DE2636997C2

DE2636997C2 - Koppelelement für Lichtleitfasern

Info

Publication number: DE2636997C2
Application number: DE19762636997
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Phys. 4330 Mülheim Hillerich
Original assignee: AEG Telefunken Kabelwerke AG
Current assignee: Kabel Rheydt AG
Priority date: 1976-08-14
Filing date: 1976-08-14
Publication date: 1984-09-13
Also published as: DE2636997A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Koppelelement für Lichtleitfasern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Unter Lichtleitfasern sind in dem hier vorliegenden Zusammenhang Fasern aus einem Material tu verstehen, das zur Übertragung von Licht im infraroten, sichtbaren und ultravioletten elektromagnetischen Spektralbereich für Nachrichtenzwecke geeignet ist. Solche Materialien sind beispielsweise Glas oder Quarz.

Bei der Herstellung von Faserverbindungen ist ei notwendig, die lichtführenden Teile der Fasern genau einander gegenüber anzuordnen, um möglichst geringe Verluste beim Übergang von einer Faser in die andere zu gewährleisten. Das kann durch Vor- oder Nachjustierung der Verbindungselemente erreicht werden.

Der DE-OS 21 59 327 ist ein Beispiel für das Nachjustieren von Lichtleitfasern in Verbindungselementen zu entnehmen. Die Enden der Lichtleitfasern sind danach exzentrisch in zylindrischen Führungsstiften angeordnet die gemeinsam in einem Gehäuse liegen. Um die Lichtleitfasern einander genau gegenüber zu justieren, werden die Führungsstifte so verdreht, daß maximaler Lichtdurchgang durch die Verbindungsstelle erreicht wird. Es gibt eine ganze Reihe von Möglichkeiten, Faserenden oder optische Bauelemente in Koppelelementen nachträglich zu justieren. Allen gemeinsam ist der Nachteil, daß sie entweder nicht lösbar sind oder nach der Lösung neu zentriert werden müssen, wozu jedesmal ein meßtechnischer Aufwand erforderlich ist

Die Lichtleitfasern können in den Koppelelementen auch vor der Herstellung der Verbindung so angeordnet sein, daß sie beim Zusammenführen der Koppelelemente einander immer genau gegenüber liegen, so daß der Lichtübergang optimal ist Ein solcher Lichtleiteranschluß ist in der DE-OS 25 10 618 beschrieben. Er besteht aus Stahlhülsen, in denen die Lichtleiterenden koaxial ausgerichtet festgelegt sind. Zur Herstellung dieses Lichtleiteranschlusses bedient man sich einer Halterung, in der die Stahlhülse und der abgemantelte Lichtleiter koaxial zueinander ausgerichtet werden. Die Halterung besteht aus zwei Platten mit V-förmigen Nuten, die in zwei parallelen, den Durchmesserunterschieden der Stahlhülse und des Lichtleiters entsprechenden Ebenen liegen. Diese Art der Herstellung eines Lichtleiteranschlusses ist recht aufwendig, da insbesondere bei Fasern sehr kleinen Durchmessers die genaueste Einhaltung der Abmessungen erforderlich ist. Für den Fall, daß

der Faserkern exzentrisch zum Faserquerschnitt liegt und bei unterschiedlichen Faserdurchmessern ist eine konzentrische Justierung des Faserkerns in der Hülse nicht gewährleistet Hinzu kommt, daß die Faser bei ungleichmäßiger Schrumpfung des in der Hülse eingebrachten Spritzwerkstoffs während meiner Aushärtung nicht mehr zentriert ist Letzteres ist vor allem bei Dünnkernfasern nicht vernachlässigbar und führt zu einer Verschlechterung der Übertragung.

Aus der US-PS 39 14 88aist ein Koppelelement für Lichtleitfasern bekannt, bei dem die zu koppelnden Lichtleitfasern mit ihren Stirnflächen in einer ersten Hülse verklebt werden, die eine axiale Bohrung besitzt, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Lichtleitfaser. Die erste Hülse wird in eine zweite Hülse eingeklebt. Der Außendurchmesser der ersten Hülse ist dabei kleiner als der innendurchmesser der zweiten Hülse. Dadurch entsteht zwischen den beiden Hülsen ein ringförmiger Spalt, der eine Justierung ermöglicht. Der Ringspalt wird mit einem Klebstoff ausgefüllt.

