DE4301455A1

DE4301455A1 - Arrangement for coupling optical fiber ends to transmitting or receiving elements

Info

Publication number: DE4301455A1
Application number: DE4301455A
Authority: DE
Inventors: Heiner Dipl Ing Hauer; Albrecht Dr Rer Nat Kuke; Andreas Dipl Ing Woerner
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1993-01-20
Publication date: 1994-05-26
Also published as: DE4313487C2; DE4313487A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ankopplung von Lichtwellenleiterenden an Sende- oder Empfangselemente mit einem einteiligen Träger aus einkristallinem Silizium, auf dessen Unterseite mindestens ein Lichtwellenleiterende in einer Nut fixiert ist und auf dessen Oberseite mindestens ein Sende- oder Empfangselement vorgesehen ist, dessen emittierende oder empfangende Fläche der Unterseite zugewandt ist. Zwischen Lichtwellenleiterende und Sende- oder Empfangselement befindet sich mindestens ein optisches Umlenkbauelement.The invention relates to an arrangement for coupling Optical fiber ends on transmitting or receiving elements with a one-piece carrier made of single-crystal silicon the underside of which has at least one optical fiber end a groove is fixed and at least one on the top Transmitting or receiving element is provided, the emitting or receiving surface facing the bottom is. Between fiber optic end and transmit or There is at least one optical receiving element Deflection component.

Aus der gattungsbildenden DE 35 43 558 A1 ist eine opto- elektrische Koppelanordnung gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 bekannt. In einem Ausführungsbeispiel wird angegeben, daß der Lichtwellenleiter sich auf der einen Seite und das Empfangselement sich auf der anderen Seite des Silizium(Si)-Trägers befindet. Der Lichtwellenleiter ist dabei in einer V-Nut befestigt, in der sich auch ein Spiegel befindet. Zwischen der lichtempfindlichen Fläche des Empfangselementes und dem Spiegel befindet sich ein Durchbruch. Dieser kann mit einem lichtleitenden Material derart gefüllt sein, daß ein lichtleitender Kanal entsteht. Die Herstellung einer solchen opto-elektrischen Koppelanordnung ist sehr aufwendig, da eine Nut und ein Durchbruch vorgesehen sind. Zudem ist eine Justage des Spiegels notwendig. From the generic DE 35 43 558 A1 an opto- electrical coupling arrangement according to the preamble of Claim 1 known. In one embodiment indicated that the optical fiber is on one side and the receiving element is on the other side of the Silicon (Si) carrier is located. The optical fiber is there fixed in a V-groove, in which there is also a mirror located. Between the photosensitive surface of the Receiving element and the mirror is a Breakthrough. This can be done with a light-conducting material be filled in such a way that a light-conducting channel is created. The manufacture of such an opto-electrical Coupling arrangement is very complex, since one groove and one Breakthrough are provided. In addition, an adjustment of the Mirror necessary.

Aus der DE 41 06 721 A1 ist ebenfalls eine Anordnung zur Ankopplung von Lichtwellenleiterenden an Empfangselemente bekannt. Die Ankopplung von Lichtwellenleiterenden an Empfangselemente muß derart erfolgen, daß die Lichtrichtung nahezu senkrecht zur lichtempfindlichen Fläche der Empfangselemente verläuft. Um dies zu erreichen, werden die Lichtwellenleiterenden in durch anisotropes Ätzen hergestellten V-Nuten in einem ersten Träger, der beispielsweise aus Silizium ist, fixiert. Das austretende Lichtbündel wird an den abgeschrägten verspiegelten Stirnflächen der V-Nuten reflektiert. Auf dem ersten Träger ist ein zweiter lichtdurchlässiger Träger, der beispielsweise ebenfalls aus Silizium ist, befestigt, auf dem die Empfangselemente montiert sind. Durch eine versetzte Anordnung der Empfangselemente ist es möglich, die Lichtwellenleiter sehr dicht nebeneinander anzuordnen. Durch den lichtdurchlässigen Träger wird eine Brechung des Lichtbündels zum Lot hin erreicht und eine nahezu senkrechte Stellung zwischen Lichtbündel und lichtempfindlicher Fläche der Empfangselemente ist herstellbar. Bei dieser Anordnung ist ebenfalls die aufwendige Herstellung von Nachteil, die durch die Verwendung von zwei unabhängigen Trägern, die aufeinander justiert werden müssen, entsteht.From DE 41 06 721 A1 there is also an arrangement for Coupling of fiber optic ends to receiving elements known. The coupling of fiber optic ends Receiving elements must be such that the direction of light almost perpendicular to the photosensitive surface of the Receiving elements runs. To achieve this, the Optical fiber ends in by anisotropic etching manufactured V-grooves in a first carrier, the is made of silicon, for example. The emerging The light beam is mirrored on the beveled End faces of the V-grooves are reflected. On the first carrier is a second translucent support, for example is also made of silicon, on which the Receiving elements are mounted. Through an offset arrangement of the receiving elements it is possible to use the optical fiber to be arranged very close to each other. By the translucent carrier becomes a refraction of the light beam reached towards the plumb line and an almost vertical position between light beam and light sensitive surface of the Receiving elements can be manufactured. With this arrangement likewise the complex production of disadvantage, which is caused by the use of two independent carriers, one on top of the other must be adjusted.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung eine Anordnung zur Ankopplung von Lichtwellenleiterenden an Sende- oder Empfangselemente anzugeben, die einfach herstellbar ist und eine Kapselung der Sende- oder Empfangselemente erlaubt.Based on this state of the art, it is the task of Invention an arrangement for coupling Fiber optic ends on transmitting or receiving elements specify that is easy to manufacture and encapsulation of the Sending or receiving elements allowed.

