DE69713507T2

DE69713507T2 - Optisches modul für zugangsnetzwerke für breitbandkommunikationssysteme und geeignetes herstellungverfahren

Info

Publication number: DE69713507T2
Application number: DE69713507T
Authority: DE
Inventors: Guido Chiaretti; Antonio Fincato
Original assignee: STMicroelectronics SRL
Current assignee: STMicroelectronics SRL
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 2003-03-06
Anticipated expiration: 2017-07-24
Also published as: US6639702B1; IT1283523B1; DE69713507D1; EP0916105A1; JP4140664B2; WO1998004943A1; EP0916105B1; ITMI961588A0; JP2000516059A; ITMI961588A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Modul für Zugangsnetzwerke für Breitband-Kommunikationssysteme, das aus passiven optischen Netzwerken PON so zusammengesetzt ist, dass auf besonders wirksame Weise der Transport von numerischen und/oder analogen Informationsflüssen gestattet wird, die sich auf unterschiedliche Arten von Diensten beziehen, wie beispielsweise:
- Telefondienste im weiten Sinne, die als traditionelle Telefondienste und Datenübertragungsdienste gedacht sind;
- Dienste mit stärkerem Fernseh-Charakter, wie beispielsweise die Verteilung von CATV.
Das Zugangsnetzwerk ist üblicherweise durch ein oder mehrere Anschlussinterfaces (der V-Bauart) in einem Kraftwerk und durch verschiedene Interface-Arten (der S-Bauart) für Anwenderanschlüsse ausgewiesen, die normalerweise Ende-an- Ende an in der Nähe von Anwendern aufgestellten Einrichtungen untergebracht sind.
Die Einrichtungen, die für den obigen Zweck im Zugangsnetzwerk verwendet werden und die das sogenannte PON- Zugangssystem bilden, sind durch einen Leitungsabschluss (optischer Leitungsabschluss oder kurz OLT), der generell in der Nähe einer Schaltstation angeordnet oder aufgestellt ist, und durch eine Mehrzahl von Netzwerkeinheiten (optische Netzwerkeinheiten oder kurz ONU) repräsentiert, die typischerweise in der Nähe der Anwender aufgestellt sind und mit demselben OLT über ein passives optisches Netzwerk gemäß einem ähnlich dem in Fig. 1 veranschaulichten Layout verbunden sind.
Das passive optische Netzwerk, das die sogenannte Zugangsnetzwerksinfrastruktur bildet, besitzt typischerweise eine Baum- oder Punkt-Mehrpunkt-Struktur, bei der die Wurzel mit dem OLT verbunden ist und der Anschluss zu jedem ONU abzweigt, und ist aus optischen Faserstücken zusammengesetzt, die durch passive optische Bauteile, sogenannte Leistungsverteiler/vereiniger, verknüpft sind, die es ermöglichen, die Lichtleistung zwischen den Ausgängen zu verteilen oder die an den Eingängen vorliegenden optischen Signale wieder zu vereinigen.
Die Betreiber der oben angeführten Breitband- Kommunikationssysteme haben eine Mehrzahl von Verfahren übernommen, durch die die einzelnen Privatanwender mit dem PON-Netzwerk verbunden werden.
Eines dieser Verfahren sorgt beispielsweise dafür, dass das passive optische Netzwerk einen Bürgersteig oder ein Gebäude erreicht und dass, nachdem die optischen Signale in elektrische Signale umgewandelt wurden, letztere zu den einzelnen Anwendern beispielsweise durch eine gleiche Anzahl koaxialer Kabelstücke geschickt werden.
Ein zweites Verfahren sorgt stattdessen dafür, dass das passive optische Netzwerk ausgedehnt wird, bis es die einzelnen Privatanwender erreicht, und die Erfindung wird bevorzugt auf dieses zweite Verfahren angewendet. Das fragliche optische Modul ist in der Fig. 1 mit MO bezeichnet und hat die Funktion
