光收发信设备及其制造方法以及光半导体组件的制作方法

专利名称：光收发信设备及其制造方法以及光半导体组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过光纤维传送由半导体激光元件输出的光信号的光纤维通信用的，光收发信功能混合集成的光收发信设备及其制造方法，以及半导体激光元件与光纤维光学结合的光半导体组件。
近年来，已有人提出并研究这样一种光通信参加者的系统，他们用光纤维将发自中央局的数据以及通道的图像信息传送到一般家庭。在这种光通信参加者的系统中，在一般家庭的参加者终端需要能同时接收波长多重的不同种光信号的多数光收信设备，和由光通信参加者终端向中央局能传送请求或数据的光发信设备。另外，为了价格低，在光通信参加者系统中所使用的光收发信设备，不使收发光元件动作，而采用光纤维组合的调制方式的实用技术。
还有，为了使设备小型化及高功能化，则需要精密集成技术。
为此，作为光收信设备及光发信设备精密集成的光收发信设备，在1996年电子信息通信学会综合大会预报告集SC-2-5已有所记载，如图32(a)、(b)所示。
以下参照图32(a)、(b)，说明所述已有的光收发信设备。
图32(a)示出已有的光收发信设备的平面结构，图32(b)示出图32(a)的A-A线剖面结构，已有的光收发信设备包括相互结合的纤维块10与PLC(Planer Lightwave Circuit)基板20。纤维块10保持着光信号收发用的第一光纤维11以及光信号收发用的第二光纤维12各一端部。而PLC基板20保持着输出波长1.3μm波段光的半导体激光元件21、控制该半导体激光元件21输出的控制用接收光信号元件22、接收波长1.3μm波段光的第一收信用接收光信号元件23，以及透过波长1.55μm波段的光，保持反射波长1.3μm波段的光的WDM滤光器24，在内部形成光波导25。在收信用的第二光纤维12的另一端部连接收信波长1.55μm波段的光输出图像信息的第二收信用接收光的信号的元件13。
纤维块10与PLC基板20在输出口26及共用口27进行光学互相连接，由半导体激光元件21输出的波长1.3μm带发信用光，通过光波导25的Y型分支部25a之后，透过WDM滤光器24，此后，通过共用口27由第一光纤维11的另一端部输出。还有，由第一光纤维11的另一端部输入的波长1.3μm波段及1.55μm带收信用的光中1.3μm波段的光通过共用口27之后，透过WDM滤光器24，此后，通过光波导25的Y型分支部25a，在第一收信用接收光信号元件23收信。再者，在由第一光纤维11的另一端输入的波长1.3μm波段及1.55μm波段的收信用光中1.55μm波段的光经过WDM滤光器24反射之后，通过输出口26在第二收信用接收光信号元件13收信。
在所述已有的光收发信设备中，外部传送路——第一及第二光纤维11、13与PLC基板20组合以外的全部组合，都是通过被动式调制而进行的。
但是，在所述已有的光收发信设备中，使用光学PLC基板20作为光板。然而，在使用硅系PLC基板20的情况下，PLC基板20的长度缩短受到波导25最小半径的限制，因此PLC基板20的长度沿光进行方向变大，因而光收发信装置的小型化变得困难。也即是说，PLC基板20的波导25中存在着由于波导层与复盖层的折射率差而未损失的最小弯曲半径。该最小弯曲半径，可能由于的射率差变大而变小，但是，即使将折射率差大到0.75％(所谓0.75％的折射率差，是考虑波导内部损失和光纤维连接损失时的最大值)，最小弯曲半径也只能小到5mm。因此，图32所示的光收发信设备中，PLC基板20的光轴方向的长度最低也需要15mm，作为光收发信设备，特别需要纤维连接部分，因此，装置的光轴方向的长度为20mm以上。
在所述已有的光收发信设备中，输入PLC基板20的波导25的波长1.55μm波段的收信用的光，由PLC基板20的输出口26向第二光纤维12输出之后，通过第二收信用接收光信号元件13收信，由于这样的构成，即存在着光收发信设备低价格化及小型化受到制约的问题。
在组装工艺中，在PLC基板20通过切割制成切口槽，在该切口槽上插入WDM滤光器24之后，进行WDM滤光器24的位置及角度的调整，但是高精度地安装WDM滤光器是困难的，因此就存在着从共用口27射入之后向输出口26的光损失增大的问题。
在将纤维块10与PLC基板20结合时，由于第一光纤维11与输出口26，以及第二光纤维12与共用口27需要同时高致率地连接，因此需要主动调制位置的对准，从而存在着组装工艺复杂化的问题。
PLC基板20与半导体激光元件21、PLC基板20与第一收信用接收光信号元件23、半导体激光元件21与监测用接收光信号元件22，以及第一及第二光纤维11、12与PLC基板20均需高精度组装的组装工艺颇多，因此也存在着妨碍低价格化的问题。
但是，在作为光收发信设备使用的光半导体组件中，在硅组成的基板形成向光轴方向延伸的剖面V字形凹槽，将光纤维收入该凹槽，可将光纤维正确地组装在基板。
但是，关于半导体激光元件的组装问题，由于半导体激光元件及基板形成电极，以及半导体激光元件尺寸小等理由，正确地组装在基板是困难的。
因此，需要通过被动式调制方式，将半导体激光元件高度精确地组装在基板的技术。在T.Hashimoto et al，MOC’95，1965中提出了如图33所示的光半导体组件的制造方法。
即是说，在由硅组成基板30上形成决定沿光轴方向延伸的纤维位置用的凹槽31，以及沿与光轴垂直方向延伸的切口槽32，同时还形成由Au层组成的线路图形33，以及由Au层组成的决定位置用的基板标记34。另一方面，在半导体激光元件40的表面，也形成由Au层组成的表面电极(图示从略)以及由Au层组成的决定位置用的激光标记41。在这种情况下，基板30的线路图形33与基板标记34由相同工艺形成，半导体激光元件40的表面电极与激光标记41由相同工艺形成，因此不需要被动式调制的将殊加工工艺。
利用CCD摄像机52使从红外光源50射出，透过基体30及半导体激光元件40的红外线51接收光，通过图像认别基板30的基板标记34以及半导体激光元件40的激光标记41，使基板30的与半导体激光元件40对准位置。
还有，单模的光纤维60通过收入凹槽31，决定对光轴垂直面内的位置，通过与切口槽32的制动用壁面(半导体激光器元件一侧壁面)相接，决定光轴方向的位置。
但是，在所述已有的光半导体组件中，具有如下所说明的问题。
首先，与基板30的凹槽31相对，使其板30的表面与平行面内的光轴垂直方向的位置一致，需要对准为形成基板34的掩蔽位置。但是，在掩蔽位置对准时，必定产生掩蔽偏差，因此，在基板标记34与凹槽31之间发生位置偏差。还有，使用与凹槽31相对、位置偏差的基板标记34，进行半导体激光元件40的位置对准，因此，便有半导体元件40与基板30的凹槽31相对而产生双重位置的偏差问题。
还有，在利用CCD摄像机52使从红外光源50射出的红外线51接收光而进行图像识别时，同时观测与CCD摄像机52相对距离相互不同的基板标记24以及激光标记41，因此，具有任何一方的标记都散焦而模糊的图像识别的问题。
还有，基板标记34以及激光标记41愈是微细，愈可能准确而高精度的位置对准，然而通过蒸镀金属法形成基板标记34以及激光标记41，因此，基体标记34以及激光标记41的图象边缘以毫米级摇动，从而也有不能进行准确认别图像的问题。
还有，半导体激光元件40的射出端面与激光标记41相对距离，由于裂开时的精度而产生数微米级的偏差，同时，基体30的切口槽32的监测壁面与基板标记34的相对距离，也由于切口槽32的形成精度而产生数微米的偏差。
再有，根据已有的图像识别方法，利用从红外光源50射出的红外线51，通过图象认别基板标记34与激光标记41的重合图象，进行机械的调整，因此也有不可能控制半导体激光元件40的射出端面与激光标记41之间相对位置的偏差，以及基板30的切口槽32形成时的偏差的问题。
根据以上的说明的各种问题，在已有的光半导体组件中存在着半导体激光元件的光轴与光纤维的光轴发生巨大的位置偏差，同时半导体激光元件的射出端面与光纤维射入端面的距离有巨大的位置偏差的问题。
鉴于上述所存在的问题，本发明的第一目的在于，提供一种集成度高且容易组装的光收发信设备，实现光收发信设备低价格化、小型化及高性能化；第二个目的在于，降低半导体激光元件的光轴与光纤维的光轴之间的位置偏差，同时降低半导体激光元件的射出端面与光纤维射入端面距离的偏差。
为了达到本发明的第一目的，本发明的第一光收发信设备包括有发送传送光信号和同时接收收光信号的光纤维；在相互之间的间隔，具有发送光信号区域及接收光信号区域，同时在发送光信号区域与接收光信号区域之间，具有纤维端部保持区域的第一基板，在所述第一基板光信号发送区域固定，并射出传送光信号的半导体激光元件；在第一基板的纤维端部保持区域设置，并保持从半导体激光元件射出的发送光信号射入光纤维的一端部的纤维端部保持手段；在第一基板的光信号接收区域固定，并保持光纤维主体部的第二基板；对以插入第二基板及光纤维主体部的形式保持，并透过从光纤维的另一端部插入的接收光信号进行反射的反射型滤光器；在第二基板上固定，并接收由反射型滤光器反射的接收光信号的接收光元件。
根据第一光收发信设备，保持光纤维主体部及收信用光接收元件，同时保持插入光纤维主体部的反射型滤光器的第二基板是具有固定半导体激光元件的同时，固定在通过纤维端部保持手段保持光纤维一端部的第一基板上，因此在将保持纤维主体部、反射型滤光器及收信用光接收元件的第二基板，与保持半导体激光元件及光纤维一端部的第一基板分别设置之后，可将第二基板固定在第一基板。因此，与将半导体激光元件，光纤维的一端部及主体部，反射型滤光器以及收信用光接收元件固定在一个基板的结构相比，组装工艺变得容易了。
根据第一光收发信设备，在将半导体激光元件及光纤维一端固定在第一基板时，可以只考虑两者的位置关系，而且，在将反射型滤光器及收信用光接收元件固定在第二基板时，也可以只考虑两者的位置关系，因此，在正确保持两者位置关系的状态下，能够简易地固定半导体激光元件及光纤维的一端部，同时，在正确保持两者关系的状态下，也可简易地固定反射型滤光器及收信用的光接收元件。
