Hintergrund
der Erfindungbackground
the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung integriert-optischer Vorrichtungen. Die Erfindung
betrifft insbesondere die Herstellung integriert-optischer Elemente
mit einer Anschlußeinrichtung
einer optischen Faser.The present invention relates to
a method for producing integrated optical devices. The invention
relates in particular to the manufacture of integrated optical elements
with a connection device
an optical fiber.
Integriert-optische Elemente mit
Faseranschlußeinrichtungen
sind bekannt. Siehe Dohan et al., US-Patent 4 765 702, Beguin, US-Patent
4 933 262, und Dannoux et al., US-Patent 4 943 130. Diese Elemente
wurden unter Verwendung von Ionenaustauschverfahren hergestellt.
Das US-Patent 4 979 970, Dannoux et al., betrifft ein Verfahren
zur Herstellung eines integriert-optischen Elements mit, beispielsweise,
einem 2 × 2
optischen Wellenleiter-Näherungskoppler,
wobei jedes Ende des Kopplers zwei in optischer Ausrichtung mit
zwei ionen-diffundierten Wellenleitern in einem Glassubstrat verbundene
optische Fasern (Anschlußeinrichtungen)
aufweist. Die 2a und 2b der vorliegenden Anmeldung
zeigen einen bekannten 1 × 2-Teiler/Koppler
mit ähnlichem
Aufbau.Integrated optical elements with fiber connection devices are known. See Dohan et al., U.S. Patent 4,765,702, Beguin, U.S. Patent 4,933,262, and Dannoux et al., U.S. Patent 4,943,130. These elements were made using ion exchange techniques. U.S. Patent 4,979,970, Dannoux et al., Relates to a method of making an integrated optical element with, for example, a 2 × 2 optical waveguide proximity coupler, each end of the coupler two optically aligned with two ion-diffused Has waveguides in a glass substrate connected optical fibers (connection devices). The 2a and 2 B the present application show a known 1 × 2 divider / coupler with a similar structure.
Das Anschließen ist ein entscheidender Schritt
in der Herstellung derartiger integrierter optischer Elemente. Dieser
Schritt umfaßt
sowohl das Ausrichtender optischen Wellenleiterpfade auf die ionen-diffundierten
Wellenleiterpfade, als auch das Anbringen der Faseranschlußenden an
der Elementoberfläche.
Die Ausrichtung muß sehr
genau sein und die Anbringung muß die Stabilität der Ausrichtung
bei umweltmäßigen Veränderungen
(insbesondere Temperaturfluktuationen) gewährleisten. Ein genaues Ausrichten
ist schwierig, insbesondere bei monomodalen Wellenleitern, deren
Kerndurchmesser im Bereich von 5–10 Mikrometer liegen.Connecting is a crucial step
in the manufacture of such integrated optical elements. This
Step includes
both aligning the optical waveguide paths to the ion-diffused ones
Waveguide paths, as well as attaching the fiber connection ends
the element surface.
The alignment must be very
be exact and the attachment must be the stability of the alignment
with environmental changes
(especially temperature fluctuations). A precise alignment
is difficult, especially with monomodal waveguides whose
Core diameters are in the range of 5-10 microns.
Wie im US-Patent 4 979 970, Dannoux
et al., beschrieben, können
die Faseranschlußenden
nach einer anfänglichen
ungefähren
Ausrichtung unter Verwendung eines auf den Elementkörper bezogenen äußeren Gestells
mit Hilfe eines Mikromanipulators genau auf die optischen Schaltungspfade
ausgerichtet werden (Spalte 4, Zeilen 20–24, und 41–50). Der Mikromanipulator
wird üblicherweise
in Verbindung mit optischen Erkennungseinrichtungen verwendet, um
eine aktive Ausrichtung zu erreichen – der Mikromanipulator bewegt
das Faserende in der Nähe
des Wellenleiterausgangsports des Elements vor und zurück, bis
das erkannte optische Signal ein Maximum aufweist. Die Genauigkeit
der Mikromanipulatorenbewegungen liegt in der Größenordnung eines Zehntel Mikrometer.As in U.S. Patent 4,979,970 to Dannoux
et al., can
the fiber connector ends
after an initial
approximate
Alignment using an outer frame related to the element body
with the help of a micromanipulator exactly on the optical circuit paths
aligned (column 4, lines 20–24, and 41–50). The micromanipulator
is usually
used in conjunction with optical recognition devices
to achieve active alignment - the micromanipulator moves
the fiber end nearby
the element's waveguide output port back and forth until
the detected optical signal has a maximum. The precision
the micromanipulator movements are of the order of a tenth of a micrometer.
Sobald eine genaue Ausrichtung durch
den Mikromanipulator erreicht ist, wird auf die Verbindungsstelle
zwischen der Faser und der Elementoberfläche eine Klebeverbindung aufgebracht
und der Kleber gehärtet
(beispielsweise durch UV-Lichthärten),
um das Faseranschlußende
mit dem Element zu verbinden.Once precise alignment is through
The micromanipulator is reached, the connection point
an adhesive bond is applied between the fiber and the element surface
and the glue hardened
(for example by UV light curing),
around the fiber connector end
to connect with the element.
Wie in den 2a und 2b dargestellt,
weist das optische Element 30 einen Wellenleiterteiler/-koppler 25 auf,
der durch eine querverlaufende Austrittsnut 21 vom Träger 22 zur
Befestigung der blanken Faser und vom Träger 23 zur Befestigung der
ummantelten Faser getrennt ist. Die querverlaufende Austrittsnut 21 bildet
einen Ausrichtraum 20, der Platz für den Mikromanipulator zum
Halten und Bewegen der optischen Fasern schafft. Zum Durchführen der
aktiven Ausrichtung können
zwei Mikromanipulatoren gleichzeitig zum Ausrichtender Eingangsfaser 27 und
der ersten Ausgangsfaser 28 verwendet werden. Sobald die
Fasern 27 und 28 derart ausgerichtet sind, wird
deren genaue Ausrichtung durch Klebeverbindungen 26 und 26a beibehalten, und
die Fasern werden durch Haftmittel 24 und 24a fest
an dem Element angebracht. Der Vorgang wird für die Faser 29 wiederholt.
Bei einer 1 × 2-Vorrichtung
können
alle drei Fasern gleichzeitig ausgerichtet und befestigt werden,
je nach dem Entwicklungsgrad der Mikromanipulatoren und der diese
treibenden Software.As in the 2a and 2 B shown, has the optical element 30 a waveguide divider / coupler 25 on by a transverse exit groove 21 from the carrier 22 for fastening the bare fiber and from the carrier 23 for attaching the coated fiber is separated. The transverse exit groove 21 forms an alignment room 20 , which creates space for the micromanipulator to hold and move the optical fibers. To perform the active alignment, two micromanipulators can simultaneously align the input fiber 27 and the first output fiber 28 be used. Once the fibers 27 and 28 are aligned in such a way, their precise alignment by adhesive connections 26 and 26a maintained, and the fibers are covered by adhesive 24 and 24a firmly attached to the element. The process is for the fiber 29 repeated. In a 1 × 2 device, all three fibers can be aligned and attached simultaneously, depending on the level of development of the micromanipulators and the software that drives them.
