DE69024523T2

DE69024523T2 - Integration von planaren, optischen Freiraum-Komponenten

Info

Publication number: DE69024523T2
Application number: DE69024523T
Authority: DE
Inventors: Alan Huang; Juergen Jahns
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1990-04-21
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2010-04-22
Also published as: US4966447A; EP0674192A3; EP0674192A2; EP0394883A3; EP0394883B1; EP0394883A2; DE69024523D1; JPH02301703A

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Anmeldung bezieht sich auf mehrere Anmeldungen, mit denen sie am gleichen Tage für die selben Erfinder unter folgenden Titeln angemeldet wurde: "Planare reflekierende optische Bauteile", "Maskengesteuerte Kopplung von Intersubstrat-optischen Komponenten" und "Integriertes optisches Faksimiligerät".
Sie bezieht sich auf eine integrierte Optik für freistehende Rechenumgebungen. Insbesondere bezieht sich dieses auf Techniken für die Entwicklung von zusammenwirkenden Anordnungen von optischen Elementen, die nicht mit schwerfälligen mechanischen Vorrichtungen ausgerichtet werden müssen, um Rechnen mit freistenden Komponenten zu verwirklichen.
Gegenwärtige optische Systeme verwenden eine Vielfalt von optischen Komponenten, wie beispielsweise Linsen und Strahlteiler, die mit Hilfe mechanischer Mittel montiert und ausgerichtet werden. In komplexen optischen Systemen, die aus vielen individuellen Komponenten bestehen, werden die Ausrichtung und die Stabilität zu kritischen Sachverhalten. Das Ausrichtungsproblem wird dann besonders ernst, wenn die geforderte Genauigkeit sich den Grenzen der konventionellen Feinmechanik nähert.
Bei optischen Rechensystemen mit freistehenden Komponenten ist die erforderliche Genauigkeit auf die Große der optischen Logikgatter bezogen, die dazu benutzt werden, um logische Operationen auszuführen, wie beispielsweise UND- und ODER- Funktionen. In typischer Weise liegen die Größen optischer logischer Bauteile, die gegenwärtig untersucht werden, im Bereich weniger Mikrons oder noch kleiner. Dieses bedeutet, daß die Toleranzen für eine Ausrichtung der optischen Komponenten im Submikronbereich liegen müssen. Die konventionelle mechanische Ausrichtung optischer Komponenten ist mit einer Genauigkeit im Bereich von 10 Mikrons möglich. Unterhalb dieses Bereichs wird die konventionelle Technik zunehmend aufwendiger. Dieses bedeutet, daß für den Zweck des Aufbaus komplexer optischer Systeme, die eine sehr prezise Montage erfordern, alternative Techniken entwickelt werden müssen. Die Frage ist dann, "Wie setzen wir alle diese Komponenten mit Submikron-Genauigkeit derart zusammen, daß die sich ergebende Anordnung, trotz der Einflüsse, wie Temperaturänderungen, mechanische Beanspruchung, Wirkungen durch die Betätigung, u.s.w. stabil bleibt.
Auf dem Halbleitergebiet stellen die Verbindungen ebenso eine Herausforderung dar. Die Herausforderung auf dem Halbleitergebiet resultiert aus der Tatsache, daß elektronische Bauteile (z.B. Transistoren, Widerstände, Leitungspfade u.dgl.) im Grunde planare Vorrichtungen sind und die Verbindungen zwischen den elektronischen Bauteilen auf planare Leitungspfade beschränkt sind. Dies ist besonders störend für Verbindungen von und zu den integrierten Schaltungen. Der Grund hierfür bezieht sich auf die Notwendigkeit eine Kante der integrierten Schaltung zu erreichen und auf das Erfordernis genügend Stromleitungsvermögen bereit zu stellen, um die Signale an den Ein-/Ausgandsleitungen auf die gewünschten Signalpegel, bei Vorhandensein von Schaltungskapazitäten, zu treiben.
Um dieses Verbindungsproblem in elektronischen Schaltungen zu lösen, empfehlen neuerliche Vorschläge die Verwendung von freistehenden optischen Mitteln. Die Konfigurationen für optische Verbindungen von VLSI-Systemen, die am relevantesten zur vorliegenden Erfindung sind, wurden von Goodman et al. in den Proceedings of the IEEE, Band 72, Nr. 7, Juli 1984, Seiten 850-866, und erst kürzlich von Brenner et al. in Applied Optics, Band 27, Nr. 20 vom 15. Oktober 1988, Seiten 4251-4254, beschrieben. Beide Veröffentlichungen beschreiben Anordnungen, bei denen die freiliegende Oberfläche einer integrierten Schaltung optische Detektoren enthält. Bei der Anordnung nach Goodman et al. wird Licht entweder von außerhalb der integrierten Schaltung oder von Lichtquellen an den Kanten der integrierten Schaltung angelegt. Das Licht wird auf ein holographisches Substrat gerichtet, das sich oberhalb der Oberfläche der integrierten Schaltung befindet. Das Hologramm leitet die optischen Signale gemäß der im Hologramm eingebetteten Information zu den gewünschten Detektoren.
Die Anordnung nach Brenner et al. ist in sofern derjenigen nach Goodman et al. ähnlich, als beide, die Lichtquelle und auch der Detektor sich auf der gleichen freiliegenden Oberfläche der integrierten Schaltung befinden. Das Licht ist aufwärts zu einem Substrat gerichtet, das über der freiliegenden Oberfläche der integrierten Schaltung gehalten wird und das Hologramme an designierten Stellen des Substrats enthält. Die Hologramme befinden sich auf der Oberfläche des Substrats, die gegenüber der integrierten Schaltung liegt (Oberfläche am nahen Ende). An der gegenüberliegenden Oberfläche des Substrats ist eine spiegelnde Oberfläche angeordnet (Oberfläche am fernen Ende). Das Licht einer Lichtquelle der integrierten Schaltung geht durch das Hologramm des Substrats, wird an der spiegelnden Oberfläche reflektiert und kehrt zur Oberfläche der integrierten Schaltung zurück, wo sich ein optischer Detektor befindet (wenn die Anordnung ordentlich ausgerichtet ist). Bei einer Ausführungsform der Anordnung nach Brenner et al. wird das Licht, das von der Oberfläche des fernen Endes reflektiert wird, wiederum von einem spieglnden Teil der Oberfläche am nahen Ende reflektiert und erneut von der Oberfläche des fernen Endes reflektiert bevor es die integrierte Schaltung erreicht. Dieses erlaubt eine Verlängerung des optischen Pfades und bietet eine gewisse Flexibilität bei der Positionierung des Lichtdetektors bezüglich der Lichtquelle.
