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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abgreifen von Lichtsignal
aus einem Lichtleiter.
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Heutzutage
ist es im Gebiet der faseroptischen Kommunikation und insbesondere
im Gebiet der Nachrichtentechnik wünschenswert, Lichtsignale abgreifen
zu können,
um den Verkehrsstatus der optischen Faser zu bestimmen. Gegenwärtig werden Lichtsignale
von der Faser mittels einer permanent angebrachten Anzapfungsbeziehungsweise
Abgreifeinrichtung angezapft beziehungsweise abgegriffen. Die Faser
besteht aus einem lichtleitenden Kern und einem Mantel. Damit die Abgriffseinrichtung
auf das Lichtsignal zugreifen kann, wird entweder der Mantel an
der Anzapfungsstelle entfernt oder die Faser wird gebogen. Die Anzapfungseinrichtung
arbeitet, um das Lichtsignal von dem Kern über dessen abklingendes Feld
anzuzapfen.
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Das
US-Patent Nr. 3 982 123 offenbart zwei Verfahren zum Anzapfen eines
Lichtsignals von einer optischen Faser, ohne daß es erforderlich ist, die
Faser zu brechen. Das diesem Patent zugrundeliegende erfinderische
Konzept besteht darin, in die Faser zu sehen, um so deren Verkehrsstatus
zu bestimmen und ein Signalabgriff kann irgendwo bewirkt werden, ohne
den Verkehr zu stören.
Dies wird dadurch erreicht, daß die
Anzapfeinrichtung, die in diesem Fall aus einem Material besteht,
das einen Photodetektor beinhaltet, auf einem lichtleitenden Kern
oder auf der Faser so plaziert wird, daß ein Anzapfen beziehungsweise
Abgreifen von Lichtsignalen bewirkt werden kann. Die optische Faser
umfaßt
einen Kern, der niedrige optische Verluste aufweist und einen Mantel, der
einen niedrigeren Brechungsindex besitzt als der Kern.
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Ein
erstes in dem Patent beschriebenes Verfahren liegt darin, fast das
gesamte oder das gesamte Ummantelungsmaterial von der Faser zu entfernen.
Dann wird der Detektor fest auf dem lichtleitenden Kern plaziert,
wobei der abgestreifte beziehungsweise freigelegte Bereich davon
wenigstens dreimal so groß wie
die Wellenlänge
in der optischen Faser sein muß.
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Ein
anderes Verfahren zum Abgreifen von Lichtsignalen besteht darin,
die optische Faser ohne ein Entfernen des Ummantelungsmaterials
zu biegen. Dies ermöglicht,
daß die
Lichtsignale durch die Ummantelung extrahiert werden können und
durch einen Photodetektor aufgenommen werden. In beiden Fällen wird
eine Anzapfung permanent bewirkt.
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Das
US-Patent Nr. 4 784 452 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Abgriff
mittels einer auf einer optischen Faser plazierten Anzapfungseinrichtung bewirkt
wird. Diese Faser besteht aus einem lichtleitenden Kern und wenigstens
einem Ummantelungsmaterial. Die Anzapfungseinrichtung, eine Sonde,
ist eine optische Faser des gleichen Typs wie die Faser, von der
die Signale abgegriffen werden. Die Sonde weist ein freies Ende
auf, das einen lichtleitenden Kern enthält. Um Lichtsignale von der
Faser abzugreifen, ist es erforderlich, die Ummantelung beziehungsweise
den Mantel zu entfernen, um den Kern freizulegen. Die Sonde wird
an diesem freigelegten Bereich verwendet, wobei das freie Ende der
Sonde gegen den entblößten Teil
der Faser plaziert wird. Um den bestmöglichen Anzapfungseffekt zu
erzielen, ist es erforderlich, den Winkel anzupassen, der durch die
Sondenachse und die Faserachse definiert wird. Ein Kopplungsmedium
verbindet den Bereich an der Sonde und den entblößten Teil der Faser und leitet Lichtsignale
von dem entblößten Teil
der Faser an die Sonde. Das Kopplungsmedium, welches ein Festkörper und
ein hartes Material ist, fixiert die Sonde bezüglich der Faser.
