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DE102006039601A1 - Optical coupling element - Google Patents

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DE102006039601A1
DE102006039601A1 DE200610039601 DE102006039601A DE102006039601A1 DE 102006039601 A1 DE102006039601 A1 DE 102006039601A1 DE 200610039601 DE200610039601 DE 200610039601 DE 102006039601 A DE102006039601 A DE 102006039601A DE 102006039601 A1 DE102006039601 A1 DE 102006039601A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
optical
coupling
input
coupling element
waveguide array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200610039601
Other languages
German (de)
Inventor
Roland Mödinger
Volker Dr. Türck
Jan Dr. Kostelnik
Axel Beier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ERNI Electronics GmbH and Co KG
Wuerth Elektronik GmbH and Co KG
Siemens Corp
Original Assignee
ERNI Electronics GmbH and Co KG
Wuerth Elektronik GmbH and Co KG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ERNI Electronics GmbH and Co KG, Wuerth Elektronik GmbH and Co KG, Siemens Corp filed Critical ERNI Electronics GmbH and Co KG
Priority to DE200610039601 priority Critical patent/DE102006039601A1/en
Priority to PCT/DE2007/001181 priority patent/WO2008022609A1/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G02B6/26—Optical coupling means
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
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Abstract

Ein optisches Koppelelement (3) zur stirnseitigen optischen Kopplung von Wellenleitern (11, 12) eines ersten zweidimensionalen Wellenleiterarrays mit mxn-Wellenleitern mit den Wellenleitern (21, 22) eines zweiten zweidimensionalen Wellenleiterarrays mit mxn-Wellenleitern, wobei m >= 2 und n >= 2 sind und wobei die stirnseitigen Enden (15, 24) der Wellenleiterarrays in einem Winkel zueinander angeordnet sind, ist gekennzeichnet durch eine in einem Winkel angeordnete plane Spiegelfläche (310), durch die das Licht des ersten Wellenleiterarrays auf das zweite Wellenleiterarray umgelenkt wird, und dieser zugeordnet m parallel verlaufende Reihen von wenigstens n im Strahlengang des umgelenkten Lichts angeordnete Linsen (311, 312, 321, 322) umfasst.An optical coupling element (3) for the optical coupling of waveguides (11, 12) of a first two-dimensional waveguide array with mxn waveguides with the waveguides (21, 22) of a second two-dimensional waveguide array with mxn waveguides, where m> = 2 and n> 2 and wherein the front ends (15, 24) of the waveguide arrays are arranged at an angle to each other, is characterized by an angled plane mirror surface (310), by which the light of the first waveguide array is deflected onto the second waveguide array, and associated therewith m parallel rows of at least n arranged in the beam path of the deflected light lenses (311, 312, 321, 322).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem optischen Koppelelement zur stirnseitigen optischen Kopplung der Wellenleiter eines ersten zweidimensionalen Wellenleiterarrays mit den Wellenleitern eines zweidimensionalen Wellenleiterarrays gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine optische Koppelanordnung mit zwei zweidimensionalen Wellenleiterarrays und einem optischen Koppelelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.The Invention is based on an optical coupling element to the front side optical coupling of the waveguides of a first two-dimensional waveguide array with the waveguides of a two-dimensional waveguide array according to the generic term of claim 1. Subject of the present invention is also an optical coupling arrangement with two two-dimensional waveguide arrays and an optical coupling element according to the preamble of the claim 13th

Zur Erzielung hoher Übertragungsraten in der Kommunikationstechnik werden Daten zunehmend über parallele Verbindungen übertragen. Bei optoelektronischen Übertragungsverfahren werden die Daten dabei parallel über eine Mehrzahl von optischen Kanälen übertragen. Hierzu werden in optischen Leiterplatten zwei oder mehr optische Lagen von Lichtwellenleitern integriert, wobei jede optische Lage ein eindimensionales Array von Lichtwellenleitern umfasst. Derartige optische Leiterplatten können beispielsweise in Schalt schränken eingesetzt werden, in denen hohe Übertragungsraten realisiert werden müssen und ein hohes Maß an optischer Parallelität der Datenübertragungswege vorteilhaft ist.to Achieving high transfer rates In communication technology, data is increasingly being used in parallel Transfer connections. In optoelectronic transmission methods the data is transferred in parallel transmit a plurality of optical channels. For this purpose, two or more optical in optical circuit boards Layers of optical fibers integrated, with each optical position comprises a one-dimensional array of optical fibers. such For example, optical circuit boards can in control cabinets can be used, realized in which high transmission rates Need to become and a high level optical parallelism the data transmission paths is advantageous.

Um nun beispielsweise eine optische Leiterplatte mit einem zweidimensionalen Wellenleiterarray, auch als 2D-Leiterplatte bezeichnet, mit einer 2D-Backplane-Leiterplatte, beispielsweise eines Schaltschranks zu koppeln, ist eine Anordnung der beiden Leiterplatten in einem Winkel zueinander notwendig. Eine optische Kopplung von zwei zweidimensionalen Wellenleiterarrays, die in einem Winkel insbesondere senkrecht zueinander ausgerichtet sind, ist beispielsweise auch erforderlich bei der Kopplung eines optischen Sende- oder Empfangsmoduls mit zweidimensional angeordneten optischen Sendern oder Empfängern an eine 2D-optische Leiterplatte. Ein weiterer Anwendungsfall einer solchen Kopplung besteht in der Kopplung elektronischer Baugruppen, zum Beispiel elektronischer Chips mit zweidimensional angeordneten optischen Ein- und/oder Ausgängen an zweidimensionale optische Wellenleiterarrays.Around now, for example, an optical circuit board with a two-dimensional Waveguide array, also referred to as a 2D printed circuit board, with a 2D backplane printed circuit board, for example, to couple a cabinet is an arrangement the two circuit boards at an angle to each other necessary. A optical coupling of two two-dimensional waveguide arrays, which are oriented at an angle, in particular perpendicular to each other, is for example also necessary in the coupling of an optical Transmit or receive module with two-dimensionally arranged optical transmitters or receivers a 2D optical circuit board. Another use case of a such coupling consists in the coupling of electronic assemblies, for example, electronic chips arranged with two-dimensional optical inputs and / or outputs to two-dimensional optical waveguide arrays.

