DE19944046A1

DE19944046A1 - Vorrichtung für das Ausrichten und Verfahren für das Verbinden einer optischen Wellenleitervorrichtung mit einem optischen Faserblock

Info

Publication number: DE19944046A1
Application number: DE19944046A
Authority: DE
Inventors: Yeong-Gyu Lee; Hyung-Seung Song; Hyoun-Soo Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-09-14
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2000-04-13
Anticipated expiration: 2019-09-15
Also published as: GB2341456B; KR20000019589A; FR2784199A1; KR100283952B1; GB9921170D0; DE19944046B4; US6175675B1; GB2341456A; CN1248707A; CN1138164C; FR2784199B1

Abstract

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren für das Ausrichten und Verbinden einer optischen Wellenleitervorrichtung angegeben. Die Vorrichtung umfaßt eine optische Quelle, einen ersten optischen Faserblock, der eine Vielzahl erster funktioneller optischer Fasern aufweist, und einen zweiten optischen Faserblock, der eine Vielzahl von zweiten funktionellen optischen Fasern aufweist. Weiterhin ist eine Steuerung für das feine Einstellen der Ausrichtung des ersten optischen Faserblocks mit der optischen Wellenleitervorrichtung und der optischen Wellenleitervorrichtung mit dem zweiten optischen Faserblock, um die Intensität des empfangenen Lichtes zu maximieren.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ausrichtung einer optischen Wellenlei tervorrichtung mit einem optischen Faserblock, und insbeson dere auf eine Vorrichtung für das Ausrichten einer optischen Wellenleitervorrichtung mit einem optischen Faserblock unter Verwendung innerer und äußerer Biege-Wellenleiter, die in der optischen Wellenleitervorrichtung enthalten sind, und auf ein Verfahren zum Verbinden der optischen Wellenleitervorrichtung mit dem optischen Faserblock.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Eine optische Vorrichtung und eine optische Faser müssen zu einander ausgerichtet und miteinander verbunden werden, damit ein optischer Wellenleitervorrichtungschip in der Praxis in einem optischen Netz verwendet werden kann.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine konventio nelle Vorrichtung für das Ausrichten einer optischen Wellen leitervorrichtung mit optischen Faserblöcken zeigt. Betrach tet man Fig. 1, so umfaßt die Vorrichtung einen optischen Eingabe-Faserblock 100, auf welchem eine optische Faser 101 montiert ist, eine optische Wellenleitervorrichtung 110, die einen optischen Eingabewellenleiter 111 und einen optischen Ausgabewellenleiter 112 aufweist, und einen optischen Ausga be-Faserblock 120, auf dem optische Fasern 121 montiert sind. Die Bezugszahl 130 bezeichnet ein Epoxidharz.

Beim Ausrichten und Verbinden gemäß einer solchen Konfigura tion fällt zuerst Licht auf die optische Faser 101 auf ihrem optischen Eingabe-Faserblock 100 ein, und die optische Faser 101 wird mit dem Eingabewellenleiter 111 der optischen Wel lenleitervorrichtung 110 ausgerichtet. Dann wird der Ausgabe wellenleiter 112 der optischen Wellenleitervorrichtung 110 mit den optischen Fasern 121 auf dem optischen Ausgabe-Faser block 120 ausgerichtet, so daß das Licht geführt wird. Die Intensität des Lichtes, das durch die beiden äußersten An schlüsse in den optischen Fasern 121 ausgegeben wird, wird detektiert. Die Positionen der optischen Eingabe-Faserblöcke 100 und der optischen Ausgabe-Faserblöcke 120 und der opti schen Wellenleitervorrichtung 110 werden fein eingestellt, um die maximale Intensität des Ausgangslichtes zu detektieren. Nachdem die Positionen bestimmt sind, werden die optischen Eingabe-Faserblöcke 100 und die optischen Ausgabe-Faserblöcke 120 und die optische Wellenleitervorrichtung 110 miteinander durch das Epoxidharz 130 verbunden.

Eine optische Wellenleitervorrichtung, wie ein optischer Wel lenlängenmultiplexer, hat jedoch Wellenlängeneigenschaften, wie eine optimale Position, die bestimmt werden müssen, um sowohl eine fein abgestimmte Ausrichtung also auch Wellenlän geneigenschaften zu erfüllen, um eine solche optische Wellen leitervorrichtung mit optischen Faserblöcken zu verbinden.

