DE102021119192A1

DE102021119192A1 - Optikmodul zum Modifizieren eines Lichtstrahls, Optische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Optikmoduls

Info

Publication number: DE102021119192A1
Application number: DE102021119192.0A
Authority: DE
Inventors: Christian Karras; Thomas Kaden; Tobias Gnausch; Robert Büttner; Armin Grundmann
Original assignee: Jenoptik Optical Systems GmbH
Current assignee: Jenoptik Optical Systems GmbH
Priority date: 2021-07-23
Filing date: 2021-07-23
Publication date: 2023-01-26
Anticipated expiration: 2041-07-24
Also published as: DE102021119192B4; WO2023001665A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Optikmodul (100) zum Modifizieren eines Lichtstrahls (110), wobei das Optikmodul (100) aus einem einstückigen Festkörpermaterial ausgebildet ist und eine Durchlassfläche (105) zum Aufnehmen des Lichtstrahls (110) aufweist. Weiterhin umfasst das Optikmodul (100) einen der Durchlassfläche (105) gegenüberliegenden Strahlumlenkbereich (115) zum Umlenken des Lichtstrahls (110), wobei der Strahlumlenkbereich (115) als gekrümmter Bereich an einer Außenseite (120) des Optikmoduls (100) insbesondere mit einer Hohlspiegelfunktion ausgebildet ist, eine Passierfläche (140) zum Ausgeben des von dem Strahlumlenkbereich (115) umgelenkten Lichtstrahls (125) und einen Strahlformungsbereich (130), der ausgebildet ist, um den Lichtstrahl (110) und zusätzlich oder alternativ den umgelenkten Lichtstrahl (125) zu einem Strahlenprofil mit homogener Intensitätsverteilung über einen vorbestimmten Bereich umzuformen.

Description

Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf ein Optikmodul zum Modifizieren eines Lichtstrahls, eine optische Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Optikmoduls.
Die Erfindung betrifft ein Optikmodul für ein Verfahren mit dem in einem Waferprober zeitgleich die Funktionalität von elektrischen und optischen Komponenten bzw. Schaltungen eines Chips auf Wafer - Ebene getestet werden kann. Ein solches Verfahren ist gattungsgemäß aus der US 2011/0279812 A1 bekannt.
Die Erfindung ist im Bereich des Testens und Qualifizierens von Chips mit optischelektrisch integrierten Schaltungen, sogenannten PICs (Photonic Integrated Circuits), auf Wafer-Ebene angesiedelt. Im Unterschied zu herkömmlichen, rein elektrisch integrierten Schaltungen, sogenannten ICs (Integrated Circuits), sind bei PICs neben den elektrischen Schaltungen auch optische Funktionalitäten integriert.
Stand der Technik
Das Testen von PICs auf Wafer-Level-Ebene erfordert das Ein- und Auskoppeln von Licht in die bzw. aus der Ebene der PICs, i.d.R. mittels integrierter Grating-Koppler als Koppelstellen, wie in der Fachliteratur „Grating Couplers for Coupling between Optical Fibers and Nanophotonic Waveguides“ (D. Taillaert et al, Japanese Journal of Applied Phys[i]cs, Vol. 45, No. 8A, 2006, S. 6071-6077) beschrieben. Die Gitterkoppler (Grating Couplers) können funktionaler Bestandteil im Chip oder Opferstrukturen auf dem Wafer z. B. im Ritzgraben oder auf benachbarten Chips sein.
Dem Stand der Technik entsprechend werden glasfaserbasierte Systeme für den Wafer Level Test verwendet, wie in der Fachliteratur: „Test-station for flexible semi-automatic wafer-level silicon photonics testing“ beschrieben (J. De Coster et al, 21th IEEE European Test Symposium, ETS 2016, Amsterdam, Netherlands, May 23-27, 2016. IEEE 2016, ISBN 978-1-4673-9659-2). Diese beinhalten ein glasfaserbasiertes Optikmodul, das über einzelne Glasfasern Licht in die Koppelstellen des Chips ein- und auskoppelt. Um eine wiederholgenaue optische Kopplung zu gewährleisten, müssen die Glasfasern zum einen submikrometergenau zu den Koppelstellen in einem Abstand bis zu wenigen Mikrometern justiert werden. Dies ist nur unter Zuhilfenahme hochpräziser Stellelemente möglich, z.B. in Kombination von Hexapoden mit Piezoelementen. Zum anderen muss vor jeder einzelnen optischen Kopplung ein zeitintensiver, aktiver und auf das Erreichen maximaler Koppeleffizienz ausgelegter Justageablauf erfolgen. Die für den Wafer Level Test benötigte Testapparatur steht in Form von Waferprobern und Wafertestern mit zugehörigen Kontaktierungsmodulen (auch Probecards genannt) zur Verfügung. Mittels des Kontaktierungsmoduls werden die geräteseitigen Schnittstellen des Wafertesters mit den individuellen Schnittstellen der Chips des auf dem Waferprober fixierten Wafers verbunden.
Die ultra-fast optoelektronische Probecard, ist eine Testlösung in Form einer optoelektronische Probe Card, die für einen Wafer Level Test in der Volumenfertigung von zum Beispiel photonisch integrierten Schaltkreisen (PICs) eingesetzt werden kann. Ein Kernmerkmal ist dabei die sogenannte Plug
Play - Fähigkeit mit vorhandenem Wafer Level Test Equipment und Waferprobern, welches in der Volumenfertigung von herkömmlichen ICs (Integrated Circuits) verwendet werden kann. Die WO002019029765A9 ist in diesem Zusammenhang ein separates Beam Shaping Element zur Formung eines Top-Hat-Profils aufgeführt. Nachteilig ist die Verwendung eines separaten Elements zur Strahlformung.
