DE3608236A1 - Vorrichtung zur ankopplung einer lichtwellenleiterfaser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur lösbaren und wiederverwendbaren Ankopplung einer Lichtwellenleiterfaser an ein optisches Sende- oder Empfangselement, an ein Meßgerät oder an einen Laboraufbau, wobei die Fassung für ein die Lichtwellenleiterfaser führendes Kapillarrohr oder die Steckerbuchse eines Lichtwellenleiters in ein plattenförmig gestaltetes Oberteil eingelassen ist und wobei die Fassung für das optische Sende- oder Empfangselement oder für den Stecker eines zum Meßgerät oder Laboraufbau führenden Lichtwellenleiterkabels in einen unteren Träger eingelassen ist.

Eine derartige Vorrichtung ist in der älteren Patentmeldung entsprechend der DE-OS 35 08 627 beschrieben. Das plattenförmig gestaltete Oberteil und das ebenfalls plattenförmig gestaltete Unterteil sind bei der dort geschilderten Vorrichtung zentrierend, jedoch lösbar derart aneinander fixiert, daß sie mit ihren Flachseiten aneinanderstoßen und daß in der Trennebene zwischen Oberteil und Unterteil ein im geöffneten Zustand zugänglicher Raum für die Aufnahme von Immersionsflüssigkeit vorgesehen ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Koppelstelle bei einer Verschmutzung des Immersionsöls bzw. einem Bruch der Lichtwellenleiterfaser leicht zugänglich bleibt, weil lediglich das Oberteil vom Unterteil abgehoben werden muß und in der Trennebene die Koppelstelle zugänglich bleibt. Gleichzeitig ist aber sichergestellt, daß beim Wiederzusammenfügen von Oberteil und Unterteil die Koppelanordnung wieder ihre ursprünglichen Eigenschaften erhält, so daß genaue reproduzierbare Meßvorgänge durchführbar sind. Die in das Unterteil eingelassene Fassung soll dort in nicht näher dargestellter Weise justierbar gehalten sein. Die Justierung erfolgt dann so, daß jeweils die geringste Dämpfung beim Lichtübergang von dem stirnseitigen Ende der Lichtwellenleiterfaser zum oder vom optischen Empfangs- oder Sendeelement auftritt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Koppelvorrichtung zu schaffen, bei welcher ein Justieren von Lichtwellenleiterfasern oder der Stecker von Lichtwellenleitern zu optischen Sende- oder Empfangselementen oder zu den Steckern von zu Meßgeräten oder Laboraufbauten führenden Lichtwellenleiterkabeln mit äußerst hohen Genauigkeiten durchgeführt werden kann. Zusätzlich wird die Forderung gestellt, daß die Justierung auch bei Langzeitmessungen oder bei Erschütterungen erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Koppelvorrichtung dadurch gelöst, daß der untere Träger durch ein in einem starren Block angeordnetes Rohr gebildet ist und daß das Rohr mit einer elastischen Vorspannung gegen die radial ausgerichteten und in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordneten Übertragungsglieder zweier in dem Block angeordneter Stellelemente gedrückt ist.

Gegenüber Justiersystemen mit zwei um 90° zueinander versetzten Längsschlitten wird bei dem Justiersystem der erfindungsgemäßen Koppeleinrichtung mit dem elastisch vorgespannten Rohr eine spielfreie Verstellung ermöglicht, deren Genauigkeit zusätzlich durch die kompakte und stabile Ausgestaltung des Blockes begünstigt wird. Der bauliche Aufwand für die Realisierung des Justiersystems der erfindungsgemäßen Koppeleinrichtung ist dabei äußerst gering.

Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Einzelteile des Oberteils der erfindungsgemäßen Koppelvorrichtung im Schnitt,

Fig. 2 die Einzelteile des als Rohr ausgebildeten unteren Trägers der erfindungsgemäßen Koppelvorrichtung im Schnitt,

Fig. 3 eine komplett montierte erfindungsgemäße Koppelvorrichtung in der Seitenansicht und

Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV - IV der Fig. 3.

In Fig. 1 ist ein vorzugsweise aus Stahl gefertigtes plattenförmiges Oberteil OT dargestellt, das eine Öffnung OF aufweist, die sich in einem Ansatz OFA geringeren Durchmessers fortsetzt. Das Oberteil OT ist so gestaltet, daß es eine Fassung EO 1 aufnehmen kann, wobei deren Außenkontur genau an die Öffnung OF und den Ansatz OFA angepaßt ist. An die Fassung EO 1 ist eine rohrförmige Faserführung FR angebracht, die in ihrem unteren Teil ein Kapillarrohr KP enthält, welches zur zentrischen Führung einer abgemantelten Lichtwellenleiterfaser LWF einer Lichtwellenleiterader LWA dient, die vom oberen Teil des Faserführungsrohres FR gehalten wird.

