DE102007007355A1

DE102007007355A1 - Method for producing optical connections and optical arrangement

Info

Publication number: DE102007007355A1
Application number: DE200710007355
Authority: DE
Inventors: Hans-Hermann Dr.-Ing. Oppermann
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2007-02-14
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2027-02-15
Also published as: WO2008098768A1; DE102007007355B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung optischer Verbindungen zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten optischen Bauelement, welche jeweils zumindest eine optisch transparente Verbindungsstelle bzw. einen optisch transparenten Bereich oder ein Fenster als Schnittstelle aufweisen. Die Verbindung erfolgt hierbei mit Hilfe von optisch transparenten Drähten, die mit dem Bauelement an der optischen Schnitt- bzw. Verbindungsstelle stoffschlüssig verbunden werden. Ebenso betrifft die Erfindung eine optische Anordnung mit zumindest einem ersten und einem zweiten optischen Bauelement, die eine derartige optische Verbindung aufweisen. Als optische Bauelemente kommen hier sowohl aktive als auch passive Bauelemente zur Anwendung.The invention relates to a method for producing optical connections between at least a first and a second optical component, which each have at least one optically transparent connection point or an optically transparent region or a window as an interface. The connection takes place here by means of optically transparent wires, which are materially connected to the device at the optical interface or connection point. Likewise, the invention relates to an optical arrangement having at least a first and a second optical component, which have such an optical connection. As optical components both active and passive components are used here.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung optischer Verbindungen zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten optischen Bauelement, welche jeweils zumindest eine optisch transparente Verbindungsstelle bzw. einen optisch transparenten Bereich oder Fenster als Schnittstelle aufweisen. Die Verbindung erfolgt hierbei mit Hilfe von optisch transparenten Drähten, die mit dem Bauelement an der optischen Schnitt- bzw. Verbindungssteile stoffschlüssig verbunden werden. Ebenso betrifft die Erfindung eine optische Anordnung mit zumindest einem ersten und einem zweiten optischen Bauelement, die eine derartige optische Verbindung aufweisen. Als optische Bauelemente kommen hier sowohl aktive als auch passive Bauelemente zur Anwendung.The The invention relates to a process for producing optical compounds between at least a first and a second optical component, which in each case at least one optically transparent connection point or an optically transparent area or window as an interface exhibit. The connection takes place here by means of optical transparent wires, with the component at the optical cutting or connecting parts cohesively get connected. Likewise, the invention relates to an optical arrangement with at least a first and a second optical component, which have such an optical connection. As optical components Both active and passive components are used here.

Als optische Verbindungen werden optische Wellenleiter für die Führung und Lenkung von Licht eingesetzt.When optical connections become optical waveguides for the leadership and Steering used by light.

Optische Wellenleiter werden aus transparenten Materialien, wie Polymeren oder Glas, hergestellt und können als optische Faser oder als planarer Wellenleiter usgebildet sein. Hierbei ist die Transparenz in der jeweils relevanten Wellenlänge für die Auswahl der Materialien entscheidend. Für Infrarot-Anwendungen werden auch Silicium, GaAs, InP oder andere Materialen als transparente Medien mit wellenleitenden Strukturen ausgebildet.optical Waveguides are made of transparent materials, such as polymers or glass, made and can be formed as an optical fiber or as a planar waveguide. Here, the transparency is in the relevant wavelength for the selection the materials crucial. For Infrared Applications Also, silicon, GaAs, InP or other materials are transparent Media formed with waveguiding structures.

Planare Polymer-Wellenleiter werden beispielsweise durch Heißprägen in Folien oder lithographische Verfahren strukturiert und mit einem zweiten Material mit höherem Brechungsindex verfüllt. Auf Glas basierende planare Wellenleiter werden durch aufeinanderfolgendes Aufdampfen und Ätzen von Gläsern mit verschiedenem Brechungsindex oder durch Ionenwanderung im elektrischen Feld und damit einhergehender Änderung des Brechungsindex hergestellt.planar Polymer waveguides are for example by hot stamping in films or lithographic processes structured and with a second material with higher Refractive index filled. Glass-based planar waveguides are formed by successive planar waveguides Vapor deposition and etching of glasses with different refractive index or by ion migration in the electrical Field and associated change made of the refractive index.

Optische Fasern werden aus Gläsern gezogen oder als Polymerfaser erzeugt. Die Faserkerne werden zum Schutz der Oberfläche oft mit einem weiteren Material umhüllt, welches einen niedrigeren Brechungsindex besitzt.optical Fibers are made of glasses pulled or produced as a polymer fiber. The fiber cores become the Protection of the surface often wrapped with another material, which has a lower refractive index has.

Für die optische Verbindung werden die Wellenleiter oder die Fasern zu den optischen Schnittstellen der Bauelemente, den Linsen oder anderen Wellenleitern positioniert. Die Justage erfolgt über eine Vorrichtung, die die Faser beispielsweise in einer Nut aufnimmt. Oftmals muss die Faser in mehrere Raumrichtungen bewegt und um mehrere Achsen gedreht werden, be vor eine optimale Stellung erreicht wird, die durch eine ausreichende Kopplung des Lichts gegeben ist. Zur Optimierung der Kopplung wird der Laser oder Detektor aktiv betrieben und das Koppelsignal als Regelgröße zur Steuerung der Verfahrwege eines Justagetisches verwendet. Danach erfolgt eine Fixierung, zumeist durch Kleben. Solche Koppelmethoden werden als aktive Justage bezeichnet und sind relativ aufwändig.For the optical Connection the waveguides or fibers to the optical Interfaces of components, lenses or other waveguides positioned. The adjustment takes place via a device that the For example, receives fiber in a groove. Often the fiber needs moved in several spatial directions and rotated about several axes, before an optimal position is achieved by a sufficient Coupling of the light is given. To optimize the coupling is the laser or detector is actively operated and the coupling signal as Controlled variable for control used the travel paths of a Justagetisches. Thereafter, a Fixation, mostly by gluing. Such coupling methods are called active adjustment referred and are relatively expensive.

Besonders aufwändig wird das Koppelverfahren, wenn mehrere Schnittstellen auf einem Bauteil mit einem Faserbündel, einem Wellenleiter-Array, einem Linsen-Array oder ähnlichem gekoppelt werden müssen. Dies stellt hohe Anforderungen an die Justageroutine und ist nur möglich, wenn der Abstand zwischen den Koppelstellen (Pitch) von allen Bauelementen genau eingehalten ist. Des weiteren müssen nach der Justage auch hier die Bauelemente in der Position dauerhaft auf wenige Mikrometer bei multimadiger Kopplung oder sogar unter einem Mikrometer bei monomadiger Kopplung fixiert werden.Especially costly is the coupling method when multiple interfaces on one Component with a fiber bundle, a waveguide array, a lens array or the like must be coupled. This makes high demands on the adjustment routine and is only possible if the distance between the coupling points (pitch) of all components is strictly adhered to. Furthermore, after the adjustment also Here, the components in the position permanently to a few microns with multimadic coupling or even under a micrometer at monomadiger coupling are fixed.

Der Spalt zwischen den beiden Koppelschnittstellen soll in der Regel möglichst klein gehalten werden, da mit zunehmendem Abstand der Strahlfleck aufweitet und die Koppeleffizienz sich verschlechtert. Um die Aufweitung des Strahls zu reduzieren und die Reflektionen gegen Luft mit seinem niedrigen Brechungsindex zu minimieren, wird der Spalt vorzugsweise mit einem optisch transparenten Klebstoff verfüllt. Der Klebstoff verhindert auch den Eintritt von Verunreinigungen in den Spalt, welches die Koppeleffizienz drastisch herabsetzen könnte.Of the Gap between the two coupling interfaces should normally preferably be kept small, as with increasing distance of the beam spot expands and the coupling efficiency deteriorates. To the expansion reduce the beam and the reflections against air with its low To minimize refractive index, the gap is preferably with a filled with optically transparent adhesive. The adhesive prevents also the entry of impurities in the gap, which the Drastically reduce coupling efficiency.

