは内側領域の厚さより薄くかつ支持体プレ
ートの方の側の、側壁部の端面はカバーキャップマウ
ント領域において支持体プレートに連結されているようになっている。内側領域
に比べてカバーキャップの厚さが薄いことだけで殊に、支持体プレートのカバー
キャップマウント領域は例えばレーザを用いて非常に迅速かつ正確に局所的に加
熱することができ、この場合光電式送光および/または受光ユニットが配置され
ている内側領域が著しく強く加熱されないという利点が得られる。光電式送光お
よび/または受光ユニットはこれにより有利にも、著しい熱負荷から保護される
ことができる。
本発明の光電式送光および/または受光モジュールにおいて、カバーキャップ
は、支持体プレートに配置されているハーメチックシールされた、ウィンドウを
備えたウィンドウ付きキャップと、該ウィンドウ付きキャップを取り囲んでいる
、壁を形成する短い円筒体部材とを有している。その際円筒体部材の内側の断面
積は、ウィンドウ付きキャップの外側の断面積より大きいので、円筒体部材は支
持体プレートまたはウィンドウ付きキャップに固定される前に、これらに対して
シフト可能である。光導波路接続装置は円筒体部材の、支持体プレートとは反対
側の端面に固定されておりまたはウィンドウ付きキャップと一体に実現されてお
りかつウィンドウ付きキャップの上方に配置されている。この有利な実施例も、
有利にも、極めて僅かなマウントコストしか必要とせずしかも非常に僅かな構造
嵩を有している。
本発明の光電式送光および/または受光モジュールの別の有利な形態によれば
、光導波路接続装置はコネクタを備えている光導波路の差込み可能な固定のため
の差込みソケットを有している。これにより、例えば、欠陥のある光電式送光お
よび/または受光モジュールを簡単に交換することができるという特別な利点が
生じる。
カバーキャップがウィンドウを備えたハーメチックシールされたウィンドウ付
きキャップと、該ウィンドウ付きキャップを取り囲んでおりかつ突出している、
壁を形成する短い円筒体部材とを有しかつ光導波路接続装置を備えた接続部分が
この円筒体部材にウィンドウ付きキャップの上方に配置されている、本発明の光
電式送光および/または受光モジュールを製造するための有利な方法では、まず
、ウィンドウ付きキャップが支持体プレートに、支持体プレートがウィンドウ付
きキャップと共に例えばハーメチックシールされたケーシングを形成するように
固定されている。その後、光導波路接続装置を備えた接続部分が該接続部分を支
持体プレートに対してシフトすることによって例えば光導波路ないし受光エレメ
ントにおける最大のビーム入力結合について調整されかつ円筒体部材に固定され
る前に、円筒体部材がウィンドウ付きキャップまたは支持体プレートに載着され
かつ固定される。
次に本発明の光電式送光および/または受光モジュールを第1図ないし第4図
と関連して4つの実施例に基づいて詳細に説明する。その際:
第1図は、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの第1実施例の断
面略図であり、
第2図は、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの第2実施例の断
面略図であり、
第3図は、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの第3実施例の断
面略図であり、
第4図は、第4実施例の断面略図である。
図において、同じ構成部分にはそれぞれ同一の参照番号が付されている。
第1図に図示の、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの第1の
実施例において、支持体プレート2、例えば従来の標準8pin−T039底部
プレートの上に、光電式送光および/または受光ユニット5が配置されている。
このユニットは、例えば銅、セラミックまたはシリコンから製造されているU字
形のヒートシンク16と、絶縁体支持体エレメント17と、ハイブリッド・レー
ザモジュールチップ30とを含んでいる。絶縁体支持体エレメントの上には、P
INダイオード・チップ18または別のホトダイオードが固定されておりかつ、
ハイブリッド・レーザモジュールチップは、サブマウントの上に配置されている
レーザダイオード39、2つの偏光プリズム、1つの
モニタダイオード41および集光光学素子40を有している。ハイブリッド・レ
ーザモジュールチップ30は例えばヨーロッパ特許出願第664585号明細書
に記載されているので、ここではこれ以上詳しく説明しない。
ハイブリッド・レーザモジュールチップ30はU字形のヒートシンク16に、
それがU字形のヒートシンク16内に位置決めされているPINダイオード・チ
ップ18の上に来るように配置されている。ハイブリッド・レーザモジュールチ
ップ30およびPINダイオード・チップ18相互の位置決めも、ヨーロッパ特
許出願第664585号明細書に記載されているので、ここではこれ以上詳しく
説明しない。
支持体プレート2には、電気的なケーシングリードスルー6が配置されている
。これらリードスルーは支持体プレート2を貫通して案内されておりかつこれら
リードスルーには、光電式送光および/または受光ユニット5の電気的な接続端
子が例えばボンディングワイヤ19を用いて接続されておりかつカバーキャップ
3および底部プレート2によって形成されているケーシングの内部から外部に案
内されている。ケーシングリードスルー6は電気的に絶縁性の連結手段33、例
えば接着剤またはガラスろうを用いて支持体プレート2に固定されているもしく
は標準通りにハーメチックシールされてガラスをはめられている。
支持体プレート2は内側領域11を有している。この領域は少なくとも部分的
に、この内側領域11を取り囲む、厚さDAおよびマウント面42を有するカバ
ーキャップマウント領域12より大きな厚さD1を有している。支持体プレート
2には、側壁部10と光学的なウィンドウ4とを有しているカバーキャップ3が
固定されている。カバーキャップ3は、側壁部10の端面13が支持体プレート
2のカバーキャップマウント領域12に載着されるような構造になっている。支
持体プレート2とカバーキャップ3との間の機械的に固定されかつハーメチック
シールされた連結部28は例えば、抵抗溶接、レーザ溶接または従来の溶接継ぎ
を用いて実現されているが、ろう付けまたは接着されていてもよい。カバーキャ
ップ3の光学的なウィンドウに透明なディスク31が配置されている。このディ
スクは、連結部材32を介してカバーキャップ3に連結されておりかつこれを、
