DE2904893A1

DE2904893A1 - Optische glasfaser

Info

Publication number: DE2904893A1
Application number: DE19792904893
Authority: DE
Inventors: Lawrence Edward Foltzer
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1979-02-09
Filing date: 1979-02-09
Publication date: 1980-08-14

Description

OPTISCHE GLASFASER
Die Erfindung bezieht sich auf eine mit Plastik überzogene optische Glasfaser, ein Verfahren zum Erzeugen des metallischen Uberzuges auf einer Glasfaser und einen Spleiß zwischen optischen Glasfasern Stand der Technik Es sind viele mechanische Anordnungen zum Verbinden von optischen Glasfasern bekannt, die auch bei einem Überzug der Glasfasern aus Hartplastik oder Glas gut funktionieren Bei überzügen aus Weichplastik dagegen kommt es zur Trennung der Glasfaserenden, wenn mechanisch Spannung auf die Verbindung gelangt, da Weichplastik sich unter Spannung deformiert Aufgabe Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für optische Glasfasern mit einem Überzug aus Weichplastik eine Verbindungsanordnung anzugeben.
Die Lösung dieser Aufgabe geschieht mìk den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln Im Anspruch 8 ist eine Lösung für die Verbindung weier derartiger Glasfaserenden angegeben und im Anspruch 12 ein vorteilhaftes Verfahren Den entsprechenden ¢ 'ceransprüchen können vorteilhafte Ausgestaltungen entnormen werden.
Vorteile -Die erfindungsgemäße optische Glasfaser weist den Vorteil einer kostengünstigen Erstellung einer hoch zugspannungsfesten Verbindung, auch zwischen mit Plastik ummantelten Glasfasern auf.
Beschreibung Nachstehend wird die Erfindung beispielsweise anhand von Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Es zeigt: Fig.1 einen Schnitt durch einen bekannten Stecker, Fig.2 einen Schnitt durch einen bekannten Steckverbinder, Fig.3 ein Ende einer erfindunasgemäßen optischen Glasfaser, Fig.4 einen Querschnitt durch das Ende einer Glasfaser mit mehreren metallischen überzügen, Fig.5 und 6 eine Verbindung einer Glasfaser mit einem optischen Sender bzw. Empfänger, Fig.7 einen Spleiß und Fig.8 ein für den Spleiß nach FigO7 vorgesehenes Röhrchen.
In Fig.1 ist mit 11 eine Führung bezeichnet, die ein Röhrchen 12 enthält und aus Metall oder Plastik besteht.
An einem Ende des Röhrchens 12 ist ein Uhrenlagerstein 14 angebracht. Der Innendurchmesser des Röhrchens 12 ist derart, daß eine optische Glasfaser 15 mit einem überzug eingebracht werden kann. Die vom überzug befreite Glasfaser 16 kommt dann in einer Bohrung 17 des Uhrenlagersteines 14 zu liegen. Der vom Röhrchen 12 ausgeübte Druck wird vom überzug aufgenommen.
In Figur 2 ist eine Steckverbindung aus Führungen 11 dargestellt. Je eine Führung ist im Stecker 21 bzw. in der Buchse 22 montiert. Der Stecker 21 wird in die Buchse 22 eingesteckt, in dem das sich verjüngende Teil 36 in die vergrößerte Bohrung 29 der Buchse eingeführt wird. Beim weiteren Einstecken gelangt der Uhrenlagerstein der Buchse 21 in die Bohrung 32 und gegen den Uhrenlagerstein des Steckers 22.
Bei einer Zugspannung an den gegenüberliegenden Enden der Glasfasern kann der Plastiküberzug der Glasfasern deformiert werden. Hierdurch entfernen sich die Enden der Glasfasern voneinander.
Wenn nun von den Enden der Glasfaser der überzug auf eine bestimmte Länge entfernt und durch einen stark reflektierenden metallischen Überzug ersetzt wird, dann wird das die Glasfasern durchlaufende Licht weitergeleitet und dann hält dieser überzug die Glasfaserenden in der richtigen Position in den oben beschriebenen Steckverbindungen.
In Fig.3 ist eine optische Glasfaser 36 mit einem überzug aus Plastik dargestellt, die eine innere Glasfaser 37 und den Überzug 38 aufweist. Am rechten Ende ist der Plastiküberzug 38 entfernt und durch einen Überzug aus Silber 39 ersetzt worden. Dadurch wird ein großes Reflexionsvermögen an der Glas-Metall-Zwischenschicht 40 erzeugt. Das Silber kann durch stromlose PlattLerungstechniken, wie sie aus der Spiegelherstellung bekannt sind, aufgebracht werden. Das aus dem Silberüberzug 39 herausschauende Ende 41 gelangt in der vorstehend beschriebenen Steckverbindung in die Bohrung 17 der Uhrenlagersteine 14. In diesem Falle berührt kein Teil der Führung 11 den Plastiküberzug der Glasfaser.
Nur der Silberüberzug wird berührt und dieser nimmt Belastungen auf und verringert die Entfernung der Glasfaserenden voneinander.
Außer Silber kann auch ein anderes Material verwendet werden, z.B. Gold, Nickel oder Chrom. Nickel und Chrom sind gut geeignet, da sie mit der Oberfläche des Glases verschweißt werden können.
