EP1393108A1 - Elektro-optisches modul zum senden und/oder empfangen optischer signale mindestens zweier opitischer datenkanäle - Google Patents
Elektro-optisches modul zum senden und/oder empfangen optischer signale mindestens zweier opitischer datenkanäleInfo
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- EP1393108A1 EP1393108A1 EP01949230A EP01949230A EP1393108A1 EP 1393108 A1 EP1393108 A1 EP 1393108A1 EP 01949230 A EP01949230 A EP 01949230A EP 01949230 A EP01949230 A EP 01949230A EP 1393108 A1 EP1393108 A1 EP 1393108A1
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Classifications
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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Definitions
- Designation of the invention electro-optical module for transmitting and / or receiving optical signals of at least two optical data channels.
- the invention relates to an electro-optical module for transmitting and / or receiving optical signals of at least two optical data channels.
- Modules for bidirectional optical data traffic work in such a way that data streams against one another - in the direction of a central entry point ("upstream") and in the direction of further receivers ("downstream") - are transmitted in an optical fiber, the same or different Wavelengths can be used for the individual data channels.
- wavelength multiplex methods are used in which light signals of several wavelengths are transmitted simultaneously on an optical fiber.
- a generic module is known from EP-A-238 977.
- free-beam optics are implemented in which ball lenses are arranged at a distance from one another between a laser diode and an optical fiber end, which focus the laser light onto the fiber end.
- a wavelength-selective beam splitter is arranged between the spherical lenses, which separates light emitted from the fiber end, which has a wavelength different from the wavelength of the laser light, from the beam path and feeds it to a detector or receiving component.
- the present invention has for its object to provide an optical module based on a new module concept for sending and / or receiving optical signals, which is simple, compact and modular and inexpensive to manufacture.
- the invention is characterized in that the optical waveguide in the module forms at least two optical waveguide sections, each with at least one beveled end face, the
- Optical waveguide sections are positioned axially one behind the other on the beveled end faces.
- light is coupled in or out from the optical waveguide, in that light from the optical data channel is directed at an angle to the optical axis of the optical waveguide or exits from it.
- the solution according to the invention provides a construction concept which is based on the use of a type of optical "T-piece", in which the horizontal "T-bar" is realized by adjoining optical waveguide sections.
- a vertical or transverse coupling / decoupling of light from / into the optical waveguide is realized by beveled end faces of optical waveguide sections, at which the light is radially emitted or coupled.
- Such an end face is associated with a transmitting or receiving component which is arranged essentially perpendicular to the optical axis of the optical waveguide.
- the optical coupling takes place in such a way that the light deflected on a beveled end face covers the cladding of the optical waveguide section (and ⁇ o W r h- 1 H cn o cn o Cn o Cn cn J ⁇ S3 0 ) s: d: a ⁇ 3 3 M ⁇ S OJ d ⁇ l ⁇ > ⁇ .
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- the transmitting or receiving element can also be different than in a TO housing, for example in one
- Semiconductor housing can be arranged, which is attachable to a circuit board.
- the mounting tube is then attached to one side of the semiconductor package.
- a lens for beam focusing is arranged in the beam path between an end face of an optical waveguide section and the associated transmitting or receiving component. If the transmitting or receiving component is very close to the associated optical waveguide section, lens optics can also be dispensed with.
- the optical waveguide core increases from a first optical waveguide section to an adjacent optical waveguide section. This is of particular interest if the light passing through the end face of the optical waveguide section with an enlarged core is to be imaged on a receiver with an enlarged photosensitive layer.
- optical waveguide or the individual optical waveguide sections are preferably each one
- Single-mode waveguides Due to the modular concept of the invention, however, different types of waveguides can also be combined with one another, for example single-mode fibers and multi-mode fibers. In principle, only multi-mode fibers can be used.
- wavelengths for the transmission of data from several data channels are preferred, but is not absolutely necessary. Different. With only one wavelength used, data channels can be, for example, via a different coding or different time windows can be realized.
- the adjoining end faces of two optical waveguide sections form, for example, a 50/50 beam splitter, which ensures that light is directed onto the transmitting or receiving component.
- the data of a specific data channel are determined in an evaluation unit.
- light of a certain wavelength is not selected directly on the bevelled end faces, but in front of or behind it, for example on a filter assigned to a receiving component.
