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Die
Erfindung betrifft allgemein im Bereich der Mikrotechnologien (oder
auch Nanotechnologien) die Integration von mindestens zum Teil optischen
Bauelementen in eine optische Verbindung und betrifft insbesondere
eine optische Anordnung, die mindestens ein optisches Bauelement
zwischen zwei optischen Eingängen/Ausgängen wie
Wellenleiter (typischerweise Fasern) umfasst, die eine Bedingung
der optischen Ausrichtung einhalten müssen.
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Sie
ist insbesondere in den Bereichen der optischen Filterung und des
optischen Pumpens anwendbar.
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Im
Nachstehenden ist der Begriff mindestens zum Teil optisches Bauelement
als ein Begriff zu betrachten, der sowohl die ausschließlich optischen Bauelemente
(beispielsweise Linsen) als auch optoelektronische Bauelemente (beispielsweise
Filter oder Laserhohlräume)
abdeckt, die von einem Lichtsignal durchquert werden können (ohne
dass dies impliziert, dass die Eingangs- und Ausgangsflüsse identisch
sind).
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Wie
man weiß,
hat im Bereich der Mikroelektronik die Erhöhung der Arbeitsfrequenz der
elektronischen Systeme dazu geführt,
dass Signalflüsse
in optischer Form mit Hilfe von optischen Wellenleitern vorgesehen
werden, die außerdem
den Vorteil haben, dass mit ihnen eine sehr gute Immunität gegen elektromagnetische
Störungen
erhalten werden kann.
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Dies
hat zur Erscheinung von optoelektronischen Mikrosystemen geführt, die
optische Bauelemente, optoelektronische Bauelemente (deren Eingän ge oder
Ausgänge
entweder optische oder elektrische Signale sind) und elektronische
Bauelemente (integrierte Schaltungen) kombinieren können.
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Die
optische Gesamtausrichtung der Elemente ist ein entscheidender Schritt
des Zusammenbaus eines solchen optoelektronischen Mikrosystems,
wobei eines der größeren Probleme
darin besteht, dass diese Gesamtausrichtung von einer Folge von
paarweisen Ausrichtungen zwischen den aufeinander folgenden optischen
und optoelektronischen Elementen eines solchen Systems abhängt: das
Kriterium der optischen Ausrichtung eines Systems hängt also
gleichzeitig von der bei jeder paarweisen Ausrichtung verlangten
Genauigkeit und von der Anzahl von optisch auszurichtenden Elementen
ab.
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Gegenwärtig können die
Techniken der Ausrichtungen eines Mikrosystems in drei große Kategorien
eingeteilt werden:
- 1. Die aktive Ausrichtung,
bei der am Ende einer Faser Licht einzuführen ist und die Elemente einzeln
so angeordnet werden müssen,
dass man ein Maximum an Signal am Ende der anderen Faser erhält; eine
Optimierung wird durch kleine Bewegungen der auszurichtenden Elemente
quer zum optischen Weg gewährleistet,
was mechanische oder piezoelektronische Mikromanipulatoren erfordert;
die so definierten Stellungen werden dann durch Verkleben fixiert;
ein solches aktives Ausrichtungsverfahren ist sehr langwierig und
erfordert, dass man über
Mittel zur mechanischen Blockierung verfügt, deren Verwendung keine Spannungen
mit sich bringt, die die endgültig
definierte Ausrichtung modifizieren können (und natürlich die
Elemente, insbesondere die Fasern, nicht beschädigt).
- 2. Die optische Ausrichtung mit Hilfe von Visierzeichen, die
sehr komplizierte Positionierungseinrichtungen erfordern.
- 3. Die Ausrichtung mittels Beilagen oder Positionierungsanschlägen, die
in dem Halter des Mikrosystems hergestellt werden; es ist jedoch
schwierig, Beilagen oder Anschläge
an optischen Bauelementen herzustellen.
