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Die
vorliegende Erfindung betrifft optische Systeme und optische Fasern
und insbesondere optische Fasern, die zu einem anderen Material
gewoben sind, um Sensoren oder „Smart"-Häute
für Luftfahrzeuge
und andere Anwendungen wie optische Rückwandverdrahtungen für hochparallele
Hochleistungscomputersysteme und lokale Netzwerk-Interconnects bereitzustellen.
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Glasfasertechnik
wird für
zahlreiche Luft- und Raumfahrzeuganwendungen sowie für die Datenübertragung
in hochparallelen Hochleistungscomputersystemen und lokalen Netzwerk-Interconnects immer
wünschenswerter.
Größe, Gewicht,
Kommunikationsdichte, Störfestigkeit
und Robustheit eröffnen für die Glasfasertechnik
immer mehr Anwendungsbereiche, wo sie höhere Geschwindigkeitskapazitäten und
Integrität
von Kommunikationsverbindungen bieten.
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Ein
kürzliches
Konzept in der Herstellung von Luft- und Raumfahrzeugen war der
Einsatz von Glasfasern in der Haut des Fahrzeugs selbst, so dass eine „Smart"-Haut entsteht, die
es zulässt,
dass Sensoren in das Verbundmaterial eingebettet werden, um Informationen über das
Luft- oder Raumfahrzeug im gesamten Fahrzeug zu übertragen, ohne Notwendigkeit
für separate
Kommunikationsverbindungen und deren assoziierte Nachteile.
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Die
mechanischen Eigenschaften von aus Glasfasern gewebtem Material
sind hinlänglich
bekannt. Solches Material bietet wünschenswerte mechanische Eigenschaften
wie hohe Zugfestigkeit, Flexibilität, Witterungs- und Chemikalienbeständigkeit,
hohe Reißfestigkeit,
Maßstabilität und Abriebfestigkeit.
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Es
ist ebenso bekannt, dass einzelne optische Fasern zum Übertragen
von optischen Signalen über
die gesamte Länge
der Faser verwendet werden können
und sehr hohe Bandbreiten haben. Einzelne optische Fasern haben
ausgezeichnete optische Eigenschaften, sind aber sehr zerbrechlich.
Es wurde eine Reihe verschiedener Techniken entwickelt, um individuelle
Fasern so festzuhalten, dass Schäden
daran verhütet
werden. So werden sie beispielsweise häufig in Kabeln oder anderen
Schutzmaterialien eingeschlossen. Darüber hinaus können individuelle
Fasern gebündelt
werden, so dass Kabel entstehen, die erhöhte Informationsmengen führen können.
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Eine
Technik, die weithin zum Schützen
von optischen Fasern eingesetzt wird, besteht darin, sie in einem
Epoxidmaterial zu verkapseln, um ihnen Steifigkeit und Festigkeit
zu verleihen. So beschreibt beispielsweise das US-Patent Nr. 4,547,040
eine optische Faserbaugruppe, bei der optische Fasern in einem Verkapselungsmaterial
gehalten werden.
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Individuelle
optische Fasern wurden auch zu Matten gewebt. So beschreibt z. B.
das US-Patent Nr. 4,907,132 ein Gerät, bei dem optische Fasern
zu einem Paneel gewebt wurden. Die Fasern sind in der Kettenrichtung
des Gewebes positioniert. Wo die Fasern die Schussfasern schneiden,
da wird die Beschichtung beseitigt, so dass die Fasern Licht aussenden.
Auf diese Weise sendet ein Paneel aus den Fasern Licht aus. Das
US-Patent Nr. 4,885,663 zeigt gewobene optische Fasern, bei denen
die Biegungen in den Fasern, wo sie die Schussfasern überqueren, Diskontinuitäten zum
Ausstrahlen von Licht bieten. Zweck dieser Struktur ist die Bereitstellung
eines Leuchtpaneels.
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Weitere
Referenzen wie z. B. die US-Patente Nr. 4,952,020 und 4,468,089
zeigen optische Fasern, die auf verschiedene Weisen verkapselt sind,
so dass Kabelbaugruppen wie oben beschrieben entstehen. Die in diesen
Patenten beschriebenen Kabelbaugruppen sind jedoch relativ kostspielig
und können
nicht zur Bildung von mattenähnlichen
Strukturen verwendet werden.
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Es
wurden zahlreiche Artikel über
die Anwendung von optischen Fasern bei der Bildung von „Smart"-Häuten für Luft-
und Raumfahrzeuge geschrieben. Der Artikel „Fiber Optic Skin and Structural
Sensors" von Eric
Udd, Industrial Metrolocsy 1 (1990) 3-18, wird die Verwendung von
optischen Fasern in einem hautähnlichen
Material für
die Verwendung als Sensoren beschrieben. Der Artikel beschreibt
jedoch die Fasern als lediglich in einem strukturellen Material
verkapselt. Das Verkapseln der Fasern auf diese Weise hat die in
dem nachfolgend erörterten
Artikel beschriebenen Nachteile.
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In
einem Artikel mit dem Titel „Smart
Skins and Fiber-Optic Sensors Application and Issues" beschreibt Kausar
Talat, Boeing Defense & Space Group,
Seattle in Washington (unveröffentlicht)
Material mit verkapselten optischen Fasern, wobei die physikalischen
Eigenschaften der Faser selbst als Sensor verwendet wurden. Der
in diesem Artikel beschriebene Verbundstoff beinhaltet optische
Fasern, die in einer laminierten Struktur angeordnet sind. Am Ende
der Struktur passieren die optischen Fasern durch eine Röhre, die
eingeführt
wurde, um Mikrobiegungen der Faser zu verhüten, wo diese zwischen den
laminierten Matten austritt. Wie in dem Artikel beschrieben, verursacht
die laminierte Struktur Faserkinks beim Erhärten, verursacht Verluste und
hat weitere Nachteile, die in dem Artikel erörtert werden.
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In
der Spezifikation der europäischen
Patentanmeldung Nr. 92302365.9, die unter der Nummer 506298 am 30.
September 1992 veröffentlicht
wurde, wurde ein gewebtes Material beschrieben, bei dem optische
Fasern in dem Material positioniert und gehalten werden. Das Material
hat Fasern, die in Kett- und Schussrichtung verlaufen, wobei optische
Fasern in Kanälen
zwischen Stützfasern
in der Kettrichtung positioniert sind. Die optischen Fasern wurden mit
Null-Kette gewebt, und ein Schutzmaterialüberzug ermöglichte eine Gestaltung entweder
zu einer flexiblen Platte oder zu einer starren, harten, gitterähnlichen
Matte.
