專利名稱：具有濾片的光接收器及其制作方法與光收發(fā)模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種光接收器，且特別是有關(guān)于一種表面具有濾片的光接收器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)分波多任務(wù)(Wavelength Division Multiplex；WDM)是指1310nm、1550nm雙波長(zhǎng)的雙向傳輸。多密度分波多任務(wù)(Dense Wavelength DivisionMultiplex；DWDM)則為波長(zhǎng)之間的間隔小于302nm的高密度波長(zhǎng)多任務(wù)。在一根光纖內(nèi)同時(shí)傳送許多不同波長(zhǎng)的光，每一個(gè)波長(zhǎng)承載了不同的訊號(hào)。由于DWDM的傳輸需要高精度的組件，所以組件的量測(cè)儀器的準(zhǔn)確性就變得極為重要。
一個(gè)簡(jiǎn)單的DWDM光電收發(fā)模組主要包括一發(fā)射器(emitter)、一接收器(receiver)與一光分波器(DEMUX)，光分波器(DMUX)置于光接收器前，其功能為將多個(gè)不同的波長(zhǎng)的光訊號(hào)從單一光纖分開(kāi)并送至不同的接收器。更包括一光合波器(MUX)置于光發(fā)射器后，其功能為將多個(gè)不同的波長(zhǎng)的光訊號(hào)合進(jìn)單一光纖。
在光通訊系統(tǒng)，就是先將電訊號(hào)傳到光通訊端，由光收發(fā)模組進(jìn)行「電-光」轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生帶有訊號(hào)的光源，再透過(guò)光訊號(hào)的耦合進(jìn)入光纖。主要的光發(fā)射器可以為發(fā)光二極管(LED)與半導(dǎo)體激光(LD)，其發(fā)光的基本原理其實(shí)并不復(fù)雜，主要是透過(guò)光子在固體材料內(nèi)與電子間的交互作用，產(chǎn)生光學(xué)訊號(hào)。以LED來(lái)說(shuō)，透過(guò)自發(fā)輻射作用，利用紅外線發(fā)光二極管材料射出波長(zhǎng)范圍在820nm～1700nm的波(隨著不同材料有所差異)，主要是以III-V族化合物材料為主。相較于LD，LED的成本較低，較適合短距離的應(yīng)用，可用在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、WAN/LAN以及都會(huì)區(qū)接取端等。
LD則透過(guò)誘發(fā)輻射發(fā)光造成光放大，主要可分為Fabry-Perot半導(dǎo)體激光、單頻半導(dǎo)體激光(DFB)與垂直共振腔面射型激光(VCSEL)三大類。F-P激光較適合短距離以及低速傳輸之用，制程比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用波長(zhǎng)范圍大多在1300nm附近。DFB單頻激光為了彌補(bǔ)F-P激光的缺點(diǎn)，利用光柵選定特定的波長(zhǎng)做為回饋，使激光共振腔僅允許單一波長(zhǎng)產(chǎn)生共振，可以避免F-P激光在傳輸中的色散效應(yīng)，目前已成為長(zhǎng)距離(＞10km)應(yīng)用的主流。VCSEL的功率與單價(jià)較低，以成本來(lái)說(shuō)可以跟LED相較，但是傳輸速度卻可以突破Gbps，目前已經(jīng)有可以高達(dá)2.5Gbps的產(chǎn)品。
PD是利用光激發(fā)來(lái)產(chǎn)生電流，大致上可依結(jié)構(gòu)區(qū)分成PIN光接收器、累崩型光接收器(APD)、金屬-半導(dǎo)體-金屬光接收器(MSM)。PIN光接收器具有低噪聲、高量子效率的優(yōu)點(diǎn)，而累崩型光接收器則具有內(nèi)部增益放大的特性，但其制程最為復(fù)雜。MSM光接收器則相形之下制作最為簡(jiǎn)單，但有量子效率不高的缺點(diǎn)。
此外，當(dāng)光通過(guò)光分波器后，反射的部份將進(jìn)入光接收器以進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，為了控制僅使特定波長(zhǎng)的光可進(jìn)入光接收器，通常需要在光接收器與光分波器之間的路徑上增加一濾片，用以過(guò)濾反射光，僅使特定波長(zhǎng)的反射光進(jìn)入光接收器。然而，濾片的設(shè)置位置必需相當(dāng)精準(zhǔn)，否則反射光將無(wú)法被濾片所分波過(guò)濾或是僅有部分被過(guò)濾，而降低其效率。因此，設(shè)置濾片的位置必需小心掌控，增加光電收發(fā)模組組裝上的困難。