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Verschiedene
Experimente haben gezeigt, daß der
lichtleitende Kern aus Polyimid bestehen kann. In dem Artikel "Dependence of Precursor
Chemistry and Curing Conditions on Optical Loss Characteristics
of Polyimide Waveguides",
by C.P. Chien und K.K. Chakravorty von Boeing Aerospace und Electronics,
Seatlle, USA, SPIE Vol. 1323, Optical Thin Films III, New developments
(1990) ist offenbart, daß Polyimid
ein gutes Material für
den Kern der optischen Faser ist. Polyimid besitzt eine gute thermische
Stabilität
und einen dielektrischen Index von 3,5, der mit anderen IC-Materialien
kompatibel ist. Das Material eignet sich gut als Lichtübertrager,
wie beispielsweise in optoelektrischen Schaltungen im GHz-Frequenzbereich.
Der Vorteil von Polyimid liegt darin, daß bei der Herstellung von Kernen
die Kerne dicht zusammengepackt werden können. Weitere Daten von Polyimid
sind, daß es
einen Brechungsindex von 1,6 (1,58 bis 1,62) und optische Verluste
in dem Kern von ungefähr
1 dB/cm aufweist, wenn es ultraviolettem Licht ausgesetzt wird.
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Es
sind Experimente mit einem Silikon-Elastomer als ein Medium zur
Brechungsindexanpassung für
den lichtleitenden Kern durchgeführt
worden. Der Artikel " Index
Matching Elastomers for Fiber Optics" von Robert W. Filas, B.H. Johnson und
C.P. Wong von AT&T
Bell Laboratories, N.J. USA in der Zeitschrift IEEE, Proc. Electron.
Compon. Cont., Vol. 39, Seiten 486 bis 489 offenbart, daß Silikon-Elastomere gute
Materialien zur Anpassung an den Kernindex sind. Eine Reflexion
als Funktion der Diphenyl-Konzentration und Temperatur wird erhalten,
indem die Reflexionsstärke
eines Monomode-Wellenleiters gemessen wird, dessen Kern in einem
Elastomer verkapselt worden ist. Es ist möglich, den gleichen Brechungsindex
auf einem Silikongummimaterial wie den Brechungsindex des Kerns
zu erhalten. Der Silikongummi kann als eine Schnittstelle zwischen
unterschiedlichen Komponenten verwendet werden. Ein anderes Verfahren
liegt beispielsweise darin, den Silikongummi als Schutz gegenüber Feuchtigkeit
und Staub zu verwenden.
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Gegenwärtig wird
Luft als das Brechungsmedium an dem lichtleitenden Kern des Lichtwellenleiters
verwendet. Luft besitzt einen viel niedrigeren Brechungsindex als
Polyimid. Der Brechungsindex von Luft ist 1, wohingegen der Brechungsindex
des Polyimids 1,6 ist und der Brechungsindex des Silikongummis 1,5
ist.
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Ein
Nachteil bei den herkömmlichen
Lösungen
liegt darin, daß Lichtsignale
mittels permanent angebrachten Einrichtungen angezapft werden. Dies bedeutet,
daß Lichtsignale
von der Faser an einer spezifischen Stelle abgegriffen werden, an
der die Ummantelung entfernt worden ist. Bei den früheren Lösungen bestanden
eine Vielzahl von weiteren Nachteilen. Einer dieser Nachteile liegt
darin, daß Lichtsignale
nur von Faserwellenleiter abgegriffen werden können und daß es erforderlich ist, die
Ummantelung von der Stelle zu entfernen, an der eine Anzapfung stattfinden
soll. Die Anzapfungseinrichtung muß fest auf die optische Faser
an der Stelle plaziert werden, von der die Ummantelung entfernt worden
ist. Eine Anzapfung in permanenten Zweigen hat übermäßig hohe Verluste zur Folge.
