WO2003029864A2 - Support for positioning and holding optical fibres and the production method thereof - Google Patents

Support for positioning and holding optical fibres and the production method thereof Download PDF

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WO2003029864A2
WO2003029864A2 PCT/FR2002/003367 FR0203367W WO03029864A2 WO 2003029864 A2 WO2003029864 A2 WO 2003029864A2 FR 0203367 W FR0203367 W FR 0203367W WO 03029864 A2 WO03029864 A2 WO 03029864A2
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    • G02B6/3834—Means for centering or aligning the light guide within the ferrule

Definitions

  • the present invention relates to a support for positioning and holding optical fibers and to a method for producing such a support.
  • the invention finds applications in all fields using optical fibers optically connected to optical components and more particularly in the field of optical telecommunications and for example for optical routers, for switch arrays, for cross-connects of lengths of waves in optical networks called "Add and Drop" in English terminology.
  • optical component is understood to mean both an all-optical component or set of components as well as an optoelectronic component or set of components or, in general, any component or set of components comprising at least one optical input and / or output.
  • the inputs and / or outputs of these components can be waveguides (planar guides and / or microguides) produced in a substrate as well as optical fibers or optical elements such as microlenses, micro-mirrors.
  • the support of the invention can be placed on the component as well as next to it and allows the positioning and maintenance of optical fibers optically connected to the inputs and / or outputs of the component.
  • V blocks (called “V-grooves” in English terminology) which make it possible to keep the optical fibers in grooves according to determined steps, the axis of the fibers being parallel to the axis of the grooves.
  • the block of "V” provided with the fibers is then positioned opposite the inputs and / or outputs of the components which are generally located on the side walls of the component. This technique however becomes difficult to implement when the fibers to be connected are numerous and in particular when they are distributed in a matrix manner.
  • the object of the present invention is to provide a support for positioning and holding optical fibers as well as a method for producing such a support.
  • An object of the invention is a support capable of allowing the maintenance of a large number of fibers and their positioning for their connections to the inputs / outputs of an optical component.
  • the invention provides an optical support for positioning and maintaining at least one optical fiber of determined section, this support comprising a first and a second face and for each fiber, a through hole, comprising a first opening on the first side and a second opening on the second side; the first opening has a section greater than that of the fiber and the second opening has a section of which at least one dimension is close to one of the dimensions of the section of the fiber, the optical support having nm holes, with m and n integers greater than or equal to 1, capable of receiving a fiber respectively.
  • the centers of the holes may or may not be aligned along at least one axis.
  • the different holes of a support can have different sections.
  • a hole with a first opening of section greater than that of the fiber makes it possible to preposition the fiber in the hole and to guide it towards the second opening which is able to hold the fiber in at least one direction passing through said dimension of the opening close to one of the dimensions of the fiber section.
  • the section of the second opening is close to the section of the fiber.
  • This support has nm holes (with n and m integers greater than or equal to 1) capable of receiving a fiber respectively.
  • n and m integers greater than or equal to 1 capable of receiving a fiber respectively.
  • Each hole of the support comprises at least one part of variable section such as for example a cone, making it possible to pass from a section equal to that of the first opening to a section equal to that of the second opening.
  • each hole comprises at least 2 parts: a first part comprising the first opening, connected to a second part comprising the second opening.
  • the first part has a variable section varying from the section of the first opening to a section equal to that of the second opening and the second part has a constant section equal to that of the second opening.
  • each hole comprises at least three parts: a first part comprising the first opening, connected to a second intermediate part itself connected to a third part comprising the second opening.
  • the first part has a constant section equal to that of the first opening
  • the third part has a constant section equal to that of the second opening
  • the second part has a variable section, varying from one section equal to that of the first opening with a section equal to that of the second opening.
  • the part of variable section of the hole makes it possible to guide, like a funnel, the fiber towards the other part or parts of the hole.
  • the support of the invention can be combined with a prepositioning plate of the fibers, in particular to separate them before their introduction into the support; this plate is generally superimposed on the support and thus makes it possible to increase the mechanical rigidity of the support.
  • the different supports can be arranged on a structure adapted to the desired arrangement of the fibers.
  • the supports are arranged on a staircase structure capable of positioning the second openings of the different supports in planes which are separate from each other and preferably parallel.
  • the fiber support of the invention can be monolithic or multilayer; it advantageously includes Silicon, AsGa or InP to allow its realization with microelectronic techniques.
  • the invention also relates to a method for producing the support of the invention.
  • This method consists in producing in a substrate having a first face and a second face, a hole for each fiber to be inserted in the support, and comprises a step of etching in the substrate of the hole, so that the first opening of the hole formed on the first face of the substrate has a section greater than that of the fiber to be inserted and, that the second opening of the hole made on the second face of the substrate has a section of which at least one dimension is close to one of the dimensions of the fiber section.
  • the substrate being able to be etched according to crystalline planes and each hole of the support having at least one part of variable section making it possible to pass from a section equal to that of the first opening to a section equal to that of the second opening, l the etching step includes an etching of the part of variable section according to preferential crystallographic planes.
  • thermal oxidation is carried out at least in said parts of the hole.
  • the oxide layer obtained makes it possible to soften the contours of the hole. So that the contours are even more softened, this layer is advantageously eliminated.
  • each hole comprises at least two parts: a first part of variable section comprising the first opening, connected to a second part of constant section comprising the second opening, the etching of said hole includes a first etching for the first part of the hole, according to preferential crystallographic planes and a second anisotropic type etching for the second part of the hole.
  • the first and second etchings are carried out successively from the first face of the substrate through a mask having an opening of dimensions equal to those of the first opening to be produced, the first etching being carried out up to 'to obtain a section equal to that of the second opening.
  • the first etching is carried out from the first face of the substrate through a mask having an opening of dimensions equal to those of the first opening to be produced and the second etching is carried out from the second face of the substrate through a mask have an opening of dimensions equal to those of the second opening to be produced.
  • the second engraving must be more precise than the first, it is advantageously produced before the first engraving. Of course the order of the steps can be changed.
  • each hole comprising at least three parts, a first part having a constant section equal to that of the first opening, a second intermediate part of variable section, varying by a section equal to that of the first opening with a section equal to that of the second opening and a third part of constant section equal to that of the second opening, the etching of said hole comprises a first and a third anisotropic etchings respectively for the first part and the third part of the hole and a second etching, according to preferential crystallographic planes for the second part of the hole.
  • the various etchings can be produced successively from the first face of the substrate through a mask having an opening of dimensions equal to those of the first opening to be produced.
  • these different etchings can also be produced from the two faces of the substrate: the first and second etchings are produced from the first face of the substrate through a mask having an opening of dimensions equal to those of the first opening to be produced and the third etching is carried out from the second face of the substrate through a mask having an opening of dimensions equal to those of the second opening to be produced.
  • the anisotropic etching is a dry etching such as an etching of the reactive ionic type using for example SF6 gases and the etching according to preferential crystallographic planes is a chemical etching based for example of KOH so as to engrave the planes (1,1, 1) and (1, -1, 1), the first face being for example a plane (0, 0, 1).
  • This last etching makes it possible to obtain a conical hole symmetrical with respect to an axis perpendicular to the first face, this axis corresponding to the axis of the fiber to be inserted into said hole.
  • the substrate is silicon covered with a layer of silicon oxide, each hole is then advantageously formed of two parts, the first part is formed in silicon by etching according to preferential crystallographic planes ( 1,1,1) and (1, -1,1), the first face being in a plane (0,0,1) and the second part by an anisotropic etching of the silicon oxide obtained by a type attack reactive ionic using fluorinated gases such as for example
  • FIG. 1 schematically represents, in section, a first embodiment of a support according to the invention
  • FIG. 2 represents schematically, in perspective, the example of FIG. 1,
  • FIG. 3 shows schematically, in section, a second embodiment of a support according to the invention, - Figure 4, shows schematically, in section, the support of Figure 1 associated with a fiber prepositioning plate ,
  • FIG. 5 illustrates an example of the use of several supports according to the invention arranged on an appropriate mechanical structure
  • FIGS. 6a, 6b and 6c show in section an example of a method for producing a support according to the invention.
  • Figure 1 schematically shows in section along a plane perpendicular to the faces of the support, a first embodiment of the support according to the invention.
  • the support 1 comprises in a substrate 3, a hole 5 for each fiber (not shown) to be positioned and maintained. A single hole is shown in this figure.
  • This hole 5 passes through the substrate (in the direction of introduction of the fiber) of its first face FI to its second face F2; it comprises on the face FI a first opening A1 of section greater than that of the fiber and on the face F2, a second opening A2 of which at least one dimension d of its section is close to one of the dimensions of the section of the fiber .
