JPH0738124A - 半導体受光装置 - Google Patents
半導体受光装置Info
- Publication number
- JPH0738124A JPH0738124A JP5201862A JP20186293A JPH0738124A JP H0738124 A JPH0738124 A JP H0738124A JP 5201862 A JP5201862 A JP 5201862A JP 20186293 A JP20186293 A JP 20186293A JP H0738124 A JPH0738124 A JP H0738124A
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- Japan
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- light receiving
- receiving element
- optical fiber
- stem
- semiconductor light
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
- G02B6/423—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using guiding surfaces for the alignment
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- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 組み立て時に光軸合わせを行わなくても済む
ようにする。部品点数を削減する。 【構成】 光導波路層1bおよび光吸収領域1dを有
し、表面にV溝1fが刻設されている端面入射型半導体
受光素子1を、ステム3内にマウントし、電極1eと外
部リード4との間をワイヤボンディングする。スライド
リング5の固着された光ファイバ2の素線2aをステム
3の開孔に挿入し、受光素子1のV溝1f内に配置し、
樹脂で受光素子に固定する。スライドリング5およびキ
ャップ6をステム3に固着する。
ようにする。部品点数を削減する。 【構成】 光導波路層1bおよび光吸収領域1dを有
し、表面にV溝1fが刻設されている端面入射型半導体
受光素子1を、ステム3内にマウントし、電極1eと外
部リード4との間をワイヤボンディングする。スライド
リング5の固着された光ファイバ2の素線2aをステム
3の開孔に挿入し、受光素子1のV溝1f内に配置し、
樹脂で受光素子に固定する。スライドリング5およびキ
ャップ6をステム3に固着する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体受光装置に関
し、特に、光通信システムの受信側等において用いられ
る光ファイバ付半導体受光装置に関する。
し、特に、光通信システムの受信側等において用いられ
る光ファイバ付半導体受光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種光ファイバ付半導体受光装置の第
1の従来例について図3を参照して説明する。同図にお
いて、11は、pinフォトダイオード等からなる半導
体受光素子、12は光学レンズ、13は光ファイバ、1
4は、光学レンズ12を保持するキャップ、15は、外
部リードの植設されたステム、16は、一方の外部リー
ドと短絡されてステム15上に配置されているマウント
ランド、17は、ステム15に固着されたホルダ、18
は、スライドリング、19は、光ファイバ素線を保持す
るフェルールである。
1の従来例について図3を参照して説明する。同図にお
いて、11は、pinフォトダイオード等からなる半導
体受光素子、12は光学レンズ、13は光ファイバ、1
4は、光学レンズ12を保持するキャップ、15は、外
部リードの植設されたステム、16は、一方の外部リー
ドと短絡されてステム15上に配置されているマウント
ランド、17は、ステム15に固着されたホルダ、18
は、スライドリング、19は、光ファイバ素線を保持す
るフェルールである。
【0003】この半導体受光装置は、次のように組み立
てられる。まず、ステム15上のマウントランド16に
半導体受光素子11をマウントし、ワイヤボンディング
を行った後、キャップ14にてシールする。その際、受
光感度が最大となるようにキャップ14の位置を調整す
る。ホルダ17をステム15上に固着した後、スライド
リング18を介してフェルール19をホルダ17に固定
する。その際、光ファイバ13の出射端から放射された
光ビームが、光学レンズ12を介して集光される結像位
置に、半導体受光素子11の光吸収領域の中心が位置す
るように、光軸に対するズレ角(θ角)の調整を行った
上、光軸(Z軸)上、および光軸に対する垂直面(X、
Y軸)上でフェルール位置およびスライドリング位置の
調整を行う。
てられる。まず、ステム15上のマウントランド16に
半導体受光素子11をマウントし、ワイヤボンディング
を行った後、キャップ14にてシールする。その際、受
光感度が最大となるようにキャップ14の位置を調整す