- Figure 1 is an exploded view of an electro-optical module according to the invention with a transmitting or arranged in a TO housing
- Figure 2a is a perspective view of the assembled module of Fig. 1;
- FIG. 2b shows a section through the module according to FIG. 2a transverse to the optical axis of the optical waveguide
- Figure 2c shows a section through the module of Figure 2a parallel to the optical axis of the optical waveguide
- FIG. 3a shows an enlarged view of the coupling area of the module according to the illustration in FIG. 2b;
- FIG. 3b shows a further enlargement of the coupling area of the module
- FIG. 4a shows a perspective illustration of a module according to the invention with three transmission or reception components arranged one behind the other, each of which is arranged in a TO housing;
- Figure 4b is a side view of the module of Figure 4a;
- Figure 4c is a plan view of the module of Figure 4a;
- FIG. 4d shows a sectional view of the module of FIG. 4a, the respective coupling areas being additionally shown enlarged;
- Figure 5a is a plan view of another
- Figure 5b is a side view of the module of Figure 5a;
- Figure 5c is a front view of the module of Figure 5a;
- Figure 6 is a diagram in which the insertion loss as a function of coupling tolerances for several
- Figure 7a is a schematic representation of an arrangement for creating a measurement curve according to Figure 6, in which a front coupling of light into one
- FIG. 7b shows a schematic representation of an arrangement for creating a measurement curve according to FIG. 6, in which light is coupled into an optical waveguide according to the invention.
- FIGS. 1 to 3 show a module according to the invention in which a coupling between a transmitting or receiving component and an optical waveguide takes place for a specific wavelength.
- the module 1 has a transmitting or receiving component 10, in particular a laser diode or a photodiode, which is arranged in a TO housing 20.
- the TO housing 20 is held in a connection or assembly housing 30, which has a holding plate 31 with holding elements 32 for fastening a mounting tube 40.
- the assembly tube 40 receives two optical waveguide sections 51, 52, which are each fixed in a glass ferrule 61, 62.
- the transmitting or receiving component is a laser diode 10, which is arranged on a carrier 11, which is preferably made of silicon (cf. FIG. 3a). Via a deflecting prism 12, light emitted by the laser diode 10 is deflected onto a coupling lens 13 and emitted upwards by the latter.
- the TO housing 20 has a base plate 21 with four electrical feedthroughs, which are used for the electrical contacting of the laser chip 10 and a monitor diode 14. Furthermore, the TO housing has a housing part 22, which forms a window 23 on its upper side, so that light from the laser diode 10 is emitted upwards or, if the arrangement is basically constructed as a receiving unit, light for detection falls on a receiving component can.
- TO housings are known per se in the prior art, so that no further explanation is given here.
- the connection housing 30 has a cylindrical receiving part 33 and the holding or mounting plate 31 already mentioned.
- the receiving part 33 serves to receive the TO housing 20.
- the holding plate 31, which according to FIG. 2b is also a Has window 31a, has two spaced, opposing and longitudinally extending holding elements 32, the upper ends of which are bent over and form guide surfaces 32a.
- the holding elements 32 serve to receive the mounting tube 40 (also referred to as “split sleeve”), which, corresponding to the receiving surfaces 32a, has two diametrically opposed longitudinal grooves 41.
- the mounting tube 40 can be easily pushed onto the holding elements without play.
- the mounting tube 40 has a continuous longitudinal slot 42 which is aligned with respect to the holding plate in such a way that it points vertically downward and can therefore be irradiated by light emitted by the transmitter diode 10.
- Two glass ferrules 61, 62, each with bevelled end faces 61a, 61b, are arranged in the mounting tubes 40 without play such that the end faces lie against one another essentially without a gap.
- the assembly tube 40 provided with the longitudinal slot 42 exercises a light one
- the glass ferrules 61, 62 are assembled in the mounting tube 40 in a simple manner by pressing the glass ferrules 61, 62 against one another by generating an axial pressure, a coplanarity which may not yet exist by rotating the individual ferrules about their common axis 7 is brought about.
- the axis 7 of the assembly tube 40 runs perpendicular to the axis 8 of the TO housing 20 and the connection housing 30.
- the end faces 61a, 62a of the ferrules are chamfered at an angle of 45 °.
- a coupling of light from the transmitting or receiving component 10 into or out of the optical waveguide section 52 can also take place at an angle other than 45 °, for example at an angle of 46 °, 47 ° or also 60 °.
