DE10323032A1 - Kopplungsbauteil und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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Horst Theuss
Jochen Dangelmaier
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kopplungsbauteil (17) und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Das Kopplungsbauteil (17) weist ein Moldgehäuse (1) mit wenigstens einem eingegossenen Wellenleiter (2) in einem Kanal (3) des Moldgehäuses (1) auf. Darüber hinaus verfügt das Moldgehäuse über Einsteckbereiche für Strahlungsleiter und/oder optoelektronische Bauteile.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kopplungsbauteil mit Gehäuse, das Einsteckbereiche für Strahlungsleiter aufweist.
  • Aus der Druckschrift US 4,478,479-B1 ist ein derartiges Kopplungsbauteil bekannt, das aus mehreren Komponenten zusammengesetzt ist, die ihrerseits aus mehreren Bauteilen zusammengebaut sind. So sind in einer optischen Modulkomponente, die einen Rahmen aufweist, zwei Linsen für zwei optische Pfade eingebaut und ausgerichtet. In einer Gehäusekomponente, die an die Modulkomponente anschließbar ist, bilden zwei Gehäusehälften Führungsrillen zur Aufnahme von abgewinkelten Glasfaserstücken. Durch die Abwinkelung wird ein optischer Abstand zwischen den zwei Pfaden vermindert. Dazu weist die Gehäusekomponente die vier aufeinander anzupassenden und auszurichtenden sowie zusammenzubauenden Teile auf. Schließlich muss an dem Gehäuse ein Einsteckbereich für einen Strahlungsleiter vorgesehen werden, um eine Streckerkomponente anzuflanschen.
  • Ein Nachteil eines derartigen Kopplungsbauteils, das aus obigen Komponenten und Teilen zusammengesteckt ist, bildet der Raumbedarf, der eine weitergehende Miniaturisierung behindert. Ein weiterer Nachteil ist die Vielfalt der Komponenten und Teile, die mit ihren Toleranzen die optischen Kopplungsanforderungen nicht immer erfüllen, wobei eine optische Anpassung und Ausrichtung schwierig und aufwendig ist und eine permanente Fehlerquelle darstellt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kopplungsbauteil mit Gehäuse und ein Verfahren zur Herstellung desselben anzugeben, das die obigen Nachteile überwindet und eine weitergehende Miniaturisierung zulässt.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß wird ein Kopplungsbauteil, das ein Moldgehäuse mit wenigstens einem eingegossenen Wellenleiter in einem Kanal des Moldgehäuses aufweist, geschaffen. In dem Moldgehäuse sind Einsteckbereiche für Strahlungsleiter vorgesehen.
  • Ein derartiges Kopplungsbauteil hat den Vorteil, dass sämtliche Komponenten, insbesondere mindestens ein Wellenleiter, in korrekter Ausrichtung und Position in das Moldgehäuse bei gleichzeitiger Ausbildung von Einsteckbereichen für Strahlungsleiter eingegossen ist. Ein weiterer Vorteil eines eingegossenen Wellenleiters ist es, dass er sich einerseits gegenüber einem dreidimensional gebogenen Glasfaserstück eines Glasfaserwellenleiters durch sein Material, beispielsweise durch einen gießbaren Acrylharz unterscheidet und dass er weniger spröde ist als ein Glasfaserstück. Darüber hinaus weist der eingegossene Wellenleiter eine homogene Materialzusammensetzung über dem Querschnitt auf und vermeidet eine graduelle und/oder radiale Zunahme des Brechungsindexes über dem Querschnitt, im Vergleich zu einem Glasfaserstück, bei dem eine Zunahme des Brechungsindexes durch entsprechend hinzugefügte Dotierstoffe erreicht wird.
  • Ein weiterer Vorteil eines eingegossenen Kunststoffwellenleiters ist, dass er exakt den Bedürfnissen einer dreidimensionalen Führung der optischen Signale in dem Kopplungsbauteil angepasst werden kann. Darüber hinaus ist sein Querschnitt nicht auf die Kreisform eines Glasfaserstückes beschränkt, so dass quadratische und/oder rechteckige und/oder dreieckige Querschnittsformen realisierbar sind. Auch Querschnittsübergänge sind herstellbar. Ferner können Prismenformen und Umlenkspiegel für den eingegossenen Wellenleiter vorgesehen werden.
