Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Auslegung und Fertigung hochpräziser Faser-Kollimator-Arrays



Datum: 31.05.2005


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr.h.c. M. Geiger
  • Prof. Dr.-Ing. R. Lerch

Der Einzug der optischen Datenübertragung in die System- und Rechnertechnik, aber auch die immensen Datenmengen, die in Fernbereichsnetzen übertragen werden müssen, erfordern häufig mehrere parallele Datenkanäle. Für die Ein- und Auskopplung des Lichts in bzw. aus parallelen Fasern ist der Einsatz von so genannten Faser-Kollimator- Arrays (FCAs) sinnvoll. Dies sind Faserarrays, die direkt mit Linsenarrays gekoppelt sind. Für die Realisierung hochwertiger Ûbertragungssysteme ist eine Anpassung der FCAs an die Toleranzen des jeweiligen Gesamtsystems erforderlich. Derzeit müssen hierfür meist komplexe Simulationswerkzeuge eingesetzt werden. Weiterhin sind geeignete, kostengünstige aber dennoch präzise Verfahren für die Justierung von Fasern in einer Arrayanordnung nicht ausreichend erforscht. In dieser Arbeit wurde eine einfache Methode zur Auslegung von Freiraumkoppelsystemen, die differenzierte Worst-Case-Analyse, entwickelt und an einem ausgewählten System angewendet. Die prinzipielle Eignung wird durch einen Vergleich mit den Ergebnissen einer gängigen Simulationssoftware bestätigt. Für die Justierung der Fasern in einer Arrayanordnung wurde die Anwendbarkeit der Laserstrahlmikrojustierung untersucht. Hierfür konnten geeignete Aktorgeometrien entwickelt und mittels Simulation optimiert werden. Sowohl die Simulationsergebnisse als auch erste Versuche zeigen, dass die Laserstrahlmikrojustierung für diese anspruchsvolle Justieraufgabe geeignet ist. Sie ermöglicht eine kostengünstige Fertigung hochprÌziser Faser-Kollimator-Arrays.