NO963827L - Optisk og/eller elektrooptisk forbindelse og fremgangsmåte for tilveiebringelse - Google Patents
Optisk og/eller elektrooptisk forbindelse og fremgangsmåte for tilveiebringelse Download PDFInfo
- Publication number
- NO963827L NO963827L NO963827A NO963827A NO963827L NO 963827 L NO963827 L NO 963827L NO 963827 A NO963827 A NO 963827A NO 963827 A NO963827 A NO 963827A NO 963827 L NO963827 L NO 963827L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- components
- carrier plate
- optical
- component
- electromagnetic radiation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/4236—Fixing or mounting methods of the aligned elements
- G02B6/4237—Welding
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
- G02B6/2551—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
- G02B6/4221—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements involving a visual detection of the position of the elements, e.g. by using a microscope or a camera
- G02B6/4224—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements involving a visual detection of the position of the elements, e.g. by using a microscope or a camera using visual alignment markings, e.g. index methods
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
- G02B6/4226—Positioning means for moving the elements into alignment, e.g. alignment screws, deformation of the mount
-
- H10W72/879—
-
- H10W90/724—
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en optisk og/eller elektrooptisk forbindelse av to optiske og/eller elektrooptiske komponenter, som består av respektive strukturer med optiske bølgeledere, som er anordnet i området av forbindelsesstedet parallelt eller i det vesentlige parallelt med påleggingsflaten på en bæreplate.
For overføring av informasjon ved anvendelse av optisk telekommunikasjonsteknikk eller for sensorer er bølgelengdeområdet fra 0,6 til 1,6 um svært fordelaktig på grunn av den lave dempningen og den ubetydelige spredningen til glassfiberen. Forbindelsen av optiske og elektrooptiske komponenter, som er nødvendig for denne overføringen, er svært dyre og især når bølgelederen til et system hvor komponenten skal forbindes er i en modus. Ofte må fugetoleransen være innenfor mikrometer- og submikrometerområdet ved store temperatursvingninger over årtider. Den kritiske komponenten til et slikt system er en anordning for kopling av lyset fra en halvleder-lasersender inn i en enmodus-fiber, da her to stråler med en flekkbredde mindre enn 1 (im må bringes til overlapping. Da fiberen har en flekk på tilnærmet 5 um er det fordelaktig å tilpasse flekkbredden til laseren og fiberen i forhold til hverandre ved en koplingsanordning. Dette kan foregå ved hjelp av en linse mellom laseren og fiberen, en på fiberen anbragt linse eller ved et i laserchipen integrert flekkbreddeuttak.
Anordninger av komponenter med lignende flekkbredde, som f.eks. halvlederlaser-forsterkere eller sender/mottagere, er til sammenligning kritiske.
Mindre kritisk er forbindelser av komponenter med flekkbredde tilpasset en glassfiber, feks. slik som splittere, modulatorer, brytere, bølgelengdemultipleksere og bølgelengde-demultipleksere, da også her flekkbredden med 5 um og dermed her fugetoleransen liten, men ikke fullt så kritisk. Tilsvarende gjelder for anordning for kopling av to fibre, som f.eks. skjøting eller plugging.
Til nå anvendte forbindelser har en del ulemper. Festeelementene har en komplisert struktur og er store og dyre. I de fleste tilfellene må hver elektrooptisk komponent monteres for seg på en hjelpebærer. For dette formål finnes festemetoder som feks. lodding av laseren eller klebing av fiberen i monteringsrøret (klebere kan krympe og bli sprø med tiden). Hjelpebærerne må så monteres på hovedbæreren. På grunn av addering av monteringsfeil (som feks. forskjellige tykkelse og loddingen mellom halvlederlaseren og hjelpebæreren) blir anordningen mekanisk unøyaktig, klumpete og dermed tempera-turfølsom og dessuten dyr på grunn av den lange monteringstiden.
Et første forsøk på å forbedre optiske og/eller elektrooptiske forbindelser beskrives i DE-OS 41 40 283. Denne kjente forbindelsen krever imidlertid fremdeles en komplisert bærestruktur og det fremgår ellers ikke noe i spesifikasjonen om feste av de øvrige komponentene.
Fibere, som til nå blir skjøtt med hverandre ved hjelp av termisk energi, feks. lysbuer, må etter skjøtingen sikres med mekanisk innretning mot brudd.
Ved anordninger, hvor en komponent loddes, utelukkes anvendelsen ved feks. sensorer da loddesmeltepunktet ligger mellom 120 til 250°C.
Ved lasere, modulatorer og andre elektrooptiske komponenter ble ved tidligere kjente anordninger tråden for den elektriske tilslutning, feks. pumpestrømtilførsel, bundet. For dette var det nødvendig med et ekstra verktøy (feks. en bindemaskin).
