Способ создания торцевой части плоскостного световода

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1219541

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (89) 223273 CS (21) 7772531/29-33 (22) 06.07.82 (31) РЧ6449-81 (32) 31.08.81 (33) С$ (46) 23.03.86. Бюл. У 11 (71) Тесла-ВУСТ (CS) (72) Шрефел Йозеф, Денк Йиржи, Буржич Мирослав и Пергл Ярослав (CS) (53) 666.189.212(088.8) (54)(57) !. СПОСОБ СОЗДАНИЯ ТОРЦОВОЙ ЧАСТИ ПЛОСКОСТНОГО СВЕТОВОДА на несущей подложке путем соединения его со вспомогательной балоч(р 4 С 03 В 37/10 G 02 В 5/14 кой и последующего (шлифования и полирования полученного торца, о тличающийся тем, что, с целью повьппения качества и обеспечения точной геометрии торца, перед соединением несущую подложку со световодом и вспомогательную балоч= ку закрепляют в держателе так, что торец несущей подложки расположен в одной плоскости с торцом: вспомогательной балочки, в зазор между несущей подложкой и балочкой помещают стеклянный припой, после чего полученную сборку помещают в печь.

1219541

2. Способ поп. 1, о тли— ч а ю шийся тем, что присоединяемую стенку вспомогательной балочки перед приложением к полированной поверхностинесущей"подложки отшлифовывают дошероховатости 1-1Омкм .

Изобретение касается способа создания торцовой части плоскостного световода на несущей по ложке для торцовой связи с полупроводниковым источником излучения, или с волокнистым световодом, или с другим плоскостным световодом.

Известно, что применение интегрирующей оптики в оптических системах для передачи информации с волокнистыми световодами обуславли вается эффективностью и надежностью связи между волокнистыми и плоскостными световодами, главным образом однотипными, и между источником излучения и этими световодами. Один из возможных способов осуществления упомянутой связи заключается в взаимном плотном контакте безупречно обработанных концевых поверхностей соединяемых световодов. Реализации связи источника со световодом, при которой необходимо осуществить взаимный пЛотный контакт выходной поверхности полупроводникового источника излучения с торцом плоскостного световода осуществляется аналогично (Furch В., Brа1епцеуее Е., Rauch H. Fast High-Quality Edge

Polisning of LiNb03 3оцгша3. of

Optical Communications 4 (1983/2, 47-50).

Недостатком этогоспособа связиявляется высокое требование к геометрии и качеству обработки концевых поверхностей подложки с плоскостными световодами. Достигаются необходимые свойства этой связи обеспечением не только точной перпендикулярности стыковых концевых поверхностей подложки по отношению к оси световода, но и необходимостью минимальной шероховатости этих поверхностей.

3„ Способ по пп, l и 2, о т— л и ч а ю шийся тем, что вспомогательную балочку со стороны, обращенной к несущей подложке, предварительно фацетируют.

Решение этой проблемы затруднено у важных однотипных плоскостных световодов, созданных путем диффузии в подложках из электрооптических материалов, например ниобата лития или тантала лития, глубина которых 2-3 мкм. Поэтому, кроме предыдущих требований, необходимо обеспечить и геометрическую безупреч1р ность грани подложки у поверхности световода: допустимое отклонение перпендикулярности торцовых поверх-. ностей от продольной оси подложки о не должно превьппать 1, торцовые

15 поверхности не должны быть выпуклы ми или вогнутыми, а их края не долж- ны быть закругленными, величина геометрических нарушений на торцевой поверхности в области верхней грани

20 не должна быть больше 1 мкм, что распространяется и на создание торцовой части многотипового плоскостного световода.

Наиболее близким к изобретению по

25 технической сущности и достигаемому результату является способ создания . торцовой части плоскостного световода на несущей подложке путем соединения его со вспомогательной баЗо лочкой н последующего шлифования и полирования полученного торца (Stu1z L.W. 71tanium in-diffused.

ЫИЬО optical vaveguide fabrication, Applied optecs, Vol. 18, 9 12, 1979, 2041-2044).