Aus der nicht vorveröffentlichten europäischen Patentanmeldung Nr. 05090102.4 geht ein gattungsgemäßes optisches Koppelelement hervor, welches parallel verlaufende Reihen von jeweils n Spiegelbereichen aufweist, wobei das Licht des ersten Wellenleiterarrays durch die Spiegelbereiche auf das zweite Wellenleiterarray umgelenkt wird und dabei jeweils einem Wellenleiterpaar des ersten und des zweiten Wellenleiterarrays ein Spiegelbereich zur Lichtkopplung zugeordnet ist. Darüber hinaus offenbart diese nicht vorveröffentlichte europäische Patentanmeldung eine gattungsgemäße optische Koppelanordnung, bei welcher ein solches Koppelelement zur stirnseitig optischen Kopplung der Wellenleiter des ersten Wellenleiterarrays mit den Wellenleitern des zweiten Wellenleiterarrays verwendet wird. Dieses optische Koppelelement zeichnet sich dadurch aus, dass es m parallel verlaufende Reihen von jeweils n Spiegelbereichen aufweist. Das Licht des ersten Wellenleiterarrays wird durch die Vielzahl der Spiegelbereiche auf das zweite Wellenleiterarray umgelenkt. Dabei ist jeweils einem Wellenleiterpaar des ersten und des zweiten Wellenleiterarrays ein Spiegelbereich zur Lichtkopplung zugeordnet. Das Koppelelement wird an die Enden der Lichtwellenleiter eines zweidimensionalen Arrays angesetzt und ermöglicht für sämtliche Lichtwellenleiter eine Lichtkopplung mit jeweils zugeordneten Lichtwellenleitern eines unter einem Winkel, insbesondere senkrecht angeordneten weiteren zweidimensionalen Arrays. Problematisch bei diesem Koppelelement ist es, dass für die unterschiedlichen Kanäle, die jeweils durch unterschiedliche Lagen der zweidimensionalen Wellenleiterarrays gebildet werden, unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe erforderlich sind, die durch die Umlenkspiegel mit gekrümmten Oberflächen realisiert werden müssen. Diese Spiegel sind beispielsweise als Hohlspiegel ausgebildet mit einer sphärischen Form oder in Form eines Rotationsparaboloiden. Durch Abbildungsfehler können so Koppelverluste auftreten, die wiederum hohe Übertragungsverluste zur Folge haben können.From the not pre-published European Patent Application No. 05090102.4 is a generic optical coupling element shows, which has parallel rows of n mirror areas in each case, wherein the light of the first waveguide array is deflected by the mirror areas on the second waveguide array, each one waveguide pair of the first and the second waveguide array is assigned a mirror area for light coupling. In addition, this non-prepublished European patent application discloses a generic optical coupling arrangement in which such a coupling element is used for the front-side optical coupling of the waveguides of the first waveguide array with the waveguides of the second waveguide array. This optical coupling element is characterized in that it has m parallel rows of n mirror areas in each case. The light of the first waveguide array is deflected by the plurality of mirror regions on the second waveguide array. In this case, in each case one pair of waveguides of the first and of the second waveguide array is assigned a mirror area for coupling light. The coupling element is attached to the ends of the optical waveguide of a two-dimensional array and allows light coupling for each optical waveguide, each with associated optical waveguides of a further two-dimensional array arranged at an angle, in particular vertically. The problem with this coupling element is that different image scales are required for the different channels, which are each formed by different layers of the two-dimensional waveguide arrays, which must be realized by the deflection mirrors with curved surfaces. These mirrors are for example designed as a concave mirror with a spherical shape or in the form of a paraboloid of revolution. By mapping errors so coupling losses can occur, which in turn can have high transmission losses.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der Erfindung Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße optische Koppelelement mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass für die beiden Kanäle, jeweils realisiert durch die übereinander in der optischen Platine angeordneten zweidimensionalen Wellenleiterarrays identische Abbildungsmaßstäbe verwendet werden können. Durch die wenigstens n Linsen kann der Abbildungsmaßstab jeweils an Lichtleitergeometrien angepasst werden. Dies hat den großen Vorteil, dass durch angepasste Abbildungen nur geringe Koppelverluste entstehen. The according to the invention optical Coupling element with the features of the independent claim 1 has the other hand Advantage that for the two channels, each realized by the one above the other arranged in the optical board two-dimensional waveguide arrays identical magnifications used can be. By the at least n lenses, the magnification can each adapted to fiber optic geometries. This has the great advantage that only slight coupling losses occur due to adapted mappings.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in dem unabhängigen Anspruch angegebenen optischen Koppelelements möglich.By those in the dependent Claims listed features are advantageous developments and improvements in the independent Claim specified optical coupling element possible.

So sieht eine sehr vorteilhafte Ausführungsform vor, dass im Strahlengang des umgelenkten Lichts 2n optische Linsen angeordnet sind, deren erster Teil einer ersten, mit dem stirnseitigen Ende des ersten Wellenleiterarrays koppelbaren Ein-/Auskoppelfläche zugeordnet ist und deren zweiter Teil einer zweiten mit dem stirnseitigen Ende des zweiten Wellenleiterarrays koppelbaren Ein-/Auskoppelfläche zugeordnet ist. Durch diese beiden Linsen ist die Anpassung des Abbildungsmaßstabs an die Lichtleitergeometrien und damit eine Reduktion der Koppelverluste besonders vorteilhaft möglich.Thus, a very advantageous embodiment provides that in the beam path of the deflected light 2n optical lenses are arranged, the first part of a first, with the front end the first waveguide array is coupled to the coupling / decoupling surface and whose second part is associated with a second coupled to the front end of the second waveguide array input / output coupling surface. By these two lenses, the adaptation of the imaging scale to the optical fiber geometries and thus a reduction of the coupling losses is particularly advantageous.

Rein prinzipiell können die Linsen und die im Winkel angeordnete plane Spiegelfläche durch unterschiedliche Bauteile realisiert werden. Eine nicht nur hinsichtlich der Herstellung, sondern insbesondere auch hinsichtlich der Justage sehr vorteilhafte Ausführungsform sieht jedoch vor, dass das Koppelelement ein lichtleitender Körper ist, an dessen erster, der ersten Ein-/Auskoppelfläche zugewandten Fläche der erste Teil der optischen Linsen angeordnet ist, an dessen zweiter, der zweiten Ein-/Auskoppelfläche zugewandten Fläche der zweite Teil der optischen Linsen angeordnet ist und an dessen dritter Fläche der Spiegel angeordnet oder ausgebildet ist. Auf diese Weise sind sämtliche optischen Elemente einstückig mit dem Koppelelement ausgebildet, welches so einen monolithischen Block bildet. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass das Koppelelement zusammen mit den Linsen und dem Spiegel als Ganzes justiert und fixiert werden kann. Die Linsen können dabei einstückig mit dem lichtleitenden Körper ausgebildet sein, sie können aber auch als separates Teil auf dem lichtleitenden Körper befestigt, z.B. aufgeklebt sein.Purely in principle can the lenses and the angled plane mirror surface through different components can be realized. One not only in terms the production, but in particular also with regard to the adjustment very advantageous embodiment however, provides that the coupling element is a light-guiding body, at the first, facing the first input / output surface area the first part of the optical lenses is arranged, on the second, the second input / output surface facing surface the second part of the optical lenses is arranged and at the third area the mirror is arranged or formed. That way are all one-piece optical elements formed with the coupling element, which is such a monolithic Block forms. This design has the advantage that the coupling element together be adjusted and fixed with the lenses and the mirror as a whole can. The lenses can in one piece formed with the light-conducting body be, you can but also attached as a separate part on the light-conducting body, e.g. be glued on.

Rein prinzipiell ist eine Kopplung von in einem beliebigen Winkel angeordneten Wellenleiterarrays möglich. Bevorzugt beträgt der Winkel zwischen der ersten und der zweiten Ein-/Auskoppelfläche 90°. Der Spiegel ist in diesem Falle sowohl zur ersten Ein-/Auskoppelfläche als auch zur zweiten Ein-/Auskoppelfläche unter einem Winkel von 45° geneigt angeordnet.Purely in principle, a coupling is arranged at any angle Waveguide arrays possible. Preferred is the angle between the first and the second input / output surface 90 °. The mirror is in this case both the first input / output surface as also to the second input / output surface under inclined at an angle of 45 ° arranged.

