DE4204458A1

DE4204458A1 - Optical fibre coupling for component with several inputs or outputs - is adjusted by measurement of attenuation between input and output as component is aligned w.r.t. additional light guides

Info

Publication number: DE4204458A1
Application number: DE19924204458
Authority: DE
Inventors: Lothar Dipl Ing Finzel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1992-02-14
Publication date: 1993-08-19
Anticipated expiration: 2012-02-15
Also published as: DE4204458C2

Abstract

Two connecting parts (3,4) are joined together by guidance rods (5) in grooves (24) and assembled to the optical component (1) on a glass support (19) which has a raised central section between two bonding surfaces (13). A single optical fibre (9) is carried on one connecting part (3), and a number of parallel fibres (7) on the other part (4). During adjustment the attenuation between prim. and sec. measuring light guides (20) is minimised by repositioning of the optical component which carries two adjustment light guides on its outer edges for this purpose. The guidance rods are removed after completion of the adjustment. ADVANTAGE - Precise coupling can be achieved with low machining costs.

Description

Die Erfindung betrifft eine Faserankopplung mit einem ersten und einem zweiten gegenüberliegenden Anschlußteil zwischen die ein optischer Baustein, der mehrere Eingänge oder mehrere Aus gänge aufweist, eingefügt wird.The invention relates to a fiber coupling with a first and a second opposite connector between the an optical module that has multiple inputs or multiple off has gears, is inserted.

Bisher wurden die anzuschließenden Fasern einzeln justiert. Darüber hinaus ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 28 52 744 ein Verfahren zum Verbinden von Lichtfaserbündeln bekannt, bei denen die einzelnen Fasern in v-förmigen Nuten geführt und zusammengefügt werden. Diese Art der Verbindung benötigt jedoch einen größeren Platzbedarf und ist nur mit erheblichem Aufwand herzustellen.So far, the fibers to be connected have been individually adjusted. It is also from the German published application 28 52 744 a method for connecting optical fiber bundles known in which the individual fibers in v-shaped grooves led and put together. That kind of connection however requires a larger space and is only included considerable effort to manufacture.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Faserankopplung für opti sche Bausteine anzugeben, die eine präzise Faserankopplung bei geringem Arbeitsaufwand ermöglicht.The object of the invention is a fiber coupling for opti specify modules that contribute to precise fiber coupling allows little work.

Eine entsprechende Faserankopplungseinrichtung ist im Patent anspruch 1 angegeben.A corresponding fiber coupling device is in the patent Claim 1 specified.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen beschrieben.Advantageous developments of the invention are in the Unteran sayings described.

Vorteilhaft bei dieser Erfindung ist, daß keine einzelnen vom Coating befreiten Faserenden miteinander verbunden werden, sondern vorgefertigte Anschlußteile mit dem optischen Baustein verbunden werden.The advantage of this invention is that no individual from Coating free fiber ends are connected to each other, but prefabricated connecting parts with the optical module get connected.

Vorteilhaft ist, daß beide Anschlußteile durch Führungsstäbe miteinander verbunden sind, um eine einfache Ausrichtung zu ermöglichen. Justierwellenleiter ermöglichen hierbei eine prä zise Ausrichtung der Anschlußteile mit dem optischen Baustein. It is advantageous that both connecting parts by guide rods are interconnected for easy alignment enable. Adjusting waveguides enable a pre Precise alignment of the connection parts with the optical module.

Vorteilhaft ist es, daß die Führungsstäbe zur Vermeidung von Temperaturspannungen nach der Montage aufgetrennt werden.It is advantageous that the guide rods to avoid Temperature stresses are separated after assembly.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Figuren näher erläutert.Embodiments of the invention are based on figures explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Faserankopplung bei der Montage, Fig. 1 is a block diagram of a fiber coupling in the assembly,

Fig. 2 einen optischen Baustein mit montierten Anschluß teilen und Fig. 2 share an optical module with mounted connector and

Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines Anschlußteils. Fig. 3 is a sectional view of a connector.

