WO2006047896A1 - Faser-linsen-anordnung sowie linsen-array für eine solche faser-linsen-anordnung - Google Patents

Faser-linsen-anordnung sowie linsen-array für eine solche faser-linsen-anordnung Download PDF

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Roger KRÄHENBÜHL
Patrick Zaina
Jens Kunde
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Huber+Suhner Ag
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Definitions

  • the present invention relates to the field of fiber optic signal transmission. It relates to a fiber-lens assembly according to the preamble of claim 1 and a lens array for such a fiber-lens assembly.
  • fiber arrays When arrangements of a plurality of parallel optical fibers (“fiber arrays”) are to be interconnected or coupled to active optical components (photodiodes, phototransistors, VCSELs or the like), it is common to employ corresponding lens arrays in which one of the Number of fibers corresponding number of optical lenses are present, each of which is assigned to a fiber.
  • active optical components photodiodes, phototransistors, VCSELs or the like
  • Document US-A1-2002 / 0196998 describes an optical arrangement for coupling to integrated optical devices, in which an array of optical fibers is coupled via an imaging device to an optical waveguide with a corresponding number of parallel waveguide cores.
  • the optical waveguide is connected to a substrate having a plurality of V-shaped grooves for receiving and positioning the fibers of the array. Between the V-shaped grooves and the optical waveguide, a recess for receiving the imaging device is provided in the substrate.
  • the imaging device includes a corresponding number of GRIN (GRadient INdex) lenses. It is positioned in the recess with respect to the fibers and the optical waveguide by shifting in several spatial directions and then glued (Fig. 1-4 of the document).
  • GRIN GRadient INdex
  • the imaging device may also include ball lenses ( Figure 16 of the document) which are seated in recesses and then positioned in height relative to the fibers.
  • ball lenses Figure 16 of the document
  • the object is solved by the entirety of the features of claims 1 and 13.
  • the gist of the invention is to use a lens array which has separate alignment means for optical alignment with the fiber-groove array which cooperate with the V-grooves provided on the fiber-groove array for the optical fibers.
  • the use of the fiber-based V-grooves of the fiber-groove array for alignment avoids the need to create special V-grooves deviating in shape and depth for adjustment, resulting in ease of manufacture and assembly avoiding process-related errors in accuracy.
  • the separate adjusting means on the lens array thereby ensure that the lenses of the lens array are free of restrictions in terms of their design, and that an over-determination during the adjustment can be avoided.
  • the adjusting means are preferably arranged on the main body of the lens array. In this way, they do not interfere with the production of the fiber-groove array and can be taken into account comparatively easily in the production of the lens array.
  • the adjusting means are arranged outside and in continuation of the row of lenses, on both sides of the row of lenses. Through the beyond the lens row and so far adjoining adjusting means the adjustment accuracy is improved while avoiding overdetermination during adjustment.
  • the adjusting means comprise integrally formed on the main body, outwardly projecting, cylindrical Justiernoppen with which the lens array for adjustment with respect to the fiber-groove array in selected V-grooves of the fiber-Nuten- Arrays is inserted, wherein the Justiernoppen preferably have the same outer diameter as the optical fibers. If the positions of the Justiernoppen on the body are then fitted into the periodic scheme of the lenses, which is based on the periodic scheme of the V-grooves on the fiber-groove array, there is an automatic adjustment, if the lens array with Justiernoppen is used in corresponding V-grooves.
  • the adjustment nubs may be used in the manufacture of the lens array of glass or other optically transparent material, e.g. be made by material-removing techniques such as grinding or etching, as they are also used in the manufacture of the lens array.
  • the adjusting means used in the main body, outwardly protruding Justierfaserabête or Justierdrahtabroughe include, with which the lens array for adjustment with respect to the fiber-groove array in selected V-grooves of the fiber grooves Arrays is inserted, wherein the Justierfaserabroughe or Justierdrahtabroughe preferably protrude outwardly on opposite sides of the body and have the same outer diameter as the optical fibers.
  • the V-grooves of the fiber-groove array can - if the fiber-groove array has a transverse to the V-grooves transverse groove which receives the lens array and at least a portion of the V-grooves run on both sides of the transverse groove - be used on both sides of the Quemut for adjustment. Since the Justierfaserabête or Justierdrahtabroughe as separate elements in a designated hole in the body be plugged, reduced in the manufacture of the lens array, the formation of the adjusting means on the easier introduction of holes in the body.
  • a transverse groove is provided on the fiber-groove array for receiving the lens array and the transverse groove is bounded on the longitudinal sides by vertical side walls, it has proved to be favorable for the adjustment that the lens array with the main body on one of Side walls of the transverse groove abuts.
  • a further preferred refinement of the lens array is characterized in that devices for deflecting the light rays passing through the lenses are provided on the base body, wherein in particular the base body is made of an optically transparent material, in particular a glass, and the deflection device is one on the main body ( 16) trained reflection surface is.
  • the fiber-lens assembly according to the invention in a deflection arrangement, in which light is deflected by a first fiber-groove array via a deflecting element in a second fiber-groove array applied.
  • the fiber-lens assembly of the invention in a switching arrangement in which optionally light of fibers of a first fiber-groove array is switched via a switching device into fibers of a second fiber-groove array.
  • Another application of the fiber-lens assembly according to the invention relates to the optical coupling of the fibers of a fiber-groove array to active optical components.
  • FIG. 1 shows a perspective side view of a fiber-groove array, as used in a preferred embodiment of the invention according to FIG. 3;
  • FIG. 3 shows a perspective side view of a fiber-groove array, as used in a preferred embodiment of the invention according to FIG. 3;
  • Fig. 2 shows a preferred embodiment of a lens array according to the invention with molded Justiernoppen on both sides of the lens row;
  • FIG. 3 shows the fiber-groove array from FIG. 1 with a lens array according to FIG.
  • Fig. 4 in a comparable to Figure 2 representation of another preferred embodiment of a lens array according to the invention with attached Justierfaserabitesen or Justierdrahtabroughe on both sides of the lens row.
  • Fig. 7 is a 90 ° Umlenenkan extract with two fiber-lens assemblies according to the invention.
  • FIG. 9 in a partially sectioned illustration the coupling of a
  • Fiber-lens assemblies according to the invention to active optical components with external 90 ° deflection
  • Fiber-lens assemblies according to the invention to active optical components with internal 90 ° deflection.
  • a fiber-groove array is shown in a perspective side view, as is used in a preferred embodiment of the invention according to FIG. 3.
  • the fiber-groove array 20 of Fig. 1 consists of a plate-shaped substrate 10, for example, in the surface of a plurality of similar, parallel V-grooves 13, 13 'are introduced.
  • the V-grooves may be introduced by a process of etching at a particular crystal orientation of the substrate, as described, for example, in US-A-5,217,568.
  • the optical fibers can thereby releasably slide into the V-grooves 13, 13 'by a plug-in operation within a connector system. But they can also be fixed in the V-grooves with an adhesive or the like.
  • the diverging light emerging from the ends of the fibers 14 is parallelized or focussed for forwarding or processing by means of lenses arranged behind the fiber ends.