Der erste Teil der Linsen wie auch der zweite Teil der Linsen können rein prinzipiell beispielsweise durch Aufkleben auf der ersten bzw. zweiten Fläche des optischen Koppelelements befestigt werden. Um jedoch an der Klebestelle Übergangsverluste und dergleichen auszuschließen und auch im Hinblick auf eine einfache Herstellung sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, dass sowohl der erste als auch der zweite Teil der Linsen Teil des lichtleitenden, das Koppelelement bildenden Körpers sind, der lichtleitende Körper im Bereich der Linsen also entsprechend ausgeformt ist.Of the The first part of the lenses as well as the second part of the lenses can be clean in principle, for example by sticking on the first or second Area of be attached optical coupling element. However, at the splice transition losses and the like exclude and also with regard to ease of production provides an advantageous embodiment suggest that both the first and the second part of the lenses part the light-conducting, the coupling element forming body, the light-conducting body In the area of the lenses is thus formed accordingly.

Bevorzugt sind die Linsen zur Erzielung optimaler Abbildungen Sammellinsen, die sphärische oder asphärische Stirnflächen aufweisen können.Prefers are the lenses to achieve optimal images collecting lenses, the spherical or aspherical faces can have.

Der lichtleitende Körper besteht bevorzugt aus einem hochbrechenden Glas, Kunststoff oder einem ähnlichen, für die hier verwendeten Lichtstrahlen transparenten Material. Der Brechungsindex des hochbrechenden Glases beträgt dabei vorzugsweise n ≥ 1,8.Of the light-conducting body is preferably made of a high refractive glass, plastic or a similar, for the here light rays used transparent material. The refractive index of the high refractive index glass preferably n ≥ 1.8.

Die Erfindung betrifft auch eine optische Koppelanordnung mit einem ersten zweidimensionalen Wellenleiter mit m × n-Wellenleitern, einem zweiten zweidimensionalen Wellenleiter mit m × n-Wellenleitern, wobei m ≥ 2 und n ≥ 2 sind und die stirnseitigen Enden der Wellenleiterarrays in einem Winkel zueinander angeordnet sind, bei der ein vorbeschriebenes Koppelelement zur stirnseitigen optischen Kopplung der Wellenleiter des Wellenleiterarrays mit den Wellenleitern des zweiten Wellenleiterarrays verwendet wird.The The invention also relates to an optical coupling arrangement with a first two-dimensional waveguide with m × n waveguides, a second Two-dimensional waveguide with m × n waveguides, where m ≥ 2 and n ≥ 2 and the front ends of the waveguide arrays at an angle to each other are arranged, in which a prescribed coupling element for frontal optical coupling of the waveguides of the waveguide array is used with the waveguides of the second waveguide array.

Dabei ist bevorzugt zwischen den Stirnflächen des ersten Teils der optischen Linsen und der ersten Ein-/Auskoppelfläche bzw. dem stirnseitigen Ende des ersten Wellenleiterarrays ein Luftraum angeordnet. Genauso ist bevorzugt zwischen den Stirnflächen des zweiten Teils der optischen Linsen und der zweiten Ein-/Auskoppelfläche bzw. dem stirnseitigen Ende des zweiten Wel lenleiterarrays ebenfalls ein Luftraum angeordnet. Die beiden Lufträume sind bevorzugt miteinander verbunden.there is preferably between the end faces of the first part of the optical Lenses and the first input / output surface or the front end arranged an air space of the first waveguide array. Same is preferably between the end faces the second part of the optical lenses and the second input / output surface or the front end of the second Wel lenleiterarrays also a Airspace arranged. The two air spaces are preferably together connected.

Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen den Stirnflächen des ersten Teils der optischen Linsen und dem stirnseitigen Ende des ersten Wellenleiterarrays ein Immersionsmittel angeordnet ist. Auch zwischen den Stirnflächen des zweiten Teils der optischen Linsen und dem stirnseitigen Ende des zweiten Wellenleiterarrays kann ein Immersionsmittel vorgesehen sein. Die beiden Immersionsmittel können insbesondere identisch sein, das heißt einstückig ausgebildet sein. Bei dem Immersionsmittel handelt es sich beispielsweise um einen Kleber oder ein transparentes Vergussmaterial. Das Immersionsmittel schützt die optischen Pfade vor Staub und Verschmutzung, stellt einen optischen Ausgleich von Unregelmäßigkeiten an den Wellenleiterstirnflächen bereit und fixiert darüber hinaus das Koppelelement hinsichtlich seiner Lage. Das Immersionsmittel weist dabei eine Brechzahl auf, die kleiner ist als die Brechzahl des lichtleitenden Körpers.at another embodiment is provided that between the end faces of the first part of the optical Lenses and the front end of the first waveguide array an immersion agent is arranged. Also between the front surfaces of the second part of the optical lenses and the front end of the Second waveguide arrays can be provided with an immersion medium be. The two immersion agents can be identical in particular be, that is one piece be educated. The immersion agent is for example an adhesive or a transparent potting material. The immersion medium protects the optical paths from dust and pollution, provides an optical Compensation of irregularities at the waveguide end faces ready and fixated about it In addition, the coupling element in terms of its location. The immersion medium has a refractive index which is smaller than the refractive index of the light-conducting body.

Das Koppelelement kann als separates Teil ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, dass es Teil einer Koppeleinheit oder eines Funktionsteils ist, welches das erste oder das zweite Wellenleiterarray umfasst.The Coupling element may be formed as a separate part. Likewise is it is possible that it is part of a coupling unit or a functional part, which comprises the first or the second waveguide array.

Das erste und/oder das zweite Wellenleiterarray sind in bevorzugten Ausgestaltungen in einer mehrlagigen optischen Leiterplatte, in einem optischen Sende- oder Empfangsmodul mit zweidimensional angeordneten optischen Sendern und/oder Empfängern oder in einer elektrischen Baugruppe mit zweidimensional angeordneten Ein- und/oder Ausgängen realisiert.The first and / or the second waveguide array are in preferred embodiments in a multilayer optical circuit board, in a two-dimensional optical transmission or reception module realized arranged optical transmitters and / or receivers or in an electrical assembly with two-dimensionally arranged inputs and / or outputs.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention is illustrated in the drawings and in the following Description closer explained.

Es zeigenIt demonstrate

1 schematisch im Schnitt ein Ausführungsbeispiel einer Koppelanordnung zur Kopplung zweier zweidimensionaler Wellenleiterarrays und 1 schematically in section an embodiment of a coupling arrangement for coupling two two-dimensional waveguide arrays and

2 eine vergrößerte Darstellung des Koppelelements der in 1 dargestellten Koppelanordnung. 2 an enlarged view of the coupling element of in 1 illustrated coupling arrangement.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist eine Koppelanordnung mit einer zweilagigen optischen Leiterplatte 1, einem wellenleitenden Funktionselement 2 und einem optischen Koppelement 3 zur optischen Kopplung von optischer Leiterplatte 1 und Funktionselement 2 dargestellt.In 1 is a coupling arrangement with a two-layered optical circuit board 1 , a wave-guiding functional element 2 and an optical coupling element 3 for optical coupling of optical circuit board 1 and functional element 2 shown.

