专利名称：光波波分复用发射和接收模块的制作方法
技术领域：
本发明一般地与光波波分复用(WDM)发射和接收模块有关，特别地与微机械加工的光波波分复用发射和接收模块有关，该模块以各向异性腐蚀的硅片为安装其光学元件和光电元件的平台，并以同一硅片上形成的微结构为制造光学元件，包括复用器(multip1exer)和解复用器(demu1tiplexer)的基本构件。
光纤到家庭(FTTH)和光纤到办公桌(FTTD)等全光纤化用户网是提供用户高带宽通信必不可少的基础设施。这种光纤用户网的建造技术现时并不难寻求，但建造的成本却高等难以让普通用户承受，除非比较大地降低成本，特别是降低用作光波波分复用发射和接收模块的光电网络单元的成本，否则将由于无法迅速开拓市场而发展艰难。
在市场需求的强力驱动下，数种制造光波波分复用发射和接收模块的技术已经发展或正在发展，这些技术对产量的提高和成本的降低都能起到程度不同的作用，因而使得FTTH和FTTD的实现逐步变得明朗起来。
已经发展出来的一种光波波分复用发射和接收模块如
图1所示，主体为一条形金属块101，沿其纵向中心线方向挖空成长管状，一隔离管104插入其中。隔离管104的一端安装一个TO管壳封装的光发射器102，隔离管的一侧安装一个TO管壳封装的光接收器103，两个TO管壳的纵向中心延长线相交于隔离管的纵向中心线。一根光纤108穿过一个处于隔离器另一端口的连接器108，插入隔离器104。插入光纤104的前方有一个球形透镜106，由隔离管104夹于其中，球形透镜104的前方有一个分光器(splitter)105，悬挂于一长杆的一端，而长杆的另一端固定在隔离管104的内壁上。由光纤108输入的光束由分光器105反射到接收器103上。反射光的波长由滤光器(filter)的选择性确定，只有波长被选定的光束通过，其它则都被阻挡。模块组件的装配均分两步进行第一步，逐一调整各个组元位置，使其与光纤输入光束的通行路径对准；第二步，将各个组元固定在调整好的位置上。
这种模块虽然已经成为产品并已得到应用，但其不足之处是显而易见的。为了达到模块的输入和输出性能满足应用的要求，光波发射器和接收器都须逐一与各个光学元件进行光路对准。这是一项既复杂又费力的工作，致使其生产成本长期居高不下。此外，光发射器的聚光透镜被封入密闭的隔离管内，与光发射器非常靠近，调整透镜的位置使其与光发射器达到光路对准非常困难。这种高强度的操作不仅使得制造成本增加许多，其产品性能也很难得到保证。
正在发展的一种光波波分复用发射和接收模块如图2所示，主要由三部分组成，即光学元件片201，光网络单元片206，和电子元件片210。光学元件片包括一腐蚀有V形槽的硅片202和置于V形槽内由中心控制室传至用户网的光纤201。光纤203被耦合到微透镜205上，波长1.3μm(数位声音信号)和1.55μm(类比图象信号)的光束由微透镜转变为准直光束。光网络单元片206由玻璃片叠层结合而成，玻璃片涂敷有多层电介质薄膜，形成滤光器207，半反接镜209，和抗反射膜208a,208b。1.3μm和1.55μm波长光束由多层介质滤光器207分开，1.3μm波长的光束沿原来的方向直线传输，而1.55μm波长的光束则以一定的角度进行反射。1.3μm波长的光束先后经半反光镜209和反光镜208b反射，再经一微透镜聚焦，最后由1.3μm波长的光探测器212转变成电信号。1.55μm波长的光束由反光镜208a反射，再经一个微透镜聚焦，最后由1.55μm的光探测器转变成电信号。电子学元件片210上的激光二极管211用来发射1.3μm的单色光束，发射出的光束经由微透镜转变成准直光束。准直光束进入光网络单元片206后，先沿直线方向通过半反光镜209和滤光器207，然后由另一微透镜聚焦于光纤203的插入端纤芯。微透镜与光纤插入端纤芯的耦合由一个插入式微型连接器204担负。滤光器207，半反光镜209，和反光镜208a,208b采用电子束蒸发沉积技术制造。