  • the section of FIG. 1 is in the plane containing the dimension d of the opening A2 and the dimension D of the opening Al.
  • the making of a hole with an opening Al of section greater than that of the fiber makes it possible to preposition the fiber in the hole and to guide it towards the opening A2 which is able to hold the fiber in at least one direction corresponding to the dimension d of the opening close to one of the dimensions of the section of the fiber.
  • the opening A2 has a section close to the section of the fiber.
  • the term “dimension or section close to the dimension respectively of the section of the fiber” is intended to mean a dimension, respectively a section, very slightly greater, for example by a few fractions of a few ⁇ m and for example from 0.5 to 1 ⁇ m.
  • Each hole of the support has at least one part of variable section such as for example a cone, making it possible to pass from a section equal to that of the opening A1 to a section equal to that of the opening A2.
  • each hole has two parts respectively referenced PI, Pd.
  • the first part PI begins (in the direction of introduction of the fiber) from the first opening Al on the face FI and extends to the second part Pd, the latter opening out through the second opening A2, on the face F2 .
  • the part PI has a variable section, varying from the section of the first opening A1 to a section equal to that of the second opening and the part Pd has a constant section equal to that of the second opening.
  • the support of the invention can have as many holes as there are fibers to maintain for the intended application.
  • the support may include a row of holes to allow the introduction of a row of fibers or even a matrix of holes to allow the introduction of a matrix of fibers.
  • Figures 2, 4 and 5 show holes whose centers are aligned along at least one axis.
  • Figure 2 shows in perspective, by way of example, the support 1 with a matrix of 3 x 2 holes 5. As in Figure 1 each hole is composed of two parts respectively PI, Pd.
  • Each hole can of course have more than two parts, provided that the opening A2 has a section of which at least one of the dimensions is close to that of the fiber and that the opening A1 has a section greater than that of the fiber .
  • A2 can be close to that of the fiber for holding the fiber along a plane parallel to the face F2, but it can also be greater than that of the fiber, for maintaining in one direction.
  • Figure 3 shows in section an alternative embodiment of a support 7 of the invention in which the hole 6 formed in the substrate 9 has three parts referenced respectively PI, P2, Pd.
  • PI the hole 6 formed in the substrate 9
  • Pd the hole 6 formed in the substrate 9
  • the first part PI has a constant section
  • the second part P2 has a variable section which passes from a section equal to that of the opening Al to a section equal to that of the opening A2
  • the third part Pd has a constant section equal to that of the opening A2.
  • the part P2 here has a conical shape and makes it possible to guide, like a funnel, a fiber from the part PI to the part Pd.
  • FIG. 4 schematically shows in section the support of FIG. 1 associated with a plate 10 for prepositioning the fibers.
  • the fiber prepositioning plate 10 is arranged in this example on the support 1, by example by appropriate bonding. It has at least as many holes 11 as the support 1, each hole in the plate 10 being in coincidence with a hole 5 in the support 1.
  • the holes in the plate 10 also have a cross section greater than that of the fibers to be inserted. The realization of these holes therefore does not require great precision.
  • the section of the holes 11 of the plate is smaller than that of the openings A1 of the holes 5; in this way, even in the event of misalignment of the holes 11 relative to the holes 5, the fibers will not be able to catch the edges of the openings A1.
  • the plate 11 is made of materials with coefficients of thermal expansion close to or equal to those of support 1.
  • the plate 11 When the support is made of silicon, the plate 11 will advantageously be made of alloys or special glasses and the holes 11 will be produced by any known means such as mechanical drilling or laser drilling.
  • This plate allows both to separate the fibers, before their introduction into the support (it therefore allows a coarse prepositioning of the fibers) but it also allows when it is disposed on the support 1 to mechanically stiffen the latter.
  • FIG. 5 illustrates an example of supports 1 having respectively a row of holes 5 in which are inserted optical fibers 21, arranged on a mechanical structure 23.
  • the structure 23 has a staircase shape without risers, which makes it possible to slide under each step, a support 1.
  • FIGS. 6a, 6b and 6c represent an exemplary embodiment of a support according to the invention of the type of that shown with reference to FIGS. 1 and 2.
  • This method consists in producing (FIG. 6a) on the face F2 of a substrate 3, a first mask 33 having for each hole to be produced, an opening whose dimensions correspond to the opening A2 to be produced on the face F2.
  • This mask is for example made of resin and can be produced by all known photolithography techniques.
  • Anisotropic etching of the substrate through the mask 33 is then carried out.
  • this etching is for example a dry etching of the ionic type reactive with SF6. It is carried out on a part of the substrate corresponding to the part Pd over a depth Ld which depends on the section of the opening A2 and the thickness L of the substrate.
  • a mask 31 is then produced (FIG. 6b) on the face FI of the substrate.
  • This mask is generally of the same type as the mask 33. It has an opening whose dimensions correspond to the opening Al to be produced on the face FI.
  • this second etching makes it possible to obtain the part PI of conical shape.
  • the masks 31 and 33 are then eliminated.
  • Le L 2 .
  • FIG. 6c shows in dotted lines an oxide layer 35 produced according to this alternative embodiment in the hole 5 and on the unmasked faces FI and F2 of the substrate 3. In the particular case where the thermal oxidation is carried out before elimination of the masks 31 and 33, this oxide layer is then only found inside the hole 5.
  • an oxidation of a few ⁇ m for example from 1 to 5 ⁇ m can be carried out.
  • This layer of thermal oxide can possibly be eliminated, for example by a dry etching of reactive ionic type based on fluorinated gases or by a wet etching with hydrofluoric acid for a layer of silicon oxide.
  • this oxide makes it possible to obtain even softer contours.
  • the thickness of this layer must be taken into account in the dimensions of the patterns of the masks 31 and 33 so that, after elimination of the oxide 35, the openings A1 and A2 actually have the desired sections D and d.
  • the etching of the PI part can be carried out in particular before that of the Pd part; in this case the etching depth can go beyond L-Ld provided that the etching stop section is less than that of the opening A2.
  • the etching of the part Pd on the depth Ld then makes it possible to join the part PI and to impose an opening section A2 despite possible alignment errors of the mask 31 relative to the mask 33.
  • Figure 7 is shown in section the PI part initially etched to a depth greater than L-Ld.
  • the section obtained at the end of etching is less than that of A2 and in particular the width of is less than d, for example from 5 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the realization then of Pd then makes it possible to obtain the desired section between the part PI and Pd, that is to say the section equal to that of the opening A2 which allows the passage of the fiber in the part Pd and its maintenance.
  • Figures 6a, 6b, 6c and 7 illustrate a method of producing a hole in a support with two parts but of course this method can be generalized to more than two parts by combining the anisotropic etchings and the etchings according to preferential planes.
  • an anisotropic etching must be combined to obtain the PI part, etching according to preferential planes to obtain the P2 part and finally an anisotropic etching to obtain the last part Pd; the order of these engravings can of course be modified.

Abstract

The invention relates to an optical support that is used to position and hold optical fibres having a determined section. The inventive support (1) comprises a first face and a second face (F1, F2) and, for each fibre, a through hole (5). Said hole comprises a first opening (A1) which is disposed on the first face and a second opening (A2) which is disposed on the second face. The first opening is provided with a section (D) which is greater than that of the fibre and the second opening is provided with a section having at least one dimension (d) which is close to one of the dimensions of the section of the fibre. The invention is suitable for use in all fields requiring an optical connection between optical fibres and optical components and, in particular, in the field of optical telecommunications.

Description

SUPPORT DE POSITIONNEMENT ET DE MAINTIEN DE FIBRES OPTIQUES ET PROCEDE DE REALISATION D'UN TEL SUPPORT SUPPORT FOR POSITIONING AND HOLDING OPTICAL FIBERS AND METHOD FOR PRODUCING SUCH A SUPPORT
Domaine technique : La présente invention concerne un support de positionnement et de maintien de fibres optiques ainsi qu'un procédé de réalisation d'un tel support.Technical field: The present invention relates to a support for positioning and holding optical fibers and to a method for producing such a support.
L'invention trouve des applications dans tous les domaines utilisant des fibres optiques reliées optiquement à des composants optiques et plus particulièrement dans le domaine des télécommunications optiques et par exemple pour les routeurs optiques, pour les matrices de commutateurs, pour les brasseurs de longueurs d'ondes dans les réseaux optiques appelés « Add and Drop » en terminologie anglo-saxonne.The invention finds applications in all fields using optical fibers optically connected to optical components and more particularly in the field of optical telecommunications and for example for optical routers, for switch arrays, for cross-connects of lengths of waves in optical networks called "Add and Drop" in English terminology.