Fig. 1 zeigt einen optischen Baustein 1, der auf einem Glas- Trägerteil 19 realisiert ist. Er ist zwischen einen ersten Anschlußteil 3 und einen zweiten Anschlußteil 4 eingefügt. Beide Anschlußteile sind durch in Nuten 24 geführte Führungs stäbe 5 miteinander verbunden. Die Anschlußteile 3 und 4 und der optische Baustein 1 werden aneinander gefügt, wobei die Anschlußflächen 17 der Anschlußteile 3 und 4 an den Ankoppel flächen 14 des optischen Bausteines nahezu anliegen. Das Trä gerteil 19 des optischen Bausteines weist hier ein erhöhtes Mittelteil auf, so daß die Anschlußteile auf den Seitenteilen der Trägerplatte aufliegen und mit diesem auf der Klebefläche 13 verbunden werden. Das Trägerteil kann auch als Quader ausge führt werden, wobei die Anschlußflächen 17 mit den Ankoppelflä chen 14 direkt verklebt werden. Fig. 1 shows an optical module 1 , which is realized on a glass support member 19 . It is inserted between a first connection part 3 and a second connection part 4 . Both connecting parts are connected to each other by guide rods 5 guided in grooves 24 . The connection parts 3 and 4 and the optical module 1 are joined together, the connection surfaces 17 of the connection parts 3 and 4 on the coupling surfaces 14 of the optical module almost abut. The Trä gerteil 19 of the optical module here has an elevated central part, so that the connecting parts rest on the side parts of the carrier plate and are connected to this on the adhesive surface 13 . The carrier part can also be performed as a cuboid, the pads 17 with the Ankoppelflä surfaces 14 are glued directly.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Anschluß teil 3 nur einen Lichtwellenleiter 9 auf, während das Anschluß teil 4 mehrere parallel angeordnete Lichtwellenleiter einer LWL- Vielfachader aufweist. Diese Faserankopplung ist daher beson ders für den Anschluß an Planar-Vielfachkoppler geeignet.In the illustrated embodiment, the connection part 3 has only one optical waveguide 9 , while the connection part 4 has a plurality of optical fibers arranged in parallel in a fiber optic multi-core. This fiber coupling is therefore particularly suitable for connection to planar multiplexers.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Planarkoppler als opti schen Baustein mit montierten Anschlußteilen 3 und 4. Der Pla narkoppler weist sich verzweigende Lichtwellenleiter 21 auf. Das Problem liegt nun darin, die Eingangsseite des Kopplers exakt zum Lichtwellenleiter 9 und die Ausgangsseite exakt zu den Lichtwellenleitern 7 auszurichten. Hierzu sind an den Außenseiten des Planarkopplers und der Anschlußteile Justier- Lichtwellenleiter 16 Meß-Lichtwellenleiter 20 angeordnet. Fig. 2 shows a plan view of a planar coupler as an optical component's with mounted connecting parts 3 and 4th The Pla narkoppler has branching optical fibers 21 . The problem now lies in aligning the input side of the coupler exactly with the optical waveguide 9 and the output side exactly with the optical waveguide 7 . For this purpose, 16 measuring optical fibers 20 are arranged on the outer sides of the planar coupler and the connecting parts.