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Ein
neuer Weg wird beschritten, der einer passiven Ausrichtung entspricht,
wie er insbesondere in der Schrift
FR
2 757 276 (EP-0 944 851 oder US-6 151 173) beschrieben
wird, die eine Anordnung von optisch ausgerichteten optischen Bauelementen und
ein Verfahren zu ihrer Herstellung betrifft. Diese Schrift lehrt
zur Herstellung der Ausrichtung von zwei Bauelementen, die auf einem
gemeinsamen Träger montiert
sind, indem sie parallel zur Oberfläche dieses Trägers ausgerichtet
sein müssen,
Mikrokugeln aus schmelzbarem Material zu verwenden, die Positionierungsstellen
verbinden, die auf der Oberfläche dieses
Trägers
und jedem dieser Bauelemente vorgesehen sind. Bei der Schmelzung
dieses Materials zwischen zwei einander gegenüberliegenden Stellen gestatten
es die Oberflächenspannungskräfte dieses Materials
und dessen Benetzbarkeitskräfte
auf diesen Stellen, eine Selbstausrichtung der Bauelemente auf dem
sie aufnehmenden Träger
zu erhalten (dieser Träger
wird Verbindungssubstrat genannt). Die erhaltenen Genauigkeiten
sind kleiner als ein Mikron.
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Diese
Möglichkeit
der passiven Ausrichtung wurde auch in der Schrift "Through-etched silicon carriers
for passive alignment of optical fibers to surface-active optoelectronic
components" von
HOLM, AHLFELDT, SVENSSON und VIEIDER, veröffentlicht in Sensors and Actuators
82 (2000) 245–248, und
in der Schrift "Passive
Fibre Alignment von SOURIAU, COBBE, DELATOUCHE und MASSIT – Conférence
IMAPS, Strasbourg 2001, ausgenutzt. Die Eigenschaften der Selbstausrichtung mit
Hilfe von Mikrokugeln werden hier dazu verwendet, um eine optische
Faser und ein optoelektronisches Bauelement auszurichten. In der
ersten Schrift ist die Faser in ein Loch eingeführt, das in dem Träger vorgesehen ist,
auf dem das Bauelement selbstausgerichtet wird, während bei
der zweiten Schrift die Faser in eine Platte eingeführt ist,
die unabhängig
von dem Bauelement auf dem Träger
montiert ist.
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Die
genannten Beispiele der passiven Ausrichtung haben gemeinsam, dass
sie nur eine Ausrichtung von zwei Elementen einander gegenüber vorschlagen,
und die beiden genannten Artikel, die als einzige eine Montage von
Elementen senkrecht zu einem Träger
vorsehen, sind auf diesen Fall von zwei auszurichtenden Elementen
(Faser plus Bauelement) beschränkt,
da sie auf den Fall von optoelektronischen Bauelementen beschränkt sind,
die ausschließlich
eine optisch/elektronische Umwandlung oder umgekehrt gewährleisten.
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Es
ist jedoch ein neuer Bedarf daran aufgetreten, mit einer sehr guten
optischen Ausrichtung drei optische Elemente, und zwar zwei optische
Fasern (allgemeiner zwei optische Eingänge/Ausgänge), zwischen die mindestens
ein mindestens zum Teil optisches Bauelement eingesetzt ist, im
Inneren einer leicht herzustellenden optischen Anordnung mit geringen
Abmessungen und vernünftigen
Kosten koppeln zu können.
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Die
Erfindung schlägt
zu diesem Zweck eine optische Anordnung vor, umfassend zwei parallele Platten,
die jeweils von einem Loch durchsetzt sind, das einen optischen
Eingang/Ausgang mit gegebener optischer Achse bildet, und ein mindestens
zum Teil optisches Bauelement, das zwischen diesen Platten angeordnet
ist, wobei das Bauelement und eine erste dieser Platten erste Anbringungsstellen umfasst,
die quer zur Platte einander gegenüber angeordnet sind und durch
erste Erhebungen aus einem schmelzbaren Material verbunden sind,
das in der Lage ist, im geschmolzenen Zustand diese ersten Anbringungsstellen
selektiv zu benetzen, so dass dieses Bauelement und der Eingang/Ausgang
dieser ersten Platte optisch ausgerichtet werden, und die beiden
Platten zweite Anbringungsstellen umfassen, die quer zur Platte
einander gegenüber
angeordnet sind und durch zweite Erhebungen aus einem schmelzbaren
Material verbunden sind, das in der Lage ist, im geschmolzenen Zustand
diese zweien Befestigungsstellen selektiv zu benetzen, so dass die Eingänge/Ausgänge dieser
beiden Platten optisch ausgerichtet werden.