  • each of the optical fibers 14 is assigned its own lens, which together form a lens array or microlens array, as illustrated by reference numbers 15, 15 'and 15 "in FIGS.
  • the optical fibers 14 are formed as single-mode fibers, the lenses of the lens array 15, 15 ', 15 "with respect to the optical axes with great accuracy on the fixed in the V-grooves fibers 14 must be adjusted. Since the lenses 17 are fixed in position within the lens arrays 15, 15 ', 15 "relative to one another, it is sufficient to adjust the lens array 15, 15', 15" in its entirety relative to the fibers 14.
  • the same V-grooves 13, 13 ' are used for this purpose on the side of the fiber-groove array 20 or substrate 10, in which also the optical fibers 14 are located.
  • This has the advantage that the V-grooves for the fibers 14 and the V-grooves for the adjustment of the lens array 15, 15 ', 15 "can be produced with high precision in the same process and deviations due to different production processes can be reliably avoided
  • independent adjustment means are used by the lenses 17, which interact directly with the V-grooves of the fiber-groove array 20.
  • the lens array 15 of FIG. 2 comprises a bar-shaped basic body 16 with a rectangular cross-section.
  • the base body 16 is preferably made of an optically transparent material, in particular a suitable glass.
  • the lenses 17 are in this case produced by the fact that the surface of the base body 16 in the one side surface in each case in the manner of a Lens surface is curved locally outward (see also Fig. 5).
  • Various types of lens arrays are conceivable, as disclosed, for example, in WO-A2-0216975 or in US-A1 -2004 / 0130794 or in US-B1-6,515,800.
  • the lenses 17 of the lens array 15 of FIG. 2 form a linear array with a periodic arrangement corresponding to the periodic arrangement of the fibers 14 in the V-grooves 13, 13 '.
  • two cylindrical Justiemoppen 18, 19 are provided as adjusting at both ends, which are oriented with its cylinder axis parallel to the optical axes of the lenses 17.
  • the Justiernoppen 18, 19 are integrally formed on the base body 16 (integrated) and may have been worked out, for example, from the base body 16 by material removal.
  • the outer diameter of Justiernoppen 18, 19 is equal to the outer diameter of the fibers 14.
  • the Justiernoppen 18, 19 are therefore fiber-like.
  • the positioning of Justiernoppen 18, 19 relative to the lenses 17 is selected so that the cylinder axes of Justiernoppen 18, 19 with the optical axes of the lenses 17 lie in a plane. If the V-grooves 13, 13 'of the fiber-groove array 20 all have the same distance from each other, corresponds to the distance a of the cylinder axes of Justiemoppen 18, 19 of the optical axes of the adjacent lenses a multiple of the distance b between the optical axes of two adjacent lenses (Fig. 2).
  • the lateral spacing of the Justiemoppen 18, 19 from the lenses 17 can also be different.
  • the Justiemoppen 18, 19 are positioned on the base body 16 so that the optical axes of the optical fibers in the V-grooves 13, 13 'aligned with the optical axes of the associated lenses, when the lens array 15 with its Justiemoppen 18th , 19 is inserted in the designated V-grooves.
  • a transverse groove 11 extending transversely to the V-grooves 13, 13 ' is provided in the substrate 10 of the fiber groove array 20, which is delimited on the longitudinal sides by vertical side walls 11 ', 11''( Figures 8, 9)
  • the groove 11 "cuts" the outer V-grooves into two sections, which are provided with the reference numerals 13 and 13'.
  • the sections provided with the reference numeral 13 ' serve to receive the Justiernoppen 18, 19, if - as in the fiber-lens assembly 21 in Fig.
  • FIG. 3 indicated - the lens array with the lenses 17 on the side facing away from the fibers 14 in 3 shows the analogous arrangement of the lens array 15 "from FIG. 5.
  • the side wall 11" of the groove 11 serves in the axial direction as a stop for the lens array 15, 15 'or 15
  • the depth of the groove 11 is dimensioned such that the lens array can be adjusted without being placed on the bottom of the transverse groove 11.
  • a recess 12 extending transversely across the row of lenses 17 is provided in the substrate 10.
  • Justierfaserabitese or Justierdrahtabroughe 22, 23 are provided as adjusting instead of the molded Justiemoppen in a comparable position on the base body 16.
  • the Justierfaserabitese or Justierdrahtabroughe 22, 23 have the same outer diameter as the fibers 14 and thus are in turn fiber-like. They are inserted through corresponding holes in the base body 16 and protrude on both sides of the base body 16 out.
  • the adjusting fiber sections 22, 23 with the protruding ends enter the V -Nuten 13, 13 'to lie on both sides of the Quemut 11, so that there is a very stable position of the lens array 15' in the adjusted state.
  • the Justierfaserabitese or Justierdrahtabroughe 22, 23rd may be sections of an optical glass fiber or of a metal wire of corresponding thickness.
  • FIG. 5 and 6 Another preferred type of adjusting means is shown in Figs. 5 and 6.
  • the alignment lenses or alignment marks stand - just like the actual lenses 17 - only slightly beyond the side surface of the base body 16. Their lateral dimensions are is tuned to the cross-sectional shape of the V-grooves 13, 13 'in such a way that they can be used optically and mechanically for adjustment.
  • Alignment marks take a certain position relative to the V-groove, in the Justierlinsen 24, 25 this is the case if the outer contour of the Justierlinsen 24, 25 as a fiber 14 fits exactly into the V-groove 13, 13 'conceivable This would also be achieved by using a focusing adjustment lens so that light from a glass fiber of the fiber-groove array can be re-inserted into a glass fiber via the adjustment lens coupled and then optimized the transmission or would be evaluated directly from a arranged behind the Justierlinse detector.
  • the raised portion of the Justierlinsen or Justiermarken is similar to a fiber stub in the V-grooves 13 '"deposited” (see Fig.
  • the Justierlinsen 24, 25 round their outer diameter is preferably equal to the outer diameter of Fibers 14. If the alignment marks 26 are triangular, they correspond in shape and dimensions to the cross-section of the V-grooves 13, 13 'as shown in Fig. 6. Another type of optical adjustment by means of the alignment lenses 24, 25 can be therein to adjust the adjustment lenses 24, 25 to a light beam that is coupled through or into an optical fiber 14 located in the corresponding V-groove 13, 13 '.
  • a fiber-lens arrangement 21, as shown by way of example in FIG. 3, can now be used in a wide variety of applications.
  • an optical 90 ° deflection assembly 27 is provided sells at the light between the fibers 14 of a first fiber-groove array O in a first fiber-lens array 21 and the fibers 14 'of a second ⁇ er-groove array 20' in a second fiber-lens array 21 'by means of a Jmlenkelements 28, for example in the form of a mirror, is deflected by 90 °.
  • Each of the two fiber-lens assemblies 21, 21 ' has the construction shown in FIG. 3 with a substrate 10 having V-grooves 13, 13' and a lens array 15 or 15 'adjusted in a groove 11. or 15 ".
