WO1998053349A1 - Verfahren zur herstellung thermooptischer schaltelemente - Google Patents

Verfahren zur herstellung thermooptischer schaltelemente Download PDF

Info

Publication number
WO1998053349A1
WO1998053349A1 PCT/DE1998/000856 DE9800856W WO9853349A1 WO 1998053349 A1 WO1998053349 A1 WO 1998053349A1 DE 9800856 W DE9800856 W DE 9800856W WO 9853349 A1 WO9853349 A1 WO 9853349A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
depressions
optical
optical waveguide
embossing
recesses
Prior art date
Application number
PCT/DE1998/000856
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Mueller-Fiedler
Winfried Bernhard
Oliver Roesch
Petra Heinbuch
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO1998053349A1 publication Critical patent/WO1998053349A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/061—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on electro-optical organic material
    • G02F1/065—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on electro-optical organic material in an optical waveguide structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0147—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on thermo-optic effects

Definitions

  • the invention relates to a method for producing thermo-optical switching elements with the features mentioned in the preamble of claim 1.
  • thermo-optical switching elements for optical message transmission in optically transparent networks. These are used, for example, in optical switching matrices, by means of which optical signals from any inputs can be switched to any outputs of the switching matrices.
  • the thermo-optical switching elements have branching couplers, by means of which optical input signals can be switched to different outputs. This is achieved in that optical waveguide structures applied in a substrate are specifically heated, so that the optical input signals can be connected to certain optical outputs as a result of a change in the refractive indices associated therewith. Targeted thermal influencing of the optical waveguide structures is decisive for the thermo-optical switching function.
  • optical waveguide recesses For this purpose, these must be arranged at a defined distance from a thermal device influencing the temperature of the optical waveguides. It is known to produce optical waveguide depressions by means of an etching process, so that later filling of the depressions with the material resulting from the optical waveguide is possible. These methods allow the optical waveguide recesses to be applied with high precision, but are relatively complex and require the maintenance of precisely defined process parameters.
  • optical waveguide depressions by means of an embossing device.
  • precise optical waveguide depressions can also be achieved, but their distance from a thermal device influencing the temperature of the optical waveguides cannot be exactly adjusted.
  • the method according to the invention with the features mentioned in claim 1 offers the advantage that a highly precise generation of the optical waveguide depressions is possible in a massively reproducible, defined distance from the thermal devices influencing the temperature of the optical waveguides.
  • the sections resulting in the auxiliary recesses virtually integrate spacers into the device without these having to be additionally arranged in the substrate to be structured and the device.
  • the device can be used to mass-produce thermo-optical switching elements in which exactly the same defined distance between the optical waveguide depressions and the thermal devices is maintained.
  • the device is an embossing device, by means of which a substrate applied from a silicon substrate is embossed in order to produce the depressions.
  • the device is a displacement device that is placed on the thermal device, and a remaining space between the displacement device and the thermal device with a substrate that surrounds the later optical waveguide, which is preferably liquid , is filled so that after hardening of the filled substrate also the depressions arise. This also makes it possible to set precisely defined distances between the optical waveguide depressions and the thermal device.
  • thermo-optical switching element is illustrated in FIGS. 1 to 5.
  • thermo-optical switching elements The basic process sequence in the production of thermo-optical switching elements is illustrated on the basis of FIGS. 1 to 5. For the sake of explanation, the manufacture of a thermo-optical switching element with two optical waveguide structures is assumed, it being clear that thermo-optical switching elements can have a multiplicity of optical waveguide structures which can be achieved simultaneously by means of the method according to the invention.
  • a polymer layer 12 is applied to a silicon substrate 10.
  • the polymer layer 12 is defined by means of an embossing device 14 Way shaped.
  • the embossing device 14 has a stamp 16 which has embossing sections 18 and embossing sections 20.
  • the embossed sections 18 are structured in such a way that, when they penetrate into the polymer layer 12, they structure depressions 22 which are used to later accommodate the optical waveguides.
  • 20 auxiliary recesses 24 are embossed by means of the embossing sections, which have no function for the function of the thermo-optical switching element.
  • the auxiliary recesses 24 result from the defined shape of the embossed sections 20.
  • embossing device 14 is subjected to an embossing force F, the embossed sections 20 penetrate the polymer layer 12 and strike a surface 26 of the silicon substrate 10.
  • the embossed sections 20 are expediently designed in such a way that problem-free penetration into the polymer layer 12, which has a soft consistency, is possible.