有鑒于此，為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明主要目的在于提供一種具有濾片的光接收器及其制作方法，并且可應(yīng)用該光接收器于光收發(fā)模組。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種具有濾片的光接收器，直接將濾片設(shè)置于光接收器表面，將該光接收器應(yīng)用于光收發(fā)模組中，便可省略光收發(fā)模組內(nèi)的濾片，以簡(jiǎn)化模組組裝的程序。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種具有濾片的光接收器，直接將濾片設(shè)置于光接收器表面，可確保光進(jìn)入光接收器之前必定會(huì)受到濾片過(guò)濾，并且增加濾片過(guò)濾的靈敏度(sensitivity)。
本發(fā)明的目的之三在于提供一種具有濾片的光接收器的制作方法，直接將濾片制作于光接收器表面，將受光組件的制程與濾片制作的制程整合(integrate)，以降低制程成本。
為達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提出一種具有濾片的光接收器，適用于一光收發(fā)模組，主要是包括一受光組件與一設(shè)置于上述受光組件表面的濾片。上述濾片是用以使一既定波長(zhǎng)光通過(guò)。并且，上述受光組件是用以接收上述既定波長(zhǎng)光，將上述既定波長(zhǎng)光轉(zhuǎn)換成一電訊號(hào)。
如前所述，上述發(fā)光組件包括一激光組件(laser device；LD)或一光發(fā)射組件(light-emitting device；LED)。而受光組件如PIN二極管、APD或MSM。
根據(jù)該具有濾片的光接收器，本發(fā)明亦提出一種光收發(fā)模組，包括一光發(fā)射器、分光器、一光傳輸組件與一光接收器。其中，上述光發(fā)射器是用以發(fā)射一光訊號(hào)。然后，上述分光器是用以使上述光訊號(hào)區(qū)分成一反射光訊號(hào)與一穿透光訊號(hào)。接著，上述光傳輸組件是用以接收且傳輸上述穿透光訊號(hào)。另外，上述光接收器，包括一濾片，用以使上述反射光訊號(hào)的既定波長(zhǎng)光通過(guò)；以及一受光組件，用以接收上述反射光訊號(hào)地既定波長(zhǎng)光，將上述既定波長(zhǎng)光轉(zhuǎn)換成一電訊號(hào)，其中上述濾片設(shè)置于上述受光組件表面。
如前所述，上述光發(fā)射器可由一發(fā)光組件所構(gòu)成，可包括一激光組件(laser device；LD)或一光發(fā)射組件(light-emitting device；LED)。而光接收器可為PIN、APD或MSM。
如前所述，上述分光器可為一分光鏡。另外，上述光傳輸組件可為一光纖(optical fiber)或光波導(dǎo)管(waveguide)。
再者，本發(fā)明更提出一種具有濾片的光收發(fā)組件的制作方法，主要是包括首先，提供一受光組件，其中上述受光組件表面設(shè)置有一圖案化導(dǎo)電層。然后，以物理或化學(xué)氣相沉積法形成一濾片，以使上述圖案化導(dǎo)電層完全被覆蓋。或先于受光組件表面以物理或化學(xué)沉積法形成一濾片，再物理或化學(xué)蝕刻出圖案化導(dǎo)電層并制作導(dǎo)電層。
如前所述，上述受光組件可為PIN二極管或MSM。并且，上述圖案化導(dǎo)電層是P型或N型電極。
根據(jù)本發(fā)明，上述濾片是由可用物理或化學(xué)沉積法所形成的介電薄膜(如TiO2、SiO2、Si3N4...等)的多層堆棧層所構(gòu)成，間隔重復(fù)堆棧大體10-50對(duì)(pair)。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)1.根據(jù)本發(fā)明的具有濾片的光接收器，可省略光收發(fā)模組內(nèi)的濾片，以簡(jiǎn)化光收發(fā)模組組裝的程序。
2.根據(jù)本發(fā)明的具有濾片的光接收器，可確保光進(jìn)入光接收器之前必定會(huì)受到濾片過(guò)濾，并且增加濾片過(guò)濾的效率。
3.本發(fā)明直接將濾片制作于光接收器表面，將發(fā)光組件的制程與濾片制作的制程整合(integrate)，以降低制程成本。
4.本發(fā)明可通用于任一習(xí)知的發(fā)光接收器與濾片，不需增加額外的組件設(shè)計(jì)與制作。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的光收發(fā)模組的一較佳實(shí)施例的示意圖。
圖2A至圖2C是顯示根據(jù)本發(fā)明的具有濾片的光接收器的一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖號(hào)說(shuō)明100 光發(fā)射器；200 光接收器；300 光分波器；400 光傳輸組件；106、206 底座；102 發(fā)光組件；202 受光組件；208 具微透鏡的金屬蓋；108、208 封裝樹(shù)酯；202a 導(dǎo)電層；204 濾片。
