DE19502264A1 - Modul für eine optische Verbindung - Google Patents
Modul für eine optische VerbindungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Modul für eine optische Verbindung. Dieses
Modul liefert ein optisches Signal an eine optische Faser (im folgenden
auch Lichtleitfaser genannt), oder es empfängt und detektiert ein opti
sches Signal, welches über eine Lichtleiterfaser übertragen wird. Speziell
betrifft die Erfindung ein Modul für eine optische Verbindung, welches
in der Lage ist, die Reflexion von Licht an einer Stirnfläche einer Licht
leitfaser zu vermeiden und eine Stirnseite einer Lichtleitfaser an einen
Bildpunkt zu positionieren, wo aus dem Licht, welches eine Sammellinse
passiert hat, mit hoher Präzision ein Bild erzeugt wird.
Von einem Modul für eine optische Verbindung wird grundsätzlich eine
Verbindung hoher Genauigkeit zwischen einer Lichtleitfaser und einem
lichtemittierenden oder lichtempfangenden Element gefordert.
Fig. 8 ist eine Teil-Schnittansicht eines herkömmlichen Moduls für eine
optische Verbindung, welches mit einer Buchse für die Lichtleitfaser
ausgestattet ist. Das dargestellte Modul ist als zweite Ausführungsform
in der oberen linken Spalte der Seite 3 der japanischen Patentveröffent
lichungs-Gazette (Kokai Koho) Nr. 2-50110/1990 beschrieben und in
deren Fig. 3 dargestellt.
Ein Gehäuse (oder eine Aufnahme) 1 des Moduls für eine optische
Verbindung besitzt einen Bodenabschnitt, in den ein Halteglied 2 einge
schraubt ist. In einem oberen inneren Umfangsabschnitt des Halteglieds
2 ist eine Ausnehmung 2a eingeformt. Außerdem befindet sich einge
schlossen zwischen dieser Ausnehmung 2a unter dem Gehäuse 1 der
äußere Umfangsabschnitt einer transparenten Platte 3. Die transparente
Platte 3 besteht aus einem Material, dessen Brechungsindex demjenigen
des Materials des Kerns der Lichtleitfaser entspricht, wobei es sich
typischerweise um Quarz handelt. Die Dicke der transparenten Platte 3
beträgt etwa 0,5 mm. Außerdem ist auf der Unterseite der transparenten
Platte 3 gemäß Darstellung in Fig. 8 eine Antireflexionsbeschichtung
aufgebracht.
Hergestellt wird die transparente Platte 3 in Form einer flachen Platte
oder eines Flachstücks, wenn sich die Platte im freien Zustand befindet.
Wird das Gehäuse mit einer Buchse 4 bestückt, so wird diese Buchse 4
durch eine elastische oder Federkraft F gegen die transparente Platte 3
gedrückt. Diese Federelastizität F verformt die transparente Platte 3
derart, daß diese eine konkave Form einnimmt, wie aus Fig. 8 her
vorgeht. Hierdurch läßt sich eine Stirnfläche 5a einer von der Buchse 4
gehaltenen Lichtleitfaser 5 ebenso wie die sie umgebende Stirnfläche der
Buchse 4 in sicheren und elastischen engen Kontakt mit der transpa
renten Platte 3 bringen.
In diesem herkömmlichen Modul für eine optische Verbindung sind ein
lichtemittierendes Element, beispielsweise in Form eines Halbleiter
lasers, und eine Sammellinse zum Fokusieren von Laserlicht vorgesehen.
Auf der Stirnfläche 5a der Lichtleitfaser 5 wird aus dem durch die Sam
mellinse gesammelten Laserlicht B ein Bild erzeugt. Hierdurch wird in
die Lichtleitfaser 5 ein optisches Signal eingegeben. Im Fall des her
kömmlichen Moduls ist auf der Unterseite der in Fig. 3 dargestellten
transparenten Platte 3 eine Antireflexionsbeschichtung vorgesehen, die
verhindert, daß Laserlicht B reflektiert wird und zu dem Halbleiterlaser
zurückkehrt. Darüber hinaus kann die Reflexion von Laserlicht B an der
Stirnfläche der Lichtleitfaser 5 durch den Umstand verhindert werden,
daß die Stirnfläche der Lichtleitfaser 5 dicht an der transparenten Platte
3 haftet und folglich zwischen diesen Teilen kein Spalt und keine Lücke
vorhanden ist.
