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DE19711121A1 - Verzweigende Lichtwellenleiteranordnung - Google Patents

Verzweigende Lichtwellenleiteranordnung

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DE19711121A1
DE19711121A1 DE19711121A DE19711121A DE19711121A1 DE 19711121 A1 DE19711121 A1 DE 19711121A1 DE 19711121 A DE19711121 A DE 19711121A DE 19711121 A DE19711121 A DE 19711121A DE 19711121 A1 DE19711121 A1 DE 19711121A1
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Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der optischen Signal- und Datenübertragung, insbesondere bei Multiprozessorsystemen, für die sich zukünftig ein vermehrter Einsatz sog. optischer Bussysteme abzeichnet. Grundsätzlich ist unter einem Datenbus die Nutzung eines gemeinsamen Signalpfades durch mehrere Teilnehmer zu verstehen. Dazu verfügt der Signalpfad über Verzweigungen zur Signalausspeisung und/oder zur Signalein­ speisung. Bei elektrischen Signalleitungen oder Bussystemen ist dies aufgrund der elektrischen Leitereigenschaften kein Problem. Die Realisierung optischer Verzweigungen stellt je­ doch - insbesondere bei Datenübertragungssystemen mit einer hohen Anzahl paralleler Datenleitungen - ein anspruchsvolles technologisches Problem dar.
Die Erfindung betrifft eine verzweigende Lichtwellenleiteran­ ordnung mit mindestens einem durchgehenden Lichtwellenleiter mit einem lichtleitenden Kern, der auf einem Substrat ange­ ordnet ist, mit mindestens einem zu dem durchgehenden Licht­ wellenleiter winklig angeordneten verzweigenden Lichtwellen­ leiter, dessen Kopplungs-Stirnfläche dem durchgehenden Licht­ wellenleiter zugewandt ist und mit mindestens einer spiegeln­ den Fläche, die einen Lichttransfer zwischen dem durchgehen­ den und dem verzweigenden Lichtwellenleiter bewirkt. Die Er­ findung betrifft ferner ein verzweigendes Lichtwellenleiter-Array. Unter lichtleitendem Kern ist im Rahmen der vorliegen­ den Erfindung der der Lichtwellenleitung dienende Kernbereich eines Lichtwellenleiters zu verstehen. In der praktischen Realisierung sind dabei bekanntermaßen verschiedene Material­ kombinationen von Kern und Mantel möglich, die aufgrund un­ terschiedlicher Brechzahlen eine Lichtleitung bewirken. Der Mantel kann beispielsweise von einem separaten Material mit niedrigerer Brechzahl, aber auch vom Substrat oder an freien Flächen von der Umgebungsluft gebildet sein.
Eine gattungsmäßige Lichtwellenleiteranordnung ist prinzipi­ ell aus dem Aufsatz "4 × 16 POLYMER FIBER OPTICAL ARRAY COUPLERS" VON YAO LI, TING WANG UND K. FASANELLA aus IEEE Photonics Techno­ logy Letters, Vol. 8, No. 12, December 1996 bekannt. Diese bekannte Lichtwellenleiteranordnung ist als 4 × 16-Strahl­ teiler unter Verwendung von polymeren optischen Fasern (POF) mit vier durchgehenden Lichtwellenleitern ausgebildet. Jeder der durchgehenden Lichtwellenleiter ist durch definier­ ten Materialabtrag so ausgebildet, daß jeweils ein Teil des in ihm geleiteten Lichtes in einen oder alle der jeweils vier ihm zugeordneten verzweigenden Lichtwellenleiter transferiert wird. Im einzelnen umfaßt die bekannte Lichtwellenleiteran­ ordnung dazu drei Kunststoffplatten. In Durchgangsbohrungen einer Basisplatte sind die insgesamt 16 verzweigenden Licht­ wellenleiter fixiert. Die Oberfläche der Basisplatte ist mit vier Nuten zur zu den verzweigenden Lichtwellenleitern recht­ winkligen Aufnahme der vier durchgehenden Lichtwellenleiter versehen. Die Kopplungs-Stirnflächen der verzweigenden Licht­ wellenleiter stehen jeweils mit der Mantelfläche des ihnen zugeordneten durchgehenden Lichtwellenleiters teilflächig in Kontakt. Eine obere Platte hat ebenfalls vier Nuten zur Fest­ legung der durchgehenden Lichtwellenleiter und weist außerdem 16 größere Durchgangsbohrungen auf, durch die Schneidklingen in Kontakt mit den durchgehenden Lichtwellenleitern gebracht werden können. Die durchgehenden Lichtwellenleiter werden zwischen der Basisplatte und der oberen Platte durch Schraub­ kräfte fixiert und mit Hilfe eines durch die Durchgangsboh­ rungen zugeführten Schneidwerkzeugs in einem Winkel von 45° von ihrer Mantelfläche aus eingeschnitten. Anschließend wird durch jeweils einen weiteren Schnitt ein etwa zylinderhufför­ miger Bereich aus dem Lichtwellenleitermaterial herausge­ schnitten. Die zur Lichtwellenleiterlängsachse schrägwinklig orientierte Schnittfläche bildet dabei eine spiegelnde Flä­ che.