Diese oben beschriebenen Anordnungen lösen vielleicht das Problem der gestaffelten Signalübertragung zu und von den integrierten Schaltungen. Sie lösen jedoch nicht die Anforderungen eines optischen Rechensystems. Erstens beseitigen sie nicht die Notwendigkeit der Ausrichtung. Die Hologramme und Spiegel in den oben beschriebenen Anordnungen müssen präzise ausgerichtet sein. Zweitens sprechen sie nur den relativ einfachen Vorgang an, bei dem ein optisches Signal von einem Punkt ausgesendet und an einem anderen empfangen wird. Sie lösen nicht das Problem, eine Schaltung zu schaffen, die optische Elemente aufweist, die in mehr allgemeiner Weise miteinander interagieren. Drittens befassen sich die oben beschriebenen Systeme im allgemeinen mit 1:1- oder mit 1:n-Verbindungen, wohingegen optische Rechenanwendungen Bilder (eine Ansammlung von Lichtpunkten) weiterleiten müssen. Die Bedeutung dieses Unterschieds liegt in der Tatsache, daß eine Linse das Bild invertiert. Im Falle einer Punkt zu Punkt-Kommunikation ist eine solche Inversion für den Detektor irrelevant und bleibr daher unberücksichtigt. Im Falle von Bildmanipulationen kann man im Gegensatz hierzu Teile eines Bildes nicht ungestraft invertieren.
Unter Beachtung der Herstellungstechnik von integrierten Schaltungen ist zu beobachten, daß gegenwärtig verwendete Techniken ganze Schaltungen auf einem einzigen Substrat erzeugen können, mit der daraus resultierenden Eigenschaft, daß die Verbindungsstruktur für die hergestellten Elemente zusammen mit diesen selbst erzeugt werden. Ferner ist auch die relative Lage der Schaltungselemente, relativ zueinander fixiert.
Das letzere Merkmal ist nicht notwendigerweise bedeutsam für elektronische Schaltungen, da die Verbindungen untereinander konkrete Punkt zu Punkt-Verbindungen innerhalb der Struktur der Schaltung sind. Sie könnten aber von vitaler Bedeutung in optischen Schaltungen sein. Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist eine optische Schaltung eine beliebige Anordnung optischer Elemente, wie beispielsweise Spiegel, Linsen u.dgl., die vordefinierte Transformationen bezüglich optischer Signale durchführen.
Fachleute haben die Vorteile der Halbleiter- Stapelfabrikationstechniken für optische Schaltungen erkannt. Beispielsweise beschrieb Firester et al. in "Fabrication of Planar Optical Phase Elements", Optical Communications, Band 8, Nr. 2, Juni 1973, Seiten 160-162, eine Technik zur Hersellung optischer Phasenelemente unter Verwendung herkömmlicher Fabrikationstechniken. Deren Prozess beginnt mit Glas, beschichtet mit aufgedampftem Aluminium. Das Aluminium wird mit einem Photolack überzogen, eine Maske mit einem binären Muster wird auf den Photolack projiziert und das durch die Maske vorgegebene binäre Muster aus dem Aluminium chemisch herausgeätzt. Danach wird der restliche Photolack entfernt und eine Schicht aus Thoriumfluorid auf der Oberseite durch Vakuumverdampfung mittels Widerstandsheizung niedergeschlagen. Schließlich wird dann das Aluminiummuster chemisch weggeätzt, wobei das Thoriumfluorid, das in Kontakt mit dem Glas war übrig bleibt.
Erst vor kurzem beschrieb Shiono et al. in "Rectangular-apertured micro-Fresnel lens array fabricated by electron-beam lithography" in Applied Optics, Band 26, Nr. 3, Februar 1987, Seiten 587-591, ein Elektronenstrahl- Verfahren zur Herstellung einer Anordnug von Fresnellinsen, bei dem das effektive Wegätzen einer Schicht, die auf einem Glassubstrat aufgebackt war, mittels eines Elektronenstrahl- Schreibsystems vorgenommen wurde.
Diese Artikel demonstrieren die Verwendung von Stapelverarbeitungstechniken, um mehrere optische Elemente herzustellen, welche in Kombination eine Anordnung von Elementen bilden. Solche Anordnungen dienen dazu, ein bestimmtes optisches Element zu verwirklichen, beispielsweise eine Linsenanordnung, eine Detektoranordnung, ein Hologramm u.dgl. Ein gemeinsames Charakteristikum dieser Anordnungselemente besteht darin, daß der gesamten hergestellten Anordnung von Elementgruppen als Ganzes Energie entnommen oder zugeführt wird. Es gibt keine einzige vorgesehene Interaktion zwischen den Elementen selbst, die ihre besondere Anordnung in eine "Schaltung" anstatt in ein "Makro" -optisches Element konvertieren würde.
Daher ist noch eine ungelöste Forderung vorhanden, optische Rechenschaltungen herzustellen, die nicht einer strengen mechanischen Ausrichtung bedürfen.
Die Ausrichtungsmängel des bekannten optischen Rechnens werden aber überwunden durch Integration aller optischen Komponenten auf einem einzigen Substrat und durch Anordnen der Elemente in einer Weise, die bewirkt, daß diese gegenseitig interagieren, um die gewünscht Funktion auszuführen. Dieses beinhaltet Lichtquellen, optische Detektoren, spiegelnde Oberflächensegmente, Gittersegmente, durchlässige Linsen und reflektierende Linsen. Das Substrat weist eine oder zwei größere Oberflächen auf, und die Elemente werden auf diese Oberflächen mittels konventioneller Herstellungstechnik für integrierte Schaltungen aufgewachsen oder hergestellt. In einer solchen Schaltung werden die relativen Lagen der optischen Elemente über die Herstellungsmaske eingestellt. Die Herstellungsmasken können mittels eines Elekronenstrahlschreibers hergestellt werden, der eine Genauigkeit in der Größenordnung von 0,1 Mikron bietet. Die Maske kann einen Durchmesser von mehreren Zoll haben. Die Linsen können Bilder (die eine Ansammlung von Bildpunkten darstellen) übertragen, anstelle von nur Licht von einem Punkt zu einem anderen zu schicken.
