WO2011057811A2

WO2011057811A2 - Verfahren zur herstellung einer optischen baugruppe, optische baugruppe sowie splitterkaskade

Info

Publication number: WO2011057811A2
Application number: PCT/EP2010/006930
Authority: WO
Inventors: Ludwig Ross; Stefan Kufner; Maria Kufner; Wolfgang Foss; Marco Bock; Frank BÄTZ
Original assignee: Leoni Kabel Holding Gmbh
Priority date: 2009-11-16
Filing date: 2010-11-15
Publication date: 2011-05-19
Also published as: US20120237161A1; WO2011057811A3; US9069134B2; EP2502105A2

Abstract

Zur kostengünstigen Herstellung einer optischen Baugruppe (20), die insbesondere als eine Verzweigerkomponente ausgebildet ist und hierzu einen so genannten Splitter (4) als passives optisches Bauelement umfasst, ist vorgesehen: In einem ersten Schritt auf einem gemeinsamen Wafer (2) mehrere Splitter (4) durch Ausbilden eines entsprechenden Leiterbahnmusters (6) zu erzeugen, in einem zweiten Schritt mit Hilfe eines Anschlussträgers (16) optische Fasern (18) an die Anschlussseiten (8A, 8B) der einzelnen Splitter (4) gleichzeitig anzukoppeln und schließlich in einem dritten Schritt die einzelnen Splitter (4) mit den daran angeschlossenen Anschlussträgern (16) voneinander zu trennen. Es ist nur ein gemeinsamer Ankoppelvorgang für eine Vielzahl von Splittern (4) erforderlich. Vorzugsweise bilden die Splitter (4) eine Splitterkaskade (24) aus.

Description

Beschreibung

Verfahren zur Herstellung einer optischen Baugruppe, optische Baugruppe sowie Splitterkaskade

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Baugruppe mit einem optischen Bauelement, insbesondere ein passives Bauelement, wie ein Splitter. Die Erfindung betrifft weiterhin eine derartige optische Baugruppe und insbesondere eine so genannte Splitterkaskade, also eine Anzahl von aufeinander abgestimmten Splittern.

Bei der Verteilung eines optischen Daten-Signals auf eine Vielzahl von Verbrauchern werden so genannte Splitter als passive optische Bauelemente eingesetzt. Diese teilen das über eine Lichtwellenleitung in das Bauteil eingespeiste optische Signal auf mehrere Ausgänge auf, an denen es in abgehende Lichtwellenleiter wieder eingespeist wird. Ein Anwendungsfall ist beispielsweise die Aufteilung eines optischen Signals bzw. einer Lichtwellenleitung im Bereich der Endverbraucher auf mehrere Haushalte. Insbesondere ist oftmals vorgesehen, dass gleichzeitig ein Restsignal durchgeschleift und einem weiteren Splitter zugeführt wird, in dem dann eine weitere Aufteilung zur Versorgung von weiteren Endverbrauchern erfolgt.

Bei mehreren derartig miteinander verbundenen Splittern, bei denen ein Teil der Ausgänge als Verbraucherausgänge ausgelegt sind und einer der Ausgänge zum Durchschleifen des Restsignals zum nachfolgenden Splitter vorgesehen ist, wird als Splitterkaskade bezeichnet.

Die optischen Bauelemente werden teilweise auch als„Chips" in Anlehnung an die Bezeichnung für elektrische Bauteile bezeichnet.

Zur Herstellung der optischen Bauteile wird üblicherweise auf einem Trägersubstrat, insbesondere auf einem speziell geeigneten Glas, eine Lichtwellenleiterstruktur aufgebracht. Dies erfolgt beispielsweise durch eine Maskierung mit an-

BESTÄTIGUNGSKOPIE schließendem lonenaustauschprozess, so dass also in den nicht abgedeckten Bereichen zur Erzeugung der optischen Leiterbahnen Ionen in das Glassubstrat eindringen. Andere Abscheidetechniken wie z. B. CVD (chemical vapor depositi- on) können ebenfalls herangezogen werden.

Die als planare Bauteile ausgebildeten Splitter weisen typischerweise eine Länge beispielsweise im Bereich zwischen 10 mm und 60 mm auf. Die einzelnen Leiterbahnen auf der Ausgangsseite sind üblicherweise in einem vorgegebenen Raster zueinander angeordnet, wobei das Rastermaß beispielsweise 125 pm (genauer 127 pm) oder 250 pm oder ein Vielfaches hiervon beträgt.

