DE19507945C2 - Verfahren zur Herstellung einer Anordnung zur optischen Kopplung von Glasfasern und lichtempfindlichen oder lichtaussendenden Bauelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es wurden bereits Anordnungen dieser Art vorgeschlagen, bei denen Licht von der Glasfaser auf ein lichtempfindli­ ches Bauelement, also einen Detektor, gelenkt wird. Bei diesen Anordnungen ist in der Regel eine Stoßkopplung zwi­ schen freiem Glasfaserende und Detektor vorgesehen, bei der die Glasfaser parallel zu einer Grundplatte angeordnet ist und der anzukoppelnde Detektor auf einem Keramiksub­ strat aufgebracht ist, das senkrecht auf der Grundplatte angeordnet ist. Infolge der senkrechten Montage des übli­ cherweise eher flach ausgebildeten Keramiksubstrats müssen zusätzliche mechanische Stützmaßnahmen ergriffen werden, um die mechanische Stabilität der Anordnung gewährleisten zu können. Ferner ist die Integration eines solcherart senkrecht ausgerichteten Detektors in eine üblicherweise horizontal ausgerichtete planare Schaltung nur sehr schwer und nur mit großem Aufwand realisierbar. Notwendig werden­ de Zusatzleitungen haben zudem bei Anordnungen dieser Art häufig unerwünschte parasitäre elektrische Effekte auf die Schaltung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung dieser Art zu schaffen, die einfach herzustellen ist und ein hohes Maß an mechanischer Stabilität zeigt, und dabei ein Herstellungsverfahren für eine solche Anordnung anzugeben, das mit möglichst einfachen Hilfsmit­ teln auskommt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 wiedergegeben.

Ein erster Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie besonders einfach und nur mit wenigen einfachen Hilfsmit­ teln, nämlich einem Mikroskop mit Infrarot-Sichtgerät und einem Test-Lichtstrahl, sehr schnell hergestellt werden kann.

Ein weiterer Vorteil besteht in der leichten Justierbar­ keit der Anordnung und in ihrer hohen mechanischen Stabi­ lität. Letzteres deswegen, weil das Bauelement nunmehr flach auf der Grundplatte oder der Schaltung angeordnet ist; ersteres deswegen, weil durch bloßes Drehen der Glas­ faser um die Längsachse und durch bloßes Verschieben der Glasfaserhalter auf der Grundplatte die Anordnung sehr schnell optimal justiert werden kann.

Ein dritter Vorteil besteht darin, daß die Zahl bzw. die Länge von zusätzlichen Zuleitungen auf ein Minimum be­ schränkt werden kann mit der Folge, daß auch parasitäre elektrische Effekte weitgehend unterdrückt werden können.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figur näher er­ läutert. Dort ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung gezeigt, und zwar in der Aus­ prägung einer Glasfaser, die an einen lichtempfindlichen planaren Detektor, z. B. in Form einer MSM-Photodiode (MSM = Metal Semiconductor Metal), angekoppelt ist.

Die Figur zeigt eine Grundplatte mit einem (ggf. mehreren) Glasfaserhalter, auf dem die Glasfaser parallel zur Grund­ platte geführt ist. Das freie Ende der Glasfaser ist in einem Winkel von etwa 45° angeschrägt und befindet sich direkt über einem planaren Detektor, der auf einer pla­ naren Schaltung aufgebracht ist, die ihrerseits ebenfalls auf der Grundplatte angeordnet ist. Zur Justierung des freien Endes der Glasfaser über dem lichtempfindlichen Teil des Detektors ist ein Mikroskop vorgesehen, an dem ein (nicht gezeigtes) Infrarot-Sichtgerät angeschlossen ist.

Durch die Integration des Detektors (z. B. einer MSM-Diode) in der Ebene der Schaltung werden die üblicherweise zu verzeichnenden parasitären elektrischen Zuleitungseffekte erheblich reduziert.