Diese Lichtwellenleiteranordnung erfordert neben einer Viel­ zahl separat zu fertigender und zu montierender Einzelteile hochpräzise Materialausschnitte aus den durchgehenden Licht­ wellenleitern. Die Herstellung der bekannten Lichtwellenlei­ teranordnung ist daher sehr aufwendig und kostenintensiv und kann wegen der von der Schnittführung abhängenden Orientie­ rung und Güte der spiegelnden Flächen nicht unter allen Um­ ständen optimale optische Eigenschaften garantieren. Außerdem sind die Packungsdichte und die Teilung der durchgehenden Lichtwellenleiter konstruktiv eingeschränkt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer ver­ zweigenden Lichtwellenleiteranordnung, die auch bei einer Vielzahl dicht nebeneinander angeordneter durchgehender Lichtwellenleiter eine sehr kostengünstige und einfache Her­ stellung erlaubt.
Diese Aufgabe wird bei einer verzweigenden Lichtwellenleiter­ anordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf dem Substrat eine Erhebung vorgesehen ist, daß die Erhebung mantelseitig zumindest teilweise in den lichtleitenden Kern des durchgehenden Lichtwellenleiters dringt und daß die Erhebung zumindest eine im Querschnitt des lichtleitenden Kerns liegende Fläche aufweist, die die spie­ gelnde Fläche bildet.
Bei der erfindungsgemäßen Lichtwellenleiteranordnung wird der Kernquerschnitt des durchgehenden Lichtwellenleiters durch eine bevorzugt prismenförmige Deformation der seitlichen Lichtwellenleiterbegrenzung einseitig eingeengt. Die in den Lichtwellenleiterkern-Querschnitt hineinragende, die Licht­ wellenleitermantelfläche von außen bis in den Kern durchdrin­ gende Fläche der Erhebung wirkt als Spiegel, so daß bei­ spielsweise ein Teil des in dem Kernbereich geführten Lichtes etwa senkrecht durch die Lichtwellenleitermantelfläche ausge­ treten würde. Wird der Winkel der spiegelnden Fläche relativ zu dem Lichtwellenleiter derart gewählt, daß aufgrund des Brechzahlverhältnisses von Lichtwellenleiter und Umgebung ei­ ne Totalreflexion auftritt, kann auf eine separate Verspie­ gelung der Fläche verzichtet werden. Ein aus dem Mantel des durchgehenden Lichtwellenleiters austretender Lichtanteil ge­ langt über die zugewandte Kopplungs-Stirnfläche in den ver­ zweigenden Lichtwellenleiter und würde von diesem weiterge­ leitet. Umgekehrt ist in entsprechender Weise ein Transfer von Lichtsignalen - die aus der Kopplungs-Stirnfläche des verzweigenden Lichtwellenleiters austreten und durch den Man­ telbereich in den durchgehenden Lichtwellenleiter und auf die spiegelnde Fläche gelangen - und damit eine Einkopplung von Lichtsignalen in den durchgehenden Lichtwellenleiter möglich. Durch die Größe und Formgebung der Deformation oder prismati­ schen Erhebung kann der Anteil des transferierten Lichtes eingestellt werden.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lichtwellen­ leiteranordnung besteht darin, daß die spiegelnde Fläche durch die substratseitige Erhebung gebildet wird, so daß eine aufwendige individuelle Bearbeitung und Formveränderung der durchgehenden Lichtwellenleiter zur Ausbildung spiegelnder Flächen nicht erforderlich ist. Die Erhebungen können auf dem Substrat mittels technologisch gut handhabbarer Fertigungs­ verfahren, wie beispielsweise Methoden der planaren Struktu­ rierung oder Prägetechniken, ausgebildet werden. Das Substrat mit den Erhebungen kann in vorteilhafter Weise räumlich ge­ trennt und vor dem Einbringen bzw. Aufbringen der Lichtwel­ lenleiter gestaltet werden, so daß eine Beschädigung der hochempfindlichen Lichtwellenleiter nicht zu befürchten ist. Ein weiterer erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anord­ nung besteht darin, daß sie mit einer vergleichsweise gerin­ gen Anzahl herzustellender und zu handhabender Einzelteile auskommt.
