专利名称：光学发送/接收装置,双向光学发送/接收模块及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种双向光学发送(传输)/接收模块。更具体地，本发 明涉及一种低成本的双向光学发送/接收模块以及一种具有高性能多路分 解特性的光学发送/接收模块，以及涉及一种用于制造该双向光学发送/接 收装置的方法。
背景技术：
己经提出了 一种双向光学发送/接收模块，该光学发送/接收模块通过 单芯光纤双向传输两种不同波长的光，以同时执行双向通信。例如，如图 16 (对应于未经审査的日本专利公开2004—287186 (专利文献l)的图l)， 双向光学发送/接收模块包括光波导基板101;以字母V形布置在光波导 基板101上的第一光波导104和第二光波导105;端面102，该端面形成为它 的切削面几乎垂直于第一和第二光波导104和105的交叉部分(图16中的右 端部分)；以及多层滤光片103，其设置成同时紧靠在端面102上。此外，此双向光学发送/接收模块包括光纤107，该光纤107连接到 第二波导105的外端面；光接收部分(光接收元件)106，其布置成面对多 层滤光片103;和发光元件108，其光学连接到第一光波导104的外端面上。 附图标记lll表示光学树脂层。首先，考虑在图16中示出的模块内的第一波长光A，从发光元件108发出到第一光波导104的第一波长光A在多层滤光片103处被反射，并且通过 第二光波导105被送出到光纤107。然后，当第二波长B通过光纤107照射在 第二光波导105上时，第二波长光B透射通过多层滤光片103并到达光接收 部分106，在那里第二波长光B被转换成电信号并被探测。在如上所述的方式中，双向通信可以通过使用两种波长不同的光、利 用单芯光纤进行。在此情况下，多层滤光片103根据波长的不同执行选择 性的操作(多层滤光片103的多路分解特性)从而第一波长的光A没有被透 射而被反射，而第二波长的光B没有被反射而被透射。当多层滤光片103的 多路分解特性从理想特性偏移时，发送和接收光时会引起干扰(串扰)， 例如发送不必要的第一波长的光A。因此，多路分解特性是该模块性能的 重要特性。此外，在图17 (对应于未经审查的日本专利公开2002 — 31748 (专利 文献2)中示出的双向光学发送/接收模块中，镀层203设置在光波导基板 201上，字母V形的光波导223沿光波导基板201布置在镀层203的中心，且 多层介质滤光片214设置成与字母V形的光波导223的、设置在顶端面处的 交叉部分接触，从而形成多路分解单元(图17A)。附图标记215是焊料膜。 图17A中示出的多路分解单元叠置在图17B中示出的单元上。附图标记204 表示对准标记。图17B显示了保持如上所述的多路分解单元的另一单元(在图中的右 侧)。这些单元被结合在一起以形成双向光学发送/接收模块。图17B中示出的单元如下组装。用于放置上述多路分解单元的对准区 域设置在多模式线性光波导基板(multimode linear optical waveguide substrate) 251近侧上，上镀层(over clad layer) 233层压在多模式线 性光波导基板251远侧上，线性光波导221a封在上镀层233内，且1310 — nm 切去的多层滤光片214a在上镀层233的远侧设置在端面上。此外，接收光 敏二极管210和次载具(sub-mount) 252以面对1310 —nm切去的多层滤光 片214a的方式顺序叠置。在图17中所示的情况下，实际上，线性光波导基板251本身朝向图17 中的线性光波导基板251的前侧延伸，且光纤和将与字母V形光波导223接 合的发光元件安装在该延伸区域上。即，在此情况下，包括用于固定光纤的字母v形槽的另一单元(图中的右侧)与其结合以形成双向光学发送/接 收模块。