專利名稱：使用表面發(fā)射激光器的光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用表面發(fā)射激光器的光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)。


圖1中示出了一個使用激光進行信號傳輸?shù)某Ｒ妼嵗?，其中，在第一發(fā)送/接收組件1和第二發(fā)送/接收組件5之間進行的信號傳輸是通過使用一第一光檢測器7檢測來自第一光源3的光信號輸出以及使用第二光檢測器4檢測來自第二光源8的光信號輸出來實現(xiàn)的。
在第一光源3與第一光檢測器7之間并在第二光源8與第二光檢測器4之間安裝光纖2，同時光經(jīng)光纖2被傳輸。在光纖2的二端連接有聚焦透鏡6。
在第一發(fā)送/接收組件1和第二發(fā)送/接收組件5中，采用了邊緣發(fā)射激光器或發(fā)射二射管做為第一光源3和第二光源8。從第一光源3發(fā)射的光是做為將要被發(fā)送的且經(jīng)過適當調(diào)制的數(shù)據(jù)信號的光信號。該光信號經(jīng)光纖2被發(fā)送，由第一光檢測器7檢測并轉(zhuǎn)化成電流信號，隨后經(jīng)放大電路解調(diào)成原始信號。
在上述現(xiàn)有技術光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)中，為了在二組件之間進行信號傳輸，每個組件需要2條通道，即，一條發(fā)送通道和一條接收通道。即現(xiàn)有的光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)的結構比較復雜。而且，由于需要較多的部件，所以制造現(xiàn)有的發(fā)送/接收組件很不容易。此外，在進行多道數(shù)據(jù)傳輸時，需要更多的發(fā)送/接收通道，因此，有關結構復雜，制造困難的問題更加突出。
為了解決上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種結構簡單的光發(fā)送/接收組件，它使用單一通道來發(fā)送和接收信號。
因此，為達到上述目的，本發(fā)明提供一種光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一具有第一表面發(fā)射激光器的第一發(fā)送/接收組件，用以在半導體材料層疊積的方向發(fā)射光束，同時第一光檢測器在第一表面發(fā)射激光器上與其一體化構成；還包括一具有第二表面發(fā)射激光器的第二發(fā)送/接收組件，用以在半導體材料疊積方向發(fā)射光束，同時第二光檢測器一體化地構成在第二表面發(fā)射激光器上。其中，從第一表面發(fā)射激光器發(fā)出的第一光束由第二光檢測器檢測，且從第二表面發(fā)射激光器發(fā)出的第二光束由第一光檢測器檢測，這樣，第一和第二光束就實現(xiàn)了經(jīng)同一通道傳輸。
這里，第一和第二光檢測器監(jiān)視著從第一和第二表面發(fā)射激光器所發(fā)出的光量。
還有，第一和第二表面光檢測器包括一重疊在第二反射層上的第一半導體材料層；一重疊在第一半導體材料層上的吸收層，用于吸收入射光；一重疊在吸收層上的第二半導體材料層；以及構成在第二半導體材料層的上表面的一部分上第三電極，用以輸出一探測信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，光傳送/接收組件系統(tǒng)包括多個第一發(fā)送/接收組件，每個均具有一第一表面發(fā)射激光器，用于向半導體材料層的疊積方向發(fā)射光束，同時第一光探測器一體化地形成在第一表面發(fā)射激光器上，且多個第二發(fā)送/接收組件各自具有一第二表面發(fā)射激光器，用于在半導體材料層疊積的方向上發(fā)射光束，并且第二光探測器一體化地形成在第二表面發(fā)射激光器上，其中從第一表面發(fā)射激光器發(fā)出的第一光束被第二光檢測器檢測，且由第二表面發(fā)射激光器發(fā)射的第二光束由第一光檢測器檢測，這樣，第一和第二光束就實現(xiàn)經(jīng)同一通道來傳輸。