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Man
kann bemerken, dass es im Gegensatz zu dem, was für den Fachmann üblich ist,
keine Ausrichtung von nah zu nah gibt, da die beiden Platten direkt
zueinander ausgerichtet werden, und zwar unabhängig von dem (oder den) Bauelement(en),
das (die) zwischen diese eingesetzt ist (sind).
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Gemäß bevorzugten
Anordnungen, die gegebenenfalls kombiniert sind:
- – umfasst
diese Anordnung ein zweites, mindestens zum Teil optisches Bauelemente,
das zwischen dem ersten Bauelement und der zweiten Platte angeordnet
ist, wobei dieses zweite Bauelement und eine der Platten dritte
Anbringungsstellen umfasst, die quer zur Platte einander gegenüber angeordnet
sind und durch dritte Erhebungen aus einem schmelzbaren Material
verbunden sind, das in der Lage ist, im geschmolzenen Zustand diese
dritten Anbringungsstellen selektiv zu benetzen, so dass dieses
zweite Bauelement und der Eingang/Ausgang der Platte, an der es
durch diese dritten Erhebungen befestigt ist, optisch ausgerichtet
werden,
- – ist
dieses zweite Bauelement durch diese dritten Erhebungen an der zweiten
Platte befestigt,
- – ist
jedes schmelzbare Material aus der Gruppe ausgewählt, die Indium, die Legierungen Zinn-Blei,
Indium-Blei, Silber-Zinn, Antimon-Zinn und Zinn-Silber-Kupfer umfasst,
- – sind
alle Erhebungen aus demselben schmelzbaren Material hergestellt,
- – sind
die Anbringungsstellen aus einem Material hergestellt, das aus der
Gruppe ausgewählt
ist, die Kupfer, Nickel, Silber, Gold umfasst,
- – sind
alle Anbringungsstellen aus demselben Material hergestellt,
- – umfassen
die erste Platte und das Bauelement jeweils ein elektrisches Verbindungsnetz,
wobei die ersten Anbringungsstellen metallisch sind und jeweils
mit einem dieser Netze verbunden sind, wobei das schmelzbare Material
elektrisch leitend ist,
- – ist
mindestens ein mindestens zum Teil optisches Bauelement ein optischer
Filter oder ein veränderlicher
Dämpfer
oder ein elektrooptischer Modulator oder ein hinsichtlich Wellenlänge selektiver
Fotodetektor oder ein optisch pumpbarer Laserhohlraum oder eine
Mikrolinse,
- – ist
das erste Bauelement in einem Abstand von der ersten Platte montiert,
der zwischen 10 Mikron und 100 Mikron beträgt,
- – bestehen
die Platten aus Silicium,
- – umfasst
sie außerdem
eine Faser, die in mindestens eines der die Eingänge/Ausgänge bildenden Löcher eingeführt ist,
- – ist
gemäß einer
Abwandlung mindestens eines der die Eingänge/Ausgänge bildenden Löcher mit einem
für Lichtsignale
durchlässigen
Material gefüllt.
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Man
stellt fest, dass eine solche Anordnung angesichts der passiven
Selbstausrichtung, die durch die Erhebungen gewährleistet wird, wenn sie geschmolzen
sind, leicht herstellbar ist und geringe Abmessungen besitzt (außer wenn
es Gründe
gibt, einer der Platten große
Abmessungen zu verleihen).
