DE2542606B1 - Verfahren zum Justieren von Einzellichtwellenleitern in Verbindungsanordnungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zentrieren eines in einem zylindrischen Steckerstift gefaßten Einzellichtwellenleiters in einer den Steckerstift umfassenden zylindrischen Hülse, die als Führungs- und Zentrierelement bei der Zusammenstellung lösbarer Verbindungsanordnungen Verwendung findet.

Das Einkoppeln von Lichtenergie in Einzellichtwellenleiter bereitet aufgrund ihrer besonders geringen Ein- bzw. Austrittsflächen erhebliche Schwierigkeiten, so daß diesem Gebiet der optischen Lichtwellenleitertechnik besonderes Augenmerk zuteil wird. Zur Lösung des Problems wurden verschiedene Wege verfolgt, und so wurden beispielsweise Linsenanordnungen oder die Vergrößerung von Ein- bzw. Austrittsflächen vorgeschlagen, wobei in jedem Falle eine genaue Justierung und Ausrichtung der Einzellichtwellenleiter auf eine gemeinsame optische Achse vorzunehmen ist. Die hierzu nötigen Justier- und Ausrichtvorrichtungen können oft erheblichen Aufwand ergeben, besonders dann, wenn die entsprechenden Arbeiten an jeder einzelnen Verbindung am Einsatzort ausgeführt werden müssen.

Aus der DT-OS 19 41 923 ist eine optische Kupplung für transparente faserartige Lichtleiter bekannt. Hier wird eine Anordnung beschrieben, bei der als Kupplungselement eine Linse dient, die den gleichen Brechungsindexgradienten aufweist wie die Lichtleiter, wobei diese Linse in bestimmten beidseitigen Abständen gegenüber den benachbarten Endflächen zweier Lichtleiter angeordnet ist, deren optische Achse in der optischen Achse der Linse liegt. Wesentlich ist bei dieser Anordnung ebenfalls die bereits angedeutete Ausrichtung auf eine gemeinsame optische Achse. Die deutsche Offenlegungsschrift 22 37 444 behandelt ein Verfahren zur Kopplung optischer Bauteile. So werden hier die zu verbindenden optischen Bauteile zunächst getrennt voneinander auf Unterlagen geklebt und nach dem Aushärten dieses Klebers in einem weiteren Klebevorgang vermittels von auf die Stoßflächen der Unterlagen aufgebrachten Klebstoffs an diesen Stoßflächen fest miteinander verbunden. Während dieses zweiten Klebevorganges wird über die Ankopplungsstelle Lichtenergie übertragen, deren Intensität gemessen wird. Solange der zur Verbindung der Unterlagen dienende Klebstoff noch nicht ausgehärtet ist, kann durch Verschieben der Unterlagen gegeneinander die Justierung der Bauteile aufeinander verändert werden.

Eine Vorrichtung zur Justierung zweier optischer Bauelemente, von denen mindestens eines eine einzige Lichtleitfaser ist, wird in der DT-AS 21 59 327 beschrieben. Die optischen Bauelemente sind hierbei in einem festen Abstand um räumlich gegeneinander versetzte Achsen, deren gegenseitiger konstanter Abstand innerhalb der durch Randbedingungen festgelegten Grenzen liegt, drehbar angeordnet und werden nach erfolgter Justierung fest eingestellt. Die Kontrolle der Justierung wird bei dieser Vorrichtung mit der Messung der Intensität eines über die Koppelstelle geleiteten Lichtstrahls vorgenommen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum einmaligen Justieren und Ausrichten von Einzellichtwellenleitern in Verbindungssteckern für lösbare Verbindungsanordnungen zu schaffen, so daß beim Zusammensetzen oder Austausch von Verbindungssteckern ein Nachjustieren der Einzellichtwellenleiter entfällt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Steekerstift mit dem in einer axialen Bohrung gefaßten, stirnseitig verklebten und polierten Einzellichtwellenleiter innerhalb eines in einer Justiervorrichtung ausgerichteten Rohres mittels einer beweglichen Halterung für den Steekerstift so ausgerichtet wird, daß die vom Einzellichtwellenleiter empfangene, von einem lichtemittierenden, im Zentrum der Justiervorrichtung angeordneten Einzellichtwellenleiter gleichen Durchmessers ausgesandte Lichtintensität, die mit einer Meßeinrichtung ermittelt wird, maximal ist und daß der Steekerstift in der ermittelten Lage mittels Klebe- oder Gußmittel mit dem in der gesamten Verbindungsanordnung als Führung dienenden Rohr unlösbar verbunden wird.