Die zweilagige optische Leiterplatte weist in zwei übereinander, in einem Abstand a voneinander angeordneten, parallel zueinander verlaufenden Lagen jeweils ein eindimensionales Array von n Lichtwellenleitern 11, 12 auf, von denen die Schnittdarstellung der 1 jeweils einen Lichtwellenleiter 11, 12 zeigt. Die anderen Lichtwellenleiter 11, 12 sind jeweils vor bzw. hinter der Zeichenebene angeordnet. Die optische Leiterplatte 1 weist daher 2 × n-Wellenleiter auf, die ein zweidimensionales Wellenleiter-Array bilden. Wenn die Leiterplatte m Lagen derartiger Wellenleiter aufweist, wobei m ≥ 2 ist, so umfasst die Leiterplatte 1 ein Wellenleiter-Array von m × n-Wellenleitern. Die einzelnen Wellenleiter sind in der optischen Leiterplatte 1 auf an sich bekannte Weise vorteilhafterweise integriert optisch ausgebildet.The two-layer optical circuit board has two one above the other, at a distance a from each other, parallel to each other extending layers each have a one-dimensional array of n optical fibers 11 . 12 on, of which the sectional view of the 1 one optical fiber each 11 . 12 shows. The other optical fibers 11 . 12 are respectively arranged in front of and behind the plane of the drawing. The optical circuit board 1 therefore has 2 × n waveguides which form a two-dimensional waveguide array. If the circuit board has m layers of such waveguides, where m ≥ 2, then the circuit board comprises 1 a waveguide array of mxn waveguides. The individual waveguides are in the optical circuit board 1 in a known manner advantageously integrated optically formed.

Das Funktionselement 2 weist ebenfalls zwei im Abstand a voneinander angeordnete Lagen von einem jeweils eindimensionalen Array von n-Lichtwellenleitern 21, 22 auf, wobei die Schnittdarstellung der 1 wiederum nur jeweils einen der Lichtwellenleiter 21, 22 jeder Lage zeigt. In dem Fall, dass in dem Funktionselement m Lagen von Lichtwellenleitern vorgesehen sind, umfasst das Funktionselement 2 ein Wellenleiter-Array mit m × n-Wellenleitern.The functional element 2 also has two spaced apart from each other layers of a respective one-dimensional array of n-optical fibers 21 . 22 on, where the sectional view of 1 again only one of the optical fibers 21 . 22 every situation shows. In the event that m layers of optical waveguides are provided in the functional element, the functional element comprises 2 a waveguide array with m × n waveguides.

Das Funktionselement 2 ist beispielsweise ein Teil oder ein Teilbereich einer weiteren zweidimensionalen Leiterplatte, ein Teil oder Teilbereich eines zweidimensionalen optischen Sende- und/oder Empfangsmoduls, ein Teil oder Teilbereich einer elektrischen Baugruppe mit optischen Eingängen und/oder Ausgängen oder ein Teil oder Teilbereich einer Koppeleinheit, die mit einem weiteren Funktionselement verbunden ist.The functional element 2 is for example a part or partial area of a further two-dimensional printed circuit board, a part or partial area of a two-dimensional optical transmitting and / or receiving module, a part or partial area of an electrical assembly with optical inputs and / or outputs or a part or partial area of a coupling unit, which with is connected to another functional element.

Im Nachfolgenden wird auf die konkrete Ausbildung und die Funktionalität des Funktionselementes 2 oder von mit dem Funktionselement 2 verbundenen Modulen und Baugruppen nicht eingegangen, da es bei vorliegender Erfindung allein auf die Kopplung zwischen den jeweiligen Lichtwellenleitern der beiden zweidimensionalen Arrays von optischer Leiterplatte 1 und Funktionselement 2 ankommt. Es wird daher im Nachfolgenden nicht darauf eingegangen, wohin die jeweils dargestellten Wellenleiter führen und über welche Mechanismen Licht welcher Bauelemente und Module ein- und/oder ausgekoppelt wird. Die vorliegende Erfindung sieht diesbezüglich keinerlei Einschränkungen vor. Es werden im Folgenden allein die Koppelanordnung und das Koppelelement beschrieben.In the following, we will focus on the specific training and functionality of the functional element 2 or from with the functional element 2 connected modules and assemblies have not been received, since it is in the present invention solely on the coupling between the respective optical waveguides of the two two-dimensional arrays of optical circuit board 1 and functional element 2 arrives. It will therefore not be discussed in the following, where lead the waveguide shown in each case and which mechanisms light of which components and modules is switched on and / or out. The present invention provides no restrictions in this regard. In the following, only the coupling arrangement and the coupling element will be described.

Die optische Leiterplatte 1 und das Funktionselement 2 sind derart zueinander angeordnet, dass die jeweiligen Lichtwellenleiter 11, 12, 21, 22 im Wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen. Die optische Leiterplatte 1 weist eine Aussparung 13 auf, in die ein Teilbereich 25 des Funktionselements 2 hineinragt. Das Funktionselement 2 weist seitliche Vorsprünge 23 auf, mit denen es sich auf der Oberfläche 14 der optischen Leiterplatte 1 abstützt. Die Abstützung ist in 1 nur schematisch dargestellt und kann auf vielfältige Weise realisiert sein.The optical circuit board 1 and the functional element 2 are arranged to each other such that the respective optical fibers 11 . 12 . 21 . 22 essentially perpendicular to each other. The optical circuit board 1 has a recess 13 in which a subarea 25 of the functional element 2 protrudes. The functional element 2 has lateral projections 23 on, with which it is on the surface 14 the optical circuit board 1 supported. The support is in 1 only shown schematically and can be realized in many ways.

Da die Dicke der Leiterplatte 1 aufgrund von Toleranzen in der Leiterplattenherstellungstechnik teilweise erheblich variieren kann, erfolgt nach Anbringen des Funktionselements 2 und des bevorzugt mit diesem bereits verbundenen Koppelelements 3 an der Leiterplatte 1 zunächst eine Justage, insbesondere eine aktive Justage in Bezug auf die Leiterplatte 1 zur Ausrichtung auf die jeweiligen Wellenleiter. Im justierten Zustand wird das Funktionselement 2 dann beispielsweise durch einen Kleber gegenüber der Leiterplatte 1 fixiert.As the thickness of the circuit board 1 Due to tolerances in the PCB manufacturing technology can sometimes vary considerably, takes place after attachment of the functional element 2 and preferably with this already connected coupling element 3 on the circuit board 1 first an adjustment, in particular an active adjustment with respect to the circuit board 1 to align with the respective waveguides. In the adjusted state, the functional element 2 then, for example, by an adhesive against the circuit board 1 fixed.