  • Darüber hinaus können an den Enden des eingegossenen Wellenleiters Fokussiereinrichtungen mit eingegossen werden, welche in ihrer optischen Ausrichtung mit dem Gießen des Wellenleiters fixiert sind, womit sich eine Nachjustage erübrigt. Insbesondere können optische Linsen in seinem Anfangsbereich und/oder in dem Endbereich des Wellenleiters mit eingegossen sein.
  • Auch eingegossene Linsen können ein Kunststoffmaterial aufweisen, das sich jedoch in seinem Brechungsverhalten von dem Kunststoffwellenleiter unterscheidet, um eine fokussierende oder defokussierende Wirkung zu erzeugen.
  • Die vorgesehenen Einsteckbereiche des Kopplungsbauteils können sowohl optoelektronisch als auch elektrooptisch benutzt werden. Der Unterschied zwischen diesen beiden Einsteckbereichstypen liegt lediglich in der Verarbeitungsrichtung der optischen Signale. Während in einem elektrooptischen Einsteckbereich ein Element einsteckbar ist, das elektrische Signale in optische Signale umsetzt, wird in einem optoelektronischen Einsteckbereich ein Element eingesetzt, das optische Signale in elektrische Signale umsetzt. Diese Einsteckbereiche können in dem Kopplungsbauteil nebeneinander angeordnet sein oder auch gegenüberliegend vorgesehen werden.
  • Darüber hinaus ist es möglich, Einsteckbereiche derart zu dimensionieren, dass ankommende oder weiterführende Strahlungsleiter eingesteckt werden können. Derartige Strahlungsleiter können neben sichtbaren elektromagnetischen Wellen auch IR-, UV- oder Röntgenstrahlen führen und leiten. Die Einsteckbereiche können auch derart ausgebildet sein, dass anstelle der Strahlungsleiter optische Sender, wie Laserdioden oder optische Empfänger, wie Photodioden, einsteckbar sind.
  • Aufgrund der Möglichkeit, den eingegossenen Wellenleiter dreidimensional dem Kopplungsbauteil anzupassen, ist es möglich, für parallel verlaufende Strahlungsleiter den Abstand zwischen den optischen Achsen zu vermindern oder die optischen Achsen zu spreizen und damit Kopplungsbauteile bereitzustellen, die an unterschiedliche Schrittweiten von Strahlungsleitern oder von anderen optischen Komponenten anpassbar sind.
  • Darüber hinaus ist es möglich, eingegossene Wellenleiter in dem Kopplungsbauteil bereitzustellen, die einer Verzweigung zur Strahlteilung dienen, wobei der eingegossene, sich verzweigende Wellenleiter einstückig ausgebildet ist. Im Falle derartiger Verzweigungen ist die homogene Zusammensetzung des eingegossenen Wellenleiters von Vorteil gegenüber Glasfaserstücken. Darüber hinaus ist es möglich, unterschiedliche Querschnitte für die Verzweigungsarme vorzusehen, um dadurch eine vorbestimmte Intensitätsverteilung zu erreichen.
  • Die den eingegossenen Wellenleiter umgebende Kunststoffgehäusemasse des Moldgehäuses weist einen größeren Brechungsindex auf als der Wellenleiter, wodurch in vorteilhafter Weise die elektromagnetischen Wellen durch optische Brechung im Wellenleiter konzentriert werden. Die umgebende Kunststoffgehäuse masse des Moldgehäuses kann reflektierendes Material aufweisen, so dass für den Wellenleiter auch Spiegelflächen vorgesehen werden können, an denen einfallende Strahlen reflektiert werden.
  • Weiterhin ist es möglich, dass der Wellenleiter eine reflektierende Ummantelungsschicht aus reflektierenden Metallen aufweist. Dieses kann dadurch erreicht werden, dass die Mantelfläche des vorgefertigten Wellenleiters zunächst mit einer reflektierenden Schicht versehen wird.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines Kopplungsbauteils weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein Wellenleiter spritzgegossen. Dabei kann dem Wellenleiter die endgültige dreidimensionale Form gegeben werden. Ferner können verzweigte Wellenleiter einstückig bei diesem Spritzgussprozess entstehen. Anschließend wird der Wellenleiter in einer Spritzgussform eines Moldgehäuses positioniert, wobei die Spritzgussform bereits die Formen für die Einsteckbereiche für Strahlungsleiter aufweist. Abschließend wird dann das Moldgehäuse mittels Spritzguss durch Auffüllen der Spritzgussform hergestellt.
