DE202017105560U1

DE202017105560U1 - Kollimator für optische Leitungsvermittlung

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Publication number: DE202017105560U1
Application number: DE202017105560.4U
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Filing date: 2017-09-14
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Abstract

Kollimatorvorrichtung einer optischen Leitungsvermittlung, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Faseranordnung, die mehrere optische Fasern umfasst, die in einer Lochanordnung angeordnet sind; eine optische Linsenanordnung, die auf die Faseranordnung ausgerichtet ist und an die Faseranordnung gekoppelt ist; einen Abstandshalter, der zwischen der Faseranordnung und der optischen Linsenanordnung angeordnet ist und konfiguriert ist, um einen im Wesentlichen gleichmäßigen Zwischenraum zwischen den Linsen in der optischen Linsenanordnung und den entsprechenden Fasern in der Faseranordnung zu schaffen; mehrere Polster, die entlang den Rändern einer Oberfläche des Abstandshalters, die der optischen Linsenanordnung zugewandt ist, positioniert sind und eine erste Trennungslücke zwischen dem Abstandshalter und der optischen Linsenanordnung definieren; ein erstes Epoxid, das den Abstandshalter an die optische Linsenanordnung koppelt; und ein zweites Epoxid, das den Abstandshalter an die Faseranordnung koppelt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich im Allgemeinen auf optische Netze und insbesondere, aber nicht ausschließlich auf Kollimatoren für optische Leitungsvermittlungen.
HINTERGRUND
Die optischen Leitungsvermittlungen (OCSs) sind das Herz optischer leitungsvermittelter Netze. Eine OCS enthält eine Anzahl optischer Kollimatoren (z. B. passiver Kollimatoren), die die optischen Signale in die und aus den optischen Fasern, die an die OCS gekoppelt sind, leiten. Beispielhafte Leistungseigenschaften eines Faserkollimators enthalten den Einfügungsverlust, die Konstanz des Durchmessers der Strahltaille, den Ort der Strahltaille bezüglich der Mitte des optischen Weges der OCS und den Grad des zufälligen Strahlrichtfehlers. Die vorhandenen OCS-Kollimatoren unter Verwendung geätzter Silicium- oder Polymerlinsenanordnungen können den gewünschten Leistungseigenschaften nicht entsprechen.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß verschiedenen Aspekten der Technik des Gegenstands werden eine Kollimatorvorrichtung und eine Kollimatorlinsenanordnung für eine optische Leitungsvermittlung geschaffen. Gemäß einem Aspekt der Technik des Gegenstands enthält der Kollimator eine Faseranordnung, die mehrere optische Fasern enthält, die in einer Lochanordnung angeordnet sind. Eine optische Linsenanordnung ist auf die Faseranordnung ausgerichtet und an die Faseranordnung gekoppelt. Ein Abstandshalter ist zwischen der Faseranordnung und der optischen Linsenanordnung angeordnet und schafft einen im Wesentlichen gleichmäßigen Abstand zwischen den Linsen in der optischen Linsenanordnung und den entsprechenden Fasern in der Faseranordnung. Es sind mehrere Polster entlang den Rändern einer Oberfläche des Abstandshalters, die der optischen Linsenanordnung zugewandt ist, positioniert, wobei sie dadurch eine erste Trennungslücke zwischen dem Abstandshalter und der optischen Linsenanordnung definieren. Ein erstes Epoxid koppelt den Abstandshalter an die optische Linsenanordnung, während ein zweites Epoxid den Abstandshalter an die Faseranordnung koppelt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Technik des Gegenstands enthält die optische Linsenanordnung ein Glassubstrat, das eine erste Oberfläche aufweist, die eine Anzahl von Linsen definiert, die in einer zweidimensionalen Anordnung angeordnet sind. Die Linsen sind im Wesentlichen völlig gleich, wobei jede einen jeweiligen Krümmungsradius aufweist, der um nicht mehr als 1% von den Krümmungsradien der anderen Linsen in der optischen Linsenanordnung abweicht. Die Linsen sind mit einem Teilungsfehler von kleiner als 1 Mikrometer (μm) gleichmäßig in der zweidimensionalen Anordnung angeordnet.
Es wird erkannt, dass andere Konfigurationen der Technik des Gegenstandes für die Fachleute auf dem Gebiet aus der folgenden ausführlichen Beschreibung leicht offensichtlich werden, in der verschiedene Konfigurationen der Technik des Gegenstands zur Veranschaulichung gezeigt und beschrieben sind. Wie erkannt wird, ist die Technik des Gegenstands zu anderen und verschiedenen Konfigurationen imstande, wobei ihre mehreren Einzelheiten zur Modifikation in verschiedenen anderen Beziehungen imstande sind, alles ohne vom Schutzumfang der Technik des Gegenstands abzuweichen. Entsprechend sind die Zeichnungen und die ausführliche Beschreibung als veranschaulichender Natur nicht als einschränkend zu betrachten.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um ein weiteres Verständnis zu schaffen und die in diese Beschreibung aufgenommen sind und einen Teil dieser Beschreibung bilden, veranschaulichen die offenbarten Aspekte und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der offenbarten Aspekte zu erklären.
1 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer optischen Leitungsvermittlung (OCS) gemäß einem oder mehreren Aspekten der Technik des Gegenstands veranschaulicht.
2A–2B sind graphische Darstellungen, die ein Beispiel einer OCS-Kollimatoranordnung und eine Explosionsansicht derselben gemäß einem oder mehreren Aspekten der Technik des Gegenstands veranschaulichen.
3A bis 3D sind graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Faserkollimators, eine Vorderansicht der in dem Faserkollimator enthaltenen Kollimatoranordnung, eine optische Linsenanordnung aus geformtem Glas und eine Lichtkollimation durch eine geformte Glaslinse und einen Abstandshalter gemäß einem oder mehreren Aspekten der Technik des Gegenstands veranschaulichen.
4 ist ein Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen der optischen Linsenanordnung aus geformtem Glas nach 3C gemäß einem oder mehreren Aspekten der Technik des Gegenstands veranschaulicht.
5 ist ein Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen der OCS-Kollimatorvorrichtung nach 2 gemäß einem oder mehreren Aspekten der Technik des Gegenstands veranschaulicht.
6 ist eine graphische Darstellung, die ein beispielhaftes Diagramm der Rückflussdämpfung des Kollimators nach 2 gemäß einem oder mehreren Aspekten der Technik des Gegenstands veranschaulicht.