在第一光收发信设备中，具有控制光纤维一端部的光轴，方向位置的决定光轴方向位置的手段，是理想的。
这样作，就可以控制光纤维一端部的光轴方向的位置，进而控制固定在第一基板上的半导体激光元件与光纤维一端间的距离，从而就可以谋求提高从半导体激光元件射出的光纤维一端部的结合效率。
在第一光收发信设备中，纤维端部保持手段具有控制光纤维一端部的光纤维一端部的光轴垂直面内的位置的决定光轴垂直面内的手段，是理想的。
这样作，就可以控制控制光纤维一端部的光轴垂直面内的位置，从而可谋求提高由半导体激光元件射出的光纤维一端部的结合效率。
在第一光收发信设备中，光轴垂直面内位置决定手段，是在第一基板的纤维端部保持区域沿光轴方向延伸而形成的，具有由开口部一方向底面一方相互接近的一对壁面，并且具有保持光纤维一端部的凹槽，以及在第一基板的凹槽上方固定，并将保持在凹槽的光纤维一端部压制在凹槽的一对壁面上的固定部件，这是理想的。
这样作，通过凹槽的一对壁面与固定部件，就可以三点支撑光纤维的一端部，从而可着实地控制沿光纤维一端部的光轴垂直面内的位置。
在第一光收发信设备中，光纤维端部保持手段包括在第一基板的纤维端部保持区域，沿光轴方向延伸形成，保持光纤维一端部的凹槽；在第一基板的纤维端部保持区域，沿与凹槽交差方向延伸且与凹槽连通而形成，并将向凹槽内所供给的树脂的树脂导入槽，这是理想的。
这样作，可以着实地将树脂从树脂导入槽导入凹槽内部，从而可着实地将光纤维固定在凹槽。
在第一光收发信设备中，光纤维端部保持手段在第一基板的纤维端部保区域，沿光轴方向延伸形成而保持光纤维的一端部的凹槽；在第一基板的纤维端部保持区域，沿与所述凹槽交差方向延伸而与凹槽连通形成，并将向凹槽内所供给的树脂向外部排放的树脂放出槽，这是理想的。
这样作，就可将供给凹槽的，用于固定光纤维的多余的树脂除放到外部的树脂排放槽，从而可防止由凹槽溢出的树脂到达半导体激光元件附近的事态发生，因而也可避免半导体激光元件的特性老化的事态发生。
第一光收信设备，在反射型滤光器与收信用光接收元件之间，还有反射由半导体激光元件射出的发信用光信号的反射膜。
这样作，可防止由半导体激光元件射出的发信用光信号射入收信用光接收元件的事态发生，因此，即使在半导体激光元件附近设置收信用光接收元件，也可防止由送信用光信号所发生的燥音。
第一光收发信设备，包括由光纤维主体部分及第二基板的反射型滤光器插入光纤维的另一端的保持，透过由半导体激光元件另一端射入的多数波段的收信用光信号中给定波段的收信用光信号的波长选择反射型滤光器；第二基板固定接收由波长选择反射型波光器反射的收信用光信号的另一收信用光接收元件，这是理想的。
这样作，在由光纤维另一端部射入的多数波段的收信用光信号中给定波段的收信用光信号可通过另一收信用光接收元件收信，从而可分别接收由中心局传送的多数波段的收信用光信号。
在这种情况下，在波长选择反射型滤光器与其他收信用光接收元件之间，具有选择地透过给定波段的收信用光信号的滤光器，这是理想的。这样作，可以防止由射入另一收信用光接收元件的发信用光信号以及给定波段以外的收信用光信号发生燥音。
为了达到所述的第一个目的，本发明第二个光收发信设备包括发送送用光信号的同时，接收收信用光信号的光纤维；在相互间隔具有光信号发送区域及光信号接收区域，同时在光信号发送区域与光信号接收区域之间具有纤维端部保持区域的基板；在基板的光信号发送区域固定，并射出送信用光信号的半导体激光元件3在基板的光信号传送区域设置，控制射入由半导体激光元件射出的发信用光信号的光纤维一端部的光轴方向的位置的光轴方向位置决定手段；在基板的纤维端部保持区域设置，在控制沿光纤维一端部的光轴垂直面内的位置状态下，保持纤维一端部的纤维端部保持手段；在基板的光信号接收区域设置，保持光纤维主体部的纤维主体保持手段；以插入纤维主体部保持手段及光纤维的形式保持，透过由半导体激光元件射出的发信用光信号的一方，反射由光纤维另一端射入的收信用光信号的反射型滤光器；在基板的光信号接收区域固定，接收由反射型滤光器反射的收信用光信号的收信用光接收元件。
根据第二光收发信设备，控制光纤维的一端部的光轴方向的位置决定手段，设置在基板光信号发送区域，从而可着实地控制光纤维一端部的光轴方向的位置，进而控制第一基板上固定的半导体激光元件与光纤维一端部之间的距离。还有，在控制与光纤维一端部的光轴垂直面内的位置的状态下，保持光纤维一端部的纤维端保持手段，设置在基板光纤维端部保持区域，因此，可着实地控制光纤维一端部的光轴垂直面内的位置。
因而，根据第二光收发信设备，在控制第一基板上固定的半导体激光元件与光纤维一端部之间的距离，同时控制光纤维一端部的光轴垂直面内的位置，从而可谋求提高由半导体激光元件射出的光的光纤维一端部的结合效率。
在第二光收发信设备中，纤维端部保持手段包括在所述基板以沿光轴方向延伸的方式形成，具有由开口部一方向底面一方相互接近的一对壁面，保持光纤维的凹槽；将在基板的纤维端部保持区域的凹槽的上侧固定，并保持在凹槽的光纤维一端部压接到一对壁面上的压接部件，这是理想的。
这样作，通过凹槽的一对壁面与压接部件，可三点支撑光纤维的一端部，从而可着实地控制光纤维一端部光轴垂直面内的位置。
为了达到所述的第一目的，本发明的光收信设备的制造方法，是以具有发送送信用光信号的同时接收收信用光信号的光学纤维的光收发信设备的制造方法为对象，在相互间隔中有光信号发送区域及光信号接收区域，同时在光信号发送区域及光信号接收区域间具有纤维端部保持区域的第一基板的纤维端部保持区域，具有可使纤维一端部保持剖面形状，并形成沿光轴方向延伸的光纤维端部保持用凹槽的凹槽制造工艺；在第一基板的光信号发送区域，固定射出发信用光信号的半导体激光元件的激光元件固定工艺；在第二基板，具有可使纤维主体部保持剖面形状，并形成向光轴方向延伸的光纤维主体部保持用凹槽之后，在该纤维主体保持用的凹槽内部固定光纤维主体部的纤维主体部固定工艺；在第二基板及光纤维主体部，形成沿光轴垂直方向延伸的切口槽之后，在该切口槽内部透过由所述半导体激光元件射出，射入光纤维的一端部的送信用光信号的一方，固定反射由光纤维的另一端部射入的收信用光信号的反射型滤光器的滤光器固定工艺；在第二基板的光纤维主体部保持用凹槽的上方固定接收由反射型滤型滤光器反射的收信用光信号的光接收元件的固定工艺；在第一基板的光纤维端部保持用凹槽固定光纤维的一端部，同时在第一基板的光信号发送区域，固定光纤维主体部，反射型滤光器以及收信用光接收元件所固定的第二基板的基板固定工艺。
在本发明的光收发信设备的制造方法中，凹槽制造工艺与激光元件固定工艺哪个在前均可。
根据本发明的光收发信设备的制造方法，因为将固定在半导体元件、光纤维的一端部以及收信用光接收元件的第二基板固定在第一基板，在第一基板与第二基板分别设置之后，就可以将第二基板固定在第一基板，从而与在一块基板上固定半导体激光元件、光纤维一端部及主体部、反射型滤光器以及收信用光接收元件的制造方法相比较，组装工艺变得容易了，同时可着实而简易地制造以被动式调制方式能够进行亚微米级光轴调整的光收发信设备。
在第二基板及第二基板的光纤维主体部保持用凹槽中固定的光纤维主体部，形成沿与光轴垂直方向延伸的切口槽之后，在该切口槽内部固定反射型滤光器，因此，反射型滤光器被着实地固定在光纤维的通路。
在将反射型滤光器固定在第二基板之后，在第二基板的光纤维主体部保持用凹槽的上方固定收信用光接收元件，从而使反射型滤光器与收信用光接收元件的位置关系获得准确的控制。
在第一基板上固定半导体激光元件之后，在第一基板上所形成的光纤维端部保持用凹槽，固定光纤维一端部，从而也使半导体激光元件与光纤维一端部的位置关系获得准确的控制。
在本发明的光收发信设备的制造方法中，基板固定工艺包括在控制光纤维的一端部的光轴方向的位置及沿光轴垂直面内的位置的状态下，在第一基板的光信号发送区域固定第二基板的固定工艺，这是理想的。
这样作，可控制第一基板上固定的半导体激光元件与光纤维一端部之间的距离，以及光纤维的一端部光轴垂直面内的位置，从而可制造由半导体激光元件射出的光与光纤维一端部的结合效率优良的光收发信设备。
在本发明的光收发信设备的制造方法中，凹槽制作工艺包括有在第一基板的纤维端部保持区域，沿与光纤维端部保持用凹槽相交的方向延伸，且与光纤维端部保持用凹槽连通的树脂导入槽的制造工艺；基板固定工艺包括通过由树脂导入槽向光纤维端部保持用凹槽供给的树脂，将光纤维的一端部固定在第一基板的光纤维端部保持用凹槽的固定工艺，这是理想的。
这样作，可着实地使树脂流入到光纤维端部保持用凹槽的内部，从而可着实在固定光纤维。
为了达到本发明的第二目的，本发明的第一半导体组件包括具有沿光轴方向延伸的凹槽及沿与光轴垂直方向延伸的切口槽的基板；在基板内固定，并射出半导体激光的半导体激光元件；在入射端面与切口槽的半导体激光一侧壁面相接触的状态下，收入基板的凹槽，并传送由半导体激光元件射出的激光的半导体激光元件；在入射端与与切口槽的半导体激光一侧壁面相接触的状态下，收入基板的凹槽，并传送由半导体激光元件射出的激光的光纤维；在所述基板内形成，并使半导体激光元件与基板位置对准的对准标记；对准标记是通过与凹槽相同的光刻及相同的腐蚀蚀刻的方法形成的。
根据第一光半导体组件，对准标记是通过与凹槽相同的光刻及相同的腐蚀蚀刻的方法形成的，因而在基板上所形成的对准标记与凹槽之间不会产生位置偏差，可大幅度地降低由对准标记决定位置的半导体激光元件与所述凹槽内所收入的光纤维之间的位置偏差，因此可提高激光与光纤维的结合效率。
在第一光半导体组件中，对准标记包括对基板半导体激光元件固定的区域两侧的光轴，形成对称位置的一对侧方的对准标记，这是理想的。
这样作，可降低半导体激光元件与基体之间的，基体表面与平行面的光轴垂直方向的位置偏差，因此可降低由半导体激光元件射出的激光与光纤维之间的，基体表面与平行面的光轴垂直方向的位置偏差，从而可大幅度地提高激光与光纤维的结合效率。
在第一光半导体组件中，对准标记包括在与基板切口槽的半导体激光一侧壁面的边缘部所形成的基板边缘对准标记，这是理想的。
这样作，可降低由半导体激光元件与基板间的光轴方向的位置偏差，以及半导体激光元件的射出端面与光纤维入射端面之间的距离偏离，从而可大大提高激光与光纤维的结合效率。
