SE513575C2 - Metod och anordning för passiv upplinjering av minst en optofiber till minst en optisk anordning - Google Patents

Description

515 575 - 2 REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Avsikten med föreliggande uppfinning är att åtminstone reducera ovan nämnda problem.

Föreliggande uppfinning angriper ovan nämnda problem genom ett förfarande enligt kännetecknandedelen i patentkrav l och en anordning enligt kännetecknandedelen i patentkrav 6.

En fördel med föreliggande uppfinning är att mönstringen av kiselskivan kan ske oberoende av kristallorientering.

En annan fördel med uppfinningen är att U-spàren kan göras sent i processen eftersom inga aggressiva våta kemikalier ökar friheten i processföljden, används, vilket kompatibiliteten mellan processtegen samt ökar utbytet.

Ytterligare en fördel med uppfinningen är att U-spàren kan etsas med hög precision med avseende pà spàrbredd och längd samt att väggarna i U-spàren är lodräta i förhållande till en substratyta. Ännu en fördel med föreliggande uppfinning är att oberoende av spàrets geometri i ett plan parallellt med en substratyta kan dessa framställas med huvudsakligen lodräta väggar och en huvudsakligen parallell med nämnda bottenyta i spåret substratyta.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av föredragna utföringsformer och med. hänvisning till bifogad ritning.

FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar en utföringsform i vy fràn ovan av en uppfinningsenlig anordning. 513 575 _ 3 FönEnRAGNA UTFöRINGsFommR I figur 1 visas en uföringsform av en anordning enligt uppfinningen vilken innefattar ett substrat 10, etsade U-spàr 22, 24 och 26, elektroder 50 samt lodanslutningar 40. Substratet vilket i en laser array 60, en lodskvallra 30, detta fall är ett kiselsubstrat kan med sin plana yta uppàt vara parallell med vilken kristallografisk riktning som helst.

Etsstoppskiktet utgörs i detta fall av ett lager av SiO2. kisel beroende på hur djupa U-spàr som avses etsas i substratet.

I kiselsubstratet finns ett begravt skikt av etsstopp.

Tjockleken av ren ovanför etsstoppskiktet väljs I denna utföringsform har fyra stycken parallella U-spàr 22 etsats vilka är linjerade i förhållande till laserarrayen 60.

I dessa spår appliceras optiska fibrer. Fibrerna kan passivt upplinjeras i Lflspàren tack vara att dessa är linjerade i förhållande till laserarrayens position samt att U-spàrens bredd och djup är exakt avpassade för fiberdimensionen.

Ortogonalt till dessa U-spàr har tre stycken tvärgàende diken 24 etsats vilka har som funktion att fördela lim mellan U- spàren 22 då den optiska fibern skall fixeras i dessa.

Ytterligare ett ortogonalt etsat dike 26 i förhållande till U-spåren 22 för fibrerna finns anordnat i slutet av U-spåren 22, vilket har som funktion att fungera som reservoar för överskottslim. Det är i allra högsta grad icke önskvärt att lim fastnar på den optiska kontaktytan pà fibern eller på lasern fasetten. Kapillärkraften pà limmet mellan fibern och ytorna i U>spàret då fibern är anordnad däri, kan vara så stor att lim skulle kunna komma ända fram till änden av den optiska fibern. Dá ett tvärgàende dike 26 anordnas i slutet av U-spåren 22 för de optiska fibrerna reduceras eller elimineras kapillärkraften vid det kritiska området i slutet av fiberänden och därmed minskar risken för att lim hamnar pà fiberns optiska kontaktyta. 513 575 - 4 Etsningen av U-spår sker medelst torretsning. Den typ av torretsningen som har använts är Deep Reactive Ion Etching (Ass) och företrädesvis Anisotropic Silicon Etching (STS).

(DRIE) från Surface Technology Systems På substratet finns anordnat lodskvallror 30 vars funktion är att bedöma lodkvaliteten samt enklare åskådliggöra när lodet smälter vid upplinjeringen av laserarrayen på substratet via lodanslutningarna 40. Elektroderna 50 anordnade på substratet används för att förse lasrarna i laserarrayen 60 med ström.

I och med att U-spåren 22 för de optiska fibrerna, de tvärgående dikena 24 samt limreservoaren 26 torretsas kan detta utföras när som helst, företrädesvis så sent som möjligt till exempel efter lodplätering, så att stora topografiska. variationer på substratytan tillkommer sent i processen och därmed åstadkommer så lite bekymmer för resterande processteg som möjligt. Det begravda skiktet med SiO2 på de noggrannhet som kan vara bättre än l/l000mm över en hel definierar djupet etsade U-spåren med en wafer. Över hela wafern blir U-spåren lika djupa som det översta kiselskiktet och med en variation motsvarande nämnda skikts tjockleksvariation.

I och med att U-spåren har lodräta väggar i förhållande till substratytan, till skillnad från etsade V-spår vars ytor lutar i förhållande till substratytan, kan fibern skjutas mot ett väldefinierat stopp och på så vis effektivare koppla fibern mot exempelvis en laser.

Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till det ovan beskrivna och den på ritningen visade utföringsformen, utan kan modifieras inom ramen för de bifogade patentkraven.

Claims (9)

1. 0 15 20 25 30 513 575 5» PATENTKRAV Metod för passiv upplinjering av minst en optofiber anordnad pà ett substrat till minst en optisk anordning, kânnetecknad av att ett substrat med ett begravt etsstoppskikt nönstras, att substratet etsas så att ett mönster med U-spár med vertikala väggar och vertikala ändytor framträder, varvid spàrens djup motsvarar materialtjockleken ovanför etsstoppskiktet och spàrens position pà substratet är linjerat i förhållande till den optiska anordningen och att optofibern anordnas och fixeras i ett U-spàr.

2. Metod enligt patentkrav 1, kännetecknad av att en vertikal ändyta. pà optofibern skjuts mot den, vertikala änd- och stoppytan i U-spàrets slut för optofiberns positionering och fixering i U~spàret.

3. Metod enligt patentkrav 1, kännetecknad av att i slutet av U-spåret/-spàren etsas ett ortogonalt U-spår i form av en reservoar för lim.

4. Metod enligt patentkrav 1, kânnetecknad av att den optiska anordningen är en laser, en detektor eller en transceiver.

5. Metod enligt patentkrav l, kännetecknad av att substratet med ett begravt skikt av etsstopp är en Silicon on Insulator (SOI) skiva.

6. Anordning innefattande minst en optofiber anordnad pà ett substrat och linjerad till minst en optisk anordning, kânnetecknad av att optofibern är anordnad och fixerad i ett U-spar, vars väggar och ändyta är huvudsakligen vertikala i förhållande till en substratyta och vars bottenyta är huvudsakligen parallell med den oetsade substratytan. 513 575 _ Q.

7. Anordning enligt patentkrav 6, kännetecknad av att en vertikal ändyta pà optofibern är anordnad att stà emot den huvudsakligen vertikala ändytan i U-spàrets slut.

8. Anordning enligt patentkrav 6, kånnetecknad av att i 5 slutet av U-spåret/-spàren finns det anordnat ett ortogonalt U-spår som en reservoar för lim.

9. Anordning enligt patentkrav 6, kännetecknad av att den optiska anordningen är en laser, detektor eller en transceiver.