DE3307465A1 - Vorrichtung zum haltern eines wandlers und eines vor dem wandler endenden lichtwellenleiters - Google Patents

Vorrichtung zum haltern eines wandlers und eines vor dem wandler endenden lichtwellenleiters

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Reimund Dr.rer.nat. 7141 Schwieberdingen Dorn
Heinz 7257 Ditzingen Ebner
Johann 7015 Korntal Gündert
Ernst Dipl.-Ing. 7253 Renningen Halder
Werner 7000 Stuttgart Haspel
Ingo Dipl.-Phys. 7120 Bietigheim-Bissingen Isert
Günter 7143 Vaihingen Kühnemann
Felix Dipl.-Phys. 7000 Stuttgart Lutz
Gerhard 7148 Remseck Seibold
Gerhard 7000 Stuttgart Wessel
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Description

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Vorrichtung zum Haltern eines Wandlers und eines vordem Wandler endenden Lichtwellenleiters
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Ausführung.
5 Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 30 46 415 bekannt. Der Bolzen weist stirnseitig einen im Querschnitt reduzierten Fortsatz auf, der als Fuß für einen am Fortsatzende angeordneten Laser dient. Neben diesem Fortsatz ist mit Abstand ein weiterer säulenartiger Fuß befestigt. Dieser trägt eine Lötzinnperle mit darin eingebettetem Lichtwe IlenLeiter. Beide Fußanordnungen umschließt ein zylindrisches Gehäuse, das endseitig mittels einer Kappe abgedeckt ist. Das Gehäuse weist unter anderem eine seitliche öffnung auf, in welcher eine Flanschhülse befestigt ist. Durch diese Flanschhülse hindurch erstreckt · sich der Lichtwe I lenLeiter bis vor den Laser. Das abstehende Ende der Flanschhülse ist durch geschmolzenes Lot hermetisch abgedichtet.
Das Festlegen des Lichtwe I lenLeiter-Endabschni11es geschieht b'ei noch offenem Gehäuse und eingeschaltetem Laser. Das zuvor metallisierte Ende des Lichtwe I lenLei~ ters wird hierbei durch die Bohrung eines noch kalten Lötzinnkörpers gesteckt und der Körper auf dem Säulen-
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fuß deponiert. Ein den LichtweLLenLeiter haLtendes Werkzeug, das von einem MikromanipuLator gesteuert wird, justiert den LichtweLLenLeiter, bis die an seinem freien Ende gemessene LichtLeistung einen OptimaLwert
erreicht. Dann wird der aus einem niedrigschmeLzenden Zinn bestehende Körper beispieLsweise mitteLs einer ei-
nen separaten Laser enthaLtenden Lötvorrichtung geschmoLzen, wobei sich eine LötperLe ausbiLdet, die nach dem Erstarren den LichtweLLenLeiter auf dem SäuLenfuß
in der justierten Lage fixiert.
Der Erfindung Liegt die Aufgabe zugrunde, eine fertigungstechnisch wirtschaftLich hersteLLbare Vorrichtung zum HaLtern eines WandLers und eines vor dem WandLer
endenden LichtweLLenLeiters zu schaffen. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden TeiL j
des Anspruchs 1 angegebenen konstruktiven Maßnahmen ge- !
Löst. VorteiLhafte AusgestaLtungen des Gegenstandes - j nach Anspruch 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen. . I
In vorteiLhafter Weise sind die Anordnungen des AnschLußdrahtes, WandLers und des LichtweLLenLeiters auf die MitteLachse des BoLzens ausgerichtet. Hierdurch wird eine gestreckte Bauweise der Vorrichtung erzieLt, die vor dem Befestigen der Schutzkappe ein unbehindei— tes Montieren und Justieren ihrer EinzeLteiLe gestattet. Die freie Zugang Lichkeit erLaubt eine automatisierte Fertigung der Vorrichtung mit reLativ einfachen BewegungsabLäufen- Die konstruktive AusbiLdung des T r ä gerteiLes für den LichtweLLenLeiter gestattet außerdem die Anwendung eines einfachen Lot verfahrens mit im wesentLichen örtLich begrenzter Erhitzung.· Beeinträchtigungen der Funktionsfähigkeit des WandLers werden daher vermieden. SchLießLich weist die Vorrichtung nur eine
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geringe Anzahl zu verschließende öffnungen bzw. Stoßkanten auf, wodurch die Vorrichtung ohne Schwierigkeiten hermetisch eingekapselt werden kann. Einwirkungen schädlicher Umgebungseinflüsse sind deshalb weitgehend ausgeschlossen.
Die Erfindung wird anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispie les wie folgt näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
F i g. 1 eine gekapselte Vorrichtung mit Wandler und einem vor dem Wandler endenden Lichtwellenleiter, teilweise längsgeschnitten;
Fig. 2 die Vorrichtung der Fig. 1 bei abgenommener Schutzkappe, von oben gesehen;
Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Schnittlinie A-A der Fig.2.