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Aus
US-4,834,482 ist ein Koppler für
optische Fasern bekannt, in welchen eine optische Faser eingeklemmt
werden kann, um aus der Faser ein Lichtsignal abzugreifen bzw. ein
Lichtsignal einzuspeisen, ohne die Umhüllung der Faser, welche den lichtleitenden
Kern der Faser umgibt, zu entfernen. Die Faser wird hierzu gebogen
und gegen ein spezielles Element des Kopplers gedrückt, welches
vorzugsweise elastisch ist, aber auch hart sein kann. Das spezielle
Element hat den gleichen Brechungsindex wie die Umhüllung der
Faser. Aufgrund der Verbiegung der Faser verlässt Licht den Kern, und wird durch
die Umhüllung
und das spezielle Element geführt,
um abgegriffen zu werden.
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In
US-4,431,264 wird ein elastisches Material zur Umhüllung von
optischen Fasern beschrieben.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten
Verfahrens zum Abgreifen von Lichtsignalen aus einem Lichtleiter.
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Diese
Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den abhängigen
Ansprüchen
beschrieben.
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Ein
Aspekt liegt darin, den optischen Wellenleiter in einem elastischen
Verkapselungsmaterial, einer elastischen Ummantelung zu verkapseln.
Weil das Verkapselungsmaterial elastisch ist, kann eine Anzapfungseinrichtung,
eine Sonde, in die Ummantelung und in Richtung des lichtleitenden
Kerns gedrückt
werden. Dies ermöglicht,
daß die
Sonde von dem abklingenden Feld, das den Kern umgibt, Licht aufnehmen
kann und damit eine Anzapfung bewirkt werden kann, ohne daß es erforderlich
ist, einen Teil des Ummantelungsmaterials zu entfernen.
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Die
Beschreibung betrifft auch eine Materialauswahl, mit der eine beabsichtigte
physikalische Wellenleitereigenschaft in einer einfachen Weise erhalten
wird. Dieses Merkmal liegt darin, die Wehlenleiter-Ummantelung durch
ein elastisches Verkapselungsmaterial, beispielsweise Silikongummi,
zu ersetzen.
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In
einem Fall ist der optische Wellenleiter ein Lichtwellenleiter und
in dem anderen Fall eine optische Faser. Die zwei optischen Wellenleiter
unterscheiden sich von einander darin, daß der Lichtwellenleiter fest
auf einem Substrat angeordnet wird, das eine dünne Schicht, einen lichtleitenden
Kern und ein Verkapselungsmaterial umfaßt, wohingegen die optische
Faser einen lichtleitenden Kern und das Verkapselungsmaterial umfaßt.
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Gemäß einer
ersten Alternative wird das Verkapselungsmaterial als eine schützende Umhüllung verwendet,
die sich vollständig über den
lichtleitenden Kern und über
diejenigen Komponenten erstreckt, die mit einem Lichtwellenleiter
verbunden sind. Der Lichtwellenleiter und die Komponenten sind fest
auf dem Substrat montiert. Das Verkapselungsmaterial ist ein elastisches
Material und es ist auch optisch transparent, und besitzt drei verschiedene Funktionen.
Die erste dieser Funktionen ist den Kern zu bedecken, um so ein
Indexanpassungsmedium zu erhalten, welches Lichtsignale aus dem
Kern nicht heraus leitet. Die zweite dieser Funktionen liegt darin, als
eine lichtleitende Schicht zwischen dem Ende des Wellenleiters und
einer Komponente zu dienen , die Lichtsignale liefert oder empfängt, beispielsweise eine
Laserdiode. Das Material wird als ein Kopplungsmaterial verwendet,
um die Lichtsignale an/von der Laserdiode von/an den Kern zu leiten.
Die numerische Apertur des Lichtes wird mittels des Brechungsindex
der verkapselnden Materials gesteuert. Das Verkapselungsmaterial
liegt außerhalb
des Fensters der Laserdiode. Die dritte Funktion des Verkapselungsmaterials
liegt darin, die Komponenten und den Kern gegenüber äußeren Einflüssen für diejenigen Fälle zu schützen, wenn
mehrere Komponenten auf dem Substrat, beispielsweise Verbindungseinrichtungen,
montiert sind.
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Gemäß einer
anderen Alternative besteht die Ummantelung der optische Faser aus
dem Verkapselungsmaterial, das um den lichtleitenden Kern vorgesehen
ist.