Bei derartigen optischen Bauelementen ist das Ankoppeln der eingangsseitigen sowie der ausgangsseitigen optischen Faser mit hohem Aufwand verbunden und machen einen Großteil der Herstellungskosten aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine möglichst effiziente Herstellung einer optischen Baugruppe mit einem solchen optischen Bauteil zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird gelöst durch die unabhängigen Patentansprüche. Gemäß Anspruch 1 ist bei der Herstellung der optischen Baugruppe vorgesehen, dass zunächst in einem ersten Schritt auf einem gemeinsamen Wafer (Trägersubstrat) insbesondere gleichzeitig mehrere Bauelemente ausgebildet werden und hierbei die jeweiligen optischen Leiterbahnmuster des Bauelements erzeugt werden. Im Falle eines Splitters ist dies üblicherweise eine sich verzweigende Leiterbahn, die von einem Eingang auf einer Eingangsseite sich auf zumindest zwei und vorzugsweise mehrere Ausgänge auf einer Ausgangsseite verzweigt. Im zweiten Schritt werden anschließend an mehrere, vorzugsweise an alle der auf dem gemeinsamen Wafer ausgebildeten Bauelemente gleichzeitig die optischen Fasern an die jeweiligen Eingänge- und/oder Ausgänge angekoppelt, bevor schließlich in einem dritten Schritt die einzelnen Bauelemente voneinander getrennt werden. Von besonderem Vorteil hierbei ist, dass die Ankopplung der optischen Fasern nicht an die einzelnen Bauelemente sondern an die Gesamtheit der miteinander verbundenen Bauelemente erfolgt, so dass also für eine Vielzahl von Verbindungen zwischen den einzelnen Ausgängen und/oder den Eingängen und den anzuschließenden Fasern jeweils nur ein Koppelvorgang vorgesehen ist. Hierbei wird in vorteilhafter Weise ausgenutzt, dass aufgrund der vorzugsweise lithografischen Strukturierung die einzelnen Leiterbahnen auf dem Wafer hochgenau ausgerichtet sind und damit eine gleichzeitige gemeinsame Ankopplung der optischen Fasern ermöglicht ist.

Zweckdienlicherweise liegen für ein möglichst einfaches Ankoppeln die optischen Fasern in einem gemeinsamen Anschlussträger, dem so genannten Eingangsoder Ausgangsfaserarray ein. Vorzugsweise sind die Fasern zur positionsgenauen Anordnung in Längsnuten, insbesondere in so genannten V-Kerben angeordnet. Dieser Anschlussträger ist weiterhin zweckdienlicherweise zweiteilig ausgebildet, weist also eine Teilungsebene auf. In einem Grundteil sind beispielsweise an einer Oberseite die Längsnuten eingearbeitet und werden mit Hilfe eines zweiten Teils, einem Deckelteil, abgedeckt. Die Fasern werden hierbei üblicherweise in den Nuten durch einen in den verbleibenden Freiraum eingebrachten Kleber fixiert. Der Anschlussträger weist dabei eine planare Anschlussseite auf, mit der er flächig an einer ebenfalls planaren gemeinsamen Anschlussseite der Bauelemente angekoppelt wird. Der Anschlussträger ist insgesamt beispielsweise quaderförmig ausgebildet.

In bevorzugter Ausgestaltung werden die optischen Fasern an gegenüberliegenden Stirnseiten der Bauelemente mit Hilfe eines jeweiligen Anschlussträgers angekoppelt. Sowohl auf der Eingangs- als auch der Ausgangsseite werden daher in dieser bevorzugten Ausgestaltung optische Fasern angekoppelt.

Alternativ hierzu ist in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, dass grundsätzlich nur eine einseitige Faserankopplung erfolgt und auf der gegenüberliegenden Stirnseite lediglich ein Umlenkelement angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsvariante liegen sowohl der Eingang als auch sämtliche Ausgänge, insbesondere für die Anschlüsse der optischen Fasern, auf nur einer Stirnseite. Über das Umlenkelement wird an der gegenüberliegenden Stirnseite das anliegende Eingangssignal wieder in das optische Bauelement eingespeist und zu den Ausgängen verteilt.

Als Wafer wird beispielsweise ein 3-Zoll-Wafer mit einem Durchmesser von etwa 7,5 cm herangezogen, auf dem gleichzeitig mehrere optische Bauelemente ausgebildet werden. Vor der Ankopplung des Eingangs- oder Ausgangsfaserarrays (Anschlussträger) wird vorzugsweise der Wafer behandelt, so dass eine plane eingangsseitige Anschluss- sowie eine plane ausgangsseitige Anschlussseite ausgebildet wird. An diesen planen Anschlussseiten wird dann das Eingangsfa- serarray bzw. das Ausgangsfaserarray angekoppelt. Dies erfolgt beispielsweise durch Kleben mit einem geeigneten Kleber. Die aufeinander treffenden Stirnflächen einerseits des Wafers und andererseits des Anschlussträgers sind hierbei für eine möglichst gute Ankopplung vorzugsweise poliert.