7 ist eine graphische Darstellung, die ein beispielhaftes Diagramm der Rückflussdämpfung des Kollimators nach 2 mit und ohne eine Antireflexionsbeschichtung (AR-Beschichtung) gemäß einem oder mehreren Aspekten der Technik des Gegenstands veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Hier sind eine Kollimatorvorrichtung und eine Kollimatorlinsenanordnung für eine optische Leitungsvermittlung offenbart. In einem oder mehreren Aspekten der Technik des Gegenstands enthält die Kollimatorvorrichtung eine Faseranordnung, die aus einer Anzahl optischer Fasern, die in einer Lochanordnung angeordnet sind, ausgebildet ist. Eine optische Linsenanordnung ist auf die Faseranordnung ausgerichtet und optisch an die Faseranordnung gekoppelt. Zwischen der Faseranordnung und der optischen Linsenanordnung ist ein Abstandshalter angeordnet. Der Abstandshalter schafft eine Anpassung des Brechungsindex an die optische Faser und einen gleichmäßigen Kollimationsabstand zwischen der optischen Linsenanordnung und der Faseranordnung, was eine Steuerung der Größe der Strahltaille und der Position eines Strahls der Kollimatorvorrichtung ermöglicht.
In einigen Implementierungen enthält die optische Linsenanordnung eine Anzahl im Wesentlichen völlig gleicher, geeignet geformter Formglaslinsen, die durch einen Linsenkrümmungsfehler der Oberfläche von kleiner als 200 Nanometer (nm) gekennzeichnet sind. Die Glaslinsen sind in der optischen Linsenanordnung mit einem Teilungsfehler von kleiner als 1 Mikrometer (μm) gleichmäßig angeordnet. Die Glaslinsen weisen im Wesentlichen völlig gleiche Krümmungsradien auf, d. h., die Krümmungsradien der Glaslinsen variieren um nicht mehr als 1% über die Linsenanordnung. Eine erste Epoxidschicht kann eine Anpassung des Brechungsindex zwischen dem Abstandshalter und der optischen Linsenanordnung schaffen, während eine zweite Epoxidschicht eine Anpassung des Brechungsindex zwischen dem Abstandshalter und der optischen Faser schaffen kann. Die erste und die zweite Epoxidverbindung sind über die erste und die zweite Oberfläche des Abstandshalters gleichmäßig verteilt, wie hier ausführlicher beschrieben wird.
1 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer optischen Leitungsvermittlung (OCS) 100 gemäß einem oder mehreren Aspekten der Technik des Gegenstands veranschaulicht. Die OCS 100 ist eine rein optische Vermittlungsmatrix und enthält passive Eingangskollimatoren 110 (z. B. 110-1, 110-2, ..., 110-N), eine Spiegelanordnung 120 und passive Ausgangskollimatoren 130 (z. B. 130-1, 130-2, ..., 130-N). Die passiven Eingangskondensatoren 110 enthalten mehrere passive Kollimatoren, die an eine Anzahl N (z. B. im Bereich von etwa 128–1000) optischer Fasern gekoppelt sind. Das Eingangslicht 108 tritt durch die optischen Fasern in die passiven Eingangskondensatoren 110 ein. Das durch jede optische Faser übertragene Licht enthält eine oder mehrere optische Wellenlängen (λ_i). Das Ausgangslicht 132 aus den passiven Ausgangskollimatoren 130 wird einem Satz optischer Ausgangsfasern bereitgestellt, von denen jede das Licht mit einer oder mehreren optischen Wellenlängen (λ_i) überträgt. Die Kollimatoren können separate einzelne Kollimatoren sein oder in einer Kollimatoranordnung kombiniert sein, wie z. B. in 2A gezeigt ist. Die passiven Eingangs- und Ausgangskollimatoren 110 und 130 sind strukturell ähnlich und werden im Folgenden ausführlicher beschrieben. Die Spiegelanordnung 120 ist eine auf einem mikroelektromechanischen System (MEMS) basierende Mikrospiegelanordnung, die die optischen Strahlen von den einzelnen optischen Fasern, die an die passiven Eingangskollimatoren 110 gekoppelt sind, selektiv zu ausgewählten optischen Fasern, die an die passiven Ausgangskollimatoren 130 gekoppelt sind, leiten kann. Die MEMS-basierte Mikrospiegelanordnung (im Folgenden die ”MEMS-Anordnung”) 120 enthält zwei Sätze von Mikrospiegelanordnungen, von denen jeder eine Anzahl von Mikrospiegeln 122 aufweist, die auf einem Substrat 124 ausgebildet sind. Der Zustand jedes Mikrospiegels 122 kann durch das Anlegen einer Spannung zwischen zwei Elektroden, die jedem Spiegel in der MEMS-Anordnung 120 zugeordnet sind, gesteuert werden. Durch das Drehen der Spiegel in der MEMS-Anordnung 120 kann z. B. das Licht von irgendeiner Eingangsfaser, die an die passiven Eingangskollimatoren 110 gekoppelt ist, an irgendeine Ausgangsfaser, die an die passiven Ausgangskollimatoren 130 gekoppelt ist, gekoppelt werden. Der Weg 112 in gestrichelter Linie ist ein Ergebnis des potentiellen Strahlrichtfehlers, der durch ein Steuersystem korrigiert werden kann, das die Position der einzelnen Spiegel der MEMS-Anordnung 120 steuert.