Eine bevorzugte spezielle Formgebung der Deformation oder prismatischen Erhebung ist nach einer vorteilhaften Fortbil­ dung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zwei quer zur Längserstreckung des durchgehenden Lichtwellenleiters verlau­ fende und zueinander geneigte Seitenflächen einer prismati­ schen Erhebung jeweils als spiegelnde Flächen wirken. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn der durchgehen­ de Lichtwellenleiter oder eine von diesem gebildete optische Busleitung bidirektional verwendet werden soll.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß zwischen den Seitenflächen ein Plateau verläuft und daß jeder Seitenfläche ein individueller verzweigender Lichtwel­ lenleiter zugeordnet ist. Bei dieser Erfindungsausgestaltung sind z. B. für unidirektionale verzweigende Lichtwellenleiter definierte Auskoppel- bzw. Einkoppelstellen für Lichtsignale geschaffen, wobei die Plateau-Erstreckung einen ausreichenden Abstand zwischen den verzweigenden, gemäß der Plateau-Er­ streckung beabstandeten Lichtwellenleitern ermöglicht.
Das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip läßt sich beson­ ders vorteilhaft einsetzen bei einem verzweigenden Lichtwel­ lenleiter-Array mit mehreren durchgehenden Lichtwellenleitern mit jeweils einem lichtleitenden Kern, die auf einem Substrat angeordnet sind, mit mehreren zu den durchgehenden Lichtwel­ lenleitern winklig angeordneten verzweigenden Lichtwellenlei­ tern, deren Kopplungs-Stirnflächen den durchgehenden Licht­ wellenleitern zugewandt sind, und mit spiegelnden Flächen, die einen Lichtsignaltransfer zwischen den durchgehenden Lichtwellenleitern und den jeweils zugeordneten verzweigenden Lichtwellenleitern bewirken. Bei einer derartigen Ausgestal­ tung ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß auf dem Substrat we­ nigstens eine Erhebung vorgesehen ist, daß die Erhebung von der Mantelseite aus teilweise in die lichtleitenden Kerne der durchgehenden Lichtwellenleiter dringt und daß die Erhebung zumindest eine im Querschnitt der Kerne liegende Fläche auf­ weist, die die spiegelnden Flächen bildet.
Hier kommt ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen An­ ordnung darin zum Tragen, daß ein optischer Datenbus mit vie­ len eng nebeneinander liegenden durchgehenden Lichtwellenlei­ tern auf einem einzigen Substrat realisierbar ist. Die ver­ zweigenden Lichtwellenleiter werden vorteilhafterweise im we­ sentlichen senkrecht zur Substratoberfläche als Lichtwellen­ leiter-Array in einem Rasterabstand angeordnet, das der late­ ralen Teilung der durchgehenden Lichtwellenleiter entspricht. Besonders bevorzugt kann das Array der verzweigenden Licht­ wellenleiter einen optischen Array-Stecker aufweisen. Auf diese Weise kann auf engstem Raum eine Vielzahl von Verzwei­ gungen realisiert werden.
Um die Enden abzweigender Lichtwellenleiter besonders einfach und präzise auf die spiegelnden Flächen ausrichten zu können, ist nach einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß auf dem Substrat Ausrichtmittel vorgesehen sind, die mit den verzweigenden Lichtwellenleitern zugeordneten Ausrichtmitteln zur Positionierung der verzwei­ genden Lichtwellenleiter in Bezug auf die spiegelnden Flächen zusammenwirken.