- einer ersten Abschlusseinheit NT_T die Signale zu schicken, die durch das PON, das die oben angeführten Telefondienste betrifft, hindurchgehen;
- einer zweiten Abschlusseinheit NT_V die Signale zu schicken, die durch das PON, das die oben angeführten Fernsehdienste betrifft, hindurchgehen.
Es ist bekannt, dass Übertragungssysteme mittels optischer Fasern vorwiegend vorbestimmte "Fenster" oder Bänder des optischen Spektrums verwenden, durch die die Übertragung der Signale entlang der Fasern mit minimaler Dämpfung stattfindet.
Tragende Signale oder Kommunikationskanäle mit jeweils der eigenen genau definierten Wellenlänge, wie sie durch einen entsprechenden Lasergenerator erzeugt wird, der in einem dieser privilegierten Fenster oder Bänder enthalten ist, die bezüglich ihrer Intensität moduliert werden können (üblicherweise in digitalem oder analogem Modus), können mit äußerst geringen Verlusten entlang einer optischen Faser übertragen werden:
Das gleichzeitige Übertragen von verschiedenen Kommunikationskanälen, die einem bestimmten Band oder Fenster oder Kanal auf derselben Faser angehören, wird durch den Betrieb im Wellenlängenteilungsmultiplex (WDM) möglich gemacht.
Daher bezeichnet im vorliegenden Zusammenhang der Begriff "Kanal" ein bestimmtes Band des optischen Spektrums oder "Fenster", das bzw. die für die Übertragung von optischen Wellenlängenmultiplex(WDM)-Signalen verwendet werden.
Mit anderen Worten bezeichnet der Ausdruck optisches Band ein kontinuierliches Wellenlängenintervall, in dem verschiedene optische Kanäle, zum Beispiel ein oder mehrere Kanäle für die Datenübertragung, ein oder mehrere Kanäle für die Telefonart, ein oder mehrere Kanäle für die Fernsehart mit einfacher oder hoher Auflösung usw. untergebracht sind.
Bezüglich des Obigen kann die Kommunikation einer bestimmten Bauart, wie beispielsweise die Telefonkommunikation mittels Stimme oder durch Daten zwischen 1260 und 1350 nm definiert sein. Mit derselben Logik kann das sogenannte 3. nützliche Fenster, dessen Durchlassbereich von ungefähr 1480 bis 1580 nm reicht, für Videoübertragungen über Kabel vorgesehen oder reserviert sein.
Daher kann ein bestimmtes Übertragungssystem mit optischen Fasern, das mit tragenden Signalen mit einer Wellenlänge, die im Durchlassbereich eines ersten Kanals oder Fensters liegt, dessen zentrale oder Hauptwellenlänge λ1 ist (beispielsweise 1310 nm), auch Übertragungen unterstützen, die in einem zweiten Kanal oder Fenster, dessen zentrale oder Hauptwellenlänge λ2 ist (beispielsweise 1550 nm), erfolgen.
Bei jedem Anwender taucht das Problem auf, dass die Signale, die im 1310 nm-Band übertragen werden, von den im 1550 nm-Band übertragenen Signalen getrennt werden.
Wenn der Betreiber die Zuordnung von digitalen Signalen der Telefonart (zum Beispiel für traditionelle und/oder Daten- Fernsprechwesen) im 1330 nm-Band und die Signale für streuendes Fernsehen im 1550 nm-Band zur Verfügung stellt, wird die Installation des oben angeführten optischen Moduls MO, das ausführlich in der Fig. 2 veranschaulicht ist, in den Räumlichkeiten jedes Anwenders erforderlich.
Wie von einigen Betreibern gefordert, umfasst dieses Modul:
- eine WDM (Wellenlängenteilungsmultiplex) genannte Vorrichtung, mit deren Eingang ein optischer Träger 1 verbunden ist, durch den sowohl die Signale, die dem optischen Band λ1 zugeordnet sind, als auch die Signale, die dem optischen Band λ2 zugeordnet sind, hindurchgehen, das daher dazu geeignet ist,
