Im Rahmen der Erfindung soll unter einem optoelektronischen Bauelement ein Sender oder ein Empfänger verstanden werden.

Ein als Sender ausgebildetes optoelektronisches Bauelement wandelt bei elektrischer Ansteuerung die elektrischen Signale in optische Signale, die in Form von Lichtsignalen ausgesen- det werden. Ein als Empfänger ausgebildetes optoelektroni- sches Bauelement wandelt bei Beaufschlagung mit optischen Si- gnalen diese in entsprechende elektrische ausgangsseitig ab- greifbare Signale. Weiterhin wird unter einem Lichtleiter je- de Vorrichtung zur räumlich begrenzt geführten Weiterleitung eines optischen Signals verstanden, insbesondere konfektio- nierte Lichtwellenleiter und sogenannte"Wave guides". Unter einer strahlteilend wirkenden Schicht sollen alle Schicht- strukturen verstanden werden, die der geometrischen oder phy- sikalischen Aufteilung von Strahlenbündeln dienen, insbeson- dere metallische oder dielektrische Spiegelflächen.

Bei einer bekannten optischen Kopplungsanordnung, die als bi- direktionales Sende-und Empfangsmodul ausgebildet ist, ver- läuft die Lichtaustrittsfläche des einen als Sender (Laser- diode) ausgebildeten optoelektronischen Bauelements senkrecht zur Trägerplatte, während die Lichteintrittsfläche des ande- ren als Empfänger (Fotodiode) ausgebildeten optoelektroni- schen Bauelements in einem Winkel von etwa 55° zur Träger- platte ausgerichtet ist. Dieser Winkel resultiert daraus, daß die Fotodiode in einem Oberflächenbereich eines Kristallkör- pers ausgebildet ist, bei dem zwei Kristallebenen einen Win- kel von etwa 55° einschließen. Eine strahlteilend wirkende Schicht ist auf der Fotodiode ausgebildet.-Ein von der La- serdiode ausgesandtes Lichtbündel wird an der strahlteilend wirkenden Schicht teilweise reflektiert. Das reflektierte Lichtbündel verläuft nach Umlenkung durch eine Linse senk- recht zur Trägerplatte und wird in einen Lichtleiter einge- koppelt. Ein anderes Lichtbündel, das vom Lichtleiter ausge- hend senkrecht zur Trägerplatte verläuft, wird von der Linse so umgelenkt, daß es nach teilweiser Transmission durch die strahlteilend wirkende Schicht unter einem Einfallswinkel von etwa 35 ° auf die Lichteintrittsfläche der Fotodiode auf- trifft. Ein Einsatz dieser optischen Kopplungsanordnung als unidirektionales Sendemodul durch Austausch des Empfängers (Fotodiode) gegen einen Sender ist hierbei nicht möglich (DE 44 11 380 A1).

Ausgehend von einer optischen Kopplungsanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 (DE 44 11 380 A1) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Aufbau der op- tischen Kopplungsanordnung so zu gestalten, daß beide opto- elektronischen Bauelemente sowohl als Empfänger, als auch als Sender ausgebildet sein können.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lichteintritts-bzw. Lichtaustrittsfläche des zweiten op- toelektronischen Bauelements parallel zur Trägerplatte ver- läuft und daß die strahlteilend wirkende Schicht auf einer Fläche ausgebildet ist, die oberhalb dieses zweiten optoelek- tronischen Bauelements in einem Winkel von etwa 45° zur Trä- gerplatte ausgerichtet ist.

Da die Lichteintritts-bzw. Lichtaustrittsflächen der Opto- elektronischen Bauelemente senkrecht bzw. parallel zur Trä- gerplatte verlaufen ist es möglich, konventionelle Sender bzw. Empfänger ohne zusätzliche spezielle Trägerelemente di- rekt auf der Trägerplatte anzuordnen. Hierdurch wird der planare Aufbau vereinfacht und die optoelektronischen Bauele- mente können über sehr kurze Drähte mit auf der Trägerplatte angeordneten elektrischen Anschlüssen gebondet werden. Auf- grund dieser kurzen Verbindungen sind hohe Übertragungsraten erreichbar.-Die optoelektronischen Bauelemente können auch in auf ein Substrat aufgewachsenen Schichtenfolgen integriert sein.

Die unter einem Winkel von 45° zur Trägerplatte ausgerichtete strahlteilend wirkende Schicht teilt ein senkrecht in Rich- tung Trägerplatte auftreffendes Lichtbündel in ein erstes, parallel zur Trägerplatte verlaufendes und in ein zweites, senkrecht zur Trägerplatte verlaufendes Lichtbündel.