必要に応じてハーメチックシールしている。連結部材32として例えば、接着剤
またはガラスろうを使用することができる。ウィンドウ4の、支持体プレート2
とは反対の側において、カバーキャップ3は光導波路接続装置7を有している。
この接続装置内に光導波路1が固定されておりかつこの接続装置には例えば光導
波路ケーブル37(第2図参照)が結合されている。光導波路接続装置7は例え
ば、接続ファイバのガイドを有しており、該ガイドは
ピッグテイルとして実現されている。
カバーキャップ3は支持体プレート2に、光電式送光および/または受光ユニ
ット5から出射されるないしそこから受光されるビームが最適に光導波路1にな
いし光電式送光および/または受光ユニット5に入力結合されるように位置決め
されかつ固定されている。
支持体プレート2の上面20に対して平行である、光導波路1の、光電式送光
および/または受光ユニット5に対する調整を可能にするために、カバーキャッ
プ3の側壁部10によって取り囲まれている面はすべての寸法が内側領域11の
面より大きい。即ち、支持体プレート2のカバーキャップマウント領域12に載
着されるカバーキャップ3が支持体プレート2の上面20に対して平行にすべて
の方向においてシフト可能であるようにである。従って光導波路1は、それが支
持体プレート2に最終的に固定される前に所望の位置にもっていくことができる
。同様に、カバーキャップ3を支持体プレート2に最終的に固定する前に、簡単
に、光導波路1と光電式送光および/または受光ユニット5との間の距離が調整
設定される。それから漸く、連結部28が例えばレーザ溶接を用いて形成される
。
光電式送光および/または受光モジュールの製造の際にまず、レーザダイオー
ドチップ39に対して調整された集束光学素子40を備えたハイブリッド・レー
ザモジュール・チップ30が製造される。続いて、ハイブリッド・レーザモジュ
ール・チップ30がヒートシンク16の上に固定される。ヒートシンクは、これ
のように支持体プレート2に既に存在しているかまたは後からこのプレートに載
置される。その後、カバーキャップ3が支持体プレート2に載着され、調整され
かつこれと連結、例えば溶接される。
第2図に図示の、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの実施例
では、カバーギャップ3は第1の部分8と第2の部分9とから構成されており、
その際第1の部分8は、ビーム透過孔4と、この中に配置されている透明なディ
スク31と、支持体プレート2と共に光電式送光および/または受光ユニット5
を取り囲む側壁部10とを有するケーシングキャップ(カバーキャップ)として
実現されている。第2の部分9は、光導波路接続装置7を有しておりかつ第1の
部分8のマウント面42に次のように固定されている。即ち、光導波路接続装置
に配置されている光導波路1が支持体プレート2から見てビーム透過孔4の上に
配置されているようにである。第2の部分は例えば抵抗溶接、レーザ溶接、はん
だ付けまたは接着を用いて第1の部分8に固定されている。更に、構成に関して
第1図の実施例とはそれ以上の実質的な差異はない。第1の部分8と第2の部分
9との間の接続がハーメチックシールされているかまたは光電式送光および/ま
たは受光ユニット5に対してハーメチックシールされているケーシングが必要な
ければ、ディスク31は省略されていて構わない。
第2図の実施例による光電式送光および/または受光モジュールの製造方法で
は、送光および/または受光ユニット5の製造および支持体プレート2への固定
後まず、第1の部分8(ケーシングキャップ)が支持体プレート2に固定されか
つ引き続いて光導波路接続装置7を備えた第2の部分(接続部分)が、第2の部
分9を支持体プレート2に対してシフトすることによって例えば、光導波路1な
いし受光エレメント18への最大のビーム入力結合について調整されかつケーシ
ングキャップ8に固定される。
本発明の光電式送光および/または受光モジュールの、第3図に図示の実施例
では、カバーキャップ3は3つの部分から構成されている、つまり、ウィンドウ
付きキャップ14と、このウィンドウ付きキャップ14を取り囲む壁を形成する
短い円筒体部材15と、該壁を形成する短い円筒体部材15に固定されている、
光導波路接続装置7を備えた接続部分9とから成っている。ウィンドウ付きキャ
ップ14はウィンドウ4を備えている。ウィンドウは、透明なディスク31を用
いて連結部材32に接続されてハーメチックシールされている。ウィンドウ付き
キャップ14は支持体プレート2と共に、光電式送光および/または受光ユニッ
トに対するハーメチックシールされたケーシングを形成している。このために、
ウィンドウ付きキャップ14は溶接、接着またははんだ付けを用いて支持体プレ
ート2に固定されている。支持体プレート2の方の側の端面13がウィンドウ付
きキャップ14に溶接、接着またははんだ付けを用いて接続されている壁円筒体
部材15は、光導波路接続装置7を備えた接続部分9に対する支持装置として用
いられる。この接続装置は、支持体プレート2とは反対側の、壁を形成する短い
円筒体部材15の、ここではマウント面42を表している端面21に同様に、溶
接、はんだ付けまたは接着を用いて固定されている。
接続部分9が光導波路接続装置47および第3図の実施例の、壁を形成する短
い円筒体部材15と一体に実現されていることも考えられる。その場合、光導波
路の、光電式送光および/または受光ユニット5に対する調整を可能にするため
に、壁を形成する短い円筒体部材15によって画定される面は、壁を形成する短
い円筒体部材15が支持体プレート2の上面20に平行にすべての方向において
シフト可能であるように、ウィンドウ付きキャップ14の外径より大きくなけれ
ばならない。即ちその場合、光導波路接続装置を備えた壁を形成する短い円筒体
部材15はウィンドウ付きキャップ14または支持体プレート2に最終的に固定
される前に、光電式送光および/または受光ユニット
5の対して正確に調整されることができる。
第3図の実施例において、ウィンドウ付きキャップ14を省略し、かつ支持体
プレート2上に壁を形成する短い円筒体部材15を載着し、壁を形成する短い円
筒体部材の上に光導波路接続装置を備えた接続部分を固定することも考えられる
。
第3図に図示の実施例の光電式送光および/または受光モジュールを製造する
ための有利な方法では、送光および/または受光ユニット5の製造およびその支
持体プレート2への固定後にまずウィンドウ付きキャップ14が支持体プレート