i) an einem ersten Ausgang die optischen Signale zur Verfügung zu stellen, die dem optischen Band λ1 zugeordnet sind, das dem 1310 nm-Band zugeordnet ist;
ii) an einem zweiten Ausgang die Signale zur Verfügung zu stellen, die dem optischen Band λ2 zugeordnet sind, das dem 1550 nm-Band zugeordnet ist;
- einen Lichtleistungsverteiler/vereiniger, der dazu geeignet ist, auf praktisch gleiche Weise die Lichtleistung, die mit dem Eingangssignal verbunden ist, auf zwei Ausgangszweige zu verteilen;
- einen RIV-Detektor, der dazu geeignet ist, ein Pegelsignal zu liefern, das proportional der Lichtleistung ist, die die Faser kreuzt, die mit einem der Ausgangszweige des Lichtleistungsverteilers/vereinigers 2 verbunden ist;
- eine Laserdiode LD_D bei 1310 nm, die dazu geeignet ist, dem anderen Zweig des Verteilers/Vereinigers optische Signale zu schicken, die aus den digitalen Signalen der Telefonart abgeleitet sind, die wie man weiß eine Übertragung der doppeltgerichteten Art erfordern;
- ein weiterer optischer Träger 3, der mit dem zweiten Ausgang dieses WDM verbunden ist, das einen solchen Radius zeigt, dass die Ausgangsrichtung bei 180º bezüglich der des Eingangs ist, um das Vorhandensein aller verbindenden Organe auf der Vorderseite des optischen Moduls MO zu liefern.
Da es wie oben erwähnt für jeden Anwender ein optisches Modul gibt, sind dessen Kosten sehr begrenzt zu halten, damit sie nicht ein Hindernis für die Verbreitung der multimedialen fraglichen Dienste sind.
Die vielversprechendste Technologie zum Begrenzen der Kosten ist die "Glas-auf-Silikon"-Technologie, es sollte aber nicht vergessen werden, dass die Verwendung dieser Technologie durch das Vorhandensein von einigen Schritten im Herstellungsverfahren gekennzeichnet ist, die ziemlich lange Ausführungszeiten benötigen, und insbesondere benötigt einer dieser Schritte einen ziemlich langen Aufenthalt für die Silizium-Unterschicht in speziellen Öfen, damit die Glasschichten, die die Wellenleiter bilden, aufgebracht werden können.
Um eine bessere Einschätzung der sich aus den in dieser Erfindung angegebenen Prinzipien abgeleiteten Vorteile zu erlauben, wird bemerkt, dass sich die Kosten für diese Öfen für jeden Satz von Öfen, die für diesen Zweck notwendig sind, auf ungefähr 1 Million US-Dollar bestimmen lässt.
Die Begrenzung der Herstellungskosten des fraglichen optischen Moduls kann daher nur erreicht werden, wenn es möglich ist, seine Abmessungen zu begrenzen, um auf einem einzelnen Siliziumwafer eine sehr große Anzahl optischer Module aufzubauen.
Es wird darauf hingewiesen, dass die üblichen Abmessungen dieses Moduls heute ungefähr 5 mm · 30 mm betragen und daher für Produktionsvolumen von bis zu mehreren Millionen Modulen/Jahr große Investitionen notwendig sind, insbesondere in Bezug auf die Kosten für diese Öfen.
Da allerdings wie oben angeführt das oben erwähnte Wellenleiterstück einen Radius von etwa 180º hat, werden bei Verwendung von gewöhnlichem phosphordotiertem Glas zum Aufbau des oben erwähnten optischen Trägers oder Wellenleiters 3 die optischen Verluste inakzeptabel, wenn der Radius geringer als ein vorbestimmter Betrag ist.
Zum Beispiel ist durch die Einhaltung der oben erwähnten Breite von 55 mm festgelegt, dass der Radius nicht über 2 mm hinausgeht, während bei Verwendung des normalen phosphordotierten Glases der zu erhaltende Mindestradius gleich ungefähr 10 mm ist. Bei Verwendung dieser Glasart und Reduzierung der Kurve hinsichtlich dieses Werts werden die Verluste inakzeptabel.