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Für die Herstellung
einer solchen Anordnung schlägt
die Erfindung ein Verfahren vor, gemäß welchem man:
- • in
jeder von zwei Platten ein Loch herstellt, das dazu bestimmt ist,
einen optischen Eingang/Ausgang zu bilden,
- • auf
der ersten Platte und auf dem Bauelement erste Anbringungsstellen
herstellt, die dafür
ausgelegt sind, durch ein schmelzbares Material selektiv benetzt
zu werden, während
der Umfang dieser Stellen durch dieses Material viel weniger benetzbar
ist, wobei diese ersten Anbringungsstellen so angeordnet sind, dass
sie quer zur Platte einander gegenüber kommen können,
- • auf
dieser ersten und zweiten Platte zweite Anbringungsstellen herstellt,
die dafür
ausgelegt sind, durch ein schmelzbares Material selektiv benetzt
zu werden, während
der Umfang dieser Stellen durch dieses Material viel weniger benetzbar ist,
wobei diese zweiten Anbringungsstellen so angeordnet sind, dass
sie quer zu den Platten einander gegenüber kommen können,
- • zwischen
den ersten Anbringungsstellen Scheiben aus diesem schmelzbaren Material
anordnet, das in der Lage ist, sie selektiv zu benetzen, und das
man vorübergehend
zum Schmelzen bringt, so dass dieses Bauelement und das Loch der
ersten Platte passiv ausgerichtet werden,
- • zwischen
den zweiten Anbringungsstellen Scheiben aus diesem schmelzbaren
Material anordnet, das in der Lage ist, sie selektiv zu benetzen,
und das man vorübergehend
zum Schmelzen bringt, so dass die Löcher dieser Platten passiv
ausgerichtet werden.
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Gemäß bevorzugten
Anordnungen der Erfindung, die vorteilhafterweise miteinander kombiniert sind:
- – stellt
man auf einer der Platten und auf einem zweiten Bauelement dritte
Anbringungsstellen her, die dafür
ausgelegt sind, durch ein schmelzbares Material selektiv benetzt
zu werden, während
der Umfang dieser dritten Stellen durch dieses Material viel weniger
benetzbar ist, wobei diese Stellen so angeordnet sind, dass sie
quer zur Platte einander gegenüber
kommen können,
und ordnet vor der Ausrichtung der beiden Platten einander gegenüber zwischen
den dritten Anbringungsstellen Scheiben aus diesem schmelzbaren Material
an, das in der Lage ist, sie selektiv zu benetzen, und das man vorübergehend
zum Schmelzen bringt, so dass dieses zweite Bauelement und das Loch
dieser Platte passiv ausgerichtet werden,
- – werden
die dritten Anbringungsstellen auf dem Bauelement und der zweiten
Platte hergestellt,
- – stellt
man die Scheiben aus demselben Material her,
- – stellt
man die Anbringungsstellen aus demselben Material her.
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Gegenstände, Merkmale
und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
von nicht begrenzenden Beispielen, in der auf die beiliegende Zeichnung
Bezug genommen wird. In dieser zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer ersten erfindungsgemäßen optischen Anordnung und
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2 eine
schematische Ansicht einer zweiten erfindungsgemäßen optischen Anordnung, die aus
zwei einander gegenüber
montierten Modulen gebildet ist.
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Die 1 und 2 haben
dies gemeinsam, dass sie eine Montagekonfiguration zeigen, in der
zwei Fasern und ein oder zwei mindestens zum Teil optische Bauelemente über zwei
Platten ausgerichtet sind, die jeweils ein durchgehendes Loch umfassen,
das das Ende einer der Fasern aufnimmt, wobei das (oder die) Bauelemente)
unter den Löchern hybridisiert
ist (sind) und wobei die Montage sowie die Hybridisierung der Bauelemente
mit Hilfe von schmelzbaren Mikrokugeln, die eine Selbstausrichtung
gestatten, gewährleistet
wird. Man erhält
auf diese Weise eine Konfiguration, bei der die Fasern und das (die)
Bauelemente) miteinander richtig ausgerichtet sind.
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1 zeigt
genauer gesagt eine optische Anordnung 1, die ein eine
Platte 3 und ein optisches Bauelement 4 umfassendes
Modul 2 und eine zweite Platte 5 umfasst.