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Die
EP-A-0506298 offenbart eine gewebte Struktur, die eine Mehrzahl
von ersten Strängen
beinhaltet, die in Null-Kette in der Struktur positioniert sind,
und eine Mehrzahl von zweiten Strängen, die in einer Schussrichtung
in der Struktur positioniert sind.
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Die
Spezifikation der internationalen Patentanmeldung PCT/CH92/00090,
die unter der Nummer WO92/21222 am 26. November 1992 veröffentlicht
wurde, beschreibt eine Messsonde, die eine Analyseauflage mit einem
gewebten Stoff bestehend aus metallischen Kettfäden und isolierenden Plastikschussfäden in der
Schussrichtung hatte. Einige der Löcher in den Maschen wurden
mit Analysesubstraten dotiert, deren elektrischer Widerstand sich
bei Kontakt beispielsweise mit einer zu messenden Flüssigkeit änderte.
Die Metallfäden
bildeten eine elektrische Verbindung mit der Außenseite oder mit einer Auswertungsschaltung.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine gewebte Struktur (132)
mit einer Mehrzahl von ersten Strängen (140) bereitgestellt, die
in Null-Kette in der Struktur (132) positioniert sind, einer
Mehrzahl von zweiten Strängen
(142), die in einer Schussrichtung in der Struktur positioniert
sind, wobei die zweiten Stränge
(142) mit den ersten Strängen (140) verwebt
sind, und einer Mehrzahl von optischen Fasern (136), die
in Null-Kette in Kanälen positioniert
sind, die durch ausgewählte
der ersten Stränge
(140) definiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass gewählte Stränge aus
der Mehrzahl von ersten Strängen
(140) elektrische Leiter (138) umfassen, die in
Null-Kette in der Struktur (132) positioniert sind, und
dadurch, dass elektrische Leiter (138) zum Führen eines
ersten elektrischen Signals durch erste Stränge (140) ohne elektrische
Leiter und optische Fasern (136) von elektrischen Leitern
(138) zum Führen
eines zweiten elektrischen Signals getrennt sind.
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Die
optischen Fasern werden in einer gitterähnlichen Matte positioniert
und gehalten, die aus Fasern eines Stützmaterials gewebt sind. Dieses Stützmaterial
kann aus einem beliebigen gewünschten
Material bestehen, das die benötigten
Eigenschaften bietet, z. B. Faserglas, Grafit usw. Die Stützfasern
werden sowohl für
die Kett- als auch für
die Schussfasern für
die Struktur verwendet.
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Bei
der Herstellung werden eine oder mehrere optische Fasern in Kanälen zwischen
den Stützfasern
in der Kettrichtung positioniert. Jeder Kanal kann eine große Zahl
von optischen Fasern haben.
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Wie
oben erwähnt,
wird die Struktur mit den in Null-Kette positionierten optischen
Fasern gewebt. So können
die optischen Fasern in der gewebten Struktur gestützt werden
und dadurch mit maximaler Übertragungseffizienz
arbeiten. Die fertige gewebte gitterähnliche Matte kann mit verschiedenen
Typen von Schutzmaterial wie einem Elastomer oder einem Gummiepoxid
beschichtet werden, so dass eine flexible Platte mit den darin verkapselten
optischen Fasern entsteht. Alternativ kann die Struktur mit einem starren
Material wie Epoxid beschichtet oder darin verkapselt werden, damit
eine harte oder starre gitterähnliche
Struktur entsteht.
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Ein
Vorteil einer bestimmten nachfolgend beispielhaft zur Illustration
der Erfindung beschriebenen Anordnung besteht darin, dass der Webprozess und
die resultierende Stützstruktur
das Risiko von Mikrobiegungen in den in der gewebten Struktur verkapselten
optischen Fasern minimiert. Mikrobiegungen können Verluste in optischen
Fasern verursachen. Die Lichtübertragung
in optischen Fasern wird durch Mikrobiegungen und andere Diskontinuitäten in den
Fasern stark herabgesetzt, was Modalstreuung und Lichtemission verursacht,
d. h. die Fasern glühen,
anstatt das Licht von einem Ende zum anderen zu übertragen. Wenn Mikrobiegungen
und Diskontinuitäten
eliminiert werden, dann wird die longitudinale Übertragung von Licht maximiert,
so dass die optischen Signalverarbeitungsfähigkeiten stark erhöht werden.
Um eine Mikrobiegung zu bilden, muss eine optische Faser mit einem
scharfen Biegeradius, der kleiner ist als der theoretische Biegeradius
der optischen Faser gemäß Vorgabe
durch den Hersteller, gebogen und dann so gehalten werden. Wenn
die Faser nicht festgehalten wird, dann streckt sie sich von selbst
wieder. Wenn der Biegeradius zu klein ist, dann bricht die optische
Faser. Mikrobiegungen entstehen nicht einfach beim Biegen von optischen
Fasern. In der Tat werden optische Fasern üblicherweise in Coils gelagert.
Erst wenn die Biegungen stärker sind
als der theoretische Biegeradius, kommt es zu Mikrobiegungen und/oder
Diskontinuitäten.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Struktur
bereit, bei der das Risiko solcher Belastungen der optischen Fasern
minimiert wird.
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Die
so hergestellte Struktur hat viele Anwendungsmöglichkeiten und kann für Erfassungs-,
Bilderzeugungs- und Kommunikationsaufgaben eingesetzt werden. So
ist die Struktur beispielsweise für die Kommunikation von Erfassungsinformationen
auf der Oberfläche
eines Luft- oder Raumfahrzeugs geeignet. Darüber hinaus kann die Struktur
für die Übertragung
von Daten in hochparallelen Hochleistungscomputersystemen und lokalen
Netzwerk-Interconnects eingesetzt werden.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine gewebte Struktur (132)
mit einer Mehrzahl von ersten Strängen (140) bereitgestellt, die
in Null-Kette in der Struktur (132) positioniert sind, einer
Mehrzahl von zweiten Strängen
(142), die in einer Schussrichtung in der Struktur (132)
positioniert sind, wobei die zweiten Stränge (142) mit den
ersten Strängen
(140) verwebt sind, und einer Mehrzahl von optischen Fasern
(136), die in Null-Kette in ersten Kanälen in der Struktur (132)
positioniert sind, wobei die ersten Kanäle durch ausgewählte der
ersten Stränge
(140) definiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die
Struktur (132) eine Mehrzahl von elektrischen Leitersträngen (138)
beinhaltet, die in Null-Kette in zweiten Kanälen in der Struktur positioniert
sind, wobei die zweiten Kanäle
durch ausgewählte
der ersten Stränge
(140) definiert werden, und dadurch, dass die elektrischen
Leiter (138) durch zwischengelagerte optische Fasern (136)
und Stützstränge (140)
getrennt sind; und dadurch, dass
eine Mehrzahl von optischen
Fasern in Kanälen
vorgesehen sind, die von ausgewählten
der ersten Stränge
definiert werden, wobei die optischen Fasern in der Struktur durch
die ersten und zweiten Stränge gestützt werden
und im Wesentlichen gerade und parallel zueinander sind, und wobei
die Struktur Folgendes umfasst:
einen Verbinder mit:
einer
Mehrzahl von Öffnungen
zur Aufnahme der optischen Fasern;
einer Mehrzahl von mit den
elektrischen Leitern gekoppelten elektrischen Kontakten; und
einer
Mehrzahl von optoelektronischen Bauelementen, die mit den elektrischen
Kontakten und optischen Fasern gekoppelt sind, um die Signalübertragung
zu erleichtern.
