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Mehrfachverbinder für Lichtwellenleiter
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Die Erfindung betrifft einen Mehrfachverbinder für Kabel mit Lichtwellenleitern,
die durch Abbildung paarweise einander zugeordnet sind. Solche Verbindersind insbesondere
für optische Nachrichtennetze vorgesehen.
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Indem aus der DE-AS,25 22 740 bekannten Mehrfachverbinder für LWL-Kabel
ist ein für alle LWL des Kabels gemeinsames optisches System vorgesehen,. über das
die LWL aufeinander abgebildet werden. Jede.Verbinder-' hälfte enthält einen Teil
des Linsensystems und, die Enden der LWL eines Kabels. Die Güte einer Verbindung
hängt nicht nur von der Abbildungsqualität des optischen Systems, sondern insbesondere
von der Genauigkeit der LWL-Befestigung ab. Wegen der geringen L}'L-Durchmesser
ist eine Befestigung einer genau berechenbaren Stelle nur mit aufwendigen feinmechanischen
Mitteln möglich. Nachteilig wirken sich bereits geringe Abweichungen von der berechneten
Befestigungsstelle in Größenordnung von Bruchteilen eines LWL-Durchmessers aus.
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Nachteilig ist ferner die Ub,erschneidung der Strahlengänge im gemeinsamen,
nicht vollständig auskorrigierbaren Linsensystem. Dies führt außer zu Lichtverlusten
auch zu unerwünschtem Nebensprechen. Schließlich ergeben sich aus unterschiedlichen
Abbildungseigenschaften des Linsensystems für im Zentrum oder am Rand angeschlossene
LWL im selben Mehrfachverbinder ungleichmäßige Ubertragungsqualitäten. Diese Ungle,ichmäuigkeiten
müßten mit aufwendigen Regelsystemen ausgeglichen werden.
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De'r Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrfachverbinder
für Lichtwellenleiter-Kabel zu schaffen, in dem sich die Lichtwellenleiter mit geringem
Aufwand genau befestigen lassen und durch den sie gleichmäßig und gleichzeitig verlustarm
verbunden sind. Die Verbinderhälften sollen so. herstellbar sein, daß sie untereinander
austauschbar sind.
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Diese Aufgabe wird bei einem Mehrfåchverbinder der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß in jeder Verbinderhälfte für jedes Lichtwellenleiterende
eine Gradienten-Index-Stablinse vorgesehen ist, daß diese Gradienten-Index-Stablinsen
gleichartig ausgerichtet mit denselben seitlichen Abständen zueinander be-.
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festigt sind und daß die Verbindungshälften aufeinander abgestimmte
Aufnahmen für Paßstifte enthalten, über die sie gegenseitig ausrichtbar sind.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich vieie Gradientenstablinsen
gemeinsam in gleichbleibendenAbständen befestigen und zu Gruppen zusammenfassen
lassen, die einfach und genau aufeinander ausrichtbar sind. Weitere Voraussetzung'ist
eine, z.'B.
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aus'der DE-OS 27 22 367 entnehmbare Zentralbefestigung von -LWL auf
Gradienten-Sta,blinsen (GRIN-Linsen).
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind
zusammen. mit GRIN-Linsen in Kunststoff vergossene Röhrchen vorgesehen, die die
Paßstifte aufnehmen. Bei der Herstellung eines derartigen Mehrfachverbinders erspart
man sich mit solchen Röhrchen die gesonderte, wegen der sehr'genau auszuführen'den
Messungen aufwendige Herstellung der Bohrungen für Paßstifte.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, die in den Unteransprüchen
angegeben sind, werden anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiele
näher erläutert und beschrieben. Es zeigen: Figur 1 einen Ausschnitt aus einem Schnitt
durch einen Mehrfachverbinder Figur 2 perspektivisch eine weitere Version mit Strahlumlenkung
Die Lichtwellenleiter 7 und 8 zweier LWL-Kabel sind in Figur 1 an die Verbinderhälften
1 und 2 eines Mehrfachverbinders geführt, der parallel zueinander ausgerichtete,
in aushärtbarem Kunststoff 5 vergossene GRIN-Linsen 3, 4 und.34 enthält. Bei gleichem
Durchmesser der GRIN-Linsen ergeben sich infolge der Berührung ihrer Mantel flächen
und der Orientierung an einer parallel zur Zeichenebene liegenden Auflagefläche
gleichmäßige Abstände zwischen den GRIN-Linsen.
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In nicht dargestellter Weise könnten gleichbleibende Abstände zwischen
GRIN-Linsen durch andere regelmäßige Anordnungen erzielt werden, die beispielsweise
durch zwischengelegte Abstandsstücke gewährleistet sind. So könnten beispielsweise
zwischen den GRIN-Linsen elektrische Leiter gleicher Dicke mit vergossen sein und
den optischen Mehrfachverbinder dadurch mit elektrischen Verbindungsmöglichkeiten
ergänzen.