Bei bekannten Verfahren (siehe 1a–1c) werden
die Wellenleiterpfade für
zahlreiche Elemente in einem einzelnen Wafer 5 durch photolithographische
Verfahren gleichzeitig erzeugt. Anschließend werden die Elemente mit
Rillen versehen (1b) und
getrennt (1c) und sämtliche
weiteren Vorgänge,
beispielsweise das Anschließen
und Packen (Montage), das Messen, die Kennung und das Testen, werden
für jedes
einzelne Element separat durchgeführt.In known methods (see 1a - 1c ) become the waveguide paths for numerous elements in a single wafer 5 generated simultaneously by photolithographic processes. The elements are then grooved ( 1b ) and separated ( 1c ) and all other processes, such as connection and packing (assembly), measurement, identification and testing, are carried out separately for each individual element.
Bei dem zuvor beschriebenen bekannten
Faseranschließverfahren
sind zwei separate Ausrichtschritte für jedes passive optische Element
vorgesehen: 1) das anfängliche
ungefähre
Ausrichten (in der Größenordnung
von ±20
Mikrometer); und 2) die Präzisionsausrichtung
(in der Größenordnung
von ±0,5 Mikrometer).
Dies ist ein kostspieliger und zeitaufwendiger Nachteil. Die anfängliche
ungefähre
Ausrichtung erfordert die meiste Zeit, da die Seitenfläche des
Elements oftmals ein schlechter Bezugspunkt ist. Sobald der Wellenleiterausgangsport
für eine
der Fasern auf der Multi-Faserseite einer einzelnen Vorrichtung
genau positioniert ist, kann der andere Ausgangsport oder können die
anderen Ausgangsports auf dieser Seite der Vorrichtung angeordnet
werden, ohne den Schritt des ungefähren Ausrichtens durchführen zu
müssen.
Der Grund dafür
ist, daß die
Wellenleiterpfade in den Verfahrensstufen des photolithographischen
Maskierens sehr genau aufeinander ausgerichtet sind (mit einer Genauigkeit
von weniger als 1 Mikrometer). Jedoch muß der zeitaufwendige Schritt
der ungefähren
Ausrichtung für
jede neue Vorrichtung wiederholt werden.In the known one described above
Faseranschließverfahren
are two separate alignment steps for each passive optical element
provided: 1) the initial
approximate
Align (in the order of magnitude
of ± 20
Micrometers); and 2) precision alignment
(in the order of magnitude
of ± 0.5 microns).
This is a costly and time consuming disadvantage. The initial
approximate
Alignment takes most of the time because the side surface of the
Element is often a poor reference point. Once the waveguide output port
for one
of fibers on the multi-fiber side of a single device
is positioned exactly, the other output port or can
other output ports arranged on this side of the device
without performing the approximate alignment step
have to.
The reason for this
is that the
Waveguide paths in the process steps of the photolithographic
Masking are aligned very precisely (with an accuracy
less than 1 micron). However, the time consuming step needs to be taken
the approximate
Alignment for
each new device can be repeated.
Die 1a, 1b und 1c zeigen das bekannte Verfahren zur
Herstellung einzelner Elemente. 1a zeigt
einen integriert-optischen Wafer 5, bei dem die (nicht
dargestellten) Wellenleiterpfade für mehrere zehn bis mehrere
hundert einzelner Elemente gebildet sind. 1b zeigt einen Wafer nach dem Ausbilden
der Faserbefestigungsträger
2/3 und 2a/3a und der querverlaufenden Austrittsnuten 1 und 1a im
Wafer, wobei die Ausbildung üblicherweise durch
Schleifen und typischerweise nach dem Ausbilden der Wellenleiterpfade
in dem Wafer erfolgt. Der Wafer wird anschließend durch herkömmliche Verfahren
in einzelne Elemente 10 zerteilt.The 1a . 1b and 1c show the known method for producing individual elements. 1a shows an integrated optical wafer 5 , where the (not shown) waveguide paths for tens to hundreds of individual elements are formed. 1b shows a wafer after the formation of the fiber fasteners 2/3 and 2a / 3a and the transverse exit grooves 1 and 1a in the wafer, the formation usually being carried out by grinding and typically after the waveguide paths have been formed in the wafer. The wafer is then separated into individual elements by conventional methods 10 divided.
In einem einzelnen Wafer herrscht
aufgrund der inhärenten
Präzision
des photolithographischen Verfahrens eine genaue Ausrichtung zwischen
den Wellenleiterpfaden verschiedener Elemente. Jedoch wird beim
Zerteilen des Wafers in einzelne Elemente diese genaue Ausrichtung
zerstört.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die genaue
Ausrichtung des ursprünglichen
photolithographischen Verfahrens zu bewahren, bis die Faseranschlußeinrichtungen
fest an den integriert-optischen Elementen angebracht sind.There is one single wafer
due to the inherent
precision
of the photolithographic process a precise alignment between
the waveguide paths of various elements. However, at
Splitting the wafer into individual elements this precise alignment
destroyed.
It is therefore an object of the present invention to be precise
Orientation of the original
preserve photolithographic process until the fiber termination devices
are firmly attached to the integrated optical elements.
Andere Schritte in bekannten Herstellungsverfahren
sind ebenfalls kostspielig und zeitaufwendig, wenn sie separat für jedes
einzelne Element durchgeführt
werden. Beispielsweise erfordert die Herstellung und das Handhaben
einzelner optischer Fasern für
das Anbringen an zahlreichen einzelnen Vorrichtungen zahlreiche
separate sich wiederholende Vorgänge,
beispielsweise das Abisolie-ren und die Behandlung der Faserstirnfläche (Verringerung der
Rückstrahlung).
Dies gilt insbesondere in den Ausricht- und Messschritten des Herstellungsverfahrens,
in denen die dem Element gegenüberliegenden Faserenden
separat angeordnet werden müssen,
um ein optisches Signal einzuleiten oder zu erkennen. Es ist daher
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstellungsvorgänge des
Montierens, Packens und Messens gleichzeitig für eine große Zahl von Elementen anstelle
einer separaten Durchführung
für einzelne
Elemente durchzuführen,
wodurch die Erfordernis des Herstellens einer separaten optischen
Anordnung und Verbindung mit dem freien Ende jeder Faseranschlußeinrichtung
entfällt.Other steps in known manufacturing processes
are also costly and time consuming if they are separate for each
single item performed
become. For example, it requires manufacturing and handling
single optical fibers for
attaching to numerous individual devices numerous
separate repetitive processes,
for example, stripping and treating the face of the fiber (reducing the
Reflection).
This applies in particular in the alignment and measurement steps of the manufacturing process,
in which the fiber ends opposite the element
must be arranged separately
to initiate or recognize an optical signal. It is therefore
Another object of the present invention, the manufacturing processes of
Assembling, packing and measuring simultaneously for a large number of elements instead
a separate implementation
for individuals
Perform elements
thereby eliminating the need to manufacture a separate optical
Arrangement and connection to the free end of each fiber connector
eliminated.
