NO843345L

NO843345L - FIBEROPTIC COUPLES WITH SFAERIC LENSES

Info

Publication number: NO843345L
Application number: NO84843345A
Authority: NO
Inventors: Terrence W Allsworth; Melvyn A Holzman
Original assignee: Deutsch Co Elec Comp
Priority date: 1983-08-22
Filing date: 1984-08-21
Publication date: 1985-02-25
Also published as: SE8404155L; GB2145534A; DK400584A; CA1246367A; IT8448735A1; GB2145534B; SE8404155D0; DE3430917A1; DE3430917C2; FR2551225A1; IT8448735A0; FR2551225B1; DK400584D0; IL72662A; GB8419803D0; AU3198584A; NL8402503A; IT1179220B; AU547346B2

Description

I en type optisk fiberkopler er dannet hulrom som liggerIn one type of optical fiber coupler, cavities are formed which lie

på linje på motstående sider av en lysoverførende del i-det hulrommene har kjegleformede overflater som avsluttes i innerkanter definert av omdreiningsoverflater. Optiske fibre holdes forspent inn i hulrommene med sine endenjør-ner i kontakt med de kjegleformede hulromsoverflåtene, hvilket retter inn fibrene med hulrommenes akser. En optisk væske opptar rommet mellom enden av hver fiber og den tilliggende endeoverflaten av hulrommet, slik at det dannes væskelinser, og de to fibrene blir koplet. Det gjenstår imidlertid en vanskelighet i å forhindre forurensning av kopleren når de optiske febrene fjernes. Fremmed stoff kan ikke tillates å komme inn i linsehulrommene fordi dette vil forringe kvaliteten av lysoverføringen alvorlig. Ikke desto mindre er det åpninger i disse kop-lerne gjennom hvilke linsehulrommene avdekkes ved fjern-ing av de optiske fibrene, slik at det er fare for at fremmed stoff kan finne veien inn i linsehulrommene. aligned on opposite sides of a light-transmitting member in which the cavities have cone-shaped surfaces terminating in inner edges defined by surfaces of revolution. Optical fibers are held biased into the cavities with their end corners in contact with the cone-shaped cavity surfaces, which aligns the fibers with the axes of the cavities. An optical fluid occupies the space between the end of each fiber and the adjacent end surface of the cavity, so that liquid lenses are formed, and the two fibers are coupled. However, there remains a difficulty in preventing contamination of the coupler when the optical fibers are removed. Foreign matter cannot be allowed to enter the lens cavities as this will seriously degrade the quality of light transmission. Nevertheless, there are openings in these couplers through which the lens cavities are exposed when the optical fibers are removed, so that there is a danger that foreign matter may find its way into the lens cavities.

I en annen kopler er sfæriske linser plassert inntil endene av de optiske fibrene slik at lys tillates å overføres fra en fiber til den tilligende sfæriske linse fra en sfærisk linse til den andre, og fra den andre .s færiske linse til den andre fiberen. Lyset går i en kvasi-kollimert stråle mellom de sfæriske linsene. Denne kopleren behø-ver imidlertid en omstendelig skrujustering for å rette inn koplerseksjonene korrekt og oppnå rimelig god kop- In another coupler, spherical lenses are placed near the ends of the optical fibers so that light is allowed to be transmitted from one fiber to the adjacent spherical lens, from one spherical lens to the other, and from the other's spherical lens to the second fiber. The light travels in a quasi-collimated beam between the spherical lenses. However, this coupler requires a complicated screw adjustment to align the coupler sections correctly and achieve reasonably good coupling.

ling. Dette øker produksjonskostnadene kraftig, gjør kopleren upraktisk for masseproduksjon, og det gis ingen fullstendig sikkerhet for at justeringen ikke vil gå ling. This greatly increases production costs, makes the coupler impractical for mass production, and does not provide complete assurance that the adjustment will not work

tapt ved driftsmessig bruk av kopleren. I denne kop-lost during operational use of the coupler. In this cop-

leren er dessuten den optiske fiberen forankret påthe clay is also the optical fiber anchored on

plass inne i kopleren, slik at fiberen ikke kan fjernes eller erstattes. space inside the coupler, so that the fiber cannot be removed or replaced.

Den foreliggende oppfinnelse overvinner vanskelighetene forbundet med den kjente teknikk som nevnt ovenfor, med en effektiv optisk kopler som kan koples sammen og åpnes et (g-ren-se-l-øs-tj antall ganger i drift uten fare for at kvaliteten av lysoverføringen skal avta. Når det er nød-vendig kan de optiske fibrene lett fjernes og erstattes idet de ikke er heftforankret i systemet. The present invention overcomes the difficulties associated with the prior art as mentioned above, with an efficient optical coupler that can be connected and opened a (g-ren-se-l-øs-tj number of times in operation without the risk that the quality of the light transmission will When necessary, the optical fibers can be easily removed and replaced as they are not firmly anchored in the system.

