DE10304977A1 - Vorrichtung zur Positionierung optischer Fasern, Verbinder mit derartiger Vorrichtung sowie optisches Kabel mit derartigen Verbinder - Google Patents

Vorrichtung zur Positionierung optischer Fasern, Verbinder mit derartiger Vorrichtung sowie optisches Kabel mit derartigen Verbinder Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 11, 21 zur Positionierung optischer Fasern 18, die aufweist: wenigstens eine durch die Vorrichtung 11, 21 hindurchtretende Durchführung 10 zur Aufnahme einer optischen Faser 18, wobei im Bereich der Durchführung 10 wenigstens eine Klemmstruktur 13 angeordnet ist, wobei die Klemmstruktur 13 als Biegefederelement 14 ausgebildet ist, das in der Lage ist, eine Federkraft im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Durchführung auszuüben, wobei das Biegefederelement 14 ein erstes, mit der Vorrichtung verbundenes Ende 15 und ein zweites, freies Ende 16 aufweist, wobei die Richtung vom ersten 15 zum zweiten Ende 16 des Biegefederelements 14 im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Durchführung 10 verläuft.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionierung optischer Fasern, die aufweist: wenigstens eine durch die Vorrichtung hindurchtretende Durchführung zur Aufnahme einer optischen Faser, wobei im Bereich der Durchführung wenigstens eine Klemmstruktur angeordnet ist, wobei die Klemmstruktur als Biegefederelement ausgebildet ist, das in der Lage ist, eine Federkraft im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Durchführung auszuüben, wobei das Biegefederelement ein erstes, mit der Vorrichtung verbundenes Ende und ein zweites, freies Ende aufweist.
  • Ferner betrifft die Erfindung einen Verbinder, insbesondere Steckverbinder, mit einer derartigen Vorrichtung.
  • Schließlich betrifft die Erfindung ein optisches Kabel mit einem derartigen Verbinder.
  • Bei der Verbindung von optischen Fasern bspw. zweier optischer Kabel spielt es eine besondere Bedeutung, dass die, Enden der einzelnen optischen Fasern eines Kabels exakt zu den Enden der optischen Fasern des anderen Kabels ausgerichtet sind, da bei einer fehlerhaften, das heißt anders gearteten Ausrichtung die Übertragungsqualität leidet. Daher kommt es bei den entsprechenden Verbindern derartiger optischer Kabel darauf an, dass die optischen Fasern mittels einer geeigneten Vorrichtung exakt positioniert sind.
  • Typischerweise beträgt die Toleranz des Durchmessers einer optischen Faser etwa ±1 bis 2 μm. Ferner ist zu beachten, dass der Kern einer optischen Faser oftmals einen Durchmesser von nur ca. 10 μm aufweist. Daher können sich bereits die Durchmessertoleranzen der optischen Faser zu einer erheblichen Fehljustierung zweier zu koppelnder optischer Fasern addieren. Hinzu kommen weitere Toleranzen im Bereich der Positionierungsvorrichtungen, die diese Schwierigkeiten noch verschärfen.
  • Im Stand der Technik, bspw. gemäß DE-OS 24 49 359 und DE 199 02 241 A1 , wurde vorgeschlagen, sogenannte Faserarrays, das heißt mehrere zueinander ausgerichtete optische Fasern innerhalb einer Anordnung, mittels lochförmiger Durchführungen in einer Vorrichtung ohne besonderen Klemmmechanismus bereitzustellen. Die Positionierung der optischen Fasern ist jedoch dann nur im Rahmen der Fertigungstoleranzen von der Lochstruktur und der Faserdurchmesser möglich. Daher wird die Lochstruktur typischerweise in Abhängigkeit vom Faserdurchmesser gefertigt. Diese Art der Fertigung ist jedoch aufwändig, da die einzelnen Fasern zuvor vermessen und vorsortiert werden müssen, um dann in die lochförmigen Durchführungen eingepasst zu werden.
