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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE19607107 A1
Publication typeApplication
Application numberDE1996107107
Publication date28 Aug 1997
Filing date26 Feb 1996
Priority date26 Feb 1996
Publication number1996107107, 96107107, DE 19607107 A1, DE 19607107A1, DE-A1-19607107, DE19607107 A1, DE19607107A1, DE1996107107, DE96107107
InventorsSigrun Dipl Ing Schneider, Joerg Dipl Phys Hehmann, Walter Dipl Ing Joerg
ApplicantSel Alcatel Ag
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Light conductor to opto-electronic component coupling apparatus for optical communications
DE 19607107 A1
Abstract
The apparatus has a light conductor in the form of an optical waveguide (2) integrated into a carrier plate (1) for the optoelectronic components (5) and extending to at least one end of the plate. The end of the light conductor and the end of the plate form an acute angle. The resulting inclined surface of the light conductor end causes total internal reflection. The components are mounted on the carrier plate so that the inclined surface (4) of the light conductor deflects the signal light either to the optoelectronic components, e.g. photodiode or laser diode, or directly to the optical conductor.
Claims(3)  translated from German
1. Anordnung zur Kopplung von Signallicht zwischen einem Ende eines Lichtwellenleiters und einer an einem Trägerplättchen fixierten optoelektronischen Komponente, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter ein in das Trägerplättchen ( 1 ) integrierter optischer Wellenleiter ( 2 ) ist, der sich bis an wenigstens ein Plättchenende erstreckt, dessen Außenfläche ( 3 ) zumindest im Bereich des Wellenleiterendes zusammen mit der den integrierten Wellenleiter ( 2 ) aufweisenden Oberfläche ( 4 ) des Trägerplättchens ( 1 ) einen spitzen Winkel bilden, so daß die schräge Stirnfläche des Wellenleiterendes eine Totalreflexion bewirkt, und daß die optoelektronische Komponente ( 5 ) so auf der Oberfläche ( 4 ) des Trägerplättchens ( 1 ) fixiert ist, daß die schräge Stirnfläche des Wellenleiters ( 2 ) das Signallicht je nach Ausbreitungsrichtung entweder zur optoelektronischen Komponente ( 5 ) oder von dieser direkt in den optischen Wellenleiter ( 2 ) umlenkt. 1. An arrangement for coupling signal light between one end of an optical fiber and a fixed to a carrier wafer optoelectronic component, characterized in that the optical fiber into the carrier plate (1) integrated optical waveguide (2), which extends to at least one tile end whose outer surface (3) at least in the region of the fiber end, together with the integrated waveguide (2) comprising a surface (4) of the carrier plate (1) form an acute angle, so that the oblique end face of the fiber end causing a total reflection, and in that the optoelectronic component (5) onto the surface (4) of the carrier plate (1) is fixed, that the oblique end face of the waveguide (2), the signal light depending on the propagation direction to either the opto-electronic component (5) or from this into the optical waveguide (2 ) deflects.
2. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Oberfläche ( 4 ) und der schrägen Außenfläche ( 3 ) des Trägerplättchens ( 1 ) begrenzte spitze Winkel 30° bis 50° beträgt. 2. Arrangement according to Patent Claim 1, characterized in that from the surface (4) and the slant outer surface (3) of the carrier plate (1) limited acute angle is 30 ° to 50 °.
3. Anordnung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerplättchen ( 1 ) aus Silizium besteht und der spitze Winkel des integrierten optischen Wellenleiters ( 2 ) am Ende des Trägerplättchens ( 1 ) etwa 41° beträgt. 3. Arrangement according to Patent Claim 2, characterized in that the carrier plate (1) consists of silicon and the acute angle of the integrated optical waveguide (2) at the end of the carrier plate (1) is approximately 41 °.
Description  translated from German

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kopplung von Signallicht zwischen einem Lichtwellenleiter und einer optoelektronischen Komponente, insbesondere zur Verwendung in Systemen der optischen Nachrichtentechnik. The invention relates to an arrangement for coupling signal light between an optical waveguide and an optoelectronic component, in particular for use in optical communications systems.