Den optiske kopleren i denne oppfinnelsen omfatter en hylse som mottar to pluggmontasjer, idet hver av disse bærer enden av en av de to optiske fibrene som skal koples sammen. Pluggmontasjene omfatter rørformede deler med innerender som strekker seg inn i hylsen. Inne i hver av de rørformede delene finnes en innover avsmalnende overflate som står i komplementær kontakt med den ytre overflaten til en lysoverførende del med forutbestemt brytningsindeks. Dette bringer de rørformede og de lysoverførende delene effektivt på linje med hverandre.. Beliggende nøyaktig i de rørformede delenes akser er lukkede hulrom med avsmalende innløp og krumme inner-render med de optiske fibrene forspent inn i hulrommene slik at deres endehjørner står i kontakt med og sentreres av de avsmalende overflatene. En optisk væske opptar de indre delene av hulrommene innenfor endeflatene til de optiske fibrene, og utgjør væskelinser. The optical coupler in this invention comprises a sleeve which receives two plug assemblies, each of which carries the end of one of the two optical fibers to be coupled together. The plug assemblies comprise tubular parts with inner ends that extend into the sleeve. Inside each of the tubular parts is an inwardly tapering surface which is in complementary contact with the outer surface of a light-transmitting part of predetermined refractive index. This effectively aligns the tubular and light-transmitting parts. Located precisely in the axes of the tubular parts are closed cavities with tapered inlets and curved inner grooves with the optical fibers biased into the cavities so that their end corners are in contact with and are centered by the tapered surfaces. An optical fluid occupies the inner parts of the cavities within the end surfaces of the optical fibers, forming liquid lenses.

Innrettet med hvert av hulrommene er en frusto-konisk (rettavkortet kjegleform) forsenkning i hvilken er sfærisk linse som kan være av glass er plassert. De sfæriske linsene står i kontakt med og sentreres av de frusto-koniske overflatene til forsenkningene, og har avstand fra de innerste veggene i forsenkningene. Et optisk bindemiddel holder den sikkert på plass. De lys-overførende delene er av støpt plast hvilket medfører at de kan dimensjoneres svært nøyaktig, idet konstant høy ytelse kan oppnås fra en hel produksjonsserie med disse gjenstandene. Avstanden mellom fiberenden og den Aligned with each of the cavities is a frusto-conical (truncated cone) recess in which is placed a spherical lens which may be of glass. The spherical lenses contact and are centered by the frusto-conical surfaces of the recesses, and are spaced from the innermost walls of the recesses. An optical binder holds it securely in place. The light-transmitting parts are made of molded plastic, which means that they can be dimensioned very precisely, as a constant high performance can be achieved from an entire production series with these objects. The distance between the fiber end and the

sfæriske linsen og formen på væskehulrommet er en kri-spherical lens and the shape of the liquid cavity is a cri-

tisk størrelse som kan kontrolleres nøyaktig, men alli-tical size that can be controlled accurately, but alli-

kevel varieres ved en enkel forandring i støpeformen for å tillate kopleren å ta imot optiske fibre med for-skjellige karakteristika. kevel is varied by a simple change in the mold to allow the coupler to accept optical fibers with different characteristics.

Således går lys fra en fiber gjennom hulrommet, gjen-Thus, light from a fiber passes through the cavity, re-

nom den lysoverførende delen til den sfæriske linsen hvoretter det går gjennom rommet mellom de to sfæriske linsene inn i den andre sfæriske linsen for å over- nom the light-transmitting part of the spherical lens after which it passes through the space between the two spherical lenses into the other spherical lens to transfer

føres gjennom den andre lysoverførende delen og inn i den andre optiske fiberen. Istedet for å bruke bilde-kvalitet som kriterium for optisk design oppnås kop- is passed through the second light-transmitting part and into the second optical fiber. Instead of using image quality as a criterion for optical design, cop-

ling av maksimalt antall modi for fibrene ved bruk av de sfæriske linsene. ling of the maximum number of modes for the fibers using the spherical lenses.

Kopleren skilles ganske enkelt ved å løsgjøre pluggeneThe coupler is simply separated by loosening the plugs

fra hylsen hvorved bare de sfæriske linsene fri legges. Hulrommene forblir gjemt inne i pluggmontasjene når from the sleeve leaving only the spherical lenses exposed. The cavities remain hidden inside the plug assemblies when

kopleren forenes og deles uten adgang for forurens-the coupler is united and divided without access for contaminant

ninger. Om nødvendig kan imidlertid den optiske fi-nings. If necessary, however, the optical fi-

beren fjernes for å erstattes av en annen optisk fi-ber is removed to be replaced by another optical fiber

ber ved å trekke den ut av hulrommet.praying by pulling it out of the cavity.

Gode resultater oppnås når den optiske væsken i hul-Good results are achieved when the optical fluid in the cavity

rommet som mottar fiberen, har samme: brytningsindeks som den lysoverførende delen som hulrommet er formet i. I dette tilfelle påvirker ikke hulrommets endevegg lysveien, og de eneste linsene er sfærende. Ved et slikt arrangement er ikke produksjonstoleransene kri- the chamber receiving the fiber has the same: refractive index as the light-transmitting part in which the cavity is formed. In this case, the end wall of the cavity does not affect the light path, and the only lenses are spherical. In such an arrangement, the production tolerances are not critical

tiske når det gjelder støpning av hulrommet i den lys-overførende delen sålenge det sikres at fiberen er sentrert og at fiberenden ligger i korrekt avstand fra sfæren. Eventuelle små biter av materialet i den lysoverførende delen som er blitt skrapt av hul- tic when it comes to molding the cavity in the light-transmitting part as long as it is ensured that the fiber is centered and that the fiber end is at the correct distance from the sphere. Any small pieces of the material in the light-transmitting part that have been scraped by the hole-

rommets vegg av fiberenden, og er tilstede i den in-the room's wall of the fiber end, and is present in the in-

nerste enden av hulrommet, vil ikke påvirke lysveien ugunstig. the bottom end of the cavity, will not adversely affect the light path.

