DE2744128A1 - Wellenleiter mit einem laengsseits angeordneten detektor - Google Patents

Wellenleiter mit einem laengsseits angeordneten detektor

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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT 3 Unser Zeichen Berlin und München VPA 77 P 7 1 5 5 3RD
Wellenleiter mit einem längsseits angeordneten Detektor.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wellenleiter mit einem längsseits angeordneten Detektor.
Wellenleiter der eingangs genannten Art sind bekannt (DT-OS 2 550 523!
und werden als Abtastvorrichtungen für die in Wellenleitern geführten Signale verwendet. Dazu wird der Wellenleiter mittels einer mechanischen Preßvorrichtung so weit gekrümmt, daß aus ihm seitlich ein Teil des geführten Signals austreten kann. Das so abgezweigte Signal wird vom Detektor aufgenommen. Da sich jedoch das Detektorfenster nicht über die gesamte abstrahlende Krümmung erstreckt, wird nur ein Teil des abgezeigten Signals aufgenommen. Außerdem kann das abgezweigte Signal stets nur durch Betätigung der Preßvorrichtung erzeugt werden, was für praktische Anwendungen einerseits kaum akzeptabel sein dürfte andererseits die Gefahr des unkontrollierten Faserbruchs in sich birgt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wellenleiter der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem das gesamte abgezweigte Signal vom Detektor aufgenommen wird und bei dem keine Verbiegung mit einer Preßvorrichtung erforderlich ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Wellenleiter im Bereich des Detektorfensters eine Streustelle aufweist. 25
Eine erste bevorzugte Ausführungsform ist so ausgebildet, daß die Streustelle eine Kerbe umfaßt.
29.9.1977 / Ed 1 Htr 809815/0 168
-?■ k 77 P 7 1 6 5 9RD
Eine andere bevorzugte Ausführungsform ist so ausgebildet, daß die Streustelle eine Trennstelle, durch die der Wellenleiter in zwei Längshälften geteilt ist, umfaßt.
Vorteilhafterweise ist der Wellenleiter zumindest im Bereich des Detektorfensters gerade. Bevorzugte AusfUhrungsformen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus weiteren Unteransprüchen hervor.
Besondere Vorteile der Erfindung liegen im einfachen Aufbau, in der verlustarmen und bequemen Ankoppelmöglichkeit an weiterführende Wellenleiter, in der Einstellmöglichkeit eines definierten Abzweigverhältnisses und im guten Wirkungsgrad für die Signalübertragung in den Detektor.
15
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1a und b einen Querschnitt und Längsschnitt durch eine erste AusfUhrungsform mit einer Kerbe (Querschnitt längs I-I, Längsschnitt längs I'-I·).
Figur 2a und b einen Querschnitt und Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform mit Trennstelle (Querschnitt längs II-II, Längsschnitt längs II'-1I1),
Figur 3a und b zwei aufeinander senkrecht stehende Längsschnitte durch eine AusfUhrungsform mit Trennstelle, die mit Material überbrückt ist und
Figur 4 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform mit Superstrat.
Gemäß Figur 1a und b ist auf einem mit 1 bezeichneten Substrat ein Kern-Mantel-Glasfaser, deren Kern mit 4 und deren Mantel mit 3 bezeichnet ist, angeordnet. Diese Glasfaser wird durch eine Faserführung 5, die beispielsweise in einer Planartechnologie herstellbar ist, gehalten. Die ganze Anordnung ist mit einer Reflektorschicht 6 überdeckt, die beispielsweise durch Bedampfen mit Metall oder einem dielektrischen Material herstellbar ist.