る。ホルダ17をステム15上に固着した後、スライド
リング18を介してフェルール19をホルダ17に固定
する。その際、光ファイバ13の出射端から放射された
光ビームが、光学レンズ12を介して集光される結像位
置に、半導体受光素子11の光吸収領域の中心が位置す
るように、光軸に対するズレ角(θ角)の調整を行った
上、光軸(Z軸)上、および光軸に対する垂直面(X、
Y軸)上でフェルール位置およびスライドリング位置の
調整を行う。
【0004】図4(a)、(b)は、図3の従来例とは
異なる型の半導体受光装置の斜視図および断面図であ
り、これは、特開平3−158805号公報にて提案さ
れたものである。この半導体受光装置は、光伝送方向に
対して、概略直角方向に光を出射するように先端が斜め
の切断面23aをもつように加工された光ファイバ23
を、セラミック等からなる基板21上に設けたV溝22
に挿入・固定し、次いで該基板21上に受光素子24を
その受光面が基板21側に向くように搭載して組み立て
たものである。受光素子24の搭載時には、受光素子と
光ファイバとの結合効率が最大になるように受光素子2
4の位置が調整される。
異なる型の半導体受光装置の斜視図および断面図であ
り、これは、特開平3−158805号公報にて提案さ
れたものである。この半導体受光装置は、光伝送方向に
対して、概略直角方向に光を出射するように先端が斜め
の切断面23aをもつように加工された光ファイバ23
を、セラミック等からなる基板21上に設けたV溝22
に挿入・固定し、次いで該基板21上に受光素子24を
その受光面が基板21側に向くように搭載して組み立て
たものである。受光素子24の搭載時には、受光素子と
光ファイバとの結合効率が最大になるように受光素子2
4の位置が調整される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】光通信システムの拡
充、発展にともない半導体受光装置に対して今後大幅な
需要増が見込まれているが、加入者系等において用いら
れる半導体受光装置については、小型化と低価格化が強
く求められている。図3に示した第1の従来例では、ス
テム15にマウントした半導体受光素子11を光学レン
ズ付のキャップ14にて気密封止する際に、その位置決
めが必要であり、さらに、光ファイバ13の出射端を、
結合効率が最大となるように、光軸に対するズレ角(θ
角)の調整を行った上、光軸(Z軸)上、および光軸に
対する垂直面(X、Y軸)での調整が必要であるため、
組立工数がかかる上、最大結合効率を得る光軸調整が困
難であるという欠点を有していた。
充、発展にともない半導体受光装置に対して今後大幅な
需要増が見込まれているが、加入者系等において用いら
れる半導体受光装置については、小型化と低価格化が強
く求められている。図3に示した第1の従来例では、ス
テム15にマウントした半導体受光素子11を光学レン
ズ付のキャップ14にて気密封止する際に、その位置決
めが必要であり、さらに、光ファイバ13の出射端を、
結合効率が最大となるように、光軸に対するズレ角(θ
角)の調整を行った上、光軸(Z軸)上、および光軸に
対する垂直面(X、Y軸)での調整が必要であるため、
組立工数がかかる上、最大結合効率を得る光軸調整が困
難であるという欠点を有していた。
【0006】また、部品として、光学レンズ付キャップ
14、ステム15、マウントランド16、ホルダ17、
スライドリング18、フェルール19等が必要で、部品
点数が多く、高価なものとなっていた。さらに、この従
来例はレンズ結合系であるため、光学結合に必要な距離
として、ペレット−光学レンズ間距離に数1000μ
m、光学レンズ−光ファイバ出射端間距離に数100μ
m〜数1000μm程度が必要であり、小型化が困難で
あるという欠点を有していた。
14、ステム15、マウントランド16、ホルダ17、
スライドリング18、フェルール19等が必要で、部品
点数が多く、高価なものとなっていた。さらに、この従
来例はレンズ結合系であるため、光学結合に必要な距離
として、ペレット−光学レンズ間距離に数1000μ
m、光学レンズ−光ファイバ出射端間距離に数100μ
m〜数1000μm程度が必要であり、小型化が困難で
あるという欠点を有していた。
【0007】また、図4に示した第2の従来例では、基
板上のV溝に光ファイバを固定し、受光素子を受光面を
下にして基板上にマウントするものであるため、光ファ
イバ出射端−ペレット間の距離は無調整でよいものの、
ペレットの平面上の位置は、光ファイバとの結合効率が
最大になるように2軸方向に調整する必要があった。さ
らに、第2の従来例では、実装基板をも含めて気密封止
を行う必要があるため、受光モジュールが大型化すると
いう欠点もあった。
板上のV溝に光ファイバを固定し、受光素子を受光面を
下にして基板上にマウントするものであるため、光ファ
イバ出射端−ペレット間の距離は無調整でよいものの、
ペレットの平面上の位置は、光ファイバとの結合効率が
最大になるように2軸方向に調整する必要があった。さ
らに、第2の従来例では、実装基板をも含めて気密封止
を行う必要があるため、受光モジュールが大型化すると
いう欠点もあった。
【0008】したがって、この発明の目的とするところ
は、第1に、組み立てに当たって位置、角度の調整を行