显然，在这种模块的配置中，光网络单元和微透镜虽然实现了单片集成，但它们的组合仍需通过插入式的连接器。在将光网络单元和微透镜连接到插入式连接器的过程中，主动式的光路对准和随后的位置固定依然是不可缺少的。更麻烦的是进行光网络单元与光电子元件的对准，这是因为光网络单元的尺寸已经是微型化了，但电子学元件并未相应地缩小，从而使得电子学元件的装配变得非常复杂。
本发明的第一个目的是提供一种光波波分复用发射和接收模块，用微机械加工的硅片作为安装其光学元件和电子学元件的平台，并在用作平台的同一硅片上形成微结构，供作制造复用器和解复用器的建造材料。
本发明的另一个目的是提供一种光波波分复用发射和接收模块，其所需光学元件，包括微透镜，滤光器，半反光镜，和反光镜等用类似于制造半导体器件的技术进行大批量和低成本生产。
本发明的第三个目的是提供一种光波波分复用发射和接收模块，其所需光电子元件的安装采用类似于微电子多芯片模块(MCM)封装的技术进行大批量和低成本封装。
本发明的第四个目的是提供一种光波波分复用发射和接收模块，其光纤的插入实现被动式的光路对准，即光纤一经插入安装平台就自动瞄准了预先设定的光路对准方向，无需再进行光路调整。
本发明的第五个目的是提供一种光波波分复用发射和接收模块，其光发射器预先安装于V形底座上，其V形底座与安装平台的V形槽相互匹配，光发射器连同底座一经置入安装平台就自动瞄准预先设定的光路对准方向。
本发明的第六个目的是提供一种光波波分复用发射和接收模块，其微透镜预先安装于V形底座的侧面，其V形底座与安装平台的V形槽相互匹配，微透镜连同底座一经置入安装平台就自动瞄准预先设定的光路对准方向。
下述附图配合随后对本发明的详细说明，有利于加深对本发明的全面深入理解。
图1为已有技术提供的一种光波波分复用发射和接收模块的横截面示意图。
图2为已有技术提供的另一种光波波分复用发射和接收模块的横截面示意图。
图3为本发明提供的光波波分复用发射和接收模块的横截面示意图。
图4为图3所示本发明提供的光波波分复用发射和接收模块沿AA线切开的横截面示意图。
图5为图3所示本发明提供的光波波分复用发射和接收模块沿BB线切开的横截面示意图。
图6为图3所示本发明提供的光波波分复用发射和接收模块沿CC线切开的横截面示意图。
图7为图3所示本发明提供的光波波分复用发射和接收模块沿DD线切开的横截面示意图。
图8A至图8C表示图3所示本发明提供的光波波分复用发射和接收模块的安装平台在各主要制造阶段的结构顶视图。
图9表示图3所示本发明提供的光波波分复用发射和接收模块所用的V形底座支持的光发射器在各主要制造阶段的横截面图。
图10表示图3所示本发明提供的光波波分复用发射和接收模块所用的V形底座支持的微透镜在各主要制造阶段的横截面图。
图11为图3所示本发明提供的光波波分复用发射和接收模块全部安装完毕的顶视图。
上述目的以及其他目的可通过本发明提供的光波波分复用发射和接收模块付诸实现。如图3所示，本发明提供的光波波分复用发射和接收模块有一硅片301，已用各向异性腐蚀技术进行过微机械加工，其上表面沿一条公共的中轴线依次排列三个V形槽301a,302b，和302c，其中心槽为302b，两侧槽为301a和301c，两侧槽延伸到硅片的边缘。V形槽302c的唯一一个与中轴线相交的斜坡状端面覆盖有多层电介质薄膜形成的滤光器303。V形槽302b的一个与中轴线相交且与上述斜坡状端面平行的斜坡状端面覆盖有多层电介质薄膜形成的半反光镜304。V形槽302b的另一个与中轴线相交的斜坡状端面和V形槽302a的唯一一个与中轴线相交的斜坡状端面，被垂直下切形成两个平行的垂直端面，其上覆盖有多层电介质薄膜形成的抗反射膜305a和306b。
