DE2807375B2 - Optische Kopplungsanordnung - Google Patents
Optische KopplungsanordnungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Kopplungsanordnung gemäß Oberbegriff des Anspruchs
1.
Als optische Wellenleiter dienende Fasern, die nachfolgend kurz als optische Fasern bezeichnet
werden, finden gegenwärtig zunehmende Anwendung als Medium zur Übertragung von Informationssignalen,
da solche Fasern eine große Signalübermittlungskapazität aufweisen. Bei optischen Übertragungssystemen
wird die Lichtabgabe eines Halbleiterbauelements, v/ie etwa eines Lasers oder einer lichtemittierenden Diode
(LED) entsprechend den zu übertragenden Analogoder Digitalsignalen moduliert, und diese modulierte
Lichtquelle wird an die optische Faser angeschlossen.
Bisher sind für die Kopplung zwischen einer lichtemittierenden Diode und einer optischen Faser
verschiedene Anordnungen entwickelt worden,
Bei einer optischen Kopplungsanordnung der eingangs genannten Art (US-PS 39 82 123) ist die optische Faser auf einer aktiven Fläche des als Fotodetektor ausgebildeten Halbleiterbauelements befestigt, so daß das Licht aus der Faser in die aktive Däche des
Bei einer optischen Kopplungsanordnung der eingangs genannten Art (US-PS 39 82 123) ist die optische Faser auf einer aktiven Fläche des als Fotodetektor ausgebildeten Halbleiterbauelements befestigt, so daß das Licht aus der Faser in die aktive Däche des
ίο Halbleiterbauelements gekoppelt wird. Zwar bietet
diese bekannte Anordnung die Möglichkeit, eine optische Faser »anzuzapfen«, ohne die Faser unterbrechen
zu müssen, jedoch kann diese Kopplungsanordnung in den meisten Anwendungsfällen nicht zufriedenstellend
verwendet werden, da nur geringe Lichtenergie von der optischen Faser in das Halbleiterelement
übergeht
Aus der DE-OS 22 37 444 ist es beispielsweise bekannt eine optische Faser derart an der lichtemittierenden
Fläche einer Leuchtdiode anzubringen, daß die Mittenachse der Faser senkrecht zu der emittierenden
Fläche verläuft Diese Form der Anordnung ist jedoch mit Herstellungsschwierigkeiten verbunden. Zu einem
elektrooptischen Wandler kann beispielsweise ein keramisches Substrat gehören, auf dem die lichtemittierende
Diode angebracht ist, weiche ihrerseits mit der optischen Faser verbunden ist; ferner ist eine integrierte
Schaltung zum Treiben der lichtemittierenden Diode vorgesehea Sofern die lichtemittierende Diode in der
Weise angebracht ist, daß die lichtemittierende Fläche parallel zu der Ebene des Substrats ausgerichtet ist,
steht die optische Faser senkrecht von der Substratebene ab, was im Hinblick auf das Herstellungsverfahren
eine nachteilige Anordnung darstellt Sofern andererseits die optische Faser parallel zu dem Substrat
ausgerichtet ist, muß die lichtemittierende Diode senkrecht zur Ebene des keramischen Substrats
ausgerichtet sein. Mit keiner dieser bekannten Anordnungsmöglichkeiten läßt sich eine kompakte Bauweise
verwirklichen. Darüber hinaus fehlt der bekannten Kopplungsanordnung die Festigkeit da eine Berührung
zwischen der optischen Faser und der lichtemittierenden Diode lediglich am Faserende erfolgt Um im
Hinblick auf dieses Problem eine Verbesserung zu erzielen, ist in der DE-OS 22 37 444 vorgeschlagen, die
optische Faser einerseits und eine Fotodiode andererseits zunächst getrennt voneinander auf Unterlagen
anzubringen, um die Unterlagen anschließend aneinander zu kleben. Bei dieser Lösung ist jedoch zu beachten,
daß zusätzlich zu den beiden Verbindungsstellen zwischen optischer Faser und Fotodiode einerseits und
den beiden Unterlagen andererseits noch zusätzliche Verbindungsstellen zwischen den Unterlagen einerseits
und dem Ende der optischen Faser und der Lichteintrittsfläche der Fotodiode andererseits entstehen.
