專利名稱：光電裝置的光電元件與光纖的對位方法
技術領域：
本發(fā)明主要涉及一種對位方法，尤其是關于一種光電裝置的光電元件與光纖的對位方法。
背景技術：
一光電收發(fā)裝置(optical-electrical transceiver/receiver)通常包括有一發(fā)光源(light source)和一傳感器(sensor)等光電元件、一驅(qū)動器(driver)和一后端放大器(post-amplifier)，其中傳感器接收一光信號并將光信號轉(zhuǎn)換成一電信號，而發(fā)光源藉由一電信號驅(qū)動而發(fā)出光信號。光電收發(fā)裝置例如是美國專利第US 6480647號所公開的波導型的波長多任務光收發(fā)模塊(waveguide-type wavelength multiplexing optical transmitter/receiver module)?，F(xiàn)有的發(fā)光源例如是激光二極管(1aser diode；LD)、發(fā)光二極管(light emittingdiode；LED)、垂直腔面發(fā)射型激光(Vertical Cavity Surface Emitting Lasers；VCSEL)，而現(xiàn)有的傳感器例如是光電二極管(photodiode；PD)。
為了確保光電收發(fā)裝置的發(fā)光源所發(fā)出的光能夠準確地經(jīng)由耦接的光纖傳輸出去，以及經(jīng)由耦接的光纖所輸入的光能夠準確地被傳感器所接收，光電收發(fā)裝置的發(fā)光源/傳感器與耦接光纖的對位相當重要。換言之，發(fā)光源/傳感器的位置必須能夠準確地落在光電收發(fā)裝置與光纖耦接的光軸上，以使發(fā)光源/傳感器與光纖能夠準確對位。
圖1所顯示的是一光電收發(fā)裝置1的光電元件12與一光纖4的對位，此一光電收發(fā)裝置1包括發(fā)送光學元件(TOSA；Transmitting OpticalSub-Assembly)和接收光學元件(ROSA；Receiving Optical Sub-Assembly)，由一光纖連接座11和光電元件12所組成。光電元件12包括一作為發(fā)光源的激光二極管121、一聚光透鏡122和兩TO封裝引腳123，而施以一金屬罐(Metal can)封裝(或稱TO封裝)。
光電元件12的對位步驟如下所述。
首先，將光電元件12置于一平臺3上，且將光電元件12的兩個TO封裝引腳123電連接至電源2上通以電流。其次，將光纖連接座11置于光電元件12的上方且固定，且將光纖4的兩端分別連接至光纖連接座11和一光功率傳感器(power meter)5。接著，利用光功率傳感器5量取激光二極管121所發(fā)出且透過聚光透鏡122和經(jīng)過光纖4的光的功率大小。然后，移動平臺3讓光功率傳感器5所量取到的光功率大小為一最大值。之后，填入接合膠6于光纖連接座11與光電元件12之間的間隙，以固定光電元件12的位置。
在此一對位方法中，由于光電元件12所發(fā)出的光直徑相當小，約9～10um，因此在對位上相當耗時費力，且容易有較大的對位誤差存在。
另一方面，圖2顯示一平面光波導(planar light waveguide)型的光電發(fā)射裝置10的一半導體激光芯片13與光纖14的對位。其做法是先以構(gòu)圖的方式在平面光波導裝置基板101上且與光軸15重合的位置上形成電極102以及在電極102周圍形成對位記號103。然后，在半導體激光芯片13的下表面形成相對應的對位記號131。接著，分別在光電發(fā)射裝置10上下方裝設紅外線光源20和紅外線傳感器21，藉紅外線偵測的方式讓半導體激光芯片13與電極102能夠準確對位。