On entend par composant optique, aussi bien un composant ou un ensemble de composants tout optique qu'un composant ou un ensemble de composants optoélectroniques ou de façon générale tout composant ou ensemble de composants comportant au moins une entrée et/ou une sortie optique. Les entrées et/ou les sorties de ces composants peuvent être aussi bien des guides d'ondes (guides planaires et/ou microguides) réalisés dans un substrat que des fibres optiques ou encore des éléments optiques tels que des microlentilles, des micro-miroirs. Le support de l'invention peut être disposé aussi bien sur le composant qu'en regard de ce dernier et permet le positionnement et le maintien des fibres optiques reliées optiquement aux entrées et/ou sorties du composant .The term optical component is understood to mean both an all-optical component or set of components as well as an optoelectronic component or set of components or, in general, any component or set of components comprising at least one optical input and / or output. The inputs and / or outputs of these components can be waveguides (planar guides and / or microguides) produced in a substrate as well as optical fibers or optical elements such as microlenses, micro-mirrors. The support of the invention can be placed on the component as well as next to it and allows the positioning and maintenance of optical fibers optically connected to the inputs and / or outputs of the component.
Etat de la technique antérieure Pour connecter des fibres optiques aux entrées/sorties de composants optiques, il existe actuellement des blocs de « V » (appelés « V-groove » en terminologie anglo-saxonne) qui permettent de maintenir les fibres optiques dans des rainures selon des pas déterminés, l'axe des fibres étant parallèle à l'axe des rainures. Le bloc de « V » muni des fibres est alors positionné en regard des entrées et/ou sorties des composants qui sont situées en général sur des parois latérales du composants. Cette technique devient cependant difficile à mettre en œuvre lorsque les fibres à connecter sont nombreuses et en particulier lorsqu'elles sont réparties de façon matricielle.STATE OF THE PRIOR ART To connect optical fibers to the inputs / outputs of optical components, there are currently “V” blocks (called “V-grooves” in English terminology) which make it possible to keep the optical fibers in grooves according to determined steps, the axis of the fibers being parallel to the axis of the grooves. The block of "V" provided with the fibers is then positioned opposite the inputs and / or outputs of the components which are generally located on the side walls of the component. This technique however becomes difficult to implement when the fibers to be connected are numerous and in particular when they are distributed in a matrix manner.
Exposé de l' inventionStatement of the invention
La présente invention a pour but de proposer un support de positionnement et de maintien de fibres optiques ainsi qu'un procédé de réalisation d'un tel support Un but de l'invention est un support apte à permettre le maintien d'un grand nombre de fibres et leur positionnement en vue de leurs connexions aux entrées/sorties d'un composant optique.The object of the present invention is to provide a support for positioning and holding optical fibers as well as a method for producing such a support. An object of the invention is a support capable of allowing the maintenance of a large number of fibers and their positioning for their connections to the inputs / outputs of an optical component.
Un autre but est encore de proposer un procédé de réalisation dudit support qui soit simple et facile à mettre en œuvre . Pour atteindre ces buts, l'invention propose un support optique pour le positionnement et le maintien d'au moins une fibre optique de section déterminée, ce support comportant une première et une deuxième face et pour chaque fibre, un trou traversant, comportant une première ouverture sur la première face et une deuxième ouverture sur la deuxième face ; la première ouverture présente une section supérieure à celle de la fibre et la deuxième ouverture présente une section dont au moins une dimension est voisine d'une des dimensions de la section de la fibre, le support optique comportant n.m trous, avec m et n entiers supérieurs ou égaux à 1, aptes à recevoir respectivement une fibre.Another object is to propose a method for producing said support which is simple and easy to implement. To achieve these goals, the invention provides an optical support for positioning and maintaining at least one optical fiber of determined section, this support comprising a first and a second face and for each fiber, a through hole, comprising a first opening on the first side and a second opening on the second side; the first opening has a section greater than that of the fiber and the second opening has a section of which at least one dimension is close to one of the dimensions of the section of the fiber, the optical support having nm holes, with m and n integers greater than or equal to 1, capable of receiving a fiber respectively.
Les centres des trous peuvent être ou non alignés suivant au moins un axe. De plus, les différents trous d'un support peuvent comporter des sections différentes.The centers of the holes may or may not be aligned along at least one axis. In addition, the different holes of a support can have different sections.
L'utilisation d'un trou avec une première ouverture de section supérieure à celle de la fibre permet de prépositionner la fibre dans le trou et de la guider vers la deuxième ouverture qui est apte à maintenir la fibre selon au moins une direction passant par ladite dimension de l'ouverture voisine d'une des dimensions de la section de la fibre. De façon avantageuse, la section de la deuxième ouverture est voisine de la section de la fibre. Ainsi, la fibre est maintenue dans un plan parallèle à sa section.The use of a hole with a first opening of section greater than that of the fiber makes it possible to preposition the fiber in the hole and to guide it towards the second opening which is able to hold the fiber in at least one direction passing through said dimension of the opening close to one of the dimensions of the fiber section. Advantageously, the section of the second opening is close to the section of the fiber. Thus, the fiber is maintained in a plane parallel to its section.
Plus le jeu entre la deuxième ouverture et la fibre sera faible, voire même nul, meilleurs seront le positionnement et le maintien de la fibre. Ce support comporte n.m trous (avec n et m entiers supérieurs ou égal à 1) aptes à recevoir respectivement une fibre. Ainsi, le support permet le maintien et le positionnement aussi bien d'une fibre, que d'une rangée de fibres ou encore d'une matrice de fibres .The smaller the clearance between the second opening and the fiber, or even zero, the better the positioning and maintenance of the fiber. This support has nm holes (with n and m integers greater than or equal to 1) capable of receiving a fiber respectively. Thus, the support allows the maintenance and positioning of a fiber, a row of fibers or a matrix of fibers.
Chaque trou du support comprend au moins une partie de section variable telle que par exemple un cône, permettant de passer d'une section égale à celle de la première ouverture à une section égale à celle de la deuxième ouverture.Each hole of the support comprises at least one part of variable section such as for example a cone, making it possible to pass from a section equal to that of the first opening to a section equal to that of the second opening.
Selon un premier mode de réalisation avantageux, chaque trou comporte au moins 2 parties : une première partie comportant la première ouverture, reliée à une deuxième partie comportant la deuxième ouverture. De préférence, la première partie présente une section variable variant de la section de la première ouverture à une section égale à celle de la deuxième ouverture et la deuxième partie présente une section constante égale à celle de la deuxième ouverture .According to a first advantageous embodiment, each hole comprises at least 2 parts: a first part comprising the first opening, connected to a second part comprising the second opening. Preferably, the first part has a variable section varying from the section of the first opening to a section equal to that of the second opening and the second part has a constant section equal to that of the second opening.
Selon un deuxième mode de réalisation, chaque trou comporte au moins trois parties : une première partie comportant la première ouverture, reliée à une deuxième partie intermédiaire elle-même reliée à une troisième partie comportant la deuxième ouverture. De préférence, la première partie présente une section constante égale à celle de la première ouverture, la troisième partie présente une section constante égale à celle de la deuxième ouverture et la deuxième partie présente une section variable, variant d'une section égale à celle de la première ouverture à une section égale à celle de la deuxième ouverture .According to a second embodiment, each hole comprises at least three parts: a first part comprising the first opening, connected to a second intermediate part itself connected to a third part comprising the second opening. Preferably, the first part has a constant section equal to that of the first opening, the third part has a constant section equal to that of the second opening and the second part has a variable section, varying from one section equal to that of the first opening with a section equal to that of the second opening.
Bien entendu, il existe de nombreux autres modes de réalisation d'un trou permettant de passer d'une section égale à celle de la première ouverture à une section égale à celle de la deuxième ouverture.Of course, there are many other embodiments of a hole making it possible to pass from a section equal to that of the first opening to a section equal to that of the second opening.
La partie de section variable du trou permet de guider, à la façon d'un entonnoir la fibre vers la ou les autres parties du trou. Le support de l'invention peut être combiné avec une plaque de prépositionnement des fibres notamment pour les séparer avant leur introduction dans le support ; cette plaque est en général superposée au support et permet d'augmenter alors la rigidité mécanique du support.The part of variable section of the hole makes it possible to guide, like a funnel, the fiber towards the other part or parts of the hole. The support of the invention can be combined with a prepositioning plate of the fibers, in particular to separate them before their introduction into the support; this plate is generally superimposed on the support and thus makes it possible to increase the mechanical rigidity of the support.