  • a further application, according to FIG. 8, is a switching arrangement 29 in which two fiber-lens arrangements 21, 21 'with two fiber-groove arrays 20, 20' and corresponding fibers 14, 14 'lie in a common plane at right angles are arranged to each other, and light between selected pairs of first and second fibers 14 and 14 'by means of a switching device 30 and can be derived.
  • the switching device 30 can be designed, for example, as a micro-optical switching device (MEMS or MicroElectroMechanical System optical switch). If an optical coupling is to be produced between one of the n first fibers 14 and one of the second fibers 14 ', the corresponding mirror of the (n ⁇ m) matrix of controllable mirrors 31 in the switching device 30 is correspondingly driven.
  • MEMS MicroElectroMechanical System optical switch
  • a fiber-lens assembly according to the invention may also be used to couple fibers 14 to active optical components (light emitters such as laser diodes, Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs) or the like, or photoreceivers such as phototransistors or the like).
  • active optical components light emitters such as laser diodes, Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs) or the like, or photoreceivers such as phototransistors or the like.
  • VCSELs Vertical Cavity Surface Emitting Lasers
  • the fiber-lens assembly according to the invention with the lens array self-aligning in a one-piece V-groove substrate can generally be used to realize expanded, optically parallel beams. These can, as described in part above, be used in micro-optical switches (MEMS switch, OCX or Optical Gross Exchange), in optical 90 ° deflectors, in wavelength demultiplexers ( ⁇ filters or gratings in the beam), in industrial connectors and find application in optical attenuators. Further, the system can be used to focus the beam on active components (VCSELs, photodiodes, etc.) or vice versa.
  • MEMS switch micro-optical switches
  • OCX Optical Gross Exchange
  • ⁇ filters or gratings in the beam in industrial connectors
  • the system can be used to focus the beam on active components (VCSELs, photodiodes, etc.) or vice versa.
  • the active components may in this case contain similar integrated alignment structures which snap into the same V-grooves 13, 13 ', such as the microlens arrays 15, 15', 15 "and the optical fibers 14.
  • the fiber-groove array 20 may be part a connector system in which the fibers 14 are releasably inserted in a plug-in operation in the V-grooves 13, 13 'of the substrate 10.

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Abstract

Eine Faser-Linsen-Anordnung (21) umfasst ein Faser-Array (20) mit einem Substrat (10), das eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten und voneinander beabstandeten, parallel verlaufenden, gleichartigen V-Nuten (13, 13') zur Aufnahme und Ausrichtung der Endabschnitte einer Mehrzahl von optischen Fasern (14) aufweist, sowie ein separates, auf das Faser-Array (20) abgestimmtes Linsen-Array (15"), welches in einem gemeinsamen Grundkörper (16) eine der Anzahl der optischen Fasern (14) entsprechende Anzahl von Linsen (17) aufweist, deren Anordnung im Grundkörper (16) der Anordnung der in den V-Nuten (13, 13') des Faser-Arrays (20) liegenden optischen Fasern (14) auf dem Substrat (10) entspricht. Bei einer solchen Faser-Linsen-Anordnung (21) wird eine einfache, genaue und flexibel einsetzbare Justierung dadurch erreicht, dass zur optischen Ausrichtung des Linsen-Arrays (15") auf das Faser-Array (20) am Linsen-Array (15") separate Justiermittel vorgesehen sind, welche mit den V-Nuten (13, 13') des Faser-Arrays (20) zusammenwirken.

Description

BESCHREIBUNG
FASER-LINSEN-ANORDNUNG SOWIE LINSEN-ARRAY FÜR EINE SOLCHE
FASER-LINSEN-ANORDNUNG
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der faseroptischen Signalübertragung. Sie betrifft eine Faser-Linsen-Anordnung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Linsen-Array für eine solche Faser-Linsen- Anordnung.
STAND DER TECHNIK
Wenn Anordnungen einer Mehrzahl von parallelen optischen Fasern („Faser- Arrays") untereinander verbunden oder an aktive optische Bauelemente (Photodioden, Phototransistoren, VCSELs oder dgl.) angekoppelt werden sollen, ist es üblich, entsprechende Linsen-Arrays einzusetzen, bei denen eine der Anzahl der Fasern entsprechende Anzahl von optischen Linsen vorhanden sind, von denen jede einer Faser zugeordnet wird.
Die Druckschrift US-A1 -2002/0196998 beschreibt eine optische Anordnung zur Ankopplung an integrierte optische Einrichtungen, bei der ein Array von optischen Fasern über eine Abbildungsvorrichtung an einen optischen Wellenleiter mit einer entsprechenden Anzahl von parallelen Wellenleiterkernen angekoppelt wird. Der optische Wellenleiter ist dabei mit einem Substrat verbunden, das eine Mehrzahl von V-förmigen Nuten zur Aufnahme und Positionierung der Fasern des Arrays aufweist. Zwischen den V-förmigen Nuten und dem optischen Wellenleiter ist im Substrat eine Vertiefung zur Aufnahme der Abbildungsvorrichtung vorgesehen. Die Abbildungsvorrichtung umfasst eine entsprechende Anzahl von GRIN(GRadient INdex)-Linsen. Sie wird in der Vertiefung bezüglich der Fasern und des optischen Wellenleiters durch verschieben in mehreren Raumrichtungen positioniert und dann verklebt (Fig. 1-4 der Druckschrift). Die Abbildungsvorrichtung kann alternativ aber auch Kugellinsen umfassen (Fig. 16 der Druckschrift), die in Vertiefungen sitzen und in der Höhe dann relativ zu den Fasern positioniert werden. Aufbau und genaue Justierung dieser bekannten optischen Anordnung sind jedoch aufwändig und vergleichsweise schwierig zu realisieren, zumal keine speziellen Justierhilfen vorgesehen sind.
Aus der US-A1 -2002/0031301 ist eine optische Faser-Linsen-Anordnung bekannt, die eine Verbindung zwischen GRIN-Stablinsen und einem Faser-Nuten-Array herstellt. Die Druckschrift geht aus von einem Stand der Technik (Fig. 9 und 10 der Druckschrift), in dem eine Faser und die zugehörige GRIN-Linse jeweils in einer gemeinsamen Hülse zusammengeführt werden (Fig. 9 der Druckschrift) oder mittels zweier aneinanderstossender, unterschiedlich grosser V-förmiger Nuten aufeinander ausgerichtet werden (Fig. 10 der Druckschrift; siehe auch die JP-A2- 59036214 oder die JP-A2-08075950). Im ersten Fall ergibt sich eine aufwändige Konfektionierung der Faserenden, im zweiten Fall ist die Herstellung des Substrats mit hochgenauen, unterschiedlich tiefen V-Nuten problematisch. Gegenüber diesem Stand der Technik schlägt die US-A1-2002/0031301 eine Lösung vor (Fig. 1 , 4 der Druckschrift), bei der für die GRIN-Stablinsen ein separates zweites Substrat verwendet wird, dass mittels zusätzlicher Führungsstifte bezüglich des Faser-führenden ersten Substrats ausgerichtet wird. Im einen Fall (Fig. 1) müssen in zwei unterschiedlichen Substraten drei verschiedene Arten von V-Nuten (für die Fasern, für die Linsen und für die Führungsstifte) unterschiedlicher Tiefe erzeugt werden, was bezüglich der Justiergenauigkeit ausserordentlich problematisch ist. Im anderen Fall (Fig. 4) sind anstelle der V-Nuten drei verschiedene Arten von zylindrischen Bohrungen notwendig, was zu denselben Problemen bei der Justiergenauigkeit führt.
