DE19925015C2

DE19925015C2 - Two-dimensional fiber array and process for its manufacture

Info

Publication number: DE19925015C2
Application number: DE1999125015
Authority: DE
Inventors: Hartmut Bartelt; Bernd Hoefer; Lutz Hoppe; Geb Rapp Sossna
Original assignee: Institut fuer Physikalische Hochtechnologie eV
Current assignee: HOPPE, LUTZ, DR., 99441 MAGDALA, DE
Priority date: 1999-05-26
Filing date: 1999-05-26
Publication date: 2001-05-23
Anticipated expiration: 2019-05-27
Also published as: DE19925015A1

Description

Die Erfindung betrifft ein zweidimensionales Faserarray, das in regelmäßiger Anordnung eine vorgebbare Anzahl von Lichtleitfasern derart umfaßt, daß deren Faserachsen orthogonal zur Arrayfläche angeordnet sind und deren Stirnflächen einen planparallelen Abschluß mit der Arrayfläche oder einer dieser vorgelagerten Ebene bilden, sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Arrays.The invention relates to a two-dimensional fiber array, which in regular arrangement of a predeterminable number of optical fibers such that their fiber axes are orthogonal to the array surface are arranged and the end faces of a plane-parallel termination with the array surface or one of these upstream levels, and a method for producing such arrays.

Optische Fasern werden nach dem Stand der Technik vielfältig und insbesondere zur Signalübertragung eingesetzt. In diesem Zusammenhang sind faseroptische Koppelelemente z. B. als Stecker oder zur Ein- und Auskopplung von Licht in Kombination mit optoelektronischen Komponenten erforderlich. In parallel arbeitenden Systemen benötigt man dazu geeignete Faserarraykomponenten mit regelmäßig angeordneten Fasern. Solche Elemente werden bereits als eindimensionale Arrays, z. B. für Stecker, technisch eingesetzt. So ist z. B. in US-PS 5,656,120 ein Verfahren zur Fixierung eines eindimensionalen Faserarrays auf einem Substrat beschrieben. Dabei sind parallel in ein Substrat eingebrachte V-förmige Nuten vorgesehen, in die die Fasern eingelegt und fixiert sind. Wegen der hohen erreichbaren Präzision und Maßhaltigkeit solcher mechanischer Halteelemente kommen für das genannte Substrat bevorzugt anisotrop geätzte Siliziumwafer in Betracht. Eine Erweiterung solcher eindimensionalen Arrays auf zweidimensionale Arrays kann nur durch eine Aufeinanderstapelung von eindimensionalen Arrays erreicht werden. Allerdings verliert man dabei die Vorteile der Justierungspräzision in der zweiten Dimension, da hierfür eine gesonderte Aufbau- und Verbindungstechnik erforderlich ist. Außerdem schränkt ein derartiger Aufbau die Realisierung möglichst kleiner Rasterabstände zumindest in der zweiten Dimension stark ein.According to the state of the art, optical fibers are diverse and used especially for signal transmission. In this Relationship are fiber optic coupling elements z. B. as a connector or for coupling and extracting light in combination with optoelectronic components required. In working in parallel Systems require suitable fiber array components regularly arranged fibers. Such elements are already considered one-dimensional arrays, e.g. B. for connectors, used technically. So z. B. in US Patent 5,656,120 a method for fixing a one-dimensional Fiber arrays described on a substrate. Here are parallel in one Substrate-provided V-shaped grooves are provided into which the fibers are inserted and fixed. Because of the high achievable precision and Dimensional accuracy of such mechanical holding elements come for that mentioned substrate preferably anisotropically etched silicon wafer into consideration. An extension of such one-dimensional arrays to two-dimensional Arrays can only be stacked by one-dimensional Arrays can be reached. However, you lose the advantages of Adjustment precision in the second dimension, as this is a separate one Construction and connection technology is required. It also restricts such a structure realizing the smallest possible grid spacing strongly at least in the second dimension.