Aus »Applied Physics Letters«, Band 17, Nr. 3, 1. August 1970, Seiten 97 bis 99 ist eine optische
Kopplungsanordnung zwischen einer optischen Faser und einer Leuchtdiode bekannt, bei der die Stirnfläche
des Endabschnitts der Faser auf der Lichtaustrittsfläche der Leuchtdiode steht. Hier treten im wesentlichen
dieselben Nachteile auf, wie sie oben im Zusammenhang mit der DE-OS 22 37 444 erläutert wurden. Es müssen
also besondere Maßnahmen getroffen werden, damit überhaupt eine einigermaßen zufriedenstellende Verbindung
zwischen der optischen Faser und dem Halbleiterbauelement geschaffen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine
Kopplungsanordnung der eingangs genannten Art
anzugeben, die sich durch eine große mechanische Festigkeit der Verbindung zwischen Faser und Bauelement
auszeichnet, und die gleichzeitig einen hohen Kopplungswirkungsgrad gewährleistet Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst
Bei der erfindungsgemäßen Kopplungsanordnung wird das Licht von dem Halbleiterbauelement in die
optische Faser (oder umgekehrt) also in doppelter Weise eingekoppelt; einmal über die Umfangsfläche des
Endstücks der optischen Faser infolge Lichtbrechung, zum anderen mittels des lichtreflektierenden Elements
infolge Lichtreflexion. Hierdurch wird im Vergleich zu den bisher bekanntgewordenen Kopplungsanordnungen
wesentlich verbesserter Kopplungswirkungsgrad erzielt Da das Endstück der optischen Faser nicht mehr
mit der Stirnfläche an dem Halbleiterbauelement befestigt ist, sondern relativ großflächig auf der
Hauptfläche des Halbleiterbauelements aufliegt, wird
eine mechanisch feste Anordnung erzielt Die erfindungsgemäße optische Kopplungsanordnung läßt sich
auf einfache Weise herstellen. Dieser Vorteil zeigt sich insbesondere beim Vergleich mit den Anordnungen, wie
sie z. B. in der DE-OS 22 37 444 und dem angesprochenen Artikel aus »Applied Physics Letters« gezeigt sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen auch 4 Blatt Zeichnungen mit den F i g. 1 bis 11; im einzelnen jo
zeigt
Fig. 1 die räumliche Anordnung von einer lichtemit
tierenden Diode und einer optischen Faser entsprechend der erfindungsgemäßen Kopplungsunordnung;
Fig.2 und 3 Schnittdarstellungen der Anordnung
nach F i g. 1;
F i g. 4 eine zweite beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplungsanordnung;
Fig.5 und 6 Schnittdarstellungen der Ausführungsform
nach F i g. 4;
F i g. 7,8 und 9 Modifizierungen der Ausführungsform
nach Fig.4, wobei Anordnungshilfen für die Anordnung
der optischen Faser auf einer lichtemittierenden Fläche der lichtemittierenden Diode dargestellt sind, um
einen max. Wirkungsgrad der Kopplung zu gewährte!- sten;
Fig. 10 eine Ausführungsform der erfindungsgemä Ben Kopplung, bei welcher eine Abschrägung am Ende
der optischen Faser nicht erforderlich ist; und
F i g. 11 eine Schnitfdarstellung der Ausführungsform
nach F ig. 10.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Endabschnitt der optischen Faser, der am
Ende mit einem lichtreflektierenden Element versehen ist, in der Weise seitlich an der lichtemittierenden Fläche
der Halbleiter-Lichtquelle angebracht, daß die Mitienachse des Endabschnittes im wesentlichen parallel zu
der emittierenden Fläche verläuft. Die in die Faser eingekoppelte Lichtenergie besteht aus zwei Komponenten,
nämlich
aus derjenigen Lichtenergie, welche längs des Berührungsbereiches zwischen Faser und lichtemittierender
Fläche direkt in die Faser eingekoppelt wird; und aus derjenigen Lichtenergie, welche von
dem am Fase, ende angebrachten reflektierenden Element reflektiert und in Richtung der Faserachse
gerichtet wird.
