CH651940A5 - Einrichtung zur feststellung und justierung der seitlichen ausrichtung einer lichtleitfaser in einem steckverbinder. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

1. Einrichtung zur Feststellung und Justierung der seit- dass die Linse (33) eine Mikroskop-Objektivlinse ist.

liehen Ausrichtung einer an eine weitere Lichtleitfaser anzu- 7. Einrichtung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekenn-

koppelnden Lichtleitfaser in einem Steckverbinder, wobei zeichnet, dass in einem Kragen (41), welcher Teil des Träger-

diese einen Kern (27) mit einem ersten Brechungsindex (n0), 5 aufbaus oder der Ausrichtemittel der Faser ist, eine Bohrung und einen den Kern umgebenden optischen Mantel (28) mit (42) vorhanden ist, die das Einfallen der Lichtquellenstrahlen einem zweiten Brechungsindex (nj), der niedriger ist als der unter dem erwähnten stumpfen Winkel bewirkt.

erste, aufweist, und wobei die Brechungsindizes (n0, n,) so ge- 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

wählt sind, dass die Lichtstrahlen aus dem Fasermantel (28) dass der optoelektrische Wandler (35) Photodioden, oder in Bezug auf die Faser-Längsachse unter einem ersten Aus- 10 Phototransistoren, oder Sperrschicht-Photozellen enthält, trittswinkel und aus dem Faserkern (27) unter einem zweiten

Austrittswinkel an der Endoberfläche (14a) der Faser austre-

ten, wobei der zweite Austrittswinkel grösser als der erste ist,

gekennzeichnet durch erste Mittel (30,43,44) zur Einkopp- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung nach lung von Lichtstrahlen (29) in die auszurichtende Faser (14) i5 dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

unter einem Eintrittswinkel (00, dessen Grösse die Fortpflan- In modernen Lichtleitfasern können modulierte Lichtsi-

zung des Lichts in der Faser gewährleistet, und durch zweite gnale über grosse Distanzen bei verhältnismässig kleiner

Mittel (33,34,38) zum Projizieren des aus der Faserendfläche Dämpfung übertragen werden. Es werden hauptsächlich Fa-

(14a) austretenden Lichts auf eine zur Faserachse senkrechte sern verwendet, in welchen ein lichtübertragender Kern von

Ebene, wobei diese Mittel eine Vergrösserungslinse (33) und 2o einem optischen Mantel umgeben ist, dessen Brechungsindex eine Blende (38) mit einer kreisförmigen Öffnung (34) enthal- kleiner als jener des Glaskerns ist.

ten, welche Linse so angeordnet ist, dass sie lediglich die aus Die Eigenschaften einer derartigen Faser sind bereits aus-

der Faserendfläche unter dem ersten Austrittswinkel austre- reichend in der technischen Literatur beschrieben. Es wird tenden Lichtstrahlen empfangt und auf die Blende projiziert, hier Bezug genommen auf einen Artikel aus der Zeitschrift und welche kreisförmige Öffnung (34) mit dem innern Um- 25 Electrical Communications, Band 50, Nr. 1,1975, herausge-

fang (45) der auf die Blende projizierten Mantelbeleuchtung geben durch die International Telephon and Telegraph Cor-

deckungsgleich ist; und durch dritte Mittel, welche mittels ei- poration, USA, der den Titel «Fibre Optic Communications:

nes optoelektrischen Wandlers (35) ein der Menge des durch A Survep trägt.

die Blendenöffnung passierenden, projizierten Lichts entspre- Bei Übertragungen über grosse Distanzen müssen ein-

chendes Signal liefern, derart, dass die Messung des projizier- 30 zelne Kabel verbunden werden und es muss auch die Mög-

ten Lichts einen Minimalwert liefert, wenn die Lichtleitfaser lichkeit bestehen, Zwischenverstärker, Sender, Wandler und seitlich ausgerichtet ist. andere elektrooptische Einrichtungen in die Leitung zu schal-

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ten. Dies erfordert die Verwendung einer Art Steckverbinder, dass die zu koppelnden Fasern (13,14) in je einem Steckver- der trennbar und nicht fest wie eine Spieissverbindung ausge-binder-Teil (10,11) eines Steckverbinders (Fig. 1) befestigt 35 legt ist.