Mit der Entwicklung komplexerer Systeme steigt jedoch der Bedarf an Faserarrays mit einem in zwei Dimensionen möglichst kleinen Rasterabstand der Aufnahmen für die einzubringenden Lichtleitfasern. In US-PS 5,394,498 ist ein zweidimensionales optisches Faserarray und ein Verfahren zu seiner Herstellung beschrieben, bei dem einzelne Lichtleitfasern in zylindrische Löcher eingeführt sind, die in ein Substrat, wie einem Methylacrylat-Kunststoff, eingebohrt sind. Die entsprechend verteilten zylindrischen Löcher sollen dort beispielhaft eine Länge von 3 mm und einen Durchmesser von 0,25 mm aufweisen. Um die Stirnflächen der Fasern in bezug auf ein alle Fasern erfassendes und abdeckendes transparentes Substrat exakt auszurichten, sind auf diesem Substrat zusätzlich Zentrierungsmittel vorgesehen, die bspw. in Form von Ringen o. ä. die Faserstirnflächen zu erfassen gestatten. Zur Herstellung genannter Zentrierungsmittel sind präzise mikrolithografische Verfahren erforderlich. Die Art der dort vorgesehenen Einbringung der Lichtleitfasern in die vorgesehenen Löcher ist jedoch recht diffizil und erfordert den Einsatz von Mikromanipulatoren und mikroskopischer Technik.However, with the development of more complex systems, the need increases Fiber arrays with one that is as small as possible in two dimensions Grid spacing of the recordings for the optical fibers to be inserted. U.S. Patent 5,394,498 discloses a two-dimensional optical fiber array and described a process for its manufacture in which individual Optical fibers are inserted into cylindrical holes that are in a substrate, like a methyl acrylate plastic. The corresponding distributed cylindrical holes should have a length of 3 mm and a diameter of 0.25 mm. To the End faces of the fibers with respect to a and all fibers Align covering transparent substrate exactly on this Centering means are additionally provided, for example in the form of Rings or similar allow the end faces of the fibers to be grasped. For the production said centering means are precise microlithographic processes required. The type of contribution provided there Optical fibers in the holes provided, however, is quite difficult and requires the use of micromanipulators and microscopic Technology.

US-PS 5,600,748 offenbart eine stapelförmige Anordnung einer eindimensionalen Faserstrukturen zur Realisierung von zweidimensionalen Strukturen. Mit dieser Lösung geht jedoch eine Addition geometrischer Fehler in Stapelrichtung einher. Das "Überkreuz"-Stecken bewirkt zudem, daß sich die geometrischen Fehler auf der gegenüberliegenden Seite orthogonal zur zuvor genannten Stapelrichtung ebenfalls aufsummieren. Zudem ist der manuelle Aufwand beim Kontaktieren erheblich.U.S. Patent 5,600,748 discloses a stacked arrangement of a one - dimensional fiber structures for the realization of two-dimensional structures. With this solution, however, one is possible Addition of geometric errors in the stack direction. The "Crossover" sticks also causes the geometric errors on the opposite side orthogonal to the aforementioned Stacking direction also add up. In addition, the manual effort is Contact considerably.

Weiterhin ist aus US-PS 5,907,650 ein optischer Faserarraykonnektor bekannt, bei dem die Positionierung von Fasern in einer speziell geformten Öffnung beschrieben wird. Durch Einsatz von getaperten Fasern wird die Positioniergenauigkeit optimiert. In bezug auf die eigentliche Methode der Realisierung zweidimensionaler Faserhalterstrukturen sind in dieser Schrift allerdings keine Aussagen enthalten.An optical fiber array connector is also known from US Pat. No. 5,907,650 known in which the positioning of fibers in a special shaped opening is described. By using taped Positioning accuracy is optimized for fibers. Regarding the actual method of realizing two-dimensional However, fiber holder structures are not statements in this document contain.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zweidimensionales Faserarray und ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, die mit einem möglichst geringem technischen Aufwand eine hochpräzise zweidimensionale Konfektionierung und eine Selbstausrichtung der Lichtleitfasern ermöglichen. The invention has for its object a two-dimensional Fiber array and a process for its manufacture to be specified using high precision with the least possible technical effort two-dimensional packaging and self-alignment of the Enable optical fibers.