Ferner ist auch das getrennte Handhaben einzelner
Elemente in frühen
Phasen des Herstellungsvorgangs zeitaufwendig und kostspielig. Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die kompakte
Einstückigkeit
des integriert-optischen Wafers bei der Herstellung und dem Testen
integriert-optischer Elemente so lange wie möglich beizubehalten.Furthermore, the separate handling of individuals is also
Elements in early
Phases of the manufacturing process are time consuming and costly. It
is therefore an object of the present invention, the compact
one-piece
of the integrated optical wafer during production and testing
keep integrated optical elements as long as possible.
Zusammenfassung
der ErfindungSummary
the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung integriertoptischer Elemente nach
Anspruch 1.The present invention relates to
a process for the production of integrated optical elements
Claim 1.
Kurzbeschreibung
der ZeichnungenSummary
of the drawings
1a–1c sind perspektivische Darstellungen
eines bekannten integriert-optischen Wafers mit mehreren optischen
Elementen, wobei der Wafer nach dem Bilden des quadratischen Wafers
(1a), nach dem Ausbilden der querverlaufenden Austrittsnut
und der Faserträger
(1b) und nach dem Zerteilen des Wafers in einzelne optische
Elemente (1c). 1a - 1c are perspective views of a known integrated-optical wafer with several optical elements, the wafer after the formation of the square wafer ( 1a ), after forming the transverse exit groove and the fiber carrier ( 1b ) and after dividing the wafer into individual optical elements ( 1c ).
2a und 2b sind eine perspektivische
und eine Seitenansicht eines bekannten integriert-optischen Elements
nach der Befestigung der Faser. 2a and 2 B are a perspective and a side view of a known integrated-optical element after attachment of the fiber.
3a–3c sind eine Stirnansicht,
eine Seitenansicht und eine perspektivische Ansicht eines integriert-optischen
Wafers während
eines Schritts der vorliegenden Erfindung, wobei die mehreren optischen
Elemente vorgestanzt, jedoch nicht vollständig getrennt sind. 3a - 3c 11 are an end view, a side view, and a perspective view of an integrated optical wafer during a step of the present invention, wherein the plurality of optical elements are pre-punched but not completely separated.
4a ist
eine perspektivische Darstellung des vorgestanzten Wafers während des
erfindungsgemäßen Schritts
des Anbringens der Faser. 4a Figure 3 is a perspective view of the pre-punched wafer during the fiber attachment step of the present invention.
4b ist
eine Draufsicht auf den vorgestanzten Wafer nach dem Anbringen der
Faser. 4b Figure 4 is a top view of the pre-punched wafer after fiber attachment.
4c ist
eine perspektivische Darstellung des vorgestanzten Wafers mit angebrachten
Fasern, wobei die Anbringung mehrerer U-förmiger Packeinheiten aus Metallfolie
dargestellt ist. 4c is a perspective view of the pre-punched wafer with attached fibers, showing the attachment of several U-shaped packaging units made of metal foil.
5a und 5b sind Stirnansichten des
Wafers, die gepackte optische Elemente während und unmittelbar nach
dem Trennen zeigen. 5a and 5b are end views of the wafer showing packaged optical elements during and immediately after separation.
6 ist
eine perspektivische Darstellung mehrerer gepackter optischer 1 × 2-Elemente
während
eines anderen Packungsschritts unter Verwendung einer Form mit mehreren
Hohlräumen. 6 Figure 3 is a perspective view of multiple 1 × 2 packaged optical elements during another packaging step using a multi-cavity mold.
7 ist
eine perspektivische Darstellung mehrerer gepackter optischer 1 × 2-Elemente,
die zum thermischen und/oder optischen Testen bereit sind. 7 Figure 3 is a perspective view of multiple 1 × 2 packaged optical elements ready for thermal and / or optical testing.
8 ist
eine perspektivische Darstellung eines versandfertigen, einzelnen
vollständig
gepackten optischen 1 × 2-Elements. 8th Figure 3 is a perspective view of a single, fully packaged 1 × 2 optical element ready for shipment.
9 ist
eine perspektivische Darstellung mehrerer gepackter optischer 1 × 8-Elemente,
die zum thermischen und/oder optischen Testen bereit sind. 9 Figure 3 is a perspective view of a plurality of 1 x 8 packed optical elements ready for thermal and / or optical testing.
10 ist
eine perspektivische Darstellung eines versandfertigen, einzelnenvollständig gepackten
optischen 1 × 8-Elements. 10 Figure 3 is a perspective view of a single fully packaged 1 x 8 optical element ready for shipment.
Detaillierte
Beschreibungdetailed
description
Der integriert-optische Wafer der 3a, 3b und 3c mit
den Wellenleiterpfaden 35–35n ist für die Befestigung
der Faseranschlußenden
durch das Ausbilden der Faserbefestigungsträger 32/33 und das Freilegen
von Ausgangsports 36 und 36a durch die Bildung
der querverlaufenden Austrittsnut 31 vorbereitet. Zwar
sind aus Gründen
der Vereinfachung bei einer typischen Vorrichtung einige der Ports
Ausgangsports (beispielsweise auf einer Seite) und andere Ports
sind Eingangsports (beispielsweise auf der anderen Seite), jedoch
können
die optischen Ausgangsports in der vorliegenden Beschreibung auch
optische Eingangsports umfassen. Der Wafer ist teilweise vorgestanzt,
um Zwischenelementspalten 40 zu bilden, jedoch bleiben
die Elemente durch Querverbindungssegmente 37 und 38 sowie 37a und 38a verbunden.
Das Vorstanzen kann unter Verwendung eines herkömmlichen Schneidverfahrens
mit vibrierendem Draht erfolgen, indem der Vorgang angehalten wird,
bevor der Schneiddraht den Wafer vollständig durchdringt. Andere Schneideinrichtungen, beispielsweise
eine (vibrierende) Schneideinrichtung mit mehreren Drähten oder
eine Säge
mit mehreren Blättern,
können
ebenfalls verwendet werden.The integrated optical wafer of the 3a . 3b and 3c with the waveguide paths 35 - 35n is for attaching the fiber termination ends by forming the fiber attachment supports 32/33 and exposing output ports 36 and 36a through the formation of the transverse exit groove 31 prepared. While for simplicity in a typical device some of the ports are output ports (e.g. on one side) and other ports are input ports (e.g. on the other side), the optical output ports can be used in the present description also include optical input ports. The wafer is partially pre-punched to form intermediate element gaps 40 to form, however, the elements remain through cross-connection segments 37 and 38 such as 37a and 38a connected. Pre-punching can be done using a conventional vibrating wire cutting process by stopping the process before the cutting wire completely penetrates the wafer. Other cutters such as a multi-wire (vibrating) cutter or a multi-blade saw can also be used.
In den 3a–3c sind Teile der unteren Schicht
des Wafers weggenommen, wodurch die Querverbindungssegmente relativ
dünn sind,
um ein späteres
Trennen zu erleichtern. Darüber
hinaus können
Querverbindungssegmente oder andere einstückige Verbindungen mit einer
Diamantschneideinrichtung gekerbt oder geritzt werden, um die Bildung von
Kerbmarkierungen 39–39n zu
vereinfachen, welche das endgültige
Trennen nach dem Anschließen der
Faserenden und/oder dem weiteren Packen erleichtern.In the 3a - 3c parts of the bottom layer of the wafer are removed, making the cross-connection segments relatively thin to facilitate later separation. In addition, cross-connection segments or other one-piece connections can be scored or scored with a diamond cutter to form notch marks 39 - 39n to simplify, which facilitate the final separation after connecting the fiber ends and / or further packing.