Oppgaven til oppfinnelsen er å tilveiebringe en optisk eller elektrisk forbindelse av elektrooptiske komponenter, som kan realiseres billig og som er langtidsstabil og temperaturstabil og som på en økonomisk måte kan kople inn informasjonsoverførende lys fra en eller flere bølgeledere til en komponent i en eller flere bølgeledere til andre komponenter.
Oppfinnelsen skal ha til formål å tilveiebringe en fremgangsmåte som stiller en utrettings-og festeteknologi til rådighet som gir en billig forbindelse og er langtidsstabil og temperaturstabil.
Ifølge foreliggende oppfinnelse blir denne oppgaven løst ved en forbindelse av den innledningsvis nevnte art hvor begge komponentene uten anvendelse av hjelpebærere festes umiddelbart på kun en eneste felles bæreplate ved sveising med elektromagnetisk stråling i bølgelengdeområdet rundt 1 um.
Alternative løsninger av fremgangsmåten fremgår av krav 11 og 12.
Under elektrooptiske komponenter som angitt i foreliggende oppfinnelse, forstås strukturer med optiske bølgeledere, som i området av koplingsstedet er i det vesentlige utrettet parallelt i forhold til den tilordnede anleggsflaten på bæreplaten. Som eksempler kan nevnes: Kvadratformet integrerte-optiske eller integerte-elektrooptiske chips av InP, GaAs, PbS, tantalat, glass germanium eller silicium, feks. halvlederlasere, halvlederdetektorer, splittere, retningskoplere, brytere, modulatorer, multipleksere og demultipleksere, flatspektrografer,
sylindriske strukturer som fibre av glass.
Med hensyn til den ifølge foreliggende oppfinnelse anvendte elektromagnetiske strålingen så kan dette feks. være slik stråling som fra Nd-glass- eller Nd-YAG-lasere med en utgangsbølgelengde i området rundt X = 1. Andre kilder med lignende strålingsegen-skaper i bølgeområdet for X = 0,2 um til X = 2,0 um.
En vesentlig fordel med oppfinnelsen er at det anvendes kun et eneste strukturert festeelement, nemlig bæreplaten, på hvilke alle elektrooptiske komponenter såvel som (eventuelt) en optisk avbildingsanordning, feks. kulelinser, festes direkte, dvs. uten mellom- eller ekstrabærer, med et eneste fremgangsmåtetrinn, nemlig sveising med elektromagnetisk stråling.
Utforminger av anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse fremgår av kravene 2-9.
Ytterligere fordelaktige utførelser av fremgangsmåten fremgår av kravene 13-16.
I det påfølgende skal oppfinnelsen beskrives nærmere med henvisning til figurene, som alle er sterkt forstørret, hvor: Fig. 1 viser i vertikalsnitt en utførelsesform av en optisk og/eller elektrooptisk forbindelse under anvendelse av en plan bæreplate,
fig. 2 viser en variant av en forbindelse mellom to fibre, sett i snitt,
fig. 3 viser en annen utførelsesform av en forbindelse hvor komponentene er anordnet på en avtrinnet bæreplate sett i snitt,
fig. 4 viser en ytterligere utførelsesform av en forbindelse under anvendelse av en dobbelt-avtrinnet bæreplate og en kulelinse, sett i snitt,
fig. 4a viser i snitt en ytterligere variant av en forbindelse hvor det anvendes en spesiell linse, men med en plan bæreplate,
fig. 5 viser, sett forfra, feste av en halvlederlaser på en bæreplate,
fig. 6 viser, sett forfra, feste av en halvlederlaser med laseraktiv sone på en bæreplate, og fig. 7 viser i sntt feste av en pumpestrøm-tilførselstråd til en halvlederlaser.
På fig. 1 er vist en første elektronisk komponent 10 med en bølgeleder 11, idet denne komponenten feks. er en halvlederlaser. Med henvisningstallet 3 er vist en med en første komponenten 10 samvirkende andre komponent, feks. en fiber med en bølgeleder 14. Med henvisningstallet 15 er betegnet en bæreplate på hvilken og ved hjelp av hvilke bølgelederne 11 og 14 forbindes med komponenten 10 og 13. For dette formål har de to komponenter 10 og 13 respektive anleggsflater 16. Smeltesteder 17 henholdsvis 18 kjennetegner forbindelsesstedet til den første komponenten 10 henholdsvis den andre komponent 3 med bæreplaten 15.
Ved hjelp av pilene 19 henholdsvis 20 er det på fig. 2 for fremstilling av sveiseforbindelsen (ved 17,18) anvendt elektromagnetisk stråling, som beveger seg i bølgelengde-området rundt 1 um (fortrinnsvis 1,06 um).