Die Erfindung wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die jeweils nachgeordneten Ansprüche erfaßt.The invention is characterized by the features of claims 1 and 12 solved. Advantageous configurations are given by the subordinate claims recorded.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die ein Faserarray bildenden Lichtleitfasern von mindestens zwei identisch ausgebildeten aufeinanderliegenden Plättchen erfaßt sind, in die jeweils parallel zueinander ausgerichtete spaltförmige Ausnehmungen eingebracht sind, wobei die spaltförmigen Ausnehmungen des ersten Plättchens und des zweiten Plättchens, bzw. weiterer vorgesehener Plättchen jeweils zueinander orthogonal ausgerichtet sind und die Lichtleitfasern in die dadurch gebildeten fluchtenden Durchbrüche eingebracht und formschlüssig vergossen sind, wobei die maximal einbringbare Anzahl von Lichtleitfasern dem Quadratprodukt aus der Anzahl der spaltförmigen Ausnehmungen eines Plättchen entspricht.The essence of the invention is that they form a fiber array Optical fibers of at least two identically designed superimposed platelets are detected, each in parallel aligned gap-shaped recesses are introduced, wherein the gap-shaped recesses of the first plate and the second plate, or other intended plate each are aligned orthogonally to each other and the optical fibers in the aligned openings formed thereby and are cast in a form-fitting manner, the maximum number that can be brought in of optical fibers the square product of the number of corresponds to gap-shaped recesses of a plate.

Die Erfindung soll nachstehend anhand schematischer Ausführungs beispiele näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is based on a schematic embodiment examples will be explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ein erstes und ein zweites Plättchen als wesentliche Bestandteile eines zweidimensionalen Faserarrays in perspektivischer Ansicht, Fig. 1 shows a first and a second plate, as essential constituents of a two-dimensional fiber arrays in a perspective view;

Fig. 1a nach Fig. 1 ausgebildete und aufeinandergelegte Plättchen in Draufsicht, Fig. 1a to Fig. 1, formed and superposed plates in plan view,

Fig. 2 das erste und zweite Plättchen nach Fig. 1 mit teilweise eingelegten Lichtleitfasern in perspektivischer Ansicht, Fig. 2, the first and the second pad of FIG. 1 with a partially inserted optical fibers in a perspective view;

Fig. 3 eine teilkonfektionierte Mindestausführung eines zweidimensionalen Faserarrays nach den Fig. 1 und 2, Fig. 3 is a partially assembled minimum execution of a two dimensional fiber arrays of Figs. 1 and 2,

Fig. 4 eine Ausbildungsmöglichkeit eines zum Einsatz gelangenden Plättchens in einem Schnitt senkrecht zu den vorgesehenen Ausnehmungen, Fig. 4 is a training possibility of reaching for use in a plate section perpendicular to the recesses provided,

Fig. 5 eine Stapelung von drei Plättchen nach Fig. 4 mit eingelegten und einseitig mit einem Plättchen bündig abschließenden Lichtleitfasern im Schnitt, Fig. 5 shows a stack of three plates according to Fig. 4 with inserted and on one side flush with a slide fibers in section,

Fig. 6a zwei Plättchenpaare, die durch ein Zwischenstück beabstandet sind in einem teilkonfektionierten Zustand im Schnitt, FIG. 6a two pairs of plates, spaced apart by an intermediate piece in a partially assembled state in cross section,

Fig. 6b zwei Plättchenpaare, die durch ein äußeres Haltemittel beabstandet sind in einem teilkonfektionierten Zustand im Schnitt, Fig. 6b, two pairs of plates which are spaced apart by an outer holding means in a partially assembled state in cross section,

Fig. 7 zwei Plättchenverbunde, die durch ein entsprechend ausgebildetes äußeres Haltemittel in einem Winkel α zueinander angeordnet sind in einem teilkonfektionierten Zustand im Schnitt und Fig. 7 two platelet assemblies, which are arranged by an appropriately designed outer holding means at an angle α to each other in a partially assembled state in section and

Fig. 8 eine Teilansicht durch einen Plättchenverbund nach Fig. 3, bei dem der einseitig bündige Faserabschluß durch topfförmige Ausnehmungen eines aufgelegten weiteren Plättchens realisiert ist. Fig. 8 is a partial view through a plate composite according to Fig. 3, in which the one-sided flush fiber termination is realized by cup-shaped recesses of a further plate placed.