In umgekehrter Richtung werden das erste und das zweite Lichtbündel zu einem senkrecht von der Trägerplatte weg ver- laufenden Lichtbündel vereinigt. Hierdurch wird es möglich, die optische Kopplungsanordnung entweder als bidirektionales Sende-und Empangsmodul oder als unidirektionales Sende-oder Empfangsmodul auszubilden.-Hierbei können die als Empfänger eingesetzten optoelektronischen Bauelemente aufgrund des

senkrechten Lichteinfalls eine kleine Lichteintrittsfläche aufweisen.

Im Hinblick auf eine leichte Justage der optischen Kopplungs- anordnung ist es vorteilhaft, die strahlteilend wirkende Schicht auf einer Fläche eines Formkörpers auszubilden, der aus einem optisch transparenten Material besteht und der zu- mindest eine weitere Fläche aufweist, mit der er an einer der Lichteintritts-bzw. Lichtaustrittsflächen der beiden opto- elektronischen Bauelemente befestigt ist. Der Formkörper kann beispielsweise ein Prisma oder ein Teilerwürfel sein.-A1- ternativ hierzu kann die strahlteilend wirkende Schicht auch an der Kopplungsstirnfläche eines parallel zur Trägerplatte verlaufenden Lichtleiters ausgebildet sein.

Hinsichtlich der Verwendung von optoelektronischen Bauelemen- ten, die Strahlen unterschiedlicher Wellenlängen senden oder empfangen, ist es vorteilhaft, wenn die strahlteilend wirken- de Schicht als wellenlängenselektiv reflektierende Schicht ausgebildet ist.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figu- ren 1 bis 5 der Zeichnung dargestellt.

Dabei zeigen Figuren 1 und 2 Schnittdarstellungen von optischen Kopplungs- anordnungen, bei denen die strahlteilend wirkende Schicht auf einer Fläche eines Prismas ausgebildet ist, Figur 3 eine Schnittdarstellung einer Kopplungsanordnung, bei der die strahlteilend wirkende Schicht in einem Teilerwürfel ausgebildet ist,

Figur 4 eine Schnittdarstellung einer Kopplungsanordnung, bei der die strahlteilend wirkende Schicht an der Kopplungsstirn- fläche eines Lichtleiters ausgebildet ist, und Figur 5 eine perspektivische Darstellung einer Kopplungsan- ordnung mit in Form von Arrays angeordneten optoelektroni- schen Bauelementen, mit einem Prismenarray und mit mehreren in einem Koppelelement festgelegten Lichtleiterabschnitten.

Die Ausführungsformen der optischen Kopplungsanordnung gemäß den Figuren 1 und 2 weisen eine Trägerplatte 1 auf, auf der nebeneinander ein erstes und ein zweites optoelektronisches Bauelement 2,3 angeordnet sind. Das erste optoelektronische Bauelement 2 ist hierbei höher ausgebildet als das zweite op- toelektronische Bauelement 3. Oberhalb des zweiten optoelek- tronischen Bauelements 3 ist ein als Prisma 4 ausgebildeter Formkörper angeordnet, der aus einem optisch transparenten Material besteht und im Querschnitt die Form eines gleich- schenkligen rechtwinkligen Dreiecks aufweist. Das Prisma 4 liegt mit einer Kathetenfläche 5 auf dem zweiten optoelektro- nischen Bauelement 3 auf, wobei die Hypotenusenfläche 7 dem ersten optoelektronischen Bauelement 2 zugewandt ist. Die den Kathetenflächen 5,6 gegenüberliegenden Kanten des Prismas sind derart geschnitten, daß eine erste und eine zweite Schnittfläche 8,9 jeweils parallel zu einer der Kathetenflä- chen 5,6 verlaufen. Die Hypotenusenfläche 7 weist eine strahlteilend wirkende Schicht 10 auf, die vorzugsweise auf- gedampft ist und die wellenlängenselektiv reflektierend wirkt. Ein Lichtleiter 11, der in einem Koppelelement 12 festgelegt ist und parallel zur Trägerplatte 1 verläuft, weist an seinem Ende eine als Schrägschliff von etwa 45° aus- gebildete Kopplungsstirnfläche 13 auf, mit der er kragträ- gerartig über die strahlteilend wirkende Schicht 10 ragt. Der

Mantel des Lichtleiters 11 liegt am Ende des Lichtleiters in Richtung der Trägerplatte 1 frei.

Die optische Kopplungsanordnung gemäß Figur 1 ist als unidi- rektionales Sendemodul mit Wellenlängenmultiplex ausgebildet.