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Die
Erfindung besitzt den Vorteil, daß Lichtsignale abgegriffen
werden können,
ohne daß eine permanente
Befestigung der Abgriffseinrichtung an einer vorgegebenen Abgriffsstelle
auf dem optischen Wellenleiter erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil
liegt darin, daß es
möglich
ist, Licht von dem Lichtwellenleiter abzuzapfen bzw. abzugreifen,
wenn der Wellenleiter fest auf dem Substrat sitzt. Bis jetzt sind Lichtsignale
von auf einem Substrat montierten Lichtwellenleiter nicht abgegriffen
worden. Somit wird ersichtlich werden, daß Lichtsignale von einem derartigen
System leicht abgegriffen werden können. Weitere Vorteile liegen
in der Tatsache, daß ein
Abgreifen falls wünschenswert
zeitweise durchgeführt
werden kann und daß die
elastische Verkapselung gegenüber
externen Umwelteinflüssen,
wie beispielsweise Staub, Luft und Feuchtigkeit, während eines
Lichtabgriffprozesses schützt.
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Weitere
Aufgaben der Erfindung und dadurch erzielte Vorteile sind aus den
bevorzugten Ausführungsformen
ersichtlich, die im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben werden.
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1 bis 3 zeigen
eine erste Ausführungsform
der Erfindung, und 4 zeigt eine zweite Ausführungsform.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Draufsicht eines auf einer Siliziumscheibe montierten Lichtwellenleiters;
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2 eine
vergrößerte Querschnittsansicht des
Lichtwellenleiters auf der Siliziumscheibe, entlang einer Linie
A-A in 1;
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3 eine
vergrößerte Querschnittsansicht des
Lichtwellenleiters auf der Siliziumscheibe, entlang der Linie B-B
in 1; und
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4 eine
Querschnittsansicht der optischen Faser.
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Die
Figuren der beiliegenden Zeichnungen sind nicht maßstäblich gezeichnet
und dienen ausschließlich
zur Darstellung derjenigen Teile, die zum Verständnis des Erfindungsgedankens
benötigt
werden.
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1 zeigt
eine Anordnung 20, die ein Substrat 21, eine Verbindungseinrichtung 25,
einen Lichtwellenleiter 23 und eine optische Komponente 24 umfaßt, die
Licht empfängt
oder aussendet.
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2 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in der 1 und
durch die optische Komponente 24 der Anordnung 20,
die in 1 gezeigt ist. Auf dem Substrat 21 ist
eine sehr dünne Schicht 40 angebracht,
die als ein Brechungsmedium für
einen lichtleitenden Kern 30 dienen soll. Ein sehr schmaler
Spalt 31 besteht zwischen einem Ende des Kerns 30 und
der Komponente 24. Die Verbindungseinrichtung 25 ist
direkt mit dem anderen Ende des Kerns 30 verbunden. Ein
elastisches Verkapselungsmaterial 32 ist auf der Komponente 24 und
auf dem Kern 30 vorgesehen.
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3 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
des in 1 gezeigten Lichtwellenleiters 23 entlang
der Linie B-B in dieser Figur. 3 stellt
den Lichtwellenleiter dar, der den lichtleitenden Kern 30, die
dünne Schicht 40 auf
dem Substrat 21 und das Verkapselungsmaterial 32 umfaßt. Das
Verkapselungsmaterial besitzt einen niedrigeren Brechungsindex als
der Kern 30. Die Schicht 40 liegt auf dem Substrat 21 und
der Kern 30 liegt auf der Schicht 40. Das Verkapselungsmaterial 32 bedeckt
alle Anordnungen auf dem Substrat 21.
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Das
in 1 dargestellte Substrat 21 ist eine Siliziumscheibe
der für
Halbleiter typischen Art. Die Scheibe kann mehrere darauf angebrachte
Lichtwellenleiter 23, Komponenten 24 und Verbindungseinrichtungen 25 besitzen.
Das Substrat 21 kann auch aus einem Material für eine Schaltungsplatine,
einem Glasmaterial oder irgendeiner anderen Art von Material bestehen,
vorausgesetzt daß das
Substrat 21 einen niedrigeren Brechungsindex besitzt als
der Kern 30. Es ist wichtig, daß die Dämpfung in dem Kern 30 so
niedrig wie möglich
ist.