Weiterhin ist aus der JP-A-2004109498 bekannt (Fig. 1-3) ein mit V-Nuten versehenes Faser-Nuten-Array und ein Mikrolinsen-Array dadurch aufeinander einzujustieren, dass auf der Unterseite des Mikrolinsen-Arrays konzentrisch zu den optischen Achsen der jeweiligen Linsen nach aussen hervorstehende Auswölbungen (5) in Form von Kreisringsegmenten vorgesehen sind, mit denen das Mikrolinsen-Array in die V-Nuten des Faser-Nuten-Arrays eingesetzt wird. Diese Lösung hat jedoch mehrere Nachteile: Da die justierenden Auswölbungen die Linsen konzentrisch umgeben, muss der Aussendurchmesser der Linsen deutlich kleiner sein als der Aussendurchmesser der Fasern des Faser-Nuten- Arrays. Hierdurch wird die Freiheit bei der Ausgestaltung der Linsen stark eingeschränkt. Weiterhin ist zu jeder der Linsen eine justierende Auswölbung vorhanden. Bei mehr als zwei Linsen bedeutet dies eine Überbestimmung der Justierung die zu Justierfehlern bei einzelnen Linsen führen kann. Schliesslich sind die Auswölbungen in der notwendigen Präzision nur sehr schwer und mit viel Aufwand herzustellen.
Die Überbestimmung bei der Justierung ergibt sich auch für die in der JP-A- 8075950 offenbarte Lösung, bei der alle Linsen des Linsen-Arrays zur Justierung herangezogen werden. Grossere Linsendurchmesser erfordern dabei vertiefte V- Nuten-Abschnitte am Eingang, so dass V-Nuten mit unterschiedlichen Tiefen hergestellt werden müssen, worunter die Justiergenauigkeit leidet. DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine justierbare optische Faser-Linsen- Anordnung mit einem Faser-Nuten-Array und einem Linsen-Array zu schaffen, welche die Nachteile bekannter Anordnungen vermeidet und sich bei vergleichsweise einfachem Aufbau und vereinfachter Herstellung durch eine gleichbleibend hohe Justiergenauigkeit der Linsen relativ zu den Fasern auszeichnet, sowie ein dafür geeignetes Linsen-Array anzugeben.
Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, ein Linsen-Array zu verwenden, welches zur optischen Ausrichtung auf das Faser-Nuten-Array separate Justiermittel aufweist, die mit den für die optischen Fasern vorgesehenen V-Nuten am Faser-Nuten-Array zusammenwirken. Durch den Einsatz der auf die Fasern bezogenen V-Nuten des Faser-Nuten-Arrays für die Justierung wird vermieden, dass spezielle, in Gestalt und Tiefe abweichende V-Nuten für die Justierung erzeugt werden müssen, was zu einer Vereinfachung in der Herstellung und zu einer Vermeidung von prozessbedingten Fehlern in der Genauigkeit führt. Die separaten Justiermittel am Linsen-Array stellen dabei sicher, dass die Linsen des Linsen-Arrays hinsichtlich ihrer Ausgestaltung frei von Einschränkungen sind, und dass eine Überbestimmung bei der Justierung vermieden werden kann.
Die Justiermittel sind vorzugsweise am Grundkörper des Linsen-Arrays angeordnet. Sie greifen auf diese Weise nicht in die Herstellung des Faser-Nuten- Arrays ein und können bei der Herstellung des Linsen-Arrays vergleichsweise einfach berücksichtigt werden.
Wenn die Linsen des Linsen-Arrays in einer linearen Reihe nebeneinander angeordnet sind, ist es insbesondere vorteilhaft, dass die Justiermittel ausserhalb und in Fortsetzung der Reihe der Linsen angeordnet sind, und zwar auf beiden Seiten der Reihe der Linsen. Durch die jenseits der Linsenreihe und damit weit aneinanderliegenden Justiermittel wird die Justiergenauigkeit verbessert und gleichzeitig eine Überbestimmung bei der Justierung vermieden.
Eine mögliche konkrete Ausgestaltung der Justiermittel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermittel am Grundkörper angeformte, nach aussen vorstehende, zylindrische Justiernoppen umfassen, mit welchen das Linsen-Array zur Justierung bezüglich des Faser-Nuten-Arrays in ausgewählte V-Nuten des Faser-Nuten-Arrays eingelegt ist, wobei die Justiernoppen vorzugsweise denselben Aussendurchmesser aufweisen wie die optischen Fasern. Wenn die Positionen der Justiernoppen am Grundkörper dann in das periodische Schema der Linsen eingepasst sind, das sich nach dem periodischen Schema der V-Nuten auf dem Faser-Nuten-Array richtet, ergibt sich eine automatische Justierung, wenn das Linsen-Array mit den Justiernoppen in entsprechende V-Nuten eingesetzt wird. Die Justiernoppen können bei der Herstellung des Linsen-Arrays aus Glas oder einem anderen optisch transparenten Material z.B. durch materialabtragende Techniken wie Schleifen oder Ätzen herausgearbeitet werden, wie sie auch bei der Herstellung des Linsen-Arrays verwendet werden.
Eine andere mögliche Ausgestaltung der Justiermittel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermittel in den Grundkörper eingesetzte, nach aussen vorstehende Justierfaserabschnitte oder Justierdrahtabschnitte umfassen, mit welchen das Linsen-Array zur Justierung bezüglich des Faser-Nuten-Arrays in ausgewählte V- Nuten des Faser-Nuten-Arrays eingelegt ist, wobei die Justierfaserabschnitte oder Justierdrahtabschnitte vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers nach aussen vorstehen und denselben Aussendurchmesser aufweisen wie die optischen Fasern. Aufgrund des beidseitigen Überstandes der Justierfaserabschnitte können die V-Nuten des Faser-Nuten-Arrays - wenn das Faser-Nuten-Array eine quer zu den V-Nuten verlaufende Quernut aufweist, welche das Linsen-Array aufnimmt und zumindest ein Teil der V-Nuten auf beiden Seiten der Quernut verlaufen - auf beiden Seiten der Quemut zur Justierung herangezogen werden. Da die Justierfaserabschnitte oder Justierdrahtabschnitte als eigenständige Elemente in eine dafür vorgesehene Bohrung im Grundkörper gesteckt werden, reduziert sich bei der Herstellung des Linsen-Arrays die Ausbildung der Justiermittel auf das einfachere Einbringen von Bohrungen in den Grundkörper.
Es ist aber auch denkbar, anstelle der stiftartigen Justiermittel am Grundkörper angebrachte oder angeformte Justierlinsen und/oder Justiermarken vorzusehen, mit welchen das Linsen-Array zur Justierung bezüglich des Faser-Nuten-Arrays mechanisch und/oder optisch auf ausgewählte V-Nuten des Faser-Nuten-Arrays ausgerichtet ist.