In ähnlicher Anordnung kann die Lichtenergie auch aus einer optischen Faser in einen optischen Detektor
auf Halbleiterbasis angekoppelt werden, wenn das Faserende ein reflektierendes Ende aufweist und direkt
an der lichtwahrnehmenden Fläche des optischen Detektors angebracht ist
Bei einer beispielhaften Ausführungsform besteht dat.
reflektierende Ende aus einer polierten Abschrägung an der optischen Faser. Bei einer anderen beispielhaften
Ausführungsform ist die optische Faser in eine rohrförmige Fassung eingesetzt, welche ein reflektierendes
Ende aufweist und mit einem Material von solchem Brechungsindex gefüllt ist der an den
Brechungsindex der optischen Faser angepaßt ist Zur Befestigung der optischen Faser an der Halbleiter-Lichtquelle
wird ein Bindematerial verwendet wie beispielsweise ein Epoxyharz, das einen Brechungsindex
aufweist der gleich oder größer ist als aer Brechungsindex
der optischen Faser.
Bei der mit den Fig.!, 2 und 3 dargestellten
Ausführungsform ist eine optische Faser 110 in einer seitlichen Kopplungsanordnung gemLß der vorliegenden
Erfindung an einer lichtemittierenden Diode 100 (LED) befestigt; im einzelnen zeigen die F i g. 2 und 3
Schnittdarstellungen der Ausführungsform nach F i g. 1 längs der Linien 2-2 bzw. 3-3 nach F i g. 1. Die LED 100
besteht aus einem üblichen Bauelement mit Hetero-Sanwichaufbau der verschiedene n- und p-leitende Halbleiter-Schichten
aufweist Hierzu gehört ein n-Ieitendes Galliumarsenid-Substrat 101, das auf einem metallischen
Leiter 102 aufgebracht ist Eine dotierte, η-leitende Schicht 103 aus Gallium-Aluminium-Arsenid
(GaAlAs) ist auf dem Substrat 101 aufgebracht Auf der Schicht 103 befindet sich eine iktive, p-Ieitende
Galliumarsenid-Schicht 104. Auf der Schicht 104 ist eine p-leitende Gallium-Aluminium-Arsenid-Schicht 105 aufgebracht;
und auf dieser Schicht 105 ist eine p+-leitende Galliumarsenid-Schicht 106 aufgebracht Auf der zuletzt
genannten Schicht 106 sind metallische Leiter 1Ό7-1 und
107-2 aufgebracht, zwischen denen eine schmale Nut freigelassen ist Die Leiter 107-1 und 107-2 sind
elektrisch miteinander verbunden, und, sofern eine Spannung zwischen die Leiter 107-1 bzw. 107-2 und den
Leiter 102 angelegt wird, wird von der planaren Oberfläche 108 zwischen den Leitern 107-1 und 107-2
Licht emittiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt das Einkoppeln von dem aus der lichtemittierenden Diode
100 austretenden Licht in die optische Faser 110 durch eine seitliche Befestigung des Endabschnittes der
optischen Faser 110 an der lichtemittierenden Fläche 108 der Diode mit der Maßgabe, daß die Achse des
Endabschnittes im wesentlichen parallel zur Ebene der lichtemittierenden Fläche 108 ausgerichtet ist Die
Ummantelung am Endabschnitt der optischen Fa.«er 110
wird nach irgendeinem der zahlreicher; bekannten Verfahren entfernt, und das Ende der optischen Faser
110 wird poliert, um eine Abschrägung 111 zu bilden.
Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, bildet das abgeschrägte Faserende 111 einen Winkel θ mit der lichtemittierenden
Fläche 108. Diejenigen Lichtstrahlen, die unter einem spitzen Winkel aus der lictitemittiercnden Fläche
108 austreten, werden direkt längs des Berührungsbereiches zwischen der lichtemittierenden Fläche 108 und der
optischen Faser I1O in die optische Faser eingekoppelt.
Zusätzlich bildet das polierte abgeschrägte Faserende ein lichtreflektierendes Element. Das bedeutet, diejenigen
Lichtstrahlen, die aus der lichtemittierenden Fläche
108 unterhalb der Abschrägung austreten, und niclr
direkt in die Faser eingekoppelt werden, werden an der Abschrägung 111 reflektiert und in die Faser geschickt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abschrägung 111 mit einem reflektierenden Material 112 ■;
wie etwa Aluminium überzogen. Darüber hinaus kann der gesamte Endabschnitt der optischen Faser mit dem
gleichen reflektierenden Material überzogen sein, um das in die Faser eingekoppelte Licht optisch zu isolieren.
Sofern der Endabschnitt der optischen Faser mit einem reflektierenden Material überzogen ist, wird dieser
Überzug von demjenigen Umfangsbereich entfernt, der in Berührung mit der lichtemittierenden Fläche 108
gebracht wird. Damit die optische Faser 110 dauerhaft an der LED 100 befestigt ist, wird die Faser mittels ü
einem Material wie etwa einem Epoxyharz, an dem Leiter 107 angebracht, das den gleichen oder einen
größeren Brechungsindex aufweist, als der Faserkern. In F i g. 3 ist das Epoxy-Material 113 in Berührung mit der
Faser 110 und dem Leiter 107 dargestellt. 2n
Mit den Fig.4, 5 und 6 ist eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei
welcher die Lichtenergie seitlich aus einer lichtemittierenden Diode 200 vom Burrus-Typ in eine optische
Faser 201 eingekoppelt wird; die Fig. 5 und 6 zeigen y,
Schnittdarstellungen der Ausführungsform nach F i g. 4 längs den dortigen Linien 5-5 und 6-6. Anstelle der
Ätzung einer kreisförmigen Vertiefung durch die obere halbleitende Galliumarsenid-Schicht bis zu der darunter
angeordneten lichtemittierenden Oberfläche wie das bei m einer typischen Burrus-Diode der Fall ist, ist bei dieser
Ausführungsform eine Nut durch die n-leitende Galliumarsenid-Schicht 202 hindurch bis zu der darunter
angeordneten lichtemittierenden, η-leitenden Gallium-Aluminium-Arsenid-Schicht
203 geätzt. Die p-leitende η Galliumarsenid-Schicht 204 befindet sich unter der
Schicht 203, und unter der Schicht 204 befindet sich eine p-leitende Gallium-Aluminium-Arsenid-Schicht 205. Die
halbleitende, ρ+ -leitende Galliumarsenid-Schicht 206 befindet sich unter der Schicht 205. Abgesehen von dem -to
Bereich 210 direkt unter der geätzten Nut, ist unter der Schicht 206 eine isolierende Siliciumdioxid-Schicht 209
angebracht. Unter der Schicht 209 und im Bereich 210 unter der Nut befindet sich der metallische Leiter 208.