Da diese optische Wellenleitervorrichtung verschiedene Wel lenlängeneigenschaften für jeden hergestellten Chip aufweisen kann, müssen genaue Wellenlängeneigenschaften erkannt werden, bevor die Ausrichtung und das Verbinden durchgeführt werden. Somit werden viele komplizierte Vorrichtungen, wie eine Viel zahl optischer Quellen, benötigt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für das Ausrichten einer optischen Wellenleiter vorrichtung mit optischen Faserblöcken, bei der eine Ausrich tung, die nicht die Wellenlänge des Signallichtes betrachtet, ausgeführt wird, ohne Verwendung von funktionalen Wellenlei tern für die Übertragung von Signallicht sondern unter Ver wendung von internen und externen Biegewellenleitern, die in der optischen Wellenleitervorrichtung eingeschlossen sind, und ein Verfahren zum Verbinden der optischen Wellenleiter vorrichtung mit dem optischen Faserblock zu liefern.

Um somit die obige Aufgabe zu lösen, liefert die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung für das Ausrichten einer optischen Wellenleitervorrichtung, die funktionelle Wellenleiter für das übertragen von Signallicht und interne und externe Wel lenleiter, die in den Randbereichen der funktionellen Wellen leiter angeordnet sind, aufweist, mit optischen Faserblöcken, wobei die Vorrichtung folgendes umfaßt: eine optische Quelle; einen ersten optischen Faserblock, der eine Vielzahl von er sten funktionellen optischen Fasern, von denen jede mit einem Ende jeder der funktionellen Wellenleitern verbunden ist, und eine Vielzahl von ersten optischen Ausrichtfasern, von denen jede mit einem Ende der internen und externen Wellenleiter für das Übertragen von Licht, das durch die optische Quelle erzeugt wird, ausgerichtet ist, aufweist; einen zweiten opti schen Faserblock, der eine Vielzahl von zweiten funktionellen optischen Fasern, von denen jede mit dem anderen Ende jeder der funktionellen Wellenleiter verbunden ist, und eine Viel zahl von zweiten optischen Ausrichtfasern, von denen jede mit dem anderen Ende jeder der internen und externen Wellenleiter ausgerichtet ist; einen Meßabschnitt für das Messen der In tensität von Licht, das von den zweiten optischen Ausrichtfa sern ausgegeben wird; und eine Steuerung für das Empfangen der Intensität des Lichtes von der Meßeinheit und das feine Einstellen der Ausrichtung des ersten optischen Faserblocks mit der optischen Wellenleitervorrichtung und der optischen Wellenleitervorrichtung mit dem zweiten optischen Faserblock, um die empfangenen Intensität des Lichtes zu maximieren, auf weist.

Um die andere obige Aufgabe zu lösen, liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren des Verbindens einer optischen Wel lenleitervorrichtung, die funktionelle Wellenleiter für das übertragen von Signallicht und interne und externe Wellenlei ter, die in den Randbereichen der funktionellen Wellenleiter angeordnet sind, aufweist, mit optischen Faserblöcken, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Aufteilen des eingegebenen Lichtes und übertragen des geteilten Lichtes zu den ersten optischen Ausrichtfasern; Ausrichten jeder der ersten optischen Ausrichtfasern mit eine Ende jeder der internen und externen Wellenleiter auf der optischen Wellenleitervorrichtung;
Feines Einstellen der Ausrichtung des anderen Endes je der der internen und externen Wellenleiter mit jedem der zweiten optischen Ausrichtfasern, so daß die Intensität des Lichtes, das von den zweiten optischen Ausrichtfasern ausge geben wird, maximal wird; und
Verbinden jeder der optischen Fasern für das übertragen von Signallicht mit einem Ende jeder der funktionellen Wel lenleiter, und jeder der zweiten optischen Fasern für das übertragen des Signallichts, das vom anderen Ende jeder funk tionellen Wellenleiter ausgegeben wird, mit dem anderen Ende jedes der funktionellen Wellenleiter in einem präzise ausge richteten Zustand.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die obige Aufgabe und der Vorteil der vorliegenden Erfindung werden deutlicher durch das Beschreiben einer bevorzugten Ausführungsform im Detail unter Bezug auf die angefügten Zeichnungen:

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer konventionel len Vorrichtung für das Ausrichten einer optischen Wellenlei tervorrichtung mit optischen Faserblöcken;

Fig. 2 ist eine Konfigurationsansicht einer Vorrichtung für das Ausrichten einer optischen Wellenleitervorrichtung mit optischen Faserblöcken gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des optischen Eingabe- Faserblocks, der in Fig. 2 gezeigt ist;

Fig. 4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der optischen Wel lenleitervorrichtung, die in Fig. 2 gezeigt ist, zeigt; und

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Verbinden einer optischen Wellenleitervorrichtung mit einem optischen Faserblock gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Betrachtet man Fig. 2, so zeigt diese eine Vorrichtung für das Ausrichten einer optischen Wellenleitervorrichtung mit optischen Faserblöcken gemäß der vorliegenden Erfindung, wo bei die Vorrichtung eine optische Quelle 200, einen optischen Koppler 202, einen optischen Eingabe-Faserblock 204, eine op tische Wellenleitervorrichtung 206, einen optischen Ausgabe- Faserblock 208, eine Meßeinheit 210 und eine Steuerung 212 umfaßt.

Der optische Koppler 202 teilt das Licht, das von der opti schen Quelle 200 eingegeben wird. Die optische Quelle 200 er zeugt Licht einer beliebigen Wellenlängen innerhalb des Ge biets der Übertragungswellenlängen.

Der optische Eingabe-Faserblock 204 umfaßt optische Fasern 21 für das übertragen von Signallicht und eine Vielzahl opti scher Ausrichtfasern 22 für das übertragen von Licht, das durch die optische Quelle 200 erzeugt wird. Während der Aus richtung werden die optischen Ausrichtfasern 22 mit dem opti schen Koppler 202 verbunden. Hier werden als optische Aus richtfasern 22 optische Fasern verwendet, die nicht als Band oder verbundene Fasern ausgeführt sind.

Die optische Wellenleitervorrichtung 206 umfaßt funktionelle optische Wellenleiter 23 für das übertragen von Signallicht und interne und externe Biegewellenleiter 24, um die Eigen schaften eines Chips einer optischen Wellenleitervorrichtung zu analysieren. In der vorliegenden Erfindung werden die in ternen und externen Biegewellenleiter 24 als Ausrichtwellen leiter verwendet. Das heißt, die optische Wellenleitervor richtung 206 wird mit den optischen Eingabe-Faserblöcken 204 und den optischen Ausgabe-Faserblöcken 208 unter Verwendung der internen und externen Biegewellenleiter 24 ausgerichtet. Hier kann die optische Wellenleitervorrichtung 206 ferner ei ne Vielzahl von gebogenen oder geraden Wellenleitern (nicht gezeigt) zusätzlich zu den internen und externen Biegewellen leitern 24 als die Ausrichtwellenleiter umfassen.

Bei der Ausrichtung wird eine Seite jedes der internen und externen Biegewellenleiter (Ausrichtwellenleiter) 24 mit je dem der optischen Ausrichtfasern 22 des optischen Eingabe-Fa serblocks 204 verbunden.

Der optische Ausgabe-Faserblock 208 umfaßt funktionale opti sche Fasern 25 für das übertragen von Signallicht und eine Vielzahl von optischen Ausrichtfasern 26, ähnlich dem opti schen Eingabe-Faserblock 204. Während der Ausrichtung wird jede der optischen Ausrichtfasern 26 mit der anderen Seite jeder der internen und externen Biegewellenleiter (Ausrichtwellenleiter) 24 der optischen Wellenleitervorrich tung 206 verbunden. Hier werden typischerweise nicht als Band ausgeführte oder verbundene optische Fasern als optische Aus richtfasern 26 in ähnlicher Weise wie beim optischen Eingabe- Faserblock 204 verwendet.

Der Meßabschnitt 210 ist mit den optischen Ausrichtfasern 26 des optischen Ausgabe-Faserblocks 208 verbunden, und mißt die Intensität des Lichtes, das von den optischen Ausrichtfasern 26 ausgegeben wird.