Wenn bei diesem herkömmlichen Modul die Buchse 4 in das Gehäuse 1
eingesetzt wird, wird die transparente Platte 3 von der Stirnfläche der
Buchse 4 mit Druck beaufschlagt, so daß sich die Form der transparen
ten Platte in der Weise ändert, wie es in Fig. 8 durch gestrichelte
Kurven angedeutet ist. Deshalb ändert sich die Lage der transparenten
Platte in einer Richtung, die der Mittelachse der Stirnfläche 5a der
Lichtleitfaser 5 entspricht, abhängig von dem Druck oder der Elastizität
der Buchse 4. Die Lage der Stirnfläche 5a ist daher nicht eindeutig
definiert.
Ist die Federkraft F groß, bewegt sich die Stirnfläche 5a der Lichtleit
faser gemäß der Darstellung in Fig. 8 nach unten. Ist hingegen die
Kraft F nur gering, bewegt sich die Stirnfläche 5a nach oben. Aus die
sem Grund ist es schwierig, den Bildpunkt f, an welchem von dem
Laserlicht B ein Bild erzeugt wird, in eine bestimmte Position zu
bringen, welche mit der Position der Stirnfläche 5a der Lichtleitfaser 5
übereinstimmt. Außerdem ändert sich der Betrag der Lagedifferenz
zwischen dem Bildpunkt und der Stirnfläche 5a abhängig von der
Schwankung der Elastizität.
Wie oben angegeben, besitzt die transparente Platte 3 eine beträchtliche
Dicke von etwa 0,5 mm. Wenn folglich die transparente Platte 3 durch
die elastische Kraft F verformt wird, schwankt die Dicke dieser Platte
aufgrund ihrer Verformung. Dies verursacht ebenfalls eine Lagedifferenz
zwischen dem Bildpunkt f und der Stirnfläche 5a.
Aus diesen Gründen kommt es zu einer Lagedifferenz zwischen der
Stirnfläche 5a der Lichtleitfaser 5 einerseits und dem Bildpunkt f, an
welchem aus dem Laserlicht B ein Bild erzeugt wird, andererseits, wenn
die Buchse 4 in das Gehäuse 1 eingesetzt wird. Das Ergebnis ist eine
verminderte Genauigkeit, mit der ein optisches Signal in die Lichtleit
faser 5 eingekoppelt wird.
Hinzu kommt, daß das Halteglied 2 mit der Ausnehmung 2a an dem
Modul mit einer entsprechenden Dicke vorhanden sein muß, weil die
transparente Platte eine beträchtliche Stärke besitzt. Damit sind Bauteile
wie Schrauben zum Befestigen des Halteglieds 2 an dem Gehäuse 1
unerläßlich. Hieraus folgt, daß die Anzahl der das Modul für eine opti
sche Verbindung bildenden Bauelemente beträchtlich und mithin die
Struktur des Moduls kompliziert ist.
Die vorliegende Erfindung soll die Aufgabe lösen, die dem herkömm
lichen Modul anhaftenden, oben beschriebenen Nachteile weitestgehend
auszuschalten, insbesondere ein Modul für eine optische Verbindung
anzugeben, welches die Reflexion von Licht an einer Stirnfläche einer
Lichtleitfaser mit einfachen Mitteln zu verhindern und die Lage einer
Stirnfläche einer Lichtleitfaser in bezug auf eine Sammellinse mit hoher
Genauigkeit einzustellen vermag.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 angegeben. Die Erfindung
schafft ein Modul für eine optische Verbindung, mit einer Hülse, in die
eine Buchse zum Halten einer Lichtleitfaser eingesetzt ist. Auf einer
Verlängerungslinie der Mittelachse der eingesetzten Buchse und eines
lichtemittierenden oder lichtempfangenden Bauelements ist eine Sammel
linse angeordnet. Das Modul enthält außerdem in der Buchse einen
transparenten Antireflexionsfilm. Ein Teil des Films ist derart gebogen,
daß er eng an einer Stirnfläche der Lichtleitfaser und an der diese umge
benden Stirnfläche der Buchse haftet. Das Modul enthält außerdem ein
Anlageelement oder Anschlagelement, welches über den transparenten
Film eng an der Stirnfläche der Buchse anliegt, und zwar an einer Stel
le, wo ein Bildpunkt, an dem von dem Laserlicht, welches die Sammel
linse passiert hat, ein Bild erzeugt wird, praktisch übereinstimmt mit der
Stirnfläche der Lichtleitfaser.
Bei einer speziellen Ausführungsform dieses Moduls für eine optische
Verbindung ist am Außenumfang des Anlageglieds eine Nut ausgebildet,
und ein umgebogener Umfangsteil des transparenten Films wird in dieser
Nut gehalten.