Durch die Aussparung 13 der Leiterplatte 1 ist das Wellenleiterarray mit den zwei 2 × n-Wellenleitern 11, 12 freigelegt, wobei die Endflächen der Wellenleiter 11, 12 im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche 14 der Leiterplatte stehen und im Wesentlichen senkrecht zur Längenausdehnung der Wellenleiter 11, 12 verlaufen. Die Wellenleiter 11, 12 des zweidimensionalen Arrays enden dabei an einer Stirnseite 15 der optischen Leiterplatte, die durch die Aussparung 13 definiert wird.Through the recess 13 the circuit board 1 is the waveguide array with the two 2 × n waveguides 11 . 12 exposed, with the end faces of the waveguides 11 . 12 essentially perpendicular to the surface 14 the circuit board and are substantially perpendicular to the longitudinal extension of the waveguide 11 . 12 run. The waveguides 11 . 12 of the two-dimensional array terminate at one end face 15 the optical circuit board passing through the recess 13 is defined.

Wie in 1 dargestellt, bildet die Stirnseite 15 das seitliche Ende der optischen Leiterplatte 1, wobei das Koppelelement 3 sich an dieses stirnseitige Ende 15 der optischen Leiterplatte anschließt. Der in 1 dargestellte weitere Teilbereich 1' der Leiterplatte 1 ist in diesem Falle lediglich als Stützelement ohne Wellenleiter ausgebildet.As in 1 represented, forms the front side 15 the lateral end of the optical circuit board 1 , wherein the coupling element 3 to this front end 15 the optical circuit board connects. The in 1 represented further subarea 1' the circuit board 1 is formed in this case only as a support element without waveguide.

In entsprechender Weise weist auch das Funktionselement 2 eine Stirnseite 24 auf, an der die Stirnflächen der Wellenleiter 21, 22 des weiteren zweidimensionalen Wellenleiterarrays freiliegen.In a corresponding manner, the functional element also has 2 a front side 24 on, at the end faces of the waveguides 21 . 22 furthermore, two-dimensional waveguide arrays are exposed.

Durch das Koppelelement 3 ist nun eine optische Kopplung zwischen den Lichtwellenleitern 11, 12 des zweidimensionalen Lichtwellenleiterarrays der optischen Leiterplatte 1 und den Lichtwellenleitern 21, 22 des zweidimensionalen optischen Wellenleiterarrays des Funktionselements 2, die in einem Winkel, im dargestellten Ausführungsbeispiel in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind, möglich. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die Anordnung der beiden Wellenleiterarrays in einem rechten Winkel beschränkt ist, sondern dass mit einer entsprechenden Anordnung rein prinzipiell beliebige Winkel realisiert werden können.Through the coupling element 3 is now an optical coupling between the optical fibers 11 . 12 of the two-dimensional optical waveguide array of the optical circuit board 1 and the optical fibers 21 . 22 the two-dimensional optical waveguide array of the functional element 2 , which are arranged at an angle in the illustrated embodiment at an angle of 90 ° to each other, possible. It is understood that the invention is not limited to the arrangement of the two waveguide arrays at a right angle, but that with a corresponding arrangement purely in principle arbitrary angles can be realized.

Das optische Koppelelement 3 ist gemäß der 1 als separates Teil ausgebildet. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt, vielmehr ist es auch möglich, dass das Koppelelement 3 Teil des Funktionselements 2 oder einer Koppeleinheit ist, die mit einem Funktionselement 2 gekoppelt wird. Es kann beispielsweise einstückig mit dem Funktionselement 2 der 1 ausgebildet sein, wobei dieses dann eine Koppeleinheit für ein weiteres Funktionselement wie ein optisches Modul oder eine elektrische Baugruppe oder dergleichen darstellen kann.The optical coupling element 3 is according to the 1 formed as a separate part. However, the invention is not limited to this, but it is also possible that the coupling element 3 Part of the functional element 2 or a coupling unit with a functional element 2 is coupled. It may, for example, in one piece with the functional element 2 of the 1 be formed, which may then represent a coupling unit for another functional element such as an optical module or an electrical assembly or the like.

Das Koppelelement 3 ist ein lichtleitender Körper in Form eines Prismas aus einem hochbrechenden transparenten Kunststoff oder aus einem hochbrechenden Glas. Es kann auch aus einem anderen für die betrachteten Wellenlängen transparenten Material bestehen. Das prismatische Koppelelement 3 weist eine erste Ein-/Auskoppelfläche 33 auf, die mit der Stirnseite 15 der optischen Leiterplatte 1 gekoppelt ist und eine zweite Ein-/Auskoppelfläche 34, die mit der Stirnseite 24 des Funktionselements 2 gekoppelt ist. Die beiden Ein-/Auskoppelflächen 33, 34 des Koppelelementes 3 sind dabei in einem Winkel zueinander angeordnet, der dem Winkel entspricht, in dem die optische Leiterplatte 1 und das Funktionselement 2 zueinander angeordnet sind – im betrachteten Ausführungsbeispiel entspricht dieser Winkel einem rechten Winkel. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Ein-/Auskoppelflächen 33, 34 in 1 in einem Luftraum enden, der jeweils zwischen dem Lichtleiterkörper 3 und den Wellenleitern 11, 12 bzw. 21, 22 angeordnet ist. Die Erfindung ist hierauf nicht beschränkt. Vielmehr kann vorgesehen sein, dass der besagte Luftraum zwischen den Ein-/Auskoppelflächen 33, 34 und den nachfolgend noch näher zu beschreibenden Oberflächen des lichtleitenden Körpers, der das Koppelelement 3 bildet, auch mit einem einen Füllkörper bil denden Immersionsmittel, beispielweise einem lichtleitenden Kleber oder einem Verguss oder dergleichen ausgefüllt sein kann.The coupling element 3 is a light-conducting body in the form of a prism made of a high refractive transparent plastic or of a high refractive index glass. It can also consist of another transparent material for the wavelengths considered. The prismatic coupling element 3 has a first input / output surface 33 on, with the front side 15 the optical circuit board 1 is coupled and a second input / output surface 34 with the front side 24 of the functional element 2 is coupled. The two input / output surfaces 33 . 34 of the coupling element 3 are arranged at an angle to each other, which corresponds to the angle in which the optical circuit board 1 and the functional element 2 are arranged to each other - in the considered embodiment, this angle corresponds to a right angle. It should be noted that the coupling / decoupling surfaces 33 . 34 in 1 in an air space, each between the light guide body 3 and the waveguides 11 . 12 respectively. 21 . 22 is arranged. The invention is not limited thereto. Rather, it can be provided that said air space between the input / output surfaces 33 . 34 and the surfaces of the light-conducting body to be described in more detail below, which the coupling element 3 forms, even with a filler bil Denden immersion agent, for example, a photoconductive adhesive or a potting or the like can be filled.