在第一光半导体组件中，对准标记包括对基板的半导体激光元件固定的区域两侧的光轴形成对称位置的一对侧方的对准标记；在与基板切口槽的半导体激光一侧壁面的边缘部所形成的基板边缘对准标记，这是理想的。
这样作，可降低由半导体激光器射出的激光与光纤维之间，基板表面与平行面的光轴垂直方向的位置偏差，以及半导体激光元件的射出端现与光纤维入射端面之间的距离偏差，从而可更进一步地提高激光与光纤维的结合效率。
第一光半导体组件一还包括在半导体激光元件的底面的光纤维侧的边缘部所形成的，使半导体激光元件与基体位置对准的激光边缘对准标记，这是理想的。
这样作，可降低在半导体激光元件与基体之间的光轴方向的位置偏差，以及半导体激光元件的射出端面与光纤维的入射端面之间的距离偏离，由于半导体元件的射出端面与光纤维的入射端面之间的距离能短，从而可大大提高激光与光纤维的结合效率。
这时，对准标记包括在与基板的切口槽的半导体激光一侧壁面的边缘部所形成的基板边缘对准标记。
这样作，半导体激光元件的射出端面与光纤维的入射端面之间的距离偏差获得更进一步的降低，因此可进一步地缩短半导体激光元件的射出端面与光纤维的射入端面之间的距离，从而可更大地提高激光与光纤维的结合效率。
本发明的第二半导体组件包括具有沿光轴方向延伸的凹槽的基板；在基板上固定，并射出半导体激光的，双通道结构的半导体激光元件；在基板凹槽内收入，并传送由半导体激光元件射出的激光的光纤维；在基板内形成，并使半导体激光元件与基体位置对准的对准标记；对准标记包括对基体的半导体激光元件固定的区域的光轴形成对称位置的，存在于剖面V字型的一对槽之间由凸状部分所组成的凸状对准标记。
根据本发明的第二光半导体组件，对准标记包括对基体的光轴形成对称位置的，存在于剖面V字型的一对槽之间由凸状部分所组成的凸状对准标记，所以可降低半导体激光元件与基体之间的，基体表面与平行面的光轴垂直方向的位置偏差，从而可降低由半导体激光元件射出的激光与光纤维之间的，基体的表面与平行面的光轴垂直方向的位置偏差，这样即可大幅度地提高激光与光纤维的结合效率。在这种情况下，半导体激光元件具有双通道结构，在形成基体的剖面V字型的一对槽的区域内，不需要形成电极，因此可形成剖面V字型的一对槽。
在第二光半导体组件中，凸状部两侧的一对槽，是通过与凹槽相同的光刻及相同腐蚀蚀刻方法面形成的，这是理想的。
这样作，凸状对准标记与凹槽之间不发生位置偏差，因此可大大降低由凸状对准标记决定位置的半导体激光元件与收入凹槽的光纤维之间的位置偏差，从而可大大地提高激光与光纤维的结合效率。
以下对附图作简单说明。


图1(a)、(b)为表示实施例1的光收发信设备，图1(a)为图1(b)Ia-Ia线剖面图，图1(b)为俯视图。
图2(a)、(b)为表示实施例1的光收发信设备，图2(a)为图1(a)IIa-IIa线剖面图，图2(b)为图1(a)IIb-IIb线剖面图。
图3(a)、(b)为表示实施例2的光收发信设备，图3(a)为图3(b)IIIa-IIIa线的剖面图；图3(b)为俯视图。
图4为表示实施例2的光收发信设备，图3(a)III-IV线剖面图。
图5为实施例3光收发信设备的俯视图。
图6(a)-(c)为表示实施例3光收发信设备，图6(a)为图5VIa-VIa线剖面图，图6(b)及图6(c)为表示实施例3光收发信装置树脂排出槽，图6(b)为俯视图，图6(c)为侧视图。
图7(a)、(b)为表示实施例4光收发信设备，图7(a)为剖面图，图7为图7(a)VIIb-VIIb线的剖面图。
图8(a)为实施例5光收发信设备的部分剖面图，图8(b)为实施例5光收发信设备的第一收信用光接收元件的光接收面的俯视图。
图9(a)-(b)为表示实施例1光收发信设备制造方法的各工艺，图9(a)及(e)为俯视图，图9(b)-(d)为侧视图。
图10(a)-(d)为表示实施例1光收发信设备制造方法的各工艺，图10(a)为俯视图，图10(b)及(c)为侧视图，图10(d)为剖面图。
图11(a)-(e)为表示实施例1光收发信设备制造的各工艺的侧视图。
图12(a)-(c)为表示实施例1光收发信设备制造的各工艺，图12(a)-(c)为剖面图，图12(b)为俯视图。
图13为实施例6光半导体组件的俯视图。
图14为实施例6光半导体组件的主视图。
图15为实施例6半导体组件的左视图。
图16(a)-(d)为实施例6光半导体组件的制造方法，说明基体凹槽及第一至第三基体标记的制造工艺的剖面图。
图17(a)-(c)表示成为实施例6光半导体组件的第一至第三基体标记的V字型槽以及四方锥形槽，图17(a)及(b)为俯视图，图17(c)为图17(a)及(b)的XVII-XVII线剖面图。
图18为表示成为实施例6光半导体组件的第一至第三基体标记的V字型槽及四方锥形槽制造方法的俯视图。
图19为实施例6光半导体组件的部分俯视图。
图20为实施例6光半导体组件的半导体激光元件的仰视图。
图21为实施例6光半导体组件的基体俯视图。
图22为用于实施例7光半导体组件制造方法的安装设备的构成略图。
图23为说明以实施例7光半导体激光组件制造方法的半导体激光元件装在基板中的安装工艺的模式图。
图24(a)-(c)为说明实施例7光半导体组件制造方法中半导体激光元件与基板位置对准的半导体激光元件的部分俯视图。
图25为说明实施例8光半导体组件制造方法的光纤维在基板中的安装工艺的俯视图。
图26(a)及(b)为说明实施例8半导体组件制造方法和光纤维在基板中的安装工艺的俯视图。
图27说明实施例9光纤维之间连接方法的图，表示出以光纤维的模场径为参数，半导体激光元件的射出角与光纤维结合效率的关系特性图。
图28说明实施例9光纤维之间连接方法的图，表示出以光纤维的模场径为参数，半导体激光元件及光纤维间的距离与过量损失的关系特性图。
图29说明实施例9光纤维之间连接方法的图，表示出以光纤维的模场径为参数，半导体激光元件及光纤维间的距离与过量损失的关系特性图。
图30为表示实施例10光半导体组件的一部分剖面图。
图31为表示实施例10光半导体组件的一部分侧视图。
图32(a)、(b)表示已有的光收发信设备，图32(a)为平面模式图，图32(b)为图32(a)中A-A线剖面图。
图33为说明已有的光半导体组件制造方法中位置对位工艺的侧视图。
以下结合附图，说明本发明实施例实施例1以下参照图1(a)、(b)及图2(a)、(b)，说明实施例1光收发信设备。图1(b)示出实施例1光收发信设备的俯视图，图1(a)示出了图1(b)中Ia-Ia线的剖面结构，图2(a)示出图1(a)、(b)的IIa-IIa线的剖面结构，图2(b)示出图1(a)、(b)中IIb-IIb线的剖面结构。
实施例1的光收发信设备是由具有光传送功能装载的由硅组合的第一基板110，和有光接收功能装载的由砷化镓(GaAs)组成的第二基板120整体制成的。
在第一基板110中设在图1的左侧部分的光信号发送区域110a上面装载有如射出波长1.3μm半导体激光元件111，和由检测由从该半导体激光元件111射出的光强度的、由光电二极管所组成的监测用光接收元件112。作为半导体激光元件111射出的光波长，如果考虑到加入光纤维通信人的用途，则以1.3μm为理想。作为监测器用光接收元件112，端面射入型是理想的，而在半导体激光元件111射出的光波段中，使用线型的、光接收及灵敏度十分高的部件是理想的。
由监测用光接收元件112的光接收面的反射光不再射入半导体激光元件111的活性层区域，如图1(b)所示，监测用光接收元件112以对光轴方向具有倾斜的角度予以固定。
在第一基板110的光信号传送区域110a的右侧所设置的光纤维端部保持区域110b的上面，如图2(a)所示的剖面台形的第一凹槽113以沿光轴方向延伸的方式形成，在该第一凹槽113中收入了单模光纤维130的射入部130a。
作为光纤维130，为了充分地控制来自半导体激光元件111的反射衰减量，最好是使用对射入端面施加无反射处理的元件。还有，为一使用由半导体激光元件111射出的光在光纤维130的射入端面高效率的结合，选择光纤维130的模场直径与半导体激光元件111的光点直径(可实现的范围为1.5-4.5μm)同等程度大小的光纤维130的模场直径是理想的。
尤其，若使由半导体激光元件111射出的光在光纤维130射入端面以更高的结合效率结合，则使半导体激光元件111与光纤维130的距离尽可能小是理想的。还有，为了缩短半导体激光元件111与光纤维130之间的光学距离，虽然在图中未示，但在半导体激光元件111与光纤维130之间添加合适折射率的树脂或油是好的。
在第一基板110的中央部上面，固定有纤维固定部件115，这种部件具有与第一凹槽相比，底边长度大的第二凹槽114，光纤维130的射入部130a通过第一凹槽130的两壁面与第二凹槽114的底面三点夹持。在此种情况下，纤维固定部件115通过对第一基板110具有收缩性的光固性树脂或热固性树脂固定，因此，光纤维130的射入部130a受到纤维固定部件115接近第一基板110的力，通过第一凹槽113的两壁面与第二凹槽114的底面的三点，着实地受到夹持。还有，纤维固定部件115的第二凹槽114可通过腐蚀蚀刻形成，也可以利用切割等方法通过机械加工形成。
在第一基板110的光信号传送区域110a的右侧，形成沿与光轴垂直方向延伸的凹口部116。光纤维130的射入端面与由凹口部116的光信号传送区域110a侧壁面所组成的纤维制动器117接触。因此，可控制半导体激光元件111与光纤维130射入端面的距离。
通过光纤维130的射入部130a由三点夹持，以及光纤维130射入端面与纤维制动器117接触，可以被动式调制方式进行亚毫米级的光轴调整。
半导体激光元件111及监测接收元件112在第一基板110中的固定位置，对第一凹槽113的中心线及纤维制动器117来说，需要高精度地决定位置，因此，在第一基板110的光信号传送区域110a中可设置对准标记118。