Fig. 1 er et perspektivriss av en optisk fiberkopler ifølge en utførelse av oppfinnelsen; Fig. 2 viser et langsgående snitt langs linje 2-2 i fig. 1; Fig. 3 viser et forstørret delvis langsgående snitt av den sentrale delen av kopleren; Fig. 4 viser et langsgående snitt av en annen utførelse av oppfinnelsen; og Fig. 5 er et forstørret delvis langsgående snitt gjennom den sentrale delen av kopleren i fig. 4. Kopleren 10 brukes til å kople sammen de optiske fibrene 11 og 12 i aksene til de beskyttende kablene 13 og 14. Midt i kopleren 10 finnes en rørformet omslutningshylse 15 med en rett sylindrisk boring 16 som i sin ene ende slutter ved en innvendig radial skulder 17 og utvides til en innvendig gjengeseksjon 18 i den andre enden. Fig. 1 is a perspective view of an optical fiber coupler according to an embodiment of the invention; Fig. 2 shows a longitudinal section along line 2-2 in fig. 1; Fig. 3 shows an enlarged partial longitudinal section of the central part of the coupler; Fig. 4 shows a longitudinal section of another embodiment of the invention; and Fig. 5 is an enlarged partial longitudinal section through the central part of the coupler in Fig. 4. The coupler 10 is used to connect the optical fibers 11 and 12 in the axes of the protective cables 13 and 14. In the middle of the coupler 10 there is a tubular enclosing sleeve 15 with a straight cylindrical bore 16 which ends at one end at an internal radial shoulder 17 and expands to an internal threaded section 18 at the other end.

t-Lt-L

En plug 19 i kopleren omfatter en forlenget mdffe 20A plug 19 in the coupler comprises an extended mdffe 20

som ligger inne i høyre ende av omslutningshylsen 15, som illustrert på figuren. Denne enden av moffen 20 omfatter en utvidet fremre kantdel 21 som definerer en utvendig radial skulder 22 som står i kontakt med skulderen 17 i omslutningshylsen 15. Den utvidede delen 21 på muffen 20 er innvendig gjenget og griper inn i den utvendig gjengede bakre enden til en rørformet del 23. Resten av den utvendige overflaten av den rørformede delen 2 3 er sylindrisk og hovedsakelig komplementært omsluttet av boringen 16 i omslutningshylsen 15. Bakre endekant 2 4 av den rørformede delen 2 3 ligger mot en innvendig radial skulder 25 ved enden av de innvendige gjengene i den fremre kantdel 21 i muffen 20. En ringformet rille i den utvendige overflaten av den rørform-ede delen 2 3 inneholder en 0-ring 26 som utgjør en tetning med hensyn på boringen 16 i omslutningshylsen 15. which lies inside the right end of the enclosing sleeve 15, as illustrated in the figure. This end of the sleeve 20 includes an extended front edge portion 21 which defines an external radial shoulder 22 which contacts the shoulder 17 of the enclosing sleeve 15. The extended portion 21 of the sleeve 20 is internally threaded and engages the externally threaded rear end of a tubular part 23. The rest of the outer surface of the tubular part 2 3 is cylindrical and substantially complementary enclosed by the bore 16 in the enclosing sleeve 15. The rear end edge 2 4 of the tubular part 2 3 lies against an internal radial shoulder 25 at the end of the internal the threads in the front edge part 21 in the sleeve 20. An annular groove in the outer surface of the tubular part 2 3 contains an O-ring 26 which forms a seal with respect to the bore 16 in the enclosing sleeve 15.

Den radiale innerste endeflate 2 7 i den rørformede delen 2 3 støter imot den radiale innerste endeflate 2 8 i en rørformet del 29 som er identisk med den rørformede del 23, og utgjør en del av den andre pluggen 30. Således har den rørformede delen 29 en sylindrisk del som er komplementært omsluttet av omslutningshylsen 15, en ringformet rille som inneholder en O-ring 31, og en bakre ende 32 som er utvendig gjenget. De to rørformede delene 2 3 og 29 innrettes aksialt av innerveggen 16 til omslutningshylsen 15. The radial innermost end surface 27 of the tubular part 23 abuts against the radial innermost end surface 28 of a tubular part 29 which is identical to the tubular part 23, and forms part of the second plug 30. Thus the tubular part 29 has a cylindrical part which is complementary enclosed by the enclosing sleeve 15, an annular groove containing an O-ring 31, and a rear end 32 which is externally threaded. The two tubular parts 2 3 and 29 are aligned axially by the inner wall 16 of the enclosing sleeve 15.