sind, dass jede der Fasern eine Endfläche (13a, 14a) aufweist, Es sind bereits viele Typen von trennbaren Steckverbin-

die bei zusammengefügten Steckverbinderteilen stumpf an- dem für die Verwendung in optischen Übertragungsleitungen einander stossen, und dass mindestens einer (11) der Steckver- bekannt. Das Hauptproblem dieser Steckverbinder liegt in binderteile Ausrichtemittel (15,16,26) zur Justierung der seit- der genauen Ausrichtung der zu verbindenden Lichtleitfaser,

liehen Lage der in den betreffenden Steckverbinderteil befe- 40 Es ist nämlich bekannt, dass ein Fluchtungsfehler zwichen stigten Faser (14) enthält. den stumpf aneinander stossenden Fasern beträchtliche

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, Dämpfungen des Lichtsignals zur Folge hat, was sich insbe-dass die zweiten Mittel in einem Gehäuse (31) enthalten sind, sondere bei Übertragungen über grosse Distanzen verheerend dessen Endteil die erwähnte Blende (38) bildet, die in einer zur auswirkt.

Endfläche (14a) der auszurichtenden Faser parallelen Ebene 45 Zusätzlich zu «selbstausrichtenden» Steckverbindern ist derart liegt, dass bei genauer Faserausrichtung die Faserkern- auch ein weiteter, technisch ausgereifterer Typ bekannt, der achse durch den Blendemittelpunkt verläuft, und dass dieses als «beim Zusammenbau einstellbarer Typ» bezeichnet wer-

Gehäuse während der Feststellung der seitlichen Ausrichtung den kann. Derartige Steckverbinder eignen sich insbesondere der Faser mit dem entsprechenden Steckverbinderteil fest ver- für Feldarbeiten. Eine erste Lichtleitfaser wird in eine erste bunden ist (32,17). 50 Steckverbinderhälfte und eine zweite Lichtleitfaser in die

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, zweite Steckverbinderhälfte so eingesetzt, dass bei Zusam-dass die Linse (33) so konstruiert und im Gehäuse (31) mittels menfügen der Steckverbinderhälften die flachpolierten Enden eines Trägers (51) in einer solchen Lage befestigt ist, dass le- der zu verbindenden Fasern stumpf aneinander stossen. Zu diglich durch den Fasermantel sich fortpflanzende Strahlen diesem Thema wird auf zwei US-Patentschriften Bezug ge-auf die Blende projiziert werden, wobei bei genauer seitlicher 55 nommen, nämlich die Nummern 3 936 143 und 3 800 388. In Ausrichtung der Faser der projizierte innere Umfang (45) des beiden Fällen sind Mittel zur Ausrichtung der Fasern vorMantels deckungsgleich ist mit dem Umfang der Blendenöff- handen.

nung (34), so dass die aus dem Mantel austretenden Licht- Der nächste Schritt bei den Erwägungen über eine wo-

strahlen nicht in die Blendenöffnung fallen. möglich genaueste Ausrichtung der Faser führt zu Einrich-

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 60 tungen, welche die kritische Ausrichtungsphase überwachen dass die ersten Mittel eine auf dem Fasermantel (28) ange- könnten. Je genauer die Ausrichtung, desto mehr Licht kann brachte tropfen- oder kugelförmige Perle (30) aus transparen- über die polierten Endflächen der Fasern gekoppelt werden, tem Material, dessen Brechungsindex praktisch gleich oder Es wurde vorgeschlagen, ein durch den Kern einer Faser grösser ist als jener des optischen Mantels, und eine Licht- sich fortpflanzendes Licht-Prüfsignal zur Ausrichtung der quelle (43) enthalten, die Licht in die Perle unter einem « Kerne von stumpf aneinander stossenden Fasern in einem stumpfen Winkel einstrahlt in Bezug auf die Faserachse, ge- Steckverbinder des einstellbaren Typs zu verwenden. Diese messen zwischen der Achse und den Strahlen an der der Fa- Methode birgt jedoch viele Probleme in sich. So z.B. muss das serendfläche zugewandten Seite. Licht-Prüfsignal in das dem erwähnten, polierten Faserende