Am Verfahren gemäß der Erfindung ist als wesentlich anzusehen, daß ein Steekerstift mit dem ohne Rücksicht auf konzentrische Lage eingeklebten Einzellichtwellenleiter mittels einer beweglichen Halterung innerhalb eines in einer Justiereinrichtung fixierten und der späteren Führung der Verbindungsstecker dienenden Rohres auf einen zentrisch angeordneten, lichtemittierenden Einzellichtwellenleiter gleichen Durchmessers ausgerichtet und in dieser Lage mit dem ihn umgebenden Rohr verbunden wird. Zwei nach diesem Verfahren hergestellte Verbindungsstecker lassen sich nun ohne weitere Justierung oder Ausrichtung in einem Kupplungsrohr, dessen Innendurchmesser den Außendurchmessern der Rohre der Verbindungsstecker entspricht, zu einer unkomplizierten und beliebig oft lösbaren Verbindungsanordnung zusammenstecken, so daß Montagehilfen und deren oft recht komplizierte Bedienung am Montageort entfallen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird nun anhand von F i g. 1 näher erläutert. F i g. 2 zeigt einen Steekerstift mit eingeklebtem Einzellichtwellenleiter, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in Verbindungssteckern eingesetzt wird.

Der zu verbindende Einzellichtwellenleiter 3 wird zunächst, wie dies F i g. 2 zeigt, in die axiale Bohrung eines Steckerstiftes 1, die sich zur Stirnfläche hin