Die Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. The task is accomplished through an arrangement with the characteristics of Claim 1 solved. Advantageous further developments are in specified in the subclaims.

Die Lichtwellenleiter werden auf der Unterseite eines Silizium-Trägers in Nuten geführt. Das aus einem Lichtwellenleiterende austretende Licht wird in den Si-Träger hineingeführt, wobei es den Si-Träger nahezu senkrecht durchdringt und auf seiner Oberseite austritt. Dort trifft das Licht auf ein planar auf der Oberfläche des Si-Trägers montiertes Empfangselement. Da der Lichtwellenleiter mit der V-Nut hierbei von dem Empfangselement durch den Si-Träger getrennt ist, wird hier zur hermetischen Abdichtung zwischen Lichtwellenleiter und Empfangselement kein weiteres Element benötigt. Das Empfangselement kann auf der Oberseite des Si- Trägers mit einem übergestülpten Deckel hermetisch dicht gekapselt werden. Ein solcher Deckel kann beispielsweise auch durch anisotropes Ätzen aus Silizium hergestellt werden. Die Montage eines Siliziumdeckels auf dem Silizium-Träger ist von Vorteil, da sich das Temperaturverhalten entspricht. Eine Montage des Deckels ist beispielsweise durch anodisches Bonden denkbar. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist, daß der Lichtweg sehr kurz gehalten werden kann und durch das hochbrechende Silizium führt, was zu einer geringen Aufweitung des Strahlbündels führt. Dadurch lassen sich Empfangselemente mit kleiner aktiver Fläche einsetzten, die eine höhere Grenzfrequenz haben. Es ist weiter von Vorteil die Stirnfläche der Nut mit einer Antireflexionsbeschichtung zu versehen.The optical fibers are on the bottom of a Silicon carrier guided in grooves. That from one Lightwave end emerging light is in the Si carrier introduced, making the Si carrier almost vertical penetrates and emerges on its top. That's where it hits Light on a planar on the surface of the Si carrier mounted receiving element. Since the optical fiber with the V-groove here from the receiving element through the Si carrier separated, it becomes a hermetic seal between Optical fiber and receiving element is not another element needed. The receiving element can be on the top of the Si Carrier hermetically sealed with a put-on lid be encapsulated. Such a lid can also, for example can be produced from silicon by anisotropic etching. The Mounting a silicon lid on the silicon carrier is from Advantage, since the temperature behavior corresponds. A Assembly of the cover is, for example, by anodic bonding conceivable. Another advantage of the solution according to the invention is that the light path can be kept very short and through the high refractive index silicon leads to a low Widening of the beam leads. This allows Use receiving elements with a small active area that have a higher cutoff frequency. It is also an advantage Face of the groove with an anti-reflective coating Mistake.

Anstelle eines Empfangselements kann ein Sendeelement vorgesehen werden, welches Licht in den Si-Träger hinein emittiert, so daß es darüber in die Lichtwellenleiter eingekoppelt wird.Instead of a receiving element, a transmitting element be provided which light into the Si carrier emitted so that it is above it in the optical fiber is coupled.

