DE69330563T2

DE69330563T2 - Kopplung von planaren optischen Wellenleitern und optischen Fasern mit geringer Rückreflexion

Info

Publication number: DE69330563T2
Application number: DE69330563T
Authority: DE
Inventors: Thierry Luc Alain Dannoux; Jean Fabrice; Eric Jean Henri Firtion; Patrick Jean Pierre Herve
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 1993-11-08
Filing date: 1993-11-08
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2013-11-09
Also published as: JPH07181343A; CA2118087A1; EP0652451A1; JP3581938B2; DE69330563D1; EP0652451B1; US5526452A; AU683088B2; AU7756394A; ES2160585T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen einem Anschlußteil einer optischen Faser und einem planaren optischen Wellenleiter mit verbesserter Rückreflexion.

Hintergrund der Erfindung

Planare optische Wellenleiter finden zunehmende Akzeptanz für verschiedene Anwendungen. Bei der Herstellung planarer optischer Wellenleiter wird ein Stück optischer Faser, das allgemein als "Pigtail" (Anschlußteil) bezeichnet wird, an dem planaren optischen Wellenleiter angebracht. Das Anschlußteil wird während der Installation des planaren optischen Wellenleiters zur Verbindung des planaren optischen Wellenleiters mit anderen Komponenten eines Systems verwendet, beispielsweise mit anderen planaren optischen Wellenleitern, optischen Fasern, Transmittern oder Empfängern.
Die Leistung von Systemkomponenten kann durch optische Reflexion an Verbindungen vermindert werden, einschließlich der Verbindung zwischen dem Anschlußteil und dem planaren optischen Wellenleiter. Die Rückreflexion von der Verbindung zwischen dem Anschlußteil und dem planaren optischen Wellenleiter kann zur Rückkopplung optischer Energie zu Komponenten wie Lasern und anderen optischen Energiequellen führen. Zwar hängt das akzeptable Maß an Rückreflexion von den verwendeten Protokollen und der Netzwerkstruktur ab, doch geben Systementwickler gewöhnlich eine Rückreflexionsleistung von weniger als -50 dB für einzelne Komponenten an. Um das Maß der Rückreflexion zu reduzieren, ist es erwünscht, eine Verbindung mit geringem Reflexionswert zwischen dem Anschlußteil und dem planaren optischen Wellenleiter vorzusehen.
Ein Verfahren zur Verringerung des Maßes der Rückreflexion besteht im Vorsehen optischer Isolatoren im System. Jedoch erhöhen optische Isolatoren den optischen Verlust, die Kosten und die Komplexität des Gesamtsystems. Ferner können optische Isolatoren Wellenlängen- und Polarisationsempfindlichkeiten in das System einbringen. Darüber hinaus haben einige jüngere Versuche gezeigt, daß selbst unter Verwendung von optischen Isolatoren eine erhebliche Verschlechterung der Systemleistung bei Gbit/Sekunde-Systemen aufgrund vielfacher Reflexionen von den Verbindern aus eintreten kann. Gimlett et al., "Degradation in Gbit/s DFB Laser Transmissive Systems Due to Phase-to- Intensity Noise Conversion by Multiple Reflection Points", Electronics Letters, Bd. 24, Nr. 7, S. 406-408, 1988.
Das Abschrägen der Endfläche einer Faser wird hauptsächlich in Faser-Faser- Verbindungen verwendet. Ein Problem bei der Verwendung einer abgeschrägten Endfläche einer optischen Faser beim Verbinden eines Anschlußteils mit einer optischen Wellenleiterkomponente ist die nachfolgende Notwendigkeit des Ausrichtens der Anschlußteilendfläche zur Erzielung der besten Ergebnisse. Eine Ausrichtung der Endfläche eines Anschlußteils ist in Fig. 2 dargestellt. Eine derartige Verbindung kann ohne korrekte Ausrichtung mechanisch instabil sein, insbesondere in bezug auf bestimmte Umwelteinflüsse. Diese Instabilität wird generell durch die Bewegung des Anschlußteils relativ zur Komponente bewirkt, die aus der Ausdehnung von Klebern oder Gels resultiert, welche zum Anbringen des Anschlußteils an der Komponente verwendet werden, und wird durch die Wirkung der Ausrichtung der Schräge auf die Kleber- oder Gelstelle beeinflußt.
Die Instabilität ist besonders in Situationen erkennbar, in denen der Winkel der Abschrägung größer (ungefähr 10º oder mehr) ist und die Anschlußteilendfläche parallel zur Komponentenendfläche verläuft, wie in Fig. 2 dargestellt. Wenn die Endflächen parallel sind, kann die axiale Bewegung des Anschlußteils durch Dehnungsfehlausrichtungen die Anschlußteilendfläche zu einer aufwärts gerichteten Bewegung zwingen, so daß die optische Achse des Anschlußteils nicht länger auf die optische Achse der Komponente optisch ausgerichtet ist. Darüber hinaus kann das Anschlußteil durch einen (nicht dargestellten) hinteren Klebertropfen an der Stelle, an der die Anschlußteile einzeln befestigt sind, nach oben gedrückt werden. Es muß am oberen Rand des Anschlußteils ausreichend Kleber vorhanden sein, um eine Bewegung zu verhindern. Es ist zur Minimierung optischer Verluste nur ein begrenzter Abstand zwischen dem Anschlußteilkern und der Komponente erlaubt. Daher beeinflußt die Ausrichtung der Abschrägung die Instabilität der Verbindung zwischen Anschlußteil und Komponente. Für weitere Informationen bezüglich der Befestigung von Anschlußteilen an Komponenten sei beispielweise auf Vial et al., US-Patent 5 185 835 verwiesen.
Es ist ferner möglich, eine abgeschrägte Anschlußteilendfläche derart auszurichten, daß sie sich in einer offenen Konfiguration bezüglich der Komponente befindet, wie in Fig. 2(b) dargestellt. Diese offene Konfiguration ist, verglichen mit der parallelen Ausbildung nach Fig. 2, mechanisch stabiler, da ein ungefähres Gleichgewicht zwischen dem Volumen des Klebers oder Gels über und unter dem Punkt, an dem die Anschlußteilendfläche der Komponente am nächsten ist, besteht, und da die Translationskraft nicht derart groß ist. Jedoch erhöht diese offene Konfiguration die Anschlußende/Komponente-Verbindungsverluste aufgrund von winkelmäßiger Strahlabweichung, und sie hat sich bei thermischen Versuchen als weniger stabil erwiesen, da der Brechungsindex des Klebers oder des Gels mit der Temperatur drastisch variiert, so daß durch die Strahlablenkung verursachte Verluste erhöht werden.

