DE60128360T2

DE60128360T2 - Verfahren zur Kopplung einer optischen Faser an einen optischen Chip

Info

Publication number: DE60128360T2
Application number: DE60128360T
Authority: DE
Inventors: Arnold E. Agoura Hills GOLDMAN; Juergen K. Tarzana FLAMM; John G. Pasadena Mark; Ike J. Montebello SONG
Original assignee: Litton Systems Inc
Current assignee: Northrop Grumman Guidance and Electronics Co Inc
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2001-07-28
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2021-07-29
Also published as: DE60128360D1; JP2004505311A; EP1305662B1; WO2002010818A2; AU2001286401A1; EP1305662A2; WO2002010818A3; CA2417522A1; JP3908664B2; CA2417522C; US6796724B2; US20020015567A1

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft die Befestigung oder das Justieren (Pigtailing) von Glasfasern an integrierten optischen Multichips und insbesondere die qualitative Verbesserung des Pigtailing.
2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik und weitere Überlegungen
Die Befestigung einer Glasfaser an einem Chip, z.B. einem integrierten optischen Multichip (MIOC), beinhaltet die Verwendung eines Klebstoffs oder einer Flüssigkeit mit dem gleichen Brechungsindex. Der Chip enthält einen Anschlusspunkt, an dem die Glasfaser befestigt wird. Es ist wichtig, dass die Befestigung nicht übermäßig unregelmäßig oder unsymmetrisch ist. Wird zum Beispiel der Klebstoff nicht gleichmäßig aufgebracht, kann es bei seiner Aushärtung zu einer Bewegung zwischen der Glasfaser und dem Anschlusspunkt kommen, wodurch der Fluss der optischen Energie zu oder von dem Chip abgeschwächt oder anderweitig behindert wird. Infolgedessen kommt es zu Verlusten bei der Leistung und beim wiederholbaren Betrieb.
Eine mögliche Technik ist in JP-05-107425 beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese und weitere Probleme werden durch die Erfindung erfolgreich angegangen und gelöst, indem eine symmetrisch gestaltete Hülse verwendet wird, die bei der Befestigung der Faser am Chip hilft. Genauer gesagt, trägt die Hülse zur genauen und präzisen Befestigung durch den Klebstoff oder die Flüssigkeit bei, der/die denselben Brechungsindex hat wie der Chip und die Glasfaser.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren bereitgestellt zur Befestigung einer Glasfaser an einem optischen Chip und zur Aufrechterhaltung der Endausrichtung der Faser am Anschlusspunkt auf dem Chip, welches folgende Schritte umfasst: Positionieren und Befestigen einer Hülse mit einer symmetrisch gestalteten Vertiefung am Anschlusspunkt des Chips; Plazieren von Klebstoff in die Vertiefung der Hülse; Einführen der Faser in die Vertiefung der Hülse, so dass die Faser in der Vertiefung ausgerichtet ist, und Positionieren des Faserendes nächst dem Anschlusspunkt auf dem Chip; Härten des Klebstoffs und hierdurch Befestigen der Faser am Chip, wobei der Klebstoff in dieser Position wegen der symmetrischen Form der Vertiefung symmetrisch aushärtet und die Faser zu dem Chip-Anschlusspunkt präzise positioniert, und gekennzeichnet ist durch den Schritt: Entfernen der Hülse vom Chip und vom Klebstoff, wenn der Klebstoff ausgehärtet ist.
Bei einem Beispiel ist die Hülse mit einer symmetrischen inneren Vertiefung ausgestattet und an einem Ende am Chip befestigt. Am anderen Ende nimmt die Hülse eine oder mehr Fasern auf oder ist an diesen befestigt. Die innere Vertiefung hat eine symmetrische Gestalt um die Faser und den an die Faser gebundenen Klebstoff. Durch sie wird der Klebstoff oder die Flüssigkeit zwischen dem Faserende und dem Chipende mit dem Anschlusspunkt räumlich beschränkt, geregelt und festgelegt.