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In
einer Anordnung sind die elektrischen Leiter und optischen Fasern
mit einem Elastomer beschichtet. In einer spezifischeren Anordnung
wird die Dicke des Elastomers so variiert, dass der Biegeradius
der optischen Fasern geregelt wird, um dadurch die Verdrahtungsfähigkeit
der Struktur in einer Richtung aus einer durch die gewebte Struktur
gebildeten Ebene hinaus zu erleichtern.
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In
einer besonderen Anordnung umfasst die gewebte Struktur ferner einen
Verbinder mit einer Mehrzahl von Öffnungen zur Aufnahme der optischen
Fasern. In einer anderen Anordnung umfasst die Struktur ferner einen
Verbinder mit elektrischen Kontakten, die mit den elektrischen Leitern
gekoppelt sind. In weiteren Anordnungen weisen beide oben beschriebenen
Verbinder eine abgeschrägte
Struktur auf, um den tatsächlichen
Biegeradius der optischen Fasern so zu regeln, dass er größer ist
als der theoretische Biegeradius. Der theoretische Biegeradius einer
optischen Faser ist, gemäß Vorgabe
durch den Hersteller, der Biegeradius, unterhalb dessen es zu Lichtstreuung
kommt und die Funktion der optischen Fasern unzuverlässig wird.
Alternativ können
die Verbinder einen Stab zum Regeln des tatsächlichen Biegeradius der optischen
Fasern so aufweisen, dass er größer ist
als der theoretische Biegeradius. Die optischen Fasern und elektrischen
Leiter beider dieser Anordnungen können weiter mit einem Elastomer
mit variierender Dicke beschichtet sein, so dass der tatsächliche
Biegeradius noch besser geregelt werden kann.
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In
einer anderen Anordnung umfasst die gewebte Struktur ferner einen
Verbinder mit Öffnungen zur
Aufnahme der optischen Fasern, mit den elektrischen Leitern verbundene
elektrische Kontakte und eine Mehrzahl von optoelektronischen Geräten, die mit
den elektrischen Kontakten und den optischen Fasern gekoppelt sind,
um die Signalumwandlung von elektronisch auf optisch und von optisch
auf elektronisch zu erleichtern. Der Verbinder kann auch die oben
beschriebenen Biegeregelungsstrukturen aufweisen. So kann die beschriebene
Struktur passive Verbinder aufweisen, in denen keine Signalumwandlung
stattfindet, und aktive Verbinder, in denen das Signal umgewandelt
wird.
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Die
nachfolgende Beschreibung und die Zeichnungen offenbaren mit Bezug
auf die 1 bis 7 für das Verständnis der
Erfindung hilfreiche Anordnungen und, anhand von Beispielen mit
Bezug auf die 8 bis 12, die
Erfindung, die in den beiliegenden Ansprüchen gekennzeichnet ist, die das
Ausmaß des
hier konferierten Schutzumfangs bestimmen.
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Dabei
zeigt:
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1 eine
Draufsicht auf eine Struktur mit gewebten Stützfasern und optischen Fasern;
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2 eine
Querschnittsansicht der Struktur der in 1 gezeigten
Anordnung;
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3 einen
größeren Abschnitt
einer gewebten Struktur und des Abschlusses von zwei Rändern der
Struktur;
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4 eine
weitere Anordnung, in der ein paralleles Gewebe von trennbaren optischen
Faserbändern
eines Typs mit einem anderen Material verwoben sind und in individuelle
Bänder
aufgetrennt werden können;
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5 eine
weitere Anordnung, die faseroptische Bänder mit einer Mehrzahl von
zwei faseroptischen Strängen
pro Band aufweist;
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6 eine
dreidimensionale Verkappungsstruktur;
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7 eine
weitere Anordnung, in der optische Fasern über die Struktur hinaus verlaufen,
um die Verknüpfung
zu erleichtern;
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8 einen
Teil einer Interconnect-Baugruppe;
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9A–9C einen
Verbinder, mit dem ein optisches Faserband gekoppelt ist;
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10A und 10B einen
Verbinder, in dem eine Verbindung aus der durch die Glasfaserrückwand gebildeten
Ebene hinaus unter Verwendung einer abgeschrägten Struktur erzielt werden kann;
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11A und 11B einen
Verbinder, in dem eine Verbindung aus der durch die Glasfaserrückwand hinaus
gebildeten Ebene mit einer Stabstruktur erzielt werden kann; und
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12A–12C verschiedene Ansichten einer X-Y-Schaltmatrixbaugruppe.
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1 ist
eine Draufsicht auf eine Struktur, die mit Kettsträngen 10A, 10B, 10C, 10D und Schusssträngen 11A, 11B, 110 und 11D gewoben
ist. Die Kett- und Schussstränge
sind miteinander zu einer gewebeähnlichen
Struktur unter Verwendung eines normalen, einfachen Umeinander-Gewebemusters
verwebt. Jedes gewünschte
Material mit den für die
Anwendung gewünschten
physikalischen Eigenschaften kann als Kett- und Schussstränge verwendet
werden. So können
die Stränge
z. B. Faserglas, Grafit, Siliciumcarbid oder andere Materialien
beinhalten. Ein Beispiel für
eine für
einige Anwendungen geeignete Siliciumcarbidfaser wird von der Dow-Corning
Corporation unter der Handelsmarke NicalonTM veräußert.