Ausgehend hiervon war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verbindung optischer Bau elemente bereitzustellen, das einfach zu handhaben ist und gleichzeitig eine möglichst große Flexibilität bezüglich der Lage der optischen Interfaces ermöglicht. Hierdurch soll eine aufwändige Positionierung der Bauelemente vermieden werden. Ebenso ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen, dass ein nachträgliches Ausfüllen des Spaltes zwischen Wellenleiter und Bauelement erforderlich ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, Bauelemente mit unterschiedlichem Pitch der optischen Koppelstellen miteinander koppeln zu können oder eine frei wählbare optische Verschaltung zu ermöglichen.outgoing It was the object of the present invention to provide a process to provide the connection of optical construction elements that easy to handle and at the same time the greatest possible flexibility in terms of Location of the optical interfaces enabled. This is supposed to be a complex Positioning of the components can be avoided. It is the same task of the present invention, the disadvantages of the prior art to eliminate that an afterthought Fill out the gap between waveguide and device is required. Another object of the invention is to provide components with different pitch of the optical coupling points with each other to be able to pair or a freely selectable to enable optical interconnection.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die optische Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 36 gelöst. Die weiteren abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf.These The object is achieved by the method having the features of the claim 1 and the optical arrangement with the features of claim 36 solved. The other dependent claims show advantageous developments.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung optischer Verbindungen zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten optischen Bauelement, welche jeweils zumindest einen optisch transparenten Bereich aufweisen, bereitgestellt. Bei diesem Verfahren werden die Bauelemente zunächst in einem ersten Schritt auf einen Träger, z. B. einen elektrischen Schaltungsträger montiert. Dabei ist es vorteilhaft, die optischen Koppelstellen möglichst nahe zueinander mit dem transparenten Fenster nach oben dem Träger abgewandten Seite anzuordnen. Im nächsten Schritt wird ein optisch transparenter Draht an seinem ersten Ende mit einer optischen Verbindungsstelle, einem optisch transparenten Bereich des ersten Bauelementes, zusammengeführt und verbunden. In einem folgenden Schritt wird dann der optische Draht an seinem zweiten Ende mit einer optischen Verbindungsstelle des zweiten Bauelementes zusammengeführt und verbunden. Mindestens eine der beiden Verbindungen ist dabei stoffschlüssig und unmittelbar. Unter unmittelbarer Verbindung ist erfindungsgemäß zu verstehen, dass hier kein Spalt zwischen Bauelement und Faser auftritt, der somit auch nicht, wie im Stand der Technik üblich, mit einem optisch transparenten Klebstoff ausgefüllt werden muss.According to the invention, a method is provided for producing optical connections between at least one first and one second optical component, which each have at least one optically transparent region. at In this method, the components are first in a first step on a support, for. B. mounted an electrical circuit carrier. It is advantageous to arrange the optical coupling points as close as possible to each other with the transparent window facing away from the carrier side. In the next step, an optically transparent wire is brought together and connected at its first end to an optical connection point, an optically transparent region of the first component. In a following step, the optical wire is then brought together and connected at its second end to an optical connection point of the second component. At least one of the two compounds is cohesive and immediate. Under direct connection according to the invention is to be understood that here no gap between the component and fiber occurs, which therefore does not need to be filled with an optically transparent adhesive, as usual in the prior art.

Unter Bauelementen werden optisch aktive Bauelemente, wie Laser, Modulatoren, LEDs, Photodetektoren, Arrays hiervon, Regeneratoren, optische Verstärker oder optisch aktive ICs verstanden. Diese Bauelemente können unverkapselt oder gehäust eingesetzt werden. Zu den hier berücksichtigten Bauelementen werden auch die passiven gezählt, hierzu gehören Wellenleiterstrukturen (z. B. AWGs, Splitter, Kombiner), Linsen, Polarisatoren, Bragg-Gitter. Hierzu zählen auch auf einen Träger montierte optische Fasern oder integrierte Wellenleiter, also alle aktiven als auch passiven Bauelemente gehäust oder ungehäust oder weiter integrierte Module aus mehreren einzelnen Bauelementen mit ihren optischen Verbindungsstellen.Under Components become optically active components, such as lasers, modulators, LEDs, photodetectors, arrays thereof, regenerators, optical amplifiers or understood optically active ICs. These components can be unencapsulated or housed be used. Among the components considered here are even the passive ones counted, this includes Waveguide structures (eg AWGs, splinters, combiners), lenses, Polarizers, Bragg grating. These include mounted on a carrier optical fibers or integrated waveguides, so all active as also housing passive components or unhooked or further integrated modules of several individual components with their optical connection points.

Nach der Kontaktierung des optischen Drahts mit der zweiten Verbindungsstelle kann der überstehende, optisch transparente Draht abgetrennt werden. Eine einfache Art und Weise besteht zum Beispiel darin, unter Aufbringung einer Kraft den Draht durch Quetschen im Querschnitt zu schwächen und ihn mit einer ruckartigen Bewegung abzureißen. Hierbei soll vorteilhafterweise das Ende des optischen Drahts aus der Öffnung der Kapillare für den nächsten Bondzyklus herausschauen.To the contacting of the optical wire with the second connection point can the supernumerary, optically transparent wire to be separated. A simple way and, for example, it is by applying a force to weaken the wire by squeezing in cross-section and giving it a jerky To break off movement. This is advantageously the end of the optical wire the opening the capillary for the next Look out bond cycle.

Aus dem Stand der Technik ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine optische Faser mit einem Bauelement (z. B. einer Linse oder einer zweiten Faser) mittels Laserfügen oder Schweißen verbunden wird. Dieses Verfahren wird aber nur zum Fügen von einzelnen Bauelementen ohne bereits bestehende räumliche Anordnung zueinander angewendet, wie es im Erfindungsfall benutzt wird. Hier wird ausgehend von einer durch eine vorherige Montage der Bauelemente festgelegte Anordnung ein optisch transparenter Draht zwischen den optischen Koppelstellen gezogen und mit den optischen Verbindungsstellen kontaktiert.Out In the prior art, a method is known in which an optical Fiber with a component (eg a lens or a second Fiber) by means of laser joining or welding is connected. However, this procedure is only for joining individual components without existing spatial arrangement to each other applied, as used in the invention case. Here's going out from a fixed by a previous assembly of the components Arrangement of an optically transparent wire between the optical Pulled coupling points and contacted with the optical connection points.