  • Ein derartiges Verfahren hat den Vorteil, dass eine Nachjustage der Wellenleiter nicht erforderlich ist und praktisch mit einem Spritzguss-Schritt des Moldgehäuses das gesamte Kopplungsbauteil fertiggestellt ist.
  • Das Spritzgießen des Kopplungsbauteils kann auch stufenweise erfolgen, indem zunächst eine reflektierende Kunststoffmasse auf die Mantelflächen des Wellenleiters in einer ersten Stufe der Herstellung des Moldgehäuses aufgespritzt wird. Anschließend wird die Kunststoffgehäusemasse mit vorgesehenen Ein steckbereichen für Strahlungsleiter in eine entsprechenden Moldform eingespritzt, in welcher der vorbereitete Wellenleiter mit reflektierender Schicht auf seinen Mantelflächen positioniert und ausgerichtet ist.
  • Anstelle einer reflektierenden Kunststoffgehäusemasse oder einer reflektierenden Schicht auf den Mantelflächen des Wellenleiters kann ein Moldgehäuse auch eine Spritzgussmasse aufweisen, deren Brechungsindex höher ist als der Brechungsindex des Wellenleiters, um eine Konzentration der elektromagnetischen Wellen auf den Kernbereich des Wellenleiters zu erreichen.
  • Weiterhin ist es möglich, beim Spritzgießen des Wellenleiters, dass optische Kopplungselemente an die Enden des Wellenleiters angegossen werden. Diese Kopplungselemente können ebenfalls aus einer Kunststoffmasse hergestellt sein, jedoch mit einem zum Wellenleiter unterschiedlichen Brechungsindex, um eine Fokussier- beziehungsweise Defokussierwirkung zu erreichen.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Erfindung die Erzeugung von dreidimensionalen optischen Verbindungsstrukturen durch aufeinanderfolgende Moldprozesse eines Moldgehäuses ermöglicht. Dabei werden in den einzelnen Spritzgussvorgängen Materialien unterschiedlicher optischer Eigenschaften in Bezug auf Dämpfung, Reflektion und Transmission eingesetzt und zu einem Kopplungsbauteil geformt. Somit können über Spritzgußtechnik zunächst dreidimensionale optisch Strukturen, wie Wellenleiter sowie Linsen mit optisch klarem Moldmaterial gespritzt werden und anschließend kann mit einem zweiten Spritzguss-Schritt eine Ummantelung mit optisch reflektierendem und/oder lichtundurchlässigem Moldmaterial erfolgen, wo bei dieses Material die Funktion der graduellen Zunahme des Brechungsindexes in einem Glasfaserlichtwellenleiter übernimmt. Schließlich kann mit einem dritten Spritzguss-Schritt das Moldgehäuse vollendet werden, das die benötigten mechanischen Strukturen, wie Einsteckbereiche und/oder Schnappverschlüsse, herstellt. Auch ist es möglich, als Kunststoffgehäusemasse reflektierendes Kunststoffmaterial einzusetzen, um damit den Spritzguss-Schritt der Ummantelung einzusparen.
  • Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
  • 1 zeigt eine Prinzipskizze von zwei optischen Pfaden, die mit einem Kopplungsbauteil einer ersten Ausführungsform der Erfindung aufgespreizt werden.