In Fig. 1 sind zunächst ein erstes Plättchen 1 und ein zweites Plättchen 2 dargestellt, die als wesentliche Bestandteile eines zweidimensionalen Faserarrays nach der Erfindung zum Einsatz gelangen. Im Beispiel sind dafür Plättchen gewählt, die aus einem nicht dargestellten Siliziumwafer derart strukturiert wurden, daß ihnen eine identische quadratische äußere Berandung sowie spaltförmige Ausnehmungen 11, 21 gegeben sind. Im Beispiel sollen die spaltförmigen Ausnehmungen 11, 21 eine Breite von 55 µm und eine äquidistante Beabstandung a der Ausnehmungen zueinander von 250 µm aufweisen.In Fig. 1, a first plate 1 and a second wafer 2 is first shown, which are used as essential components of a two-dimensional fiber arrays of the invention are used. In the example, platelets have been selected for this, which have been structured from a silicon wafer (not shown) in such a way that they are given an identical square outer edge and slot-shaped recesses 11 , 21 . In the example, the gap-shaped recesses 11 , 21 should have a width of 55 μm and an equidistant spacing a of the recesses from one another of 250 μm.

Je nach Einsatzfall liegt es im Rahmen der Erfindung, den Ausnehmungen bspw. eine nichtäquidistante Beabstandung zueinander zu gegeben, wobei jedoch wesentlich ist, daß auch in diesem Fall alle zum Einsatz gelangenden Plättchen bzgl. der Anordnung der spaltförmigen Ausnehmungen zueinander identisch ausgeführt sind.Depending on the application, it is within the scope of the invention Recesses, for example, a non-equidistant spacing from each other to be given, but it is essential that in this case too used platelets with regard to the arrangement of the gap-shaped recesses are identical to each other.

Die Dicke der Plättchen soll im Beispiel 250 µm betragen. Es liegt im Rahmen der Erfindung für die Plättchen ein beliebiges Material, bspw. ein Glas, einzusetzen, in das sich mit der hier notwendigen Präzision die erforderlichen Ausnehmungen einbringen lassen. Die Verwendung von Silizium hat jedoch den Vorteil, daß sich vermittels aus der Mikrosystemtechnik bekannter lithografischer Strukturierungsverfahren präzise Ausnehmungen herstellen lassen, wobei auf leichte und für den hier vorgesehenen Einsatzzweck vorteilhafte Weise den Ausnehmungen ein konischer Querschnitt gegeben werden kann, wie es in Fig. 4 anhand eines Plättchens angedeutet ist. Ebenso können aber auch andere Strukturierungtechnologien hoher Präzision, wie z. B. Ionenstrahltechniken oder Abformtechniken, zur Erzeugung genannter Ausnehmungen zum Einsatz gelangen. Damit die Plättchen 1, 2 auch bei einer Verdrehung der Plättchen um 90° gegeneinander deckungsgleich übereinander positioniert werden können, sind bei der mikrolithografischen Strukturierung der Plättchen zugleich Justiermarken 10, 20 eingebracht worden.The thickness of the platelets should be 250 µm in the example. It is within the scope of the invention to use any material for the platelets, for example a glass, into which the necessary recesses can be made with the precision required here. However, the use of silicon has the advantage that precise recesses can be produced by means of lithographic structuring methods known from microsystem technology, whereby the recesses can be given a conical cross section in a light and advantageous manner for the intended purpose, as is shown in FIG. 4 of a tile is indicated. Likewise, other structuring technologies of high precision, such as. B. ion beam techniques or impression techniques, used to produce said recesses. So that the platelets 1 , 2 can be positioned congruently one above the other even when the platelets are rotated by 90 °, adjustment marks 10 , 20 have also been introduced in the microlithographic structuring of the platelets.