  • the embossing force F is set such that the embossing process ends automatically when the embossing sections 20 strike the surface 26.
  • the stamping device 14 is removed, so that the polymer layer 12 has the depressions 22 and the auxiliary depressions 24. Defined ratios are achieved here via the embossing device 14.
  • the polymer layer 12 has a height h ⁇ _ which corresponds to the height of the embossed sections 20.
  • a base of the depressions 22 is arranged at a distance a from the surface 26, where a results from the difference in height h ⁇ minus a height .2 of the embossed sections 18. Since the embossing device 14, which is made, for example, of nickel consists, can be produced with high precision, exact arrangements of the depressions 22 are obtained by molding the polymer layer 12, these being at a defined distance a from the surface 26 of the silicon substrate 10.
  • the embossed polymer layer 12 is cured.
  • the curing can take place, for example, thermally.
  • the depressions 22 are filled with a polymer 28.
  • the polymer 28 has a different refractive index than the polymer layer 12.
  • the polymer 28 is compressed in the depressions 22 by means of a pressing device 30 and then cured, for example, by means of UV light. Protruding areas of the polymer 28 are simultaneously removed by the pressing device 30, for example pushed away laterally, so that the process state shown in FIG. 3 is achieved.
  • the polymer 28, which form the optical waveguides 32 of the thermo-optical switching element is arranged in the depressions 24.
  • a further polymer layer 34 is applied to the polymer layer 12, the refractive index of which corresponds to the refractive index of the polymer layer 12. This ensures that the optical fibers 32 are completely embedded in the polymer layers 12 and 34. Due to the different refractive index, which is, for example, higher than the refractive index of the polymer layer 12, the optical waveguides 32 can be guided suitable optical signals.
  • a metallization 36 is applied to the polymer layer 34 and is provided with a mask 38. The masking 38 is placed in such a way that the metallization 36 in the area of the optical waveguide 32 is shaded for subsequent lithographic structuring of the metallization 36.
  • the metallization 36 consists, for example, of gold. After the lithographic structuring has taken place, the masking 38 and the unshaded areas of the metallization 36 are removed, for example by means of an etching process. This leads to the formation of the contacting 40 shown in FIG. 5 via the optical waveguide 32.
  • thermo-optical switching element 42 shown schematically in FIG. 5 is obtained by the method according to the invention explained. This is characterized in that the optical waveguides 32 are at a defined distance a from the silicon substrate 10.
  • the thermo-optical switching element 42 can be produced in large numbers, the distance a being constant in all thermo-optical switching elements 42.
  • the embossing device 14 with its embossing sections 20 is placed on the silicon substrate 10. Then the Between the embossing device 14 and the silicon substrate 10, the remaining space with a material that results in the polymer layer 12. This has a suitable viscosity and is, for example, liquid.
  • the material is displaced in these areas by the embossing sections 18 and 20, so that after the polymer layer 12 has hardened and the embossing device 14 has been removed, the exact depressions 18 and 20 also arise, in particular the exact distance a is maintained.
  • thermo-optical switching element 42 The function of the thermo-optical switching element 42 is not to be discussed in detail in the context of the present description, since it is generally known.
  • the contacts 40 serve as heating electrodes for the optical waveguides 32, while the silicon substrate 10 forms a heat sink.
  • heating of one of the optical waveguides 32 can be achieved via the contacts 40, so that this blocks an optical signal present. By changing the heating can be switched between the two optical fibers 32.
  • the silicon substrate 10 serves as a heat sink. Heat can thus be dissipated relatively quickly after the heating device has been switched off.
  • thermo-optical switching element 42 Due to the simple and controllable layer structure of the thermo-optical switching element 42, these can be inexpensively manufactured with high accuracy. Additional adjustment steps for joining the optical components and the thermal components of the thermo-optical switching element 42 are omitted.
  • the fact that the heating electrodes (contacting 40) are applied in a production-compatible process in a sputtering and lithography step to the polymer layers 12, 34 containing the optical waveguides 32, i.e. the structuring of the optical waveguides 32 has already been completed, can optimize the production processes for both the optical waveguides 32 as well as the contacting 40 take place without having to take into account the other manufacturing process. This is an optimal Both optical and thermal components can be independently controlled.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung thermooptischer Schaltelemente, bei denen in ein Substrat mit bestimmtem Brechungsindex Vertiefungen eingebracht werden, die Vertiefungen zur Erzeugung von Lichtwellenleiterstrukturen mit einem Material mit anderem Brechungsindex aufgefüllt werden, und den Lichtwellenleitern thermische Einrichtungen zur Beeinflussung einer Temperatur der Lichtwellenleiter zugeordnet werden. Es ist vorgesehen, daß die Lichtwellenleiter-Vertiefungen (22) mittels einer Einrichtung (14) in dem Substrat (12) erzeugt werden, wobei gleichzeitig mit den Lichtwellenleiter-Verbindungen (22) Hilfsvertiefungen (24) zur Einstellung eines definierten Abstandes (a) der Lichtwellenleiter (32) von einer thermischen Einrichtung (10) angelegt werden.