- the TO housing for example, is not arranged with its axis 8 perpendicular to the optical fiber axis 7 (as in FIGS. 1, 2), but is tilted slightly with respect to the optical fiber 51, 52. It is also within the scope of the invention that the two end faces of the optical waveguide sections 51, 52 do not both have an angle of 45 °. It is only important that the light falls on the end face of the respective optical waveguide section at an angle, that the light is deflected at the end face and is coupled into the optical waveguide section with a high insertion coupling.
- the module shown in Figures 1 to 3 represents a basic building block of a modular system, with the most diverse possibilities.
- the implementation of a transmission and / or reception module for optical data transmission can be implemented.
- a plurality of transmission arrangements according to FIG. 1 or reception arrangements according to FIG. 1 are arranged one behind the other in the direction of the optical axis of an optical waveguide, light being coupled in or out in each case via a beveled end face of an optical waveguide section, so that several wavelengths successively merge into one Optical fibers are coupled and / or decoupled.
- a wide range of options for a multiplexer / demultiplexing can be realized as required.
- the wavelength ⁇ 2 is now coupled out on the left end face 152a by means of a correspondingly designed wavelength-selective filter in the direction of the receiving component 110b and light of the wavelength ⁇ l on the left end face 151a of the optical waveguide section 151 in the direction of the receiving component 110a, thereby demultiplexing the two wavelengths ⁇ l, ⁇ 2 takes place.
- Additional wavelengths can be coupled in or out by adding further corresponding units.
- An adaptable module for multiplexing and / or demultiplexing optical signals is thus provided, with which light signals from different data channels can be combined into one optical waveguide or the individual channels can be detected separately.
- FIG. 5 shows an exemplary embodiment in which the transmitting or receiving component (not shown separately) is not arranged in a TO housing, but in a schematically illustrated semiconductor housing 20.
- the semiconductor housing 20 ⁇ houses a carrier (not shown) for the transmitting or receiving component and a connection contact 2, via which the transmitting or receiving component can be connected to a printed circuit board.
- a plurality of optical waveguide sections 51 ⁇ , 52 ⁇ , 53 ⁇ 54 are formed in a preferably continuous mounting tube 40 ⁇ .
- the mounting tube 40 ⁇ is fastened to the semiconductor housings 20 ⁇ similarly to FIG. 1 (not shown).
- the semiconductor housings instruct the light to pass through their facing the mounting tube o ro to ⁇ > ⁇ 1 o C ⁇ o c ⁇ o cn
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektro-optisches Modul zum Senden und/oder Empfangen optischer Signale mindestens zweier optischer Datenkanäle, die in einem Lichtwellenleiter geführt werden. Erfindungsgemäß bildet der Lichtwellenleiter in dem Modul mindestens zwei Lichtwellenleiterabschnitte (51, 52) mit jeweils mindestens einer angeschrägten Stirnfläche (51a, 51b) aus, wobei die Lichtwellenleiterabschnitte (51, 52) an den angeschrägten Stirnflächen (51a, 51b) axial hintereinander positioniert sind und für einen bestimmten optischen Datenkanal eine Lichteinkopplung in oder Lichtauskopplung aus dem Lichtwellenleiter erfolgt, indem Licht des optischen Datenkanals unter einem Winkel zur optischen Achse (7) des Lichtwellenleiters auf eine angeschrägte Stirnfläche (52a) geleitet wird oder aus dieser austritt.
Description
Beschreibung
Bezeichnung der Erfindung: Elektro-optisches Modul zum Senden und/oder Empfangen optischer Signale mindestens zweier optischer Datenkanäle.
Die Erfindung berifft ein elektro-optisches Modul zum Senden und/oder Empfangen optischer Signale mindestens zweier optischer Datenkanäle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Module für einen bidirektionalen optischen Datenverkehr etwa in einer Sternstruktur arbeiten derart, daß Datenströme gegeneinander - in Richtung zu einem zentralen Einspeisepunkt ("upstream") und in Richtung zu weiteren Empfängern ("downstream") - in einer Lichtleitfaser übertragen werden, wobei gleiche oder unterschiedliche Wellenlängen für die einzelnen Datenkanäle verwendbar sind. Es werden insbesondere Wellenlängen-Multiplex Verfahren eingesetzt, bei denen Lichtsignale mehrerer Wellenlängen gleichzeitig auf einer Lichtleitfaser übertragen werden. Es besteht somit ein Bedarf nach elektro-optischen Modulen mit Sende- und Empfangsbauelementen, die Signale mehrerer optischer Datenkanäle in eine Lichtleitfaser ein- bzw. aus dieser auskoppeln.