Er en av de to komponenter, feks. den første komponent 10 på fig. 1, eller begge komponenter 10,13 på fig. 2 transparent for den elektromagnetiske stråling 19 henholdsvis 19,20, så kan denne tilføres på de angjeldende komponenter 10 og/eller 13. Strålingen må imidlertid ikke påvirke de elektrooptiske komponentene 10 henholdsvis 10,13 i sin elektrooptiske funksjon.
Ved fremstillingen av sveiseforbindelsen må det videre tas hensyn til avbildningsegen-skapene til komponentene 10 og/eller 13 for strålingen 19 og/eller 20. Er komponentene utformet som fibre (feks. komponenten 13 på fig. 1 eller komponenten 10,13 på fig. 2) så virker fibrene som respektive sylinderlinser, som danner en linjeformet smeltesone (feks. 18).
Brukes derfor komponentene 10,13 material som ikke er transparent for strålingen 19,20 så kan disse komponentene festes på bæreplaten 15, idet strålingen 19,20 smelter et hull (fig. 6 med henvisningstallet 21 betegnet) i komponentene 10,13, slik at strålingen går ved grenseflaten 16 til komponentene 10,13 til bæreplaten 15. Er en av komponentene 10 eller 13 utformet som halvlederlaser så må hullene 20 smeltes ved siden av den laseraktive sone 11,14 for å ikke påvirke laserens funksjon (fig. 1 og 6). På fig. 6 viser henvisningstallet 11 den laseraktive sone til komponenten 10. Smeltestedet 17 for feste av komponenten 10 på bæreplaten 15 ligger under hullene 21.
Når de to komponentene 10,13, som vist ved utførelsesform på fig. 2, er utformet som fibre og skal skjøtes med hverandre, må elektromagnetisk stråling tilføres i pilretningen 22 (fig. 2).
For å feste en komponent, feks. den første komponent 10, på bæreplaten 15, kan den elektromagnetiske strålingen føres på skrått fra siden alternativt til stråleføringen vist på fig. 1 og 2. Denne fremgangsmåtevarianten fremgår av fig. 5. Den elektromagnetiske strålingen er her antydet ved hjelp av pilene 23,24 og forbindelsesstedet (sveisestedet) er betegnet med henvisningstallet 25,26.
Ved utførelsesformen vist på fig. 3 er bæreplaten 15, til forskjell fra utførelsesformen vist på fig. 1,2 og 6, utformet avtrinnet ved 28. Herved fremkommer to plan 29,30 på forskjellige nivåer. Tilsvarende parallell og ved forskjellige nivåer er de med bæreplaten 5 den samvirkende anleggsflaten 16,16a for komponentene 10 henholdsvis 13. Forøvrig er på fig. 3delene tilsvarende de vist i utførelsesformen i fig. 1 og 2 gitt de samme henvisningstall. Også ved utførelsesformen ifølge fig. 4 er bæreplaten 15 utformet avtrinnet. Den har imidlertid, til forskjell fra fig. 3, to trinn betegnet med henvisnings-tallene 31 og 32. Herved fremkommer tre parallellplan 33,34,35 med forskjellige høydenivåer på bæreplaten 15. De to ytre bæreplateplanene 33,35 samvirker med tilordnede anleggsflater 16 henholdsvis 16a til de to komponentene 10 henholdsvis 13.
En ytterligere særegenhet ved utførelsesformen vist på fig. 4 består i at på den tredje (midtre) bæreplateplanet 34 er anordnet en linse, feks. en kulelinse 36, hvor den også er festet. Det er her tale om en avbildningslinse for tilpasning av flekkbredden til bølge-lederne 11 og 14 for komponentene 10 og 13. Smeltestedet for feste av kulelinsen 36 på bæreplaten 15 (planet 34) er betegnet med henvisningstallet 27.
Tilsvarende på fig. 2 antyder også pilene 19,20 på fig. 4 strålingsretningen for den elektromagnetiske strålingen for feste av komponentene 10 henholdsvis 13. Den elektromagnetiske strålingen for feste av kulelinsene 36 er markert ved hjelp av en pil 37. Formen på bæreplaten 5 er ved alle de viste utførelsesformene svært enkel. Kun flaten til bæreplaten 15 hvor de elektrooptiske komponentene 10 og 13 befinner seg og eventuelt 36 skal festes må ha en spesiell oppmerksomhet. De øvrige flatene til bæreplaten 15 kan praktisk talt være utformet vilkårlig. Har bølgelederne 11 til komponenten 10 og bølge-lederen 14 til komponenten 13 samme avstand til anleggsflaten på bæreplaten 15, som den ved utførelseseksempelet ifølge fig. 1 og 2, såvel tilstrekkelig når bæreplaten 15 har en eneste plan festeflate (jfr. fig. 1 og 2 med henvisningstallet 38).