Eine andere aus dem Stand der Technik bekannte Methode zur Verbindung optischer Bauelemente verwendet ein komplexes vorgefertigtes optisches Bauteil mit aufgebrachten Linsen und Spiegelflächen, welches zwischen die Bauelemente justiert wird. Dieses Verfahren benötigt aber eine genaue Vorjustage der optischen Bauelemente und eine ebenso genaue Justage des Verbindungselements. Mit der hier vorgestellten Erfindung ist die optische Verbindung aber wegen der einfachen Handhabung von Drähten wesentlich flexibler und kostengünstiger herzustellen.A other known from the prior art method of connection Optical components uses a complex prefabricated optical Component with applied lenses and mirror surfaces, which between the Components is adjusted. However, this method requires a precise pre-adjustment the optical components and an equally accurate adjustment of the connecting element. With However, the invention presented here is the optical connection because of the easy handling of wires much more flexible and cheaper to produce.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei an das Drahtbonding von Metalldrähten angelehnt, was den Vorteil mit sich bringt, dass aus diesem Bereich bekannte Maschinen und Werkzeuge in ähnlicher Weise eingesetzt werden können. Anstelle des Metalldrahts befindet sich der optische Draht auf einer sich abwickelnden Spule. Der optische Draht wird über Rollen und sich schließende und öffnende Klammern zum Transport bis in eine Kapillare geführt, aus der der optische Draht durch ein kleines Loch herausragt. Die Kapillare ist an einem Bondkopf befestigt, der sich vertikal auf- und abwärts verfahren lässt. Am Bondkopf kann eine Abflammlanze befestigt sein, um einen Funken zu erzeugen, wobei das Entladungsplasma den optischen Draht erwärmt und anschmilzt. Es kann auch ein heizbares Werkzeug angebracht werden, mit welchem die Drahtspitze durch Druck und Temperatur umgeschmolzen oder deformiert wird, um eine kugel- oder stumpfförmige Verbreiterung zu erhalten und um mit der Kapillare ähnlich wie beim Ball-Bonden die Drahtspitze auf die Koppelstelle zu drücken. Die Kapillare kann dabei an einen Transducer befestigt sein, um Ultraschall in die Verbindungsstelle zwischen der optischen Drahtspitze und der Koppelstelle einzubringen und die Verschweißung oder Verklebung zu erleichtern.The inventive method is based on the Drahtbonding of metal wires, which has the advantage entails that from this field known machines and Tools in similar Way can be used. Instead of the metal wire, the optical wire is on one unwinding spool. The optical wire is about rolls and closing oneself and opening brackets guided for transport into a capillary, from which the optical wire sticking out through a small hole. The capillary is attached to a bondhead, vertically up and down to proceed. At the bonding head, a flame lance can be attached to a spark The discharge plasma heats and melts the optical wire. It can also be attached to a heatable tool with which the wire tip remelted or deformed by pressure and temperature to obtain a spherical or truncated broadening and similar to the capillary As with ball bonding, press the wire tip onto the coupling point. The Capillary can be attached to a transducer to ultrasound in the joint between the optical wire tip and the coupling point and facilitate the welding or bonding.

In einem solchen Gerät liegt das Substrat mit den montierten Bauelementen auf einem verfahrbaren Tisch, der zusätzlich geheizt werden kann. Die Positionierung der Drahtspitze zum Koppelfenster erfolgt wie beim konventionellen Drahtbonden horizontal durch Verfahren des Tischs und vertikal durch Absenken des Bondkopfs.In such a device is the substrate with the mounted components on a movable Table, in addition can be heated. The positioning of the wire tip to the coupling window takes place as in conventional wire bonding horizontally by procedures of the table and vertically by lowering the bondhead.

Als optisch transparenter Draht wird vorzugsweise eine Lichtleitfaser eingesetzt. Der optisch transparente Draht enthält oder besteht vorzugsweise aus einem transparenten Polymer, welches vorzugsweise in großer Länge, z. B. auf einer Rolle, aufgewickelt sein kann. Der optisch transparente Draht kann aber auch aus eifern dünnen Glasfaden oder einem mit Polymer ummantelten Glasfaden oder aus einem aus mehreren Lagen bestehenden Polymerfaden bestehen. Solche Materialien in den unterschiedlichen Lagen können zum Beispiel danach ausgewählt werden, dass eine innere Lage der Lichtführung und eine äußere Lage der Kontaktierung dient, und um die innere Lage vor Beschädigung zu schützen.As an optically transparent wire, an optical fiber is preferably used. The optically transparent wire preferably contains or consists of a transparent polymer which is preferably of great length, e.g. B. on a roll, can be wound up. However, the optically transparent wire can also be made of thin glass thread or a polymer thread sheathed with a polymer or of a multi-layer polymer fiber to insist. For example, such materials in the different layers may be selected according to an inner layer of light guide and an outer layer of bonding, and to protect the inner layer from damage.

Eine weitere bevorzugte Variante sieht vor, dass der optisch transparente Draht zumindest bereichsweise mit einer elektrisch leitfähigen Schicht überzogen ist. Diese besteht vorzugsweise aus mindestens einem Metall. Es sind auch mehrere Metallisierungsschichten möglich.A Another preferred variant provides that the optically transparent Wire at least partially covered with an electrically conductive layer is. This preferably consists of at least one metal. It Several metallization layers are also possible.

Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass mindestens ein optisches Bauelement gehäust ist und die optische Verbindungsstelle einen optisch transparenten Bereich des Gehäuses darstellt.A preferred variant of the method according to the invention provides that at least one optical component is housed and the optical connection point represents an optically transparent region of the housing.

Eine weitere erfindungsgemäße Variante sieht vor, dass mindestens ein optisches Bauelement zumindest an der optischen Verbindungsstelle zunächst mit einer optisch transparenten Beschichtung, insbesondere aus einem organischen Material, versehen wird und die optische Verbindungsstelle zumindest ein Bereich dieser Beschichtung ist. Diese Beschichtung besteht vorzugsweise aus einem organischen Material, welcher das Bonden des optischen Drahts erleichtert.A sees another variant of the invention in that at least one optical component at least at the optical Junction first with an optically transparent coating, in particular one organic material is provided and the optical connection point at least one area of this coating is. This coating is preferably made of an organic material, which is the Bonding of the optical wire facilitates.

Vorzugsweise können die optischen Bauelemente vor der Kontaktierung mit den optischen Drähten mit einem Material an der Verbindungsstelle überzogen werden, um eine bessere Verbindung zwischen Draht und Verbindungsstelle zu erzielen. Insbesondere bei Bauelementen mit anorganischen Oberflächen im optisch transparenten Bereich, z. B. bestehend aus Oxiden oder Nitriden, kann das Auftragen von dünnen Schichten aus einem Kontaktmaterial, z. B. durch einen Sprüh-, Tauch-, Stempel- oder Dispensprozess, erfolgen. Solche kontaktfördernden Materialien sind beispielsweise trans parente Polymere, die sich in einem anschließenden Schritt einfacher mit den optischen Drähten verbinden lassen. Vorzugsweise kann auch ein UV-härtendes Polymer als Kontaktmaterial verwendet werden, weshalb man zweckmäßigerweise während der Kontaktierung eine lokal auf den optisch transparenten Bereich des optischen Bauelementes gerichtete UV-Quelle einsetzt.Preferably can the optical components before contacting with the optical wires be coated with a material at the joint to get a better To achieve connection between wire and connection point. Especially for components with inorganic surfaces in optically transparent Area, z. B. consisting of oxides or nitrides, the application can of thin Layers of a contact material, for. B. by a spray, dipping, Stamping or dispensing process, done. Such contact-promoting Materials include, for example, transparent polymers which are in a subsequent step easier with the optical wires connect. Preferably, a UV-curing Polymer can be used as contact material, which is why conveniently while the contacting a locally on the optically transparent area the optical component directed UV source begins.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Verbindung zwischen den optischen Bauelementen und den optischen Drähten durch Schweißen, Laserschweißen, Reib- oder Pressschweißen hergestellt wird.A see further preferred embodiment that the connection between the optical components and through the optical wires Welding, Laser welding, Friction or pressure welding will be produced.

Der Verbindungsprozess ist an die Materialien der optisch transparenten Drähte und des optischen Bauelementes im Bereich der Kopplung an der optischen Verbindungsstelle anzupassen. So kann durch Temperaturbeaufschlagung und/oder Andruckkraft eine Verbindung erzeugt werden. Vorzugsweise wird zusätzlich der Bereich der Verbindungsbildung mit Ultraschall beaufschlagt. Hierbei ist es besonders bevorzugt, dass der Ultraschall mit seiner Ausbreitungsrichtung in Drahtrichtung und/oder in Richtung senkrecht zum Draht eingekoppelt wird. Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der optisch transparente Draht an mindestens einem Ende mit einem Werkzeug mechanisch gestaucht und abgeplattet wird und anschließend dieser abgeplattete Bereich mit dem optischen Bauelement in Kontakt gebracht wird. In einer weiteren erfindungsgemäßen Variante des Verfahrens kann der optisch transparente Draht mit einem elektrisch leitenden Überzug versehen werden. Durch Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen der Drahtspitze und einer Abflammlanze wird ein Funken erzeugt, wodurch dann das Drahtende zumindest be reichsweise aufgeschmolzen wird, so dass im Anschluss das aufgeschmolzene Drahtende gestaucht und abgeplattet werden kann.Of the Connection process is to the materials of the optically transparent wires and the optical component in the region of the coupling to the optical Adjust connection point. So can by temperature and / or pressing force a connection can be generated. Preferably additionally the area of compound formation is exposed to ultrasound. It is particularly preferred that the ultrasound with his Direction of propagation in the wire direction and / or in the direction perpendicular is coupled to the wire. Another preferred variant of inventive method provides that the optically transparent wire on at least one End is mechanically compressed and flattened with a tool and subsequently this flattened area in contact with the optical component is brought. In a further variant of the method according to the invention For example, the optically transparent wire may be provided with an electrically conductive coating become. By applying an electric field between the wire tip and a Abflammlanze a spark is generated, which then the At the end of the wire, at least as far as possible, it is melted so that in the Connection the molten wire end compressed and flattened can be.