  • 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Kunststoffwellenleiter mit abgewinkelter optischer Achse gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
  • 3 zeigt einen schematischen Querschnitt des Kunststoffwellenleiters gemäß 2,
  • 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Kunststoffwellenleiter gemäß 2 nach Aufbringen einer reflektierenden Kunststoffschicht,
  • 5 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kunststoffwellenleiters gemäß 4,
  • 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kopplungsbauteil gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
  • 7 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kopplungsbauteils gemäß 6,
  • 8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Kunststoffwellenleiter mit optischer Verzweigung,
  • 9 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kunststoffwellenleiters gemäß 8,
  • 10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Kunststoffwellenleiter gemäß 8 nach Aufbringen einer Kunststoffgehäusemasse auf den Kunststoffwellenleiter,
  • 11 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kunststoffwellenleiters gemäß 10,
  • 12 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kopplungsbauteil gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
  • 13 zeigt eine Seitenansicht des Kopplungsbauteils gemäß 12,
  • 14 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Kunststoffwellenleiter mit optischer Verzweigung,
  • 15 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kunststoffwellenleiters gemäß 14,
  • 16 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Kunststoffwellenleiter gemäß 14 nach Aufbringen einer reflektierenden Kunststoffmasse,
  • 17 zeigt eine Seitenansicht des Kunststoffwellenleiters gemäß 16,
  • 18 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kopplungsbauteil gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
  • 19 zeigt eine Seitenansicht des Kopplungsbauteils gemäß 18.
  • 1 zeigt eine Prinzipskizze von zwei optischen Pfaden 22 und 23, die mit einem Kopplungsbauteil 17 einer ersten Ausführungsform der Erfindung aufgespreizt werden. Das Kopplungsbauteil 17 weist ein Moldgehäuse 1 mit zwei Eingangseinsteckbereichen 4 und 5 und zwei Ausgangseinsteckbereichen 24 und 25. Die Eingangseinsteckbereiche 4 und 5 weisen einen Abstand ihrer optischen Achsen a auf, während die Ausgangseinsteckbereiche 24 und 25 einen Abstand A ihrer optischen Achsen aufweisen.
  • In der Kunststoffgehäusemasse 20 des Moldgehäuses 1 sind zwei abgewinkelte Kunststoffwellenleiter 30 und 40 in einem Kanal 3 angeordnet, welche die optischen Achsen um den Betrag A-a spreizen. An den Eingangsenden 14 der Kunststoffwellenleiter sind optische Kopplungselemente 8 und 10 in Form von eingegossenen Linsen angeordnet. Diese Sammellinsen fokussieren die ankommenden Signalstrahlen. Am Ausgangsende 15 der Kunststoffwellenleiter 30 und 40 sind ebenfalls optische Kopp lungselement 9 und 11 angeordnet, die als Linsen in die transparente Kunststoffmasse aus Acrylharz eingegossen sind.
  • Eine reflektierende Ummantelungsschicht 13 aus einer reflektierenden Kunststoffmasse umgibt die Kunststoffwellenleiter. Die Ummantelungsschicht 13 sorgt dafür, dass die optischen Signale in dem Kunststoffwellenleiter geführt werden und keine Streuverluste auftreten. Dazu weist die reflektierende Ummantelungsschicht 13 einen höheren Brechungsindex auf, als das Material des Kunststoffwellenleiters 2.
  • Die Eingangseinsteckbereiche 4 und 5 sind derart dimensioniert, dass Enden von Strahlungsleitern 6 und 7, welche aus einem Glasfasermaterial aufgebaut sind, in die Eingangseinsteckbereiche 4 und 5 des Moldgehäuses 1 eingesteckt werden können. Die Ausgangseinsteckbereiche 24 und 25 sind in dieser ersten Ausführungsform der Erfindung derart dimensioniert, dass optoelektronische Bauteile, 26 und 27, deren optische Achsen 21 einen größeren Abstand A voneinander aufweisen als die optischen Achsen 21 der Strahlungsleiter 6 und 7, welche in die Ausgangseinsteckbereiche 24 und 25 des Moldgehäuses 1 eingesteckt werden können.
  • Die Kunststoffwellenleiter 30 und 40 werden auch dreidimensionale Wellenleiter genannt, wobei sich der Ausdruck dreidimensional auf die Ausrichtung der optischen Achse 21 innerhalb der abgewinkelten Kunststoffwellenleiter 30 und 40 bezieht. Die Abwinkelung bewirkt, dass die Achse des Kunststoffwellenleiters in alle drei Raumrichtungen und damit dreidimensional ausgerichtet sein kann.
  • 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Kunststoffwellenleiter 2 mit abgewinkelter optischer Achse 21. Der Kunststoffwellenleiter 2 weist an seinen Enden 14 und 15 Kopplungselemente 8 und 9 in Form von Sammellinsen auf. Die Sammellinsen sind in dieser Ausführungsform der Erfindung in einen angegossenen Haltering 41 an den Enden 14 und 15 des Kunststoffwellenleiters eingepasst.