Fig. 1 viser en spesiell typisk laser-fiber-koplingsanordning. En kopling av en laser og en splitter er imidlertid også mulig likeledes kopling av to lasere, feks. som flerseksjons- laser eller injeksjonslåsing. En ytterligere anvendelsesmulighet er etter hverandre kopling av splittere. Således kan av tre identiske 1 -til-2-splitter fremstilles en 1 -til-4-splitter. Også etter hverandre kopling av flere Mach-Zehnder-Interferometer-chips til en multiplekser eller demultiplekser er også mulig.
Den på fig. 2 viste anordning av forbindelse av to fibre muliggjør ytterligere fordeler: Det vanlige for skjøting av to fibre anvendte lysbueenergi kan her erstattes av stråling (pil 22) til en Nd-glass- eller Nd-YAG-laser slik at optiske og mekaniske forbindelser kan gjennomføres med kun et verktøy.
Dersom bølgelederen 11 til komponenten 10 og bølgelederen 14 til komponenten 13 ikke har lik avstand til den tilordnede anleggsflate på bæreflaten 15 (dette er tilfelle ved utførelsesformen ifølge fig. 3 og 4) så må bæreplaten 15, som ovenfor beskrevet, være tilsvarende avtrinnet for å utligne avstandsforskjellen til de respektive tilordnede anleggsflatene (29,30 på fig. 3 henholdsvis 33,35 på fig. 4). Trinnhøyden h (fig. 3) henholdsvis h]-h2(fig. 4) er også lik forskjellen mellom avstanden til bølgelderen 11 i forhold til anleggsflaten 29 og 14 i forhold til anleggsflaten 30 (fig. 3) henholdsvis bølgelederen 11 i forhold til anleggsflaten 33 og 14 i forhold til anleggsflaten 35 (fig. 4).
Ved utførelsesformen ifølge fig. 4 tjener den anordnede kulelinse 36 til tilpassing av lyset ført i bølgelederne 11 og 14. Kulelinsen 36 festes med elektromagnetisk stråling 37 (vist ved henvisningstallet 27 på flaten 34 til bæreplaten 15).
Det er likeledes mulig å anvende andre linser, som feks. sylinderlinser. En tilsvarende fordelaktig utførelsesform er vist på fig. 4a. Her blir, som til nå kjent, først forbundet en sylinderlinse 41 for flekkbreddetilpasning med en av komponentene 10 eller 13 (her 13). Først deretter blir komponentene 10 og 13 ifølge foreliggende oppfinnelse forbundet med hverandre. Andre kjente utførelser av komponentene 10 og 13, ved hvilke feks. komponentene 3 har en linseformet fiberende, kan likeledes bli forbundet ved hjelp av foreliggende oppfinnelse.
Anordningen ifølge fig. 5 og 6 viser spesielt en på bæreplaten 15 festet halvlederlaser 10,11. Ved varianten ifølge fig. 5 (sett forfra) blir som allerede nevnt ovenfor, den elektromagnetiske stråling 23,24 ført fra siden mot smeltesonen2 25,26. Ved varianten ifølge fig. 6 blir strålingen ført direkte ovenfra (loddrett i forhold til figurplanet) og borer respektive hull 21 for å komme frem til smeltesonen 17.
Ved utførelsesformen ifølge fig. 7 en en halvlederlaser 10, som har en bølgeleder 11, festet ved hjelp av smeltestedet 17 til bæreplaten 10 med en gjennomgående plan anleggsflate 38. Så langt tilsvarer alt i utførelsesformen vist på fig. 1 ( jfr. den venstre siden av figuren). Det særegne ved varianten ifølge fig. 7 består kun deri at til halvlederlaseren 10 er festet en pumpestrømføringstråd 79 ved hjelp av elektromagnetstråling. Herved blir, som antydet med en pil, strålingen 40 tilført leddrett ovenfra.
I hvert tilfelle må ved alle viste og beskrevne utførelsesformer den elektromagnetiske strålingen være utført slik at den i sonen 17,18 (fig. 1 til 4 og 7), 25,26 (fig. 5), 27 (fig. 4) og 21 (fig. 6) bringer materialet til sammenføyningsstedene 10 og 15 henholdsvis 13 og 15 henholdsvis 39 og 10 (fig. 7) henholdsvis 39 og 13 (ikke vist) henholdsvis 36 og 15 (fig. 4) til smeiten slik at det etter avkjølingen fremkommer en materialsluttende forbindelse mellom de sammenføyde delene.
Som materiale for bæreplaten 15 kan anvendes alle materialer som kan sveises med elektromagnetisk stråling, fortrinnsvis metaller, fortrinnsvis kopper og kovar, men også silicium eller glass. Av disse materialene er egnet for foreliggende oppfinnelse er blirr bevist ved hjelp av forsøk.
