DE2930317A1

DE2930317A1 - Verfahren zur optisch optimalen verbindung einer optischen faser mit einem optoelektronischen bauelement

Info

Publication number: DE2930317A1
Application number: DE19792930317
Authority: DE
Inventors: Ulrich Kalmbach
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Philips Kommunikations Industrie AG
Priority date: 1979-07-26
Filing date: 1979-07-26
Publication date: 1981-02-19
Also published as: DE2930317C2

Description

Verrahren zur optisch optimalen Verbindung einer optischen
Faser mit einem optoelektronischen Bauelement Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optisch optimalen Verbindung einer optischen Faser mit einem optoelektronischen Bauelement nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Es dient vorwiegend zur Justierung und Verbindung der optischen Faser mit einem Laser, einer Leuchtdiode oder einem Detektor für den Einsatz dieser Verbindung in Meßgeräten.
Bekannt ist bereits ein Verfahren zur Ausrichtung einer optischen Faser mit einem optoelektronischen Bauelement, bei dem ein erstes optoelektronisches Element innerhalb eines ringförmagen Körpers auf einem Trägerelement angebracht wird, bei dem im Verschiebeelement eines Betätigungselementes, das eine Bewegung längs der X- und Y-Achse ermöglicht, ein becherförmiger Körper angeordnet ist, der eine Bohrung besitzt, die an einer optischen Faser einen Paßsitz bildet, bei dem der becherförmige Körper auf dem ringförmigen Körper so angeordnet wird, daß der Becherrand des becherförmigen Körpers einen Gleitkontakt mit dem ringförmigen Körper bildet, bei dem ein zweites optoelektronisches Bauelement auf dem becherförmigen Körper in Ausrichtung mit der Bohrung vorgesehen ist, die axial zwischen den zwei optoelektronischen Elementen verläuft, von denen eines eine lichtemittierende Vorrichtung und das andere Element ein Detektor ist, bei dem die optoelektronischen Elemente erregt werden und das Ausgangssignal des Detektors mit den Steuerschaltungen des Betätigungselementes verbunden wird, bei dem das Verschiebeelement des Betätigungselements und der becherförmige Körper längs der X- und der Y-Achse in diejenige Position bewegt werden, bei der vom Detektor ein maximaler Ausgangswert erhalten wird, und bei dem der becherförmige Körper auf dem ringförmigen Körper in dieser Position fixiert wird.
In einer Ausgestaltung dieses Standes der Technik wird in die Bohrung des becherförmigen Körpers eine optische Faser eingesetzt, so daß deren Ende zumindest sehr nahe der lichtemittierenden Vorrichtung angeordnet ist und dann die Faser in der Bohrung fixiert (DE-OS 27 47 773).
Dieses bekannte Verfahren hat eine Reihe von Nachteilen. Einmal wird mit ihm eine Aufnahmebohrung für eine Lichtleitfaser optisch Justiert und dann fixiert. Damit ist aber durchaus nicht in allen Fällen sichergestellt, daß das Ende einer danach in die Aufnahmebohrung eingesetzten LLF ebenfalls optimal optisch justiert ist. Ferner kann beim späteren Einsetzen der LLF in die Aufnahmebohrung kaum sichergestellt werden, daß das Ende der LLF nicht die Oberfläche des optoelektronischen Bauelements berührt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das geschilderte Verfahren gemäß dem Stand der Technik derart auszugestalten, daß eine optimale Ausrichtung einer LLF mit einem optoelektronischen Bauelement nicht nur ermöglicht, sondern sichergestellt werden kann und weiterhin eine mechanische Berührung beider Teile miteinander verhindert werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren der geschilderten Art mit der Kombination der kennzeichnenden Merkmale A bis H des Anspruchs 1. Die Ansprüche 2 bis 4 sind auf die Verbindung selbst gerichtet.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß alle Schritte des Justiervorganges unter visueller Beobachtung verlaufen können und erst nach beendeter Justierung die endgültige Fixierung beider Bauteile gegeneinander erfolgt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
In der einzigen Figur sind die für die Durchführung des Verfahrens benötigten Teile schematisch dargestellt. Die Lichtleittaser LLF ist mit 1 bezeichnet, sie ist in die Aufnahmebohrung 4 eines Stiftes 5 eingerührt und mit einem Kleber derartig fixiert, daß das freie Ende 3 der LLF 1 um ein vorbestimmtes Ende aus dem Stift 5 herausragt. Der Stift 5 ist mit dem beweglich auf ihm angeordneten Ring 6 in dem nicht gezeichneten Bewegungsorgan eines Mikromanipulators befestigt. Der Ring 6 ist vorerst in der gezeichneten Position mit der Schraube 7 am Stift 5 festgehalten. Unter dem Bewegungsorgan des Mikromanipulators ist auf einer Unterlage 8 das optoelektronische Bauteil 10 befestigt, das seinerseits von einem restliegenden Ring 9 umgeben ist. Es erfolgt nun eine Vorjustage der Position des freien Endes 3 der LLF 1 relativ zum optoelektronischen Bauelement 10 unter visueller Beobachtung, beispielsweise durch ein Mikroskop, vorzugsweise durch ein Stereomikroskop.
Zur Erleichterung der Beobachtung der kritischen Stelle des optoelektronischen Bauelements 10 und des Endes 3 der UF 1 ist der Stift 5 an seinem dem Bauelement 10 benachbarten Ende mit einer Abschrägung 5a versehen. Bei der Vorjustage wird vor allem darauf geachtet, daß das Ende 3 der LLF 1 in möglichst guten optischen Kontakt zum optoelektronischen Bauelement 10 positioniert wird, ohne daß eine mechanische Berührung zwischen beiden Bauteilen, die zu Störungen Anlaß geben würde, erfolgt. Ist auf diese Weise die vertikale Position der LLF 1 mit dem Stift 5 bestimmt, wird das zweite Ende 2 der LLF 1 mit einem entsprechenden optoelektronischen Bauelement 11 verbunden und die Bauelemente 11 und 10 in Betrieb gesetzt. Ist beispielsweise das Bauelement 10 eine lichtemittierende Diode (LED), wird man als entsprechendes Bauelement 11 eine lichtempfindliche Diode, einen Fotodetektor, verwenden. Unter Beobachtung der Ausgangsspannung dieses Lichtdetektors 11 wird nun diejenige horizontale Position des Stiftes 5 mit dem Mikromanipulator eingestellt, die der optimalen optischen Kopplung zwischen der LLF 1 und dem Bauelement 10 entspricht. Dieser Vorgang kann, entsprechend dem Stand der Technik, auch automatisiert erfolgen. Nach der Feststellung der günstigsten Position des Stiftes 5 wird der Ring 6 durch Lösen der Schraube 7 vom Stift 5 gelöst, in die gestrichelt eingezeichnete Position auf den Ring 9 heruntergelassen und durch einen Klebstoff 13 mit dem Ring 9 verbunden. Ferner wird die Position des Stiftes 5 zum Ring 6 durch den Klebstoff 12 fixiert. Nach Aushärten der Kleber 12 und 13 können die so vereinigten Bauteile nach Lösung des Endes 2 der LLF vom zweiten Bauelement 11 aus dem Mikromanipulator entnommen werden.
Leerseite