Es ist auch möglich anstelle einer Fassung EO 1 einer Lichtwellenleiterfaser LWF eine Steckerbuchse EO 2 in das Oberteil OT einzusetzen. Die Steckerbuchse EO 2 dient zur Koppelung von nicht näher dargestellten konfektionierten Lichtwellenleitern, deren Stecker in die Bohrung SB der Steckerbuchse EO 2 eingesteckt wird. Für verschiedene Steckerdurchmesser können Steckerbuchsen EO 2 mit dazu passenden Bohrungen SB in das Oberteil OT eingesetzt werden.

Der in Fig. 2 im Schnitt dargestellte und als Rohr ausgebildete untere Träger weist eine obere Öffnung UF auf, welche so dimensioniert ist, daß sie eine Fassung für ein optisches Sende- oder Empfangselement oder für einen Stecker aufnehmen kann. Mit EU 1 ist eine erste derartige Fassung bezeichnet, welche aus einem ringförmigen Grundkörper mit einer darauf angebrachten Glasplatte GP besteht, wobei sich hinter dieser Glasplatte GP eine Sendediode LED mit entsprechenden elektrischen Anschlüssen befindet.

Die mit EU 2 bezeichnete zweite Fassung enthält ebenfalls hinter einer Glasplatte GP eine Empfangsdiode PD, die als Photodiode ausgebildet ist und entsprechende elektrische Anschlüsse aufweist.

Mit EU 3 ist eine Steckerfassung bezeichnet, die eine entsprechende Bohrung SB aufweist. In diese Bohrung SB wird von unten her der Stecker ST eines Lichtwellenleiterkabels LWK eingesetzt. Dieses Lichtwellenleiterkabel LWK wird dann durch das Rohr R hindurch nach unten weg zu einem Meßgerät oder zu einem Laboraufbau geführt.

Fig. 2 zeigt ferner, daß an das untere Ende des Rohres R ein Flansch FL angeformt ist, der in seinem inneren Bereich durch eine umlaufend eingebrachte Nut N als Ringfeder RF ausgebildet ist. Das Rohr R, der Flansch F und die Ringfeder RF bestehen aus einem vorzugsweise aus Stahl gefertigten Stück. Durch die Ringfeder RF kann das mit seinem Flansch FL befestigte Rohr in seinem oberen Bereich in verschiedenen radialen Richtungen elastisch ausgelenkt werden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine komplett montierte Koppeleinrichtung in der Seitenansicht bzw. im Querschnitt. Das in Fig. 1 dargestellte Oberteil OT mit der Fassung EO 1 und dem Kapillarrohr KP ist auf der Oberseite eines in seiner Kontur quaderförmig ausgebildeten starren Blockes BL angeordnet und mittels eines an einer Seite des Blockes BL angebrachten Scharniers SN klappbar gehalten. Im eingerasteten Zustand wird eine zusätzliche Zentrierung und Fixierung durch einen in Fig. 4 mit PSO bezeichneten Paßstift herbeigeführt, der in entsprechende Öffnungen im Oberteil OT und im Block BL eingreift. Die Fixierung der Fassung EO 1 im Oberteil OT wird durch eine Stellschraube SS 1 bewirkt.

Wie aus Fig. 3 ferner zu erkennen ist, befindet sich unterhalb des klappbaren Oberteils OT eine Abdeckplatte AP, die auf der Oberseite des Blockes BL aufliegt. Der Block BL steht mit drei Füßen FN auf einer Grundplatte GP. In diese Grundplatte ist ein offener, U-förmiger Schlitz SH eingebracht, durch welchen der in Fig. 2 dargestellte Stecker St in das Rohr R von unten eingeführt wird. Das Lichtwellenleiterkabel LWK wird seitlich weggeführt und dabei mit Hilfe einer Halteschelle HS auf der Grundplatte GP gehalten. Nach dem noch zu beschreibenden Justiervorgang wird über die gesamte Anordnung eine Schutzhaube SU gestülpt, die mit Hilfe von zwei Schrauben SR an dem Block BL fixiert wird. An der Schutzhaube SU ist ein mit Hilfe einer Stellschraube SS 2 höhenverstellbarer Teller TE angebracht, zwischen dessen polierter Oberfläche und der mit Filz FZ überzogenen Unterseite eines Haltemagazins HM die in das Kapillarrohr KP eingeführte Lichtwellenleiterfaser LWF (vgl. Fig. 1) fixiert wird.

