Passiv alignierte Mehrfachkopplung von Single-Mode-Glasfasern und integriert optischen Wellenleitern

Eine einfache und kostengünstige Kopplung von Single-Mode-Glasfasern an integrierte Wellenleiter ist der Schlüssel für eine erfolgreiche kommerzielle Anwendung von integriert optischen Systemen. Dazu wurde ein Siliziumelement entwickelt, welches eine passive Kopplung von mehreren Glasfasern an integrierte Wellenleiter ermöglicht. Das Silizumelement besitzt präzise gefertigte V-Gruben, die einerseits als Ausrichtstruktur für die passive Ausrichtung des Elements und andererseits als Aufnahmen für die Glasfasern dienen. Das Gegenstück für die passive Ausrichtung – das integriert optische System – weist hochpräzise Alignment-Strukturen auf, welche als Anschläge dienen in die das Element eingesetzt wird. Dieser Ansatz wurde für eine Konfiguration mit bis zu acht Kanälen getestet. Bei der Fertigung der Elemente wurden dabei ausschliesslich Standard-MEMS-Prozesse eingesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass Koppelverluste von durchschnittlich 0.45dB realisiert werden konnten. Die gemessenen Werte sind signifikant niedriger als in vergleichbaren Publikationen. Bei anschliessend durchgeführten Temperatur-Zyklus-Tests von -30 bis 70°C zeigten sich keine Veränderungen bei der Koppeldämpfung.