In den Fig. Ibis 3 ist ein als Bolzen ausgeführter Vorrichtungsgrundkörper mit 1 bezeichnet. Sein Schaft 2 trägt ein Außengewinde und der Bolzenkopf besteht aus einem Flansch 3, welcher vorzugsweise einen sechseckigen Querschnitt aufweist. Auf der vorderen Stirnfläche 4 des Bolzens 1 befindet sich das Trägerteil für den Lichtwellenleiter. Es besteht bei dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung aus einer im Randbereich des Flansches 3 angeordneten, haIbzyIinderförmigen Schale 5, mit einem verlängert ausgeführten Tragarm 6. In die Schale 5 ist das Trägerteil 7 für den Wandler eingesetzt, welches aus einem einstückigen, im wesentlichen plattenförmigen Körper besteht, dessen Längsseiten dem Radius der Schale 5 entsprechend angepaßt sind und der auf seiner Oberseite einen den Wandler 8 tragenden Quersteg 9 aufweist.
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Den Bolzen 1 durchsetzt eine zentrisch angeordnete Bohrung 10 mit darin isoliert gehaltenem Anschlußdraht 11, welcher auf der flanschseitigen Stirnfläche 4 des Bolzens 1 ein kurzes Stück und am freien Schaftende ein
erheblich längeres Stück aus dem Bolzen 1 hervorsteht. Als Isolation 12 wird vorzugsweise Glas verwendet, in das der Anschlußdraht 11 gasdicht eingeschmolzen ist. Das auf der vorderen Stirnfläche 4 des Bolzens 1 hervorstehende Ende des Anschlußdrahtes 11 ist über eine
dünne Drahtbrücke 13 mit dem Wandler 8 elektrisch ve ι— bunden. Den zweiten elektrischen Leitungsweg für den Wandler 8 bildet das aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellte Trägerteil 7, welches mit dem aus Stahl gefertigten Bolzen 1 verbunden ist. Die Steghöhe
des Trägerteiles 7 ist zweckmäßigerweise so bemessen, daß die Lichtwellen emittierende oder empfangende Fläche des Wandlers 8 die Längsachse der Vorrichtung schneidet.
Um den in einer Führungshülse 14 fixierten Lichtwellenleiter 15 ebenfalls auf· die Höhe der VorrichtungsLängsachse zu bringen, ist der Tragarm 6 des Bolzens 1 mit einem aufgeschweißten oder aufgelöteten Distanzstück 16 versehen, welches aber · auch einstückiger Bestandteil des Tragarmes 6 sein kann. Auf dem Distanzstück 16 ist
die Führungshülse 14 mittels Lot 17 befestigt, über eine TeilLänge der Führungshülse 14, die sich mindestens über die Gesamtlänge des Distanzstückes 16 erstreckt, ist ein von seinem äußeren Kabelmantel 18 befreiter Endabschnitt des zuvor metallisierten Lichtwellenleiters 15 ebenfalls mittels Lot 19 in der Führungshülse 14 festgelegt und zwar so," daß ein kurzes Stück des Lichtwellenleiters 15 annähernd zentrisch daraus her-
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vorsteht. Die vorzugsweise aus Messing gefertigte, zylindrische FührungshüL se 14 weist innen einen größeren Durchmesser auf aLs der ummantelte Lichtwe I len Ieiter 15, dessen äußerer Kabelmantel 18 über die Restlänge der · Führungshülse 14 mittels eines eingebrachten Klebers 20 befestigt ist. Der mit der Führungshülse 14 verbundene Kabelmantel 18 bewirkt somit eine mechanische Zugentlastung für den Lichtwe IlenLeiter 15.
Ist der Wandler 8 als Laserdiode ausgebildet, entsteht beim Betrieb der Vorrichtung Wärme, die über das Trägerteil in den Bolzen 1 abgeleitet ' wird. 'Aus diesem Grund sind die Berührungsflächen zwischen dem Trägerteil 7 und dem Bolzen 1 dicht anliegend und thermisch gut leitend miteinander verbunden. Das Trägerteil 7 ist in der Schale 5 z.B. durch Einpressen, Löten oder Schweißen befestigt. Auch bei dem während der Vorrichtungs-Herstellung mittels Loten erfolgenden Befestigen der den Lichtwellenleiter 15 enthaltenden Führungshülse 14 entsteht Wärme. Weil das Löten mit dem Justieren des Lichtwe IlenLeiters 15 auf die Lichtquelle gekoppelt ist, geschehen diese Vorgänge während des Betriebes der Laserdiode.,Um nun im Wand Lertrager keinen schädlichen Wärmestau entstehen zu lassen, müssen besondere Maßnahmen getroffen werden. Diese bestehen im wesentlichen darin, die zum Löten erforderliche Temperatur möglichst niedrig zu halten und außerdem den Wärmefluß beider Wärmequellen weitgehend voneinander zu t rennen.