Stand der Technik

Um die Begrenzung der oben erwähnten Abmessungen zu erhalten, ist vorgeschlagen worden, die Sichtweise, die auf die Reduzierung des oben erwähnten Radius abzielt, fallenzulassen und dieses Ziel durch Verwendung eines bestimmten WDM* zu erreichen, bei dem in geeigneter Stellung ein frequenzselektives Interferenzfilter 4 angeordnet ist, d. h. eine reflektierendes Element, wie in der Fig. 3 bezüglich λ2 bei 1550 nm veranschaulicht ist.
Wie bekannt ist, ist dieses Interferenzfilter aus einem Glas gebildet, auf dem zahlreiche Oxidschichten aufgebracht sind, die ihm die Eigenschaft verleihen, transparent für das optische Band λ1 zu sein und stattdessen das optische Band λ2, das dann an den zweiten Ausgang der WDM*-Einheit gekoppelt ist, zu reflektieren.
Diese WDM*-Einheit ist aus einem Bereich eines Wellenleiters gebildet, der über eine Länge L/2 parallel zum Wellenleiter des Eingangs 1 verläuft, wobei L die Länge der Kopplung ist, die notwendig ist, um die Übertragung der ganzen Lichtleistung vom Wellenleiter 1 auf den Wellenleiter 2 zu bestimmen.
Der Wellenleiter, der diesen Bereich der Länge L/2 bildet, wird in der Praxis weitergeführt, um das Wellenleiterstück zu bilden, das das optische Band λ2 auf der Seite des Moduls, das zum Tragen der Verbindung zur Verfügung gestellt wird, transportiert.
In Wirklichkeit wird der Wellenleiter, der dem Ausgang der WDM*-Einheit entspricht, quer herausgeschnitten, gewöhnlich durch einen Schneid- oder Einschneid- oder Ausschachtvorgang, dann wird das oben erwähnte Interferenzfilter in der so erhaltenen Furche angeordnet.
Das optische Modul, das nach dem Stand der Technik aufgebaut ist, erreicht vollständig das Ziel der oben erwähnten Dimensionsbegrenzung, allerdings bringt das entsprechende Herstellungsverfahren die folgenden Probleme mit sich.
Der Schneidvorgang kann mit ziemlich bescheidenen Toleranzen von + 100 bis 50 um durchgeführt werden, die einen beträchtlichen Herstellungsabfall beinhalten, der durch das Nichtpassen des erhaltenen Einschnitts mit der oben erwähnten theoretisch erforderlichen Länge L/2 der WDM- Einheit in Verbindung steht.
An den Schneidvorgang muss sich ein teures Läppverfahren anschließen, damit das Ende des unterbrochenen Wellenleiters poliert wird.
Die Anordnung dieses Interferenzfilters ist manuell vorzunehmen, Modul für Modul, und zwar unter Verwendung von teurer Ausrüstung für das automatische Anordnen, was den Vorteil durch die reduzierten Kosten, die sich aus den verringerten Abmessungen und aus den daraus resultierenden niedrigen Investitionen für die Ausrüstung zum Herstellen des optischen Leiters ergeben, aufhebt.
Zusammenfassend ist das nach der Erfindung aufgebaute Modul ein Modul der Hybrid-Bauart, das teilweise mit integrierter Optik (Wellenleiter) und teilweise mit traditioneller Mikrooptik (Interferenzfilter) gebildet ist.
Die Verwendung von speziellem Glas, das mit Germanium dotiert ist, das die immanente Fähigkeit besitzt, das Licht stark zu leiten, ist auch in der Literatur beschrieben.
Die Verwendung dieser Technologie beinhaltet allerdings hohe Investitionen beim Kauf von Öfen, die Glas ablagern, das dann einem Dotierverfahren unter Verwendung von Germanium als Dotierelement unterworfen werden soll.
Allerdings sind die für den Kauf der betreffenden Ausrüstung für die Herstellung von mit Germanium dotiertem Glas notwendigen Investitionen aber ähnlich denen für die Herstellung von phosphordotiertem Glas und auf etwa 1 Million US-Dollar schätzbar.
Der "Internationale Workshop on Optical Access Networks"; 16.10.94; Seite 2.4-1 bis 2.4-5; M. Kawabata u. a., "Capacity enlargement in a low speed PON System by using multi-rate burst transmission" offenbart ein optisches Modul, das ein optisches Signaleingangsmittel zum Empfangen von optischen Eingangssignalen, ein optisches Signalausgangsmittel auf derselben Seite des Moduls wie das optische Signaleingangsmittel und einen Wellenleiterdemultiplexer umfasst, der so angeordnet ist, dass er von dem Eingangsmittel optische Eingangssignale in einem ersten und zweiten optischen Band erhält und die Signale in diesen beiden Bändern demultiplexiert.