Weiterhin sind die metallischen Leiter 207-1 und 207-2 <e>
auf der nicht-geätzten Oberfläche der Schicht 202 aufgebracht. Sofern eine Spannung zwischen den
Leitern 207-1, 207-2 und dem Leiter 208 angelegt wird, wird von dem freiliegenden, lichtemittierenden Bereich
211 direkt oberhalb des Bereiches 210 Licht emittiert. H)
Der freigelegte Kern der optischen Faser 201 mit dem polierten, abgeschrägten Ende 212 ist seitlich in der
Weise in die Nut eingesetzt daß sich das Faserende direkt oberhalb von dem lichtemittierenden Bereich 211
befindet Wie das bereits mit Bezugnahme auf die Kopplungsanordnung nach F i g. 1 beschrieben ist wird
das von dem emittierenden Bereich 211 abgegebene Licht direkt längs des gesamten Berührungsbereiches
zwischen dem emittierenden Bereich und dem Faserkern in den Faserkern 201 eingekoppelt Zusätzlich ω
werden diejenigen Lichtstrahlen, die aus dem lichtemittierenden Bereich 211 unterhalb der Abschrägung
auftreten und nicht direkt in die Faser 201 eingekoppelt werden, von dem abgeschrägten Faserende 212
reflektiert und damit längs der optischen Faser fortgeleitet Wie das mit Bezugnahme auf die Kopplungsanordnung
nach F i g. 1 beschrieben ist wird durch die Anbringung eines reflektierenden Überzugs 213,
etwa aus Aluminium, an dem abgeschrägten Faserende der Wirkungsgrad der Kopplung erhöht. Die mit einer
Nut versehene Burrus-Diode weist vorteilhafterweise einen Schlitz bzw. eine Vertiefung auf, in welche der
freigelegte Kern der optischen Faser leicht eingesetzt werden kann. Dadurch bestehen im Herstellungsverfahren
keinerlei Schwierigkeiten, die optische Faser in geeigneter Weise oberhalb von der lichtcmitticrcndcn
Fläche anzuordnen. Wie das aus F i g. 6 ersichtlich ist, kann der Zwischenraum zwischen dem Faserkern 201
und der Nut mit einem Bindemittel, wie etwa einem Epoxyharz, ausgefüllt werden, dessen Brechungsindex
gleich oder größer ist, als der Brechungsindex des Faserkerns.
Der Wirkungsgrad der Kopplung zwischen der lichtemittierenden Diode und der optischen Faser ist
eine Funktion des Winkels der Abschrägung, der seitlichen Anordnung des Endabschnittes der optischen
Faser oberhalb von der lichtemittierenden Fläche, und der richtigen Ausrichtung des runden Umfangs des
Endabschnitts an der lichtemittierenden Fläche. Eine max. direkte Kopplung der optischen Energie zwischen
der lichicmittierenden Fläche und der optischen Faser ist dann gewährleistet, wenn sich die gesamte
emittierende Fläche in Berührung mit dem Endabschnitt der Faser befindet. Eine max. Kopplung über Reflektion
ist dann gewährleistet, wenn sich das abgeschrägte Faserende direkt oberhalb von dem emittierenden
Bereich befindet, und der Endabschnitt in der Weise gedreht ist. daß eine Linie senkrecht zur Achse der
geätzten Nut parallel zur Ebene der Abschrägung verläuft. Eine theoretische Analyse ergibt, daß eine max.
Kopplung der Lichtenergie über Reflektion dann erfolgen soll, wenn der Winkel der Abschrägung
angenähert 45° beträgt; andererseits haben Versuchsergebnisse gezeigt, daß eine max. Kopplung dieser Art
dann erhalten wird, wenn der Winkel der Abschrägung 42° ausmacht.
Mit den Fig. 7, 8 und 9 sind Modifizierungen des
Aufbaus nach Fig.4 dargestellt. Zu jedem Aufbau gehört eine Anordnungshilfe, um die Faser direkt
oberhalb von dem lichtemittierenden Bereich anzuordnen, sowie die Faser innerhalb der Nut einer
Burrus-Diode in eine solche Stellung zu drehen, welche einen max. Kopplungswirkungsgrad gewährleistet.
