专利名称：带有vcsel光源的红外数据交联数据链路的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用光源的光子器件。更具体言之，本发明涉及的是供红外数据交联数据链路用的光源。
在很多电子器件中有大量数据需要传输，比如在计算机与外围设备之间。利用光子器件是一种高效传输数据的方法。当前，红外数据交联(IrDA)数据链路器件通常用作收发器件。收发器件采用发光二极管作光源。这种器件是高效器件， 因为发光二极管可在足够大的面积上生成足够的光使传输介质，比如光纤，易于接收。
虽然利用发光二极管作光源是有效的，但发光二极管能量效率不佳，需要很大的电流才能工作。大的功率消耗对于日益流行的便携式应用是极为不利的。通常在视角为30度时发光二极管约需250毫安(脉冲值)。此外，随着数据变得日益复杂并因而数据量相应增加，就要求有更高的传输速率。当前发光二极管器件的传输速率约为115.2千位/秒。
因此，如果能对现有技术的上述及其他缺点采取补救措施将是极为有益的。
所以本发明的一个目的就是要为数据链路器件提供一种新的改良光源。
本发明的另一目的是为具有较高传输速率的数据链路器件提供一种新光源。
而本发明的又一个目的是提供一种对便携式应用很理想的低功耗的数据链路新光源。
简言之，为达到迫切需要的本发明所要求的目的，根据本发明的一优选实施例提供了一种用于红外数据交联数据链路器件的光源。此光源的构成包括一个用来沿一光程发射光束的垂直腔表面发射激光器和一个位于光程上的发散器件使发射光束发散。
上述及其他目的以及更具体的目的对于本领域的专业人员由下面对本发明的优选实施例的详细描述并参照附图应该很容易了解。附图包括
图1为数据链路的简图；图2为根据本发明的用于红外数据交联数据链路的光源的等角图；而图3为图2所示的光源具有一个正透镜时的等角图。
现在看一下附图。各图中同一标号代表同样的构件。首先看图1。图1示出的是一个数据链路的简图，此数据链路整体用标号10代表。数据链路10的构成包括一个光发送器件12和一个光接收器件13，两者由传输介质，如光纤14，相耦连。光由光发送器件12发射并沿光程进入光纤14，再传输到光接收器件13。在大多数情况下上述器件是既可接收又可发送光信号的收发器件，所以可进行双向通信。特别是这些器件通常是红外数据交联数据链路器件，工作在自由空间介质中并使用一个光源生成光信号。在下面的介绍中将对这种数据链路器件用的光源予以描述。
请看图2。图2所示为一个其整体用20代表的光源的透视图。光源20的构成包括一个垂直腔表面发射激光器(VCSEL)22，此激光器所产生的激光束形式的光信号用23代表。采用VCSEL可大大降低功耗并使提高传输速率的能力得到加强。下面将详细讨论这一点。在本实施例中VCSEL 22由通常的TO型(To-head)的管座24承载，管座24具有一基座25和侧壁27。对TO型管座24的进一步描述略去，因为这在本领域是人所共知的。VCSEL22安装于基座25上并由侧壁27包围。
VCSEL通常生成一个发散角很小的光束，不适于用作数据链路的光信号。需要利用一个发散器件使发射的光发散以便下游元件，如自由空间介质，易于接收。此发散器件位于光束的光程上，可使光束发散达45度。较小的发散度很容易做到。
在侧壁27上是管帽28，它将VCSEL22封起。VCSEL22通常是采取沿垂直向上的光程发射光束(激光束23)的摆位，该光束穿过位于光束光程上的管帽28。由VCSEL22发射的激光束为信号提供充足的光，但是如前所述，光束为角度过小的准直光束而难于覆盖所需的区域。光源20包括一个发散器件以加大光束的发散角。在本实施例中，此发散器件为一由管帽28承载的透镜30。实际上透镜30可以作为管帽28的一部分经由模压形成。如图所示，透镜30是一个负透镜。特别是，透镜30是具一个透镜。当激光束23穿过镜透30时，其发散角加大到达45度以提供一个有所要求的发散角的光束29。虽然图中所示的发散器件为一凹透镜或负透镜，也可以采用全息单元散射器件作为管帽28。一个全息散射器件足以使光束发散到所要求的程度。这里还应指出，TO型以外的封装也可用于安置VCSEL22并具有可加大光束发散角的发散器件能力。