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Der
Lichtwellenleiter 23 der 2 und 3 besteht
aus drei getrennten Teilen, nämlich
der auf das Substrat 21 aufgebrachten dünnen Schicht 40, dem Kern 30 und
dem Verkapselungsmaterial 32. Die Schicht 40 besteht
aus Siliziumdioxid, während
das Substrat 21 aus Silizium besteht. Das Substrat muß einen
niedrigeren Brechungsindex als der Kern 30 besitzen, so
daß er
Licht leitet. Der lichtleitende Kern 30 ist in der Form
von dünnen
Drähten
oder Fäden aufgebaut
und besitzt eine Breite von 5 bis 10 μm für Monomode und einer Breite
von 40 bis 100 μm
für Multimode.
Beim Montieren beziehungsweise Anbringen des Kerns 30 wird
ein photostrukturierbares Polyimid verwendet, das eines von zwei
verschiedenen Arten, entweder Probimid 412 oder Probimid 348 sein
kann. Diese Polyimide werden auf dem Substrat 21 naß geätzt. Ein
Naßätzen ist
eine billige und einfache Herstellungstechnik bei der Herstellung
von lichtleitenden Kernen 30. Das obige Verfahren kann auch
angewendet werden, wenn das Substrat 21 groß ist, beispielsweise
eine gesamte Schaltungsplatine. Andere Substanzen, aus denen der
Kern 30 hergestellt werden kann, umfassen Acrylat, Polymethacrylat
und Polystyrol. Polyimide, die nicht photostrukturierbar sind, sind
verfügbar,
bei denen die Struktur geätzt
werden kann. Wenn ein Monomode gewählt wird, ist es geringfügig schwieriger,
den richtigen Brechungsindex zu erhalten, da das Verkapselungsmaterial
besser definiert sein muß als
für den Fall
eines Multimodes.
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Die
optischen Komponenten 24 können beispielsweise eine Laserdiode
oder eine Leuchtdiode umfassen. Wenn das Substrat 21 aus
Silizium hergestellt ist, wird zuerst Siliziumdioxid auf die dünne Schicht 40 angewendet,
um den richtigen Brechungsindex zu erhalten. Der Kern 30 besteht
aus dem Polyimidmaterial und wird auf dem Siliziumdioxid naßgeätzt. Dann
werden an der Stelle, an der die Laserdiode montiert ist, Goldelektroden
zum Zwecke der Zuführung
von Strom an die Laserdiode angebracht. Die Laserdiode, deren Abmessungen
0,2 x 0,3 mm sind, wird fest auf das Substrat 21 gelötet, dessen
Größenabmessungen
5 x 5 mm sind. Der lichtemittierende Teil der Laserdiode, das Fenster, besitzt
Abmessungen von 1,5 x 1 μm,
in dem die Laserdiode Licht an den Lichtwellenleiter leitet. Eine
andere Komponente der Anordnung in 1 ist die
Verbindungseinrichtung 25, die eine einfache Verbindungseinrichtung
ist. Schließlich
wird der Aufbau in einem Verkapselungsmaterial, wie beispielsweise
Silikongummi, verkapselt.
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Ein
Gebiet, welches sehr heiß wird,
ist das Laserdiodengebiet. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Laserdiode
eine beträchtliche
Wärme aussendet. Diese
Wärme kann
mittels einer kleinen Diamentscheibe verteilt werden, die zur Wärmeleitung
verwendet wird. Dies verhindert, daß das Verkapselungsmaterial
so heiß wird,
daß es
das Material angreifen und zersetzen kann. In der Ausführungsform in 2 ist
das Verkapselungsmaterial 32 Silikongummi, welches ein
Elastomertyp ist. Das Verkapselungsmaterial 32 ermöglicht den
Abgriff von Lichtsignalen von dem lichtleitenden Kern 30.
