SE511000C2 - Förfarande och anordning för att anordna ett vågledarmönster i en donkropp - Google Patents

Description

20 25 511 000 REDoc-f-ÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN I optisk telekommunikation stöter man ofta på en situation, där en optisk fiber behöver delas upp i ett antal andra fibrer eller där flera fibrer måste kopplas samman till en enda fiber. Vi talar här om optiska fiberkopplare i form av splitters eller combiners. Problemet med dagens teknik är att då en fiberkopplare skall införas i exempelvis ett optiskt nät innebär denna kopplare att fler gränssnitt genereras. Detta kan innebära att den optiska vågen kan tunnas ut vid gränssnitten. Fler komponenter kan också komma att införas i systemet, vilka det inte alltid finns plats för.

Föreliggande uppfinning angriper ett problem hur ett vágledarmönster och speciellt optiska splittrar eller combiners skall kunna anordnas och upplinjeras i en donkropp på ett snabbt, utrymmesbesparande och kostnadseffektivt sätt.

Donkroppen som kan vara U-formad kan i. sina anslutningsändar innefatta ett MT-gränssnitt. I donkroppens U-formade urtagning finns anordnat ett topografiskt mönster för' bildandet av den önskade vàgledarstrukturen. Vàgledarstrukturen kan exempelvis vara enkla vågledare, splittrar eller mer avancerade optiska strukturer.

I donkroppen finns alltså anordnat ett topografiskt mönster.

Donkroppen med tillhörande topografiska mönster används som pressverktyg för att pressa fram vågledare i ett flerskiktslaminat. Förfarandet för att framställa nämnda vàgledarstruktur anordnad i donkroppen kan gà till som följer: Donkroppen placeras över ett lämpligt flerskiktslaminat av transparent polymerisk material; flerskiktslaminatet i sin tur 10 15 20 25 511 ÛÛÛ läggs på ett fast underlag varefter en pressutrustning pressar donkroppen mot det fasta underlaget sà att det topografiska mönstret i donkroppen avtecknas i flerskiktslaminatet för bildande av ett vàgledarmönster. Flerskiktslaminatet sitter kvar i donkroppen efter det att pressningen slutförts.

Avsikten med föreliggande uppfinning är att på ett enkelt och billigt sätt erhålla ett kontaktdon innefattande ett ljusvâgledarmönster.

En fördel med föreliggande uppfinning är att kontaktdonet med tillhörande vågledarmönster kan tillverkas vid ett löpande band.

En annan fördel med föreliggande uppfinning är att det inte krävs något separat präglingsverktyg. Ännu en fördel med föreliggande uppfinning är att kontaktdonet kan förses med ett MT-gränssnitt.

Ytterligare en fördel är att ingen efterjustering av vàgledarna i förhållande till donkroppen behöver göras.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av föredragna utföringsformer och med hänvisning till bifogade ritningar.

FIGURBESKRIVNING Figur la visar fràn, kontaktsidan ett utföringsexempel av en donkropp innefattande ett topografiskt präglingsmönster placerat ovanför ett flerskiktslaminat.

Figur lb visar från kontaktsidan samma utföringsexempel av donkroppen som i figur la som här har pressats samman med flerskiktslaminatet. l0 15 20 25 511 000 Figur 2a visar från sidan en donkropp innefattande ett flerskiktslaminat och ett pressverktyg för prägling av nämnda flerskiktslaminat i donkroppen.

Figur 2b visar från sidan donkroppen med tillhörande flerskiktslaminat färdigpräglat av pressverktyget som visas ovanför.

Figur 3a visar fràn sidan en donkropp innefattande ett topografiskt mönster samt ett pressverktyg med ett topografiskt mönster för prägling av ett mellan donkroppen och pressverktyget anordnat flerskiktslaminat.

Figur 3b visar donkroppen innefattande ett färdigpräglat flerskiktslaminat.

Figur 4a visar ett treskiktslaminat av transparent polymeriskt material.

Figur 4b visar brytningsindex som funktion av tjockleken i laminatet som visas i figur 4a.

Figur 5a visar ett femskiktslaminat av transparent polymeriskt material.