Anhand der Abbildungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen Exemplary embodiments of the Invention described. Show it

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Anordnung mit auf der Oberfläche montiertem Empfangselement, Fig. 1 shows a cross section through an arrangement with a mounted on the surface receiving element,

Fig. 2 eine Darstellung der interessierenden Winkel, Fig. 2 is a representation of the angle of interest,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Silizium-Träger mit in einer Aussparung eingebrachter Fotodiode und Fig. 3 shows a cross section through a silicon carrier with a photodiode and inserted in a recess

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Anordnung mit einem in Silizium geätzten Deckel. Fig. 4 shows an arrangement according to the invention with a lid etched in silicon.

Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel. In einen Silizium-Träger 1, der von einem Wafer gebildet wird, ist auf der Unterseite 2 eine V-Nut 3 anisotrop eingeätzt. Die Unterseite 2 ist dabei parallel zu einer kristallografischen (100)-Ebene des Siliziums ausgerichtet. Die Richtung der geätzten V-Nut liegt dann parallel zur kristallografischen <110<-Richtung. Die Flanken der anisotrop geätzten V-Nut werden durch langsam ätzende (111)-Ebenen an den Seiten- und Stirnflächen gebildet, die mit der Waferoberfläche einen Böschungswinkel von α = 54,7° einschließen. Die Breite der V-Nut 3 wird zweckmäßigerweise mindestens so gewählt, daß eine in sie eingelegte Lichtleitfaser 4 gerade ganz in die V-Nut eintaucht, wie in Fig. 2 dargestellt. Fig. 1 shows a cross section through an inventive embodiment. A V-groove 3 is anisotropically etched into the underside 2 of a silicon carrier 1 , which is formed by a wafer. The bottom 2 is aligned parallel to a crystallographic (100) plane of the silicon. The direction of the etched V-groove is then parallel to the crystallographic <110 <direction. The flanks of the anisotropically etched V-groove are formed by slowly etching (111) planes on the side and end faces, which enclose an angle of repose of α = 54.7 ° with the wafer surface. The width of the V-groove 3 is expediently chosen at least so that an optical fiber 4 inserted into it is just completely immersed in the V-groove, as shown in FIG. 2.

Für eine Faser mit dem Radius r = 62,5 µm ergibt sich dann eine Nutenbreite vonThis then results for a fiber with a radius r = 62.5 µm a groove width of

b = r · √ - h · √ (1)b = r · √ - h · √ (1)

wobei h die Höhe des Fasermittelpunktes über der Waferoberfläche ist. Bei ganz eingesenkter Faser ist h = -r und somit b = 241,5 µm. Das aus der Faser 4 austretende Lichtbündel 5 trifft auf die Stirnwand 6 der V-Nut 3. Diese Stirnwand ist mit einer Antireflexionsbeschichtung 7 beschichtet, die so ausgelegt ist, daß für einen Einfallswinkel von α = 90° - α = 35,3° gerade die Reflexion eliminiert wird. Ebenso soll in einem schmalen Winkelbereich von der Größe der Strahldivergenz des Lichtbündels 5 (ca. 6° bei einer Singlemode-Faser) die Reflexion vermindert sein. Nach den bekannten Regeln der Antireflexionsbeschichtung läßt sich eine solche Antireflexions-Schicht durch eine Einfach- Schicht mit etwa einer Dicke von einer Viertelwellenlänge (genau eine Viertelwellenlänge wäre die Schichtdicke bei senkrechtem Einfall) und einem Brechungsindex von nwhere h is the height of the fiber center above the wafer surface. When the fiber is completely sunken, h = -r and thus b = 241.5 µm. The light bundle 5 emerging from the fiber 4 strikes the end wall 6 of the V-groove 3 . This end wall is coated with an anti-reflection coating 7 , which is designed such that the reflection is eliminated for an angle of incidence of α = 90 ° - α = 35.3 °. Likewise, the reflection should be reduced in a narrow angular range from the size of the beam divergence of the light beam 5 (approx. 6 ° for a single-mode fiber). According to the known rules of antireflection coating, such an antireflection layer can be formed by a single layer with a thickness of approximately a quarter wavelength (exactly a quarter wavelength would be the layer thickness with perpendicular incidence) and a refractive index of n