Für einige Anwendungen ist das Substrat transparent. Wenn ein transparentes Substrat verwendet wird, dann profitieren einige Anwendungen von der Herstellung der optischen Elemente in dem sie primär mit optischen Signalen interagieren, die innerhalb des Substrats wandern. Die Erfindung liegt nun in einer Struktur, die in Anspruch 1 definiert ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung einer 4-f Bildanordnung, die zwei Linsen und ein Gitterelement aufweist,
Fig. 2 eine gefaltete Darstellung der Bildanordnung nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer Fresnellinse,
Fig. 4 eine Mehrstufen-Planarausführung der Linse nach Fig. 3,
Fig. 5 zwei Anordnungen zur Anwendung reflektierender Schichten für die Ausführung nach Fig. 4 zur Bildung einer reflektierenden planaren Linse,
Fig. 6 eine Ausführung der Anordnung nach Fig. 4, die mittels Ätztechnik hergestellt wurde,
Fig. 7 ein transparentes Substrat mit Linsen, die oben auf der Oberfläche gebildet wurden,
Fig. 8 eine Anordnung aus zwei gepaarten Substraten, die dem Licht gestatten mit zwei optischen Elementen auf beiden Substraten zu interagieren,
Fig. 9 Mittel zur Ausrichtung, die in den Substraten 70 und 80 der Fig. 8 eine genaue Ausrichtung der beiden Substrate gestatten,
Fig.10 die Anordnung nach Fig. 8, bei der das untere Substrat aus Material hergestellt ist, das eine Erzeugung von Licht emittierenden optischen Anordnungen und Licht erkennenden Anordnungen gestattet,
Fig.11 eine Anordnung zur Montage mehrerer Substrate, die genau aneinander angepaßt sind,
Fig.12 eine andere Anordnung zur Montage mehrerer Substrate, die genau aneinander angepaßt sind,
Fig.13 eine optische Anordnung von Linsen für einen optischen Kopf eines FAX-Gerätes,
Fig.14 eine gefaltete Ausführung der optischen Anordnung nach Fig. 13,
Fig.15 eine Draufsicht auf die Linsenanordnung der in Fig. 14 dargestellten Struktur,
Fig.16 eine andere optische Anordnung für einen optischen Kopf eines FAX-Gerätes,
Fig.17 eine gefaltete Ausführung der optischen Anordnung nach Fig. 16,
Fig.18 eine Draufsicht auf die Linsenanordnung in der Struktur nach Fig. 16,
Fig.19 enthält eine Licht emittierende Anordnung des in Fig. 16 dargestellten optischen Kopfes für ein FAX-Gerät,
Fig.20 eine Ausführung der Anordnung nach Fig. 19, mit zwei angepaßten Substraten,
Fig.21 eine Ausführung des optischen Kopfes für ein FAX- Gerät, bei der lagekritische optische Anordnungen auf derjenigen Oberfläche aufgebracht sind, die vom transportierten Papier abgewandt ist und Fig.22 eine Anordnung, die das Zuführen von Licht an die optischen Anordnungen gemäß dem Prinzip der Erfindung in senkrechter Richtung gestattet.

Ausführliche Beschreibung

Unterschiedliche planare optische Anordnungen können auf einem Substrat hergestellt werden, wobei die relative Positionierung der Anordnungen so ist, daß die Anordnungen optisch mit einander zusammenwirken um eine optische Schaltung zu bilden.
Das Substrat besteht aus transparentem Material, beispielsweise Glas, auf dessen beiden Oberflächen optische Elemente hergestellt wurden. Die Elemente sind so angeordnet, daß Licht, das in das Substrat eintritt mit den Elementen durch Auftreffen innerhalb des Substrats zwischen den verschiedenen Linsen, Strahlteilern, Spiegel u.dgl. zusammenwirkt. Um das Licht in dem Substrat zu halten sind die optischen Anordnungen mit einer reflekierenden Schicht bedeckt.
Das Substrat, auf dem die planaren optischen Elemente hergestellt werden, kann lichtundurchlässig sein, und ein transparentes Substrat wird oben auf die optischen Elemente plaziert. Das transparente Substrat enthält mindestens eine spiegelnde Oberfläche, es kann aber auch andere und komplexere planare optische Elemente, entsprechend der vorher erwähnten Ausführung, enthalten. Der Vorteil liegt darin, daß das erste lichtundurchlässige Substrat aus einem Material bestehen kann, das wünschenswerte Eigenschaften hat, die transparentes Material nicht hat. Beispielsweise können verschiedene Anordnungen, wie optische Detektoren, Laser u.dgl. z.Zt. nicht aus transparentem, wohl aber aus Halbleitersubstrat hergestellt werden.
Fig. 1 zeigt eine typische 4-f Bildanordnung, die aus einem Bild 10 in einer ersten Ebene, einer Linse 20, die in einem Abstand einer Brennweite von dem Bild entfernt angeordnet ist und einer Phasengitterplatte 30 besteht, die von der Linse 20 eine Brennweite und von dem Bild 10 zwei Brennweiten entfernt angeordnet ist. Ferner befindet sich eine weitere Brennweite vom Bild 10 entfernt (achsengleich mit der Linse 20 und dem Phasengitter 30) eine Linse 40 und noch eine Brennweite weiter vom Bild 10 eine Bildebene 50. Die optische Anordnung nach Fig. 1 ist sehr allgemein und kann für einfache Bilddarstellungen, aber auch für andere Anwendungen in der analogen oder digitalen Datenverarbeitung verwendet werden. Beispielsweise kann diese Anordnung auch dazu verwendet werden, eine Stufe eines vollkommenen Netzwerkes für hin-und herschiebende Verbindungen zu verwirklichen, bei der die Lehre von Brenner und Huang in der U.S. Patentanmeldung mit Seriennummer 296,284, angemeldet im Januar 1989, befolgt wird. Die Phasengitterplatte kann so entworfen sein, daß sie einen einfachen Strahlteiler bildet, welcher die gewünschte räumliche Verschiebung von einem Bild auf der Oberfläche 50 bezüglich des anderen bewirkt. Die Verschiebung kann so vorgenommen werden, daß sie (wie in der vorstehenden Anmeldung beschrieben) ein vollkommenes Hin-und Hergehen ergibt.