Недостатком известного способа является то, что органические клен обладают небольшой твердостью н достаточную защиту грани прн шлифовании н полировке торца можно обеспечить только при использовании исклю, чительно тонкого слоя клея в пределах нескольких микрометров. Прн

219541

f0 этом, учитывая трудность получения этих исключительно тонких слоев, необкодимо считаться с весьма малой воспроизводимостью точных размеров торца плоскостного световода, а также и с ограниченным производственным выходом. У более толстого слоя клей иэ соединения при шлифовании и полировке размалывается, и использованный абразив проникает в созданный таким образом зазор между несущей подложкой и вспомогательной балочкой и нарушает функциональную грань подложки со световодом, Кроме того, известный способ характеризуется большой растяжимостью клеев по сравнению с растяжимостью используемых подложек, которая при изменениях температуры может способствовать деструкции концевых частей световода.

Цель изобретения — повышение качества и обеспечение точной геометрии торца.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу создания торцовой части плоскостного световода на несущей подложке путем соединения его со вспомогательной балочкой и последующего шлифования и полирования полученного торца, перед соединением несущую подложку со световодом и вспомогательную балочку закрепляют в держателе так, что торец несущей подложки расположен в одной плоскости с торцом вспомогательной балочки, в зазор между несущей подложкой и балочкой помещают стеклянный припой, после чего полученную сборку помещают в печь.

При этом, присоединяемую стенку вспомогательной балочки перед приложением к полированной поверхности несущей подложки отшлифовывают до шероховатости 1-10 мкм.

Причем, вспомогательную балочку со стороны, обращенной к несущей подложке, предварительно фацетиру.ют.

Преимущества предлагаемого способа создания торцовой части плоскостного световода с использованием стеклянного припоя в качестве средства для соединения несущей подложки со вспомогательной балочкой заключаются в достижении необходимых свойств, т.е. достаточной твердос20

4 ти и соответствующего теплового расширения. В результате достаточной твердости при шлифовании и полировке торца подложки с припаянной балочкой не происходит размалывание припоя и повреждение функциональной грани световода, что также имеет место и в случае широкого интервала толщин слоя припоя.

Тепловое расширение стеклянного припоя и соединяемых материалов в сравнении с известными клеями является близким, поэтому при изменениях температуры не происходит внут« реннее и механическое напряжение конца световода, в результате чего может произойти частичная деструкция, а впоследствии и снижение эффективности связи между соединяемыми частями.

При достижении указанных свойств при пайке стеклянным припоем достигается не только безупречная защита торца световода при обработке и в условиях эксплуатации, но и простота изготовления, высокая воспроиз«водимость свойств и большой производственный выход.

На чертеже показана схема соединения несущей подложки, световода, вспомогательной балочки и стеклянного припоя.

Способ осуществляют следующим образом.

К несущей подложке 1 с обработанными стенками и с полученным световодом 2 в ее концевой части в области световода 2 прикладывают вспомогательную балочку 3 так, что торец несущей подложки 1 находится в одной плоскости с торцом вспомогательной балочки 3. Эту вспомогательную балочку 3, изготовленную из одинакового материала или же иэ материала с подобной твердостью и тепловым расширением, предварительно на присоединяемой поверхности отшлифовывают таким образом, что ее шероховатость составляет 1-10 мкм. В торцовой части вспо1 оГательной балочки 3 на стене с помощью шлифования образовывают фаску 4 для вложения стеклянного припоя в форме палочки 5.

После приложения вспрмогательной балочки 3 к отполированной несущей подложке 1 их закрепляют в паяльном цержателе 6 таким образом, чтобы их торцы были в одной плоскости. После

12l954ll

Составитель H . .Куликова

Редактор А.Пилипенко Техред И. Гайдош Корректор А Обручар. Заказ 1226/31 . Тираж 457 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 этого паяльный держатель 6 располагают в вертикальном положении в паяльной печи и в фаску 4 вкладывают стеклянный припой в форме палочки, 5 по всей длине фаски 4. После этого в паяльной печи с помощью капиллярной термодиффузии производят взаимную пайку несущей подложки 1 с вспомогательной балочкой 3. Время пайки зависит от типа используемого припоя и установленной для этого припоя температуры пайки.

После окончания процесса пайки спаянные части 1 и 3 оставляют в паяльном держателе 6 s печи для охлажг дения. После извлечения из паяльного держателя 6 несущую подложку

1 вместе с припаянной вспомогательной балочкой 3 шлифуют до плоскости, перпендикулярной оси световода 2, после чего оптически по лируют.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной

Ведомством по изобретательству Чехословацкой Социалистической Республики.