微系统组件（１），尤其是用于显微光学系统的，它由组件体（２）构成，在其外表面上至少有一个作用面（５，６）和用于与其毗连的微系统元件（９）连接的若干支撑面（７，８），其特征在于， 支撑面（７，８）被设置在组件体（２）向外凸出的外表面的区域内， 作用面（５，６）被设置在相对于支撑面（７，８）凹进组件体（２）内部的组件体（２）外表面的区域内，并且 作用面（５，６）相对于支撑面（７，８）以最小的尺寸公差被设置。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及微系统组件，尤其是用于显微光学系统的微系统组件，它由一个组件体构成，在此组件体的外表面上至少有一个作用面和一些用来与微系统中与其毗连的元件连接的支撑面。该微系统组件首先应在显微光学系统中应用，用来使光源与光缆相互连接或用来在光缆的终端或光源的输出端以特殊的方式和方法形成光束，例如进行聚焦，准直，形成绕射或发散。这样的微系统组件也能在其它的微结构系统中获得应用，在这些系统中诸如扫描表面这样的确定的作用面以精确的空间关系固定在与其毗接的元件上。例如，WO 92/06046A1公开了显微光学领域中这一问题的解决方案。它所描述的显微光学透镜由一根长形的玻璃纤维构成，它在三个长侧面被压扁，而在第四个长侧面上构成圆柱形外层。在上述显微光学透镜中圆柱形外层的圆形表面用作光学界面，同时与圆柱形外层的圆形表面相对的面作为支撑面用于连接毗连的元件，这里这些元件是二极管激光器，它们发射的光应进行准直。这里二极管激光器用合适的粘合剂或光学水泥粘接到显微光学透镜的支撑面上。这时存在着显微透镜与二极管激光器相互之间没有符合功能要求的精确定位的危险。此外在用粘合剂或水泥粘接时容易损伤二极管激光器的敏感的发射面。如果对着二极管激光器的显微光学透镜的侧面被设计成非平面的，显微光学透镜精确对准二极管激光器的发射极是更为困难的。这样的用于对二极管激光器进行准直的显微光学透镜已由例如US-PS 5181224公布。这样的准直器仅在例如具有显著的测试开支和必要时借助于适匹器或匹配件才连接到二极管激光器上。同样这自然也是困难的将这样的显微光学透镜精确连接于其它毗连的显微光学元件。此外，这种显微光学透镜存在下述危险非常敏感的向前凸出的光学作用界面在运输中和操作及安装显微光学透镜时受到损伤。本专利技术的目的在于以本说明书开始处所述的方式构造一个微系统组件，它能精确和严格重复地连接毗连的微结构系统的元件，并且避免损伤毗连的元件和敏感的微系统组件之作用面。本专利技术的主题是微系统组件，尤其是应用于显微光学系统中的微系统组件，它由一个组件体构成，在此组件体的外表面上至少有一个作用面和一些用来与微系统中与其毗连的元件连接的支撑面，该微系统组件的特征是-支撑面被设置在组件体上向外凸出的外表面的区域内。-作用面被设置在组件体外表面上相对于支撑面来说凹进组件体内的区域内。-作用面相对于支撑面以较严格的尺寸公差被设置。在符合本专利技术的微系统组件中敏感的作用面没有一处是在组件体的外形上对外的地方，而是设置在相对于支撑面凹进去的地方，因而有效防止了触摸造成的损伤。在安装时这些作用表面也不与毗接的元件接触，从而有效地避免了诸如二极管激光器的敏感的发射极损伤这样的毗连元件的损伤。由于在制造时支撑面相对于作用面有严格的尺寸公差，组件的安装非常容易。仅需以正确的关系将组件上的支撑面配置到毗连元件的相应表面即可。只要尺寸关系正确，作用面相对于毗连元件的位置自然就准确了，当然其先决条件是其相应支撑面也以相应尺寸精度设计。本专利技术的一个合乎目的的进一步设计是在支撑面中安置形状连接元件用来与毗连元件上相应的形状连接元件嵌合。由诸如凹坑及凸起和/或刻槽及榫头构成的这样的形状连接元件使得微系统组件能在所有方向上精确定位，而无需为了校准而进行费用昂贵的测量。本专利技术进一步安排作用面和/或支撑面设计为平滑抛光。通过表面抛光，避免了外表面粗糙度引起的尺寸偏差。这样抛光的表面之间的尺寸配合能精确到几个毫微米。本专利技术的一个特别优选的实施形式是，组件体由透光材料构成并且作用面被设计作光学作用界面。