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Die
Platte 3 des Moduls wird von einem Loch 3a durchsetzt,
das dazu bestimmt ist, auf einer gegebenen Seite dieser Platte (im
vorliegenden Fall von oben) ein Ende 6a einer Faser 6 aufzunehmen.
Diese Faser hat einen bekannten Querschnitt und ist dazu bestimmt,
diese Platte zu durchqueren, indem sie mit dem Bauelement 4 optisch
gekoppelt ist. Das Loch bildet einen optischen Eingang/Ausgang mit
einer gegebenen Achse, die im vorliegenden Fall durch die Achse
der Faser definiert ist. Wie in 1 dargestellt ist,
ragt das Ende dieser Faser aus dem durchgehenden Loch heraus.
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Das
Bauelement 4 des Moduls ist unter dem Loch der Platte 3 hybridisiert
(d.h. direkt befestigt), d.h. auf der Seite dieser Platte, die der
Seite entgegengesetzt ist, über
die die Faser in das Loch eintritt, und in einem Abstand von dieser
Seite.
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Die
Hybridisierung wird durch Mikrokugeln 7 vorgenommen (angesichts
ihrer Form ist es zweifellos allgemeiner, von "Erhebungen" zu sprechen), die Anbringungsstellen 8 verbinden,
die unter der Platte 3 bzw. auf der gegenüberliegenden
Seite des Bauelements 4 hergestellt sind, wie es insbesondere
in der oben genannten Schrift FR-2757276 beschrieben wird. Diese
Anbringungsstellen sind Zonen, die durch das die Mikrokugeln 7 bildende
Material benetzbar sind. Diese Stellen liegen quer zur Platte einander gegenüber und
haben vorteilhafterweise auf der Platte und auf dem Bauelement dieselben
Querschnitte (gemäß einer
Abwandlung kann es Unterschiede geben, wobei das Wesentliche ist,
dass die verschiedenen Stellen mit den Mikrokugeln gleichzeitig
eine gute Ausrichtung gewährleisten).
Auf diese Weise sind das Loch (und damit die Faser, die in dieses
eingeführt
ist) und das Bauelement in Abhängigkeit
von der Positionierung der Stellen auf der Platte und auf dem Bauelement
selbstausrichtend. Die Genauigkeit der Ausrichtung des Eingangs/Ausgangs
und des Bauelements wird durch diejenige der für die Herstellung der Anbringungsstellen
und des Lochs verwendeten Verfahren bestimmt. Vorzugsweise verwendet man
zu diesem Zweck Lithografieverfahren zur Definierung der Stellen
auf einer gemeinsamen Seite, was gestattet, Mikron-Genauigkeiten zu
erhalten.
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Es
ist eine einzige Faser dargestellt, aber natürlich kann es sich auch um
eine Einheit von Fasern handeln, die beispielsweise in einem Band
von Fasern genau positioniert sind.
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Die
Faser ist im vorliegenden Fall in das Loch eingeführt, gemäß einer
nicht dargestellten Abwandlung kann die Faser jedoch durch jedes
geeignete bekannte Mittel in einem Abstand von der Platte gehalten
werden.
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Gemäß einer
anderen Abwandlung ist das Loch nicht dazu bestimmt, eine Faser
aufzunehmen, und ist mit einem für
das betreffende optische Signal durchlässigen Material gefüllt, wobei
das Loch von selbst einen Ein gang/Ausgang bildet, der außerhalb der
Anordnung mit einem beliebigen anderen optischen oder optoelektronischen
Element zusammenarbeitet.
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Die
andere Platte 5, die bezüglich des Bauelements auf der
der ersten Platte entgegengesetzten Seite angeordnet ist, ist ihrerseits
von einem durchgehenden Loch 5A durchquert, das einen optischen Eingang/Ausgang
bildet und dazu bestimmt ist, auf einer Seite dieser zweiten Platte,
die dem Modul entgegengesetzt ist, ein Ende 9A einer zweiten
Faser 9 mit bekanntem Querschnitt aufzunehmen.