如上述图16中的情况，该情况也使用多层介质滤光片214a，其执 行基于波长的选择操作。附图标记207表示切割槽，212表示下凹部分，215a 表示焊料膜，且204表示对准标记。即使上述两个相关技术的光学发送/接收模块的结构彼此不同，因为 其形成方法没有具体披露，其多层介质滤光片也被认为直接形成在光波导 基板被切割的切割面上。在此情况下，形成在切割面上的多层介质滤光片 通常难以避免切割时在切割面上产生的粗糙的影响。因此，不能获得令人 满意的多路分解特性。发明内容因此，本发明的示范性目的是提供一种双向光学发送/接收模块、一 种光学发送/接收装置、和一种用于制造光学发送/接收模块的方法，所述 双向光学发送/接收模块、光学发送/接收装置、和制造光学发送/接收模 块的方法可以避免在双向光学发送/接收模块的分离步骤中在切割面上产 生的粗糙度的影响施加在多路分解特性上，并可以利用结构简单和成本低 的制造方法可靠地获得希望的多路分解特性。为了实现前述示范性目的，根据本发明的示范性方面的双向光学发送/接收模块包括发光元件，用于通过使用单芯光纤利用两种波长的光执 行同时双向通信；双向光波导，所述双向光波导形成在基板上并连接到发 光元件上；和多层介质滤光片，所述多层介质滤光片形成在光波导的折叠 结构的端面上，所述多层介质滤光片具有反射来自发光元件的发送光的特 性以及透射来自外部的接收光的特性，其中所述光波导的折叠结构端面布 置在相对于基板的端面退回到内侧的位置。根据本发明的示范性方面的双向光学发送/接收装置包括双向光学 发送/接收模块；发光元件驱动控制装置，用于利用来自外部的发送电信 号驱动控制发光元件，所述发光元件将光学信号输入到双向光学发送/接 收模块；和接收信号输出装置，用于将接收信号输出到外部，所述接收信 号通过将在光接收元件处从双向光学发送/接收模块接收的光学信号进行 光电转换而获得，其中所述双向光学发送/接收模块包括发光元件，用于通过使用单芯光纤利用两种波长的光执行同时双向通信；双向光波导， 1fMTO3a导形成在基板l并连接到发光元件上;和多层介质滤光片， 所述多层介质滤光片形成在光波导的折叠结构的端面上，所述多层介质滤 光片具有反射来自发光元件的发送光的特性以及透射来自外部的接收光 的特性，其中所述光波导的折叠结构端面布置在相对于基板的端面退回到 内侧的位置。根据本发明的再一示范性方面的双向光学发送/接收模块制造方法包 括步骤在基板上形成双向光波导；和在从基板的端面退回到内侧的位置 形成端面，所述端面相对于光波导的折叠结构的位置垂直于光波导。作为根据本发明的示范性优点，可以形成平滑的端面。由此，形成在其上的多层介质滤光片会具有高性能的多路分解特性。因此，可以提供高 性能的双向光学发送/接收模块，利用它发送光不会与接收光混合。此外， 可以提供一种使用这种模块的双向光学发送/接收装置，并可以提供一种 以简单结构和低成本可靠地制造双向光学发送/接收模块的方法。
图l是显示根据本发明的示范性实施例的双向光学发送/接收模块的 透视图(示意图)；图2是显示制造图l中示出的双向光学发送/接收模块的过程的流程图；图3是说明字母V型波导形成步骤1的图示，该步骤l是显示制造双向光 学发送/接收模块的过程的图2的流程图中的预步骤；图4是说明在显示制造双向光学发送/接收模块的过程的图2的流程图 中的字母V型波导形成步骤2 (芯形成步骤)的图示；图5是说明在显示制造双向光学发送/接收模块的过程的图2的流程图 中的字母V型波导形成步骤3 (上镀层形成步骤)的图示；图6是说明在显示制造双向光学发送/接收模块的过程的图2的流程图 中的端面形成步骤l (抗蚀图案形成步骤)的图示；图7是说明在显示制造双向光学发送/接收模块的过程的图2的流程图 中的端面形成步骤2 (蚀刻步骤)的图示；图8是说明在显示制造双向光学发送/接收模块的过程的图2的流程图中的V —截面槽形成步骤的图示；图9是说明在显示制造双向光学发送/接收模块的过程的图2的流程图中的光学模块纵向分离步骤的图示；图10是说明在显示制造双向光学发送/接收模块的过程的图2的流程图中的多层介质(介电)膜形成步骤的图示；图ll是说明在显示制造双向光学发送/接收模块的过程的图2的流程图中的光学模块横向分离步骤的图示；图12是说明在显示制造双向光学发送/接收模块的过程的图2的流程图中的布置发光元件等的元件布置步骤的图示；图13是说明制造方法的实例的图示，该制造方法在图7和8所示的光滑端面上共同地形成晶片状态的多层介质膜；图14是用于描述包括作为主要元件的双向光学发送/接收模块的光学 发送/接收装置的示例的图示； 图15是显示在本发明的,实施例中使用的双向光波导的另一示例的平 面图；图16是显示相关技术的示例的透视图；和 图17是显示另一相关技术的示例的透视图。
具体实施方式
下面将参照图l描述本发明的示范性实施例。在图1中，根据此示范性实施例的双向光学发送/接收模块包括例如 硅基板l;半导体激光器4，所述半导体激光器4作为发光元件，使得通过 使用单芯光纤利用两种波长的光能够实现同时的双向通信，和与半导体激 光器(发光元件)4接合的字母V形光波导2，所述半导体激光器4和字母V 形光波导2安装在基板1上；和多层介质滤光片3，所述多层介质滤光片3是 具有反射来自半导体激光器(发光元件)4的发送光的特性以及透射从外 部接收的光的特性的多层介质膜，所述多层介质滤光片3在字母V形光波导 2的交叉部分处设置在端面12上。在此双向光学发送/接收模块中，此外，位于字母V形光波导2的交叉部分处的端面12通过蚀刻形成，且基板1的切割面15形成在从端面12朝向 在端面12的同一侧面上的外侧凸出的位置。端面12和切割面15设置在彼此 距离开阶梯结构1A的宽度的位置上。因此，与同时执行切割基片和形成端面的方法不同，端面12可以通过 蚀刻平滑地形成。另外，阶梯结构1A形成为切割工具在切割基板时不会与 端面12接触，从而防止切割工具在切割时与端面12接触。因此，端面12可 以有效地避免在加工时在其上产生粗糙度，从而可以避免对多路分解特性 产生的不利影响。结果，可以形成高品质的多层介质膜(多层介质滤光片 3)，从而在结构简单且制造方法成本低的情况下，可以稳定地获得希望的 多路分解特性。这将在下面更详细描述。图l示意性示出了双向光学发送/接收模块， 其具有通过使用具有不同波长(1310mn， 1490nro)的两种光利用单芯光纤 执行双向通信的功能。附图标记l是硅基板。字母V形光波导2 (具有矩形横截面)形成在硅 基板1上。在形成为字母V形光波导2的光波导2、 2的交叉部分上形成了平 滑的端面12。多层介质滤光片3形成在该端面12上。此外，端面12设置在 从基板1的端面15退回(縮回)距离L的位置上。作为发光元件的半导体激光器(光源)4光学地连接到形成为字母V形 光波导2的光波导2、 2之一的一端上，且光纤6光学地连接到另一光波导2 的另一端。此外，作为光接收元件的光敏二极管5 (其连接到基板l的端面 5上)设置在形成在字母V形光波导2的交叉部分处的多层介质滤光片3上。在硅基板1上，字母V形光波导2至少依次包括下镀层(折射率nl)，芯 层(折射率n2)和上镀层(折射率n3)，所述下镀层、芯层、上镀层构造 为具有矩形横截面的字母V形光波导，利用其光在横向方向上的传播被抑 制。每一层的折射率之间的关系可以表达为nl〈n2，且n2〉n3。多层介质滤光片3通过薄膜形成技术形成在垂直端面12上，所述垂直 端面12位于字母V形光波导2的交叉部分处从而具有反射不同波长的两种 光之一和透射不同波长的两种光中的另一种的多路分解功能。