Ein solches Immersionsmittel übernimmt folgende Funktionen:

  • a) den Schutz der optischen Pfade vor Staub und Verschmutzungen,
  • b) einen optischen Ausgleich von Unregelmäßigkeiten an den Wellenleiterstirnflächen, die durch die begrenzte Qualität der Oberflächenbearbeitung der Leiterplatte 1 vorliegen können, beispielsweise bei einem Ausfräsen der Aussparung 13 aus der optischen Leiterplatte 1,
  • c) eine Fixierung der Lage des Koppelelements 3.
Such an immersion medium assumes the following functions:
  • a) the protection of optical paths against dust and dirt,
  • b) an optical compensation of irregularities on the waveguide end faces, due to the limited quality of the surface processing of the circuit board 1 may be present, for example, in a milling of the recess 13 from the optical circuit board 1 .
  • c) a fixation of the position of the coupling element 3 ,

In dem Fall, dass zwischen dem lichtleitenden Körper 3 und dem stirnseitigen Ende 15 der Lichtwellenleiter 11, 12 bzw. 21, 22 ein solcher Immersionskörper angeordnet ist, bilden die Ein-/Auskoppelflächen 33, 34 jeweils plane Flächen. Für den Fall, dass zwischen den Stirnseiten 15 bzw. 24 der Lichtwellenleiter 11, 12 bzw. 21, 22 und dem lichtleitenden Körper 3 Luft angeordnet ist, wird dieser Luftraum zu der Koppelanordnung gewissermaßen hinzugezählt und insoweit bilden die Ein-/Auskoppelflächen 33, 34 gewissermaßen fiktive Begrenzungsflächen, die nachfolgend im Sinne einer einheitlichen Beschreibung daher auch so bezeichnet werden.In the case that between the photoconductive body 3 and the front end 15 the optical fiber 11 . 12 respectively. 21 . 22 such an immersion body is arranged, form the input / output surfaces 33 . 34 each flat surfaces. In the event that between the end faces 15 respectively. 24 the optical fiber 11 . 12 respectively. 21 . 22 and the photoconductive body 3 Air is arranged, this airspace is added to the coupling arrangement in a sense and so far form the input / output surfaces 33 . 34 so to speak, fictitious bounding surfaces, which are subsequently also referred to in the sense of a uniform description.

Das prismatische Koppelelement 3 weist drei sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckende Flächen 301, 302 und 303 auf. An einer Fläche 303, die jeweils im gleichen Winkel zur ersten Ein-/Auskoppelfläche 33 sowie zur zweiten Ein-/Auskoppelfläche 34 geneigt angeordnet ist, der dem halben Winkel entspricht, unter dem das Funktionselement 2 gegenüber der optischen Leiterplatte 1 angeordnet ist, im gezeigten Fall 45°, ist ein Spiegel 310 angeordnet.The prismatic coupling element 3 has three surfaces extending perpendicular to the plane of the drawing 301 . 302 and 303 on. On a surface 303 , each at the same angle to the first input / output surface 33 as well as the second input / output surface 34 is arranged inclined, which corresponds to half the angle, below which the functional element 2 opposite the optical circuit board 1 is arranged, in the case shown 45 °, is a mirror 310 arranged.

Die erste Fläche 301 ist mit einem Abstand d1 parallel zur ersten Ein-/Auskoppelfläche 33 angeordnet, die zweite Fläche 302 ist parallel zu der zweiten Ein-/Auskoppelfläche 34 und mit einem Abstand d2 von dieser Ein-/Auskoppelfläche 34 angeordnet. An der ersten Fläche 301 sind Linsen 311, 312 ausgebildet, deren optische Achsen mit den optischen Achsen der Wellenleiter 11, 12 übereinstimmen.The first area 301 is at a distance d 1 parallel to the first input / output surface 33 arranged, the second surface 302 is parallel to the second input / output interface 34 and with a distance d 2 from this input / output surface 34 arranged. At the first area 301 are lenses 311 . 312 whose optical axes are aligned with the optical axes of the waveguides 11 . 12 to match.

An der Fläche 302 sind Linsen 321, 322 angeordnet, deren optische Achsen mit den optischen Achsen der Wellenleiter 21, 22 übereinstimmen. Die Abstände d1 und d2 sind insoweit durch die optischen Achsen der Wellenleiter 11, 12 bzw. 21, 22 und die Größe und Anordnung der Linsen 311, 312, 321, 322 definiert.At the surface 302 are lenses 321 . 322 arranged, whose optical axes with the optical axes of the waveguides 21 . 22 to match. The distances d 1 and d 2 are insofar through the optical axes of the waveguide 11 . 12 respectively. 21 . 22 and the size and arrangement of the lenses 311 . 312 . 321 . 322 Are defined.

In 2 ist das Koppelement 3 und die an ihm angeordneten Linsen 311, 312, 321, 322 sowie der Spiegel 310 zusammen mit Strahlengängen S1, S2 vergrößert dargestellt. Der in einem Winkel von 45° sowohl zur ersten Ein-/Auskoppelfläche 33 als auch zur zweiten Auskoppelfläche 34 angeordnete Spiegel 310 wird beispielsweise durch Metallisieren der Fläche 303 realisiert. Der Spiegel 310 kann aber auch auf beliebig andere an sich bekannte Weise auf der Fläche 303 angeordnet oder befestigt werden.In 2 is the coupling element 3 and the lenses arranged on it 311 . 312 . 321 . 322 as well as the mirror 310 shown enlarged together with beam paths S1, S2. The at an angle of 45 ° both to the first input / output surface 33 as well as the second decoupling surface 34 arranged mirrors 310 For example, by metallizing the surface 303 realized. The mirror 310 But also in any other known manner on the surface 303 be arranged or attached.

Auf der Fläche 301 sind zwei gewölbte Stirnflächen 313, 314, welche die Linsen 311, 312 bilden, vorgesehen, wohingegen auf der Fläche 302 gewölbte Stirnflächen 323, 324, welche die Linsen 321, 322 bilden, angeordnet sind. Die Stirnflächen 313, 314, 323, 324 sind so gewölbt, dass die Linsen 311, 312, 321, 322 Sammellinsen sind. Die Stirnflächen 313, 314, 323, 324 können hierzu sphärisch oder asphärisch gewölbt sein. Durch diese Sammellinsen 311, 312, 321, 322 werden parallele Strahlengänge S1, S2, die durch den planen Umlenkspiegel 310 umgelenkt werden, realisiert. Achsparallele Strahlen sind damit nach der Abbildung wieder achsparallel, was eine optimale NA-Anpassung für die Lichtleiterkopplung ermöglicht.On the surface 301 are two curved faces 313 . 314 which the lenses 311 . 312 form, whereas, on the surface 302 arched faces 323 . 324 which the lenses 321 . 322 form, are arranged. The faces 313 . 314 . 323 . 324 are so domed that the lenses 311 . 312 . 321 . 322 Collecting lenses are. The faces 313 . 314 . 323 . 324 may be curved spherical or aspherical thereto. Through these collecting lenses 311 . 312 . 321 . 322 be parallel beam paths S1, S2, by the plane deflection mirror 310 be redirected, realized. As a result, axis-parallel beams are again parallel to the axis after imaging, which enables optimum NA matching for the optical fiber coupling.

Der lichtleitende Körper 3, der auch als Umlenkblock bezeichnet werden kann, besteht vorzugsweise – wie oben bereits erwähnt – aus einem hoch brechenden für die hier in Frage kommenden Lichtwellenlängen transparenten Material, beispielsweise aus einem hochbrechenden Glas, das Idealerweise einen Brechungsindex von n ≥ 1,8 aufweist.The light-conducting body 3 , which may also be referred to as Umlenkblock, preferably - as already mentioned above - from a high-refractive for the wavelengths in question here transparent material, such as a high-refractive glass, which ideally has a refractive index of n ≥ 1.8.

