DE2708014C3 - Stecker zur Ankopplung eines Einzellichtwellenleiters an einen anderen Einzellichtwellenleiter oder an einen Lichtsender oder Lichtempfänger - Google Patents
Stecker zur Ankopplung eines Einzellichtwellenleiters an einen anderen Einzellichtwellenleiter oder an einen Lichtsender oder LichtempfängerInfo
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Description
Die Erfindung legt auf dem Gebiet der gegenseitigen
Ankopplung optischer Bauelemente und behandelt insbesondere das Problem der gegenseitigen justierung
bei der Ankopplung eines Einzellichtwellenleiters an einen anderen Einzellichtwcllenleiter oder an einen
Lichtsender oder Lichtempfänger.
Zur Herstellung von Einzellichtwellenleitersteckverbindungen sind Vorschläge bekannt, denen verschiedene Prinzipien zugrunde liegen. Ein Prinzip geht davon
aus. daß die Lichtwellenleiter-Enden während des Sieckvorganges in bezug auf Zentrizität, Achswinkel
und Lage der Endfläche justiert und fixiert werden. Bei einer bekannten Anordnung dieser Art erfolgt die
Führung der Einzellichtwellenleiter in einem zylindrischen Kapillarrohr. Die Einzellichtwellenleiter werden
von beiden Seiten her in das Kapillarrohr bis /ur gegenseitigen Berührung eingeschoben und an beiden
Enden verklemmt (DE-OS 22 33 916).
Bei einem zweiten Prinzip werden die l.ichtwcllcnleiter-Enden
in einer Hilfsfassung justiert und fixiert und die endgültige Ankopplung der Lichtwellenleiter-Enden
geschieht bei der Verbindung zweier Hilfsfassungen miteinander. Bei der hierzu bekannten Vorrichtung sind
die Lichtwellenleiter-Enden in den Hilfsfassungen in einem festen Abstand um räumlich gegeneinander
versetzte Achsen angeordnet, wobei die Hilfsfassungen in einer Ebene gegeneinander verdrehbar sind (DE-AS
21 59 327). Die Kontrolle der justierung wird bei dieser
Vorrichtung mit der Messung der Intensität eines über
die Koppelstelle geleiteten Lichtstrahls vorgenommen.
Bei einem weiteren l'rin/ip wird /ur Ankopplung der
Lichtwcllenleiter ein optisches Hilfssystem, bestehend
aus Linsen, verwendet, wobei die Licht wellen'fiter· Lu
den gegenüber diesem optischen System justiert und fixiert werdea Die Trennung der Verbindung erfolgt
durch Auftrennen des optischen Systems. Eine entsprechende Anordnung ist in Form einer optischen
Kopplung für transparente faserartige Lichtleiter bekannt (DE-OS 19 41923). Als Kupplungselement
dient eine Linse, die den gleichen Brechungsindexgradienten aufweist wie die Lichtwellenleiter, wobei diese
Linse in bestimmten beidseitigen Abständen gegenüber den benachbarten Endflächen zweier Lichtwellenleiter
angeordnet ist, deren optische Achse in der optischen Achser der Linse liegt. Wesentlich ist auch bei dieser
Anordnung die bereits angedeutete Ausrichtung auf eine gemeinsame optische Achse.
Andere bekannte Konstruktionen zur lösbaren Veiijindung zweier Einzel-Lichtwellenleiter sehen eine
rohrförmige Außenhälse vor, in der zwei die anzukoppelnden Teile aufnehmende Steckerteile gleichachsig
zueinander angeordnet sind; jedes Steckerteil weist eine axiale Bohrung zur Aufnahme der anzukoppelnden
Teile auf (DE-OS 23 52 874, DE-OS 25 16 858, DE-OS 25 24 845). Bei diesen Konstruktionen müssen die
Steckerteile entweder mit sehr genauen zentrischen Bohrungen versehen werden oder sie müssen nach dem
Einführen des jeweiligen Lichtwellenleiter-Endes im Hinblick auf die zentrische Anordnung der Einzel-Lichtwellenleiter mechanisch bearbeitet werden.
