DE3329293C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ausrichten eines Lichtwellenleiters, insbesondere eines Monomode- Lichtwellenleiters für Spleißzwecke unter Verwendung einer den Lichtwellenleiter erfassenden Dreheinrich­ tung.

Eine Einrichtung dieser Art ist aus der Firmendruck­ schrift der Furukawa Electric vom Juni 1981 mit dem Titel "Fusion Splicing of Single Mode Optical Fibers" bekannt. Dabei wird der zu drehende Lichtwellenleiter in eine an einer Drehachse angebrachte Nut eingelegt, auf der ein Zahnrad angeordnet ist. Mittels eines An­ triebsmotors, dessen Ritzel in das genannte Zahnrad eingreift, wird eine Tordierung der Lichtwellenleiter­ faser bewirkt, wodurch eine verbesserte Ausrichtung ins­ besondere bei Monomode-Fasern ermöglicht wird. Infolge der komplizierten Antriebseinrichtung und des Aufbaues mittels eines Zahnradgetriebes und einer als Drehelement dienenden Achse ist die bekannte Vorrichtung relativ aufwendig in der Herstellung und benötigt für den Ein­ bau zusätzlich einen erheblichen Raum.

Aus der DE 29 49 097 A1 ist eine justierbare Verbindung einer zu messenden Faser (Meßfaser) mit einer aus einem Meßgerät kommen­ den Faser (Gerätefaser) bekannt, die mittels einer optischen Beobachtungseinrichtung für die beiden Faserenden arbeitet. Auf einer mit dem Meßgerät verbindbaren Bodenplatte ist in der Längsrichtung der Platte eine Halterung für die Gerätefaser angeordnet. Ihr gegenüber ist eine Halterung für die Meßfaser angeordnet, die mittels eines Mikromanipulators in allen drei senkrecht zueinander stehenden Richtungen verschiebbar ist. Beide Halterungen haben voneinander einen kurzen Abstand von etwa 10 mm, so daß von jeder Faser ein kurzes Stück frei aus der Halterung herausragt. Die beiden Faserenden werden mittels zweier optischer Systeme, die aus zwei Lichtquellen sowie zwei Linsensystemen und den dazugehörigen Spiegelsystemen bestehen, auf einen Projektionsschirm abgebildet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so weiter­ zubilden, daß mit geringem Aufwand und bei einfachem und gedrängtem Aufbau, die gewünschte Ausrichtung der Lichtwellenleiterfasern mit einer Drehbewegung verwirk­ licht werden kann. Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Dreheinrichtung mindestens eine am Lichtwellenleiter anliegende Auflageplatte aufweist, die bezogen auf die Achse des Lichtwellenleiters tangentialer Richtung verschiebbar gelagert ist.

Im Gegensatz zu der bekannten Lösung, bei der die Dreh­ bewegung des Lichtwellenleiters durch eine Drehachse bewirkt wird und somit nur in Umfangsrichtung um den Lichtwellenleiter herum erfolgt, ist bei der Erfindung eine tangentiale Bewegung vorgesehen, die hinsichtlich der verwendeten Mittel wesentlich einfacher realisier­ bar ist. Es ist nämlich lediglich erforderlich, minde­ stens eine Auflageplatte vorzusehen, die tangential über den Lichtwellenleiter weg (d. h. quer zu seiner Längsrichtung) verschoben wird und dabei die Rotation und Torsion des Lichtwellenleiters ergibt. Es liegt auf der Hand, daß die tangentiale Verschiebung einer Auflageplatte mit einem wesentlich geringerem Aufwand bei der Antriebseinrichtung und einem geringerem Bau­ volumen realisiert werden kann, als dies bei motorisch angetriebenen Drehachsen mit Zahnradkombinationen der Fall ist.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei diametral gegen­ überliegende Auflageplatten vorgesehen sind, die zwi­ schen sich den zu tordierenden Lichtwellenleiter ein­ schließen und gegensinnig zueinander bewegt werden. Dabei bleibt der Lichtwellenleiter trotz der Drehung am selben Ort.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den überigen Unteransprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfol­ gend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in Seitenansicht zwei Lichtwellenleiter im nicht­ ausgerichteten Zustand mit ungünstiger Lage der Bruchflächen,