Die Steuerung 212 steuert die Positionen des optischen Einga be-Faserblocks 204, der optischen Wellenleitervorrichtung 206 und des optischen Ausgabe-Faserblocks 208, um die Intensität des Lichtes, das durch den Meßabschnitt 210 gemessen wird, zu maximieren.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des optischen Eingabe-Faser blocks 202, der in Fig. 2 gezeigt ist. Der optische Faser block in Fig. 3 umfaßt einen oberen Körper 300 und einen un teren Körper 302. Der untere Körper 302 umfaßt V-Rillen 304, auf welchen die optischen Ausrichtfasern 34 montiert sind, und V-Rillen 306, auf denen die funktionellen optischen Fa sern 36 montiert sind. Der optische Ausgabe-Faserblock 208 hat dieselbe Struktur wie der optische Eingabe-Faserblock 202. Die Rille 304, auf welcher die optische Ausrichtfaser 34 montiert ist, kann weiter (nicht gezeigte) Rillen umfassen, wenn die optische Wellenleitervorrichtung weitere Biegewel lenleiter oder gerade Wellenleiter zusätzlich zu den internen und externen Biegewellenleiter umfaßt.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel der optischen Wellenleitervorrich tung 206 der Fig. 2. Die Bezugszahl 400 stellt einen opti schen Wellenlängenmultiplexer dar, der als funktioneller Wel lenleiter für das übertragen von Signallicht dient, und die Bezugszahl 402 bezeichnet die Ausrichtwellenleiter.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Verbinden einer optischen Wellenleitervorrichtung mit einem optischen Faserblock gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Ver bindungsverfahren, das unter Bezug auf Fig. 5 dargestellt ist, umfaßt einen Aufteilungsschritt 500 des eingegebenen Lichts, einen ersten Ausrichtungsschritt 502, einen zweiten Ausrichtungsschritt 504, einen Feinausrichtungsschritt 506, einen Verbindungsschritt 508 und einen Schritt 510 des Ent fernens der optischen Ausrichtfaser.

Zuerst hat das eingegebene Licht eine willkürliche Wellen länge innerhalb eines Bereiches der übertragungswellenlängen und wird durch einen optischen Koppler oder dergleichen auf gespalten. Das aufgespaltene Licht wird in einem Schritt 500 zu einer Vielzahl erster optischer Ausrichtungsfasern über tragen, die in einem ersten optischen Faserblock enthalten sind. Jede der ersten optischen Ausrichtfasern wird in Schritt 502 mit einer Seite jeder der Ausrichtwellenleiter, die in der optischen Wellenleitervorrichtung enthalten sind, ausgerichtet. Die andere Seite jeder der optischen Ausricht wellenleiter wird in Schritt 504 mit jeder Faser aus einer Vielzahl von zweiten Ausrichtfasern, die in einem zweiten op tischen Faserblock enthalten sind, ausgerichtet. Die Intensi tät des Lichtes, das über die zweiten Ausrichtfasern ausgege ben wird, wird gemessen, und die Ausrichtung des ersten opti schen Faserblocks, der optischen Wellenleitervorrichtung und des zweiten optischen Faserblocks wird in Schritt 506 fein eingestellt, so daß Licht mit einer maximalen Intensität ge messen wird. Nachdem die Ausrichtung beendet ist, wird jede der ersten funktionellen Fasern des ersten optischen Faser blocks mit jeweils einem Ende jeder der funktionellen Wellen leiter der optischen Wellenleitervorrichtung durch Epoxidharz oder dergleichen verbunden, und das andere Ende davon wird auch mit der zweiten funktionellen Faser des zweiten opti schen Faserblocks durch Epoxidharz oder dergleichen in Schritt 508 verbunden. Die ersten und zweiten funktionellen optischen Fasern sind in den ersten beziehungsweise zweiten optischen Faserblöcken enthalten, um Signallicht zu übertra gen. Die funktionellen Wellenleiter sind in der optischen Wellenleitervorrichtung enthalten, um Signallicht zu übertra gen. Nach dem Verbinden werden die ersten und zweiten Aus richtfasern in Schritt 510 eliminiert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine optische Vorrich tung des Wellenleitertyps mit optischen Faserblöcken unabhän gig von der Wellenlänge ausgerichtet werden, indem optische Eingabe- und Ausgabe-Ausrichtfasern und interne und externe Biegewellenleiter in der optischen Vorrichtung verwendet wer den, so daß man die Wellenlängeneigenschaft der einzelnen Vorrichtung nicht genau kennen muß. Somit kann eine leichte und schnelle Ausrichtung und Verbindung hergestellt werden und der Aufbau der Vorrichtung wird vereinfacht.