Die inneren Querverbindungssegmente 38 und 38a sind
vorzugsweise nicht unmittelbar unter der querverlaufenden Austrittsnut 31 angeordnet, welche
den dünnsten
Bereich des Wafers bildet. Wenn die einzelnen Elemente auseinandergebrochen
oder gesägt
werden, können
Mikrosprünge
im Wafer auftreten, und es wird bevorzugt, die Bildung dieser Mikrosprünge unmittelbar
unter dem dünnsten Bereich
des Wafers zu verhindern.The inner cross-connection segments 38 and 38a are preferably not immediately below the transverse exit groove 31 arranged, which forms the thinnest region of the wafer. When the individual elements are broken apart or sawn, micro cracks can occur in the wafer, and it is preferred to prevent these micro cracks from forming immediately under the thinnest area of the wafer.
Relativ dünne Querverbindungssegmente erleichtern
das Trennen und sie ermöglichen
freie Räume
zwischen den Elementen zum Einspritzen des Packungsklebers vor dem
Trennen, wenn eine Verbundmaterialfolie zum Packen mit U-Clips verwendet
wird (siehe 4c und die
zugehörige
nachfolgende Beschreibung).Relatively thin cross-connection segments facilitate the separation and they allow free spaces between the elements for injecting the packaging adhesive before the separation if a composite material film is used for packing with U-clips (see 4c and the associated description below).
Andere integrierte Verbindungseinrichtungen können bei
alternativen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispielsweise können Querverbindungsstreifen,
die den Querverbindungssegmenten ähnlich sind, vor dem Vorstanzschritt
unter Verwendung geeigneten Klebers oder anderer Befestigungseinrichtungen
fest an dem Wafer angebracht werden. Der Stanzschritt kann vollständig durch
den Wafer schneiden, so daß die
einzelnen Elemente durch Entfernen der Klebemittel getrennt werden
können,
wobei im Falle von Wachs Wärme
und im Falle eines Epoxids ein Lösemittel
verwendet wird. Die Querverbindungsstreifen sind vorzugsweise breiter
als die Querverbindungssegmente.Other integrated connection devices can be used
alternative embodiments
of the present invention. For example, cross-connection strips,
that are similar to the cross-connection segments before the pre-punching step
using suitable glue or other fastening devices
firmly attached to the wafer. The punching step can be done completely
cut the wafer so that the
individual elements can be separated by removing the adhesive
can,
being warm in the case of wax
and in the case of an epoxy, a solvent
is used. The cross-connection strips are preferably wider
than the cross-connect segments.
Das Vorstanzen kann von der Seite
des Wafers her ausgeführt
werden, die den Wellenleiterpfaden entgegengesetzt ist (anstatt
von der Wellenleiterseite her, wie in den 3a und 3c dargestellt).
Zum Zerteilen des Wafers in einzelne Elemente wird die Oberseite
zwischen den Elementen eingekerbt und die Elemente auseinandergebrochen.
Dieses Ausführungsbeispiel
ermöglicht
eine höhere
Packungsdichte von Elementen auf dem Wafer, da ein relativ dicker
Vorstanzschnitt zwischen den Wellenleiterpfaden nicht mehr erforderlich
ist. Die Schnitte auf der Waferunterseite können unter einem oder mehreren Wellenleiterpfaden
angeordnet sein. Die Elemente sind bei diesem Ausführungsbeispiel üblicherweise T-förmig, wobei
sich die Wellenleiter im Querstrich (der Oberseite) des "T" befinden. Bei einer 0,8 mm dicken 1 × 2-Vorrichtung
ist der Querstrich des "T" ungefähr 0,8 mm
dick, während
der vertikale Strich nur 0,5 mm dick ist. Das Packen erfolgt üblicherweise nach
dem Zerteilen.The pre-punching can be carried out from the side of the wafer that is opposite to the waveguide paths (instead of from the waveguide side, as in FIGS 3a and 3c ) Shown. To split the wafer into individual elements, the top side is notched between the elements and the elements are broken apart. This embodiment enables a higher packing density of elements on the wafer, since a relatively thick pre-cut between the waveguide paths is no longer required. The cuts on the underside of the wafer can be arranged under one or more waveguide paths. In this embodiment, the elements are usually T-shaped, the waveguides being in the horizontal line (the top) of the "T". For a 0.8 mm thick 1 × 2 device, the cross line of the "T" is approximately 0.8 mm thick, while the vertical line is only 0.5 mm thick. Packing is usually done after cutting.
Der Wafer der 3a–3c weist acht 1 × 2-Elemente
auf, obwohl ein typischer Wafer vierzig (40) – fünfundachtzig
(85) oder mehr 1 × 2-Elemente aufweist.
In 4a ist ein Bereich
des Wafers der 3a–3c während des Schritts des Ausrichtens und
des Befestigens der Faserenden dargestellt. Das Ausrichten und das
Befestigen der Faserenden kann aufeinanderfolgend für die Fasern
auf jeder Seite der einstückig
verbundenen Elemente unter Verwendung von Verfahren ausgeführt werden,
die den im durch Bezugnahme als Teil der vorliegenden Anmeldung geltenden
US-Patent 4 979 970, Dannoux et al., beschriebenen Verfahren ähnlich sind.
In 4a wurde die Ausrichtung
und die Befestigung für
die ersten drei Elemente durchgeführt, während der Vorgang am vierten
Element im Gange ist.The wafer of the 3a - 3c has eight 1 × 2 elements, although a typical wafer is forty ( 40 ) - eighty-five ( 85 ) or more 1 × 2 elements. In 4a is an area of the wafer 3a - 3c during the step of aligning and securing the fiber ends. Alignment and attachment of the fiber ends can be carried out sequentially for the fibers on each side of the integrally connected elements using methods described in U.S. Patent No. 4,979,970, Dannoux et al., Incorporated herein by reference as part of the present application Procedures are similar. In 4a Alignment and attachment has been done for the first three elements while the fourth element is in progress.
Die Fasern eines ersten Elements
können durch
die Mikromanipulationseinrichtungen 41,42 und 43 unter
Verwendung einer ersten ungefähren Ausrichtung
und einer zweiten genauen Ausrichtung ausgerichtet werden, die innerhalb
der querverlaufenden Austrittsnuten 50 und 50a erfolgen.
Wie in 4a dargestellt,
arbeiten die drei Mikromanipulatoreinrichtungen 41, 42 und 43 zusammen,
um die Eingangsfaser 47a und die Ausgangsfasem 48n und 49n aktiv
aufeinander auszurichten. Zuerst werden die Fasern 47n und 49n ausgerichtet
und befestigt, und anschließend
oder gleichzeitig wird die Faser 48n ausgerichtet und befestigt.