Eine Koppelanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der Druckschrift "ELECTRONICS LETTERS, Vol. 24, No. 15 vom 21. Juli 1988, Seiten 918 und 919" bekannt. A coupling assembly according to the preamble of claim 1 is known from the publication "ELECTRONICS LETTERS, Vol. 24, No. 15 of 21 July 1988, pages 918 and 919". Die Koppelanordnung besteht aus einem Trägersubstrat aus Silizium, das auf einer Seite eine verhältnismäßig tiefe, V-förmige Nut mit darin versenkt fixierter Glasfaser hat. The switching system consists of a supporting substrate of silicon, which on one side has a relatively deep, V-shaped groove with it sunk fixed glass fiber. Die Faserstirnfläche ist hier vor einem verspiegelten, schrägen Ende der Nut und darüber eine das Nutende so abdeckende Fotodiode angeordnet, daß aus dem Faserende austretendes Signallicht über den Umlenkspiegel zur Fotodiode reflektiert wird. The fiber end face is here against a mirrored slanting end of the groove and about the groove end so covering a photodiode arranged to be reflected from the fiber end emerging signal light on the reflecting mirror to the photodiode.

Außerdem ist in der DE-A-43 23 681 noch eine Koppelanordnung beschrieben, die auf einer Seite eines Trägersubstrates aus Silizium eine relativ flach herausgeätzte, V-förmige Nut aufweist. Furthermore, in the DE-A-43 23 681 another coupling arrangement described, which has on one side of a carrier substrate of silicon etched out a relatively flat, V-shaped groove.

In der Nut ist eine Lichtleitfaser fixiert und vor dem Faserende ein Glasblock mit einer verspiegelten, schrägen Stirnfläche, die so in einem Winkel von 45° zur Substratoberfläche angeordnet ist, daß aus dem Faserende austretendes Signallicht über den Umlenkspiegel und durch das Trägersubstrat hindurch, in eine an der anderen Substratseite fixierte Fotodiode strahlt. In the groove, an optical fiber is fixed and in front of the fiber end a glass block with a mirrored slanting end face which is arranged at an angle of 45 ° to the substrate surface, that from the end of the fiber exiting signal light via the deflection mirror and the support substrate therethrough, in a fixed to the other side of the substrate photodiode illuminated. Um die dabei durch Reflexion entstehenden optischen Koppelverluste zu reduzieren, ist die den Glasblock tragende Oberfläche des Trägersubstrates noch mit einer Antireflexionsschicht versehen. To reduce the resulting optical coupling losses due to reflection, the bearing surface of the glass block of the carrier substrate is still provided with an anti-reflection layer.

Wird anstelle der Fotodiode eine oberflächenemittierende Laserdiode angeordnet, ist auf der anderen Substratseite zwischen Substratoberfläche und Umlenkspiegel eine Fokussierungseinrichtung vorgesehen, so daß von der Laserdiode emittiertes Signallicht durch das Trägersubstrat hindurch letztlich in das Faserende strahlt. Disposing a surface-emitting laser diode, instead of the photo diode, a focusing means is provided on the other side of the substrate between substrate surface and a reflecting mirror, so that light emitted from the laser diode signal light to pass through the carrier substrate ultimately radiated into the fiber end.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Koppelanordnung mit möglichst kurzem Signalweg zwischen dem Ende eines Lichtwellenleiters und einer optoelektronischen Komponente zu schaffen, die sich durch geringe optische Koppelverluste auszeichnet. The invention has for its object to provide an optical switching network having the shortest possible signal path between the end of an optical fiber and an optoelectronic component, which is characterized by low optical coupling losses. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine optische Koppelanordnung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. This object is achieved by an optical switching network having the features defined in claim 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der optischen Koppelanordnung sind in Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the optical coupling arrangement are specified in the claims. Mit der Erfindung erzielbare Vorteile sind der Beschreibung zu entnehmen. With the invention of recoverable benefits of description are to be taken.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Koppelanordnung in einer Seitenansicht schematisch dargestellt ist, wie folgt näher beschrieben: The invention will be described in detail with reference to a drawing, in which an embodiment of the coupling arrangement is shown schematically in a side view, as follows:

In der Zeichnung ist ein Trägerplättchen mit 1 bezeichnet. In the drawing, a carrier plate is denoted by 1. Es ist beispielsweise aus Silizium, Glas, Lithiumniobat oder auch Lithiumtantalat hergestellt und hat auf einer Plättchenseite wenigstens einen streifenförmig integrierten optischen Wellenleiter 2 , der aus zum Werkstoff des Trägerplättchens 1 passendem Material besteht. It is for example made of silicon, glass, lithium niobate or lithium tantalate and has at least one side of a plate strip-shaped integrated optical waveguide 2, which consists of the material of the support plate 1 suitable material. Dieser Wellenleiter 2 erstreckt sich bis an wenigstens ein stirnseitiges Plättchenende. This waveguide 2 extends to at least one end-side end plate. Dessen Außenfläche 3 ist zumindest im Bereich des Wellenleiterendes so schräg zu der den Wellenleiter 2 aufweisenden Oberfläche 4 des Trägerplättchens 1 angeordnet, daß Außenfläche 3 und Oberfläche 4 einen spitzen Winkel bilden. Its outer surface 3 is obliquely arranged at least in the region of the fiber end to the waveguide 2 having surface 4 of the support plate 1, that outer surface 3 and surface 4 form an acute angle. Die schräge Stirnfläche des Wellenleiterendes kann eine optische Reflexionsbeschichtung aufweisen. The oblique end face of the fiber end can have an optical reflection coating.