  • 3 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kunststoffwellenleiters gemäß 2 und zeigt, dass die optische Achse 21 durch das räumliche Abwinkeln des Kunststoffwellenleiters um die Strecke s von dem Eingangsende zu dem Ausgangsende des Kunststoffwellenleiters 2 versetzt ist. Ein derartiger Kunststoffwellenleiter wird in einer entsprechenden Spritzgussform gegossen und wird mit unterschiedlichen Querschnitten hergestellt, wobei eine optische Achse dreidimensional ausgerichtet ist.
  • 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Kunststoffwellenleiter 2 gemäß 2 nach Aufbringen einer reflektierenden Ummantelungsschicht 13 aus Kunststoff. Diese reflektierende Ummantelungsschicht 13 aus Kunststoff weist einen höheren Brechungsindex auf als das Material des Kunststoffwellenleiters 2 und sorgt dafür, dass die optischen Signale im Wellenleiter zentriert werden.
  • 5 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kunststoffwellenleiters 2 gemäß 4, wobei durch die Ummantelung die Höhe h und die Breite b des vorgefertigten Wellenleiters 2 gegenüber der 3 zugenommen hat, während die Strecke s zwischen der optischen Achse am Eingangsende und der optischen Achse am Ausgangsende gleichgeblieben ist.
  • 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kopplungsbauteil 170 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Er findung. Der in den 4 und 5 gezeigte Kunststoffwellenleiter 2 mit einer reflektierenden Kunststoffschicht 19 ist in der 6 von einer Kunststoffgehäusemasse 20 umgeben, die mittels Spritzgusstechnik auf den Wellenleiter 2 gemäß 4 aufgebracht ist. Dabei wurden ein Einsteckbereich 4 am Eingang des Kopplungsbauteils 170 und ein Einsteckbereich 5 am Ausgang des Kopplungsbauteils 170 zur mechanischen Kopplung von optischen, optoelektronischen oder elektrooptischen Komponenten eines optischen Pfades hergestellt.
  • 7 zeigt die zugehörige schematische Seitenansicht des Kopplungsbauteils 170 gemäß 6. Die Außenkontur des Moldgehäuses 1, hier in Rechteckform dargestellt ist, wird entsprechend den Anforderungen des Einsatzgebietes derartiger Kopplungsbausteine 170 den jeweiligen Gegebenheiten angepasst.
  • 8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Kunststoffwellenleiter 2 mit optischer Verzweigung 12. Der Kunststoffwellenleiter 2 wurde in dieser Ausführungsform der Erfindung bereits mit einer metallischen Ummantelungsschicht 13 beschichtet, die gegenüber der in 4 gezeigten reflektierenden Ummantelungsschicht aus Kunststoff wesentlich dünner und deren Dicke d wenige Mikrometer ist. Diese metallische Verspiegelung bedeckt sämtliche Mantelflächen der einstückigen Verzweigung 12 und sorgt dafür, dass die Lichtsignale in dem Kunststoffwellenleiter 2 konzentriert bleiben.
  • Während die Verzweigung 12 in dieser Ausführungsform der Erfindung symmetrisch ausgebildet ist, sind mit der Moldtechnik beliebige Verzweigungsstrukturen realisierbar, insbesondere mit asymmetrisch verteilten Querschnitten, um die Intensitätsverteilung der verzweigten optischen Signale zu beein flussen. Derartige Variationen sind mit Glasfaserverzweigungen nur mit hohem Aufwand realisierbar, während bei den gegossenen Kunststoffwellenleitern aus einem Acrylharz lediglich die Spritzgussform den Anforderungen an die Konstruktion des Wellenleiters angepasst wird.
  • 9 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kunststoffwellenleiters 2 gemäß 8. Gegenüber den Seitenansichten der 3, 5 und 7 ergeben sich durch die Verzweigung nun zwei Ausgangsenden, an denen jeweils Linsen 16 als optische Kopplungselement 9 und 10 angeordnet sind.