Es kann davon ausgegangen werden, daß die Lagegenauigkeit der Leiterbahnen 21 des optischen Bausteines minimale Toleranzen aufweist. Ebenso können die Lichtwellenleiter 9 und 7 auf den Anschlußteilen mit minimalen Toleranzen gefertigt werden. Das Problem besteht daher nur noch in der exakten Ausrichtung der Faserankopplungseinheit zum optischen Bautein. Dies wird durch die Justier-Lichtwellenleiter 16 des optischen Bausteines bzw. die Meß-Lichtwellenleiter 20 der Anschlußteile ermöglicht, denn ein Zugriff zu den Lichtwellenleitern 9 und 7 zu Meßzwecken ist häufig nicht möglich. So erfolgt die Ausrichtung der Anschluß lichtwellenleiter 9 und 7 zu den Lichtwellenleitern des opti schen Bausteines durch eine präzise Ausrichtung der Justier- Lichtwellenleiter zu den Meß-Lichtwellenleitern 20. Bei der Justierung wird die Dämpfung zwischen den primärseitigen und sekundärseitigen Meß-Lichtwellenleitern 20 gemessen und die Lage des optischen Bausteines zur Faserankopplungseinrichtung solange mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung variiert, bis die Dämpfung ein Minimum aufweist. Die Meß-Lichtwellenlei ter können direkt mit einer Meßeinrichtung verbunden werden und nach der Montage für Meßzwecke oder zur Übertragung von Signalen verwendet werden. Falls sie nicht mehr benötigt wer den können sie auch abgebrochen werden. Ebenso ist eine opti sche Ankopplung an die Meßeinrichtung möglich, wenn die Meß- Lichtwellenleiter an der Außenseite plan/geschliffen oder glatt abgeschnitten sind. Nach der genauen Ausrichtung des optischen Bausteines zu den Anschlußteilen erfolgt eine Verklebung, bei spielsweise mit Epoxidharz. Der Spalt zwischen den Anschluß teilen und dem optischen Baustein wird mit einem Material auf gefüllt, das im Brechungsindex den Kernglas angepaßt ist. It can be assumed that the positional accuracy of the conductor tracks 21 of the optical module has minimal tolerances. Likewise, the optical fibers 9 and 7 can be manufactured on the connecting parts with minimal tolerances. The problem therefore only exists in the exact alignment of the fiber coupling unit with the optical component. This is made possible by the adjusting optical fibers 16 of the optical component or the measuring optical fibers 20 of the connecting parts, because access to the optical fibers 9 and 7 for measuring purposes is often not possible. Thus, the alignment of the connection optical fibers 9 and 7 to the optical fibers of the optical component's rule by precise alignment of the adjusting optical fibers to the measuring optical fibers 20th During the adjustment, the attenuation between the primary-side and secondary-side measuring optical fibers 20 is measured and the position of the optical module relative to the fiber coupling device is varied by means of a device, not shown, until the attenuation has a minimum. The Meß-Lichtwellenlei ter can be connected directly to a measuring device and used after assembly for measuring purposes or for the transmission of signals. If they are no longer needed, they can also be canceled. An optical coupling to the measuring device is also possible if the measuring optical fibers are flat / ground or cut off on the outside. After the exact alignment of the optical component to the connection parts, there is gluing, for example with epoxy resin. Share the gap between the connector and the optical module is filled with a material that is adapted to the core glass in the refractive index.

Hierfür ist Silikon bzw. ein hochtransparenter Klebstoff ge eignet. Um Wärmedehnungsprobleme zu vermeiden, können an schließend die Führungsstäbe 5 zwischen den Anschlußteilen 3 und 4 durchtrennt werden. Sollbruchstellen 15 der Führungs stäbe erleichtern dies.Silicone or a highly transparent adhesive is suitable for this. In order to avoid thermal expansion problems, the guide rods 5 between the connecting parts 3 and 4 can be severed at closing. Breaking points 15 of the guide rods facilitate this.

In Fig. 3 ist das Anschlußteil 4 als Schnittbild dargestellt.In Fig. 3, the connecting part 4 is shown as a sectional view.

Auf der Oberseite der Anschlußteile sind V-Nuten eingeätzt. Vorzugsweise bestehen die Anschlußteile aus monokristallinem Silizium. Die Nuten 24 der Anschlußteile werden durch die Führungsstäbe 10 exakt zueinander ausgerichtet. Dadurch werden die Lichtwellenleiter in den Anschlußteilen exakt zueinander ausgerichtet.V-grooves are etched on the top of the connection parts. The connection parts preferably consist of monocrystalline silicon. The grooves 24 of the connecting parts are exactly aligned with each other by the guide rods 10 . As a result, the optical fibers in the connecting parts are exactly aligned with each other.