Claims

1. Vorrichtung für das Ausrichten einer optischen Wellenlei tervorrichtung, die funktionelle Wellenleiter für das über tragen von Signallicht, und interne und externe Wellenleiter, die im Außengebiet der funktionellen Wellenleiter angeordnet sind, aufweist, mit optischen Faserblöcken, auf denen eine Vielzahl optischer Fasern montiert sind, wobei die Vorrich tung folgendes umfaßt:
eine optische Quelle;
einen ersten optischen Faserblock, der eine Vielzahl er ster funktioneller optischer Fasern umfaßt, wobei jede mit einem Ende von jedem der funktionellen Wellenleiter verbunden ist, und eine Vielzahl von ersten optischen Ausrichtfasern, wobei jede mit einem Ende von jedem der internen und externen Wellenleiter ausgerichtet ist, für das übertragen von Licht, das durch die optische Quelle erzeugt wird;
einen zweiten optischen Faserblock, der eine Vielzahl von zweiten funktionellen optischen Fasern aufweist, wobei jede mit dem anderen Ende jeder der funktionellen Wellenlei ter verbunden ist, und eine Vielzahl von zweiten optischen Ausrichtfasern, wobei jede mit dem andere Ende jeder der in ternen und externen Wellenleiter ausgerichtet ist;
einen Meßabschnitt für das Messen der Intensität des Lichts, das von den zweiten optischen Ausrichtfasern ausgege ben wird; und
eine Steuerung für das feine Einstellen der Ausrichtung des ersten optischen Faserblocks mit der optischen Wellenlei tervorrichtung und der optischen Wellenleitervorrichtung mit dem zweiten optischen Faserblock, um die Intensität des Lich tes, das durch den Meßabschnitt gemessen wird, zu maximieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sie weiter einen opti schen Koppler umfaßt, der zwischen der optischen Quelle und den ersten optischen Ausrichtfasern installiert ist, um das Licht, das durch die optische Quelle erzeugt wird, zu teilen und das geteilte Licht in die ersten optischen Ausrichtfasern zu übertragen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder der ersten und zweiten optischen Faserblöcke eine Vielzahl von Rillen, auf denen die ersten und zweiten funktionellen optischen Fasern montiert sind, und eine Vielzahl von Rillen, auf denen die ersten und zweiten optischen Ausrichtfasern montiert sind, umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die optischen Wellen leitervorrichtung weiter eine Vielzahl von Ausrichtwellenlei tern umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der erste optische Fa serblock eine Vielzahl von Rillen umfaßt, auf denen eine Vielzahl von dritten optischen Ausrichtfasern montiert sind, von denen jede mit einem Ende jeder der weiter umfaßten Aus richtwellenleiter verbunden werden muß.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der zweite optische Fa serblock eine Vielzahl von Rillen umfaßt, auf welchen eine Vielzahl von vierten optischen Ausrichtfasern montiert sind, wobei jede mit dem anderen Ende von jeder der weiter umfaßten Ausrichtwellenleiter verbunden werden muß.

7. Verfahren zur Verbindung einer optischen Wellenleitervor richtung, die optische Wellenleiter für das übertragen von Signallicht und interne und externe Wellenleiter, die in den Außenbereichen der funktionalen Wellenleiter angeordnet sind, umfaßt, mit optischen Faserblöcken, wobei das Verfahren fol gende Schritte umfaßt:
Aufteilen von eingegebenem Licht und übertragen des auf geteilten Lichts zu den ersten optischen Ausrichtfasern;
Ausrichten jeder der ersten optischen Ausrichtfasern mit einem Ende von jedem der internen und externen Wellenleiter der optischen Wellenleitervorrichtung;
Feines Einstellen der Ausrichtung des anderen Ende jeder der internen und externen Wellenleiter mit jeder der zweiten optischen Ausrichtfasern, so daß die Intensität des Lichtes, das von den zweiten optischen Ausrichtfasern ausgegeben wird, maximal wird; und
Verbinden von jeder ersten optischen Faser für das über tragen von Signallicht mit einem Ende jeder der funktionellen Wellenleiter, und jeder zweiten optischen Faser für das über tragen des Signallichts, das vom anderen Ende jeder der funk tionellen Wellenleiter ausgegeben wird, mit dem anderen Ende jeder der funktionellen Wellenleiter in einem präzise ausge richteten Zustand.