2に、該支持体プレート2がウィンドウ付きキャップ14と共に例えばハーメチ
ックシールされたケーシングを構成するように固定される。その後、壁を形成す
る短い円筒体部材15がウインドウキャップ14または支持体プレート2に載着
されかつ固定されて、その後、光導波路接続装置7を備えた接続部分9が、支持
体プレート2の方向へ接続部分9をシフトすることによって、例えば光導波路1
ないし受光エレメント18への最大ビーム入力結合について調整されかつ壁を形
成する短い円筒体部材15に固定される。円筒体部材15が接続部分9と一体に
実現されていれば、ウィンドウ付きキャップ14に対する円筒体部材15のシフ
トを用いてこの円筒体部材の調整が行われる。その場合壁を形成する短い円筒体
部材15は光導波路接続装置を備えた一体のカバーキ
ャップを有する実施例に類似して、それが支持体プレート2に固定される前にこ
れに対してシフト可能であるように構成されていなければならない。
第4図に図示の、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの実施例
は、上述してきた実施例とは殊に次の点で異なっている:カバーキャップ3は、
光導波路のフェルールに対するガイドスリーブ22(所謂レセプタクル結合スリ
ーブ)および差込みソケット(所謂レセプタクル体)を有している。ガイドスリ
ーブ22は例えば、第2図の実施例の第1の部分8に相応するケーシング部分2
4に固定されているので、ガイドスリーブ22に実現されているガイドスリーブ
ウィンドウ25はケーシング部分24のウィンドウの上に配置されている。ガイ
ドスリーブ22の内側は、挿入可能な光導波路の正確なガイドのために例えばセ
ラミックスリーブ26を備えている。
差込みソケット23は、ケーシング部分24に固定されている差込みソケット
底部プレート27を有している。このプレートには孔があって、その中にケーシ
ング部分24が挿入されている。差込みソケット底部プレート27とケーシング
部分24との間の接続部29は例えば接着、はんだ付けまたは溶接によって形成
されている。差込みソケット底部プレート27に、例えば合成樹脂または金属か
ら成る差込みソケットスリーブ34が固定されている。この差込みソケットスリ
ーブは、ガイドスリーブ22が、差込みソケット底部プレート27、差込みソケ
ットスリーブ34およびケーシング部分24から成る連結体によって形成される
ソケット内部35内に完全にくるように実現されている。更に、ソケット内部3
5には保持用クランプ36が固定されている。この保持用クランプは、相応に実
現されている光導波路コネクタを差込みソケット23内に固定するために用いら
れる。
保持用クランプ36を含めた差込みソケットスリーブ34は、選択的に、規格
化されたコネクタ−ケーシング型(STC,SC,FC,DIN,E200等)
応じて選択的に構成されたものであってよい。第4図に図示のケーシング型は、
所謂SCレセプタクルである。
勿論第4図の実施例では、カバーキャップ3はそこに図示されている実施例に
のみ制限されているわけではない。ガイドスリーブ22を含めたケーシング部分
24は例えば、一体に実現されてものであってよい。
このために、カバーキャップ3が光導波路接続装置7と一体に実現されている、
第1図の実施例を参照されたい。
同様に、第3図の実施例の場合のように、壁部15によって取り囲まれている
ウィンドウ付きキャップ14を有していることができ、この場合その上にガイド
スリーブ22が固定されている。
完全性を期すために最後に更に、支持体プレート2およびカバーキャップ3が
第1図ないし第4図の実施例では完全に金属性の材料または当業者に適当と周知
の材料から製造されていることができることを述べておく。第4図の実施例にお
いて、底部プレート2、ガイドスリーブ22を含めたケーシング部分24および
差込みソケット底部プレート27は例えば同様に、金属性の材料から成っている
ことができる。差込みソケットスリーブ34および保持用クランプ36は例えば
、合成樹脂から製造されている。
すべての例に対して当てはまることは、カバーキャップ3が光導波路接続装置
7とハーメチックシールされて実現されている場合、ウィンドウ4中またはウィ
ンドウの前に透明なディスク31ないしウィンドウ4のハーメチックシールは不
要であるということである。更に、ディスク31は、所定の波長または所定の強
度に対する光学フィルタとしての特別な用途のために実現されていてもよい。
符号リスト
1 光導波路
2 支持体プレート
3 カバーキャップ
4 ビーム透過開口
5 光電式送光および/または受光ユニット
6 電気的なケーシングリードスルー
7 光導波路接続装置
8 第1の部分
9 第2の部分
10 側壁部
11 内側領域
12 カバーキャップマウント領域
13 端面
14 ウィンドウ付きキャップ
15 壁を形成する円筒体
16 ヒートシンク
17 絶縁体支持体エレメント
18 PINダイオードチップ
19 ボンディングワイヤ
20 上面
21 端面
22 ガイドスリーブ
23 コネクタソケット
24 ケーシング部分
25 ガイドスリーブウィンドウ
26 セラミックスリーブ
27 コネクタソケット底部プレート
28 接続個所
29 接続個所
30 ハイブリッド・レーザモジュール・チップ
31 透明なディスク
32 連結部材
33 電気的に絶縁性の連結部材
34 差込みソケットスリーブ
35 差込みソケット内部
36 保持クランプ部材
37 光導波路ケーブル
38 ケーシングキャップ
39 レーザダイオード
40 集光光学素子
41 モニタダイオード
42 マウント面
DE 内側領域の厚さ
DA カバーキャップマウント領域の厚さ
請求の範囲
1.光導波路を用いて信号を伝送するための光電式送光および/または受光モ
ジュールであって、
実質的に1つの支持体プレート(2)とビーム透過開口部(4)を備えた1つの
カバーキャップ(3)とによって形成されているケーシングに、前記支持体プレ
ート(2)に配属されている光電式送光および/または受光ユニット(5)が配
置されており、該光電式送光および/または受光ユニットは光電式送光エレメン
ト(39)および/または光電式受光エレメント(18)と、これに対して調整
された光学的ビーム集束装置とを有しており、かつ
前記光電式送光および/または受光ユニット(5)の少なくとも1つの電気的な
接続のために、前記ケーシングを介して導電性のリードスルー(6)が設けられ
ており、かつ
前記カバーキャップ(3)は光導波路接続装置(7)を有している
形式のものにおいて、
前記光導波路接続装置(7)を有する前記カバーキャップ(3)は第1の部分(