Description

Verfahren zur Herstellung thermooptischer Schaltelemente
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung thermooptischer Schaltelemente mit den im Oberbegriff des Anspruch 1 genannten Merkmalen.
Stand der Technik
Es ist bekannt, bei der optischen Nachrichtenübertragung in optisch transparenten Netzen thermooptische Schaltelemente einzusetzen. Diese werden beispiels- weise in optischen Schaltmatrizen verwendet, mittels denen optische Signale beliebiger Eingänge auf beliebige Ausgänge der Schaltmatrizen geschaltet werden können. Hierzu weisen die thermooptischen Schaltelemente Verzweigungskoppler auf, mittels denen optische Eingangssignale an unterschiedliche Ausgänge geschaltet werden können. Dies wird erreicht, indem in einem Substrat angelegte Lichtwellenleiterstrukturen gezielt erwärmt werden, so daß infolge einer hiermit verbundenen Änderung von Brechungsindizes die opti- sehen Eingangssignale bestimmten optischen Ausgängen zugeschaltet werden können. Entscheidend für die thermooptische Schaltfunktion ist eine gezielte thermische Beeinflussung der Lichtwellenleiterstrukturen. Hierzu müssen diese in einem definierten Abstand zu einer die Temperatur der Lichtwellenleiter beeinflussende thermische Einrichtung angeordnet werden. Bekannt ist, Lichtwellenleiter-Vertiefungen mittels Ätzverfahren zu erzeugen, so daß ein späteres Auffüllen der Vertiefungen mit dem die Lichtwellenleiter ergebenen Material möglich ist. Diese Verfahren gestatten ein hochpräzises Anlegen der Lichtwellenleiter-Vertiefungen, sind jedoch relativ aufwendig und erfordern das Einhalten exakt definierter Prozeßparameter.
Bekannt ist ferner, die Lichtwellenleiter-Vertiefungen mittels einer Prägeeinrichtung zu erzeugen. Mit dieser im Verhältnis einfachen Technik lassen sich ebenfalls präzise Lichtwellenleiter-Vertiefungen erreichen, jedoch ist deren Abstand zu einer die Tempe- ratur der Lichtwellenleiter beeinflussenden thermischen Einrichtung nicht exakt einjustierbar .
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, daß in einfacher Weise ein hochgenaues Erzeugen der Lichtwellenleiter-Vertiefungen in einem massenhaft reproduzierbaren, definierten Abstand zu den eine Temperatur der Lichtwellenleiter beeinflussenden thermischen Einrichtungen möglich ist. Dadurch, daß die Lichtwellenleiter-Vertiefungen mittels einer Einrichtung in das Substrat eingebracht werden, wobei gleichzeitig mit den Lichtwellenleiter-Vertiefungen Hilfsvertiefungen zur Einstellung eines definierten Abstandes der Lichtwellenleiter-Vertiefungen zu den thermischen Einrichtungen erzeugt werden, kann sehr vorteilhaft über die die Hilfsvertiefungen ergebenden Abschnitte der Einrichtung eine exakte Justage der Lichtwellenleiter-Vertiefungen erfolgen. Durch die die Hilfsvertiefungen ergebenden Abschnitte werden quasi Abstandhalter in die Einrichtung integriert, ohne daß diese zusätzlich in dem zu strukturierenden Substrat und der Einrichtung anzuordnen wären. Mittels der Einrichtung lassen sich in Massenfertigung thermooptische Schaltelemente herstellen, bei denen exakt ein gleicher definierter Abstand zwischen den Lichtwellenleiter-Vertiefungen und den thermischen Einrichtungen eingehalten ist .
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorge- sehen, daß die Einrichtung eine Prägeeinrichtung ist, mittels der ein aus einem Siliziumsubstrat aufgebrachtes Substrat zur Erzeugung der Vertiefungen geprägt wird.