Aus der US 2006/0109015 A1 ist ein optoelektronisches Kontaktierungsmodul (probe module) zum Testen von Chips (zu untersuchendes Objekt - DUT 140) mit elektrischen und optischen Ein- und Ausgängen bekannt. Erfolgt, wie in der US 2006/0109015 A1 beschrieben, eine Optimierung der Koppeleffizienz des optischen Signals durch eine Kollimation oder Fokussierung des optischen Strahls, muss das gesamte Kontaktierungsmodul hochpräzise im Sub-µm-Bereich justiert werden. Andernfalls ist die justageabhängige Wiederholgenauigkeit der Messung nicht ausreichend für die beschriebenen Anwendungen. Das wiederum hat zur Folge, dass das Kontaktierungsmodul nicht die in herkömmlichen elektrischen Waferprobern typischen Justagetoleranzen für die elektrische Kontaktierung im Bereich von einigen Mikrometern in X-, Y- und Z-Richtung ausschöpfen kann.
Die US 2011/0279812 A1 offenbart ein Kontaktierungsmodul zum Testen von Chips mit elektrischen und optischen Ein- und Ausgängen. Der Chip ist auf einem beweglichen Träger aufgenommen, mit dem er sich grob zum Kontaktierungsmodul ausrichten lässt. Die Grobausrichtung erfolgt sensorgesteuert anhand einer Positionsüberwachung des Chips oder der Justiermarken des Chips. Das ist kompliziert und störanfällig.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund wird mit dem vorliegenden Ansatz ein Optikmodul zum Modifizieren eines Lichtstrahls, eine optische Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Optikmoduls gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Mit der hier vorgestellten Erfindung können vorteilhafterweise für eine reproduzierbare optische Kopplung ungenügende Positioniergenauigkeiten der herkömmlichen Waferprober durch ein geeignetes, lagetoleranzunempfindliches, optisches Koppelprinzip ausgeglichen werden.
Es wird ein Optikmodul zum Modifizieren eines Lichtstrahls vorgestellt, wobei das Optikmodul aus einem einstückigen Festkörpermaterial ausgebildet ist und eine Durchlassfläche zum Aufnehmen des Lichtstrahls aufweist. Die Durchlassfläche kann als eine Lichteintrittsfläche (auch als Licht-Aufnahmefläche zu bezeichnen) vorgesehen sein. Weiterhin umfasst das Optikmodul einen der Durchlassfläche gegenüberliegenden Strahlumlenkbereich zum Umlenken des Lichtstrahls, wobei der Strahlumlenkbereich als gekrümmter Bereich an einer Außenseite des Optikmoduls insbesondere mit einer Hohlspiegelfunktion ausgebildet ist, eine Passierfläche, die zum Ausgeben des von dem Strahlumlenkbereich umgelenkten Lichtstrahls, d.h als eine Lichtaustrittsfläche, vorgesehen sein kann und einen Strahlformungsbereich, der ausgebildet ist, um den Lichtstrahl und zusätzlich oder alternativ den umgelenkten Lichtstrahl zu einem Strahlenprofil mit homogener Intensitätsverteilung über einen vorbestimmten Bereich umzuformen. Beispielsweise kann das Optikmodul aus einem Glassubstrat ausgebildet und zum Beispiel als Teil einer optischen Vorrichtung zum Messen von Wafern verwendbar sein. Dabei kann der Lichtstrahl zunächst durch die Durchlassfläche zum Strahlumlenkbereich gelenkt werden, um den Lichtstrahl in den umgelenkten Lichtstrahl zu überführen und in Richtung der Passierfläche weiterzuleiten. Dabei kann der Strahlumlenkbereich ähnlich einem Hohlspiegel gekrümmt sein und entsprechend auch als Hohlspiegel oder Spiegel bezeichnet werden. Durch die Krümmung kann vorteilhafterweise ein kollimiertes Strahlenprofil erzeugt werden. Ein kollimiertes Strahlprofil, also ein Strahlprofil, das entlang der Strahlpropagationsrichtung einen gleichbleibenden Strahldurchmesser hat, kann für die Lagetoleranzumempfindlichkeit der Einkopplung in ein zu untersuchendes Objekt (auch als Testobjekt bezeichnet; englisch „Device under Test“, abgekürzt „DUT“), insbesondere in Z-Richtung, sehr vorteilhaft sein. So können zum Beispiel fertigungsbedingte Toleranzeinflüsse von Höhendifferenzen auf dem Wafer oder dem Waferprober-Chuck (nicht optimale Justage und Planparallelität zur Headplate) ausgeglichen werden. Es kann außerdem ermöglichen, den optischen Arbeitsabstand variieren zu können, ohne dabei die optischen Kopplungseigenschaften zu ändern. Das kann beispielsweise die Verwendung unterschiedlicher Overdrives bei der gleichzeitigen elektrischen Kontaktierung mit Nadeln ermöglichen. Zusätzlich zu dem gekrümmten Strahlumlenkbereich umfasst das Optikmodul den Strahlformungsbereich, der auch als Beam Shaping Element bezeichnet werden kann. Beim Austreten des umgelenkten Lichtstrahls aus der Passierfläche ist der umgelenkte Lichtstrahl bereits durch den Strahlformungsbereich modifiziert und weist ein Strahlenprofil mit homogener Intensitätsverteilung auf. Beispielsweise kann das Strahlenprofil einerseits kollimiert sein. Zudem kann der umgelenkte Lichtstrahl mit einem sogenannten Top-Hat-Strahlenprofil ausgeformt sein, um einen vorbestimmten Bereich eines zu untersuchenden Objekts, zum Beispiel ein Drittel oder ein Viertel der beleuchteten Fläche, gleichmäßig zu beleuchten. Aufgrund der einstückigen Ausführung des Optikmoduls kann dabei eine sehr reproduzierbare und sehr genaue Positionierung des Beam Shaping Elements zum Strahlengang ermöglicht werden, in der Regel besser als 1% des Strahldurchmessers, sowie ein sehr reproduzierbarer Spiegelwinkel (0.1° Abweichung bei 8,0° Zielwinkel können ca. 0.2µm Versatz auf 100µm Abstand des Strahlumlenkbereichs zum BSE erzeugen). Das Optikmodul ermöglicht also vorteilhafterweise die gleichzeitige Erzeugung eines kollimierten Strahls und eines Top-Hat-Strahlprofils, wobei durch die beschriebene Kombination der optischen Elemente vorteilhafterweise den Einfluss verschiedener Toleranzen auf die Strahlformung minimiert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform können der Strahlumlenkbereich und der Strahlformungsbereich an einander überlappenden Abschnitten der Außenseite angeordnet sein. Beispielsweise kann ein Bereich der Außenseite sowohl gekrümmt ausgeformt sein und damit die Funktion eines Hohlspiegels erfüllen, als auch den Strahlformungsbereich aufweisen, um den Lichtstrahl bereits während des Umlenkens in ein Strahlenprofil mit homogener Intensitätsverteilung, beispielsweise ein Top-Hat-Strahlenprofil, zu überführen. Vorteilhafterweise entfallen in dieser Ausführungsform fertigungsbedingte Positionstoleranzen, wie sie ansonsten bei getrennter Ausführung von Spiegel und Beam Shaping Element auftreten würden. Zudem ermöglicht sie eine sehr kompakte Ausführung des Strahlengangs.