9)と、円筒形部材(15)とを有しており、その際該第1の部分(9)は該光
導波路接続装置(7)を、該第1の部分(9)を該円筒形部材(15)に最終的
に固定する前に直接、前記
光導波路接続装置(7)を前記光電式送光および/または受光ユニット(5)に
対して調整するために、該第1の部分(9)が前記円筒体部材(15)において
シフト可能であるように有しており、かつ
前記支持体プレート(2)は、ビーム透過開口部(4)を備えたハーメチックシ
ールされたウィンドウ付きキャップ(14)を有しており、その際該ウィンドウ
付きキャップ(14)は前記円筒体部材(15)によって取り囲まれており、か
つ
前記光導波路接続装置(7)は前記円筒体部材(15)と連結されておりかつ前
記ウィンドウ付きキャップ(14)の上方に配置されている
ことを特徴とする光電式送光および/または受光モジュール。
2.前記第1の部分(9)および前記円筒体部分(15)は、接着、はんだ付
けまたは溶接を用いて相互に解離不能に連結されている
請求項1記載の光電式送光および/または受光モジュール。
3.前記光導波路接続装置(7)は光導波路コネクタに対する差込みソケット
(23)を有している請求項1または2項記載の光電式送光および/または受光
モジュール。
4.前記カバーキャップマウント面(12)の厚さ(DA)は前記内側領域(
11)の厚さ(DI)より
僅かである
請求項1から3までのいずれか1項記載の光電式送光および/または受光モジュ
ール。
5.前記ビーム透過開口部(4)に、透明なディスク(31)が配置されてお
り、該ディスクは光学フィルタとして実現されておりかつ要求に応じて所定の波
長または強度を減衰または透過する
請求項1から4までのいずれか1項記載の光電式送光および/または受光モジュ
ール。
6.光導波路を用いて信号伝送するための光電式送光および/または受光モジ
ュールの製造方法において、
a)光電式送光エレメント(39)および/または光電式受光エレメント(18
)と、該光電式送光エレメント(39)および/または光電式受光エレメント(
18)に対して調整されている光学的ビーム集束装置(40)とを備えている光
電式送光および/または受光ユニット(5)を製造し、
b)前記光電式送光および/または受光ユニット(5)を支持体プレート(2)
に固定し、
c)ビーム透過開口部(4)を備えたウィンドウ付きキャップ(14)を前記支
持体プレート(2)に固定し、
d)前記ウィンドウ付きキャップ(14)を取り囲みかつこれより突出している
円筒体部材(15)を前記
支持体プレート(2)または前記ウィンドウ付きキャップ(14)に固定し、
e)前記光導波路接続装置(7)を備えた接続部分(7)を前記円筒体部材(1
5)に前記ウィンドウ付きキャップ(14)のビーム透過開口部(4)の上方に
配置し、
e)前記光電式送光および/または受光ユニット(5)を作動し、
f)前記接続部分(9)および前記支持体プレート(2)を相互に相対的にシフ
トすることによって前記光導波路接続装置(7)を備えた接続部分(9)を前記
光電式送光および/または受光ユニット(5)に対して調整し、
g)前記接続部分(9)を前記支持プレート(2)に対して固定する
ことを特徴とする方法。
【手続補正書】
【提出日】1999年3月3日(1999.3.3)
【補正内容】
明細書
光電式送光および/または受光モジュールおよびその製造方法
本発明は、光導波路を用いて信号を伝送するための光電式送光および/または
受光モジュールであって、実質的に1つの支持体プレートと1つのカバーキャッ
プとによって形成されているケーシングに、前記支持体プレートに配属されてい
る光電式送光および/または受光ユニットが配置されており、該光電式送光およ
び/または受光ユニットは光電式送光エレメントおよび/または光電式受光エレ
メントと、これに対して殊に、該光電式送光および/または受光ユニットへのな
いし該光電式送光および/または受光ユニットからの最大のビーム出力結合ない
し入力結合について調整されている光学的ビーム集束装置とを有しており、
前記光電式送光および/または受光ユニットの少なくとも1つの電気的な接続の
ために、前記ケーシングを介して導電性のリードスルーが設けられており、
かつ前記カバーキャップは光導波路接続装置を有している
形式のものに関する。更に本発明は、光電式送光および/または受光モジュール
の製造方法に関する。
この形式のモジュールは例えば、ヨーロッパ特許出
願第664585号明細書から公知である。ここでは、双方向の光学的通信およ
び信号伝送用の送光および受光モジュールが記載されている。この出願において
開示されている本発明の光電式送光および/または受光モジュールは上記の公知
のモジュールの基本的な構成構想に基づいて構成されている。それによれば、複
数のケーシングリードスルーを有している底部プレートに、ハイブリッド・レー
ザモジュール・チップおよびPINダイオード・チップが配置されている。底部
プレートにカバーキャップが固定されており、カバーキャップはウゥンドウを有
しかつ底部プレート共に、送光および受光モジュールのケーシングを形成してい
る。ウィンドウは、送光および受光モジュールから出射されるないし受光される
ビームをケーシング内部から出力結合するないしケーシング内部に入力結合する
ために用いられる。ケーシングはハーメチックシールされて実現されておりかつ
真空室を備えているかまたは気体が充填されている。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第4022076号公報から、光ビームを集束
するための球レンズを備えた光電素子と光導波路との間で光を伝送するための装
置が公知であり、ここでは光電素子は気密のケーシングの基本プレートに固定さ
れている。基本プレート上には、ビーム貫通孔を備えたスリーブが装着されてお
り、この貫通孔に球レンズが嵌合されている。スリー
ブの、基本プレートとは反対側において光導波路がスリーブに挿入されている。
球レンズを光電素子に対して調整するために、この素子が活性化され、該素子と
光導波路との間に過結合される光強度が最大になるまで、スリーブが基本プレー
トの方向に移動されかつ続いてスリーブが基本プレートに固定される。光導波路
の、球レンズおよび素子に対する別個の調整はこの装置では可能ではない。それ
故にスリーブおよび球レンズは高精度部品として実現されていなければならない
。
米国特許第4650285号明細書には、支持体プレート上に光電式送光エレ
メントが配置されており、その上に球レンズが存在している光電式ユニットが記