在第一基板110中比光纤维端部保持区域110b在右侧所设置的光信号接收区域110c上面，固定第二基板120，在该第二基板120的上面，如图2(b)所示，形成剖面方形的第三凹槽121。在第三凹槽121的内部收入光纤维130。该光纤维130通过在第三凹槽内所填充的树脂而被固定在第三凹槽121的底面。在这种情况下，光纤维130的射入端面与凹口部116的壁面接触时，在第一基极110的光纤维端部保持区域110b与第二基板120之间可形成间隔，在这种状态下，光纤维130被固定在第三凹槽121的底面上。如后所述，光纤维130可用于光发送信功能与光接收信功能的两个方面，因此需要准确地控制光纤维130的光轴高度，从而光纤维130可以在第三凹槽121的底面全长接触的方式进行固定。
在第二基板120的左侧部分，形成对光轴具有给定角度，且沿与光轴垂直方向延伸的第一切槽122。在该第一切槽122夹持着半透镜124，该镜一方面透过由光纤维130左方射入的波长1.3μm的光，另一方面在上方反射由光纤维130的右方射入的波长1.3μm的光。还有，在第二基板120的右侧部分，形成对光轴具有给定角度，且沿与光轴垂直方向延伸的第二切槽123。在该第二切槽123夹持WDM滤光器125，该滤光器一方面透过1.3μm的光，另一方面在上方反射波长1.55μm的光。
在第二基板120的左侧部分上面，固定接收由半透镜124反射的波长1.3μm的光、由光电二极管组成的表面射入型第一收信用光接收元件126，同时在第二基板120的右侧部分上面，固定接收由WDM滤光器125反射的1.55μm光的，由光电二极管组成的表面射入型第二收信用光接收元件127。在这种情况下，需要进行光路设计，以便由半透镜124反射的光准确地射入第一收信用光接收元件126，同时由WDM反射的光准确地射入第二收信用光接收元件127。为此，在光纤维固定在第三凹槽121底面的状态下，要将第一切槽122及第二切槽123通过切割进行准确角度及精度位置的加工，同时用树脂将半透镜124及WDM滤光器125固定在第一及第二切槽122、123。此外，作为第一及第二收信用光接收元件126、127，使用对射入波段的灵敏度特别高且高频信号特性优良的元件是理想的。
根据第一实施例的光收发信设置，具有波导路功能的光导纤维130是直线型的，不需要象已有实施例那样是弯曲的，因此无光纤维曲率半径的制约。而且收信用光信号的光路可根据反射型半透镜124和WDM滤光器125进行变更，因此，光收发信设备的光轴方向长度由半透镜124和WDM滤光器123的厚度以及第一及第二收信用光接收元件126、127的底面大小来决定。因此，作为光收发信设备的光轴方向长度，10-12mm是充分的，可控制到使用PLC基板时的二分之一左右。
在使用PCL基板的光收发信设备中，接收波长1.55μm的光信号的功能需要设置在设备主体的外部，因此存在使整个设备尺寸增大化以及增加纤维连接工艺等问题，但是，根据实施例1，也可将波长1.55μm光信号的收信功能收入设备本体之内，所以可谋求整个设备尺寸的缩小化。
还有，在使用PLC基板的光收发信设备中，如图13所示，需要光信号输入孔和为输出波长1.55μm光信号的光信号输出孔，因此，PLC基板与光纤维的连接部成为两处，但是，根据实施例1，在一个连接的光纤维上设置有光信号的接收功能及发送功能，因此设备内没有光纤维连接部，从而不需要光纤维的连接工艺。
然而，在使用PLC的光收发信设备及第一实施例的光收发信设备中的任一设备中，为了从收信用的光信号分离出波长1.3μm光和1.55μm光而使用WDM滤光器，光信号的分离精度与反射光射入的收信面的大小有很大的依赖关系。在使用PLC基板的光收发信设备中，具有由WDM滤光器的反射光射入PLC基板的结构，因此需要安装WDM滤光器，其收信面小为4-8μm，反射光的位置偏差为±1-2μm以内，因而要求WDM滤光器的角度及向光轴方向的位置有高精度。与此相反，在实施例1中，收信用光接收元件的接收光的面大，其直径为80μm，因此，即使考虑到反射光的广度及收信用光接收元件的安装精度也是极其缓和的。
还有，在用PLC基板的光收发信设备中，作为各部件的安装精度要求PLC基板的波导路与半导体激光元件之间为±1μm以内，半导体激光元件与监测用光接收元件之间为±5μm以内，PLC基板的波导路与收信用光接收元件之间为±5μm以内PLC基板的波导路与两支光纤维之间为±2μm以内；而作为插入WDM滤光器的切槽精度要求3μm以内的槽宽度精度，对光轴方向要求±3μm左右的位置精度，对光轴要求±1度左右角度精度。与此相反，在实施例1中，要求光纤维与半导体激光元件之间为±1μm以内，半导体激光元件与监测用光接收元件之间为±5μm以内，各收信内光接收元件的位置精度为±5μm以内；作为插入WDM滤光器的切槽精度，3μm以内的槽宽精度，对光轴方向要求±5-10μm的位置精度，对光轴要求±3度左右的角度精度。
如上所述，实施例1的光收发信设备与使用PLC基板的光收发设备相比较，需要高度位置精度的部件数少，同时位置精度也可以缓和，因此，从批量生产的观点来看，是非常有利的。
还有，在实施例1中，由半导体激光元件111射出的光波长为1.3μm波段，但是可不使用这种波波段的光，也可使用1.55μm波段或除此以外的波段。
还有，作为半导体激光元件111的结构，为期待向光纤维130的射入端面较高的结合效率，可使用狭射出角激光元件或具有光路尺寸变换功能的激光元件。
还有，作为第一基板110，可使用由硅组成的基板，但是，不使用这种基板，而对第一凹槽113进行高精度加工，也可使用玻璃基板或陶瓷基板。在使用玻璃基板或陶瓷基板时，为高效率地进行半导体激光元件111的放热，使玻璃基板或陶瓷基板上形成的电极布线层厚度加大是理想的。电极布层的面积通常比半导体激光元件111的度面积大，并且电极布线层由半导体激光元件111的底面沿纵向扩大，所以，电极布线层具有放热功能。为此，若加大电极布线层的膜厚，则热的放热经路面积增大，从而可高效率地进行半导体激光元件111的放热。
还有，作为第二基板120，使用了由GaAs组成的基板，但是也可以不使用这种基板，而使用绝缘性能优良的玻璃基板或陶瓷基板。
实施例2以下参照图3(a)、(b)及图4，说明实施例2的光收发信设备。图3(a)示出实施例2的光收发信设备的侧面结构，图3(b)示出实施例2的光收发信设备的平面结构，图4示出图3(a)中IV-IV线的剖面结构。
实施例2的光收发信设备是一种在由硅组成的基板200上具有光传送功能及光接收功能的装置，即是说，基板200具有LD/PD整体型的单块结构。
在基板200的图3中的右侧部分，设置比其他部分更低形成的光信号传送区域200a。在该光信号传送区域200a的上面装载例如射出波长1.3μm波段光的半导体激光元件211，和监测由该半导体激光元件211射出的光强度的光电二极管所组成的监测用光接收元件212。若考虑到加入光纤维通信者的用途，作为半导体激光元件211射出的光波长，1.3μm波段是理想的。作为监测用光接收元件212，端面射入型是理想的。而在半导体激光元件211射出的光波段中，采用线性的、光接收灵敏度十分高的部件是理想的。
作为光纤维230，为了充分地控制由半导体激光元件211的反射衰减量，使用射入端面施加无反射处理是理想的。还有，为了使用半导体激光元件211射出的光在光纤维230的射入端面高效率的结合，选择，光纤维230的模场直径与半导体激光元件211的光点直径(可实现的范围为1.5-4.5μm)同等程度大小的光纤维230的模场直径是理想的。
尤其，若使由半导体激光元件211射出的光在光纤维230射入端面以更高的结合效率结合，则使半导体激光元件211与光纤维230的距离尽可能小是理想的。还有，为了缩短半导体激光元件211与光纤维230之间的光学距离，虽然在图中未示，但在半导体激光元件211与光纤维230之间添加适合折射率的树脂或油是好的。
由监测用光接收元件212的光接收面反射的反射光不再射入半导体激光元件211的活性层区域，如图3(b)所示，监测用光接收元件212以对光轴方向具有倾斜的角度予以固定。
在基板200的光信号传送区域200a的右侧部分，分别设置比光信号传送区域200a更高的光纤维端部保持区域200b及光信号接收区域200c。在光纤维端部保持区域200b及光信号接收区域200c，如图4所示，具有上侧方形部分与下侧三角形部组成的五角形剖面，并延光轴方向延伸的凹槽201连接而形成，在该凹槽201中收入了单模光纤维230。
在基板200的光信号传送区域200a的右侧，形成沿与光轴垂直方向延伸的凹口部202。由凹口部202的光信号传送区域202a侧壁面组成的纤维制动器203，与光纤维230的射入端面相接触，因此，可控制半导体激光元件211与光纤维230射入端面的距离。
在基板200的光纤维保持区域200b的上面，如图4所示，在下面具有凸状部204a的纤维固定部件204通过具有收缩性的热固性树脂或光固性树脂而被固定，通过该纤维固定部件204的凸状部204a的底面，光纤维230的射入部230a与凹槽201的三角形部分的两壁面接触。因此光纤维230的射入部230a由凹槽201的三角形部分的两壁面与纤维固定部件204的凸状部204a的底面的三点夹持。在这种情况下，纤维固定部件204通过具有收缩性的树脂205而被固定，因此，光纤维230的射入部230a受到纤维固定部件204接近基材200的力，就能由凹槽201的三角形的两壁面与纤维固定部件204的凸状部204a的底面的三点着实地夹持。
还有，作为纤维固定部件204的凸状部204a的形成方法，有对硅基板可进行腐蚀蚀刻或切割加工，或者用高精度模具对玻璃材料进行高温压制加工或切割加工的方法。
通过光纤维230的射入部230a由三点夹持，和光纤维230射入端面与纤维制动器203相接，可用被动式调整的方式调整亚毫米级光轴。还有，光纤维230被固定在与光纤维端部保持区域200b及光信号接收区域200c相连接延伸的凹槽201，所以可通过自调整方式准确地控制光纤维230的光轴高度。
半导体激光元件211及监测用光接收元件212的基体200的固定位置。与凹槽201的中心线及纤维制动器203相对，需要高精度地决定位置，所以在基体200的光信号传送区域200a设置对准标记206。