如果在端面 12上存在形成的粗糙度，该多路分解特性就变得恶化。由此，发送光混合 到弱化的接收光中，从而使得双向光学发送/接收模块的接收S/N9(receiving S/N)(信噪比)特性恶化。因此，与相关技术中光波导端面形成步骤与光学发送/接收模块分离 步骤作为单个分离(切割)步骤一致地进行不同，在此示范性实施例中， 形成光波导端面的步骤设置成与光学发送/接收模块分离步骤分开。即，平滑的端面12首先通过干蚀刻形成在上述光波导彼此交叉的位置 处。此后，光学发送/接收模块基板l以切割工具没有接触端面12的方式被 分开。即，端面12设置在从基板1的端面15退回(縮回)距离L的位置处。 具体地，至少大约3^m (或更多)的阶梯结构1A设置在端面12与作为基板 l的分离(切割)面的端面15之间(见图7)。包括阶梯结构1A的结构可以 防止端面12变成粗糙表面，而如果切割基板1时切割工具与端面12接触， 端面12会变成粗糙表面。下面将描述上述双向光学发送/接收模块的作用。首先，对于波长为 1310nm的光作为发送光，波长为1310nm的光从作为发光元件的半导体激光 器4朝向形成为字母V形光波导2的光波导2， 2中的一个发射，在多层介质 滤光片3处该光被反射，并通过另一光波导2透射(发送)到光纤6。然后，当波长为1490nm的光通过光纤6入射在形成为字母V形光波导2 的另一光波导2上时，该光透射通过多层介质滤光片3并到达作为光接收元 件的光敏二极管5，在光敏二极管5处光被转换成电信号并被探测。此时， 如果波长为1310nm的光没有在多层介质滤光片3处完全反射并且透射通过 它，波长为1310mn的光将与原本作为接收光的波长为1490nm的光一起进入 光敏二极管5。这样产生了干扰噪声，而这使得光学模块的特性恶化。因 此，上述示范性实施例所特有的结构用于维持高性能的多路分解特性和高 的接收光品质。与上述双向光学发送/接收模块相同的光学发送/接收模块可以用于 其它方(通信伙伴)的光学发送/接收装置。然而，在此情况下，在其它 方上的多层介质滤光片有必要具有多路分解特性的"反向特性"，即透射 (传输)波长为1310nm的光以及反射波长为1490nm的光的特性。在具有上述结构的双向光学发送/接收模块中，光学发送/接收模块分 离步骤和在光波导的交叉部分处形成端面的端面形成步骤被分开进行，且 设置了阶梯结构。即，位于字母V形光波导2的交叉部分处的端面12设置在入的位置，从而避免当切割基板1的端面15时切割对端 面12的影响。因此，形成在端面12上的多层介质滤光片的多路分解特性可 以得到极大提高，这使得可以获得作为双向光学发送/接收模块的优异性 能。(制造方法)下面将参照图2 — 13描述根据示范性实施例的双向光学发送/接收模 块的制造方法。图2是显示制造双向光学发送/接收模块的方法的每一步的流程图。此 外，图3 —图12是对应于图2中示出的每一步的示意图。制造上述双向光学发送/接收模块的方法包括首先，在基板(硅基板Si基板)1上形成字母V形光波导2的波导形成步骤；通过蚀刻形成端面12的端面形成步骤，所述端面12在字母V形光波导2的交叉部分处垂直于 形成的字母V形光波导2;在从端面12朝向外侧突出并且也在端面12的同一 侧面上的位置处在基板l上执行切割加工的切割加工步骤；和在切割加工 之后的多层介质膜形成步骤，所述多层介质膜形成步骤用于在端面12上形 成多层介质膜(多层介质滤光片)3，所述多层介质膜反射发送光波长并 透射(传输)接收光波长。与同时切割基板和形成端面的制造方法不同，此方法通过蚀刻形成端 面。由此，形成的端面因此变得平滑。此外，在形成阶梯结构之后执行对 基板的切割从而切割工具没有与端面接触。因此，施加在多路分解特性的 影响可以避免，即使切割面具有粗糙度，从而可以形成高品质的多层介质 膜。