Durch die DE-AS 25 42 606 ist weiterhin ein Verfahren zum justieren von Einzellichtwellenleitern in
Verbindungsanordnungen beschrieben. Hier geht es darum, daß ein in einem Steckerstift gefaßter Einzellichtwellenleiter innerhalb einer Hülse ausgerichtet und
fixiert wird. Dabei ist der Einzellichtwellenleiter in einem Steckerstifl eingeklebt, dessen Stirnfläche zusammen mit der Stirnfläche des Einzellichtwellenleiters
poliert wird. Danach kann erst die justierung und schließlich die Fixierung mit Hilfe von Gußmitteln
erfolgen. Hierfür sind entsprechende Justiervorrichtungen bereitzustellen, die auf der Strecke kaum zu
verwenden sind, so daß eine Montage eigentlich nur im Werk in Frage kommen dürfte.
Eine ähnliche Verbindungsanordnung ist durch die US-PS 39 02 784 bekannt. Auch hier werden die
Einzellichtwcllenleiter in Stiften gefaßt, die dann in entsprechenden hülsenartigen Fassungen justiert und
fixiert werden. Die Ausrichtung von zwei zu verbinden den, derartig gefaßten Einzellichtweller.leitern auf eine
gemeinsame optische Achse kann dann auf den Außendurchmesser der Fassungen erfolgen. Somit sind
hier ähnliche Verhältnisse wie bei der vo'hergchendcn
Ausführung gegeben.
Die bekannten Vorschläge führen also entweder aufgrund eines mit umfangreichen Messungen verbundenen
Justiervorganges zu einer erschwerten Steckermontage, die nur in speziell ausgerüsteten Werkstätten
möglich ist, oder gewährleisten bei geöffneter Verbindung der anzukoppelnden Bauteile nur einen ungenügenden
Schutz gegen Verschmutzung oder Beschädigung oder führen zu einer mechanischen Beanspruchung
der Oberflächen der anzukoppelnden Bauteile während der Steckermontage, besonders dann, wenn
eine Verbindung »vor Ort« auf der Strecke hergestellt werden soll. Außerdem müssen die linden der
Einzellichtwellenlciter bereits vorher in entsprechenden Stiften gefaßt werden, wobei meist noch eine Behandlung
der Stirnflächen nötig ist.
Ausgehend von der bekannten Anordnung /ur lösbaren optischen Ankopplung eines l.in/elhchtwellen·
leiters an einen anderen Einzellichtwellenleiter oder an einen Lichtsender oder -empfänger, die aus einer
zylindrischen Außenhülse besteht, in der zwei die anzukoppelnden Teile aufnehmende Steckerteile gleichachsig
zueinander angeordnet sind und bei der jedes ί
Steckerteil eine achsiale Bohrung zur Aufnahme der anzukoppelnden Teile aufweist lieg« der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, diese Anordnung konstruktiv so auszugestalten, daß bei einfacher Herstellung der
Anordnung nach Einführung des anzukoppelnden in optischen Bauteils eine gegenseitige justierung der
optischen Bauteile nicht mehr notwendig ist, wobei zu gewährleisten ist, daß bei Montage vor Ort größtmöglicher
Schutz vor Beschädigung und Verschmutzung des Lichtwellenleite'.-s gegeben sein sollte.
Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung an einem Stecker der eingangs erwähnten Art dadurch
gelöst, daß die zur Aufnahme des Lichtwellenleiters Destimmte Bohrung ein Sackloch ist, dessen Stirnseite
einen optischen transparenten Abschluß bildet
Bei einem derart ausgebildeten Steckerteil ist durch die zentrische Anordnung der Aufnahmevorrichtung im
Steckerteil die zentrische Führung des anzukoppelnden Teiles gewährleistet ohne daß bei der Montage des
Steckers noch besondere Maßnahmen zur Ausrichtung und Zentrierung der anzukoppelnden Bauteile erforderlich
wären. Somit entfällt die bisher notwendige Kontrolle der zentrischen Lage der zu koppelnden
Bauteile, insbesondere eines Einzel-Lichtwellenleiters, so daß das Einsetzen des Einzel-Lichtwellenleiters in jo
den Steckerteil und die Verbindung der Steckeneile ohne weitere Hilfsmittel erfolgen kann.