Eine fertigungstechnisch und wirtschaftlich besonders vor­ teilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Substrat aus Kunststoff besteht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert; es zeigen in starker Vergrö­ ßerung:
Fig. 1 und 2 jeweils einen Ausschnitt aus erfindungsgemä­ ßen Lichtwellenleiteranordnungen,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer weiteren erfindungsgemä­ ßen Lichtwellenleiteranordnung,
Fig. 4 ein verzweigendes Lichtwellenleiter-Array und
Fig. 5a bis 5c Ausgestaltungsvarianten von Erhebungen.
Fig. 1 zeigt ein Substrat 1, auf dem ein durchgehender Lichtwellenleiter 2 mit einem lichtleitenden Kernbereich 2a ausgebildet ist. Zu dem durchgehenden Lichtwellenleiter 2 rechtwinklig angeordnet ist ein verzweigender Lichtwellenlei­ ter 4, dessen Kopplungs-Stirnfläche 5 dem Mantel 6 des Licht­ wellenleiters 2 zugewandt ist. Auf dem Substrat 1 ist eine Erhebung 8 ausgebildet, deren Seitenflächen 9, 10 im wesentli­ chen quer oder senkrecht zur Längserstreckung A des durchge­ henden Lichtwellenleiters 2 verlaufen und die in ihrem Quer­ schnitt eine dreieckige prismatische Grundfläche 12 aufweist. Die Erhebung 8 durchdringt den Lichtwellenleiter 2 von der Mantelseite 14 aus und bildet mit ihrer im Querschnitt 16 - das heißt in der Querschnittsprojektion - des Lichtwellenlei­ terkerns 2a liegenden Seitenfläche 10 eine spiegelnde Fläche 18.
In dem Kern 2a des durchgehenden Lichtwellenleiters 2 schema­ tisch als Pfeile 20, 21 dargestellte Lichtsignale werden in Richtung des Pfeiles A übertragen, wobei ein Anteil 20' der Lichtsignale durch die spiegelnde Fläche 18 auf die Kopp­ lungs-Stirnfläche 5 des verzweigenden Lichtwellenleiters 4 gelenkt wird. Dadurch ist ein teilweiser Lichtsignaltransfer in den verzweigenden Lichtwellenleiter 4 bewirkt. Der ver­ bleibende Anteil 21' passiert den Bereich der Erhebung 8 un­ beeinflußt und wird in dem Kern 2a weitergeführt.
Fig. 2 zeigt strukturell den bereits im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebenen Aufbau, wobei bei diesem Ausführungs­ beispiel ein Lichtsignaltransfer von dem verzweigenden Licht­ wellenleiter 4 in den Kern 2a des durchgehenden Lichtwellen­ leiters 2 dargestellt ist. In dem verzweigenden Lichtwellen­ leiter verlaufende und an der Kopplungs-Stirnfläche 5 austre­ tende Lichtsignale 30, 31 gelangen (wie durch Pfeile angedeu­ tet) durch die außenseitige Mantelfläche 6 des Lichtwellen­ leiters 2 in den Lichtwellenleiter 2 und werden über die als spiegelnde Flächen 18, 34 wirkenden Seitenflächen 9, 10 in entgegengesetzte, durch Pfeile 30', 31' angedeutete Richtun­ gen in den Kern 2a eingespeist.
Fig. 3 zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen Lichtwel­ lenleiteranordnung, bei der die prismatische Erhebung 8' zwi­ schen ihren Seitenflächen 9', 10' einen Plateaubereich 40 auf­ weist. Dadurch sind die als spiegelnde Flächen 18', 34' die­ nenden Seitenflächen 9', 10' derart beabstandet, daß ein zu­ leitender verzweigender Lichtwellenleiter 50 und ein ablei­ tender verzweigender Lichtwellenleiter 52 vollständig ge­ trennt und übersprechfrei angeordnet werden können. In dem Kern 2a' des durchgehenden Lichtwellenleiters 2' verbreitete Signale 20', 21' werden (Signalanteil 21'') teilweise in den Lichtwellenleiter 52 transferiert, während der verbleibende Anteil 20' in dem Kern 2a' weitergeleitet wird. Von dem ver­ zweigenden Lichtwellenleiter 50 ausgehende und über die spie­ gelnde Fläche 34' in Signalrichtung A' eingekoppelte Lichtsi­ gnale 54 sind auf diese Weise an der Koppelstelle 55 in den Lichtwellenleiter 2' einspeisbar.