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optisches Modul zu ermitteln, das nicht die Verwendung von mikrooptischen Bauteilen jedweder Bauart, wie beispielsweise das oben angeführte Interferenzfilter, benötigt.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Herstellungsverfahren zu ermitteln, das es möglich macht, die oben erwähnte Dimensionsbegrenzung unter Verwendung nur von integrierten optischen Bauteilen zu erhalten.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, das oben erwähnte optische Modul ohne die Verwendung von speziellem Glas, wie beispielsweise das oben erwähnte mit Germanium dotierte Glas zu bilden.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erzielt mittels eines optischen Moduls für Zugangsnetzwerke für Breitband-Kommunikationssysteme, umfassend:
- optische Signaleingangsmittel zum Empfangen optischer Eingangssignale;
- optische Signalausgangsmittel auf derselben Seite des Moduls wie die optischen Signaleingangsmittel und
- einen Wellenleiter-Demultiplexer, der so angeordnet ist, dass er von den Eingangsmitteln optische Eingangssignale in einem ersten und zweiten optischen Band empfängt und die Signale in diesen zwei Bändern demultiplex nutzt.
Das optische Modul weist auch einen Reflexionskoppler der Ausbreitungs- und Gegenausbreitungsart auf, der an einen der beiden Ausgänge des Wellenleiterdemultiplexers und die optischen Signalausgangsmittel so gekoppelt ist, dass das optische Signal in einem der beiden Bänder, die durch den Demultiplexer demultiplexiert sind, durch den Reflexionskoppler empfangen und von dem Modul durch das optische Signalausgangsmittel gesendet wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Moduls für Zugangsnetzwerke für Breitband-Kommunikationssysteme der Bauart, die mindestens folgendes aufweist:
- optische Signaleingangsmittel zum Empfangen von optischen Eingangssignalen;
- optische Signalausgangsmittel auf derselben Seite des Moduls wie das optische Signaleingangsmittel und
- einen Wellenleiterdemultiplexer, der so angeordnet ist, dass er von den Eingangsmitteln optische Eingangssignale in einem ersten und zweiten optischen Band empfängt und die Signale in diesen beiden Bändern demultiplex nutzt.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- Vorformung der optischen Signaleingangsmittel, der optischen Signalausgangsmittel, des Wellenleiter- Demultiplexers und eines Optikkopplers der Ausbreitungs- und Gegenausbreitungs-Bauart auf einem einzigen Siliziumwafer;
- Bestimmen einer Angriffsfläche bei den Endteilen des Optikkopplers durch photolithographisches Definieren desselben mittels eines Maskierungsverfahrens;
- chemisches Angreifen des nichtmaskierten Bereichs mittels eines Glasangriffsverfahrens bis zu deren totalen Entfernung, um eine senkrechte Vorderseite derselben zu erhalten;
- Abscheiden einer Schicht von optisch reflektierendem Material auf der vorderen Seite der Endteile des Optikkopplers.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird zusammen mit weiteren Aufgaben und Vorteilen derselben mit Bezug auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlich, wobei die verschiedenen Figuren gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnen, und worin
Fig. 1, die bereits beschrieben wurde, die Architektur des Zugangsnetzwerks für ein Breitband-Kommunikationssystem zeigt;
Fig. 2, die bereits beschrieben wurde, die allgemeine Architektur des fraglichen optischen Moduls zeigt;
Fig. 3, die bereits beschrieben wurde, ein optisches Modul zeigt, das in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik aufgebaut ist;
Fig. 4 eine erste Ausführungsform des optischen Moduls zeigt, das nach der Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 5 eine Konformation eines Mach-Zehnder- Interferometers zeigt;
Fig. 6 einen Bereich des Moduls der Fig. 4 zeigt, die gemäß der Ebene A-A erfolgt ist;
Fig. 7 eine zweite Ausführungsform des optischen Moduls zeigt, das nach der Erfindung aufgebaut ist.