所有用可见光和非可见(紫外，红外)光，直至微波(毫米波)范围内的电磁波工作的系统在后面都被视为光学系统。光学玻璃、石英、锗、红宝石、光学塑料等材料被视为光学透明材料，上述各种电磁波能通过这些材料并受其影响。在光学作用界面上光线被折射，被总体反射或被一反射涂层反射或由于衍射线条或衍射光栅而产生绕射。适用于显微光学系统的微系统组件上的作用面可有不同的外形设计。它们可设计成例如凹或凸拱形透镜外表面，所有显微光学系统中所用的透镜形式均能制造出来。同样可在作用面上构成相互间具有倾斜角的平面以构造棱镜，这些平面折射或反射光线。同样也可在作用面上设置衍射线条或衍射光栅，它们使从其穿过的光线产生绕射。最后，作用面可以完全或部分地镀上一镜面反射层。必要时也可以在每个作用面上以透镜和/或棱镜和/或衍射线条和/或反射面的形式设置多个作用单元。利用这种方式可以在一个显微光学组件中构成所谓的透镜阵列。在组件体上相对的侧面上设置作用面具有突出的优点，其作用单元通过组件体穿透光线而相互关联。这样可能在此微光学组件中安置光学系统，这些系统以最不同的方式和方法形成和引导穿过的光线。按本专利技术构成的显微光学组件可以构成例如折射型准直仪，它可连接于二极管激光器。在此准直仪中面对二极管激光器发射极的作用面构成一个棱镜，它的棱平行于二极管激光器的发射极的纵向伸长方向，并在发射极附近成圆角。棱镜的棱角大于与二极管激光器发射极的纵向伸长方向正交的发射角。最后对着二极管激光器发射极的作用面设计成圆柱面，圆柱的轴与棱镜的棱正交。这种折射准直仪能以非常小的泄漏吸收二极管激光器发射极射出的光束并对此光束进行准直。这种准直仪具有特别高数值的孔径，例如在应用石英玻璃材料时孔径为0.68，因此能对二极管激光器射出的光束进行几乎完全的准直。而且这个折射型准直仪的优点还在于具有凸出于作用面之外的支撑面。这种特殊结构和作用面相对设置的方法在没有支撑面的情况下也具有上述优点，因而本专利的保护范围包括不存在权利要求1中所述的支撑面的情况下按上述方式构成的准直仪。按本专利技术构成的另一个显微光学组件可以构成例如反射型光耦合器，它可被使用于一个二极管激光器和一个与其连接的光缆之间。在此光耦合器的作用面上设置两个作用单元，一个是第一个非球面圆柱透镜和一个与其错开位置的平面镜，它们在第一个作用面上，另一个是一个非球面圆柱镜面和与其错开位置的第二个非球面圆柱透镜，其在第二个作用表面上。两个圆柱透镜的圆柱轴相互正交。相反，它们的光轴被安置成相互平行。在第一个非球面圆柱透镜前安置二极管激光器的发射极。发射极射出的光束经过第一个圆柱透镜进入微系统组件，射到对面设置的非球面圆柱镜面上，从那里反射到平面镜上，然后通过第二个非球面圆柱透镜从微系统组件中射出。这样构造的反射式光耦合器有非常短的结构长度，并能以非常小的泄漏将二极管激光器发射极发出的光束吸收和聚焦从而耦合到光缆中。这个反射型光耦合器最好还具有凸出于作用面之外的支撑面。这种特殊结构和作用面相对设置的方法在没有支撑面的情况下也具有上述优点。因而本专利的保护范围包括不存在权利要求1中所述的支撑面的情况下按上述方式构成的反射型光耦合器。按照本专利技术构成的另一个微系统组件可以构成例如光导向板，通过它至少两个光电半导体组件被相互连接起来。为此，作用表面一方面被构造成透镜，用于光束的输入耦合及输出耦合，另一方面又被设计成镜面，用来在光导向板内引导光束。这样的光导向板能将输入端连接的光电半导体组件(IOE芯片)所射出的光束经第一个透镜接收进来并借助于镜面在光导向板内部控制光束的行程，使得光束经过第二个透镜从光导向板射出并且进入输出端所连接的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：瓦伊塔利·利索兹切科，乔基姆·翰兹，
申请(专利权)人：翰兹利索兹切科专利管理有限公司及两合公司，乔基姆·翰兹，
类型：发明
国别省市：
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