在此一對位方法中，由于構(gòu)圖的設計過程繁瑣且制作精度不易控制，以及對位位置改變時所需要的圖案變化往往增加制造成本，因此容易產(chǎn)生對位不良的產(chǎn)品。此外，此一方法必須利用紅外線設備來進行偵測，著實造成成本上的負擔。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有光電裝置中光電元件與光纖之間的對位技術存在著下列問題第一、耗時費力；第二、對位誤差大；第三、需諸如紅外線等額外設備的輔助，增加光電裝置制作成本。
因此，為了解決這些問題，本發(fā)明的一目的在于提出一種操作簡單且準確性高的光電元件與光纖的對位方法。
本發(fā)明的另一目的在于提出一種不需要藉助額外設備的輔助而可降低光電裝置制作成本的光電元件與光纖的對位方法。
依本發(fā)明一實施例的光電裝置的光電元件與光纖的對位方法包括下列步驟初步對準光電元件和光纖且固定其中之一；經(jīng)由光纖傳送一輸入光進入光電裝置且使該輸入光到達光電元件的收發(fā)光側(cè)表面，該輸入光的波長例如小于或等于光電元件的激發(fā)光波長；偵測來自光電元件的收發(fā)光側(cè)表面的一輸出光的能量或光功率大小，例如藉由一光傳感器來進行偵測，光傳感器例如是光功率傳感器；調(diào)整光電元件和光纖中另一個的位置直至輸出光的能量或光功率大小為一特定值，此一特定值例如是最大值、最小值、或光電元件的激發(fā)光能量大??；固定光電元件和光纖中的另一個，例如藉由一接合膠來實現(xiàn)。
另一實施例中，本發(fā)明的光電裝置的光電元件與光纖的對位方法還包括下列步驟偵測來自光電元件的收發(fā)光側(cè)表面的一輸出光是否包含光電元件的激發(fā)光，例如藉由一分光元件來進行偵測；調(diào)整光電元件和光纖中另一個的位置直至輸出光包含光電元件的激發(fā)光。
此外，上述輸入光和輸出光的光路徑不相同，藉由一光路切換元件來實現(xiàn)，例如是光纖耦合器和雙折射晶體。
在此，光電元件例如是屬于半導體激光的激光二極管和垂直腔面發(fā)射型激光、發(fā)光二極管和光電二極管，而光電裝置例如是包括發(fā)送光學元件/接收光學元件的光電收發(fā)裝置、平面光波導光電發(fā)射裝置。
本發(fā)明的特征和優(yōu)點在于第一、設計上較為簡易，降低成本負擔。第二、縮短制作流程，提高生產(chǎn)效率。第三、不須額外的紅外線校準設備，降低成本負擔。第四、可直接由光電元件本身的發(fā)出光能量和其波長來判定光電元件與光纖的正確對位位置。


圖1是一示意圖，顯示一現(xiàn)有發(fā)送光學元件(TOSA；Transmitting OpticalSub-Assembly)/接收光學元件(ROSA；Receiving Optical Sub-Assembly)的光電收發(fā)裝置中一光電元件與一光纖的對位；圖2是一示意圖，顯示一現(xiàn)有平面光波導型光電發(fā)射裝置中一半導體激光芯片與一光纖的對位；圖3是一立體圖，顯示一激光二極管的結(jié)構(gòu)與一光纖的耦接；圖4A是一示意圖，顯示依本發(fā)明一優(yōu)選實施例的光電裝置中光電元件與光纖的對位；圖4B是一流程圖，顯示依本發(fā)明一優(yōu)選實施例的光電裝置中光電元件與光纖的對位方法步驟；
圖5是一示意圖，顯示依本發(fā)明第一實施例的一光電發(fā)射裝置中光電元件與光纖的對位；圖6是一示意圖，顯示依本發(fā)明第二實施例的一平面光波導裝置中光電元件與光纖的對位；圖7是一示意圖，顯示依本發(fā)明第三實施例的一光輸出裝置中光電元件與光纖的對位。