Die Anordnung nach Fig. 1 kann mit Anordnungen verwirklicht werden, wie sie in den Fign. 2 und 7 dargestellt sind.
Fig. 2 zeigt eine Schnittzeichnung unserer Grundidee, optische Komponenten mittels der VLSI-Technik herzustellen, wobei optische Schaltungen gebildet werden, welche die Schwierigkeiten der Ausrichtung optischer Komponenten vermeiden. Das Substrat in Fig. 2 (60) ist transparent. Einfallendes Licht, welches dem Pfad 61 folgt, wird auf die planare Linse 62 geworfen, die auf der Bodenfläche des Substrats erzeugt wurde. Die äußere Oberfläche der Linse 62 (das ist die Fläche, die vom Glassubstrat wegzeigt) ist mit einer reflektierenden Schicht überzogen, um die Linse 62 zu einer reflektierenden Linse zu machen. Das Licht, das durch die planare Linse 62 dringt, wird daher reflektiert und gelangt zur oberen Fläche des Substrats 60, wo ein planarer Strahlteiler 63 gebildet ist. Die äußere Fläche des planaren Strahlteilers 63 (das ist die Fläche, die von dem Glassubstrat abgewandt ist) ist ebenfalls mit einer reflektierenden Schicht überzogen. Das Licht, das durch den planaren Strahlteiler 63 verläuft, wird daher reflektiert und gelangt zur Bodenflche 60, auf der eine planare Linse 64 hergestellt wurde. Die Linse 64 ist mit der Linse 62 identisch. Das von der Linse 62 reflektierte Licht tritt längs der Pfades 65 aus dem Substrat aus.
Es ist verständlich, daß die planare Linse 62, sowie andere planare optische Anordnungen nach bekannten Techniken hergestellt werden können. Noch sollte man aber die Konzepte, die sich auf die Herstellung der Anordnungen beziehen klar von einander trennen und auch die Konzepte, welche die Konstruktion dessen lehren, was hergestellt werden sollte. Bezüglich der früheren konventionellen Techniken, die für die Massenfabrikation von Halbleiter- Bauteilen zur Verfügung stehen, wurden viele dieser Techniken für die Herstellung von optischen Bauteilen übernommen. Bezüglich der Konstruktion dessen, was hergestellt werden soll, stehen ebenfalls interessante Methoden zur Verfügung. Die bekannten dieser Methoden verwenden eine zweistufige Realisierung der erforderlichen optischen Reaktion. Eine Methode, die ich verwendet habe, ist eine mehrstufige Fabrikationstechnik, die effektiv eine digitale Verkörperung eines analogen Entwurfs eines planaren optischen Bauteiles darstellt Aufwachsen, Ätzen und Diffusion sind einige der verfügbaren Herstellungstechniken.
Fig. 3 zeigt beispielsweise einen Querschnitt durch unsere Fresnellinse. Fig. 4 stellt einen Querschnitt durch unsere Realisierung einer "mehrstufigen planaren optischen Linse" des optischen Bauteiles nach Fig. 3 dar. Diese Konstruktion kann auch in dem optischen System nach Fig. 2 verwendet werden. Bei der Realisierung der Fig. 4 wächst das planare optische Bauteil mit der Anzahl der Masken, die gleich log&sub2; der Anzahl der gewünschten Stufen ist. Der letzte Schritt bei der Erzeugung der in Fig. 2 verwendeten Bauteile ist das Aufbringen der reflektierenden Schicht.
Wie oben schon angedeutet, arbeiten die optischen Elemente in der Anordnung nach Fig. 2 mit optischen Signalen, die innerhalb des Substrats verlaufen. Daher befindet sich die reflektierende Schicht auf der Oberseite der gewachsenen Struktur. Bei Anwendungen, in denen unsere planaren optischen Elemente mit Signalen arbeiten, welche auf das optische Element von außerhalb des Substrats auftreffen, könnte die reflektierende Beschichtung als erste Schicht auf das Substrat aufgebracht sein. Diese Abwandlungen sind in Fig. 5 dargestellt, in der die reflektierenden Oberflächen mit 66 und 67 bezeichnet sind.
Fig. 6 zeigt die Realisierung einer Linse, bei der anstelle der Aufwachstechnik eine Ätztechnik verwendet wurde. Hier wiederum ist die reflektierende Schicht der Herstellungsschritt, welcher nach der Bildung der Linse folgt. Es darf nebenbei erwähnt werden, daß die reflektierende Oberfläche in der Anordnung nach Fig. 6 eine Linsenfunktion hinsichtlich Licht ergibt, das sowohl von außerhalb des Substrats, als auch von innen auf die planare Linse auftrifft.
Zurückkommend auf die Diskussion der Fig. 2, so ist zu sehen, daß der Pfad zwischen der Linse 62 und dem Strahlteiler ziemlich kurz ist. Dieser Pfad kann so viel, wie nötig ist, durch mehrmahliges Hin- und Herwerfen des Lichtstrahls zwischen der Ober- und Bodenfläche des Substrats verlängert werden. Ein Beispiel einer solchen Anordnung ist in Fig. 7 zu sehen. Ein charakteristisches Merkmal der Ausführung nach Fig. 7, welches sich nicht direkt auf das Problem der Pfadlänge bezieht, ist darin zu sehen, daß alle der komplexen planaren optischen Bauteile, deren Aufbau und Lage relativ zu einander kritisch sind, auf der gleichen Oberfläche des Substrats 60 liegen. Die andere Oberfläche des Substrats 60 kann eine simple reflektierende Oberfläche oder ein geblaztes Gitter sein.