Wenn am Faser-Nuten-Array eine Quernut zur Aufnahme des Linsen-Arrays vorgesehen ist und die Quernut an den Längsseiten durch vertikale Seitenwände begrenzt ist, hat es sich als günstig für die Justierung erwiesen, dass das Linsen- Array mit dem Grundkörper an einer der Seitenwände der Quernut anliegt.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Linsen-Arrays ist dadurch gekennzeichnet, dass am Grundkörper Vorrichtungen zum Umlenken der durch die Linsen gehenden Lichtstrahlen vorgesehen sind, wobei insbesondere der Grundkörper aus einem optisch transparenten Material, insbesondere einem Glas, ist, und die Umlenkvorrichtung eine am Grundkörper (16) ausgebildete Reflexionsfläche ist. Hierdurch ist es möglich, auf einfache und platzsparende Weise neben der Linsenwirkung mit dem Linsen-Array gleichzeitig eine Richtungsänderung der Lichtstrahlen, z.B. eine 90°-Umlenkung, durchzuführen.
Bevorzugt wird die Faser-Linsen-Anordnung nach der Erfindung in einer Umlenkanordnung, bei welcher Licht von einem ersten Faser-Nuten-Array über ein Umlenkelement in eine zweites Faser-Nuten-Array umgelenkt wird, angewendet.
Ebenfalls bevorzugt ist die Anwendung der Faser-Linsen-Anordnung nach der Erfindung in einer Umschaltanordnung, bei welcher wahlweise Licht von Fasern eines ersten Faser-Nuten-Arrays über eine Umschaltvorrichtung in Fasern eines zweiten Faser-Nuten-Array umgeschaltet wird. Eine weitere Anwendung der Faser-Linsen-Anordnung nach der Erfindung bezieht sich auf die optische Ankopplung der Fasern eines Faser-Nuten-Arrays an aktive optische Komponenten.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 in einer perspektivischen Seitenansicht ein Faser-Nuten-Array, wie es bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäss Fig. 3 zum Einsatz kommt;
Fig. 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Linsen-Arrays nach der Erfindung mit angeformten Justiernoppen auf beiden Seiten der Linsen-Reihe;
Fig. 3 das Faser-Nuten-Array aus Fig. 1 mit einem Linsen-Array nach
Fig. 5
Fig. 4 in einer zu Fig. 2 vergleichbaren Darstellung ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Linsen-Arrays nach der Erfindung mit angebrachten Justierfaserabschnitten oder Justierdrahtabschnitte auf beiden Seiten der Linsen-Reihe;
Fig. 5 ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Linsen-Arrays nach der Erfindung mit angeformten Justierlinsen auf beiden Seiten der Linsen-Reihe; =ig. 6 in einem vergrösserten Ausschnitt die optisch/mechanische
Justierung eines mit Justierlinsen und/oder Justiermarken ausgestatteten Linsen-Arrays im Faser-Nuten-Array gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 7 eine 90°-Umlenkanordnung mit zwei Faser-Linsen-Anordnungen nach der Erfindung;
Fig. 8 eine steuerbare Umschaltanordnung mit zwei Faser-Linsen-
Anordnungen nach der Erfindung;
Fig. 9 in einer teilweise geschnittenen Darstellung die Ankopplung einer
Faser-Linsen-Anordnungen nach der Erfindung an aktive optische Komponenten mit externer 90°-Umlenkung; und
Fig. 10 in einer teilweise geschnittenen Darstellung die Ankopplung einer
Faser-Linsen-Anordnungen nach der Erfindung an aktive optische Komponenten mit interner 90°-Umlenkung.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In Fig. 1 ist in einer perspektivischen Seitenansicht ein Faser-Nuten-Array dargestellt, wie es bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäss Fig. 3 zum Einsatz kommt. Das Faser-Nuten-Array 20 der Fig. 1 besteht aus einem beispielsweise plattenförmigen Substrat 10, in dessen Oberfläche eine Vielzahl von gleichartigen, parallel verlaufenden V-Nuten 13, 13' eingebracht sind. Wenn das Substrat 10 beispielsweise aus einkristallinem Silizium hergestellt ist, können die V-Nuten bei einer bestimmten Kristallorientierung des Substrats durch einen Ätzprozess eingebracht werden, wie dies z.B. in der US-A-5, 217,568 beschrieben ist. Die V-Nuten 13, 13' nehmen die Endabschnitte einer Vielzahl von optischen Fasern 14 auf, die zusammen ein Array bilden und durch die V-Nuten exakt ausgerichtet werden. Die optischen Fasern können dabei durch einen Steckvorgang innerhalb eines Steckverbindersystems lösbar in die V-Nuten 13, 13' hineingleiten. Sie können aber auch in den V-Nuten mit einem Kleber oder dgl. fixiert sein. Das aus den Enden der Fasern 14 austretende, divergierende Licht wird zur Weiterleitung bzw. -Verarbeitung mittels hinter den Faserenden angeordneter Linsen parallelisiert oder fokussiert. Jeder der optischen Fasern 14 ist dabei eine eigene Linse zugeordnet, die zusammen ein Linsen-Array bzw. Mikrolinsen-Array bilden, wie es unter den Bezugszeichen 15, 15' und 15" in den Fig. 2, 4 und 5 abgebildet ist. Wenn die optischen Fasern 14 als Monomode- Fasem ausgebildet sind, müssen die Linsen des Linsen-Arrays 15, 15', 15" bezüglich der optischen Achsen mit grosser Genauigkeit auf die in den V-Nuten fest liegenden Fasern 14 einjustiert werden. Da die Linsen 17 innerhalb der Linsen-Arrays 15, 15', 15" relativ zueinander in ihrer Position fixiert sind, reicht es aus, das Linsen-Array 15, 15', 15" in seiner Gesamtheit gegenüber den Fasern 14 zu justieren.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden dazu auf der Seite des Faser-Nuten- Arrays 20 bzw. Substrats 10 dieselben V-Nuten 13, 13' verwendet, in denen auch die optischen Fasern 14 liegen. Dies hat den Vorteil, dass die V-Nuten für die Fasern 14 und die V-Nuten für die Justierung des Linsen-Arrays 15, 15', 15" mit hoher Präzision im selben Prozess hergestellt werden können und Abweichungen durch unterschiedliche Herstellungsprozesse sicher vermieden werden. Auf der Seite des Linsen-Arrays 15, 15', 15" werden von den Linsen 17 unabhängige Justiermittel eingesetzt, die mit den V-Nuten des Faser-Nuten-Arrays 20 direkt zusammenwirken.