Überblick über die Erfindung

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine stabile Verbindung zu schaffen, die eine gute Rückreflexionsleistung zwischen einer optischen Wellenleiterkomponente und einem Anschlußteil einer optischen Faser aufweist.
Diese Verbindung sollte relativ einfach herstellbar sein und selbst nach Einwirken von Umgebungsbedingungen eine gute Leistung erbringen.
Zur Lösung dieser und anderer Aufgaben ist, wenn das Anschlußteil an der optischen Wellenleiterkomponente angebracht ist, wenigstens ein Bereich der Endfläche des Anschlußteils, welcher die optische Achse des Anschlußteils schneidet, in bezug auf eine Ebene abgewinkelt, welche zur optischen Achse des Anschlußteils senkrecht verläuft, und ein Bereich der Endfläche der optischen Wellenleiterkomponente, welcher die optische Achse der Komponente schneidet, ist in bezug auf eine Ebene abgewinkelt, welche senkrecht zur optischen Achse der Komponente verläuft. Diese abgewinkelten Bereiche sollten groß genug sein, um die Kernbereiche sowohl der Wellenleiterkomponente als auch des Faseranschlußteils einzuschließen, und insbesondere groß genug sein, um die Grenzen der transversalen Modusfeldverteilung oder des Modusfelddurchmessers sowohl der Wellenleiterkomponente als auch des Faseranschlußteils einzuschließen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nur ein Bereich der Endfläche des Anschlußteils abgeschrägt und derart ausgerichtet, daß er im wesentlichen parallel zum abgewinkelten Bereich der Komponentenendfläche verläuft.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist wenigstens ein Bereich der Endfläche des Anschlußteils durchgehend abgeschrägt, um eine konische Form an der Endfläche des Anschlußteils zu bilden. Diese konische Form ist derart geformt, daß der Apex oder die Spitze der konischen Form nicht mit der optischen Achse des Anschlußteils ausgerichtet ist. Dieser "versetzte Konus" bildet eine konische Abschrägung, die parallel zur Abschrägung der Endfläche der Komponente ausgerichtet sein kann. Jegliches vom Apex der konischen Form zurückreflektierte Licht wird vom Kern des Anschlußteils weggerichtet und wird daher nicht durch das Anschlußteil zurückreflektiert, um das System zu beeinflussen, von dem die Komponente und das Anschlußteil einen Bestandteil bilden. Die konische Form kann ebenfalls auf die optische Achse des Anschlußteils zentriert sein, wobei die Spitze der konischen Form parallel zur Endfläche der Komponente abgeschrägt ist.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Endfläche des Anschlußteils keilförmig, wobei ein Bereich der Endfläche des Anschlußteils, der die optische Achse des Anschlußteils schneidet, abgeschrägt und parallel zur Endfläche der Komponente ausgerichtet ist und der Rest der Endfläche des Anschlußteils abgeschrägt und relativ zur Endfläche der Komponente offen ist.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein mehrere Anschlußteile aufweisender Block an einer Komponente angebracht, welche mehrere optische Wellenleiterpfade aufweist.
Darüber hinaus ist das Anschlußteil (oder der Block) an der Komponente unter Verwendung eines optisch durchlässigen Materials angebracht, dessen Brechungsindex im wesentlichen dem Brechungsindex der Komponente entspricht. Das optisch durchlässige Material kann ein Kleber oder ein Gel sein. Eine Menge dieses Materials ist zwischen dem Anschlußteil und der Komponente in Flucht mit der optischen Achse derselben vorgesehen. Ein zweiter Bereich dieses Materials kann auf dem der Verbindung benachbarten Bereich des Anschlußteils aufgebracht sein. Diese zweite Materialmenge vergrößert die Festigkeit der Verbindung während des Einwirkens von Umwelteinflüssen, indem es die Bewegung des Anschlußteils einschränkt oder eliminiert.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1(a) zeigt die Rückreflexion in einem Faseranschlußteil mit einer im wesentlichen senkrechten Endfläche.
Fig. 1(b) zeigt die Rückreflexion in einem Faseranschlußteil mit einer abgeschrägten Endfläche.
Fig. 2(a) zeigt eine Alternative zur vorliegenden Erfindung, bei der eine Anschlußteil-Komponentenverbindung ein Anschlußteil mit einer abgeschrägten Endfläche und eine abgeschrägte Fläche an einem Bereich der Komponente verwendet, so daß die abgeschrägte Endfläche und die abgeschrägte Fläche im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
Fig. 2(b) zeigt eine Alternative zur vorliegenden Erfindung, bei der eine Anschlußteil-Komponentenverbindung ein Anschlußteil mit einer abgeschrägten Endfläche und eine abgeschrägte Fläche an einem Bereich der Komponente verwendet, so daß die abgeschrägte Endfläche und abgeschrägte Fläche zueinander in offener Konfiguration angeordnet sind.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem nur ein Bereich der Endfläche des Anschlußteils abgeschrägt ist.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem die Verbindung zwischen Anschlußteil und Komponente eine doppelte Abschrägung an der Endfläche des Anschlußteils aufweist.
Fig. 5 zeigt eine Endansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, bei dem ein Anschlußteil mit einer konischen Form vorgesehen ist und bei dem ein Bereich der konischen Form abgeschrägt ist.
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem ein mehrere Anschlußteile aufweisender Block mit einer mehrere Wellenleiterpfade aufweisenden Komponente verbunden ist.
Fig. 7 zeigt ein Verfahren zur Herstellung abgeschrägter Flächen an einem Faseranschlußteil und einer Komponente nach dem Anbringen des Anschlußteils an der Komponente.
Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem die abgeschrägte Fläche der Komponente durch Einkerben der Endfläche der Komponente gebildet ist.
Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem die abgeschrägte Endfläche des Anschlußteils und die abgeschrägte Fläche der Komponente gekrümmt sind.