Die Linsenelemente, das heißt die Linsenflächen 313, 314, 323, 324, welche die Sammellinsen 311, 312, 321, 322 bilden, werden entweder zusammen mit dem lichtleitenden Körper 3 einstückig mit diesem ausgebildet oder als separate Teile hergestellt und beispielsweise auf die Flächen 301 bzw. 302 aufgeklebt.The lens elements, that is the lens surfaces 313 . 314 . 323 . 324 which the collecting lenses 311 . 312 . 321 . 322 form, either together with the light-conducting body 3 formed integrally with this or made as separate parts and, for example, on the surfaces 301 respectively. 302 glued.

Für den Fall, dass zwischen den Stirnflächen 313, 314 sowie 323, 324 und der ersten Ein-/Auskoppelfläche 33 bzw. der zweiten Ein-/Auskoppelfläche 34 ein Luftraum existiert, wird der lichtleitende Körper 3 auf nicht dargestellte Weise in dem Hohlraum 13 nach seiner Justage fixiert. Für den Fall, dass der besagte Raum durch einen als Immersionsmittel wirkenden Füllkleber ausgefüllt ist oder durch einen anderen Körper ausgefüllt ist, muss dieser Füllkörper eine niedrigere Brechzahl aufweisen als die des lichtleitenden Körpers 3 und der Sammellinsen 311, 312, 321, 322, damit eine Abbildung der Lichtstrahlen durch die Sammellinsen 311, 312, 321, 322 möglich ist.In the event that between the faces 313 . 314 such as 323 . 324 and the first input / output surface 33 or the second input / output surface 34 an airspace exists, becomes the light-guiding body 3 in a manner not shown in the cavity 13 fixed after its adjustment. In the event that said space is filled by a filling adhesive acting as an immersion or is filled by another body, this filler body must have a lower refractive index than that of the light-conducting body 3 and the collecting lenses 311 . 312 . 321 . 322 , so that an image of the light rays through the converging lenses 311 . 312 . 321 . 322 is possible.

Claims (23)