本发明的光波波分复用发射和接收模块还有一根光纤312，一个光发射器307，三个微透镜309a,309b,309c，和两个光接收器310,311。光纤312从V形槽302c的边缘开口插入其内，其光纤近端纤芯瞄准槽的中轴线方向。一个预先安装于V形底座的光发射器307，连同底座一同置入V形槽302a内，通过对光纤施加一定的压力达到V形底座与V形槽的紧密配合。形成于V形底座308,308b,308c侧面的微透镜309a,309b,309c连同底座分别置入于V形槽302a,302,302c内，自动实现与槽间的紧密配合。光发射器307发射出的光束依次通过微透镜309a，抗反射膜305a，第一个锥形硅墙，半反光镜304，微透镜309b，抗反射膜305b，第二个锥形硅墙，以及滤光器303，然后进入光纤312的纤芯。光接收器311横跨V形槽302c的上方安置，其下表面对着滤光器303，光纤312输入的第一波长的光束经滤光器303反射，落在其光灵敏区域。另一个光发射器312横跨V形槽302b的上方安置，其下表面对着半反光镜304，光纤312输入的第二波长的光束穿过滤光器303，经半反光镜304反射，落在其光灵敏区域。
本发明的光波波分复用发射和接收模块的设定工作光波波长为1.3μm和1.55μm，硅吸收光谱的吸收边为1.15ev或0.727μm，对于设定的1.3μm和1.55μm波长，硅是透明的。滤光器303设定于对1.3μm波长的光束透射，对1.55μm波长的光束反射。半反光镜304设定于对1.3μm波长的光束半反射和半透射。
参考图4，该图为沿图3中的AA线剖开的横截面示意图。由图可见，一个预先安装于V形底座的光发射器置于硅片的一个V形槽内。光发射器为半导体激光二极管307，其发光区为底部中心附近的窄条316，底部表面两侧为焊接块315。V形底座306由(100)硅片经各向异性腐蚀而成，由另一(100)硅片301腐蚀形成的V形槽302a与V形底座306阴阳相配。激光二极管307倒置于V形底座306上，其焊接块315朝下，与硅片301上的熔焊凸块314相对。通过熔焊块314熔融时由表面张力产生的恢复力，可使激光二极管307处于硅片301上设定的位置，从而保证激光二极管307的发光区316瞄准V形槽302a的纵向中轴线方向。
参考图5，该图为沿图3中的BB线剖开的横截面示意图。由图可见，一个光接收器或一个光探测器310的下表面中心为光灵敏区可见，一个光接收器或一个光探测器310的下表面中心为光灵敏区319，两侧为焊接块318。硅片301被腐蚀形成V形槽，其一斜坡状的侧面形成有一多层电介质半反光镜304。硅片301表面，半反光镜上方的两侧形成有熔焊凸块317。光探测器310安置于硅片301上方，焊接块318与熔焊凸块317熔融时由表面张力产生的恢复力使其自动定位于设定的对准于光路的位置。
参考图6，该图为沿图3中的CC线剖开的横截面示意图。由图可见，一个由底座支持的微透镜置于一个V形槽内。微透镜底座308c的侧面为V形，与硅片301的V形槽302c相互匹配，因此连同底座一同置于槽内的微透镜的中心光轴与V形槽的纵向中轴线是自动对准的。
参考图7，该图为沿图3中的DD线剖开的横截面示意图。由图可见，一根光纤704平放于硅片701的V形槽302c内。硅片301除腐蚀形成V形槽302c以外，还形成一对定位槽320。为了确保光纤312处于V形槽302c的底部，光纤上有一盖板313。盖板313由另一硅片各向异形腐蚀制成，其底面形成有定位凸条321，恰好插入定位槽320内，由此保证光纤312的近端纤芯瞄准V形槽302c的纵向中轴线方向。
本发明提出的如图3所示的光波波分复用发射和接收模块用微机械加工的硅片作为安装平台，组建模块所需的光发射器，光接收器，微透镜，和光纤都安置于安装平台上。此外，通过微机械加工，还在同一硅片上形成微结构，用于制造光学元件的基本构件。配合适当的类似半导体器件的加工技术，在这些结构上形成多层电介质滤光器，多层电介质半反光镜，以及多层电介质防反射膜。