Da das Verkapselungsmaterial elastisch ist, kann eine lichtleitende
Sonde in das elastische Verkapselungsmaterial und nach unten in
Richtung des Kerns 30 geschoben werden. Der Silikongummi
ist optisch leitend. Das Verkapselungsmaterial 32 wird
auf dem Substrat 21 plaziert, welches die Komponenten 24 und 25 trägt, während es
noch formbar ist und danach wird eine Verhärtung ermöglicht, so daß der Silikongummi elastisch
wird. Da der Silikongummi ebenfalls die numerischen Aperturen und
die Wellenleitungseigenschaften steuern kann, eignet es sich gut
als ein Brechungsmedium. Die Verwendung von Silikongummi schafft
eine schützende
Abdeckung über
die Komponenten 24 und 25 und den lichtleitenden
Kern 30, wobei diese Bedeckungsschicht gleichzeitig gute
optische Eigenschaften vorsieht. Außerdem ist der Gummi elastisch
und kann thermische Spannungen aufnehmen. Das Verkapselungsmaterial 32 wird
an drei Stellen auf dem Substrat 21 verwendet: Erstens
umkapselt das Verkapselungsmaterial 32 den Kern 30. Zweitens
verkapselt es die Komponenten 24 und 25. Drittens
dient es als ein Medium zur Indexanpassung zwischen dem Kern 30 und
der optischen Komponente 24. Die numerische Apertur wird
durch das Medium zur Indexanpassung mittels des Brechungsindex gesteuert.
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Das
Verkapselungsmaterial kann in mehreren unterschiedlichen Vorgehensweisen
gelegt werden. Eine Vorgehensweise liegt darin, eine kleine Kugel
von Verkapselungsmaterial 32 auf das Substrat 21 herauszupressen
und dieses Material dann über das
Substrat auszuglätten,
in einer ähnlichen
Weise wie bei der Anwendung einer Oberflächenfüllmasse. Ein anderes Verfahren
ist das Spinnverfahren. Diese Spinntechnik beinhaltet das Plazieren
des Verkapselungsmaterials 32 in der Mitte des Substrats 21 und dann
das Drehen des Substrats in einer Spinnmaschine, so daß das Verkapselungsmaterial 32 über das
gesamte Substrat 21 durch die erzeugten Zentrifugalkräfte in einer
einfachen und effektiven Art verteilt wird. Diese Technik hat zur
Folge, daß das
Verkapselungsmaterial 32 gleichmäßig und dünn über das Substrat 21 verteilt
wird.
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Die
oben beschriebene Anordnung 20 wird bei einem Verfahren
zum Anzapfen eines Lichtsignals mit Hilfe einer lichtleitenden Sonde
verwendet, die direkt auf den optischen Wellenleiter angewendet wird.
Indem die Sonde durch das elastische Verkapselungsmaterial 32 nach
unten gedrückt
wird, ist es möglich,
dem lichtleitenden Kern 30 so nahe zu kommen, um das abklingende
Feld, das den Kern 30 umgibt, aufzunehmen. Der Kern 30 erfährt fast
keine Verluste. Es ist wichtig, daß die Sonde nicht zu weit in
das Verkapselungsmaterial eingeführt
wird, weil die Verkapselung dann permanent deformiert werden kann.
Falls die Probe andererseits nicht ausreichend weit in das Verkapselungsmaterial 32 eingeführt wird, kann
sie das abklingende Feld nicht aufnehmen. Der Abstand zwischen der
Sonde und dem Kern 30 muß in der richtigen Größenordnung
weniger als μm
sein. Ein Meßinstrument
kann verwendet werden, um sicherzustellen, daß die gleichen richtigen Abstände bei
jeder Anzapfungsoperation erhalten werden.
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Das
Verfahren ist folgendermaßen:
In
einem ersten Schritt wird das Faserende der lichtleitenden Sonde
nach unten gegen den verkapselten optischen Wellenleiter gedrückt. In
einem zweiten Schritt wird das Faserende der Sonde in das Verkapselungsmaterial 32 gedrückt, während sie
das Material bis zu einem durch die elastischen Eigenschaften des
Materials zugelassenen Ausmaß elastisch
deformiert oder so, daß die
sich ergebende Restdeformierung nicht permanent wirkt. In einem
letzten Schritt wird das Faserende der Sonde zu dem optischen Wellenleiter 23 abgewinkelt,
so daß ein
Teil des Lichtsignals durch die Sonde aufgenommen wird. Die Sonde
wird so abgewinkelt, daß sie
ein gegebenes Lichtsignal anzapft beziehungsweise abgreift. Falls der Winkel
verändert
wird, wird ein anderes Lichtsignal in der Sonde erhalten.