Bei einer anderen Ausführungsform des Moduls für eine optische Ver
bindung ist in der Hülse ein Schlitzabschnitt gebildet, der sich in Längs
richtung der Hülse erstreckt und ein Teil der Hülse ist am Außenumfang
des Anlageelements durch Schweißen fixiert. Dieser Teil der Hülse
sowie ein Endabschnitt des Schlitzes sind an der Stirnfläche der Hülse
gelegen und nehmen eine bezüglich der Mitte der Stirnfläche der Hülse
symmetrische Lage ein.
Bei dem erfindungsgemäßen Modul für eine optische Verbindung ist der
transparente Antireflexionsfilm so gebogen, daß er sich in enger Anlage
an der Stirnfläche der Lichtleitfaser und der diese umgebenden Stirnflä
che der Buchse anschmiegt, wenn die Buchse eingesetzt wird. Aus die
sem Grund bildet sich keine Luftschicht zwischen der Stirnfläche der
Lichtleitfaser und des transparenten Films. Deshalb kann von dem licht
emittierenden Element abgestrahltes Licht auf die Lichtleitfaser auftref
fen, ohne daß es von der Stirnfläche der Lichtleitfaser reflektiert wird.
Außerdem kann durch die Lichtleitfaser gelangtes Licht von dem Licht
empfangselement aufgenommen werden, ohne daß das Licht an der
Stirnfläche der Lichtleitfaser reflektiert wird und in das Innere der Licht
leitfaser zurückgelangt. Die Stirnfläche der Buchse sowie der daran
anliegende transparente Film sind derart positioniert, daß die Stirnfläche
der Buchse und der transparente Film eng aneinander anliegen und mit
dem Anlageelement in Berührung gelangen. In diesem Zustand fällt die
Stirnfläche der Lichtleitfaser praktisch zusammen mit dem Bildpunkt, an
welchem von dem durch die Sammellinse gelangten Licht ein Bild er
zeugt wird. Damit wird nicht nur die Genauigkeit erhöht, mit der Licht
auf die Lichtleitfaser auftrifft, sondern auch die Genauigkeit, mit der
Licht von der Lichtleitfaser abgegeben wird. Es erstehen mithin keinerlei
Schwankungen in dieser Genauigkeit und Präzision.
Ferner läßt sich der transparente Film dadurch in das Modul einpassen,
daß sein Umfangsabschnitt derart gebogen wird, daß er in der Umfangs
nut des Anlageelements gehalten wird. Damit gestaltet sich der Aufbau
eines Systems zum Einsetzen des transparenten Films sehr einfach.
In demjenigen Teil des transparenten Films, der dicht an der Lichtleit
faser anliegt, können Verzerrungen und interne Spannungen kaum auf
treten, weil die durch die Kerben voneinander getrennten Vorsprünge im
Umfangsteil des transparenten Films vorhanden sind und die Vorsprünge
derart gebogen sind, daß sie in der Nut gehalten werden.
Der sich in Längsrichtung der Hülse erstreckende Schlitzabschnitt er
möglicht es, daß die Buchse elastisch und sicher von der Hülse gehalten
wird. Die Hülse ist an dem Anlageelement als Teil desselben ver
schweißt und fixiert, wobei das Anlageelement gegenüber dem bodensei
tigen Ende des Schlitzes derart angeordnet ist, daß der Teil der Hülse
und das bodenseitige Ende des Schlitzes bezüglich der Mitte der Bo
denfläche der Hülse symmetrisch liegen. Selbst wenn Schwankungen im
Außendurchmesser der Buchsen vorhanden sind, läßt sich dadurch die
Lagedifferenz am Querschnitt zwischen der Mittelachse der Buchse und
derjenigen des Anlageelements minimieren. Indem man die Hülse an
dem Anlageelement anschweißt und fixiert, läßt sich verhindern, daß die
Hülse sich bewegt, wenn die Buchse eingeführt wird oder von dem
Modul abgenommen wird. Dadurch läßt sich verhindern, daß der in die
Hülse eingesetzte transparente Film von der Hülse loskommt.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines lichtemittierenden Moduls für eine
optische Verbindung als eine Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Teil-Schnittansicht des lichtemittierenden Moduls, in
das eine Buchse eingesetzt ist;
Fig. 3 eine auseinandergezogene Darstellung eines Teils der Bau
teile des lichtemittierenden Moduls;
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen transparenten Film;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des transparenten Films, der
nach dem Einsetzen in das Modul verformt ist;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines transparenten Films, der
beim Einsetzen gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
verformt ist;
Fig. 7 eine Schnittansicht einer Hülse, die verformt wird, wenn in
sie eine Buchse eingesetzt wird; und
Fig. 8 eine Teil-Schnittansicht eines herkömmlichen Moduls für
eine optische Verbindung, um die diesem anhaftenden Probleme zu
veranschaulichen.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines lichtemittierenden Moduls für eine
optische Verbindung als Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin
dung. Fig. 2 ist eine Teil-Schnittansicht des lichtemittierenden Moduls,
in das eine Buchse eingesetzt ist. Fig. 3 ist eine auseinandergezogene,
perspektivische Darstellung eines Teils von Bauteilen des lichtemittieren
den Moduls. Fig. 4 ist eine Draufsicht auf einen transparenten Film.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht des transparenten Films, der,
wenn er in das Modul eingesetzt ist, verformt ist.