在基板200的光信号接收区域200c的左侧部分，形成对光轴具有给定角度，并且与光轴垂直方向延伸的第一切口槽207。在该第一切口槽207夹持着透过由光纤维230的射入部一侧发出的波长1.3μm波段的光，并在上方反射的由光纤维230的射出部一侧发出的波长1.3μm波段的光的半透镜224。还有，在基体200的光信号接收区域200c的右侧部分，形成对光轴具有给定角度并沿与光轴垂直方向延伸的第二切口槽208。在该第二切口槽208夹持着透过波长1.3μm波段的光，并在上方反射波长1.55μm波段的光的反射型WDM滤光器225。
在基板200的光信号接收区域200c左侧部分的上方固定由接收经过半透镜224反射的波长1.3μm波段的光电二极管组成的表面射入型第一收信用光接收元件206，同时在基体200的光信号接收区域200c的右侧部分的上面，固定由接收经过WDM滤光器225反射的波长1.55μm滤段的光的光电二极管组成的表面射入型第二收信用光接收元件227。在这处情况下，需要进行光路设计，以便由半透镜224反射的光准确地射入第一收信用光接收元件226，同时由WDM滤光器225反射的光准确地射入第二收信用光接收元件227。为此，在凹槽201的内部固定光纤维230的状态下，用切割方法以准确的角度和精确的位置对第一切口槽207及第二切口槽208进行加工，并用树脂将半透镜224及WDM滤光器225固定在第一及第二切口槽207和208。还有，作为第一及第二收信用光接收元件226、227，使用对射入光的波段的灵敏度十分高的，且高频信号特性优良的元件是理想的。
第二实施例的光收发信设备，与使用PLC基板的光收发信设备相比，需要高度位置精度的部件少，而且位置精度也可以比较缓和，因此，从批量生产的观点来看，是非常有利的，关于这一点与实施例1相同。
还有，在实施例2中，由半导体激光元件211射出的光波光为1.3μm波段，但是也可以不使用这一波段，而使用1.55μm或其以外的波段。
还有，对半导体激光元件211的结构，为使向纤维230的射入端面以较高的结合效率，也可以使用窄射出角激光元件或具有光点变换功能的激光元件。
还有，作为基板200，使用了由硅组成的基板，但是不使这种基板而可对凹槽201进行精度良好的加工，也可以使用玻璃板或陶瓷基板。但是，在使用玻璃基板或陶瓷基板时，为使半导体激光元件211进行高效率的放热，加大玻璃基板或陶瓷基板上所形成的电极布线层的厚度是理想的。
实施例3以下参照图5及图6(a)-(c)，说明实施例3的光收发信设备。实施例3涉及将实施例1的光纤维固定在第一基板110及第二基板120的结构或实施例2的光纤维230固定在基板200的结构。
图5示出实施例3的光收发信设备的平面结构，如图5所示，在基板300的光信号传送区域300a装有半导体激光元件311，同时在基板300的光纤维端部保持区域300b及图示从略的光信号接收区域内，连接形成具有台型断面并沿光轴方向延伸的凹槽301，在该凹槽301收入单横光纤维330。还有，在基板300的光信号传送区域300a的右侧，形成沿与光轴垂直方向延伸的凹口槽302。由该凹口槽302的光信号传送区域300a侧壁面组成的纤维制动器303与光纤维303的射入端面相接。
如图5及图6(a)所示，在基板300的光纤维端部保持区域300b的左侧部分，形成沿光轴垂直方向延伸并与凹槽301相通，且与凹槽301的底面相比具有底面处于上侧的一对树脂供给槽304；在各树脂供应槽304的中心部形成具有与树脂供应槽304底面相比，底面处于上侧的台型角锥状树脂供给凹部305。由此，将纤维330固定在基板300的低粘性的树脂供给树脂供给部时，所供给的树脂由树脂供给凹部305通过树脂供给槽304而导入凹槽301。导入凹槽301的树脂通过毛细管现象沿着光轴方向流动于光纤维330与凹槽301的壁面或底面之间，从而使光纤维330固定于凹槽301的壁面或底面。
如图5及图6(b)、(c)所示，在基板300的光纤维端部保持区域300b的右侧部分，形成具有沿与光轴垂直方向延伸、与凹槽301连通并与凹槽301的底面相比、底面处于上侧的一对树脂排放槽306。由此，光纤维330被固定在凹槽301的壁面或底面，已消耗的剩余树脂通过树脂排放槽306向外部排放。因此，即使供给所需量以上的大量树脂，但是也中可避免树脂在由凹槽301流入凹口部302之后，流入半导体激光元件311的附近的事态发生。同时，一定量的树脂用于将光纤维330固定于凹槽301的壁面或底面。因此可实现稳定的固定。
树脂供给槽304，树脂供给凹部305以树脂排放槽306除设计在基板之外，还可以设计在纤维固定部件。
实施例4以下参照图7(a)及(b)，说明实施例4的光收发信设备。实施例4是在实施例1中将第一基板110上固定光纤维130的罩131，因此，对与实施例1相同的部件都加上与图1(a)相同的符号，因而其说明从略。
如图7(a)所示，在第一基板110上设置有从光信号接收区域110c向与半导体激光元件111的反向延伸，并比光信号接收区域110c还高的罩保持区域110d，在该罩保持区域110d，设置有短形断面并向光轴方向延伸的第四凹槽140。在第四凹槽140的内部，收入光纤维130的罩131。如图7(b)所示，罩131通过光固化性或热固性树脂141而被固定在第一基板110上。
还有，作为第四凹槽140的形成方法，可使用切割法加工，也可使用腐蚀蚀刻法加工。
还有，作为罩保持区域110d也可以在第一基板110上设置与第一基板110分别设置的罩保持部件。
实施例5以下参照图8(a)，说明实施例5的光收发信设备。实施例5涉及实施例1及2中第一收信用光接收元件126、226的安装结构的变形例。也即是说，在第一收信用光接收元件126、226的下面并光纤维130、230的上面，设置有选择地透过波长1.55μm波段的光，或有选择地反射1.3μm波段的光的滤光器300。在图8(a)中，301是将第一收信用光接收元件126、226固定在基板上的合适折射率的树脂。
以下说明设置滤光器300的理由。
在由半导体激光元件111、211射出的光中，光纤维130向芯层与包层的界面的射入角大的成分突破芯层而进入包层之后便衰弱了，而入射角小的成分传送芯层。从而，在距光纤维中的光的射入端面比较远的部分，由芯层穿过包层的光成分几乎是不存在的，然而，在距光纤维中光的射入端面比较近的部分，由芯层穿过包层的光成分是存在的。在图8(a)中，箭头A示出由半导体激光元件111、211直接指向包层的光成分，而箭头B示出在由半导体激光元件111、211射出之后，在芯层与包层的界反射，并指向包层的光成分。由箭头A或箭头B所示的光成分通过半透镜124、224，射入第一收信用光接收元件126、226时，发生燥音。但是，在第一收信用光接收元件126、226的下部设置滤光器300时，在由半导体激光元件111、211射出的波长1.3μm波段的光中箭头A或箭头B所示的成分可通过滤光器300除去，因此不射入第一收信用光接收元件126、226，不产生燥音。由此，波长1.3μm波段的光被分离了。
图8(b)示出实施例5的变形例，在第一收信用光接收元件126、226的下面不设滤光器300，而在第一收信光接收元件126、226的接收光面126a、226a上面形成能有选择地通过波长1.55μm波段的光或者有选择地反射波长1.3μm波段的光的反射涂怪。
还有，在如上所述的实施例1至5中，是以两波段多路光收信设备为对象的，但是通过增加有选择地反射射入的各波段光的WDM滤光器的数，可实现三波段以上多路光收信设备。例如，若说明三波段以上波长多路光收发信设备，则如在光纤维的中心局最近的位置，设置有由中心局发送的第一、第二及第三波段的光中，在上方反射第一波段的光并透过第二及第三波段的光的第一WDM滤光器，而在光纤维的第一WDM滤光器之后在中心局最近的位置，设置有在上方反射第二波段的光，并透过第三波段的光的第二WDM滤光器；在距光纤维中心局最远的位置，设置有有上方反射由中心局传送的第三波段的光，并透过由半导体激光元件射出的第三波段的光的半透镜。在这种情况下，为了增加一个波段接收信用的光，可对应地设置追加的WDM滤光器及收信用光接收元件。
实施例1的光收发信设备的制造方法。
以下参照图9-图12，说明实施例1的光收发信设备的制造方法。
首先，在图9(a)的俯视图及图9(b)的侧视图所示硅基板110A上面，形成第一电极布线151，第二电极布线152，第一上部电极衬垫153及第二上部电极衬垫154，同时在硅基板110A的光纤维端部保持区域及光信号传送区域形成第一凹槽113。其后，如图9(C)所示，利用切割锯，除去在硅基板110A的光信号传送区域，同时在硅基板110A的光信号传送区域的右侧形成缺口部116。这样作，可得到由硅基板110A组成的第一基板110。
其次，如图9(d)所示，在第一电极布线151的上面装有半导体激光元件111，同时在第二电极布线152的上面装有监测用光接收元件112。此后，对半导体激光元件111的上部电极与第一上部电极垫153进行引线焊接，同时对监测用光接收元件112的上部电极与第二上部电极垫154进行引线焊接。
其次，在如图10(a)的平面图及图10(b)的侧视图所示的GaAs基板120A上，形成第一收信用电极垫161及第二收信用电极垫162，同时在第三凹槽121，第一切口槽122及第二切口槽123的形成区域，形成标记线。此后，如图10(c)及图10(d)所示，用切割锯制成第三凹槽121，得到第二基板120。
其次，如图11(a)所示，在第二基板120的第三凹槽121内部收入光纤维130并用树脂固定之后，如图11(b)所示，利用切割锯在第二基板120及光纤维130上制成第一切口槽122及第二切口槽123。此后，如图11(c)所示，将半透镜124插入第一切口槽122，同时将WDM滤光器125插入第一切口槽123，然后用折射率适宜的树脂分别予以固定。
其次，如图11(d)所示，在第二基板120的上面分别安装第一收信用光接收元件126及光接收元件127之后，如图11(e)所示，在第一基板110上的给定区域固定第二基板120。此后，在第一基板110的光纤维端部保持区域固定纤维固定部件115，保持纤维130的射入部。