2A–2B sind graphische Darstellungen, die eine beispielhafte OCS-Kollimatoranordnung 200A und eine Explosionsansicht 200B derselben gemäß einem oder mehreren Aspekten der Technik des Gegenstands veranschaulichen. Die OCS-Kollimatoranordnung 200A (im Folgenden der ”Kollimator 200A”), die in 2A gezeigt ist, enthält eine Kollimatoranordnung 250, einen Befestigungsflansch 240 und die optischen Fasern 232. Der Flansch 240 kann aus rostfreiem Stahl, Invar oder irgendeinem anderen geeigneten Material hergestellt sein und befestigt die Kollimatoranordnung 250 an der OCS-Anordnung 200A. Weitere Einzelheiten der Kollimatoranordnung 250 sind in der Explosionsansicht 200B gezeigt und werden bezüglich der Explosionsansicht 200B beschrieben. Die Kollimatoranordnung 250 enthält eine optische Linsenanordnung 210, einen Abstandshalter 220, eine Faseranordnung 230, eine Lochanordnung 242, ein erstes Epoxid 212 und ein zweites Epoxid 222, wie in der Explosionsansicht 200B gezeigt ist. Wenn sie für die Ausgangskollimatoren einer OCS, wie z. B. die in 1 gezeigten Ausgangskollimatoren 130, verwendet wird, treten die kollimierten Eingangslichtstrahlen vom freien Raum in die optische Linsenanordnung 210 ein, wobei das fokussierte Ausgangslicht an die optischen Fasern 232 der Faseranordnung 230 gekoppelt wird. Wenn sie für die Eingangskollimatoren der OCS, wie z. B. die in 1 gezeigten Eingangskollimatoren 110, verwendet wird, trat das Eingangslicht von den optischen Fasern 232 der optischen Faseranordnung 230 ein, wobei es die optische Linsenanordnung 210 als kollimierte Ausgangslichtstrahlen zu der in 1 gezeigten MEMS-Anordnung 120 verlässt. Die optische Linsenanordnung 210 ist eine zweidimensionale (2D-)Mikrolinsenanordnung, die eine Anzahl von (z. B. 150 bis 200) geeignet geformten Mikrolinsen (die außerdem als ”Lenslets” bezeichnet werden) enthält, wobei sie etwa 15 × 15 mm² bis 25 × 25 mm² sein kann. In einigen Ausführungsformen ist die optische Linsenanordnung 210 unter Verwendung von Glas, z. B. eines Glases mit hohem Brechungsindex, das einen Brechungsindex von 1,78 bei 1550 nm aufweist, (z. B. über Formen) hergestellt. In einer oder mehreren Ausführungsformen sind die Lenslets sphärisch mit einer effektiven Brennweite von etwa 3,38 mm und völlig gleichen Krümmungsradien von etwa 2,63 mm, die um nicht mehr als 1% über die Lenslets der optischen Linsenanordnung variieren. In einigen Ausführungsformen können andere Werte der Krümmungsradien und der effektiven Brennweite verwendet werden. Das Glas mit hohem Index erlaubt, dass die sphärischen Linsen ohne einen Nachteil eines signifikanten Einfügungsverlusts aufgrund der sphärischen Aberration verwendet werden. Der Linsenkrümmungsfehler der Linsenoberfläche kann kleiner als 200 nm sein. Diese Präzisionsherstellung kann zu einem verbesserten Faserkopplungswirkungsgrad und zu einem geringen Einfügungsverlust (z. B. < 0,5 dB) führen.
In einer oder mehreren Ausführungsformen wird die optische Linsenanordnung 210 unter Verwendung einer Linsenanordnungsform hergestellt, die in einem geeigneten Material unter Verwendung einer geformten (z. B. sphärischen) Spitze mit einem Krümmungsradius, der zu dem Soll-Krümmungsradius der Linsen ähnlich ist, mikrobearbeitet wird. In einigen Implementierungen wird die Form in Inkrementen von Mikrometern erneut bearbeitet und dann nach jedem Bearbeitungsversuch erneut gemessen, um die perfekte (oder fast perfekte) sphärische Form der Lenslets bis innerhalb < 200 nm zu erreichen. Sobald die perfekte (oder fast perfekte) Form der Form erreicht ist, kann die Form verwendet werden, um viele (z. B. mehrere tausend) Linsenanordnungen herzustellen. Das Glas wird bei einer geeigneten Temperatur geformt und nachbearbeitet. Die Nachbearbeitung enthält das Hinzufügen von Antireflexionsbeschichtungen zu den Linsen und das Trennen der Ränder zu den endgültigen Sollabmessungen.
Der Abstandshalter 220 kann z. B. ein aus Glas (z. B. Schottglas B33) hergestellter, nach einem Muster geformter Abstandshalter mit Oberflächenabmessungen, die den Abmessungen der optischen Linsenanordnung 210 (z. B. ~20 × 20 mm) entsprechen, und einer geeigneten Dicke (z. B. 4 mm) sein. Das für den Abstandshalter verwendete Glas wird wegen seines Brechungsindex verwendet, damit er an den dotierten Kern der optischen Fasern (z. B. des SMF28-Typs) der Faseranordnung 230 gut (z. B. innerhalb von weniger als 1%) angepasst ist. Der Abstandshalter 220 enthält eine Anzahl von Polstern 224, die aus einem geeigneten Material (z. B. Siliciumdioxid (SiO2)/Chrom (Cr)) hergestellt sind. Die Polster 224 legen eine gleichmäßige und gesteuerte Trennungslücke zwischen der optischen Linsenanordnung 210 und dem Abstandshalter 220 fest. Die Polster 224 werden an den Rändern (z. B. den Ecken) einer ersten Oberfläche des Abstandshalters 220 lithographisch nach einem Muster geformt. In einigen Ausführungsformen weisen die Polster 224 Abmessungen von etwa 5 × 1 mm × 5 μm hoch auf. Das Material wird unter Verwendung der Techniken der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder der physikalischen Schichtabscheidung (PLD) abgeschieden, die den Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, um eine gleichmäßige Dicke zu bilden, und dann geätzt, um Polster mit gleichmäßiger Höhe zu schaffen. Die Polster 224 können innerhalb der äußeren Abmessungen des Abstandshalters 220 und der optischen Linsenanordnung 210, aber außerhalb der freien Apertur der optischen Linsenanordnung 210 erzeugt werden, um die Lichtausbreitung durch die Lenslets der optischen Linsenanordnung 210 nicht zu blockieren. In einigen Ausführungsformen ist das Abstandshalterglas bis zu einer Dickentoleranz von etwa ±2 μm präzisionspoliert. Das erste Epoxid 212 ist ein Kopplungsepoxid des optischen Weges, wobei sein Brechungsindex (innerhalb von weniger als 2%) an den Abstandshalter 220 angepasst ist. Das erste Epoxid 212 koppelt den Abstandshalter 220 an die optische Linsenanordnung 210. Das zweite Epoxid 222 koppelt den Abstandshalter 220 an die Faseranordnung 230 mit den optischen Fasern, die einen Brechungsindex des Kerns von etwa 1,468 bei 1550 nm aufweisen.
In einigen Ausführungsformen kann die Kollimatoranordnung 200A aus bis zu 176 optischen Fasern hergestellt sein, die in den Löchern der Lochanordnung 242 befestigt sind und die gemeinsam die Faseranordnung 230 bilden. Die optischen Fasern 232 können Monomodefasern (z. B. SMF28) sein, die in der (z. B. aus Silicium, Glas oder Metall hergestellten) Lochanordnung zusammengesetzt sind, so dass die Anordnung der Löcher der geometrischen Anordnung der Linsen der optischen Linsenanordnung 210 entspricht, die wiederum der geometrischen Anordnung der MEMS-Anordnung 120 nach 1 entspricht. Die Kollimatoranordnung 250 ist an dem Befestigungsflansch 240 befestigt.