Fig. 2 die Lichtwellenleiteranordnung nach Fig. 1 mit entsprechend ausgerichteten Bruchflächen,

Fig. 3 in Vorderansicht zwei Lichtwellenleiter mit ex­ zentrischer Lage des Kernbereichs,

Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 3 mit fluchtend ausge­ richteten Kernbereichen und

Fig. 5 in perspektivischer Darstellung den Aufbau einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Ausrichtung eines Lichtwellenleiters.

In Fig. 1 sind zwei Lichtwellenleiter LF 1 und LF 2 darge­ stellt, deren Bruchflächen schräg zur jeweiligen Längs­ achse verlaufen. Werden die Lichtwellenleiter in dieser Form gespleißt (z. B. durch Schweißen, Kleben od. dgl. ver­ bunden), dann ergibt sich eine relativ hohe Spleißdämp­ fung. Dies ist dann nicht der Fall, wenn einer der Licht­ wellenleiter, im vorliegenden Beispiel der Lichtwellen­ leiter LF 1 um seine Längsachse so gedreht wird, bis die beiden Stirnflächen einen möglichst geringen Spaltab­ stand aufweisen.

In den Fig. 3 und 4 sind zwei Lichtwellenleiter LF 1 und LF 2 vorgesehen, deren Kernbereiche mit KE 1 und KE 2 bezeichnet sind. Besonders bei Monomode-Fasern haben diese Kernbereiche sehr geringe Abmessungen (in der Größenordnung von etwa 10 µ) und es ergibt sich deshalb bei exzentrischer Lage der Kernbereiche KE 1 und KE 2 nach der Spleißung eine u. U. erhebliche Spleißdämpfung. Um dies zu vermeiden, wird z. B. der Lichtwellenleiter LF 1 um seine Längsachse so gedreht, bis der zugehörige Kernbereich KE 1 mit dem Kernbereich KE 2 des anderen Lichtwellenleiters LF 2 genau fluchtend zusammenfällt. Auf diese Weise können bei zwei exzentrischen Licht­ wellenleiterkernen die Spleißdämpfungen erheblich ver­ mindert werden, was besonders bei den kleinen Kernbe­ reichen der Monomode-Fasern erhebliche Verbesserungen der Dämpfungswerte zur Folge hat.

Bei der Einrichtung nach Fig. 5 sind zwei Lichtwellen­ leiter LF 1 und LF 2 dargestellt, die zur Vorbereitung eines Spleißvorganges, insbesondere durch Schweißung, genau mit ihren Kernbereichen aufeinander ausgerichtet werden sollen. Zur Vereinfachung der Darstellung ist die Halterungs- und Einspannvorrichtung für den Licht­ wellenleiter LF 2 nicht näher gezeichnet; sie besteht vorteilhaft aus einem ähnlichen Aufbau wie die Aufnahme- und Führungseinrichtung für den Lichtwellenleiter LF 1, wobei lediglich die Dreheinrichtung entfallen kann. Weiterhin sind bei der dargestellten Einrichtung hier nicht näher bezeichnete Positioniermittel vorgesehen, welche es in bekannter Weise gestatten, die Lichtwellen­ leiter in axialer Richtung zu verschieben, sowie in der Höhe und nach der Seite hin zu bewegen.