Detaillierte Beschreibung

Die Rückreflexion von der Endfläche des Anschlußteils einer optischen Faser ist in Fig. 1(a) dargestellt. Wie in Fig. 1(a) gezeigt, hat das Anschlußteil 10 einen Kernbereich 11 und eine senkrechte Endfläche 12. Besteht keine Übereinstimmung im Brechungsindex an der Endfläche 12, treten Fresnel-Reflexionen an der Endfläche 12 auf. Dies ist der Fall, wenn das Anschlußteil ein silikabasiertes Anschlußteil und die benachbarte Fläche entweder Luft oder ein Material mit einem Brechungsindex ist, der von demjenigen von Silika oder dotiertem Silika verschieden ist. Diese Reflexionen sind durch die Pfeile 13 angegeben. Ein Teil der Fresnel-Reflexionen von der Endfläche 12 kehrt in den Kernbereich 11 des Anschlußteils 10 zurück. Diese Rückreflexion verschlechtert die Systemleistung und kann nachteilige Auswirkungen auf Komponenten haben, die am entgegengesetzten Ende des Anschlußteils 10 angebracht sind.
Fig. 1(b) zeigt die Auswirkungen einer abgeschrägten Endfläche auf die Rückreflexion. Das optische Anschlußteil 20 hat einen Kernbereich 21 und eine abgeschrägte Endfläche 22. Liegt eine unzureichende Übereinstimmung der Brechungsindizes an der Endfläche 22 vor, tritt Fresnel-Reflexion auf. Aufgrund der abgeschrägten Endfläche 22 jedoch wird die Rückreflexion, die durch den Pfeil 23 wiedergegeben ist, nicht in den Kernbereich zurückkehren, sondern in den Ummantelungsbereich des Anschlußteils 20 reflektiert. Daher wird die Systemleistung nicht durch Rückreflexion in den Kernbereich 21 verschlechtert. Der Winkel a sollte wenigstens 6º betragen, um einen Rückleitungsverlust der Rückreflexionen zu bewirken. Wenn der Winkel jedoch nur 6º beträgt, erfordert er ein sehr hohes Maß an Polierung der Endfläche. Daher wird bevorzugt, daß der Winkel ungefähr 10º beträgt, um eine ausreichend niedrige Reflektanz der Endfläche zu gewährleisten.
Der natürliche Ansatz zum Erreichen einer mechanisch stabileren Verbindung liegt im Ausrichten der Abschrägung der Endfläche des Anschlußteils in einer offenen Konfiguration, wie in Fig. 2(b) dargestellt, in welcher das Anschlußteil 30' mit der abgeschrägten Endfläche 31' an einer Komponente 32' mit abgeschrägter Fläche 34' derart angebracht ist, daß die abgeschrägte Endfläche 31 offen ist, d. h. nicht parallel in bezug auf die abgeschrägte Fläche 34'. Ein optisch durchlässiges Material 33', das entweder ein Kleber oder ein Gel sein kann, dient dem Anbringen des Anschlußteils 30' an der Komponente 32'. Bei Verwendung dieser Ausrichtung bewirkt jegliche axiale Kraft, die durch Wärmeausdehnungseffekte auf das Anschlußteil erzeugt wird, daß das Anschlußteil sich näher zur Komponente hin bewegt, jedoch die optische Ausrichtung des Anschlußteils bezüglich der Komponente nicht beeinflußt, es sei denn, die axiale Kraft wirkt fort, nachdem der Rand des Anschlußteils die Komponentenfläche berührt hat. Jedoch ist diese Ausrichtung im Vergleich mit einer parallelen Ausrichtung gemäß Fig. 2(a) aufgrund der Wirkung der Strahlablenkung und somit der Kopplungsverluste der Temperaturabhängigkeit des Brechungsindexes des optisch durchlässigen Materials optisch weniger stabil. Diese Ausrichtung verschlechtert darüber hinaus die Verbindung zwischen Anschlußteil und Komponente bei Raumtemperatur durch die Auswirkungen der Strahlablenkung.
Zwar kann eine Verbindung, bei der der optische Spalt parallel ist, wie in Fig. 2(a) dargestellt, zu einer weniger beständigen und weniger mechanisch stabilen Verbindung führen, aber sie schafft eine größere optische Stabilität durch Minimieren der Abweichung oder des Ablenkens des optischen Strahls, die sich aus den Unterschieden der Brechungsindices ergeben und die Kopplungsverluste vergrößern. Ein optisches Anschlußteil 30 mit einer abgeschrägten Endfläche 31 ist an einer optischen Wellenleiterkomponente 32 mit einer abgeschrägten Fläche 34 derart angebracht, daß die abgeschrägte Endfläche 31 im wesentlichen parallel zur abgeschrägten Fläche 34 verläuft. Das optisch durchlässige Material 33, bei dem es sich entweder um einen Kleber oder ein Gel handeln kann, dient zur Befestigung des Anschlußteils 30 an der Komponente 32.