Die Gradzahl des spitzen Winkels ist von der optischen Brechzahl des integrierten Wellenleiters 2 und des ihn umgebenden Mediums abhängig und wird daher so gewählt, daß am schrägen Wellenleiterende auch ohne Reflexionsbeschichtung eine Totalreflexion auftreffenden Signallichts gewährleistet ist. The number of degrees of the acute angle is dependent on the optical refractive index of the integrated waveguide 2 and immersed into a liquid and is therefore chosen so that the oblique fiber end a total reflection of incident light signal is guaranteed without reflection coating. Der spitze Winkel umfaßt ungefähr den Bereich von 30° bis 50° und beträgt beispielsweise bei einem Trägerplättchen aus Silizium mit einem aufgebrachten integrierten Wellenleiter, dessen Werkstoff einer genormten Standard-Glasfaser entspricht, etwa 41°. The acute angle covers approximately the range of 30 ° to 50 °, and for example, in a carrier wafer of silicon with an applied integrated waveguide whose material corresponds to a normalized standard glass fiber, about 41 °.

Unmittelbar über dem schrägen Ende des Wellenleiters 2 ist auf der Oberfläche 4 des Trägerplättchens 1 das aktive Fenster einer optoelektronischen Komponente 5 angeordnet. Immediately above the sloping end of the waveguide 2 is arranged on the surface 4 of the carrier plate 1, the active window of an optoelectronic component 5. Je nach Bedarf kann es sich bei der optoelektronischen Komponente 5 um eine Fotodiode oder auch um eine oberflächenemittierende Laserdiode handeln. Depending on your needs may be in the optoelectronic component 5 a photodiode or a surface-emitting laser diode. In einem vom schrägen Wellenleiterende entfernten Bereich in den Wellenleiter 2 eingekoppeltes Signallicht wird daher unmittelbar zur Fotodiode (Komponente 5 ) umgelenkt oder aber, wenn anstelle der Fotodiode eine Laserdiode montiert ist, von dieser emittiertes Signallicht über das als Umlenkspiegel wirkende schräge Ende direkt in den Wellenleiter 2 eingekoppelt. In the oblique fiber end remote area in the waveguide 2 is coupled signal light directly to the photodiode (component 5) is therefore deflected or if instead the photodiode, a laser diode is mounted, of this emitted signal light on the acting as deflecting bevel end directly into the waveguide 2 coupled.

Die optoelektronische Komponente 5 ist beispielsweise so mittels Thermokompressionsbonden auf dem Trägerplättchen 1 befestigt, daß das aktive Fenster der Komponente 5 und der Umlenkspiegel vom Wellenleiterende einen sehr kleinen Abstand von nur wenigen Mikrometern, beispielsweise 10 µm, haben. The optoelectronic component 5, for example, as fixed by means of thermo-compression bonding to the support plate 1, that the active window of the component 5 and the deflection mirror waveguide end have a very small distance of only a few microns, for example 10 microns.

Hierdurch ergibt sich ein äußerst kurzer Signalweg mit verlustarmer Kopplung. This results in an extremely short signal with low loss coupling. Der kurze Koppelabstand hat außerdem eine nur geringe Strahlaufweitung des sich ausbreitenden Signallichts zur Folge und gestattet daher die Verwendung von optoelektronischen Komponenten 5 mit entsprechend kleinem aktiven Fenster, das die Übertragung hoher Bitraten gestattet. The short coupling interval also has a low beam divergence of the propagating signal light result and therefore allows the use of optoelectronic components 5 with a correspondingly small active window that allows the transmission of high bit rates. Wird eine derartige Koppelanordnung beispielsweise bei einer als Sende-/Empfangsmodul ausgebildeten, optisch integrierten Schaltung (IOC-Modul) eingesetzt, erlaubt dies schließlich eine minimale Aufbaugröße mit nur geringen Abmessungen. If such a coupling arrangement (IOC) module used for example in a designed as a transmitter / receiver module, optical integrated circuit, it finally allowed a minimum structure size with only small dimensions.

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Classifications
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Legal Events
DateCodeEventDescription
28 Aug 1997OM8Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
20 Apr 20008139Disposal/non-payment of the annual fee