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Mit
den stützenden
Kettfasern werden vor dem Weben optische Fasern 12A, 12B, 12C, 12D, 12E und 12F eingeführt. Wichtig
ist, dass die optischen Fasern so in die Struktur eingefügt werden, dass
sie in Kettrichtung laufen und in Null-Kette gehalten werden. Das
heißt,
die optischen Fasern werden gerade und parallel in der Kettrichtung
gehalten. Der Effekt der Struktur, in der die optischen Fasern gestützt werden,
ist das Fehlen von Mikrobiegungen oder Falten in den optischen Fasern,
so dass maximale optische Signaleffizienz und -wiederholbarkeit unabhängig von
deren Übertragungsposition
in der gewebten Struktur entsteht. Es ist gut bekannt, dass, wenn
Signale durch optische Fasern übertragen
werden, Verluste überall
dort entstehen, wo in der Faser Biegungen oder Kinks vorhanden sind.
Die in 1 gezeigte Struktur beinhaltet ein Paar optischer
Fasern in den durch den nichtoptischen Kettstrang 10A, ... 10D gebildeten
Kanälen.
Es können
natürlich
mehr oder weniger optische Fasern verwendet werden.
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2 ist
eine Querschnittsansicht einer Struktur wie der in 1 beschriebenen,
die aber auch mit einem Schutzüberzugsmaterial
zum Festhalten aller Fasern beschichtet wurde. 2 kann als
eine Querschnittsansicht der in 1 gezeigten Struktur
entlang der Länge
der Faser 12A betrachtet werden. Wie in 2 gezeigt,
verläuft
die optische Faser 12A über
die Figur mit Schusssträngen 11A, 11B, 11C und 11D und
befindet sich somit in einer Ebene unter den optischen Fasern und
in einer anderen über
den optischen Fasern. Ein Überzug 20,
der aus einem gut bekannten Material wie einem Elastomer, einem
Gummiepoxid oder einem anderen geeigneten Material besteht, hält die optischen
Fasern mit Bezug auf die umgebende Struktur in ihrer Position fest.
Darüber
hinaus verhindert der Überzug 20, dass
Feuchtigkeit in die Struktur eindringt oder diese verlässt, und
kann zum Regeln des Biegeradius der optischen Fasern verwendet werden.
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3 zeigt
eine größere Region
einer Struktur, die gewebt wurde, um die Art und Weise zu illustrieren,
in der die Schussstränge
an den Rändern
der Struktur gebunden sind. Wie in 3 gezeigt,
verlaufen die optischen Fasern 12 vom oberen Rand der Figur
zum unteren Rand, während
die Schussstränge in
der Figur von links nach rechts verlaufen. Vom oberen Rand der Figur
zum unteren Rand verlaufen auch die oben in Verbindung mit 1 erörterten Kettstränge. Die
Ränder
der Schussstränge 11 können durch
eine konventionelle Technik unter Verwendung eines Drehergewebematerials 31 und 32 gebunden
werden. Es können
natürlich
auch andere Techniken zum Einsatz kommen, um die Ränder des Gewebes
zu befestigen, z. B. durch Verknoten oder einfach durch Beschichten
der Struktur vor der Weiterverarbeitung.
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Für die in 3 beschriebene
Anordnung werden Siliciumcarbidfasern wie die oben beschriebenen
eingesetzt, die ein Maß von
1800 Denier haben und mit einer Dichtigkeit von 44 optischen Fasern
pro Zoll gewebt sind. Die Dichtigkeit des Gewebes wird durch den
Durchmesser der optischer Faser, die umgebende Struktur und die
Breite der Zähne
des Kamms definiert und ist nach Bedarf je nach Anwendung variabel.
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Die
optischen Fasern in dem in 3 veranschaulichten
Gewebe sind im Handel erhältliche
optische Fasern wie z. B. GE-dotierte Gradientensiliciumfasern,
die von Corning hergestellt werden, oder Einmoden-Siliciumfasern
usw. In einer Anordnung werden Corning-Fasern mit einer numerischen
Apertur von 0,22, einem Kern von 125 Mikron, einem Gesamtdurchmesser
von 250 Mikron und einer theoretischen Temperatur von 85°C eingesetzt.
Die Verwendung von solchen Fasern in einer Struktur wie beschrieben
ergibt etwa 44 Fasern pro Linearzoll (2,54 cm) über die Struktur. Die Länge der
Struktur hängt von
der Länge
der verwendeten Materialrolle ab, und es können sehr lange Strukturen
von mehr als einem Kilometer Länge
mit handelsüblichen
Webgeräten mit
ausreichenden Spannungsregelungsverfahren hergestellt werden. Es
können
konventionelle Textilwebgeräte
zum Positionieren der optischen Fasern und zum Weben der umgebenden
Struktur eingesetzt werden. So kann z. B. eine Verbundstofferzeugungseinrichtung
mit standardmäßigen Webgeräten zum
Einsatz kommen. Zum Positionieren der optischen Fasern kann ein
Kamm im Rahmen der standardmäßigen Webausrüstung verwendet
werden. Der Kamm kann ein kleinzahniger Kamm sein, der am vorderen
Ende der Webausrüstung
installiert ist. Mit einem solchen Kamm kann eine reproduzierbare Anzahl
von faseroptischen Strängen
zwischen den Strängen
des dazwischen liegenden Materials erzielt werden und er gewährleistet Überlappungsfreiheit mit
ungebogenen optischen Fasern. Verschiedene kommerzielle Maschinen
benötigen
zwar unterschiedliche Justierungen, aber bei einem Test des Webbetriebs
kam es zu einer Spannungsänderung, als
in den Materialzuführungsrollen
die Faser ausging. Diese Spannungsänderung kann zu einem Bruch
der optischen Faser führen,
und demgemäß gilt das
Regulieren der richtigen Spannung durch geeignete Überwachung
und durch Gefüllthalten
der Rollen als ein wichtiger Faktor. Es ist zu bemerken, dass zur
Erzeilung optimaler Ergebnisse und zur Verhütung von Schäden an den
optischen Fasern die Zahl der Schussstränge pro Zoll (2,54 cm) und
die Betriebsgeschwindigkeit der Webmaschine an die Typen des verwendeten
faseroptischen und nicht faseroptischen Materials angepasst werden
müssen.
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In
der Vergangenheit wurden optische Fasern manuell in zusammengesetzten
Falten in spezifischer Ausrichtung ausgelegt. Eine Fehlausrichtung der
optischen Fasern hatte erhebliche Verluste zur Folge. In den hierin
beschriebenen Techniken erfolgt das Auslegen der Faser automatisch
im normalen Webvorgang. Die Reduzierung solcher Verluste ergibt
eine Gleichförmigkeit
und Wiederholbarkeit, die eine akkurate und diverse Modalitätserfassung,
eine effiziente Datenübertragung
und einfache Verbindungsprozesse ergibt. Zwei wichtige Faktoren
sind Sensornetzintegration in der Struktur und Hochgeschwindigkeitsbetrieb
in Computersystemen. Zu beschreibende Anordnungen gehen diese Problemstellungen
erfolgreich an, wenn sie sich auf große Systeme beziehen.