Um die Montage zu erleichtern sind die Anschlußteile und der optische Baustein auf einer Arbeitsplatte 18 abgelegt. (Gegen über Fig. 1 um 180° um die Längsachse gedreht dargestellt). Als Variante werden prismenförmig ausgeführte Führungsstäbe 10 verwendet. Die Lichtwellenleiter 7 und die Meß-Lichtwellenlei ter 20 werden in V-förmigen Nuten 6 geführt, deren Teilungsab stand genau mit dem des optischen Bausteins übereinstimmt. Die Nuten sind in das aus einkristallinem Silizium bestehende An schlußteil eingeätzt. Die Fixierung der Lichtwellenleiter er folgt vorzugsweise durch Klebstoff, der unter UV-Licht aus härtet. Nach einem Schleifen der Anschlußflächen 17 werden zunächst die Anschlußteile 3 und 4 zueinander ausgerichtet und fixiert. Die Ausrichtung erfolgt, wie aus den Fig. 1 und 2 bekannt, durch Führungsstäbe 5 oder 10. Besonders geeignet sind die in Fig. 3 dargestellten prismenförmige Führungsstäbe, durch die beide Anschlußteile zu einer rahmenförmigen Konstruk tion verbunden wird, die auf der Arbeitsplatte 18 gut aufliegt. Die Lichtwellenleiter 7 und 20 werden durch Glasabdeckungen 22 und 23 geschützt. Ebenso kann eine gemeinsame Abdeckung vorge sehen werden. In order to facilitate assembly, the connecting parts and the optical module are placed on a worktop 18 . (Compared to Fig. 1 rotated by 180 ° about the longitudinal axis). As a variant, prism-shaped guide rods 10 are used. The optical waveguide 7 and the measuring-Lichtwellenlei ter 20 are guided in V-shaped grooves 6 , the Teilungsab was exactly the same as that of the optical module. The grooves are etched into the connection part consisting of single-crystal silicon. The fixation of the optical waveguide, he follows preferably by adhesive that cures under UV light. After grinding the connection surfaces 17 , the connection parts 3 and 4 are first aligned and fixed to one another. As is known from FIGS. 1 and 2, the alignment is carried out by guide rods 5 or 10 . The prism-shaped guide rods shown in FIG. 3 are particularly suitable, by means of which the two connecting parts are connected to form a frame-shaped construction which rests well on the worktop 18 . The optical fibers 7 and 20 are protected by glass covers 22 and 23 . Common coverage can also be seen.

Zwischen die Anschlußteile 3 und 4 wird der optische Baustein 1 von oben abgesenkt und mittels Höhenfeinverstellung 11 und Seitenfeinverstellung 12 durch eine nicht dargestellte Vor richtung genau positioniert.Between the connecting parts 3 and 4 , the optical module 1 is lowered from above and precisely positioned by means of height adjustment 11 and side adjustment 12 by an unillustrated device.

Claims

1. Fiber coupling for several on a carrier part ( 19 ) of an optical module ( 1 ) arranged optical fibers ( 21 ), with several connecting optical fibers ( 7 , 9 ), characterized in that a first connecting part ( 3 ) with at least one connecting optical fiber ( 9 ) is provided
that a second connection part ( 4 ) with a plurality of connection optical fibers ( 7 ) is provided,
that the first and the second connecting part ( 3 , 4 ) are connected to one another by guide rods ( 5 , 10 ) and the optical waveguides ( 7 and 9 ) are thus exactly aligned with one another, that the optical module ( 1 ) between the connecting parts ( 3 , 4 ) is inserted,
that on the outer sides of the carrier part ( 19 ) of the optical module ( 1 ) each has an adjusting optical fiber ( 16 ) is arranged and on the outer sides of each connecting part ( 3 and 4 ) two measuring optical fibers ( 20 ) arranged at the same distance are.

2. Fiber coupling according to claim 1, characterized in that a measuring device can be connected to the measuring optical waveguide ( 20 ) via an optical coupling.

3. Fiber coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the guide rods ( 5 , 10 ) are separated after assembly.

4. Fiber coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the guide rods ( 5 , 10 ) have predetermined breaking points ( 15 ).

5. Fiber coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting parts ( 3 , 4 ) are glued to the optical module ( 1 ).

6. Fiber coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the optical module ( 1 ) has two mutually parallel coupling surfaces ( 14 ) and the connecting parts ( 3 , 4 ) have matching connecting surfaces ( 17 ) thereon.

7. Fiber coupling according to claim 1 or 2, characterized in that a gap between the coupling surfaces ( 14 ) and the connection surfaces ( 17 ) with a refractive index of the core glass of the optical fibers ( 9 , 7 ) is filled with material.