Die Mikromanipulationseinrichtungen sind angewinkelte Kammeinrichtungen
(mehrere V-Rillen) oder Fingereinrichtungen (Zangen) zum Positionieren
der Fasern innerhalb der querverlaufenden Austrittsnuten. Die Fasernkönnen zur
Herstellung eines sicheren Kontakts mit der Positionierungseinrichtung
gebogen werden. Im Befestigungsschritt werden eine UV-empfindliche
Klebeverbindung 56 und eine Hafteinrichtung 44 aufgebracht und
mittels ultravioletten Lichtes gehärtet.The fibers of a first element can pass through the micromanipulation devices 41 . 42 and 43 using a first approximate orientation and a second precise orientation that are within the transverse exit grooves 50 and 50a respectively. As in 4a shown, the three micromanipulator devices work 41 . 42 and 43 together to the input fiber 47a and the output fibers 48n and 49n actively align with each other. First, the fibers 47n and 49n aligned and attached, and then or simultaneously the fiber 48n aligned and attached. The micromanipulation devices are angled comb devices (several V-grooves) or finger devices (pliers) for positioning the fibers within the transverse exit grooves. The fibers can be bent to make secure contact with the positioning device. In the fastening step there is a UV sensitive adhesive connection 56 and an adhesive device 44 applied and hardened by means of ultraviolet light.
Sobald das erste Element ausgerichtet
und befestigt ist, wird die Position der Wellenleiterausgangsports
gespeichert, und die Mikromanipulationseinrichtung geht zum nächsten Element über, wobei
die gespeicherten Positionen als Bezugspunkte verwendet werden.
Diese Positionen werden mit den bekannten Trennabständen verglichen,
die durch die photolithographische Maske gegeben sind. Somit ist der
zeitaufwendige und kostspielige erste Schritt des ungefähren Ausrichtens
für kein
Element nach dem ersten mehr erforderlich.Once the first element is aligned and attached, the position of the waveguide output ports is stored and the micromanipulator moves to the next element using the stored positions as reference points. These positions are compared with the known separation distances that are given by the photolithographic mask. So is the time-consuming and costly first step of roughly aligning no element after the first is required.
Alternativ kann eine Mehrfasermanipulationseinrichtung
verwendet werden, um mehrere Fasern gleichzeitig an mehrere Elemente
anzuschließen,
abhängig
von der Ausbildung der Mikromanipulationseinrichtung und der erforderlichen
Genauigkeit der Ausrichtung.Alternatively, a multi-fiber manipulation device
used to attach multiple fibers simultaneously to multiple elements
to join,
dependent
on the formation of the micromanipulation device and the required
Alignment accuracy.
Nach Abschluß des UV-Härtens der Faseranschlußenden sämtlicher
Elemente, wird vorzugsweise ein thermischer Härtungsschritt durchgeführt, um
die mechanischen Eigenschaften des Klebers zu verbessern und die
Grenzfläche
zwischen Kleber und Wafer zu verbessern.After completing the UV curing of the fiber connection ends all
Elements, a thermal curing step is preferably carried out to
to improve the mechanical properties of the adhesive and the
interface
between glue and wafer to improve.
4b ist
eine Draufsicht auf den zum weiteren Packen bereiten vorgestanzten
Wafer nach dem Ausrichten und Befestigen der Faseranschlußenden. 4b Figure 4 is a top view of the prepunched wafer ready for further packaging after alignment and attachment of the fiber termination ends.
4c ist
eine perspektivische Darstellung eines einzelnen Packungsschritts
für die
mehreren verbundenen Elemente unter Verwendung einer Verbundfolie 60 mit
einer Gruppe von U-Clip-Packelementen 61. Die U-Clips 61 bedecken
die einzelnen Elemente und Bilden die Außenseite einer versiegelten
Packung. Diese U-Clip-Packelemente sind in der US-Patentanmeldung 07/593
903, Dannoux, näher beschrieben,
welche an die Inhaberin der vorliegenden Erfindung übertragen
und durch Bezugnahme Teil des Gegenstands der vorliegenden Anmeldung ist.
Vertiefungen 62 der U-Clips unterstützen den Schutz der Faser-/Substrat-Verbindungsstelle
vor einer Beeinflussung durch Packungsdichtmittel. 4c Figure 3 is a perspective view of a single packaging step for the multiple connected elements using a composite film 60 with a group of U-Clip packing elements 61 , The U clips 61 cover the individual elements and form the outside of a sealed package. These U-clip packing elements are described in more detail in US patent application 07/593 903, Dannoux, which is assigned to the holder of the present invention and is incorporated by reference into the subject matter of the present application. wells 62 The U-clips support the protection of the fiber / substrate connection point from being influenced by packing sealants.
Sobald die Verbundfolie 60 über den
vorgestanzten Wafer gelegt ist, können die einzelnen Elemente
unter Verwendung eines Dichtmitteleinspritzverfahrens für ein Element
oder mehrere Elemente gleichzeitig oder unter Verwendung eines Tauchdichtungsverfahren
für den
gesamten Wafer. Bei Querverbindungssegmenten oder Querverbindungsstreifen,
die die Unterseite des Wafers nur zum Teil bedecken, sind offene
Bereiche zwischen den Querverbindungen ausgebildet, um das Aufbringen
des Dichtmittels von unterhalb des Wafers zu ermöglichen. Beim Dichtmittel-Einspritzverfahren
kann eine Mehrkopf-Einspritzvorrichtung (z. B. ein Roboter) zum
Leiten des Dichtmittels durch bestimmte Öffnungen verwendet werden.
Beim Tauchdichten kann der Wafer teilweise in ein Dichtmittelbad
gesenkt werden, wobei das Dichtmittel durch Dochtwirkung in die
U-Clip-Abdeckungen eintritt.Once the composite film 60 over the pre-punched wafer, the individual elements can be applied using a sealant injection process for one or more elements at the same time or using a dip sealing process for the entire wafer. In the case of cross-connection segments or cross-connection strips which only partially cover the underside of the wafer, open areas are formed between the cross-connections in order to enable the sealant to be applied from below the wafer. In the sealant injection process, a multi-head injector (e.g., a robot) can be used to direct the sealant through certain openings. During dip sealing, the wafer can be partially lowered into a sealant bath, the sealant entering the U-clip covers through wicking.
Zu diesem Zeitpunkt sind die einstückig verbundenen
Elemente zum Trennen bereit. Die 5a und 5b zeigen eine Sägevorgang,
durch den die Querverbindungssegmente 57, 58, 57a und 58a entfernt
werden, wobei die einzelnen mit Faseranschlüssen versehenen Elemente 70–70n (mit
den ummantelten Fasern 47/48/49–47n/48n/49n)
zum weiteren Packen, Messen, Prüfen
von Eigenschaften und Testen bereit sind. Alternativ können Einkerbungen 59–59n zum
Erleichtern des Abbrechens der einzelnen mit Faseranschlüssen versehenen
Elemente ohne Sägen
verwendet werden.At this point the integrally connected elements are ready for separation. The 5a and 5b show a sawing process through which the cross-connection segments 57 . 58 . 57a and 58a are removed, the individual elements provided with fiber connections 70 - 70n (with the covered fibers 47 / 48 / 49 - 47n / 48n / 49n ) are ready for further packing, measuring, testing of properties and testing. Alternatively, notches can be made 59 - 59n can be used to facilitate the breaking off of the individual elements provided with fiber connections without sawing.