Das durch die Glasfaser einfallende Licht wird durch Re­ flexion am freien Ende der Glasfaser auf den lichtemp­ findlichen Teil des Detektors gelenkt und dort in elektri­ sche Signale umgewandelt, die an die Schaltung weiterge­ leitet werden.

Die Herstellung der Kopplungsanordnung geschieht wie folgt:
Die Schaltung sowie der Halter mit Glasfaser werden auf einer gemeinsamen Grundplatte aufgebracht. Hierbei ist der vertikale Abstand durch die Höhe des Glasfaserhalters vor­ gegeben. Eine Bewegung in horizontaler Richtung ist durch Verschiebung des Halters möglich. Zur Strahlumlenkung wird die Endfläche der Glasfaser in einem Winkel von etwa 45° angeschliffen. Unter Zuhilfenahme eines Mikroskops mit IR- Sichtgerät ist es möglich, den Beleuchtungsfleck ohne äußere zusätzliche Meßtechnik optimal auf die empfindliche Fläche des Detektors auszurichten. Nach erfolgter Justie­ rung erfolgt die Arretierung des Glasfaserhalters durch Schweiß- oder Klebetechnik.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das ge­ schilderte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern sinngemäß auf weitere übertragbar ist. So ist es z. B. denkbar, daß die Glasfaser nicht parallel zur Grundplatte verläuft, sondern unter einem Winkel 0° < α < 90° und daß dementsprechend das freie Ende der Glasfaser nicht in einem Winkel von 45° angeschrägt ist, sondern unter einem anderen Winkel zwischen 0° und 90°, der so gewählt ist, daß das von der Glaserfaser (bzw. dem lichtaussendenden Bauelement) herkommende Licht mehr oder minder vollständig auf den lichtempfindlichen Teil des Bauelements (bzw. in die Glasfaser) gelenkt wird.

Ferner ist es möglich, anstelle des in dem Ausführungsbei­ spiel gezeigten lichtempfindlichen Detektors ein lichtaus­ sendendes, planares Bauelement vorzusehen, dessen Licht über das angeschrägte Ende der Glasfaser in diese angekop­ pelt wird.

Schließlich ist es denkbar, auf einer gemeinsamen Grund­ platte mehrere solcher Glasfaser-/Bauelement-Koppelanord­ nungen vorzusehen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung zur optischen Kopplung von Glasfasern und lichtempfindlichen oder lichtaussendenden Bauelementen, bei welcher Anordnung die Glasfaser(n) und das (die) Bauelement(e) auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordnet werden, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• - der mindestens eine Glasfaserhalter mit Glasfaser sowie das Bauelement oder die Schaltung mit dem Bauelement werden auf der gemeinsamen Grundplatte aufgebracht,
• - die Glasfaser wird durch Verschieben des Glasfaserhalters in der horizontalen Ebene mit ihrem freien Ende grob über dem Bauelement positioniert,
• - mit Hilfe eines Mikroskops wird der Beleuchtungs­ fleck eines durch die Glasfaser auf das Bauelement gerichteten Test-Lichtstrahls auf den lichtempfindlichen oder lichtaussendenden Teil des Bauelements ausgerichtet,
• - nach erfolgter Justierung wird der Glasfaserhalter auf der Grundplatte arretiert, vorzugs­ weise angeschweißt oder angeklebt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bauelement ein planares Bauelement vorgesehen wird, das flach auf der Grundplatte selbst oder auf einer auf der Grundplatte flach aufliegenden planaren Schaltung angeordnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Glasfaser so abgeschrägt wird, daß auf das Ende auftreffendes Licht der Glasfaser (des Bauelements) vollständig oder zumindest zum überwiegenden Teil auf den lichtempfindlichen Teil des Bauelements (in die Glasfaser) gelenkt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfaser parallel zur Grundplatte verläuft und daß das freie Ende der Glasfaser in einem Winkel von 45° oder zumindest annähernd 45° abgeschrägt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Bauelement ein planarer Photodetektor, insbesondere eine MSM-Diode, vorgesehen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Mikroskop ein Mikroskop mit Infrarotsichtgerät vorgesehen ist.