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Bei
dem in dieser 1 betrachteten Beispiel ist
dieses Ende 9A optisch mit dem Bauelement 4 des
Moduls 2 gekoppelt.
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Die
beiden Platten 3 und 5 sind aneinander durch Mikrokugeln 10 (allgemeiner "Erhebungen" genannt), befestigt,
die Anbringungsbereiche 11 verbinden, die einander gegenüber jeweils
auf den beiden Platten vorgesehen sind. Daraus ergibt sich eine Selbstausrichtung
zwischen den Platten.
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Bei
der dargestellten Konfiguration liegen die Fasern in der gegenseitigen
Verlängerung,
je nach der Beschaffenheit des betreffenden Bauelements kann jedoch
auch eine Versetzung vorgesehen sein. Mit anderen Worten, der Begriff
Ausrichtung der Eingänge/Ausgänge impliziert
nicht, dass ihre Achsen zusammenfallen, sondern bedeutet nur, dass
diese Achsen in einer präzisen
Konfiguration sind.
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Die
Löcher 3A und 5A sind
senkrecht zu den Seiten der betreffenden Platten ausgebildet, es
ist jedoch auch möglich,
je nach den Anforderungen eine genau gesteuerte Neigung vorzusehen.
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Man
bemerkt, dass die beiden Platten im vorliegenden Fall identisch
sind.
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Das
Bauelement kann ein ausschließlich
optisches Bauelement sein. Wenn das Bauelement jedoch ein optoelektrisches
Bauelement ist (d.h. es hat einen zum Teil elektrischen Eingang/Ausgang
beispielsweise für
seine Steuerung), kann eine der Platten ein elektrisches Verbindungsnetz
aufweisen, um dieses optische Bauelement beispielsweise mit einer Karte
zu verbinden; zu diesem Zweck ist das schmelzbare Material der Mikrokugeln
sowie dasjenige, aus dem die Stellen bestehen, aus elektrisch leitenden
Werkstoffen, so dass die Mikrokugeln und die Stellen als Verbindungspunkte
dienen.
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Die
beiden Platten bestehen beispielsweise aus Silicium. Gemäß einer
Abwandlung können
sie auch aus jedem anderen Material, insbesondere einem halbleitenden
Material, bestehen, das man mit Einrichtungen der Mikroelektronik
bearbeiten kann, insbesondere AsGA, InP, Ge oder Glas, die eine Nichtbenetzbarkeit
gegenüber
einem schmelzbaren Material, das die Erhebungen bilden kann, aufweisen.
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Die
die Anbringungsstellen bildenden benetzbaren Zonen sind vorzugsweise
durch die herkömmlichen
Verfahren der Mikroelektronik definiert. Ihre Beschaffenheit wird
in Abhängigkeit
von dem die Platten bildenden Substrattyp und dem gewählten schmelzbaren
Material gewählt.
Die Größe dieser Zonen
ist in Abhängigkeit
von dem Material der Mikrokugeln und der endgültigen Hybridisierungshöhe, die
man erreichen möchte,
definiert.
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Diese
Zonen sind beispielsweise insbesondere aus Kupfer, Nickel, Silber,
Gold hergestellt, und ihre Höhe
beträgt
typischerweise ein bis mehrere zehn Mikron. Hinsichtlich des Querschnitts
sind diese Zonen um so kleiner, je kleiner die Hybridisierungshöhe ist,
d.h. insbesondere, dass die Stellen 8 wesentlich kleiner
als die Stellen 11 sind. Diese Zonen werden insofern benetzbar
genannt, als sie eine größere Benetzbarkeit
gegenüber
dem die Erhebungen oder Mikrokugeln bildenden schmelzbaren Material als
die umgebende Oberfläche
des die Platte oder das Bauelement bildenden Substrats besitzen.