Eine erste bevorzugte Ausgestaltung der Justiermittel am Linsen-Array ist in Fig. 2 wiedergegeben. Das Linsen-Array 15 der Fig. 2 umfasst einen balkenförmigen Grundkörper 16 mit rechteckigem Querschnitt. Der Grundkörper 16 besteht vorzugsweise aus einem optisch transparenten Material, insbesondere einem geeigneten Glas. Die Linsen 17 werden in diesem Fall dadurch erzeugt, dass die Oberfläche des Grundkörpers 16 in der einen Seitenfläche jeweils nach Art einer Linsenfläche lokal nach aussen gewölbt ist (siehe auch Fig. 5). Es sind verschiedene Arten von Linsen-Arrays denkbar, wie sie beispielsweise in der WO- A2-0216975 oder in der US-A1 -2004/0130794 oder in der US-B1 -6,515,800 offenbart sind. Es ist aber auch denkbar, Fresnellinsen oder GRIN-Linsen zu verwenden, die in einen nicht-transparenten Grundkörper eingesetzt sind. Die Linsen 17 des Linsen-Arrays 15 der Fig. 2 bilden eine lineare Reihe mit einer periodischen Anordnung, die der periodischen Anordnung der Fasern 14 in den V- Nuten 13, 13' entspricht. Ausserhalb der Reihe der Linsen sind an beiden Enden als Justiermittel zwei zylindrische Justiemoppen 18, 19 vorgesehen, die mit ihrer Zylinderachse parallel zu den optischen Achsen der Linsen 17 orientiert sind. Die Justiernoppen 18, 19 sind am Grundkörper 16 angeformt (integriert) und können beispielsweise aus dem Grundkörper 16 durch Materialabtragung herausgearbeitet worden sein. Der Aussendurchmesser der Justiernoppen 18, 19 ist gleich dem Aussendurchmesser der Fasern 14. Die Justiernoppen 18, 19 sind daher faserähnlich.
Die Positionierung der Justiernoppen 18, 19 relativ zu den Linsen 17 ist so gewählt, dass die Zylinderachsen der Justiernoppen 18, 19 mit den optischen Achsen der Linsen 17 in einer Ebene liegen. Wenn die V-Nuten 13, 13' des Faser- Nuten-Arrays 20 untereinander alle denselben Abstand haben, entspricht der Abstand a der Zylinderachsen der Justiemoppen 18, 19 von den optischen Achsen der benachbarten Linsen einem Vielfachen des Abstands b zwischen den optischen Achsen zweier benachbarter Linsen (Fig. 2). Werden für die Justierung dagegen spezielle V-Nuten vorgesehen, die ausserhalb der periodischen Anordnung der übrigen V-Nuten 13, 13' liegen, kann der seitliche Abstand der Justiemoppen 18, 19 von den Linsen 17 auch anders ausfallen. In jedem Fall sind die Justiemoppen 18, 19 am Grundkörper 16 so positioniert dass die optischen Achsen der in den V-Nuten 13, 13' liegenden optischen Fasern mit den optischen Achsen der zugeordneten Linsen fluchten, wenn das Linsen-Array 15 mit seinen Justiemoppen 18, 19 in die dafür vorgesehenen V-Nuten eingelegt wird. Damit das Linsen-Array 15 mit dem Faser-Nuten-Array 20 in der justierten Position sicher verbunden werden kann, ist im Substrat 10 des Faser-Nuten-Arrays 20 eine quer zu den V-Nuten 13, 13' verlaufende Quemut 11 angebracht, die an den Längsseiten durch senkrechte Seitenwände 11', 11" (Fig. 8, 9) begrenzt wird. Die Quemut 11 „zerschneidet" die äusseren V-Nuten in zwei Abschnitte, die mit den Bezugszeichen 13 und 13' versehen sind. Die mit den Bezugszeichen 13' versehenen Abschnitte dienen der Aufnahme der Justiernoppen 18, 19, wenn - wie bei der Faser-Linsen-Anordnung 21 in Fig. 3 angedeutet - das Linsen-Array mit den Linsen 17 auf der den Fasern 14 abgewandten Seite in die Quemut 11 eingesetzt wird (Fig. 3 zeigt die analoge Anordnung des Linsen-Arrays 15" aus Fig. 5). Die Seitenwand 11 " der Quemut 11 dient dabei in axialer Richtung als Anschlag für das Linsen-Array 15, 15' oder 15". Die Tiefe der Quemut 11 ist so bemessen, dass das Linsen-Array einjustiert werden kann, ohne auf dem Boden der Quernut 11 aufzusetzen. Damit das Licht aus den Linsen 17 ungehindert austreten und die Faser-Linsen-Anordnung 21 ungestört verlassen oder umgekehrt in die Linsen 17 und Fasern 14 eintreten kann, ist auf Höhe der Linsen 17 des eingesetzten Linsen-Arrays 15, 15', 15" eine sich in Querrichtung über die Reihe der Linsen 17 erstreckende Ausnehmung 12 im Substrat 10 vorgesehen.
Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des Linsen-Arrays 15' gemäss Fig. 4 sind als Justiermittel anstelle der angeformten Justiemoppen in vergleichbarer Position am Grundkörper 16 Justierfaserabschnitte oder Justierdrahtabschnitte 22, 23 vorgesehen. Die Justierfaserabschnitte bzw. Justierdrahtabschnitte 22, 23 haben den gleichen Aussendurchmesser wie die Fasern 14 und sind damit wiederum faserähnlich. Sie sind durch entsprechende Bohrungen im Grundkörper 16 gesteckt und ragen auf beiden Seiten aus dem Grundkörper 16 heraus. Wird das Linsen-Array 15' aus Fig. 4 in der in Fig. 3 dargestellten Art und Weise in die Quemut 11 im Faser-Nuten-Array 20 eingesetzt, kommen die Justierfaserabschnitte bzw. Justierdrahtabschnitte 22, 23 mit den herausstehenden Enden in den V-Nuten 13, 13' auf beiden Seiten der Quemut 11 zu liegen, so dass sich eine sehr stabile Lage des Linsen-Arrays 15' im justierten Zustand ergibt. Die Justierfaserabschnitte bzw. Justierdrahtabschnitte 22, 23 <önnen dabei Abschnitte einer optischen Glasfaser bzw. eines Metalldrahtes entsprechender Dicke sein.
Eine weitere bevorzugte Art von Justiermitteln ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Hier handelt es ich um ein Linsen-Array 15" mit Justierlinsen 24, 25 und/oder Justiermarken 26. Die Justierlinsen bzw. Justiermarken stehen - ähnlich wie die eigentlichen Linsen 17 - nur wenig über die Seitenfläche des Grundkörpers 16 heraus. Ihre lateralen Abmessungen sind so auf die Querschnittsform der V-Nuten 13, 13' abgestimmt, dass sie optisch und mechanisch zur Justierung herangezogen werden können. Bei der optischen Justierung wird (z.B. unter dem Mikroskop mit Blickrichtung entlang der V-Nuten) kontrolliert, wann die Justierlinsen bzw. Justiermarken relativ zur V-Nut eine bestimmte Position einnehmen; bei den Justierlinsen 24, 25 ist dies dann der Fall, wenn die Aussenkontur der Justierlinsen 24, 25 wie eine Faser 14 genau in die V-Nut 13, 13' passt. Denkbar wäre jedoch auch eine aktive optische Justierung. Hierzu würde eine fokussierende Justierlinse verwendet, sodass Licht aus einer Glasfaser des Faser-Nuten-Arrays über die Justierlinse wieder in eine Glasfaser eingekoppelt und dann die Übertragung optimiert oder direkt von einem hinter der Justierlinse angeordneten Detektor ausgewertet würde. Bei der mechanischen Justierung wird der erhabene Teil der Justierlinsen bzw. Justiermarken ähnlich wie ein Faserstummel in den V-Nuten 13' „abgesetzt" (siehe Fig. 6). Sind die Justierlinsen 24, 25 rund, ist ihr Aussendurchmesser vorzugsweise gleich dem Aussendurchmesser der Fasern 14. Sind die Justiermarken 26 dreieckig, entsprechen sie in Form und Abmessungen dem Querschnitt der V-Nuten 13, 13', wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Eine andere Art der optischen Justierung mittels der Justierlinsen 24, 25 kann darin bestehen, die Justierlinsen 24, 25 auf einen Lichtstrahl einzujustieren, der durch oder in eine in der entsprechenden V-Nut 13, 13' liegende optische Faser 14 eingekoppelt wird.