  • DE-OS 24 49 359 schlägt ferner vor, Faserarrays als sogenannte V-Gruben ohne Klemmmechanismus bereitzustellen. Hierbei werden die einzelnen Fa sern in V-förmige Vertiefungen eingelegt. Die Positionierung der optischen Fasern ist jedoch bei diesen Vorrichtungen nur im Rahmen der Genauigkeit der Faserdurchmesser möglich. Zwar kann eine Ausrichtung der Faser in eine Richtung noch relativ genau erfolgen. Jedoch ist die Ausrichtung der Faser in einer zu dieser Richtung senkrechten Richtung so ungenau wie es der Toleranz des Faserdurchmessers entspricht. Zweidimensionale Faserarrays können bei Anwendung dieser Technik ebenfalls nur relativ ungenau hergestellt werden, da die Systemdicke als Fehler zusätzlich eingeht.
  • In der Literatur wurden ferner Faserarrays als Durchführungen mit einem quer zur Faser ausgelegten Klemmmechanismus vorgeschlagen. Beispiele hierfür sind der Artikel von Johan Holm et al., „Through-etched silicon carriers for passive alignment of optical fibers to surface-active optoelectronic components", Sensors and Actuators No. 82 (2000), S. 245–248, DE 43 22 660 C2 , EP 0 482 673 A2 und DE 100 16 869 A1 .
  • Der genannte Artikel von Johan Holm et al. beschreibt eine Vorrichtung der eingangs genannten Art:
  • 8 veranschaulicht den Querschnitt einer Durchführung 1 für eine optische Faser innerhalb einer derartigen Vorrichtung 2 in einer Ansicht von oben. Die Durchführung 1 dient zur Aufnahme einer optischen Faser 3, die innerhalb der Durchführung 1 eingeklemmt wird. Hierzu sind im Bereich der Durchführung drei Klemmstrukturen 4 angeordnet, die jeweils als Biegefederelement 5 ausgebildet sind. Jedes dieser Biegefederelemente 5 ist in der Lage eine Federkraft im wesentlichen quer zur Längsrichtung des Durchgangs 1 auf die optische Faser auszuüben. Jedes dieser Biegefederelemente 5 weist ein erstes, mit der Vorrichtung verbundenes Ende 6 und ein zweites, freies Ende 7 auf. Die Richtung vom ersten Ende 6 zum zweiten Ende 7 verläuft ebenfalls quer zur Längsrichtung der Durchführung 1.
  • Die Bestückung von Durchführungen derartiger Faserarrays mit optischen Fasern mit quer zur Faser ausgelegten Klemmstrukturen ist jedoch problema tisch, da die Klemmung typischerweise kleiner als der Faserdurchmesser ausgelegt sein muss. Daher kann es beim Einführen der Faser in die Durchführung zum Ausbrechen der Klemmstrukturen 4 oder zur Beschädigung der Faser 3 kommen. Die Klemmstrukturen gewährleisten darüber hinaus zum Teil keine optimale Führung von Fasern über die Führungslänge. Daher sind Winkelfehler, das heißt Schiefstellungen der Faser, möglich. Aus diesem Grund werden entsprechende Faserarrays zum Teil aus mehreren Teilkomponenten aufgebaut, die aus einem Locharray und entsprechenden Klemmstrukturen bestehen.
  • Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, Vorrichtungen zur Positionierung optischer Fasern zu verbessern.
  • Die Erfindung löst dieses Problem bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, dass die Richtung vom ersten, mit der Vorrichtung verbundenen Ende des Biegefederelements zum zweiten, freien Ende des Biegefederelements im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Durchführung verläuft.
  • Die Erfindung stellt somit im wesentlichen parallel zur optischen Faser angeordnete Klemmstrukturen zur Positionierung der optischen Faser bereit.
  • Die erfindungsgemäße Positionierung und Klemmung von optischen Fasern ist fehlertolerant gegenüber Schwankungen des Faserdurchmessers und gegenüber dem Herstellungsprozess der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des Faserarrays, da die Klemmstrukturen der Durchführungen einen Klemmmechanismus bilden, der Fehler kompensiert. Die Klemmstrukturen gewährleisten nämlich neben der Klemmung auch eine exakte Führung der Fasern, so dass allenfalls geringe Winkelfehler auftreten können.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht ferner eine einfache Bestückung der Durchführungen mit Fasern, da der Klemmmechanismus, nämlich das freie Ende der Biegefederelemente, jeweils nur auf einer Seite der Durch führung vorhanden ist, während die andere Seite der Durchführung einen Durchmesser aufweist, der geringfügig größer ist als der Faserdurchmesser.