う必要のない構造の半導体受光装置を提供することであ
り、第2に、部品点数の削減を図ることであり、第3
に、装置の小型化を図ることである。そして本発明はこ
れらを同時に達成することにより、小型で安価な半導体
受光装置を提供しようとするものである。
は、第1に、組み立てに当たって位置、角度の調整を行
う必要のない構造の半導体受光装置を提供することであ
り、第2に、部品点数の削減を図ることであり、第3
に、装置の小型化を図ることである。そして本発明はこ
れらを同時に達成することにより、小型で安価な半導体
受光装置を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、ステム上に受光素子が搭載され、
ステム内に導入された光ファイバが前記受光素子と光学
的に結合されている半導体受光装置において、前記受光
素子には、光ファイバ素線を収容できる位置決め用凹部
が形成され、該凹部に収容されている光ファイバ素線か
ら放出された光は直接受光素子内に導入されることを特
徴とする半導体受光装置が提供される。そして好ましく
は、前記位置決め用凹部は、半導体基板の一主面にその
端部から中央部にかけて形成された溝によって構成さ
れ、光ファイバ素線から放出される光は、該溝の端部に
形成される半導体基板の端面から半導体基板内に導入さ
れる。
め、本発明によれば、ステム上に受光素子が搭載され、
ステム内に導入された光ファイバが前記受光素子と光学
的に結合されている半導体受光装置において、前記受光
素子には、光ファイバ素線を収容できる位置決め用凹部
が形成され、該凹部に収容されている光ファイバ素線か
ら放出された光は直接受光素子内に導入されることを特
徴とする半導体受光装置が提供される。そして好ましく
は、前記位置決め用凹部は、半導体基板の一主面にその
端部から中央部にかけて形成された溝によって構成さ
れ、光ファイバ素線から放出される光は、該溝の端部に
形成される半導体基板の端面から半導体基板内に導入さ
れる。
【0010】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明による半導体受光装置の一
実施例を示す断面図である。同図において、1は、半導
体基板1a上に光導波路層1bおよび光吸収領域1dが
設けられ、基板表面にV溝1fの刻まれている端面入射
型半導体受光素子、2は、中心部に光ファイバ素線2a
をもつ光ファイバ、3は、上方が開放され、一側面に光
ファイバ素線を挿入するための開孔が形成されている、
箱型形状のステム、4はステム3に植設された外部リー
ド、5は光ファイバ2を保持するスライドリング、6は
キャップ、7は、光ファイバ素線2aを受光素子1上に
固定するための樹脂である。端面入射型半導体受光素子
1の製法およびその詳細な構造については後述する。
て説明する。図1は、本発明による半導体受光装置の一
実施例を示す断面図である。同図において、1は、半導
体基板1a上に光導波路層1bおよび光吸収領域1dが
設けられ、基板表面にV溝1fの刻まれている端面入射
型半導体受光素子、2は、中心部に光ファイバ素線2a
をもつ光ファイバ、3は、上方が開放され、一側面に光
ファイバ素線を挿入するための開孔が形成されている、
箱型形状のステム、4はステム3に植設された外部リー
ド、5は光ファイバ2を保持するスライドリング、6は
キャップ、7は、光ファイバ素線2aを受光素子1上に
固定するための樹脂である。端面入射型半導体受光素子
1の製法およびその詳細な構造については後述する。
【0011】図1に示される半導体受光装置は、次のよ
うに組み立てられる。表面にV溝1fの形成されている
受光素子1を、ステム3内に、V溝1fの長辺方向にス
テム3の光ファイバ素線挿入用開孔が位置するようにペ
レットマウントし、ステム3に植設されたリード4と受
光素子の電極1eとをワイヤーボンディングする。次い
で、予めスライドリング5の取り付けられた光ファイバ
2の素線2aをステム3の開孔に挿入し、そして端面入
射型半導体受光素子1上に設けられたV溝1f内に素線
2aを配置する。図2(a)は、このときのステム3を
省略して示した斜視図であり、図2(b)、(c)は、
それぞれそのA−B線、C−D線の断面図である。その
後、素線2aを樹脂7にて受光素子1上に固定する。次
に、スライドリング5をステム3の側壁に、またキャッ
プ6をステムの上面に固着する。以上のように、本発明
では、光ファイバ素線2aを単に受光素子1のV溝内に
配置することにより光ファイバ素線と光導波路層1bと
の位置合わせが行われるので、組み立て工程が著しく簡
素化される。
うに組み立てられる。表面にV溝1fの形成されている
受光素子1を、ステム3内に、V溝1fの長辺方向にス
テム3の光ファイバ素線挿入用開孔が位置するようにペ
レットマウントし、ステム3に植設されたリード4と受
光素子の電極1eとをワイヤーボンディングする。次い
で、予めスライドリング5の取り付けられた光ファイバ
2の素線2aをステム3の開孔に挿入し、そして端面入
射型半導体受光素子1上に設けられたV溝1f内に素線
2aを配置する。図2(a)は、このときのステム3を
省略して示した斜視図であり、図2(b)、(c)は、
それぞれそのA−B線、C−D線の断面図である。その