Eine Faser-Linsen-Anordnung 21 , wie sie in Fig. 3 beispielhaft dargestellt ist, kann nun in den verschiedensten Anwendungen zum Einsatz kommen. Bei dem in Fig. 7 gezeigten Anwendungsbeispiel ist eine optische 90°-Umlenkanordnung 27 salisiert, bei der Licht zwischen den Fasern 14 eines ersten Faser-Nuten-Arrays O in einer ersten Faser-Linsen-Anordnung 21 und den Fasern 14' eines zweiten ■'aser-Nuten-Arrays 20' in einer zweiten Faser-Linsen-Anordnung 21' mittels eines Jmlenkelements 28, z.B. in Form eines Spiegels, um 90° umgelenkt wird. Jede ier beiden Faser-Linsen-Anordnungen 21 ,- 21' hat dabei den in Fig. 3 jargestellten Aufbau mit einem Substrat 10 mit V-Nuten 13, 13' und einem in eine 3uernut 11 justierend eingesetzten Linsen-Array 15 bzw. 15' oder 15".
Eine weitere Anwendung ist gemäss Fig. 8 eine Umschaltanordnung 29, bei der zwei Faser-Linsen-Anordnungen 21 , 21' mit zwei Faser-Nuten-Arrays 20, 20' und entsprechenden Fasern 14, 14' in einer gemeinsamen Ebene liegend im rechten Winkel zueinander angeordnet sind, und Licht zwischen ausgewählten Paaren von ersten und zweiten Fasern 14 bzw. 14' mittels einer Umschaltvorrichtung 30 hin- und hergeleitet werden kann. Die Umschaltvorrichtung 30 kann dabei beispielsweise als mikrooptische Umschaltvorrichtung (MEMS oder MicroElectroMechanical System optical switch) ausgebildet sein. Soll zwischen einer der n ersten Fasern 14 und einer der m zweiten Fasern 14' eine optische Kopplung hergestellt werden, wird der entsprechende Spiegel der (n x m)-Matrix von steuerbaren Spiegeln 31 in der Umschaltvorrichtung 30 entsprechend angesteuert.
Eine Faser-Linsen-Anordnung nach der Erfindung kann aber auch zur Ankopplung von Fasern 14 an aktive optische Komponenten (Lichtsender wie Laserdioden, VCSELs (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) oder dgl., oder Lichtempfänger wie Phototransistoren oder dgl.) verwendet werden. In Fig. 9 ist eine Anordnung gezeigt, bei der ein Lichtstrahl 34 aus den Fasern 14 einer Faser-Linsen- Anordnung 21 in einem einjustierten, an der Seitenwand 11 " der Quernut 11 anliegenden Linsen-Array 15" aufgeweitet und parallelisiert und dann über ein Umlenkelemerit (Spiegel) 28 in eine auf einem Trägersubstrat 33 angeordnete aktive Komponente 32 umgelenkt wird, oder umgekehrt. Eine vergleichbare Anwendung ist in Fig. 10 wiedergegeben, wobei die 90°-Umlenkung hier direkt Jurch Totalreflexion an einer im Grundkörper 16 des Linsen-Arrays 15" ausgebildeten und integrierten 45°-Reflexionsfläche erfolgt.
Die Faser-Linsen-Anordnung gemäss der Erfindung mit dem in einem einteiligen V-Nut-Substrat selbstjustierenden Linsen-Array kann allgemein zur Realisierung von aufgeweiteten, optisch parallelen Strahlen verwendet werden. Diese können - wie teilweise oben beschrieben - in mikro-optischen Umschaltern (MEMS switch, OCX or Optical Gross Exchange), in optischen 90°-Umlenkem, in Wellenlängen- Demultiplexern (λ-Filtern oder Grätings im Strahl), in Industrie-Steckverbindern und in optischen Abschwächern Anwendung finden. Weiter kann das System zur Fokussierung des Strahls auf aktive Komponenten (VCSELs, Photodioden etc.) oder umgekehrt verwendet werden. Die aktiven Komponenten können dabei ähnliche integrierte Justierstrukturen enthalten, welche in dieselben V-Nuten 13, 13' einrasten, wie die Mikrolinsen-Arrays 15, 15', 15" und die optischen Fasern 14. Insbesondere kann das Faser-Nuten-Array 20 Teil eines Steckverbinder-Systems sein, bei dem die Fasern 14 in einem Steckvorgang lösbar in die V-Nuten 13, 13' des Substrats 10 eingeführt werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 Substrat
11 Quernut
11M1" Seitenwand (Quernut)
12 Ausnehmung
13,13' V-Nut
14,14' optische Faser (Lichtleitfaser)
15.15M 5" Linsen-Array
16 Grundkörper
17 Linse
18,19 Justiernoppe
20,20' Faser-Nuten-Array
21 ,21' Faser-Linsen-Anordnung ,23 Justierfaserabschnitt oder Justierdrahtabschnitt ,25 Justierlinse Justiermarke Umlenkanordnung Umlenkelement (z.B. Spiegel) Umschaltanordnung mikrooptische Umschaltvorrichtung (z.B. MEMS oder OCX) steuerbarer Spiegel aktive Komponente (z.B. VCSEL) Trägersubstrat Lichtstrahl (Strahlengang) Reflexionsfläche

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Faser-Linsen-Anordnung (21 , 21 '), umfassend ein Faser-Nuten-Array (20, 20') mit einem Substrat (10), das eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten und voneinander beabstandeten, parallel verlaufenden, gleichartigen V-Nuten (13, 13') zur Aufnahme und Ausrichtung der Endabschnitte einer Mehrzahl von optischen Fasern (14, 14') aufweist, sowie ein separates, auf das Faser-Nuten-Array (20, 20') abgestimmtes Linsen-Array (15, 15', 15"), welches in einem gemeinsamen Grundkörper (16) eine vorzugsweise der Anzahl der optischen Fasern (14, 14') entsprechende Anzahl von Linsen (17) aufweist, deren Anordnung im Grundkörper (16) der Anordnung der in den V-Nuten (13, 13') des Faser-Nuten-Arrays (20, 20') liegenden optischen Fasern (14, 14') auf dem Substrat (10) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass zur optischen Ausrichtung des Linsen-Arrays (15, 15', 15") auf das Faser-Nuten-Array (20, 20') am Linsen- Array (15, 15', 15") separate Justiermittel (18, 19; 23, 23; 24, 25; 26) vorgesehen sind, welche mit den V-Nuten (13, 13') des Faser-Nuten-Arrays (20, 20') zusammenwirken.