Fig. 2 zeigt zwei nach Fig. 1 ausgebildete und aufeinanderlegbare Plättchen in Draufsicht, wobei aus Fig. 1a gemeinsame fluchtende Durchführungen 3 ersichtlich sind, in welchen die vorgesehenen Lichtleitfasern 4 geführt und fixiert werden. Dabei zeigt Fig. 2 das erste Plättchen 1 und das zweite Plättchen 2 nach Fig. 1 mit teilweise eingelegten Lichtleitfasern 4. Es ist ersichtlich, daß je nach Anzahl der vorgesehenen spaltförmigen Ausnehmungen eine maximale Anzahl von Lichtleitfasern einlegbar ist, die dem Quadratprodukt der Anzahl der Ausnehmungen eines Plättchens entspricht, hier 4 . 4 = 16. Die gebildeten Durchführungen 3 sind bis zur maximal möglichen Anzahl der vorzusehenden Lichtleitfasern 4 variabel bestückbar. Insbesondere, wenn der Querschnitt der spaltförmigen Ausnehmungen konisch ausgebildet ist, wobei die minimale Breite b der spaltförmigen Ausnehmungen den Außendurchmesser d der Lichtleitfasern nicht wesentlich, insbesondere nicht mehr als 10% übersteigt (vgl. Fig. 4), lassen sich die zum Einsatz gelangenden Lichtleitfasern 4 ohne aufwendige Manipulationstechniken zunächst in die Ausnehmungen des ersten Plättchens 1, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, weitestgehend selbstfindend einlegen. Das zweite Plättchen 2 wird bzgl. der Lage seiner Ausnehmungen danach dem ersten Plättchen 1 um 90° gedreht vorgelegt und die Lichtleitfasern 4 können in der gleichen einfachen Weise in das zweite Plättchen 2 eingelegt werden. Erst danach erfolgt eine Zusammenführung der beiden Plättchen 1, 2, wobei die Justiermarkierungen ein deckungsgleiches Übereinanderlegen der Plättchen ermöglichen. Durch die Zusammenführung werden gleichzeitig die Lichtleitfasern 4 in den Durchführungen 3 ausgerichtet. Sind die Lichtleitfasern parallel zur Normalen n der Plättchen 1, 2 ausgerichtet, erfolgt eine Einbringung eines Klebstoffs oder eines aushärtbaren Kunststoffs (z. B. Epoxidharz), wodurch eine Verbindung der Plättchen und eine Fixierung der Lichtleitfasern gewährleistet wird. Eine teilkonfektionierte Mindestausführung eines zweidimensionalen Faserarrays nach den Fig. 1 und 2 ist in Fig. 3 in perspektivischer Ansicht dargestellt. FIG. 2 shows a plan view of two platelets formed according to FIG. 1, with common aligned feedthroughs 3 in which the provided optical fibers 4 are guided and fixed can be seen from FIG. 1a. Here, FIG 2. 1 shows the first wafer 1 and second wafer 2 shown in Fig. With partially inserted optical fibers. 4 It can be seen that, depending on the number of slot-shaped recesses provided, a maximum number of optical fibers can be inserted, which corresponds to the square product of the number of recesses in a plate, here 4. 4 = 16. The bushings 3 formed can be variably equipped up to the maximum possible number of optical fibers 4 to be provided. In particular, if the cross section of the gap-shaped recesses is conical, the minimum width b of the gap-shaped recesses not significantly exceeding the outer diameter d of the optical fibers, in particular not exceeding 10% (see FIG. 4), the optical fibers used can be used 4, without extensive manipulation techniques, first insert it into the recesses of the first plate 1 , as shown in FIG . The second plate 2 is then placed with respect to the position of its recesses rotated by 90 ° to the first plate 1 and the optical fibers 4 can be inserted into the second plate 2 in the same simple manner. Only then does the two platelets 1 , 2 merge, the adjustment markings making it possible to overlap the platelets in a congruent manner. By merging the optical fibers 4 in the bushings 3 are aligned. If the optical fibers are aligned parallel to the normal n of the plates 1 , 2 , an adhesive or a curable plastic (for example epoxy resin) is introduced, which ensures that the plates are connected and the optical fibers are fixed. A partially assembled minimum version of a two-dimensional fiber array according to FIGS . 1 and 2 is shown in a perspective view in FIG. 3.