Die verschiedenen Bauteile der erfindungsgemäßen Ein­ richtung sind auf einem starren und verwindungssteifen Trägerblock TB angeordnet, der in seinem mittleren Teil einen Ausschnitt AS aufweist, welcher der Aufnahme der für die Drehung des Lichtwellenleiters LF 1 benötigten Teile dient. Für die Führung des Lichtwellenleiters sind zwei mit V-förmigen Ausschnitten versehene Führungs­ prismen FP und FN vorgesehen, die fluchtend auf einer durchgehenden Grundplatte GF angeordnet sind, wobei der Lichtwellenleiter jeweils am Grunde des V-förmigen Aus­ schnittes liegt. Zwischen den Führungsprismen FP und FN liegt ein Ausschnitt AF. Der Lichtwellenleiter LF 1 ist im Bereich des sehr präzise hergestellten Führungspris­ mas FP bereits von seiner Schutzschicht (Coating) be­ freit und dadurch in diesem Bereich besonders exakt po­ sitionierbar und führbar. Dagegen ist im rechten Teil im Bereich des weniger präzisen Führungsprismas FN die Schutzschicht noch auf dem Lichtwellenleiter angebracht und dieser dort mit LF 1 C*k bezeichnet. Zur Beobachtung der Lichtwellenleiter im Bereich der Spleißstelle ist eine entsprechende optische Einrichtung vorhanden, von der in schematischer Darstellung ein Okular OK und eine Linse LS gezeichnet sind.

Die Dreheinrichtung für den Lichtwellenleiter LF 1 weist eine Grundplatte GP auf, welche einen nach oben ragenden, mit einem Innengewinde versehenen Lagerbock LB enthält. In diesem Lagerbock LB ist eine Gewindespindel GS aufge­ nommen, die über einen Einstellknopf EK durch Drehen längsverschiebbar bewegt werden kann. Das Ende der Ge­ windespindel GS trifft auf ein Winkelstück WT 1, das etwa L-förmig gestaltet ist und sich unter der Grund­ platte GF hindurch bis zu einem Kipphebel KH erstreckt. Dort stößt die Stirnseite des Winkelstückes WT 1 an einen über eine Drehachse DA an zwei Lagerböcken LA 1 und LA 2 schwenkbar gehaltenen Kipphebel KH an, der zu­ sammen mit einer Blattfeder FE 2 ein zweites Winkelstück WT 2 bildet. Am Winkelstück WT 1 ist ebenfalls eine Blatt­ feder FE 1 vorgesehen und beide Blattfedern tragen an ihrem Ende Auflageplatten AP 1 bzw. AP 2, mit denen sie unter Federdruck auf der Außenfläche des beschichteten Lichtwellenleiters LF 1 C aufliegen. Um diese Lichtwellen­ leiter in ihrer Position in den V-förmigen Nuten der Führungsprismen FP und FN zu halten, kann eine gestri­ chelt dargestellte Niederhaltung NH vorgesehen sein, die einen ausreichend großen Druck auf den Lichtwellen­ leiter ausübt, gleichzeitig aber zuläßt, daß dieser noch eine Drehbewegung ausführen kann. Es ist auch mög­ lich, im Bereich der Führungsprismen FP 1 und FN weitere Niederhaltungen vorzusehen, die jedoch ebenfalls so ge­ wählt werden müssen, daß die Drehbewegung des jeweili­ gen Lichtwellenleiterstückes LF 1 bzw. LF 1 C gewährlei­ stet ist. Die Auflageplatten AP 1 und AP 2 bestehen zweck­ mäßig aus Kunststoff mit einem ausreichend großen Rei­ bungswiderstand.

Bei einer Drehbewegung am Einstellknopf EK in der Art, daß das Winkelstück WT 1 nach links verschoben wird, bewegt sich die untere Auflageplatte AP 1 nach links, während durch die Umlenkung über den Kipphebel KH 1 die obere Abdeckplatte AP 2 nach rechts bewegt wird. Beide Abdeckplatten verlaufen somit in ihrer Längsbewegung, die tangential zur Oberfläche des Lichtwellenleiter­ stückes LF 1 C erfolgt, in entgegengesetzter Richtung und üben somit ein Drehmoment auf den Lichtwellenleiter LF 1 C aus. Diese Drehbewegung wird solange fortgesetzt, bis entsprechend den Beispielen nach Fig. 2 und Fig. 4 die gewünschte, die niedrigste Spleißdämpfung ergeben­ de Ausrichtung erreicht ist, was durch optische und/oder sonstige meßtechnische Überwachungseinrichtungen über­ prüft werden kann.