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem nur ein Bereich 44 der Endfläche 41 des Anschlußteils 40 abgeschrägt ist. Der Bereich 44, der abgeschrägt ist, schneidet die optische Achse 45 des Anschlußteils 40 und verläuft im wesentlichen parallel zur abgeschrägten Fläche 46 der Komponente 42. Kleber oder Gel 43 dient dem Anbringen des Anschlußteils 40 an der Komponente 42. Es hat sich gezeigt, daß diese teilweise Abschrägung der Endfläche des Anschlußteils eine stabilere mechanische Verbindung bildet als eine vollständig abgeschrägte Anschlußteilendfläche, wie in Fig. 2(a) dargestellt, wobei gleichzeitig die Vorteile der optischen Stabilität des parallelen optischen Spalts beibehalten werden. Die erhöhte mechanische Stabilität ergibt sich aus der Tatsache, daß die teilweise abgeschrägte Endfläche einen erheblichen Widerstand gegen axiale Kräfte bietet, die durch unterschiedliche Wärmeausdehnung erzeugt werden können.
Wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 dargestellt, werden erfindungsgemäß die Rückreflexionen von der Endfläche des Anschlußteils und der Komponentenfläche aus der Ebene herausgerichtet, welche die optischen Pfade des Anschlußteils und der Komponente beinhaltet. Dies ist insbesondere in dem Fall bevorzugt, in dem mehrere Anschlußteile an mehreren Pfaden einer Komponente angebracht sind, um so die Möglichkeit von Kreuzreflexionen zwischen den verschiedenen optischen Kanälen zu vermeiden. Mit zunehmender Dichte der Kanäle steigt die Wahrscheinlichkeit der Kreuzreflexion.
Um einen Bereich der Endfläche des Anschlußteils abzuschrägen, kann eine Gruppe von 80 bis 100 Fasern gleichzeitig in einer Flachbandkonfiguration bearbeitet werden. Eine optische Wellenleiterfaser wird auf die gewünschte Anschlußteillänge geschnitten, beispielsweise 5 Meter. Dies kann durch Verwendung einer Faserspule mit einem Durchmesser von 1,6 Meter, Wickeln der optischen Wellenleiterfaser um die Spule und Schneiden der Faser zur Herstellung von Stücken mit 5 Meter Länge erreicht werden.
Die Anschlußteile werden sodann in einem Halter angebracht, welcher die Anschlußteile in Flachbandausrichtung anordnet. Die Oberseite des Halters, die in Kontakt mit den Anschlußteilen steht, ist mit einem Polyurethanfilm beschichtet, der die Bewegung der Anschlußteile während des Abschrägens verhindert.
Nach dem Anordnen in dem Halter wird der Teil der Anschlußteile, welcher aus dem Halter ragt, auf eine Länge von 30 mm geschnitten. Der Halter wird sodann in einer Poliermaschine zum Abflachen der Endfläche angeordnet, welches unter Verwendung einer rotierenden Polierscheibe mit einer Korngröße von 10 bis 15 um geschieht, welche die Endfläche des Anschlußteils berührt.
Sobald die Endfläche eben ist und keine Schuppungen aufweist, wird der Halter in einem Winkel von 10º in bezug auf die rotierende Polierscheibe ausgerichtet. Die Korngröße der Polierscheibe wird zu 0,3 um verändert und eine Abschrägung wird an einem Bereich der Endflächen der Anschlußteile hergestellt. Um sicherzustellen, daß der abgeschrägte Bereich der Endflächen groß genug ist, um die Kernbereiche der Anschlußteile einzuschließen, und groß genug ist, um die Grenzen der transversalen Modusfeldverteilung oder den Modusfelddurchmesser der Anschlußteile einzuschließen, sollte der abgeschrägte Bereich mehr als die Hälfte der Endfläche, oder ungefähr 70 bis 80 um bei einem Anschlußteil einer monomodalen Faser, gemessen von einem Rand der Endfläche, abdecken. Die Rauhheit der Anschlußteilfläche beträgt vorzugsweise weniger als ungefähr 1 um.
Nach dem Polieren werden die Anschlußteile an den freiliegenden 30 mm mit Alkohol gereinigt. Die Beschichtung auf den letzten 4,5 mm der Anschlußteile wird durch chemisches Ablösen entfernt. Die Anschlußteile sind nunmehr zum Anbringen an der optischen Wellenleiterkomponente bereit.