Bei dem Ringspalt des bekannten Koppelelements nach der US-PS 39 14 880 ist wegen seiner im allgemeinen nicht zu vermeidenden Unsymmetrie eine unterschiedlich dicke Klebstoffschicht vorhanden, die zu unterschiedlichen, radialen mechanischen Spannungen führt, die insbesondere bei der Aushärtung und/oder Alterung des Klebstoffes auftreten. Diese mechanischen Spannungen verursachen eine störende Dejustierung der Lichtleitfasern in radialer Richtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Koppelelement für Lichtleitfasern anzugeben, welches den Nachteil der Dejustierung der Lichtleitfasern infolge der Einwirkung von mechanischen Spannungen nicht aufweist und welches einfach und robust aufgebaut ist. Außerdem sollen die Teile des Koppelelements beliebig gelöst und wieder zusammengefügt werden können, ohne daß jedesmal eine erneute Justierung der Faser erforderlich ist. Diese Aufgabe wird bei einem Koppelelement für Lichtleitfasern mit zwei Hülsen zur Aufnahme der miteinander zu koppelnden Lichtleitfasern sowie mit zwei mit den Hülsen verbundenen, mit Bohrungen versehenen Justierstücken, in denen die zu koppelnden Lichtleitfasern befestigt sind, nach der Erfindung dadurch gelöst, daß jeweils ein Justierstück an einer Stirnseite von jeweils einer Hülse derart befestigt ist, daß die in den Justierstücken befestigten- Lichtleitfasern bezüglich der Hülsen iixial fluchtend ausgerichtet sind.

Die Justierstücke können feine Bohrungen oder V-förmige Nuten aufweisen, in denen die Faserenden mit schnellhärtendem Kleber fixiert werden können. Zur achsgleichen Halterung der Hülsen ist das Verbindungsstück zweckmäßigerweise mit einer V-förmigen Kerbe versehen oder es weist zwei parallel verlaufende Schienen auf. Die Hülsen sind gemäß der Erfindung mittels Federelementen oder mittels einer federnden Bajonett-Verbindung am Verbindungsstück befestigt. Zur Herstellung eines solchen Koppelelements wild erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß jedes zu verbindende Faserende durch eine Hülse hindurchgeführt und in einem Justierstück befestigt wird, daß das Justierstück so lange in einer zur Hülsenachse senkrechten Ebene verschoben wird, bis die Endfläche des leitfähigen Kerns der Faser genau zentrisch bezüglich des Hülsenquerschnitts liegt, daß das Justierstück in dieser Position an der Stirnfläche der Hülse befestigt wird und daß jeweils die miteinander zu verbindenden Hülsen in einem Verbindungsstück mit einander zugekehrten Justierstucken stirnseitig aneinander liegend gleichachsig gehaltert werden.

Die Justierstücke werden gemäß der Erfindung an der Stirnfläche der Hülse angeklebt. Die genaue zentrische Lags der Endfläche des leitfähigen Kerns der Faser wird vorzugsweise durch Einstellung des maximalen Lichtübergangs von einem bereits zentrisch justierten Faserende in das zu justierende Faserende eingestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des

ίο Verfahrens zeichnet sich aus durch einen Tragkörper zur achsgleichen Aufnahme zweier Hülsen, von denen eine ein bereits justiertes Faserende und die andere die zu justierende Faser enthält, deren Ende in einem beweglichen Justiersiück befestigt ist, eine Einstellvorrichtung zur Verschiebung des Justierstücks in einer zur Hüisenachse senkrechten Ebene, eine mit dem lernen Ende der einen Faser verbundenen Lichtquelle und einen mit dem fernen Ende der anderen Faser verbundenen Fotodetektor mit nachgeschalteter Meßeinrichtung.

Der Tragkörper weist zur achsgleichen Aufnahme der Hülsen eine V-förmige Nut auf. Die Einstellvorrichtung besteht aus einer Halterung für das Justierstück und zwei senkrecht zueinander wirkenden Mikrometerschrauben. Mit diesen Mikrometerschrauben ist die Halterung mit dem Justierstück in einer zur Hülsenachse senkrechten Ebene verschiebbar.