Ausführliche Beschreibung einer ersten Ausführungsform des nach der vorliegenden Erfindung aufgebauten Moduls

Die Fig. 4 veranschaulicht eine erste Ausführungsform des optischen in der Erfindung angeführten Moduls, das einen ersten WDM aufweist, der hier mit WDM1 bezeichnet ist, der bevorzugt mittels eines Mach-Zehnder-Interferometers aufgebaut ist, das bekannterweise eine Vorrichtung ist, die dazu geeignet ist, das Einfügen oder Abziehen eines Signals oder eines bestimmten optischen Kanals von einer bestimmten Wellenlänge auf einer optischen Faser, die ein anderes optisches Signal oder optischen Kanal trägt, zu erkennen.
Mit Bezug auf das Diagramm der Fig. 5 ist ein Mach-Zehnder- Interferometer im wesentlichen aus einem ersten gerichteten Eingangskoppler, dessen Aufbau im wesentlichen dem der beiden optischen Wege (zum Beispiel der zwei Wellenleiter) entspricht, die einander für eine bestimmte "Koppel"-Länge L1 angenähert sind, und aus einem zweiten gerichteten Ausgangskoppler mit einer Koppellänge L2 gebildet. Im Unterschied zu einer Herstellungstechnik mit "zusammengesetzten Fasern" in einer Art integrierter Herstellung sind die beiden optischen Wege in den beiden Richtkopplern des Eingangs und Ausgangs nicht zusammengesetzt, sondern so definiert, dass sie sich parallel zueinander in einem bestimmten Trennungsabstand (aus graphischen Gründen nicht in der Figur gezeigt) zeigen.
Die Zwischenstufe der Vorrichtung ist im wesentlichen eine Phasenverschiebungsstufe, die dazu geeignet ist, einen bestimmten Unterschied AL des optischen Wegs an den beiden Zweigen der Vorrichtung zu bestimmen.
Die charakteristische Dämpfungskurve eines üblichen Mach- Zehnder-Interferometers ist im wesentlichen periodisch und gekennzeichnet durch relativ selektive Spitzen, die dazu benutzt werden, eine bestimmte Frequenz (Wellenlänge, die auf eine dieser Spitzen gerichtet ist) in die Faser einzuführen und/oder sie zu entziehen.
Ähnlich zu allem, was mit Bezug auf das grundlegende Layout der Fig. 2 beschrieben wurde, ist der erste Ausgang des WDM1 mit dem Lichtleistungsverteiler/vereiniger 2 verbunden, durch den die Lichtströme, die dem optischen Band λ1 zugeordnet sind, hindurchgehen, daher also den Detektor RIV erreichen; der Laser L D sendet ähnlich allem, was mit Bezug auf die Fig. 2 beschrieben wurde, Lichtströme an den zweiten Zweig des Verteilers/Vereinigers.
Die Lichtströme, die dem optischen Band λ2 zugeordnet sind, entsprechen stattdessen dem zweiten Ausgang der WDM1-Einheit und erreichen ein besonderes Mach-Zehnder-Interferometer WDM2, das hier nachfolgend Ausbreitungs- und Gegenausbreitungs-Interferometer genannt wird.
Dieses Interferometer weist faktisch einen ersten gerichteten Koppler mit einer vorbestimmten Länge ΔL/2 und einen Bereich der Zwischenstufe ΔL auf, die aus zwei Wellenleiterstücken mit unterschiedlicher Länge und so aufgebaut ist, dass deren Unterschied gleich ΔL/2 ist, d. h. die Hälfte des Unterschieds L zwischen den Längen der beiden Leiterbereiche des Interferometers WDM1.
Bevorzugt ist der Endbereich des Interferometers WDM2 aus den unten angeführten Gründen geradlinig.
Dieser geradlinie Bereich wird durch eine Maske geschützt und dann einem chemischen Angriff ausgesetzt, so dass senkrechte Vorderseiten der beiden Wellenleiter erhalten werden.
An diesen vertikalen Oberflächen wird dann in bekannter Weise eine Metallschicht aufgebracht, wie beispielsweise eine Goldschicht, wie im Bereich der Fig. 6, die den Siliziumwafer Si zeigt, der in Abschnitte eingeteilt ist, um das Vorhandensein des Siliziumträgers und des Wellenleiters zu zeigen, der aus der unteren Plattierung, einem Kern und der oberen Plattierung aufgebaut ist.
Die Metallschicht fungiert als ein reflektierendes Element, das die Lichtströme, die dem optischen Band λ2 zugeordnet sind, in Richtung auf das Stück des Wellenleiters 3 reflektiert, das an der Vorderseite des Moduls endet.
Die Vorteile der Erfindung sind augenfällig. Das Modul ist vollständig aus einer integrierten Optik aufgebaut, die kein Bauteil der Mikrooptik aufnimmt. Darüber hinaus stellt das keinen kritischen Aspekt dar, da die Masken mit einer entscheidend höheren Genauigkeit als der, die mit dem Schneidvorgang erzielbar ist, positioniert werden können.
Wenn schließlich der chemische Angriff auf den geradlinigen Bereichen, die an dem Ende der WDM2-Einheit angeordnet sind, durchgeführt wird, ist vorrangig kein Genauigkeitsgrad für die Positionierung der Masken erforderlich.
Mit anderen Worten macht es die Erfindung möglich, einen passiven Chip mit sehr beschränkten Abmessungen von etwa gleich 2 mm · 20 mm zu bilden, die noch geringer sind als die ähnlicher Chips der bekannten Art, die Abmessungen haben, die etwa gleich 5 mm · 30 mm sind und, wie oben angeführt, Mikrooptikbauteile verwenden.