Tilførsel av stråling 19 gjennom komponenten 10 (fig. 1 og 2) muliggjør følgende fremgangsmåte: Komponenten 10 blir med en (ikke vist) hjelpeinnretning, feks. en presisjonsmanipulator eller et nøyaktig XY-translasjonsbord registrert og anbragt med sin anleggsflate 16 på bæreplaten 15 og forskjøvet med hjelpeinnretningen til sin endeposisjon. Så blir de i denne posisjonen festet ved hjelp av innkopling av strålingen 19.
Feste av komponenten 13 kan foregå på samme måte, idet den valgvise informasjons-strålen fra bølgelederen 11 til komponenten 10 kan anvendes for posisjonsfinding av komponenten 13 (aktiv justering). Alternativt hertil er det mulig å finne den søkte posisjon 13 ved den ytre formen til komponenten 10 og 13 eller med hjelp av hjelpemarkeringer (ikke vist) uten at det anvendes situasjonsstråling fra komponenten 10 eller komponenten 3 (passiv justering). I begge tilfellene er en utretting kun i to koordinatretninger nødvendig da den tredje koordinatretning er bestemt av overflatene 38 henholdsvis 29,30 henholdsvis 33,34,35 til bæreplaten 15. Når en komponent 10,13 er en laser kan den for feste anvendte elektromagnetiske stråling 54 også anvendes for å feste tråden 39 for tilførsel av pumpestrømmen til laseren (jfr. fig. 7 og ovenfor beskrevne utførelse).
Det er fordelaktig å sveise i vakuum den varmen som innføres i vakuumet ved den elektromagnetiske strålingen føres langsomt bort og derved er tilstrekkelig med mindre strålingseffekt og da gassen som eventuelt oppstår i sveiseplasmaet hurtigere og bedre vekkdiffunderer enn fra materialet i de sammenføyde delene i vakuum enn i luft. På denne måten er det mulig å redusere betydlig mulige påvirkningen av de sammenføyde delene (10,15 henholdsvis 13,15 henholdsvis 36,15 henholdsvis 39,10) ved avsetting av den oppstående gassen på speilflaten til en laser.
Sammenfattet er det ved hjelp av foreliggende oppfinnelse mulig å tilveiebringe følgende fordelaktige virkninger: Enkelstrukturering og billig bæreplate 15: det er kun nødvendig med en anleggsflate (38 henholdsvis 29, 30 henholdsvis 33 til 35), eventuelt med trinn (28 henholdsvis 31,32). Det er ikke nødvendig med noen festespor på bæreplaten 15. Det er ikke nødvendig med ytterligere festeelementer på bæreplaten 15. Forutsetning: avstanden mellom bølgelederen 11 og 14 fra den tilhørende anleggsflaten til bæreplaten 15 er tilstrekkelig nøyaktig kjent.
Sammenføyde deler (10,13,36) monteres direkte på bæreplaten 15, det tilføyes derved ikke noen monteringsfeil.
Utretting kun i to koordinatretninger hvorved det er mulig med en svært variabel plassering av komponentene (10,13).
Kompakt oppbygning (modulstørrelse for lase-fiber-kopling uten hus < 1 mm<3>). Liten forskyvning ved feste da volumet på det smeltede materiale kan holdes svært lite.
Enkel og billig feste av alle delene som skal forbindes (Nd-glass-laser er allerede tilgjengelig i handelen for rundt DM 10.000).
Ikke nødvendig med lodde-, klebe- eller bindingsverktøy.
Høy levetid (ikke nødvendig med noen klebing eller lodding).
Det er mulig å ha innsåt ved høye temperaturer (ved ved testforsøk avga InP-laseren fremdeles lys ved 250°C og det ser ut til å være mulig opptil 400°C). Mange forskjellige anvendelser (feks. laser-fiber-kopling, erstatning for mekaniske eller termiske skjøtinger, etter hverandre kopling av splittere eller Mach-Zehnder-Interferometer-chips).
Claims (16)
1.
Optisk og/eller elektrisk forbindelse av respektive to optiske og/eller elektrooptiske komponenter (10,13,39) bestående strukturer med optiske bølgeledere (11,14), som er anordnet i området av forbindelsesstedet (17,18,25,26) parallelt eller i det vesentlige parallelt til anleggsflaten (38,29,30,33,35) på en bæreplate (15), karakterisert ved at de to komponentene (10,13) er festet uten anvendelse av hjelpebærere umiddelbart på en eneste felles bæreplate (15) ved sveising med elektromagnetisk stråling (19,20,23,24,40) i bølgelengdeområdet fra 0,2 um til 2,0 um.
2.
Forbindelse ifølge krav 1, karakterisert ved at bæreplaten (15) har en plan anleggflate (38) og de optiske og/eller elektrooptiske komponentene (10,13) er anordnet og festet på den plane anleggsflaten (38).