Claims

Ansprüche: t erfahren zur optisch optimalen Verbindung einer optischen Faser mit einem optoelektronischen Bauelement, bei dem das optoelektronische Bauelement auf einem Trägerelement innerhalb eines ringförmigen Körpers angebracht wird, bei dem ein Ende der optischen Faser in einer Bohrung in einem becherförmigen Körper fixiert wird, bei dem der Becherrand des becherförmigen Körpers einen Gleitkontakt mit dem ringförmigen Körper bildet, bei dem ein zweites optoelektronisches Bauelement vorgesehen ist, wobei eines eine lichtemittierende Vorrichtung und das andere Element ein Licht-Detektor ist, bei dem das Ausgangssignal des Detektors für die Steuerung der Position in der X- und in der Y-Achse eines Verschiebeelementes eines Manipulators benutzt wird, bei dem das Verschiebeelement und der darin angeordnete becherförmige Körper in dieJenige Position bewegt werden, in der vom Detektor ein maximaler Ausgangswert erhalten wird, und bei dem der becherförmige Körper auf dem ringförmigen Körper in dieser Position fixiert wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß A vor der optoelektronischen Fein-Justage der Position des becherförmigen Körpers (5, 6) relativ zum ringförmigen Körper (9) ein Ende (3) der optischen Faser (1) in die Bohrung (4) des becherförmigen Körpers (5, 6) eingeführt und fixiert wird, B das eine Ende (3) der optischen Faser (1) durch Vor-Justage der Position des becherförmigen Körpers (5, 6) in drei Achsen in optischen Kontakt mit dem ersten optoelektronischen Bauelement (10) ohne gegenseitige BerUhrung gebracht wird, C die Vor-Justage durch visuelle Beobachtung erfolgt, D zur Ermöglichung der Vor-Justage der becherförmige Körper (5, 6) aus einem Stift (5) mit Aufnahme-Bohrung (4) ftlr die optische Faser (1) und mit einer Abschrägung (5a) sowie aus einem am Stift (5) verschiebbaren und am Stift reststellbaren Ring (6) besteht, E der Ring (6) während der Justage in einer vom ringförmigen Körper (9) entfernten Position am Stift (5) festgestellt ist, F zur Fein-Justage das zweite Ende (2) der optischen Faser (1) mit dem zweiten optoelektronischen Bauelement (11) verbunden wird, G nach der Fein-Justage der Ring (6) vom Stift (5) gelöst, auf den ringförmigen Körper (9) aufgesetzt und am Stift (5) erneut festgestellt wird, und H daß der Stift (5) gegenüber dem Ring (6) und der Ring (6) gegenüber dem ringförmigen Körper (9) fixiert wird.
2. Verbindung einer optischen Faser mit einem optoelektronischen Bauelement, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das optoelektronische Bauelement (10) auf einer Unterlage (8) befestigt und von einem festliegenden Ring (9) umgeben ist, daß senkrecht hierzu die optische Faser (1) in der Bohrung eines von einem Manipulator erfaßbaren Stiftes (5) befestigt ist und zum Bauelement hin herausragt, daß der Stift von einem kürzeren, beweglichen, aber am Stift feststellbaren Ring (6) umgeben ist, und daß der Stift unten einseitig zur Bildung eines Einblicksektors (5a) abgeschrägt ist.
3. Verbindung nach Anspruch 2 in Justierstellung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Ring (6) am oberen Ende des Stiftes (5) festgestellt und damit der Einblicksektor (5a) geörRnet ist.
4. Verbindung nach Anspruch 2 in Verbindungsstellung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Manipulierring (6) auf dem unteren Ring (9) aurgesetzt ist, und sowohl mit diesem als auch mit dem unteren Ende des Stiftes (5) mittels Kleber (12, 13) fest verbunden ist.