Hinsichtlich der geometrischen Anordnung des Drahtendes zum optischen Bauelement sind unterschiedliche Varianten denkbar. Eine bevorzugte Variante beruht darauf, dass der optisch transparente Draht im Wesentlichen senkrecht auf der optisch Verbindungsfläche des Bauelementes mit diesem in Kontakt gebracht wird, d. h. dass die Stirnseite des Drahts mit der Verbindungsfläche in Kontakt kommt. Eine Verbreiterung des Endes vor dem Bonden durch Ballbildung oder Stauchen erleichtert die Verwendung der Kapillare als Werkzeug zur Kraftübertragung ähnlich wie beim Ball-Wedge-Bonden von Golddraht.Regarding the geometric arrangement of the wire end to the optical component are different variants conceivable. A preferred variant based on that the optically transparent wire substantially perpendicular to the optical interface of the device with this is brought into contact, d. H. that the front of the wire with the interface comes into contact. A broadening of the end before bonding by ball formation or upsetting facilitates the use of the capillary as a tool for power transmission similar to in ball-wedge bonding of gold wire.

Eine andere bevorzugte Variante sieht vor, dass eine im Wesentlichen zur optischen Verbindungsfläche parallele Anbringung entlang einer gewissen Drahtlänge vorgenommen wird, wobei der optisch transparente Draht an seinem Ende seitlich abgeflacht wird (Wedge- oder Keilbond).A another preferred variant provides that a substantially to the optical interface made parallel attachment along a certain wire length is, with the optically transparent wire at its end laterally flattened (Wedge- or Wedge bonding).

In einer vorteilhaften Variante kann am Bondwerkzeug eine mechanische Struktur angebracht sein, die beim Bonden des optischen Drahts ein Profil in die Drahtoberfläche einprägt. Insbesondere bei paralleler Anordnung des optischen Drahts zur Koppelstelle können zum Beispiel keilförmige oder pyramidenförmige Einkerbungen eine Streuung des Lichts und somit eine Verbesserung der Einkopplung ermöglichen.In an advantageous variant, a mechanical Structure attached to the bonding of the optical wire Profile in the wire surface impresses. Especially with parallel arrangement of the optical wire to the coupling point can for example wedge-shaped or pyramidal Notches a scattering of light and thus an improvement allow the coupling.

Auch hinsichtlich der Positionierung des optisch transparenten Drahts zum optischen Bauelement bestehen verschiedene Möglichkeiten. Eine bevorzugte Vari ante sieht vor, dass der Draht durch eine Kapillare geleitet wird, so dass er mit seinem zu verbindenden Ende aus dem Loch der Kapillare heraussteht. Eine andere erfindungsgemäße Variante sieht vor, dass der optisch transparente Draht mit der Kapillare an einem Bondkopf befestigt ist. Der durch den Bondkopf und/oder die Kapillare gehaltene optische Draht kann dann durch die Bewegung des Bondkopf oder der Kapillaren zu den optisch transparenten Kontaktflächen der Bauelemente geführt werden. Ebenso ist es aber auch möglich, dass der optisch transparente Draht durch den Bondkopf oder die Kapillare nur gehalten wird und der Montageträger mit den montierten optischen Bauelemente so bewegt wird, dass eine Kontaktierung ermöglicht wird.There are also various possibilities with regard to the positioning of the optically transparent wire to the optical component. A preferred Vari ante provides that the wire through a capillary is passed so that it protrudes with its end to be connected from the hole of the capillary. Another variant according to the invention provides that the optically transparent wire with the capillary is fastened to a bonding head. The optical wire held by the bonding head and / or the capillary can then be guided by the movement of the bonding head or the capillaries to the optically transparent contact surfaces of the components. Likewise, it is also possible that the optically transparent wire is held only by the bonding head or the capillary and the mounting bracket is moved with the assembled optical components so that a contact is made possible.

Nach Positionierung der Kapillare über der Koppelstelle wird die Kapillare mit dem herausschauenden Ende des optisch transparenten Drahts auf die optischen Koppelstelle, d. h. den optisch transparenten Kontaktflächen abgesetzt und z. B. durch Pressverschweißung verbunden.To Positioning of the capillary over the coupling point becomes the capillary with the end looking out the optically transparent wire on the optical coupling point, d. H. discontinued the optically transparent contact surfaces and z. B. by Pressverschweißung connected.

In einer bevorzugten Variante wird das aus der Kapillare herausragende Drahtende zunächst mit einem Werkzeug gestaucht, sodass der Kopf einen größeren Durchmesser als die Kapillarenöffnung hat. Bei der Kontaktierung des Drahtendes mit der optischen Verbindungsstelle kann dann zur Kraftübertragung mit der Kapillare auf den Drahtkopf gepresst werden (Ball-Bond).In a preferred variant that protrudes from the capillary End of wire first compressed with a tool, so that the head has a larger diameter as the capillary opening Has. When contacting the wire end with the optical connection point can then power transmission be pressed with the capillary on the head of the wire (ball-bond).

In einer weiteren bevorzugten Weise wird der optisch transparente Draht längsseitig und parallel zur optischen Verbindungsfläche des Bauelements kontaktiert. Dabei wird das zu verbindende Drahtende vom Fuß der Kapillare so abgeplattet, dass eine ausgedehnte längsseitige Kontaktfläche zwischen dem optisch transparenten Draht und der optisch transparenten Kontaktfläche des Bauelements entsteht (Wedge- oder Keilbond).In Another preferred mode is the optically transparent wire longitudinally and contacted in parallel to the optical connection surface of the device. The wire end to be connected is flattened by the foot of the capillary so that an extended longitudinal contact area between the optically transparent wire and the optically transparent contact area of the component arises (Wedge- or Keilbond).

Die Montage der optischen Bauelemente erfolgt durch Kleben oder Löten, die elektrische Kontaktierung erfolgt mit Verbindungstechniken, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, also z. B. Draht- oder Bändchenbonden mit Gold- oder Aluminiumdrähten oder mittels Flip-Chip-Montage. Die Montage und elektrische Kontaktierung erfolgt wegen der höheren Temperaturen vorzugsweise vor dem optischen Drahtbonden. Das Draht- und Bändchenbonden kann aber auch nach dem Bonden der optischen Drähte erfolgen.The Assembly of the optical components takes place by gluing or soldering, the electrical contacting takes place with connection techniques, the are known from the prior art, ie z. B. wire or ribbon bonding with gold or aluminum wires or by flip-chip mounting. The assembly and electrical contact done because of the higher Temperatures preferably before optical wire bonding. The wire and ribbon bonding but can also be done after bonding the optical wires.