通過下面結合附圖對優(yōu)選實施例所做的詳細說明，本發(fā)明的上述目的及優(yōu)點將會變的更加明顯，其中圖1示意性地示出了一現(xiàn)有技術的光傳送/接收組件系統(tǒng)；圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光傳送/接收組件系統(tǒng)；圖3示意性地示出了在圖2中所示的光傳送/接收組件系統(tǒng)中使用的光檢測器和表面發(fā)射激光器的橫截面圖；圖4示出了在圖2所示的光傳送/接收組件系統(tǒng)中所采用的光纖的一個實例；圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的光傳送/接收組件系統(tǒng)；以及圖6示出了在圖5所示的光傳送/接收組件系統(tǒng)中采用的光纖的一個實例。
參見圖2，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的使用表面發(fā)射激光器的光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)包括一具有第一表面發(fā)射激光器20的第一發(fā)送/接收組件10和一個一體化形成在第一表面發(fā)射激光器20上的第一光檢測器50，以及帶有一第二表面發(fā)射激光器60的第二發(fā)送/接收組件15和一體化地形成在第二表面發(fā)射激光器60上的第二光檢測器70。
第一和第二表面發(fā)射激光器20和60在半導體材料層疊積的方向上發(fā)射光束，如圖3所示，第一和第二表面發(fā)射激光器20和60各自包括一基底22，一第一反射層23，一激發(fā)層25和一第二反射層27，這些層依次疊積在基底22上，同時第一和第二電極21和30分別成形在基底22的下表面和第二反射層27的部分上表面上。
第一和第二反射層23和27是通過交替疊積一種半導體化合物來形成的，并通過諧振由激發(fā)層25產(chǎn)生的光束來生成一種具有特定波長的光。這里，最好第一反射層23為一個n-型層而第二反射層27為一個p-型層。第一和第二反射層23和27的反射系數(shù)取決于半導體化合物的層數(shù)。
這樣，如果對第一和第二電極21及30施加正向偏壓，則電流流經(jīng)激發(fā)層25且由于電極和小孔的組合，光束自激光層25產(chǎn)生。在所產(chǎn)生的光中，僅僅具有適合于由第一和第二反射層23和27進行諧振的條件的波長的光被放大，并隨后被傳送過第一或第二反射層23或27并自第一或第二表面發(fā)射激光器20或60的下或上表面發(fā)出。
這里，從第一或第二表面發(fā)射激光器20或60發(fā)出的光束受驅(qū)動電路(未示出)調(diào)制，以便同在第一和第二發(fā)送/接收組件10和15之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號相對應。
還有，第一和第二光檢測器50和70均包括一第一半導體材料層51，一吸收層57和一第二半導體材料層58，它們依次疊積在第一和第二表面發(fā)射層20和60的第二反射層27上，同時第三電極59形成在第二半導體材料層58的部分上表面上，以便輸出檢測信號。這里，最好第一半導體材料層51是一個p-型層而第二半導體材料層58是一個n-型層。
吸收層57為一個本征半導體層，它吸收部分從第一或第二表面發(fā)射層20或60的上層表面發(fā)出的光并監(jiān)視光輸出。根據(jù)所監(jiān)視到的光輸出信號，一反饋信號被傳輸給第一和第二表面發(fā)射激光器20和60的驅(qū)動電路，以便對光輸出和信號級進行控制。
如果第一和第二光檢測器50和70被整體地形成在第一和第二表面發(fā)射激光器20和60的上表面上，則第一反射層23的層數(shù)被制成多于第二反射層27的層數(shù)，以便使第一反射層23的反射系數(shù)高于第二反射層27的反射系數(shù)，這樣，大多數(shù)光被發(fā)射向第一和第二表面發(fā)射激光器20和60的上表面。
在具有上述結構的第一和第二發(fā)送/接收組件10和15中，信號傳輸是按如下方式進行的。首先，如果準備將信號從第一發(fā)送/接收組件10傳輸?shù)降诙l(fā)送/接收組件15，則第一表面發(fā)射激光器20被驅(qū)動以便發(fā)射含有信息信號的被調(diào)制光。
從第一表面發(fā)射激光器20發(fā)出的光入射到第二發(fā)送/接收組件15的第二光檢測器70，然后從吸收層27被探測到。所探測到的信號被轉(zhuǎn)化成電流信號并且隨后經(jīng)放大器等被恢復成原始信號。
還有，如果準備將信號從第二發(fā)送/接收組件15傳輸?shù)降谝话l(fā)送/接收組件，所用的信號傳輸方法與上述相同。
根據(jù)本發(fā)明，從第一發(fā)送/接收組件10到第二發(fā)送/接收組件15的信號傳輸以及相反的信號傳輸均可以沿一單一的通道完成。這樣在第一和第二發(fā)送/接收組件10和15之間的信號傳輸只需一條傳輸通道就夠了。