erreichen, wobei n_si = 3,5 der Brechungsindex von Silizium ist. Hieraus ergibt sich ein Brechungsindex für die Antireflexions-Schicht von 1,87. Dieser Brechungsindex läßt sich gut bei einer Beschichtung mit Siliziumoxinitrid durch geeignete Wahl des Stickstoff/Sauerstoff-Verhältnisses erreichen. Ebenso kann jedoch auch jede andere geeignete Antireflexionsbeschichtung, wie Doppel- oder Mehrfachschichten verwendet werden. Es ist auch nicht störend, wenn sich die Antireflexions-Schicht außer auf der Stirnfläche 6 auf der ganzen Unterseite des Silizium-Trägers befindet.reach, where n _si = 3.5 is the refractive index of silicon. This results in a refractive index for the antireflection layer of 1.87. This refractive index can be achieved with a coating with silicon oxynitride by a suitable choice of the nitrogen / oxygen ratio. However, any other suitable anti-reflection coating, such as double or multiple layers, can also be used. It is also not disturbing if the anti-reflection layer is located on the entire underside of the silicon carrier, except on the end face 6 .

Das Lichtbündel 5 wird an der Stirnseite 6 der V-Nut 3 wegen der Antireflexions-Schicht nahezu vollständig in das Innere des Si-Wafers 1 hineingebrochen. In geringem Abstand von der Stirnfläche 6 der V-Nut 3 ist eine weitere Vertiefung 8 anisotrop geätzt. Das Lichtbündel trifft auf die Flankenfläche 9 dieser Vertiefung. Dort wird es total reflektiert, da der Grenzwinkel der Totalreflexion zum Austritt aus dem Silizium überschritten ist. Dieser Grenzwinkel wäre auch dann überschritten, wenn auch die Flankenfläche 9 noch mit der Antireflexions-Schicht 7 beschichtet wäre. Es besteht also keine Notwendigkeit, die Antireflexions-Schicht im Bereich der Vertiefung 8 zu entfernen.The light beam 5 is almost completely broken into the inside of the Si wafer 1 on the end face 6 of the V-groove 3 because of the anti-reflection layer. A further depression 8 is anisotropically etched at a short distance from the end face 6 of the V-groove 3 . The light beam strikes the flank surface 9 of this depression. It is totally reflected there because the critical angle of total reflection to exit from the silicon has been exceeded. This critical angle would also be exceeded if the flank surface 9 were also coated with the antireflection layer 7 . There is therefore no need to remove the anti-reflection layer in the area of the depression 8 .

Die Bezeichnung und Lage der für die Brechung und Reflexion relevanten Winkel sind in der Fig. 2 für den Zentralstrahl des Bündels in einem maßstäblich vergrößerten Ausschnitt herausgezeichnet. Im Einzelnen haben die Winkel folgende Bedeutung:The designation and position of the angles relevant for the refraction and reflection are drawn out in FIG. 2 for the central beam of the bundle in an enlarged scale. The angles have the following meaning:

α Böschungswinkel zwischen Waferoberfläche (100) und Flankenfläche (111)α slope angle between wafer surface (100) and Flank surface (111)

α′ Einfallswinkel auf Stirnfläche 6 α 'angle of incidence on end face 6

α′ = 90° - α (3)α ′ = 90 ° - α (3)

β₁ Brechungswinkel an Fläche 6 β₁ angle of refraction on surface 6

β₁ = Arcsin (sin (α′)/n_si) (4)β₁ = arcsine (sin (α ′) / n _si ) (4)

γ₁ Richtungswinkel im Si zwischen Fläche 6 und Fläche 9 γ₁ direction angle in Si between surface 6 and surface 9

γ₁ = 90° - α - β₁ (5)γ₁ = 90 ° - α - β₁ (5)

β₂′ Ergänzungswinkel des Einfallswinkels an Fläche 9 β₂ ′ supplementary angle of the angle of incidence on surface 9

β₂′ = α - γ₁ (6)β₂ ′ = α - γ₁ (6)

β₂ Einfallswinkel an Fläche 9 β₂ angle of incidence on surface 9

β₂ 90° - β₂′ (7)β₂ 90 ° - β₂ ′ (7)

γ₂ Richtungswinkel im Si zwischen Fläche 9 und Träger-Oberseite 10 γ₂ directional angle in Si between surface 9 and carrier top 10

γ₂ = 90° - α - β₂′(8)γ₂ = 90 ° - α - β₂ ′ (8)

In der folgenden Tabelle 1 sind die nach den Gleichungen (2) bis (8) berechneten Zahlenwerte sowohl für den Zentralstrahl des aus der Faser austretenden Lichtbündels 5 als auch für den oberen und unteren Randstrahl des Bündels angegeben. Dabei wird von einer Singlemodefaser mit einer numerischen Apertur von 0,1 ausgegangen, bei der die Randstrahlen um 6° nach oben und unten vom Mittelpunktsstrahl abweichen. The following table 1 shows the numerical values calculated according to equations (2) to (8) both for the central beam of the light bundle 5 emerging from the fiber and for the upper and lower marginal beam of the bundle. A single-mode fiber with a numerical aperture of 0.1 is assumed, in which the marginal rays deviate 6 ° upwards and downwards from the center beam.

