ES2214670T3 - Procedimiento para fabricar estructuras de guiaondas con componentes opticos. - Google Patents
Procedimiento para fabricar estructuras de guiaondas con componentes opticos.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UNA DISPOSICION Y A UN PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACION DE ESTRUCTURAS DE GUIAS DE ONDAS CON COMPONENTES OPTICOS, POR EJEMPLO ESPEJOS DE REENVIO, EN UN SOPORTE (3), ESTANDO COLOCADOS LOS COMPONENTES OPTICOS SOBRE EL SOPORTE EN UNOS PUNTOS DE DESACOPLOS ESPECIFICADOS, EMPOTRADOS EN UNA ESTRUCTURA DE GUIA DE ONDAS. LA ESTRUCTURA DE GUIA DE ONDAS SE ESTABLECE DESPUES DE LA APLICACION DE LOS COMPONENTES OPTICOS SOBRE EL SOPORTE POR MEDIO DE ESCRITURA DIRECTA CON UNA FUENTE DE LUZ NO COHERENTE. PARA ELLO SE APLICA SOBRE EL SOPORTE O BIEN UNA CAPA LIQUIDA SENSIBLE A LA LUZ, P.E. A BASE DE UN POLIMERO, Y A CONTINUACION SE COLOCAN LOS COMPONENTES OPTICOS EN LA CAPA LIQUIDA O BIEN LOS COMPONENTES OPTICOS SE APLICAN DIRECTAMENTE SOBRE EL SOPORTE EN PUNTOS DE DESACOPLO ESPECIFICADOS.
Description
Procedimiento para fabricar estructuras de
guiaondas con componentes ópticos.
La invención concierne a un procedimiento para
fabricar estructuras de guiaondas según el preámbulo de la
reivindicación 1, tal como el que se conoce por el documento
US-A-5 473 721.
La invención se emplea, entre otras aplicaciones,
en el proceso óptico de datos, especialmente en la transmisión
óptica de mensajes, ya que para que este campo se necesitan
guiaondas en los que se acoplen y desacoplen las ondas con las
menores pérdidas posibles.
Es conocido para guiaondas monomodo instalar,
para la desviación de ondas hacia fuera del plano del guiaondas,
superficies especulares que se producen mediante corrosión
anisótropa en silicio y subsiguiente acabado especular de las
superficies. A este fin, se producen, por ejemplo en las superficies
extremas de los guiaondas, unas ranuras en V (J. Moisel et
al., Appl. Optics 1997, volumen 36, No. 20) o unas preformas de
silicio correspondientes (R. Wiesmann et al., Proc. Europ.
Conf. on Optical Communication, 1996, páginas 2265 a 2268), las
cuales reciben un acabado especular. Sin embargo, esto adolece del
inconveniente de que la dirección de desviación viene determinada
por los planos cristalográficos del silicio y, por este motivo, son
posibles únicamente desviaciones de alrededor de 70º o menos.
Además, es desventajoso el hecho de que las pérdidas en el
acoplamiento y desacoplamiento son relativamente altas, ya que las
ondas pasan por delante del canto superior de los espejos.
En el documento US 5 473 721 se ha descrito una
placa óptica de circuitos impresos que se fabrica mediante fresado
estructurado de un cuerpo de soporte con tratamiento posterior
subsiguiente de los canales de fresado e introducción del material
guiaondas con endurecimiento subsiguiente por exposición a luz UV.
En esta solución es desventajoso el considerable gasto en aparatos y
también la deficiente flexibilidad en la introducción de componentes
ópticos en la estructura.
Se conoce por el documento
GB-A-2 155 194 el crear estructuras
de guiaondas, empleando material fotocromo homogéneo sólido, por
radiación por medio de láseres de UV. Debido a la irradiación del
material fotocromo se modifica el color o el índice de refracción
del material, con lo que se crea finalmente la estructura de
guiaondas. Estas estructuras de guiaondas no muestran posibilidad
alguna de un desacoplamiento diferenciado de las señales
luminosas.