Solche Bestandteile, die in den Fig.4, 7, 8 und 9 gemeinsam vorliegen, haben gleiche Bezugszeichen. Bei
der Ausführungsform nach F i g. 7 ist zwischen den Leitern 207-1 und 207-2 eine verbindende Metallplatte
301 in der Weise angebracht, daß eine Kante 302 der Metallplatte 301 senkrecht zu der geätzten Nut und
oberhalb von dem lichtemittierenden Bereich innerhalb der Nut verläuft. Die Faser 201 wird seitlich so weit in
die Nut eingeschoben, bis das Faserende die Metallplatte 301 berührt. Weiterhin wird die Faser 201 so weit
innerhalb der Nut gedreht, bis die planare Fläche der
Abschrägung an der Kante 302 anliegt Bei der Ausführungsform nach F i g. 8 ist ein zylindrischer
Metallstab 303 senkrecht über der geätzten Nut zwischen den beiden Leitern 207-1 und 207-2 angeordnet,
und befindet sich oberhalb von der lichtemittierenden Fläche. Die Faser 201 wird in der Weise angeordnet
daß der Metallstab 303 quer zu der planeren Räche der Abschrägung verläuft Bei der Ausführungsform nach
F i g. 9 sind die beid :n Leiter 207-1 und 207-2 durch ein einheitliches U-förmiges leitendes Bauteil 304 ersetzt
das zu dem gleichen Zweck und die gleiche Wirkung vorgesehen ist wie die Metallplatte 301 bzw. der
zylindrische Metallstab 302 bei den Alisführungsformen nach F i g. 7 bzw. F i g. 8.
Mit Fig. 10 ist eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dargestellt, bei welcher eine Abschrägung am Ende der optischen Faser nicht erforderlich ist;
die F i g. 11 zeigt eine Schnittdarstellung der Ausführungsform
nach F i g. 10. Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 bilden ein Metallrohr 401 und die Leiter 207-1
;.'~wie 207-2 eine Fassung oberhalb von der lichtemittierenden
Fläche innerhalb der Nut einer Burrus-Diode 200. Ein planares, reflektierendes Bauteil 402 befindet
sich an einem Ende des Rohres 401 oberhalb von der lichtemittierenden Fläche der lichtemittierenden Diode
200. Das Bauteil 402 schließt einen spitzen Winkel, vorzugsweise einen Winkel von 45", mit der lichtemittierenden
Fläche ein. Das andere Ende des Rohres 401 bildet mit der Nut eine öffnung für die Aufnahme des
freigelegten Kerns 403 einer optischen Faser innerhalb dieser öffnung, im Inneren des Rohres 401 befindet sich
angepaßtes Epoxymaieriai 4Ö4, das den gleichen
Brechungsindex aufweist, wie der Kern 403 der optischen Faser. Das Metallrohr 401 mit seinem
abgeschrägten reflektierenden Ende 402 bildet einen optischen Wellenleiter von dem Material 404, womit das
aus der lichtemittierenden Fläcne austretende Licht in « die optische Faser 403 eingeführt wird.
Sämtliche oben beschriebenen Anordnungen für die seitliche Kopplung einer optischen Faser an eine
lichtemittierende Diode weisen die gleiche Kopplungs Wirksamkeit auf, wie sie bei der bekannten Kopplung
über das Faserende erhalten wird. Die erfindungsgemäß •,orgesehene seitliche Kopplungsanordnung gewährleistet
jedoch eine festere und kompaktere Bauweise. Obwohl die Anordnungen in Verbindung mit der
Einkopplung von aus einer LED emittierten Licht beschrieben worden ist, können die Grundsätze der
vorliegenden Erfindung in gleicher Weise für die Einkopplung von Licht aus einer Halbleiter-Laserquelle
in eine optische Faser angewandt werden.