Tabelle 1 Table 1

Ausbreitungswinkel des Strahlbündels 5 Angle of spread of the beam 5

Der Grenzwinkel der Totalreflexion für die Grenzfläche Silizium/Luft ist (n_si = 3,5)The critical angle of total reflection for the silicon / air interface is (n _si = 3.5)

β_gr(Si-L) = Arcsin(1/n_si) = 16,6°.β _gr (Si-L) = arcsine (1 / n _si ) = 16.6 °.

Wenn die Grenzfläche mit Antireflexionsbeschichtung (AR) versehen ist (n_s = 1,87), so ist der Grenzwinkel der TotalreflexionIf the interface has an anti-reflective coating (AR) (n _s = 1.87), the critical angle is the total reflection

β_gr(Si-AR) = Arcsin(n_s/n_si) = 32,3°.β _gr (Si-AR) = arcsine (n _s / n _si ) = 32.3 °.

Die Einfallswinkel β₂ aus Tabelle 1 sind in allen Fällen wesentlich größer, so daß für alle Strahlen des Lichtbündels die Totalreflexion gewährleistet ist. Eine Verspiegelung ist daher nicht erforderlich.The angles of incidence β₂ from Table 1 are in all cases much larger, so that for all rays of the light beam total reflection is guaranteed. A mirroring is therefore not necessary.

Die Richtungswinkel γ₂ weichen nur um wenige Grad von der Senkrechten ab. Die Winkel sind klein gegenüber dem Grenzwinkel der Totalreflexion, so daß das Licht an der Substratoberseite 10 austreten kann. An der Austrittstelle kann zweckmäßigerweise ebenfalls eine Antireflexions beschichtung 11 für nahezu senkrechten Einfall aufgebracht werden. An der Austrittsfläche hat das Lichtbündel bei einer Standardwaferdicke von 520 µm eine Aufweitung von 41 µm. Damit lassen sich auch kleinflächige Fotodioden verwenden. The directional angles γ₂ only deviate from the vertical by a few degrees. The angles are small compared to the critical angle of the total reflection, so that the light can emerge from the substrate top 10 . At the exit point, an anti-reflective coating 11 can also advantageously be applied for almost vertical incidence. At the exit surface, the light beam has an expansion of 41 µm with a standard wafer thickness of 520 µm. This means that even small-area photodiodes can be used.

Zur genauen Ausrichtung der Fotodiode 20 zur reflektierenden Struktur auf der Waferunterseite kann auch die Waferoberseite strukturiert werden. Die Strukturierung der Waferoberseite kann z. B. eine Metallisierung 12 mit Aussparung der Lichtaustrittsfläche sein. Die Ausrichtung von fotolithografischen Masken läßt sich nach dem Stand der Technik durch Zweiseitenbelichtung des Wafers hochgenau erreichen. Zusätzlich kann der Wafer auf der Oberseite zur Aufnahme der Fotodiode 20 anisotrop geätzt werden, wie in Fig. 3 gezeigt wird. Die anisotrope Ätzung kann mit Ausrichtung parallel zu den <110<-Richtungen erfolgen. Man erhält schräge Seitenwände der Aussparung 30 zur Aufnahme der Fotodiode. Die Ätzung muß nach einer vorbestimmten Zeit beendet werden, dann erhält man einen glatten und ebenen Gehäuseboden parallel zur Oberfläche in einer (100)-Ebene. Durch die Aussparung verkürzt sich auch der Lichtweg des Strahlbündels 5, was zu einer geringeren Strahlaufweitung und zu geringerer Dämpfung führt.For the exact alignment of the photodiode 20 to the reflective structure on the underside of the wafer, the top of the wafer can also be structured. The structuring of the wafer top can, for. B. be a metallization 12 with a recess in the light exit surface. According to the prior art, the alignment of photolithographic masks can be achieved with high precision by exposure of the wafer from two sides. In addition, the wafer on the upper side can be anisotropically etched to accommodate the photodiode 20 , as shown in FIG. 3. The anisotropic etching can be carried out with alignment parallel to the <110 <directions. Sloping side walls of the recess 30 for receiving the photodiode are obtained. The etching has to be ended after a predetermined time, then a smooth and flat housing base is obtained parallel to the surface in a (100) plane. The cutout also shortens the light path of the beam 5 , which leads to less beam expansion and less attenuation.