Die Verwendung einer Hülse bietet mehrere Vorteile. Die symmetrisch gestaltete innere Vertiefung, welche die Faser umgibt, gewährleistet symmetrisches Aushärten des Klebstoffs an dieser Position und führt nicht zu unerwünschter Wegbewegung der Faser aus ihrer bevorzugten Ausrichtungsposition oder liefert eine wiederholbare Bewegung, so dass die optimale Ausrichtungsposition der Faser in Bezug auf den Chip erreicht wird. Indem das Volumen und die Position des Klebstoffmaterials präzise geregelt werden, wird die Symmetrie trotz der Wirkungen von Schwerkraft und Kapillarwirkung beibehalten, die bisher einen sehr symmetrischen Pigtail verhindert haben.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden deutlich und ein umfassenderes Verständnis der Erfindung wird erhalten aus der folgenden Erläuterung beispielhafter Ausführungsform und den beigefügten Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
1 eine Explosionsansicht von einem integrierten optischen Multichip (MIOC), einer Glasfaser mit abgemanteltem Ende und einer bevorzugten Ausführungsform der Pigtailing-Hülse zwischen dem Chip und der Glasfaser, die in Vorbereitung der Befestigung der Faser an dem Chip sämtlich ausgerichtet sind;
1a einen Querschnitt der Hülse der 1 entlang der Gerade 1a-1a, darin die Hülsenvertiefung, deren Innenwand die Gestalt eines senkrechten Kegelstumpfs hat;
1b einen Querschnitt einer Hülse mit einer anderen Form als in 1 und 1a, bei deren Hülsenvertiefung nämlich die Innenwand die Gestalt eines Pyramidenstumpfs hat;
2 den Aufbau der 1, wobei die Hülse auf dem Chip positioniert ist und in der Hülse ein Klebemittel enthalten und mit dem Chip in Kontakt ist;
3 eine ähnliche Ansicht von dem Aufbau wie 2, wobei die Faser an dem Chip geklebt ist und in der Hülse festgehalten wird; und
4 den fertigen Aufbau nach Entfernen der Hülse.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Siehe 1: Ein Chip 10, wie ein integrierter optischer Multichip (MIOC), ist üblicherweise mit einem Anschlusspunkt 12 ausgestattet, der zum Befestigen eines Glasfaserkerns verwendet wird, wie er in einer Glasfaser 14 enthalten ist. Eine typische Glasfaser enthält einen Kern 16, umgeben von Mantelschicht und Kabelmantel, die gemeinsam mit der Bezugszahl 18 bezeichnet werden. Der Kern wird am Ende 20 der Faser abgemantelt, damit er am Anschlusspunkt befestigt werden kann.
Eine Hülse 22 wird zur richtigen und symmetrischen Befestigung des Kerns am Anschlusspunkt verwendet. Die Hülse 22 enthält einen Körper 24 mit einer symmetrisch gestalteten Vertiefung 26, deren Innenwand von den Enden 30 und 32 begrenzt wird, die sämtlich eine Achse 34 als Mittelpunkt haben. Siehe 1a: Die Innenwand 28 der Vertiefung 26 hat die Gestalt eines senkrechten Kegelstumpfs. Siehe 1b: Ersatzweise kann die Vertiefung eine andere Gestalt haben, wobei die Vertiefung 26 mit einer Wand 28b mit der Gestalt eines Pyramidenstumpfs bereitgestellt wird. Die Bauweise der Wand 28b ist zwar rechteckig dargestellt, es kann aber auch jede beliebige polygone Form eingesetzt werden, vorausgesetzt, dass die Gestalt, ob konisch oder polygon, um die Achse 34 oder 34b symmetrisch ist. Dadurch sind die symmetrisch geformte Vertiefung 26 sowie ihre Enden 30 und 32 und alle anderen symmetrisch geformten Vertiefungen, wie die Vertiefung 26, um ihre Achse zentriert. Anders gesagt, teilt man eine Gerade 36 durch die Achse 34 in die zwei Abschnitte 36a' und 36a'' (1a) oder eine Gerade 36b durch die Achse 34b in die zwei Abschnitte 36b' und 36a'' (1b), sind die jeweiligen Abschnitte 36a', 36a'' bzw. 36b', 36a'' gleich lang.