Die 3A bis 3D sind graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Faserkollimators 300A, eine Vorderansicht 300B der in dem Faserkollimator 300A enthaltenen Kollimatoranordnung 250, eine optische Linsenanordnung 300C aus geformtem Glas und die Lichtkollimation durch eine geformte Glaslinse 332 und einen Abstandshalter 370 gemäß einem oder mehreren Aspekten der Technik des Gegenstands veranschaulichen. Der Faserkollimator 300A nach 3A enthält die optischen Fasern 232, den Befestigungsflansch 240 und eine Kollimatoranordnung 250. Die optischen Fasern 232 können optische Monomodefasern, wie z. B. SMF28, sein und sind in der oben erörterten Lochanordnung zusammengesetzt und an dem Befestigungsflansch 240 befestigt. Die optischen Fasern 232 können in irgendeiner gewünschten Länge hergestellt sein, um zu einer Anwendung in einem rein optischen oder hybriden optoelektrischen Netz zu passen. Die Kollimatoranordnung 250 enthält die optische Linsenanordnung 210, den Abstandshalter 220, das erste und das zweite Epoxid 212 und 222 und die in der Lochanordnung 242 angebrachte Faseranordnung 230, die alle in der oben erörterten 2B gezeigt sind.
Die in der Vorderansicht 300B nach 3B gezeigte Kollimatoranordnung 250 enthält die optische Linsenanordnung 210, die unter Verwendung des ersten Epoxids 212 an den Abstandshalter (z. B. 220 nach 2) und über das zweite Epoxid 222 an die Faseranordnung 230 gekoppelt ist, die wiederum an der Lochanordnung 242 befestigt ist. Die optische Linsenanordnung 210, enthält, wie gezeigt ist, eine Anzahl von (z. B. 176) Lenslets 332. In der Explosionsansicht 330 ist außerdem ein beispielhaftes Lenslet 332 gezeigt. Die Lenslets 332 sind auf die Fasern der Faseranordnung 230 ausgerichtet. Die Ausrichtung und die Befestigung der Linsenanordnung 210 auf die bzw. mit der Faseranordnung wird unter Verwendung eines automatisierten Linsenausrichtungsroboters ausgeführt, der z. B. sechs Freiheitsgrade, eine Schrittgröße von 50 nm in den linearen Stufen und eine Schrittgröße von 7 μrad in den Drehstufen aufweist. Der Linsenausrichtungsroboter kann einen Präzisionskontaktsensor verwenden, um eine gleichmäßige Lückenhöhe zwischen einer zweiten (z. B. von der Linsenanordnung distalen) Oberfläche des Abstandshalters 220 und einer ersten (z. B. zu der Lochanordnung proximalen) Oberfläche der Faseranordnung 230 einzustellen. In einigen Ausführungsformen kann der Präzisionskontaktsensor verwendet werden, um die beiden Oberflächen gemeinsam zu planarisieren und dann eine konstante Lückenhöhe von 15 μm zwischen ihnen einzustellen.
In einer oder mehreren Ausführungsformen ist die optische Linsenanordnung 210 unter Verwendung eines optischen Rückkopplungssystems, das auf dem Messen des Faserkopplungswirkungsgrads einer Anzahl von (z. B. 30–35) Fasern in den oberen und den unteren Reihen der Faseranordnung basiert, auf die Faseranordnung 230 ausgerichtet, um die horizontale, vertikale und Drehausrichtung der optischen Linsenanordnung 210 bezüglich der Faseranordnung 230 zu verbessern. Schließlich wird das Kopplungsepoxid des optischen Weges (z. B. das Epoxid 222 nach 2B) zwischen den beiden Oberflächen aufgetragen. Die 15-μm-Verbindungslinie wird unter Verwendung des Kontaktsensors erneut festgelegt, wobei das Epoxid UV-gehärtet und dann thermisch gehärtet wird, um den Zusammenbau abzuschließen. In einigen Ausführungsformen weist die Kollimatoranordnung (z. B. 200A nach 2A) eine Position der Strahltaille, die auf einen Sollabstand (z. B. etwa 110 mm) von der optischen Linsenanordnung 210 eingestellt ist, und einen Durchmesser der Strahltaille (z. B. 1/e² der maximalen Strahlbreite) von etwa 400 μm, gemessen bei einer Wellenlänge von 1550 nm, auf. Die konstante Größe der Strahltaille und die Position in der Mitte eines optischen Weges durch die Spiegelanordnung der OCS 100 nach 1 schaffen einen verbesserten Faserkopplungswirkungsgrad und einen geringen Einfügungsverlust (z. B. < 0,5 dB) zwischen den beiden Kollimatoren (110 und 130 nach 1) in der OCS 100 für alle oder fast alle möglichen Portverbindungen.
Die in 3C gezeigte optische Linsenanordnung 300C aus geformtem Glas enthält eine Anzahl von (z. B. 176) geeignet geformten Lenslets 332, die in einer 2D-Anordnung angeordnet sind. Die Lenslets 332 sind so ausgebildet, dass sie von einem Substrat 334 vorstehen. In einigen Ausführungsformen ist die 2D-Linsenanordnung 300C etwa 20 × 20 mm quadratisch und in Glas hergestellt, das einen hohen Brechungsindex (z. B. ~1,78 bei 1550 nm) aufweist. In einigen Ausführungsformen sind die Lenslets 332 sphärisch mit völlig gleichen Krümmungsradien (z. B. innerhalb 1%) von etwa 2,63 mm und einer effektiven Brennweite von etwa 3,38 mm. In einigen Ausführungsformen können die Krümmungsradien und die effektive Brennweite der Lenslets 332 andere Werte aufweisen. Das Glas mit hohem Brechungsindex erlaubt, dass sphärische Linsen ohne einen Nachteil eines signifikanten Einfügungsverlusts aufgrund der sphärischen Aberration verwendet werden. Ein gemessener Linsenkrümmungsfehler der Linsenoberfläche von < 200 nm ist eine Angabe einer Präzisionsherstellung, die zur dem optimalen Faserkopplungswirkungsgrad und dem beträchtlich niedrigen Einfügungsverlust, die im Folgenden erörtert werden, führt. Der Linsenkrümmungsfehler der Oberfläche ist ein integraler Wert der Fehler zwischen einer Soll-(z. B. sphärischen)Form und der tatsächlichen Form einer Linse an einer Anzahl von Messpunkten auf der Oberfläche der Linse. Der Linsenkrümmungsfehler der Oberfläche kann über Interferometrie unter Verwendung eines Interferenzmikroskops, wie z. B. eines optischen Profilometers, gemessen werden.
