DE19740260A1 - Lichtleiterarraymodul und zugehöriges Herstellungsverfahren - Google Patents
Lichtleiterarraymodul und zugehöriges HerstellungsverfahrenInfo
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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.
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.
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 (13)
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.
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.
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.
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