Alternativ können einzelne U-Clip-Packungselemente
nach dem Trennen der einzelnen Elemente verwendet werden.Alternatively, individual U-clip packing elements
can be used after separating the individual elements.
6 zeigt
einen weiteren Packschritt, in dem die einzelnen Elemente unter
Verwendung von Spritzgießverfahren
gekapselt werden. Eine Form 74 mit mehreren Hohlräumen, einschließlich Einspritzhohlräumen 73–73n,
kann in Verbindung mit einer (nicht dargestellten) passenden oberen
Form unter Verwendung herkömmlicher
Spritzgießverfahren
verwendet werden. Muffenformen 7l–71n und 72–72n können zur
Herstellung von Muffen 81 und 81a (siehe 7) zum Schutz des Elements
vor einem Lösen der
Faser durch Biegen der Anschlußenden
eingesetzt werden. 6 shows a further packing step in which the individual elements are encapsulated using injection molding. A form 74 with multiple cavities, including injection cavities 73 - 73n , can be used in conjunction with a matching top mold (not shown) using conventional injection molding techniques. sleeve forms 7l - 71n and 72 - 72n can be used to manufacture sleeves 81 and 81a (please refer 7 ) to protect the element from loosening the fiber by bending the connection ends.
Ein Teil dieses zusätzlichen
Packens, beispielsweise das Bilden der Muffen 81 und 81a (siehe 7) kann vor dem in den 5a und 5b dargestellten Trennschritt durchgeführt werden.Part of this additional packing, for example forming the sleeves 81 and 81a (please refer 7 ) can be in the 5a and 5b separation step shown are performed.
Die 6 und 7 zeigen einen Aspekt der
vorliegenden Erfindung, nach dem die Faseranschlußenden gegenüber den
Elementsubstraten zusam mengehalten werden, um ein massenhaftes Anschließen der
Fasern und ein massenhaftes Packen und späteres Messen, Prüfen der
Eigenschaften und Testen mehrerer Elemente zu erleichtern. Es wird eine
Gruppierungseinrichtung 87 verwendet, um die Enden der
Eingangsfasern 47–47n in
ihrer Position zu fixieren. Die Faserenden sind genau beabstandet, um
das. Positionieren des Kerns und das Einleiten von Licht, das beim
Messen, Prüfen
der Eigenschaften und Testen erforderlich ist, zu vereinfachen.
Sobald die Faserenden durch die Gruppierungseinrichtung 87 festgelegt
sind, werden die Fasern in Form eines Bandes zusammengehalten. Dieses
Faserband vereinfacht das Ausrichten und das Befestigen einzelner
Fasern auf bzw. an dem vorgestanzten Wafer, wie in 4a dargestellt.The 6 and 7 show an aspect of the present invention according to which the fiber termination ends are held together against the element substrates in order to facilitate mass connection of the fibers and mass packing and later measuring, testing the properties and testing of several elements. It becomes a grouping facility 87 used the ends of the input fibers 47 - 47n to fix in their position. The fiber ends are precisely spaced to facilitate the positioning of the core and the introduction of light that is required when measuring, testing properties and testing. Once the fiber ends through the grouping device 87 are fixed, the fibers are held together in the form of a ribbon. This fiber sliver simplifies the alignment and fastening of individual fibers on or on the pre-punched wafer, as in FIG 4a shown.
Darüber hinaus erleichtert das
Faserband die Massenvorbereitung der Fasern, einschließlich des
Spaltens, des Entfernens der Ummantelung und der Bearbeitung der
Enden zur Verringerung der Rückreflexion,
beispielsweise mittels eines HF-Säureätzmittels.It also makes it easier
Sliver the bulk preparation of the fibers, including the
Cleaving, removing the casing and processing the
Ends to reduce back reflection,
for example using an HF acid etchant.
Das Faserband kann durch herkömmliche Einrichtungen
gebildet werden, beispielsweise durch Wickeln einer einzelnen Faser
auf eine Spule. Bei Faseranschlußenden von 1,0 m Länge kann
eine Spule von 0,5 m Durchmesserverwendet werden, woraus sich ungefähr 0,5 m
zusätzlicher
Faser ergeben. Die gewickelte Faser kann festgeklemmt und geteilt
werden, so daß ein
Faserband gebildet wird, wobei jede Faser eine Länge hat, die dem Umfang der
Spule entspricht. Das geklemmte Faserband kann anschließend durch
Festlegen der Faserenden an einem Ende des Bandes, beispielsweise
mittels der Gruppierungseinrichtung 87, gesichert werden. Es
kann jede geeignete Bandbildungseinrichtung benutzt werden, die
ein Zerteilen in einzelne Fasern zu einem Zeitpunkt nahe dem Ende
des Herstellungsverfahrens erlaubt. Lose Rohrummantelungseinrichtungen
können
zum Schutz der Fasern im Band ebenfalls verwendet werden, wenn verkabelte und/oder
mit Anschlüssen
versehene Faserenden erwünscht
sind.The sliver can be formed by conventional means, for example by winding a single fiber on a spool. A 0.5 m diameter spool can be used with fiber ends 1.0 m long, resulting in approximately 0.5 m of additional fiber. The wound fiber can be clamped and split to form a sliver, each fiber having a length that corresponds to the circumference of the spool. The clamped sliver can then be fixed by fixing the fiber ends to one end of the sliver, for example by means of the grouping device 87 , be secured. Any suitable banding device can be used which allows the fibers to be broken into individual pieces at a time near the end of the manufacturing process. Loose tube sheathing devices can also be used to protect the fibers in the ribbon when wired and / or terminated fiber ends are desired.
Einrichtungen 88 und 89 zum
Bündeln
von Ausgangsfasern werden ebenfalls zum Bilden von Bändern oder
anderen Bündeln
der Ausgangsfasern 48–48n und 49–49n eingesetzt.
Sobald die beiden Ausgangsfaserbündel
gebildet sind, können
die Fasern der beiden Bündel
verschachtelt angeordnet werden, so daß sämtliche ersten Ausgangsfasern (48–48n)
in einer ersten Ausgangsfaserbündelungseinrichtung 88 und
alle zweiten Ausgangsfasern (49–49n) in der Faserbündelungseinrichtung 89 enden.
Das Verschachteln kann durch Flachlegen der beiden Faserbündel zu
Bändern
und Positionieren des mit der Bündelungseinrichtung 89 verbundenen Bandes über dem
mit der Bündelungseinrichtung 898 verbundenen
Bandes, wobei das obere Band derart seitlich von dem unteren Band
versetzt ist, daß die Faser 49 über dem
Zwischenraum zwischen der Faser 48 und der Faser 48a angeordnet
ist. Die Verschachtelung ergibt sich, wenn die beiden Bänder durch
geeignete Werkzeuge oder andere Mittel zusammengeführt werden.facilities 88 and 89 for bundling output fibers are also used to form ribbons or other bundles of the output fibers 48 - 48n and 49 - 49n used. As soon as the two output fiber bundles are formed, the fibers of the two bundles can be arranged in an interleaved manner so that all of the first output fibers ( 48 - 48n ) in a first output fiber bundling device 88 and every second output fiber ( 49 - 49n ) in the fiber bundling device 89 end up. The nesting can be done by laying the two fiber bundles flat and positioning them with the bundling device 89 connected band above that with the bundling device 898 connected band, the upper band being offset laterally from the lower band such that the fiber 49 over the space between the fibers 48 and the fiber 48a is arranged. The nesting results when the two belts are brought together using suitable tools or other means.