Figur 5b visar brytningsindex som funktion av tjockleken i laminatet som visas i figur Sa.

Figur 6a visar ett laminat med brytningsindexgradient.

Figur 6b visar brytningsindex som funktion av tjockleken i laminatet som visas i figur 6a.

Figur 7 visar en perspektivvy på en donkropp innefattande ett optiskt mönster. 10 15 20 25 30 511 ÛÛÛ FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER I figur la visas ett utföringsexempel av en donkropp 1 innefattande ett topografiskt nbnster 40. Nämnda. topografiska mönster 40 är anordnat på den plana ytan 4 mellan benen 2 på donkroppen 1. Det topografiska mönstret 40, med en struktur för bildande av ett optisk mönster, är avsett att genom ett press- eller trycksteg avtecknas i exempelvis en laminatstruktur 20 av exempelvis termoplastiskt formbart, plastiskt formbart eller visköst formbart material. I laminatstrukturen 20 finns material med högre brytningsindex i mitten. Laminatstrukturen kan bestå av fler än tre skikt eller endast ett skikt med en brytningsindexgradient, dock fortfarande så att material med högre brytningsindex (“kärna”) omges av material med lägre index. (“cladding”). I figur lb ser vi donkroppen med ett färdigpressat optiskt vågledarmönster.

I figur 2a ser vi en donkropp 1 med ett transparent polymert flerskiktslaminat anordnat mellan benen 2. Laminatet innefattar precis som beskrivits ovan av minst ett mittenskikt av material med högre brytningsindex och minst två ytterskikt av material med lägre brytningsindex. Flerskiktslaminatet 20 präglas direkt i donkroppen 1 av ett pressverktyg 60. Pressverktyget 60 innefattar ett topografiskt mönster 40 överensstämmande med den önskade vågledarstrukturen.

Pressverktyget 60 pressar samman flerskiktslaminatet 20 i donkroppen så att det topografiska mönstret 40 avtecknar sig i flerskiktslaminatet 20 för bildande av vágledarmönstret.

I figur 3a ser vi en donkropp 1 innefattande ett topografiskt mönster 40 samt ett pressverktyg 60 innefattande ett topografiskt mönster 40. Mellan pressverktyget 60 och donkroppen 1 finns anordnat ett flerskiktslaminat 20. Donkroppen 1 och 10 15 20 25 511 000 pressverktyget 60 pressas samman och det topografiska mönstret 40 avtecknar sig i flerskiktslaminatet 20 för bildande av vágledarmönstret.

Alternativa utgàngslaminat finns àskàdliggjorda i figur 4-6. I figur 4a ser vi ett flerskiktslaminat 20 innefattande tre lager 2l,25,29. Mittenlagret 25 har ett högre brytningsindex: än de omslutande lagren 21 och 29. I figur 4b ser vi brytningsindexet som funktion av tjockleken i flerskiktslaminatet i figur 4a.

I figur Sa ser vi ett flerskiktslaminat innefattande fem lager 2l,22,25,28,29. Mittenlagret 25 har ett högre brytningsindex än de omslutande lagren 2l,22,28,29. I figur 5b ser vi brytningsindexet som funktion av tjockleken i flerskikts- laminatet i figur Sa.

I figur 6a ser vi ett skikt med brytningsindexgradient. Även här är det som sà att mittenpartiet pà skiktet har högre brytningsindex jämfört med de omgivande partierna. I figur 6b ser vi brytningsindexet som funktion av tjockleken i skiktet.

För att flerskiktslaminaten 20 skall sitta kvar i donkroppen efter pressningen, kan antingen ena sidan av flerskiktslaminatet 20 eller avsedd plats för flerskiktslaminatet 20 i donkroppen 1 vara helt eller delvis täckt med fästmaterial. Fästmaterialet kan exempelvis vara lim. Dà exempelvis ett treskiktslaminat skall anordnas i en donkropp 1 kan ena sidan av laminatet utgöras av ett kombinerat lim och claddingmaterial. Limmet har alltså ett lägre brytningsindex än kärnmaterialet.