後、素線2aを樹脂7にて受光素子1上に固定する。次
に、スライドリング5をステム3の側壁に、またキャッ
プ6をステムの上面に固着する。以上のように、本発明
では、光ファイバ素線2aを単に受光素子1のV溝内に
配置することにより光ファイバ素線と光導波路層1bと
の位置合わせが行われるので、組み立て工程が著しく簡
素化される。
【0012】次に、本実施例において用いられる端面入
射型半導体受光素子1の製造法について図2(b)、
(c)を参照して説明する。n型InPからなる半導体
基板1a上にMOCVD(有機金属気相エピタキシャル
成長)法を用いて、光導波路層1bとなるInP層、p
型InP層1cを成長させる。次に、光吸収領域を形成
する領域をエッチング除去し、その部分にn型InP
層、ノンドープInGaAs層、p型InP層を順次選
択的に成長させてpin構造の光吸収領域1dを形成
し、続いて、半導体基板1aの下面および光吸収領域1
d上に電極1eを形成する。最後に、フォトエッチング
法を用いて、半導体基板の表面に光ファイバ素線2aを
位置決めするためのV溝1fを形成する。この受光素子
では、V溝1fを、光導波路層1bおよび光吸収領域1
dに対して正確な位置、形状に形成することができるの
で、光軸調整を行うことなしに最大の結合効率を実現す
ることができる。
射型半導体受光素子1の製造法について図2(b)、
(c)を参照して説明する。n型InPからなる半導体
基板1a上にMOCVD(有機金属気相エピタキシャル
成長)法を用いて、光導波路層1bとなるInP層、p
型InP層1cを成長させる。次に、光吸収領域を形成
する領域をエッチング除去し、その部分にn型InP
層、ノンドープInGaAs層、p型InP層を順次選
択的に成長させてpin構造の光吸収領域1dを形成
し、続いて、半導体基板1aの下面および光吸収領域1
d上に電極1eを形成する。最後に、フォトエッチング
法を用いて、半導体基板の表面に光ファイバ素線2aを
位置決めするためのV溝1fを形成する。この受光素子
では、V溝1fを、光導波路層1bおよび光吸収領域1
dに対して正確な位置、形状に形成することができるの
で、光軸調整を行うことなしに最大の結合効率を実現す
ることができる。
【0013】図3に示した従来例では、光学レンズ付き
キャップ14、ステム15、マウントランド16、ホル
ダ17、スライドリング18、フェルール19等多くの
部材が必要であったが、本発明の半導体受光装置では、
ステム3、スライドリング5、キャップ6だけで済み構
成が簡素化され、装置の小型化が実現できる。また、従
来技術のレンズ結合方式では、光学結合に必要な距離と
して、ペレット−光学レンズ間距離に数1000μm、
光学レンズ−光ファイバ出射端距離に数100μm〜数
1000μmが必要であったが、本発明では、これらの
距離をおく必要がなくなり、さらに小型化が図られる。
キャップ14、ステム15、マウントランド16、ホル
ダ17、スライドリング18、フェルール19等多くの
部材が必要であったが、本発明の半導体受光装置では、
ステム3、スライドリング5、キャップ6だけで済み構
成が簡素化され、装置の小型化が実現できる。また、従
来技術のレンズ結合方式では、光学結合に必要な距離と
して、ペレット−光学レンズ間距離に数1000μm、
光学レンズ−光ファイバ出射端距離に数100μm〜数
1000μmが必要であったが、本発明では、これらの
距離をおく必要がなくなり、さらに小型化が図られる。
【0014】また、図4の従来例でも、光ファイバに対
し受光素子を2方向に調整することが必要であったが、
本発明では、受光素子自身に光ファイバ素線位置合わせ
用の溝を設けているため、このような調整も必要がなく
なる。また、本発明の半導体受光装置では、気密封止さ
れる部材が受光素子と光ファイバ素線の先端部のみであ
るため、この従来例と比較して受光モジュールの小型軽
量化を図ることができる。
し受光素子を2方向に調整することが必要であったが、
本発明では、受光素子自身に光ファイバ素線位置合わせ
用の溝を設けているため、このような調整も必要がなく
なる。また、本発明の半導体受光装置では、気密封止さ
れる部材が受光素子と光ファイバ素線の先端部のみであ
るため、この従来例と比較して受光モジュールの小型軽
量化を図ることができる。
【0015】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるされるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本願発明の要旨内にお
いて各種の変更が可能である。例えば、実施例では、受
光素子にV溝を形成していたがこれを開孔とすることが
でき、また、端面入射型のものに代え表面入射型の受光
素子を用いることができる。
本発明はこれら実施例に限定されるされるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本願発明の要旨内にお
いて各種の変更が可能である。例えば、実施例では、受
光素子にV溝を形成していたがこれを開孔とすることが
でき、また、端面入射型のものに代え表面入射型の受光