Por este motivo, la invención se basa en el
problema de indicar un procedimiento para fabricar estructuras de
guiaondas con componentes ópticos para el acoplamiento y
desacoplamiento de ondas, con las cuales se acoplen y desacoplen las
ondas con pocas pérdidas y sean posibles acoplamientos de cualquier
clase.
La invención se describe en la reivindicación 1.
En las reivindicaciones subordinadas están contenidas ejecuciones
y/o perfeccionamientos ventajosos.
En el procedimiento según la invención se aplican
sobre un soporte, antes de la fabricación de los guiaondas, los
componentes ópticos, por ejemplo espejos de desviación, y a
continuación se fabrica la estructura de guiaondas por medio de
inscripción directa con una fuente de luz incoherente sobre el
soporte. A este fin, se aplica sobre el soporte una capa
fotosensible líquida de, por ejemplo, un polímero y a continuación
se introducen los componentes ópticos en la capa líquida o bien se
aplican los componentes ópticos directamente sobre el soporte en
puntos de desacoplamiento prefijados.
La invención tiene la ventaja de que se pueden
fabricar guiaondas multimodo que garantizan un acoplamiento de pocas
pérdidas de placas de procesador a regletas ópticas de plano
posterior.
Otra ventaja consiste en que los componentes
ópticos se pueden fabricar por la técnica convencional de
rectificado y pulido y se puede materializar así cualquier ángulo de
desviación.
Debido a la incrustación de los componentes
ópticos en la estructura de guiaondas se evitan ventajosamente
superficies límite adicionales en las que puedan presentarse
pérdidas por reflexiones. Debido a la incrustación de los
componentes ópticos en el guiaondas se consigue, además, una
protección de estos componentes ópticos contra influencias
atmosféricas.
Se describe seguidamente la invención con ayuda
de ejemplos de ejecución y con referencia a dibujos
esquemáticos.
En la figura 1 se representa en un primer ejemplo
de ejecución un guiaondas 1 con espejos de desacoplamiento
integrados 2 como componentes ópticos. Sobre un soporte 3 se aplican
en puntos de desacoplamiento prefijados los espejos de
desacoplamiento 2, los cuales consisten, por ejemplo, en un
portaespejo 2a y una capa especular 2b. A continuación, se deposita
entre los espejos una capa fotosensible líquida, por ejemplo una
capa de polímero con un índice de refracción n1, y se incrustan los
componentes ópticos en la capa. El soporte 3 posee un índice de
refracción n3 que es menor que el índice de refracción n1. Se
produce seguidamente la estructura de guiaondas por medio de
inscripción directa. A este fin, se emplea una fuente de luz
incoherente cuya imagen se reproduce en el material fotosensible
líquido. Se mueven entonces el soporte y la imagen de la fuente de
luz uno con relación a otra de tal manera que la huella de la imagen
en el material revestido del soporte dé como resultado el guiaondas.
El material de la capa fotosensible se endurece por medio de la
exposición a la luz. Después de efectuada la exposición a la luz, se
retira el material no endurecido. Sobre el soporte estructurado de
esta manera se deposita seguidamente una capa de cubierta 4 que
consiste, por ejemplo, en un polímero que posee un índice de
refracción n2. El índice de refracción n2 de la capa de cubierta
tiene que ser aquí menor que el índice de refracción n1 de la capa
fotosensible para conducir las ondas entre los espejos.
Las lentes necesarias para la colimación están
dispuestas por fuera del soporte estructurado entre este soporte y
la placa del abonado.
En otro ejemplo de ejecución se aplica primero
sobre el soporte 3 una capa fotosensible líquida de un polímero con
un índice de refracción n1. Se incrustan los componentes ópticos en
la capa fotosensible líquida en puntos de desacoplamiento
prefijados. A este fin, se aspiran los componentes ópticos, por
ejemplo por medio de un dispositivo, y luego se introducen a presión
en la capa líquida. La producción de la estructura de guiaondas en
la capa fotosensible líquida se efectúa por medio de inscripción
directa. Se retira a continuación el material no endurecido de la
capa de polímero y se aplica sobre el soporte estructurado una capa
de cubierta.