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Für die in 3 gezeigte
Anordnung werden zwei optische Fasergarne in den Kanal zwischen
den einzelnen Kettsträngen
gelegt. Es ist jedoch zu verstehen, dass jede beliebige gewünschte Anzahl
von optischen Fasern zwischen die einzelnen Kettstränge gelegt
werden kann. So enthält
beispielsweise in einer Anordnung jeder Kanal acht optische Fasern. Weitere
Anordnungen werden nachfolgend erörtert.
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Wenn
die Struktur mit den optischen Fasern an ihrer Position gewebt ist,
dann kann das Ganze mit einem gewünschten Material beschichtet
werden, so dass die Struktur zusätzlichen
Schutz erhält.
Wie in Verbindung mit 2 beschrieben, wird die Position
der Fasern in der Ebene der gitterähnlichen Matte durch Aufbringen
einer Beschichtung auf die gewebte gitterähnliche Matte fixiert, und
die Struktur erhält zusätzliche
Steifigkeit. Das Härtungsmaterial
kann vorzugsweise durch Aufstreichen auf die gewebte Matte, durch
Leiten der gewebten Matte durch ein Härtungsmaterialbad oder durch
Anwenden anderer konventioneller Applikationstechniken aufgebracht werden.
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In
einer Anordnung wurde der starre Überzug mit einem Härtungsfluid
aus dem EPON 828 Epoxid von der Shell Chemical Company hergestellt,
mit einem Fixiermittel aus Diethylentriamin in einem Verhältnis von
88 Vol.-% Epoxid und 12 Vol.-% Fixiermittel vermischt. In anderen
Anordnungen, in denen eine flexible Struktur gewünscht wird, wurde ein handelsüblicher
Gummizement verwendet.
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4 illustriert
eine weitere Struktur der Bänder.
Wie gezeigt, ist die Struktur in zwei Sektionen, 51 und 53,
unterteilt. Diese Sektionen sind durch zusätzliche longitudinale Dreherfilamente 54 und 55 und
eine zusätzliche
Stützfaser 57 getrennt.
Die Dreherfilamente 54 und 55 sind ein praktischer
Ort, an dem das optische Gitter in einzelne Bänder aufgeteilt werden kann,
sie sind ein praktischer Markierer zum Kennzeichnen besonderer Fasern
und verhindern, dass sich die Struktur auflöst. Es kann in der Struktur jedoch
jede gewünschte
Anzahl von Sektionen verwendet werden. Auf diese Weise kann ein
großer Webstuhl
zum Weben in parallelen Breiten von gleichen oder unterschiedlichen
Materialien verwendet werden, die später für verschiedene Verwendungszwecke
in Sektionen unterteilt werden.
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5 beschreibt
eine weitere Anordnung, in der acht optische Fasern 61, 62,
... 68 paarweise zwischen jeweils zwei Stützfasern
positioniert sind. Es sind Dreherfasern 64 mit zugehörigen zusätzlichen Stützfasern 75 und 76 vorgesehen,
so dass ein Streifen der Struktur mit einer Anzahl von Sektionen
hergestellt und dann bei Bedarf in separate Stücke unterteilt wird.
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6 illustriert
eine dreidimensionale Webstruktur, die für verschiedene Verkappungsoptionen geeignet
ist. Wie gezeigt, beinhaltet die Struktur eine gewebte Rückwand 40 mit
faseroptischen Leitern 42 und zwei gewebten Ebenen 44 im
Wesentlichen lotrecht zu der Rückwand.
Diese Struktur kann als Leiterplatte oder zum Stützen von Leiterplatten und/oder Wafern
verwendet werden, die als Schnittstelle zu der Faseroptik in der
Rückwand
dienen. Diese Sektion könnte
verschiedene Winkel relativ zur Rückwand bilden. Es wird empfohlen,
spitze Winkel zu vermeiden. Alle aus der Ebene hinausgehenden Sektionen sind
in einem Winkel abzurunden, der nicht kleiner ist als der theoretische
Biegeradius der optischen Fasern gemäß Herstellerempfehlung. Dadurch
werden zu starke Spannungen an scharfen Kanten der Stützstruktur
vermieden. Auf die Struktur aufgebrachte Beschichtungen können zusätzliche
Entspannung liefern.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht, die illustriert, wie die in den 1, 2 und 3 gezeigte
Struktur zu einer dreidimensionalen Struktur gefertigt werden kann.
Für die
in 7 gezeigte Struktur verlaufen die optischen Fasern 12 über einen
Rand der gewebten Struktur hinaus, um optische Verbindungen zu erleichtern.
Wie in 7 ebenfalls zu sehen ist, sind die Schussfasern 11 auf
kontinuierliche Weise durch die Struktur gewoben. Indem die Struktur über den
Bereich hinaus verlängert
wird, in dem die optischen Fasern zu der Matte gewoben sind, ergibt
ein zusätzlicher
Bereich von Stützmaterial
eine Struktur zum Montieren weiterer Komponenten 15. Natürlich können Komponenten 15 auch
in der Nähe
der optischen Fasern montiert werden, um auch an dieser Stelle Verbindungen
zu ermöglichen. Komponenten 15 umfassen
typischerweise elektronische, optische oder optoelektronische Komponenten.
Zum Beispiel, eine optische integrierte Detektorschaltung kann auf
der Webstoffmatte oder im Interconnect (Verbinder) montiert werden,
und entsprechende Verbindungen können
an den umgebenden integrierten Schaltungen durch flexible Drahtbond-Schaltungsverbindungen oder
andere gut bekannte Techniken wie z. B. Punkt-zu-Punkt-Kontakt hergestellt
werden. Natürlich
können
Schaltungen auf einer oder auf beiden Seiten der Struktur sowie außerhalb
der Ebene der Struktur montiert werden, um das Einfügen von
optoelektronischen Modulen zu erleichtern.
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Vor
oder nach dem Montieren der Schaltungen kann, je nach der jeweiligen
Anwendung, die in 7 gezeigte Struktur mit einem
geeigneten Material beschichtet werden, um es in einer starren Position
zu halten oder um es biegsam zu machen.