Das Ende des Lichtwellenleiters LF 1 C ist nach dem Füh­ rungsprisma FN zweckmäßig frei in Schleifen oder Bögen verlaufend angeordnet, damit die erzeugte Torsionsbewe­ gung sich über einen größeren Längenbereich hin aus­ gleichen kann und es zu keinen unerwünschten mechani­ schen Beanspruchungen der empfindlichen Lichtwellen­ leiterfasern kommt. Durch die gegensinnige Bewegung der Auflageplatten AP 1 und AP 2 wird beim Drehvorgang die Lichtwellenleiterfaser räumlich nicht verschoben, d. h. sie bleibt genau in dem ihr ursprünglich zugewie­ senen tiefsten Bereich der V-förmigen Einschnitte bei den Prismen FP und FN liegen. Dadurch ist die räumli­ che Ausrichtung in der Höhe und zur Seite hin beim Drehvorgang praktisch nicht beeinträchtigt.

Es wäre auch möglich, mit nur einer beweglichen Auflage­ platte (z. B. AP 2) zu arbeiten, um eine Drehbewegung der Lichtwellenleitfaser zu erzielen. Dies würde jedoch entweder ein festes Gegenstück oder einen entsprechend hohen Auflagedruck erforderlich machen. Deshalb ist es günstiger, zwei diametral gegenüberliegende und in ent­ gegengesetzter Richtung verschiebbare Auflageplatten AP 1 und AP 2 vorzusehen, wie sie im Ausführungsbeispiel dargestellt sind.

Claims (7)

1. Einrichtung zum Ausrichten eines Lichtwellenleiters (LF 1 C), insbesondere eines Monomode-Lichtwellenleiters, für Spleißzwecke unter Verwendung einer den Lichtwellen­ leiter erfassenden Dreheinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung mindestens eine am Lichtwellen­ leiter (LF 1 C) anliegende Auflageplatte (AP 1, AP 2) auf­ weist, die bezogen auf die Achse des Lichtwellenleiters (LF 1 C) in tangentialer Richtung verschiebbar gelagert ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Auflageplatte (AP 1, AP 2) federnd auf dem Lichtwellenleiter (LF 1 C) aufliegt.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageplatte (AP 1, AP 2) in einem Bereich an den Licht­ wellenleiter (LF 1 C) angreift, in dem dieser noch seine Schutzschicht aufweist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Nähe der Auflageplatte (AP 1, AP 2) angeordnete, Niederhaltung (NH) vorgesehen ist, die den Lichtwellenleiter in zur Ausrichtung dienenden V-förmigen Führungseinrichtungen (FP, FN) hält.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei­ derseits und in einem rechten Winkel zu der Auflageplatte (AP 1, AP 2) je eine V-förmige Führungseinrichtung (FP, FN) für den Lichtwellenleiter (LF 1, LF 1 C) vorgesehen ist, in denen der Lichtwellenlei­ ter drehbar eingelegt ist.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei diametral gegenüberliegende Auflageplatten (AP 1, AP 2) vorgesehen sind, die in jeweils gegensinniger Richtung verschiebbar gelagert sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei Winkelstücke (WT 1, WT 2) vorgesehen sind, an deren freien Enden die vor­ zugsweise an Blattfedern (FE 1, FE 2) befestigten, Auf­ lageplatten (AP 1, AP 2) gehalten sind, daß an einem der Winkelstücke (WT 1) eine eine Längsverschiebung ergebende Antriebseinrichtung in Form einer handbetätigbaren Gewindespindel (GS) angreift, und daß diese Längsverschiebung über einen drehbar ge­ lagerten Kipphebel (KH) beim zweiten Winkelstück auf die zugehörige Auflageplatte (AP 2) übertragen wird.