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Es
sollte hervorgehoben werden, daß das Faserende
der lichtleitenden Sonde genauso breit ist wie der optische Wellenleiter,
um so den bestmöglichen
Abgriff beziehungsweise Anzapfung zu erhalten. Außerdem sollte
die Sonde aus dem gleichen Material wie der lichtleitende Kern oder
aus einem Material hergestellt sein, daß einen genauso großen oder
größeren Brechungsindex
besitzt. Die Sonde kann auch aus einer plastischen Faser hergestellt sein.
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Das
Verfahren ermöglicht
auch, daß die
lichtleitende Sonde wenn erwünscht
permanent an dem optischen Wellenleiter befestigt wird. Die Sonde
wird nach Abschluß der
Lichtsignal-Anzapfungsoperation mit keiner Restdeformierung der
Verkapselung entfernt. Beim Anzapfen von Lichtsignalen auf Lichtwellenleitern
müssen
keine weiteren Maßnahmen
vorgenommen werden, damit eine Anzapfung stattfindet.
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Eine
andere Anordnung ist in 4 dargestellt. 4 zeigt
eine optische Faser 1, die aus einem lichtleitenden Kern 2 und
einem elastischen Verkapselungsmaterial 3 besteht. Der
Kern 2 kann beispielsweise Polyimid umfassen und besitzt
einen höheren
Brechungsindex als das Verkapselungsmaterial 3. Die Kernverkapselung
besteht aus dem elastischen Material, welches vorzugsweise Silikongummi ist.
Weil das Material elastisch ist, kann eine Anzapfungseinrichtung,
nämlich
die Sonde, in das Verkapselungsmaterial 3 eingeführt werden
und eine Anzapfung kann stattfinden, wenn die Sonde das abklingende
Feld erreicht. Die Anzapfungseinrichtung kann entfernt werden, wenn
dies erwünscht
ist. Die optische Faser 1 kann sich zwischen verschiedenen
Telefonstationen oder beispielsweise zwischen unterschiedlichen
Computern erstrecken. Die optische Faser kann sich über große Entfernungen
erstrecken und es ist manchmal erforderlich, die optische Faser zu
untersuchen, um den Verkehrsstatus der Faser festzustellen. Die
dargestellte Faser 1 wird nicht durch ein Substrat gehalten,
sondern liegt frei.
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Optische
Fasern 1 können
in der gleichen Vorgehensweise wie unter Bezugnahme auf den Lichtwellenleiter 23 beschrieben
angezapft werden. Vor dem ersten Verfahrensschritt muß die Faser 1 auf einer
harten Halteoberfläche
plaziert werden, damit die Anzapfung stattfinden kann. Wenn die
optische Faser 1 nicht zu flexibel ist, kann eine Sonde
in die Faser eingeführt
werden ohne daß sie
auf einer harten Oberfläche
gehalten wird.
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Es
ist sehr teuer, Laserdioden unter Verwendung von gegenwärtigen Metall-Verkapselungstechniken
zu verkapseln. Einer der Vorteile der Verkapselung von Komponenten
auf dem Substrat liegt darin, daß sie relativ billig ist. Ein
weiterer Vorteil bei der Verwendung von Verkapselungsmaterial, das
elastische Eigenschaften besitzt, liegt darin, daß eine Sonde
in das Material gedrückt
werden kann und Lichtsignale angezapft werden können. Ein weiterer Vorteil
liegt darin, daß ein
optischer Wellenleiter gemäß der oben
beschriebenen Ausführungsformen
billig und einfach hergestellt werden kann. Das Verfahren ermöglicht auch
Lichtsignale von optischen Wellenleitern für zeitweilige Gelegenheiten
abzugreifen. Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines elastischen Verkapselungsmaterials
liegt darin, daß das
Material die Bewegungen aufnehmen kann, die von den optischen Komponenten
herrühren,
wenn sie heiß werden.