Dans certaines applications, il peut être avantageux de combiner plusieurs supports indépendants, par exemple des supports présentant respectivement une rangée de fibres, pour disposer lesdites rangées selon des plans différents. C'est le cas notamment pour certains systèmes optiques utilisant des micromiroirs ou des microlentilles.In certain applications, it may be advantageous to combine several independent supports, for example supports having respectively a row of fibers, in order to arrange said rows according to different planes. This is particularly the case for certain optical systems using micromirrors or microlenses.
Pour cela, les différents supports peuvent être disposés sur une structure adaptée à la disposition désirée des fibres.For this, the different supports can be arranged on a structure adapted to the desired arrangement of the fibers.
Selon un mode de réalisation, les supports sont disposés sur une structure en escalier apte à positionner les deuxièmes ouvertures des différents supports dans des plans distincts entre eux et de préférence parallèles. Le support de fibres de l'invention peut être monolithique ou multicouche ; il comporte avantageusement du Silicium, de l'AsGa ou de l'InP pour permettre sa réalisation avec les techniques de microélectronique.According to one embodiment, the supports are arranged on a staircase structure capable of positioning the second openings of the different supports in planes which are separate from each other and preferably parallel. The fiber support of the invention can be monolithic or multilayer; it advantageously includes Silicon, AsGa or InP to allow its realization with microelectronic techniques.
L'invention a également pour objet un procédé de réalisation, du support de l'invention. Ce procédé consiste à réaliser dans un substrat présentant une première face et une seconde face, un trou pour chaque fibre à insérer dans le support, et comporte une étape de gravure dans le substrat du trou, de façon à ce que la première ouverture du trou réalisée sur la première face du substrat présente une section supérieure à celle de la fibre à insérer et, que la deuxième ouverture du -trou réalisée sur la seconde face du substrat présente une section dont au moins une dimension est voisine d'une des dimensions de la section de la fibre.The invention also relates to a method for producing the support of the invention. This method consists in producing in a substrate having a first face and a second face, a hole for each fiber to be inserted in the support, and comprises a step of etching in the substrate of the hole, so that the first opening of the hole formed on the first face of the substrate has a section greater than that of the fiber to be inserted and, that the second opening of the hole made on the second face of the substrate has a section of which at least one dimension is close to one of the dimensions of the fiber section.
Le substrat étant apte à être gravé selon des plans cristallins et chaque trou du support présentant au moins une partie de section variable permettant de passer d'une section égale à celle de la première ouverture à une section égale à celle de la deuxième ouverture, l'étape de gravure comporte une gravure de la partie de section variable selon des plans cristallographiques préférentiels .The substrate being able to be etched according to crystalline planes and each hole of the support having at least one part of variable section making it possible to pass from a section equal to that of the first opening to a section equal to that of the second opening, l the etching step includes an etching of the part of variable section according to preferential crystallographic planes.
Pour permettre d'atténuer l'angle entre les différentes parties du trou, une oxydation thermique est réalisée au moins dans lesdites parties du trou. La couche d'oxyde obtenue permet d'adoucir les contours du trou. Pour que les contours soient encore plus adoucis, cette couche est avantageusement éliminée.To reduce the angle between the different parts of the hole, thermal oxidation is carried out at least in said parts of the hole. The oxide layer obtained makes it possible to soften the contours of the hole. So that the contours are even more softened, this layer is advantageously eliminated.
Selon un premier mode de mise en œuvre avantageux, chaque trou comporte au moins deux parties : une première partie de section variable comportant la première ouverture, reliée à une deuxième partie de section constante comportant la deuxième ouverture, la gravure dudit trou comporte une première gravure pour la première partie du trou, selon des plans cristallographiques préférentiels et une deuxième gravure de type anisotrope pour la deuxième partie du trou.According to a first advantageous mode of implementation, each hole comprises at least two parts: a first part of variable section comprising the first opening, connected to a second part of constant section comprising the second opening, the etching of said hole includes a first etching for the first part of the hole, according to preferential crystallographic planes and a second anisotropic type etching for the second part of the hole.
Selon une première variante de ce mode, la première et la deuxième gravures sont réalisées successivement à partir de la première face du substrat à travers un masque présentant une ouverture de dimensions égales à celles de la première ouverture à réaliser, la première gravure étant réalisée jusqu'à obtenir une section égale à celle de la deuxième ouverture.According to a first variant of this mode, the first and second etchings are carried out successively from the first face of the substrate through a mask having an opening of dimensions equal to those of the first opening to be produced, the first etching being carried out up to 'to obtain a section equal to that of the second opening.
Selon une deuxième variante de ce mode, la première gravure est réalisée à partir de la première face du substrat à travers un masque présentant une ouverture de dimensions égales à celles de la première ouverture à réaliser et la deuxième gravure est réalisée à partir de la seconde face du substrat à travers un masque présentent une ouverture de dimensions égales à celles de la deuxième ouverture à réaliser. La deuxième gravure devant être plus précise que la première, elle est réalisée avantageusement avant la première gravure. Bien entendu l'ordre des étapes peut être modifié.According to a second variant of this mode, the first etching is carried out from the first face of the substrate through a mask having an opening of dimensions equal to those of the first opening to be produced and the second etching is carried out from the second face of the substrate through a mask have an opening of dimensions equal to those of the second opening to be produced. The second engraving must be more precise than the first, it is advantageously produced before the first engraving. Of course the order of the steps can be changed.
Selon un deuxième mode de mise en œuvre, chaque trou comprenant au moins trois parties, une première partie comportant une section constante égale à celle de la première ouverture, une deuxième partie intermédiaire de section variable, variant d'une section égale à celle de la première ouverture à une section égale à celle de la deuxième ouverture et une troisième partie de section constante égale à celle de la deuxième ouverture, la gravure dudit trou comporte une première et une troisième gravures anisotropes respectivement pour la première partie et la troisième partie du trou et une deuxième gravure, selon des plans cristallographiques préférentiels pour la deuxième partie du trou.According to a second embodiment, each hole comprising at least three parts, a first part having a constant section equal to that of the first opening, a second intermediate part of variable section, varying by a section equal to that of the first opening with a section equal to that of the second opening and a third part of constant section equal to that of the second opening, the etching of said hole comprises a first and a third anisotropic etchings respectively for the first part and the third part of the hole and a second etching, according to preferential crystallographic planes for the second part of the hole.
Comme précédemment, les différentes gravures peuvent être réalisées successivement à partir de la première face du substrat à travers un masque présentant une ouverture de dimensions égales à celles de la première ouverture à réaliser. Mais ces différentes gravures peuvent être aussi réalisées à partir des deux faces du substrat : la première et la deuxième gravures sont réalisées à partir de la première face du substrat à travers un masque présentant une ouverture de dimensions égales à celles de la première ouverture à réaliser et la troisième gravure est réalisée à partir de la seconde face du substrat à travers un masque présentant une ouverture de dimensions égales à celles de la deuxième ouverture à réaliser. A titre d'exemple, le substrat étant en Silicium, la gravure anisotrope est une gravure sèche telle qu'une gravure de type ionique réactive utilisant par exemple des gaz SF6 et la gravure selon des plans cristallographiques préférentiels est une gravure chimique à base par exemple de KOH de façon à graver les plans (1,1, 1) et (1, -1, 1), la première face étant par exemple un plan (0, 0, 1) . Cette dernière gravure permet d'obtenir un trou conique symétrique par rapport à un axe perpendiculaire à la première face, cet axe correspondant à l'axe de la fibre à insérer dans ledit trou.As before, the various etchings can be produced successively from the first face of the substrate through a mask having an opening of dimensions equal to those of the first opening to be produced. However, these different etchings can also be produced from the two faces of the substrate: the first and second etchings are produced from the first face of the substrate through a mask having an opening of dimensions equal to those of the first opening to be produced and the third etching is carried out from the second face of the substrate through a mask having an opening of dimensions equal to those of the second opening to be produced. For example, the substrate being made of Silicon, the anisotropic etching is a dry etching such as an etching of the reactive ionic type using for example SF6 gases and the etching according to preferential crystallographic planes is a chemical etching based for example of KOH so as to engrave the planes (1,1, 1) and (1, -1, 1), the first face being for example a plane (0, 0, 1). This last etching makes it possible to obtain a conical hole symmetrical with respect to an axis perpendicular to the first face, this axis corresponding to the axis of the fiber to be inserted into said hole.