Hierbei ist das erste optoelektronische Bauelement 2 als kan- tenemittierender Sender ausgebildet, der ein erstes Lichtbün- del 14 mit einer Wellenlänge 1 von beispielsweise 1300 nm emittiert. Das zweite optoelektronische Bauelement 3 ist als vertikalemittierender Sender ausgebildet, der ein zweites Lichtbündel 15 mit einer Wellenlänge k2 von beispielsweise 850 nm emittierte. Das Prisma 4 liegt mit der zweiten Schnittfläche 9 an dem ersten optoelektronischen Bauelement 2 und mit der Kathetenfläche 5 an dem zweiten optoelektroni- schen Bauelement 3 an und ist beispielsweise durch Kleben be- festigt. Die Lichtaustrittsfläche 16 des kantenemittierenden Senders 2 verläuft senkrecht zur Trägerplatte 1 und liegt der Hypotenusenfläche 7 des Prismas 4 gegenüber. Dadurch verläuft die optische Achse des ersten Lichtbündels 14 parallel zur Trägerplatte 1, trifft unter einem Einfallswinkel von etwa 45° auf die wellenlängenselektiv reflektierend wirkende Schicht 10 auf und wird an dieser in Richtung der Kopplungs- stirnfläche 13 des Lichtleiters 11 reflektiert. Die Licht- austrittsfläche 17 des vertikalemittierenden Senders 3 ver- läuft parallel zur Trägerplatte 1, so daß das zweite Licht- bündel 15 durch das Prisma 4 hindurch senkrecht zur Träger- platte 1 verläuft, die optische Achse des ersten Lichtbündels 14 auf der wellenlängenselektiv reflektierend wirkenden Schicht 10 kreuzt und durch diese für die Wellenlänge B2 transparente Schicht hindurchtritt. Da sich die optischen Achsen beider Lichtbündel 14,15 auf der wellenlängenselektiv reflektierend wirkenden Schicht 10 kreuzen, treffen beide auf

der Kopplungsstirnfläche 13 des Lichtleiters 11 auf.-Das Reflektionsvermögen der wellenlängenselektiv reflektierend wirkenden Schicht 10 für das erste Lichtbündel 14 der Wellen- länge A1 bzw. das Transmissionsvermögen dieser Schicht für das zweite Lichtbündel 15 der Wellenlänge k2 ist beispiels- weise durch dielektrische Schichtenfolgen einstellbar. Durch den einfachen planaren Aufbau sind die optoelektronischen Elemente 2,3 über sehr kurze Drähte 18 mit auf der Träger- platte 1 angeordneten elektrischen Leitbahnen gebondet. Hier- durch sind hohe Übertragungsraten erreichbar. Die Trägerplat- te 1 und das Koppelelement 12 können anschließend auf einer gemeinsamen Montageebene 19 zueinander justiert und fixiert werden.

Die optische Kopplungsanordnung gemäß Figur 2 ist als bidi- rektionales Sende-und Empfangsmodul ausgebildet. Das erste optoelektronische Bauelement 2 ist hierbei wie auch in der Anordnung gemäß Figur 1 als kantenemittierender Sender, der ein erstes Lichtbündel 14 der Wellenlänge B1 emittiert, aus- gebildet. Das zweite optoelektronische Bauelement 3 ist als Empfänger für ein zweites Lichtbündel 15 der Wellenlänge B2 ausgebildet, dessen Lichteintrittsfläche 17 parallel zur Trä- gerplatte 1 verläuft. Über die als Schrägschliff von etwa 45° ausgebildete Kopplungsstirnfläche 13 des Lichtleiters 11 wird das zweite Lichtbündel 15 aus dem Lichtleiter 11 senkrecht zur Trägerplatte 1 ausgekoppelt. Es tritt durch die wellen- längenselektiv reflektierend wirkenden Schicht 10 durch, durchläuft das Prisma 4 und trifft senkrecht auf die Licht- eintrittsfläche 17 des Empfängers auf.

Gemäß Figur 3 ist die wellenlängenselektiv reflektierend wir- kende Schicht 10 in einem als Teilerwürfel 20 ausgebildeten

Formkörper an einer um 45° zur Trägerplatte geneigten Fläche 21 angeordnet. Der Teilerwürfel 20 besteht aus einem optisch transparenten Material und ist mit einer Seite 22 auf dem zweiten optoelektronischen Bauelement 3 angeordnet. Zur Fo- kussierung des ersten Lichtbündels 14 weist der Teilerwürfel 20 an einer anderen, dem ersten optoelektronischen Bauelement 2 zugewandten Seite 23 eine Sammellinse 24 auf. Der Teiler- würfel 20 kann auch an beiden optoelektronischen Bauelementen 2,3 beispielsweise durch Kleben befestigt sein.