Ein gattungsgemäßes Modul ist aus der EP-A-238 977 bekannt. Bei diesem Sende- und Empfangsmodul für ein bidirektionales Kommunikationsnetz ist eine Freistrahloptik realisiert, bei der zwischen einer Laserdiode und einem Lichtleitfaserende Kugellinsen im Abstand voneinander angeordnet sind, die das Laserlicht auf das Faserende fokussieren. Zwischen den Kugellinsen ist zur Wellenlängenseparation ein wellenlängenselektiver Strahlteiler angeordnet, der vom Faserende abgestrahltes Licht, das eine von der Wellenlänge des Laserlichts verschiedene Wellenlänge aufweist, von dem Strahlengang trennt und einem Detektor bzw. Empfangsbauelement zuleitet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein auf einem neuen Modulkonzept beruhendes optisches Modul zum Senden und/oder Empfangen optischer Signale zur Verfügung zu stellen, das einfach, kompakt und modular aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein optisches Modul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den ünteransprüchen angegeben.
Danach zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß der Lichtwellenleiter in dem Modul mindestens zwei Lichtwellenleiterabschnitte mit jeweils mindestens einer angeschrägten Stirnfläche ausbildet, wobei die
Lichtwellenleiterabschnitte an den angeschrägten Stirnflächen axial hintereinander positioniert sind. Für einen bestimmten optischen Datenkanal erfolgt eine Lichteinkopplung in oder Lichtauskopplung aus dem Lichtwellenleiter, indem Licht des optischen Datenkanals unter einem Winkel zur- optischen Achse des Lichtwellenleiters auf eine angeschrägte Stirnfläche geleitet wird oder aus dieser austritt.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht ein Aufbaukonzept vor, das auf der Verwendung einer Art optischen "T-Stücks" basiert, bei dem der waagerechte "T-Balken" durch aneinander angrenzende Lichtwellenleiterabschnitte realisiert wird. Eine senkrechte bzw. transversale Aus-/Einkopplung von Licht aus/in den Lichtwellenleiter wird durch angeschrägte Stirnflächen von Lichtwellenleiterabschnitten realisiert, an denen das Licht transversal abgestrahlt bzw. eingekoppelt wird. Einer solchen Stirnfläche ist dabei jeweils ein im wesentlichen senkrecht zur optischen Achse des Lichtwellenleiters angeordnetes Sende- oder Empfangsbauelement zugeordnet. Die optische Kopplung erfolgt derart, daß das an einer angeschrägten Stirnfläche umgelenkte Licht den Mantel des Lichtwellenleiterabschnitts (sowie
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Das Sende- oder Empfangselement kann jedoch auch anders als in einem TO-Gehäuse, beispielsweise in einem
Halbleitergehäuse angeordnet sein, das auf einer Leiterplatte befestigbar ist. Das Montageröhrchen ist dann auf einer Seite des Halbleitergehäuses befestigt.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß im Strahlengang zwischen einer Stirnfläche eines Lichtwellenleiterabschnittes und dem zugeordneten Sende- oder Empfangsbauelement jeweils eine Linse zur Strahlfokussierung angeordnet ist. Wenn sich das Sende- oder Empfangsbauelement sehr nahe an dem zugehörigen Lichtwellenleiterabschnitt befindet, kann auf eine Linsenoptik jedoch auch verzichtet werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung vergrößert sich der Lichtwellenleiterkern von einem ersten Lichtwellenleiterabschnitt zu einem benachbarten Lichtwellenleiterabschnitt. Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn das durch die Stirnfläche des Lichtwellenleiterabschnitts mit vergrößertem Kern durchtretende Licht auf einen Empfänger mit vergrößerter lichtempfindlicher Schicht abgebildet werden soll.