Der Strahlumlenkbereich kann rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Die Symmetrieachse kann als Winkelhalbierende zwischen den optischen Achsen oder dem jeweiligen Zentralstrahl des an dem Strahlumlenkbereich einfallenden und ausfallenden Strahlenbündels vorgesehen sein. Unter einer optischen Achse kann eine Achse verstanden werden, die ein Lichtstrahl beim Passieren des optischen Systems nehmen kann. Auch kann eine optische Achse einen Zentralstrahl des Lichtstrahls (d. h. einen mittleren oder zentralen Lichtstrahl eines Lichtstrahlbündelns) bilden, der durch ein optisches System verläuft. Beispielsweise kann die optische Achse in der Form einer Symmetrieachse bei einem rotationssymmetrischen Strahlabschnitt durch diesen Strahlabschnitt verlaufen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Passierfläche durch den Strahlformungsbereich ausgebildet sein. Beispielsweise können kollimierender Hohlspiegel und Beam Shaping Element innerhalb des Optikmoduls räumlich getrennte Elemente sein. Dabei kann der Strahlformungsbereich beziehungsweise zum Beispiel als Teil der Passierfläche ausgebildet sein, um den von dem Strahlumlenkbereich umgelenkten Lichtstrahl beim Austreten aus dem Optikmodul zum Beispiel in ein Top-Hat-Profil umzuformen. Vorteilhafterweise kann durch eine solche Anordnung jedes Element getrennt voneinander optimiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Strahlformungsbereich mit mindestens zwei Wendepunkten zum Formen des Lichtstrahls und zusätzlich oder alternativ des umgelenkten Lichtstrahls ausgeformt sein. Ein Wendepunkt kann dadurch gekennzeichnet sein, dass die Krümmung des Strahlformungsbereichs an dieser Stelle ihr Vorzeichen ändert. Beispielsweise kann der Strahlformung mit einem wellenartigen Profil ausgeformt sein, um vorteilhafterweise eine optimale homogene Intensitätsverteilung, beispielsweise zum Erzeugen eines Top-Hat-Strahlenprofils, zu ermöglichen. Die zwei Wendepunkte können in einer Schnittebene, welche die optische Achse oder den Zentralstrahl des Lichtstrahls und die des umgelenkten Lichtstrahls enthält, definiert werden. Die Wendepunkte können in der Schnittebene jeweils einen Übergang eines konvexen zu einem konkaven Teilabschnitt des Strahlformungsbereichs darstellen. Bei dreidimensionaler Betrachtung kann wenigstens eine Wendelinie vorhanden sein. Die Wendelinie kann eine ovale, als Sonderfall kreisförmige, geschlossene Kurve sein, welche die Schnittebene in den zwei Wendepunkten schneidet. Die Wendelinie kann eine Grenze zwischen einem konvexen Teilbereich des Strahlformungsbereichs und einem konkaven Teilbereich des Strahlformungsbereichs darstellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Strahlformungsbereich frei von Wendepunkten sein, d.h. ohne dass die Krümmung ihr Vorzeichen ändert. Besonders vorteilhaft kann der Strahlformungsbereich in diesem Fall wenigstens zwei Wendepunkten in der ersten Ableitung der optischen Fläche aufweisen zum Formen des Lichtstrahls und zusätzlich oder alternativ des umgelenkten Lichtstrahls. Einen Wendepunkt der ersten Ableitung der optischen Fläche kann man dadurch veranschaulichen, dass an dieser Stelle die erste Ableitung der Krümmung ihr Vorzeichen wechselt.