Fig. 8 zeigt die Verwendung von zwei oder mehreren Substraten. In Fig. 8 ist das Substrat 70 transparent, während das Substrat 80 undurchsichtig ist. Wie in Fig. 7 trifft das ankommende Licht längs des Pfades 61 von außerhalb der Anordnung ein. Es läuft durch die planaren optischen Bauteile 71 bis 79, bevor es längs des Pfades 65 wieder austritt. Die optischen Bauteile 73, 76 78 sind reflektierende planare optische Bauteile des oben im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 7 beschriebenen Typs. Sie sind auf der Oberseite des Substrats 70 gebildet. Das planare Bauteil 77 ist ein reflektierendes planares optisches Bauteil, das auf der Bodenseite des Substrats 70 hergestellt ist, die mit der Oberseite des Substrats 80 zusammenwirkt. Die Bauteile 71 und 74 sind ebenfalls auf der Bodenseite des Substrats 70 hergestellt worden, sie sind aber lichtdurchlässige planare optische Bauteile. Dies bedeutet, daß die Bauteile 71 und 74 dem durch die Bauteile veränderten Licht gestatten, zu dem Substrat 80 zu gelangen. Wie schon bei der Ausführung nach Fig. 7 können wesentliche Vorteile dadurch erzielt werden, daß die meisten, wenn nicht gar alle lagekritischen optischen Bauteile auf den Seiten der Substrate 70 und 80 aneinander angepaßt sind. Es kann im Kontext dieser Erfindung angemerkt werden, daß ein reflektierendes planares optisches Bauteil ein solches ist, das einige Mittel zur Reflexion aufweist, wie beispielsweise eine reflektierende Beschichtung, die ein intgraler Bestandteil des erzeugten optischen Bauteils ist. Es schließt beispielsweise nicht ein lichtdurchlässiges optisches Bauteil ein, das auf einem transparenten Substrat hergestellt wurde, mit einem Spiegel auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats. Diese letzere Anordnung wird in der Ausdrucksweise der Erfindung als eine Anordnung angesehen, die ein lichtdurchlässiges Bauteil und einen Spiegel enthält. Ein Spiegel ist ja freilich auch ein optisches Bauteil. Um jedoch zwischen Spiegeln und komplexeren optischen Bauteilen, wie Linsen, Prismen, Strahlteilern u.dgl. zu unterscheiden, wird der Ausdruck "optische Bauteile der Stufe A" Spiegel und der Ausdruck "planare optische Bauteile der Stufe B" andere Bauteile, bezeichnen, die keine Spiegel sind.
Das Substrat 80 enthält optische Bauteile 72,75 und 79. Sie sind alle entweder reflektierende planare optische Bauteile, Lichtdetektoren oder Lichtsender.
Die gegenseitige Anpassung der Substrate 80 und 70 gibt jedoch zwei Probleme auf. Das erste Problem steht in Verbindung mit Änderungen des Brechungsindex zwischen dem Substrat 70 und der Luft zwischen den Substraten 70 und 80. In Anwendungen, bei denen das Substrat 80 auch transparent ist und lichtdurchlässige optische Bauteile verwendet werden, muß auch der Brechungsindex des Substrats 80 berücksichtigt werden. Wie bei anderen Anwendungen können die Probleme im Zusammenhang mit dem Brechungsindex durch Verwendung einer Index-Anpassungsflüssigkeit zwischen den Substraten 70 und 80 oder durch Benutzung einer Anti- Reflexschicht auf den Oberflächen gemildert werden.
Das zweite Anpassungsproblem für die Substrate 70 und 80 ist einfach das Justageproblem zwischen den Bauteilen auf dem Substrat 70 und den Bauteilen auf dem Substrat 80. So ist beispielsweise zu beachten, daß das reflektierende Bauteil 72 auf dem Substrat 80 in geeigneter Weise bezüglich des lichtdurchlässigen Bauteiles 71 auf dem Substrat 70 ausgerichtet sein muß.
Die Substrate 70 und 80 werden durch die Verwendung von Ausrichtelementen zusammengebracht, die zusammen mit der Herstellung der optischen Bauteile in den Substraten hergestellt werden. Insbesondere werden die optischen Bauteile auf dem Substrat 70, wie oben angegeben, entweder mittels Ätztechniken oder Aufwachstechniken oder einer Kombination derselben hergestellt, um Vorsprungs- oder Einkerbungsstrukturen auf den Oberflächen der Substrate herzustellen. Durch Verwendung der absolut gleichen Maske (oder welche anderen merkmal-steuernden Mechanismen auch immer), welche die optischen Bauteile für die Erzeugung von Vorsprüngen und Einkerbungen herstellt, können die Substrate 70 und 80 mit der Genauigkeit angepaßt werden, welche für die Herstellung der planaren optischen Bauteile in erster Linie zur Verfügung steht. Diese Anpassung ist in Fig. 9 gezeigt, die eine vergrößerte Ansicht des Segments der Anordnung nach Fig. 7 darstellt, welche einen Teil des optischen Bauteiles 79, sowie die Ausrichtstrukturen 145 enthält.
Wie oben angegeben, ist einer der Vorteile, die sich aus der Anordnung nach Fig. 7 ergeben, die Fähigkeit, undurchsichtige Substrate zu verwenden, die aus einem Material gemacht sind, das tauglicher als Quarzglas ist. Beispielsweise kann das Substrat 80 ein Silizium- Halbleitersubstrat, ein Galliumarsenid-Substrat oder sogar ein Siliziumsubstrat sein, auf das Galliumarsenid aufgewachst ist. Aus einem derartigen Substrat lassen sich Phototransitoren, LEDS, optische Modulator-Bauteile und Laser herstellen. Dieses erlaubt die Detektion von Licht am Substrat, eine optische oder sogar elektronische Manipulation und eine Regeneration mit dem gleichen oder einem anderen Bauteil auf dem Substrat.
Fig. 10 zeigt eine Anordnung, bei der das optische Bauteil 80 Licht erzeugt, die optischen Bauteile 82, 83 und 84 im Substrat auf das Licht reagieren und das optische Bauteil 85 im Substrat 80 Licht detektiert. Freilich ist es für das Substrat 80 auch möglich, daß die Bauteile 81 und 85 diskret auf das Substrat aufgebracht werden, obwohl einige der im Zusammenhang mit der Anpassung der Substrate 70 und 80 beschriebenen Vorteile schwerer zu verwirklichen sein werden.