参见图3可看到具有另外一种发散器件的光源20。在这一个体例子中，发散器件是一个位置距VCSEL22极近的正透镜32，其结果为造成光束的过会聚。光束的过会聚与光束的发散在加大发散角上同样有效。当激光束23通过正透镜32时，光束会聚于点33，之后经过过会聚其最终结果为光束34的发散角加大。
通过采用VCSEL作为数据链路器件的光源可大大降低能耗。这一点对于便携式应用极其重要。例如，采用VCSEL作光源并得到45度的视角要求大约48毫安(假设斜率效率为0.4瓦/安)。与在视角为30度时通常的发光二极管需要250毫安(脉冲值)相比是一个巨大的改进。另外，在光源中使用VCSEL可以提供10兆位/秒和100兆位/秒的数据传输速率。
于是，可以提供一种数据链路器件用的新的改良光源。还可以提供一种具有较高传输速率和对便携式应用很理想的低功耗的数据链路器件用的新光源。
本领域的专业人员对本说明书中选作示例的实施例很容易做出各种改变和修改。只要这种修改和变化未脱离本发明的精神，它们应该包括在本发明的范围之内，这一点只有对下面的权利要求做出公正的解释可以确定。
由上所述，本说明书已对本发明进行了清楚而简洁的描述，足以使本领域的专业人员了解和实际使用本发明。
权利要求
1.一种光子数据链路，包括一数据传输器件，该器件包括一垂直腔表面发射激光器用于发射光束和一置于光程上的发散器件用于使发射光束发射；以及一个与数据发送器件分开放置的数据接收器件用于接收所发送的光。
2.如权利要求1中所述的数据链路，其特征在于发散器件包括一负透镜。
3.如权利要求2中所述的数据链路，其特征在于负透镜还包括凹透镜。
4.如权利要求1中所述的数据链路，其特征在于发散器件包括一全息单元散射器件。
5.如权利要求1中所述的数据链路，其特征在于发散器件是正透镜，位于在光程上靠近垂直腔表面发射激光器之处以使发射的光束过会聚。
6.如权利要求1中所述的数据链路，其特征在于VCSEL安装于TO型管座上，此TO型管座包括一承载发散器件的管帽。
7.一种用在红外数据交联数据链路中的光源，包括一垂直腔表面发射激光器用于沿光程发射光束；以及一位于光程上的发散器件用于使发射的光束发散。
8.如权利要求7中所述的光源，其特征在于发散器件是一负透镜。
9.如权利要求8中所述的光源，其特征在于负透镜包括凹透镜。
10.如权利要求7中所述的光源，其特征在于发散器件包括一全息单元散射器件。
11.如权利要求7中所述的光源，其特征在于发散器件是一位于光程上的正透镜用于使发射的光束过会聚。
12.如权利要求7中所述的光源，其特征在于垂直腔表面发射激光器安装于TO型管座上，此TO型管座包括一承载发散器件的管帽。
13.一种用在红外数据交联数据链路中的光源，包括一垂直腔表面发射激光器用于沿光程发射光束；以及一位于光程上的发散器件用于使发射的光束发散的发散角达到大约为45度。
14.如权利要求13中所述的光源，其特征在于发散器件包括负透镜。
15.如权利要求14中所述的光源，其特征在于负透镜包括凹透镜。
16.如权利要求14中所述的光源，其特征在于发散器件包括全息单元散射器件。
17.如权利要求13中所述的光源，其特征在于发散器件包括一位于在光程上靠近垂直腔表面发射激光器之处的正透镜以使发射的光束过会聚。
18.如权利要求13中所述的光源，其特征在于垂直腔表面发射激光器安装于TO型管座上，此TO型管座包括一承载发散器件的管帽。
全文摘要
一种用于红外数据交联数据链路器件的光源,其构成包括一垂直腔表面发射激光器用于沿光程发射光束和一位于光程上的发散器件用于使发射的光束发散。
文档编号H04B10/10GK1178418SQ97114010
公开日1998年4月8日 申请日期1997年6月27日 优先权日1996年7月2日
发明者蒋文斌, 迈克尔·S·莱比 申请人:摩托罗拉公司