3.
Forbindelse ifølge krav 1, karakterisert ved at bæreplaten (15) har to i forhold til hverandre parallelle avtrinnede anleggsflater (28,30), på hvilke en av de to komponentene (10,13) er anordnet og festet (fig. 3).
4.
Forbindelse ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at en (10) av de to komponentene (10,13) er en halvlederlaser, som er festet på bæreplaten (15) ved i vinkelinnført elektromagnetisk stråling (23,24) (fig. 5).
5.
Forbindelse ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at en (10) av de to komponentene (10,13) er en elektrooptisk komponent, som har en ved hjelp av elektromagnetisk stråing (40) festet strømtilførselledning (39) (fig. 7).
6.
Forbindelse ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at en (13) av de to komponentene (10,13) er en fiber (13), som er festet på bæreplaten (15) under utnyttelse av dens sylinderlinsevirkning på elektromagnetisk strålig (20) (fig. log 2).
7.
Forbindelse ifølge et eller flere av kravene 1-3 og 6, karakterisert ved at de to elektrooptiske komponentene (10,13) er fibre, som ikke bare er festet på bæreplaten (15) ved hjelp av elektromagnetisk stråling, men også er skjøtt med hverandre.
8.
Forbindelse ifølge et eller flere av kravene 1-3 og 6, karakterisert ved at en (10) av de elektrooptiske komponentne (10,13) er en halvlederlaser og den andre (13) er en fiber.
9.
Forbindelse ifølge et eller flere av de foregående krav, hvor det mellom komponentene (10,13) er innføyet et optisk avbildningselement (36) for forbedring av de optiske overføringsegenskapene, karakterisert ved at også avbildningselementet (36) er festet ved elektromagnetisk stråling (37) på bæreplaten (15) og at på bæreplaten (15) er eventuelt en ytterligere i forhold til den henholdsvis de til feste av komponentene (10,13) tjenende bæreplate henholdsvis plater (33,35) avtrinnet bæreplateplan (34) for feste av avbildningselementet (36).
10.
Forbindelse ifølge krav 9, karakterisert ved at det optiske avbildningselementet er en kulelinse (36) (fig. 4).
11.
Fremgangsmåte for å tilveiebringe en forbindelse ifølge et eller flere av de foregående krav, idet minst et av de komponenter som skal festes består av transparent materiale, karakterisert ved at elektromagnetisk stråling (19,20,40) velges slik og avstemmes på materialet til på bæreplaten (15) for feste av komponenten (10,13) slik at strålingen ved sin bane til sveisestedet (18) går gjennom komponentene (10,13) uten å endre deres funksjon.
12.
Fremgangsmåte for fremstilling av forbindelse ifølge et eller flere av kravene 1-10, idet forbindelseskomponenten (10,13) består av ikke transparent materiale, karakterisert ved at den elektromagnetiske strålingen (19,20,40) velges slik og strålingen avstemmes på materialet i den på bæreplaten (15) festede komponenter (10,13) at strålingen på sin bane til sveisestedet (17) går gjennom komponenten (10,13) under dannelse av hull (31) uten å endre deres funksjon.
13.
Fremgangsmåte ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at sammenføyningstrinnet for å feste de elektrooptiske komponentene (10,13) foregår i vakuum.
14.
Fremgangsmåte ifølge krav 11, 12 eller 13, karakterisert ved at den første komponenten (10) gripes ved hjelp av en hjelpeinnretning for henholdsvis en presisjonsmanipulator eller et nøyaktig xy-translasjonsbord, og settes med sine anleggsflater (16) på bæreplaten (15) og at komponentene forskyves ved hjelp av hjelpeinnretningen til sin endeposisjon på bæreflaten (15).
15.
Fremgangsmåte ifølge et eller flere av kravene 11 til 13 og krav 14, karakterisert ved at den andre komponenten (13) gripes ved hjelp av en hjelpeinnretning fortrinnsvis en presisjonsmanipulator eller et nøyaktig xy-translasjonsbord og anbringes med sin anleggsflate (16) på bæreplaten (15) og at for posisjonsfinding (endeposisjonen) til den andre komponenten (13) på bæreplaten (15) anvendes en informasjonsstråling fra bølgelederen (11) til den første komponenten (10) (spkalt aktiv justering).
16.