  • 10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Kunststoffwellenleiter 2 gemäß 8 nach Aufbringen einer Kunststoffgehäusemasse 20. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
  • Da der Kunststoffwellenleiter 2 bereits eine metallische Verspiegelung auf seinen Mantelflächen in Form der reflektierenden Ummantelungsschicht 13 erfahren hat, kann die Verzweigung 12 mit den eingesetzten optischen Kopplungselementen 8, 9 und 10 bereits in einer Kunststoffgehäusemasse einem Spritzgießen von mechanischen Einsteckbereichen eingebettet werden.
  • 11 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kunststoffwellenleiters 2 gemäß 10, wobei die Kunststoffgehäusemasse 20 dem Kunststoffwellenleiter bis auf die angegossenen optischen Kopplungselemente 9 und 10 vollständig einbettet.
  • 12 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kopplungsbauteil 180 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Um dieses Kopplungsbauteil 180 zu vollenden, wird in einer weiteren Spritzgussform eine zusätzliche Kunststoffgehäusemasse 20 auf die in 10 gezeigte Struktur aufgegossen, wobei ein Eingangseinsteckbereich 4 und zwei Ausgangseinsteckbereiche 5 für entsprechende optische oder optoelektronische Komponenten hergestellt werden.
  • 13 zeigt eine Seitenansicht des Kopplungsbauteils 180 gemäß 12, wobei die Höhe h und die Breite b gegenüber der in 11 gezeigten Seitenansicht vergrößert ist. Bei geeigneter Ausrichtung des Kunststoffwellenleiters 2, wie er in 8 gezeigt wird, kann auf einen Zwischenschritt, der in 10 gezeigt wird, verzichtet werden und gleich das Moldgehäuse 1 einem Spritzgussvorgang auf den Kunststoffwellenleiter mit optischer Verzweigung aufgebracht werden.
  • 14 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Kunststoffwellenleiter 2 mit optischer Verzweigung 12 und mit angepassten optischen Kopplungselementen 8, 9 und 10 an den Enden 14 und 15 des Kunststoffwellenleiters 2. In dieser vierten Ausführungsform der Erfindung ist der Kunststoffwellenleiter 2 in seinem Mantelbereich nicht von einer reflektierenden Ummantelungsschicht umgeben und wird in dieser Gestalt in einer Spritzgussform hergestellt. Dabei können die optischen Kopplungselemente 8, 9 und 10 an den Enden 14 und 15 des Wellenleiters 2 mit eingegossen werden.
  • 15 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kunststoffwellenleiters 2 gemäß 14.
  • 16 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Kunststoffwellenleiter 2 gemäß 14 nach Aufbringen einer reflektierenden Kunststoffmasse 42, die gleichzeitig der Verzweigung 12 eine hohe Stabilität verleiht.
  • 17 zeigt eine Seitenansicht des Kunststoffwellenleiters 2 gemäß 16 mit der angegossenen reflektierenden Kunststoffmasse 42.
  • 18 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kopplungsbauteil 190 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung nach Aufbringen einer Kunststoffgehäusemasse 20 auf die reflektierende Kunststoffmasse 42 der 16. Bei diesem Aufbringen der Kunststoffgehäusemasse 20 können Einsteckbereiche 4 im Eingang des Kopplungsbauteils 190 und Einsteckbereiche 5 am Ausgang des Kopplungsbauteils 190 hergestellt werden.
  • 19 zeigt eine Seitenansicht des Kopplungsbauteils 190 gemäß 18. Wenn, wie 19 zeigt, die gesamte Kunststoffgehäusemasse 20 aus einem reflektierenden Kunststoff besteht, kann auf den Zwischenschritt, der mit 16 gezeigt wird, verzichtet werden und unmittelbar auf den Kunststoffwellenleiter der 14 die reflektierende Kunststoffgehäusemasse aufgebracht werden.