Das Substrat besteht aus einem Grundsubstrat 11, beispielsweise Glas oder Plastik, einer elektrisch leitenden Schicht 12, bei-
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.j. 5 77 P 7 1 6 5 BRD
spielsweise aus Aluminium, einer Schicht 13 aus Halbleitermaterial zumindest eines Leitfähigkeittyps, beispielsweise Silizium, welches eine n-Dotlerung aufweist, sowie aus einer Deckbeschichtung 14, welche die Schicht 13 bis auf eine Lücke 141 abdeckt. Unterhalb der Lücke weist die Schicht 13 an der Oberfläche, die der Lücke zugewandt.ist, einen Bereich 17, der entgegengesetzt aar Schicht 13 dotiert ist. Das ganze Substrat 1 umfaßt somit eine Halbleiterdiode, welche den Detektor bildet, längsseits der Glasfaser angeordnet ist, bei der die Lücke 141 das Diodenfenster und die elektrisch leitende Schicht 12 ihren Substratanschluß bildet. Die Diode ist nur in den wesentlichen Teilen, also etwas vereinfacht dargestellt (diesg.lt für alle Figuren). In Wirklichkeit kann die Deckbeschichtung 14 nicht so einfach aufgebaut sein wie dargeteilt, da der Bereich 17 kontaktiert werden muß. Außerdem liegt innerhalb der Lücke die Oberfläche der Schicht 13 ebenfalls nicht frei, sondern ist mit einer lichtdurchlässigen Schicht beispielsweise einem dielektrischen Spiegel abgedeckt. Eine vollständige Realisierung einer Diode, die für die hier angegebenen Zwecke vorzüglich geeignet ist, ist beispielsweise durch eine konventionelle PIN-Photodiode in planarer Bauweise bzw. eine Avalanche-Photodiode gegeben, wie sie beispielsweise in H.G. Unger, Optische Nachrichtentechnik, Elitera-Verlag, Berlin 33, 1976, Seite 83 bzw. Seite 88 dargestellt und beschrieben sind.
Im Bereich des Diodenfensters ist nun in der Glasfaser eine Kerbe 7, die bei Kern-Mantel-Glasfasern von der Tiefe der Manteldicke sein sollte, vorgesehen. Diese Kerbe kann beispielsweise mittels eines Laserstrahl-Trimmgerätes entlang des Faserumfanges hergestellt werden und hat die Aufgabe, einen bestimmten Lichtanteil aus der Glasfaser herauszustreuen. Zur guten Fixierung der Faser ist es zweckmäßig, die Faserführung 5 wie in der Figur 1a dargestellt, mit unterschnittenem Profil auszubilden.
In den Figuren 2a und b ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der Artefakt durch eine Trennstelle 8, durch die die Glasfaser in zwei Längshälften geteilt ist, gebildet ist. Alles übrige bleibt gegenüber den Figuren 1a und b.gleich und ist daher mit denselben Bezugszeichen versehen. Gegebenenfalls kann der Zwischenraum zwischen den beiden Glasfaserhälften, die ohne
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-*" (ο 77 P 7 1 6 5 BRD
seitlichen Versatz sich gegenüberliegen, mit einem Immersionsmaterial, beispielsweise Immersionskitt, ausgefüllt sein.
Der Abstand der beiden Glasfaserhälften voneinander kann dem gewünschten Abzweigverhältnis entsprechend eingestellt werden. Es kann dabei auch eine Brücke 81 aus dem Material der Faserführung 5 vorgesehen sein, die fotolithografisch mit definierter Breite d, beispielsweise 50/um, gleichzeitig mit der Faserführung herstellbar ist. In den Figuren 3a und b ist dies dargestellt, wobei die Figur 3a einen Längsschnitt senkrecht zur Substratoberfläche längs der Schnittlinie III-III in Figur 3b und letztere einen Längsschnitt senkrecht zur Substratoberfläche längs der Schnittlinie III'-III· in Figur 3a darstellt. Die Brücke aus dem Material der Faserführung ist in diesen Figuren mit 81 bezeichnet. Alles übrige stimmt mit den vorstehend beschriebenen Anordnungen Überein und es sind daher dieselben Bezugszeichen wie dort verwendet.