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Wie
in 7 gezeigt, ermöglicht
die Struktur verschiedene Verkappungstechniken für Schaltungen. Mit der veranschaulichten
Struktur werden die optischen Fasern an einem präzisen Ort gehalten, so dass
die Verbindung mit anderen integrierten Schaltungen oder anderen
optischen Elementen erleichtert wird. Ebenso entsteht durch Verlängern der
Webstruktur über
den Schaltungssubstratteil hinaus eine praktische, kostenarme, integrierte
Technik zum Montieren von Schaltungselementen für die Verbindung mit den optischen
Fasern. Natürlich
können Sensoren
mit einzelnen Fasern oder Gruppen von Fasern zu großen Sensorarrays
verbunden werden. Darüber
hinaus können
die optischen Fasern selbst als Erfassungselemente verwendet werden,
so dass eine Array aus Smart-Häuten
entsteht. Beispiele für solche
Anwendungen von „Smart"-Hautarrays sind
in den beiden oben erwähnten
technischen Artikeln beschrieben. Die „Smart"-Haut kann faseroptische Erfassungsarrays
in der Haut von Flugzeugen bilden. Es können auch kostenarme Hochgeschwindigkeitskommunikationen
für Computernetze
damit hergestellt werden. So kann beispielsweise die Struktur als optoelektronische
Rückwand
für große Hochleistungscomputersysteme
wie Parallelprozessoren eingesetzt werden.
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Die
Struktur ermöglicht
auch das Senden und Empfangen von lasererzeugten optischen Signalen
in Verbindung mit Verkappungs- und Verknüpfungskomponenten. Solche Anordnungen
können zum
Erzeugen von schnellen Datenbussen oder -kanälen zum Verknüpfen von
Komponenten in einem Hochleistungscomputersystem eingesetzt werden. Die
Verwendung großer
Zahlen von optischen Fasern erleichtert den Aufbau von Systemen,
bei denen redundante Mittel für
die Übertragung
von Informationen sowie für
Mehrkanal- und/oder parallele Informationsübertragungen gewünscht werden.
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In
einer Ausgestaltung können
gewählte
Fasern in der Kettrichtung elektrische Leiter umfassen. Diese Leiter
können
die nicht faseroptischen Stützstränge in der
Kettrichtung ersetzen oder ergänzen. Alternativ
können,
wie bei den optischen Fasern, elektrische Leiter in den von den
stützenden Kettsträngen gebildeten
Kanälen
positioniert werden. Diese Konfigurationen ermöglichen die Übertragung von
Strom- und Steuersignalen
für Arrays
von optischen Detektoren und Quellen zusammen mit optischen Signalen über erfindungsgemäß ausgebildete optische
Rückwände und
Verdrahtungskabel. So können
beispielsweise synchronisierte Taktgabesignale, faseroptische Array-Adressen
sowie Daten- und Stromsignale zwischen optischen und optoelektronischen
Verbindungen über
die Struktur übertragen werden.
Im Gegensatz dazu erforderten frühere
Systeme separate Interconnect-Baugruppen für solche elektronischen Signale.
Eine wichtige Folge hiervon ist, dass zum ersten Mal die Signalumwandlungspunkte,
d. h. die Arrays von Detektoren und Quellen, in die optische Interconnect-Baugruppe
integriert werden können.
Das heißt,
die Arrays von Bauelementen, die elektrische Signale in optische
Signale (z. B. Quellen) umwandeln, und die Arrays von Bauelementen,
die optische Signale in elektrische Signale (z. B. Detektoren) umwandeln,
können
in Verbinder integriert werden, die mit einer optischen Interconnect-Baugruppe
gekoppelt sind (z. B. einem Bandkabel oder einer optischen Rückwand).
Die automatische Wiederholbarkeit der faseroptischen Matrix bietet
diese Fähigkeit
zu niedrigen Kosten.
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Diese „aktiven
Interconnects" minimieren oder
eliminieren die Notwendigkeit zum Platzieren von optoelektronischen
Umwandlungspunkten außerhalb
der Interconnect-Baugruppe und vereinfachen dadurch das gesamte
System und senken seine Kosten. Weitere Elemente auf Array-Basis
können ebenfalls
in die Verbinder dieser aktiven Interconnects einbezogen werden.
So können
beispielsweise Schalt-, Adressier- und Torsteuerelemente sowie Bauelemente
für die
Taktwiederherstellung in das aktive Interconnect eingebaut werden.
Die Verwendung von gemeinsamen Leistungs- und Masseleitungen, die über die
elektrischen Verbinder in der Webstruktur miteinander gekoppelt
sind, reduziert die Effekte von unerwünschten Masseschleifen, die
eine Folge von früheren
Verknüpfungstechniken
war.
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Mit
der oben beschriebenen Anordnung kann auch eine verbesserte Störstrahlungsleistung (EMI)
des Systems erzielt werden. Bei elektronischen Hochgeschwindigkeitssystemen
kommt es zu EMI-Kopplung zwischen elektrische Signale führenden Übertragungsleitungen.
Je dichter solche Leitungen beieinander liegen und je größer der
Abstand ist, über
den sie parallel eng nebeneinander her laufen, desto größer wird
die Störung.
In den separaten elektronischen Interconnects früherer Systeme erforderten Verbesserungen
der EMI-Leistung häufig
eine Abschirmung und/oder einen Abstand zwischen elektrischen Leitern,
was diese zusätzlichen
Interconnects vergrößerte. Im
Gegensatz dazu können
die elektrischen Leiter aufgrund des leicht wiederholbaren und anpassbaren
Abstands von Kettfasern, der die derzeitigen Anordnungen charakterisiert,
in der Struktur so positioniert werden, dass die optischen Fasern,
die EMI-fest sind, in der Tat als EMI-Abschirmungen dienen. Es können auch
verschiedene Abstände
zwischen elektrischen Leitern gehalten werden, um EMI noch weiter
zu reduzieren.
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Die
derzeitigen Anordnungen reduzieren das für die optischen Interconnects
notwendige Volumen im Vergleich zu früheren Systemen erheblich. So
hatte in früheren
Hochleistungssystemen ein typischer optischer Interconnect-Baugruppenverbinder
z. B. etwa vier Interconnects pro Zoll (2,54 cm) Verbinderlänge. Für ein 64-Bit-System
könnte
der Baugruppenverbinder typischerweise mehr als 16 Zoll (40,64 cm)
lang sein. Die begleitenden elektrischen Interconnect-Baugruppenverbinder
hatten typischerweise eine Länge
in der Größenordnung
von 8 Zoll (20,32 cm). Zusätzlich
zur Fähigkeit
des Kombinierens der beiden Typen von Interconnect-Baugruppen ermöglichen
die/das oben beschriebene Struktur und Verfahren eine weitaus höhere Dichte
von optischen Fasern in der Interconnect-Baugruppe, so dass eine weitaus
höhere
Dichtigkeit von optischen Interconnects für eine bestimmte Verbinderlänge möglich wird.