结果，可以利用简单的结构和使用低的成本可靠地获得具有希望的多 路分解特性的光学发送/接收模块。要注意的是，所述方法可以是在上述切割步骤中仅仅执行少量切割， 从而基板l没有被分开；在多层介质膜形成步骤中多层介质膜3通过晶片集 体工艺而形成；且完全分离步骤在此后执行(见图13)。如前述情形，双向光学发送/接收模块的制造程序可以包括首先， 在基板1上形成字母V形光波导2的波导形成步骤；通过蚀刻形成端面12 (图 7中的右侧面)的端面形成步骤，所述端面12在字母V形光波导2的交叉部 分处垂直于形成的字母V形光波导2;多层介质膜形成步骤，所述多层介质膜形成步骤用于通过晶片集体工艺(生产)在端面12上形成多层介质膜3，所述多层介质膜3反射发送光波长并透射(传输)接收光波长；和切割加工步骤，用于在从端面12朝向外侧突出并且也在端面12的同一侧面上的位 置处在基板l上执行切割加工。 这将在下面更详细描述。首先，字母V形光波导2通过从图2中步骤S101至S103的程序(字母V形 光波导形成步骤A)形成。艮口，如图3中所示，PSG (加磷石英玻璃)和GPSG (加锗/磷玻璃)沉 积在硅基板1上以便形成下镀层7 (折射率nl)和芯层8 (折射率n2)，另外 抗蚀图案A9形成在包括矩形芯部分的字母V形光波导2将要形成的位置处 (字母V形光波导形成步骤1:预步骤，步骤SIOI)。接下来，通过使得抗蚀图案A9作为如图4中所示的掩膜，通过执行干 蚀刻图案被转录到字母V形光波导2的芯上(字母V形光波导形成步骤B:芯 形成步骤，步骤S102)。然后，如图5中所示，PSG(加磷石英玻璃)被沉积以形成上鍍层10(折 射率n3)，且字母V形光波导2形成在其内部(字母V形光波导形成步骤C: 上镀层形成步骤，步骤S103)。然后，如图6和7中所示，在半导体激光器4和光纤6将要形成的位置处 垂直端面形成到上镀层10上，从而半导体激光器4和光纤6可以分别光学连 接到字母V形光波导2。同时，垂直端面也形成在字母V形光波导2的交叉部 分处，用于形成多层介质膜3 (端面形成步骤)。艮P，图6显示了用于蚀刻掩膜的抗蚀图案B11的形成步骤(端面形成步 骤A—抗蚀图案形成步骤，步骤S104)。此外，图7显示了通过使用抗蚀图 案B11作为蚀刻掩膜干蚀刻上镀层10到硅基板1的顶面的上述端面的形成 步骤(端面形成步骤2—蚀刻步骤，步骤S105)。通过这些步骤，获得了用 于光学连接半导体激光器4和光纤6到字母V形光波导2的端面，同时也获得 了多层介质滤光片3将要形成处的平滑的端面12。接下来，如图8中所示，抗蚀图案B11被移除，且包括字母V形截面的 凹槽13形成，从而光纤6可以布置在适当的位置(V截面凹槽形成步骤，步 骤S106)。在图8中，硅基板的切割边缘14被图示用于描述在根据示范性实施例的平滑端面12与硅基板1的切割面之间的阶梯结构。接下来，如图9中所示，集体形成在晶片上的双向光学发送/接收模块 在垂直方向(在此被称为纵向方向)上相对于字母V形光波导的交叉部分 被分开，从而多个双向光学发送/接收模块以条形状态在横向方向上连接 成线。此时，双向光学发送/接收模块在存在至少3um的阶梯结构的位置 上的切割面A15处被分开，从而上述平滑端面12没有因为切割受损(光学 模块纵向方向切割步骤，步骤S107)。在此分离步骤中，有必要达到大约 lmm的深度。因此，仅使用干蚀刻的方法对于生产率是不实际的。接下来，如图10中所示，多层介质滤光片3通过已知的方法(溅射法) 形成在平滑端面12上(多层介质膜形成步骤，步骤S108)。通常，在多个 光学模块以条形状态在横向方向上排成行的同时执行此步骤。由此，为了 清楚地图示此状态，在横向方向上接着排列的光学模块16图示在图中。接下来，如图ll中所示，在条形状态的光学模块通过在"横向方向" 上的切割分成每一个片(光学模块横向切割步骤，步骤S109)。