Der Lichtwellenleiter bzw. die einzelnen Lichtwellenleiterabschnitte sind bevorzugt jeweils ein
Single-Mode-Wellenleiter. Aufgrund des modularen Konzepts der Erfindung können jedoch auch unterschiedliche Wellenleitertypen miteinander kombiniert werden, beispielsweise Single-Mode Fasern und Multi-Mode Fasern. Auch können grundsätzlich ausschließlich Multi-Mode Fasern verwendet werden.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Verwendung unterschiedlicher Wellenlängen zur Übertragung von Daten mehrerer Datenkanäle zwar bevorzugt, jedoch nicht unbedingt erforderlich ist. Unterschiedlichen. Datenkanäle können bei nur einer verwendeten Wellenlänge beispielsweise über eine
unterschiedliche Kodierung oder unterschiedliche Zeitfenster realisiert werden. Dabei bilden die aneinandergrenzenden Stirnflächen zweier Lichtwellenleiterabschnitte beispielsweise einen 50/50 Strahlteiler aus, der dafür sorgt, jeweils daß Licht auf das Sende- oder Empfangsbauelement gelenkt wird. Die Daten eines bestimmten Datenkanals werden dabei in einer Auswerteinheit bestimmt.
Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, daß Licht einer bestimmten Wellenlänge nicht unmittelbar an den angeschrägten Stirnflächen, sondern davor oder dahinter, etwa an einem einem Empfangsbauelement zugeordneten Filter selektiert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen elekto-optischen Moduls mit einem in einem TO- Gehäuse angeordneten Sende- oder
Empfangsbauelement;
Figur 2a eine perspektivische Darstellung des zusammengebauten Moduls der Fig. 1;
Figur 2b einen Schnitt durch das Modul gemäß Figur 2a quer zur optischen Achse des Lichtwellenleiters des
Moduls;
Figur 2c einen Schnitt durch das Modul der Figur 2a parallel zur optischen Achse des Lichtwellenleiters;
Figur 3a eine vergrößerte Ansicht des Kopplungsbereichs des Moduls gemäß der Darstellung der Figur 2b;
Figur 3b eine weitere Vergrößerung des Kopplungsbereichs des Moduls;
Figur 4a eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Moduls mit drei hintereinander angeordneten Sende- oder Empfangsbauelementen, die jeweils in einem TO-Gehäuse angeordnet sind;
Figur 4b eine Seitenansicht des Moduls der Figur 4a;
Figur 4c eine Draufsicht auf das Modul der Figur 4a;
Figur 4d eine Schnittansicht des Moduls der Figur 4a, wobei die jeweiligen Koppelbereiche zusätzlich jeweils vergrößert dargestellt sind;
Figur 5a eine Draufsicht auf ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Moduls mit drei in einer Reihe hintereinander angeordneten Sende- oder Empfangsbauelementen;
Figur 5b eine Seitenansicht des Moduls der Figur 5a;
Figur 5c eine Frontansicht des Moduls der Figur 5a;
Figur 6 ein Diagramm, in dem die Einfügedämpfung in Abhängigkeit von Einkoppeltoleranzen für mehrere
Kopplungsverfahren dargestellt ist;
Figur 7a eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Erstellung einer Meßkurve gemäß Figur 6, bei der eine stirnseitige Einkopplung von Licht in einen
Lichtwellenleiter erfolgt und
Figur 7b eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Erstellung einer Meßkurve gemäß Figur 6, bei der eine erfindungsgemäße Einkopplung von Licht in einen Lichtwellenleiter erfolgt.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein erfindungsgemäßes Modul, bei dem für eine bestimmte Wellenlänge eine Kopplung zwischen einem Sende- oder Empfangsbauelement und einem Lichtwellenleiter erfolgt.
Das Modul 1 weist ein Sende- oder Empfangsbauelement 10, insbesondere eine Laserdiode oder eine Photodiode auf, das in einem TO-Gehäuse 20 angeordnet ist. Das TO-Gehäuse 20 wird in einem Anschluß- oder Montagegehäuse 30 gehalten, das eine Halteplatte 31 mit Halteelementen 32 zur Befestigung eines Montageröhrchens 40 aufweist. Das Montageröhrchen 40 nimmt zwei Lichtwellenleiterabschnitte 51, 52 auf, die jeweils in einer Glasferrule 61, 62 fixiert sind.
Dabei ist das Sende- oder Empfangsbauelement im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Laserdiode 10, die auf einem vorzugsweise aus Silizium bestehenden Träger 11 angeordnet (vgl. Fig. 3a) . Über ein Umlenkprisma 12 wird von der Laserdiode 10 ausgesandtes Licht auf eine Koppellinse 13 umgelenkt und von dieser nach oben abgestrahlt.