Insbesondere dann, wenn das Bonden der optischen Drähte nach der elektrischen Kontaktierung erfolgt, kann das Bauelement während der optischen Kontaktierung betrieben werden. Hierbei ist es bevorzugt; dass das Bauelement eine lichtemittierende Kontaktfläche aufweist und in den Bondkopf neben der Kapillare mit dem optisch transparenten Draht ein Lichtsensor integriert ist. Zunächst wird der Lichtsensor über die lichtemittierende Kontaktfläche so geführt, dass die vom Lichtsensor registrierte Signalstärke maximal wird, dann wird der Bondkopf um den zwischen dem Lichtsensor und der Kapillaren bekannten Abstand verschoben, so dass der optische Draht direkt über die lichtemittierende Kontaktstelle positioniert und gebondet wird. Auf diese Weise erfolgt eine aktive Justage des optisch transparenten Drahts zur optischen Kontaktfläche des Bauelements durch Referenzmessung.Especially then when bonding the optical wires after the electrical contact done, the device can during the optical contact can be operated. It is preferred here; in that the component has a light-emitting contact surface and in the bondhead next to the capillary with the optically transparent wire a light sensor is integrated. First, the light sensor on the light-emitting contact surface so guided, that the signal strength registered by the light sensor becomes maximum, then becomes the bonding head around the known between the light sensor and the capillaries Distance moved so that the optical wire directly over the light emitting contact point is positioned and bonded. In this way, an active adjustment of the optically transparent wire takes place to the optical contact surface of the device by reference measurement.

Eine weitere Variante sieht vor, dass ein Bauelement eine lichtsensitive Kontaktfläche aufweist und in den Bondkopf neben der Kapillare mit dem optisch transparenten Draht eine Lichtquelle integriert ist. Zunächst wird die Lichtquelle über die lichtsensitive Kontaktfläche so geführt, dass die vom Bauelement registrierte Signalstärke maximal wird, dann wird der Bondkopf um den zwischen der Lichtquelle und der Kapillaren bekannten Abstand verschoben, so dass der optische Draht direkt über die lichtsensitive Kontaktstelle positioniert und gebondet wird. Auf diese Weise erfolgt eine aktive Justage des optisch transparenten Drahts zur optischen Kontaktfläche des Bauelements durch Referenzmessung.A Another variant provides that a component a light-sensitive contact area and in the bonding head next to the capillary with the optical transparent wire is a light source integrated. First, will the light source over the light-sensitive contact surface so guided, that the signal strength registered by the component becomes maximum, then becomes the bondhead around the between the light source and the capillaries moved known distance, so that the optical wire directly over the light-sensitive contact point is positioned and bonded. To this Way is an active adjustment of the optically transparent wire to the optical contact surface of the Component by reference measurement.

Bei den beiden zuvor genannten Varianten ist die am Bondkopf integrierte Lichtquelle vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Laser, einer Leuchtdiode und mit einer optischen Faser gekoppelten Lichtquellen, wie z. B. Glühlampen und Halogenlampen. Der am Bondkopf integrierte Lichtsensor ist hierbei vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Photodetektoren, Photoresistoren, CCD- und CMOS-Kameras und mit einer optischen Faser gekoppelten Lichtsensoren.at the two aforementioned variants is the integrated on the bondhead Light source preferably selected from the group consisting of a laser, a light emitting diode and coupled to an optical fiber light sources, such. B. light bulbs and halogen lamps. The light sensor integrated in the bondhead is here preferably selected from the group consisting of photodetectors, photoresistors, CCD and CMOS cameras and optical sensors coupled to an optical fiber.

Werden die optischen Bauelemente wie zuvor erwähnt beim Bonden der optischen Drähte aktiv betrieben, können diese zur Kontrolle und Regelung des Bondvorgangs genutzt werden. Wird in einer Variante zum Beispiel eine lichtemittierende Kontaktfläche mit einem optischen Draht gebondet, kann das in den Draht eingekoppelte Licht an einer anderen Stelle, z. B. am Bondkopf oder zwischen der Kapillare und der Spule im Sonder detektiert werden. Dies geschieht beispielsweise durch Messung von Streulicht, Auskopplung des Lichts an einer Krümmung des Bonddrahts oder durch ein eng anliegendes Material mit höherem Brechungsin dex.Become the optical components as mentioned above when bonding the optical wires actively operated, can these are used to control and regulate the bonding process. In a variant, for example, a light-emitting contact surface with bonded to an optical wire, can be coupled into the wire Light in another place, z. B. at the bondhead or between the Capillary and the coil are detected in special. this happens for example, by measuring stray light, decoupling the light at a bend of the Bonding wire or by a close-fitting material with a higher Brechungsin dex.

Umgekehrt kann Licht in den Bonddraht in umgekehrter Richtung innerhalb des Bonders eingekoppelt werden, um den Bondvorgang auf einer lichtsensitiven Kontaktstelle durch Auslesen des Signals am Bauelement zu kontrollieren oder zu regeln.Vice versa can light in the bonding wire in the reverse direction within the Bonders can be coupled to the bonding process on a light-sensitive Check contact point by reading the signal on the component or to settle.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, dass mehrere optische Verbindungen zwischen optischen Bauelementen, die zwei oder mehr optische Kontaktflächen aufweisen, hergestellt werden. Vorteilhafterweise kann dabei das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere bei Mehrkanal-Anwendungen eingesetzt werden, bei denen der optische Kontaktabstand des ersten Bauelementes sich gegenüber der Wellenleiteranordnung oder dem des zweiten Bauelementes unterscheidet. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Spreizung der Kontaktabstände zwischen den beiden Anordnungen der optischen Verbindungsstellen der jeweiligen Bauelemente durch nichtparallele Führung benachbarter optischer Drähte ermöglicht werden.With the method according to the invention it is also possible that several optical connections between optical components, which have two or more optical contact surfaces. Advantageously, the process according to the invention can be carried out in particular Multi-channel applications are used, in which the optical Contact distance of the first component against the Waveguide arrangement or that of the second component differs. With the aid of the method according to the invention can be a spread of the contact distances between the two arrangements the optical connection points of the respective components non-parallel leadership of neighboring optical wires allows become.