Fig. 4 zeigt eine verzweigende Lichtwellenleiteranordnung mit einer Vielzahl durchgehender Lichtwellenleiter in Form eines Lichtwellenleiter-Arrays. Die durchgehenden Lichtwel­ lenleiter 102 können durch Photostrukturierung und Ätzung un­ mittelbar auf einem Substrat 101 ausgebildet sein. Zu den durchgehenden Lichtwellenleitern 102 sind winklig verzweigen­ de Lichtwellenleiter 104 mit jeweils einer dem zugeordneten Lichtwellenleiter 102 zugewandten Kopplungs-Stirnfläche 105 angeordnet. Vorzugsweise können die verzweigenden Lichtwel­ lenleiter 104 in einem gemeinsamen optischen Array-Steck­ verbinder 106, z. B. einer sog. MT-Ferrule, aufgenommen sein. Der Steckverbinder 106 ist aus Gründen einer klaren Darstellung in Fig. 3 nur andeutungsweise strichpunktiert und schematisch dargestellt. Auf dem Substrat ist eine durch­ gehende Erhebung 108 vorgesehen, die jeden der Lichtwellen­ leiter 102 von seiner Mantelfläche aus durchdringt und nach innen in den Kern 102a des jeweiligen Lichtwellenleiters reicht. Dadurch wird der jeweilige Kernbereich seitlich erhe­ bungsseitig eingeengt und wie vorstehend ausführlich erläu­ tert, ein teilweiser Strahl-Transfer zwischen den Lichtwel­ lenleitern 102 und 104 ermöglicht. Dazu weist auch bei diesem Beispiel die Erhebung 108 zumindest eine im Querschnitt der durchgehenden Lichtwellenleiter 102 liegende Seitenfläche 109, 110 auf, die jeweils die spiegelnde Fläche bildet.
Auch hier kann durch die Größe und Formgebung der Erhebung der Anteil des zu transferierenden bzw. einzukoppelnden Lich­ tes variiert werden. Die Lichtwellenleiter 104 sind in einer Teilung T (Rastenabstand) angeordnet, die der Teilung t der durchgehenden Lichtwellenleiter 102 entspricht. Auf diese Weise ist auf engstem Raum ein optischer Datenbus mit verti­ kaler Strahlverzweigung realisierbar. Um eine präzise Posi­ tionierung des Steckverbinders 106 und damit der Stirnflächen 105 in bezug auf die Erhebung 108 bzw. deren spiegelnde Flä­ chen 109, 110 zu vereinfachen, ist auf dem Substrat in exak­ ter relativer Position zu der Erhebung eine mechanische Aus­ richthilfe in Form eines Zapfens 112 ausgebildet, der mit ei­ ner entsprechenden Ausnehmung 114 des Steckverbinders zusam­ menwirkt.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann auf verschiedene Weise hergestellt werden. Eine besonders bevorzugte Herstellungsart umfaßt an sich bekannte und gut beherrschbare Methoden der planaren Strukturierung, die beispielsweise aus der Halblei­ tertechnik bekannt sind. Bevorzugt kann das Substrat 101 aus Kunststoff bestehen und die Substratoberfläche 101a mit der Erhebung 108 und dem Ausrichtzapfen 112 durch Prägen struktu­ riert sein. Bevorzugt wird als Substrat 101 ein Kunststoff gewählt, der eine niedrige optische Brechzahl n1 aufweist. Der Bereich der Erhebung 108 kann bedarfsweise (siehe Fig. 5c) selektiv metallisiert sein. Anschließend wird das Substrat 101 mit einer zweiten, optisch leitenden Schicht mit höherer Brechzahl n2 beschichtet, aus der durch Photostruktu­ rierung und Ätzung die in Fig. 4 sichtbaren Lichtwellenlei­ ter 102 gebildet werden. Bedarfsweise können diese Lichtwel­ lenleiter 102 mit einer äußeren Schicht niedriger Brechzahl n3 überzogen werden, die einen Lichtwellenleitermantel 102b bildet.