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In Fig. 1 ist in dem die GRIN-Lisen umschließenden Material 5 ein
Röhrchen 9 mit vergossen. Röhrchen 9 können auch ohne Abstand zu den GRiN-Linsen>
beispielsweise auch anstelle der letzten oder einer anderen GRIN-Linse mit vergossen
sein. In den Röhrchen 9 ist ein Paßstift eingesetzt. Zwei Verbinderhälften 1 und
2 werden mit mindestens 2 Paßstiften aufeinander ausgerichtet, die in zwei gegenüberliegegende
Röhrchen gesteckt sind. In derart aufeinander ausgerichteten Verbinderhälften decken
sich die optischen Achsen je zweier gegenüberliegender GRIN-Linsen, auf
auf
denen LWL zentral befestigt werden.
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Verbinderhälften -mit in gleichbbleibendem Abstand zueinander ausgerichteten
GR IN -Linsen werden aus Glasstäben mit Gradienten-Index-Profil hergestellt, die
nebeneinander auf eine ebene Fläche gelegt, ausgerichte-t und vergossen werden.
Es können auch in mehreren Ebenen übereinanderliegende Glasstäbe ausgerichtet vergossen
werden. Nach dem Aushärten des Gießmateriales lassen sich Streifen von bestimmter
Dicke senkrecht zu den Glasstäben absägen, schleifen und polieren und dadurch GRIN-Linsen-Reihen
mit vorbestimmbarer Abbildungseigenschaft erzeugen. Die Abbildungseigenschaft einer.GRIN-Linse
ergibt sich bekannterweise aus der Länge der Strahlperiode (pitch).
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Bevorzugt werden Glasstäbe in GRIN-Linsen einer solchen Länge zersägt,
deren Abbildung 0.25, 0.5 oder -0.75 pitch beträgt.
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Beim Vergießen der Glasstäbe werden Rohre ausgerichtet mit vergossen.
Beim Zersägen verbleiben neben den GRIN-Linsen im vorgegebenem Abstand eingegossene
Röhrchen 9, die ohne weitere Justierung zur Ausrichtung zweier Verbinderhälften'dienen.
Die mit den GRIN-Linsen zersägten, geschliffenen und polierten Röhrchen sind besonders
rationell herstellbare Positionierungshilfen. In jeweils, einem Röhrchen einer Ver--binderhälfte
wird ein geringfügig konischer Paßstift gepresst. Die Paßstifte sind aus härterem.
Material als die Hülsen oder Röhrchen 9'hergestellt und gleiten wegen der Konizität
weitgehend spielfrei in die gegenüberliegende Hülse der anderen Steckerhälfte.
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In einem Mehrfachverbinder liegen sich also zwei GRIN-Linsen-Reihen
gegenüber, zwischen denen die von den LWL'n eingekoppelte Strahlung kollimiert ist.
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Eine besonders hohe Ubertragungsgüte wird durch Beseitigung jeglicher
Neigung zwischen den Verbinderhälften, d.h. zwischen den GRIN-Linsen erzielt.
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Solche Neigung wird weitgehend durch Verwendung von 3/4 pitch GRIN-Linsen
mit entsprechend verlängerten, Ausrichtmitteln (Hülse und Paßstiften) gewährleistet.
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Nicht näher dargestellte Rastmittel in Mehrfachverbindern dienen der
Vorjustierung und dem Abfangen der Ausrichtmittel, die auch mit Abstandstücken versehen
sein können, um gleichbleibende Stirnabstände zwischen allen GRIN-Linsen zu erzielen.
Weitere Verbesserungen der Ubertragungsgüte werden durch Antireflex-Beschichtungen
14 und/oder Koppel flüssigkeiten 15 auf den Stirnflächen der GRIN-Linsen erzielt.
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In Fig. 1'ist die GRIN-Linse 34 mit einem Koppeltrichter 13 versehen,
um die Zentralmontage des zugehörigen LWL zu erleichtern.Der Koppel trichter 13
liegt in einer rückwärtig verlängerten Hülse 11 der GRIN-Linse 34, in der der LWL
zentriert und vergossen ist.
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In der in Figur 2 dargestellten Version ist der Mehrfachverbinder
mit einem Strahlumlenksysteui ergänzt.
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Derartige Umlenksysteme werden in Gestellen benötigt, in denen Kabel
in einen rückwärtigen Schacht herangeführt und möglichst raumsparend und verlustarm
über einen Mehrfachverbinder angeschlossen werden. Das Strahlumlenksystem ist unmittelbar
an eine Verbinderhälfte angeschlossen.
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Die Verbinderhälfte 1 enthält 0.5 pitch GRIN-Linsen 23, in denen eine
Zwischenabbildung stattfindet (Rekollimation). Auf der rückwärtigen Seite der GRIN7-Linse
23 liegt also ebenfalls kollimierte Strahlung vor, die über ein verspiegeltes Prisma
20 in GRIN'-Linsen 24 umgelenkt wird. An den GRIN'-Linsen 24 sind LWL in der
bekannten
Weise zentral befestigt. Die GRIN-Linsen 23 und 24 bilden zusammen mit dem Umlenksystem
ein L-Profil.
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Bei beiden dargestellten Versionen sind in beiden Verbinderhälften
Hülsen 9 für Paßstifte 10, eingegossen, deren Bedeutung für die Ausrichtung bereits
ausführlich erläutert wurde.
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L e e r s e i t e