Bei dem Ausführungsbeispiel weist das Trägerteil 7 für den Wandler 8 große WärmeabIeitflachen auf, die sowohl mit der Stirnfläche 4 des Bolzens 1 als auch mit der Schale 5 des Trägerteiles für den Lichtwellenleiter 15
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verbunden sind. Die Trennung des Wärmeflusses erfolgt hier durch die plattenförmige Ausbildung des Wandlerträgers, zwischen dessen ebener Unterseite und der konkaven Schalenoberfläche ein Wärme isolierender Luftspalt gebildet ist. Diese Maßnahme wird außerdem durch je einen entlang den Längsseiten des Tragarmes 6 für den Lichtwellenleiter 15 in die Schale 5 eingeschnittenen Schlitz 28 ergänzt (Fig. 3). Die beiden Schlitze 28 erstrecken sich vorzugsweise bis zur Stirnfläche 4 des Bolzens 1. Bei einem vereinfachten Ausführungsbeispiel Desteht das Trägerteil "7 aus einem im wesentlichen halbzylindrischen Körper mit dem Radius der-'Schale 5 entsprechend gekrümmter Mantelfläche und einem auf seiner Oberseite angeordneten Quersteg 9 für den Wandler
8. Weil hier die gesamte Mantelfläche wärmeableitend wirken soll, entfallen die sonst in die Schale 5 eingeschnittenen Schlitze 28.
Bei dem Trägerteil für den Lichtwellenleiter 15 kommt es nicht auf die Wärmeleitfähigkeit, sondern primär auf dessen mechanische Festigkeit an, deshalb kann die Schale 5 mit dem Tragarm 6 zweckmäßigerweise einstückiger Bestandteil des Bolzens -1 sein.
Die Vorrichtung läßt sich ohne Schwierigkeiten einkapseln. Hierzu dient eine hülsenförmige Schutzkappe 21 aus Stahl, die auf ihrer an sich geschlossenen Stirnseite eine dem Außendurchmesser der Führungshülse 14 entsprechende Bohrung enthält. Mit der gänzlich offenen Stirnseite wird die Schutzkappe 21 über die Führungshülse 14 bis zum Flansch 3 des Bolzens 1 geschoben und mit diesem verschweißt oder gelötet. In dieser Lage steht die Führungs hü I se 14 noch aus der Schutzkappe 21 hervor, wodurch an der Durchtrittsstelle ebenfalls eine
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Schweiß- oder Lötverbindung hergestellt werden kann. WeiL auch die Meta L Leinbettung des Lichtwe LLenLeiters 15 das Innere der FührungshüL se 14 hermetisch verschließt, sind somit alle innerhalb der Schutzkappe 21 05' angeordneten VorrichtungsteiIe gasdicht und kleberfrei eingeschlossen.
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Claims (8)

  1. STANDARD ELEKTRIK LORENZ
    AKTIENGESELLSCHAFT
    Stuttgart
    R. Dorn-H.Ebner-J.Gündert-R.Haider-W.Haspe L-I.Isert-G. Kühnemann-F.Lutz-G.SeiboLd-G.WesseL 7-5-3-2-1-7-1-10-10-3 5
    Ansprüche
    1 . j Vor ri chtung zjjm Haltern eines e lek t ro-opt i'sc hen oder t o-"e I e k'i rise h e~n' Wandlers und eines vor dem Wandler endenden LfchtweIlen leiters, bestehend aus einem mittels Schutzkappe abgedeckten Bolzen, welcher innerhalb der Schutzkappe stirnseitig ein Trägerteil für den Wandler und ein Trägerteil für den Lichtwe I I en Ieiter aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil für den Lichtwellenleiter (15) aus einer halbzylinderförmigen Schale (5) mit verlängertem Tragarm (6) besteht, auf dem eine den Lichtwellenleiter (15) enthaltende Führungshülse (14) in Längsachsenrichtung der Vorrichtung befestigt ist, und daß in die Schale (5) das Trägerteil (7) für den Wandler (8) eingesetzt ist, der mit einem den Bolzen (1) isoliert durchsetzenden Anschlußdraht (11) elektrisch leitend verbunden ist.
  2. 2 . Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (5) und der Tragarm (6) einstückiger Bestandteil des Bolzens (1) sind.
    ZT/P1-Ka/V, 14.02.1983 COPY
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  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (6) des Bolzens (1) mit einem aufgeschweißten oder gelöteten Distanzstück (16) versehen ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (5) entlang den Längsseiten des Tragarmes (6) je einen eingeschnittenen Schlitz (28) aufweist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Schale (5) eingesetzte Träge-ftei I (7) aus einem im wesentlichen ρ latt e"nf örmi gen Körper mit dem Raaius der Schale (5) angepaßten Längss.eiten besteht und der auf seiner Oberseite einen den Wandler (8) tragenden Quersteg (9) aufweist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Schale (5) eingesetzte Trägerteil (7) aus einem im wesentlichen halbzylindrischen Körper mit dem Radius der Schale' (5) entsprechender Mantelfläche und einem auf seiner Oberseite einen Wandler (8) tragenden Quersteg (9) besteht.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Lichtwellenleiter (15) enthaltende Führungshülse (14) aus Messing besteht.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das rückwärtige Ende der F ü h -
    " rungshülse (14) aus der den Bolzen (1) stirnseitig abdeckenden Schutzkappe (21) hervorsteht und an der Durchdringungsstelle gasdicht mit der Schutzkappe (21) verbunden is t.
    COPY
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