Der Bereich der Komponentenendfläche wird wie folgt vorbereitet. Die Komponentenendfläche wird durch Bearbeiten der Komponente mit einem Diamantblatt gebildet, dessen Korngröße zwischen 3 und 20 um liegt. Die Komponente wird sodann in einer Poliermaschine derart gehalten, daß das Polierwerkzeug einen Winkel von ungefähr 10º in bezug auf die Komponentenendfläche innehat. Die Poliermaschine führt eine alternierende Bewegung mit einer Frequenz zwischen 10 und 100 Hz aus. Zur Vorbereitung der Komponentenendfläche wird Schleifpapier verschiedener Korngrößen verwendet.
Der bevorzugte Zustand der Komponentenendfläche ist ein Winkel von ungefähr 10º relativ zu einer Ebene, die senkrecht zur optischen Achse der Komponente verläuft. Der abgeschrägte Bereich sollte sich ungefähr 40 um von der Oberseite der Komponente aus erstrecken, um sicherzustellen, daß der abgeschrägte Bereich groß genug ist, den Kernbereich der Komponente einzuschließen, und daß er groß genug ist, um die Grenzen der transversalen Modusfeldverteilung oder den Modusfelddurchmesser der Komponente einzuschließen. Vorzugsweise beträgt die Unebenheit, welche ein Maß der Rauhheit ist, des abgeschrägten Bereichs der Komponentenendfläche ungefähr 100 nm oder weniger.
Um den gewünschten Zustand der Komponentenendfläche zu erreichen, wird die Komponentenendfläche zunächst mit einer Korngröße von 9 um poliert, bis der abgeschrägte Bereich der Komponentenendfläche sich über ungefähr 35 um von der Oberseite der Komponente erstreckt. Die Korngröße wird sodann auf 0,3 um verringert und das Polieren wird fortgesetzt, bis der abgeschrägte Bereich sich über 40 um von der Oberseite der Komponente aus erstreckt. Die Gesamtdauer des Poliervorgangs beträgt ungefähr 4 Minuten.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung der parallelen abgeschrägten Bereiche wird im Zusammenhang mit Fig. 7 beschrieben. Der Block 80 enthält wenigstens ein Anschlußteil 81 und ist durch Kleber oder Gel 83 an der Komponente 82 angebracht. Die optischen Achsen des Anschlußteils und der Komponente (in Fig. 7 nicht dargestellt) werden vor dem Verbinden ausgerichtet. Eine Schneidklinge 84 weist eine Schneidfläche 85 mit einer Dicke von ungefähr 22 um auf. Die Schneidklinge 84 ist in einem Winkel von ungefähr 10º in bezug auf eine Ebene angeordnet, welche senkrecht zur optischen Achse des Anschlußteils und der Komponente verläuft. Die Schneidklinge wird sodann in Kontakt mit der Kombination aus Block und Komponente gebracht, so daß abgeschrägte Flächen 86 und 87 an einem Bereich sowohl der Komponente 80 als auch des Anschlußteils 82 gebildet werden. Da diese abgeschrägten Flächen in demselben Schneidvorgang hergestellt werden, sind sie im wesentlichen parallel zueinander. Der Schneidvorgang stört die Ausrichtung des Blocks bezüglich der Komponente nicht.
Die Endfläche des Anschlußteils kann mit einer doppelten Abschrägung ausgebildet sein, wie in Fig. 4 dargestellt. Gemäß der Darstellung von Fig. 4 weist das Anschlußteil 50 einen Kernbereich 51 auf, der eine optische Achse 52 hat. Am Ende des Anschlußteils 50 sind eine erste und eine zweite abgeschrägte Fläche 53 und 54 ausgebildet. Die erste abgeschrägte Fläche 53 schließt den gesamten Kernbereich 51 des Anschlußteils ein und die zweite abgeschrägte Fläche 54 schneidet keinen Bereich des Kernbereichs 51. Rückreflexionen von der abgeschrägten Fläche 53 werden nicht durch den Kernbereich 51 des Anschlußteils 50 zurückgeleitet. Die abgeschrägte Fläche 53 des Anschlußteils 50 ist im wesentlichen parallel zur abgeschrägten Fläche 56 der Komponente 55. Ein Kleber oder Gel 57 wird zum Anbringen des Anschlußteils 50 an der Komponente 55 verwendet.
Fig. 5 zeigt eine Endansicht eines Anschlußteils 60, das an einer Endfläche mit einer konischen Form 61 derart ausgebildet ist, daß die konische Form 61 auf die (nicht dargestellte) optische Achse des Anschlußteils 60 zentriert ist. Um Rückreflexionen von dem (nicht dargestellten) Apex der konischen Form 61 zu verhindern, ist ein Bereich 62 der konischen Form 61 abgeschrägt.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Mikrolinse am Ende einer Faser ist in dem U.S.