Fremgangsmåte ifølge et eller flere av kravene 11 til 13 og ifølge krav 14, karakterisert ved at den andre komponenten (13) gripes ved hjelp av en hjelpeinnretning, fortrinnsvis en presisjonsmanipulator eller et nøyaktig xy-translasjonsbord og anbringes med sin anleggsflate (16) på bæreplaten (15) og for å finne endeposisjonen til den andre komponenten (13) på bæreflaten (15) anvendes den ytre formen til komponenten (10,13) eller hjelpemarkeringer på komponentene (såkalt passiv justering).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19546443A DE19546443A1 (de) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | Optische und/oder elektrooptische Verbindung und Verfahren zur Herstellung einer solchen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO963827D0 NO963827D0 (no) | 1996-09-13 |
| NO963827L true NO963827L (no) | 1997-06-16 |
Family
ID=7779943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO963827A NO963827L (no) | 1995-12-13 | 1996-09-13 | Optisk og/eller elektrooptisk forbindelse og fremgangsmåte for tilveiebringelse |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6181855B1 (no) |
| EP (1) | EP0779526A3 (no) |
| CA (1) | CA2192781A1 (no) |
| DE (1) | DE19546443A1 (no) |
| NO (1) | NO963827L (no) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19746204A1 (de) * | 1997-10-18 | 1999-04-29 | Deutsche Telekom Ag | Halbleiterlaserchip |
| US6471419B1 (en) * | 1999-06-07 | 2002-10-29 | International Business Machines Corporation | Fiber optic assembly |
| US6707970B2 (en) | 2000-12-15 | 2004-03-16 | Intel Corporation | Alignment of fiber optic bundle to array waveguide using an epoxy |
| US6628865B2 (en) | 2000-12-15 | 2003-09-30 | Intel Corporation | Alignment of optical fibers to an etched array waveguide |
| US6886989B2 (en) * | 2000-12-15 | 2005-05-03 | Intel Corporation | Alignment of fiber optic bundle to array waveguide using pins |
| TWI226139B (en) | 2002-01-31 | 2005-01-01 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Method to manufacture a semiconductor-component |
| DE10243757A1 (de) * | 2002-01-31 | 2004-04-01 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Halbleiterchips |
| KR101247727B1 (ko) | 2003-01-31 | 2013-03-26 | 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 | 반도체 소자 제조 방법 |
| WO2004068567A1 (de) * | 2003-01-31 | 2004-08-12 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Dünnfilmhalbleiterbauelement und verfahren zu dessen herstellung |
| DE10314494B3 (de) * | 2003-03-27 | 2004-11-18 | Infineon Technologies Ag | Elektrooptisches Modul |
| US20050031186A1 (en) * | 2003-08-10 | 2005-02-10 | Luu Victor Van | Systems and methods for characterizing a three-dimensional sample |
| US7231153B2 (en) * | 2005-01-13 | 2007-06-12 | Xerox Corporation | Systems and methods for monitoring replaceable units |
| CA2637326C (en) | 2006-01-24 | 2011-10-18 | Welldynamics, Inc. | Positional control of downhole actuators |
| US20080166122A1 (en) * | 2007-01-08 | 2008-07-10 | Inventec Multimedia & Telecom Corporation | Optical network backup channel switching control device |
| DE202007017386U1 (de) * | 2007-12-13 | 2008-02-28 | CCS Technology, Inc., Wilmington | Kopplungseinrichtung zum Koppeln von Lichtwellenleitern |
| JP5224845B2 (ja) * | 2008-02-18 | 2013-07-03 | 新光電気工業株式会社 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
| US20110164848A1 (en) * | 2010-01-07 | 2011-07-07 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Ball Lens Holder For A Planar Lightwave Circuit Device |
| JP7211235B2 (ja) * | 2019-04-15 | 2023-01-24 | 日本電信電話株式会社 | 光接続構造 |
| US12222564B2 (en) | 2021-07-26 | 2025-02-11 | Cyclone Biosciences LLC | Laser-to-optical-fiber connection |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4065203A (en) * | 1975-12-10 | 1977-12-27 | International Telephone And Telegraph Corporation | Couplers for electro-optical elements |
| US4341942A (en) * | 1978-10-31 | 1982-07-27 | International Business Machines Corporation | Method of bonding wires to passivated chip microcircuit conductors |
| GB8417911D0 (en) * | 1984-07-13 | 1984-08-15 | British Telecomm | Connecting waveguides |
| DE3433717A1 (de) * | 1984-09-14 | 1986-03-27 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zum koppeln optischer bauelemente und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
| SE453334B (sv) * | 1985-09-13 | 1988-01-25 | Ericsson Telefon Ab L M | Anordning for centrering av optiska fibrer vid svetsning |