Nach Fig. 1 ist in einem lichtemittierenden Modul 10 ein Gehäuse
(oder eine Aufnahme) 11 vorgesehen. An einem Ende des Gehäuses 11
ist ein Außengewindeabschnitt 11a ausgebildet, an dem ein Adapter
zum Halten einer Buchse aufschraubbar ist. Außerdem ist an dem
Außenumfang des Mittelabschnitts des Gehäuses 11 eine Lagerplatte 12
befestigt. Ferner ist am Außenumfang des hinteren Endabschnitts des
Gehäuses 11 eine zylindrische Abdeckung 13 fixiert.
An der hinteren Stirnfläche des Gehäuses 11 ist durch beispielsweise
Schweißen ein Anlageelement 14 befestigt. Wie außerdem in Fig. 3
gezeigt ist, wird ein optischer Weg 14a in der Mitte des Anlageelements
14 gebildet. Außerdem ist eine Stirnfläche des Anlageelements 14 als
ringförmige Positionierfläche 14b ausgebildet. Entlang dem Umfang der
Positionierfläche 14b ist eine konische Fläche 14c ausgeformt. Die
Innenfläche einer Haltenut 14d erstreckt sich entlang dem Umfang der
konischen Fläche 14c mit einer vorbestimmten Tiefe bezüglich der In
nenfläche und direkt unterhalb der konischen Fläche 14c. Der
Außenumfang eines Basisabschnitts, der sich direkt unterhalb der Halte
nut 14d befindet, hat einen etwas größeren Durchmesser als die Nut 14d
und ist als Hülsen-Umfangssitz 14e ausgebildet. Am Boden des Anlage
elements 14 ist ein Flansch 14f geformt. Die Oberseite des Flansches
14f ist eine Fixierfläche 14g, an der die hintere Stirnfläche des Gehäuses
11 fixiert ist. Die Bodenfläche des Flansches 14f ist eine Fixierfläche
14h, an der ein Linsenhaltekörper 15 fixiert ist.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist auf den Innenumfang 15a des Basis-
Endabschnitts des Linsenhaltekörpers 15 ein Linsenhalter 17 aufgesetzt.
Von diesem Linsenhalter 17 wird eine Sammellinse 16 gelagert. Der
Linsenhalter und die Sammellinse 16 sind vorab derart ausgeformt, daß
sie miteinander ein einstückiges Teil bilden. Der Linsenhalter 17 ist an
dem Linsenhaltekörper 15 angeschweißt und dadurch fixiert. Auf den
Außenumfang 15b des Basisendabschnitts des Linsenhaltekörpers 15 ist
ein LD-Halter 19 aufgesetzt. Am Basisende des LD-Halters 19 ist ein
Halbleiterlaser 21 als lichtemittierendes Bauelement (LD) gelagert.
Die Lage des LD-Halters 19 und des Linsenhaltekörpers 15 ist derart
reguliert, daß ein Bildpunkt f, an welchem ein Bild eines lichtemittieren
den Punkts 21a des Halbleiterlasers 21 durch die Sammellinse 16 erzeugt
wird, exakt oder nahezu übereinstimmt mit einer Stirnfläche 5a einer
Lichtleitfaser 5, die an der Positionierfläche 14b des Anlageelements
liegt. Nach diesem Reguliervorgang werden der LD-Halter 19, der
Linsenhaltekörper 15 und das Anlageelement 14 verschweißt und mitein
ander fest verbunden.