附圖標記說明1發(fā)送光學元件/接收光學元件的光電收發(fā)裝置11、401 光纖連接座 12金屬罐封裝型光電元件121、52 激光二極管 122聚光透鏡123 TO封裝引腳 2 電源3平臺 5 光功率傳感器4、14、31、41、411、412、54、541、542、61、611、612 光纖33、44、57、64光傳感器6、305、404、58 接合膠10 平面光波導型的光電發(fā)射裝置101 基板 102電極103、131 對位記號 13 半導體激光芯片20 紅外線光源 21 紅外線傳感器30 光電裝置15、301、604 光軸302、403、504、505、605 對位區(qū)303、402、601 光電元件304、503 光纖耦接端311第一光路徑312 第二光路徑32、43、56、63光源321、322、322’、41a、41a’、41b、41b’、41b”、54a、 光54a’、54b、54b’、54b”、61a、61a’、61b、61b’、61b”34 分光元件 40 光電發(fā)射裝置42、55、62 光路切換元件45、59、65 分光棱鏡
50 平面光波導裝置501、502 波導線路51 濾波器53光電二極管60 光輸出裝置602 桿型漸變折射率透鏡700 激光二極管701 基板702 金屬膜703 上披覆層704 下披覆層 705 光收/發(fā)區(qū)706 光纖 707、708 光波具體實施方式
當一光波遇到一介質(zhì)時，會有反射現(xiàn)象，而光波的反射部分強度與入射部分強度的比值決定于介質(zhì)的折射率(或反射率)。由于不同介質(zhì)具有不同的折射率(或反射率)、介電常數(shù)、導磁率和導電系數(shù)，且折射率(或反射率)與介電常數(shù)和導磁率有關，因此同一光波遇到不同介質(zhì)時其反射部分的強度會有不同。另一方面，當所輸入的光波波長小于光電元件的激發(fā)光波長時，可使光電元件輻射出一激發(fā)光，此激發(fā)光所具有的能量為光電元件自激發(fā)態(tài)能級躍遷回基態(tài)能級的能量差。
依據(jù)這兩種現(xiàn)象，吾人可采用一較為簡易的方法來進行光電裝置的光電元件與光纖的對位。
舉例而言，請參見圖3，一激光二極管(LD)700主要包括一基板701、一金屬膜702、一上披覆層(upper cladding layer)703、一下披覆層(lowercladding layer)704和一光收/發(fā)區(qū)(active layer)705，其中基板701、金屬膜702、上披覆層(upper cladding layer)703、下披覆層(lower cladding layer)704構(gòu)成一非光收/發(fā)區(qū)。由于激光二極管700與一光纖706的耦接處在于光收/發(fā)區(qū)705，而光收/發(fā)區(qū)705與上披覆層703和下披覆層704(非光收/發(fā)區(qū))的反射率完全不同，因此當吾人輸入一入射光波707進入激光二極管700時，在光收/發(fā)區(qū)705以及光收/發(fā)區(qū)705的外材料層的表面上所反射的光波708會呈現(xiàn)出不同的光能量強度。就此而言，當光波708的能量為最大值或最小值時，便表示光波707的入射位置恰落在光收/發(fā)區(qū)705而非其它材料層上。
另外，當入射光波707波長小于激光二極管700的激發(fā)光波長時，只要光波707能夠進入至光收/發(fā)區(qū)705，則激光二極管700的光收/發(fā)區(qū)705內(nèi)部將輻射出激發(fā)光，使得光波708中包含有激發(fā)光。如此一來，自光波708中將可分離出具激發(fā)光波長的光波，或者光波708的能量為激發(fā)光能量。
請參見圖4A和圖4B，依本發(fā)明一實施例所提供的一光電裝置30的光電元件303與光纖31的對位方法包括下列步驟。應用上，光電元件303可以是屬于半導體激光的激光二極管(laser diode；LD)和垂直腔面發(fā)射型激光(Vertical Cavity Surface Emitting Lasers；VCSEL)、發(fā)光二極管(light emittingdiode；LED)和光電二極管(photodiode；PD)。