Gemäß Figur 4 ist die strahlteilend wirkende Schicht 10 di- rekt an der Kopplungstirnfläche 13 eines Lichtleiters 11 aus- gebildet, dessen Längsachse etwa in Höhe der Lichtaustritts- fläche des ersten, höher ausgebildeten, optoelektronischen Bauelements 2 verläuft. Hierbei steht die Kopplungstirnfläche 13 des Lichtleiters 11 einerseits der Lichteintritts-bzw.

Lichtaustrittsfläche 16 des ersten optoelektronischen Bauele- ments 2 gegenüber während sie andererseits die Lichtein- tritts-bzw. Lichtaustrittsfläche 17 des zweiten, niedriger ausgebildeten, optoelektronischen Bauelements 3 kragträgerar- tig überragt. An der mit einer wellenlängenselektiv reflek- tierend wirkenden Schicht 10 versehenen Kopplungstirnfläche 13 wird das erste Lichtbündel 14 der Wellenlänge k1 lediglich durch Brechung in seiner Ausbreitungsrichtung leicht abge- lenkt, so daß es zwischen der Kopplungstirnfläche 13 und der Lichteintritts-bzw. Lichtaustrittsfläche 16 des ersten opto- elektronischen Bauelements 2 im wesentlichen parallel zur Trägerplatte 1 verläuft. Das zweite Lichtbündel 15 der Wel- lenlänge R2 wird an der Kopplungstirnfläche 13 derart reflek- tiert, daß es zwischen der Kopplungstirnfläche 13 und der Lichteintritts-bzw. Lichtaustrittsfläche 17 des zweiten op- toelektronischen Bauelementes 3 senkrecht zur Trägerplatte 1 verläuft. Das Transmissionsvermögen der wellenlängenselektiv

reflektierend wirkenden Schicht 10 für das erste Lichtbündel 14 der Wellenlänge kl bzw. das Reflektionsvermögen dieser Schicht für das zweite Lichtbündel 15 der Wellenlänge k2 ist auch hier beispielsweise durch dielektrische Schichtenfolgen einstellbar.

Durch Aneinanderreihung mehrerer Kopplungsanordnungen gemäß der Figuren 1 bis 4 können mehrere Lichtleiter, die bei- spielsweise in Form von Lichtleiterabschnitten in einem Kop- pelelement enthalten sind, an ihnen zugeordnete optoelektro- nische Bauelemente gekoppelt werden. Gemäß Figur 5 sind meh- rere Kopplungsanordnungen gemäß der Figuren 1 oder 2 aneinan- dergereiht. Hierzu sind die optoelektronischen Bauelemente 2a... 21,3a... 31 in Form eines ersten und eines zweiten Sende- und/oder Empfangsarrays 102,103 auf der Trägerplatte 1 aufge- bracht. Ein Prismenarray 104 weist auf seiner dem ersten Array 102 zugewandten Hypotenusenfläche 107 eine strahltei- lend wirkende Schicht auf und liegt mit einer Kathetenfläche 105 auf dem zweiten Array 103 auf. Das Koppelelement 12, das aus einem eine Ausnehmung 25 aufweisenden Präzisionsteil 26 und einem Schieber 27 besteht, überragt das Prismenarray 104 kragträgerartig. Am Boden der Ausnehmung 25 sind V-Nuten 28a... 281 ausgebildet, in denen Lichtleiterabschnitte lla... lll (in der Darstellung sind nur deren Kooplungsstirn- flächen 13a... 131 sichtbar) angeordnet sind. Diese Lichtlei- terabschnitte lla... lll werden durch den Schieber 27 festge- legt. Das Präzisionsteil 26 weist auf der den Arrays 102,103 zugewandten Seite eine um 45° geneigte Stirnfläche 29 auf.

Diese Stirnfläche 29 wird gemeinsam mit den Kopplungsstirn- flächen 13a... 131 geschliffen und poliert. Anschließend kann diese Stirnfläche 29 metallisiert werden.-Bei einer Anein- anderreihung von Kopplungsanordnungen gemäß der Figur 4 wird diese Stirnfläche 29 des Präzisionsteils 26 mit einer strahl-

teilend wirkenden Schicht versehen.-Der Schieber 27 reicht nicht bis an die Stirnfläche 29 des Präzisionsteils 26 heran, so daß die Außenmäntel der Lichtleiterabschnitte lla... ill auf der dem Prismenarray 104 zugewandten Seite freiliegen.

Die beiden Arrays 102,103 der optoelektronischen Bauelemente 2a... 21,3a... 31 können über das Prismenarray 104 leicht auf der Trägerplatte 1 zueinander justiert und über kurze Drähte 18a... 181 mit auf der Trägerplatte 1 angeordneten elektri- schen Leitbahnen gebondet werden.