图8A至图8C表示利用硅片形成安装平台和微结构，并在微结构上形成多层电介质滤光器，多层电介质半反光镜，和多层电介质防反射膜的过程。
参看图8A，一块晶面(100)单面抛光的硅片401由微机械加工形成三个V形槽405a,405b，和405c。这些V形槽沿一条公共的中心轴线排列穿越硅片，405b居中，405a和405b分居两侧。V形槽405a分为两段，较宽的406a和较窄的407a，槽的一端408a为斜坡状，与其相对的一端为开口。V形槽406b的两相对的端面408b和409a均为斜坡状。V形槽405c也分为两段，较宽的406b和较窄的407b，槽的一端409b为斜坡状，与其相对的一端为开口。硅片同时由微机械加工形成一对较浅较短的V形槽410，该槽与V形槽405a,405b，和405c的纵向中轴线平行。硅片401的表面涂敷一层电介质402，金属化图形403和熔焊凸块404在其上形成。
硅片401的微机械加工基于氢氧化钾(KOH)溶溶对硅的各向异性腐蚀特性。由于硅片的{111}面被氢氧化钾腐蚀的速率远低于{100}面，腐蚀总是终止在{111}面上，故(100)硅片里形成的腐蚀坑最终都是以{111}面为边界面。在进行腐蚀之前，硅片的表面覆盖一复合层402。复合层402分两步形成，第一步，在1100℃的氧气中进行热氧化生成厚1000的SiO2，第二步，由低压化学气相沉积(LPCVD)形成厚1500的Si3N4。复合层402既用作抗KOH溶溶腐蚀的保护层，又用作金属化的电绝缘层。金属化用的导电材料为铬(Cr)/金(Au)复合层， 由电子束蒸发沉积形成。对Cr/Au复合层进行第一次光刻腐蚀，形成金属化图形403。接着进化第二次光刻，形成电镀图形。以光刻胶为掩膜进行铟(In)电镀，在Cr/Au导电条上形成In凸榫404。
硅片进行各向异性腐蚀的条件为溶液浓度40wt％的KOH，电磁搅拌溶液形成对流，溶溶温度保持在70℃。腐蚀掩蔽图形为对SiO2/Si3N4复合层进行光刻腐蚀形成的矩形窗口，其矩形边对准硅片的<110>晶向。随着腐蚀时间延长，腐蚀不断向硅片的深处进行，只要腐蚀时时足够长，最终形成的腐蚀坑呈倒置梯形平台状，梯形平台四个侧面为{110}晶面。测量表明，{111}晶面是原子级平整度的平面，可用作高质量的光反射面。由于腐蚀坑斜坡状的{111}面与硅片表面相交54.74°，经置于V形槽内的光纤输入而由此面反射的光束将以小角度人射于V形槽上方的光探测器，这有利于降低由光探测器返回光纤的反射光强度。由此产生的反射光束的位置移动可以通过光路的设计，特别是探测器的安装位置选定而得到弥补，从而使光束落点仍旧处于探测器光敏感区的中心部位。
由于电介质SiO2和Si3N4，金属Cr和Au都面耐KOH溶溶的腐蚀，金属化图形的形成可以在各向异性腐蚀之前进行。其好处是在随后的加工过程中硅片表面始终保持平面，从而使得工业标准化的平面制造工艺得以采用，并可避免{111}镜面质量在金属化热处理的过程中遭到损坏。尽管在进行各向异性腐蚀时金属化图形表面未加保护层，但经长时间腐蚀，未见金属层对硅表面的黏附性有退化的迹象。
图8B表示在斜坡状端面409a上形成多层电介质滤光器411和在斜坡状端面409a上形成多层电介质半反光镜412。多层电介质滤光器411由数对四分之一工作光波波长厚的高低折射率介质层组成。由于无定形Si硅的折射率为3.5i0.0025，而SiO2的折射率为1.4，两种材料的折射率相差比较大，很适合用来构成滤光器411和半反光镜412。无定形Si层和SiO2层由电子束蒸发沉积而成，蒸发掩膜衬底采用刚性较好的Mo板。无定性Si层和SiO2层的成对数目由计算多层电介质膜反射光和透射光强度的方法确定。半反光镜412也由数对无定形Si层和SiO2层构成，只是所用的成对数目不同而已。