Das Rohr R ist in eine Bohrung BO des Blockes BL eingesetzt, wobei der verbleibende Ringspalt zwischen Rohr R und Bohrung BO Justierbewegungen des Rohres R zuläßt. Das Rohr R ist mit seinem Flansch FL auf der mit BF bezeichneten Bodenfläche des Blockes BL befestigt, die zu den in Fig. 4 dargestellten Kugeln KU 1 und KU 2 hin abfällt. Durch diese leichte Neigung der Bodenfläche BF von beispielsweise 0,5° wird das Rohr R mit einer elastischen Vorspannung gegen die in Umfangsrichtung um einen Winkel von 90° zueinander versetzt angeordneten Kugeln KU 1 und KU 2 gedrückt.

Für Justierbewegungen des Rohres R in der in Fig. 4 mit x bezeichneten Richtung ist am Block BL ein als Differentialmikrometer ausgebildeter Stellantrieb SE 1 angebracht, dessen Stellglied SG 1 gegen die Kraft einer Rückstellfeder RF 1 auf einen Hebel H 1 einwirkt. Der Hebel H 1 ist im Block BL um eine Achse AX 1 derart drehbar, daß die Stellbewegungen des Stellantriebs SE 1 mit einer Untersetzung von beispielsweise 1:10 über die Kugel KU 1 auf das Rohr R übertragen werden.

Für Justierbewegungen des Rohres R in der in Fig. 4 mit y bezeichneten Richtung ist am Block BL ein als Differentialmikrometer ausgebildeter Stellantrieb SE 2 angebracht, dessen Stellglied SG 2 gegen die Kraft einer Rückstellfeder RF 2 auf einen abgewinkelten Hebel H 2 einwirkt. Der Hebel H 2 ist im Block BL um eine Achse AX 2 derart drehbar, daß die Stellbewegungen des Stellantriebes SE 2 mit einer Untersetzung von beispielsweise 1:10 über die Kugel KU 2 auf das Rohr R übertragen werden.

Als Stellantriebe SE 1 und SE 2 können neben dem vorstehend erwähnten Differentialmikrometern auch normale Mikrometer, elektrische Stellantriebe oder Piezostellelemente verwendet werden.

Die vorstehend geschilderte Koppelvorrichtung weist eine Tiefe von 68 mm, eine Höhe von 106 mm und eine Breite von 125 mm auf. Das Gewicht beträgt 1800 g. Die Positionierung in x-Richtung und in y-Richtung kann mit Genauigkeiten <0,1 µm vorgenommen werden. Die Justierung wird dabei in einem ersten Schritt mit Hilfe einer Zentrierlupe vorgenommen, während zur Feinjustierung eine Maximierung des Lichtüberganges vorgenommen wird.

Bei der geschilderten Koppelvorrichtung können durch die Verwendung verschiedener Adapter alle Fasertypen und alle Steckertypen eingesetzt werden. Als Einsatzgebiete sind insbesondere die Ankopplung von OTDR-Geräten, die Bandbreitenmessung, die Dispersionsmessung, die Dämpfungs­ messung, die Nahfeldmessung und die Fernfeldmessung zu nennen.

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Koppelvorrichtung wie zum Beispiel das Reinigen der Koppelstelle oder das Einbringen von Immersionsflüssigkeit gehen aus der älteren Patentanmeldung entsprechend der DE-OS 35 08 627 hervor.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur lösbaren und wiederverwendbaren Ankopplung einer Lichtwellenleiterfaser (LWF) an ein optisches Sende- oder Empfangselement (LED, PD), an ein Meßgerät oder an einen Laboraufbau, wobei die Fassung (EO 1) für ein die Lichtwellenleiterfaser (LWF) führendes Kapillarrohr (KP) oder die Steckerbuchse (EO 2) eines Lichtwellenleiters in ein plattenförmig gestaltetes Oberteil (OT) eingelassen ist und wobei die Fassung (EU 1, EU 2, EU 3) für das optische Sende- oder Empfangselement (LED, PD) oder für den Stecker (ST) eines zum Meßgerät oder Laboraufbau führenden Lichtwellenleiterkabels (LWK) in einen unteren Träger eingelassen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Träger durch ein in einem starren Block (BL) angeordnetes Rohr (R) gebildet ist und daß das Rohr (R) mit einer elastischen Vorspannung gegen die radial ausgerichteten und in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordneten Übertragungsglieder zweier in dem Block (BL) angeordneter Stellelemente (SE 1, SE 2) gedrückt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (R) über einen unteren Flansch (FL) im Block (BL) befestigt ist und daß der Flansch (FL) zumindest bereichsweise als Ringfeder (RF) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung des Rohres (R) durch eine leichte und zu den Übertragungsgliedern hin abfallende Neigung der Boderfläche (BF) des Blockes (BL) aufgebracht ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsglieder durch Kugeln (KU 1, KU 2) gebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellelemente (SE 1, SE 2) über in dem Block (BL) angeordnete Hebel (H 1, H 2) auf die Übertragungsglieder einwirken.