最好是，如圖4所示，第一和第二發(fā)送/接收組件10和15之間的信號傳輸通過安裝在其間的光纖13完成，從第二發(fā)送/接收組件15到第一發(fā)送/接收組件10的信號傳輸也用與上述方法相同的方式完成。
假設第一或第二光檢測器50或70的吸收系數(shù)為α，第一或第二表面發(fā)射激光器20或60的光輸出為P，并且光纖13的耦合系數(shù)為β，則從第一表面發(fā)射激光器20發(fā)射通過第一光檢測器50的光量為P(1-α)。
這樣，通過光纖13，入射到第二光檢測器70吸收的光量為Pβ(1-α)α，已經(jīng)過第二光檢測器70的傳輸?shù)墓饬繛镻β(1-α)2。
這里，由于第二表面發(fā)射激光器60的第二反射層27的反射系數(shù)大約為1，所以已經(jīng)傳輸過第二光檢測器70的光在第二反射層27處完全反射并在第二光檢測器70處被吸收。這樣，由第二光檢測器70檢測到的光量為Pβα(1-α)(2-α)，該光量為最初所吸收的光量，即Pβ(1-α)α，與被從第二反射層27反射后所吸收的光量即Pβ(1-α)2α之和。
還有，由用于監(jiān)視第一表面發(fā)射激光器20的第一發(fā)送/接受組件10的第一光檢測器50檢測到的光量為Pα，且其輸出信號值的幅值是根據(jù)第一光檢測器50的吸收系數(shù)α的幅值來確定的。這里，為了使接收組件一側的輸出信號值最大化，第一或第二光檢測器50或70的吸收系數(shù)α最好是大約0.4。
這里，如果在第一和第二發(fā)送/接收組件10和15之間的信號傳輸是經(jīng)一自由空間而不是光纖13來完成的話，則光纖13耦合系數(shù)β被設為1。
圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)。參見附圖，根據(jù)本實施例的光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)包括一第一發(fā)送/接收組件110和一第二發(fā)送/接收組件115。所述第一發(fā)送/接收組件110具有多個第一表面發(fā)射激光器20′和整體形成在第一表面發(fā)射激光器20′上的多個第一光檢測器50′。同時第二發(fā)送/接收組件115具有多個第二表面發(fā)射激光器60′和多個整體地形成在第二表面發(fā)射激光器60′上的第二光檢測器70′。
由于第一和第二表面發(fā)射激光器20′和60′向半導體材料層疊積的方向上發(fā)射光束，所以它們可以在同一基底(圖3中的22)上以陣列方式設置。
這里，第一和第二表面發(fā)射激光器20′和60′的結構與圖2和圖3中示出的第一實施例中的相同。
在本實施例的光發(fā)送/接收組件中，在第一和第二發(fā)送/接收組件110和115之間的信號傳輸可以通過多條通道完成。
最好是，如圖6所示，第一和第二發(fā)送/接收組件110和115之間的信號傳輸可利用安裝于這二者之間的光纖13′來完成。
在根據(jù)本發(fā)明的使用表面發(fā)射激光器的光發(fā)送/接收組件中，采用了與光檢測器構成為一體的表面發(fā)射激光器，同時光發(fā)送/接收是經(jīng)同一通道來實現(xiàn)的。該系統(tǒng)的結構被簡化且所需的零件數(shù)量減少。此外，即便是在采用多通道信號傳輸?shù)那闆r下，組件系統(tǒng)在體積上也減小很多。
權利要求
1.一種光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)包括一個第一發(fā)送/接收組件，具有一第一表面發(fā)射激光器，用于在半導體材料層疊積的方向上發(fā)射光束，同時，第一光檢測器整體構成在第一表面發(fā)射激光器上；以及第二光發(fā)送/接收組件，具有一第二表面發(fā)射激光器，用于在半導體材料層疊積的方向上發(fā)射光束，同時，第二光檢測器整體構成在第二表面發(fā)射激光器上；其中，從第一表面發(fā)射激光器發(fā)出的第一光束由第二光檢測器探測，且從第二表面發(fā)射激光器發(fā)出的第二光束由第一光檢測器探測，這樣，第一和第二光束經(jīng)同一通道傳輸。
2.根據(jù)權利要求1所述的光傳送/接收組件系統(tǒng)，其中，第一和第二光檢測器監(jiān)視從第一和第二表面發(fā)射激光器發(fā)射出的光量。