ungefähr auf den Durchmesser des Einzellichtwellenleiters 3 verengt, eingeführt und verklebt. Dabei spielt die genaue zentrische Lage des Einzellichtwellenleiters 3 innerhalb der Stirnfläche 2 keine Rolle. Diese Justierung und Ausrichtung wird durch das erfindungsgemäße Verfahren auf einfachere Weise ausgeführt. Zunächst werden jedoch die Stirnflächen 2 mit den verklebten Einzellichtwellenleitern zusammen poliert, so daß die Koppelfläche des Einzellichtwellenleiters optische Qualität aufweist. Dieser mit Einzellichtwellenleiter 3 versehene Steckerstift 1 wird nun in die bewegliche Halterung 6 einer Justiervorrichtung 4 eingespannt. Der feste Teil der Justiervorrichtung 4 ist mit einer Aufnahmehülse 9 versehen, in welche ein Rohr 5, das der späteren Führung des Verbindungssteckers dient, eingeschoben wird. Genau zentrisch in dieser Aufnahmehülse 9 ist ein Einzellichtwellenleiter 7 angeordnet, der während des Justiervorganges Lichtenergie emittiert und auf den schließlich der im Steckerstift 1 eingeklebte und an der Stirnseite 2 polierte Einzellichtwellenleiter 3 ausgerichtet wird. Dieser Justiervorgang spielt sich nun folgendermaßen ab: Der bereits in der beweglichen Halterung 6 eingespannte Steckerstift 1 wird in axialer Richtung in das festgeklemmte Rohr 5 eingeführt bis er mit seiner Stirnfläche 2 gegen die Stirnfläche, in welcher das Ende des fest angeordneten Einzellichtwellenleiters 7 liegt, anstößt. Der Steckerstift 1 wird nun mittels der beweglichen Halterung 6 solange bewegt bis eine Empfangsvorrichtung, welche am freien Ende des Einzellichtwellenleiters 3 angeschlossen ist, ein Optimum der auf den Einzellichtwellenleiter 3 übergekoppelten Lichtenergie anzeigt. Dies deutet darauf hin, daß die optische Achse von Einzellichtwellenleiter 3 mit der des fest und genau zentrisch angeordneten Einzellichtwellenleiters 7 übereinstimmt. Die Justierung des Einzellichtwellenleiters 3 auf die gemeinsame optische Achse, die bei idealer zentrischer Lage des Einzellichtwellenleiters 7 genau mit dem Zentrum des Rohres 5 übereinstimmt, wird um so feiner, je genauer sich die Durchmesser der beiden Einzellichtwellenleiter 3 und 7 gleichen. Eventuell auftretende Toleranzen bezüglich der zentrischen Lage des Einzellichtwellenleiters 7 können außerdem durch Drehen der Justiervorrichtung 4 um die optische Achse des Einzellichtwellenleiters 7 erkannt und durch Nachjustierung eliminiert werden. Dabei wird der Einzellichtwellenleiter 3 zunächst nach beschriebener Weise eingestellt. Infolge der anschließenden Drehung der Justiereinrichtung 4 wird bei eventuell außermittiger Lage des Einzellichtwellenleiters 7 die vorher ermittelte Lichtenergie auf einen niederen Wert absinken. Der Einzellichtwellenleiter 3 wird nun mittels der beweglichen Halterung 6 so justiert, daß er im Mittelpunkt der durch die Bewegung des Einzellichtwellenleiters 7 beschriebenen Kreises liegt. Dies wird dadurch erkennbar, daß die Empfangseinrichtung am Einzellichtwellenleiter in jeder Lage des Einzellichtwellenleiters 7 die gleiche, jedoch nur dem Teil der gegenseitigen Überdeckung entsprechende Lichtenergie mißt und anzeigt.

In der durch diese Messungen ermittelten Lage wird die bewegliche Halterung 6 arretiert und der Raum zwischen Steckerstift 1 und Rohr 5 wird mit einer aushärtbaren Klebe- oder Vergußmasse 8 ausgefüllt, so daß beide Teile innig miteinander verbunden werden. Nach der Aushärtezeit der Klebe- oder Vergußmasse 8 kann der auf diese Weise hergestellte Verbinddungsstecker in allen Verbindungsanordnungen, die auf den Außendurchmesser des Rohres 5 zentrieren, beliebig oft gesteckt bzw. ausgewechselt werden, ohne daß eine neuerliche Zentrierung nötig wird. Das bedeutet, daß eine einmalige Justierung völlig ausreichend ist und daß am Montageort keinerlei Montagehilfen nötig sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Zentrieren eines in einem zylindrischen Steckerstift gefaßten Einzellichtwellenleiters in einer den Steckerstift umfassenden zylindrischen Hülse, die als Führungs- und Zentrierelement bei der Zusammenstellung lösbarer Verbindungsanordnungen Verwendung findet, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckerstift (1) mit dem in einer axialen Bohrung gefaßten, stirnseitig verklebten und polierten Einzellichtwellenleiter (3) innerhalb eines in einer Justiervorrichtung (4) ausgerichteten Rohres (5) mittels einer beweglichen Halterung (6) für den Steckerstift (1) so ausgerichtet wird, daß die vom Einzellichtwellenleiter (3) empfangene, von einem lichtemittierenden, im Zentrum der Justiervorrichtung (4) angeordneten Lichtwellenleiter (7) gleichen Durchmessers ausgesandte Lichtintensität, die mit einer Meßeinrichtung ermittelt wird, maximal ist und daß der Steckerstift (1) in der ermittelten Lage mittels Klebe- oder Gußmittel (8) mit dem in der gesamten Verbindungsanordnung als Führung dienenden Rohr (5) unlösbar verbunden wird.