具體實(shí)施例方式
以下如附圖所示，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例。
首先，如圖1所示，本發(fā)明的光收發(fā)模組主要包括一光發(fā)射器100、分光器300、一光傳輸組件400以及一具有濾片的光接收器200。
光發(fā)射器100可由一發(fā)光組件所構(gòu)成，可包括一激光組件(laserdevice；LD)或一光發(fā)射組件(light-emitting device；LED)，是用以發(fā)射一光訊號(hào)。
分光器300，是用以使由光發(fā)射器100發(fā)出的光訊號(hào)穿透至光傳輸組件400，并使從光傳輸組件400所傳來(lái)的光訊號(hào)反射至光接收器200，實(shí)施例為一分光鏡，通常可由低吸收率的介電材料(dielectric andlow-absorption materials)所構(gòu)成使光部分穿透而部分反射。
光傳輸組件400，是用以接收且傳輸穿透光訊號(hào)，實(shí)施例為一光纖(optical fiber)或波導(dǎo)管(waveguide)，可以為單模(single mode)光纖或多模(multi-mode)光纖。
本發(fā)明的主要特征即為具有濾片的光接收器200，光接收器200包括一濾片204及一受光組件202。濾片204是用以使既定波長(zhǎng)的光通過(guò)。受光組件202是用以接收既定波長(zhǎng)的光，將上述既定波長(zhǎng)光轉(zhuǎn)換成一電訊號(hào)，其中濾片204設(shè)置于發(fā)光組件202表面。受光組件的實(shí)施例為一PIN二極管、APD或MSN。濾片204的實(shí)施例為由二氧化硅(SiO2)/氮化硅(Si3N4)的多層堆棧層所構(gòu)成且間隔重復(fù)堆棧大體10-50對(duì)(pair)的薄膜濾片。受光組件202較佳為磷化銦系，且較佳為垂直結(jié)構(gòu)，濾片204可以針對(duì)光進(jìn)行過(guò)濾，僅使波長(zhǎng)約為1.31μm或1.55μm的光通過(guò)而進(jìn)入受光組件202被接收。本發(fā)明的特征是直接將濾片204設(shè)置于受光組件202表面，以作為光接收器200，可省略光收發(fā)模組內(nèi)的濾片，不僅簡(jiǎn)化了光收發(fā)模組的組裝程序，又可確保光進(jìn)入光接收器之前必定會(huì)受到濾片過(guò)濾，增加濾片過(guò)濾的效率。
此外，光發(fā)射器100與光接收器200可分別設(shè)置在底座106、206上，且光發(fā)射器100與光接收器200的表面可以具微透鏡的金屬蓋或適當(dāng)?shù)耐腹鈽?shù)酯108、208封裝。
以下說(shuō)明本發(fā)明的具有濾片的受光組件202的制作方法。
首先，如圖2A所示，提供一受光組件202，例如為一PIN、APD或MSM，I為受光區(qū)，且在受光組件202的部分上表面或下表面設(shè)置有一導(dǎo)電層202a。
如圖2B所示，以物理或化學(xué)沉積(physical vapor deposition；PVD)法形成一濾片204，以使受光組件202完全被濾片204覆蓋。濾片204的材質(zhì)較佳為由二氧化硅(SiO2)/氮化硅(Si3N4)的多層堆棧層所構(gòu)成，且間隔重復(fù)堆棧大體10-50對(duì)(pair)的薄膜濾片。將發(fā)光組件的制程與濾片制作的制程整合(integrate)，以降低制程成本。
最后，如圖2C所示，以物理或化學(xué)蝕刻將導(dǎo)電層202a上方的濾片204去除。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)1.根據(jù)本發(fā)明的具有濾片的光接收器，可省略光收發(fā)模組內(nèi)的濾片，以簡(jiǎn)化光收發(fā)模組組裝的程序。
2.根據(jù)本發(fā)明的具有濾片的光接收器，可確保光進(jìn)入光接收器之前必定會(huì)受到濾片過(guò)濾，并且增加濾片過(guò)濾的效率。
3.本發(fā)明直接將濾片制作于光接收器表面，將發(fā)光組件的制程與濾片制作的制程整合(integrate)，以降低制程成本。
4.本發(fā)明可通用于任一習(xí)知的發(fā)光接收器與濾片，不需增加額外的組件設(shè)計(jì)與制作。
權(quán)利要求