此时，如 果切割面B17与多层介质滤光片3交叉，会产生多层介质滤光片3的碎片和脱落物，从而导致产量降低和可靠性降低。由此，理想的是上述平滑端面 12从切割面B17分离。因此，理想的是在用于形成端面的上述蚀刻步骤(步 骤S105)中在横向方向上的相邻光学模块之间的边界处还蚀刻上镀层等。最后，如图12中所示，半导体激光器4、光敏二极管5、和光纤6布置 在规定的位置(元件布置步骤，步骤SllO)，从而完成根据利用多层介质 滤光片3的多路分解特性的示范性实施例的双向光学发送/接收模块。半导 体激光器4、光敏二极管5等适当地电连接，同时用于半导体激光器4、光 敏二极管等的布线的细节被省略，因为这不是本发明涉及的要点。此外，通过控制蚀刻深度，即在形成平滑端面12时执行足够深的蚀刻， 或当达到图8中的适当深度时停止平行于端面12执行的切割，也可以在图 13中的晶片18的状态下集体形成多层介质滤光片3部分。作为上述制造方法的第一效果，通过与光学模块纵向方向分离步骤分 开的干蚀刻步骤可以形成高度平滑的端面和多层介质滤光片。由此，可以 提供具有优异的多路分解特性的双向光学发送/接收模块。此外，因为用于切割的切割边缘在光学模块横向分离步骤时没有与上述多层介质滤光片接触，所以由于多层介质滤光片3的脱落物与碎片造成 的可靠性的降低得以防止。这使得可以高产出地制造可靠性高的双向光学 发送/接收模块。此外，上面描述了在光学模块在纵向方向上分离以形成为条形状态的 同时形成多层介质滤光片3。然而，如图13A和13B中所示，也可以将多层 介质膜3集体形成在光波导形成晶片18上。为此，在上述制造步骤中，可以在光学模块基板l没有分开的同时， 执行下面的程序以在晶片上集体形成多层薄膜。即，在用于形成图7中示 出的平滑端面12的蚀刻时，执行足够深度的蚀刻E以便形成端面12和端面 15到如图13A中的光波导形成晶片18上。然后，如图13B中所示，多层膜原 料流19沉积在倾斜状态的晶片18上(其中该晶片18已经执行了充分的蚀 刻)，从而在端面12、端面15和蚀刻部分E上形成多层介质滤光片3。此后， 在图9中示出的切割步骤不被执行或者当达到图9中示出的"光学模块纵向 方向分离步骤(步骤S107)"中适当的深度时停止平行于端面12执行的切 割，从而多层薄膜在光学模块基板l没有分离的情况下集体形成在晶片上。利用此，多层介质滤光片可以通过执行集体处理形成在晶片上。这提 供了下面的效果在制造时条形光学模块的运输、放置等可以得到简化。 (关于双向光学发送/接收装置40)上述双向光学发送/接收模块30实际上用作图14中示出的双向光学发 送/接收装置40。双向光学发送/接收装置40包括上述双向光学发送/接收模块30;发 光元件驱动控制装置41，利用来自外部的传输电信号，用于驱动控制发光 元件(半导体激光器)4，所述发光元件设置到所述双向光学发送/接收模 块30上；和接收信号输出装置42，用于朝向外部输出接收的信号，所述接 收的信号由作为光接收元件的光敏二极管5进行光电转换。由此，发光元件(半导体激光器)4由发光元件驱动控制装置41控制 和操作，从而它可以将规定的通信发送光经由上述字母V形光波导2发送到 光纤6。同时经由光纤6从外部接收的接收光通过字母V形光波导2被引入， 经由多层介质滤光片3发送到光接收元件(光敏二极管)5，转换成电信号， 并将电信号发送到外部。通过这样，可以实现双向光学发送和接收。14在该双向光学发送/接收装置40中，主要部件也是对此有改进的双向 光学发送/接收模块30。因为双向光学发送/接收模块30具有平滑的端面， 形成在其上的多层介质滤光片具有高性能的多路分解特性。因此，可以提 供高性能的双向光学发送/接收模块，利用该双向光学发送/接收模块发送 光不会与接收光混合。