Die Bauelemente sind insbesondere als Splitter ausgebildet und das Leiterbahnmuster weist eine oder mehrere eingangsseitigen Leiterbahnen auf, die sich beispielsweise zunächst zu einer gemeinsamen Leiterbahn vereinigen und sich dann in mehrere ausgangseitige Leiterbahnen aufzweigen. Das Leiterbahnmuster ist dabei derart ausgebildet, dass die Gesamt-Intensität eines im Betrieb eingangs- seitig anliegenden optischen Signals definiert, also entsprechend einem gewünschten, eingestellten Verhältnis auf die ausgangsseitigen Leiterbahnen aufgeteilt wird. Insbesondere ist eine Gleichverteilung vorgesehen. Die Splitter sind allgemein als MxN-Splitter ausgebildet, wobei M die Anzahl der Eingänge und N die Anzahl der Ausgänge ist.

In bevorzugter Ausgestaltung sind mehrere und vorzugsweise alle der optischen Bauelemente auf dem Wafer aufeinander abgestimmt, um gemeinsam eine Splitterkaskade auszubilden. Vorzugsweise ist hierbei vorgesehen, dass die Strukturierung und Erzeugung der Leiterbahnen auf den einzelnen Bauelementen derart erfolgt, dass eine definierte Aufteilung der Intensität eines im Betrieb anliegenden optischen Signals erfolgt, insbesondere derart, dass an den Verbraucherausgän- gen jeweils die gleiche optische Intensität des Signals anliegt. Die Splitter sind daher vorzugsweise asymmetrisch ausgebildet. Unter asymmetrischer Ausbildung wird verstanden, dass die Intensitätsaufteilung vom Eingang zu den Ausgängen asymmetrisch ist, um einen Durchschleif-Ausgang neben Verbraucherausgängen bereitzustellen. Zur Aufteilung des Signals werden üblicherweise Y-Verzweigungen ausgebildet. Bei der ersten Verzweigung wird das Signal asymmetrisch auf eine Durschschleifleiterbahn und eine Verbraucherleiterbahn aufgezweigt. Das Signal der Verbraucherleiterbahn wird durch weitere nachfolgende Y- Verzweigungen anschließend vorzugsweise symmetrisch aufgeteilt.

Zweckdienlicherweise ist die Gesamtanzahl der Ausgänge ungeradzahlig. Neben dem einen Durchschleifausgang sind daher vorzugsweise eine geradzahlige Anzahl von Verbraucherausgängen vorgesehen, beispielsweise zwei oder vier. Alternativ können auch mehrere Durchschleifausgänge vorgesehen sein. Lediglich beim letzten Splitter der Splitterkaskade ist vorzugsweise kein Durchschleifausgang mehr vorgesehen, sondern nur noch Verbraucherausgänge. Die asymmetrische Aufteilung der Intensität (am ersten Verzweigungspunkt) erfolgt hierbei durch eine entsprechende Ausgestaltung der geometrischen Abmessungen der erzeugten Leiterbahnen, d.h. die asymmetrische Intensitätsaufteilung erfolgt derart, dass die beiden abgehenden Leiterbahnen der Y-Verzweigung einen unterschiedlichen Durchmesser haben. In Abhängigkeit des Durchmesserverhältnisses lässt sich das auch als Splitverhältnis bezeichnete Intensitätsverhältnis im Betrieb einstellen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird nunmehr dieses Intensitätsverhältnis (Splitverhältnis am ersten Verzweigungspunkt) derart eingestellt, dass bei einer vorgegebenen Splitterkaskade mit einer vorgegebenen Anzahl von Splittern und einer vorgegebenen Anzahl von Teilnehmer-/ Verbraucherausgängen das Splitverhältnis in jedem Splitter unterschiedlich ist und zwar bevorzugt derart, dass an jedem Teilnehmerausgang die gleiche optische Intensität anliegt (jeweils gleicher prozentualer Anteil an der Eingangsintensität am ersten Splitter).

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch eine optische Baugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Diese umfasst ein optisches Bau- element, insbesondere einen Splitter, an dem auf zumindest einer Anschlussseite ein Anschlussträger mit optischen Fasern angekoppelt ist. Bevorzugt weisen das optische Bauelement und der Anschlussträger zwei gegenüberliegende, gemeinsame Schnittkanten auf, d.h. die beiden gegenüberliegenden, parallelen Seitenkanten der optischen Baugruppe sind als geschnittene Flächen entsprechend des oben beschriebenen Herstellungsverfahren ausgebildet. Insbesondere fluchten die Seitenflächen des Anschlussträgers mit denen des optischen Bauelements und bilden mit diesen eine durchgehend planare Fläche aus.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die optische Baugruppe ausgangs- seitig einen insbesondere standardisierten Multifaserstecker auf. Dieser ist bevorzugt am Anschlussträger angekoppelt. Dies erleichtert die Montage einer derartigen optischen Baugruppe vor Ort, da die Kontaktierung über eine standardisierte Steckverbindung problemlos erfolgen kann.