Selon un autre mode de réalisation, le substrat est du silicium recouvert d'une couche d'oxyde de silicium, chaque trou est alors avantageusement formé de deux parties, la première partie est formée dans le Silicium par une gravure selon des plans cristallographiques préférentiels (1,1,1) et (1,-1,1), la première face étant dans un plan (0,0,1) et la deuxième partie par une gravure anisotrope de l'oxyde de silicium obtenue par une attaque de type ionique réactive utilisant des gaz fluorés tels que par exempleAccording to another embodiment, the substrate is silicon covered with a layer of silicon oxide, each hole is then advantageously formed of two parts, the first part is formed in silicon by etching according to preferential crystallographic planes ( 1,1,1) and (1, -1,1), the first face being in a plane (0,0,1) and the second part by an anisotropic etching of the silicon oxide obtained by a type attack reactive ionic using fluorinated gases such as for example
( CHF3, CF4 ) .(CHF3, CF4).
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, en référence aux figures des dessins annexés. Cette description est donnée à titre purement illustratif et non limitatif. Brève description des figures :Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows, with reference to the figures of the appended drawings. This description is given purely by way of non-limiting illustration. Brief description of the figures:
- la figure 1, représente schématiquement, en coupe, un premier exemple de réalisation d'un support selon l'invention, - la figure 2, représente schématiquement, en perspective, l'exemple de la figure 1,FIG. 1 schematically represents, in section, a first embodiment of a support according to the invention, FIG. 2 represents schematically, in perspective, the example of FIG. 1,
- la figure 3, représente schématiquement, en coupe, un deuxième exemple de réalisation d'un support selon l'invention, - la figure 4, représente schématiquement, en coupe, le support de la figure 1 associé à une plaque de prépositionnement des fibres,- Figure 3 shows schematically, in section, a second embodiment of a support according to the invention, - Figure 4, shows schematically, in section, the support of Figure 1 associated with a fiber prepositioning plate ,
- la figure 5, illustre un exemple d'utilisation de plusieurs supports selon l'invention disposés sur une structure mécanique appropriée,FIG. 5 illustrates an example of the use of several supports according to the invention arranged on an appropriate mechanical structure,
- les figures 6a, 6b et 6c représentent en coupe un exemple de procédé de réalisation d'un support selon l'invention, etFIGS. 6a, 6b and 6c show in section an example of a method for producing a support according to the invention, and
- la figure 7 représente en coupe une variante de mise en oeuvre du support de l'invention.- Figure 7 shows in section an alternative embodiment of the support of the invention.
Description détaillée de modes de mise en œuyre de l'invention :Detailed description of methods of implementing the invention:
Ainsi, la figure 1 représente schématiquement en coupe selon un plan perpendiculaire aux faces du support, un premier exemple de réalisation du support selon l'invention. Le support 1 comporte dans un substrat 3, un trou 5 pour chaque fibre (non représentée) à positionner et à maintenir. Un seul trou est représenté sur cette figure. Ce trou 5 traverse le substrat (dans le sens d'introduction de la fibre) de sa première face FI à sa deuxième face F2 ; il comprend sur la face FI une première ouverture Al de section supérieure à celle de la fibre et sur la face F2, une deuxième ouverture A2 dont au moins une dimension d de sa section est voisine d'une des dimensions de la section de la fibre.Thus, Figure 1 schematically shows in section along a plane perpendicular to the faces of the support, a first embodiment of the support according to the invention. The support 1 comprises in a substrate 3, a hole 5 for each fiber (not shown) to be positioned and maintained. A single hole is shown in this figure. This hole 5 passes through the substrate (in the direction of introduction of the fiber) of its first face FI to its second face F2; it comprises on the face FI a first opening A1 of section greater than that of the fiber and on the face F2, a second opening A2 of which at least one dimension d of its section is close to one of the dimensions of the section of the fiber .
La coupe de la figure 1 est dans le plan contenant la dimension d de l'ouverture A2 et la dimension D de l'ouverture Al. La réalisation d'un trou avec une ouverture Al de section supérieure à celle de la fibre permet de prépositionner la fibre dans le trou et de la guider vers l'ouverture A2 qui est apte à maintenir la fibre selon au moins une direction correspondant à la dimension d de l'ouverture voisine d'une des dimensions de la section de la fibre.The section of FIG. 1 is in the plane containing the dimension d of the opening A2 and the dimension D of the opening Al. The making of a hole with an opening Al of section greater than that of the fiber makes it possible to preposition the fiber in the hole and to guide it towards the opening A2 which is able to hold the fiber in at least one direction corresponding to the dimension d of the opening close to one of the dimensions of the section of the fiber.
Pour un meilleur maintien de la fibre, l'ouverture A2 présente une section voisine de la section de la fibre. On entend par dimension ou section voisine de la dimension respectivement de la section de la fibre, une dimension, respectivement une section, très légèrement supérieure par exemple de quelques fractions de μm prés et par exemple de 0,5 à lμm. Chaque trou du support présente au moins une partie de section variable telle que par exemple un cône, permettant de passer d'une section égale à celle de l'ouverture Al à une section égale à celle de l'ouverture A2. Dans cet exemple de réalisation, chaque trou comporte deux parties référencées respectivement PI, Pd. La première partie PI commence (dans le sens d'introduction de la fibre) de la première ouverture Al sur la face FI et s'étend jusqu'à la deuxième partie Pd, cette dernière débouchant par la deuxième ouverture A2, sur la face F2.For a better maintenance of the fiber, the opening A2 has a section close to the section of the fiber. The term “dimension or section close to the dimension respectively of the section of the fiber” is intended to mean a dimension, respectively a section, very slightly greater, for example by a few fractions of a few μm and for example from 0.5 to 1 μm. Each hole of the support has at least one part of variable section such as for example a cone, making it possible to pass from a section equal to that of the opening A1 to a section equal to that of the opening A2. In this exemplary embodiment, each hole has two parts respectively referenced PI, Pd. The first part PI begins (in the direction of introduction of the fiber) from the first opening Al on the face FI and extends to the second part Pd, the latter opening out through the second opening A2, on the face F2 .
La partie PI présente une section variable, variant de la section de la première ouverture Al à une section égale à celle de la deuxième ouverture et la partie Pd présente une section constante égale à celle de la deuxième ouverture.The part PI has a variable section, varying from the section of the first opening A1 to a section equal to that of the second opening and the part Pd has a constant section equal to that of the second opening.
Sur cette figure, un seul trou est représenté mais bien entendu le support de l'invention peut comporter autant de trous que de fibres à maintenir pour l'application visée. Ainsi, le support peut comporter une rangée de trous pour permettre l'introduction d'une rangée de fibres ou encore une matrice de trous pour permettre l'introduction d'une matrice de fibres.In this figure, a single hole is shown, but of course the support of the invention can have as many holes as there are fibers to maintain for the intended application. Thus, the support may include a row of holes to allow the introduction of a row of fibers or even a matrix of holes to allow the introduction of a matrix of fibers.
Dans un souci de simplification, les figures 2, 4 et 5 représentent des trous dont les centres sont alignés suivant au moins un axe.For the sake of simplification, Figures 2, 4 and 5 show holes whose centers are aligned along at least one axis.
La figure 2 représente en perspective, à titre d'exemple, le support 1 avec une matrice de 3 x 2 trous 5. Comme sur la figure 1 chaque trou est composé de deux parties respectivement PI, Pd.Figure 2 shows in perspective, by way of example, the support 1 with a matrix of 3 x 2 holes 5. As in Figure 1 each hole is composed of two parts respectively PI, Pd.
Chaque trou peut bien entendu, comporter plus de deux parties, à condition que l'ouverture A2 présente une section dont au moins une des dimensions est voisine de celle de la fibre et que l'ouverture Al présente une section supérieure à celle de la fibre. L'autre dimension de la section de l'ouvertureEach hole can of course have more than two parts, provided that the opening A2 has a section of which at least one of the dimensions is close to that of the fiber and that the opening A1 has a section greater than that of the fiber . The other dimension of the opening section
A2 peut être voisine de celle de la fibre pour un maintien de la fibre suivant un plan parallèle à la face F2 , mais elle peut être aussi supérieure à celle de la fibre, pour un maintien dans une seule direction.A2 can be close to that of the fiber for holding the fiber along a plane parallel to the face F2, but it can also be greater than that of the fiber, for maintaining in one direction.
La figure 3 représente en coupe une variante de réalisation d'un support 7 de l'invention dans lequel le trou 6 formé dans le substrat 9 comporte trois parties référencées respectivement PI, P2, Pd. Comme dans la variante de la figure 1, on retrouve la première ouverture Al du trou sur la face FI, de section supérieure à celle de la fibre à insérer dans le trou 6, et la deuxième ouverture A2 sur la face F2 , de section voisine de celle de la fibre au moins dans le plan de coupe de la figure.Figure 3 shows in section an alternative embodiment of a support 7 of the invention in which the hole 6 formed in the substrate 9 has three parts referenced respectively PI, P2, Pd. As in the variant of FIG. 1, there is the first opening Al of the hole on the face FI, of section larger than that of the fiber to be inserted in the hole 6, and the second opening A2 on the face F2, of neighboring section that of the fiber at least in the section plane of the figure.