Ausführliche Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung

In der Fig. 2 ist ausführlich eine zweite Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, die sich von der vorhergehenden durch die Tatsache unterscheidet, dass die WDM1-Einheit bevorzugt mittels eines Richtkopplers aufgebaut ist und auch die WDM2-Einheit mittels einer besonderen Bauart eines Richtkopplers aufgebaut ist.
Wie bekannt ist, kann ein Richtkoppler mittels zweier optischer Wege (zum Beispiel zweier Wellenleiter) aufgebaut sein, die über eine bestimmte Länge der "Kopplung" L einander angenähert sind. Insbesondere wenn diese Länge ausreichend dimensioniert ist, "koppeln" sich die Lichtströme, die durch den ersten optischen Weg hindurchgehen und eine Wellenlänge darstellen, die mit der für die der Koppler dimensioniert wurde, zusammenfällt, am zweiten optischen Weg mit vernachlässigbaren Verlusten.
Der erste Koppler WDM1 ist von traditioneller Bauart und hat daher eine Koppellänge L, während der zweite Koppler WDM2 von besonderer Bauart ist und eine Koppellänge L/2 hat.
Ähnlich allem, was mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wurde, ist der Anschlussabschnitt dieses Kopplers durch eine Maske geschützt, wird dann einem chemischen Angriff in einer solchen Weise ausgesetzt, dass senkrechte Vorderseiten der beiden Wellenleiter erhalten werden.
Auf diesen vertikalen Oberflächen wird dann in bekannter Weise eine Metallschicht aufgebracht, wie oben mit Bezug auf die Fig. 6 veranschaulicht.
Die Metallschicht fungiert auch in diesem Fall als reflektierendes Element mit denselben Funktionalitäten, wie oben veranschaulicht.
Die zweite Ausführungsform macht es möglich, in gleicher Weise wie die erste Ausführungsform die Breite des Moduls zu enthalten. Bezüglich der Länge des Moduls ermöglicht es diese zweite Ausführungsform, eine weitere Dimensionsbegrenzung zu erhalten, zum Vorteil für die Anzahl von in der Zeiteinheit herstellbaren Vorrichtungen und die Anzahl der Siliziumwafer, die zu ihrer Herstellung erforderlich ist, da sie eine Breite aufweist, die gleich 2 mm bis 3 mm ist, und eine Länge, die gleich etwa 15 mm ist.
Obwohl eine besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist, da andere Ausführungsformen durch den Fachmann vorgenommen werden können, ohne dass der Umfang derselben verlassen wird.
Die vorliegende Erfindung soll daher alle Ausführungsformen, die durch die folgenden Ansprüche abgedeckt werden, umfassen.