Eine besonders bevorzugte Anwendung der in Fig. 4 darge­ stellten Anordnung ist die Realisierung optischer Bussysteme bei optischen Rückwandverbindungen. Dazu kann eine Rückwand eines Gestellschrankes das Substrat 101 mit den integrierten Ankopplungsbereichen aufweisen und in den Gestellschrank ein­ setzbare Baugruppen an ihrer dem Substrat zugewandten Stirn­ seite einen optischen Array-Stecker 106 aufweisen, der die verzweigenden Lichtwellenleiterenden 104 enthält. Durch ge­ stellseitige Führungselemente kann der Array-Stecker beim Einführen der Baugruppe genau über den Ankopplungsbereichen positioniert werden, um eine zuverlässige optische Verbindung zwischen Baugruppe und optischer Rückwand zu gewährleisten.
In den Fig. 5a bis 5c sind unterschiedliche Gestaltungs­ möglichkeiten der Erhebung bei verschiedenen Ausgestaltungs­ varianten des durchgehenden Lichtwellenleiters gezeigt. Im einzelnen zeigt Fig. 5a einen durchgehenden Lichtwellenlei­ ter 202 mit einem durchgehenden lichtleitenden Kernbereich 202a. Der Lichtwellenleiter 202 ist auf einem Substrat 201 mit einer Brechzahl n1 ausgebildet, das eine Erhebung 208 aufweist. Nach Fig. 5a bildet das Substrat 201 aufgrund ent­ sprechender nutartiger Strukturierung die bodenseitige und flankenseitige Begrenzung (Mantel) des Lichtwellenleiters 202. Die Oberseite des Lichtwellenleiters 202 grenzt an die Außenatmosphäre (Brechzahl n0). In an sich bekannter Weise ist die Brechzahl n2 des Kerns 202a größer als die Brechzah­ len n0, n1. Dadurch wird das Licht innerhalb des Kernbereichs 202a geleitet. Die von dem Substratmaterial gebildete Erhe­ bung 208 dringt in den Kernbereich 202a und bildet mit seinen glatten schrägen Flächen 209, 210 wie vorstehend ausführlich beschriebenen Spiegelflächen zur Auskupplung des Lichtes in den - in den Fig. 5a bis 5c nicht dargestellten - verzwei­ genden Lichtwellenleiter (s. Fig. 1 bis 4).
Die Variante gemäß Fig. 5b umfaßt ein Substrat 201' mit ei­ ner Erhebung 208', das zunächst mit einer Mantelschicht 212 versehen wurde, bevor das Kernbereichsmaterial des Lichtwel­ lenleiters zur Bildung des lichtleitenden Kerns 202a' aufge­ bracht worden ist. Dieses Material ist mit einer Deckschicht 219' versehen, deren Brechzahl n3, ebenso wie die Brechzahl n4 der Schicht 212 kleiner als die Brechzahl n2, des Kernma­ terials ist. Die Erhebung 208' reicht um eine Höhe h in das Material des Kerns 202a' und bewirkt mit seinen schrägen Flä­ chen die vorstehend beschriebene Strahlablenkung.
Fig. 5c beschreibt eine weitere Variante, bei der eine Erhe­ bung 208'' eines nicht näher gezeigten Substrats vorab durch Aufbringung einer Metallschicht 214'' auf seine Seitenflächen 209'', 210'' verspiegelt ist. Die Erhebung 208'' durchdringt ei­ ne unterseitige Mantelschicht 212'' und ragt in den lichtlei­ tenden Kernbereich 202a'' des durchgehenden Lichtwellenleiters 202''.

Claims (6)

1. Verzweigende Lichtwellenleiteranordnung
mit mindestens einem durchgehenden Lichtwellenleiter (2) mit einem lichtleitenden Kern (2a), der auf einem Substrat (1) angeordnet ist,
mit mindestens einem zu dem durchgehenden Lichtwellenleiter (2) winklig angeordneten verzweigenden Lichtwellenleiter (4), dessen Kopplungs-Stirnfläche (5) dem durchgehenden Lichtwellenleiter (2) zugewandt ist, und
mit mindestens einer spiegelnden Fläche (18), die einen Lichttransfer zwischen dem durchgehenden (2) und dem verzweigenden Lichtwellenleiter (4) bewirkt,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Substrat (1) eine Erhebung (8) vorgesehen ist,
daß die Erhebung (8) mantelseitig zumindest teilweise ihn den lichtleitenden Kern (2a) des durchgehenden Lichtwellenleiters (2) dringt und
daß die Erhebung (8) zumindest eine im Querschnitt (16) des lichtleitenden Kerns (2a) liegende Fläche (9) aufweist, die die spiegelnde Fläche (18) bildet.
2. Lichtwellenleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei quer zur Längserstreckung (A') des durchgehenden Lichtwellenleiters (2') verlaufende und zueinander geneigte Seitenflächen (9', 10') einer prismatisch ausgebildeten Erhebung (8') jeweils als spiegelnde Flächen (18', 34') wirken.
3. Lichtwellenleiteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Seitenflächen (9', 10') ein Plateau (40) verläuft und daß jeder Seitenfläche (9', 10') ein individueller verzweigender Lichtwellenleiter (50, 52) zugeordnet ist.
4. Verzweigendes Lichtwellenleiter-Array
mit mehreren durchgehenden Lichtwellenleitern (102) mit jeweils einem lichtleitenden Kern (102a), die auf einem Substrat (101) angeordnet sind,
mit mehreren zu den durchgehenden Lichtwellenleitern (102) winklig angeordneten verzweigenden Lichtwellenleitern (104), deren Kopplungs-Stirnflächen (105) den durchgehenden Lichtwellenleitern (102) zugewandt sind, und
mit spiegelnden Flächen, die einen Lichtsignaltransfer zwischen den durchgehenden Lichtwellenleitern (102) und den jeweils zugeordneten verzweigenden Lichtwellenleitern (104) bewirken,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Substrat (101) wenigstens eine Erhebung (108) vorgesehen ist,
daß die Erhebung (108) von der Mantelseite aus teilweise in die lichtleitenden Kerne (102a) der durchgehenden Lichtwellenleiter (102) dringt und
daß die Erhebung (108) zumindest eine im Querschnitt der Kerne (102a) liegende Fläche (109, 110) aufweist, die die spiegelnden Flächen bildet.
5. Lichtwellenleiter-Array nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat (101) Ausrichtmittel (112) vorgesehen sind, die mit den verzweigenden Lichtwellenleitern (104) zugeordneten Ausrichtmitteln (114) zur Positionierung der verzweigenden Lichtwellenleiter (104) in Bezug auf die spiegelnden Flächen zusammenwirken.
6. Lichtwellenleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (101) aus Kunststoff besteht.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10054370A1 (de) * 2000-10-30 2002-05-16 Infineon Technologies Ag Optisches Verteilerelement
EP1008876A3 (de) * 1998-12-11 2003-03-26 Litton Systems, Inc. Faseroptischer Abzweiger und Verfahren zum Abzweigen eines optischen Signals von einem optischen Kabel
EP1014122A3 (de) * 1998-12-21 2003-04-16 Lsi Logic Corporation On-chip Mehrschicht optischer Wellenleiter für verticale Übergänge und Damascene Herstellungsverfahren
EP1014121A3 (de) * 1998-12-21 2003-05-14 Lsi Logic Corporation On-chip Monoschicht horizontaler Umlenk-Wellenleiter und Damascene Herstellungsverfahren
EP1405116A1 (de) * 2001-07-06 2004-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Kopplung an in leiterplatten eingebettete lichtleiter
EP1311882A4 (de) * 2000-07-25 2005-05-11 Optical Air Data Systems Lp Faseroptisches system
US7112780B2 (en) 2002-07-01 2006-09-26 Sick Ag Detector unit
EP2483724B1 (de) * 2009-09-30 2016-11-16 Siemens Aktiengesellschaft Leiterplatte für optische und/oder elektronische bauteile

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6775453B1 (en) 1998-12-21 2004-08-10 Lsi Logic Corporation On-chip graded index of refraction optical waveguide and damascene method of fabricating the same
JP3762208B2 (ja) * 2000-09-29 2006-04-05 株式会社東芝 光配線基板の製造方法
JP3955740B2 (ja) * 2001-03-30 2007-08-08 アイカ工業株式会社 光データバス固定基板及び光バックプレーンボード
DE10126756A1 (de) * 2001-06-01 2003-01-02 Daimler Chrysler Ag Optisches Stecksystem für Datenbusse
US6654515B2 (en) * 2001-09-17 2003-11-25 Aica Kogyo Co., Ltd. Photoelectric back plane board and information processing system
JP3666463B2 (ja) * 2002-03-13 2005-06-29 日本電気株式会社 光導波路デバイスおよび光導波路デバイスの製造方法
NL1021205C2 (nl) * 2002-08-02 2004-02-18 Framatome Connectors Int Optisch connector samenstel, koppelstuk en werkwijze voor het positioneren van het koppelstuk en een structuur van golfgeleiders.