Optisches Koppelelement (3) zur stirnseitigen optischen Kopplung von Wellenleitern (11, 12) eines ersten zweidimensionalen Wellenleiterarrays mit m × n-Wellenleitern mit den Wellenleitern (21, 22) eines zweiten zweidimensionalen Wellenleiterarrays mit m × n-Wellenleitern, wobei m ≥ 2 und n ≥ 2 sind, und wobei die stirnseitigen Enden (15, 24) der Wellenleiterarrays in einem Winkel zueinander angeordnet sind gekennzeichnet durch eine in einem Winkel angeordnete plane Spielgelfläche (310), durch die das Licht des ersten Wellenleiterarrays auf das zweite Wellenleiterarray umgelenkt wird, und dieser zugeordnet m parallel verlaufende Reihen von wenigstens n, im Strahlengang des umgelenkten Lichts angeordnete Linsen (311, 312, 321, 322).Optical coupling element ( 3 ) for the optical coupling of waveguides ( 11 . 12 ) of a first two-dimensional waveguide array with m × n waveguides with the waveguides ( 21 . 22 ) of a second two-dimensional waveguide array with m × n waveguides, where m ≥ 2 and n ≥ 2, and wherein the front ends ( 15 . 24 ) of the waveguide arrays are arranged at an angle to one another, characterized by an angular plane surface ( 310 ), by which the light of the first waveguide array is deflected to the second waveguide array, and associated therewith m parallel rows of at least n, arranged in the beam path of the deflected light lenses ( 311 . 312 . 321 . 322 ). Koppelelement (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang des umgelenkten Lichts 2n optische Linsen angeordnet sind, deren erster Teil (311, 312) einer ersten, mit dem stirnseitigen Ende (15) des ersten Wellenleiterarrays koppelbaren Ein-/Auskoppelfläche (33) zugeordnet ist, und deren zweiter Teil (321, 322) einer zweiten, mit dem stirnseitigen Ende (24) des zweiten Wellenleiterarrays koppelbaren Ein-/Auskoppelfläche (34) zugeordnet ist.Coupling element ( 3 ) according to claim 1, characterized in that in the beam path of the deflected light 2n optical lenses are arranged, the first part ( 311 . 312 ) a first, with the front end ( 15 ) of the first waveguide array coupling input / output surface ( 33 ), and its second part ( 321 . 322 ) a second, with the front end ( 24 ) of the second waveguide array coupling input / output surface ( 34 ) assigned. Koppelement (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (3) ein lichtleitender Körper ist, an dessen erster, der ersten Ein-/Auskoppelfläche (33) zugewandten Fläche (301) der erste Teil der optischen Linsen (311, 312) angeordnet ist, an dessen zweiter, der zweiten Ein-/Auskoppelfläche (34) zugewandten Fläche (302) der zweite Teil der optischen Linsen (321, 322) angeordnet ist und an dessen dritter Fläche (303) der Spiegel (310) angeordnet ist.Coupling element ( 3 ) according to claim 2, characterized in that the coupling element ( 3 ) is a light-conducting body, at its first, the first input / output surface ( 33 ) facing surface ( 301 ) the first part of the optical lenses ( 311 . 312 ) is arranged, at the second, the second input / output surface ( 34 ) facing surface ( 302 ) the second part of the optical lenses ( 321 . 322 ) and on the third surface ( 303 ) the mirror ( 310 ) is arranged. Koppelelement (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen der ersten und der zweiten Ein-/Auskoppelfläche (33, 34) 90° beträgt.Coupling element ( 3 ) according to claim 3, characterized in that the angle between the first and the second input / output surface ( 33 . 34 ) Is 90 °. Koppelelement (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (310) sowohl zur ersten Ein-/Auskoppelfläche (33) als auch zur zweiten Ein-/Auskoppelfläche (34) unter einem Winkel von 45° geneigt ist.Coupling element ( 3 ) according to claim 3, characterized in that the mirror ( 310 ) both to the first input / output surface ( 33 ) as well as the second input / output interface ( 34 ) is inclined at an angle of 45 °. Koppelement (3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste Teil der optischen Linsen (311, 312) als auch der zweite Teil der optischen Linsen (321, 322) Teil des lichtleitenden Körpers sind.Coupling element ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that both the first part of the optical lenses ( 311 . 312 ) as well as the second part of the optical lenses ( 321 . 322 ) Are part of the light-conducting body. Koppelelement (3) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste Teil der optischen Linsen (311, 312) als auch der zweite Teil der optischen Linsen (321, 322) einstückig mit dem lichtleitenden Körper ausgebildet sind.Coupling element ( 3 ) according to claim 6, characterized in that both the first part of the optical lenses ( 311 . 312 ) as well as the second part of the optical lenses ( 321 . 322 ) are formed integrally with the light-conducting body. Koppelelement (3) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste Teil der optischen Linsen (311, 312) als auch der zweite Teil der optischen Linsen (321, 322) als separate Teile an dem lichtleitenden Körper befestigt sind.Coupling element ( 3 ) according to claim 6, characterized in that both the first part of the optical lenses ( 311 . 312 ) as well as the second part of the optical lenses ( 321 . 322 ) are attached as separate parts to the photoconductive body. Koppelelement (3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste Teil der optischen Linsen (311, 312) als auch der zweite Teil der optischen Linsen (321, 322) Sammellinsen (313) sind.Coupling element ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that both the first part of the optical lenses ( 311 . 312 ) as well as the second part of the optical lenses ( 321 . 322 ) Collecting lenses ( 313 ) are. Koppelelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammellinsen (311, 312, 321, 322) asphärisch gewölbte Stirnflächen (313, 314, 323, 324) oder sphärisch gewölbte Stirnflächen aufweisen.Coupling element according to claim 9, characterized in that the converging lenses ( 311 . 312 . 321 . 322 aspherically curved end faces ( 313 . 314 . 323 . 324 ) or have spherically curved end faces. Koppelelement (3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem hochbrechenden Glas oder Kunststoff besteht.Coupling element ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it consists of a high refractive glass or plastic. Koppelelement (3) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das hochbrechende Glas einen Brechungsindex n ≥ 1,8 aufweist.Coupling element ( 3 ) according to claim 11, characterized in that the high refractive index glass has a refractive index n ≥ 1.8. Optische Koppelanordnung mit einem ersten zweidimensionalen Wellenleiterarray mit m × n-Wellenleitern (11, 12) und einem zweiten zweidimensionalen Wellenleiterarray mit m × n-Wellenleitern (21, 22), wobei m ≥ 2 und n ≥ 2 sind und die stirnseitigen Enden der Wellenleiterarrays in einem Winkel zueinander angeordnet sind, gekennzeichnet durch ein Koppelelement (3) zur stirnseitigen optischen Kopplung der Wellenleiter des ersten Wellenleiterarrays mit den Wellenleitern des zweiten Wellenleiterarrays gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 12.Optical coupling arrangement with a first two-dimensional waveguide array with m × n waveguides ( 11 . 12 ) and a second two-dimensional waveguide array with m × n waveguides ( 21 . 22 ), where m ≥ 2 and n ≥ 2 and the front ends of the waveguide arrays are arranged at an angle to each other, characterized by a coupling element ( 3 ) for the frontal optical coupling of the waveguides of the first waveguide array with the waveguides of the second waveguide array according to one of the preceding claims 1 to 12. Koppelanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ein-/Auskoppelfläche (33) dem stirnseitigen Ende (15) des ersten Wellenleiterarrays und die zweite Ein-/Auskoppelfläche (34) dem stirnseitigen Ende (24) des zweiten Wellenleiterarrays zugeordnet ist.Coupling arrangement according to claim 13, characterized in that the first input / output coupling surface ( 33 ) the front end ( 15 ) of the first waveguide array and the second input / output surface ( 34 ) the front end ( 24 ) is associated with the second waveguide array. Koppelanordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stirnflächen (313, 314) des ersten Teils der optischen Linsen (311, 312) und der ersten Ein-/Auskoppelfläche (33) ein Luftraum angeordnet ist.Coupling arrangement according to claim 13 or 14, characterized in that between the end faces ( 313 . 314 ) of the first part of the optical lenses ( 311 . 312 ) and the first input / output surface ( 33 ) An air space is arranged. Koppelanordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stirnflächen (323, 324) des zweiten Teils der optischen Linsen (321, 322) und der zweiten Ein-/Auskoppelfläche (34) ein Luftraum angeordnet ist.Coupling arrangement according to claim 13 or 14, characterized in that between the end faces ( 323 . 324 ) of the second part of the optical lenses ( 321 . 322 ) and the second input / output surface ( 34 ) An air space is arranged. Koppelanordnung nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen den Stirnflächen (313, 314) des ersten Teils der optischen Linsen (311, 312) und der ersten Ein-/Auskoppelfläche (33) angeordnete Luftraum und der zwischen den Stirnflächen (323, 324) des zweiten Teils der optischen Linsen (321, 322) und der zweiten Ein- und Auskoppelfläche (34) angeordnete Luftraum jeweils miteinander verbunden sind.Coupling arrangement according to claim 15 and 16, characterized in that between the end faces ( 313 . 314 ) of the first part of the optical lenses ( 311 . 312 ) and the first input / output surface ( 33 ) arranged air space and the between the end surfaces ( 323 . 324 ) of the second part of the optical lenses ( 321 . 322 ) and the second input and output surface ( 34 ) arranged air space are each connected to each other. Koppelanordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stirnflächen (313, 314) des ersten Teils der optischen Linsen (311, 312) und der ersten Ein-/Auskoppelfläche (33) ein Füllkörper, insbesondere ein Füllkleber mit niedrigerer Brechzahl als die des Koppelelements (3) angeordnet ist.Coupling arrangement according to claim 13 or 14, characterized in that between the end faces ( 313 . 314 ) of the first part of the optical lenses ( 311 . 312 ) and the first input / output surface ( 33 ) a filling body, in particular a filling adhesive with a lower refractive index than that of the coupling element (US Pat. 3 ) is arranged. Koppelanordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stirnflächen (323, 324) des zweiten Teils der optischen Linsen (321, 322) und der zweiten Ein-/Auskoppelfläche (34) ein Füllkörper, insbesondere ein Füllkleber mit niedrigerer Brechzahl als die des Koppelelements (3) angeordnet ist.Coupling arrangement according to claim 13 or 14, characterized in that between the end faces ( 323 . 324 ) of the second part of the optical lenses ( 321 . 322 ) and the second input / output surface ( 34 ) a filling body, in particular a filling adhesive with a lower refractive index than that of the coupling element (US Pat. 3 ) is arranged. Koppelanordnung nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen den Stirnflächen (313, 314) des ersten Teils der optischen Linsen (311, 312) und der ersten Ein-/Auskoppelfläche (33) angeordnete Füllkörper und der zwischen den Stirnflächen (323, 324) des zweiten Teils der optischen Linsen (321, 322) und der zweiten Ein- und Auskoppelfläche (34) angeordnete Füllkörper jeweils aus dem gleichen Material bestehen, insbesondere einstückig ausgebildet sind.Coupling arrangement according to claim 18 and 19, characterized in that between the end faces ( 313 . 314 ) of the first part of the optical lenses ( 311 . 312 ) and the first input / output surface ( 33 ) arranged filling bodies and between the end faces ( 323 . 324 ) of the second part of the optical lenses ( 321 . 322 ) and the second input and output surface ( 34 ) arranged filling bodies each consist of the same material, in particular are integrally formed. Koppelanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (3) als separates Teil ausgebildet ist.Coupling arrangement according to one of claims 13 to 20, characterized in that the coupling element ( 3 ) is formed as a separate part. Koppelanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement Teil einer Koppeleinheit oder eines Funktionsteils ist, das das erste oder das zweite Wellenleiterarray umfasst.Coupling arrangement according to one of claims 13 to 20, characterized in that the coupling element part of a coupling unit or a functional part that is the first or the second waveguide array includes. Koppelanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Wellenleiterarray realisiert sind in einer optischen Leiterplatte (1), in einem optischen Sende- oder Empfangsmodul mit zweidimensional angeordneten optischen Sendern oder Empfängern oder in einer elektrischen Baugruppe mit zweidimensional angeordneten optischen Ein- und/oder Ausgängen.Coupling arrangement according to one of claims 13 to 22, characterized in that the first and / or the second waveguide array are realized in an optical circuit board ( 1 ), in an optical transmitting or receiving module with two-dimensionally arranged optical transmitters or receivers or in an electrical assembly with two-dimensionally arranged optical inputs and / or outputs.
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