SE512121C2 - Förfarande för att passivt upplinjera ett vågledardon på ett substrat - Google Patents

Description

15 20 25 512 121 '2 REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Det finns stora behov att kunna leda ljus in i och ut ur optiska vågledare, som är utlagda på ett plant substrat. För att leda ljus in och ut ur vàgledarna kopplas dessa samman med optiska anordningar. Skarven mellan de optiska vàgledarna och den optiska anordningen är ett mycket känsligt parti. Minsta lilla fel i upplinjeringen, vinkel mellan vàgledarna och den optiska anordningen eller spalt mellan dessa delar medför att ljusstyrkan försvagas avsevärt.

Problemet med att koppla samman vàgledare med optiska fibrer ligger mycket i att få fibern och vàgledaren linjerade i förhållande till varandra samt att få gränsytan “tät”. Upp- linjering kan erhållas aktivt, det vill säga genom mätning, med hjälp av optisk utrustning fram till den optimala punkten.

Föreliggande uppfinning avser att lösa ovan nämnda problem genom att ett vàgledardon innefattande upplinjeringselement, i förhållande linjeras till de optiska vàgledarna pá substratet.

Upplinjeringselementen på vågledardonet passar i motsvarande upplinjeringselement pà substratet. På vågledardonet kan en optisk anordning med MT-gränssnitt anslutas.

Vàgledardonet kan även innefatta styrben. Styrbenen kan passa i urtag gjorda i substratet vid vàgledarna. Vàgledarna kan även vara anordnade pà en tunga så att styrbenen omsluter denna tunga. Upplinjeringselementen för upplinjering av vågledardonet i förhållande till vàgledarna med avseende pá de sex frihetsgraderna (tre koordinater samt tre vinklar) kan exempelvis vara konformigt eller sfäriskt utformade. Motsvarande upplinjeringselement på substratet kan vara inversen till vàgledardonets upplinjeringselement. Detta är emellertid inget 10 15 20 25 512 121 '3 krav, ty det enda som skall uppfyllas är att upplinjeringselementen skall passa i varandra samt ge en tillfredställande upplinjering av vàgledardonet pà substratet.

Inpassningen av de mekaniska upplinjeringselementen kan ske medelst skakning. substratet Dà vàgledardonet placerats pá skakas vàgledardonet på plats så att upplinjeringselementen pá substratet och vàgledardonet griper tag i varandra. Styrbenen har som funktion att placera vàgledardonet i närheten av upplinjeringselementen. När sedan vàgledardonet börjar att skakas pà plats förhindrar styrbenen att vàgledardonet kommer ur läge.

Avsikten med uppfinningen är att förenkla sammankopplingen av optiska vágledare utlagda pà ett substrat med optiska anordningar. En fördel med föreliggande uppfinning är att upplinjeringen av vàgledardonet pá substratet kan ske passivt.

En annan fördel är att vàgledardonet kan placeras pà substratet med hjälp av en lodrät rörelse. I och med detta kan en robot av pick and place-typ lätt programmeras för placering av vàgledardonet pà substratet. Hela förfarandet med att placera, rikta in och sätta fast vàgledardonet pá substratet kan därmed automatiseras.

FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar i perspektiv ett vágledardon enligt uppfinningen samt vàgledare utplacerade pà ett substrat.

Figur 2 visar från kontaktsidan vàgledardonet och substratet med vágledare i figur 1. lO 15 20 25 512 121 4 Figur 3 visar en uppförstoring av upplinjeringselementen på vågledardonet och substratet i figur 1.

Figur 4 visar underifrån vågledardonet i figur 1.

Figur 5 visar en alternativ utföringsform av vågledardonet.

Figur 6 visar i perspektiv ett vågledardon enligt uppfinningen samt vågledare utplacerade på en substrattunga.

Figur 7a visar i perspektiv ett exempel på två anpassade snedställda kontaktytor.

Figur 7b visar i perspektiv ett annat exempel på två anpassade snedställda kontaktytor.

FÖREDRAGEN UTFöRINGsFoRM Ett utföringsexempel av ett vågledardon 1 tillsammans med ett antal vågledare 15 utlagda på ett substrat 10 visas i figur 1.