Wenn eine Verlötung der Führung 11 mit dem Metallüberzug erwünscht ist, so ist es notwendig, diesen vor dem Löten zu schützen. Ein zweiter überzug kann dann auf den Silberüberzug aufgebracht werden. Wie aus Fig.4 hervorgeht, trägt die Glasfaser 41 einen Silberüberzug 42 zur Erzeugung der totalen Reflexion und dann einen schützenden überzug 43 aus Nickel oder Chrom. Dieser zweite Überzug wird vorzugsweise durch stromlose Plattierung aufgebracht. Es können auch andere Verfahren angewendet werden, da ja eine Metallgrundlage vorhanden ist.
Um die Lösbarkeit zu erhöhen, kann eine dritte Schicht 44 aufgebracht werden, die aus Silber, Kupfer, Gold, Zinn, Indium oder eine Kombination davon bestehen kann. Blei-Zinn-Plattierungen können auch benutzt werden, um die Lötbarkeit zu erreichen. Silber, Gold und Zinn sind wegen der möglichen stromlosen Aufbringung von besonderem Interesse.
Neben dem Spleißen zweier Glasfaserenden ist auch die Erstellung einer Verbindung der Glasfasern mit anderen optischen Bauteilen, beispielsweise optische Sender und Empfängerlvon Bedeutung. Fig.5 zeigt, wie ein optischer Empfänger 49 an einem Träger 45 angebracht ist. Der Träger kann auch eon Wärmeableiter 45 sein und er ist auf dem Substrat 46 einer hybriden elektronischen Schaltung befestigt.
Ein metalllsches Röhrchen 47 ist ist vorgesehen, um eine optische Glasfaser 48, die einen erfindungsgemäßen Überzug trägt, an den Empfänger 49 zu führen. Das metallische Röhrchen 47 reicht durch die Wandung (nicht dargestellt) des Gehäuses (nicht drgestellt) und wird von ihr in der der richtigen Stellung gehalten, Wenn die Glasfaser Eg eingebracht ist, kann sie im Röhrchen 47 unter einer Schutzgasatmosphäre verlötet werden, um einen hermetischen Abschluß zu erreichen.
Fig.6 zeigt eine Anordnung, in der der optische Verbinder ein Teil des Gehäuses ist. Eine erfindungsgemäß plattierte Glasfaser ist in ein metallisches Röhrchen 51 eingelötet.
Das Gehäuse 52 des optischen Bauteiles ist mit einer metallishen Führung 53 versehen. Die mit dem Röhrchen 51 werseheni Glasfaser 50 wird in die Führung 53 eingesteckt und das Röhrchen 51 wird nach dem Ausrichten mit der Führung 53 verlötet.
Bei dieser Technik ergibt sich eine kleine Querschnittsfläche und hermetische und lötbare Spleiße sind erhältlich.
Es zeigt Fig.7 zwei plattiert Glasfasern 54 und 55 in einer metallischen Hülse 56. In der Hülse ist ein ausreichender Spielraum vorgesehen, um die Lötung und Auffüllung zu ermöglichen. Die metallische Hülse 56 kann sich an den Enden erweitern, wie es in Fig.8 dargestellt ist, um das Brechen der Glasfasern bei scharfen Kanten zu reduzieren, was ohne die Erweiterungen vorkommen könnte. Die erweiterten Enden können mit einer geeigneten Füllmasse, wie beispielsweise einer elastischen Verfugungsmasse nach der Lötung gefüllt werden.
Der stromlose Prozess des Silberabscheidens für den überzug ist ein modifizierter Brashear Prozess, in dem die Lösung vorzugsweise auf Temperaturen zwischen 150 und 180 C gehalten wird. Die Lösung ist folgendermaßen angerichtet: ungefähr 4,5 Gramm AgNo3 werden zu 60 cc destilliertem Wasser gegeben und verrührt. Ungefähr 4 cc iH401i werden langsam so lange zugegeben, bis die Lösung klar wird. Ungefähr 20 cc einer Lösung mit 2 Gramm I;Ol1 in 20 cc destilliertem Wasser werden langsam unter Bewegung dazu gegeben. Dies läßt die Lösung dunkel und stumpf werden. Weiteres tT114011 in einer Menge von etwa 1,5 cc wird zugegeben bis die Lösung wieder klar und von leicht brauner Farbe ist. Eine reduzierte Lösung von 1 zu 10 aus gereinigter Dextrose und destilliertem Wasser wird dann in einer Menge von etwa 30 cc der Überzugslösung zugesetzt.
Die lenge der Lösung richtet sich nach der Größe der zu plattierenden Fläche.
Bei der obigen Lösung setzt sich das Silber schnell ab Unter dem Mikroskop sind einige Silberfäden zu sehen, aber ein durchgehender Film aus Silber ist darunter.
In einem ausgeführten Beispiel wurde eine 9f,44 cm lange mit Plastik überzogene Glasfaser von 0,254 Dicke auf einer Lange von 12,7 rum vom Überzug befreit und gemäß der Erfindung plattiert. ilessunt3en ergaben dann, daß die Verluste um 0,5 dB pro Zentimeter lagen.
Verschiedene Versuche mit Zugspannungen wurden unternommen.
s ergab sich, daß keine Bewegung der Glasfasern im Verbindungsteil hrvorgerufen wurde, his zu dem Punkt, dn dem die Glasfaser brach.
Das Aufbringen des Überzuges aus Silber kann durch folgende Maßnahmen verbessert werden: (1) Bewegung des Substrates während des Hiederschlagens; (2) abmischen des Substrates nach dem ersten lliederschlag um eine poröse Silberschicht zu verhindern; (3) Umrühren der Lösung mit einem magnetischen Rührer bei Temperaturen unter 15°C. Die letztere Verfahrensart ergibt einen sehr widerstandsfähigen Überzug mit einer hohen Dichte des Silbers bei einem Minimum an Löchern.
Die besten Überzüge wurden erreicht, wenn die Lösung und die Glasfaser einer Ultraschallvibration durch einen Ultraschallreiniger ausgesetzt werden.
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Claims