  • Aufgrund der Anordnung der Klemmstrukturen bzw. Biegefederelemente im wesentlichen parallel zur Längsachse der optischen Faser können die Klemmstrukturen eine relativ große Länge aufweisen – insbesondere eine Länge, die wesentlich größer ist als bei den bekannten Klemmstrukturen (z.B. gemäß 8). Die Klemmstrukturen können daher eine ausreichende Federkraft bereitstellen, ohne dass es zu hohen Biegebeanspruchungen innerhalb der Klemmstruktur kommt. Die Klemmstrukturen sind daher so ausgelegt, dass sie im Regelfall nicht mehr brechen können.
  • Die erfindungsgemäße Ausrichtung der Klemmstrukturen im wesentlichen parallel zur Faser bzw. zur Längsrichtung der Durchführung benötigt ferner einen geringeren Platzbedarf gegenüber den bekannten, quer zur Faser ausgelegten Klemmstrukturen (bspw. gemäß 8). Die Erfindung ermöglicht daher, Faserarrays mit einer wesentlich höheren Faserdichte bereitzustellen.
  • Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Vorrichtung mittels eines anisotropen Ätzverfahrens aus einem Siliciumwafer hergestellt. Hierdurch ist eine kostengünstige Fertigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich.
  • Die Erfindung sieht ferner vor, einen Verbinder, insbesondere Steckverbinder zum Verbinden von optischen Fasern mit elektronischen, optoelektronischen und/oder optischen Bauelementen, insbesondere Bauelementen zur Ein- und/oder Auskopplung von Licht oder optischen Schaltern, oder zum Verbinden von optischen Fasern wenigstens zweier optischer Kabel bereitzustellen, der ein Verbindergehäuse und eine in dem Verbindergehäuse untergebrachte Vorrichtung der vorstehenden Art aufweist.
  • Die Erfindung sieht ferner ein optisches Kabel mit wenigstens einem derartigen Verbinder vor, wobei die Durchführungen zur Aufnahme optischer Fasern vollständig oder teilweise mit den optischen Fasern des Kabels belegt sind.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Endung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine Durchführung mit drei Klemmstrukturen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Positionierung optischer Fasern in einer Ansicht von oben;
  • 2 die Durchführung aus 1 in einer Seitenansicht entlang der Linie A-A' aus 1;
  • 3 eine Durchführung mit drei Klemmstrukturen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Positionierung optischer Fasern in einer Ansicht von oben mit eingeführter optischer Faser;
  • 4 die Durchführung aus 3 in einer Seitenansicht entlang der Linie A-A' aus 1 mit eingeführter optischer Faser;
  • 5 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Positionierung optischer Fasern in Form eines eindimensionalen Arrays von Durchführungen für optische Fasern sowie seitlich daneben angeordnete Öffnungen bzw. Durchführungen zur Aufnahme von Passstiften;
  • 6 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Positionierung optischer Fasern in Form eines eindimensionalen Arrays von Durchführungen für optische Fasern sowie seitlich daneben angeordneten Öffnungen bzw. Durchführungen zur Aufnahme von Passstiften, wobei diese Öffnungen bzw. Durchführungen ebenfalls Klemmstrukturen aufweisen;
  • 7 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Positionierung optischer Fasern mit mehreren parallel zueinander angeordneten Reihen von Durchführungen zur Aufnahme von optischen Fasern in Form eines zweidimensionalen Arrays;
  • 8 eine Durchführung zur Aufnahme einer optischen Faser gemäß dem Stand der Technik.