Der Strahlumlenkbereich kann derart ausgebildet sein, um den Lichtstrahl in einem Umlenkungswinkel von 90° umzulenken. Als Umlenkungswinkel kann man den Winkel zwischen den Zentralstrahlen des einfallenden und ausfallenden Strahlenbündels betrachten. Hierfür können die Strahlenbündel im Festkörpermaterial herangezogen werden. Der aus dem Festkörpermaterial austretende Strahl kann infolge von Beugung eine andere Richtung haben, wenn er abweichend vom Lot auf die Passierfläche auftrifft. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Strahlumlenkbereich ausgebildet sein, um den Lichtstrahl durch Totalreflexion in den umgelenkten Lichtstrahl zu überführen. Zusätzlich oder alternativ kann der Strahlumlenkbereich ausgebildet sein, um den Lichtstrahl in einem stumpfen Winkel, d.h. einen Umlenkwinkel von mehr als 90° Grad, umzulenken, um den umgelenkten Lichtstrahl zu erhalten. Der Umlenkwinkel kann vorteilhaft zwischen 94° und 110° betragen, besonders vorteilhaft zwischen 96° und 100°. Vorteilhaft kann der umgelenkte Strahl in einem Winkel des Zentralstrahls zur Normale der Passierfläche von 6° bis 10° auftreffen. Der Winkel des gebeugten Zentralstrahls jenseits der Passierfläche, d.h. im Freistrahlbereich, kann dann 10° bis 14° betragen. Dieser Winkel des Freistrahls kann dem vorgesehenen Winkel der Koppelstelle des Testobjekts (DUT) entsprechen. Die Koppelstelle kann beispielsweise als ein Gitterkoppler (Grating Coupler) ausgebildet sein. Der Gitterkoppler kann einen vom Lot abweichenden Designwinkel von beispielsweise 12° aufweisen. Beispielsweise kann die Außenseite des Optikmoduls im Bereich des Strahlumlenkbereichs als dünne Schicht des Glassubstrats ausgebildet sein, wodurch an der Grenzfläche zwischen Glas und Luft eine Totalreflexion erzeugt werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann der Strahlumlenkbereich auch mit einer Krümmung ausgeformt sein, die den Lichtstrahl gleichzeitig mit der Umlenkung um den Umlenkwinkel bündeln kann. Vorteilhafterweise kann dadurch ein Überführen des Lichtstrahls in den umgelenkten Lichtstrahl mit minimalsten Verlusten durchgeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Strahlumlenkbereich mit einer den Lichtstrahl reflektierenden Schicht ausgebildet sein, um den umgelenkten Lichtstrahl zu erhalten. Beispielsweise kann der Strahlumlenkbereich seitens des Lichtstrahls mit einer Schicht aus Metall beschichtet sein, um Licht zu reflektieren und den Lichtstrahl damit umzudenken. Vorteilhafterweise kann eine solche reflektierende Schicht kostengünstig hergestellt werden.
Zudem wird eine optische Vorrichtung vorgestellt, die mindestens eine Variante des zuvor vorgestellten Optikmoduls und einen Wellenleiter zum Leiten des Lichtstrahls zu der Durchlassfläche des Optikmoduls umfasst. Beispielsweise kann die optische Vorrichtung zum Durchführen eines Wafer Level Tests nach Fertigstellung eines Wafers eingesetzt werden. Dabei ermöglicht die optische Vorrichtung unter Einsatz des Optikmoduls ein kollimiertes Strahlprofil, also ein Strahlprofil das entlang der Strahlpropagationsrichtung einen gleichbleibenden Strahldurchmesser hat und zu einer Homogenisierung der Winkelverteilung beiträgt, um für die Lagetoleranzumempfindlichkeit der Einkopplung in das DUT zu erzeugen. Gleichzeitig ist es mit der hier vorgestellten optischen Vorrichtung vorteilhafterweise möglich ein Top-Hat-Strahlprofil zu erzeugen. Durch entsprechende Kombination der Strahlformungselemente kann zudem der Einfluss verschiedener Toleranzen auf die Strahlformung minimiert und damit die gewünschten optischen Funktionen unter den Bauraumbedingungen beispielsweise einer optoelektronischen Probe Card überhaupt erst ermöglicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform können die optische Vorrichtung und das Optikmodul einstückig aus einem Festkörpermaterial ausgeformt sind. Beispielsweise können die Vorrichtung und das Optikmodul aus einem Glassubstrat gefertigt sein, beispielsweise unter Verwendung eines Laserverfahrens. Vorteilhafterweise kann die optische Vorrichtung dadurch kompakt und kostengünstig hergestellt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Strahlumlenkbereich als Teil einer Sacklochbohrung in dem Festkörpermaterial ausgeformt sein. Beispielsweise kann eine Außenseite der optischen Vorrichtung im Bereich des Strahlumlenkbereichs durch die Sacklochbohrung bis auf eine dünne Schicht abgetragen sein, um vorteilhafterweise im Strahlumlenkbereich eine Totalreflexion des Lichtstrahls zu ermöglichen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die optische Vorrichtung mindestens eine weitere Variante des zuvor vorgestellten Optikmoduls umfassen. Beispielsweise kann die optische Vorrichtung eine beliebig große Anzahl von Optikmodulen aufweisen, die beispielsweise in einer Reihe angeordnet sein können, um vorteilhafterweise in einem Testlauf eine Mehrzahl von Wafers zu testen.
Zudem wird ein Verfahren zum Herstellen einer Variante des zuvor vorgestellten Optikmoduls vorgestellt, wobei das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens des Festkörpermaterials aufweist, sowie einen Schritt des Einschreibens der Kontur des Strahlumlenkbereichs in das Festkörpermaterial und einen Schritt des Freilegens des Strahlformungsbereichs insbesondere durch selektives Entfernen von dem durch den Schritt des Einschreibens beschriebenen Festkörpermaterial. Beispielsweise kann ein Laser-Direkt-Schreibverfahren eingesetzt werden, um die gewünschte Kontur in ein Glassubstrat ein zu schreiben. Ist das Optikmodul beispielsweise Teil einer optischen Vorrichtung und wird dieser einstückig ausgeformt, dann kann die Kontur des Hohlspiegels mit einer modifizierten Oberflächenform und/oder der Wellenleiter in einem Fertigungsschritt eingeschrieben werden. Anschließend kann der Hohlspiegel zum Beispiel durch selektives Ätzen beispielsweise mit Flußsäure oder KOH (Kaliumhydroxidlösung) oder durch Trockenätzen geformt werden und vorteilhaft hernach mit einem CO₂ Laser poliert werden. Der Wellenleiter kann in einem vorbestimmten Abstand vor dem Spiegel enden. Das Licht kann sich dann beispielsweise auch divergent vom Wellenleiterende zum Strahlumlenkbereich im Glaskörper (Glassubstrat) ausbreiten.