Ein weiterer besonderer Vorteil liegt jedoch darin, daß die Bohrung zur Aufnahme des Einzel-Lichtwellenleiters
ein Sackloch ist, wobei der Abschluß optisch transparent ausgebildet ist. Damit wird sichergestellt
daß ausreichender Schutz gegen Beschädigungen der Stirnflächen der Einzel-Lichtwellenleiter gegeben ist,
wie in der Aufgabenstellung gefordert wird.
Das neue Steckerteil kann sowohl zur Aufnahme <<n
eines Lichtsenders oder Lichtempfängers als auch zur Aufnahme eines Einzel-Lichtwellenleiters ausgebildet
sein. Im letzten Fall ist es besonders zweckmäßig, wenn die zentrische Führung von einem Führungskörper
gebildet wird, der zentrisch in der Aufnahmevorrichtung befestigt ist und der in seiner Achse eine Bohrung
aufweist, die an der Stirnseite des Steckerteiles mit einem optischen Abschluß versehen ist. In diesem Fall
wird mittels des optischen Abschlusses eine Verschmutzung der Lichtwellenleiter-Enden sowie eine Verlet- 5«
zung der Lichtwellenleiter-Oberflächen beim Steckvorgang ausgeschlossen. Außerdem macht der einseitige
optische Abschluß der Bohrung die Bearbeitung der Stirnfläche der Steckerteile überflüssig. Darüber hinaus
sind die Enden des oder der Einzel-Lichtwellenleiter ϊΓ>
geschützt untergebracht und eine Montage vor Ort ist ohne zusätzlichen Meß- und Justieraufwand möglich.
Die in Weiterbildung der Erfindung vorgesehenen optischen Abschlüsse der Bohrung können unterschiedlich
ausgebildet sein. Besonders einfache optische w> Abschlüsse ergeben sich bei Verwendung eines
Glaskapillarröhrchens, das an seinem Ende beispielsweise linsenförmig abgeschmolzen ist. Um besondere
optische Übergangswerte für den optischen Abschluß zu erhalten, ist es notwendig, im Lichtdurchgangsbe- nr<
reich an der Stirnfläche für das Material einen Brechungsindex auszuwählen, der dem des Einzel-Lichtwellenleiters
entspricht. So sind in diesem Bereich Einschmelzungen anderer Materialien oder sogar von
Lichtwellenleiter-Abschnitten geeignet
Die zentrierende Bohrung selbst kann wie bereits erwähnt durch ein Kapillarröhrchen gebildet werden,
oder sie entsteht durch zylindrische Führungselemente, die in Längsrichtung parallel verlaufend so gehalten
werden, daß sie im Inneren die langgestreckte Bohrung bilden, die an einem Ende durch einen entsprechenden
optischen Abschluß verschlossen wird.
Mit einer solchen Aufbauweise ist es möglich, den aufwendigen Justiervorgang für den Stecker sowie das
Einfügen, Zentrieren und Fixieren der Einzel-Lichtwellenleiter in zwei Arbeitsgänge aufzuteilen, wobei der
Zentrier- und Justiervorgang räumlich und zeitlich getrennt vom Vorgang des Einfügens und Fixierens des
Einzel-Lichtwellenleiters erfolgen kann. Für den zweiten Vorgang, nämlich das Einfügen und Fixieren des
Einzel-Lichtwellenleiters entfällt somit die Notwendigkeit umfangreicher Ausrüstung.
Die Trennung des Justier- und Zentriervorganges vom Vorgang des Einfügens und Fixierens wird dadurch
möglich, daß eine ausreichend selbstjustierende Aufnahmevorrichtung für die anzukoppelnden Bauteile, insbesondere
für das Ende eines Einzel-Lichtwellenleiters in dem Steckerteil bei dessen Herstellung so justiert und
fixiert wird, daß die nach dem späteren Einführen des optischen Bauteils, insbesondere des Lichtwellenleiter-Endes
erzielte Qualität der Steckverbindung den geforderten Stand erreicht. Die Justierung und Fixierung
der Aufnahmevorrichtung erfolgt dabei gegenüber einem Führungselement der Steckerkonstruktion, das
bei der späteren Herstellung der lösbaren Steckverbindung als positionsbestimmendes Element der Gesamtsteckerkonstruktion
dient also beispielsweise gegenüber einer konzentrischen Außenhülse mit ausreichend
eng toleriertem Innendurchmesser.