Weiterhin ist es für einen Fachmann offensichtlich, daß die Grundlagen der vorliegenden Erfindung
ebenfalls für eine Kopplungsanordnung zwischen einer optischen Faser und einem optischen Detektor auf
Halbleiter-Basis, wie z. B. einer Photodiode, anwendbar sind. Bei einer solchen Ausführungsform wird der mit
einem abgeschrägten Ende versehene Endabschnitt der optischen Faser an der planaren Detektorfläche des
optischen Detektors mit der Maßgabe angeordnet, daß die Faserachse im wesentlichen parallel zu der
Detektorfläche verläuft. Die in der optischen Faser übertragene Lichtenergie wird längs des Berührungsbereiches
zwischen der Faser und der Detektorfläche direkt in den Detektor eingekoppelt; eine weitere
Einkopplung von Lichtenergie erfolgt über die Reaktion
am abgeschrägten Ende. Zur Erläuterung dieser weiteren Anwendungsmöglichkeit der vorliegenden
Erfindung, kann die mit F i g. I dargestellte Ausführungsform in der Form angewandt werden, daß die LED
100 durch einen optischen Detektor auf Halbleiter-Basis ersetzt wird, z. B. durch einen einfachen Silicium-PN-Übergang
mit Vorspannung in Sperricniung. in diesem
Falle wird die optische Faser mittels einem Epoxyharz an der Fläche des Detektors befestigt, das einen
Brechungsindex zwischen den Brechungsindices der Faser und des Halbleiter-Detektors aufweist. Auch die
oben mit Bezugnahme auf Fig. 10 erläuterte Ausführungsform kann mit dem Ziel modifiziert werden, daß
Licht aus einer optischen Faser in eine Photodiode eingekoppelt wird. Bei einer solchen Modiflzierung wird
eine rohrförmige Fassung mit einem planaren reflektierenden Bauteil an einem Ende analog zur Anordnung
nach Fig. 10 an der Detektorfläche der Photodiode angebracht Nachdem die rohrförmige Fassung mit
einem Material gefüllt worden ist, das den gleichen Brechungsindex aufweist wie die optische Faser, und
nachdem die optische Faser in die Fassung eingesetzt worden ist, wird Licht aus der optischen Faser in die
Detektorfläche der Photodiode eingekoppelt Auch die mit den F i g. 7,8 und 9 dargestellten Anordnungshilfen
können vorgesehen werden, um die Faser mit der Maßgabe an der Detektorfläche auszurichten, daß ein
max. Kopplungswirküngsgrad erhalten wird.
Claims (7)
1. Optische Kopplungsanordnung, mit einem Halbleiterbauelement, dessen Hauptfläche optische
Strahlungsenergie emittieren oder empfangen kann, und einer daran befestigten optischen Faser, deren
Längsachse parallel zu der Hauptfläche verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endabichnitt
der optischen Faser (110,201,403) direkt an
der Hauptfläche (108, 211) befestigt ist, so daß ein Teil der Lichtenergie direkt von der Hauptfläche in
die optische Faser gebrochen wird oder umgekehrt, und daß ein lichtreflektierendes Element (111, 112,
212, 213, 401, 402,404) am Ende des Endabschnitts
der Faser angeordnet ist, um einen weiteren Teil der Lichtenergie von der Hauptfläche in die optische
Faser zu reflektieren oder umgekehrt
2. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lichteflektierende Element
eine pe|f«rte Abschrägung (11, 212) am Ende der
optischen Faser (110,201) isL
3. Kopplungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die polierte Abschrägung mit
einem reflektierenden metallischen Material (112, 213) überzogen ist
4. Kopplungsanordnung -aach einem der Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt der optischen Faser (201; 403) in einer
in das Halbleiterbauelement geätzten Nut befestigt ist, wobei die Hauptfläche des Bauelements innerhalb
der Nut verläuft
5. Kopplungsanordnung "ach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
lichtreflektierende Element -ϊη rohrförmiger Bereich (401) ist, dessen Achse im wesentlichen parallel
zu der Hauptfläche verläuft und mit der Faserachse fluchtet, und der am Ende eine reflektierende Fläche
(402) aufweist
6. Kopplungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtreflektierende Element
(401,402) mit einem lichtbrechenden Material gefüllt
ist, das im wesentlichen denselben Brechungsindex aufweist wie die optische Faser (403).
7. Kopplungsanordnung nach Anspruch 4. gekennzeichnet
durch Montageeinrichtungen (301; 303, 304) zum Positionieren der Faser direkt über der
Hauptfläche des Bauelements und zum Orientieren der Faser innerhalb der Nut des Bauelements in
einer Winkellage, die einen maximalen optischen Kopplungswirkungsgrad ergibt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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