載されている。支持体プレート上には、ビーム透過ウィンドウを備えたカバーキ
ャップが、支持体プレートがカバーキャップと共に光電式送光エレメントを完全
に取り囲むように固定されている。光電式ユニットのマウントおよび調整のため
に、カバーキャップはチャックを用いて支持体プレートの上に保持される。チャ
ックは、ビーム透過ウィンドウの上の真ん中に配置されている、電気的に活性化
される光電式送光エレメントと交信するための光ファイバを有している。それか
らカバーキャップは支持体プレートに対して相対的に、光ファイバにおいて、電
気的に活性化される光電式送光エレメントの最大の出力が検出されるまで、移動
される。この位置で、カバーキャップは支持体プレートに固定される。光導波路
を光電式ユニットに接続するために、カバーキャップにはめあわせ部材が装着さ
れる。この部材には、光導波路の端部が挿入されている。光導波路の、光電式送
光エレメントに対する正確な調整を保証するために、カバーキャップもはめあわ
せ部材も高精度部品として実現されていなければならない。これらの部品の製造
の際に大きさ公差があると、光電式ユニットの製造の際の歩留まりが低下するこ
とになる。この光電式ユニットでは、光電式送光エレメントの位置決めの際の不
正確さをカバーキャップの後からの調整によって補償することができるだけであ
る。はめあわせ部材、従って光導波路の別個の調整はここでは可能ではない。
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の光電式送光および/または受光モジュー
ルを、光導波路の、光電式送光および/または受光ユニットに対する簡単かつ改
善された調整が保証されているように改良することである。別の目的は、光導波
路に対するマウントコストを低減しかつ最小の寸法を有するモジュールを提供す
ることにある。
この課題は、請求項1の特徴部分に記載の構成を有する光電式送光および/ま
たは受光モジュールによって解決される。
本発明の光電式送光および/または受光モジュール
の有利な形態および有利な実施例は、請求項2ないし5の対象である。本発明の
光電式送光および/または受光モジュールを製造するための方法は、請求項6の
対象である。
支持体プレートは、内側領域と、この内側領域を取り囲むカバーキャップマウ
ント領域を有している。光電式送光および/または受光ユニットは内側領域に、
有利には、光電式送光および/または受光ユニットの送光装置および/または受
光装置が実質的に支持体プレート(3)に対して垂直におよびこれから離れて延
在するように配置されている。カバーキャップは、内側領域を取り囲んでいる側
壁部を有しており、側壁部の、支持体プレートの方の側の端面はカバーキャップ
マウント領域において支持体プレートに載着されておりかつこれに固定連結され
ている。内側領域の面積はすべての寸法において、側壁部によって取り囲まれて
いる、支持体プレートにおける面積より小さいので、カバーキャップを支持体プ
レートに最終的に固定連結する前に実質的に直接、光導波路接続装置を光電式送
光および/または受光ユニットに対して、殊に、光導波路へのないし光導波路か
らの最大のビーム入力結合および/または出力結合について調整するために、カ
バーキャップが光電式送光および/または受光ユニットに対して有利にもすべて
の方向においてシフト可能である。
この本発明の光電式送光および/または受光モジュールは有利には、最小の所
要個別部品および極めて僅かな寸法で実現される。というのは、光導波路または
光電式送光および/または受光モジュールに対する別個の調整装置が必要でない
からである。
光導波路接続部を備えたカバーキャップは第1の部分と第2の部分とから構成
されており、その際第1の部分はマウント面を有するケーシングキャップを有し
ており、該マウント面に、光導波路接続装置を有している第2の部分が固定され
ている。この実施例は殊に、まず第1の部分がケーシングキャップと共に支持体
プレートに固定されておりかつ引き続いて第2の部分を光導波路接続装置と共に
光電式送光および/または受光ユニットに対して調整しかつ固定することができ
るという利点を有している。
本発明の光電式送光および/または受光モジュールの有利な形態並びに先に述
べた有利な実施例では、カバーキャップは光導波路と共に支持体プレートに直接
ないし第1の部分は支持体プレートに直接および第2の部分は第1の部分に接着
、はんだ付けまたは溶接を用いて解離不能に固定されている。
本発明の光電式送光および/または受光モジュールの特別有利な形態において
、カバーキャップマウント領域の厚さは内側領域の厚さより薄くかつ支持体プレ
ートの方の側の、側壁部の端面はカバーキャップマウ
ント領域において支持体プレートに連結されているようになっている。内側領域
に比べてカバーキャップの厚さが薄いことだけで殊に、支持体プレートのカバー
キャップマウント領域は例えばレーザを用いて非常に迅速かつ正確に局所的に加
熱することができ、この場合光電式送光および/または受光ユニットが配置され
ている内側領域が著しく強く加熱されないという利点が得られる。光電式送光お
よび/または受光ユニットはこれにより有利にも、著しい熱負荷から保護される
ことができる。
本発明の光電式送光および/または受光モジュールにおいて、カバーキャップ
は、支持体プレートに配置されているハーメチックシールされた、ウィンドウを
備えたウィンドウ付きキャップと、該ウィンドウ付きキャップを取り囲んでいる
、壁を形成する短い円筒体部材とを有している。その際円筒体部材の内側の断面
積は、ウィンドウ付きキャップの外側の断面積より大きいので、円筒体部材は支
持体プレートまたはウィンドウ付きキャップに固定される前に、これらに対して
シフト可能である。光導波路接続装置は円筒体部材の、支持体プレートとは反対
側の端面に固定されておりまたはウィンドウ付きキャップと一体に実現されてお
りかつウィンドウ付きキャップの上方に配置されている。この有利な実施例も、
有利にも、極めて僅かなマウントコストしか必要とせずしかも非常に僅かな構造
嵩を有している。
本発明の光電式送光および/または受光モジュールの別の有利な形態によれば
、光導波路接続装置はコネクタを備えている光導波路の差込み可能な固定のため
の差込みソケットを有している。これにより、例えば、欠陥のある光電式送光お
よび/または受光モジュールを簡単に交換することができるという特別な利点が
生じる。
カバーキャップがウィンドウを備えたハーメチックシールされたウィンドウ付
きキャップと、該ウィンドウ付きキャップを取り囲んでおりかつ突出している、