Fig. 11 veranschaulicht eine Anordnung für ein sogar noch größeres optisches System, als es das System nach den Fign. 7, 8 und 10 ist. Es umfaßt die Substrate 91, 92, 93 und 94, die in einer Anordnung gegenseitig abgestimmt sind, die der Anordnung von Dominosteinen ähnlich ist. In dieser Anordnung wandert das Licht durch die Substrate, so wie es der Pfad 95 zeigt. Im Verlaufe seiner Wanderung mäandriert das Licht durch das Substrat 91, passiert dann das Substrat 92, dann 93 und passiert schließlich das Substrat 94. Die Substrate sind gegenseitig mit Hilfe der Ausrichtelemente 95 angepaßt. Die gleiche Wirkung kann auch in einer noch kompakteren Anordnung erzielt werden. Die in Fig. 12 gezeigt Anordnung stellt eine Faltung der Fig. 11-Anordnung dar. Die Unterschiede sollen zwischen den Ausführungen nach den Fign. 11 und 12 aufgezeigt werden. Der eine Unterschied besteht darin, daß an einigen Schnittstellen der Ausführung nach Fig. 2, bei welcher Licht von einem Substrat zum anderen übertragen wird, ein lichtdurchlässiges planares prismatisches optisches Bauteil eingesetzt werden muß, welches das Licht zurück wirft. Die Bauteile 96 und 97 sind derartige lichtdurchlässige planare Prismen. Der zweite Unterschied besteht darin, daß die Anordnung nach Fig. 11 wirklich die Erzeugung einer einzigen Oberfläche erlaubt. Wird diese Eigenschaft verwendet, dann würde die Anordnung nach Fig. 11 lagekritische optische Bauteile nur auf dieser einzigen Oberfläche enthalten, welche diejenige Oberfläche ist, welche die Oberflächen umfaßt, die gegenseitig an verschiedene Substrate angepaßt sind. Wenn man "lagekritische" Bauteile erwähnt, dann nimmt man auch an, daß einige Bauteile nicht lagekritisch sind. In gewissem Sinn sind alle optischen Bauteile lagekritisch. Die einzige Frage ist nur, in welchem Ausmaß. Beispielsweise ist die Plazierung eines Spiegels im allgemeinen nicht lagekrtisch. Eine Linse kann in zwei Dimensionen lageunkritisch in der dritten Dimension aber lagekritisch sein.
Dieses Verfahren unterscheidet sich von den Punkt zu Punkt-Verfahren, die von Goodman und Brenner vorgeschlagen wurden, darin, daß in Fig. 1 die Linsen 20 und 40 jeweils durch eine Anordnung von kleinen Linsen ersetzt werden müßten. Jeder Punkt des Bildes 10 müßte über eine kleine Linse an der Position 20 auf eine kleine Linse an der Position 40 umgelegt und dann auf den entsprechenden Punkt auf der Ausgangsebene 50 projiziert werden. Dieses würde die Herstellung komplizieren, optische Zwänge erzeugen und räumliches Quantisierungsrauschen, wie beispielsweise Übersprechen zwischen benachbarten Lichtpunkten einführen.
Das oben gesagte spricht sonstige Probleme nicht an, die auftreten können, da das Licht auf die verschiedenen optischen Bauteile unter nicht rechtwinkligem Winkel auftrifft. Zuerst, wenn der Winkel dicht bei 90 Grad liegt, sind die Probleme der Aberration und des Astigmatismus nicht weiter ernst. Wenn dieses aber nicht der Fall ist, müssen kompensatorische Maßnahmen ergriffen werden. Werden Beugungslinsen verwendet, wie es in Fig. 4 beschrieben ist, ist es möglich die Muster in einer Richtung zu verzerren, sodaß kreisförmige Muster elliptisch werden. Dieses würde jeden möglichen Astigmatismus beseitigen.
Erf indungsgemäß ist das optische System so angeordnet, daß das Licht auf die optischen Bauteile stets unter 90 Grad auftrifft. Dieses wird beispielsweise mit dem in Fig. 22 gezeigten Aufbau erreicht. Die optische Anordnung besteht aus drei Schichten. Die obere und die untere Schicht sind geblazte Gitter. Die obere Schicht wirft einen Lichtstrahl zurück, der unter einem nicht durchlässigen Winkel verläuft, sodaß er unter 90 Grad reflektiert wird. Die untere Schicht wirft einen Lichtstrahl zurück, der unter 90 Grad verläuft, sodaß er unter einem entsprechenden nicht durchlässigen Winkel reflektiert wird. Auf diese Weise würde ein Lichtstrahl, der unter einem Winkel von 90 Grad auf die untere Schicht geworfen wird, an die obere Schicht unter einem Winkel reflektiert, wieder mit 90 Grad zur unteren Schicht reflektiert und so fort.
Die zentrale Schicht in Fig. 22 enthält optische Bauteile, wie Linsen, Strahlteiler u.dgl.. Sie sind weit genug von einander entfernt, sodaß das Licht, das unter einem nicht durchlässigen Winkel verläuft zwischen den optischen Bauteilen passieren kann, und dicht genug angeordnet, daß Licht, das unter 90 Grad verläuft, durch die Bauteile wandern kann. Die obere und die untere Schicht enthalten Fenster, durch welche das Licht in die Anordnung eintreten und aus dieser austreten kann.
Die Anordnung nach Fig. 22 kann auf mehrere Weisen hergestellt werden. Bei Verwendung der Erf indungsprinzipien, kann die Anordnung nach Fig. 22 jedoch aus zwei Substraten 150 und 160 hergestellt werden. Beide Substrate haben eine Oberfläche, auf der ein geblaztes Gitter hergestellt ist. Die andere Oberfläche des einen oder beider Substrate kann die optischen Elemente enthalten, die für die Herstellung der gewünschten optischen Funktion notwendig sind und optional die Ausrichtmittel, die im Zusammenhang mit den Fign. 8 und 9 beschrieben wurden.
Eine Vielzahl von Anwendungen kann von dieser Erfindung profitieren. Eine solche Anwendung bezieht sich beispielsweise auf Faksimiligeräte. Ein Faksimiligerät enthält insbesondere einen optischen Kopf, der die Aufgabe hat, das Bild einer Zeile des Originaltextes oder Zeichnung auf eine eindimensionale Detektoranordnung zu werfen. Die Detektoranordnung ist typischerweise eine CCD- Einzeilenabtastkamera. Der de facto Auflösungsstandard für FAX-Anwendungen sind 300 Bildpunkte je Zoll, was einem Pixeldurchmesser von etwa 85 Mikron entspricht, sowie 2400 Pixel für eine Acht-Zoll Bildzeile.