In zweckdienlicher Ausgestaltung werden mehrere derartige optischen Baugruppen zu einer Splitterkaskade gemäß Anspruch 15 kombiniert.

Das hier beschriebene Verfahren lässt sich auf die Herstellung von unterschiedlichen optischen Baugruppen anwenden, wie sie beispielsweise in der zeitgleich von der Anmelderin eingereichten internationalen Anmeldung mit der Bezeichnung„Optische Baugruppe" beschrieben sind. Auf den Inhalt dieser weiteren Anmeldung wird hiermit vollumfänglich verwiesen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischen und vereinfachten Darstellungen:

Fig. 1A einen Wafer, auf dem mehrere optische Bauelemente ausgebildet sind und an dem eingangsseitig und ausgangsseitig jeweils ein Anschlussträger angekoppelt ist, der ein Faserarray bildet, Fig. 1 B eine Anzahl von optischen Baugruppen, hergestellt durch Trennen des in Fig. 1A dargestellten Wafers mit Anschlussträgem entlang der darin gezeigten Schnittmarken,

Fig. 2 eine Darstellung ähnlich Fig. 1A, wobei die optischen Bauelemente alternierend um 180° gedreht sind,

Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung einer Splitterkaskade mit insgesamt vier als Splitter ausgebildeten optischen Bauelementen und insgesamt sechzehn Verbraucherausgängen (Teilnehmerausgänge), sowie

Fig. 4 eine optische Baugruppe mit einem als Splitter ausgebildeten optischen Bauelement, bei dem nur an einer einzigen Stirnseite eine Faserankopplung erfolgt und an der gegenüberliegenden Stirnseite ein insbesondere als Gradientenlinse ausgebildetes optisches Umlenkelement angeordnet ist.

In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Das Herstellverfahren wird zunächst anhand der Fig. 1A, 1B sowie 2 näher erläutert. In einem ersten Schritt werden zunächst auf einem planaren Wafer 2, also auf einem Trägersubstrat, insbesondere Glas, eine Vielzahl von im Ausführungsbeispiel als Splitter 4 ausgebildeten optischen Bauelementen erzeugt. Diese werden auch als so genannte„Chips" (planare Lichtwellenleiterchips)) bezeichnet. Hierzu werden auf dem Wafer 2 für jeden Splitter 4 jeweils ein Leiterbahnmuster 6 erzeugt. Dies erfolgt in an sich bekannter Weise. Vorzugsweise werden die Leiterbahnmuster 6 durch einen lonendiffusionsprozess erzeugt, wobei die Strukturierung des Leiterbahnmusters 6 vorzugsweise auf lithografischem Weg über eine Maskierung erfolgt. Bei dem lonendiffusionsprozess wird der Bereich des Leiterbahnmusters 6 mit speziellen Ionen dotiert, d.h. Ionen dringen in das Trägersubstrat ein. Bei dem Wafer 2 handelt es sich üblicherweise um eine planare Scheibe, so dass insgesamt planare Lichtwellenleiterstrukturen ausgebildet werden. Am Ende dieses ersten Schrittes ist ein Wafer 2 mit mehreren monolithisch integrierten Splittern 4 ausgebildet. Diese sind untereinander angereiht. Die Splitter 4 erstrecken sich dabei jeweils in einer Längsrichtung, in der sich auch das Leiterbahnmuster 6 erstreckt.

Das Leiterbahnmuster 6 verläuft von einer eingangsseitigen Anschlussseite 8A bis zu einer ausgangsseitigen Anschlussseite 8B. Beginnend an einem stirnseitigen Eingang 10 weist das Leiterbahnmuster 6 eine eingangsseitige Leiterbahn auf, die sich an einem ersten Verzweigungspunkt in eine Durchschleifleiterbahn und eine Versorgungsleiterbahn aufzweigt, wobei die Versorgungsleiterbahn nachfolgend durch weitere Verzweigungspunkte sich auf mehrere Verbraucherleiterbahnen aufzweigt, die dann an Verbraucherausgängen 12A münden. Die Durchschleifleiterbahn mündet ausgangsseitig an einem Durchschleifausgang 12B. Bei den Verzweigungspunkten handelt es sich jeweils um Y- Verzweigungen. Durch geeignete Wahl der Geometrie der Leiterbahnen im Bereich des jeweiligen Verzweigungspunktes wird ein definiertes Intensitätsverhältnis eines im Betrieb anliegenden optischen Signals eingestellt. Das am ersten Verzweigungspunkt eingestellte Verhältnis zwischen Durchschleifleiterbahn und Versorgungsleiterbahn wird nachfolgend als Splitverhältnis bezeichnet. Dieses gibt also das Verhältnis an, wie sich die Intensität I eines eingangsseitig eingekoppelten optischen Signals auf die Durchschleifleiterbahn einerseits und die Verbraucherleiterbahnen andererseits aufteilt.