壁を形成する短い円筒体部材とを有しかつ光導波路接続装置を備えた接続部分が
この円筒体部材にウィンドウ付きキャップの上方に配置されている、本発明の光
電式送光および/または受光モジュールを製造するための有利な方法では、まず
、ウィンドウ付きキャップが支持体プレートに、支持体プレートがウィンドウ付
きキャップと共に例えばハーメチックシールされたケーシングを形成するように
固定されている。その後、光導波路接続装置を備えた接続部分が該接続部分を支
持体プレートに対してシフトすることによって例えば光導波路ないし受光エレメ
ントにおける最大のビーム入力結合について調整されかつ円筒体部材に固定され
る前に、円筒体部材がウィンドウ付きキャップまたは支持体プレートに載着され
かつ固定される。
次に本発明の光電式送光および/または受光モジュールを第1図ないし第4図
と関連して4つの実施例に基づいて詳細に説明する。その際:
第1図は、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの第1実施例の断
面略図であり、
第2図は、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの第2実施例の断
面略図であり、
第3図は、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの第3実施例の断
面略図であり、
第4図は、第4実施例の断面略図である。
図において、同じ構成部分にはそれぞれ同一の参照番号が付されている。
第1図に図示の、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの第1の
実施例において、支持体プレート2、例えば従来の標準8pin−T039底部
プレートの上に、光電式送光および/または受光ユニット5が配置されている。
このユニットは、例えば銅、セラミックまたはシリコンから製造されているU字
形のヒートシンク16と、絶縁体支持体エレメント17と、ハイブリッド・レー
ザモジュールチップ30とを含んでいる。絶縁体支持体エレメントの上には、P
INダイオード・チップ18または別のホトダイオードが固定されておりかつ、
ハイブリッド・レーザモジュールチップは、サブマウントの上に配置されている
レーザダイオード39、2つの偏光プリズム、1つの
モニタダイオード41および集光光学素子40を有している。ハイブリッド・レ
ーザモジュールチップ30は例えばヨーロッパ特許出願第664585号明細書
に記載されているので、ここではこれ以上詳しく説明しない。
ハイブリッド・レーザモジュールチップ30はU字形のヒートシンク16に、
それがU字形のヒートシンク16内に位置決めされているPINダイオード・チ
ップ18の上に来るように配置されている。ハイブリッド・レーザモジュールチ
ップ30およびPINダイオード・チップ18相互の位置決めも、ヨーロッパ特
許出願第664585号明細書に記載されているので、ここではこれ以上詳しく
説明しない。
支持体プレート2には、電気的なケーシングリードスルー6が配置されている
。これらリードスルーは支持体プレート2を貫通して案内されておりかつこれら
リードスルーには、光電式送光および/または受光ユニット5の電気的な接続端
子が例えばボンディングワイヤ19を用いて接続されておりかつカバーキャップ
3および底部プレート2によって形成されているケーシングの内部から外部に案
内されている。ケーシングリードスルー6は電気的に絶縁性の連結手段33、例
えば接着剤またはガラスろうを用いて支持体プレート2に固定されているもしく
は標準通りにハーメチックシールされてガラスをはめられている。
支持体プレート2は内側領域11を有している。この領域は少なくとも部分的
に、この内側領域11を取り囲む、厚さDAおよびマウント面42を有するカバ
ーキャップマウント領域12より大きな厚さD1を有している。支持体プレート
2には、側壁部10と光学的なウィンドウ4とを有しているカバーキャップ3が
固定されている。カバーキャップ3は、側壁部10の端面13が支持体プレート
2のカバーキャップマウント領域12に載着されるような構造になっている。支
持体プレート2とカバーキャップ3との間の機械的に固定されかつハーメチック
シールされた連結部28は例えば、抵抗溶接、レーザ溶接または従来の溶接継ぎ
を用いて実現されているが、ろう付けまたは接着されていてもよい。カバーキャ
ップ3の光学的なウィンドウに透明なディスク31が配置されている。このディ
スクは、連結部材32を介してカバーキャップ3に連結されておりかつこれを、
必要に応じてハーメチックシールしている。連結部材32として例えば、接着剤
またはガラスろうを使用することができる。ウィンドウ4の、支持体プレート2
とは反対の側において、カバーキャップ3は光導波路接続装置7を有している。
この接続装置内に光導波路1が固定されておりかつこの接続装置には例えば光導
波路ケーブル37(第2図参照)が結合されている。光導波路接続装置7は例え
ば、接続ファイバのガイドを有しており、該ガイドは
ピッグテイルとして実現されている。
カバーキャップ3は支持体プレート2に、光電式送光および/または受光ユニ
ット5から出射されるないしそこから受光されるビームが最適に光導波路1にな
いし光電式送光および/または受光ユニット5に入力結合されるように位置決め
されかつ固定されている。
支持体プレート2の上面20に対して平行である、光導波路1の、光電式送光
および/または受光ユニット5に対する調整を可能にするために、カバーキャッ
プ3の側壁部10によって取り囲まれている面はすべての寸法が内側領域11の
面より大きい。即ち、支持体プレート2のカバーキャップマウント領域12に載
着されるカバーキャップ3が支持体プレート2の上面20に対して平行にすべて
の方向においてシフト可能であるようにである。従って光導波路1は、それが支
持体プレート2に最終的に固定される前に所望の位置にもっていくことができる
。同様に、カバーキャップ3を支持体プレート2に最終的に固定する前に、簡単
に、光導波路1と光電式送光および/または受光ユニット5との間の距離が調整
設定される。それから漸く、連結部28が例えばレーザ溶接を用いて形成される
。
光電式送光および/または受光モジュールの製造の際にまず、レーザダイオー
ドチップ39に対して調整された集束光学素子40を備えたハイブリッド・レー
ザモジュール・チップ30が製造される。続いて、ハイブリッド・レーザモジュ
ール・チップ30がヒートシンク16の上に固定される。ヒートシンクは、これ