-Patent 4 818 263, erteilt an Mitch, offenbart. Mittels des in Mitch offenbarten Verfahrens wird die Mikrolinse präzise auf der optischen Achse der Faser zentriert. Laut Mitch schafft diese präzise Zentrierung auf der optischen Achse der Faser eine dramatische Verbesserung der Kopplungseffizienz. Mitch enthält keine Offenbarung oder Andeutung, daß die Mikrolinse gegenüber der optischen Achse der Faser versetzt sein kann. Tatsächlich offenbart Mitch sogar das Versetzen der Mikrolinse gegenüber der physischen Achse der Faser für den Fall, daß die optische Achse gegenüber der physischen Achse versetzt ist. Wenn die Linse nicht auf der optischen Achse der Faser zentriert ist, ist die Funktion der Linse verschlechtert. Ferner enthält Mitch keine Offenbarung oder Andeutung bezüglich der Auswirkung einer durch das dort offenbarte Verfahren gebildeten Mikrolinse auf die Rückreflexion.
Um eine im wesentlichen konische Form an einem Anschlußteil auszubilden, wird das Anschlußteil gedreht und auf eine rotierende Schleifscheibe zubewegt. Durch Aufbringen von Kraft auf das Anschlußteil, während dieses in Kontakt mit der Scheibe gedreht wird, wird die konische Form gebildet. Die Korngröße des Abrasivmaterials auf der Scheibe liegt vorteilhafterweise im Bereich zwischen 1 bis 3 um. Die auf das Anschlußteil 70 wirkende Kraft liegt zwischen 10 und 50 Gramm. Die Polierzeit beträgt zwischen 2 und 5 Sekunden.
Zur Herstellung einer Abschrägung an einer konischen Form, wie in Fig. 5 dargestellt, wird die konische Form geformt, indem gleichzeitig ein Anschlußteil und eine Schleifscheibe gedreht werden und die Anschlußteilendfläche in Richtung auf die Scheibe bewegt wird, und sodann die Drehung des Anschlußteils gestoppt wird, während die Anschlußteilendfläche weiter in Richtung der Scheibe bewegt wird, um den abgeschrägten Bereich zu formen.
Zwar beziehen sich die hierin beschriebenen Beispiele auf einzelne Anschlußteile, aber die vorliegende Erfindung ist gleichermaßen auf Konfigurationen anwendbar, bei denen mehrere Anschlußteile an einer Komponente in einem Block oder einem Band angebracht sind, wie in Fig. 6 dargestellt. Ein Block 70, der acht Anschlußteile 71 aufweist, ist mit einer Komponente 72 verbunden, welche mehrere Wellenleiterpfade 73 aufweist. Zwar ist die Abschrägung der Komponente derart beschrieben worden, daß sie das Entfernen eines Bereichs der Oberseite der Komponente erfordert, aber eine abgeschrägte Fläche 92 an der Komponente 91 kann durch Schneiden einer Kerbe 94 in die Endfläche der Komponente gebildet werden, wie in Fig. 8 dargestellt. Die abgeschrägte Endfläche 95 des Anschlußteils 90 wird geformt und ist im wesentlichen parallel zur abgeschrägten Fläche 92 der Komponente 91. Dieses Ausführungsbeispiel wird jedoch nicht bevorzugt, da die Möglichkeit von Absplitterungen an der scharfen Kante 93 besteht, welche sich an oder nahe der optischen Achse der Komponente befindet. Ferner haben die angeführten Beispiele die abgeschrägten Endflächen und Flächen als im wesentlichen planar dargestellt. Jedoch können die Abschrägungen, wie in Fig. 9 gezeigt, gekrümmt sein, vorausgesetzt, daß die lokalen Tangenten 104 und 105 an den optischen Achsen 102 und 103 des Anschlußteils 100 bzw. der Komponente 101 im wesentlichen parallel zueinander sind.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele derselben dargestellt und beschrieben, es ist jedoch für den Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich, daß an der Form und an Details dieser Ausführungsbeispiele verschiedene Veränderungen vorgenommen werden können, ohne den durch die nachfolgenden Ansprüche definierten Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Planarer optischer Wellenleiter mit einem optischen Wellenleiterelement, wobei wenigstens ein Anschlußteil einer optischen Faser mit dem optischen Wellenleiterelement des planaren optischen Wellenleiters verbunden ist, wobei das Anschlußteil eine erste optische Achse, einen Anschlußfaserkernbereich, einen Anschlußfasermantelbereich und einen Anschlußfasermodusfelddurchmesser aufweist, und wobei das Wellenleiterelement eine zweite optische Achse, einen Wellenleiterelementkernbereich, einen Wellenleiterelementmantelbereich und einen Wellenleiterelementmodusfelddurchmesser aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