Mit dem erfindungsgemäßen Koppelelement steht eine lösbare Verbindung für Lichtleitfasern zur Verfügung, die beim erneuten Zusammenfügen keine Justierung mehr erfordert. Die Handhabung des Koppelelements ist sehr einfach. Das Koppelelement selbst ist mechanisch unempfindlich. Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung bieten eine problemlose Möglichkeit zuf Herstellung des erfindungsgemäßen Koppelelements.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Fig. 1 bis 3 zeigen verschiedene Schnitte durch das erfLidungsgemäße Koppelelement, die F i g. 4 enthält eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Koppelelement nach der Erfindung. Die ummantelten Lichtleitfasern 3 und 4 sind mit ihren Enden durch Hülsen 5 und 6 hindurchgeführt. Die abgemantelten Enden 1 und 2 der Lichtleitfasern sind in Justierstücken 8 und 9 so eingeklebt, daß ihre Endflächen mit den Stirnflächen der Jusiierstücks 8 und 9 abschließen. Die Endflächen der Fasern 1 und 2 liegen zentrisch zum Querschnitt der HuI-sen 5 und 6 auf deren gemeinsamer Achse. Die Justierstücke sind an die Stirnflächen der Hülsen 5 und 6 angeklebt. Die Hülsen sind in ein Verbindungsstück 7 eingeschoben, das, wie F i g. 2 zeigt, zu diesem Zweck innen eine V-förmige Kerbe 10 aufweist. Bei gleichen Umfangsabmessungen der Hülsen 5 und 6 liegen diese achsgleich in dem Verbindungsstück 7. Um die Hülsen in dem Verbindungsstück festzulegen und damit einen möglichst sicheren Lichtübergang zu gewährleisten, sind Federelemente 12 vorgesehen. Diese drücken die Hülsen fest in die Kerbe 10. Anstelle einer V-förmigen Kerbe kann das Verbindungsstück 7, wie Fig.3 zeigt, auch zwei parallel verlaufende Schienen 11 aufweisen. Di? Schienen 11 sind nach Fig. 3 als Rundstäbe ausgebildet. Die Hülsen können auch mittels federnder Bajonett-Verbindungen im Verbindungsstück befestigt sein, liierfür können serienmäßig hergestellte Hochfrequenz-Steckverbindungen entsprechend umgebaut verden.

Die F i g. 4 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Koppelelemente in einer schematisch dargestellten Ansicht. Auf einem Tragkörper 13 sind in einer V-förmigen Nut 17 axial fluchtend die Hülsen 5 und 6 eines Koppelelements angeordnet. Sie werden in der Nut durch in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrichtungen festgehalten. Die Hülse 6 enthält eine Lichtleitfaser 4, deren Lichteintrittsende 2 bereits zentrisch bezüglich des Hülsendurchmessers justiert ist. Diese Zentrierung kann beispielsweise nach dem in der DE-PS 26 26 243 beschriebenen Verfahren vorgenommen worden sein. Die Lichtleitfaser 3 in der anderen Hülse 5 ist mit ihrem abgemantelten Ende 1 in dem Justierstück 8 befestigt. Zur Festlegung des Faserendes 1 ist das Justierstück 8 mit einer V-förmigen Nut 2! versehen. Die Vorrichtung weist nun eine Halterung 18 auf, die das Justierstück 8 aufnimmt. Die Halterung 18 kann mit den senkrecht zueinander wirkenden Mikrometerschrauben 19 und 20 in einer zur Hülsenachse senkrechten Ebene verschoben werden. Eine der Lichtleitfasern ist an ihrem fernen Ende mit einer Lichtquelle 14 und die andere mit einem Fotodetektor 15 und einer Meßeinrichtung 16 verbunden.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Koppelelements wird zunächst die Umhüllung der Lichtleitfasern 3 in ihrem Endbereich entfernt. Die Lichtleitfaser wird durch die Hülse 5 hindurchgeführt und ihr abgemanteltes Ende 1 im Justierstück 8 befestigt. Vorzugsweise wird es dort eingeklebt. Die Hülse 5 und eine Hülse 6, die ein bereits justiertes Faserende enthält, werden axial fluchtend in die Nut 17 des Tragkörpers 13 eingesetzt. Das Justierstück 8 mit dem zu justierenden Faserende 1 wird nun in einer zur Hülsenachse senkrechten Ebene so lange verschoben, bis der Lichtübergang zur bereits justierten Faser optimal ist. Dann wird das Justierstück in dieser Lage an die Stirnfläche der Hülse angeklebt. Zur Verschiebung des Justierstückes bedient man sich der Mikrometerschrauben 19 und 20, die die Verschiebung der Halterung 18 bewirken. Zwei derartig vorbereitete Hülsen 5 und 6 (vgl. Fig. 1) werden nun in ein Verbindungsstück 7 eingeführt und darin axiai fluchtend befestigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 45