Um der Forderung der parallelen Ausrichtung der Achsen X-X der Lichtleitfasern 4 zur Plättchennormalen n (vgl. Fig. 4) ohne aufwendige mikromanipulatorische Maßnahmen nachzukommen, liegt es im Rahmen der Erfindung, mehr als zwei der genannten Plättchen einzusetzen, die analog zu Fig. 2 jeweils um 94° verdreht dem vorangehenden, bereits mit Lichtleitfasern bestückten Plättchen vorgelegt werden, welche nacheinander mit den Lichtleitfasern 4 versehen und dann deckungsgleich übereinandergelegt und verbunden werden. Eine derartige Ausführung eines Plättchenverbundes ist in Fig. 5 schematisch angedeutet, bei der drei Plättchen 1, 2, 1', die hier nach Fig. 4 ausgebildet sind, mit eingelegten und einseitig mit einem Plättchen bündig abschließenden Lichtleitfasern im Schnitt dargestellt sind.In order to comply with the requirement of the parallel alignment of the axes XX of the optical fibers 4 to the platelet normal n (see FIG. 4) without complex micromanipulatory measures, it is within the scope of the invention to use more than two of the platelets mentioned, each of which is analogous to FIG. 2 rotated by 94 ° to the preceding plate, which is already fitted with optical fibers, which are successively provided with the optical fibers 4 and then placed congruently on top of one another and connected. Such an embodiment of a lamina composite is indicated schematically in FIG. 5, in which three lamellae 1 , 2 , 1 ', which are formed here according to FIG. 4, are shown in section with inserted optical fibers which are flush on one side with a lamina.

Weitere Möglichkeiten zur Gewährleistung einer orthogonalen Ausrichtung der Lichtleitfaserachsen gegenüber der Arrayoberfläche sind in den Fig. 6a und 6b dargestellt. In beiden Fällen sind zwei Plättchenanordnungen 1, 2 und 1', 2' nach Fig. 1 vorgesehen, die vermittels eines Zwischenstücks 5 (Fig. 6a) oder vermittels eines äußeren Haltemittels 6 (Fig. 6b) voneinander planparallel beabstandet und so orientiert sind, daß sich die entsprechend zugeordneten Durchführungen 3 fluchtend gegenüber stehen. Um eine hinreichende Langzeitstabilität derartiger Anordnungen sicher zu stellen, weisen das Zwischenstück 5, bzw. das Haltemittel 6 Öffnungen 51, respektive 61 auf, durch welche der zwischen den jeweiligen Plättchenpaaren 1, 2 und 1', 2' geschaffene Zwischenraum mit einem Epoxidharz 7 vergossen wird. Um die Stirnflächen 41 der Lichtleitfasern 4 parallel zur Arrayoberfläche abzuschließen, werden die Fasern nach Aushärten des Epoxidharzes 7 bis zur Arrayoberfläche hin abgeschliffen und poliert. Ebenso ist es möglich, auf eine äußere Plättchenebene eine weitere aushärtende Beschichtung 8 aufzubringen (vgl. Fig. 6a) und die Lichtleitfasern 4 dann solange zu polieren, bis sie einen planen bündigen Abschluß mit dieser Beschichtung oder in einer Ebene innerhalb dieser Beschichtung annehmen. Eine weitere Möglichkeit zu Gewährleistung eines planen bündigen Faserabschlusses ist in Fig. 8 angedeutet, bei der die stirnseitigen Faserendflächen auf Stoß in topfförmigen Ausnehmungen 91 einer aufgesetzten weiteren Platte 9 positioniert sind, wobei die Ausnehmungen 91 mit einer optischen Immersion und/oder einem härtbaren Kunststoff verfüllt sein können. Die vorstehend beschrieben Abschlüsse der Lichtleitfasern 4, die auf den jeweils äußeren Plättchenpaarungen bzw. Plättchenverbunden vorgesehen sein können, stellen optimale optische Ankopplungen an entsprechend ausgebildete, hier nicht dargestellte Sender- und Empfängerarrays dar, welche zugleich einseitiges Bestandteil des beschriebenen Faserarrays sein können.Further possibilities for ensuring an orthogonal alignment of the optical fiber axes with respect to the array surface are shown in FIGS . 6a and 6b. In both cases, two plate arrangements 1 , 2 and 1 ', 2 ' according to FIG. 1 are provided, which are spaced plane-parallel from one another by means of an intermediate piece 5 ( FIG. 6a) or by means of an outer holding means 6 ( FIG. 6b) and are oriented in this way, that the correspondingly assigned bushings 3 are aligned. In order to ensure sufficient long-term stability of such arrangements, the intermediate piece 5 or the holding means 6 has openings 51 or 61 , through which the space created between the respective plate pairs 1 , 2 and 1 ', 2 ' is cast with an epoxy resin 7 becomes. In order to complete the end faces 41 of the optical fibers 4 parallel to the array surface, the fibers are ground and polished after the epoxy resin 7 has hardened up to the array surface. It is also possible to apply a further hardening coating 8 to an outer platelet level (cf. FIG. 6a) and then to polish the optical fibers 4 until they assume a flush flush with this coating or in one plane within this coating. A further possibility for ensuring a flush flush fiber termination is indicated in FIG. 8, in which the end-face fiber end faces are positioned abuttingly in pot-shaped recesses 91 of a further plate 9 placed thereon, the recesses 91 being filled with an optical immersion and / or a hardenable plastic could be. The terminations of the optical fibers 4 described above, which can be provided on the respective outer plate pairings or plates, represent optimal optical connections to appropriately designed transmitter and receiver arrays, not shown here, which can also be a one-sided component of the fiber array described.

Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, das Zwischenstück 5 oder das äußere Haltemittel 6 so auszubilden, daß die Normalen n und n' der beabstandeten Plättchenverbunde 12, 22 einen Winkel α einschließen, wobei α < 0° ist, wie es in Fig. 7 schematisch für einen Winkel α = 90° angedeutet ist.Furthermore, it is within the scope of the invention to design the intermediate piece 5 or the outer holding means 6 such that the normals n and n 'of the spaced-apart plate assemblies 12 , 22 enclose an angle α, where α <0 °, as shown in FIG. 7 is indicated schematically for an angle α = 90 °.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. All in the description, the following claims and the Drawings features can be used both individually and in any combination with each other be essential to the invention.

Reference list

11

erstes Plättchen
first tile

22nd

zweites Plättchen
second tile

1010th

, ,

2020th

Justiermarken
Alignment marks

1111

, ,

2121

spaltförmige Ausnehmungen
gap-shaped recesses

1212th

, ,

2222

Plättchenverbunde
Platelet composites

33rd

Durchführungen
Implementations

44

Lichtleitfasern
Optical fibers

4141

Stirnflächen der Lichtleitfasern
End faces of the optical fibers

55

Zwischenstück
Spacer

66

äußeres Haltemittel
outer holding means

5151

, ,

6161

Öffnungen
openings

77

aushärtbarer Kunststoff (Epoxidharz)
curable plastic (epoxy resin)

88th

härtbare Beschichtung
curable coating

99

Platte
plate

9191

topfförmige Ausnehmungen
n, n' Plättchennormalen
X-X Lichtleitfaserachse
α Winkel
pot-shaped recesses
n, n 'platelet normals
XX optical fiber axis
α angle

Claims

1. Two-dimensional fiber array, comprising a predeterminable number of optical fibers, which are received by a holding and positioning means, characterized in that the holding and positioning means is formed by at least two identically formed plates ( 1 , 2 ) lying one above the other, each in parallel aligned slot-shaped recesses ( 11 , 21 ) are introduced, the slot-shaped recesses ( 11 , 21 ) of the first plate ( 1 ) and the second plate ( 2 ) being aligned orthogonally to one another and optical fibers () in the aligned passages ( 3 ) formed thereby 4 ) are introduced and cast in a form-fitting manner, the maximum number of optical fibers ( 4 ) that can be introduced corresponding to the square product of the number of gap-shaped recesses in a plate.

2. Two-dimensional fiber array according to claim 1, characterized in that the gap-shaped recesses ( 11 , 21 ) in the at least two plates ( 1 , 2 ) are each made at an equidistant identical distance a.

3. Two-dimensional fiber array according to claim 1, characterized in that the gap-shaped recesses ( 11 , 21 ) in the at least two plates ( 1 , 2 ) are each introduced at a non-equidistant identical distance.