Vågledardonet 1 är i denna utföringsform U-format. De två nedåtgående styrbenen 7 på vågledardonet 1 passar in i två urtagningar 16 formade i substratet 10. Mellan nämnda styrben 7 på ytan av substratet 10 finns vågledarna 15. Styrbenen kan även placeras över en tunga 17, se figur 6, pà vilken vågledarna 15 finns anordnade.

Mellan de båda styrbenen 7 på vågledardonet 1 finns upplinjeringselement 2, 4 för upplinjering av vågledardonet 1 i förhållande till de utlagda vàgledarna 15 på substratet 10. En del av dessa upplinjeringselement kan som i figur 2 vara placerade mellan vågledarna 15 och urtagningen 16 i substratet för styrbenen 7 på det U-formiga vågledardonet 1.

Upplinjeringselementen 2, 4 kan vara koner, sfärer eller V- formade rillor, se figur 3 och 4. Om på vågledardonet |I 'A 10 15 20 25 30 512 1121 5 upplinjeringselementen antingen är rillor, sfärer eller pyramider kan substratets upplinjeringselement vara rillornas, sfärernas eller konornas invers, det vill säga spår, sfäriska urgröpningar eller inåtgående pyramider. Om till exempel vågledardonets upplinjeringselement är också pyramidformat kan substratets upplinjeringselement vara en rektangulär urtagning. Det enda kravet som behöver uppfyllas i ett sådant fall är att kanterna eller sidorna på pyramiden anligger mot kanterna på den rektangulära urtagningen så att stabilitet åstadkoms i både x-led och y=1ed. Upplinjeringselementen 2, 4 kan också bidra till upplinjeringen i z led, men den huvudsakliga upplinjeringen i detta led sker' med stöd 3 som beskrivs närmare nedan. en normal till och b med Upplinjeringselementen är placerade så att vågledardonets 1 MT-gränssnitt bildar vinkel a vågledarnas optiska axel, se figur 7a och 7b. Vinkel a motsvarar en vinkel som ligger i x-z planet mellan nämnda normal och nämnda optiska axel. Vinkel b motsvarar en vinkel som ligger i x-y planet mellan nämnda normal och nämnda optiska axel. Den - optiska anordningens MT-gränssnitt bildar de förhållande komplementära vinklarna a', b' i till vinklarna a, b. Med komplementär avses här att då exempelvis vinkel a antar värdet q skall den komplementära vinkeln a' anta värdet -q[ där 0 S q S 360°. Då vågledardonet och den optiska anordningen förs samman kommer de att vara linjerade i förhållande till varandra. Dessa kriterier på de båda kontaktytornas vinklar medför att de passar lika bra till varandra som vilket element som helst som skurits av i ett enda snitt. För att eliminera bakåtreflektion av den optiska signalen i skarven mellan de båda ingående delarna, är minst en av vinklarna a eller b skilt från O°. I och med denna 10 15 20 25 30 512 121 6 snedställning av kontaktytorna reflekteras inte signalen tillbaka utan studsar ut i periferin.

En del av upplinjeringselementen ser till att vàgledardonet hamnar rätt i x-led. En annan del av upplinjeringselementen ser till att vàgledardonet 1 hamnar rätt i y-led.

Upplinjeringselementen kan vara belägna var som helst på ytan av vàgledardonet, som möjligen kan få kontakt med substratet samt vice versa. Företrädesvis placeras upplinjeringselementen bredvid vágledarna, det finns dock inget hinder att placera upplinjeringselementen mellan dessa.

En alternativ utformning av vàgledardonetdonet med en extra fläns 8 pà var sida kan ses i figur 5. Pà dessa extra flänsar kan upplinjeringselementen placeras.