Zum mechanischen Schutz der optischen Drähte gegen Berührung oder gegen mechanische Schwingungen können zusätzlich Vergussmassen, z. B. in Form von polymeren Abdeckmassen, so aufgebracht werden, dass die mindestens ein optisch transparenter Draht vollständig oder zum Teil von der Vergussmasse umgeben ist. Um die Lichtführung nicht zu beeinträchtigen, sollte der Brechungsindex der Vergussmasse kleiner als der der optischen Drähte sein. Eine andere erfindungsgemäße Variante sieht vor, dass optisch transparente Drähte mit einem reflektierenden Überzug, z. B. einem aufgedampften oder gesputterten Metall, verwendet werden, so dass eine Unabhängigkeit vom Brechungsindex be steht. Damit lassen sich dann auch die optischen Dämpfungsverluste bei kleinen Krümmungsradien der optisch transparenten Drähte reduzieren. Ein Aufreißen der reflektierenden Oberfläche an den Drahtenden während des Verbindungsprozesses und das Einarbeiten in die optische Kontaktfläche können zu einer Streuung des Lichts führen, in bestimmten Fällen aber auch zur Steigerung der Koppeleffizienz zwischen Bauelement und optischem Draht. Durch Zugabe von Füllstoffen zu der Vergussmasse können deren mechanische und thermomechanische Eigenschaften verbessert werden. Solche Füllstoffe lassen sich auch verwenden, um die Vergussmasse undurchsichtig zu machen und somit ein Übersprechen der optischen Signale zwischen den optischen Drähten oder zwischen benachbarten optischen Bondstellen zu verhindern. Als Füllstoffe bzw. Partikel kommen hier z. B. Licht-absorbierende Partikel, insbesondere Ruß oder Pigmente, in Frage. Ebenso können der Vergussmasse lichtstreuende Partikel, insbesondere Siliciumoxid oder Quarz, zugesetzt werden, um die Ein- oder Auskopplung in zur Drahtachse abweichenden Richtungen zu erhöhen.To the mechanical protection of the optical wires against contact or against mechanical vibrations additionally Casting compounds, z. B. in the form of polymeric Abdeckmassen so applied Be that complete or at least one optically transparent wire Partly surrounded by the potting compound. Not to the light guide to impair the refractive index of the potting compound should be smaller than that of the optical wires. Another variant of the invention sees that optically transparent wires with a reflective coating, z. As a vapor-deposited or sputtered metal, are used so that independence from the refractive index be. This can then also the optical attenuation losses at small radii of curvature the optically transparent wires to reduce. A ripping of the reflective surface at the wire ends during the bonding process and the incorporation into the optical contact surface can cause a scattering of light, in certain cases though also to increase the coupling efficiency between the component and optical wire. By adding fillers to the potting compound can their mechanical and thermomechanical properties are improved. Such fillers can also be used to make the potting compound opaque and thus a crosstalk of the optical signals between the optical wires or between adjacent ones prevent optical bonding. As fillers or particles come here z. B. light-absorbing particles, in particular carbon black or pigments, in question. Likewise the potting compound light scattering particles, in particular silica or quartz, added to the coupling or decoupling in the Wire axis different directions to increase.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Herstellung optischer Verbindungen zwischen aktiven ebenso wie zwischen passiven Bauelementen eingesetzt werden. Ebenso ist die optische Verbindung von aktiven Bauelementen zu passiven Bauelementen möglich. Die optischen Bauelemente sind vorzugsweise bereits auf einem Träger dauerhaft und für die optische Drahtverbindung vorteilhaft zueinander ausgerichtet montiert und bezüglich ihrer Positionierung zueinander fixiert. Sie sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Laser, einem Photodetektor, einem Modulator, einer LED, einem Array hiervon, einem Regenera tor, einem optischen Verstärker, einem optisch akti ven IC, einem Wellenleiter, einem Splitter, einem Kombiner, einer Linse, einem Linsensystem, einem Polarisator, einem Bragg-Gitter, einem Filter einem Wellenleiter-Array (AWG), einer optischen Faser und/oder einem integrierten Wellenleiter. Die Bauelemente können ungehäust, gehäust oder integriert vorliegen.The inventive method can be used to make optical connections between active as well how to be used between passive components. Likewise is the optical connection of active components to passive components possible. The optical components are preferably already on a carrier permanently and for the optical wire connection is advantageously aligned with each other mounted and re fixed their positioning to each other. They are preferably selected from the group consisting of a laser, a photodetector, a Modulator, an LED, an array of them, a regenerator, one optical amplifier, an optically active IC, a waveguide, a splitter, a Kombiner, a lens, a lens system, a polarizer, a Bragg grating, a filter a waveguide array (AWG), a optical fiber and / or an integrated waveguide. The components can without housing, housed or integrated.

Erfindungsgemäß wird ebenso eine optische Anordnung mit zumindest einem ersten und einem zweiten optischen Bauelement, welche jeweils zumindest einen optisch transparenten Bereich als Verbindungsstelle aufweisen, sowie mit mindestens einem optisch transparenten Draht bereitgestellt. Der zumindest eine optisch transparente Draht verläuft dabei von einer optischen Verbindungsstelle des ersten optischen Bauelementes zu einer optisch transparenten Verbindungsstelle des zweiten optischen Bauelementes. Dabei ist der mindestens eine optisch transparente Draht mit mindestens einer optischen Verbindungsstelle stoffschlüssig verbunden. Diese ist vorzugsweise nach dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt.According to the invention as well an optical arrangement with at least a first and a second optical component, each having at least one optically transparent Have area as a junction, as well as at least one provided optically transparent wire. The at least one optical transparent wire runs thereby from an optical connection point of the first optical component to an optically transparent connection point of the second optical component. In this case, the at least one optically transparent wire is at least an optical connection point materially connected. This is preferably prepared according to the method described above.

In einer optischen Anordnung wird ein optisches Bauelement mit einer Wellenleiterstruktur und freiliegender Facette an der Kante mit einem optisch transparenten Draht so kontaktiert, das der optische Draht mit seinem Kontaktfuß die Facette umschließt und das Licht unmittelbar aus dem optischen Draht in den Wellenleiter oder aus dem Wellenleiter in den optischen Draht eingekoppelt wird. Solche Bauelemente sind beispielsweise kantenemittiernde Laser oder kantensensitive Photodetektoren mit Wellenleiterstruktur. Zur Verminderung des Abstands zwischen Facette und Substratoberfläche kann ein Verbindungselement kleiner als der Laser oder Photodetektor montiert werden, um kleine Drahtdurchmesser hierfür zu verwenden.In an optical device is an optical device with a Waveguide structure and exposed facet at the edge with an optically transparent wire contacted so that the optical wire with his contact foot the Facet encloses and the light directly from the optical wire into the waveguide or from the waveguide is coupled into the optical wire. Such devices are, for example, edge-emitting lasers or edge-sensitive Photodetectors with waveguide structure. To reduce the distance between facet and substrate surface may be a connecting element smaller than the laser or photodetector can be mounted to small size Wire diameter for this to use.

Anhand der nachfolgenden Figuren soll der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf die hier gezeigten speziellen Ausführungsformen einschränken zu wollen.Based the following figures, the subject invention is to be explained in more detail, without this on the specific embodiments shown here restrict to want.

In 1 ist eine Variante einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung dargestellt. Hierbei sind auf einem Substrat 1 ein Laser 2 und ein Photodetektor 4 fix montiert. Beide optischen Bauelemente weisen optisch transparente Bereiche als Verbindungsstelle auf, wobei die Verbindungsstellen über einen optisch transparenten Draht 3 verbunden sind. Die elektrische Kontaktierung der Bauelemente erfolgt über gebondete metallische Drähte 5 und 5'.In 1 a variant of an optical arrangement according to the invention is shown. Here are on a substrate 1 a laser 2 and a photodetector 4 permanently mounted. Both optical components have optically transparent regions as a connection point, wherein the connection points via an optically transparent wire 3 are connected. The electrical contacting of the components takes place over bonded metallic wires 5 and 5 ' ,

2a zeigt eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung, die auf einer elektrooptischen Leiterplatte 6 mit vergrabener Wellenleiterstruktur 7 basiert. Auf der Leiterplatte ist ein Laser 2 angeordnet, der eine optisch transparente Verbindungsstelle aufweist, an die ein optisch transparenter Draht 3 angekoppelt ist. Das andere Ende optisch transparenten Drahtes 3 wiederum ist über eine Öffnung in der Leiterplatte mit der Wellenleiterstruktur verbunden. 2b zeigt die gleiche optische Anordnung in der Draufsicht. 2a shows a second variant of an optical arrangement according to the invention, which on an electro-optical circuit board 6 with buried waveguide structure 7 based. On the circuit board is a laser 2 arranged, which has an optically transparent connection point, to which an optically transparent wire 3 is coupled. The other end optically transparent wire 3 in turn, is connected via an opening in the circuit board with the waveguide structure. 2 B shows the same optical arrangement in plan view.

In 3 ist eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung dargestellt, die in wesentlichen Punkten der Variante nach 2 entspricht. Zu Schutzzwecken sind hier jedoch zusätzlich noch eine optische Beschichtung 8 zum Schutz der op tisch transparenten Drähte 3 und eine weitere Beschichtung 9 für die metallischen Drähte 5 angeordnet.In 3 a further variant of an optical arrangement according to the invention is shown, which in essential points of the variant according to 2 equivalent. For protection purposes, however, here are additionally an optical coating 8th to protect the optically transparent wires 3 and another coating 9 for the metallic wires 5 arranged.