Das TO-Gehäuse 20 weist eine Bodenplatte 21 mit vier elektrischen Durchführungen auf, die der elektrischen Kontaktierung des Laserchips 10 sowie einer Monitordiode 14 dienen. Weiter weist das TO-Gehäuse einen Gehäuseteil 22 auf, der an seiner Oberseite ein Fenster 23 ausbildet, so daß Licht der Laserdiode 10 nach oben abgestrahlt oder, sofern die Anordnung prinzipiell gleich im Aufbau als Empfangseinheit ausgebildet ist, Licht zur Detektion auf ein Empfangsbauelement fallen kann. TO-Gehäuse sind im Stand der Technik an sich bekannt, so daß auf eine weitere Erläuterung hierzu verzichtet wird.
Das Anschlußgehäuse 30 weist ein zylindrisches Aufnahmeteil 33 und die bereits erwähnte Halte- bzw. Montageplatte 31 auf. Das Aufnahmeteil 33 dient dabei der Aufnahme des TO-Gehäuses 20. Die Halteplatte 31, die gemäß Figur 2b ebenfalls ein
Fenster 31a aufweist, weist zwei beabstandete, aneinander gegenüberstehende und sich längserstreckende Halteelemente 32 auf, deren oberen Enden umgebogen sind und Führungsflächen 32a ausbilden. Die Halteelemente 32 dienen der Aufnahme des Montageröhrchens 40 (auch als „split sleeve" bezeichnet) , das korrespondierend zu den Aufnahmeflächen 32a zwei diametral gegenüberliegende Längsnuten 41 aufweist. Das Montageröhrchen 40 kann in einfacher Weise spielfrei auf die Halteelemente aufgeschoben werden.
Das Montageröhrchen 40 weist einen durchgehenden Längsschlitz 42 auf, der derart in Bezug auf die Halteplatte ausgerichtet ist, daß er senkrecht nach unten zeigt und somit von von der Sendediode 10 ausgestrahltem Licht durchstrahlt werden kann.
In die Montageröhrchen 40 sind spielfrei zwei Glasferrulen 61, 62 mit jeweils angeschrägten Stirnflächen 61a, 61b derart angeordnet, daß die Stirnflächen im wesentlichen fügespaltfrei aneinander liegen. Das mit dem Längsschlitz 42 versehene Montageröhrchen 40 übt dabei eine leichte
Federkraft auf die Glasferrulen 61, 62 aus, wobei Toleranzen des Innendurchmessers des Montageröhrchens 40 ausgeglichen werden.
Eine Montage der Glasferrulen 61, 62 in dem Montageröhrchen 40 erfolgt in einfacher Weise dadurch, daß durch Erzeugung eines axialen Drucks auf die Glasferrulen 61, 62 diese aneinandergedrückt werden, wobei eine eventuell noch nicht vorhandene Koplanarität durch Drehung der einzelnen Ferrulen um ihre gemeinsame Achse 7 herbeigeführt wird.
Die Achse 7 des Montageröhrchens 40 verläuft dabei senkrecht zur Achse 8 des TO-Gehäuses 20 und des Anschlußgehäuses 30.
Wie im folgenden insbesondere anhand der Figuren 3a, 3b erläutert wird, sind die Stirnflächen 61a, 62a der Ferrulen mit einem Winkel von 45° angeschrägt. In den Ferrulen sind
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umgelenkt wird, den Mantel des Lichtwellenleiters und die Glasferrule durchtritt und winklig (hier: senkrecht) zur Achse 7 des Lichtwellenleiterabschnitts in Richtung des Empfangsbauelements 10 abgestrahlt wird.
Es wird darauf hingewiesen, daß eine Einkopplung von Licht vom Sende- oder Empfangsbauelement 10 in oder aus dem Lichtwellenleiterabschnitt 52 auch unter einem anderen Winkel als 45° erfolgen kann, beispielsweise unter einem Winkel von 46°, 47° oder auch 60°. Hierzu ist das TO-Gehäuse beispielsweise mit seiner Achse 8 nicht senkrecht zu der Lichtwellenleiterachse 7 angeordnet (wie in Fig. 1, 2) , sondern geringfügig gegenüber dem Lichtwellenleiter 51, 52 gekippt. Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, daß die beiden Stirnflächen der Lichtwellenleiterabschnitte 51, 52 nicht beide einen Winkel von 45° aufweisen. Wichtig ist allein, daß das Licht unter einem Winkel auf die Stirnfläche des jeweiligen Lichtwellenleiterabschnittes fällt, daß das Licht an der Stirnfläche umgelenkt und mit einer hohen Einfügekopplung in den Lichtwellenleiterabschnitt eingekoppelt wird.