其次，如图12(a)所示，用绝缘性能优良的银糊等将第一基板110固定在外壳155上之后，用树脂将光纤维130的罩130固定在155上。此后，如图12(b)所示，与在外壳155分别形成第一电极布线151、第二布线152、第一上部电极垫153、第二上部电极垫154以及第一收信用电极垫161及第二收信用电极垫162的各电极垫进行引线焊接。
其次，如图16(c)所示，半盖板156固定在外壳155上并进行简易封装，即可得到光收发信设备。
实施例6以下参照图13-图15，说明实施例6的光半导体组件的结构。图13-图15示出实施例6的半导体组件，图13为俯视图，图14为主视图，图15为右视图。
在由硅组成的基板400的图13的左侧部分，安装有例如射出1.3μm波段的激光的半导体激光元件410，和由监测从该半导体激光元件410射出的激光强度的光电二极管组成的监测用光接收元件420。作为监测用光接收元件420，波导型的是理想的，还有，在半导体激光元件410射出的激光波段中，光接收的灵敏度以线型且十分高的，是理想的。
在基板400，沿光轴方向延伸的剖面台型的基板凹槽401是通过腐蚀蚀刻而形成的，而与光轴垂直方向沿伸的剖面矩形的切口槽402是通过腐蚀蚀刻及切割法形成的。在光纤维430的端面与切口槽402制动器用壁面402a已接触的状态下，单模纤维430被收入在基体凹槽401中。
还有，作为光纤维430，为了由半导体激光元件410射出的激光在光纤维430的射入端面以高结合，选择光纤维430的单模直径与半导体激光元件410的光点直径(可实现范围为1.5-4.5μm)相同程度大小的光纤维430的单模直径是理想的。还有，在光纤维430的射入端面，为了充分地控制由半导体激光元件410的反射光引起的外部共振器的效果，施加无反射处理是理想的。
在基板400的中心部上面，设置有纤维固定部件440，该部件将收入基板凹槽401中的光纤维固定基板400中。在该纤维固定件440中，通过腐蚀蚀刻法形成比基板凹槽401底边长大的固定部件凹槽441，光纤维430由基板凹槽401的两壁面与固定部件凹槽441的度面的三点夹持。在这种情况下，纤维固定部件440由对基板400具有收缩性的光固性树脂或热固性树脂固定，而光纤维430通过树脂收缩力而受到纤维固定部件440受到接近基板400的力，能着实地受到由基板凹槽401的两壁面与固定部件凹槽441的底面三点夹持。因此，以被动式调制方式对与基板400的表面垂直方向可调整0.5μm以下的光轴。还有，由于光纤维430的端面与切口槽402的制动器用壁面402a相接，因此，可控制半导体激光元件410与光纤维430的射入端面的距离。
还有，在基板400的半导体激光元件410安装区域附近，激光元件用布线403是通过真空镀膜法形成的，同时在基板400的监测用光接收元件420接收区域附近，光接收元件404是通过真空镀膜法形成的。
作为实施例6的第一个特征是，为决定半导体激光元件410位置的四角锥形的一对第一基板标记405，对于基板400的半导体激光元件410安装区域两侧的光轴在对称位置上，而决定监测用光接收元件420位置的四角锥形的一对第二基板标记406，对于基板400的监测用光接收元件420安装区域两侧的光轴在对称位置，均使用与基板凹槽401相同的光掩模，通过相同的腐蚀蚀工艺进行制造。
以下参照图16(a)-(b)，说明使用相同的光掩模，通过相同的腐蚀蚀刻工艺制造基板凹槽401、第一基板标记405以及第二基板标记406。尤其，实际上，第一基板标记405及第二基板标记406在基板凹槽401的一侧没有装置，但是从图示关系上来看，假定在图16(a)-(d)中，第一基板标记处于基板凹槽401附近，来说明基板凹槽401及基板标记的成形方法。
首先，如图16(a)所示，在由硅组成的基板400上全都覆盖成SiO2膜之后，如图16(b)所示，在SiO2450的上面，在基板凹槽401的形成区域及基板标记的形成区域，分别形成具有开口部的记录图象451。
其次，将记录图象作成掩膜，对SiO2膜450进行腐蚀蚀刻，如图16(c)所示，在由SiO2膜450组成基板凹槽401的形成区域形成具有槽用开口部452a，同时在基板标记的形成区域形成具有标记用开口部452b的掩模452之后，除去记录图象451。
其次，如图16(d)所示，使用掩膜452对基板400通过KOH系腐蚀进行晶体各向异性腐蚀蚀刻。在这种情况下，为了准确地形成剖面呈台形的基板凹槽401，在由硅组成的基板400的(100)面上调整掩模452，使该掩模452槽用口部452a的纵向调整为对基板400的<110>方向呈水平或垂直的位置。这样作，基板凹槽401及基板标记的壁面(111)面的腐蚀速度为底面(100)面的腐蚀速度的1/100左右，因此，在腐蚀过程中一露出(111)的面，实际上即停止腐蚀。因而，从在掩模452上形成的大小不同的槽用开口部452a及基板掩模开口部452b来看，对于基板400即使用时进行基板凹槽401及基板标记腐蚀，也可准确地形成图象。也就是说，可以同时地对沿光轴方向长延伸的基板凹槽401与四角锥形的基板标记进腐蚀蚀刻。在这种情况下，适当地设定掩模452的槽用开口部452a的宽度尺寸，同时在得到所预定的基板凹槽401的深度尺寸时，停止腐蚀蚀刻，即可使基板凹槽401形成剖面台形。还有，在基板400的掩模452的下侧部分，产生若干超腐蚀蚀刻，但是通过控制掩模452的槽用开口部452a的幅度宽度尺寸及腐蚀蚀刻时间，可形成非常微细而准确的图象。
根据实施例6的第一特征，决定半导体激光元件410位置的第一基板标决405及决定监测用接收元件420位置的第二基板标记406都是使用与基板凹槽401相同的光掩模并通过相同的腐蚀蚀刻工艺而制成的，因此不产生第一及第二基板标记405、406与基板凹槽401的位置偏差，从而半导体激光元件410及监测用光接收元件420，对基板凹槽401来说，可以1μm以下的光轴偏差，进行安装。
还有，第一及第二基板标记405、406是通过腐蚀蚀刻而形成的。因此，与由金属镀膜法形成的标记相比，其边缘的线条清晰，所以作为图象认别的图象是非常优秀的。
还有，第一及第二的基板标记405、406是使用与基板凹槽401相同的光掩模并通过相同的腐蚀蚀刻而形成的，因此不需要形成基板的特殊工艺，从而有利于生产成本。
但是，在形成具有1-2μm或1μm以下宽度尺寸的第一及第二基板标记405、406的情况下，只能把标记452的标记用开口部452a的宽度尺寸定为1-2μm或1μm以下，这样通过腐蚀蚀刻不可能取得所希望的图象，其理由是，即使将第一及第二的基板标记405、406的线宽度设计为1-2μm或1μm以下，也由于基板凹槽401的宽度尺寸大，为400-200μm，所以在对基板凹槽401进行腐蚀蚀刻时，第一及第二基板标记405、406进超腐蚀蚀刻，从而第一及第二基板标记405、406的线宽度与掩模452的标记用开口部452b的宽度相比较，要大数μm左右。
还有，若将掩模452的标记用开口部452b的宽度定为5μm以下，则由于腐蚀蚀刻时所发生的气泡而堵塞了标记用开口部452b，因此，具有可形成受腐蚀蚀刻区域和不受腐蚀蚀刻的区域，以及图象变形。因此，利用腐蚀蚀刻形成具有5μm以下宽度尺寸的第一及第二基板标记405、406是极端困难的。
因此，如图17(a)-(c)所示，使多数V字型槽455或方形锥状孔456相互接邻形成，利用V字型槽455及方形锥状孔456之间的非腐蚀蚀刻区域457，可形成第一及第二基板标记405、406。还有，17(c)是图17(a)及图17(b)中XVII-XVII线的剖面图。在这种场合下，如图18所示，通过超腐蚀蚀刻可很容易地形成1-2μm宽、由非腐蚀蚀刻区域457组成的标记图象。还有，若准确地控制超腐蚀蚀刻量的条件，则可形成具有1μm以下宽度的图象。
作为实施例6的第二个特征，如图19所示，在基体400的切口槽402制动器用壁面402a一侧的边缘部分，形成决定半导体激光元件410的光轴方向位置的第三基板标记407，同时如图20所示，在与半导体激光元件410里面的活性区域(由虚线示出)两侧的活性区域相对称的位置上，形成一对十字形第一激光标记411，并且在半导体激光元件410里面的激光射出端面一侧的边缘部分，形成第二激光标记412。在图20中，413是半导体激光元件410里面形成的金属电极。
还有，为了在基板400的切口槽402的制动器用壁面402a一侧的边缘部分，形成决定半导体激光元件410的光轴方向的位置的第三基板标记407，需要切口槽402对半导体激光元件410的光轴方向位置进行高精度的腐蚀蚀刻。因此，如图21所示，在基板400的切口槽402的底面的制动器用壁面402a一侧的边缘部分形成制槽用标记408。
实施例7作为实施例7，以下参照图22-图24，说明用实施例6光半导体组件的制造方法在基板400内安装半导体激光元件410的工艺。
图22是在基板400中安装中半导体激光元件410的安装设备的构成略图。在可沿X轴、Z轴及θ轴的各方向移动的下侧边缘460的上面，保持基板400，同时设置有加热所保持的基板400的基板加热器461，具有同轴唇射式的白色光源的下侧CCD摄象机462以及分段校准标记463。还有，在下侧边缘460的上方设置可沿Y轴方向移动的上侧边缘470。在该上侧边缘470上设置有在保持半导体激光元件420的同时将所保持的半导体激光元件420固定在基板400的固定工具471、具有同轴唇射式的白色光源的上侧CCD摄象机472。分段校准标记463是将下侧边缘460与上侧边缘470的相对位置进行校准(使原点位置对准)而设置的。
图23是表示半导体激光元件410安装在基板400上的安装工艺模式图。在图23中，464是表示下侧CCD摄象机462识别的图象的下侧监测器；474是表示上侧CCD摄象机472识别的图象的上侧监测器；480是接收下侧CCD摄象机462识别的图象输入，并驱制下侧边缘460及上侧边缘470的控制装置。
首先，通过下侧CCD摄象机462及上侧CCD摄象机472同时观分段标准标记463，识别下侧边缘460与上侧边缘470的相对位置。
其次，通过下侧CCD摄象机462进行半导体激光元件410一对第一激光标记411以及第二激光标记412的图像认别，取得半导体激光元件410的X轴方向位置、Z轴方向的位置以及对X轴偏差角θ的信号并存储。