Es kann somit der Wellenleiter nicht ganz bis an den Strahlumlenkbereich heranreichen. Hierdurch kann beispielsweise eine divergente Lichtausbreitung vom Wellenleiterende zum Umlenkbereich erfolgen, so dass der Umlenkbereich möglichst gut ausgeleuchtet ist. Dementsprechend kann die Lage des Wellenleiterendes festgelegt werden. Auch kann die Lichtausbreitung im Optikmodul, d.h. im Strahlweg zwischen der Durchlassfläche und der Passierfläche, vollständig im Festkörpermaterial erfolgen, sodass beispielsweise die Lichtausbreitung frei von Freistrahlbereichen ist, in denen das Licht Luft oder ein anderes Gas oder einen luftleeren Raum passiert. Im Strahlengang nach dem Umlenkbereich kann das Licht jedoch beispielsweise auch einen Freistrahlbereich nach der Passierfläche passieren. Die Passierfläche kann eine optische Grenzfläche zwischen dem Festkörpermaterial und Luft darstellen. Die Passierfläche kann als eine Lichtaustrittsfläche vorgesehen sein. Wenn die Passierfläche zum Lichtaustritt vorgesehen ist, kann man von einer aktorischen Anwendung sprechen. Nach einer solchen Passierfläche kann auch ein schräger Lichtaustritt erfolgen, der auf ein Objekt, wie beispielsweise einen Wafer mit einem oder mehreren darauf angeordneten Testobjekten (DUT), gerichtet werden kann. Unter einem schrägen Lichtaustritt kann man verstehen, dass ein Zentralstrahl des austretenden Lichts in einem vom Lot abweichenden Winkel auf die Waferoberfläche auftrifft.
Auch kann die Lichtausbreitung in der optischen Vorrichtung, welche das Optikmodul und den Wellenleiter umfassen kann, vollständig im Festkörpermaterial erfolgen, so dass beispielsweise die Lichtausbreitung in der optischen Vorrichtung frei von Freistrahlbereichen ist. Die Durchlassfläche kann in einer solchen optischen Vorrichtung als eine im Festkörpermaterial befindliche gedachte Fläche aufgefasst werden, die das Wellenleiterende umfasst. Das Wellenleiterende kann eine optische Grenzfläche zwischen dem Festkörpermaterial und dem aus modifiziertem Festkörpermaterial gebildeten Wellenleiter aufgefasst werden. Das modifizierte Festkörpermaterial kann wie unten ausgeführt durch Einschreiben des Wellenleiters in das Festkörpermaterial hergestellt werden. Das modifizierte Festkörpermaterial kann einen höheren Brechungsindex aufweisen als das Festkörpermaterial. Die Durchlassfläche kann senkrecht zum Zentralstrahl des Lichts am Wellenleiterende definiert werden.
Für den Fall einer sensorischen Anwendung kann das Licht auch entsprechend einer Reziprozität oder gemäß einem Strahlumkehrproblem durch die Passierfläche in das Modul eintreten und im Umlenkbereich in Richtung des Wellenleiters abgelenkt werden. In diesem Anwendungsfall kann die „Passierfläche“ statt als „Austrittsfläche“ als „Lichtstrahl-Aufnahmefläche“ dienen. Die Passierfläche kann also zum Aufnehmen des Lichtstrahls vorgesehen sein und die Durchlassfläche zum Ausgeben des von dem Strahlumlenkbereich umgelenkten Lichtstrahls. Auch in diesem Fall kann das Optikmodul einen der Durchlassfläche gegenüberliegenden Strahlumlenkbereich zum Umlenken des Lichtstrahls aufweisen, wobei der Strahlumlenkbereich als gekrümmter Bereich an einer Außenseite des Optikmoduls insbesondere mit einer Hohlspiegelfunktion ausgebildet ist, sowie einen Strahlformungsbereich, der ausgebildet ist, um den Lichtstrahl zu einem Strahlenprofil mit homogener Intensitätsverteilung über einen vorbestimmten Bereich umzuformen.
Das Optikmodul bzw. die optische Vorrichtung können entweder zur aktorischen oder zur sensorischen Anwendung vorgesehen sein. Das Optikmodul bzw. die optische Vorrichtung können auch gleichzeitig oder auswählbar zur aktorischen und sensorischen Anwendung vorgesehen sein. Die aktorische Anwendung kann das Beleuchten eines Testobjekts (DUT) mit dem vom Optikmodul umgeformten Lichtstrahl umfassen. Die sensorische Anwendung kann das Detektieren eines vom Testobjekt (DUT) ausgehenden oder vom Testobjekt (DUT) reflektierten, vom Optikmodul umgeformten Lichtstrahl umfassen.
Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Optikmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Optikmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 eine schematische Darstellung einer optischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
4 eine schematische Darstellung einer optischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
5 eine schematische Darstellung einer optischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
6 eine schematische Darstellung einer optischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
7 schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer optischen Vorrichtung mit einem weiteren Optikmodul;
8 zwei Diagramme zum Vergleich eines Gaußstrahlenprofils mit einem Top-Hat-Strahlenprofil;
9 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Optikmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
10 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Steuergeräts zum Ansteuern eines Verfahrens zum Herstellen eines Optikmoduls gemäß einer hier vorgestellten Variante.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Optikmoduls 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Optikmodul 100 ist aus einem einstückigen Festkörpermaterial ausgebildet, bei dem es sich lediglich beispielhaft um ein Glassubstrat handelt, und weist eine Durchlassfläche 105 zum Aufnehmen eines Lichtstrahls 110 auf. Gegenüber der Durchlassfläche 105 ist ein Strahlumlenkbereich 115 ausgeformt, der ausgebildet ist, um den über die Durchlassfläche 105 aufgenommenen Lichtstrahl 110 umzulenken. Hierfür ist der Strahlumlenkbereich 115 als gekrümmter Bereich an einer Außenseite 120 des Optikmoduls 100 und mit einer Hohlspiegelfunktion ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Strahlumlenkbereich 115 ausgebildet, um den Lichtstrahl 110 durch Totalreflexion umzulenken und in einen kollimierten umgelenkten Lichtstrahl 125 zu überführen. Das Optikmodul 100 ist zudem mit einem Strahlformungsbereich 130 ausgebildet, um den Lichtstrahl 110 zu einem Strahlenprofil mit homogener Intensitätsverteilung umzuformen. Lediglich beispielhaft ist der Strahlformungsbereich 130 in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel an einem Abschnitt der Außenseite 120 angeordnet, der mit dem Abschnitt, in dem der Strahlumlenkbereich 115 angeordnet ist, überlappt. Anders ausgedrückt weist die Außenseite 120 des Optikmoduls 100 einen gekrümmten Bereich auf, der sowohl als Strahlumlenkbereich 115 als auch als Strahlformungsbereich 130 ausgeformt ist. Dabei ist der Strahlformungsbereich 130 in diesem Ausführungsbeispiel mit einem ersten Wendepunkt 132 und einem zweiten Wendepunkt 134 ausgeformt, um den Lichtstrahl 110 zu einem Top-Hat-Strahlenprofil umzuformen. Es handelt sich bei dieser Darstellung also um eine Prinzipskizze einer Modifizierung der Oberfläche des Hohlspiegels, um eine Strahlformungsfunktion umsetzen. Optional können verschiedene Strahlformungen vorgenommen werden, vorteilhaft ist ein Top-Hat-Strahlprofil. Die exakte Geometrie der Oberfläche ist unter den jeweils konkreten optischen Randbedingungen des Optikmoduls als Teil einer gesamten optischen Vorrichtung per Design und Simulation bestimmt und ist unter anderem abhängig von dem Wellenleiterstrahlprofil, dem Abstand des Wellenleiters zum Spiegel, der Wellenlänge, des Brechungsindizes des Substratmaterials etc. Der durch den Strahlformungsbereich 130 geformte Lichtstrahl 110 ist als umgelenkter Lichtstrahl 125 zu einer Passierfläche 140 lenkbar, die ausgebildet ist um den umgelenkten Lichtstrahls 125 auszugeben.
2 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Optikmoduls 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das hier dargestellte Optikmodul 100 entspricht oder ähnelt dem in der vorangegangenen Figur beschriebenen Optikmodul, mit dem Unterschied, dass der Strahlformungsbereich 130 separat von dem Strahlumlenkbereich 115 angeordnet ist. In der vorangegangenen Figur beschrieben ist das Optikmodul 100 auch in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um einen Lichtstrahl 110 über eine Durchlassfläche 105 aufzunehmen und zu dem der Durchlassfläche 105 gegenüberliegenden Strahlumlenkbereich 115 zu führen. Der Strahlumlenkbereich 115 ist als gekrümmter Bereich an der Außenseite 120 des Optikmoduls 100 ausgebildet. Im Unterschied zu dem in der vorangegangenen Figur beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Strahlumlenkbereich 115 in diesem Ausführungsbeispiel mit einer gleichmäßigen Krümmung ohne Wendepunkte ausgeformt. Lediglich beispielhaft ist der Strahlumlenkbereich 115 in diesem Ausführungsbeispiel mit einer den Lichtstrahl 110 reflektierenden Schicht 200 ausgebildet, bei der sich lediglich beispielhaft um eine Metallschicht handelt. Dabei ist der Strahlumlenkbereich 115 in diesem Ausführungsbeispiel ausgeformt, um den Lichtstrahl 110 in einem Winkel 205 von lediglich beispielhaft 90° Grad umzulenken, um den umgelenkten Lichtstrahl 125 zu erhalten. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Winkel je nach Einsatzzweck des Optikmoduls variieren, wobei der Winkel jedoch vorteilhaft ein stumpfer Winkel, d.h. größer als 90° sein kann. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Lichtstrahl 110 durch den Strahlumlenkbereich 115 in dem beschriebenen Winkel 205 in Richtung der Passierfläche 140 umgelenkt. Die Passierfläche 140 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch den Strahlformungsbereich 130 ausgebildet. Der Strahlformungsbereich 130 ist ausgebildet, um den umgelenkten Lichtstrahl 125 zu einem Strahlenprofil mit homogener Intensitätsverteilung über einen vorbestimmten Bereich umzuformen.