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Die
durchgehenden Löcher
werden vorteilhafterweise nach Herstellung der benetzbaren Zonen so
genau wie möglich
lokalisiert. Eine besonders geeignete Vorgehensweise ist die anisotrope
Plasmaätzung
RIE (Reactive Ion Etching) über
einer Harzmaske. Auf diese Weise ist es möglich, Genauigkeiten von etwa
einem Mikron zu erreichen.
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Die
Breite der Löcher
ist an den Durchmesser der Fasern mit gerade dem für ihre Einführung erforderlichen
Spiel angepasst (typischerweise etwa 0,125 mm bis 1 mm) und die
Form dieser Löcher kann
dieselbe wie die der Fasern sein, d.h. kreisförmig, kann aber auch polygonal,
quadratisch oder auch dreieckig sein, wenn man die Anzahl Kontaktzonen
zwischen der Faser und der Platte reduzieren möchte.
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Die
Mikrokugeln 7 zwischen dem Bauelement und der Platte, an
der es befestigt ist, sind vorteilhafterweise auf dem Bauelement
vor seiner Hybridisierung hergestellt. Während des Schmelzens dieser
Mikrokugeln bewirken die Oberflächenspannungen
eine Selbstausrichtung des Bauelements bezüglich der benetzbaren Zonen
der Platte 3 und damit bezüglich dieser Platte.
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Die
Mikrokugeln bestehen beispielsweise aus Legierung Sn/Pb, In/Pb,
Ag/Sn, Sb/Sn, Sn/Ag/Cu und ihre Höhe beträgt typischerweise 10 Mikron
bis 100 Mikron.
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Die
Genauigkeit liegt praktisch unter einem Mikron.
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Nach
Herstellung des Moduls werden die Platten 3 und 5 ihrerseits
durch Mikrokugeln zusammengefügt,
so dass man auch hier eine Selbstausrichtung der benetzbaren Zonen
erhält,
zwischen denen diese Mikrokugeln geschmolzen werden, und zwar aufgrund
der auftretenden Oberflächenspannungen.
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Die
Mikrokugeln 10, die größer als
die Mikrokugeln 7 sind, können aus demselben Material
oder aus einem anderen Material bestehen; ihre Höhe beträgt typischerweise etwa 100
Mikron bis 500 mm, je nach der Höhe
der Mikrokugeln 7 und der Dicke des Bauelements. Die Genauigkeit
ist auch hier weniger als 1 Mikron.
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Schließlich werden
die Fasern 6 und 9 in die Löcher der erhaltenen Einheit
eingeführt,
bis ihre Enden in ihre jeweiligen Sollkonfigurationen gebracht werden.
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Die
Verwendung der Mikrokugeln gestattet eine Selbstausrichtung, was
die Kosten der Montage des Moduls und der Gesamtanordnung von 1 wesentlich
reduziert. Wenn die beiden Platten sowie vorzugsweise der Träger des
Bauelements aus einem gemeinsamen Werkstoff bestehen, ist es interessant
zu bemerken, dass die erhaltene Ausrichtung gegenüber den
Temperaturänderungen
wenig empfindlich ist, da die Fasern alle beide aus Werkstoffen derselben
Natur und damit mit demselben Wärmeausdehnungskoeffizient
gewählt
sind.
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2 zeigt
eine andere erfindungsgemäße Anordnung,
die sich von der der 1 dadurch unterscheidet, dass
zwischen den Enden der Fasern ein zweites Bauelement 12 vorgesehen
ist.
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In
dieser Figur tragen Elemente, die zu denen der 1 analog
sind, dieselbe Bezugszahl, jedoch mit einem Strichindex versehen.
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Diese
Anordnung 1' von 2 umfasst
ein Modul 2, das eine durchbohrte Platte 3 und
ein Bauelement 4 und eine durchbohrte Platte 5' umfasst. Fasern 6 und 9 sind
ebenfalls in die Löcher
der durchbohrten Platten eingeführt.
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Der
Unterschied zwischen den 1 und 2 kann so
ausgedrückt
werden, dass die Sollkonfiguration des Endes 9A der zweiten
Fasern darin besteht, dass sie mit diesem zweiten Bauelement 12 optisch
gekoppelt ist, das seinerseits mit dem Bauelement 4 des
Moduls 2 optisch gekoppelt ist.