Den andre pluggen 30 i kopleren omfatter en forlenget muffe 33 som har en utvidet fremre kantdel 34 som er utvendig gjenget og griper inn i gjengene til den innvendig gjengede enden 18 av omslutningshylsen 15. En seks-kantet utvendig del 35 gjør det enkelt å holde muffen 33 stille mens omslutningshylsen roteres for å utføre sam-menkoplingen. Innvendig har kantdelen 34 til muffen 33 en gjenget fremre åpning som står i inngrep med den utvendig gjengede bakre ende av den rørformede delen 29. Den bakre endekant 36 av delen 29 ligger mot en innvendig radial skulder 37 ved innerkanten av den gjengede åpningen til den fremre kantdelen 34 av muffen 33. Som et resultat bringes skulderen 22 på muffen 20 til å lig-ge mot skulderen 17 i omslutningshylsen når kantdelen 34 på muffen 33 skrus inn i enden av omslutningshylsen 15, og endeflatene 27 og 28 på de rørformede delene hen-holdsvis 2 3 og 29 presses sammen. Dette holder element-ene 15, 20, 23, 29 og 33 sammen som en eneste montasje når kopleren er satt sammen. The second plug 30 in the coupler comprises an elongated sleeve 33 having an extended front edge portion 34 which is externally threaded and engages the threads of the internally threaded end 18 of the enclosing sleeve 15. A hexagonal outer portion 35 facilitates holding the sleeve 33 quietly while the enclosing sleeve is rotated to effect the connection. Internally, the edge portion 34 of the sleeve 33 has a threaded front opening which engages the externally threaded rear end of the tubular portion 29. The rear end edge 36 of the portion 29 abuts an internal radial shoulder 37 at the inner edge of the threaded opening of the front the edge part 34 of the sleeve 33. As a result, the shoulder 22 of the sleeve 20 is brought to lie against the shoulder 17 of the enclosing sleeve when the edge part 34 of the sleeve 33 is screwed into the end of the enclosing sleeve 15, and the end surfaces 27 and 28 of the tubular parts respectively 2 3 and 29 are pressed together. This holds elements 15, 20, 23, 29 and 33 together as a single assembly when the coupler is assembled.

Boringen i den rørformede delen 2 3 omfatter en frustokonisk del 41 som smalner av fremover i en liten vinkel fra bakre endekant 24 av delen 23. Den frustokoniske delen 41 slutter i en rett sylindrisk boring 42 ved den fremre ende av delen 23. Den andre rørformede delen 29 har The bore in the tubular part 2 3 comprises a frustoconical part 41 which tapers forward at a small angle from the rear end edge 24 of the part 23. The frustoconical part 41 ends in a straight cylindrical bore 42 at the front end of the part 23. The other tubular section 29 has

en lignende fremover avsmalnende frustokonisk del 4 3a similar forwardly tapering frustoconical part 4 3

og en rett sylindrisk boring 44 ved sin fremre ende.and a straight cylindrical bore 44 at its forward end.

Inne i den rørformede delen 2 3 er en gjennomsiktigInside the tubular part 2 3 is a transparent

del 45 med en forutbestemt brytningsindeks, fortrinns-part 45 with a predetermined refractive index, preferential

vis støpt av plast slik som polymetylpenten. Delen 45 har en frustokonisk ytre overflate 46 som smaler av mot den fremre ende av delen 45 og står i komplementær kontakt med den frustokoniske overflaten 41 på delen 23. Dette plasserer den radiale fremre ende 47 av delen 45 show molded from plastic such as polymethylpentene. The part 45 has a frustoconical outer surface 46 which tapers towards the front end of the part 45 and is in complementary contact with the frustoconical surface 41 of the part 23. This places the radial front end 47 of the part 45

inne i boringen til den rørformede delen 23, forsinket i forhold til den fremre endeflaten 27 på den sistnevnte delen. Et lukket hulrom strekker seg inn i den bakre enden av delen 45 og defineres av en bakovervendende innover avsmalende frustokonisk overflate 4 8 som står i for-bindelse med en innenforliggende mindre og tilsvarende avsmalende overflate 49. Den sistnevnte overflaten avsluttes ved en bueformet innerste ende 50 som defineres av en omdreiningsoverflate. inside the bore of the tubular part 23, delayed in relation to the front end surface 27 of the latter part. A closed cavity extends into the rear end of the part 45 and is defined by a rearward facing inwardly tapering frustoconical surface 48 which is in connection with an inner smaller and correspondingly tapering surface 49. The latter surface terminates at an arched innermost end 50 which is defined by a surface of revolution.

En forsenkning er dannet i den fremre ende av den lysover-førende delen 45 og omfatter en innover avsmalende frusto-konisk overflate 51 som slutter i en flat radial innerste endeflate 52 som ligger like ved den innerste enden 50 i hulrommet. A recess is formed at the front end of the light-transmitting part 45 and comprises an inwardly tapering frusto-conical surface 51 which terminates in a flat radial innermost end surface 52 which lies close to the innermost end 50 in the cavity.

Delen 45 er støpt slik at den frustokoniske overflaten 51 er nøyaktig innrettet med den avsmalende overflaten 49 i hulrommet. Inne i forsenkningen i den fremre enden 4 7 av delen 45 en en sfærisk linse 5 3 som kan være av glass. Linsen 5 3 står i kontakt med og sentreres av den frustokoniske overflaten 51 i forsenkningen og berører nesten den innerste endeflaten 52. Dette plasserer den sfæriske linsen 53 inne i boringen til den rørformede delen 23, i avstand fra den fremre endeflaten 2 7 til delen 23. En epoksyharpiks 54 med lystransmisjon i det infrarøde området og en valgt brytningsindeks tilveiebringer et optisk bindemiddel som fastholder linsen 53 i forsenkningen i den lysoverførende delen 45. The part 45 is molded so that the frustoconical surface 51 is exactly aligned with the tapered surface 49 in the cavity. Inside the recess in the front end 47 of the part 45 is a spherical lens 53 which can be made of glass. The lens 53 contacts and is centered by the frustoconical surface 51 in the recess and almost touches the innermost end face 52. This places the spherical lens 53 inside the bore of the tubular part 23, spaced from the front end face 27 of the part 23 .An epoxy resin 54 with light transmission in the infrared range and a selected refractive index provides an optical binder that holds the lens 53 in the recess in the light transmitting portion 45.

