[发明专利]利用安放在封装里的光电发送器和接收器的全息光隔离器

说明书

本发明一般涉及光学器件，尤其涉及光电发送器和接收器的光耦合。

光隔离器用在要求将一个电子线路的两部分进行电隔离处，例如，提供改进的噪音隔离或防止使用者与高压电源接触。现有的光隔离器采用了放在一个引线框架的电隔离的两部分上的发光二极管和光电探测器，因此发光二极管和光电探测器是在同一个平面内。一种透光材料包围着发光二极管和光电探测器，这种材料被放在由一种光反射封装材料包围的腔内。发光二极管发出的光被腔壁反射到光电探测器上。

这种现有的光隔离器的问题在于光一般要经过腔的反射腔壁表面的数次反射才能照到光电探测器上。这种杂散光散射造成的结果是，发光二极管发出的大部分光不能照到光电探测器的有效表面，且光隔离器的效率大大降低了。因此，希望有这样一种光隔离器，其中发光二极管发出的光的散射可以大大减少，使得光隔离器的效率得到提高。

唯一的附图是根据本发明的一个实施方式的光隔离器的剖面图。

简要地说，本发明提供了一种将光电发送器发出的光信号传送给光电接收器的光隔离器optical isolator(在这里也被称为opto-isolator)。发送器和接收器被安在一个引线框架的分开的部分，一个平面光波导管物理上联接到发送器和接收器，以提供两者之间的光学连接。波导管至少有一个放在它上面的全息元件，用来给从发送器发出的光束定向，经过波导管指向接收器。一个封装至少包围了引线框架中支撑发送器和接收器的那部分。

可以根据唯一的附图来详细描述本发明，附图图解地说明了一个光隔离器10的剖面图。光电发送器12安放在第一引线框架部分14上，光电接收器16安放在第二引线框架部分18上。平面光波导管20有一个底面30同时放在发送器12和接收器16上面。全息元件22和26都安放在波导管20的顶面28上，且全息元件24安放在波导管20的底面30上。全息元件22、24和26相互之间都是对准的，且与发送器12和接收器16对准，因此，从发送器12传来的光束34被全息元件22、24、26反射，且被接收器16的有源区域感应。封装32将发送器12、接收器16、引线框架部分14和18，波导管20，及全息元件22、24和26都密封起来。

根据本发明，第一引线框架部分14和第二引线框架部分18基本在同一个平面内。在一个优选的实施方式中，这是通过用同一片导电材料，例如常规的引线框架来形成部分14和18而实现的。作为代替，引线框架部分14和18可以采用不同的金属片。利用同一片导电材料的好处在于发送器12和接收器16可以在形成封装32之前及组装期间被粘到单一的引线框架上。这就简化了组装且减少了光隔离器10的制造成本。

波导管20通常是透光的电绝缘体，例如塑料或玻璃，且波导管20即使在给发送器12和接收器16之间提供信号通路时，它也使引线框架部分14和引线框架部分18之间是电隔离的。

全息元件22、24和26是用普通材料以已知的工艺方法制成的。更准确地说，每个全息元件最好是用厚度小于约100微米的光敏薄膜(有时也被称为全息材料)来制作。这种薄膜能大批供应，例如重铬酸盐明胶，卤化银乳胶或光聚合物等。最好将薄膜乳胶涂覆在波导管20上，然后将它放在普通的激光记录加工中曝光以形成具有定向反射性质的薄膜。另一个方法是，不把涂覆在波导管20上的薄膜乳胶曝光，而是把未曝过光的全息元件22、24和26放在单独的透光衬底(图上没有画出)上，如树脂。然后，将元件22、24和26放在普通的激光工艺中曝光以提供它们的定向反射性质。曝光之后，元件22、24和26从透光衬底被转移到波导管20。

熟练的技术人员知道全息元件22、24和26、发送器12和接收器16的相互位置决定了必须由全息元件22、24和26传递的反射的角度。这些反射的角度用普通的技术来确定，且在已知的光敏的全息薄膜的激光曝光过程中被固定。有关全息元件在相关光学应用中的使用的进一步细节在美国专利第5,061,027号(于1991年10月29日被颁发给F.Richard，名称为“Solder-Bump Attached OpticalInterconnect Structure Utilizing Holographic Elements and Method ofMaking Same”及美国专利第5,101,460号(于1992年3月31日被颁发给F.Richard，名称为“Simultaneous Bidirectional Optical Inter-connect”)中被描述，因此，这两个专利全部被引作参考。