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entgegengesetzte Ende der einen Faser gekoppelt werden und Fasermantels entspricht, auf die Blendenöffnung. Wird nun die Messungen des ankommenden Prüfsignals am dem dem die seitliche Lage der Faser durch die bereits erwähnten und polierten Faserende entgegengesetzten Ende der zweiten, aus- nicht näher erläuterten Ausrichtemittel richtig gestellt, tritt zurichtenden Faser vorgenommen werden. Diese zwei Enden der oben erwähnte Zustand ein, bei welchem kein Licht durch sind jedoch voneinander sehr weit entfernt, so dass sich die 5 die Öffnung in der Blende strahlt. Der Wandler liefert folglich

Messungen und die anschliessende Ausrichtung der Fasern kein Ausgangssignal, was eine gute Ausrichtung andeutet,

im Steckverbinder sehr schwierig gestalten: Man benötigt zu- Vorzugsweise sollte jeder der Steckverbinderteile Ausrich-

sätzliches Personal und zusätzliche Verbindungseinrichtun- temittel aufweisen. Eine genaue Konzentrizität der äussern gen zwischen jenen, die das Prüflicht einspeisen, jenen, die die Hülle jedes Steckverbinderteils erleichtert das Zusammenfü-

Messungen des ankommenden Prüflichts vornehmen, und je- i0 gen der beiden Hälften mit den genau ausgerichteten, stumpf nen, die mit der eigentlichen Ausrichtung betraut sind. Aus- aneinander stossenden, anzukoppelnden Fasern.

serdem ist es äusserst schwierig, die Ausrichtung aufgrund der Einzelheiten der erfindungsgemässen Einrichtung sollen

Messung des übertragenen Licht-Maximums vorzunehmen, nun anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert werden,

da die Bestimmung eben dieses maximalen Werts nicht ein- Es zeigen:

deutig sein muss. 15 Fig. 1 einen Teilschnitt eines herkömmlichen Steckverbin-

Rein mechanische Methoden, welche die optimale Aus- ders, enthaltend Mittel zur seitlichen Ausrichtung der Fasern,

richtung zweier Fasen ergeben würden, sind noch weniger zu- Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der friedenstellend, als das oben beschriebene Verfahren. Ein Theorie der Beleuchtung des äussern Umfangs einer Licht-

Grund hierfür liegt in den äusserst kleinen Abmessungen der leitfaser,

«fadenförmigen» Lichtleiter. Der Durchmesser einer üblichen 20 Fig. 3 den effektiven Eintrittswinkel des Lichtstrahls, verFaser bewegt sich in GrÖssenordnungen von 0,1 mm, ein- glichen mit jenem aus Fig. 2,

schliesslich des Mantels (jedoch ohne Schutzmantel). Die Fig. 4 die eigentliche, erfindungsgemässe Einrichtung zur

Zentrierung der Faser im justierbaren Teil des Steckverbin- Feststellung der seitlichen Ausrichtung einer in einer Steck-

ders erfordert folglich genauste Messungen bei sehr schmalen verbinderhälfte angebrachten Faser,

Toleranzen, falls es sich um eine rein meschanische Methode 25 Fig. 5 eine Anordnung zur seitlichen Einstrahlung von handelt. Licht in den Fasermantel,

Die im Patentanspruch 1 definierte Erfindung vermeidet Fig. 6 einen Aufriss der Einrichtung gemäss Fig. 4 mit ei-

die bekannten Nachteile und arbeitet aufgrund der erfin- ner zugeordneten Lichtquelle, und schliesslich dungsgemässen Idee, gemäss welcher Lichtstrahlen derart in Fig. 7a, 7b und 7c zwei Fälle einer falschen (a, b) und ei-

eine auszurichtende Faser gekoppelt werden, dass sie sich zur 30 ner guten (c) Ausrichtung der Faser, wie sie sich durch die ent-

nächstgelegenen, polierten Faser-Endfläche fortpflanzen, sprechende Lage des Lichtrings in der Blendenöffnung of-

welche sich im dieser Faser zugeordneten Steckverbinderteil fenbart.