Wie bereits erwähnt können anstelle eines Einzel-Lichtwellenleiters
auch ein lichtsendendes oder lichtempfangendes Bauteil eingesetzt werden, so daß eine
entsprechende Ankopplung erfolgen kann. Weitere Elemente der Gesamtsteckerkonstruktion, wie Abfangvorrichtung
für Strukturelemente von Lichtwellenleiter-Kabeln oder Halteelemente für die Steckverbindung,
können in weitgehend beliebiger Form der Kabelkonstruktion und dem Einsatzzweck der Stecker angepaßt
werden.
Ausführungsbeispiele von gemäß der Erfindung ausgebildeten Steckerteilen sowie Einzelelemente eines
solchen Steckerteiles sind in den F i g. 1 bis 7 dargestellt.
Die F i g. 1 bis 3 zeigen Führungselemente in Form einer zentrierenden Bohrung mit verschiedenartigem
optischem Abschluß, beispielsweise einem linsenartigen Abschluß in Fig. 1, einem Abschluß in Form eines
eingeschmolzenen Zylinders in F i g. 2 und einen Abschluß in Form eines eingeschmolzenen Abschnittes
eines Einzel-Lichtwellenleiters in Fig. 3. Fig. 4 und Fig. 5 zeigen in Ansicht und im Querschnitt ein
Steckerteil, bei dem die zentrierende Bohrung durch vier zylindrische Führungskörper gebildet wird.
F i g. 6 zeigt im Schnitt ein komplettes Steckerteil, in dem ein Einzel-Lichtwellenleiter angeordnet ist, während
in Fig. 7 ein Steckerteil dargestellt ist, das mit einem Sender oder Empfänger bestückt ist.
Der in F i g. 1 dargestellte Führungskörper 2 ist als einseitig geschlossenes Kapillarröhrchen mit der Borung
1 ausgebildet. Der Innendurchmesser des Kapillarröhrchen muß dem Durchmesser des einzuführenden
Einzel-Lichtwellenlciters angepaßt scm. um bei ver-
nachlässigbarem Spiel die richtige Achslage zu gewährleisten. Der einseitige Abschluß des Kapillarröhrchens
kann dabei als ebener, mechanischer Anschlag für das Ende des Einzel-Lichtwellenleiiers ausgebildet sein. In
dem gezeigten Falle ist die Bohrung 1 mit einem linsenartigen Abschluß 3 versehen, um die Lichtübertrittswerte zu ve bessern. Das Kapillarröhrchen besteht
zweckmäßiger* eise aus Glas, Quarz oder ähnlichem.
Das Ausführungsbeispiel eines Führungskörpers 2 mit eingeschmolzenem Abschluß 4 wird in der F ig. 2
wiedergegeben.
Dieser eingeschmolzene Abschluß 4 besteht aus einem lichtleitenden Zylinder, der einen höheren
Brechungsindex aufweist als der Führungskörper 2. Die Einschmelzung des Führungskörpers 2 nach F i g. 3
besteht aus einem Abschnitt 5 eines F.inzel-Licht Wellenleiters. Auch in diesem Fall wird der Lichtübertritt
zwischen den Enden der Einzel-Lichtwellenleiter, zwischen Sender und dem Ende des Lichtwellenleiters
oder zwischen dem Ende eines Lichtwellenleiters und dem Empfänger begünstigt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel mit beinahe vernachlässigbarem Spiel wird in Fig.4 und 5 dargestellt.