Die Oberseite des Wafers mit der Fotodiode 20 wird mit einem Deckel 40, der aus Silizium oder einem anderen Material, das in der Wärmeausdehnung an Silizium angepaßt ist, hermetisch dicht abgeschlossen. Dies läßt sich einfach durchführen, da die Waferoberfläche im Randbereich des Deckels 40 eben bleibt. Verwendet man als Deckelmaterial ebenfalls Silizium, so läßt sich der Deckel ebenfalls durch anisotropes Ätzen einer Vertiefung 41 herstellen, wie in Fig. 4 dargestellt. Der Deckel 40 kann dann durch anodisches Bonden oder ein anderes gebräuchliches Befestigungsverfahren auf der Oberseite des Wafers 1 befestigt werden.The top of the wafer with the photodiode 20 is hermetically sealed with a cover 40 , which is made of silicon or another material which is matched to silicon in terms of thermal expansion. This can be carried out simply because the wafer surface remains flat in the edge region of the lid 40 . If silicon is also used as the lid material, the lid can also be produced by anisotropically etching a recess 41 , as shown in FIG. 4. The lid 40 can then be attached to the top of the wafer 1 by anodic bonding or another conventional attachment method.

Die beschriebene erfindungsgemäße Anordnung läßt sich nicht nur für einen einzelnen Lichtpfad, wie in den Abbildungen gezeigt, einsetzen, sondern für sehr viele Lichtpfade nebeneinander beispielsweise bei einem Lichtleitfaserbändchen. The arrangement according to the invention described cannot be used only for a single light path, as in the pictures shown, use, but for a lot of light paths next to each other, for example with an optical fiber ribbon.

Die Fotodioden auf der Oberseite können dann gemeinsam hermetisch dicht verkapselt werden.The photodiodes on the top can then be used together be hermetically sealed.

In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine Ankopplung zwischen einem Lichtwellenleiter und einem Empfangselement realisiert. Anstelle eines Empfangselements kann auch ein Sendeelement verwendet werden, dessen emittierende Fläche dem Silizium-Träger 1 zugewandt ist.In the exemplary embodiment described above, a coupling between an optical waveguide and a receiving element was realized. Instead of a receiving element, a transmitting element can be used, the emitting surface of which faces the silicon carrier 1 .

Claims

1. Arrangement for coupling optical fiber ends with the following features:

a) a one-piece carrier ( 1 ) made of single-crystal silicon is provided;
b) at least one optical waveguide end ( 4 ) is fixed in a groove ( 3 ) on the underside ( 2 ) of the carrier ( 1 );
c) at least one transmitting or receiving element ( 20 ) is provided on the upper side ( 10 ) of the carrier ( 1 ) opposite the lower side ( 2 ), the light-emitting or receiving surface of which faces the underside ( 2 );
d) at least one optical deflection component ( 6 ) is provided between the optical waveguide end ( 4 ) and the transmitting or receiving element ( 20 );

characterized by :

e) the groove ( 3 ) is closed by an inclined end face ( 6 ) such that an obtuse angle is formed between the bottom of the groove and the end face;
f) the light emerging from the optical waveguide end ( 4 ) falls on the end face ( 6 ), enters the carrier ( 1 ) with refraction and falls through the carrier onto the light-emitting or receiving surface of the transmitting or receiving element ( 20 ) .

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that on the underside ( 2 ) of the carrier ( 1 ) a recess ( 8 ) with an inclined side surface ( 9 ) is provided and that the broken light on the end face ( 6 ) of the groove the side surface (9) falls, where a total reflection takes place and that the light reflected on the side surface (9) of the light is transmitting or receiving element (20) on the light-emitting or receiving surface.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the groove ( 3 ) is produced by anisotropic etching.

4. Arrangement according to claim 2, characterized in that the groove ( 3 ) and the recess ( 8 ) are made by anisotropic etching.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the end face ( 6 ) is coated with an anti-reflection coating ( 7 ).

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the transmitting or receiving element ( 20 ) in a recess ( 30 ) on the top ( 10 ) of the carrier ( 1 ) is introduced.

7. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the transmitting or receiving element ( 20 ) on the top ( 10 ) is integrated in the carrier ( 1 ).