4. Two-dimensional fiber array according to one of claims 1 to 3, characterized in that lithographically structured silicon substrates are used for the plates ( 1 , 2 ) provided with gap-shaped recesses ( 11 , 21 ).

5. Two-dimensional fiber array according to one of the preceding claims, characterized in that the gap-shaped recesses ( 11 , 21 ) is given a conical cross section.

6. Two-dimensional fiber array according to one of the preceding claims, characterized in that the minimum width b of the gap-shaped recesses ( 11 , 21 ) does not significantly exceed the outer diameter d of the optical fibers ( 4 ), in particular not more than 10%

7. Two-dimensional fiber array according to claim 1, characterized in that two pairs of platelets ( 1 , 2 ; 1 ', 2 ') or two platelet assemblies ( 12 , 22 ) are provided such that the platelet pairs or platelet assemblies by an intermediate piece ( 5th ) or an outer holding means ( 6 ) are spaced apart.

8. Two-dimensional fiber array according to claim 7, characterized in that the intermediate piece ( 5 ) or the outer holding means ( 6 ) is designed such that the plate pairs ( 1 , 2 ; 1 ', 2 ') or plate assemblies ( 12 , 22 ) to each other are aligned plane-parallel.

9. Two-dimensional fiber array according to claim 7, characterized in that the intermediate piece ( 5 ) or the outer holding means ( 6 ) is designed such that the normals (n, n ') of the plate pairs ( 1 , 2 ; 1 ', 2 ') or platelet assemblies ( 12 , 22 ) enclose an angle α, where α <0 °.

10. Two-dimensional fiber array according to one of claims 7, 8 or 9, characterized in that the space formed by the spacing of the plate pairs ( 1 , 2 ; 1 ', 2 ') or plate assemblies ( 12 , 22 ) by means of a hardened plastic ( 7th ) is filled.

11. Two-dimensional fiber array according to claim 1 or 7, characterized in that the end faces ( 41 ) of the optical fibers ( 4 ) at least on one side in a flush termination with an outer plane of a plate (a plate composite) or an applied on said outer layer cured Coating ( 8 ) or in cup-shaped recesses ( 91 ) of a further optically transparent plate ( 9 ) placed on the outer plane of a plate.

12. A method for producing a two-dimensional fiber array, characterized in that in at least two plates ( 1 , 2 ) each have parallel slot-shaped recesses ( 11 , 21 ) are introduced, then in the gap-shaped recesses ( 11 ) of the first plate ( 1 ) a maximum of as much optical fibers ( 4 ) are inserted as the plate has gap-shaped recesses ( 11 ), then the second plate ( 2 ), based on the orientation of the gap-shaped recesses of the first plate ( 1 ), is rotated through 90 ° and through the first plate ( 1 ) of the optical fibers ( 4 ) are placed in the gap-shaped recesses ( 21 ) of the second plate ( 2 ), then the first and second plates ( 1 , 2 ) are placed one on top of the other, the optical fibers ( 4 ) parallel to the plate normal (n ) aligned and the plate ( 1 , 2 ) including the recesses ( 11 , 21 ) by introducing a Adhesive or a curable plastic can be positively connected to each other.

13. The method according to claim 12, characterized in that the end faces ( 41 ) of the optical fibers ( 4 ) are brought into a flush seal with an outer plane of a plate before the introduction of the adhesive or the hardenable plastic.

14. The method according to claim 12, characterized in that the end faces ( 41 ) of the optical fibers ( 4 ) slightly protrude one of the outer plane of a plate before introduction of the adhesive or the hardenable plastic and after hardening of the adhesive or plastic by polishing into a flush Completion with the outside level.

15. The method according to claim 12, characterized in that the end faces ( 41 ) of the optical fibers ( 4 ) slightly protrude one of the outer plane of a plate before introducing the adhesive or the hardenable plastic and after curing of the adhesive or plastic by application and curing further Potting compound is grasped and brought into a flush finish by polishing in a further plane lying in front of the outer plane of a plate.

16. The method according to claim 12, characterized in that the end faces ( 41 ) of the optical fibers ( 4 ) before introducing the adhesive or the hardenable plastic into a flush closure in cup-shaped recesses ( 91 ) of another placed on the outer plane of a plate, optically transparent plate ( 9 ) are brought.