步驟201初步對準光電元件和光纖且固定其中之一。就本實施例而言，是在光電裝置30內(nèi)開設一位于光軸301上的對位區(qū)302，將一光電元件303置于對位區(qū)302內(nèi)且將光纖31耦接至光電裝置30的光纖耦接端304然后固定。此時，光電元件303是大致地對準于光纖31。自光纖31分出一第一光路徑311和一第二光路徑312，且于第一光路徑311的一端裝設一光源32、于第二光路徑312的一端裝設一光傳感器33。光傳感器33例如是光功率傳感器。
步驟202經(jīng)由光纖傳送一輸入光進入光電裝置且使該輸入光到達光電元件的一收發(fā)光側(cè)表面。就本實施例而言，是將光源32發(fā)出的一波長大于、小于或等于光電元件303激發(fā)光波長的輸入光321經(jīng)光纖31的第一光路徑311和光纖耦接端304傳送進入光電裝置30而到達光電元件303。在輸入光321的波長等于光電元件激發(fā)光波長的情況下，只要光纖31與光電元件303確實對準，則輸入光321將在收發(fā)光側(cè)表面反射，所反射的光的能量將會是極值，亦即最大值或是最小值。另一方面，在輸入光321的波長小于光電元件激發(fā)光波長的情況下，只要光纖31與光電元件303確實對準，則光電元件303的能級將由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，再由激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)，并發(fā)射出激發(fā)光，因此反射光的能量會涵蓋有此具有特定能量的激發(fā)光。
步驟203偵測來自光電元件的一輸出光的能量或光功率大小。就本實施例而言，在輸入光321的波長略等于光電元件激發(fā)光波長的情況下，由于光纖31與光電元件303對準時，輸入光321便會在收發(fā)光側(cè)表面反射而成為輸出光322(亦即輸出光322為輸入光321的反射光)，且輸出光322具有的能量為極值，因此吾人可利用一光傳感器33偵測來自光電元件303且經(jīng)光纖31的第二光路徑312的輸出光322的能量或光功率大小。光傳感器33例如是光功率傳感器。另一方面，在輸入光321的波長小于光電元件激發(fā)光波長的情況下，當光纖31與光電元件303對準時，輸出光322將包含光電元件303的激發(fā)光，所以除了利用一光傳感器33偵測來自光電元件303且經(jīng)光纖31的第二光路徑312的輸出光322的能量或光功率大小之外，吾人在另一實施例中還可以額外利用一分光元件34偵測來自光電元件303的輸出光322是否包含光電元件303的激發(fā)光，藉以幫助確定光纖31與光電元件303的對準程度。換言之，吾人可僅使用光傳感器33而不使用分光元件34偵測來自光電元件303且經(jīng)光纖31的第二光路徑312的輸出光322的能量或光功率大小是否為極值；或者先利用分光元件34對輸出光322進行分光，再由光傳感器33接收被分出的光322’，進而判定被分出光322’的波長和能量大小是否為光電元件303激發(fā)光的波長和能量大小。
步驟204調(diào)整光電元件和光纖中另一個的位置直至輸出光的能量或光功率大小為一特定值。就本實施例而言，先固定光纖31再調(diào)整光電元件303的位置，或者先固定光電元件303再調(diào)整光纖31的位置，直至來自光電元件303的輸出光322的能量或光功率大小為一極值(包括最大值和最小值)，或者輸出光322的能量或光功率大小為光電元件303的激發(fā)光能量大小。另外，亦可利用分光元件34對輸出光322進行分光，同時調(diào)整光電元件和光纖中另一個的位置直至輸出光322包含光電元件303的激發(fā)光。
步驟205固定光電元件和光纖中的另一個。例如，在步驟201中先固定光纖31，而在本步驟中填充接合膠(adhesive gel)305于光電元件303與對位區(qū)302的間隙，來將光電元件303固定。