此外，也可以提供使用这种模块的双向光学发送/ 接收装置，以及可靠地提供双向光学发送/接收模块的结构简单、成本低 的制造方法。下面将描述本发明的另一示范性实施例。如图1中所示，在上述实施例中，字母V形光波导用作双向光波导2， 且交叉部分形成为折叠结构。然而，本发明不限于此。此处的折叠结构指 具有对两个波长的光学信号进行多路分解的功能。代替字母V形光波导2， 也可以使用图15A和15B中示出的双向光波导2。如在图15A中示出的双向光 波导2，可以使用多模式干涉型(醒I)光波导。图15A中示出的多模式干 涉型光波导2包括在折叠结构端面12上的滤光片3，且折叠结构的端面12布 置在相对于基板l的端面凹入到内侧的位置。如图15B中示出的双向光波导 2，可以使用定向耦合(DC)型光波导。图15B中示出的定向耦合型光波导 2包括在折叠结构端面12上的滤光片3，且折叠结构端面12布置在相对于基 板l的端面凹入到内侧的位置。此外，为了通过使用单芯光纤利用两种波长的光进行同时双向通信， 根据本发明的另一实施例的双向光学发送/接收模块可以包括发光元件； 光接收元件；形成在基板上的字母V形光波导；和在字母V形光波导的交叉 部分处形成在端面上的多层介质滤光片，所述多层介质滤光片反射来自发 光元件的光并透射接收光和将发送光引导到光接收元件，其中端面通过 蚀刻形成；阶梯结构设置在端面与基板的切割面之间用于防止切割工具在 切割时与端面接触；且光接收元件的多层介质膜形成在端面上。因此，与同步执行对基板的切割以及形成端面的方法不同，端面可以 通过蚀刻平滑地形成。另外，阶梯结构形成为切割工具在切割基板时没有 与端面接触，从而防止切割工具在切割时与端面接触。因此，端面可以有 效地避免在加工时在其上形成粗糙度，从而对多路分解特性的不利影响得 以避免。结果，可以形成高品质多层介质膜，从而利用结构简单和成本低的制造方法可以可靠地获得希望的多路分解特性。根据本发明的另 一实施例的双向光学发送/接收模块制造方法可以包 括以下步骤在基板上形成字母V形光波导的步骤；通过蚀刻形成端面的端面形成步骤，所述端面在字母v形光波导的交叉部分处与字母v形光波导垂直；用于在通过阶梯结构隔离的位置处(以便防止切割工具接触端面)将另一双向光学发送/接收模块从基板切割的切割步骤；和多层介质膜形成步骤，用于在端面上形成多层介质膜，所述多层介质膜反射发送光波长 并透射接收光波长。根据本发明的再一实施例的双向光学发送/接收模块制造方法可以包括以下步骤波导形成步骤，用于在基板上形成字母V形光波导；端面形成步骤，用于通过蚀刻形成端面，所述端面在字母v形光波导的交叉部分处与形成的字母V形光波导垂直；多层介质膜形成步骤，用于通过晶片集 体工艺(生产)在端面上形成多层介质膜，所述多层介质膜反射发送光波长并透射接收光波长；和切割加工步骤，用于在从端面朝向外侧突出并且也在端面的相同侧的位置处在基板上执行切割加工。如此，多层介质薄膜可以通过执行集体工艺(生产)而形成在晶片上。这提供了如下优点可以简化条形光学发送/接收模块在制造时的运输、 放置等。该方法可以是在上述切割加工步骤中仅仅执行轻微切割从而基 板没有分离；在多层介质膜形成步骤中通过执行晶片集体工艺(生产)形 成多层介质膜；和此后执行完全分离步骤。尽管本发明己经参照其示范性实施例被具体示出和描述，但是本发明 不限于这些实施例。本领域普通技术人员将理解的是，在不偏离由权利要 求限定的本发明的精神和保护范围的情况下，可以做出各种形式上和细节 上的改变。
权利要求
1、一种双向光学发送/接收模块，包括发光元件，用于通过使用单芯光纤利用两种波长的光执行同时双向通信；双向光波导，所述双向光波导形成在基板上并连接到发光元件；和多层介质滤光片，所述多层介质滤光片形成在光波导的折叠结构的端面上，所述多层介质滤光片具有反射来自发光元件的发送光的特性以及透射来自外部的接收光的特性，其中所述光波导的折叠结构端面布置在相对于基板的端面退回到内侧的位置。