befindet. Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Steckverbinder-Aufbau

Das Licht wird von aussen in den optischen Mantel der zur Verbindung zweier Lichtleitfasern 13 und 14, welche mit

Faser eingekoppelt, wobei die Lichtstrahlen an der Grenzflä- 35 ihren Eindflächen 13a und 14a beim Zusammenfügen der che zwischen Mantel und Kern gebrochen werden und in den Steckverbinderteile 10 und 11 stumpf aneinander stossen. Ein

Kern unter Winkeln eintreten (in Bezug auf die Faserachse), derartiger Steckverbinder ist bereits im US-Patent Nr.

welche den für eine totale, innere Reflexion im Kern selber be- 3 936 143 beschrieben und verwendet zur seitlichen Ausrich-

nötigten Winkelwert überschreiten. Das Licht tritt aus der tung der Faser bzw. Fasern 3 in Bezug auf die Steckverbinder-

Kontaktfläche sowohl der Mantel- als auch der Kernregion 40 Längsachse exzentrisch angeordnete Hülsen, wie nachstehend aus, und zwar aus der Kernregion unter Winkeln, die grösser noch näher beschrieben wird. Das Zusammenfügen der sind als der maximale Einfangwinkel 0a des Kerns für die Steckverbinderteile 10 und 11 wird mittels einer Überwurf-

Fortpflanzung lediglich innerhalb des Kerns und aus der mutter 12 vorgenommen.

Mantelregion unter Winkeln die sowohl grösser als auch klei- Die Enden der Lichtleitfasern 13 und 14 werden nun in die ner sind als 0a. 45 betreffenden Steckverbinderteile 10 und 11 eingeführt, nach-

Das Licht aus der Kontaktfläche tritt in ein Linsensystem dem der Schutzmantel 21 über eine gewisse Länge der Faser ein, dessen numerische Apertur diejenigen Lichtstrahlen, de- abgeschält wurde. Hierbei kommt die Faser in einer der be-

ren Winkel grösser als 0a sind, ausschliesst. reits erwähnten exzentrisch angeordneten Hülsen 15 als Fein-

Das aus dem Linsensystem austretende Licht wird auf passung zu liegen. Ein Klebstoff 19 bzw. 20, z.B. Epoxyharz,

eine Blende mit einer kreisförmigen Öffnung projiziert, wel- so wirkt als Abbindeagens und kann auch zur Benetzung der che deckungsgleich mit dem projizierten, vergrösserten Um- axialen Bohrungen in den Teilen 10 und 15 vor der Einfüh-

riss des Faserkerns ist. Ein optoelektrischer Wandler emp- rang der Fasern 13 und 14 verwendet werden. Vorerst ragen fängt das durch die Blendöffnung passierende Licht. Ist nun die Enden der eingefügten Fasern über die Grenzflächen der die Faser in einer derartigen Lage, dass ihr Kernumfang oder Steckverbinderteile hinaus. Nachfolgend werden jedoch alle

-Umriss genau konzentrisch in Bezug auf den äussern, kreis- 55 Endflächen geschliffen und poliert, so dass flache, fluchtende förmigen Umfang des Steckverbinders liegt, dann fällt das Berührungsflächen 13a, 14a, 10a, 15a und 16a entstehen, um aus dem Mantel der Faser austretende Licht auf den ausser- eine gute optische Kopplung zu gewährleisten.