En annen lysoverførende del 55, identisk med delen 45, passer inn i den rørformede delen 29. I dens bakre ende er et hulrom med en utenforliggende frustokonisk overflate 56, og en innenforliggende del 57, som inkluderer en buet innerste endeflate 58. I den fremre enden av den lysoverførende delen 55 er en forsenkning med en frusto-konisk vegg 59 som omslutter en sfærisk linse 60 som ligger i avstand fra den innerste radiale endeflaten 61 i forsenkningen og holdes på plass ved hjelp av et ytter-ligere kvantum med optisk bindemiddel 54. Den utvendige overflaten 62 av den lysoverførende delen 55 er avsmalnende fremover, og står i komplementær kontakt med overflaten 43 på den rørformede delen 29. Som resultat ligger de sfæriske linsene 5 3 og 60 i nær avstand fra hverandre og er innrettet med systemets optiske akse. Another light-transmitting part 55, identical to part 45, fits into the tubular part 29. At its rear end is a cavity with an outer frustoconical surface 56, and an inner part 57, which includes a curved inner end surface 58. At the front the end of the light-transmitting part 55 is a recess with a frusto-conical wall 59 which encloses a spherical lens 60 which is spaced from the innermost radial end surface 61 of the recess and is held in place by an outer quantity of optical binder 54 .The outer surface 62 of the light-transmitting portion 55 tapers forward, and is in complementary contact with the surface 43 of the tubular portion 29. As a result, the spherical lenses 53 and 60 are closely spaced and aligned with the optical axis of the system .

De lysoverførende delene 45 og 55 formstøpes slik at det blir en eksakt forutbestemt avstand mellom fiberenden og den tilliggende sfæriske linse hvilket er viktig for effektiv lysoverføring. De koniske veggene i hulrommene styrer fiberendenes plassering, mens de koniske overflatene i forsenkningene bestemmer posisjonene for de sfæriske linsene. Da de er laget av formstøpt plast, kan de lysoverførende delene lages slik at disse dimensjonene holder seg svært nøyaktig gjennom en produksjonsserie. Det er viktig at de sfæriske linsene 5 3 og 60 har avstand fra de innerste veggene 52 og 61 i forsenkningene, slik at de sfæriske linsene kan rettes inn og holdes i posisjon av de frustokoniske forsenkningsveggene. Denne avstanden er også en faktor når det gjelder å oppnå effektiv lysoverføring, og er fordelaktig innen område 25 til 75 J) m, idet det optiske bindemiddelet 54 opptar rommet mellom den sfæriske linsen og den innerste veggen i forsenkningen. Hver av pluggene omfatter en frontbøssing 6 3 som er aksialt glid-bar inne i en bakbøssing 64 som har en radial skulder 65 ved sin fremre ende og innvendige gjenger ved sin bakre ende 66. Der finnes også en bakre pluggdel 67 som omfatter en hul fremre del 6 8 som omslutter den bakre ende av frontbøssingen 63. Den fremre delen 68 av den bakre pluggdelen 6 7 er utvendig gjenget og står i inngrep med gjengene på bakbøssingen 64. The light-transmitting parts 45 and 55 are molded so that there is an exact predetermined distance between the fiber end and the adjacent spherical lens, which is important for efficient light transmission. The conical walls of the cavities control the position of the fiber ends, while the conical surfaces of the recesses determine the positions of the spherical lenses. As they are made of molded plastic, the light-transmitting parts can be made so that these dimensions remain very accurate throughout a production run. It is important that the spherical lenses 53 and 60 are spaced from the innermost walls 52 and 61 of the recesses, so that the spherical lenses can be aligned and held in position by the frustoconical recess walls. This distance is also a factor when it comes to achieving efficient light transmission, and is advantageous within the range of 25 to 75 J) m, the optical binder 54 occupying the space between the spherical lens and the innermost wall of the recess. Each of the plugs comprises a front bushing 63 which is axially slidable inside a rear bushing 64 which has a radial shoulder 65 at its front end and internal threads at its rear end 66. There is also a rear plug part 67 which comprises a hollow front part 6 8 which encloses the rear end of the front bushing 63. The front part 68 of the rear plug part 6 7 is externally threaded and engages with the threads on the rear bushing 64.