US6842571B2 (en) * 2002-09-05 2005-01-11 Motorola, Inc. Optical interconnect system with layered lightpipe
CN101750679B (zh) * 2010-01-21 2012-10-17 华为技术有限公司 一种光通信系统以及光连接器
JP6393975B2 (ja) * 2013-11-12 2018-09-26 住友ベークライト株式会社 光導波路、光電気混載基板および電子機器
US9323008B2 (en) 2014-03-25 2016-04-26 Globalfoundries Inc. Optoelectronic structures having multi-level optical waveguides and methods of forming the structures

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992011553A1 (fr) * 1990-12-21 1992-07-09 Thomson-Csf Dispositif de connexion optique et appareil de traitement de donnees muni de moyens de transmission optique
US5400419A (en) * 1992-12-03 1995-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Bidirectional optical transmission and reception module
WO1996007117A1 (en) * 1994-08-29 1996-03-07 Akzo Nobel N.V. Connector for polymeric optical waveguide structures

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3901582A (en) * 1974-11-29 1975-08-26 Us Navy Mirrored optical connector
CH599558A5 (de) * 1976-03-16 1978-05-31 Patelhold Patentverwertung
US4346961A (en) * 1979-04-02 1982-08-31 The Boeing Company Fiber optic T coupler
US5222163A (en) * 1988-10-04 1993-06-22 Canon Kabushiki Kaisha Integrated type optical node and optical information system using the same
JPH04372907A (ja) * 1991-06-21 1992-12-25 Canon Inc 導波型分岐、結合素子
US5757994A (en) * 1995-09-22 1998-05-26 Boeing North American, Inc. Three-part optical coupler
DE19616932A1 (de) * 1996-04-27 1997-10-30 Bosch Gmbh Robert Optisches, strahlteilendes Bauelement sowie Verfahren zur Herstellung einer Prismenträgerplatte für ein solches Bauelement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992011553A1 (fr) * 1990-12-21 1992-07-09 Thomson-Csf Dispositif de connexion optique et appareil de traitement de donnees muni de moyens de transmission optique
US5400419A (en) * 1992-12-03 1995-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Bidirectional optical transmission and reception module
WO1996007117A1 (en) * 1994-08-29 1996-03-07 Akzo Nobel N.V. Connector for polymeric optical waveguide structures

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEEE Photonics Technology Letters, Vol.8, No.10, 1996, S. 1352-1354 *
IEEE Photonics Technology Letters, Vol.8, No.12, 1996, S. 1650-1652 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1008876A3 (de) * 1998-12-11 2003-03-26 Litton Systems, Inc. Faseroptischer Abzweiger und Verfahren zum Abzweigen eines optischen Signals von einem optischen Kabel
EP1014122A3 (de) * 1998-12-21 2003-04-16 Lsi Logic Corporation On-chip Mehrschicht optischer Wellenleiter für verticale Übergänge und Damascene Herstellungsverfahren
EP1014121A3 (de) * 1998-12-21 2003-05-14 Lsi Logic Corporation On-chip Monoschicht horizontaler Umlenk-Wellenleiter und Damascene Herstellungsverfahren
EP1311882A4 (de) * 2000-07-25 2005-05-11 Optical Air Data Systems Lp Faseroptisches system
DE10054370A1 (de) * 2000-10-30 2002-05-16 Infineon Technologies Ag Optisches Verteilerelement
EP1405116A1 (de) * 2001-07-06 2004-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Kopplung an in leiterplatten eingebettete lichtleiter
US7112780B2 (en) 2002-07-01 2006-09-26 Sick Ag Detector unit
EP2483724B1 (de) * 2009-09-30 2016-11-16 Siemens Aktiengesellschaft Leiterplatte für optische und/oder elektronische bauteile

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Publication number Publication date
US6097864A (en) 2000-08-01
DE19711121B4 (de) 2006-05-11

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