| US4752109A (en) * | 1986-09-02 | 1988-06-21 | Amp Incorporated | Optoelectronics package for a semiconductor laser |
| DE3809396A1 (de) * | 1988-03-21 | 1989-10-05 | Siemens Ag | Optischer sende- und empfangsmodul |
| EP0348714B1 (de) * | 1988-07-01 | 1993-09-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum Justieren und Fixieren einer Kugellinse sowie Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung |
| US4867524A (en) * | 1988-09-08 | 1989-09-19 | United Technologies Corporation | Metallic bond for mounting of optical fibers to integrated optical chips |
| US5016971A (en) * | 1989-10-20 | 1991-05-21 | Hughes Aircraft Company | Automated laser fusion system for high strength optical fiber splicing |
| DE4004544C2 (de) * | 1990-02-14 | 1998-07-30 | Siemens Ag | Laser-Schweißeinrichtung |
| US5073002A (en) * | 1990-11-30 | 1991-12-17 | Hockaday Bruce D | Self aligning pigtail |
| GB9100680D0 (en) * | 1991-01-11 | 1991-02-27 | Gen Electric Co Plc | Optical fibre interface |
| DE4140283A1 (de) * | 1991-12-06 | 1993-06-17 | Bundesrep Deutschland | Verfahren zur fixierung eines lichtwellenleiters |
| GB2268813B (en) * | 1992-07-13 | 1995-04-19 | Integrated Optical Components | Packaged optical devices |
| JP2565279B2 (ja) * | 1992-09-25 | 1996-12-18 | 日本電気株式会社 | 光結合構造 |
| DE4320194A1 (de) * | 1993-06-18 | 1994-12-22 | Sel Alcatel Ag | Vorrichtung zur justagefreien Ankopplung einer Mehrzahl von Lichtwellenleitern an ein Laserarray |
| US5367140A (en) * | 1993-12-27 | 1994-11-22 | At&T Bell Laboratories | Method for laser welding of optical packages |
| US5432877A (en) * | 1994-06-03 | 1995-07-11 | Photonic Integration Research, Inc. | Integrated optical circuit having a waveguide end of lens geometry, and method for making same |
-
1995
- 1995-12-13 DE DE19546443A patent/DE19546443A1/de not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-09-13 NO NO963827A patent/NO963827L/no unknown
- 1996-11-28 EP EP96119053A patent/EP0779526A3/de not_active Ceased
- 1996-12-12 CA CA002192781A patent/CA2192781A1/en not_active Abandoned
- 1996-12-12 US US08/764,000 patent/US6181855B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-10-25 US US09/696,457 patent/US6282346B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO963827D0 (no) | 1996-09-13 |
| US6181855B1 (en) | 2001-01-30 |
| US6282346B1 (en) | 2001-08-28 |
| EP0779526A2 (de) | 1997-06-18 |
| CA2192781A1 (en) | 1997-06-14 |
| DE19546443A1 (de) | 1997-06-19 |
| EP0779526A3 (de) | 1997-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO963827L (no) | Optisk og/eller elektrooptisk forbindelse og fremgangsmåte for tilveiebringelse | |
| US5661835A (en) | Optical composite module and method of assembling the same | |
| KR0171374B1 (ko) | 광집속렌즈를 포함하는 레이저 모듈 및 그 렌즈 고정방법 | |
| US6014483A (en) | Method of fabricating a collective optical coupling device and device obtained by such a method | |
| US5026138A (en) | Multi-fiber alignment package for tilted facet optoelectronic components | |
| US6832013B1 (en) | Hybrid integration of active and passive optical components on an Si-board | |
| US6709169B2 (en) | Thermally and mechanically stable low-cost high thermal conductivity structure for single-mode fiber coupling to laser diode | |
| WO2016143725A1 (ja) | コヒーレントレシーバ | |
| JPH0396906A (ja) | オプトエレクトロニクス部品のための多重ファイバ整列形パッケージ | |
| US5319729A (en) | Optical fibre interface utilizing welded silica parts | |
| JP3907051B2 (ja) | 光モジュール及びその製造方法 | |
| JP2003515757A (ja) | 相当異なる断面積の光学部品を融着接続するためのレーザの使用 | |
| US6846113B2 (en) | Packaging for high power pump laser modules | |
| JPH1168243A (ja) | 光モジュール及び光軸調整方法 | |
| US7184646B2 (en) | Optical module with multiple optical sources | |
| US20030161595A1 (en) | Method of bonding optical devices | |
| US20020067891A1 (en) | Compact in-line multifunction optical component with multiple fiber terminated optical ports | |
| US6289153B1 (en) | Laser aided tilt adjustment of an optical lens | |
| Eberhardt et al. | Optoelectronic packaging based on laser joining | |
| JP2016167006A (ja) | 光モジュール及びその製造方法 | |
| JPH1152296A (ja) | 光アイソレータ接続装置 | |
| JPH01223405A (ja) | 光アンプモジュール | |
| Van Zantvoort et al. | Laser supported fibre array alignment with individual fibre fine positioning | |
| Fadhali et al. | Investigation of the Application of Nd: YAG Laser Welding to Couple Photonic Devices and Packaging. | |
| US20030228115A1 (en) | Laser platform |