4a zeigt in der Seitenansicht und in der Aufsicht eine Photodiode mit optisch transparentem Bereich bzw. optisch aktiver Fläche. Diese ist in der Aufsicht als runde Fläche 11 zu erkennen und stellt die lichtempfindliche Fläche der Photodiode dar. In 4b ist ein Kanten-emittierender Laser 12 dargestellt, wobei hier die optisch aktive Fläche 13 als stirnseitige Facette und damit rechteckiger Austrittsfläche vorliegt. 4a shows in side view and in plan view a photodiode with optically transparent area or optically active area. This is in the supervision as a round surface 11 and represents the photosensitive surface of the photodiode 4b is an edge-emitting laser 12 represented here, wherein here the optically active surface 13 is present as an end facet and thus rectangular exit surface.

In 5a und 5b sind zwei Beispiele einer gehäusten optischen Anordnung als eine erfindungsgemäße Variante dargestellt. Das optische Bauelement mit samt Trägerstruktur ist hierbei in ein Gehäuse 14 eingelassen.In 5a and 5b Two examples of a packaged optical arrangement are shown as a variant according to the invention. The optical component with the support structure is in this case in a housing 14 admitted.

Die optische Verbindung kann hier so erfolgen, dass das Austrittsfenster des Gehäuses 14 mit einer Polymerbeschichtung 15 versehen wird, die mit dem optisch transparenten Draht in Verbindung gebracht wird.The optical connection can be made here so that the exit window of the housing 14 with a polymer coating 15 which is associated with the optically transparent wire.

6a und 6b zeigen eine weitere Variante für die indirekte Verbindung zwischen optisch transparentem Draht und Bauelement. In diesem Beispiel ist das optische Bauelement von einer transparenten Beschichtungsmasse umgeben, die gemäß 6b mit dem optisch transparenten Draht in Verbindung gebracht wird. 6a and 6b show a further variant for the indirect connection between optically transparent wire and component. In this example, the optical component is surrounded by a transparent coating composition, which according to 6b is associated with the optically transparent wire.

7 zeigt einen optisch transparenten Draht 3 mit einer kugelförmig gestauchten Kontaktfläche 19, wobei der Draht mit einer Metallisierung 20 versehen ist. Die Metallisierung verhindert den Austritt des Lichts aus der Faser entlang der Verbindung und kann zum Erzeugen eines Lichtbogens beim Abflammen dienen. Die Metallisierung wird dabei teilweise in das Innere der Kugel verbracht, wo sie eventuell Licht streut. Gekoppelt ist der optische Draht mit dem optischen Bauelement 17 über eine Beschichtung 18. 7 shows an optically transparent wire 3 with a spherically compressed contact surface 19 , where the wire with a metallization 20 is provided. The metallization prevents the exit of the light from the fiber along the connection and can serve to generate an arc during flaming. The metallization is partially spent in the interior of the sphere, where it may scatter light. Coupled is the optical wire with the optical component 17 over a coating 18 ,

In 8a (Seitenansicht) und 8b (Aufsicht) ist ein keilförmiger Kontakt, sog. Wedge, mit variabler Fußlänge des optisch transparenten Drahtes 19 dargestellt. Der Fuß verläuft dabei parallel zur Oberfläche des optischen Bauelementes 17. Auch hier ist das optische Bauelement mit einer Beschichtung 18 versehen.In 8a (Side view) and 8b (Overhead) is a wedge-shaped contact, so-called wedge, with variable foot length of the optically transparent wire 19 shown. The foot runs parallel to the surface of the optical component 17 , Again, the optical device with a coating 18 Mistake.

In 9 ist eine vergleichbare optische Verbindung dargestellt, wobei hier der Bondfuß 20 des optisch transparenten Drahtes 19 eine strahlumlenkende Struktur aufweist. Diese Struktur kann mit speziellen Werkzeugen eingeprägt werden.In 9 a comparable optical connection is shown, in which case the bond foot 20 of the optically transparent wire 19 has a beam deflecting structure. This structure can be embossed with special tools.

10 zeigt ein Beispiel, bei dem auf dem Substrat 1 ein Kanten-emittierender Laser 2 angeordnet ist. Der optisch transparente Draht 3 ist hierbei in großem keilförmigem Kontakt über den Kanten-emittierenden Laser gebondet. 10 shows an example in which on the substrate 1 an edge emitting laser 2 is arranged. The optically transparent wire 3 is in this case bonded in a large wedge-shaped contact via the edge-emitting laser.

In 11 ist ein Kanten-emittierender Laser 2 auf dem Substrat 1 angebracht. Hierbei wird ein kleiner keilförmiger Kontakt des optisch transparenten Drahtes 3 über den Kanten-emittierenden Laser 2 gebondet. Ein Podest 4 verringert hier die erforderliche Dicke des optischen Drahtes.In 11 is an edge-emitting laser 2 on the substrate 1 appropriate. This is a small wedge-shaped contact of the optically transparent wire 3 over the edge-emitting laser 2 bonded. A pedestal 4 here reduces the required thickness of the optical wire.

In 12 ist eine optoelektronisch Leiterplatte 6 mit vergrabener Wellenleiterstruktur 7 dargestellt.In 12 is an optoelectronic circuit board 6 with buried waveguide structure 7 shown.

Das Ende der Wellenleiterstruktur 7 ist mit einem keilförmigen Kontakt des optisch transparenten Drahtes gebondet.The end of the waveguide structure 7 is bonded to a wedge-shaped contact of the optically transparent wire.

13 zeigt verschiedene Anordnungsmöglichkeiten zwischen den optischen Bauelementen und den optisch transparenten Drähten. In 13a ist eine parallele Anordnung mit gleichem Pitch dargestellt. Hierbei sind die optisch transparenten Drähte 3 parallel zueinander angeordnet. 13 shows various possible arrangements between the optical components and the optically transparent wires. In 13a a parallel arrangement with the same pitch is shown. Here are the optically transparent wires 3 arranged parallel to each other.

In 13b sind gleiche Pitches 2 und 2' mit optisch transparenten Drähten 3 in nicht paralleler Anordnung verbunden.In 13b are same pitches 2 and 2 ' with optically transparent wires 3 connected in non-parallel arrangement.

In 13c schließlich sind verschiedene Pitches 2 und 4 mittels optisch transparenten Drähten in nichtparalleler Anordnung verbunden.In 13c Finally, there are different pitches 2 and 4 connected by optically transparent wires in non-parallel arrangement.

Claims

A method for producing optical connections between at least a first and a second optical component, each to have at least one optical connection point, in which the components are mounted on a support in a first step and fixed with respect to their position, in a second step, an optically transparent wire at its first end with an optically transparent connection point of the first component is brought together and connected and in a third step, the wire is brought together and connected at its second end with an optically transparent connection point of the second component, wherein at least one of the two connections is made materially and directly.

Method according to claim 1, characterized in that that the optically transparent wire light of a defined wavelength range passes.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a optically transparent wire is a light-conducting Fiber is used.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the optically transparent wire is made of a polymer thread or a coated with a second polymer layer polymer or glass thread consists.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the optically transparent wire at least partially with an electrically conductive Coated layer is.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one optical component at least partially with an optically transparent coating, in particular made of an organic material, and the optical connection point at least one area of this coating is.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the connection in the first and / or in the second Step by welding, Laser welding, friction welding or pressure welding of the optically transparent wire with the optical connection point will be produced.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the optically transparent wire and / or at least an optical connection before and / or during the connection in place the connection is heated becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the optically transparent wire at the location of the connection is applied with ultrasound.

Method according to the preceding claim, characterized characterized in that the ultrasound with its propagation direction coupled in the wire direction and / or in the direction perpendicular to the wire becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the optically transparent wire prior to bonding mechanically compressed at least at one end with a tool and flattened.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the optically transparent wire with an electric conductive coating is provided and by generating a spark before the wire end the bonding at least partially melted and melted Wire end is compressed and flattened when connecting.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the optically transparent wire substantially perpendicular to the optically transparent junction with this is brought into contact.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the optically transparent wire substantially parallel to the optically transparent junction with this is brought into contact.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the optically transparent wire after and / or during the Pressing the optically transparent joint additional a structure is imprinted, z. B. a wedge-shaped or a pyramid-shaped, which scatters or redirects the light and thus improves the Coupling contributes.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the optically transparent wire through a capillary is held at the area to be connected.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the optically transparent wire through a capillary is directed so that he with his end to be joined from the End of the capillary protrudes.