Die Lichtkollimation durch einen Abstandshalter 370 und eine geformte Glaslinse 322 der optischen Linsenanordnung 300C ist in 3D gezeigt. In dem Fall des Kollimators 110, wie z. B. 110-1 nach 1, kann ein optischer Lichtstrahl von einem Endpunkt 380 einer Faser 232 durch einen optischen Weg kollimiert werden, der durch einen Abstandshalter 370 und das Lenslet 332, die über eine Epoxidschicht 335 gekoppelt sind, ausgebildet ist. Das kollimierte Licht ist ein Parallelstrahl, der von einem Spiegel 360 einer MEMS-Anordnung (z. B. der in 1 gezeigten 120) reflektiert wird. Im Fall des Kollimators 130, wie z. B. 130-1 nach 1, kann das Licht von dem Spiegel 360 reflektiert werden und dann als ein Parallelstrahl in das Lenslet 322 eintreten und über den optischen Weg durch das Lenslet 332, ein erstes Epoxid 335, den Abstandshalter 370 und ein zweites Epoxid 375 bis zum Endpunkt 380 der optischen Faser 232 fokussiert werden.
4 ist ein Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Herstellen der optischen Linsenanordnung nach 3C aus geformtem Glas gemäß einem oder mehreren Aspekten der Technik des Gegenstands veranschaulicht. Das Verfahren 400 beginnt mit dem Vorbereiten der Linsenanordnungsform (Schritt 410). Die Linsenanordnungsform wird in einem geeigneten Material unter Verwendung einer geformten (z. B. sphärischen) Spitze, die einen Krümmungsradius aufweist, der zu dem Soll-Krümmungsradius der Linse ähnlich ist, mikrobearbeitet. In einigen Ausführungsformen wird die Form in Inkrementen von Mikrometern erneut bearbeitet und dann nach jedem Bearbeitungsversuch erneut gemessen, um die perfekte oder nahezu perfekte Sollform der Lenslets, z. B. bis innerhalb < 200 nm, zu erreichen.
Das Glas wird bei einer geeigneten Temperatur geformt, wobei die anfängliche Linsenanordnung unter Verwendung der Linsenanordnungsform geformt wird (Schritt 420). Die Linsenpositionsgenauigkeit der Soll-Linsenanordnung (z. B. 300C nach 3C) wird innerhalb einer Soll-Positionsgenauigkeit (z. B. < ±1 μm) bezüglich der Absolutposition jeder Linse in der Linsenanordnung aufrechterhalten. Um die Soll-Positionsgenauigkeit zu erreichen, wird die Form bearbeitet, um die Schrumpfung des Glases zu kompensieren, wenn es abkühlt. Die gebildete anfängliche Linsenanordnung wird charakterisiert, um einen Linsenpositionsfehler zu bestimmen (Schritt 430). In einigen Ausführungsformen wird die Charakterisierung unter Verwendung eines automatisierten Ausrichtungsroboters mit einer Schrittgröße von 50 nm ausgeführt, um den durch die Glasschrumpfung verursachten Linsenpositionsfehler zu bestimmen. Es wird eine geeichte Linsenanordnungsform (z. B. durch das Einstellen der Form oder das Erzeugen einer neuen Form) vorbereitet, um die Glasschrumpfung nach dem Abkühlen zu kompensieren (Schritt 440). Die Form kann z. B. mit einer eingestellten Linsenteilung, die den Glasschrumpfungsfaktor kompensiert, bearbeitet werden. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Messen der Linsenanordnung und dann das Eichen der Form bezüglich der Glasschrumpfung unter Verwendung verfügbarer Metrologiewerkzeuge, wie z. B. eines Oberflächenprofilometers, z. B. mit einem Fehler von < 1 μm in 20 mm (0,005%), ausgeführt werden.
Die endgültige Linsenanordnung wird unter Verwendung der geeichten Linsenanordnungsform und unter Verwendung eines geeigneten Glases mit hohem Index vorbereitet (Schritt 450). Die endgültige Linsenanordnung wird dann nachbearbeitet (Schritt 460). Die Nachbearbeitung enthält das Hinzufügen von AR-Beschichtungen zu den Linsen, wie oben beschrieben worden ist, und das Trennen der Ränder zu den endgültigen Sollabmessungen.
5 ist ein Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren 500 zum Herstellen der OCS-Kollimatoranordnung 200A nach 2A gemäß einem oder mehreren Aspekten der Technik des Gegenstands veranschaulicht. Das Verfahren 500 beginnt mit dem Vorbereiten einer Linsenanordnung (Schritt 510), z. B. der Linsenanordnung 300C nach 3C, gemäß dem oben bezüglich 4 beschriebenen Verfahren 400. Die Kollimatoranordnung 200A enthält außerdem einen Abstandshalter (z. B. 220 nach 2B), der unter Verwendung eines geeigneten Glases (z. B. Schott B33) vorbereitet wird (Schritt 520), das wegen seines geeigneten Brechungsindex (z. B. 1,456 bei 1550 nm) gewählt wird. Der Abstandshalter erhält einen Kollimationsabstand zwischen der optischen Linsenanordnung (z. B. 210 nach 2B) und der Faseranordnung (z. B. 230 nach 2B) aufrecht und ermöglicht die Steuerung der Größe der Strahltaille und des Orts der Strahltaille des Strahls der Kollimatoranordnung 200 nach 2A. Bevor der Abstandshalter an die Faseranordnung geklebt wird, wird auf dem Abstandshalter eine Anzahl von Polstern erzeugt (Schritt 530), indem eine Schicht aus einem geeigneten Material (z. B. SiO2/Cr) an den Rändern (z. B. den Ecken) einer ersten Seite des Abstandshalters lithographisch nach einem Muster geformt wird. Die Polster sind innerhalb der Außenabmessungen des Abstandshalters 220 und der optischen Linsenanordnung 210 nach 2B außerhalb der freien Apertur der Linsenanordnung positioniert, so dass sie das sich durch die Lenslets ausbreitende Licht nicht blockieren. In einigen Ausführungsformen ist das Abstandshalterglas bis zu einer Dickentoleranz von etwa ±2 μm präzisionspoliert.