Inne i bakbøssingen 6 4 er en trykkfjær 69 med en ende som ligger mot endekantflaten 70 til den fremre delen 68 av pluggdelen 67, og med den andre enden i kontakt med den bakre skulderen på en ringformet utvidelse 71 på front-bøssingen 63. Dette spenner den sistnevnte delen fremover mot det indre av omslutningshylsen. Frontbøssingen 6 3 omfatter en frustokonisk overflate 72 på sin fremre ende som er komplementær med og presset mot den avsmalnende hulromsoverflaten 48 i den lysoverførende delen 45 ved hjelp av trykkfjæren 69. Dette skaper en aksial kraft på delen 45 som tvinger dens koniske overflate 46 mot overflaten 41 på den rørformede delen, hvilket sikrer aksial innretning av delene 45 og 23. Inside the rear bushing 64 is a compression spring 69 with one end lying against the end edge surface 70 of the front part 68 of the plug part 67, and with the other end in contact with the rear shoulder of an annular extension 71 on the front bushing 63. This spans the latter part forward towards the interior of the enclosing sleeve. The front bushing 63 includes a frustoconical surface 72 on its front end which is complementary to and pressed against the tapered cavity surface 48 of the light transmitting part 45 by means of the compression spring 69. This creates an axial force on the part 45 which forces its conical surface 46 against the surface 41 on the tubular part, which ensures axial alignment of the parts 45 and 23.

I den andre enden av kopleren, til venstre på figurene, tvinges den fremre enden 72 av frontbøssingen 6 3 mot den koniske overflaten 56 på den lysoverførende delen 55 på lignende vis som for den høyre frontbøssningen 63. At the other end of the coupler, on the left in the figures, the front end 72 of the front bushing 63 is forced against the conical surface 56 of the light transmitting part 55 in a similar way as for the right front bushing 63.

De optiske fibrene 11 og 12 strekker seg gjennom pluggene og inn i hulrommene i de lysoverførende delene 45 The optical fibers 11 and 12 extend through the plugs and into the cavities of the light transmitting parts 45

og 55. Fibrene holdes fastklemt ved de bakre endene av pluggdelene 6 7 som er oppdelt slik at de ligner på splitt-krager. Koniske overflater 73 ved den oppsplittede delen av den bakre enden av hver pluggdel 6 7 står i kontakt med komplementære koniske overflater 74 på en mutter 75 som står i inngrep med utvendige gjenger på den bakerste delen 76 av pluggdelen 6 7 som har redusert dia-meter. Følgelig vil tilstramning av mutteren 75 på pluggdelen 67 ved reaksjon gjennom de koniske overflatene 73 og 74, lukke sammen splittkraveenden rundt den optiske fiberen og holde den fast. En 0-ring 77 ligger and 55. The fibers are clamped at the rear ends of the plug parts 6 7 which are divided to resemble split collars. Conical surfaces 73 at the split portion of the rear end of each plug portion 6 7 are in contact with complementary conical surfaces 74 on a nut 75 which engages external threads on the rear portion 76 of the reduced diameter plug portion 6 7 . Accordingly, tightening the nut 75 on the plug portion 67 by reaction through the conical surfaces 73 and 74 will close the split collar end around the optical fiber and hold it firmly. An 0-ring 77 is located

rundt mutteren 75 og danner en tetning i pluggmuffen som omslutter den. around the nut 75 and forms a seal in the plug sleeve which encloses it.

Pluggene er avstengt ved sine bakre ender av endekapsel-muttere 79 som står i kontakt med den bakre gjengede enden av den forlengede muffen 20 på en side, og muffen 33 på den andre siden. Endekapselmutteren 79 omfatter en radial endevegg 80 som står i kontakt med den bakre enden 81 av mutteren 75 og er forsynt med en sentral åpning for å la fiberen komme inn. En splint 82 passer i et spor 83 The plugs are closed at their rear ends by end cap nuts 79 which contact the rear threaded end of the extended sleeve 20 on one side, and the sleeve 33 on the other side. The end cap nut 79 comprises a radial end wall 80 which is in contact with the rear end 81 of the nut 75 and is provided with a central opening to allow the fiber to enter. A cotter pin 82 fits in a slot 83

i bakenden av muffen 20 for å sikre at kabelen 14 ikke vil bli vridd når endekapselmutteren skrus fast på muffen 20. Et lignende spor 84 i muffen 33 forhindrer vrid-ning av kabelen 13. at the rear end of the sleeve 20 to ensure that the cable 14 will not be twisted when the end cap nut is screwed onto the sleeve 20. A similar groove 84 in the sleeve 33 prevents twisting of the cable 13.

Når pluggene føres inn i hylsene, presses frontbøssingene 6 3 bakover på grunn av kontakten med de koniske overflatene 48 og 56 på de gjennomsiktige delene 45 og 55, hvilket avdekker endene av de optiske fibrene 11 og 12 og får fiberendene til å bli presset inn i hulrommene. Fiberendenes kanter ligger mot de avsmalnende hulroms-veggene 49 og 57, hvilket sentrerer fibrene i hulrommene. Lengdeoverskuddet for hver fiber opptas i et oppsamlings-kammer 85 inne i frontbøssingen 63. When the plugs are inserted into the sleeves, the front bushings 63 are pushed back due to the contact with the conical surfaces 48 and 56 of the transparent parts 45 and 55, exposing the ends of the optical fibers 11 and 12 and causing the fiber ends to be pressed into the cavities. The edges of the fiber ends lie against the tapered cavity walls 49 and 57, which centers the fibers in the cavities. The excess length for each fiber is taken up in a collection chamber 85 inside the front bushing 63.

Som et resultat av denne konstruksjonen blir endene av fibrene 11 og 12 og de sfæriske linsene 53 og 60 holdt nøyaktig på linje langs en felles akse som er systemets optiske akse. Hulrommene 49 og 5 7 kan inneholde optisk væske 86 med en annen brytningsindeks enn den til de lysoverførende delene 45 og 55, og danne væskelinser ved omdreiningsoverflåtene 50 og 58 i samvirke med disse delene. As a result of this construction, the ends of the fibers 11 and 12 and the spherical lenses 53 and 60 are kept precisely aligned along a common axis which is the optical axis of the system. The cavities 49 and 57 can contain optical fluid 86 with a different refractive index than that of the light-transmitting parts 45 and 55, and form liquid lenses at the revolution surfaces 50 and 58 in cooperation with these parts.