Bevorzugt ist ferner eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Einrichtung eine Verdrängungseinrichtung ist, die auf die thermische Einrichtung aufgesetzt wird, und ein verbleibender Zwischenraum zwischen der Verdrängungseinrichtung und der thermi- sehen Einrichtung mit einem das die späteren Lichtwellenleiter umgebende Substrat, das vorzugsweise flüssig ist, aufgefüllt wird, so daß nach Aushärtung des aufgefüllten Substrates ebenfalls die Vertiefungen entstehen. Auch hierdurch lassen sich exakt definierte Abstände zwischen den Lichtwellenleiter-Vertiefungen und der thermischen Einrichtung einstellen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Auεführungs- beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen, bei denen in den Figuren 1 bis 5 Verfahrensschritte zur Herstellung eines thermooptischen Schaltelementes verdeutlicht sind, näher erläutert.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Anhand der Figuren 1 bis 5 wird der prinzipielle Verfahrensablauf bei der Herstellung thermooptischer Schaltelemente verdeutlicht. Zur Erläuterung wird die Herstellung eines thermooptischen Schaltelementes mit zwei Lichtwellenleiterstrukturen angenommen, wobei klar ist, daß thermooptische Schaltelemente eine Vielzahl von Lichtwellenleiterstrukturen aufweisen können, die mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren gleichzeitig erzielbar sind.
Gemäß Figur 1 wird auf einem Siliziumsubstrat 10 eine Polymerschicht 12 aufgetragen. Die Polymerschicht 12 wird mittels einer Prägeeinrichtung 14 in definierter Art und Weise geprägt. Die Prägeeinrichtung 14 besitzt einen Stempel 16, der Prägeabschnitte 18 und Prägeabschnitte 20 aufweist. Die Prägeabschnitte 18 sind so strukturiert, daß diese bei Eindringen in die Polymerschicht 12 Vertiefungen 22 strukturieren, die der späteren Aufnahme der Lichtwellenleiter dienen. Gleichzeitig werden mittels der Prägeabschnitte 20 Hilfsvertiefungen 24 geprägt, die für die Funktion des thermooptischen Schaltelementes keine Funktion haben. Die Hilfsvertiefungen 24 ergeben sich aus der definierten Formgestalt der Prägeabschnitte 20. Diese sind so gewählt, daß bei Beaufschlagung der Prägeeinrichtung 14 mit einer Prägekraft F die Prägeabschnitte 20 die Polymerschicht 12 durchdringen und auf eine Oberfläche 26 des Siliziumsubstrats 10 auftreffen. Die Prägeabschnitte 20 sind zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß ein problemloses Eindringen in die in ihrer Konsistenz weiche Polymerschicht 12 möglich ist. Die Prägekraft F ist so eingestellt, daß bei Auftreffen der Prägeabschnitte 20 auf die Oberfläche 26 der Prägevorgang automatisch beendet ist. Nach Beendigung des Prägevorganges wird die Prägeeinrichtung 14 entfernt, so daß die Polymerschicht 12 die Vertiefungen 22 und die Hilfsvertiefungen 24 auf- weist. Über die Prägeeinrichtung 14 werden hierbei definierte Verhältnisse erzielt. Die Polymerschicht 12 weist eine Höhe hη_ auf, die der Höhe der Prägeabschnitte 20 entspricht. Ein Grund der Vertiefungen 22 ist von der Oberfläche 26 in einem Abstand a angeord- net, wobei sich a aus der Differenz der Höhe hη_ minus einer Höhe .2 der Prägeabschnitte 18 ergibt. Da die Prägeeinrichtung 14, die beispielsweise aus Nickel besteht, mit hoher Präzision hergestellt werden kann, ergeben sich durch Abformung der Polymerschicht 12 exakte Anordnungen der Vertiefungen 22, wobei diese den definierten Abstand a von der Oberfläche 26 des Siliziumsubstrates 10 besitzen.
In einem nächsten Verfahrensschritt wird die geprägte Polymerschicht 12 ausgehärtet . Die Aushärtung kann beispielsweise thermisch erfolgen. Gemäß dem in Figur 2 gezeigten weiteren Verfahrensschritt werden die Vertiefungen 22 mit einem Polymer 28 aufgefüllt. Das Polymer 28 besitzt hierbei einen anderen Brechungsindex als die Polymerschicht 12. Das Polymer 28 wird mittels einer Preßeinrichtung 30 in den Vertiefungen 22 verdichtet und anschließend beispielsweise mittels UV-Licht ausgehärtet. Überstehende Bereiche des Polymers 28 werden durch die Preßeinrichtung 30 gleichzeitig entfernt, beispielsweise seitlich weggedrückt, so daß der in Figur 3 gezeigte Verfahrensstand er- reicht wird. Hierbei ist in den Vertiefungen 24 das Polymer 28 angeordnet, die die Lichtwellenleiter 32 des thermooptischen Schaltelementes bilden.