Eine Schicht des ersten Epoxids (z. B. 212 nach 2B) wird verwendet (Schritt 540), um die Linsenanordnung an die erste Seite des Abstandshalters zu kleben. Das erste Epoxid 212 ist (bis innerhalb von weniger als 2%) an den Abstandshalter indexangepasst. In einigen Ausführungsformen weist das erste Epoxid 212 einen Wert des Brechungsindex auf, der sich etwa auf halbem Wege zwischen einem Wert des Brechungsindex des Abstandshalters (z. B. etwa 1,456) und dem Brechungsindex des Glasmaterials der Linsenanordnung (z. B. etwa 1,78) befindet. In einer oder mehreren Ausführungsformen wird der Abstandshalter in einer Einrichtungsvorrichtung angeordnet, wird eine gesteuerte Menge des ersten Epoxids auf die erste Seite des Abstandshalters abgegeben, wird dann die Linsenanordnung auf dem abgegebenen Epoxid angeordnet und wird ein Gewicht oben auf die Einrichtungsvorrichtung gelegt, um das erste Epoxid zwischen der Linsenanordnung und dem Abstandshalter zu pressen. Das Epoxid wird UV-gehärtet und dann thermisch gehärtet, um die Befestigung abzuschließen. Die Linsen-Abstandshalter-Anordnung wird dann (im Schritt 550) unter Verwendung eines automatisierten Linsenausrichtungsroboters, der z. B. sechs Freiheitsgrade, eine Schrittgröße von 50 nm in den linearen Stufen und eine Schrittgröße von 7 μrad in den Drehstufen aufweist, auf die Faseranordnung 230 ausgerichtet, wie oben bezüglich 3B beschrieben worden ist. Der Linsenausrichtungsroboter kann einen Präzisionskontaktsensor verwenden, um eine gleichmäßige Lückenhöhe zwischen der zweiten Oberfläche des Abstandshalters und der ersten Oberfläche der Faseranordnung 230 einzustellen. In einigen Ausführungsformen kann der Präzisionskontaktsensor verwendet werden, um die beiden Oberflächen gemeinsam zu planarisieren und dann eine konstante Lückenhöhe von 15 μm zwischen ihnen einzustellen. Es wird eine zweite Epoxidschicht (z. B. 224 nach 2B) verwendet (Schritt 570), um die zweite Seite des Abstandshalters an die Faseranordnung (z. B. 230 nach 2B) zu kleben.
6 ist eine graphische Darstellung, die ein beispielhaftes Diagramm 600 der Rückflussdämpfung des OCS-Kollimators 200 nach 2 gemäß einem oder mehreren Aspekten der Technik des Gegenstands veranschaulicht. Das Diagramm 600 zeigt eine Variation der Rückflussdämpfung (RL in dB) für eine Anzahl von (z. B. 176) Fasern (z. B. Kollimatoren, z. B. 110-1 oder 130-1 nach 1) der Kollimatoren 110 oder 130 nach 1, wobei jede Einheit einen optischen Weg zwischen einem Lenslet der optischen Linsenanordnung 210 und einer entsprechenden optischen Faser der Faseranordnung 230, die in 2B gezeigt ist, enthält. Die graphischen Darstellungen 610, 620, 630 bzw. 640 entsprechen den durchschnittlichen RL-Werten für das Licht in dem O-Band (1270–1360 nm) und dem CL-Band (1530–1620 nm) und den minimalen RL-Werten für das Licht in dem O-Band und dem CL-Band. Der Kollimator der Technik des Gegenstandes verwendet das zweite Epoxid (z. B. 222 nach 2), das einen Epoxidbrechungsindex für eine verringerte Rückflussdämpfung an der Grenzfläche zwischen der optischen Faser und dem Abstandshalter aufweist, und eine Antireflexionsbeschichtung (AR-Beschichtung) auf der planen Seite der Linsenanordnung.
Wie oben beschrieben worden ist, ist in einigen Ausführungsformen die Faseranordnung aus einer SMF28-Ultrafaser mit einem Brechungsindex von 1,468 bei 1550 nm hergestellt, während die Linsenanordnung aus einem Glas mit einem Brechungsindex von 1,78 bei 1550 nm hergestellt ist. Die Faseranordnung 230 und die optische Linsenanordnung 210 sind durch einen Glasabstandshalter getrennt, der die Linsenanordnung in dem erforderlichen Abstand von der Faseranordnung für die Strahlkollimation positioniert und außerdem eine Anpassungslösung des Brechungsindex schafft. Der Abstandshalter ist aus Schottglas B33 mit einem Brechungsindex von 1,456 bei 1550 nm hergestellt. Das zweite Epoxid weist einen Brechungsindex von 1,462 auf, der sich fast auf halbem Wege zwischen dem Brechungsindex des Abstandshalters (z. B. etwa 1,456) und dem Brechungsindex des optischen Kerns der optischen Faser (z. B. etwa 1,468) befindet und die Rückflussdämpfung an der Abstandshalter-Faser-Grenzfläche verringern kann. Ferner verwendet der offenbarte Kollimator eine für das Linsensubstrat (z. B. 334 nach 3) entworfene AR-Beschichtung an der Linsen-Abstandshalter-Grenzfläche, die gewählt ist, um die Rückflussdämpfung von der konstruktiven Interferenz in der Abstandshalterschicht zu verringern.
In einigen Ausführungsformen ist der Brechungsindex des Epoxids (z. B. des ersten und des zweiten Epoxids) einstellbar, wobei er für eine minimale Rückflussdämpfung der Faser-Epoxid-Abstandshalter-Grenzfläche optimiert werden kann, wie in Dünnschicht-Übertragungsmatrix-Berechnungen gezeigt wird. Es wird erkannt, dass die Optimierung auftritt, wenn der Epoxid-Brechungsindex zu gleichen Werten des Reflexionsgrads (R) an der Faser-Epoxid-Grenzfläche und der Epoxid-Abstandshalter-Grenzfläche führt, wobei R = ((n_Epoxid – n_Faser)/(n_Epoxid + nF_aser))² = ((n_Epoxid – n_{Abstandshalter})/(n_Epoxid + n_{Abstandshalter}))² gilt. Das angewendete Modell enthält die Dispersion für die beispielhafte optische Faser (z. B. die SMF28-Ultrafaser mit n_Faser = 1,469), das Epoxid (z. B. ein Epoxid mit nEpoxid = 1,462) und den Abstandshalter (z. B. den Schott-B33-Abstandshalter mit n_{Abstandshalter} = 1,456). Die AR-Beschichtung der flachen Seite (z. B. der zweiten Oberfläche) der optischen Linse kann für das beispielhafte Substrat (z. B. ein Glas mit n = 1,78) und das Eintrittsmedium des Abstandshalters (z. B. Schott B33 mit n_{Abstandshalter} = 1,456) unter Verwendung des beispielhaften Epoxids (z. B. einer Epoxidschicht mit n_Epoxid = 1,462) bestimmt werden. Der Faserkopplungswirkungsgrad einer Reflexion von der Linsen-Epoxid-Abstandshalter-Grenzfläche zurück in die Faser beträgt etwa –32,4 dB. Dies wird zu dem Fresnel-Reflexionsgrad addiert, um die Gesamtrückflussdämpfung von dieser Grenzfläche zu erzeugen.