På den annen side kan den optiske væsken 86 ha samme brytningsindeks som de lysoverførende delene 45 og 55. I dette tilfelle skjer ingen brytning ved hulromsoverflåtene 50 og 58, idet de eneste linsene er sfærende 53 og 60. Sålenge hulrommene sentrerer fibrene 11 og 12 nøyaktig og plasserer endene deres i korrekt avstand fra de sfæriske linsene, er derfor konturene av hulrommenes innerste endeflater 50 og 58 ikke avgjørende, og effektiv lys-kopling vil bli oppnådd. Dette medfører mindre strenge toleranser ved støpningen når det gjelder hulrommene, On the other hand, the optical fluid 86 may have the same refractive index as the light-transmitting parts 45 and 55. In this case, no refraction occurs at the cavity surfaces 50 and 58, the only lenses being spherical 53 and 60. As long as the cavities accurately center the fibers 11 and 12 and placing their ends at the correct distance from the spherical lenses, therefore the contours of the innermost end surfaces 50 and 58 of the cavities are not critical and efficient light coupling will be achieved. This results in less strict tolerances when casting when it comes to the cavities,

slik at produksjonen av kopleren forenkles.so that the production of the coupler is simplified.

Kopleren er delbar uten å trekke ut fibrene fra hulrommene deres og derved unngås forurensning av de områdene. Ved å løsne muffen 33 fra den sentrale omslutningshylsen 15, kan hele venstre montasje fjernes fra hylsen, idet bare de små sfæriske linsene 53 og 60 frilegges i stedet for fiberenden eller hulrommet med væskelinsen. Derfor kan kopleren sammenkoples og åpnes et ubegrenset antall ganger uten at dens ytelse forringes. The coupler is separable without extracting the fibers from their cavities and thus contamination of those areas is avoided. By detaching the sleeve 33 from the central enclosing sleeve 15, the entire left assembly can be removed from the sleeve, exposing only the small spherical lenses 53 and 60 instead of the fiber end or cavity with the liquid lens. Therefore, the coupler can be connected and opened an unlimited number of times without degrading its performance.

I utførelsen som er vist på fig. 4 og 5 omfatter den optiske fiberkopleren en rørformet hylse 87 som omslutter iden-tiske pluggmontasjer 88 i dens motstående ender. Hver av pluggmontasjene omfatter en muffe 89 hvis fremre ende er gjenget inn i en rørformet del 90. Den sistnevnte delen omfatter en bakre flens 91 som ligger mot en endekant av hylsen 87. En mutter 92 er gjenget på hver ende av hylsen og omfatter en indre skulder 93 som står i kontakt med flensen 91 på den rørformede delen 90 for å holde den sistnevnte i kontakt med hylsekanten. In the embodiment shown in fig. 4 and 5, the optical fiber coupler comprises a tubular sleeve 87 which encloses identical plug assemblies 88 at its opposite ends. Each of the plug assemblies comprises a sleeve 89, the front end of which is threaded into a tubular part 90. The latter part comprises a rear flange 91 which lies against an end edge of the sleeve 87. A nut 92 is threaded on each end of the sleeve and comprises an inner shoulder 93 which is in contact with the flange 91 of the tubular part 90 to keep the latter in contact with the sleeve edge.

Det er lavet et spor 95 i den fremre enden av hver av de rørformede delene 90 for å motta en knast 96 som strekker seg radialt innover fra den indre veggen 9 7 i hylsen 87. Plasseringen av knastene og sporene kan varieres for å regulere sammenkoblingen av kopleren. Dette er spesielt viktig når et antall optiske fiberkoplere mon-teres ved siden av hverandre og en vil sikre at en plugg bare vil parres med en hylse som er ment å motta den. A slot 95 is made in the forward end of each of the tubular members 90 to receive a lug 96 extending radially inwardly from the inner wall 97 of the sleeve 87. The location of the lugs and slots can be varied to regulate the coupling of the coupler. This is particularly important when a number of optical fiber couplers are mounted next to each other and one wants to ensure that a plug will only mate with a sleeve that is intended to receive it.

Inne i hver rørformet del er en lysoverførende del 99Inside each tubular part is a light transmitting part 99

av plast som i den tidligere beskrevne utførelse omfat- of plastic which in the previously described embodiment includes

ter en ytre frustokonisk overflate 100 som står i komplementær kontakt med en indre overflate 101 på den rørform-ede delen. Avsmalningen er mot den fremre kanten slik at krefter som utøves på den lysoverførende delen 99 bidrar til å holde den på plass i fast kontakt med den frustokoniske overflaten 101 på den rørformede delen 90. Dette sikrer igjen at den lysoverførende delen 99 befinner seg i korrekt posisjon og er nøyaktig i linje med koplerens optiske akse. has an outer frustoconical surface 100 which is in complementary contact with an inner surface 101 of the tubular part. The taper is towards the front edge so that forces exerted on the light transmitting part 99 help to hold it in place in firm contact with the frustoconical surface 101 of the tubular part 90. This in turn ensures that the light transmitting part 99 is in the correct position and is exactly aligned with the optical axis of the coupler.