Wie anhand von Figur 4 verdeutlicht wird, wird auf die Polymerschicht 12 eine weitere Polymerschicht 34 aufgetragen, deren Brechungsindex dem Brechungsindex der Polymerschicht 12 entspricht. Hierdurch wird erreicht, daß die Lichtwellenleiter 32 vollständig in den Polymerschichten 12 und 34 eingebettet sind. Durch den abweichenden Brechungsindex, der beispielsweise höher ist als der Brechungsindex der Polymerschicht 12, sind die Lichtwellenleiter 32 zum Führen optischer Signale geeignet. Auf die Polymerschicht 34 wird eine Metallisierung 36 aufgebracht, die mit einer Maskierung 38 versehen wird. Die Maskierung 38 ist so gelegt, daß die Metallisierung 36 im Bereich der Lichtwellenleiter 32 für eine nachfolgende litho- grafische Strukturierung der Metallisierung 36 abgeschattet ist. Die Metallisierung 36 besteht beispielsweise aus Gold. Nach erfolgter lithografischer Strukturierung wird die Maskierung 38 und die nicht abgeschatteten Bereiche der Metallisierung 36 beispielsweise mittels eines Ätzvorganges entfernt. Hierdurch kommt es zur Ausbildung der, in Figur 5 gezeigten, Kontaktierung 40 über den Lichtwellenleiter 32.
Durch das erläuterte erfindungsgemäße Verfahren wird das in Figur 5 schematisch gezeigte thermooptische Schaltelement 42 erhalten. Dieses zeichnet sich dadurch aus, daß sich die Lichtwellenleiter 32 in einem definierten Abstand a zu dem Siliziumsubstrat 10 befinden. Durch die Herstellung der hochpräzisen Prägeeinrichtung 14 ist das thermooptische Schalt- element 42 in großer Stückzahl herstellbar, wobei der Abstand a bei allen thermooptischen Schaltelementen 42 konstant ist. Durch das Prägen der Polymerschicht 12 mit relativ weicher Konsistenz ist eine Abnutzung der Prägeeinrichtung 14 nahezu ausgeschlossen.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann vorgese- hen sein, daß die Prägeeinrichtung 14 mit seinen Prägeabschnitten 20 auf das Siliziumsubstrat 10 aufgesetzt wird. Anschließend erfolgt ein Verfüllen des zwischen der Prägeeinrichtung 14 und dem Siliziumsubstrat 10 verbleibenden Zwischenraumes mit einem die Polymerschicht 12 ergebenden Material . Dieses besitzt hierfür eine geeignete Viskosität und ist beispielsweise flüssig.
Durch die Prägeabschnitte 18 und 20 wird das Material in diesen Bereichen verdrängt, so daß nach Aushärtung der Polymerschicht 12 und entfernen der Prägeeinrich- tung 14 ebenfalls die exakten Vertiefungen 18 und 20 entstehen, insbesondere der exakte Abstand a eingehalten wird.
Auf die Funktion des thermooptischen Schaltelementes 42 soll im Rahmen der vorliegenden Beschreibung nicht näher eingegangen werden, da diese allgemein bekannt ist. So dienen die Kontaktierungen 40 als Heizelektroden für die Lichtwellenleiter 32, während das Siliziumsubstrat 10 eine Wärmesenke bildet. Je nach Schaltfunktion des thermooptischen Schaltelementes 42 kann über die Kontaktierungen 40 eine Erwärmung einer der Lichtwellenleiter 32 erzielt werden, so daß dieser für ein anliegendes optisches Signal sperrt. Durch Wechseln der Erwärmung kann zwischen den beiden Lichtwellenleitern 32 geschaltet werden. Um nach Abschalten der als Heizelektroden dienenden Kontakte 40 mit möglichst geringer Verzögerung die Durchlässigkeit des Lichtwellenleiters 32 wiederherzustellen, dient das Siliziumsubstrat 10 als Wärmesenke. Eine Wärmeabfuhr kann somit relativ rasch nach Abschalten der Heizeinrichtung erfolgen. Dadurch, daß die Siliziumschicht 10 einen definierten, immer gleichen Abstand a von den Lichtwellenleitern 32 aufweist, kann diese Verzögerungszeit auf ein Minimum begrenzt und exakt vorherberechnet werden. Somit ergeben sich bei komplexen Schaltmatrizen mit einer Vielzahl von thermo-optischen Schaltelementen 42 jeweils gleiche Verhältnisse, die nicht durch durch die Herstellung bedingte Toleranzen abweichen.
Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Herstel- lungsverfahren ergibt sich, daß die Wärmesenke (Siliziumsubstrat 10) während der Strukturierung der Lichtwellenleiter 32 bereits mit der Polymerschicht 12 verbunden ist. Hierdurch können ebenfalls Toleranzabweichungen durch ein nachträgliches Aufbringen der Wärmesenke verhindert werden. Durch den einfachen und mittels bekannter Verfahren beherrschbaren Schichtaufbau des thermooptischen Schaltelementes 42 lassen sich diese mit hoher Genauigkeit preiswert herstellen. Zusätzliche Justageschritte zum Fügen der optischen Komponenten und der thermischen Komponenten des thermooptischen Schaltelementes 42 entfallen. Dadurch daß die Heizelektroden (Kontaktierung 40) in einem fertigungskompatiblen Prozeß einem Sputter- und Lithografieschritt auf die die Lichtwellenleiter 32 enthaltenden Polymerschichten 12, 34 aufgebracht wird, das heißt, die Strukturierung der Lichtwellenleiter 32 ist bereits abgeschlossen, kann eine Optimierung der Herstellungsverfahren sowohl der Lichtwellenleiter 32 als auch der Kontaktierung 40 erfol- gen, ohne daß auf den jeweils anderen Herstellungsprozeß Rücksicht zu nehmen ist. Somit ist eine Opti- mierung sowohl der optischen als auch der thermischen Komponenten unabhängig voneinander möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung thermooptischer Schaltelemente, bei denen in ein Substrat mit bestimmten Brechungsindex Vertiefungen eingebracht werden, die Vertiefungen zur Erzeugung von Lichtwellenleiterstrukturen mit einem Material mit anderem Brechungs- index aufgefüllt werden, und den Lichtwellenleitern thermische Einrichtungen zur Beeinflussung einer Temperatur der Lichtwellenleiter zugeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter- Vertiefungen (22) mittels einer Einrichtung (14) in dem Substrat (Polymerschicht) (12) erzeugt werden, wobei gleichzeitig mit den Lichtwellenleiter-Vertie- fungen (22) Hilfsvertiefungen (24) zur Einstellung eines definierten Abstandes (a) der Lichtwellenleiter (32) von der thermischen Einrichtung (10) angelegt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (22, 24) mittels der Einrichtung (14) geprägt werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) durch eine Differenz einer Höhe (h]_) eines die Hilfsvertiefungen (24) prägenden Prägeabschnitts (20) und einer Höhe (h2) eines die Lichtwellenleiter-Vertiefungen (22) prägenden Prägeabschnitts (18) der Einrichtung (14) eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägeabschnitte (20) das Substrat (12) bis zu einem die thermische Einrichtung bildenden Siliziumsubstrat (10) durch- dringen.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (12) auf das Siliziumsubstrat (10) vor dem Prägen der Vertiefungen (22, 24) aufgebracht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (22, 24) durch Verdrängen eines in einem Zwischenraum zwischen der auf dem Siliziumsubstrat (10) aufgesetzten Einrichtung (14) und dem Siliziumsubstrat (10) eingefüllten, die Polymerschicht (12) ergebenden Material erhalten werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumsubstrat (10) eine Wärmesenke für die Lichtwellenleiter (32) bildet.
PCT/DE1998/000856 1997-05-23 1998-03-24 Verfahren zur herstellung thermooptischer schaltelemente WO1998053349A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997121721 DE19721721B4 (de) 1997-05-23 1997-05-23 Verfahren zur Herstellung thermooptischer Schaltelemente
DE19721721.4 1997-05-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1998053349A1 true WO1998053349A1 (de) 1998-11-26