I det fall då ett separat pressverktyg används för att pressa en vàgledarstruktur direkt i en donkrøpp, Se fig 2 och figur 3, kan man tänka sig att skiktet intill donkroppen anordnas först och lO 15 20 25 511 ÛÛÛ utgörs av ett kombinerat lim och claddingmaterial. Sedan anordnas ett tvàskiktslaminat på nämnda kombinerade lim och claddingmaterial så att skiktet med högre brytningsindex läggs på det kombinerade lim och claddingmaterialet. Det andra skiktet i tváskiktslaminatet har företrädesvis likvärdiga flytegenskaper och likvärdigt brytningsindex som det kombinerade lim och claddingmaterialet.

Med endast ett processteg (press-, tryck- eller präglingssteg) omformas laminatet av vàgledardonet med tillhörande topografiskt mönster sà att laminatstrukturen 20 som ursprungligen kunde leda (hålla kvar) ljus i mittenskiktet (s.k. buried slab waveguide) nu får ett vàgledarmönster' i x-y-planet, där- nämnda. x-y-plan sammanfaller med ytan 4 på vágledardonet 1. Z-riktningen definieras som laminatets 20 höjd och tjockleksriktning.

Omformningen av laminatet 20 behöver vara så omfattande att materialet i kärnan med högre brytningsindex kläms ihop så mycket så att dimensionen omöjliggör optisk vägledning, det vill säga att tvärsnittet av en tillräckligt präglad vàgledarfolie ger ett par tunna “svansar” 31,32 av kärnmaterial 25 som ej kan läcka ut ljus.

Det antags implicit att de olika skikten som präglas har samma flytegenskaper vid präglingen. Om dessutom flytegenskaperna (viskoelasticiteten, viskociteten och plasticiteten) anpassas mellan skikten. kan en. mer' optimal omfördelning av rnaterialet ske. Exempelvis kan andelen kärnmaterial som hamnar i “svansen” 31 eller 32 reduceras väsentligt om kärnmaterialet är mer lättflytande vid präglingsprocessen, det vill säga att kärnmaterialet transporteras lättare i x-y-planet än det omgivande sä kallade claddingmaterialet. lO 15 20 25 511 ÛÛÛ Materialen. son\ kan präglas kan exempelvis vara termoplaster, hârdplaster, UV-eller ljus-härdande plaster eller en kombination av dessa. Dock behöver materialen under präglingsprocessen vara tillräckligt formbara. Efter präglingen fixeras formen, som enligt uppfinningen är samma sak som vågledardonet 1, genom avkylning (termoplaster), genom värmebehandling (härdplaster) eller genom UV- eller ljus-bestrålning (UV- eller ljushärdande material) eller en kombination av dessa. Även andra våglängder än UV och synligt ljus, från mikrovåg till joniserad röntgenstrålning kan i princip användas för att bidra till reaktioner som gör materialet fast (icke-flytande). Eventuellt kan kärnan tillåtas att vara viskös i vissa sammanhang.

Pressvektygets (donkroppens) precisions-präglingsmönster kan tas fram genom att göra en så kallad Ni-master från till exempel en yta med lämpligt reliefmönster framtagen med fotalitografisk teknik (till exempel UV-mönstring av fotoresist med framkallning för att erhålla avsedd topografi). Även V-spårs etsning samt annan etsning av kisel kan utnyttjas. Djupare präglingsmönster kan erhållas med så kallad gnistbearbetning.

Donkroppen kan innefatta två styrhål 3 tillhörande ett MT- gränssnitt.

I figur 7 ser vi en donkropp innefattande ett optiskt vågledarmönster 50 i form av en optisk splitter.

Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till de ovan beskrivna och på ritningarna visade utföringsformerna, utan kan modifieras inom ramen för de bifogade patentkraven.