Das in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Modul stellt einen Grundbaustein eines Baukastens dar, mit dem vielfältigste Möglichkeiten. der Realisierung eines Sende- und/oder Empfangsmoduls für eine optische Datenübertragung realisierbar ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß mehrere Sendeanordnungen gemäß Figur 1 oder Empfangsanordnungen gemäß Figur 1 hintereinander in Richtung der optischen Achse eines Lichtwellenleiters angeordnet sind, wobei eine Lichtein- oder -auskopplung jeweils über eine angeschrägte Stirnfläche eines Lichtwellenleiterabschnitts erfolgt, so daß mehrere Wellenlängen nacheinander in einen Lichtwellenleiter eingekoppelt und/oder ausgekoppelt werden. Es lassen sich je nach Bedarf vielfältigste Möglichkeiten eines Multiplexers/Demultiplexens verwirklichen.
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näher dargestellter Weise eingekoppelte Lichtsignale der Wellenlängen λl, λ2 passieren die Stirnfläche 153a dagegen ungestört (und natürlich auch die angrenzende, nicht beschichtete Stirnfläche des mittleren Wellenleiterabschnitts 152) .
Es wird nun die Wellenlänge λ2 an der linken Stirnfläche 152a mittels eines entsprechend ausgelegten wellenlängenselektiven Filters in Richtung des Empfangsbauelements 110b und Licht der Wellenlänge λl an der linken Stirnfläche 151a des Lichtwellenleiterabschnitts 151 in Richtung des Empfangsbauelements 110a ausgekoppelt, wodurch ein Demultiplexen der beiden Wellenlängen λl, λ2 erfolgt.
Durch Hinzufügen weiterer entsprechender Einheiten können weitere Wellenlängen ausgekoppelt oder eingekoppelt werden. Es wird somit ein anpassungsfähiges Modul zum Multiplexen und/oder Demultiplexen optischer Signale bereitgestellt, mit dem Lichtsignale verschiedener Datenkanäle in einen Lichtwellenleiter vereinigt bzw. die einzelnen Kanäle getrennt detektiert werden können.
Die Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Sendeoder Empfangsbauelement (nicht gesondert dargestellt) nicht in einem TO-Gehäuse angeordnet ist, sondern in einem schematisch dargestellten Halbleitergehäuse 20 . Das Halbleitergehäuse 20 Λ beherbergt einen Träger (nicht dargestellt) für das Sende- oder Empfangsbauelement und eine Anschlußkontaktierung 2 , über die das Sende- oder Empfangsbauelement mit einer Leiterplatte verbindbar ist.
In einem bevorzugt durchgehenden Montageröhrchen 40 Λ sind entsprechend Figur 1 mehrere Lichtwellenleiterabschnitte 51 λ, 52Λ, 53 λ 54" ausgebildet. Das Montageröhrchen 40 Λ ist ähnlich Figur 1 auf den Halbleitergehäusen 20 Λ befestigt (nicht dargestellt) . Zum Lichtdurchtritt weisen die Halbleitergehäuse an ihrer dem Montageröhrchen zugewandten
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Claims
1. Elektro-optisches Modul zum Senden und/oder Empfangen optischer Signale mindestens zweier optischer Datenkanäle, die in einem Lichtwellenleiter geführt werden, mit mindestens einem Sendebauelement (10) , dessen Licht in den Lichtwellenleiter eingekoppelt wird und/oder mindestens einem Empfangsbauelement (10) , das aus dem Lichtwellenleiter ausgekoppeltes Licht empfängt, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter in dem Modul mindestens zwei Lichtwellenleiterabschnitte (51, 52) mit jeweils mindestens einer angeschrägten Stirnfläche (51a, 51b) ausbildet, wobei die Lichtwellenleiterabschnitte (51, 52) an den angeschrägten Stirnflächen (51a, 51b) axial hintereinander positioniert sind, und für einen bestimmten optischen Datenkanal eine Lichteinkopplung in oder Lichtauskopplung aus dem Lichtwellenleiter erfolgt, indem Licht des optischen Datenkanals unter einem Winkel zur optischen Achse (7) des Lichtwellenleiters auf eine angeschrägte Stirnfläche (52a) geleitet wird oder aus dieser austritt.
2. Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine Stirnfläche (52a) mindestens eines Lichtwellenleiterabschnitts mit einem wellelängenselektiven Filter (9) beschichtet ist.
3. Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (51a, 51b) zweier aneinandergrenzender Lichtwellenleiterabschnitte koplanar sind.
. Modul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Winkel der Stirnflächen (51a, 51b) gegenüber der optischen Achse (7) des Lichtwellenleiters im wesentlichen 45° beträgt.
5. Modul nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiterabschnitte (51, 52) jeweils in einer Glasferrule (61, 62) angeordnet sind, die für Licht der verwendeten Wellenlängen transparent ist und an ihren Enden eine den Lichtwellenleiterabschnitten (51, 52) entsprechend angeschrägte Stirnfläche (61a, 62a) aufweist.
6. Modul nach Anspruch 5, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein Montageröhrchen (40), das die einzelnen Glasferrulen (61, 62) und die darin angeordneten Lichtwellenleiterabschnitte (51, 52) aufnimmt und axial zueinander positioniert.
7. Modul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Montageröhrchen (40) einen Längsschlitz (42) aufweist und die Glasferrulen (61, 62) dabei federnd umfaßt.
8. Modul nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Montageröhrchen (40)
Fixiermittel (41), insbesondere Längsnuten, zur Fixierung des Montageröhrchens an einer Halterung (31, 32) ausgebildet sind.
9. Modul nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein eventueller Spalt zwischen den Stirnflächen (51a, 51b) aneinander angrenzender Lichtwellenleiterabschnitte (51, 52) durch ein in seiner Brechzahl angepaßtes Immersionsmittel gefüllt ist.
10. Modul nach den Ansprüchen 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Montageröhrchen (40) im Bereich der aneinander angrenzenden Lichtwellenleiterabschnitte (51, 52) jeweils eine radiale Öffnung (43) zum Einführen des Immersionsmittels ausgebildet ist.
11. Modul nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Modul in Richtung der optischen Achse (7) des Lichtwellenleiters bzw. der Lichtwellenleiterabschnitte (151, 152, 153) mehrere Sende- oder Empfangsbauelemente hintereinander (110a, 110b, 100c) angeordnet sind, denen jeweils eine angeschrägte Stirnfläche (151a, 152a, 153a) eines Lichtwellenleiterabschnitts (151, 152, 153) zugeordnet ist.
12. Modul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse eines Sende- oder Empfangsbauelements (10, 110a, 110b, 110c) im wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse (7) des zugeordneten Lichtwellenleiterabschnitts (52, 151, 152, 153) verläuft.
13. Modul nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- oder Empfangsbauelemente (10, 110a, 110b, 110c) jeweils in einem TO-Gehäuse (20, 120a, 120b, 120c) angeordnet sind.
14. Modul nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch ein jedem TO-Gehäuse (20) zugeordnetes Montagegehäuse (30) , das zum einen das TO-Gehäuse (20) aufnimmt und zum anderen einen Haltesockel (31) zur Aufnahme und Halterung des
Montageröhrchens (40) aufweist, wobei das Gehäuse (30) ein Lichtdurchtrittsfenster besitzt oder aus einem lichtdurchlässigen Material besteht.
15. Modul nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Sende- oder Empfangselement in einem Halbleitergehäuse (20λ) angeordnet ist, das auf einer Leiterplatte befestigbar ist und auf dessen einen Seite das Montageröhrchen (40 Λ) befestigt ist.
16. Modul nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Strahlengang zwischen einer Stirnfläche (52a) eines
Lichtwellenleiterabschnittes und dem zugeordneten Sende- oder Empfangsbauelement (10) jeweils eine Koppellinse (13) angeordnet ist.
17. Modul nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiterkern sich von einem ersten Lichtwellenleiterabschnitt zu einem benachbarten Lichtwellenleiterabschnitt vergrößert.
18. Modul nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (51, 52) ein Single-Mode-Wellenleiter ist.
19. Modul nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stirnflächen (151a, 152a, 153a) der Lichtwellenleiterabschnitte (151, 152, 153) mit wellenlängenselektiven Filtern für unterschiedliche Wellenlängen beschichtet sind, wobei jeder wellenlängenselektive Filter einem der optischen Datenkanäle zugeordnet ist.
20. Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinandergrenzenden Stirnflächen zweier Lichtwellenleiterabschnitte (51, 52) einen Strahlteiler, insbesondere einen 50/50 Strahlteiler ausbilden.
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