Pâ 'vàgledardonet finns alltså upplinjeringselement scm1 griper tag i motsvarande upplinjeringselement pà substratet. Dessa upplinjeringselement kan vara tillverkade av något polymeriskt material eller keramiskt material. För att inte upplinjerings- elementen pà substratet skall förstöras, då vàgledardonet passas in, kan extra stöd 3 finnas vid sidan av upplinjeringselementen 2. Stöden 3 har som funktion att hindra sprickbildning i de spàrformade upplinjeringselementen 2 på substratet, då vàgledar- donets upplinjeringselement skakas pà plats i substratets upplinjeringselement. Huvudfunktionen hos stöden 3 är dock att se till att vàgledardonet 1 hamnar rätt i z-led. Om ytan pà vilken alla stöden 3 anligger befinner sig pà samma höjd tillverkas stöden av samma längd i förhållande till en plan yta på vàgledardonet för att z-led. linjera vàgledardonet i Emellertid kan i. händelse av utrymmesbrist vissa stöd behöva 10 15 20 25 30 512121 7 placeras pà punkter pà substratet vars höjd skiljer sig fràn andra anliggningspunkter. Detta. behöver dock inte vara något problem om denna höjdskillnad är känd. Då kan nämligen höjden pà detta stöd till denna skillnad så att just anpassas vágledardonet likväl hamnar rätt i z-led.

För att MT-donet väl skall sluta an till vágledardonet 1 kan det vara nödvändigt att kapa ytterändan pá vágledardonet och substratet och sedan polera dessa, så att en slät lämplig utformning på ytan erhålles. Pà vágledardonet finns styrhàl 5 avsett för exempelvis MT-donet.

Upplinjeringselementen kan också tänkas vara sfäriskt utformade.

Pà vágledardonet utformas antingen sfäriska urtagningar eller upphöjningar och på substratet utformas motsvarande urtagningar eller upphöjningar. Inte heller här är en exakt överensstämmelse mellan formen pà upplinjeringselementen ett krav. Huvudsaken är, som nämnts tidigare, att upplinjeringselementen skall passa i varandra samt ge stabilitet i x-led och y-led samt bidra till upplinjeringen i z-led.

Vàgledardonet kan tillverkas exempelvis med sà kallad sprutpressning i. standardmaterial för plastkapsling eller næd formsprutning i lämpligt material.

Dä vágledardonet har placerats pà substratet kan det fixeras på ett antal olika sätt. Ett tänkbart sätt är att genom ett hàl 9 på vágledardonet exempelvis ovanför vágledarna injicera lim.

Mellan vágledardonet och vágledarna på substratet finns ett mellanrum. fyllas Mellanrumet kan genom nämnda hål i vágledardonet med lim och pà så vis fixera vágledardonet vid substratet. 10 15 512121 8 En metod att få vàgledardonet pà avsedd plats pà substratet kan vara att först med hjälp av en sà kallad pick and place-robot gripa tag i vàgledardonet i till exempel en låda. Därefter föra vàgledardonet till substratet, för att slutligen placera vàgledardonets styrben i för dessa avsedda urtagningar anordnade på substatet eller över en tunga. Substratet i sin tur ligger pà en skakanordning, vilken sätter igång då vàgledardonet kommit pà plats. Skakningarna ser till att upplinjeringselementen pá vàgledardonet och substratet griper tag i varandra.

Skakningarnas frekvens och amplitud är väl anpassade efter storleken pà upplinjeringselementen. Vågledardonet kan emellertid aldrig hamna helt ur position :i och med att dess styrben omsluter ett antal tungor eller sticker ner i substratets urtagningar.

Claims (1)

\ I 10 15 20 512* 121 9 PATENTKRAV

1. Förfarande för att passivt upplinjera ett vágledardon på ett substrat varvid dessa enheter ingår i en anordning avsedd för mekanisk kontaktering mellan en eller flera vågledare placerade pà substratet och en eller flera optiska anordningar innefattande minst en optisk fiber och varvid vàgledardonet är försett med styrben och substratet med urtagningar anpassade till dessa ben samt att nämnda don innefattar upplinjeringselement, exempelvis i form av koner, sfärer eller V-formade rillor, vilka element passar in i upplinjeringselement av invers form anordnade på substratet, k ä n n e t_e c k n a t av att vàgledardonet placeras pà substratet varvid donets läge på substratet grovjusteras genom att styrbenen förs in i urtagningarna varefter substratet försätts i skakning vilken skakningsrörelse leder till att upplinjeringselementen på vàgledardonet griper tag i motsvarande element på substratet och därmed medför slutlig upplinjering av donet.