DE19740260A1

DE19740260A1 - Lichtleiterarraymodul und zugehöriges Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE19740260A1
Application number: DE19740260A
Authority: DE
Inventors: Byong-Gwon You; Tae-Hyung Rhee
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 1998-03-19
Also published as: KR100191211B1; CN1179547A; FR2753542B1; JPH10104462A; GB2317242A; RU2141122C1; FR2753542A1; GB9718023D0; KR19980021125A; GB2317242B; CN1089445C; IN192562B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtleiterarraymodul zur Erleichterung der Verbindung von Lichtwellenleiterelementen und Lichtleitern.

Wenn Lichtleitfasern mit optischen Wellenleiterbauteilen verbunden werden, ist es im allgemeinen sehr wesentlich, daß die Lichtleitfasern exakt ausgerichtet sind. Um diese Anforderung zu erfüllen wird der Abstand und die Ausrichtung von optischen Wellenleiterbauteilen mit beträchtlicher Genauigkeit durch Photolithographische Vorgänge erzielt, jedoch ist es äußerst schwierig, die einzelnen oder mehreren Lichtleiter exakt auszurichten und in einem Array (geordneten Feld) anzuordnen, wenn die Lichtleiter mit optischen Wellenleiterbauteilen verbunden werden.

Bei konventionellen Verfahren sind gewöhnlich Siliziumwafer und Metallplatten mit festgelegten Nuten versehen, in denen einzelne oder mehrere Lichtleiter aufgenommen werden, ausgerichtet und zu einem Array innerhalb der Nuten gruppiert werden.

Das konventionelle Verfahren zur Ausbildung von Nuten auf den Substraten muß daher sehr exakt durchgeführt werden, und ebenso das Polieren der Querschnitte der Lichtleiterenden nach der Montage innerhalb der Nuten der Substrate. Der Poliervorgang muß sehr sorgfältig und exakt durchgeführt werden, infolge der sehr kleinen Querschnitte der Lichtleiterenden. Da die Abmessungen der Verbindungsstelle zwischen den optischen Wellenleiterbauteilen und den Lichtleitern gering sind, ist die Festigkeit der miteinander verbundenen Verbindungsstellen gering, was zu einer Beeinträchtigung der Leistung der optischen Wellenleiter führt.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Lichtleiterarraymoduls, bei welchem die Vorgänge für die Ausrichtung und die Anordnung in einem Array vereinfacht sind, und die Endbearbeitung der Lichtleiterenden erleichtert ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Lichtleiterarraymoduls, welches eine erhöhte Zugfestigkeit an der Verbindungsstelle zwischen den Lichtleitern und den Wellenleiterbauteilen zur Verfügung stellen kann.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Lichtleiterarraymoduls, welches die Leistung des gesamten optischen Wellenleiters verbessern kann.

Daher stellt die vorliegende Erfindung ein Lichtleiterarraymodul zur Verfügung, welches aufweist:
ein ebenes Substrat, welches mit mehreren Öffnungen in festgelegten Abständen versehen ist, um eine entsprechende Anzahl an Lichtleitern auszurichten und in einem Array anzuordnen; und
einen Formkörper zur Befestigung der Lichtleiter in den Öffnungen.

Vorzugsweise sind die Öffnungen als Kanäle ausgebildet, die in einer Oberfläche des Substrats vorgesehen sind, und ist der Formkörper ein Epoxyformkörper, der sich über diese Oberfläche des Substrats erstreckt. Die Kanäle können einen zylindrischen oder quadratischen Querschnitt aufweisen. Das Substrat kann als ebene Metallplatte ausgebildet sein.

Vorzugsweise sind die mehreren Öffnungen schräg ausgebildet, um Rückfluß- oder Echodämpfungen zu verringern, die auftreten, wenn die Lichtleiter mit optischen Wellenleiterbauteilen verbunden werden. Die Öffnungen können in einem Winkel von 1 bis 20° innerhalb des Substrats vorgesehen sein.

Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtleiterarraymoduls mit folgenden Schritten zur Verfügung:
Ausbildung mehrerer Öffnungen in festgelegten Abständen auf einem ebenen Substrat;
Ausrichten und Anordnen in einem geordneten Feld einer entsprechenden Anzahl an Lichtleitern in den Öffnungen; und
Anbringung eines Formkörpers zur Befestigung der Lichtleiter in den Öffnungen.

Die Lichtleiter können mit Hilfe einer Ausricht- Einspannvorrichtung ausgerichtet werden, nachdem sie jeweils in die entsprechende Öffnung eingeführt wurden. Das Verfahren kann weiterhin das Polieren der Enden der Lichtleiter umfassen.

Die Öffnungen können durch maschinelle Bearbeitung oder durch ein photolithographisches Verfahren hergestellt werden, und können einen zylindrischen oder quadratischen Querschnitt aufweisen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines Lichtleiterarraymoduls;

Fig. 2 eine Aufsicht auf das Lichtleiterarraymodul;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht von Lichtleitern, die in den jeweiligen Öffnungen ausgerichtet sind, die innerhalb des Substrats vorgesehen sind;

Fig. 4a eine Seitenansicht des Substrats mit vertikal ausgebildeten Öffnungen; und

Fig. 4b eine Seitenansicht des Substrats mit schräg angeordneten Öffnungen.

Wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt besteht das voranstehend geschilderte Lichtleiterarraymodul im wesentlichen aus einem ebenen Metallsubstrat 10 und einem Epoxyformkörper 14. Das Substrat 10 ist mit mehreren Öffnungen 12 versehen, die im Inneren des Substrats 10 und senkrecht zu diesem in Form zylindrischer oder quadratischer Löcher in festgelegten Abständen vorgesehen sind. Die Öffnungen sind so ausgebildet, daß sie Lichtleiter 16 ausrichten und in einem Array anordnen, so daß einzelne oder mehrere Lichtleiter 16 und optische Wellenleiterbauteile miteinander verbunden werden können.

Die Öffnungen 12 sind schräg in dem Substrat 10 in einem festgelegten Winkel (θ) angeordnet, um Rückflußdämpfungen zu verringern, die auftreten, wenn die Lichtleiter 16 mit den optischen Wellenleiterbauteilen verbunden werden. Daher sind die Öffnungen 12 schräg in einem Winkel von 1 bis 20° in dem Substrat 10 angeordnet.

Der Formkörper 14 wird dadurch ausgebildet, daß die Lichtleiter 16 mit Epoxyharz in die jeweiligen Öffnungen 12 eingesetzt werden, um diese dort vollständig zu befestigen, nachdem die einzelnen oder mehreren Lichtleiter 16 in die Substratöffnungen 12 eingesetzt wurden.

Das Verfahren zur Herstellung des wie voranstehend geschildert ausgebildeten Lichtleiterarraymoduls verläuft folgendermaßen. Zuerst wird das ebene Metallsubstrat 10 vertikal angeordnet, wie in Fig. 4a gezeigt, und werden mehrere zylindrische oder quadratische, buchsenförmige Öffnungen 12 innerhalb des Substrats 10 in festgelegten Abständen hergestellt, mit Hilfe eines maschinellen Herstellungsvorgangs oder eines photolithographischen Vorgangs.

Um die Rückflußdämpfungen zu verringern, die auftreten, wenn die Lichtleiter und die optischen Wellenleiter miteinander verbunden werden, wird zuerst das Substrat 10 schräg in einem festgelegten Winkel (θ) angeordnet, wie in Fig. 4b gezeigt, und dann werden die Öffnungen ausgebildet.

Daraufhin werden die Lichtleiter 12 jeweils in ihre zugehörige Öffnung 12 eingeführt, und mit Hilfe einer Ausrichtungs- Einspannvorrichtung ausgerichtet und in Form eines Arrays angeordnet. Die gesamte Oberfläche des sich ergebenden Anordnung wird mit Epoxyharz ausgeformt, um die Lichtleiter 16 vollständig zu befestigen. Das Epoxyharz kann dadurch ausgehärtet werden, daß es erwärmt oder mit UV-Licht beleuchtet wird. Schließlich werden die Lichtleiterenden, die aus den Öffnungen 12 vorstehen, geschliffen und poliert, um eine optimale Lichtbeleuchtungsstärke aufrechtzuerhalten. Auf diese Weise wird ein präzises Lichtleiterarraymodul hergestellt.