在本發(fā)明中，自該光纖31分出一第一光路徑311和一第二光路徑312藉由一光路切換元件(未顯示)來實現(xiàn)，其可以是光纖耦合裝置(coupler)、雙折射晶體(birefringent crystal)。
另外，在本發(fā)明中，亦可以加入一透鏡(未顯示)，而進行透鏡、光電元件和光纖三者的對位。實施步驟上，是先固定三者中的兩者，再依上述方法進行剩余一個的定位。以下會舉實施例來加以說明。
請參見圖5，一第一實施例中，本發(fā)明所提供的光電裝置的光電元件與光纖的對位方法應用在一光電發(fā)射裝置40。本實施例的光電發(fā)射裝置40包括一光纖連接座401、一光電元件402和一對位區(qū)403。光電元件402所包括的發(fā)光源可以是激光二極管(LD)、垂直腔面發(fā)射型激光(VCSEL)和發(fā)光二極管(LED)。
本實施例的對位方法包括下列步驟
首先，將光電元件402置于光纖連接座401底下的對位區(qū)403內(nèi)。此外，將一光纖41的兩端分別連接至光纖連接座401和一光路切換元件42。然后，再將兩光纖411和412的一端連接至光路切換元件42，而另一端分別連接至一光源43和一光傳感器44，光傳感器44例如是光功率傳感器。在此，光路切換元件42僅單向?qū)ü饫w411與光纖41，或者光纖412與光纖41，其可以是光纖耦合裝置(coupler)、雙折射晶體(birefringent crystal)。
其次，自光源43輸出一波長與光電元件402激發(fā)光波長相等的光41a，其經(jīng)由光纖411和41進入光電發(fā)射裝置40。
接著，藉由光傳感器44偵測反射自光電元件402且經(jīng)過光纖41和光纖412的光41b的能量或光功率大小。
然后，調(diào)整光電元件402的位置，直到光傳感器44所偵測的反射光41b的能量或光功率大小為一最大值(或最小值)。
以及，將光電元件402的位置固定，以及在對位區(qū)403中光電元件402周圍的部分上接合膠404，使光電元件402固定在連接座401上。
此外，本實施例亦可依照上述本發(fā)明另一實施例的方法進行，其步驟如下所示。
首先，將光電元件402置于光纖連接座401底下的對位區(qū)403內(nèi)，且將一光纖41的兩端分別連接至光纖連接座401和一光路切換元件42。之后，將兩光纖411和412的一端連接至光路切換元件42，另一端分別連接至一光源43和一光傳感器44、分光棱鏡45。光路切換元件42僅單向?qū)ü饫w411與光纖41，或者光纖412與光纖41，光路切換元件42可以是光纖耦合裝置(coupler)、雙折射晶體(birefringent crystal)。
其次，自光源43輸出一波長小于光電元件402激發(fā)光波長的光41a’，其經(jīng)由光纖411和41進入光電發(fā)射裝置40。
接著，先藉由分光棱鏡45對光41b’進行分光，再由光傳感器44接收分光棱鏡45所分出的光41b”，判定光41b”的能量大小是否接近甚至于等于光電元件402的激發(fā)光能量大小?；蛘?，也可以不采用分光棱鏡45，而是用光傳感器44直接接收光41b’，再判定光41b’是否包含光電元件402的激發(fā)光。
然后，調(diào)整光電元件402的位置，直到光41b”的波長為光電元件402激發(fā)光波長(或者光41b”的能量大小接近于光電元件402激發(fā)光能量大小)，或者光41b’的能量大小為一最大值。
以及，將光電元件402的位置固定，以及在對位區(qū)403中光電元件402的周圍部分上接合膠404，使光電元件402固定在連接座401上。
請參見圖6，一第二實施例中，本發(fā)明所提供的光電裝置的光電元件與光纖的對位方法應用在一平面光波導裝置50。如圖6所示，一平面光波導裝置50具有一第一波導線路(waveguide circuit)501、一第二波導線路502、一光纖耦接端503、一濾波器51、一激光二極管(LD)52和一光電二極管(PD)53。