Patentansprüche 1 illit Plastik überzogene optische Glasfaser, dadurch gekennzeichnet, daß sie (36) ein auf einer bestimmten Länge vom Plastiküberzug (38) befreites Ende und auf dieser Länge einen stark reflektierenden, metallischen Uberzug (39) aufweist.

2 Glasfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Überzug (39) aus Silber, Gold, Nickel oder Chrom oestehtO 3. Glasfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter metallischer überzug (43) auf dem ersten metallischen überzug (42) zum Schutz desselben vorhanden ist 40 Glasfaser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite überzug (43) aus Nickel oder Chrom besteht.

50 Glasfaser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter metallischer überzug (44) vorhanden ist 6 Glasfaser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Überzug (44) aus Silber, Kupfer, Gold, Zinn oder Indium besteht 7. Glasfaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Überzug (44) eine Blei-Zinn-Plattierung ist.

8. Spleiß zwischen optischen Glasfasern, die nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Verbinden der metallischen Überzüge auf den Enden der Glasfasern (56, 55) vorhanden sind, um die Glasfasern ausgerichtet und angrenzend zu halten.

9. Spleiß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus ersten (51) und zweiten Ilülsen (53) bestehen, die die metallischen Über züge mechanisch umschließen und die durch Mittel miteinander gekuppelt werden.

10. Spleiß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus einer auf die metallischen Überzüge der beiden Glasfaserenden (54, 55) aufgelöteten oder aufgeleimten metallischen Ifülse (56) bestehen.

11. Spleiß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus einem Uberzug aus Plastik bestehen.

12. Verfahren zum Erzeugen des metallischen überzuges auf einer Glasfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische überzug stromlos durch Eintauchen des Glasfaserendes in eine Plattierungslösung aufgebracht wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfaser und die Lösung wcihrend der Plazierung einer Ultraschallvibration ausgesetzt sind.