Wie voranstehend geschildert weist das Lichtleiterarraymodul gemäß der vorliegenden Erfindung die Vorteile auf, daß die Abmessungen der Verbindungsstelle zwischen den Lichtleitern und den Wellenleiterelementen maximiert werden, so daß die Zugfestigkeit an der Fläche der Verbindungsstelle verbessert ist, und daher die Verläßlichkeit des Gehäuses des optischen Wellenleiterbauteils erhöht ist. Die Herstellung des Lichtleiterarraymoduls wird dadurch vereinfacht, daß Öffnungen hergestellt werden, die sich durch ein Metallsubstrat erstrecken, und Lichtleiter in die Öffnungen eingeführt werden, um sie auszurichten und in Form eines Array anzuordnen, und der vereinfachte Herstellungsvorgang verringert die Herstellungskosten für das Lichtleiterarraymodul. Die Rückflußdämpfungen, die auftreten, wenn die innerhalb des Substrats 10 ausgerichteten Lichtleiter 16 mit den optischen Wellenleiterbauteilen verbunden werden, werden dadurch verringert, daß die Öffnungen 12 in einem vorbestimmten Winkel (θ) zwischen 1 und 20 Grad geneigt in dem Substrat 10 angeordnet sind.

Claims

1. Lichtleiterarraymodul, welches aufweist:
ein ebenes Substrat, welches mit mehreren Öffnungen in festgelegten Abständen versehen ist, um eine entsprechende Anzahl an Lichtleitern auszurichten und in Form eines Arrays anzuordnen; und
einen Formkörper zur Befestigung der Lichtleiter in den Öffnungen.

2. Lichtleiterarraymodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen als Kanäle ausgebildet sind, welche in einer Oberfläche des Substrats vorgesehen sind, und der Formkörper ein Epoxyformkörper ist, der sich über diese Oberfläche des Substrats erstreckt.

3. Lichtleiterarraymodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle einen zylindrischen oder quadratischen Querschnitt aufweisen.

4. Lichtleiterarraymodul nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat eine ebene Metallplatte ist.

5. Lichtleiterarraymodul nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Öffnungen schräg ausgebildet sind, um Rückflußdämpfungen zu verringern, die auftreten, wenn die Lichtleiter mit optischen Wellenleiterbauteilen verbunden werden.

6. Lichtleiterarrraymodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in einem Winkel von 1 bis 20° innerhalb des Substrats angeordnet sind.

7. Verfahren zur Herstellung eines Lichtleiterarraymoduls mit folgenden Schritten:
Ausbildung mehrerer Öffnungen in festgelegten Abständen auf einem ebenen Substrat;
Ausrichten und Anordnen einer entsprechenden Anzahl an Lichtleitern in Form eines Arrays in den Öffnungen; und
Aufbringen eines Formkörpers zur Befestigung der Lichtleiter in den Öffnungen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter mit Hilfe einer Ausrichtungs- Aufspannvorrichtung ausgerichtet werden, nachdem sie in die jeweilige Öffnung eingeführt wurden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen Kanäle sind, die in einer Oberfläche des Substrats ausgebildet werden, und der Formkörper ein Epoxyformkörper ist, der über dieser Oberfläche des Substrats angebracht wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch Polieren der Enden der Lichtleiter.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen durch maschinelle Bearbeitung oder durch ein photolithographisches Verfahren ausgebildet werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen einen zylindrischen oder quadratischen Querschnitt aufweisen.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen schräg ausgebildet werden, um Rückflußdämpfungen zu verringern, die auftreten, wenn die Lichtleiter mit optischen Wellenleiterbauteilen verbunden werden.