本實施例中需要對位的光電元件為激光二極管52和光電二極管53。舉激光二極管52的對位為例，其包括下列步驟首先，在平面光波導裝置50的光波導線路502上開設一位于光軸上且尺寸略大于激光二極管52的凹槽504，且將激光二極管52置于凹槽504中。之后，將一光纖54的兩端分別耦接至平面光波導裝置50的耦接端503和一光路切換元件55，且將兩光纖541和542的一端連接至光路切換元件55，而另一端分別連接至一光源56和一光傳感器57，光傳感器57例如是光功率傳感器。在此，光路切換元件55僅單向?qū)ü饫w541與光纖54(作為第一光路徑)，或者光纖542與光纖54(作為第二光路徑)，其可以是光纖耦合裝置(coupler)、雙折射晶體(birefringent crystal)。
其次，自光源56輸入一波長等于激光二極管52激發(fā)光波長的光54a，其經(jīng)由光纖541和54進入裝置50中，并沿著第一波導線路501前進。由于濾波器51被設計成僅能讓與光電二極管53激發(fā)光波長相等的光通過，所以光54a在遭遇濾波器51后會繼續(xù)沿著第二波導線路502前進至激光二極管52。之后，光54a會被激光二極管52反射并沿著原波導線路回去。
接著，利用光傳感器57偵測自激光二極管52反射的光54b的能量或光功率大小。
然后，調(diào)整激光二極管52的位置，直至光傳感器57所偵測到的光54b的能量或光功率為一最大值(或最小值)。
之后，在激光二極管52與凹槽504之間的間隙內(nèi)填入接合膠58而將激光二極管52固定住。
同理，光電二極管53的對位亦如上所述來施行，不同的是所輸入的光54a的波長必須與光電二極管53激發(fā)光波長相同，如此一來，輸入光54a便會通過濾波器51到達光電二極管53的表面并反射。
此外，本實施例也可依照另一實施例的方法進行，其步驟如下所示。
首先，在平面光波導裝置50的光波導線路502上開設一位于光軸上且尺寸略大于激光二極管52的凹槽504，且將激光二極管52置于凹槽504中。之后，將一光纖54的兩端分別耦接至平面光波導裝置50的耦接端503和一光路切換元件55，且將兩光纖541和542的一端連接至光路切換元件55，而另一端分別連接至一光源56和一光傳感器57、一分光棱鏡59。在此，光路切換元件55僅單向?qū)ü饫w541與光纖54(作為第一光路徑)，或者光纖542與光纖54(作為第二光路徑)，其可以是光纖耦合裝置(coupler)、雙折射晶體(birefringent crystal)。
其次，自光源56輸入一波長小于激光二極管52激發(fā)光波長的光54a’，其經(jīng)由光纖541和54進入裝置50中，并沿著第一波導線路501前進。由于濾波器51僅能讓等于光電二極管53激發(fā)光波長的光通過，所以光54a’在遭遇濾波器51后會繼續(xù)沿著第二波導線路502前進至激光二極管52。之后，光54a’會被激光二極管52反射并沿著原波導線路回去。
接著，先利用分光棱鏡59對光54b’進行分光，再由光傳感器57接收分光棱鏡59所分出的光54b”，判定光54b”的能量大小是否接近甚至于等于激光二極管52的激發(fā)光能量大小。或者，也可以不采用分光棱鏡59，而是用光傳感器57直接接收光54b’，再判定光54b’是否包含激光二極管52的激發(fā)光。
然后，調(diào)整激光二極管52的位置，直至光54b”的波長為激光二極管52激發(fā)光波長(或者光54b”的能量大小接近于激光二極管52激發(fā)光能量大小)，或者光54b’的能量大小為一最大值。
之后，在激光二極管52與凹槽504之間的間隙內(nèi)填入接合膠58而將激光二極管52固定住。
