NO156269B - Opto-elektrisk koplingsanordning. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en opto-elektrisk koplingsanordning omfattende et bærerelement som er forsynt med minst én trauformet fordypning, minst ett fiberoptisk element som er festet i en fordypning, og minst én fotodetektor som har et lysfølsomt område og er anbrakt på linje med en fordypning slik at det lysfølsomme område mottar en vesentlig del av det lys som kommer ut fra endeflaten av det tilhørende fiberoptiske element i fordypningen.

En koplingsanordning av ovennevnte type er kjent fra en artikkel av F.E. Noel m.fl. med tittelen "High Density Fiber-Optic Transducer Modules" i IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 22, nr. 11, april 1980, side 4857 - 4858. Denne kjente anordning omfatter i hovedsak en understøttelse i hvilken det er festet optiske fibrer, og en skillevegg på hvilken det er festet signalomvandlere (fotodetektorer). Det fremgår ikke av artikkelen hvordan den elektriske kontaktdannelse med fotodetektorene skjer og hvilke elektriske kapasiteter det her dreier seg om.

En optoelektrisk koplingsanordning av kjent utførelse er også vist på tegningenes fig. 1. Anordningen omfatter et bærerelement .10 med et gjennomgående hull 101 i hvilket det er anordnet en lysbølgeleder 30 . På bærerelementet 10 er det dessuten festet en fotodetektor 20 som omformer lyset;fra lysbølgelederen til en elektrisk strøm og/eller en elektrisk spenning som utnyttes til signalgjenvinning.

En sådan koplingsanordning har særlig den ulempe at det er nødvendig med et gjennomgående hull 101 med en, sammenlignet med bærerelementets tykkelse (noen få milimeter), liten diameter (ca. 0,1 - 0,2 mm) dersom det benyttes optiske 'glassfibrer som lysbølgeleder 30 . Sådanne gjennomgangshull er vanskelige å fremstillle og derfor kostnadskrevende. Det er dessuten teknisk kostbart å justere fotodetektoren 29 opti-malt, da man først må bestemme lysbølgelederens stilling som vanligvis er beheftet med toleranser.

' Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en opto-elektrisk koplingsanordning som er særlig egnet for høye signal-overføringshastigheter og som kan fremstilles på prisgunstig måte.

Ovennevnte formål oppnås med en koplingsanordning av den innledningsvis angitte type som er kjennetegnet ved at bærerelementets trauformede fordypning strekker seg frem til en sideflate av bærerelementet, idet det fiberoptiske elements lengdeakse står normalt på sideflaten og eranbrakt slik at dets endeflate ligger i området for bærerelementets sideflate, at fotodetektoren har tverrdimensjoner som er mindre enn sideflatens tverrdimensjoner og er festet til sideflaten via motsatte kanter av fotodetektoren, slik at fotodetektoren er beliggende innenfor sideflatens grenser og dens lysfølsomme område er anbrakt parallelt med sideflaten, og at bærerelementet omfatter minst én elektrisk ledende bane som er elektrisk forbundet med fotodetektoren.

Koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen kan utføres med meget liten elektrisk kapasitet, og den er dessuten meka-nisk meget stabil da fotodetektoren fastholdes på motsatte steder på bærerelementet. En ytterligere fordel består i at koplingsanordningen er oppbygget av separate byggeelementer. Således er det eksempelvis mulig å velge ut og benytte fotodetektorer med minst mulig kapasitet. Det fiberoptiske element og fotodetektoren kan på prisgunstig og pålitelig måte juste-res på en slik måte i forhold til hverandre at optiske kop-lingstap unngås. Dette er et vesentlig trekk for å kunne benytte f.otodetektorer med meget liten elektrisk kapasitet. Sådanne fotodetektorer har en meget liten, lysømfintlig flate og krever derfor en god justeringsmulighet.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende

i forbindelse med utførelseseksempler under henvisning til de skjematiske tegninger, der fig. 1 viser den foran omtalte, kjente koplingsanordning, fig. 2a og 2b viser sideriss av et første utførelseseksempel på en koplingsanordning ifølge oppfinnelsen, og fig. 3 og 4 viser ytterligere utførelses-eksempler.

Oppfinnnelsen er basert på åt det er teknisk vesentlig enklere, og dermed omkostningsmessig gunstigere,

å fremstille smale, trauformede fordypninger og/eller slis-ser enn å bore dype gjennomgangshull med liten diameter. Eksempelvis kan en fordypning (sliss) med en lengde på 10 mm, en bredde på 0,25 mm og en dybde på 5 mm på teknisk enkel måte sages eller freses i et metallstykke. Derimot er det vanskelig å bore f.eks. et hull med en dybde på 5 mm og en diameter på 0,25 mm i det samme metallstykke.