  • 1 zeigt eine Durchführung 10, die durch eine Vorrichtung 11 zur Positionierung optischer Fasern hindurchtritt, und zwar in einer Ansicht von oben. Die Durchführung weist einen Querschnitt mit einer im wesentlichen kreisförmigen Grundform mit dem Radius R2 auf. Alternativ kann die Grundform mehreckig, insbesondere dreieckig, viereckig, sechseckig oder achteckig, ausgebildet sein.
  • Die im wesentlichen regelmäßige Grundform wird an einer oder mehreren Stellen und zwar in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 an drei Stellen von im wesentlichen halbkreisförmigen Ausbuchtungen 12 unterbrochen. Innerhalb dieser Ausbuchtungen 12 sind Klemmstrukturen 13 in Form von Biegefederelementen 14 angeordnet. Diese Klemmstrukturen 13 sind derart ausgebildet, dass sie im Bereich des oberen Endes der Durchführung einen Radius R1 der Durchführung 10 bewirken, der kleiner ist als der Radius R2 und kleiner ist als der (in 2 dargestellte} halbe Durchmesser der optischen Faser FD, die in die Durchführung 10 einzuführen ist.
  • In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die drei Klemmstrukturen 13 in gleichen Abständen entlang des Umfangs der Durchführung 10 angeordnet. Das heißt die Klemmstrukturen 13 sind entlang des Umfangs der Durchführung 10 jeweils in einem Winkel von 120° angeordnet.
  • Alternativ sind jedoch nur zwei einander gegenüberliegende Klemmstrukturen je Durchführung vorgesehen. Ferner ist auch eine einzige Klemmstruktur je Durchführung möglich, die gegenüber einem festem Anschlag innerhalb der Durchführung angeordnet ist. Alternativ sind mehr als drei Klemmstrukturen je Durchgang vorgesehen, bspw. vier, sechs oder acht Klemmstrukturen je Durchgang.
  • Eine bestmögliche Positionierung, insbesondere Zentrierung wird jedoch mit drei Klemmstrukturen je Durchführung erreicht, so wie dies in 1 dargestellt ist.
  • Die Klemmstrukturen 13 sind mit einem Abstand GB1 zu den Ausbuchtungen 12 angeordnet. Dieser Abstand GB1 ist gerade so groß gewählt, dass eine maximale Auslenkung des Biegefederelements 14 in Richtung der Ausbuchtung 12 nicht zu einem Bruch des Biegefederelements 14 führen kann. Idealerweise beträgt der Abstand GB1 im wesentlichen die Differenz von R2 – R1. Damit ist gewährleistet, dass selbst eine Faser mit der maximal möglichen Dicke, das heißt mit einem Radius R2 die Biegefederelemente 14 nicht überbeanspruchen kann.
  • 2 zeigt die Durchführung 10 aus 1 in einer Seitenansicht entlang der Linie A-A' gemäß 1. Man erkennt, dass die Durchführung 10 im wesentlichen nach oben konisch zulaufende Wände aufweist. An ihrem unteren Ende weist die Durchführung 10 einen Durchmesser auf, der größer ist, als jede der für diese Durchführung bestimmte optische Faser, wobei der mittlere Durchmesser der für diese Durchführung bestimmten optischen Fasern FD beträgt. Dieser Faserdurchmesser FD ist jedoch größer als der sich aus dem Radius R1 ergebende Abstand am oberen Ende der Durchführung 10, der durch die Klemmstrukturen 13 eingeengt wird.
  • Die Klemmstrukturen 13 sind als Biegefederelemente 14 ausgebildet, die in einem mittleren Bereich der Durchführung zwischen dem oberen und dem unteren Ende der Durchführung 10 mit ihrem ersten Ende 15 mit der Vorrichtung 11 verbunden sind. Das diesem ersten Ende 15 gegenüberliegende zweite Ende jedes Biegefederelements 14 ist ein freies Ende 16. Die kürzeste Verbindung zwischen dem ersten Ende 15 und dem zweiten Ende 16 be stimmt eine Richtung des Biegefederelements 14. Diese Richtung verläuft im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Durchführung 10 und damit im wesentlichen parallel zu einer in die Durchführung 10 eingeführten optischen Faser.