同理，光電二極管53的對位亦如上所述來施行，不同的是所輸入的光54a’的波長必須為可穿透濾波器51的波長(亦即在濾波器51的截止波長(cut-off wavelength)范圍內(nèi))，如此一來，輸入光54a’便會通過濾波器51進入光電二極管53。
請參見圖7，一第三實施例中，本發(fā)明所提供的光電裝置的光電元件與光纖的對位方法應用在一光輸出裝置60。如圖7所示，光輸出裝置60是由一光電元件601例如是發(fā)光二極管(LED)、一桿型漸變折射率透鏡(rod GRINlens)602和一光纖61所組成的裝置。本實施例的光電元件601的對位方法包括下列步驟首先，將桿型漸變折射率透鏡602固定在光輸出裝置60的光軸604上，在光輸出裝置60上與桿型漸變折射率透鏡602的耦接端處開設一位于光軸604上的對位區(qū)605，將光電元件601置于對位區(qū)605內(nèi)。
其次，將一光纖61與桿型漸變折射率透鏡602耦接并固定光纖61，且于光纖61另一端裝設一光路切換元件62，再由光路切換元件62引出兩光纖611和612，且分別于光纖611和612的末端裝設光源63和光傳感器64。在此，光路切換元件62作為光纖61至光纖611(作為一第一光路徑)或光纖61至光纖612(作為一第二光路徑)的單向路徑切換，其可以是光纖耦合裝置(coupler)、雙折射晶體(birefringent crystal)。
接著，自光源63輸出一波長等于光電元件601激發(fā)光波長的光61a，經(jīng)由光纖611和光纖61光路后進入光輸出裝置60，且到達光電元件601。之后，被光電元件601反射的光61b會經(jīng)由光纖61和光纖612而被光傳感器64接收。
然后，藉由光傳感器64偵測光61b的能量或光功率大小。
以及，調(diào)整光電元件601的位置，直至光傳感器64所偵測的光61b的能量或光功率大小為一最大值(或最小值)。
之后，固定光電元件601。
此外，本實施例也可采用另一實施例的方法進行光電元件601、光纖61和桿型漸變折射率透鏡602的對位。其步驟如下首先，將桿型漸變折射率透鏡602固定在光輸出裝置60的光軸604上，在光輸出裝置60的光軸604上與桿型漸變折射率透鏡602的耦接端處開設一對位區(qū)605，將光電元件601置于對位區(qū)605內(nèi)。
其次，將一光纖61與桿型漸變折射率透鏡602耦接并固定光纖61，且于光纖61另一端裝設一光路切換元件62，再由光路切換元件62引出兩光纖611和612，且分別于光纖611和612的末端裝設光源63和光傳感器64、分光棱鏡65。在此，光路切換元件62作為光纖61至光纖611(作為一第一光路徑)或光纖61至光纖612(作為一第二光路徑)的單向路徑切換，其可以是光纖耦合裝置(coupler)、雙折射晶體(birefringent crystal)。
接著，自光源63輸出一波長小于光電元件601激發(fā)光波長的光61a’，經(jīng)由光纖611和光纖61光路后進入光輸出裝置60，且到達光電元件601。之后，自光電元件601輸出的光61b’會經(jīng)由光纖61和光纖612而被光傳感器64接收。
然后，先利用分光棱鏡65對光61b’進行分光，再由光傳感器64接收所分出的光61b”，判定光61b”的能量大小是否接近甚至于等于光電元件601的激發(fā)光能量大小。或者，也可以不采用分光棱鏡65，而是用光傳感器64直接接收光61b’，再判定光61b’是否包含光電元件601的激發(fā)光。
以及，調(diào)整光電元件601的位置，直至光61b”的波長為光電元件601激發(fā)光波長(或者光61b”的能量大小接近于光電元件601激發(fā)光能量大小)，或者光61b’的能量大小為一最大值。
之后，固定光電元件601。
本實施例中，除了采用先固定光纖61和桿型漸變折射率透鏡602、再調(diào)整光電元件601位置、最后固定光電元件601的順序之外，也可以采用先固定光電元件601和桿型漸變折射率透鏡602、再調(diào)整光纖61、之后固定光纖61的順序，或者先固定光纖61和光電元件601、再調(diào)整桿型漸變折射率透鏡602的位置、之后固定桿型漸變折射率透鏡602的順序。