I utførelseseksemplet ifølge fig. 2a og 2b er det i en første sideflate av et bærerelement 10, f.eks. en metall-terning med en kantlengde på 1,2 mm, innfrest en fordypning 40, f.eks. en gjennomgående sliss med en bredde 41 på 0,25 mm og en dybde på 0,6 mm. Fordypningen 40 er i hovedsaken parallell med en kant av bærerelementet 10 og er anordnet i hovedsaken på midten av den første sideflate. Fordypningen 40 strekker seg frem til en andre sideflate 11, slik at for-dypningens 40 tverrsnittsflate er synlig der. Denne tverrsnittsflate tjener fortrinnsvis som justeringshjelpemiddel for befestigelse av en fotodetektor 20, f.eks. en halv-lederfotodiode-brikke med en kantlengde på 0,5 mm, som er anbrakt på den andre sideflate 11 på en slik måte, f.eks. elektrisk ledende limt eller loddet ved 12, at fotodetektorens 20 lysfølsomme område ligger i hovedsaken på midten av tverrsnittsflaten og er vendt mot fordypningen 40. I fordypningen 40 kan nå en lysbølgeleder 30, f.eks. en optisk glassfiber, innlegges og fikseres (liming) på en slik måte at det fra dennes endeflate 31 utsendte lys i hovedsaken faller fullstendig på fotodetektorens 20 lysfølsomme område. Den beskrevne anordning kan nå på enkel måte festes (klebes, loddes) på elektrisk ledende måte f.eks. på en så-kalt lederplate 50, slik at det dannes en elektrisk tilkopling av fotodetektoren 20 via bærerelementet 10, mens den andre elektriske tilkopling fremstilles f.eks. ved hjelp av en tynn gulltråd 21 (diameter 12yum ) , f.eks. ved vedhefting. Anordningen ifølge det beskrevne utførelseseksempel har liten elektrisk kapasitet, slik at en sådan optisk mottaker muliggjør en høy signaloverføringshastighet.

De som eksempel angitte, geometriske dimensjoner på fordypningen og på bærerelementet retter seg etter den benyttede lysbølgeleder såvel som fotodetektoren.

Ved de på fig. 3 og 4 som eksempel viste utførel-sesformer av oppfinnelsen er det i forbindelse med et plate-formet bærerelement anbrakt én eller flere fordypninger 40 på en slik måte at det i disse samtidig kan festes flere lysbølgeledere 30. På bærerelementets 10 sideflate 11 er det, i overensstemmelse med fig. 2a, 2b, anbrakt flere fotodetektorer 20 (fig. 3) eller bare én fotodetektoroppstilling 5 (fig. 4) som inneholder flere fotodetektorer. På sideflaten 11 er det dessuten til stede elektriske tilkoplings-ledninger 13, f.eks. lederbaner, som tilveiebringer elektriske tilkoplinger for fotodetektorene. En sådan anordning gjør det f.eks. mulig å integrere (hybridteknikk) et elektrisk nettverk på bærerelementet 10, slik at det kan foretas en elektrisk utnyttelse av de i lysbølgelederne ankommende, optiske signaler.

Claims (9)

1. Optoelektrisk koplingsanordning omfattende et bærerelement (10) som er forsynt med minst én trauformet fordypning (40), minst ett fiberoptisk element (30) som er festet i en fordypning, og minst én fotodetektor (20) som har et lysfølsomt område og er anbrakt på linje med en fordypning (40) slik at det lysfølsomme område mottar en vesentlig del av det lys som kommer ut fra endeflaten av det tilhørende fiberoptiske element (30) i fordypningen (40), karakterisert ved at bærerelementets (10) trauformede fordypning (40) strekker seg frem til en sideflate (11) av bærerelementet, idet det fiberoptiske elements (30) lengdeakse står normalt på sideflaten (11) og er anbrakt slik at dets endeflate (31) ligger i området for bærerelementets (10) sideflate (11), at fotodetektoren (20) har tverrdimensjoner som er mindre enn sideflatens (11) tverrdimensjoner og er festet til sideflaten via motsatte kanter av fotodetektoren (20), slik at fotodetektoren er beliggende innenfor sideflatens grenser og dens lysfølsomme område er anbrakt parallelt med sideflaten (11), og at bærerelementet (10) omfatter minst én elektrisk ledende bane (13) som er elektrisk forbundet med fotodetektoren (20) .

2. Koplingsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det fiberoptiske element (30) er en glassfiber.

3. Koplingsanordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at fotodetektoren (20) er et halvlederelement.

4. Koplingsanordning ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at den elektrisk ledende bane i det minste i området for fordypningen (40) utgjøres av i det minste et parti av bærerelementets (10) sideflate (11) .

5. Koplingsanordning ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at i det minste sideflaten (11) av bærerelementet (10) er dannet av elektrisk isoler-ende materiale, og den ledende bane (13) er anbrakt på sideflaten (11).

6. Koplingsanordning ifølge ett av kravene 1-5, karakterisert ved at fordypningen (40) har en bredde (41) som er uvesentlig større enn det fiberoptiske elements (30) diameter.

7. Koplingsanordning ifølge ett av kravene 1-6, karakterisert ved at minst to fiberoptiske elementer (30) er anbrakt i fordypningen (40), og at minst to fotodetektorer (20) er festet til den nevte sideflate (11) og er anbrakt for å motta en vesentlig del av det lys som kommer fra endeflaten av et respektivt av de fiberoptiske elementer (30).

8. Koplingsanordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at fotodetektoren utgjør en del av en integrert halvlederanordning.

9. Koplingsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at fotodetektoren (20) er en halvleder-brikke med første og andre, motsatte overflater, et lysføl-somt område og en første elektrisk tilkoplingsanordning anbrakt på den første overflate, og en andre elektrisk tilkoplingsanordning (21) anbrakt på den andre overflate, og at den elektrisk ledende bane er anbrakt på den nevnte sideflate (11) og er elektrisk tilkoplet til fotodetektorens (20) første elektriske tilkoplingsanordning.