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Man
kann auch diese Anordnung von 2 als eine
Zusammenfügung
von zwei zuvor hergestellten Modulen 2 und 13 interpretieren,
wobei dieses Modul 13 von der Platte 5' und dem Bauelement 12 gebildet
ist, das an dieser mit Hilfe von Mikrokugeln oder Erhebungen 14 befestigt
ist, die Anbringungsstellen 15 verbinden, die einander
gegenüber
auf den einander gegenüberliegenden
Flächen
dieser zweiten Platte und dieses zweiten Bauelements 12 vorgesehen
sind.
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Das
Bauelement (oder die Bauelemente) können beispielsweise insbesondere
sein:
- – ein
optischer Filter, wie ein Fabry-Perot-Mikrointerferometer; in diesem
Fall wählt
das Bauelement einen Teil des optischen Signals aus, das über einen
Eingang/Ausgang ankommt, und lässt den
anderen Teil zum anderen Eingang/Ausgang durch; dies kann angewandt
werden, wenn mehrere Signale in einer gemeinsamen Faser mit verschiedenen
Wellenlängen
befördert
werden; das Bauelement kann mit einem Verbindungsnetz der Platte
elektrisch verbunden sein, um betätigt zu werden,
- – einen
veränderlichen
Dämpfer
(Engl.: VOA für Variable
Optical Attenuator), d.h. ein Bauelement, das das optische Signal
dämpft,
das über
einen Eingang/Ausgang ankommt und über den anderen Eingang/Ausgang
austritt; auch in diesem Fall kann das Bauelement mit dem Verbindungsnetz der
Platte verbunden sein,
- – ein
magnetooptischer Isolator,
- – ein
Mikrospiegel,
- – ein
elektrooptischer Modulator, d.h. ein Bauelement, das das einfallende
optische Signal moduliert (wobei es gegebenenfalls für seine
Steuerung mit dem Verbindungsnetz verbunden ist),
- – ein
Netz von Mikrolinsen, von denen beispielsweise die erste das Lichtsignal
defokussiert, während
die zweite es refokussiert,
- – ein
hinsichtlich Wellenlänge
selektiver Fotodetektor (oder eine Leiste von Fotodetektoren), d.h. ein
Bauelement, das nur einen Teil des Signals auswählt (indem es den Rest durchlässt), was
zur Anwendung kommen kann, wenn mehrere Signale durch dieselbe Faser
mit verschiedenen Wellenlängen
befördert
werden; der in ein elektrisches Signal umgewandelte Teil kann an
das Verbindungsnetz angelegt werden,
- – ein
Laserhohlraum oder eine Leiste von Laserhohlräumen, fest oder halbleitend,
optisch pumpbar (die Pumpung wird beispielsweise durch den ersten
Eingang/Ausgang vorgenommen, während das
Laserbündel über den
zweiten Eingang/Ausgang eingeführt
wird.
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Natürlich kann
die Behandlung, die die Bauelemente an dem Signal vornehmen, insofern
umgekehrt sein, als beispielsweise nicht eine Entnahme eines Teils
des einfallenden Signals, sondern eine Hinzufügung einer Signalergänzung vorgenommen
wird.
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Wie
oben angegeben wurde, können
die Fasern (und allgemeiner die Eingänge/Ausgänge) nicht kolinear sein, wobei
eines der Bauelemente beispielsweise eine seitliche Verschiebung
des Signals induzieren kann, oder mit einer Mikroführung versehen
sein, die das Signal zwischen den beiden Bauelementen verschiebt.
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Dieses
zweite optische Bauelement kann auch einfach einen Anschlag für das Ende
der zweiten Faser bilden.
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Wie
oben erwähnt
wurde, wurde in jeder Platte nur eine Faser dargestellt, die Erfindung
ist jedoch allgemein auf ein Fasergitter anwendbar, beispielsweise
ein lineares Netz, wie ein Band: es genügt, ein kalibriertes Loch für jede Faser
vorzusehen.