綜上，本發(fā)明已藉由上述的實施例和變化例來詳加描述。然而，本領域內(nèi)的技術人員應當了解的是，本發(fā)明的所有的實施例在此僅為例示性而非為限制性。舉例而言，盡管上述自光源所發(fā)出而進入光電裝置的輸入光的波長以小于或等于光電元件的激發(fā)光波長為例，但不限于此，也可以為任意波長。即，在不脫離本發(fā)明實質(zhì)精神和范圍之內(nèi)，上述所述及的光電裝置的光電元件與光纖的對位方法的其它變化例和應用例均為本發(fā)明所涵蓋。因此，本發(fā)明由所附的權利要求加以界定。
權利要求
1.一種光電裝置的光電元件與光纖的對位方法，包括下列步驟初步對準該光電元件和該光纖且固定其中之一；經(jīng)由該光纖傳送一輸入光到達該光電元件的一收發(fā)光側(cè)表面；偵測從該光電元件的該收發(fā)光側(cè)表面射回的一輸出光的能量或光功率大??；調(diào)整該光電元件和該光纖中另一個的位置直至該輸出光的能量或光功率大小為一特定值；和固定該光電元件和該光纖中的另一個。
2.如權利要求1的光電裝置的光電元件與光纖的對位方法，其中該特定值是最大值和最小值其中之一。
3.如權利要求1的光電裝置的光電元件與光纖的對位方法，其中該光電元件包括一光收/發(fā)區(qū)和至少一非光收/發(fā)區(qū)，該光收/發(fā)區(qū)和該等非光收/發(fā)區(qū)的反射率完全不同。
4.如權利要求1的光電裝置的光電元件與光纖的對位方法，還包括下列步驟藉由一分光元件偵測該輸出光是否包含該光電元件的激發(fā)光；和調(diào)整該光電元件和該光纖中另一個的位置直至該輸出光包含該光電元件的激發(fā)光。
5.如權利要求4的光電裝置的光電元件與光纖的對位方法，其中該分光元件選自于分光棱鏡和光柵其中之一。
6.如權利要求1的光電裝置的光電元件與光纖的對位方法，其中該光電裝置還包括一透鏡，該方法還包括下列步驟固定該透鏡，使該輸入光在到達該光電元件的該收發(fā)光側(cè)表面之前通過該透鏡。
7.如權利要求1的光電裝置的光電元件與光纖的對位方法，還包括下列步驟藉由一光路切換元件提供不同的光路徑給該輸入光和該輸出光。
8.如權利要求7的光電裝置的光電元件與光纖的對位方法，其中該光路切換元件選自于光纖耦合器和雙折射晶體其中之一。
9.如權利要求1的光電裝置的光電元件與光纖的對位方法，其中偵測該輸出光的能量或光功率大小藉由一光傳感器來進行。
10.如權利要求1的光電裝置的光電元件與光纖的對位方法，其中該光電元件選自于半導體激光二極管、發(fā)光二極管和光電二極管其中之一。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光電裝置的光電元件與光纖的對位方法。此一對位方法包括下列步驟初步對準光電元件和光纖且固定其中之一；經(jīng)由光纖傳送一輸入光進入光電裝置且使該輸入光到達光電元件；偵測來自光電元件的一輸出光的能量或光功率大??；調(diào)整光電元件和光纖中另一個的位置直至輸出光的能量或光功率大小為一特定值；以及固定光電元件和光纖中的另一個。該方法的特征和優(yōu)點在于第一、設計上較為簡易，降低成本負擔。第二、縮短制作流程，提高生產(chǎn)效率。第三、不須額外的紅外線校準設備，降低成本負擔。第四、可直接由光電元件本身的發(fā)出光能量和其波長來判定光電元件與光纖的正確對位位置。
文檔編號G02B6/28GK1624511SQ20031011970
公開日2005年6月8日 申請日期2003年12月3日 優(yōu)先權日2003年12月3日
發(fā)明者古文豪 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司