  • Das Biegefederelement 14 ist einstückig mit der Vorrichtung 11 ausgebildet. Es wird gebildet durch Herstellen eines Schlitzes 17 zwischen dem Biegefederelement 14 und dem Grundkörper der Vorrichtung 11. Der Schlitz 17 reicht von oben (oder unten) in die Vorrichtung 11 hinein. Jedoch erstreckt sich der Schlitz 17 nicht über die Dicke der Vorrichtung 11, sondern endet im mittleren oder unteren Bereich der Vorrichtung 11. Das heißt der Schlitz 17 weist eine Tiefe auf, die kleiner ist als die Dicke der Vorrichtung 11.
  • Aufgrund der besonderen Ausgestaltung der Durchführung 10 mit den im Bereich dieser Durchführung angeordneten parallel zur einzuführenden Faser verlaufenden Klemmstrukturen 13 ist eine einfache Einführung der Faser in die Vorrichtung bei gleichzeitiger sicherer Führung und Positionierung im wesentlichen im Zentrum der Durchführung gewährleistet. Insbesondere wird ein Ausbrechen der Klemmstrukturen beim Einführen einer optischen Faser aufgrund der Ausrichtung der Klemmstrukturen parallel zur Fasereinschubrichtung sowie aufgrund der gewählten Radien R1, R2 und des Abstandes GB1 verhindert.
  • 3 zeigt die Durchführung 10 aus 1 mit darin eingeführter optischer Faser 18. Diese optische Faser 18 weist einen Radius R3 auf, der gleich dem halben Faserdurchmesser FD ist. Der Radius R3 ist zwar kleiner als der Radius R2 der Durchführung 10, jedoch größer als der Radius R1 zwischen dem Mittelpunkt der Durchführung 10 und den Klemmstrukturen 13 an deren oberen, das heißt zweiten Enden 16. Daher reduziert sich der Abstand der Klemmstrukturen 13 zu den Ausbuchtungen bzw. die Dicke des Schlitzes 17 12 von GB1 auf GB2.
  • 4 zeigt die Durchführung aus 3 mit eingeführter Faser 18 in einer Seitenansicht. Die optische Faser 18 schließt mit ihrem oberen Ende mit der Oberseite der Vorrichtung 11 bündig ab. Diese Fläche gelangt idealerweise in Berührung mit einer korrespondierend ausgebildeten Fläche einer zweiten optischen Faser, mit welcher die optische Faser 18 gekoppelt werden soll.
  • In den 1 bis 4 wurden die Biegefederelemente 14 insbesondere im Bereich ihrer freien Enden 16 auf der der Mitte der Durchführung 10 zugewandten Seite im wesentlichen eben dargestellt.
  • Alternativ weist jedoch jedes Biegefederelement im Bereich seines freien Endes, d.h. im Bereich des Endes, das mit der optischen Faser in Kontakt tritt, auf der der Mitte der Durchführung zugewandten Seite des Biegefederelements eine im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Durchführung bzw. der optischen Faser verlaufende Rinne auf. Hierdurch erhält die optische Faser eine zusätzliche Führung, da somit jedes Biegefederelement zwei Anlageflächen bzw. Anlagepunkte für die optische Faser aufweist. Eine derartige Ausbildung der Biegefederelemente eignet sich insbesondere, wenn je Durchführung 10 nur ein oder zwei Biegefederelemente vorgesehen sind.
  • 5 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer gesamten Vorrichtung 11 mit einer Mehrzahl von in einer Reihe angeordneten Durchführungen 10 der vorstehend beschriebenen Art und zwar in einer Ansicht von oben. Eine derartige Vorrichtung bezeichnet man als eindimensionales Faserarray. Eine derartige Vorrichtung 11 wird mit einer entsprechend ausgebildeten weiteren Vorrichtung verbunden, um die sich in den Durchführungen 10 befindenden gegenüberliegenden optischen Fasern optisch zu koppeln. Um zwei derartige Vorrichtungen 11 zueinander auszurichten, werden Führungsmittel in Form von Passstiften in dafür vorgesehene Öffnungen bzw. Durchgänge 19 eingeführt, die beide Vorrichtungen zueinander ausrichten.