Der Wafer 2 bildet an den Anschlussseiten 8A.8B jeweils eine vollkommen plane und sich geradlinig erstreckende Ebene aus. Dies geschieht insbesondere durch eine spezielle Bearbeitung des Wafers 2, beispielsweise durch Schneiden und/oder Polieren.

Einem so vorbereiteten Wafer 2 mit den integrierten mehreren Splittern 4 wird im nächsten Schritt zumindest an einer Anschlussseite 8A.8B, vorzugsweise an beiden Anschlussseiten 8A.8B, ein für alle Splitter 4 gemeinsamer Anschlussträger 16 angekoppelt, beispielsweise durch Kleben mit einem geeigneten Kleber. Der gemeinsame Anschlussträger 16 weist jeweils optische Lichtwellenleiterfasern 18 auf, die im Anschlussträger 16 derart positioniert sind, dass sie exakt fluchtend mit den zugeordneten Ausgängen 12A.12B und Eingängen 10 aller Splitter 4 ausgerichtet sind. Die Fasern 18 sind im gleichen Rastermaß angeordnet wie die Eingänge 10 und Ausgänge 12A.B auf dem Wafer 2. Durch diese Maßnahme werden daher durch nur einen Ankoppelvorgang parallel und gleichzeitig alle Splitter 4 mit optischen Fasern 18 verbunden.

Die Anschlussträger 16, beispielsweise ebenfalls aus Glas oder auch Kunststoff, sind hierbei vorzugsweise zweiteilig ausgebildet und in einer horizontalen Teilungsebene in zwei Hälften getrennt. Zur genauen Ausrichtung und Positionierung der Fasern 18 sind in einem dieser beiden Teile vorzugsweise insbesondere V- förmig ausgebildete Nuten oder Kerben eingearbeitet, in die die Fasern 18 jeweils eingelegt werden. Die beiden Formhälften der Anschlussträger 16 werden nach Einlegen der Fasern 18 miteinander beispielsweise durch Kleben verbunden.

Nach diesem Herstellungsschritt ist die in den Fig. 1A und 2 dargestellte Zwi- schen-Fertigungsstufe erreicht, bei der an einem Wafer 2 mit einer Vielzahl von Splittern 4 an den gegenüberliegenden Anschlussseiten 8A.8B jeweils ein Anschlussträger 16 befestigt ist, so dass die optischen Fasern 18 angekoppelt sind.

Im anschließenden Herstellungsschritt wird diese Einheit zur Ausbildung von einzelnen optischen Baugruppen 20 entlang von Schnittmarken 22 beispielsweise mittels Laser oder einer Wafersäge etc. getrennt. Es werden die einzelnen optischen Baugruppen 20 erhalten, wie in Fig. 1 B dargestellt. Deren Längskanten sind daher als Schnittkanten 23 ausgebildet, also Ergebnis des Trennprozesses.

Der besondere Vorteil dieses Herstellungsverfahrens ist darin zu sehen, dass mit einem gemeinsamen Anschlussträger 16 für eine Vielzahl von optischen Bauelementen (Splitter 4) in kosteneffizienter und einfacher Weise die Ankopplung der optischen Fasern 18 mit hoher Präzision erfolgt.

Die Ausgestaltung und Anordnung der einzelnen Splitter 4 auf dem Wafer 2 können in weiten Bereichen gewählt werden. Entscheidend ist, dass die optischen Bauelemente derart angeordnet sind, dass lediglich maximal zwei Anschlussträger 16 an gegenüberliegenden Anschlussseiten 8A,8B erforderlich sind, um alle Eingänge 10 und Ausgänge 12A, B an Fasern 18 anzukoppeln.

Vorzugsweise werden mit diesem Verfahren Splitter 4 einer Splitterkaskade 24 ausgebildet, wie sie beispielhaft in den Fig. 3 dargestellt ist. Der Einfachheit halber sind hier jeweils nur die Splitter 4 ohne Anschlussträger 16 dargestellt. Bei der Splitterkaskade 24 wird allgemein die am Eingang 10 des ersten Splitters 4 anliegende Intensität I, auf eine Vielzahl von Verbraucherausgängen 12A aufgeteilt, die von mehreren Splittern 4 der Splitterkaskade 24 bereitgestellt werden. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind beispielhaft vier Splitter 4 dargestellt. Prinzipiell lassen sich auch mehr oder weniger Splitter zu einer Splitterkaskade 24 kombinieren. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 handelt es sich um 1x5-Splitter, d.h. ein Eingang 10 wird jeweils auf fünf Ausgänge 12A.12B aufgeteilt. Lediglich der letzte Splitter weist ausschließlich vier Verbraucherausgänge 12A auf. Wie zu erkennen ist, ist der jeweilige Durchschleifausgang 12B mit dem Eingang 10 des nachfolgenden Splitters 4 verbunden.