Der Anschluss 30 verfügt über eine Aussparung 40, die um das Ende 42 des Chips 10 passt. Somit sind beide ähnlich gestaltet. Der Anschluss 32 ist kleiner als der Anschluss 30 und kann das Ende 20 oder, wenn gewünscht, den Kern 16 der Glasfaser 14 aufnehmen. Somit wirkt er als Eintrittspunkt für die Glasfaser.
Siehe 2: Zum Verbinden der Glasfaser 14 und ihres Kerns 16 mit dem Chip 10 am Anschlusspunkt 12 wird ein Klebstoff oder eine Flüssigkeit 46 mit einer herkömmlichen Zusammensetzung mit demselben Brechungsindex in die Vertiefung 26 platziert, die Glasfaser 14 wird in den Eintrittsabschnitt oder das kleine Ende 32 der Hülse 22 eingeführt, der Kern 16 wird am Anschlusspunkt 12 auf beliebige Weise richtig befestigt, die erforderlich ist, um die Abschwächung der optischen Signale zu minimieren, und der Klebstoff wird gehärtet. Wenn gewünscht, kann der Klebstoff in die Vertiefung eingeführt werden, nachdem die Glasfaser darin positioniert wurde. Aufgrund der symmetrischen Gestalt der Innenwand der Hülse und der Mehrzahl an gleichen Teilen 36a', 36a'' und 36b, 36a'' härtet der erhaltene Klebstoff an dieser Position symmetrisch aus, so dass eine unerwünschte Bewegung der Faser aus ihrer bevorzugten Ausrichtungsposition gegenüber dem Anschlusspunkt 12 ausgeschlossen und eine wiederholbare Bewegung ermöglicht wird, wodurch die optimale Ausrichtungsposition der Faser in Bezug auf den Chip erreicht wird. Das Ergebnis ist in 3 dargestellt.
Siehe 4: Nach Entfernen der Hülse erhält man das Produkt.
Somit wird der Klebstoff und/oder die Flüssigkeit von der Hülse 22 zwischen dem Faserende 44 und dem Anschlusspunkt 12 auf dem Chip 10 geregelt, festgelegt und räumlich beschränkt. Die Hülse legt den Bereich und das Volumen fest, die tatsächlich mit dem Klebstoff oder der Flüssigkeit in Kontakt stehen. Indem das Volumen und die Position des Materials aufgrund der symmetrischen Gestalt der Innenwand 28 der Hülse präzise geregelt werden, kann die Symmetrie entgegen den Wirkungen von Schwerkraft und Kapillarkraft beibehalten werden, die bisher einen sehr symmetrischen Pigtail verhindert haben, der für Leistung und Wiederholbarkeit erforderlich ist.
Die Erfindung wird zwar anhand bestimmter Ausführungsformen beschrieben, aber man sollte erkennen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Befestigung einer Glasfaser (14) an einem optischen Chip (10) und zur Aufrechterhaltung der Endausrichtung der Faser (14) am Anschlusspunkt (12) auf dem Chip (10), welches folgende Schritte umfasst: Positionieren einer Hülse (22) mit einer symmetrisch gestalteten Vertiefung am Anschlusspunkt (12) des Chips (10); Plazieren von Klebstoff (46) in die Vertiefung (26) der Hülse (22); Einführen der Faser (14) in die Vertiefung (26) der Hülse (22), so dass die Faser (14) in der Vertiefung (26) ausgerichtet ist und Positionieren des Faserendes nächst dem Anschlusspunkt (12) auf dem Chip (10); Härten des Klebstoffs und hierdurch Befestigen der Faser (14) am Chip (10), wobei der Klebstoff in dieser Position wegen der symmetrischen Form der Vertiefung (26) symmetrisch aushärtet und die Faser zu dem Chip-Anschlusspunkt (12) präzise positioniert, und gekennzeichnet ist durch den Schritt: Entfernen der Hülse (22) vom Chip (10) und vom Klebstoff (46), wenn der Klebstoff (46) ausgehärtet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, zudem umfassend den Schritt der Bereitstellung einer Hülsenvertiefung (26) mit der Gestalt eines Pyramidenstumpfs.
Verfahren nach Anspruch 1, zudem umfassend den Schritt der Bereitstellung einer Hülsenvertiefung (26) mit der Gestalt eines senkrechten Kegelstumpfs.