a. nur ein Bereich einer Endfläche des Anschlußteils abgeschrägt ist, wobei dieser Bereich der Endfläche die erste optische Achse schneidet, und wobei dieser Bereich den Faserkern enthält und sich über den Faserkern hinaus in den Fasermantel erstreckt und den Fasermodusfelddurchmesser umspannt,

b. wenigstens ein Bereich einer Oberfläche des Elements abgeschrägt ist, wobei dieser Bereich der Oberfläche die zweite optische Achse schneidet, und wobei dieser Bereich den Wellenleiterelementkern enthält und sich über den Elementkern hinaus in den Elementmantel erstreckt und den Elementmodusfelddurchmesser umspannt, und

c. ein Indexanpassungsmaterial zwischen dem Bereich des Anschlußteils und dem Bereich des Elements eingefügt ist, wobei das Anschlußteil an dem Element derart angebracht ist, daß die erste optische Achse im wesentlichen auf die zweite optische Achse ausgerichtet ist, und das Anschlußteil derart ausgerichtet ist, daß der abgeschrägte Bereich der Endfläche des Anschlußteils im wesentlichen parallel zum abgeschrägten Bereich der Wellenleiterelementfläche verläuft.

2. Planarer optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, bei dem nur ein Bereich der Fläche des Elements abgeschrägt ist.

3. Planarer optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, bei dem das Anschlußteil an dem Element mittels Kleber angebracht ist.

4. Planarer optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, bei dem ein Indexanpassungsgel zwischen dem genannten Bereich des Anschlußteils und der Fläche des Elements vorgesehen ist.

5. Planarer optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, bei dem mehrere Anschlußteile, von denen jedes eine optische Achse aufweist, an mehreren optischen Wellenleiterelementpfaden angebracht sind, von denen jeder eine optische Achse aufweist.

6. Planarer optischer Wellenleiter nach Anspruch 3, bei dem die mehreren Anschlußteile zu einem Block oder einem Band zusammengefaßt sind.

7. Planarer optischer Wellenleiter nach Anspruch 3, bei dem Rückstrahlung von der Oberfläche des Elements von einer Ebene weggerichtet ist, welche die optischen Achsen der mehreren Anschlußteile und die optischen Achsen der mehreren optischen Wellenleiterelementpfade einschließt.

8. Planarer optischer Wellenleiter mit einem optischen Wellenleiterelement, wobei wenigstens ein Anschlußteil einer optischen Faser mit dem optischen Wellenleiterelement des planaren optischen Wellenleiters verbunden ist, wobei das Anschlußteil eine erste optische Achse und das Wellenleiterelement eine zweite optische Achse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

a. eine Endfläche des Anschlußteils im wesentlichen kontinuierlich abgeschrägt ist, um an der Endfläche eine konische Form zu bilden, wobei die konische Form gegenüber der ersten optischen Achse versetzt ist und ein Bereich der konischen Fläche abgeschrägt ist,

b. wenigstens ein Bereich des Elements abgeschrägt ist, wobei dieser Bereich der Fläche die zweite optische Achse schneidet, und

c. ein Indexanpassungsmaterial zwischen dem genannten Bereich des Anschlußteils und dem genannten Bereich des Elements eingefügt ist,

wobei das Anschlußteil an dem Element derart angebracht ist, daß die erste optische Achse im wesentlichen auf die zweite optische Achse ausgerichtet ist, und das Anschlußteil derart ausgerichtet ist, daß der abgeschrägte Bereich der Endfläche des Anschlußteils im wesentlichen parallel zum abgeschrägten Bereich der Wellenleiterelementfläche verläuft.