Dans cette variante, la première partie PI a une section constante, la deuxième partie P2 a une section variable qui passe d'une section égale à celle de l'ouverture Al à une section égale à celle de l'ouverture A2 et enfin la troisième partie Pd a une section constante égale à celle de l'ouverture A2.In this variant, the first part PI has a constant section, the second part P2 has a variable section which passes from a section equal to that of the opening Al to a section equal to that of the opening A2 and finally the third part Pd has a constant section equal to that of the opening A2.
La partie P2 présente ici une forme conique et permet de guider à la façon d'un entonnoir, une fibre de la partie PI à la partie Pd.The part P2 here has a conical shape and makes it possible to guide, like a funnel, a fiber from the part PI to the part Pd.
La figure 4 représente schématiquement en coupe le support de la figure 1 associé à une plaque 10 de prépositionnement des fibres. La plaque 10 de prépositionnement des fibres est disposée dans cet exemple sur le support 1, par exemple par un collage approprié. Elle comporte au moins autant de trous 11 que le support 1, chaque trou de la plaque 10 étant en coïncidence avec un trou 5 du support 1. Les trous de la plaque 10 présentent une section également supérieure à celle des fibres à insérer. La réalisation de ces trous ne demande donc pas une grande précision.FIG. 4 schematically shows in section the support of FIG. 1 associated with a plate 10 for prepositioning the fibers. The fiber prepositioning plate 10 is arranged in this example on the support 1, by example by appropriate bonding. It has at least as many holes 11 as the support 1, each hole in the plate 10 being in coincidence with a hole 5 in the support 1. The holes in the plate 10 also have a cross section greater than that of the fibers to be inserted. The realization of these holes therefore does not require great precision.
De préférence, la section des trous 11 de la plaque est inférieure à celle des ouvertures Al des trous 5 ; de cette façon, même en cas de mauvais alignement des trous 11 par rapport aux trous 5, les fibres ne pourront pas accrocher les bords des ouvertures Al .Preferably, the section of the holes 11 of the plate is smaller than that of the openings A1 of the holes 5; in this way, even in the event of misalignment of the holes 11 relative to the holes 5, the fibers will not be able to catch the edges of the openings A1.
De préférence, la plaque 11 est dans des matériaux de coefficients de dilatation thermique voisins ou égaux de ceux support 1.Preferably, the plate 11 is made of materials with coefficients of thermal expansion close to or equal to those of support 1.
Lorsque le support est en Silicium, la plaque 11 sera avantageusement en alliages ou en verres spéciaux et les trous 11 seront réalisés par tout moyen connu tel qu'un perçage mécanique ou un perçage laser.When the support is made of silicon, the plate 11 will advantageously be made of alloys or special glasses and the holes 11 will be produced by any known means such as mechanical drilling or laser drilling.
Cette plaque permet à la fois de séparer les fibres, avant leur introduction dans le support (elle permet donc un prépositionnement grossier des fibres) mais elle permet également lorsqu'elle est disposée sur le support 1 de rigidifier mécaniquement ce dernier.This plate allows both to separate the fibers, before their introduction into the support (it therefore allows a coarse prepositioning of the fibers) but it also allows when it is disposed on the support 1 to mechanically stiffen the latter.
Dans certaines applications, il peut être avantageux de combiner plusieurs supports indépendants associés respectivement, éventuellement à une structure mécanique . La figure 5 illustre un exemple de supports 1 présentant respectivement une rangée de trous 5 dans lesquels sont insérées des fibres optiques 21, disposées sur une structure mécanique 23.In certain applications, it may be advantageous to combine several independent supports associated respectively, possibly with a mechanical structure. FIG. 5 illustrates an example of supports 1 having respectively a row of holes 5 in which are inserted optical fibers 21, arranged on a mechanical structure 23.
Dans cet exemple, la structure 23 présente une forme en escalier sans contremarche, ce qui permet de glisser sous chaque marche, un support 1.In this example, the structure 23 has a staircase shape without risers, which makes it possible to slide under each step, a support 1.
Les différents supports ainsi superposés ont leurs faces FI dans des plans distincts parallèles entre eux.The different supports thus superimposed have their faces FI in separate planes parallel to each other.
Ce type de disposition trouve des applications notamment dans des systèmes dans lesquels des fibres optiques doivent être reliées optiquement à des cascades de miroirs inclinés d'un angle donné par rapport à un axe optique. Les fibres cascadées grâce à la combinaison des supports et de la structure mécanique ont leurs extrémités, rangées par rangées, dans des plans distincts, les ondes lumineuses issues de ces fibres peuvent alors avoir toutes la même distance optique à parcourir jusqu'aux miroirs.This type of arrangement finds applications in particular in systems in which optical fibers must be optically connected to cascades of mirrors inclined at a given angle relative to an optical axis. The fibers cascaded thanks to the combination of the supports and the mechanical structure have their ends, row by row, in separate planes, the light waves coming from these fibers can then all have the same optical distance to travel to the mirrors.
Les figures 6a, 6b et 6c représentent un exemple de réalisation d'un support selon l'invention du type de celui représenté en référence aux figures 1 et 2.FIGS. 6a, 6b and 6c represent an exemplary embodiment of a support according to the invention of the type of that shown with reference to FIGS. 1 and 2.
Ce procédé consiste à réaliser (figure 6a) sur la face F2 d'un substrat 3, un premier masque 33 présentant pour chaque trou à réaliser, une ouverture dont les dimensions correspondent à l'ouverture A2 à réaliser sur la face F2. Ce masque est par exemple en résine et peut être réalisé par toutes les techniques de photolithographie connues. Une gravure anisotrope du substrat à travers le masque 33 est ensuite réalisée. Pour un substrat en silicium, cette gravure est par exemple une gravure sèche de type ionique réactive avec du SF6. Elle est réalisée sur une partie du substrat correspondant à la partie Pd sur une profondeur Ld fonction de la section de l'ouverture A2 et de l'épaisseur L du substrat.This method consists in producing (FIG. 6a) on the face F2 of a substrate 3, a first mask 33 having for each hole to be produced, an opening whose dimensions correspond to the opening A2 to be produced on the face F2. This mask is for example made of resin and can be produced by all known photolithography techniques. Anisotropic etching of the substrate through the mask 33 is then carried out. For a silicon substrate, this etching is for example a dry etching of the ionic type reactive with SF6. It is carried out on a part of the substrate corresponding to the part Pd over a depth Ld which depends on the section of the opening A2 and the thickness L of the substrate.
Un masque 31 est ensuite réalisé (figure 6b) sur la face FI du substrat. Ce masque est généralement du même type que le masque 33. Il présente une ouverture dont les dimensions correspondent à l'ouverture Al à réaliser sur la face FI.A mask 31 is then produced (FIG. 6b) on the face FI of the substrate. This mask is generally of the same type as the mask 33. It has an opening whose dimensions correspond to the opening Al to be produced on the face FI.
Une attaque chimique selon des plans cristallographiques préférentiels est ensuite effectuée à travers ce masque 33. Pour un substrat en silicium et une face FI parallèle au plan cristallographiqueA chemical attack according to preferred crystallographic planes is then carried out through this mask 33. For a silicon substrate and an FI face parallel to the crystallographic plane
(0,0,1), une attaque chimique par exemple avec du KOH ou encore du pyrocathecoldiethylamine, permet d'obtenir des plans de gravure (1, 1, 1) et (1, -1, 1) qui sont inclinés d'un angle α par rapport à une normale au plan de la face FI. Cette attaque chimique se prolonge jusqu'à déboucher sur la partie Pd du trou déjà réalisé .(0,0,1), a chemical attack for example with KOH or else pyrocathecoldiethylamine, makes it possible to obtain etching planes (1, 1, 1) and (1, -1, 1) which are inclined by an angle α with respect to a normal to the plane of the face FI. This chemical attack continues until it leads to the Pd part of the hole already made.
Ainsi, comme représenté figure 6c, cette deuxième gravure permet d'obtenir la partie PI de forme conique .Thus, as shown in FIG. 6c, this second etching makes it possible to obtain the part PI of conical shape.
Les masques 31 et 33 sont ensuite éliminés. Les paramètres L, D, d et α sont liés par les équations : 2Lι. tgα+d≈D, et L=Lι+Ld où D et d représentent dans le cas d'ouvertures Al et A2 de sections circulaires, les diamètres de ces ouvertures.The masks 31 and 33 are then eliminated. The parameters L, D, d and α are linked by the equations: 2Lι. tgα + d≈D, and L = Lι + L d where D and d represent in the case of openings Al and A2 of circular sections, the diameters of these openings.