  • 6 zeigt die Vorrichtung aus 5, wobei jedoch die Öffnungen bzw. Durchführungen 19 für die Passstifte ebenso wie die Durchführungen 10 mit Klemmstrukturen zur genauen Positionierung der Passstifte und zum Einklemmen der Passstifte ausgebildet sind.
  • 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 21 in Form eines zweidimensionalen Faserarrays, bei dem mehrere parallel zueinander angeordnete Reihen von Durchführungen 10 gemäß der vorstehend beschriebenen Art vorgesehen sind. Eine derartige Vorrichtung 21 kann ebenfalls Öffnungen bzw. Durchführungen für Passstifte gemäß der vorstehend beschriebenen Art aufweisen.
  • Die in den 1 bis 7 dargestellten Vorrichtungen 11 bzw. 21 sind vorzugsweise einstückig ausgebildet. Sie werden hierzu vorzugsweise aus einem Halbleitermaterial, bspw. einen Siliciumwafer hergestellt, in dem ein anisotropes Ätzverfahren, z.B. Silicium-Tiefenätzverfahren oder RIE (Reactive Ion Etching), DRIE (Deep Reactive Ion Etching) oder HARSE (High Aspect Ratio Silicon Etching)-Verfahren, angewendet wird, wie dies z.B. in DE 42 14 045 C1 beschrieben ist. Hierbei werden bewusst prozessbedingte Inhomogenitäten, insbesondere strukturbreitenabhängige Ätzraten (RIE-Lag), ausgenutzt, um die oben beschriebenen Strukturen zu erhalten. Prozessbedingt werden nämlich breite Strukturen schneller geätzt als schmale Strukturen. Diesen Effekt nutzt man aus, indem die sich nicht über die gesamte Dicke des Materials erstreckenden Schlitze schmaler ausgebildet sind als die sich über die gesamte Dicke erstreckenden Durchführungen. Somit wird bereits aufgrund der Breitenverhältnisse der Schlitze zu den Durchführungen die Tiefe der Schlitze bestimmt, wenn der Ätzprozess rechtzeitig beendet wird, insbesondere im wesentlichen zu einem Zeitpunkt, an dem sich die Durchführung vollständig über die Dicke des Materials erstreckt. Zu diesem Zeitpunkt ist nämlich der Ätzprozess im Bereich der Schlitze noch nicht soweit fortgeschritten wie im Bereich der Durchführungen, so dass die Schlitze sich zwar in das Material hinein ausgebildet haben, jedoch sich noch nicht über die gesamte Dicke des Materials erstrecken.
  • Anstelle eines Halbleitermaterials kann die Vorrichtung jedoch auch aus keramischem oder metallischem Material oder aus Kunststoff bestehen.
  • Die auf diese Weise ausgebildete Vorrichtung wird in einem Verbindergehäuse, bspw. dem Gehäuse eines Steckverbinders untergebracht, der zum Verbinden von optischen Fasern mit elektronischen, optoelektronischen und/oder optischen Bauelementen, bspw. Bauelementen zur Ein- und/oder Auskopplung von Licht oder optischen Schaltern, oder zum Verbinden von optischen Fasern zweier optischer Kabel verwendet wird. Das Verbindergehäuse weist dabei zusätzliche Einrichtungen auf, um die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie die optischen Fasern zu schützen und insbesondere ein Herausrutschen bzw. Herausreißen der optischen Fasern aus der Vorrichtung zu verhindern.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet insbesondere zum Justieren bzw. Positionieren von optischen Fasern in der Telekommunikationstechnik bzw. Netzwerktechnik Anwendung, bspw. bei Steckerverbindungen für optische Fasern, wie zum Beispiel bei sogenannten MT-RJ oder FSD-Verbindern bzw. - Connectors. Ferner findet die Erfindung Anwendung bei der Verbindung von (opto)elektronischen Bauelementen an optischen Fasern zur Ein- oder Auskopplung von Licht sowie bei Faserarrays für optische Schalter.