Die Kollimator-Rückflussdämpfung wird durch das Wobbeln eines abstimmbaren Lasers von 1270 bis 1360 nm (O-Band) oder 1530–1620 nm (CL-Band) mit einer Auflösung von 10 pm und das Messen der Schwingungen der Rückflussdämpfung charakterisiert. Dann werden die durchschnittlichen und minimalen RL-Werte über dem O-Band und dem CL-Band für jede optische Faser bestimmt, wie in den graphischen Darstellungen 610, 620, 630 und 640 gezeigt ist. In einigen Ausführungsformen können die Faserports, die den Rückflussdämpfungsspezifikationen nicht entsprechen, eliminiert werden. In einer oder mehreren Ausführungsformen wird ein optisches Rückstreureflektometer verwendet, um die Bereiche mit einer höheren Rückflussdämpfung in dem Kollimator räumlich zu lokalisieren.
7 ist eine graphische Darstellung, die ein beispielhaftes Diagramm 700 der Rückflussdämpfung des OCS-Kollimators nach 2 mit und ohne eine Antireflexionsbeschichtung (AR-Beschichtung) veranschaulicht. Das Diagramm 700 enthält die graphischen Darstellungen 710 und 720, die den Linsen mit und ohne eine AR-Beschichtung entsprechen. Die Rückflussdämpfungswerte sind in dB und für eine Anzahl von Wellenlängen in dem O-Band angegeben.
Die Messergebnisse zeigen, dass es eine langsame Schwingung der Rückflussdämpfung aufgrund der konstruktiven Interferenz in der Epoxidschicht mit einer Periode von 38 nm gibt, die durch die Dicke von 15 μm der Epoxidschicht festgelegt ist. Es gibt außerdem eine schnelle Schwingung der Rückflussdämpfung aufgrund der konstruktiven Interferenz in der Abstandshalterschicht mit einer Periode von 0,11 nm (wie für die schnellen Schwingungen der graphischen Darstellung 720 gezeigt ist), die durch die Dicke des Abstandshalters (in diesem Beispiel 4,146 mm) bestimmt ist. Diese Schwingungen sind überlagert.
Während diese Beschreibung viele spezifische Implementierungseinzelheiten enthält, sollten diese nicht als Einschränkungen an den Schutzumfang irgendwelcher Erfindungen oder dessen, was beansprucht werden kann, sondern stattdessen als Beschreibungen der für spezielle Implementierungen der speziellen Erfindungen spezifischen Merkmale ausgelegt werden. Bestimmte Merkmale, die in dieser Beschreibung im Kontext separater Implementierungen beschrieben sind, können außerdem in einer einzigen Implementierung in Kombination implementiert sein. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Kontext einer einzigen Implementierung beschrieben sind, außerdem in mehreren Implementierungen separat oder in irgendwelchen geeigneten Unterkombinationen implementiert sein. Obwohl die Merkmale oben als in bestimmten Kombinationen wirkend beschrieben sein können und sogar anfangs als solche beansprucht sein können, können überdies ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in einigen Fällen aus der Kombination entfernt werden, wobei die beanspruchte Kombination zu einer Unterkombination oder einer Variation einer Unterkombination geleitet werden kann.
Während die Operationen in den Zeichnungen in einer speziellen Reihenfolge dargestellt sind, sollte dies ähnlich nicht so verstanden werden, dass es erforderlich ist, dass derartige Operationen in der gezeigten speziellen Reihenfolge oder einer sequentiellen Reihenfolge ausgeführt werden oder dass alle veranschaulichten Operationen ausgeführt werden, um die erwünschten Ergebnisse zu erreichen. Unter bestimmten Umständen können ein Multitasking und eine Parallelverarbeitung vorteilhaft sein. Überdies sollte die Trennung der verschiedenen Systemkomponenten in den oben beschriebenen Implementierungen nicht so verstanden werden, dass eine derartige Trennung in allen Implementierungen erforderlich ist, wobei erkannt werden sollte, dass die beschriebenen Komponenten und Systeme im Allgemeinen in einem einzigen Produkt gemeinsam integriert oder in mehrere Produkte gebündelt sein können.
Die Bezugnahmen auf ”oder” können als einschließend ausgelegt werden, so dass irgendwelche unter Verwendung von ”oder” beschriebenen Begriffe irgendeines von einem einzelnen, mehr als einem oder allen der beschriebenen Begriffe angeben können. Die Bezeichnungen ”erster”, ”zweiter”, ”dritter” usw. sind nicht notwendigerweise so gemeint, dass sie eine Ordnung angeben, wobei sie im Allgemeinen lediglich verwendet werden, um zwischen gleichen oder ähnlichen Einzelheiten oder Elementen zu unterscheiden. Folglich sind spezielle Implementierungen des Gegenstands beschrieben worden. Andere Implementierungen befinden sich innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche. In einigen Fällen können die in den Ansprüchen dargestellten Vorgänge in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden und dennoch die erwünschten Ergebnisse erreichen. Zusätzlich erfordern die in den beigefügten Figuren dargestellten Prozesse nicht notwendigerweise die gezeigte spezielle Reihenfolge oder eine sequentielle Reihenfolge, um die erwünschten Ergebnisse zu erreichen. In bestimmten Implementierungen kann ein Multitasking oder eine Parallelverarbeitung verwendet werden.
Gemäß den Implementierungen dieser Offenbarung werden eine Kollimatorvorrichtung und eine Kollimatorlinsenanordnung für eine optische Leitungsvermittlung geschaffen. Der Kollimator enthält eine Faseranordnung, die mehrere optische Fasern enthält, die in einer Lochanordnung angeordnet sind. Eine optische Linsenanordnung ist auf die Faseranordnung ausgerichtet und an die Faseranordnung gekoppelt. Ein Abstandshalter ist zwischen der Faseranordnung und der optischen Linsenanordnung angeordnet und schafft einen im Wesentlichen gleichmäßigen Zwischenraum zwischen den Linsen in der optischen Linsenanordnung und den entsprechenden Fasern in der Faseranordnung. Entlang den Rändern der Oberfläche des Abstandshalters, die der optischen Linsenanordnung zugewandt ist, sind mehrere Polster positioniert, die eine erste Trennungslücke zwischen dem Abstandshalter und der optischen Linsenanordnung definieren. Ein erstes Epoxid klebt den Abstandshalter an die optische Linsenanordnung, während ein zweites Epoxid den Abstandshalter an die Faseranordnung klebt. Die optische Linsenanordnung enthält ein Glassubstrat, das eine erste Oberfläche aufweist, die die Linsen in einer zweidimensionalen Anordnung definiert.