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer optischen Vorrichtung 300 gemäß einer Ausführungsform. Die optische Vorrichtung 300 umfasst ein Optikmodul 100, das dem in den vorangegangenen Figuren beschriebenen Optikmodul entspricht oder ähnelt, und einen Wellenleiter 305 zum Leiten des Lichtstrahls 110 zu der Durchlassfläche 105 des Optikmoduls 100. In diesem Ausführungsbeispiel sind die optische Vorrichtung 300 und das Optikmodul 100 einstückig aus einem Festkörpermaterial 307 ausgeformt, bei dem es sich lediglich beispielhaft um ein Glassubstrat handelt. Der Wellenleiter 305 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit Monomodefasern ausgebildet, um den Lichtstrahl 110 lediglich beispielhaft in radialer Richtung näherungsweise normalverteilt zu dem Optikmodul 100 zu leiten. Innerhalb des Optikmoduls 100 ist der Lichtstrahl 110 mittels des Strahlumlenkbereichs 115 umlenkbar und mittels des Strahlformungsbereich 130 in einen kollimierten umgelenkten Lichtstrahl 125 überführbar, wobei der umgelenkte Lichtstrahl 125 in diesem Ausführungsbeispiel ein Intensitätsprofil mit homogener Strahlenverteilung aufweist, da der Strahlformungsbereich 130 und der Strahlumlenkbereich 115 in diesem Ausführungsbeispiel an einander überlappenden Abschnitten der Außenseite 120 des Optikmoduls 100 angeordnet sind. Über die Passierfläche 140 ist der umgelenkte Lichtstrahl 125 in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Top-Hat-Strahlenprofil auf eins untersuchen das Objekt 310 (DUT) ausrichtbar. Das Top-Hat- eine homogene Intensitätsverteilung über einen vorbestimmten Bereich einer zu beleuchtenden Fläche 315 auf. Lediglich beispielhaft handelt es sich bei dem vorbestimmten Bereich um etwa ein Drittel der zu beleuchtenden Fläche 315. Die zu beleuchtende Fläche 315 kann auch als Grating Coupler bezeichnet werden. Mittels eines stumpfen Umlenkwinkels wird hier eine Beleuchtung der zu beleuchtenden Fläche unter einem Winkel, der vom Lot abweicht, erreicht. Dieser Winkel kann lediglich beispielhaft 12° betragen. Dazu ist ein Umlenkwinkel von 7° bis 9° vorgesehen, der durch die Lichtbrechung an der Passierfläche 140 zu dem gewünschten Beleuchtungswinkel führt. Durch die Ausformung des Optikmoduls 100 mit dem Strahlformungsbereich 130 im gleichen Abschnitt wieder Strahlumlenkbereich 115 ist ein Arbeitsabstand 320 zwischen der optischen Vorrichtung 300 und dem zu untersuchenden Objekt 310 variierbar, ohne eine Neueinstellung eines Abstands und zusätzlich oder alternativ eines Winkels zwischen dem Strahlumlenkbereich 115 und dem Strahlformungsbereich 130 zu erfordern.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer optischen Vorrichtung 300 gemäß einer Ausführungsform. Die hier dargestellte optische Vorrichtung 300 entspricht oder ähnelt der in der vorangegangenen 3 beschriebenen optischen Vorrichtung, mit dem Unterschied, dass der Strahlumlenkbereich 115 in diesem Ausführungsbeispiel als Teil einer Sacklochbohrung 400 in dem Festkörpermaterial ausgeformt ist.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer optischen Vorrichtung 300 gemäß einer Ausführungsform. Die hier dargestellte optische Vorrichtung 300 entspricht oder ähnelt der in den vorangegangenen 3 und 4 beschriebenen optischen Vorrichtung, mit dem Unterschied, dass die Passierfläche 140 des Optikmoduls 100 durch den Strahlformungsbereich 130 ausgebildet ist. Dadurch ist der Strahlformungsbereich 130 unabhängig vom Strahlumlenkbereich 115 optimierbar.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer optischen Vorrichtung 300 gemäß einer Ausführungsform. Die hier dargestellte optische Vorrichtung 300 entspricht oder ähnelt der in den vorangegangenen 3, 4 und 5 beschriebenen optischen Vorrichtung.
Dabei ist der Strahlumlenkbereich 115 in diesem Ausführungsbeispiel als Teil einer Sacklochbohrung 400 in dem Festkörpermaterial der Vorrichtung 300 ausgeformt und die Passierfläche 140 des Optikmoduls 100 ist durch den Strahlformungsbereich 130 ausgebildet.
7 zeigt schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer optischen Vorrichtung 300 mit einem weiteren Optikmodul 700. die hier dargestellte optische Vorrichtung 300 entspricht oder ähnelt der in den vorangegangenen 3, 4, 5, und 6 beschriebenen optischen Vorrichtung, mit dem Unterschied, dass die hier dargestellte Vorrichtung 300 neben dem Optikmodul 100 ein weiteres Optikmodul 700 umfasst. Dabei ist das weitere Optikmodul 700 kongruent zu dem Optikmodul 100 ausgebildet. Beide Optikmodule 100, 700 sind ausgebildet, um einen umgelenkten Lichtstrahl 125 sowie einen weiteren umgelenkten Lichtstrahl 705 mit einem Strahlenprofil mit homogener Intensitätsverteilung über einen vorbestimmten Bereich eines zu beleuchtenden Bereichs 315 und eines weiteren zu beleuchten Bereich 710 zu erzeugen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die optische Vorrichtung eine Vielzahl zusätzlicher Optikmodule umfassen, die alle ähnlich oder gleich zu dem in den vorangegangenen 1 und 2 beschriebenen Optikmodul ausgeführt sein können.
8 zeigt zwei Diagramme 8A und 8B zum Vergleich eines Gaußstrahlenprofils 800 mit einem Top-Hat-Strahlenprofil 805, wobei auf der Abszisse die Position P und auf der Ordinate die Intensität I aufgetragen sind. Dabei weist das Top-Hat-Strahlenprofil 805 im Vergleich zum Gaußstrahlprofil 800 ein nahezu rechteckförmiges Profil auf sowie eine homogene Intensitätsverteilung innerhalb des gesamten Strahlendurchmessers 810. Das Gaußstrahlenprofil 800 weist hingegen ein sich verjüngendes Profil mit einem variierenden Durchmesser 815 auf.
9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 900 zum Herstellen eines Optikmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren umfasst einen Schritt 905 des Bereitstellens des Festkörpermaterials, bei dem es sich in diesem Ausführungsbeispiel um ein Glassubstrat handelt. Auf den Schritt 905 des Bereitstellens folgt ein Schritt 910 des Einschreibens der Kontur des Strahlumlenkbereichs in das Festkörpermaterial. Lediglich beispielhaft wird in diesem Schritt 910 ein Laser-Direkt-Schreibverfahren angewendet, mittels dem sowohl die Kontur des Hohlspiegels als auch die des Beam Shaping Elements in einem Fertigungsschritt eingeschrieben wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Optikmodul auch als Teil einer optischen Vorrichtung hergestellt werden, wobei im Schritt des Einschreibens zusätzlich zu den Konturen des Optikmodul auch der Wellenleiter der optischen Vorrichtung in das Glassubstrat eingeschrieben werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel wird anschließend an den Schritt 910 des Einschreibens in einem Schritt 915 des Freilegens der Strahlformungsbereich des Optikmoduls durch selektives entfernen des Festkörpermaterials freigelegt. Lediglich beispielhaft werden in diesem Schritt 915 des Freilegens der Hohlspiegel und das Beam Shaping Element durch selektives Ätzen geformt und vorteilhafterweise CO₂ Laser poliert.