A titre d'exemple, pour une fibre de 125μm de diamètre, un substrat en silicium présentant une valeur L= 500μm, un angle α=54° et d voisin de 125μm, on peut prendre pour un trou en deux parties par exemple : → D= 1400μm, Ld=37μm et donc Lι= 463μm → D= 1300μm, Ld=63μm et donc Lι= 427μm.For example, for a fiber of 125μm in diameter, a silicon substrate having a value L = 500μm, an angle α = 54 ° and d close to 125μm, we can take for a hole in two parts for example: → D = 1400μm, L d = 37μm and therefore Lι = 463μm → D = 1300μm, L d = 63μm and therefore Lι = 427μm.
Pour un trou à plus de deux parties, on peut généraliser les équations précédentes :For a hole with more than two parts, we can generalize the above equations:
2Lc. tgα+d≈D, et L=L1+L2+L3+...+Ld où L!,L2, L3... L représentent les hauteurs des différentes parties du trou et Le la hauteur de la partie conique du trou. La valeur de Le est une des valeurs Li,L2, L3...ou L . A titre d'exemple, si on se réfère à la figure 3 qui représente un trou en trois parties, Le = L2.2LC. tgα + d≈D, and L = L 1 + L 2 + L 3 + ... + d L where L! , L 2 , L 3 ... L represent the heights of the different parts of the hole and Le the height of the conical part of the hole. The value of Le is one of the values Li, L 2 , L 3 ... or L. As an example, if we refer to Figure 3 which represents a three-part hole, Le = L 2 .
Ainsi, pour une fibre de 125μm de diamètre, un substrat en silicium présentant une valeur L= 500μm, un angle α=54° et d voisin de 125μm, on peut prendre pour un trou en trois parties par exemple : -> D= lOOOμm, L1= lOOμm, L2= 318μm et Ld=82μm → D= 800μm, Lι= 200μm, L2= 245μm et Ld=55μm.Thus, for a fiber of 125 μm in diameter, a silicon substrate having a value L = 500 μm, an angle α = 54 ° and d close to 125 μm, we can take for a hole in three parts for example: -> D = lOOOμm , L 1 = lOOμm, L 2 = 318μm and L d = 82μm → D = 800μm, Lι = 200μm, L 2 = 245μm and L d = 55μm.
Pour adoucir les contours des trous notamment aux passages entre les différentes parties, il est avantageux de réaliser une oxydation thermique des trous. La figure 6c représente en pointillés une couche d'oxyde 35 réalisée selon cette variante de réalisation dans le trou 5 et sur les faces FI et F2 non masquées du substrat 3. Dans le cas particulier où l'oxydation thermique est réalisée avant élimination des masques 31 et 33, cette couche d'oxyde se trouve alors uniquement à l'intérieur du trou 5.To soften the contours of the holes, in particular at the passages between the different parts, it is advantageous to carry out thermal oxidation of the holes. FIG. 6c shows in dotted lines an oxide layer 35 produced according to this alternative embodiment in the hole 5 and on the unmasked faces FI and F2 of the substrate 3. In the particular case where the thermal oxidation is carried out before elimination of the masks 31 and 33, this oxide layer is then only found inside the hole 5.
A titre d'exemple, pour un substrat en silicium, une oxydation de quelques μm (par exemple de 1 à 5μm) peut être réalisée.For example, for a silicon substrate, an oxidation of a few μm (for example from 1 to 5 μm) can be carried out.
Cette couche d'oxyde thermique peut être éventuellement éliminée, par exemple par une gravure sèche de type ionique réactive à base de gaz fluorés ou par une gravure humide avec de l'acide fluorhydrique pour une couche d'oxyde de silicium.This layer of thermal oxide can possibly be eliminated, for example by a dry etching of reactive ionic type based on fluorinated gases or by a wet etching with hydrofluoric acid for a layer of silicon oxide.
L'élimination de cette oxyde permet d'obtenir des contours encore plus doux. Cependant, il faut tenir compte de l'épaisseur de cette couche dans les dimensions des motifs des masques 31 et 33 pour qu'après élimination de l'oxyde 35, les ouvertures Al et A2 présentent effectivement les sections désirées D et d.The elimination of this oxide makes it possible to obtain even softer contours. However, the thickness of this layer must be taken into account in the dimensions of the patterns of the masks 31 and 33 so that, after elimination of the oxide 35, the openings A1 and A2 actually have the desired sections D and d.
L'ordre des étapes décrit précédemment en référence aux figures 6a à 6c peut bien entendu être modifié ; la gravure de la partie PI peut être réalisée notamment avant celle de la partie Pd ; dans ce cas la profondeur de gravure peut aller au-delà de L-Ld à condition que la section d'arrêt de la gravure soit inférieure à celle de l'ouverture A2. En effet, la gravure de la partie Pd sur la profondeur Ld permet alors de rejoindre la partie PI et d'imposer une section d'ouverture A2 malgré d'éventuelles erreurs d'alignement du masque 31 par rapport au masque 33. Sur la figure 7 est représenté en coupe la partie PI gravé initialement sur une profondeur supérieur à L-Ld. La section obtenue en fin de gravure est inférieure à celle de A2 et en particulier la largeur d' est inférieure à d par exemple de 5μm à 20μm. La réalisation ensuite de Pd permet alors d'obtenir la section désirée entre la partie PI et Pd, c'est-à-dire la section égale à celle de l'ouverture A2 qui permet le passage de la fibre dans la partie Pd et son maintien.The order of the steps described above with reference to FIGS. 6a to 6c can of course be modified; the etching of the PI part can be carried out in particular before that of the Pd part; in this case the etching depth can go beyond L-Ld provided that the etching stop section is less than that of the opening A2. Indeed, the etching of the part Pd on the depth Ld then makes it possible to join the part PI and to impose an opening section A2 despite possible alignment errors of the mask 31 relative to the mask 33. In Figure 7 is shown in section the PI part initially etched to a depth greater than L-Ld. The section obtained at the end of etching is less than that of A2 and in particular the width of is less than d, for example from 5 μm to 20 μm. The realization then of Pd then makes it possible to obtain the desired section between the part PI and Pd, that is to say the section equal to that of the opening A2 which allows the passage of the fiber in the part Pd and its maintenance.
Les figures 6a, 6b, 6c et 7 illustrent un procédé de réalisation d'un trou dans un support à deux parties mais bien entendu ce procédé peut se généraliser à plus de deux parties en combinant les gravures anisotropes et les gravures selon des plans préférentiels .Figures 6a, 6b, 6c and 7 illustrate a method of producing a hole in a support with two parts but of course this method can be generalized to more than two parts by combining the anisotropic etchings and the etchings according to preferential planes.
Pour obtenir en particulier, le support représenté figure 3, il faut combiner une gravure anisotrope pour obtenir la partie PI, une gravure selon des plans préférentiels pour obtenir la partie P2 et enfin réaliser une gravure anisotrope pour obtenir la dernière partie Pd ; l'ordre de ces gravures pouvant bien entendu être modifié. To obtain in particular, the support shown in FIG. 3, an anisotropic etching must be combined to obtain the PI part, etching according to preferential planes to obtain the P2 part and finally an anisotropic etching to obtain the last part Pd; the order of these engravings can of course be modified.

Claims

REVENDICATIONS
1. Support optique pour le positionnement et le maintien de fibres optiques de section déterminée, ce support ( (1) comportant une première et une deuxième face (FI, F2) et pour chaque fibre, un trou (5,6) traversant, comportant une première ouverture (Al) sur la première face et une deuxième ouverture (A2) sur la deuxième face ; la première ouverture présente une section (D) supérieure à celle de la fibre et la deuxième ouverture présente une section dont au moins une dimension (d) est voisine d'une des dimensions de la section de la fibre, le support optique comportant n.m trous, avec n et m entiers supérieurs ou égaux à 1, aptes à recevoir respectivement une fibre (21) .1. Optical support for positioning and maintaining optical fibers of determined section, this support ((1) comprising a first and a second face (FI, F2) and for each fiber, a through hole (5,6), comprising a first opening (A1) on the first face and a second opening (A2) on the second face; the first opening has a section (D) greater than that of the fiber and the second opening has a section of which at least one dimension ( d) is close to one of the dimensions of the fiber section, the optical support comprising nm holes, with n and m integers greater than or equal to 1, capable of receiving respectively a fiber (21).
2 . Support optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de la deuxième ouverture (A2) est voisine de la section de la fibre.2. Optical support according to claim 1, characterized in that the section of the second opening (A2) is close to the section of the fiber.