Claims

1. Optisches Modul (MO) für Zugriffsnetze für Breitband- Kommunikationssysteme, aufweisend:

- optische Signaleingabemittel (1) zum Empfang optischer Eingangssignale;

- optische Signalausgabemittel (3) auf der selben Seite des Moduls wie die optischen Signaleingabemittel, und

- einen Wellenleiter Demultiplexer (WDM1), zum Empfang von optischen Eingangssignalen von besagten Eingabemitteln in einem ersten und zweiten optischen Band und zum Demultiplexieren der Signale in diesen zwei Bändern,

dadurch gekennzeichnet dass besagtes optisches Modul einen an einem der zwei Ausgänge des besagten Wellenleiter Demultiplexer (WDM 1) und an den optischen Signalausgabemitteln (3) angekoppelten Reflexionskoppler (WDM2) des Ausbreitungs- und Gegenausbreitungstyps aufweist, sodass das optische Signal in einem der zwei vom Demultiplexer (WDM1) demultiplexierten Bändern vom Reflexionskoppler (WDM2) empfangen und von besagtem Modul durch die optischen Signalausgabemittel (3) ausgegeben wird.

2. Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Reflexionskoppler (WDM2) ein Mach-Zehnder Interferometer des Ausbreitungs- und Gegenausbreitungstyp ist, der mittels zwei Wellenleiter implementiert ist, die an den jeweiligen Enden (5) eine optisch reflektierende Schicht aufweisen.

3. Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Reflexionskoppler (WDM2) ein gerichteter Koppler des Ausbreitungs- und Gegenausbreitungstyp ist, der mittels zwei Wellenleiter implementiert ist, die an den jeweiligen Enden (5) eine optisch reflektierende Schicht aufweisen.

4. Modul nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet dass die Endteile des besagten Reflexionskoppler (WDM2) geradlinig sind.

5. Verfahren zur Herstellung eines optischen Moduls (MO) für Zugriffsnetze für Breitband-Kommunikationssysteme, aufweisend:

- optische Signaleingabemittel (1) zum Empfang optischer Eingangssignale;

dadurch gekennzeichnet dass das Verfahren folgende Schritte aufweist:

- Vorformung der besagten optischen Signaleingabemittel (1), der besagten optischen Signalausgabemittel (3), des Wellenleiter Demultiplexers (WDM1) und eines optischen Kopplers (WDM2) des Ausbreitungs- und Gegenausbreitungstyps auf einem einzigen Silizium-Wafer;

- Definieren, mittels eines photolithographischen Maskierungsprozesses, eines Ätzungsbereiches an den Endteilen des besagten optischen Kopplers (WDM2);

- Chemische Ätzung des nicht maskierten Bereiches mittels einer Glas-Ätzung, bis zur totalen Entfernung der Endteilen, um eine senkrechte Vorderseite der selben zu erhalten;

- Ausscheidung einer Schicht von optisch reflektierendem Material auf besagter vorderen Seite der besagten Endteilen des optischen Kopplers (WDM2).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass die Ausscheidung des optisch reflektierenden Materials die Ausscheidung einer Goldschicht ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass der Schritt der Vorformung darin besteht, dass die folgenden Elemente vorformt werden:

- besagter Wellenleiter Demultiplexer (WDM1) und,

- besagter optischer Koppler (WDM2), implementiert durch einen Mach-Zehnder Interferometer des Ausbreitungs- und Gegenausbreitungstyps.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass der Schritt der Vorformung darin besteht, dass die folgenden Elemente vorformt werden:

- besagter Wellenleiter Demultiplexer (WDM1) und,

- besagter optischer Koppler (WDM2), implementiert durch einen gerichteten Koppler des Ausbreitungs- und Gegenausbreitungstyps.

9. Verfahren nach Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet dass es den Schritt des Vorformen eines geraden Endteiles des besagten Reflexionskoppler (WDM2) einschließt.