2. Faser-Linsen-Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermittel (18, 19; 23, 23; 24, 25; 26) am Grundkörper (16) des Linsen- Arrays (15, 15', 15") angeordnet sind.
3. Faser-Linsen-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsen (17) des Linsen-Arrays (15, 15', 15") in einer linearen Reihe nebeneinander angeordnet sind, und dass die Justiermittel (18, 19; 23, 23; 24, 25; 26) ausserhalb und in Fortsetzung der Reihe der Linsen (17) angeordnet sind.
4. Faser-Linsen-Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermittel (18, 19; 23, 23; 24, 25; 26) auf beiden Seiten der Reihe der Linsen (17) angeordnet sind.
5. Faser-Linsen-Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermittel am Grundkörper (16) angeformte, nach aussen vorstehende, zylindrische Justiemoppen (18, 19) umfassen, mit welchen das Linsen-Array (15) zur Justierung bezüglich des Faser-Nuten-Arrays (20, 20') in ausgewählte V-Nuten (13, 13') des Faser-Nuten-Arrays (20, 20') eingelegt ist.
6. Faser-Linsen-Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiemoppen (18, 19) denselben Aussendurchmesser aufweisen wie die optischen Fasern (14, 14').
7. Faser-Linsen-Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermittel in den Grundkörper (16) eingesetzte, nach aussen vorstehende Justierfaserabschnitte oder Justierdrahtabschnitte (22, 23) umfassen, mit welchen das Linsen-Array (15') zur Justierung bezüglich des Faser-Nuten- Arrays (20, 20') in ausgewählte V-Nuten (13, 13') des Faser-Nuten-Arrays (20, 20') eingelegt ist.
8. Faser-Linsen-Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Justierfaserabschnitte oder Justierdrahtabschnitte (22, 23) auf gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers (16) nach aussen vorstehen, und dass sie denselben Aussendurchmesser aufweisen wie die optischen Fasern (14, 14').
9. Faser-Linsen-Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermittel am Grundkörper (16) angebrachte oder angeformte Justierlinsen (24, 25) und/oder Justiermarken (26) umfassen, mit welchen das Linsen-Array (15") zur Justierung bezüglich des Faser-Nuten-Arrays (20, 20') mechanisch und/oder optisch auf ausgewählte V-Nuten (13, 13') des Faser-Nuten- Arrays (20, 20') ausgerichtet ist.
10. Faser-Linsen-Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Faser-Nuten-Array (20, 20') eine quer zu den V-Nuten (13. 13') /erlaufende Quernut (11) aufweist, welche das Linsen-Array (15, 15', 15") aufnimmt.
11. Faser-Linsen-Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der V-Nuten (13, 13') auf beiden Seiten der Quemut (11 ) verlaufen, und dass die auf beiden Seiten der Quernut (11 ) verlaufenden V-Nuten (13, 13') zur Justierung des Faser-Nuten-Arrays (20, 20') dienen.
12. Faser-Linsen-Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Quernut (11 ) an den Längsseiten durch vertikale Seitenwände (11 ', 11") begrenzt ist, und dass das Linsen-Array (15, 15', 15") mit dem Grundkörper (16) an einer der Seitenwände (11', 11") der Quernut (11 ) anliegt.
13. Linsen-Array (15, 15', 15") für eine Faser-Linsen-Anordnung (21 , 21 ') nach Anspruch 1 , umfassend einen balkenförmigen Grundkörper (16), in welchem eine Mehrzahl von Linsen (17) in einer linearen Reihe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass am Linsen-Array (15, 15', 15") separate Justiermittel (18, 19; 23, 23; 24, 25; 26) vorgesehen sind, welche mit den für die Aufnahme der optischen Fasern ausgebildeten V-Nuten (13, 13') des Faser-Nuten-Arrays (20, 20') zusammenwirken.
14. Linsen-Array nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Justiermittel (18, 19; 23, 23; 24, 25; 26) am Grundkörper (16) des Linsen- Arrays (15, 15', 15") angeordnet sind.
15. Linsen-Array nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermittel (18, 19; 23, 23; 24, 25; 26) ausserhalb und in Fortsetzung der Reihe der Linsen (17) angeordnet sind.
16. Linsen-Array nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermittel (18, 19; 23, 23; 24, 25; 26) auf beiden Seiten der Reihe der Linsen (17) angeordnet sind.
17. Linsen-Array nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermittel am Grundkörper (16) angeformte, nach aussen vorstehende, zylindrische Justiernoppen (18, 19) umfassen.
18. Linsen-Array nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiernoppen (18, 19) denselben Aussendurchmesser aufweisen wie die optischen Fasern (14, 14').
19. Linsen-Array nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermittel in den Grundkörper (16) eingesetzte, nach aussen vorstehende Justierfaserabschnitte oder Justierdrahtabschnitte (22, 23) umfassen.
20. Linsen-Array nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Justierfaserabschnitte oder Justierdrahtabschnitte (22, 23) auf gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers (16) nach aussen vorstehen, und dass sie denselben Aussendurchmesser aufweisen wie die optischen Fasern (14, 14').
21. Linsen-Array nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiermittel am Grundkörper (16) angebrachte oder angeformte Justierlinsen (24, 25) und/oder Justiermarken (26) umfassen, mit welchen das Linsen-Array (15") zur Justierung bezüglich des Faser-Nuten-Arrays (20, 20') mechanisch und/oder optisch auf ausgewählte V-Nuten (13, 13') des Faser-Nuten-Arrays (20, 20') ausrichtbar ist.
22. Linsen-Array nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass am Grundkörper (16) Vorrichtungen (35) zum Umlenken der durch die Linsen (17) gehenden Lichtstrahlen vorgesehen sind,
23. Linsen-Array nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (16) aus einem optisch transparenten Material, insbesondere einem Sias, ist, und dass die Umlenkvoπϊchtung eine am Grundkörper (16) ausgebildete Reflexionsfläche (35) ist.
24. Anwendung der Faser-Linsen-Anordnung nach Anspruch 1 in einer Umlenkanordnung (27), bei welcher Licht von einem ersten Faser-Nuten-Array (20) über ein Umlenkelement (28) in eine zweites Faser-Nuten-Array (20') umgelenkt wird.
25. Anwendung der Faser-Linsen-Anordnung nach Anspruch 1 in einer Umschaltanordnung (29), bei welcher wahlweise Licht von Fasern (14) eines ersten Faser-Nuten-Arrays (20) über eine Umschaltvorrichtung (30) in Fasern (14') eines zweiten Faser-Nuten-Array (20') umgeschaltet wird.
26. Anwendung der Faser-Linsen-Anordnung nach Anspruch 1 zur optischen Ankopplung der Fasern (14) eines Faser-Nuten-Arrays an aktive optische Komponenten (32).
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