Es ist nicht unbedingt erforderlich,
daß die Enden
der Ausgangsfasern 48-48n und 49–49n während des
aktiven Ausrichtens und des Messens, des Prüfens der Eigenschaften und
des Testens genau beabstandet sind. Der Grund dafür ist, daß ein großer Detektor
zum Messen des aus jedem vollständigen Bündel ausgegebenen
Lichts verwendet werden kann, da das Eingangslicht in die Fasern 47–47n mit Hilfe
der Gruppierungseinrichtung 87 präzise eingeleitet wird. Wenn
das Licht in eine einzelne Eingangsfaser, beispielsweise 47, eingeleitet
wird, wird ein Ausgang durch die beiden Ausgangsfasern, beispielsweise
48 und 49, in dem 1 × 2-Element
80 erzeugt. Die beiden großem
Detektorenkönnen
zum Abdecken der Endflächen
sämtlicher
Fasern in den beiden Faserbündeln
verwendet werden, so daß sie den
Lichtausgang der beiden separaten Fasern, die das von der Eingangsfaser 47 kommende
geteilte Licht empfangen, genau erkennen.It is not essential that the ends of the output fibers 48 - 48n and 49 - 49n are closely spaced during active alignment and measurement, property testing and testing. The reason for this is that a large detector can be used to measure the light output from each complete bundle because the input light into the fibers 47 - 47n with the help of the grouping facility 87 is initiated precisely. When the light is introduced into a single input fiber, e.g. 47, an output is produced by the two output fibers, e.g. 48 and 49, in the 1x2 element 80. The two large detectors can be used to cover the end faces of all the fibers in the two fiber bundles so that they block the light output of the two separate fibers, which is that of the input fiber 47 receive coming split light, recognize exactly.
Zum aktiven Ausrichten der Faseranschlüsse auf
einem Wafer von 1 × 2-Vorrichtungen kann eine
einzelne, sich bewegende multimodale Faser zum aufeinanderfolgenden
Einleiten von Licht in die Eingangsfasern verwendet werden, und
es können eine
oder zwei sich bewegende multimodale Fasern zum Übertragen von Licht zwischen
einzelnen Ausgangsfasem und einem oder zwei Detektoren eingesetzt
werden. In diesem Fall müssen
die Faserenden mit einem gewissen Genauigkeitsgrad getrennt werden.
In ähnlicher
Weise kann bei 1 × 8-Vorrichtungen (siehe
im folgenden im Zusammenhang mit 9) eine
einzelne multimodale Faser zum Einleiten von Licht in die angeordneten
Eingangsfasern verwendet werden, und es können acht (8) multimodale
Fasern zur Übertragung
zwischen den einzelnen Ausgangsfasem in acht Ausgangsfaseranordnungen
und acht Detektoren eingesetzt werden. Die Wahl zwischen Ausgangsbündeln und
Ausgangsanordnungen stellt üblicherweise
einen Kompromiß zwischen
den Kosten großer
Detektoren und denjenigen von zusätzlichen Faserpositionierungseinrichtungen
dar.To actively align the fiber ports on a wafer of 1 × 2 devices, a single moving multimodal fiber can be used to introduce light sequentially into the input fibers, and one or two moving multimodal fibers can be used to transmit light between individual output fibers and one or two detectors can be used. In this case, the fiber ends must be separated with a certain degree of accuracy. Similarly, with 1 × 8 devices (see related below 9 ) a single multimodal fiber can be used to introduce light into the arrayed input fibers, and eight ( 8th ) multimodal fibers are used for transmission between the individual output fibers in eight output fiber arrangements and eight detectors. The choice between output bundles and output arrangements is usually a compromise between the cost of large detectors and those of additional fiber positioning devices.
Bei der abschließenden Messung der absolute
Einkopplungsverluste wird eine monomodale Verbindungsfaser für monomodale
Vorrichtungsfaseranschlüsse
zusammen mit einem Faserrückschneidevorgang
verwendet. Die erfindungsgemäßen Massen-Faseranschlußenden erleichtern
ein massenhaftes Spalten bei diesem Rückschneidevorgang.In the final measurement, the absolute
Coupling losses become a monomodal connection fiber for monomodal
Device fiber connections
together with a fiber cutting process
used. The mass fiber connection ends according to the invention facilitate
a massive splitting in this trimming process.
Auf diese Weise eliminiert die vorliegende Erfindung
die Notwendigkeit des getrennten Anschließens der einzelnen Fasern jedes
Elements an eine geeignete Meß-
oder Testvorrichtung. Nach Abschluß sämtlicher Pack- und Testvorgänge können die
einzelnen Elemente oder durch Spalten getrennt oder auf eine andere
Art durch Entfernen der Faser aus der Gruppierungs einrichtung 87 und
den Bündelungseinrichtungen 88 und 89.
Die einzelnen Elemente können
sodann in einzelne Schachteln gepackt werden, wie in 8 gezeigt.In this way, the present invention eliminates the need to separately connect the individual fibers of each element to an appropriate measuring or testing device. After completion of all packing and testing operations, the individual elements or separated by columns or in another way by removing the fiber from the grouping device 87 and the bundling facilities 88 and 89 , The individual elements can then be packed in individual boxes, as in 8th shown.
9 zeigt
eine ähnliche
Massen-Fasermontage für
mehrere 1 × 8-Wellenleiterteiler/-kopplerelemente
90–90n.
Derartige 1 × 8-Vorrichtungen können durch
lithographische Verfahren gebildet werden, die den zuvor in Zusammenhang
mit 1 × 2-Vorrichtungen
beschriebenen ähnlich
sind (siehe beispielsweise Bellerby et al. "Lew cost silica-on-Silicon SM 1 : 16
Optical Power Splitter for 1550nm", E-FOC LAN '90, IGI Europe June 27–29, 1990 5.100–103). Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Gruppierungseinrichtung 100 für die Eingangsfasern 99–99n (die
sich vom Element durch die Fasermuffeneinrichtungen 110–110n erstrecken)
im wesentlichen gleich der Gruppierungseinrichtung 87 in 6. Jede Vorrichtung hat
acht Ausgangsfasern, beispielsweise 91–98 (die sich vom
Element durch die Fasermuffeneinrichtungen 111–111n erstrecken), und
somit werden acht Bündelungseinrichtungen 101–108 zur
Bildung von acht Faserbündeln
verwendet, wobei jedes Bündel
einen bestimmten Ausgangszweig (1–8) aus sämtlichen
Elementen hat. Während
des Faseranschlußvorgangs
können
die Fasern der acht Bündel,
wie zuvor in Zusammenhang mit den Faserbündelungseinrichtungen 88 und 89 der
1 × 2-Elemente
beschrieben, verschachtelt werden. Die acht Fasergruppen werden
in übereinander angeordneten
Bändern
positioniert, wobei jedes Band seitlich gegenüber dem darunterliegenden Band
versetzt ist. Das Verschachteln erfolgt beim Zusammenführen der
Bänder. 9 shows a similar bulk fiber assembly for multiple 1 × 8 waveguide splitters / couplers 90-90n. Such 1 × 8 devices can be formed by lithographic processes similar to those previously described in connection with 1 × 2 devices (see, for example, Bellerby et al. "Lew cost silica-on-Silicon SM 1:16 Optical Power Splitter for 1550nm ", E-FOC LAN '90, IGI Europe June 27-29, 1990 5.100-103). In the illustrated embodiment, the grouping device 100 for the input fibers 99 - 99n (which differs from the element through the fiber sleeve devices 110 - 110n extend) substantially the same as the grouping device 87 in 6 , Each device has eight output fibers, for example 91 - 98 (which differs from the element through the fiber sleeve devices 111 - 111n extend), and thus become eight bundling facilities 101 - 108 used to form eight bundles of fibers, each bundle having a specific output branch ( 1 - 8th ) from all elements. During the fiber connection process, the fibers of the eight bundles can be used as before in connection with the fiber bundling devices 88 and 89 of the 1 × 2 elements described, are nested. The eight fiber groups are positioned in bands one above the other, with each band being laterally offset from the band below. The nesting takes place when the tapes are brought together.