  • Darüber hinaus findet die Erfindung Anwendung bei abbildenden Systemen, bspw. in Form von Faserarrays für konfokale Mikroskopie bzw. Endoskopie sowie in Form von Faserarrays zur Anwendung in der Analytik oder Synthese von Biochips.
  • Die Erfindung stellt ein neuartiges Faserarray mit einem Klemmmechanismus bereit, der optische Fasern präzise und zuverlässig Positionieren und Fixieren kann. Aufgrund der parallelen Ausrichtung der Klemmstrukturen zur optischen Faser werden Winkelfehler der optischen Faser und wird ein Ausbrechen der Klemmstrukturen vermieden. Aufwändiges manuelles Auswählen oder gar Nacharbeiten von optischen Fasern für Faserarrays werden dank der Erfin dung vermieden. Die Herstellungskosten optischer Steckverbinder können daher reduziert werden.

Claims (18)

  1. Vorrichtung zur Positionierung optischer Fasern (18), die aufweist: – wenigstens eine durch die Vorrichtung (11, 21) hindurchtretende Durchführung (10) zur Aufnahme einer optischen Faser (18), – wobei im Bereich der Durchführung (10) wenigstens eine Klemmstruktur (13) angeordnet ist, – wobei die Klemmstruktur (13) als Biegefederelement (14) ausgebildet ist, das in der Lage ist, eine Federkraft im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Durchführung (10) auszuüben, – wobei das Biegefederelement (14) ein erstes, mit der Vorrichtung (11, 21) verbundenes Ende (15) und ein zweites, freies Ende (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Richtung vom ersten (15) zum zweiten Ende (16) des Biegefederelements (14) im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Durchführung (10) verläuft.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Durchführung (10) genau eine Klemmstruktur (13) angeordnet ist, wobei die Durchführung (10) einen dieser Klemmstruktur (13) gegenüberliegenden festen Anschlag aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Durchführung (10) genau zwei, drei oder mehr Klemmstrukturen (13) angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegefederelement (14) im Bereich seines freien Endes (16) auf seiner der Mitte der Durchführung (10) zugewandten Seite eine im we sentlichen parallel zur Längsrichtung der Durchführung (10) verlaufende Rinne aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (11, 21) aus einem Halbleiter-Material besteht.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (11, 21) aus Silicium besteht.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (11, 21) aus einem keramischen Material besteht.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (11, 21) aus einem metallischen Material besteht.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (11, 21) aus einem Kunststoff besteht.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (11, 21) mittels eines anisotropen Ätzverfahrens hergestellt ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (11, 21) unter Ausnutzung prozessbedingter Inhomogenitäten des RIE-Verfahrens hergestellt ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (11) eine Reihe von Durchführungen (10) in Form eines eindimensionalen Arrays aufweist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (21) mehreren parallele Reihen von Durchführungen (10) in Form eines zweidimensionalen Arrays aufweist.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (11, 21) Öffnungen und/oder weitere Durchführungen (19) zur Aufnahme von Führungsmitteln, insbesondere Passstiften, aufweist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen und/oder weitere Durchführungen (19) Klemmstrukturen, die entsprechend den Klemmstrukturen) der Durchführungen) (10) zur Aufnahme optischer Fasern ausgebildet sind, aufweist.
  16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (11, 21) einstückig ausgebildet ist.
  17. Verbinder, insbesondere Steckverbinder, zum Verbinden von optischen Fasern (18) mit elektronischen, optoelektronischen und/oder optischen Bauelementen, insbesondere Bauelementen zur Ein- und/oder Auskopplung von Licht oder optischen Schaltern, oder zum Verbinden von optischen Fasern (18) wenigstens zweier optischer Kabel, wobei der Verbinder aufweist: – ein Verbindergehäuse und – eine in dem Verbindergehäuse untergebrachte Vorrichtung (11, 21) nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
  18. Optisches Kabel mit wenigstens einem Verbinder nach Anspruch 17, wobei die Durchführungen (10) zur Aufnahme optischer Fasern (18) vollständig oder teilweise mit den optischen Fasern (18) des Kabels belegt sind.
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