Bei diesem Beispiel werden drei oder — wie in F i g. 4 gezeigt — vier zylindrische Führungskörper 6 um einen
den Abschluß der Bohrung 1 bildenden Abschnitt 5 eines Lichtwellenleiters so angeordnet, daß sich im
Anschluß an diesen Abschnitt 5 in Längsrichtung die Bohrung 1 zum Einführen des zu verbindenden
Einzel-Licht Wellenleiters anschließt. Die Längen dieser Führungskörper 6 müssen dabei selbstverständlich
länger sein als der Abschnitt 5 des Lichtwellenleiters. Die Lage der Führungskörper 6 muß in geeigneter
Weise fixiert sein und wird mit einer Quetsch- oder Federhülse oder einem Schrumpfschlauch 7 durchgeführt. Diese Anordnung wird schließlich in der
Aufnahmevorrichtung 8 angeordnet, die wiederum innerhalb des Steckerteils zentrisch befestigt ist. Die
Einführung des zu verbindenden Einzel-Lichtwellenleiters muß somit keiner weiteren Kontrolle unterzogen
werden. Das Material der Führungskörper 6 muß so ausgewählt sein, daß eine Beschädigung der Oberfläche
der einzuführenden Einzel-Lichtwellenleiter nicht eintritt. Solche Materialien sind zum Beispiel elastische
Kunststoffe, geglühtes Kupfer, Blei und andere leicht fließende Metalle oder auch Kombinationen dieser
Materialien.
In Fig.6 wird ein fertig montiertes Steckerteil 12
gezeigt, in dem die Aufnahmevorrichtung 11 durch eine
geeignete Vergußmasse 13 oder dergleichen fixiert ist. Die Aufnahmevorrichtung U beinhaltet, ebenfalls durch
Vergußmasse 13 oder dergleichen fixiert, den Führungskörper 2 mit der Bohrung 1 und dem linsenförmigen
Abschluß 3 am stirnseitigen Ende des Steckeneils. Am anderen Ende des Steckerteils 12 ist eine erweiterte
Bohrung 14 vorgesehen, in der eine entsprechende Abfangung des Einzel-Lichtwellenleiters bzw. dessen
Umhüllung erfolgen kann. In F i g. 7 ist ein entsprechender Steckerteil 15 dargestellt, der jedoch mit einem
Sender- bzw. Empfängerteil 17 bestückt ist Dieses Sender- bzw. Empfängerteil 17 ist in einer Aufnahmevorrichtung 16 fixiert, aus der die Anschlußeinheiten 18
abgeführt werden. Die Aufnahmevorrichtung 16 wird
auch in diesem Falle mit einer geeigneten Vergußmasse
13 oder dergleichen in zentrischer Position fixiert. Der lustiervorgang /wischen den Aufnahmevorrichlungen
11 bzw. 16 und dem positionsbestimmenden Führungselement der Sleckerteile 12 bzw. 15 wird nun anhand der
soeben beschriebenen F i g. 6 und 7 näher erläutert. Es geht dabei um den Ausgleich der Toleranzen von
Lichtwellenleiter, Aufnahmevorrichtung und Führungskörper, sowie um die relative Positionierung zweier
Steckerteile beim Steckvorgatig, so daß optimaler Lichtübertritt zwischen den zu verbindenden Lichtwellcnleitern oder zwischen einer Lichtquelle bzw. einem
Lichtdetektor und einem Lichtwellenlciter erfolgen kann. Dies wird dadurch erreicht, daß die Aufnahmevorrichtung U bzw. 16 gegenüber dem Steckerteil 12 bzw.