Der erste Verzweigungspunkt im jeweiligen Splitter 4 definiert das Splitverhältnis. In der Fig. 3 sind beispielhaft jeweils die einzelnen Splitverhältnisse der Splitter 4 angegeben. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind diese Splitverhältnisse derart gewählt, dass alle Verbraucherausgänge 12A im Betrieb mit dem gleichen Anteil an der Gesasmtintensität \-_\ des am Eingang 10 des ersten Splitters 4 anliegenden optischen Signals versorgt sind. Im Ausführungsbeispiel sind insgesamt sechzehn Verbraucherausgänge 12A vorgesehen, so dass auf jeden Verbraucherausgang 12A ein Sechzehntel der Gesamtintensität entfällt. Um dies zu erreichen sind die Splitverhältnisse in den einzelnen Splittern 4 unterschiedlich gewählt. Für dieses Splitverhältnis gilt allgemein, dass der Anteil der am Eingang 10 des jeweiligen Splitters 4 anliegenden Teilintensität , b, welcher auf die Verbraucherausgänge 12A aufgeteilt werden soll, 1/(k+1) dieser Teilintensität . entspricht, k gibt dabei die Anzahl der Splitter an, die dem jeweiligen Splitter in der Splitterkaskade 24 noch nachfolgen. Dies führt bei den im Ausführungsbeispiel dargestellten vier Splittern zu folgenden Splitverhältnissen: Splitter 1 25% zu 75%;

Splitter 2 33% zu 66%;

Splitter 3 50% zu 50%;

Splitter 4 100%

Der letzte Splitter 4 weist daher keinen Durchschleifausgang 12B mehr auf. Insgesamt ist dadurch auch sichergestellt, dass auf die Gesamtheit der Verbraucherausgänge 12A eines jeden Splitters 4 die gleiche Verbraucherintensität l_n aufgeteilt ist, wobei n die Anzahl der Verbraucher ist. Es gilt l_n = h/n.

Für den Fall, dass die einzelnen Splitter 4 eine unterschiedliche Anzahl von Verbraucherausgängen 12A aufweisen, kann das Splitverhältnis auch anders gewählt werden. Vorzugsweise werden die Splitverhältnisse derart eingestellt, dass an jedem Verbraucherausgang 12A der gesamten Splitterkaskade 24 die gleiche Intensität anliegt.

Vorzugsweise werden alle Splitter 4 einer Splitterkaskade 24 beim Herstellverfahren auf einem gemeinsamen Wafer 2 ausgebildet und mit den Anschlussträgern 16 und den darin enthaltenen optischen Fasern 18 ausgebildet.

Allgemein erstrecken sich die optischen Fasern 18 durch die jeweiligen Anschlussträger 16 hindurch und treten an dessen dem Splitter 4 gegenüberliegenden Ende als Faserbündel (ausgangsseitig) bzw. als Einzelfaser (eingangsseitig) aus. Die am Durchschleifausgang 12B anliegende Faser 18 wird bei einer Splitterkaskade 24 mit dem Eingang 10 des nachfolgenden Splitters 4 verbunden, insbesondere über dessen eingangsseitigen Anschlussträger 16.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 B weist die optische Baugruppe 20 sowohl eingangs- als auch ausgangsseitig jeweils einen Anschlussträger 16 mit optischen Fasern 18 auf. Bei einer alternativen, in Fig. 4 dargestellten Ausführungsvariante ist an nur einer Seite ein Anschlussträger 16 vorgesehen. Dies ist in erster Linie für eine besonders kompakte Bauweise der optischen Baugruppe 20 von Vorteil. An der dem Anschlussträger 16 gegenüberliegenden Stirnseite des hier ebenfalls als Splitter 4 ausgebildeten optischen Bauelements ist anstelle eines mit Fasern 18 versehenen Anschlussträgers ein insbesondere als Linse ausgebildetes Umlenkelement 26 vorgesehen. Bevorzugt handelt es sich hierbei um eine so genannte Gradientenlinse. Sämtliche an Fasern 18 angekoppelte Eingänge 10 und Ausgänge 12A liegen lediglich an einer Stirnseite des optischen Bauelements 4 an, so dass lediglich an einer Seite eine einseitige Faserankopplung erforderlich ist.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist am Anschlussträger 16 ergänzend noch ein Multifaserstecker 28 angekoppelt, der im Hinblick auf seine Eigenschaften, wie Rastermaß, Steckverbindungstechnik etc. standardisiert ist. Der Multifaserstecker 28 ermöglicht das Anschließen eines Faserbündels über einen komplementär hierzu ausgebildeten ebenfalls standardisierten Stecker. Insoweit ist ein einfaches Anschließen eines gesamten Faserbündels ermöglicht. Der Multifaserstecker 28 bildet zusammen mit dem optischen Bauelement 4, dem Anschlussträger 16 sowie dem Umlenkelement 26 die optische Baugruppe 20, die als solche in einem Gehäuse 30 angeordnet ist. Der Multifaserstecker 28 ist dabei von einer Außenseite her zur Ermöglichung einer Steckverbindung zugänglich. In dem Gehäuse 30 können auch mehrere derartige optische Baugruppen 20 angeordnet sein, die jeweils über einen eigenen Multifaserstecker 28 anschließbar sind.