图8C表示形成穿越硅片401的矩形槽413a和413b，槽内垂直侧面414a和414b，以及垂直侧面上抗反射膜415a和415b。槽413a和413b的形成采用激光刻蚀技术，激光束垂直照射硅片401表面，并沿着垂直于V形槽405a,405b,405c的纵向中轴线方向扫射，使其通过V形槽405a和405b的斜坡面。由于曝光的时间越长，去除的硅量越大，因而可以控制激光刻蚀过程，使V形槽405a和405b的斜坡被部分或全部切除，从而形成垂直侧面414a和414b。
槽413a和413b的形成也可采用砂轮刀切割技术。只要金刚砂的粒度比较小和砂轮的转速比较高，切割形成的垂直面414a和414b平整光亮。
抗反射膜415a和415b也是由数对四分之一工作光波波长厚的无定形Si和SiO2层形成，只是成对的数目比较少而已。
KOH溶液各向异性腐蚀硅片也用来形成光发射器预安装的V形底座，其形成过程如图9A至图9B所示。所用的起始材料为晶面(100)两面抛光的硅片501。硅片501经过热氧化形成厚1000的SiO2层，继而用LPCVD沉积厚1500的Si3N4层。在硅片501的背面用电子束蒸发沉积形成Cr/Au复合层，其中Cr层比较薄，用于增加Au层对硅片表面的黏附性。进行第一次光刻腐蚀，在硅片501的正面形成腐蚀掩蔽图形502。并进行第二次光刻腐蚀，在硅片501的背面形成金属化图形，包括焊接块503，如图9A所示。接着将光发射器504键合到硅片501的背面，使光发射器504的熔焊凸块505与硅片501的焊接块503一一对应接触，并通过加温使其熔化结合在一起，如图9B所示。然后用黏合剂507将硅片501贴接到玻璃片506上，并投入KOH溶蚀进行腐蚀，形成穿透硅片501的腐蚀坑，将硅片分割成许多倒置的梯形平台508，如图9C所示。最后用有机溶剂浸泡去除黏合剂507，分离出腐蚀形成的小芯片，如图9D所示。每个芯片包括光发射器504，V形底座508，焊接块503，和溶焊凸块505。
图10A至图10C表示采用光刻胶加温回流技术形成微透镜的过程。如图10A和图10B所示，用甩胶机将一层光刻胶涂在玻璃片601上，经过曝光，显影，和定影，光刻胶被分割成小方块。在氮气中将玻璃片601加热使光刻胶熔化，此时由于表面张力的作用，融体收缩成半球形602。然后缓慢降温，使融体冷凝保持其半球形。球面的曲率半径由光刻胶的厚度和方块的大小确定。光刻胶半球的排列如图10B所示，603表示玻璃片601的分割线，沿此线可将玻璃片601分割成许多相同大小的等边三角形，每个等边三角形包含一个微透镜。等边三角形的两底角为57.7°，顶角为70.6°，顶角的度数正好等于(100)硅片V形腐蚀槽的底角度数。
图11为本发明提出的光波波分复用发射和接收模块全面安装完毕的顶视图。模块包括按照本发明提供的方法和技巧制成的安装平台，多层电介质滤光器，多层电介质半反光镜，多层电介质抗反射膜，预装于V形底座的微透镜，和预装于V形底座的光发射器。由硅片形成的安装平台401表面覆盖以电介质层402，导电金属连线(403)形成于电介质层402之上。沿安装平台401的纵向中轴线方向，依次排列三个V形槽405a,405b，和405c，垂直于纵向中轴线方向，平行排列两个矩形槽413a和413b。多层电介质滤光器附着于V形槽405c的一个斜坡状端面上。多层电介质半反光镜附着于V形槽405b的一个斜坡状端面上。矩形槽413a由大部分切除V形槽405a的斜坡状端面408a形成，矩形槽413b由大部分切割V形槽405b的斜坡状端面408b形成。多层电介质抗反射膜415a附着于矩形槽413a的一垂直侧壁上，多层电介质抗反射膜415b附着于矩形槽413b的一垂直侧壁上。预装于V形底座419a的微透镜418a连同底座一同置于V形槽405a内，背靠抗反射膜415a。预装于V形底座419b的微透镜418b连同底座一同置于V形槽405b内，背靠抗反射膜415b。预装于V形底座419c的微透镜连同底座一同置于V形槽405c内，背向多层电介质滤光器。