以下参照图20及图22-图24，说明利用下侧CCD摄象机462对半导体激光元件410的一对第一激光标记411以及第二激光标记412进行图象认别并取得半导体激光元件410的X轴方向的位置、Z轴方向的位置以及对X轴的偏差角θ的信息的取得方法。
首先，如图24(a)所示，将一对第一激光标记411中的左侧激光标记411L的中心部进行图象认别和存储之后，使下侧边缘460移动，如图24(b)所示，对一对第一激光标记411中的左侧激光标记411R的中心部进行图像认别并存储。
其次，从左侧的激光标记411L的中心部的位置和从右侧的激光标记411R中心部的位置认别X轴方向的位置及对X轴的偏差角θ，并存储半导体激光元件410的X-Z平面的X轴的坐标及对X轴的偏差角θ。
其次，移动下侧边缘460，如图24(c)所示，对第二激光标记412中的中心部，并存储半导体激光元件410的X-Z平面的Z轴座标。
其次，同样地利用上侧CCD摄象机472对基板400的一对第一基板标记405以及第三基板407进行图像识别，取得基板400的X轴方向的位置、Z轴方向的位置以及对X轴的偏差角θ的信息并存储。
其次，控制装置480为使对基板400的X轴的偏差角θ与对半导体激光元件410的X轴的偏差角θ一致，而转动下侧边缘460。此后，控制480为使半导体激光元件410与基板400的X轴方向位置及其Z轴方向位置一致，使下侧边缘460延X轴方向及Z轴方向移动。
其次，同样地，控制装置480为使半导体激光元件410与基板400的Y轴方向位置一致，使上侧边缘470沿Y轴方向移动，并通过固定工具470将半导体激光元件410固定在基板400中。
根据实施例7，利用下侧CCD摄象机462及上侧CCD摄象机472同时观测分段校准标记463，在认别下侧边缘460与上侧边缘470的相对位置之后，下侧CCD摄象机462认别半导体激光元件410的各标记，同时上侧CCD摄象机472认别半导体激光元件410的各标记，因此，半导体激光元件410与基板400的相对位置非常正确。还有，下侧CCD摄象机462认别半导体激光元件410的各标记的同时，上侧CCD摄象机472认别基板400的各标记，因此，也就是说，不需要利用一个CCD摄象机识别隔有距离的半导体激光元件410及基板400的各标记，所以也就不必担心半导体激光元件410及基板400中任一标记发生散焦而导致的图象模糊不清。
因此，根据实施例7，在将半导体激光元件410安装在基板400中，要按照对与基板400的表面呈平行面内的光轴成垂直方向(X轴方向)具有1μm以下精度，而对光轴方向(Z轴方向)也能1-2μm精度来安装。还有，因为能准确地控制用已有方法偏差大的、半导体激光元件410射出端面与光纤维430射入端面的距离，所以可将已有方法中数一数+μm的光轴方向的距离偏差控制到1-2μm。
还有，根据实施例7，可将半导体激光元件410的射出端面与光纤维430的射入端面的距离控制在1-2μm，因此可以高效率地使由半导体激光元件射出的激光结合在光纤维30的射入端。还有，若缩短半导体激光元件410内射出面与光纤维430的射入端面的距离，则可高效率地结合在光纤维430的射入端面，其理由如后所述。
还有，说明从略，但监测用光接收元件420也可以通过与半导体激光元件410相同的方法固定在基板400上。
实施例8以下作为本实施例，参照图25-图26，说明光半导体组件制造方法中将光纤维安装在基板中的工艺。
与实施例6相同，在基板400的图25的左侧部分安装半导体激光元件及监测用光接收元件，但图示从略。如图25及图26(a)、(b)所示，在基板400中，通过腐蚀蚀刻形成沿光轴方向延伸的剖面台形的基反凹槽401，同时通过腐蚀蚀刻及分割法形成沿与光轴垂直方向沿伸的剖面矩形切口槽402。在光纤维430端面与切口槽402制动用壁面402a相接的情况下，单模光纤维430收入在基板凹槽410。在基板400的中心部分的上方设置有将收入在基板凹槽401中的光纤维430固定在基板400的固定部件440。
作为实施例8的特征，在纤维固定部件440中设置有与基板凹槽401相比底边长大而且剖面无变化、起着将光纤维430固定在基板400中的作用的固定凹槽445，和与该固定凹槽445连接形成并向图26中右侧而剖面锥形扩大、起导入光纤维430所用的导入凹槽446。
根据实施例8，光纤维430的激光一侧的端部插入由基板凹槽401与纤维固定部件440导入凹槽446组成的导入部之后，在激光一侧压制，直到由基板凹槽401与纤维固定部件440固定凹槽445构成的压制部。因此，通过被动式调制可调整1μm以下的光路。
实施例9以下，作为实施例9，说明光纤维之间的连接方法。图27表示了单模光纤维的波模直径为参数，列出了半导体激光元件与单模光纤维之结合效率的计算结果(实线表示)及实验结果(虚线表示)。还有，在这种计算中半导体与光纤维之间的距离为0μm。
由图27可看出，参数光纤维波模直径φ为15μm、10μm、6.3μm以及3.0μm，所有这些参数为光纤维共同的，在半导体激光元件射出角由0°至30°的范围内，从理论上来说，结合效率必具有100％。
这意味着，即使不使用透镜，若使半导体激光元件的射出角与光纤维波模直径最佳化，则可得到近100％的高效结合率。
还有，根据本实验结果，也可得到这样的结果，即若使用半导体激光元件的射出角及光纤维的波模器直径接近最佳组合，也可得到超过70％的高效结合率。还有，在本实施例中，结合效率只得到70-80％，这可认为单模光纤维波模图象几乎是完全的高斯型曲线，而半导体激光元件的射出角却成了高斯曲线以外的图象所致。
图28示出了在使用射出角15°的半导体激光元件时，对波模直径为φ10μm、6.3μm以及3.0μm光纤维入射端面与半导体激光元件射出端面的距离的过剩损失的计算结果。由图28可看出，光纤维波模直径愈小，则结合率减少的比例愈大。
然而，可看出，在Z轴方向的距离0μm附近，在任一光纤维中结合效率的过剩损失小，因此，若愈是缩短半导体激光元件与光纤维的距离，则愈能降低过剩的损失，可提高结合效率。
图29示出了波模直径为10μm、6.3μm以及3.0μm单模光纤维与半导体激光元件的光轴的位置偏差与过剩损失的关系。
但是，若根据实施例6及7，对半导体激光元件与光纤维的光轴，垂直方向(X轴及Y轴方向)的位置精度平均为0.8μm，半导体激光元件与光纤维的光轴方向(Z轴方向)的位置精度平均为1.5μm。因此，在光纤维的波模器直径为φ6.3μm的情况下，可将位置偏差的结合损失控制在0.8dB以下，在光纤维的波模器直径为φ3.0μm的情况下，可将位置偏差的结合损失控制在2.0dB以下。
首先，假设使用射出角15°的半导体激光元件并在半导体激光元件与光纤维之间完全无位置偏差时，在光纤维波模器直径为φ6.3μm的情况下，半导体激光元件与光纤维的结合效率与光纤维的波模直径为φ10μm的情况相比较，具有约3dB的优越性。
因此，可以认为若结合损失与连接损失合计为1.5dB以下，有优越性。根据实施例6及7，在光纤维的波模器直径为φ6.3μm时，位置偏差的结合损失可控制在0.8dB，因此，要使纤维的连接损失控制在0.7dB以内，则有优越性。
其次，假设使用射出角15°的半导体激光元件与光纤维之间完全无位置偏差时，在光纤维波模器直径为φ3.0μm的情况下，半导体激光元件与光纤维的结合效率与纤维的波模器直径为φ10μm的情况相比较，具有约2.0dB的优越性。
因此，可认为若结合损失与连接损的总计为2.5dB以下，则具有优越优。根据实施例6及7，在光纤维的波模器直径为φ3.0μm时，位置偏差的结合损失可控制到2.0dB，因此若将光纤维的连接损失控制在0.5dB以内，则具有优越性。
首先参考芯直径3.0μm光纤维与芯直径10μm光纤维连接的情况。
光纤维连接时的连接损失，若120％的波模器直径不同，则是约95％(-0.2dB)的结合效率。
3.0μm的芯直径与10μm的芯直径的比约为330％，所以采用单纯的连接方法，若芯直径的差异为120％，为了使芯直径3.0μm将光纤维与芯直径10μm的光纤维连接，作为缓冲的光纤维则需要六段光纤维，在这种情况下，结合损失为1.4dB。
因此，用熔接方法连接光纤维是理想的。在用熔接方法连接光纤维时，若160％的芯直径比，则连接损失可控制到0.5dB左右；若150％的芯直径比，则连接损失可控制到0.3dB左右；若140％的芯直径比，则连接损失可控制到0.2dB左右；若130％的芯直径比，则连接损失可控制到0.1dB左右。
用熔接方法连接光纤维，将芯直径差异定为130％时，在芯直径3.0μm的光纤维与芯直径10μm光纤维连接的情况下，作为缓冲的光纤维可使四段光纤维。在此种情况下，结合损失可控制到0.6dB。
其次，考虑芯直径6.3μm光纤维与芯直径10μm的光纤维连接的情况。
6.3μm的芯直径与10μm芯直径的比约为160％，所以采用单纯的连接方法，若芯直径的差异为120％，为使芯直径6.3μm的光纤维与芯直径10μm的光纤维连接，作为缓冲的光纤维，使用一段纤维就行了。在这种情况下，结合损失可控制到0.2dB。还有，在这种情况下，即使是直接连接，也损失了0.5dB左右。
实施例10
以下本实施例说明具有通道结构的半导体激光元件的组装方法。
图30及图31示出了在基板500上安装具有双通道结构的半导体激光元件510的组件，图30为剖面图；图31为透视图。
如图30所示，半导体激光元件510用焊锡520固定在基板500的表面。在半导体激光元件510的主体部，形成台面型的线条区域511、活性层512、以及电流块层513；在半导体激光元件510的底面活性512的两侧，形成一对凹部515。还有，在含有凹部515的半导体激光元件510的底面全面地形成金属膜516。在该金属膜516上的活性层512的下方设置有电极517，同时在金属膜516与半导体激光元件510的主体之间形成绝缘膜518。