1.一種具有濾片的光接收器，適用于一光收發(fā)模組，其特征在于該接收器包括一濾片，用以使一既定波長(zhǎng)光通過(guò)；一受光組件，用以接收上述既定波長(zhǎng)光，將上述既定波長(zhǎng)光轉(zhuǎn)換成一電訊號(hào)；其中上述濾片設(shè)置于上述受光組件表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有濾片的光接收器，其特征在于上述受光組件包括一PIN二極管(Positive-Intrinsic-Negative Diode)、累崩型光接收器(APD)或金屬-半導(dǎo)體-金屬光接收器(MSM)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有濾片的光接收器，其特征在于上述濾片是由二氧化硅(SiO2)/氮化硅(Si3N4)的多層堆棧層所構(gòu)成，其中該二氧化硅(SiO2)/氮化硅(Si3N4)間隔重復(fù)堆棧大體10-50對(duì)(pair)。
4.一種光收發(fā)模組，其特征包括一光發(fā)射器，用以發(fā)射一光訊號(hào)；一分光器，用以使上述光訊號(hào)區(qū)分成一反射光訊號(hào)與一穿透光訊號(hào)；一光傳輸組件，用以接收且傳輸上述穿透光訊號(hào)；一光接收器，包括一濾片，用以使上述反射光訊號(hào)的既定波長(zhǎng)光通過(guò)；一受光組件，用以接收上述反射光訊號(hào)的既定波長(zhǎng)光，將上述既定波長(zhǎng)光轉(zhuǎn)換成一電訊號(hào)；其中上述濾片設(shè)置于上述受光組件表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光收發(fā)模組，其特征在于上述光發(fā)射器是由一發(fā)光組件所構(gòu)成，包括一激光組件(laser device；LD)或一光發(fā)射組件(light-emitting device；LED)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光收發(fā)模組，其特征在于上述受光組件包括一PIN二極管(Positive-Intrinsic-Negative Diode)、累崩型光接收器(APD)或金屬-半導(dǎo)體-金屬光接收器(MSM)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光收發(fā)模組，其特征在于上述分光器包括一分光鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光收發(fā)模組，其特征在于上述光傳輸組件包括一光纖(optical fiber)或光波導(dǎo)(wave guide)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光收發(fā)模組，其特征在于上述濾片是由二氧化硅(SiO2)/氮化硅(Si3N4)的多層堆棧層所構(gòu)成，其中該二氧化硅(SiO2)/氮化硅(Si3N4)間隔重復(fù)堆棧大體10-50對(duì)(pair)。
10.一種具有濾片的光接收器的制作方法，包括提供一受光組件，其中上述受光組件表面設(shè)置有一圖案化導(dǎo)電層；以物理氣或化學(xué)沉積法形成一濾片，以使上述圖案化導(dǎo)電層完全上述濾片被覆蓋；以物理氣或化學(xué)蝕刻，使上述圖案化導(dǎo)電層上方的上述濾片去除。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有濾片的光接收器的制作方法，其中上述發(fā)光組件是一光發(fā)射組件(light-emitting device；LED)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有濾片的光接收器的制作方法，其中上述圖案化導(dǎo)電層是P型或N型電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有濾片的光接收器的制作方法，其中上述濾片是由二氧化硅(SiO2)/氮化硅(Si3N4)的多層堆棧層所構(gòu)成，其中該二氧化硅(SiO2)/氮化硅(Si3N4)間隔重復(fù)堆棧大體10-50對(duì)(pair)。
全文摘要
本發(fā)明主要是揭露一具有濾片的光接收器，該光接收器適用于一光收發(fā)模組，主要是包括一受光組件與一設(shè)置于上述受光組件表面的濾片。上述濾片是用以使一既定波長(zhǎng)光通過(guò)。并且，上述受光組件是用以接收上述既定波長(zhǎng)光，將上述既定波長(zhǎng)光轉(zhuǎn)換成一電訊號(hào)。并且揭露其制作方法與具有該光接收器的光收發(fā)模組。
文檔編號(hào)H04J14/02GK1540381SQ0312215
公開(kāi)日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2003年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月22日
發(fā)明者陳發(fā)慈, 鄭如純, 洪偉鵬 申請(qǐng)人:威凱科技股份有限公司