のように支持体プレート2に既に存在しているかまたは後からこのプレートに載
置される。その後、カバーキャップ3が支持体プレート2に載着され、調整され
かつこれと連結、例えば溶接される。
第2図に図示の、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの実施例
では、カバーギャップ3は第1の部分8と第2の部分9とから構成されており、
その際第1の部分8は、ビーム透過孔4と、この中に配置されている透明なディ
スク31と、支持体プレート2と共に光電式送光および/または受光ユニット5
を取り囲む側壁部10とを有するケーシングキャップ(カバーキャップ)として
実現されている。第2の部分9は、光導波路接続装置7を有しておりかつ第1の
部分8のマウント面42に次のように固定されている。即ち、光導波路接続装置
に配置されている光導波路1が支持体プレート2から見てビーム透過孔4の上に
配置されているようにである。第2の部分は例えば抵抗溶接、レーザ溶接、はん
だ付けまたは接着を用いて第1の部分8に固定されている。更に、構成に関して
第1図の実施例とはそれ以上の実質的な差異はない。第1の部分8と第2の部分
9との間の接続がハーメチックシールされているかまたは光電式送光および/ま
たは受光ユニット5に対してハーメチックシールされているケーシングが必要な
ければ、ディスク31は省略されていて構わない。
第2図の実施例による光電式送光および/または受光モジュールの製造方法で
は、送光および/または受光ユニット5の製造および支持体プレート2への固定
後まず、第1の部分8(ケーシングキャップ)が支持体プレート2に固定されか
つ引き続いて光導波路接続装置7を備えた第2の部分(接続部分)が、第2の部
分9を支持体プレート2に対してシフトすることによって例えば、光導波路1な
いし受光エレメント18への最大のビーム入力結合について調整されかつケーシ
ングキャップ8に固定される。
本発明の光電式送光および/または受光モジュールの、第3図に図示の実施例
では、カバーキャップ3は3つの部分から構成されている、つまり、ウィンドウ
付きキャップ14と、このウィンドウ付きキャップ14を取り囲む壁を形成する
短い円筒体部材15と、該壁を形成する短い円筒体部材15に固定されている、
光導波路接続装置7を備えた接続部分9とから成っている。ウィンドウ付きキャ
ップ14はウィンドウ4を備えている。ウィンドウは、透明なディスク31を用
いて連結部材32に接続されてハーメチックシールされている。ウィンドウ付き
キャップ14は支持体プレート2と共に、光電式送光および/または受光ユニッ
トに対するハーメチックシールされたケーシングを形成している。このために、
ウィンドウ付きキャップ14は溶接、接着またははんだ付けを用いて支持体プレ
ート2に固定されている。支持体プレート2の方の側の端面13がウィンドウ付
きキャップ14に溶接、接着またははんだ付けを用いて接続されている壁円筒体
部材15は、光導波路接続装置7を備えた接続部分9に対する支持装置として用
いられる。この接続装置は、支持体プレート2とは反対側の、壁を形成する短い
円筒体部材15の、ここではマウント面42を表している端面21に同様に、溶
接、はんだ付けまたは接着を用いて固定されている。
接続部分9が光導波路接続装置47および第3図の実施例の、壁を形成する短
い円筒体部材15と一体に実現されていることも考えられる。その場合、光導波
路の、光電式送光および/または受光ユニット5に対する調整を可能にするため
に、壁を形成する短い円筒体部材15によって画定される面は、壁を形成する短
い円筒体部材15が支持体プレート2の上面20に平行にすべての方向において
シフト可能であるように、ウィンドウ付きキャップ14の外径より大きくなけれ
ばならない。即ちその場合、光導波路接続装置を備えた壁を形成する短い円筒体
部材15はウィンドウ付きキャップ14または支持体プレート2に最終的に固定
される前に、光電式送光および/または受光ユニット
5の対して正確に調整されることができる。
第3図の実施例において、ウィンドウ付きキャップ14を省略し、かつ支持体
プレート2上に壁を形成する短い円筒体部材15を載着し、壁を形成する短い円
筒体部材の上に光導波路接続装置を備えた接続部分を固定することも考えられる
。
第3図に図示の実施例の光電式送光および/または受光モジュールを製造する
ための有利な方法では、送光および/または受光ユニット5の製造およびその支
持体プレート2への固定後にまずウィンドウ付きキャップ14が支持体プレート
2に、該支持体プレート2がウィンドウ付きキャップ14と共に例えばハーメチ
ックシールされたケーシングを構成するように固定される。その後、壁を形成す
る短い円筒体部材15がウインドウキャップ14または支持体プレート2に載着
されかつ固定されて、その後、光導波路接続装置7を備えた接続部分9が、支持
体プレート2の方向へ接続部分9をシフトすることによって、例えば光導波路1
ないし受光エレメント18への最大ビーム入力結合について調整されかつ壁を形
成する短い円筒体部材15に固定される。円筒体部材15が接続部分9と一体に
実現されていれば、ウィンドウ付きキャップ14に対する円筒体部材15のシフ
トを用いてこの円筒体部材の調整が行われる。その場合壁を形成する短い円筒体
部材15は光導波路接続装置を備えた一体のカバーキ
ャップを有する実施例に類似して、それが支持体プレート2に固定される前にこ
れに対してシフト可能であるように構成されていなければならない。
第4図に図示の、本発明の光電式送光および/または受光モジュールの実施例
は、上述してきた実施例とは殊に次の点で異なっている:カバーキャップ3は、
光導波路のフェルールに対するガイドスリーブ22(所謂レセプタクル結合スリ
ーブ)および差込みソケット(所謂レセプタクル体)を有している。ガイドスリ
ーブ22は例えば、第2図の実施例の第1の部分8に相応するケーシング部分2
4に固定されているので、ガイドスリーブ22に実現されているガイドスリーブ
ウィンドウ25はケーシング部分24のウィンドウの上に配置されている。ガイ
ドスリーブ22の内側は、挿入可能な光導波路の正確なガイドのために例えばセ
ラミックスリーブ26を備えている。
差込みソケット23は、ケーシング部分24に固定されている差込みソケット
底部プレート27を有している。このプレートには孔があって、その中にケーシ
ング部分24が挿入されている。差込みソケット底部プレート27とケーシング
部分24との間の接続部29は例えば接着、はんだ付けまたは溶接によって形成