另一方面，在基板500的上面，半导体激光元件510的活性层512两侧的位置，剖面V字型的第一V型槽501及第二V字型槽502是采用与图1所示的基板凹槽101相同的掩膜法通过相同的腐蚀蚀刻而形成的。因此，在基板500上面的第一V型槽501及第二V字型槽502之间被腐蚀蚀刻的区域留下了剖面台型凸型部503。作为第一V型槽501及第二V字型槽502的成型方法是根据图16及图17已说明的方法，尤其采用超腐蚀蚀刻的方法是理想的。这样作，即可形成具有极细的宽度尺寸，例如1μm以下的宽度尺寸的凸形部503。
根据实施例10，凸形部503是采用与基板光纤维收入用的凹槽相同的掩模通过相同的腐蚀蚀刻工艺而形成的，因此，在凸形部503与光纤维收入用凹槽之间，不发生位置偏差。从而，在将半导体激光元件510固定在基板500时，若以半导体激光元件510的中心线与基板500的凸形部503位置对准的状态下进行，则半导体激光元件510与基板500的组装不会发生沿光轴垂直方向的位置偏差。在半导体激光元件510的中心线与基板500的凸形部503位置对位时，通过实体显微镜将两者放大，即可很容易认别位置关系。
权利要求
1.一种光收发信设备包括有发送送信光信号和同时接收收信光信号的光学纤维；在相互之间间隔，有发送光信号区域及接收光信号区域，同时在发送光信号区域与接收光信号区域之间，具有纤维端部保持区域的第一基板；在所述第一基板的光信号发送区域固定，并射出传送光信号的半导体激光元件；在所述第一基板纤维端部保持区域设置，并保持由所述半导体激光元件发射出的发送光信号射入所述光纤维一端部的纤维端部保持手段；在所述第一基板的光信号接收区域固定，并保持所述光纤维主体部的第二基板；对以插入所述第二基板及所述光纤维主体部的形式保持，并透过从半导体激光元件射出的传送光信号，另一方面反射从所述半导体激光元件射入的光纤维的另一端射入的接收光信号进行反射的反射型滤光器；在所述第二基板固定，并接收由所述反射型滤光器反射的接收光信号的接收光元件。
2.根据权利要求1所述的光收发信设备，其特征在于，所述第一基板具有控制所述光纤维一端部的光轴方向位置的决定光轴方向位置的手段。
3.根据权利要求1所述的光收发信设备，其特征在于，所述纤维端部保持手段具有控制沿所述光纤维一端部的光轴垂直面内的位置的决定光轴垂直面位置的手段。
4.根据权利要求3所述的光收发信设备，其特征在于，所述决定光轴垂直面内位置的手段包括在所述第一基体的纤维端部保持区沿光轴方向延伸而形成的，具有由开口部一方向底面一方相互接近的一对壁面，并保持光纤维一端部的凹槽；将固定在所述第一基板中的所述凹槽上方固定并保持在所述凹槽的所述光纤维的一端部压制在所述凹槽的一对壁面上的压接部件。
5.根据权利要求1所述的光收发信设备，其特征在于，所述光纤维端部保持手段包括在所述第一基板纤维端部的凹槽；在第一基板的纤维端部保持区域沿光轴方向延伸而形成的，并保持所述光纤维一端部的凹槽；在第一基板的纤维端部保持区域，沿与所述凹槽交差的方向延伸，并与其连通的方式形成，将所供给的树脂导入所述凹槽的树脂导入槽。
6.根据权利要求1所述的光收发信设备，其特征在于，所述光纤维端部保持手段包括在所述第一基板的纤维端部保持区域沿光轴方向延伸形成，保持所述光纤维一端部的凹槽；在所述第一基板的纤维端保持区域，沿与所述凹槽交差方向延伸，与其连通形成，并将向凹槽内所供给的树脂向外部排出的树脂排出槽。
7.根据权利要求1所述的光收发信设备，其特征在于，在所述反射型滤光器与所述收信用光接收元件之间，还具有反射由所述半导体激光元件射出的传送信用光信号的反射膜。
8.根据权利要求1所述的光收发信设备，其特征在于，包括由所述光纤维主体部分及所述第二基板的所述反射型滤光器插入所述光纤维的另一端的形式保持，透过由所述半导体激光元件射出的传送信光信号一方，有选择地反射由所述光纤维的另一端射入的多数波段的接收光信号中给定波长的接收信光信号的波长选择反射型滤光器；在所述第二基板固定开接收由所述波长选择反射型滤光器反射的接收光信号的其他接收信用受光元件。
9.根据权利要求8所述的光收发信设备，其特征在于，包括在所述波长选择反射型滤光器与所述另一接收信用受光元件之间有选择地透过所述给定波长接收信用光信号的滤光器。
10.一种光收发信设备，其特征在于包括发送传送光信号的同时接收接收光信号的光纤维；在相互间隔具有光信号发送区域及光信号接收区域之间，同时在光信号发送区域与光信号接收区域之间具有纤维端部保持区域的基板；在所述基板的光信号发送区域固定并射出传送信光信号的半导体激光元件；在所述基板的纤维端部保持区域设置，控制射入由所述半导体激光元件射出的传送光信号的所述光纤维一端的光轴方向的位置的决定光轴方向位置的手段；在所述基板的纤维端部保持区域设置，在控制沿所述光纤维一端部的光轴垂直面内的位置的状态下，保持所述光纤维一端部的纤维端部保持手段；在所述基板光信号接收区域设置，保持所述光纤维主体部的纤维主体保持手段；以插入所述的光纤维主体部保持手段及所述光纤维的形式保持，透过由所所述半导体元件射出的传送光信号的一方，反射由所述光纤维另一端部射入的接收光信号的反射型滤光器；在所述基板的光信号接收区域固定，接收由所述反射型滤光器反射的接收光信号的接收光信号用元件。
11.根据权利要求1所述的光收发信设备，其特征在于，所述纤维端部保持手段包括在所述基板以沿光轴方向延伸的方式形式，具有由开口部一方向底面一方相互接近的一对壁面，保持所述光纤维的凹槽；将在所述基板的纤维端部保持区域的所述凹槽上所固定，并在所述凹槽保持的所述光纤维的一端部压接到所述一对壁面上的压接部件。
12.一种具有发送传送光信号，同时接收接受光信号的光纤维的光收发信设备的制造方法，其特征在于包括在相互间隔中有光信号发送区域及光信号接收区域，同时在光信号发送区域及光信号接收区域间具有纤维端部保持区域的第一基板的纤维保持区域，具有可使所述光纤维的一端部保持剖面形状，并形成沿光轴方向延伸的光纤维端部保持用凹槽的凹槽制造工艺；在所述第一基板的光信号传送区域，固定射出传送光信号的半导体激光元件的激光元件的固定工艺；在第二基板，具有可使所述光纤维主体保持剖面形状，并形成向光轴方向延伸的光纤维主体部保持用凹槽的凹槽制造工艺后，在该光纤维主体保持用的凹槽内部固定所述光纤维主体部的纤维主体部固定工艺；在所述第二基板及所述光纤维的主体部，形成沿光轴垂直方向延伸的切口槽之后，在该切口槽内部透过由所述半导体激光元件射出，射入所述光纤维一端部的传送的光信号的一方，固定反射由所述光纤维的另一端射入的收信用光信号的反射型滤光器的滤光器固定工艺；在所述第二基板的所述光纤维主体部的保持用凹槽上方固定接收由所述反射型滤光器反射的收信用光信号的光接收元件的固定工艺；在所述第一基板的光纤维端部保持用凹槽固定所述光纤维的一端部，同时在所述第一基板的光信号发送区域，固定所述光纤维主体部、反射型滤光器以及固定接收光信号用光元件的所述第二基板的基板固定工艺。
13.根据权利要求12所述的光收发信设备的制造方法，其特征在于，所述基板固定工艺包括在控制所述光纤维一端部的光轴方向的位置及与光轴垂直平面内的位置的状态下，在所述第一基板的光信号发送区域固定所述第二基板的固定工艺。
14.根据权利要求12所述的光收发信设备的制造方法，其特征在于，所述凹槽制作工艺包括在所述第一基板纤维端部保持区域，沿与所述光纤维端部保持用凹槽相交差的方向延伸，且与所述光纤维端部保持用凹槽连通的树脂导入槽的制造工艺；所述基板固定工艺包括通过由所述树脂导入槽向所述光纤维端保持用凹槽供给的树脂将所述光纤维的一端部固定在所述第一基板光纤维端部保持用凹槽的固定工艺。
15.一种光半导体组件，其特征在于，包括具有沿光轴方向延伸的凹槽及沿与光轴垂直方向延伸的切口槽的基板；在所述基板的固定，并射出半导体激光的半导体激光元件；在入射端面与所述切口槽半导体激光一侧壁面相接触的状态下，收入所述基板的凹槽，并传送由所述半体激光元件射出激光的光纤维；在所述基板内形成并使所述半导体激光元件与所述基板位置组对准的对分辩率标记；所述对准标记是通过与所述凹槽相同的光刻及相同的腐蚀蚀刻方法而形成的。
16.根据权利要求15所述的光半导体组件，其特征在于，所述对准标记包括对所述基板的半导体激光元件固定区域两侧的光轴，形成对称位置的一对侧方的对准标记。
17.根据权利要求15所述的光半导体组件，其特征在于，所述对准标记包括在与所述基板所述横槽的半导体激光一侧壁面的边缘部所形成的基板边缘对准标记。
18.根据权利要求15所述的光半导体组件，其特征在于，所述对准标记包括对所述基板的所述半导体激光元件固定区域两侧的光轴形成对称位置的一对侧方的对准标记；在与所述基板所述切口槽的半导体激光一侧壁面的边缘部所形成的基板边缘对准标记。
19.根据权利要求15所述的光半导体组件，其特征在于，还包括在所述半导体激光元件底面的所述光纤维一侧边缘部形成，并为使所述半导体激光元件与所述基板位置对准的激光边缘对准标记。
20.根据权利要求19所述的光半导体组件，其特征在于，所述对准标记包括在与所述基板所述切口槽半导体激光一侧壁面的边缘部所形成的基板边缘对准标记。
21.一种光半导体组件，其特征在于，包括具有沿光轴方向延伸的凹槽的基板；在所述基板固定，并射出半导体激光的双通道结构的半导体激光元件；在所述基板凹槽内收入，并传送由所述半导体激光元件射出激光的光纤维；在所述基板内形成，并使所述半导体激光元件与所述基板位置对准的对准标记；所述对准标记包括对所述基板的所述半导体激光元件固定区域的光轴形成对称位置的，存在于剖面V字形一对槽之间由凸状部分所组成的凸状对准标记。
22.根据权利要求21所述的光半导体组件，其特征在于，所述一对槽是由与所述凸槽同一光刻及同一腐蚀蚀刻所形成。
全文摘要
一种光收发信设备包括:收发信信号的光纤维,在收发信区域具有纤维端部保持区域的第一基板,射出发信用光信号的半导体激光元件,保持光纤维一端部的端部保持手段,保持光纤维主体部的第二基板,反射接收光信号的反射型滤光器,以及接收由反射型滤光器反射的收信用光信号的收信用光接收元件。本收发信设备的特点在于集成度高、容易组装,可实现小型化与高性能化,且成本低。
文档编号G02B6/42GK1203374SQ98102729
公开日1998年12月30日 申请日期1998年6月25日 优先权日1997年6月25日
发明者西川透, 宇野智昭, 东门元二, 光田昌弘 申请人:松下电器产业株式会社