预装于V形底座的光发射器416连同底座一同置于V形槽405a内，其光发射条区瞄准V形槽405a,405b,405c的纵向中轴线方向。微透镜和光发射器置入V形槽后，用透明黏结剂固定其位置。光反射器与外电路的电连接通过金属线417，焊接块404，以及金属布线403。模块还包括光接收器和光纤。光接收器420安装于多层电介质半反光镜的上方，其光灵敏区朝下对准多层电介质半反光镜反射的光束方向。光接收器421安装于多层电介质滤波器的上方，其光灵敏区朝下对准多层电介质滤波器反射的光束方向。光纤422插入V形槽405c内，其近端纤芯瞄准V形槽405a,405b,405c的纵向中轴线方向。光纤422上方由盖板423压住，并用透明黏结剂固定。
上面对本发明提出的光波波分复用发射和接收模块的结构特征，制造技术，和工艺条件进行了详细说明。处于本技术领域的熟练工程技术人员，不难对上述结构特征，制造技术和工艺条件进行局部的修改，补充，删除，和调整，但仍不会偏离本发明的基本精神和技术要领。
权利要求
1．一种光波波分复用发射和接收模块，其结构特征包括一硅片，有两个V形槽沿同一中轴线排列，穿越硅片，其中第一个V形槽在硅片的中心部位有一个斜坡状端面，在硅片边缘有一个与其相对的开口，其中第二个V形槽在硅片中心部位有一个垂直端面，在硅片另一边缘有一个与其相对的开口，一多层电介质滤光器，附著于第一个V形槽的斜坡状端面，一多层电介质半反光镜，附著于第二个V形槽的垂直端面，第一个微透镜，附著于一个V形底座的侧面，连同底座置于第一个V形槽内，背向多层电介质滤光器，第二个微透镜，附著于一个V形底座的侧面，连同底座置于第二个V形槽内，背靠第二个V形槽的垂直端面，一个光发射器，安放于一个V形底座上，连同底座置于第二个V形槽内，发光区朝向第二个微透镜的正面，一个光接收器，置于第一个V形槽的上方，光灵敏区朝向多层电介质滤光器，和一根光纤，插入第一个V形槽内，近端纤芯朝向多层电介质滤光器。
2．一种光波波分复用发射和接收模块，其权利要求1所述硅片为(410)硅片。
3．一种光波波分复用发射和接收模块，其权利要求1所述硅片为(100)硅片。
4．一种光波波分复用发射和接收模块，其权利要求1所述支持微透镜的V形底座为玻璃底座。
5．一种光波波分复用发射和接收模块，其权利要求1所述支持微透镜的V形底座为硅底座。
6．一种光波波分复用发射和接收模块，其权利要求1所述支持光发射器的V形底座为硅底座。
7．一种光波波分复用发射和接收模块，其结构特征包括一硅片，至少有三个V形槽沿同一条中轴线排列穿越硅片，其中第一个V形槽处于硅片的一侧，伸展到硅片的边缘，有一个斜坡状端面和一个与其相对的开口其中第二个V形槽处于硅片的中心部位，有一个与前述斜坡状端面平行的斜坡状端面和一个与其相对的垂直端面；其中第三个V形槽处于硅片的另一侧，伸展到硅片的另一边缘，有一个与前述垂直端面平行的垂直端面和一个与其相对的开口，一个多层电介质滤光器，附著于第一个V形槽的斜坡状端面上，一个多层电介质半反光镜，附著于第二个V形槽的斜坡状端面上，两个多层电介质抗反射膜，分别附著于两个垂直端面上，第一个微透镜，附著于一个V形底座的侧面，连同底座一同置于第一个V形槽内，背向多层电介质滤光器，第二个微透镜，附著于一个V形底座的侧面，连同底座一同置于第二个V形槽内，背靠第二个V形槽的垂直端面，第三个微透镜，附著于一个V形底座的侧面，连同底座一同置于第三个V形槽内，背靠第三个V形槽的垂直端面，一个光发射器，附著于一个V形底座，连同底座一同置于第三个V形槽内，发光区朝向第三个微透镜的正面，第一个光接收器，置于第二个V形槽的上方，光灵敏区朝向多层电介质半反光镜，第二个光接收器，置于第一个V形槽的上方，光灵敏区朝向多层电介质滤光器，和一根光纤，从开口插入第一个V形槽内，近端纤芯朝向多层电介质滤光器。
8．一种光波波分复用发射和接收模块，其权利要求7所述硅片为(410)硅片。