halb der Öffnung sich befindenden Teil der Blende; die aus Die innerste, exzentrisch angeordnete Hülse 15 ist mit der dem Kern austretenden Lichtstrahlen pflanzen sich unter den Lichtleitfaser 14 fest verbunden; die Hülsen 16 und 26 jedoch geschilderten Umständen (angesichts des Eintrittswinkels des «o sind drehbar angeordnet. Für die Hülse 26 gibt es zwei Gleit-Lichts in die Faser und angesichts der Linsensystem-Kennli- flächen, nämlich die Innenwand der Bohrung des Steckver-nien, wie bereits oben erwähnt) nicht fort, so dass der opto- binderteils 11 und die Gleitfläche 25 zwischen den Hülsen 26 elektrische Wandler praktisch kein Licht erhält und folglich und 16. Die Hülse 16 ist drehbar, auch wenn die sie umgebenein minimales Ausgangssignal liefert. Ein Nullwert von Licht den Hülsen 26 und 15 fixiert sind,wobei es sich in diesem ist jedoch als Anzeige der guten Ausrichtung viel günstiger als 65 Falle um die Gleitflächen 24 und 25 handelt, ein Lichtmaximum. Sobald nun die Endflächen 13a und 14a der Fasern in Be-Bei falscher seitlicher Ausrichtung der Lichtleitfaser fällt zug auf beide Koordinaten ihrer Berührungsfläche ausgerich-ein Teil des Lichtrings, der dem vergrösserten Querschnitt des tet sind, werden Stifte 22 und 49 in die betreffenden Öffnun-

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gen 23 bzw. 50 eingeführt; die Einführung des Stifts 49 in die Bohrung 50 bewirkt eine Fixierung der gegenseitigen Lage der Hülsen 15 und 16, während die Einführung des Stifts 22 in die Bohrung 23 eine solche zwischen den Hülsen 16 und 26 zur Folge hat. Die erwähnten Bohrungen können auch erst nach der Ausrichtung der Fasern ausgebohrt werden.

Die Schwierigkeiten einer genauen Ausrichtung der sehr dünnen Lichtleitfasern mit rein mechanischen Methoden wurden bereits erwähnt. Ausserdem weisen Lichtleitfasern zwar einen genauen Kerndurchmesser auf, die Mantelschicht wird jedoch oft auf diesen Kern nicht konzentrisch aufgetragen. Dieser Tatsache muss bei dem Entwurf von Steckverbindern Rechnung getragen werden. Aus den nachstehenden Erläuterungen gehen die Vorteile der erfindungsgemässen Einrichtung hervor.

In der Einleitung wurden bereits die Schwierigkeiten bei der Feststellung der Ausrichtung von Fasern mittels herkömmlicher optischer Methoden erwähnt: Licht wird beispielsweise in den entfernten Anfang der Faser 13 eingestrahlt und das aus dem entfernten Ende der Faser 14 austretende Lichtsignal wird gemessen. Es ist natürlich, dass die Koordinierung der Lichteinstrahlung, der Ausgangssignalmessung und der eigentlichen Einstellung der seitlichen Ausrichtung der Fasern grosse Schwierigkeiten bereitet.

Im Unterschied zu herkömmlichen Methoden kommt in der erfindungsgemässen Einrichtung eine seitliche Beleuchtung der Faser zur Anwendung, siehe Lichtquelle 43 mit dem lichtleitenden Rohr 44 in Fig. 6. Die Theorie dieser seitlichen Beleuchtung des Fasermantels wird nun in Verbindung mit den Fig. 2 und 3 erläutert.

Fig. 2 zeigt eine Lichtleitfaser mit einem Kern 27 und einem optischen Mantel 28. Das Feldmuster des aus dem Ende einer seitlich belichteten Faser ist eine Funktion des Fasertyps, seiner numerischen Apertur und der Geometrie der Erregung. Ein unter einem Winkel 02 auf den äussern Umfang des Mantels 28 einfallender Lichtstrahl 29 tritt in den Mantel 28 ein. Der Brechungsindex n, des Mantelmaterials ist grösser als der Brechungsindex n2 des umgebenden Mediums (z.B. Luft). Folglich wird der Lichtstrahl unter einem Winkel 0] in den Mantel gebrochen, wobei 0t grösser als 02 ist. Der Lichtstrahl fällt unter einem Winkel 0] auf den äussern Umfang des Kerns ein, dessen Material einen einheitlichen Brechungsindex % aufweist, wobei n0 grösser als ni ist. Folglich wird der Strahl 29 unter einem Winkel 0O, der grösser ist als 0b in den Kern gebrochen. 0O ist grösser als der Winkel für die innere Totalreflexion an der Kontaktfläche Kern/Mantel. An der Einfallstelle dieses Strahls auf die gegenüberliegende Kernwand wird das Licht unter einem Winkel 0] in den Mantel gebrochen. An der Einfallstelle dieses Strahls auf den gegenüberliegenden Mantelumfang der Faser entweicht ein Grossteil des in die Faser gebrochenen Lichts, wie in Fig. 2 angedeutet. Nähern sich die Werte des Winkels 02 Null, bleibt der Winkel 0[ grösser als der maximale Winkel 0m für eine innere Totalreflexion an der Luft/Glas-Kontaktfläche.

Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit zur Verringerung des Winkels 0j unter den grössten Winkel, der eine innere Totalreflexion an der Luft/Glas-Kontaktfläche zulässt. Fällt ein Lichtstrahl senkrecht auf die konvexe Oberfläche einer kugel- oder tropfenförmige Perle 30 aus transparentem Material, dessen Brechungsindex praktisch gleich oder grösser ist als jener des Mantels, ein, denn können Lichtstrahlen unter einem Winkel 01, der kleiner ist als jener für eine interne Totaheflexion an der Luft/Glas-Kontaktfläche, in den Mantel eingeführt werden und sich entlang der Faser durch innere Totalreflexion fortpflanzen. Aus Fig. 3 geht hervor, dass Strahlen unter verschiedenen Winkeln in die Lichtleitfaser eintreten, dass jedoch jene Strahlen, deren Eintrittswinkel grösser als 0m ist, aus der Faser austreten (siehe z.B. 29a).

Es kann nachgewiesen werden, dass aus der Kernendfläche Strahlen unter einem Winkel austreten, der in Bezug auf die Faserachse grösser ist als jener Strahlen, die aus der Mantelfläche austreten.

Die nachstehenden Erläuterungen basieren auf der Annahme, dass es sich bei der Faser um eine Stufenindex-Licht-leitfaser handelt.

Es wird vorausgesetzt, dass die Faser 14 in Fig. 4 jener aus den Fig. 2 und 3 gleicht und dass die Beleuchtung der Faser gemäss Fig. 3 erfolgt.

Der Steckverbinderteil 11 aus Fig. 4 entspricht dem gleichbezeichneten Teil aus der rechten Hälfte der Fig. 1. Steckverbinderteil 10 wurde beseitigt und an dessen Stelle wurde der Teil 11 mit dem Gehäuse 31 einer Anordnung zur Feststellung der Faserausrichtung verbunden. Zur genauen Ausrichtung der Fasern ist es vorteilhaft, wenn beide Steck-verbinderhälften Mittel zur seitlichen Justierung der Faser aufweisen, entweder in der in Fig. 1 gezeigten Form, d.h. die exzentrisch angeordneten Hülsen, oder aber in irgend einer andern Form. Die Dimensionen der Hüllen der Steckverbinderteile werden bei deren Herstellung in sehr engen Toleranzen gehalten, da es sich um einen Spritzgiessvorgang von Kunststoffmaterialien handelt. Foglich ist die innere Oberfläche, oder Bohrung, IIa des Hüllenkörpers 11 innerhalb eines mit einem Aussengewinde versehenen Verlängerungsstücks 18 genau kreisförmig und genau konzentrisch in Bezug auf die Mittellinie des Hüllenkörpers 11. Die erwähnte genaue Konzentrizität gilt folglich auch in Bezug auf die Mittellinie der Lichtleitfaser 14, wenn diese genau zentriert ist. In Fig. 4 hat das Gehäuse 31 eine äussere Umfangsschulter 31a und innere Schultern 39, so dass die Befestigung des Gehäuses an den Steckverbinderteil 11 durch Aufschrauben einer Überwurfmutter auf das äussere Gewinde 17 des erwähnten Verlängerungsstücks 18 erfolgen kann. Die einen Ring bildenden Schultern 39 passen genau in die Bohrung 1 la, so dass das ganze Gehäuse 31 in Bezug auf die verlängerte Mittellinie der genau seitlich ausgerichteten Lichtleitfaser 14 symmetrisch ist. Ein Objektiv-Linsensystem 33 projiziert das aus der Faser-Endfläche 14a austretende Licht auf die Blende 38, welche durch den Endteil des Gehäuses 31 gebildet wird. Eine in dieser Blende vorhandene Öffnung, oder ein Fenster, 34 ist genau kreisförmig ausgebildet und liegt konzentrisch in Bezug auf die Linsen des Linsensystems 33 und auch in Bezug auf die genau ausgerichtete Lichtleitfaser 14. Ein optoelektrischer Wandler 35, z.B. ein Phototransistor «sieht» lediglich das durch das Fenster 34 passierende Licht und betätigt über elektrische Verbindungen 37a und 37b eine herkömmliche Anzeigeeinrichtung 37, die in Abhängigkeit vom durch das Fenster passierende Licht eine Anzeige liefert.