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8 illustriert
einen Teil einer aktiven Interconnect-Baugruppe 130. Interconnect 130 beinhaltet die
Webstruktur 132 und den Verbinder 134. Wie oben
beschrieben, sind optische Fasern 136 und elektrische Leiter 138 in
Kanälen
positioniert, die von Stützfasern 140 gebildet
werden, wobei die Struktur von Schusssträngen 142 vervollständigt wird.
Der Verbinder 134 umfasst drei Sektionen 144, 146 und 148.
Optische Fasern 136 werden durch die Sektion 144 gefädelt, während die
Leiter 138 mit elektrischen Kontakten 150 verbunden
werden. Die Sektion 146 wird mit Hilfe von Führungsstiften 152 in
die Sektion 144 gesteckt, wobei die Sektion 146 eine
Array von optoelektronischen Umwandlungsbauelementen 154 und
elektrischen Durchführungen 156 aufweist.
Die Sektion 146 wird in die Sektion 148 gesteckt,
ebenfalls mit Hilfe von Führungsstiften 152.
Die Stifte 158 auf der Sektion 146 werden mit
Stiften 160 in Sektion 148 verbunden. Wenn die
Verbindersektionen 146 und 148 weggelassen werden,
dann ist die Sektion 144 ein passiver Verbinder mit optischen
Fasern und elektrischen Kontakten. Passive Verbinder können nur
optische Fasern umfassen, d. h. keine elektrischen Kontakte. Wenn
nur eine Sektion elektrische Kontakte enthält, dann ist der aktive Teil
des Interconnects einendig.
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Die 9A–9C beschreiben
einen Verbinder 100, mit dem ein Glasfaserband 102 gekoppelt
ist. Der Verbinder 100 hat 52 optische Interconnects im
Raum von 3,81 cm (der Länge
der Keramikplatte 104). Dies ergibt nahezu 35 optische
Interconnects pro Zoll (2,54 cm). Das Hinzufügen von elektrischen Verbindern
zu der Interconnect-Baugruppe
erfordert eine Erhöhung
der Länge
des Verbinders 100, die von der Größe der Leiter abhängig ist,
und beträgt etwa
12 mil pro Leiter.
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Die
aktive Verknüpfungsfähigkeit,
die durch den Einbau von elektrischen Leitern in das optische Interconnect
ermöglicht
wird, ergibt mehrere Vorteile. Zunächst wird durch Platzieren
von Signalumwandlungselementen in der Interconnect-Hardware die Komplexität der durch
die Interconnect-Hardware verbundenen Plattenteile entsprechend
reduziert. Zweitens wird durch Beseitigen der optoelektronischen
Umwandlungsmodule von den Systemplatinenbaugruppen mehr Kontrolle über die
Systemleistungsableitung ausgeübt.
Der Grund hierfür
ist, dass sich die Wärmeübertragungseigenschaften
der Interconnect-Baugruppe, die jetzt die Umwandlungsmodule aufnimmt,
leichter steuern lässt
als die Platinenumgebung früherer
Systeme. So kann z. B. ein Verkappungsmaterial mit geeigneten thermischen
Eigenschaften und eine Gehäuseform
für die
Interconnect-Baugruppe
gewählt
werden, um die Wärmeübertragungseigenschaften
der Baugruppe passend zu den Leistungsableitungsanforderungen der
beabsichtigten Anwendung maßzuschneidern.
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Drittens
wird die Systempartitionierung vereinfacht, weil die Schnittstelle
auf Platinenebene jetzt entweder ganz optisch oder ganz elektronisch
sein kann. Schließlich
wird das Multiplexieren und Demultiplexieren von optischen Signalen
durch eine begrenzte Zahl von Hochgeschwindigkeitsfasern, die in früheren Interconnects
nötig war,
jetzt unnötig,
weil die Punkt-zu-Punkt-Übertragung
durch die hohe optische Faserdichte ermöglicht wird. Infolgedessen können Systeme
mit Geschwindigkeiten arbeiten, die nur durch die optischen Fasern
selbst und die verwendete Anzahl von optischen Fasern begrenzt wird. Man
wird verstehen, dass die Typen von an beiden Enden der optischen
Fasern verwendeten optoelektronischen Arrays ebenfalls die Geschwindigkeit
beeinflussen.
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Die
Flexibilität
der Webstruktur reduziert die Notwendigkeit für optische Schaltgeräte und optische Elemente
wie Spiegel oder Prismen, wodurch die optoelektronischen Systeme
noch weiter vereinfacht werden. Die Flexibilität der Struktur erleichtert
auch die Verknüpfungsfähigkeit
in einer Richtung aus der durch die Webstruktur gebildeten Ebene
hinaus. 9C illustriert, wie z. B. eine
optische Rückwand 106 über ein
Band 102 für
eine solche Verbindung mit dem Verbinder 100 gekoppelt
werden kann. An diesem Verbindungspunkt kann beispielsweise ein
optoelektronisches Modul eingefügt
werden. 9C ist eine Seitenansicht des
mit einem Verbinder 101 zusammengesteckten Verbinders 100.
Durch Anwenden einer geeigneten Biegetechnik auf die Webstruktur
der Erfindung wird somit ein neuer Typ optischer Rückwandverbindung
ermöglicht.
Eine Art von Biegetechnik, die zum Regeln des Biegeradius der optischen
Fasern angewendet werden kann, beinhaltet die Verwendung einer elastomeren
Beschichtung, deren Dicke über
die Struktur variiert werden kann, so dass der gewünschte Grad
an Regelung für
bestimmte Segmente der Struktur entsteht. Diese Technik kann allein
oder in Kombination mit anderen Biegeregelungstechniken wie z. B.
denen angewendet werden, die nachfolgend erörtert werden.
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Die 10A und 10B zeigen
einen Verbinder 110, in dem eine Verbindung aus der Ebene der
Rückwand 112 hinaus
ohne die Gefahr von optischen Diskontinuitäten in den optischen Fasern 114 erzielt
werden kann. Eine interne Regelung des Biegeradius der optischen
Faser wird mit Hilfe einer abgeschrägten Struktur 116 innerhalb
der Verbinderbaugruppe 110 erzielt. Es ist auch eine Draufsicht
auf eine Keramikplatte 118 dargestellt. Die oben beschriebene
Elastomerbeschichtung kann zusätzlich zu
der abgeschrägten
Struktur verwendet werden, um einen zusätzlichen Grad an Regelung des
Faserbiegeradius zu erzielen.