10 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Steuergeräts 1000 zum Ansteuern eines Verfahrens zum Herstellen eines Optikmoduls gemäß einer hier vorgestellten Variante. Das Steuergerät 100 umfasst eine Bereitstelleinheit 1005 zum Ansteuern eines Bereitstellens eines Festkörpermaterials, eine Einschreibeeinheit 1010 zum Ansteuern eines Einschreibens der Kontur des Strahlumlenkbereichs in das Festkörpermaterial und eine Freilegeeinheit 1015 zum Ansteuern eines Freilegens des Strahlformungsbereichs durch selektives Entfernen von dem durch den Schritt des Einschreibens beschriebenen Festkörpermaterial.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20110279812 A1 [0002, 0008]
WO 002019029765 A9 [0006]
US 20060109015 A1 [0007]

Claims

Optikmodul (100) zum Modifizieren eines Lichtstrahls (110), wobei das Optikmodul (100) aus einem einstückigen Festkörpermaterial (307) ausgebildet ist und folgende Merkmale aufweist: eine Durchlassfläche (105) zum Aufnehmen des Lichtstrahls (110); einen der Durchlassfläche (105) gegenüberliegenden Strahlumlenkbereich (115) zum Umlenken des Lichtstrahls (110), wobei der Strahlumlenkbereich (115) als gekrümmter Bereich an einer Außenseite (120) des Optikmoduls (100) insbesondere mit einer Hohlspiegelfunktion ausgebildet ist; eine Passierfläche (140) zum Ausgeben des von dem Strahlumlenkbereich (115) umgelenkten Lichtstrahls (125); und einen Strahlformungsbereich (130), der ausgebildet ist, um den Lichtstrahl (110) und/oder den umgelenkten Lichtstrahl (125) zu einem Strahlenprofil mit homogener Intensitätsverteilung über einen vorbestimmten Bereich umzuformen.
Optikmodul (100) zum Modifizieren eines Lichtstrahls (110), wobei das Optikmodul (100) aus einem einstückigen Festkörpermaterial (307) ausgebildet ist und folgende Merkmale aufweist: eine Passierfläche (140) zum Aufnehmen des Lichtstrahls (110); eine Durchlassfläche (105) zum Ausgeben des von dem Strahlumlenkbereich (115) umgelenkten Lichtstrahls (125); einen der Durchlassfläche (105) gegenüberliegenden Strahlumlenkbereich (115) zum Umlenken des Lichtstrahls (110), wobei der Strahlumlenkbereich (115) als gekrümmter Bereich an einer Außenseite (120) des Optikmoduls (100) insbesondere mit einer Hohlspiegelfunktion ausgebildet ist; und einen Strahlformungsbereich (130), der ausgebildet ist, um den Lichtstrahl (125, 110) zu einem Strahlenprofil mit homogener Intensitätsverteilung über einen vorbestimmten Bereich umzuformen.
Optikmodul (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Strahlumlenkbereich (115) und der Strahlformungsbereich (130) an einander überlappenden Abschnitten der Außenseite (120) angeordnet sind.
Optikmodul (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Passierfläche (140) durch den Strahlformungsbereich (130) ausgebildet ist.
Optikmodul (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Strahlformungsbereich (130) mit mindestens zwei Wendepunkten (132, 134) zum Formen des Lichtstrahls (110) und/oder des umgelenkten Lichtstrahls (125) ausgeformt ist.
Optikmodul (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Strahlumlenkbereich (115) ausgebildet ist, um den Lichtstrahl (110) durch Totalreflexion in den umgelenkten Lichtstrahl (125) zu überführen und/oder ausgebildet ist, um den Lichtstrahl (110) in einem stumpfen Winkel (205) umzulenken, um den umgelenkten Lichtstrahl (125) zu erhalten.
Optikmodul (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Strahlumlenkbereich (115) mit einer den Lichtstrahl (110) reflektierenden Schicht (200) ausgebildet ist, um den umgelenkten Lichtstrahl (125) zu erhalten.
Optische Vorrichtung (300), die mindestens ein Optikmodul (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche und einen Wellenleiter (305) zum Leiten des Lichtstrahls (110) zu der Durchlassfläche (105) des Optikmoduls (100) und/oder von der Durchlassfläche (105) des Optikmoduls (100) umfasst.
Optische Vorrichtung (300) gemäß Anspruch 7, wobei die optische Vorrichtung (300) und das Optikmodul (100) einstückig aus einem Festkörpermaterial (307) ausgeformt sind.
Optische Vorrichtung (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 7 oder 8, wobei der Strahlumlenkbereich (115) als Teil einer Sacklochbohrung (400) in dem Festkörpermaterial (307) ausgeformt ist.
Optische Vorrichtung (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 7 bis 9, mit mindestens einem weiteren Optikmodul (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6.
Optische Vorrichtung (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche7 bis 10, wobei der Wellenleiter beabstandet zu dem Strahlumlenkbereich (115) endet, insbesondere wobei die optische Vorrichtung (300) ausgebildet ist, um das Licht divergent von einem Ende des Wellenleiters (305) zum Strahlumlenkbereich (115) ausbreiten zu lassen.
Verfahren (900) zum Herstellen eines Optikmoduls (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verfahren (900) folgende Schritte (905, 910, 915) umfasst: Bereitstellen (905) des Festkörpermaterials (307); Einschreiben (910) der Kontur des Strahlumlenkbereichs (115) in das Festkörpermaterial (307); Freilegen (915) des Strahlformungsbereichs (130) insbesondere durch selektives Entfernen von dem durch den Schritt des Einschreibens beschriebenen Festkörpermaterial (307).
Verfahren zum Herstellen einer optischen Vorrichtung (300) umfassend Herstellen eines Optikmoduls nach Anspruch 13 und Einschreiben eines Wellenleiters (305) in das Festkörpermaterial (307), wobei der Wellenleiter beabstandet zu dem Strahlumlenkbereich (115) endet.