Family

ID=7830349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE1998/000856 WO1998053349A1 (de) 1997-05-23 1998-03-24 Verfahren zur herstellung thermooptischer schaltelemente

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19721721B4 (de)
WO (1) WO1998053349A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003172841A (ja) 2001-09-28 2003-06-20 Omron Corp 光導波路及びその製造方法
DE60237499D1 (de) * 2001-09-28 2010-10-14 Omron Tateisi Electronics Co Optischer Wellenleiter und zugehöriges Herstellungsverfahren

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5425118A (en) * 1992-12-28 1995-06-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical component mounting substrate and method of producing the same
JPH08110442A (ja) * 1994-10-12 1996-04-30 Hitachi Cable Ltd 光導波路型モジュールとその配列体及びその製造方法
JPH08304645A (ja) * 1995-05-12 1996-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光回路部品及びその製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19503930A1 (de) * 1995-02-07 1996-10-24 Ldt Gmbh & Co Verbindungsaufspalter aus Streifen-Wellenleitern und Verwendungen
DE19508025A1 (de) * 1995-03-07 1996-09-12 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Herstellung eines elektrooptischen Bauelements

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5425118A (en) * 1992-12-28 1995-06-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical component mounting substrate and method of producing the same
JPH08110442A (ja) * 1994-10-12 1996-04-30 Hitachi Cable Ltd 光導波路型モジュールとその配列体及びその製造方法
JPH08304645A (ja) * 1995-05-12 1996-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光回路部品及びその製造方法
US5778120A (en) * 1995-05-12 1998-07-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical module and method for manufacturing the optical modules

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 096, no. 008 30 August 1996 (1996-08-30) *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19721721A1 (de) 1998-11-26
DE19721721B4 (de) 2007-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0635139B1 (de) Verfahren zur herstellung optischer polymerbauelemente mit integrierter faser-chip-kopplung in abformtechnik
EP0560043B1 (de) Verfahren zum Herstellen von Bauelementen für Lichtwellenleiternetze und nach diesem Verfahren hergestellte Bauelemente
EP0614539B1 (de) Verfahren zum herstellen eines deckels für eine integriert optische schaltung
DE19619353A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines integriert optischen Wellenleiterbauteiles sowie Anordnung
DE3939112C2 (de)
DE60309669T2 (de) Verfahren zur herstellung einer optischen vorrichtung mittels eines replikationsverfahrens
EP0883825B1 (de) Verfahren zur herstellung optischer bauelemente mit angekoppelten lichtwellenleitern und nach diesem verfahren hergestellte optische bauelemente
DE4240950C1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Deckels für eine integriert optische Schaltung und Deckel für eine integriert optische Schaltung
DE4401219A1 (de) Integriert optisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines integriert optischen Bauelements
DE4200397C1 (de)
WO1998053349A1 (de) Verfahren zur herstellung thermooptischer schaltelemente
DE19501285C1 (de) Anordnung zur Umsetzung von optischen in elektrische Signale und Verfahren zur Herstellung
DE112004000346T5 (de) Passive Ausrichtung optischer Fasern mit optischen Elementen
EP0731365B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines elektrooptischen Bauelements
WO1994028449A1 (de) Verfahren zur herstellung von führungselementen für faseroptische lichtwellenleiter
DE19602736A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von optischen Linsen und optischen Linsenarrays
DE4117449C1 (de)
DE60118474T2 (de) Optisches Element und Verfahren zu seiner Herstellung
DE4200396C1 (de)
EP1005663B1 (de) Verfahren zur herstellung eines integriert-optischen wellenleiterbauteils und einer steckverbindung
DE19642088A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Körpers, eines Gußrahmens und eines integriert-optischen Bauteils
EP1671167A1 (de) Verfahren zur herstellung von elektrisch-optischen leiterplatten mit polysiloxanwellenleitern und ihre verwendung
AT500801B1 (de) Verfahren zum herstellen einer lichtkopplungseinrichtung zwischen einer glasfaser und einem lichtwellenleiter höheren brechungsindexes
EP0990183A1 (de) Verfahren zur herstellung eines integriert-optischen wellenleiterbauteils
DE19725471A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines integriert-optischen Wellenleiterbauteils

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 1998549773

Format of ref document f/p: F

122 Ep: pct application non-entry in european phase