Daher war es noch nicht möglich, ein optisches System herzustellen, das diese vielen Bildpunkte auflösen kann und doch von kompakter Größe ist. Deshalb handhaben derzeitige Systeme ein Bild mit vielen kleinen Linsen, von denen jede nur einen Teil des Bildes bedient. Viele der heutigen FAX- Geräte verwendet Stablinsen mit einem Gradientenindex, die typischerweise einen Durchmesser von 1mm und eine Brennweite von 10-20mm aufweisen. Der Arbeitsabstand, das ist der Abstand zwischen dem Blatt Papier und den Linsen, ist daher groß genug, um eine Beleuchtung des Papiers von der Seite her unter einem schrägen Einfallswinkel zu gestatten. Dieses wird durch die Verwendung einer eindimensionalen Anordnung von Licht emittierenden Dioden oder Laserdioden erreicht. Um zusammenzufassen, die drei Hauptkomponenten des optischen Kopfes in einem FAX-Gerät sind Linsen, Beleuchtungsquellen und Lichtdetektoren. Gegenwärtig müssen diese Komponenten noch montiert und justiert werden.
Der gesamte optische Kopf eines FAX-Gerätes kann als eine einzige Einheit hergestellt werden.
Zwei verschiedene optische Methoden sind für die Entwicklung einer derartigen optischen Kopfanordnung anwendbar: eine, bei welcher das Originalbild in kleine, aber längliche Bereiche in der Spanne von 0.5-lmm unterteilt ist; und die andere, bei der das Originalbild in Bereiche von Pixelgröße unterteilt ist, sodaß tatsächlich jedes Pixel seinen eigenen optischen Kanal hat.
Gemäß der ersten Methode muß ein doppelter Schritt zur Bilderzeugung verwendet werden, um das Bild, das von der Kollektion von Bildern entwickelt wurde, die von den vielen Linsen erzeugt wurden, nicht zu verändern. Dadurch wird ein aufrechtes Bild sichergestellt. Das Prinzip zeigt Fig. 13 und ihre gefaltete Version Fig. 14. In der gefalteten Ausführung ist die Linse 98 eine durchlässige Linse, während die Linse 99 eine reflektierende Linse ist. Das Bauteil 101 ist ein Spiegel. Beide Linsen sind, wie in Fig. 11 gezeigt, auf der Unterseite des Substrats 100 hergestellt. Man kann sich aber auch vorstellen, daß solche Linsen auch auf der Oberseite des Substrats 100 oder auf beiden Seiten, der Ober- und der Unterseite hergestellt werden können. Das Papier, welches das Bild enthält, bewegt sich, nebenbei bemerkt, in der Richtung, die durch den Pfeil x bezeichnet ist, von links nach rechts.
Der Durchmesser der Linsen 98 und 99 ist typisch lmm.
Der Arbeitsabstand w zwischen den bewegten Papieren und den Linsen ist typisch 10mm. Dieses führt zu einem relativ kleinen Winkel α von etwa 5º, unter der Annahme, daß die Linsen 98 und 99 gleich groß sind und keinen Abstand voneinander haben.
Gewöhnlich ist das Sichtfeld einer Linse kleiner als ihr Durchmesser. Daher müssen die Linsen räumlich versetzt angeordnet werden, wie die Linie 130 in Fig. 15 zeigt, wenn das gesamte Linienbild erfaßt werden soll. Freilich berührt dieser Versatz nicht die Arbeit des Systems. Er erfordert nur eine mäßige Veränderung bei der Zeitsteuerung des Detektors gemäß etablierter Techniken.
Gemäß des zweiten Verfahrens zeigt Fig. 16 die optische Anordnung, bei der jedem Pixel ein optischer Kanal gewidmet ist. Die gefaltete Anordnung nach Fig. 16 zeigt Fig. 17. Diese Anordnung ist einer solchen ähnlich, die eine lineare Anordnung von optischen Fasern verwendet, bei denen jede Faser die Lichtintensität, die von einem einzigen Pixel herrührt, überträgt. Jedoch gestattet die Verwendung von Linsen, die das Licht fokussieren, einen Arbeitsabstand w, der viel größer ist, als der Arbeitsabstand bei Lösungen mit optischen Fasern. Bei letzteren Lösungen muß der Arbeitsabstand so nahe, wie machbar an Null liegen, was aber zu Problemen führt, wie beispielsweise Abrieb, Staub u.dgl. Bei der gegenwärtigen Anordnung kann der Arbeitsabstand zwischen 1-10mm liegen.
Ein interessanter Aspekt des Verfahrens nach Fig. 17 ist, daß eine Doppelbilderzeugung nicht notwendig ist. Dieses vereinfacht die Optik, obgleich ein Kollimator- System, wie Fig. 16 es zeigt, vorgeschlagen wird. Die planare Anordnung der Linsen in Fig. 17 ist in Fig. 18 dargestellt. Der Abstand t zwischen den Linsen in Fig. 16 ist nicht kritisch und daher ist auch der Abstand d zwischen den Linsen in Fig. 18 nicht kritisch (anders, als seine Abhängigkeit vom Winkel α und der Dicke des Glassubstrats). Die komplexen planaren Bauteile können wieder auf der Oberfläche des Substrats hergestellt werden, die vom Papier abgewandt ist, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
Fig. 19 zeigt einen ganzen optischen Kopf eines FAX- Gerätes, der die Bildlichtquelle, die Licht-Fokussierpfade und die Detektoren enthält. Insbesondere enthält das Substrat 120 die durchlässigen Linsen 121 und 122, eine reflektierende Linse 123, einen Spiegel 124, eine Lichtquelle 125 sowie einen Lichtdetektor 126. Jedes der dargestellten optischen Bauteile stellt eine vollständige Zeile von Elementen dar, wie sie in Fig. 18 gezeigt ist. Der einzige Unterschied zur Ausführung nach Fig. 7 liegt in der Herstellung der Lichtquellen 125 und Detektoren 126 auf dem Glassubstrat. Die Detektoren können durch direktes Auf sputtern von amorphem Silizium auf das Glassubstrat hergestellt werden. Andererseits sind die Lichtquellen schwieriger zu realisieren. Im allgemeinen werden LEDS und Laserdioden aus Galliumarsenid hergestellt. Gegenwärtig sind aber keine Methoden für eine Integration dieses Materials auf Quarzglas oder irgend ein anderes transparentes Substrat bekannt. Jedoch können beide, die Lichtquellen, wie auch die Detektoren entweder durch diskrete Montage auf das Substrat aufgebracht werden oder es kann der optische Kopf des FAX- Gerätes alternativ mittels zweier gegenseitig angepaßter Substrate, wie in Fig. 20 gezeigt, hergestellt werden. Das untere Substrat 120 ist transparent und enthält die Linsen. Das obere Substrat 130 ist dasjenige, welches die Lichtquellen und Detektoren enthält.