素子を用いることができる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体受光装置は、受光素子に光ファイバ素線を位置決め・
固定するための凹部を設け、該凹部に直接光ファイバ素
線を固定するものであるので、本発明によれば、精密な
光軸調整なしに、最大結合効率で、光ファイバを受光素
子と光学結合させることができ、組み立て工数を大幅に
削減することができる。また、部品点数削減によって半
導体受光装置全体の小型軽量化が図られ、光軸の無調整
化および部品点数削減によって低コスト化が可能とな
る。
体受光装置は、受光素子に光ファイバ素線を位置決め・
固定するための凹部を設け、該凹部に直接光ファイバ素
線を固定するものであるので、本発明によれば、精密な
光軸調整なしに、最大結合効率で、光ファイバを受光素
子と光学結合させることができ、組み立て工数を大幅に
削減することができる。また、部品点数削減によって半
導体受光装置全体の小型軽量化が図られ、光軸の無調整
化および部品点数削減によって低コスト化が可能とな
る。
【図1】本発明の一実施例を示す断面図。
【図2】本発明の一実施例の製造工程を説明するための
斜視図と断面図。
斜視図と断面図。
【図3】第1の従来例の断面図。
【図4】第2の従来例の斜視図と断面図。
1 端面入射型半導体受光素子 1a 半導体基板(n型InP基板) 1b 光導波路層 1c p型InP層 1d 光吸収領域 1e 電極 1f V溝 2、13 光ファイバ 2a 光ファイバ素線 3、15 ステム 4 外部リード 5、18 スライドリング 6、14 キャップ 11 半導体受光素子 12 光学レンズ 16 マウントランド 17 ホルダ 19 フェルール 21 基板 22 V溝 23 光ファイバ 23a 光ファイバ先端の切断面 24 受光素子
Claims (3)
- 【請求項1】 ステム上に受光素子が搭載され、ステム
内に導入された光ファイバが前記受光素子と光学的に結
合されている半導体受光装置において、前記受光素子に
は、光ファイバ素線を収容できる位置決め用凹部が形成
され、該凹部に収容されている光ファイバ素線から放出
された光は直接受光素子内に導入されることを特徴とす
る半導体受光装置。 - 【請求項2】 前記位置決め用凹部が、半導体基板の一
主面にその端部から中央部にかけて形成された溝である
ことを特徴とする請求項1記載の半導体受光装置。 - 【請求項3】 前記受光素子には、前記光ファイバ素線
から放出された光を導波する光導波路が設けられ、該光
導波路の途中に光吸収層が形成されていることを特徴と
する請求項1記載の半導体受光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5201862A JPH0738124A (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 半導体受光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5201862A JPH0738124A (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 半導体受光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0738124A true JPH0738124A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16448125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5201862A Pending JPH0738124A (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 半導体受光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0738124A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5642386A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-20 | Agency Of Ind Science & Technol | Semiconductor photodetector |
| JPS61271875A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-12-02 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体受光素子 |
| JPH01253285A (ja) * | 1988-04-01 | 1989-10-09 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置 |
-
1993
- 1993-07-22 JP JP5201862A patent/JPH0738124A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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