Das Messen, Prüfen der Eigenschaften und Testen
der Gruppe der 1 × 8-Elemente erfolgt
in ähnlicher
Weise wie in Zusammenhang mit 7 für die 1 × 2-Elemente
beschrieben. Bei einem Ausführungsbeispiel
wird Licht präzise
in eine bestimmte Eingangsfaser, beispielsweise 99, eingeleitet
und die Ausgänge
der acht Ausgangsfasern, beispielsweise 91–98, werden von Detektoren
erkannt, die vor den durch die Faserbündelungseinrichtungen 101–108 gruppierten
Faserendflächen
angeordnet sind. Der Vorgang wird für jedes Element wiederholt,
indem die Lichteinleitung über
die von der Gruppierungseinrichtung 100 in ihrer Position
festgelegten Eingangsfaserendflächen
fortgeschaltet wird.Measuring, testing the properties and testing the group of 1 × 8 elements is done in a similar manner like in the context of 7 described for the 1 × 2 elements. In one embodiment, light is precisely injected into a particular input fiber, e.g. 99, and the outputs of the eight output fibers, e.g. 91-98, are detected by detectors in front of those through the fiber bundling devices 101 - 108 grouped fiber end faces are arranged. The process is repeated for each element, by introducing the light through that of the grouping device 100 is advanced in their fixed input fiber end faces.
10 zeigt
ein einzelnes 1 × 8-Element 90, das
zum Versand in einer Schachtel verpackt ist, wobei die Eingangsfaser 99 (
die sich vom Element durch die Fasermuffeneinrichtung 110 erstreckt)
und die Ausgangsfasern 91-98 (die sich vom Element durch die Fasermuffeneinrichtung 111 erstrecken) schleifenförmig in
der Schachtel 112 angeordnet sind. 10 shows a single 1 × 8 element 90 , which is packed in a box for shipping, with the input fiber 99 (which differs from the element through the fiber sleeve device 110 extends) and the output fibers 91 -98 (which extends from the element through the fiber sleeve assembly 111 extend) in a loop in the box 112 are arranged.
Bei einem Beispiel wurde ein quadratischer Wafer
mit 33 multimodalen 1 × 2-Teilern vor dem Trennen
der Elemente mit Faseranschlüssen
versehen. Es wurden ferner lose Rohrummantelungen verwendet. Klemmstangen
dienten dem Halten der mehreren Faseranschlußenden in zwei Bändern, einem
mit 33 ummantelten Fasern, und einem anderen mit 66 ummantelten
Fasern. Die dem Wafer gegenüberliegenden
Enden der 33 Eingangs- und 66 Ausgangsfasern wurden
in einer Gruppierungseinrichtung festgelegt, so daß die 99 Fasern
mit parallelen Enden angeordnet waren. Der Wafer war 33 mm breit,
34 mm lang und 3 mm dick. Die einzelnen Elemente waren ungefähr 0,7 mm
breit, wobei ein ungefähr
0,3 mm breiter Vorschneidesägeschnitt
vorgesehen war. Die Teiler wurden nach dem Anschließen der
Faserenden gemessen, während
sie noch einstückig
verbunden waren, und sie zeigten sämtlich einen intrinsischen Überschußverlust
von <1 dB.In one example, a square wafer was used 33 Multimodal 1 × 2 dividers with fiber connections before separating the elements. Loose pipe jackets were also used. Clamping rods were used to hold the several fiber connection ends in two bands, one with 33 coated fibers, and another with 66 coated fibers. The opposite ends of the wafer 33 Input and 66 Output fibers were set in a grouping facility so that the 99 Fibers with parallel ends were arranged. The wafer was 33 mm wide, 34 mm long and 3 mm thick. The individual elements were approximately 0.7 mm wide, with an approximately 0.3 mm wide pre-sawing cut being provided. The dividers were measured after the fiber ends were connected while still integral, and they all showed an intrinsic excess loss of <1 dB.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung
nicht auf die genauen Details bezüglich Konstruktion, Betrieb,
Materialien oder Ausführungsbeispiele,
die dargestellt und beschrieben wurden, beschränkt ist, da dem Fachmann Modifikationen
und Äquivalente
ersichtlich sind, ohne daß der
Rahmen der Erfindung verlassen würde.
Beispielsweise ist die Erfindung nicht auf Koppler/Teiler beschränkt, sondern
kann auf die Herstellung beliebiger integriert-optischer Elemente
angewandt werden, die optische Faseranschlüsse aufweisen. Die Erfindung
kann allgemein auf Wafer mit mehreren integriert-optischen M × N-Elementen
angewandt werden, die M Eingänge
und N Ausgänge
verwenden, beispielsweise 2 × 16-Vorrichtungen
oder M × N-Näherungskopplervorrichtungen.
Es ist vorteilhaft, die M × N-Vorrichtungen unter
Verwendung von M Eingangsbändern
und N Ausgangsbändern
mit einer Faser zum Befestigen an einem bestimmten Ausgangsport
jedes der mehreren integriert-optischen Elemente auszubilden. Die
den Elementen entgegengesetzten Enden der Bänder können gruppiert oder gebündelt werden,
um ein aktives Ausrichten oder Testen zu erleichtern.It should be noted that the invention
not to the exact details regarding construction, operation,
Materials or examples,
which have been illustrated and described, is limited by those skilled in the art
and equivalents
can be seen without the
Would leave the scope of the invention.
For example, the invention is not limited to couplers / dividers, but rather
can manufacture any integrated optical elements
are used that have optical fiber connections. The invention
can generally be used on wafers with multiple integrated optical M × N elements
applied, the M inputs
and N outputs
use, for example 2x16 devices
or M × N proximity coupler devices.
It is advantageous to take the M × N devices below
Use of M input tapes
and N output bands
with a fiber to attach to a specific output port
to form each of the several integrated optical elements. The
ends of the ribbons opposite the elements can be grouped or bundled,
to facilitate active alignment or testing.
Daher ist die Erfindung nur durch
den Umfang der zugehörigen
Patentansprüche
begrenzt.Therefore, the invention is only through
the scope of the associated
claims
limited.