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Die 11A und 11B beschreiben
auch einen Verbinder 120, in dem eine Verbindung aus der Ebene
einer Rückwand 122 hinaus
erzielt werden kann. Eine interne Regelung des Biegeradius der optischen
Faser erfolgt mit Hilfe eines Stabes 124, der bei der Herstellung
der optischen Rückwand 122 eingefügt wird.
Der Durchmesser des Stabes 124 ist derart, dass der tatsächliche
Biegeradius der optischen Fasern 126 gleich oder größer als
der theoretische Biegeradius gemäß Vorgabe
durch den Hersteller der optischen Fasern ist, d. h. der Biegeradius, unterhalb
dessen es zu Lichtstreuung und/oder einem unzuverlässigen Betrieb
der optischen Fasern kommt. Es ist auch eine Draufsicht auf eine
Keramikplatte 128 zu sehen. Die oben beschriebene elastomere
Beschichtung kann zusätzlich
zu der Stabstruktur eingesetzt werden, um ein zusätzliches
Maß an Regelung
des Faserbiegeradius zu erzielen.
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Zusätzlich zu
ihrer Verwendung in linearen Arrays und Interconnects kann die faseroptische Webstruktur
auch in zweidimensionalen Interconnects eingesetzt werden, die auch
X-Y-Schaltmatrixe genannt werden. Die 12A–12C zeigen verschiedene Ansichten einer X-Y-Schaltmatrix 180.
In einer Anordnung wird die Webstruktur zu Streifen 182 mit
einer gewünschten
Breite 184 geschnitten, die das Maß der Matrix (und somit die
Zahl der optischen Kanäle)
in der X-Richtung bestimmt. Streifen 182 werden dann in
der Y-Richtung mit Platten 186 dazwischen zum Regulieren
des Abstands in der Y-Richtung geschichtet. In einer spezifischen
Anordnung sind in Platten 186 Sektionen 187 eingearbeitet, um
Webstreifen 182 aufzunehmen. Platten 186 können Materialien
wie Keramik, Silicium, Plastik oder Metall umfassen. Platten 186 bilden
die Struktur, an der eine Abdeckplatte 188 angebracht werden
kann, die die optischen Fasern 190 in definierten Positionen
für die Übertragung,
Schaltung oder Leitung von Informationen hält. Wenn Steifigkeit gewünscht wird, dann
können
die Platten 186 zwischen Streifen 182 für jede beliebige
Länge entlang
der Interconnect-Baugruppe 180 verlängert werden. Alternativ kann
die gesamte Baugruppe 180 in ein hartes Epoxid gelegt werden.
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Aktive
Interconnects, wie z. B. die oben mit Bezug auf 8 beschriebenen,
sowie passive Interconnects, können
in der beschriebenen Weise geschichtet werden. In spezifischen Anordnungen
kann die Abdeckplatte 188 aktive Bauelemente halten. Metall
kann für
Platten 186 im Falle von aktiven Interconnects verwendet
werden, damit die Platten 186 als Wärmeableitungselemente dienen
können.
Wenn ein aktives Interconnect groß ist, dann ist die Fähigkeit
zum Regeln des Abstands für
die Wärmeableitung äußerst wichtig.
Siliciumsubstrate oder Keramikplatten können für die Leitungsverlegung verwendet
werden. Für
passive Interconnects ist gewöhnlich ein
Abstandsmaterial aus Plastik ausreichend.
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Es
können
viele Streifen 182 geschichtet werden, so dass eine große Zahl
Kanäle
in einem relativ kleinen Raum untergebracht werden kann. In einer
spezifischeren Anordnung kann jeder der Streifen 182 mit
einem Elastomer oder einem anderen Material (z. B. Gummi, Epoxid)
beschichtet werden, so dass die optischen Fasern 190 wie
oben mit Bezug auf eine elastomere Beschichtung von eindimensionalen
Interconnects entspannt und geschützt werden. Die Dicke eines
solchen Elastomerüberzugs kann
weiter variiert werden, um den Abstand zwischen Streifen anstatt
oder zusätzlich
zu den oben beschriebenen Platten 186 herzustellen. Jeder
Streifen 182 kann ummantelt werden. Auch die gesamte Baugruppe 180 kann
ummantelt werden, wobei die optischen Fasern 190 sich davon
erstrecken.
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In
einer weiteren Anordnung kann anstatt der Verwendung von separaten
Streifen 182 der Webstruktur wie oben beschrieben eine
X-Y-Schaltmatrixbaugruppe durch wiederholtes ziehharmonikaartiges Zurückschlagen
der Webstruktur auf sich selbst konstruiert werden. Die Falten können entlang
der Kettrichtung der Struktur gebildet werden. In einer solchen
Anordnung wird die Zahl der die Struktur zwischen den Streifen zusammenhaltenden
Schussstränge
minimal gehalten, d. h. etwa 2 bis 4 Stränge pro Zoll (2,54 cm). So
können
die Schussstränge
die Struktur zusammenhalten, ohne das Falten der Struktur wie beschrieben
zu hemmen, so dass der Zusammenbau erleichtert wird. Der Abstand
zwischen Schichten kann wie oben beschrieben hergestellt werden.
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In
einer spezifischen Anordnung kann die Abdeckplatte 188 Mikrolinsen 192 aufweisen,
die an optischen Fasern 190 auf der Oberfläche der
Abdeckplatte 188 angebracht sind. Ein Indexabgleichfluid
und/oder eine Antireflexionsbeschichtung kann auf die Mikrolinsen 192 und/oder
die optischen Fasern 190 aufgebracht werden. Mikrolinsen 192 würden zum
Mildern von Ausrichtungsproblemen dienen, wo eine große Zahl
von Kanälen
auf kleinem Raum wünschenswert
ist, wie beispielsweise bei Bilderzeugung, Großvolumenumschaltung, optischem Informationsmanagement
für große Systeme
sowie bei anderen Anwendungen. Alternativ könnte die Abdeckplatte 188 Kugellinsen
enthalten. Die Erleichterung der Ausrichtung durch die Verwendung
von Linsen kann mit den eindimensionalen linearen Matrixverbindungen
sowie mit den zweidimensionalen X-Y-Schaltmatrixverbindungen erfolgen.
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Man
wird verstehen, dass zwar bestimmte Ausgestaltungen beispielhaft
zum Illustrieren der Erfindung beschrieben wurden, aber es sind
Variationen und Modifikationen davon sowie andere Ausgestaltungen
im Rahmen der beiliegenden Ansprüche denkbar.