されている。差込みソケット底部プレート27に、例えば合成樹脂または金属か
ら成る差込みソケットスリーブ34が固定されている。この差込みソケットスリ
ーブは、ガイドスリーブ22が、差込みソケット底部プレート27、差込みソケ
ットスリーブ34およびケーシング部分24から成る連結体によって形成される
ソケット内部35内に完全にくるように実現されている。更に、ソケット内部3
5には保持用クランプ36が固定されている。この保持用クランプは、相応に実
現されている光導波路コネクタを差込みソケット23内に固定するために用いら
れる。
保持用クランプ36を含めた差込みソケットスリーブ34は、選択的に、規格
化されたコネクタ−ケーシング型(STC,SC,FC,DIN,E200等)
に応じて選択的に構成されたものであってよい。第4図に図示のケーシング型は
、所謂SCレセプタクルである。
勿論第4図の実施例では、カバーキャップ3はそこに図示されている実施例に
のみ制限されているわけではない。ガイドスリーブ22を含めたケーシング部分
24は例えば、一体に実現されてものであってよい。
このために、カバーキャップ3が光導波路接続装置7と一体に実現されている、
第1図の実施例を参照されたい。
同様に、第3図の実施例の場合のように、壁部15によって取り囲まれている
ウィンドウ付きキャップ14を有していることができ、この場合その上にガイド
スリーブ22が固定されている。
完全性を期すために最後に更に、支持体プレート2およびカバーキャップ3が
第1図ないし第4図の実施例では完全に金属性の材料または当業者に適当と周知
の材料から製造されていることができることを述べておく。第4図の実施例にお
いて、底部プレート2、ガイドスリーブ22を含めたケーシング部分24および
差込みソケット底部プレート27は例えば同様に、金属性の材料から成っている
ことができる。差込みソケットスリーブ34および保持用クランプ36は例えば
、合成樹脂から製造されている。
すべての例に対して当てはまることは、カバーキャップ3が光導波路接続装置
7とハーメチックシールされて実現されている場合、ウィンドウ4中またはウィ
ンドウの前に透明なディスク31ないしウィンドウ4のハーメチックシールは不
要であるということである。更に、ディスク31は、所定の波長または所定の強
度に対する光学フィルタとしての特別な用途のために実現されていてもよい。
請求の範囲
1.光導波路を用いて信号を伝送するための光電式送光および/または受光モ
ジュールであって、
実質的に1つの支持体プレート(2)とビーム透過開口部(4)を備えた1つの
カバーキャップ(3)とによって形成されているケーシングに、前記支持体プレ
ート(2)に配属されている光電式送光および/または受光ユニット(5)が配
置されており、該光電式送光および/または受光ユニットは光電式送光エレメン
ト(39)および/または光電式受光エレメント(18)と、これに対して調整
された光学的ビーム集束装置とを有しており、かつ
前記光電式送光および/または受光ユニット(5)の少なくとも1つの電気的な
接続のために、前記ケーシングを介して導電性のリードスルー(6)が設けられ
ており、かつ
前記カバーキャップ(3)は光導波路接続装置(7)を有している
形式のものにおいて、
前記光導波路接続装置(7)を有する前記カバーキャップ(3)は第1の部分(
9)と、円筒形部材(15)とを有しており、その際該第1の部分(9)は該光
導波路接続装置(7)を、該第1の部分(9)を該円筒形部材(15)に最終的
に固定する前に直接、前記
光導波路接続装置(7)を前記光電式送光および/または受光ユニット(5)に
対して調整するために、該第1の部分(9)が前記円筒体部材(15)において
シフト可能であるように有しており、かつ
前記支持体プレート(2)は、ビーム透過開口部(4)を備えたハーメチックシ
ールされたウィンドウ付きキャップ(14)を有しており、その際該ウィンドウ
付きキャップ(14)は前記円筒体部材(15)によって取り囲まれており、か
つ
前記光導波路接続装置(7)は前記円筒体部材(15)と連結されておりかつ前
記ウィンドウ付きキャップ(14)の上方に配置されている
ことを特徴とする光電式送光および/または受光モジュール。
2.前記第1の部分(9)および前記円筒体部分(15)は、接着、はんだ付
けまたは溶接を用いて相互に解離不能に連結されている
請求項1記載の光電式送光および/または受光モジュール。
3.前記光導波路接続装置(7)は光導波路コネクタに対する差込みソケット
(23)を有している
請求項1または2項記載の光電式送光および/または受光モジュール。
4.前記カバーキャップマウント面(12)の厚さ(DA)は前記内側領域(
11)の厚さ(DI)より
僅かである
請求項1から3までのいずれか1項記載の光電式送光および/または受光モジュ
ール。
5.前記ビーム透過開口部(4)に、透明なディスク(31)が配置されてお
り、該ディスクは光学フィルタとして実現されておりかつ要求に応じて所定の波
長または強度を減衰または透過する
請求項1から4までのいずれか1項記載の光電式送光および/または受光モジュ
ール。
6.光導波路を用いて信号伝送するための光電式送光および/または受光モジ
ュールの製造方法において、
a)光電式送光エレメント(39)および/または光電式受光エレメント(18
)と、該光電式送光エレメント(39)および/または光電式受光エレメント(
18)に対して調整されている光学的ビーム集束装置(40)とを備えている光
電式送光および/または受光ユニット(5)を製造し、
b)前記光電式送光および/または受光ユニット(5)を支持体プレート(2)
に固定し、
c)ビーム透過開口部(4)を備えたウィンドウ付きキャップ(14)を前記支
持体プレート(2)に固定し、
d)前記ウィンドウ付きキャップ(14)を取り囲みかつこれより突出している
円筒体部材(15)を前記
支持体プレート(2)または前記ウィンドウ付きキャップ(14)に固定し、
e)前記光導波路接続装置(7)を備えた接続部分(7)を前記円筒体部材(1
5)に前記ウィンドウ付きキャップ(14)のビーム透過開口部(4)の上方に
配置し、
e)前記光電式送光および/または受光ユニット(5)を作動し、
f)前記接続部分(9)および前記支持体プレート(2)を相互に相対的にシフ
トすることによって前記光導波路接続装置(7)を備えた接続部分(9)を前記
光電式送光および/または受光ユニット(5)に対して調整し、
g)前記接続部分(9)を前記支持プレート(2)に対して固定する
ことを特徴とする方法。