Auf den Hülsenumfangssitz 14e des Anlageelements 14 ist eine elasti
sche Hülse 23 aufgesetzt. Diese elastische Hülse 23 besteht aus hoch
elastischem Material, beispielsweise aus Phosphorbronzeblech, und ist
derart in Form eines Zylinders ausgebildet, daß die Bohrung oder der
Innendurchmesser der Hülse 23 geringfügig kleiner ist als der Außen
durchmesser der Buchse 4. Außerdem erstreckt sich in der elastischen
Hülse 23 ein Schlitzabschnitt 23a in Längsrichtung der Hülse 23. Wie
aus dieser Figur ersichtlich ist, ist ein an einer Stelle an der Bodenfläche
der elastischen Hülse 23 gelegener Abschnitt, der von dem unteren Ende
des Schlitzabschnitts 23a symmetrisch bezüglich der Mitte der Bo
denfläche der Hülse 23 um 180° beabstandet ist, ein Schweißabschnitt
23b. Nur die Lage dieses Schweißabschnitts 23b dient als Schweiß-
Befestigungspunkt, an welchem die Hülse an dem Hülsen-Umfangssitz
14e des Anlageelements 14 angeschweißt ist. In Fig. 1 und Fig. 7,
bei der es sich um eine Schnittansicht der elastischen Hülse 23 handelt,
ist dieser Schweiß-Fixierpunkt mit dem Bezugszeichen 24 gekennzeich
net.
In dem Inneren des Basisendabschnitts der elastischen Hülse 23 befindet
sich ein dort eingebrachter transparenter Film 25. Auf einer Oberfläche
des transparenten Films 25, nämlich auf der der Sammellinse 16 zu
gewandten Fläche, ist eine Antireflexionsbeschichtung aufgebracht. Der
transparente Film 25 hat eine Dicke von einigen 10 bis 100 und einigen
10 Mikrometer und ist dadurch relativ flexibel. Der transparente Film 25
hat genau oder annähernd den Brechungsindex des Kerns der Lichtleitfa
ser 5 und ist durch Verarbeiten von Kunstharz (zum Beispiel Polycarbo
nat oder Epoxyharz) oder Quarzglas zu einem Film geformt.
Der in dieser Ausführungsform gemäß Fig. 3 verwendete transparente
Film 25 besitzt Vorsprünge 25b, 25b . . . 25b, die von Kerben 25a, 25a . . .
25a voneinander getrennt sind, wobei Vorsprünge und Kerben im Um
fangsteil des Films derart ausgebildet sind, daß sie sich radial erstrecken
und miteinander eine einstückige Struktur bilden, wie dies in Fig. 4
dargestellt ist. Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf den transparenten Film
25 derart, daß die Größe des Horizontalschnitts des transparenten Films
25 verglichen werden kann mit der Größe von jedem der vorerwähnten
Abschnitte des Anlageelements 14. Wie aus dieser Figur ersichtlich ist,
ist der maximale Durchmesser D1 des transparenten Films 25 größer als
der Außendurchmesser des Hülsen-Umfangssitzes 14e des Anlageele
ments 14 (d. h., größer als der Innendurchmesser der elastischen Hülse
23). Der Durchmesser D2 des kreisförmigen Teils des Films ohne den
ringförmigen Teil, in welchem die Kerben ausgebildet sind, ist größer
als der Außendurchmesser des Positionierfläche 14b des Anlageelements
14. Das innere Ende oder der innere Scheitel der Kerbe 15a wird auf
der konischen Fläche 14c plaziert. Der Durchmesser D2 läßt sich in
Grenzen willkürlich entsprechend dem Material und der Dicke des trans
parenten Films 25, d. h., gemäß der Flexibilität und der Elastizität des
Films, festlegen. Allerdings sollte der Durchmesser D2 bis zu einem
gewissen Ausmaß größer sein als der Durchmesser der Lichtleitfaser 5.
Der transparente Film 25 hat eine flache Form (praktisch ebene Form),
wenn er nach der Ausbildung sich im freien Zustand befindet. Ist der
Film allerdings in das lichtemittierende Modul 10 eingesetzt, so ist der
Umfangsteil des Films 25 elastisch nach unten gebogen, wie aus Fig. 5
ersichtlich ist. Dann nimmt nämlich der Film 25 eine domähnliche Form
an. Außerdem wird der umgebogene Abschnitt des Films 25 in die
Haltenut 14 des Anlageelements 14 eingesetzt. Aufgrund der Federelasti
zität des transparenten Films 25 zeigt dessen Umfangsabschnitt die Nei
gung, in den flachen Zustand zurückzukehren oder wieder den flachen
Zustand einzunehmen, so daß er gegen den Innenumfang der elastischen
Hülse 23 gedrückt wird. Hierdurch wird verhindert, daß der transparente
Film 25 die Haltenut 14d verläßt. Ist der transparente Film 25 in der in
Fig. 4 gezeigten Weise geformt, werden die Vorsprünge 25b haupt
sächlich in der Haltenut 14d gehalten. Für den Fall, daß die Tiefe jeder
Kerbe kleiner als in der Figur dargestellt ist, werden ein sich entlang
und innerhalb des Umfangs des Kreises mit dem Durchmesser D2 er
streckender ringförmiger Teil und die Vorsprünge 25b in der Haltenut
14d gehalten.