Das als Projektionslinsen dienende Linsensystem ist vorzugsweise in der für Mikroskope üblichen Objektivlinsen-Bauweise ausgelegt und in einem Träger 51 gehaltert, der einen Teil des Gehäuses 31 bildet.

Eine äusserst wichtige Rolle in der Durchführung der erfindungsgemässen Idee spielt, in Anbetracht der vorgängig erwähnten Erwägung über die Einstrahlung des Lichts in den Mantel und dessen Austritt aus der Endfläche 14a, die numerische Apertur der Linsen 33. Diese muss so gewählt werden, dass die in Bezug auf die Faser-Mittellinie unter einem kleinen Winkel aus dem Mantelteil der Endfläche 14a austretenden Strahlen empfangen und auf die Blende 38 projiziert werden, während die unter einem grösseren Winkel austretenden Strahlen aus dem Kernteil der Endfläche 14a vom Linsensystem abgewiesen werden.

In Fig. 7 sind drei Zustände angegeben, wie sie durch den Wandler 35 gesehen werden. Fig. 7a zeigt einen Kreisausschnitt 47 des von der Fasermantelbeleuchtung auf das Fenster 34 projizierten Lichtrings, wie dies bei einer in der Zeich4

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nungsebene der Fig. 4 nichtfluchtenden Lichtleitfaser 14 auftreten würde. Der vom Fasermantel ausgestrahlte Lichtring fällt nur teilweise in die Fensteröffnung 34, während der Rest durch die Blende 38 aud der Sicht des Wandlers 35 verborgen bleibt: die Einrichtung 37 zeigt eine geringere als die maximal mögliche Lichtmengenanzeige an.

Fig. 7b zeigt einen orthogonalen Fluchtungsfehler der Faserausrichtung, welcher den Kreisausschnitt 48 entstehen lässt.

In Fig. 7c ist die Beleuchtung des Fensters im Falle einer genau ausgerichteten Lichtleitfaser angedeutet. Der innere Durchmesser 45 der projizierten Mantelbeleuchtung ist dek-kungsgleich mit dem Umfang des Fensters 34. Im gemäss Fig. 7c angedeuteten Beispiel passiert kein durch den Wandler 35 «sichtbares» Licht durch das Blendenfenster: die Einrichtung 37 liefert eine Nullanzeige.

Die Deckungsgleichheit des innern Durchmessers 45 der Mantelbeleuchtung mit dem Umfang des Fensters 34 ist also eine wichtige Voraussetzung zur Erfüllung der erfindungsgemässen Idee. Ist der Durchmesser 45 grösser als der Umfang des Fensters 34, kann bereits ein gewisser Fluchtungsfehler der Faser auftreten, ehe überhaupt ein Kreisausschnitt des Lichtrings im Fenster sichtbar wird. Umgekehrt, wenn der innere Durchmesser 45 kleiner als der Fensterumfang ist, kann die Einrichtung 37 auch bei nichtfluchtender Faser eine Nullanzeige liefern. Um also eine genaue Deckungsgleichheit zu gewährleisten, kann z.B. der Linsenträger 51 justierbar angeordnet sein, oder ist das Gehäuse 31 zusammenschiebbar konstruiert, wodurch eine axiale Verschiebung der Blende 38 ermöglicht wird. Schliesslich könnte im Fenster 34 eine Iris angebracht werden.

Die Anordnung kann auch so ausgelegt sein, dass die Fasern verschiedener Dimensionen empfangen kann.