Como quiera que las superficies de los
componentes ópticos están incrustadas en los guiaondas estos
componentes quedan protegidos contra influencias atmosféricas y no
se forman superficies límites adicionales en las que se presenten
pérdidas por reflexiones.
En una multitud de guiaondas, por ejemplo para la
fabricación de un bus de datos, es ventajoso fabricar el soporte del
guiaondas a partir de una pieza de fundición inyectada que contenga
una estructura de espejo y de guiaondas. En lugar de la capa de
cubierta se aplica entonces una placa de cubierta 4 sobre el soporte
3 estructurado con componentes ópticos y guiaondas (figura 2a). La
placa de cubierta 4 consiste, por ejemplo, en una pieza 5 de
fundición inyectada que contiene las lentes 6 necesarias para la
colimación (figura 2b).
Dado que los espejos de desviación se disponen
sobre el material de soporte con independencia del proceso de
fabricación de los guiaondas, se puede conseguir cualquier ángulo de
desviación. En la figura 1 los espejos están dispuestos, por
ejemplo, con una inclinación de 45º y se logra así una desviación de
las ondas de 90º.
Debido a la incrustación de los componentes
ópticos en la estructura de guiaondas no es necesaria ninguna
preparación posterior de superficies finales de los guiaondas ni
tampoco se necesita ningún ajuste adicional de los componentes
ópticos.
La invención no se limita a los ejemplos de
ejecución descritos, sino que son imaginables diferentes ejecuciones
del soporte y la capa de cubierta o la placa de cubierta. En
particular, el procedimiento de inscripción directa de estructuras
de guiaondas permite fabricar guiaondas en superficies de cualquier
clase, lográndose nuevamente, después de aplicar la capa de cubierta
o la placa de cubierta, una superficie plana sobre la cual pueden
aplicarse otras estructuras de guiaondas o soportes con componentes
ópticos integrados. De esta manera, se pueden fabricar estructuras
de guiaondas tridimensionales compactas.
Claims (10)
1. Procedimiento para fabricar estructuras de
guiaondas (1) con componentes ópticos (2) sobre un soporte (3), en
el que se aplican sobre el soporte componentes ópticos desviadores
de la luz en puntos de desacoplamiento prefijados y se deposita
sobre el soporte una capa fotosensible líquida de tal manera que los
componentes ópticos se incrusten en la capa fotosensible líquida, y
a continuación se producen las estructuras de guiaondas entre los
componentes ópticos en la capa fotosensible líquida,
caracterizado porque el último paso se realiza por
inscripción directa por medio de una fuente de luz incoherente.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los componentes ópticos desviadores de
la luz están configurados como espejos para desacoplar señales
luminosas de la estructura de guiaondas o para acoplarlas en
ésta.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los componentes ópticos se incrustan en
la estructura de guiaondas de tal manera que las superficies de
dichos componentes ópticos no forman superficies límite adicionales
en las que se presenten pérdidas por reflexiones.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque la capa fotosensible líquida se
deposita sobre los componentes ópticos aplicados directamente sobre
el soporte.
5. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque la capa fotosensible líquida se aplica
sobre el soporte y porque a continuación se introducen los
componentes ópticos en la capa fotosensible líquida.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, después
de producir la estructura de guiaondas, se retiran las zonas no
endurecidas de la capa fotosensible.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se
deposita una capa de cubierta sobre la estructura de guiaondas y los
componentes ópticos.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6 precedentes, caracterizado porque se
aplica una placa de cubierta sobre la estructura de guiaondas y los
componentes ópticos.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se fabrica
el soporte como pieza de plástico en la que se integran los
guiaondas y los componentes ópticos.
10. Procedimiento según la reivindicación 8, en
el que la placa de cubierta está provista de lentes integradas.
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