In der Figur 4 ist ein Querschnitt durch eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Glasfaser auf einem Substrat 10 angeordnet und durch ein Superstrat 20 abgedeckt ist. Das Substrat kann beispielsweise aus Glas,- Plastik oder Metall bestehen. Auf der Oberfläche dieses Substrats ist eine reflektierende Schicht 60 aufgebracht und auf deser wiederum in herkömmlicher Weise eine Faserführung 50. In dieser Faserführung ist eine Kern-Mantel-Glasfaser mit dem Kern 40 und dem Mantel 30 befestigt. Auf der Faserführung 50 befindet sich eine Distanzschicht 90 beispielsweise ebenfalls aus fotolithografisch bearbeiteten RISTON® , welche längs der Faser eine streifenförmige Lücke aufweist, die breiter ist als der Durchmesser der Glasfaser.Auf dieser Schicht ist nun als Superstrat 20 eine Photodiode angeordnet, die wie die Photodiode der bisher beschriebenen Ausführungsformen aufgebaut ist, weshalb für die einzelnen Teile dieselben Bezugszeichen wie dort verwendet sind, die aber vergleichsweise auf den Kopf gestellt sind.
Die Faser weist im Bereich unter dem Diodenfenster 141 wiederum einen Artefakt (vgl. Figur 1b bzw. 2b) zur Auskopplung eines definierten Lichtanteiles auf.
18 Patentansprüche
4 Figuren 909815/0168
- 1 - L e e r s e
ite

Claims (18)

  1. 77 P 7 1 6 5 BRD
    Patentansprüche
    (iyWellenleiter mit einem längsseitig angeordneten Detektor, dadurch gekennzeichnet , daß der Wellenleiter im Bereich des Detektorfensters (151) eine Streustelle (7, 3) aufweist.
  2. 2. Wellenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streustelle eine Kerbe oder Aussparung (7) umfaßt.
  3. 3. Wellenleiter·nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Streustelle eine Trennstelle (8), durch die der Wellen leiter in zwei Längshälften geteilt ist, umfaßt.
  4. 4. Wellenleiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Zwischenraum zwischen den beiden Längshälften Immersionsmaterial vorhanden ist.
  5. 5. Wellenleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er auf einem Substrat angeordnet ist.
  6. 6. Wellenleiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er in einer fotolithografisch auf das Substrat aufgebrachten Faserführung gehalten ist.
  7. 7. Wellenleiter nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Immersionsmaterial aus dem Material der Faserführung besteht.
  8. 8. Wellenleiter nach einem der Ansprüche 5, 6 ader 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat den Detektor mit umfaßt.
  9. 9. Wellenleiter nach Anspruch 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter durch ein Superstrat überdeckt ist.
  10. 10. Wellenleiter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Superstrat den Detektor mit umfaßt.
    909815/0168
    ORIGINAL INSPECTED
    77 P 7 ί 6 5 BRD
  11. 11. Wellenleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
    gekennzeichnet, daß der Detektor eine Halbleiterdiode umfaßt.
  12. 12. Wellenleiter nach Anspruch 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat dotiertes Halbleitermaterial umfaßt, in welches die Diode integriert ist.
  13. 13. Wellenleiter nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Superstrat dotiertes Halbleitermaterial umfaßt, in welches die Diode integriert ist.
  14. 14. Wellenleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reflektor vorgesehen ist, der bei oder auf der Oberfläche des Wellenleiters angeordnet ist, der aber mindestens die Oberfläche im Bereich des Detektorfensters freiläßt,
  15. 15. Wellenleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Lichtwellenleiter ist.
  16. 16. Wellenleiter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter eine Lichtleitfaser ist.
  17. 17. Wellenleiter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser eine Stufenindex-Faser oder Gradientenfaser
  18. 18. Wellenleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er zumindest im Bereich des Detektorfensters gerade ist.
    909815/0168
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