Fig. 5 zeigt eine weitere, für die Zwecke der erfindungsgemässen Anordnung geeignete seitliche Einstrahlungsmöglichkeit von Licht in den Fasermantel. Auf eine Lichtleitfaser mit einem Kern 27, dessen Brechungsindex n, ist und mit einem Mantel 28, dessen Brechungsindex n2 ist, wird eine Aussen-schicht 40 mit einem Brechungsindex n3 aufgetragen. Beim Schichtmaterial kann es sich um ein Epoxyharz mit einem Brechungsindex von ungefähr 1,61 handeln. Dies ist grössen-ordnungsmässig ein viel höherer Wert als jener der Mantelmaterialien, so dass die Aussenschicht 40 nun zu einem zwischen optischem Mantel und der umgebenden Luft sich befindenden Wellenleiter wird. Das aus dieser Schicht ausgestrahlte Licht bildet einen Lichtring, der nicht notwendigerweise genau konzentrisch mit dem Lichtleitfaserkern liegt, da der sich zwischen Kern und Schicht befindende optische

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Mantel oft keine gleichmässige Dicke aufweist. Angesichts dieser Tatsache eignet sich die in Fig. 5 angedeutete Anordnung für die Beleuchtungszwecke der Faser weniger als jene bereits beschriebene. Denn, unabhängig von den Manteldik-ken Unregelmässigkeiten ist der innere Manteldurchmesser immer derselbe wie der äussere Kerndurchmesser. Man kann also von der Voraussetzung ausgehen, dass der innere Durchmesser der auf die Blende projizierten Mantelbeleuchtung dem Aussendurchmesser des Kerns entspricht.

Fig. 6 zeigt die Anordnung zur Feststellung der Faserausrichtung aus Fig. 4 im Aufriss, wobei das Gehäuse 31 an der Hülle des Steckverbinderteils 11 befestigt ist. Die Abdeck-Kappe 36 des Wandlers dient als dessen Gehäuse. Im weitern zeigt die Fig. 6 Einzelheiten der Belichtungsanordnung des Fasermantels. Eine Lichtquelle 43 wirft Strahlen in ein lichtleitendes Rohr 44, von wo aus sie in eine Bohrung 42 eines Kragens 41 gelangen. Der in Fig. 1 nicht gezeigte Kragen 41 ermöglicht einen direkten Zugang zum optischen Mantel der Faser, wobei die Mittel zur Beseitigung des Faser-Schutzman-tels nicht gezeigt werden, da sie herkömmlicher Art sind.

Beim Kragen 41 kann es sich um eine Verlängerung der innern, exzentrisch angeordneten Hülse 15 aus Fig. 1 handeln. Derart wird das Problem der Lichtzulassung über die ganze Hülsengruppe umgangen. Die erwähnten Hülsen können in eine behebige Lage zueinander gebracht werden, wodurch das Problem der Mantelbeleuchtung kompliziert wird, falls das Licht die ganze Hülsengruppe passieren muss. Es wurde gesagt, dass das Klebeharz zwischen der Faser und der diese aufnehmenden Bohrung in einem Steckverbinderteil aufgetragen werden muss. Dies gilt auch für das äussere Ende des Kragens 41, wo sich an der Verbindungsstelle des lichtleitenden Rohrs 44 und der Bohrung 42 an der Faseroberfläche eine konvexe Perle bildet, deren Wirkung gleich ist wie die der Perle 30 gemäss Fig.3.

Eine optimale Anwendung der vorliegenden, erfindungsgemässen Einrichtung setzt Mittel zur seitlichen Ausrichtung der Faser in beiden Steckverbinderteilen voraus. Die zu verbindenden Fasern können folglich unabhängig justiert werden, um eine genaue Ausrichtung der Kerne zu erreichen. Die Anordnung zur Feststellung der Faserausrichtung gemäss Fig. 4 muss natürlich so konstruiert sein, dass sie auf beiden Steckverbinderteilen befestigbar ist. Die einzigen Voraussetzungen für das Linsensystem 33 sind, dass das auf das Fenster 34 projizierte Bild um einen vorbestimmten Wert vergrössert wird und dass der Wert der numerischen Apertur so gewählt wird, dass das Linsensystem die aus dem Kern austretenden Strahlen zurückweist. Ansonsten handelt es sich um ein herkömmliches Linsensystem.

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