2、 根据权利要求l所述的双向光学发送/接收模块，其中阶梯结构形 成在光波导的折叠结构的端面与基板的端面之间，从而折叠结构的端面因 为阶梯结构从基板的端面的位置偏移。
3、 根据权利要求2所述的双向光学发送/接收模块，其中所述光波导的折叠结构的端面通过蚀刻形成并且基板的端面通过切割形成。
4、 根据权利要求2所述的双向光学发送/接收模块，其中所述光波导的折叠结构的端面以及所述基板的端面通过蚀刻形成。
5、 根据权利要求2所述的双向光学发送/接收模块，其中所述光波导 的折叠结构的端面以及所述基板的端面彼此偏离至少3^im的距离。
6、 一种双向光学发送/接收装置，包括 双向光学发送/接收模块；发光元件驱动控制装置，用于利用来自外部的发送电信号驱动控制发 光元件，所述发光元件将光学信号输入到双向光学发送/接收模块；和接收信号输出装置，用于将接收信号输出到外部，所述接收信号通过 将在光接收元件处从双向光学发送/接收模块接收的光学信号进行光电转 换而获得，其中所述双向光学发送/接收模块包括-发光元件，用于通过使用单芯光纤利用两种波长的光执行同时双向通信；双向光波导，所述双向光波导形成在基板上并耦合到发光元件；和多层介质滤光片，所述多层介质滤光片形成在光波导的折叠 结构的端面，所述多层介质滤光片具有反射来自发光元件的发送光的特性 以及透射来自外部的接收光的特性，其中所述光波导的折叠结构端面布置在相对于基板的端面退回 到内侧的位置。
7、 一种双向光学发送/接收模块的制造方法，包括步骤-在基板上形成双向光波导；和在从基板的端面退回到内侧的位置形成端面，所述端面相对于光波导 的折叠结构的位置垂直于光波导。
8、 根据权利要求7所述的双向光学发送/接收模块的制造方法，其中 阶梯结构形成在光波导的折叠结构的端面与基板的端面之间，从而由于阶 梯结构，在交叉部分处的端面形成在从基板的端面偏移的位置。
9、 根据权利要求7所述的双向光学发送/接收模块的制造方法，其中 所述光波导的折叠结构的端面通过蚀刻形成，且基板的端面通过切割形 成。
10、 根据权利要求7所述的双向光学发送/接收模块的制造方法，其 中所述光波导的折叠结构的端面以及所述基板的端面通过蚀刻形成。
11、 根据权利要求7所述的双向光学发送/接收模块的制造方法，包括步骤在光波导的折叠结构的端面上形成多层介质膜，所述多层介质膜用于 反射发送光波长并且透射接收光波长。
12、 根据权利要求ll所述的双向光学发送/接收模块的制造方法，其 中所述多层介质膜通过施加蚀刻加工或切割加工到基板没有被分开的程 度，形成在端面上。
13、 根据权利要求12所述的双向光学发送/接收模块的制造方法，其中所述多层介质膜通过在基板倾斜的同时淀积原料流而形成。
14、 根据权利要求13所述的双向光学发送/接收模块的制造方法，其中所述多层介质膜形成在晶片上。
全文摘要
本发明提供了一种性能优良的双向光学发送/接收模块等，所述双向光学发送/接收模块包括多路分解装置，该多路分解装置使用字母V形光波导以及多层介质滤光片。在多层介质膜形成处形成端面，以及光学模块的分离以几个单独的步骤完成，且在字母V形光波导的交叉部分处的、多层介质滤光片形成在其上的端面通过干蚀刻形成以实现很高的平滑度。此外，光学模块的切割面设置在与端面距离至少3μm的位置处。这样，平滑的端面被防止出现由光学元件分离步骤引起的切割面的粗糙度，且多层介质滤光片形成在所述端面上。
文档编号H04B10/24GK101241208SQ20081000530
公开日2008年8月13日 申请日期2008年1月30日 优先权日2007年1月30日
发明者千田浩明 申请人:日本电气株式会社