9. Planarer optischer Wellenleiter mit einem optischen Wellenleiterelement, wobei wenigstens ein Anschlußteil einer optischen Faser mit dem optischen Wellenleiterelement des planaren optischen Wellenleiters verbunden ist, wobei das Anschlußteil eine erste optische Achse und einen Anschlußfasermodusfelddurchmesser aufweist, und wobei das Wellenleiterelement eine zweite optische Achse und einen Wellenleiterelementmodusfelddurchmesser aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

a. ein erster Bereich einer Endfläche des Anschlußteils abgeschrägt ist, wobei der erste Bereich die erste optische Achse schneidet und den Faseranschlußmodusfelddurchmesser umspannt,

b, ein zweiter Bereich der Endfläche des Anschlußteils abgeschrägt ist,

c. wenigstens ein Bereich einer Oberfläche des Elements abgeschrägt ist, wobei dieser Bereich der Oberfläche die zweite optische Achse schneidet und den Elementmodusfelddurchmesser umspannt, und

d. ein Indexanpassungsmaterial zwischen dem genannten Bereich des Anschlußteils und dem genannten Bereich des Elements eingefügt ist,

wobei das Anschlußteil an dem Element derart angebracht ist, daß die erste optische Achse im wesentlichen auf die zweite optische Achse ausgerichtet ist, und der erste abgeschrägte Bereich parallel zur abgeschrägten Fläche des Wellenleiterelements ausgerichtet ist, und der zweite abgeschrägte Bereich in einer offenen Konfiguration in bezug zur Fläche des Wellenleiterelements ausgerichtet ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines planaren optischen Wellenleiters, der ein optisches Wellenleiterelement mit einer ersten optischen Achse aufweist, wobei wenigstens ein Anschlußteil einer optischen Faser an dem Element angebracht ist, wobei das Anschlußteil eine zweite optische Achse aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

a. Abschrägen eines Bereichs des Elements zur Bildung einer abgeschrägten Fläche, welche die erste optische Achse schneidet,

b. Abschrägen eines ersten Endes des Anschlußteils zur Bildung einer abgeschrägten Endfläche, welche die zweite optische Achse schneidet, wobei der Schritt des Abschrägens eines ersten Endes des Anschlußteils ferner das kontinuierliche Abschrägen des ersten Endes zur Bildung einer im wesentlichen konischen Form am ersten Ende des Anschlußteils und das Abschrägen eines Bereichs der konischen Form am ersten Ende umfaßt, wobei die konische Form in bezug zur zweiten optischen Achse versetzt ist,

c. Anbringen des Anschlußteils an dem Element, derart, daß die erste optische Achse im wesentlichen auf die zweite optische Achse ausgerichtet ist und die abgeschrägte Fläche des Wellenleiterelements im wesentlichen parallel zur abgeschrägten Endfläche des Anschlußteils verläuft.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt des kontinuierlichen Abschrägen des ersten Endes ferner das Polieren des ersten Endes des Anschlußteils auf einem drehenden Schleifwerkzeug bei gleichzeitigem Drehen des Anschlußteils umfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, ferner mit dem Schritt des Abschrägens eines Bereichs der konischen Form am ersten Ende des Anschlußendes auf einem drehenden Schleifwerkzeug, wobei eine Drehbewegung des Anschlußteils verhindert wird.

13. Verfahren zur Herstellung eines planaren optischen Wellenleiters, der ein optisches Wellenleiterelement mit einer ersten optischen Achse aufweist, wobei wenigstens ein Anschlußteil einer optischen Faser an dem Element angebracht ist, wobei das Anschlußteil eine zweite optische Achse aufweist, die im wesentlichen mit der ersten optischen Achse fluchtet, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

a. Ausrichten der ersten und der zweiten optischen Achse aufeinander,

b. Anbringen des Anschlußteils an dem Element, und

c. gleichzeitiges Abschrägen nur eines Bereichs des Elements zur Bildung eines abgeschrägten und eines nicht abgeschrägten Flächenbereichs, und eines Bereichs des Anschlußteils zur Bildung eines abgeschrägten und eines nicht abgeschrägten Endflächenbereichs, wobei der abgeschrägte Bereich des Elements die erste optische Achse schneidet und der abgeschrägte Bereich des Anschlußteils die zweite optische Achse schneidet, und der abgeschrägte Flächenbereich im wesentlichen parallel zum abgeschrägten Endflächenbereich verläuft.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem ein Block oder ein Band aus mehreren optischen Faseranschlußteilen an dem Element angebracht wird.