I utførelsen som er vist på fig. 4 og 5 ligger den fremre enden 10 3 av muffen 89 mot den bakre enden 10 4 av den lys-overførende delen 99 når muffen er skrudd inn i den rør-formede delen 90. Slik fremskaffes kreftene på den lys-overførende delen 99 som presser den inn i åpningen i den rørformede delen 90. In the embodiment shown in fig. 4 and 5, the front end 10 3 of the sleeve 89 lies against the rear end 10 4 of the light-transmitting part 99 when the sleeve is screwed into the tubular part 90. In this way, the forces on the light-transmitting part 99 which press it into the opening in the tubular part 90.

Som tidligere, har den lysoverførende delen en frustokonisk forsenkning 105 som omslutter en gjennomsiktig kule 106 som utgjør en sfærisk linse. Denne kulen holdes i forsenkningen ved hjelp av et optisk bindemiddel 54, og er plassert slik at den ikke berører, men i stedet ligger i forutbestemt avstand fra den indre radiale veggen 107 i forsenkningen 105. As before, the light-transmitting portion has a frustoconical recess 105 enclosing a transparent ball 106 constituting a spherical lens. This ball is held in the recess by means of an optical binder 54, and is positioned so that it does not touch, but instead lies at a predetermined distance from the inner radial wall 107 of the recess 105.

Frontpluggbøssingen 108 har en frustokonisk overflateThe front plug bushing 108 has a frustoconical surface

109 som ligger mot den tilsvarende overflaten 110 i den bakre enden av den lysoverførende delen 99, idet den er forspent mot denne overflaten av en trykkfjær 111. Den optiske fiberen 112 er forspent aksialt inn i sitt hulrom 113 som i den tidligere beskrevne utførelsen, hvor den optiske væsken 86 kan ha en brytningsindeks som en-ten er lik den til delen 99 eller forskjellig, slik at det dannes en væskelinse. 109 which lies against the corresponding surface 110 at the rear end of the light-transmitting part 99, being biased against this surface by a compression spring 111. The optical fiber 112 is biased axially into its cavity 113 as in the previously described embodiment, where the optical liquid 86 may have a refractive index either equal to that of the portion 99 or different, so that a liquid lens is formed.

Den optiske kopleren som er vist på fig. 4 og 5 kan enkelt løsgjøres fra begge kanter ved å løsne mutter 92, hvilket frigjør pluggen 88 fra hylsen 87. Bære de sfæ riske linsene 106 avdekkes når kopleren adskilles, mens de optiske fiberendene forblir i sine linsehulrom. The optical coupler shown in FIG. 4 and 5 can be easily disengaged from either side by loosening nut 92, which releases plug 88 from sleeve 87. The spherical lenses 106 are exposed when the coupler is separated, while the optical fiber ends remain in their lens cavities.

Claims

1. An optical coupling device characterized by two identical light-transmitting parts, each of the light-transmitting parts having a cavity in it where each of said cavities comprises an inwardly tapering surface and an innermost end, an optical fiber with an end edge in each of said cavities, means for biasing said optical fibers inwardly relative to said cavities, so that an end edge of each of said fibers is in contact with and centered by said tapering surface in one of said cavities receiving the fiber, an optical fluid in each of said cavities which completely occupies the space between the fiber end there and said innermost end of the cavity, a spherical lens on each of the light-transmitting parts placed on the opposite side in relation to said cavity, and means for setting the the light-transmitting parts, so that the said pseric lenses are close to each other with an inter-cavity, and are in line with the said cavities.

2. Device according to claim 1, characterized in that said optical liquid has the same refractive index as said light transmitting parts.

3. Device according to claim 1, characterized in that each of the said light-transmitting parts comprises a recess, one of the said spherical lenses being located in each of the said recesses.

4. Device according to claim 3, characterized in that each of the said recesses has an inwardly tapering wall, the said spherical lenses being in contact with and held in the correct position by the said inwardly tapering walls.

5. Device according to claim 4, characterized in that each of said recesses has an innermost wall, the said spherical lenses being located at a distance from said innermost wall.

6. Device according to claim 5, characterized by an optical binder which occupies the space between each of the said spherical lenses and the adjoining one of the said innermost walls in order to fix the said spherical lenses in said depressions.

7. Device according to claim 5, characterized in that said inwardly tapering walls are frustoconical, and that said innermost walls are mainly arranged radially.

8. Device according to claim 1, characterized in that the said means for setting the light-transmitting parts comprise means which define an opening with opposite ends, said opening having two identical conical walls, one of which tapers inwards from one of the said ends , and the other tapers inwards from the other of the said ends, each of the said light-transmitting parts having a conical surface, one of which is in complementary contact with one of the said conical walls and the other in complementary contact with the other of the aforementioned conical walls.

9. Device according to claim 8, characterized in that said means defining an opening comprise a first and a second part, each part comprising one of said conical walls, said first and second part being separable to allow separation of said light-transmitting parts, and consequently of said optical fibers without removing said optical fibers from said cavities.

10. Device according to claim 8, characterized in that the said conical walls are frustoconical.

11. Device according to claim 1, characterized in that the said light-transmitting parts are of molded plastic.

12. Device according to claim 11, characterized in that said plastic is polymethylpentene.