Der Umfangsteil des transparenten Films 25 wird elastisch gegen den
Innenumfang der elastischen Hülse 23 in der Haltenut 14d gedrückt.
Somit wird, obschon keine Einrichtung zum Fixieren des transparenten
Films 25 an dem Anlageelement 14 oder an der elastischen Hülse 23 in
dem Modul vorgesehen ist, sichergestellt, daß der Film 25 nicht von der
Oberfläche des Anlageelements 14 abfällt.
Weiterhin ist die elastische Hülse 23 an dem Schweiß-Fixierpunkt 24 an
dem Anlageelement 24 fixiert. Wenn somit die Buchse 4 in die elasti
sche Hülse 23 eingesetzt oder von dieser gelöst wird, bewegt sich die
elastische Hülse 23 relativ zu dem Anlageelement 14 nicht. Wenn daher
die Buchse 4 in die elastische Hülse 23 eingesetzt oder von dieser gelöst
wird, wird der transparente Film 25 nicht von der Oberfläche des Anlageelements
14 wegbewegt. Aufgrund dieses Umstands ist es nicht
notwendig, den transparenten Film 25 beispielsweise mit Hilfe eines
Klebstoffs zu fixieren.
Der Umfangsabschnitt des transparenten Films 25, beispielsweise die
Endabschnitte der Vorsprünge 25b, können leicht mit der Innenfläche
der Haltenut 14d oder an dem Innenumfang der elastischen Hülse 23
angebondet werden. Für den Fall, daß der transparente Film aus wärmeschmelzendem
Harz besteht, können die Endabschnitte der Vor
sprünge 25b angeschmolzen und an dem Anlageelement 14 oder an der
elastischen Hülse 23 fixiert werden. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird
die Buchse 4 in die elastische Hülse 23 eingesetzt und von dieser
elastisch gehalten. Außerdem wird auf den Außengewindeabschnitt 11a
des Gehäuses 11 ein Befestigungselement aufgeschraubt, welches mit
einem Stopfen zum Halten der Buchse 4 ausgestattet ist. Diese Schraub
kraft überträgt sich über eine seitlich des Stopfens vorgesehene Feder
auf die Buchse 4. Damit wird die Buchse 4 in Richtung eines Pfeils F1
gedrückt. Jetzt biegt sich der transparente Film 25 derart, daß er dicht
an der Stirnfläche 5a der Lichtleitfaser 5 und der umgebenden Stirn
fläche 4a der Buchse 4 haftet. Außerdem kommt der eng an der Stirn
fläche 4a der Buchse 4 haftende transparente Film 25 in Berührung mit
der Positionierfläche 14b des Anlageelements 14. Die Stirnfläche 4a der
Buchse 4 haftet stets eng an der Positionierfläche 14b und wird mit
dieser in Anlage-Eingriff gebracht, und zwar über den transparenten
Film 25, der zwischen den Teilen liegt. Damit ist die Positionierung der
Buchse 4 abgeschlossen. Falls die Stirnfläche 4a der Buchse 4 derart
bearbeitet wurde, daß sie eine geringfügig sphärisch ausgebildete Ober
fläche ausgebildete Oberfläche aufweist, wie in Fig. 2 gezeigt ist,
haftet die Stirnfläche 4a der Buchse 4 eng an dem inneren Umfangsteil
der Positionierfläche 14b und steht mit dieser in Berührung.
Wie oben beschrieben, wird das Modul derart eingestellt und gefertigt,
daß der Bildpunkt f, an dem ein Bild des lichtemittierenden Punkts von
dem Laserlicht B erzeugt wird, welches die Sammellinse 16 passiert hat,
genau oder annähernd genau übereinstimmt mit der Stirnfläche 5a der
Lichtleitfaser 5, wenn die Positionierung der Buchse 4 mit Hilfe der
Positionierfläche 14b erreicht ist. Deshalb wird das von dem lichtemit
tierenden Punkt 21a des Halbleiterlasers 21 emittierte Laserlicht B von
der Sammellinse 16 gebündelt, und das Bild wird an dem Bildpunkt
erzeugt, welcher exakt oder annähernd exakt mit der Stirnfläche 5a der
Lichtleitfaser 5 übereinstimmt.
Die auf der Seite des transparenten Films, welche der Sammellinse
zugewandt ist, ausgebildete Antireflexionsbeschichtung kann verhindern,
daß Laserlicht von dem transparenten Film 25 reflektiert wird und zu
dem Halbleiterlaser 21 zurückkehrt. Weiterhin hängen aufgrund der
Flexibilität des transparenten Films 25 dieser Film 25 und der Kern der
Lichtleitfaser 5, die den gleichen Brechungsindex besitzen, sehr eng und
fest aneinander, mit dem Ergebnis, daß zwischen ihnen keine Luftschicht
gebildet wird. Somit wird keinerlei Licht an der Stirnfläche 5a der
Lichtleitfaser 5 reflektiert und kann also kein Licht auf den Halbleiter
laser 21 zurückfallen.
Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird gegenüber dem
herkömmlichen Modul hinsichtlich der Ausrichtung der Achse der einge
setzten Buchse 4 eine Verbesserung erreicht.
Wie in Fig. 7 zu sehen ist, ist die elastische Hülse 23 an dem Hülsen-
Umfangssitz 14e des Anlageelements 14 nur an einem einzigen Schweiß-
Fixierpunkt 24 durch Anschweißen fixiert, wobei der Schweiß-
Fixierpunkt 24 von dem bodenseitigen Ende des Schlitzabschnitts 23a
des symmetrisch bezüglich der Bodenfläche der Hülse 23 um 180°
versetzt ist. Für den Fall, daß die Buchse 4 einen Außendurchmesser
besitzt, der geringfügig größer als der Innendurchmesser der elastischen
Hülse 23 ist, wird, wenn die Buchse 4 eingesetzt wird, die Hülse 23
nach außen verformt und aufgespreizt, und zwar in gleichem Maß in
jeder der Richtungen, die durch das Bezugszeichen 8 angedeutet sind,
bezogen auf die Mittellinie L-L, die zwischen dem Boden des Schlitz
abschnitts 23a und dem Schweiß-Fixierpunkt 24 gezogen ist.
Selbst wenn also Schwankungen im Außendurchmesser der Buchse 4
auftreten, verschiebt sich die Mittelachse O der Buchse 4 auf der Linie
L-L lediglich in X-Richtung. Dann jedoch verschiebt sich die Mittel
achse O nicht in +Y- und in -Y-Richtung. Als Ergebnis des Umstands,
daß selbst dann, wenn Größenschwankungen der Buchsen 4 auftreten,
die Mittelachse O der Buchse 4 nur in eine Richtung (nämlich in X-
Richtung) verschoben wird, kann die Genauigkeit der Positionierung der
Buchse 4 extrem hoch sein. Darüber hinaus wird die elastische Hülse 23
gleichmäßig um einen Betrag Δ sowohl im Uhrzeigersinn als auch im
Gegenuhrzeigersinn bezüglich der Linie L-L verformt. Folglich ist das
Ausmaß der Verschiebung der Mittelachse O der Buchse 4 in X-Rich
tung sehr gering.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird als transparenter
Film 25 ein Film verwendet, der in seinem Umfangsabschnitt gemäß
Fig. 4 ausgebildete Kerben 25a besitzt. Bei einer anderen Ausführungs
form der Erfindung kann hingegen auch ein in Form einer flachen
Scheibe ausgebildeter Film 25 ohne die Kerben 25a verwendet werden.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird der Umfangsabschnitt dieses transparen
ten Films 25 derart verformt, daß der Film eine schalenförmige Form
annimmt. Hier kann der Umfangsabschnitt dieses Films in die Haltenut
14d des Anlageelements 14 eingesetzt werden.
Die obige Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit
Fig. 1 betrifft lichtemittierende Moduln, jedoch kann gemäß der Lehre
der vorliegenden Erfindung auch in entsprechender Weise ein Licht
empfangs-Modul ausgestaltet werden.
Bei dem Lichtempfangs-Modul wird anstelle des Halbleiterlasers 21 ein
Photodetektor mit verschiedenen Lichtempfangsbauteilen verwendet. Bei
dem Lichtempfangs-Modul wird aus der Stirnfläche 5a der Lichtleitfaser
5 austretendes Licht von einer Sammellinse auf das Lichtempfangs-Bau
element gebündelt. In diesem Fall besaß das herkömmliche Modul den
Nachteil, daß das Licht an der Stirnfläche 5a der Lichtleitfaser 5 reflek
tiert und somit in das Innere der Lichtleitfaser zurückgeworfen wurde,
bedingt durch die Differenz im Brechungsindex zwischen der Stirnfläche
5a und der Umgebungsluft. Bei dem erfindungsgemäßen Lichtempfangs-
Modul hingegen ist ein transparenter Film vorgesehen, der an der Licht
leitfaser eng und sicher haftet, so daß das Licht an einer Reflexion durch
die Stirnfläche der Lichtleitfaser gehindert werden kann, und demzufolge
nicht in das Innere der Faser zurückfällt. Das von der Lichtleitfaser
abgegebene Licht kann mit hoher Genauigkeit von dem Lichtempfangs-
Bauelement erfaßt werden.