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Claims

Patentansprüche:

1. Koppelelement für Lichtleitfasern mit zwei Hülsen zur Aufnahme der miteinander zu koppelnden Lichtleitfasern sowie mit zwei mit den Hülsen verbundenen, mit Bohrungen versehenen Justierstükken, in denen die zu koppelnden Lichtleitfasern befestigt sind, und mit einem Verbindungsstück, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Justierstück (8,9) an einer Stirnseite von jeweils einer Hülse (5,6) derart befestigt ist, daß die in den Justierstücken (8,9) befestigten Lichtleitfasern (1,2) bezüglich der Hülsen (5, 6) axial fluchtend ausgerichtet sind.

2. Koppelelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Justierstücke zur Aufnahme der Faserenden feine Bohrungen aufweisen.

3. Koppelelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Justierstücke jeweils eine V-förmige Nut (21) aufweisen, in der das Faserende mit einem schnellhärtenden Klebstoff befestigt ist

4. Koppelelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück zur achsgleichen Halterung der Hülsen mit einer V-förmigen Kerbe (10) versehen ist

5. Koppelelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß das Verbindungsstück zur achsgleichen Halterung der Hülsen zwei parallele Schienen aufweist.

6. Koppelelement nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen mittels Federelementen (12) am Verbindungsstück befestigt sind.

7. Koppelelement nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen mittels federnder Bajonett-Verbindungen am Verbindungsstück befestigt sind.

8. Verfahren zur Herstellung eines Koppelelements nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes zu verbindende Faserende durch eine Hülse hindurchgeführt und in einem Justierstück befestigt wird, daß das Justierstück so lange in einer zur Hülsenachse senkrechten Ebene verschoben wird, bis die Endfläche des leitfähigen Kerns der Faser genau zentrisch bezüglich des Hülsenquerschnitts liegt, daß das Justierstück in dieser Position an der Stirnfläche befestigt wird und daß jeweils die miteinander zu verbindenden Hülsen in einem Verbindungsstück mit einander zugekehrten Justierstücken stirnseitig aneinander liegend gleichachsig gehaltert werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Justierstück an der Stirnfläche der Hülse angeklebt wird.

10. Verfahren nach Ansprüche oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genaue zentrische Lage der Endfläche des leitfähigen Kerns der Faser durch Einstellung des maximalen Lichtübergangs von einem bereits zentrisch justierten Faserende in das zu justierende Faserende eingestellt wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüche, 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen Tragkörper (13) zur achsgleichen Aufnahme zweier Hülsen (5, 6), von denen eine ein bereits justiertes Faserende (2) und die andere die zu justierende Faser (1) enthält, deren Ende in einem beweglichen Justierstück (8) befestigt ist, eine Einstellvorrichtung zur Verschiebung des Justierstücks (8) in einer zur Hülsenachse senkrechten Ebene, eine mit dem fernen Ende der einen Faser (3) verbundenen Lichtquelle (14) und einen mit dem fernen Ende der anderen Faser (4) verbundenen Fotodetektor (15) mit nachgeschalteter Meßeinrichtung (16).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (13) zur achsgleichen Aufnahme der Hülsen (5,6) eine V-förmige Nut

no (17) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet daß die Einstellvorrichtung aus einer Halterung (18) für das Justierstück (8) und zwei senkrecht zueinander wirkenden Mikrometerschrauben (19, 20) besteht und daß die Halterung (18; mit dem Justierstück (8) mittels der Mikrometerschrauben (19, 20) in einer zur Hülsenachse senkrechten Ebene verschiebbar ist.