Claims (10)

10 15 20 25 511 ÛÛÛ PATENTKRAV

1. Förfarande för att anordna ett vàgledarmönster i en donkropp innefattande ett kontakteringsgränssnitt, k ä n n e - t e c k n a t av -att nämnda donkropp innefattande ett topografiskt mönster placeras -över ett transparent »polymerisk flerskiktslaminat anordnat pá ett fast underlag, där minst ett skikt utgörs av en kärna och minst två andra skikt utgörs av ett claddingmaterial, nämnda claddingmaterial omsluter nämnda kärnskikt på var sin sida och claddingmaterialet har ett lägre brytningsindex än kärnmaterialet, -att donkroppen pressas mot det polymeriska flerskiktslaminatet sá att det topografiska mönstret i donkroppen avtecknas i flerskiktslaminatet, varvid ett vågledarmönster bildas i donkroppen och -att flerskiktslaminatet sitter fast i donkroppen efter pressningen.

2. Förfarande för att anordna ett vàgledarmönster i en donkropp innefattande ett kontakteringsgränssnitt, k ä n n e - t e c k n a t av -att ett jpressverktyg innefattande ett topografiskt. mönster placeras över ett transparent polymerisk flerskiktslaminat anordnat i en donkropp , där minst ett skikt utgörs av en kärna och minst två andra skikt utgörs av ett claddingmaterial, nämnda claddingmaterial omsluter nämnda kärnskikt pá var sin sida och claddingmaterialet har ett lägre brytningsindex än kärnmaterialet, 10 15 20 25 10 511 ÛÛÛ -att pressverktyget pressas mot det polymeriska flerskiktslaminatet så att det topografiska mönstret i pressverktyget avtecknas i flerskiktslaminatet, varvid ett vàgledarmönster bildas i donkroppen och -att flerskiktslaminatet sitter fast i donkroppen efter pressningen.

3. Förfarande för att anordna ett vàgledarmönster i en donkropp innefattande ett kontakteringsgränssnitt, k ä n n e - t e c k n a t av -att ett pressverktyg innefattande ett topografiskt mönster placeras över ett transparent polymerisk flerskiktslaminat anordnat j. en donkropp innefattande ett topografiskt mönster, där minst ett skikt utgörs av en kärna och minst tvâ andra skikt utgörs av ett claddingmaterial, nämnda claddingmaterial omsluter nämnda kärnskikt pà var sin sida och claddingmaterialet har ett lägre brytningsindex än kärnmaterialet, -att pressverktyget pressas mot det polymeriska flerskiktslaminatet sä att det topografiska mönstret i pressverktyget och donkroppen avtecknas i flerskiktslaminatet, varvid ett vàgledarmönster bildas i donkroppen och -att flerskiktslaminatet sitter fast i donkroppen efter pressningen.

4. Anordning för anordnande av ett vàgledarmönster i en donkropp (1) innefattande ett kontakteringsgränssnitt genom prägling av (20) ett transparent polymeriskt flerskiktslaminat anordnad pà ett fast underlag medelst ett press- eller trycksteg, där minst ett skikt utgörs av en kärna och minst två andra skikt utgörs av ett claddingmaterial, nämnda claddingmaterial omsluter nämnda 10 15 20 25 ll kärna på var sin sida och claddingmaterialet har ett lägre brytningsindex än kärnmaterialet, k ä n n e t e c k n a d av att (40) för donkroppen (1) innefattar ett topografiskt mönster nämnda prägling av det transparenta polymeriska flerskiktslaminatet (20), varvid vid pressning av donkroppen mot det polymeriska flerskiktslaminatet (20) bildas ett vágledarmönster' i donkroppen. ochp där- nämnda flerskiktslaminat (20) sitter fast i donkroppen (1) efter nämnda pressning.

5. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d av att donkroppen (1) pà avsedd plats för flerskiktslaminatet 20 vid det topografiska mönstret 40, är helt eller delvis är belagd med fästmaterial exempelvis lim.

6. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d av att minst ett av ena sidans claddingskikt i flerskikslaminatet (20) utgörs av ett kombinerat claddingskikt och limskikt.

7. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d av att flerskiktslaminatet på ena sidan är helt eller delvis belagd med ett fästmaterial exempelvis lim.

8. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d av att kontakteringsgränssnittet är ett MT-gränssnitt.

9. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d av att kontakteringsgränssnittet är ett MAC-gränssnitt.

10. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d av att vàgledarmönstret innefattar minst en optisk splitter eller combiner.