Die Ausführungsvariante gemäß der Fig. 5 mit der lediglich einseitigen Faserankopplung ist ausführlich in der zeitgleich von der Anmelderin eingereichten internationalen Anmeldung mit dem Titel„Optische Baugruppe" beschrieben, die die Priorität der deutschen Anmeldung DE 10 2009 053 054.1 in Anspruch nimmt. Insoweit wird auf die Beschreibung dieser parallelen Anmeldung verwiesen.

Das hier beschriebene Verfahren zur Herstellung einer optischen Baugruppe 20 dient insbesondere zur kostengünstigen Herstellung und Ausbildung von Verzweigerkomponenten in faseroptischen Übertragungssystemen, die zukünftig immer mehr und mehr herkömmliche kupferdrahtgebundene Übertrag ungssysteme ersetzen. Daher werden die Verzweigerkomponenten in immer höheren Stückzahlen benötigt, was eine rationelle und kostengünstige Fertigung erforderlich macht. Auch besteht die damit einhergehende Anforderung einer möglichst kompakten Bauweise und eines geringen Montageaufwands. Die Verzweigerkomponenten werden typischerweise in der Nähe der End-Teilnehmer angeordnet, beispielsweise vergleichbar mit Stromverteilungskästen bei der Stromversorgung. Durch die hier beschriebenen Maßnahmen wird eine kostengünstig herzustellende, vorgefertigte optische Baugruppe 20 als Verzweigerkomponente (Splitter 4 oder auch Splitterkaskade 24) bereitgestellt, die vor Ort an dem Verteilerpunkt (Verteilerkasten) mit nur geringem Montageaufwand eingesetzt werden kann. Die hier beschriebene Lösung zeichnet sich insgesamt durch folgende Punkte aus, die vorzugsweise in ihrer Gesamtheit vorliegen:

Die Mehrheit der optischen Bauelemente 4 ist auf einem gemeinsamen Wa- fer 2 ausgebildet und mit hoher (lithografischer) Genauigkeit zueinander justiert. Mit einem gemeinsamen Anschlussträger 16 (vorzugsweise sowohl eingangs- als auch ausgangsseitig) werden gleichzeitig alle optischen Bauelemente 4 auf einmal angekoppelt.

Vorzugsweise sämtliche für eine Splitterkaskade 24 notwendigen Splitter 4 sind auf einem gemeinsamen Wafer 2 angeordnet.

An jedem Verbraucherausgang 12A wird die gleiche optische Leistung (gleiche Intensität l_n) zur Verfügung gestellt; dadurch hat jeder in der Splitterkaskade 24 eingesetzter Splitter 4 ein anderes asymmetrisches Splitverhältnis. Für eine hochgenaue Anordnung der optischen Fasern 18 sind diese innerhalb des Anschlussträgers 16 in einem V-Gruben-Array ausgebildet. Vorzugsweise sind die V-Gruben im Anschlussträger 16 durchgehend entsprechend des Rastermaßes der Leiterbahnen des optischen Bauelements 4 ausgebildet, wobei lediglich die V-Gruppen belegt sind, denen auch ein Eingang 10 oder ein Ausgang 12A.12B zugeordnet ist.