Claims

Kollimatorvorrichtung einer optischen Leitungsvermittlung, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Faseranordnung, die mehrere optische Fasern umfasst, die in einer Lochanordnung angeordnet sind; eine optische Linsenanordnung, die auf die Faseranordnung ausgerichtet ist und an die Faseranordnung gekoppelt ist; einen Abstandshalter, der zwischen der Faseranordnung und der optischen Linsenanordnung angeordnet ist und konfiguriert ist, um einen im Wesentlichen gleichmäßigen Zwischenraum zwischen den Linsen in der optischen Linsenanordnung und den entsprechenden Fasern in der Faseranordnung zu schaffen; mehrere Polster, die entlang den Rändern einer Oberfläche des Abstandshalters, die der optischen Linsenanordnung zugewandt ist, positioniert sind und eine erste Trennungslücke zwischen dem Abstandshalter und der optischen Linsenanordnung definieren; ein erstes Epoxid, das den Abstandshalter an die optische Linsenanordnung koppelt; und ein zweites Epoxid, das den Abstandshalter an die Faseranordnung koppelt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Linsenanordnung mehrere im Wesentlichen völlig gleiche Glaslinsen enthält, die durch einen Linsenkrümmungsfehler der Oberfläche von kleiner als 200 Nanometer (nm) gekennzeichnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die mehreren im Wesentlichen völlig gleichen Glaslinsen in der optischen Linsenanordnung mit einem Teilungsfehler von kleiner als 1 Mikrometer (μm) gleichmäßig angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die mehreren im Wesentlichen völlig gleichen Glaslinsen sphärische Linsen umfassen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Linsen in der optischen Linsenanordnung jeweilige Krümmungsradien aufweisen, die um nicht mehr als 1% von den Krümmungsradien der anderen Linsen in der optischen Linsenanordnung abweichen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Epoxid einen ersten Wert des Brechungsindex aufweist, der sich etwa auf halbem Wege zwischen dem Wert der jeweiligen Brechungsindizes des Abstandshalters und eines Glasmaterials der Linsenanordnung befindet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Epoxid einen zweiten Wert des Brechungsindex aufweist, der sich etwa auf halbem Wege zwischen einem Wert eines Brechungsindex des Abstandshalters und einem Wert eines Brechungsindex der optischen Kerne der mehreren optischen Fasern der Faseranordnung befindet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine erste Oberfläche der optischen Linsenanordnung mit einer ersten Antireflexionsbeschichtung (AR-Beschichtung) beschichtet ist, die konfiguriert ist, um die Reflexionen an der Linsen-Abstandshalter-Grenzfläche der ersten Oberfläche der optischen Linsenanordnung und des Abstandshalters zu verhindern, wobei die erste Oberfläche dem Abstandshalter zugewandt ist und wobei das erste Epoxid einen ersten Wert des Brechungsindex aufweist, der gleich einem Wert der jeweiligen Brechungsindizes des Abstandshalters ist, und wobei eine zweite Oberfläche der optischen Linsenanordnung mit einer zweiten AR-Beschichtung beschichtet ist, die konfiguriert ist, um die Reflexionen an einer Linsen-Luft-Grenzfläche zu verhindern.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brechungsindizes der optischen Linsenanordnung, des Abstandshalters, des ersten Epoxids, des zweiten Epoxids und der optischen Faser bei einer optischen Wellenlänge von etwa 1550 nm etwa 1,78, 1,456, 1,462, 1,462 bzw. 1,468 sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Trennungslücke etwa 5 μm beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstandshalter ferner konfiguriert ist, um einen Kollimationsabstand zwischen der optischen Linsenanordnung und der Faseranordnung aufrechtzuerhalten und um die Steuerung einer Größe der Strahltaille und einer Position der Strahltaille eines Strahls der Vorrichtung zu ermöglichen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lochanordnung ein Material enthält, das wenigstens eines von Silicium, Glas oder Metall umfasst.
Optische Linsenanordnung, die umfasst: ein Glassubstrat, das eine erste Oberfläche aufweist, die mehrere Linsen definiert, die in einer zweidimensionalen Anordnung angeordnet sind, wobei: die mehreren Linsen im Wesentlichen völlig gleich sind und jeweilige Krümmungsradien aufweisen, die um nicht mehr als 1% von den Krümmungsradien der anderen Linsen in der optischen Linsenanordnung abweichen, und die mehreren Linsen in einer zweidimensionalen Anordnung mit einem Teilungsfehler von kleiner als 1 Mikrometer (μm) angeordnet sind.
Optische Linsenanordnung nach Anspruch 13, die ferner Antireflexionsbeschichtungen (AR-Beschichtungen) auf einer zweiten Seite des Substrats, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, und auf der ersten Oberfläche umfasst.
Optische Linsenanordnung nach Anspruch 13 oder 14, wobei eine geometrische Anordnung der zweidimensionalen Anordnung konfiguriert ist, um einer geometrischen Anordnung der optischen Fasern einer Faseranordnung und einer geometrischen Anordnung einer Spiegelanordnung einer optischen Leitungsvermittlung zu entsprechen.
Optische Linsenanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Glassubstrat ein Glasmaterial umfasst, das einen Brechungsindex von 1,78 bei einer optischen Wellenlänge von 1550 Nanometern (nm) aufweist.
Optische Linsenanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei das Glassubstrat ein Glasmaterial umfasst, das einen im Wesentlichen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der gegenüber einer Temperatur, die beträchtlich höher als eine Umgebungstemperatur ist, und einer Feuchtigkeit, die beträchtlich höher als eine Umgebungsfeuchtigkeit ist, unempfindlich ist.
Optische Linsenanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei die mehreren Linsen im Wesentlichen völlig gleich sind und durch einen Linsenkrümmungsfehler der Oberfläche von kleiner als etwa 200 nm gekennzeichnet sind.
Optische Linsenanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei die mehreren Linsen in der optischen Linsenanordnung mit einem Teilungsfehler von kleiner als 1 Mikrometer (μm) gleichmäßig angeordnet sind.
Optische Linsenanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei die mehreren Linsen sphärische Linsen umfassen.