    • 1
    Moldgehäuse
    2
    Wellenleiter
    3
    Kanal
    4/5
    Einsteckbereiche
    6/7
    Strahlungsleiter
    8–11
    optische Kopplungselemente
    12
    Verzweigung
    13
    reflektierende Ummantelungsschicht
    14/15
    Enden des Wellenleiters
    16
    Linse
    17/170/180/190
    Kopplungsbauteil
    19
    reflektierende Kunststoffschicht
    20
    Kunststoffgehäusemasse
    21
    optische Achse
    22/23
    optische Pfade
    24/25
    Einsteckbereich
    26/27
    optoelektronische Bauteile
    30/40
    Kunststoffwellenleiter
    41
    Haltering
    42
    reflektierende Kunststoffmasse
    a
    Abstand optischer Achsen
    A
    Abstand optischer Achsen
    b
    Breite
    h
    Höhe
    s
    Strecke

Claims (10)

  1. Kopplungsbauteil, das ein Moldgehäuse (1) mit wenigstens einem eingegossenen Wellenleiter (2) in einem Kanal (3) des Moldgehäuses (1) und Einsteckbereiche (4, 5) für Strahlungsleiter (6, 7) aufweist.
  2. Kopplungsbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter (2) mindestens ein angegossenes optischen Kopplungselement (8–11) in dem Kanal des Moldgehäuses aufweist.
  3. Kopplungsbauteil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter (2) eine Verzweigung (12) zur Strahlteilung aufweist und einstückig ausgebildet ist.
  4. Kopplungsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Moldgehäuse (1) einen größeren Brechungsindex aufweist als der Wellenleiter (2).
  5. Kopplungsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter (2) eine reflektierende Ummantelungsschicht (13) aufweist.
  6. Kopplungsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter (2) an wenigstens einem seiner Enden (14, 15) eine angegossene Linse (16) aufweist.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Kopplungsbauteils (17) das folgende Verfahrensschritte aufweist: – Spritzgießen eines Wellenleiters (2), – Einbringen und Positionieren des Wellenleiters (2) in eine Spritzgussform eines Moldgehäuses (1) mit Einsteckbereichen (4, 5) für Strahlungsleiter (6, 7) – Spritzgießen des Moldgehäuses (1).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Einbringen des Wellenleiters (2) in eine Spritzgussform der Wellenleiter (2) mit einer reflektierenden Ummantelungsschicht (13) ummantelt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Spritzgießen des Moldgehäuses (1) der Wellenleiter (2) mit einer Spritzgussmasse, die einen höheren Brechungsindex aufweist als der Wellenleiter, ummantelt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Spritzgießen des Moldgehäuses (1) an die Enden (14, 15) des Wellenleiters (2) optische Kopplungselemente (8–11) angegossen werden.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007045214A1 (de) * 2005-10-22 2007-04-26 Hochschule Harz (Fh) Multiplex-sender für polymerfaserübertragung und verfahren zu dessen herstellung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4478479A (en) * 1982-08-13 1984-10-23 Amp Incorporated Electrical terminal
DE4008483A1 (de) * 1990-03-16 1991-09-19 Standard Elektrik Lorenz Ag Koppelelement fuer ein optisches signal-uebertragungssystem
DE4109651A1 (de) * 1990-03-23 1991-09-26 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung von optischen kopplern aus polymeren
DE4131840A1 (de) * 1991-09-25 1993-04-01 Bayer Ag Verfahren zur herstellung thermoplastischer polymeroptischer fasern sowie nach diesem verfahren hergestellte polymeroptische fasern und ihre verwendung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4478479A (en) * 1982-08-13 1984-10-23 Amp Incorporated Electrical terminal
DE4008483A1 (de) * 1990-03-16 1991-09-19 Standard Elektrik Lorenz Ag Koppelelement fuer ein optisches signal-uebertragungssystem
DE4109651A1 (de) * 1990-03-23 1991-09-26 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung von optischen kopplern aus polymeren
DE4131840A1 (de) * 1991-09-25 1993-04-01 Bayer Ag Verfahren zur herstellung thermoplastischer polymeroptischer fasern sowie nach diesem verfahren hergestellte polymeroptische fasern und ihre verwendung

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PEDROTTI, et al.: Optik: eine Einführung. München (DE): Prentice Hall Verlag 1996. ISBN: 3-8272-9510 -6.
PEDROTTI, et al.: Optik: eine Einführung. München (DE): Prentice Hall Verlag 1996. ISBN: 3-8272-9510-6. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007045214A1 (de) * 2005-10-22 2007-04-26 Hochschule Harz (Fh) Multiplex-sender für polymerfaserübertragung und verfahren zu dessen herstellung

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