9．一种光波波分复用发射和接收模块，其权利要求7所述硅片为(100)硅片。
10．一种光波波分复用发射和接收模块，其权利要求7所述支持微透镜的V形底座为玻璃底座。
11．一种光波波分复用发射和接收模块，其权利要求7所述支持微透镜的V形底座为硅底座。
12．一种光波波分复用发射和接收模块，其权利要求7所述支持光发射器的V形底座为硅底座。
13．一种制造光波波分复用发射和接收模块的方法，其制造特征包括准备一硅片，在硅片上用各向异性腐蚀液腐蚀形成三个V形槽，使其沿同一条中轴线排列穿越硅片，其中第一个V形槽处于硅片一侧并伸展到硅片的边缘，有一个斜坡状端面和一个与其相对的开口；其中第二个V形槽处于硅片的中部，有一个与前述斜坡状端面平行的斜坡状端面和一个与其相对的垂直端面；其中第三个V形槽处于硅片的另一侧并伸展到硅片的另一边缘，有一个与前述垂直端面平行的垂直端面和一个与其相对的开口，形成一个多层电介质滤光器，附著于第一个V形槽的斜坡状端面，形成一个多层电介质半反光镜，附著于第二个V形槽的斜坡状端面，形成两个多层电介质抗反射膜，分别附著于两个垂直端面，将第一个附著于V形底座侧面的微透镜连同底座一同置于第一个V形槽内，使其背向滤光器，将第二个附著于V形底座侧面的微透镜连同底座一同置于第二个V形槽内，使其背靠第二个V形槽的垂直端面，将第三个附著于V形底座侧面的微透镜连同底座一同置于第三个V形槽内，使其背靠第三个V形槽的垂直端面，将一个附著于V形底座的光发射器连同底座一同置于第三个V形槽内，使其发光区朝向第三个微透镜的正面，将第一个光接收器置于第二个V形槽的上方，使其光灵敏区朝向多层电介质半反光镜，将第二个光接收器置于第一个V形槽的上方，使其光灵敏区朝向多层电介质滤光器，和将一根光纤插入第一个V形槽内，使其近端纤芯朝向多层电介质滤光器。
14．一种制造光波波分复用发射和接收模块的方法，其权利要求13所述硅片为(410)硅片。
15．一种制造光波波分复用发射和接收模块的方法，其权利要求13所述硅片为(100)硅片。
16．一种制造光波波分复用发射和接收模块的方法，其权利要求13所述垂直端面由激光刻蚀相对应的斜坡状端面形成。
17．一种制造光波波分复用发射和接收模块的方法，其权利要求13所述垂直端面由砂轮刀切割相对应的斜坡状端面形成。
18．一种制造光波波分复用发射和接收模块的方法，其权利要求13所述支持微透镜的V形底座由砂轮刀切割其玻璃衬底形成。
19．一种制造光波波分复用发射和接收模块的方法，其权利要求13所述支持微透镜的V形底座由砂轮刀切割其硅衬底形成。
20．一种制造光波波分复用发射和接收模块的方法，其权利要求13所述支持微透镜的V形底座由激光刻蚀其玻璃衬底形成。
21．一种制造光波波分复用发射和接收模块的方法，其权利要求13所述支持微透镜的V形底座由激光刻蚀其硅衬底形成。
22．一种制造光波波分复用发射和接收模块的方法，其权利要求13所述支持光发射器的V形底座由各向异性腐蚀硅片形成。
全文摘要
一种光波波分复用发射和接收模块,用微机械加工的硅片作为安装所需光学元件和光电元件的平台,并在同一硅片上形成微结构,用以制造所需光学元件。硅片平台有三个V形槽,沿同一中轴线排列,旁边两个V形槽延伸到硅片的边缘,其中一个放置光纤。V形槽中的两个平行斜坡状端面附有多层电介质滤光器和半反射镜,另两个平行斜坡状端面加工成垂直端面,附有多层电介质抗反射膜。模块的光发射器和微透镜预置于V形底座,连同底座置入硅片的V形槽内。模块的两个光接收器,横跨V形槽,其光接收区分别瞄准滤光器和半反射镜。模块制造采用类似于半导体器件的制造技术,适合低成本大批量生产。
文档编号H04B10/02GK1303195SQ9912199
公开日2001年7月11日 申请日期1999年10月25日 优先权日1999年10月25日
发明者涂相征, 李韫言 申请人:李韫言