Wie oben beschrieben, kann bei dem erfindungsgemäßen Modul die
Reflexion von Licht an der Stirnfläche der Lichtleitfaser dadurch verhin
dert werden, daß ein transparenter Film eng und sicher an der Licht
leitfaser innerhalb des Moduls haftet. Ferner ist die Stirnfläche der
Buchse derart positioniert, daß sie eng über den transparenten Film an
dem Anlageelement liegt. Dabei fallen die Stirnflächen der Lichtleitfaser
und der Bildpunkt, an welchem aus dem die Sammellinse passierenden
Licht ein Bild erzeugt wird, praktisch zusammen. Hierdurch ist stets
eine sich durch hohe Präzision auszeichnende optische Nachrichtenver
bindung gewährleistet.
Der transparente Film kann dadurch in das Modul eingesetzt werden,
daß sein Umfangsteil so umgebogen wird, daß er in der Umfangsnut des
Anlageelements gehalten wird. Damit ist der Aufbau eines Systems zum
Einsetzen des transparenten Films sehr einfach.
Ferner kann es praktisch nicht dazu kommen, daß in einem Teil des
transparenten Films, der eng an der Lichtleitfaser haftet, eine Verzer
rung und interne Spannungen auftreten, weil nämlich die durch Kerben
getrennten Vorsprünge im Umfangsteil des transparenten Films vorgese
hen sind und die Vorsprünge derart gebogen werden, daß sie in der Nut
aufgenommen werden.
Außerdem läßt sich die Lagedifferenz im Querschnitt zwischen der
Mittelachse der Buchse und derjenigen des Anlageelements dadurch
minimieren, daß man das Anlageelement an einem Teil der Hülse an
schweißt und fixiert, welcher dem unteren Ende des Schlitzes gegen
überliegt, so daß der Teil der Hülse und das untere Ende des Schlitzes
symmetrisch bezüglich der Mitte der Bodenfläche der Hülse angeordnet
sind. Hierdurch läßt sich die Genauigkeit erhöhen, mit der die Achse der
Buchse ausgerichtet ist. Außerdem läßt sich durch Anschweißen und
Fixieren der Hülse an dem Anlageelement die Hülse daran hindern, daß
sie sich bewegt, wenn die Buchse in das Modul eingesetzt wird oder von
dem Modul gelöst wird. Deshalb kann verhindert werden, daß der in die
Hülse eingesetzte transparente Film von der Hülse loskommt.
Claims (4)
1. Modul für eine optische Verbindung, mit einer Hülse (23), in die
eine Buchse (4) zum Halten einer Lichtleitfaser (5) eingesetzt ist,
einer Sammellinse (16), die auf einer Verlängerungslinie einer
Mittelachse der eingesetzten Buchse (4) und eines Lichtabgabe- oder
Lichtempfangselements (21) angeordnet ist,
gekennzeichnet durch
gekennzeichnet durch
- - einen transparenten Antireflexionsfilm (25), der in der Hülse (23) vorgesehen ist, und von dem ein Teil derart gebogen ist, daß er eng an der Stirnfläche (5a) der Lichtleitfaser (5) und der umgebenden Stirnfläche (4a) der Buchse (4) haftet, und
- - ein Anlageelement (14), das - über den Antireflexionsfilm (25) - eng an der Stirnfläche der Buchse (4) an einer Stelle anliegt, wo ein Bildpunkt (f), an welchem von durch die Sammellinse (16) gelangtem Laserlicht ein Bild entsteht, nahezu mit der Stirnfläche (5a) der Lichtleitfaser (5) übereinstimmt.
2. Modul nach Anspruch 1, bei dem an einem Außenumfang des An
lageelements (14) eine Nut (14d) ausgebildet ist, in der ein umgebo
gener Umfangsteil (25b) des transparenten Films (25) gehalten wird.
3. Modul nach Anspruch 2, bei dem mehrere Vorsprünge (25b), die
durch Kerben (25a) voneinander getrennt sind und sich von der
Mitte des transparenten Films (25) aus radial erstrecken, in dem
Umfangsteil ausgebildet sind, und daß die Vorsprünge in der Nut
(14) gehalten werden.
4. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein Schlitz
abschnitt (23a) in der Hülse (23) ausgebildet ist, der sich in Längs
richtung der Hülse erstreckt, wobei ein Teil (23b) der Hülse (23) an
einem Außenumfang des Anlageelements (14) verschweißt und
fixiert ist, und der Teil (23b) der Hülse und ein Endabschnitt des
Schlitzabschnitts (23a) auf einer Stirnfläche der Hülse symmetrisch
bezüglich der Mitte der Stirnfläche der Hülse angeordnet sind.
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