3.根據(jù)權利要求1所述的光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)，其中，第一和第二表面發(fā)射激光器均包括一基底；一形成在基底上表面上的第一反射層；一形成在第一反射層上表面上的激發(fā)層，用于產(chǎn)生光束；一形成在激發(fā)層上表面處的第二反射層，用于反射激發(fā)層所產(chǎn)生的光，以便同第一反射層一道對光進行諧振；以及形成在基底的下表面處以及第二反射層部分上表面上的第一和第二電極。
4.根據(jù)權利要求3所述的光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)，其中，第一和第二表面光檢測器包括一疊積在第二反射層上的第一半導體材料層；一疊積在第一半導體材料層上的吸收層，用于吸收入射光；一疊積在吸收層上的第二半導體材料層；以及形成在第二半導體材料層上表面上的第三電極，用于輸出一檢測信號。
5.根據(jù)權利要求1所述的光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)，還包括一沿光路設置的光纖，其位于第一和第二發(fā)送/接收組件之間，以傳輸光束。
6.一種光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)，包括多個第一發(fā)送/接收組件，分別具有第一表面發(fā)射激光器，用于在半導體材料疊積的方向上發(fā)射光束，和一體地構成在第一表面發(fā)射激光器上的第一光檢測器；以及多個第二發(fā)送/接收組件，分別具有第二表面發(fā)射激光器，用于在半導體材料疊積的方向上發(fā)射光束，并且一第二光檢測器同第二表面發(fā)射激光器一體構成，其中，從第一表面發(fā)射激光器發(fā)出的第一光束被第二光束檢測器檢測，且由第二表面發(fā)射激光器發(fā)射的第二光束被第一光檢測器所檢測，這樣，第一和第二光束經(jīng)同一通道傳輸。
7.根據(jù)權利要求6所述的光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)，其中，多個第一和第二發(fā)送/接收組件的第一和第二表面發(fā)射激光器以陣列格式被一體化地形成在同一基底上。
8.根據(jù)權利要求6所述的光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)，其中，第一和第二光檢測器監(jiān)視從第一和第二表面發(fā)射激光器處發(fā)射的光量。
9.根據(jù)權利要求6所述的光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)，其中，第一和第二表面發(fā)射激光器包括一基底；一形成在基底上表面的第一反射層；一形成在第一反射層上表面上的激發(fā)層，用于產(chǎn)生光束；一形成在激發(fā)層上表面上的第二反射層，用于反射激發(fā)層所產(chǎn)生的光，以便同第一反射層共同對光進行諧振；以及形成在基底下表面和第二反射層部分上表面上的第一和第二電極。
10.根據(jù)權利要求9所述的光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)，其中，第一和第二表面光檢測器均包括一疊積在第二反射層上的第一半導體材料層；一疊積在第一半導體材料層上的吸收層，用于吸收入射光；一疊積在吸收層上的第二半導體材料層；以及形成在第二半導體材料層部分上表面上的第三電極，用于輸出一檢測信號。
11.根據(jù)權利要求6所述的光發(fā)送/接收組件系統(tǒng)，還包括多條沿第一和第二發(fā)送/接收組件之間的光路設置的光纖，用以傳輸光。
全文摘要
一種光發(fā)送/接收組件系統(tǒng),包括:一第一發(fā)送/接收組件,其具有一第一表面發(fā)射激光器,用以在半導體材料疊積方向發(fā)射光束,以及一整體形成在第一表面發(fā)射激光器上的第一光檢測器;和一第二發(fā)送/接收組件,其具有第二表面發(fā)射激光器,用以在半導體材料疊積方向發(fā)射光束,同時第二光檢測器整體地形成在第二表面發(fā)射激光器上。其中,從第一表面發(fā)射激光器發(fā)射的第一光束由第二光檢測器檢測,而從第二表面發(fā)射激光器發(fā)出的第二光束由第一光檢測器檢測,這樣,第一和第二光就經(jīng)同一通路傳輸。
文檔編號H01S5/00GK1268673SQ9910444
公開日2000年10月4日 申請日期1999年3月29日 優(yōu)先權日1999年3月29日
發(fā)明者申鉉國 申請人:三星電子株式會社