Ein noch anderer Kopf eines FAX-Gerätes ist in Fig. 21 dargestellt. In gewissem Sinne ist dies eine kompaktere Ausführung des optischen Kopfes eines FAX-Gerätes, da er nur ein einziges Glassubstrat, nur zwei Anordnungen von reflektierenden planaren Linsen, eine spiegelnde Oberfläche, eine Licht emittierende Anordnung, die separat aufgebaut und auf die Oberfläche des Substrat aufgebracht (z.B. gekittet) ist und eine Anordnung von Lichtdetektoren enthält, die durch Aufsputtern von amorphem Silizium auf das Substrat und geeignete Bearbeitung des Siliziums zur Bildung von Phototransistoren hergestellt sind.
Im Betrieb scheint die Licht emittierende Anordnung auf das Papier, das sich in Richtung x längs der Oberfläche bewegt, deren Querschnitt durch den Pfeil x markiert ist. Die Linsen in der linearen Anordnung, die mit 132 bezeichnet sind (die Draufsicht zeigt Fig. 18), sind auf eine Zeile auf der Oberfläche des Papiers fokussiert und empfangen von dieser das vom Papier reflektierte Licht. Das Licht, das von jeder der Linsen empfangen wird, wird kollimiert und auf die spiegelnde Oberfläche 133 reflektiert. Das von der Oberfläche 133 reflektierte Licht trifft auf die Linsen in der linearen Linsenanordnung, die mit 134 bezeichnet ist, und wird von dort reflektiert. Das von jeder Linse in der Anordnung 134 reflektierte Licht wird wieder von der spiegelnden Oberfläche 133 reflektiert und auf einen Detektor in der linearen Anordnung von Detektoren, die mit 135 bezeichnet ist, fokussiert.
Gewiß kann man eine effektivere Arbeitsweise erreichen, wenn man das Licht auf das Papier fokussiert. Dieses kann durch Einfügen einer planaren Linse am Punkt 136 geschehen. Die Anordnung nach Fig. 21 erfährt jedoch einen wesentlichen Vorteil dadurch, daß alle Linsen auf der Oberfläche des Substrats 140 liegen, die vom Papier abgewandt ist; das heißt, daß Papierstaub, der die Linsen beeinträchtigen könnte, von den Linsen ferngehalten wird. Für eine derartige Ausführung zeigt Fig. 21 eine Licht emittierende Anordnung 139, eine Linsenanordnung 137 und eine spiegelnde Fläche 138. Die Anordnung 131 in einer derartigen Anordnung ist keine Licht emittierende Anordnung, wohl aber eine Linsenanordnung. Licht, das von den Lichtemittern 139 abgestrahlt wird, wird von den Linsen 137 kollimiert und dann von der Linsenanordnung 131 auf einen konzentrierten Bereich auf dem Papier fokussiert.
Die Anzahl der LEDS in der Anordnung 139 und die Zahl der Linsen (und ihrer Justierungen) ist eine Funktion davon, ob das erste Entwurf sverfahren (bei dem sich die Optik mit Bildsegmenten befaßt) oder das zweite Entwurf sverfahren eingesetzt wird (bei dem sich die Optik mit individuellen Pixeln befaßt)
Die obige Beschreibung eines Optikkopfes für ein FAX-Gerät empfiehlt zumindest implizit, daß die Lichterkennungsanordnung genau so breit ist, wie das Bild, das vom bewegten Papier abgetastet wird. Dieses muß jedoch nicht der Fall sein. Genau so, wie die reflektierenden Linsenanordnungen so gemacht werden können, daß sie mit Licht arbeiten, das unter einem Winkel bezüglich der x- Richtung verläuft (siehe Fign. 17-20), kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß sie mit Licht arbeitet, das unter einem Winkel verläuft, der rechtwinklig zur x-Richtung (in die Zeichnung) ist. In der Tat macht es Sinn, die Detektoranordnung auf ein Zoll zu verkleinern, obwohl die vom bewegten Papier erkannte Zeile acht Zoll lang sein kann und die CCD-Detektorstreifen leicht mit einer Auflösung von 2400 Pixeln je Zoll hergestellt werden können. Die Verwendung einer solchen CCD in der optischen Anordnung nach Fig. 21 würde nur das Aufbringen (Z.B. Kitten) eines üblichen CCD-Streifens auf das Substrat erfordern.

Claims

1. Optische Struktur mit

zwei gestapelten, transparenten Substraten (150, 160), die je eine Oberfläche besitzen, auf der ein Blazed- Gitter hergestellt ist, wobei die Oberflächen die oberseitige und unterseitige Oberfläche der gestapelten Struktur bilden,

eine zentrale Schicht, die durch eine der kontaktierenden Oberflächen der gestapelten Substrate gebildet wird,

wobei die zentrale Schicht durchlässige planare optische Bauteile einschließlich wenigstens einer Linse oder eines Strahlteilers enthält und die Anordnung so getroffen ist, daß das Gitter auf der oberseitigen Oberfläche Licht, das rechtwinklig zur Oberfläche verläuft, in eine unterschiedliche Richtung weg von der rechtwinkligen Richtung ablenkt, derart, daß das Gitter auf der bodenseitigen Oberfläche Licht, das in der unterschiedlichen Richtung verläuft, in die rechtwinklige Richtung ablenkt, wobei das bodenseitige Gitter parallel zum oberseitigen Gitter angeordnet ist und derart, daß die optischen Bauteile der zentralen Schicht so angeordnet sind, daß sie optisch nur mit Licht wechselwirken, das zwischen der oberseitigen und bodenseitigen Oberfläche in der rechtwinkligen Richtung verläuft.

2. Optische Struktur nach Anspruch 1, bei der die optischen Bauteile weit genug voneinander entfernt sind, so daß Licht, das in der unterschiedlichen Richtung verläuft, zwischen den optischen Bauteilen hindurchgehen kann, und dicht genug angeordnet sind, so daß das Licht, das in der rechtwinkligen Richtung verläuft, durch die Bauteile hindurchgehen kann.

3. Optische Struktur nach Anspruch 1 oder 2, bei der die oberseitige und die bodenseitige Oberfläche Fenster enthält, die die Möglichkeit geben, daß das Licht in die Substrate eintritt und diese verläßt.