Bezugszeichen

2 Wafer

4 Splitter

6 Leiterbahnmuster

8A Anschlussseite

8B Anschlussseite

10 Eingang

12A Verbraucherausgang

12B Durchschleifausgang

16 Anschlussträger

18 Lichtwellenleiterfaser

20 Baugruppe

22 Schnittmarke

23 Schnittkante

24 Splitterkaskade 26 Umlenkelement 28 Multifaserstecker 30 Gehäuse

I Intensität

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer optischen Baugruppe (20) umfassend ein optisches Bauelement (4), insbesondere ein passives Bauelement wie ein Splitter, bei dem

- in einem ersten Schritt auf einem gemeinsamen Wafer (2) mehrere optische Bauelemente (4) ausgebildet werden, wobei jedes Bauelement (4) ein optisches Leiterbahnmuster (6) aufweist, das an einer Anschlussseite (8A.8B) des Bauelements mündet,

- in einem zweiten Schritt gleichzeitig an mehreren optischen Bauelementen (4) optische Fasern (18) an das jeweilige optische Leiterbahnmuster (6) angekoppelt werden und

- in einem dritten Schritt die einzelnen Bauelemente mit den angekoppelten optischen Fasern voneinander getrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 ,

bei dem die optischen Fasern (18) in einem gemeinsamen Anschlussträger (16) einliegen, der an den gemeinsamen Wafer (2) angekoppelt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem beidseitig der Bauelemente (4) jeweils optische Fasern (18) mit Hilfe eines jeweiligen Anschlussträgers (16) angekoppelt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem die Anschlussseiten (8A.8B) aller Bauelemente (4) in einer gemeinsamen planen Ebene liegen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem das Leiterbahnmuster (6) bevorzugt lithografisch strukturiert wird und insbesondere durch einen lonentauschprozess ausgebildet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem die Bauelemente als Splitter (4) ausgebildet werden und das Leiterbahnmuster (6) zumindest eine Leiterbahn aufweist, die sich in mehrere ausgangsseitige Leiterbahnen aufzweigt, wobei das Leiterbahnmuster (6) derart ausgebildet wird, dass die Gesamt-Intensität ( ) eines optischen Signals im Betrieb definiert aufgeteilt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6,

bei dem mehrere Splitter (4) zur Ausbildung einer Splitterkaskade (24) vorgesehen sind und die Splitter (4) Verbraucherausgänge (12A) aufweisen und die Leiterbahnmuster (6) insbesondere derart ausgebildet sind, dass im Betrieb an allen Verbraucherausgängen (12A) der Splitterkaskade (24) die gleiche optische Intensität (l_n) anliegt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,

bei dem die Splitter (4) der Splitterkaskade (24) jeweils einen Eingang (10), eine Anzahl an Verbraucherausgängen (12A) sowie einen Durchschleifaus- gang (12B) zum Verbinden mit dem Eingang (10) eines nachfolgenden Splitters (4) aufweisen, und im Betrieb die Verbraucherausgänge (12A) bevorzugt eine geringere Ausgangs-Intensität (l_n) als der Durchschleifausgang (12B) aufweisen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8,

bei dem der letzte Splitter (4) der Splitterkaskade (24) ausschließlich Verbraucherausgänge (12B) aufweist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9,

bei dem die Ausgänge (12A.12B) in einem vorgegebenen Rastermaß, insbesondere etwa 250 [im oder 125 μιτι, angeordnet sind.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10,

bei dem alle Splitter (4) der Splitterkaskade (24) gemeinsam auf dem Wa- fer (2) ausgebildet werden.

12. Optische Baugruppe (20) mit einem optischen Bauelement (4), insbesondere Splitter und vorzugsweise hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem auf dem optischen Bauelement (4) ausgebildeten Leiterbahnmuster (6), das eine Anzahl von Leiterbahnen aufweist, die an einer Anschlussseite (8A.8B) des Bauelements münden, und mit einem an der Anschlussseite (8A.8B) angekoppelten Anschlussträger (16), der eine Anzahl von optischen Fasern (18) aufweist, die jeweils an die Leiterbahnen angekoppelt sind.

13. Optische Baugruppe (20) nach Anspruch 12,

bei der der Anschlussträger (16) und das optische Bauelement (4) zwei gegenüberliegende gemeinsame Schnittkanten (23) aufweisen.

14. Optische Baugruppe (20) nach Anspruch 12 oder 13,

bei der ausgangsseitig ein standardisierter Multifaserstecker (28) ausgebildet ist.

15. Splitterkaskade (24) mit mehreren optischen Baugruppen (20) nach einem der Ansprüche 12 bis 14,

wobei jede optische Baugruppe (20) einen Splitter (4) mit einen Eingang (10) aufweist und das Leiterbahnmuster (6) derart ausgebildet ist, dass die im Betrieb daran anliegende Gesamt-Intensität ( ) eines optischen Signals sich entsprechend eines Splitverhältnisses definiert aufteilt auf mehrere Verbraucherausgänge (12A) und einen Durchschleifausgang (12B) wobei das Splitverhältnis derart gewählt ist, dass wahlweise oder in Kombination

- die an den Verbraucherausgängen (12A) eines jeden Splitters (4) insgesamt bereitgestellte Intensität

die an jedem der Verbraucherausgänge (12A) bereitgestellte Intensität (l_n) identisch ist.