15 als positionsbestimmendem Führungselement in bezug auf die Winkellage der Achsen und auf die
achsiale Position justiert und fixiert wird. Das positionsbestimmende Führungselement des Steckerteils 12 bzw. 15 ist hier als zylindrische, äußere
Führungshülse ausgebildet, so daß zwei solcher Steckerteile 12 bzw. 15 in einer gemeinsamen
Außenhülse aufeinander ausgerichtet geführt werden können. Der Führungskörper 2 bzw. der Sende- oder
Empfängerteil 17 wird zunächst in einer als Zwischenhülse ausgebildeten Aufnahmevorrichtung Il bzw. 16
justiert und durch Löten. Vergießen mit Kunststoff oder durch Verkeilen fixiert. Anschließend wird die Aufnahmevorrichtung 11 bzw. 16 mit dem fixierten Führungskörper 2 bzw. Sende- oder Empfängerteil 17 in der in
einer Justiereinrichtung eingespannten äußeren Führungshülse des Steckerteils 12 bzw. 15 positioniert. Die
justierung erfolgt nun so, daß die Lage der Aufnahmevorrichtung Il bzw. 16 gegenüber der äußeren
Führungshülse des Steckerteils 12 bzw. 15 so verändert
wird, bis die zentrische Lage gesichert ist Das Ermitteln der zentrischen Lage erfolgt durch einen Meßvorgang.
Im Beispiel nach F i g. 6 wird in den Führungskörper 2 ein Einzel-Licht wellenleiter eingeführt und an einen
Lichtsender angeschlossen. Mittels eines in der justiervorrichtung zentrisch angeordneten zweiten Einzel-Lichtwellenleiters wird dann das Optimum des Lichtübertritts gemessen, das ein Kriterium für die zentrische
Lage des Führungskörpers 2 innerhalb des Steckerteils
12 darstellt Das Optimum wird also zum Beispiel mit
Hilfe einer in den Führungskörper 2der zu justierenden Aufnahmevorrichtung 11 eingeführten Meßfaser gegenüber einem als normal dienenden Referenzstecker
direkt ausgemessen oder auch durch mikroskopische Beobachtung der Lage der zu justierenden Aufnahmevorrichtung U festgestellt Die auf diese Weise
gefundene, optimale relative Lage von Führungshülse des Steckerteiis IZ und der Aufnahmevorrichtung ii
bzw. dessen Führungskörper 2 wird anschließend ebenfalls fixiert, zum Beispiel durch Vergießen mil
Vergußmasse 13. Justiert man in einer gleichartiger Aufnahmevorrichtung 16, wie in Fig.7 gezeigt wird
eine Lichtquelle oder einen Lichtdetektor 17 auf die gleiche Weise wie einen Führungskörper Z dann erhält
man mit dem Lichtwellenleiter-Stecker kompatible steckbare Anschlußteile für den Ban von LJchtsendern
oder LJchtempfängern.
Claims (6)
1. Stecker zur Ankopplung eines Einzellichtwellenleiters an einen anderen Einzellichtwellenleiter
oder an einen Lichtsender oder Lichtempfänger durch Einstecken des Steckers in eine muffenförmige Hülse, wobei der anzukoppelnde Lichtwellenleiter in einer eine Bohrung aufweisende Hülse grob
zentrisch gefaßt ist, die ihrerseits in einer Bohrung des Steckers so zentriert und fixiert ist, daß der
Lichtwellenleiter koaxial zur Achse des Steckers verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bohrung (1) ein Sackloch ist, dessen Stirnseite einen optisch transparenten Abschluß (3,4,5) bildet.
2. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abschluß der Bohrung eben ist.
3. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der optische Abschluß der Bohrung aus
einet angeschmolzenen Linse (3) besteht.
4. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der optische Abschluß der Bohrung aus
einer lichtleitenden Einschmelzung (4,5) besteht.
5. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abschluß der Bohrung aus
einem eingeschmolzenen Abschnitt (5) eines Einzcl-Lichtwellenleiters besteht.
6. Stecker nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung durch den Zwickelraum
zylindrischer Führungselemente (6) gebildet wird, die als optischen Abschluß einen Einzel-Lichtwellenleiter (5) fixieren.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19772708014 DE2708014C3 (de) | 1977-02-24 | 1977-02-24 | Stecker zur Ankopplung eines Einzellichtwellenleiters an einen anderen Einzellichtwellenleiter oder an einen Lichtsender oder Lichtempfänger |
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DE2708014C3 true DE2708014C3 (de) | 1981-08-20 |
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ID=6002066
Family Applications (1)
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1977
- 1977-02-24 DE DE19772708014 patent/DE2708014C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2708014B2 (de) | 1980-10-16 |
DE2708014A1 (de) | 1978-08-31 |
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