Method according to one of the two preceding claims, characterized characterized in that the optically transparent wire with the capillary is held on the bond head and the optically transparent connection point of the device are moved to the optical wire.

Method according to one of claims 15 or 16, characterized that the optically transparent wire with the capillary on the bonding head is guided to the optical connection point of the device.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the optically transparent wire is in front of the first and / or second step where he is in the appropriate step with the optical contact point is connected, is flattened, that an extended contact surface between the optical wire and the optical connection point of the component arises.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the optically transparent wire after the second Contacting where he in the appropriate step with the optical Contact point is connected to the capillary or a tool is separated.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the optically transparent wire from a roll is unwound.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a light sensor integrated on the bonding head with known arrangement to the capillary and the optical wire to a actively connected light-emitting connection point of a component is aligned until the sensor signal is maximum, and then the Position of the bondhead around the known distance between the light sensor and capillary is corrected, whereby an active adjustment of the optically transparent Wire to the light emitting junction by reference measurement he follows.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a light source integrated with the bonding head is provided with known arrangement to the capillary and the optical wire to a actively connected light-sensitive connection point of a component is aligned until the sensor signal is maximum, and then the position of the bondhead by the known distance between the light source and Capillary is corrected, creating an active adjustment of the optical transparent wire to the light-sensitive joint through Reference measurement takes place.

Method according to one of the two preceding claims, characterized characterized in that the light source consists of the group consisting of a laser, a light emitting diode and light sources coupled to a fiber like light bulbs and halogen lamps selected and the light sensor is from the group consisting of photodetectors, Photoresistors, CCD and CMOS cameras and coupled with a fiber Light sensors selected is.

Method according to the preceding claim, characterized characterized in that a control of the optical bond and a regulation of the bonding process when contacting an optical Wire to a light-emitting interface by capturing the using light coupled into the wire at the junction the signal of a light sensor takes place in the bonding device.

Method according to the preceding claim, characterized characterized in that a control of the optical bond and a regulation of the bonding process when contacting an optical Wires on a light-sensitive interface by coupling light into the wire in the bonding device and capture the out of the wire at the junction coupled light using the signal the light-sensitive junction takes place.

Method according to the preceding claim, characterized characterized in that components with multiple optical connection points in different contact distance with several optically transparent wires by a fanned, nonparallel Arrangement are connected.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that following the second step, a potting compound so is applied, that the at least one optically transparent Wire completely or is partially surrounded by the potting compound.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the first and the second component active and / or passive components.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that as the first and / or second optical component a laser, a photodetector, a modulator, an LED, an array thereof, an optical amplifier, a regenerator, an optically active IC, a waveguide, a combiner Sliver, a Bragg grating, a lens, a lens system, a polarizer, a filter, a assembled optical fiber and / or a waveguide array (AWG) used becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the first and / or the second optical component in a housing available.

Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the first and / or the second optical component consist of several individual components and are combined to form modules.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least two optical connections between at least two optical components, each with at least two optical transparent areas are produced as junctions.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a plurality of optical wires for producing a plurality optical connections between multiple optical components be used.

Optical arrangement with at least a first and a second optical component mounted on a support and re their position are fixed to each other and each at least one have optically transparent area as a junction, as well with at least one optically transparent wire, wherein the at least one optically transparent wire from an optically transparent connection point of the first optical component to an optically transparent connection point of the second optical component, characterized in that that the at least one optically transparent wire with at least an optically transparent joint cohesively connected is.

Optical arrangement according to the preceding claim, characterized in that the wire is a transparent polymer, Glass and / or their compounds comprises or consists of.

Optical arrangement according to one of the two preceding Claims, characterized in net that the wire wholly or partly with a Polymer coated is.

Optical arrangement according to one of claims 36 to 38, characterized in that the wire has a reflective coating.

Optical arrangement according to Claim 39, characterized that the reflective coating consists of at least one metallization layer.

Optical arrangement according to the preceding claim, characterized in that the at least one metallization layer Partially incorporated at the junction.

Optical arrangement according to one of claims 36 to 41, characterized in that the wire at at least one connection point is deformed.

Optical arrangement according to one of claims 36 to 42, characterized in that the wire with its axis substantially is applied in parallel to at least one optically transparent coupling surface.

Optical arrangement according to the preceding claim, characterized in that the optically transparent wire in the contact area one placed on the optically transparent area; elongated Contact foot training.

Optical arrangement according to the preceding claim, characterized in that beam deflecting or light scattering structures in the contact foot are arranged.

Optical arrangement according to the preceding claim, characterized in that the beam deflecting or light scattering Structures are designed as wedge-shaped or pyramid-shaped embossments.

Optical arrangement according to one of claims 44 to 46, characterized in that the optical component is a waveguide structure with exposed facet on the edge, the so in the Contact foot of the optical wire extends into the light directly from the optical wire in the waveguide or out of the waveguide in the optical wire is coupled.

Optical arrangement according to the preceding claim, characterized characterized in that an additional Auxiliary element with minor low thickness as the device is mounted in front of the edge and the optical wire also encloses the facet with a smaller thickness.

Optical arrangement according to the previous claim, characterized in that the optical component has an edge-emitting Has laser.

An optical arrangement according to claim 47 or 48, characterized characterized in that the optical component is a edge-sensitive Photodetector having a waveguide structure.

An optical arrangement according to any one of claims 44 to 46, characterized in that the optical component is a waveguide structure integrated in a substrate, which is at least partially exposed on the surface and integrated into the contact foot such that the light originating from the waveguide enters the optical wire or the light originating from the optical wire in the Waveguide is coupled directly.

Optical arrangement according to one of claims 36 to 42, characterized in that the optical wire to at least a coupling point with the surface the coupling point in substantially vertical axis is present.

Optical arrangement according to one of claims 36 to 52, characterized in that a covering compound the at least an optical wire at least partially encloses.

Optical arrangement according to claim 53, characterized characterized in that the covering mass fillers or particles for Improvement of mechanical and / or thermomechanical properties having.

An optical arrangement according to claim 53 or 54, characterized characterized in that the covering composition comprises light-absorbing particles, in particular carbon black or pigments, contains and opaque is.

Optical arrangement according to one of claims 53 to 55, characterized in that the covering composition particles with backscatter, in particular silica or quartz.

Optical arrangement according to one of claims 53 to 56, characterized in that the covering compound has a smaller Refractive index than the fiber.

Optical arrangement according to one of the preceding Claims, characterized in that a plurality of optically transparent fibers are arranged in parallel and two optical components with the same Connect pitch.

Optical arrangement according to one of the preceding Claims, characterized in that a plurality of optically transparent fibers are arranged non-parallel and two optical components with connect the same pitch.

Optical arrangement according to one of the preceding Claims, characterized in that a plurality of optically transparent fibers are arranged non-parallel and two optical components with connect different pitch, the fibers arranged fanning are.

Optical arrangement according to one of claims 36 to 60, characterized in that the first and the second component active and / or passive components are.

Optical arrangement according to one of claims 36 to 61, characterized in that the first and / or second optical A laser, a photodetector, a modulator, an LED, an array thereof, an optical amplifier, an optically active IC, a waveguide, a combiner, a splinter, a gragg grating, a lens, a lens system, a polarizer, a filter, a mounted optical fiber and / or a waveguide array (AWG) is.

Optical arrangement according to the preceding claim, characterized in that the first and / or the second optical Component in a housing available.

Optical arrangement according to one of the two preceding Claims, characterized in that the first and / or the second optical component consist of several individual components and combined into modules are.

Optical arrangement according to one of claims 36 to 64 and preparable by a method according to one of claims 1 to 35th