3. Support optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que chaque trou (5, 6) du support comprend au moins une partie de section variable permettant de passer d'une section égale à celle de la première ouverture à une section égale à celle de la deuxième ouverture.3. Optical support according to any one of claims 1 to 2, characterized in that each hole (5, 6) of the support comprises at least one part of variable section making it possible to pass from a section equal to that of the first opening to a section equal to that of the second opening.
4. Support optique selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque trou comporte au moins deux parties : une première partie (PI) comportant la première ouverture (Al) , reliée à une deuxième partie (Pd) comportant la deuxième ouverture (A2) , la première partie présentant une section variable variant de la section de la première ouverture à une section égale à celle de la deuxième ouverture et la deuxième partie présentant une section constante égale à celle de la deuxième ouverture .4. Optical support according to claim 3, characterized in that each hole comprises at least two parts: a first part (PI) comprising the first opening (Al), connected to a second part (Pd) comprising the second opening (A2), the first part having a variable section varying from the section of the first opening to a section equal to that of the second opening and the second part having a constant section equal to that of the second opening .
5. Support optique selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque trou comporte au moins trois parties : une première partie (PI) comportant la première ouverture (Al) , reliée à une deuxième partie5. Optical support according to claim 3, characterized in that each hole comprises at least three parts: a first part (PI) comprising the first opening (Al), connected to a second part
(P2) intermédiaire elle-même reliée à une troisième partie (Pd) comportant la deuxième ouverture (A2) , la première partie présentant une section constante égale à celle de la première ouverture, la troisième partie présentant une section constante égale à celle de la deuxième ouverture et la deuxième partie présentant une section variable, variant d'une section égale à celle de la première ouverture à une section égale à celle de la deuxième ouverture.(P2) intermediate itself connected to a third part (Pd) comprising the second opening (A2), the first part having a constant section equal to that of the first opening, the third part having a constant section equal to that of the second opening and the second part having a variable section, varying from a section equal to that of the first opening to a section equal to that of the second opening.
6. Support optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support de l'invention est combiné avec une plaque de prépositionnement des fibres disposée au-dessus de la première face (FI) du support, cette plaque comportant au moins autant de trous (11) que le support, lesdits trous étant en regard des trous (5) du support.6. Optical support according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the support of the invention is combined with a fiber prepositioning plate disposed above the first face (FI) of the support, this plate comprising at least as many holes (11) as the support, said holes facing the holes (5) of the support.
7. Utilisation de plusieurs supports optiques selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ces supports sont disposés indépendamment les uns des autres sur une structure adaptée à la disposition désirée des fibres.7. Use of several optical media according to any one of the preceding claims, characterized in that these supports are arranged independently of each other on a structure adapted to the desired arrangement of the fibers.
8. Utilisation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la structure présente une forme en escalier.8. Use according to claim 7, characterized in that the structure has a staircase shape.
9. Procédé de réalisation d'un support optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser dans un substrat (3, 9) présentant une première face (FI) et une seconde face (F2) , un trou (5,6) pour chaque fibre9. A method of producing an optical support according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it consists in producing in a substrate (3, 9) having a first face (FI) and a second face ( F2), one hole (5.6) for each fiber
(21) à insérer dans le support, et comporte une étape de gravure dans le substrat du trou, de façon à ce que la première ouverture (Al) du trou réalisée sur la première face du substrat présente une section supérieure à celle de la fibre à insérer et, que la deuxième ouverture (A2) du trou réalisée sur la seconde face du substrat présente une section dont au moins une dimension est voisine d'une des dimensions de la section de la fibre.(21) to be inserted into the support, and comprises a step of etching in the substrate of the hole, so that the first opening (Al) of the hole made on the first face of the substrate has a cross section greater than that of the fiber to be inserted and, that the second opening (A2) of the hole made on the second face of the substrate has a section of which at least one dimension is close to one of the dimensions of the section of the fiber.
10. Procédé de réalisation selon la revendication 9, caractérisé en ce que substrat étant apte à être gravé selon des plans cristallins et chaque trou du support présentant au moins une partie de section variable permettant de passer d'une section égale à celle de la première ouverture à une section égale à celle de la deuxième ouverture, l'étape de gravure comporte une gravure de la partie de section variable selon des plans cristallographiques préférentiels .10. The production method as claimed in claim 9, characterized in that the substrate being able to be etched in crystalline planes and each hole of the support having at least one part of variable cross section making it possible to pass from a cross section equal to that of the first opening to a section equal to that of the second opening, the etching step includes an etching of the section part variable according to preferential crystallographic planes.
11. Procédé de réalisation selon les revendications 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape d'oxydation thermique de chaque trou après l'étape de gravure, l'oxyde thermique obtenu étant ensuite éventuellement éliminé.11. Production method according to claims 9 or 10, characterized in that it further comprises a step of thermal oxidation of each hole after the etching step, the thermal oxide obtained is then optionally removed.
12. Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 10 à 11, caractérisé en ce que chaque trou comporte au moins deux parties : une première partie (PI) de section variable comportant la première ouverture (Al) , reliée à une deuxième partie (Pd) de section constante comportant la deuxième ouverture (A2) , la gravure dudit trou comportant une première gravure pour la première partie du trou, selon des plans cristallographiques préférentiels et une deuxième gravure de type anisotrope pour la deuxième partie du trou.12. Production method according to any one of claims 10 to 11, characterized in that each hole comprises at least two parts: a first part (PI) of variable section comprising the first opening (Al), connected to a second part (Pd) of constant section comprising the second opening (A2), the etching of said hole comprising a first etching for the first part of the hole, according to preferred crystallographic planes and a second etching of the anisotropic type for the second part of the hole.
13. Procédé de réalisation selon la revendication 12, caractérisé en ce que la première et la deuxième gravures sont réalisées successivement à partir de la première face (FI) du substrat à travers un masque (31) présentant une ouverture de dimensions égales à celles de la première ouverture à réaliser, la première gravure étant réalisée jusqu'à obtenir une section égale à celle de la deuxième ouverture. 13. Production method according to claim 12, characterized in that the first and second etchings are carried out successively from the first face (FI) of the substrate through a mask (31) having an opening of dimensions equal to those of the first opening to be made, the first etching being carried out until a section equal to that of the second opening is obtained.
14. Procédé de réalisation selon la revendication 12, caractérisé en ce que la première gravure est réalisée à partir de la première face (FI) du substrat à travers un masque (31) présentant une ouverture de dimensions égales à celles de la première ouverture à réaliser et la deuxième gravure est réalisée à partir de la seconde face (F2) du substrat à travers un masque (33) présentant une ouverture de dimensions égales à celles de la deuxième ouverture à réaliser.14. The production method according to claim 12, characterized in that the first etching is carried out from the first face (FI) of the substrate through a mask (31) having an opening of dimensions equal to those of the first opening to perform and the second etching is performed from the second face (F2) of the substrate through a mask (33) having an opening of dimensions equal to those of the second opening to be produced.
15. Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 10 à 11, caractérisé en ce que chaque trou comprenant au moins trois parties, une première partie (PI) comportant une section constante égale à celle de la première ouverture, une deuxième partie (P2) intermédiaire de section variable, variant d'une section égale à celle de la première ouverture à une section égale à celle de la deuxième ouverture et une troisième partie (Pd) de section constante égale à celle de la deuxième ouverture, la gravure dudit trou comporte une première et une troisième gravures anisotropes respectivement pour la première partie et la troisième partie du trou et une deuxième gravure, selon des plans cristallographiques préférentiels pour la deuxième partie du trou.15. Production method according to any one of claims 10 to 11, characterized in that each hole comprising at least three parts, a first part (PI) having a constant section equal to that of the first opening, a second part ( P2) intermediate of variable section, varying from a section equal to that of the first opening to a section equal to that of the second opening and a third part (Pd) of constant section equal to that of the second opening, the etching of said hole has first and third anisotropic etchings respectively for the first part and the third part of the hole and a second etching, according to preferential crystallographic planes for the second part of the hole.
16. Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 12 ou 15, caractérisé en ce que le substrat étant en Silicium, la gravure anisotrope est une gravure sèche de type ionique réactive à base de SF6 et la gravure selon des plans cristallographiques préférentiels est une gravure chimique apte à graver les plans (1,1,1) et (1,-1,1), la première face étant parallèle à un plan (0,0,1) . 16. Production method according to any one of claims 12 or 15, characterized in that the substrate being made of silicon, the anisotropic etching is a dry etching of ionic type reactive based on SF6 and the etching according to preferential crystallographic planes is a chemical etching capable of etching the planes (1,1,1) and (1, -1,1), the first face being parallel to a plane (0, 0.1).
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