DE4204458C2 - Faserankopplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Faserankopplung mit einem ersten und einem zweiten gegenüberliegenden Anschlußteil zwischen die ein optischer Baustein, der mehrere Eingänge oder mehrere Aus­ gänge aufweist, eingefügt wird.

Bisher wurden die anzuschließenden Fasern einzeln justiert. Darüber hinaus ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 28 52 744 ein Verfahren zum Verbinden von Lichtfaserbündeln bekannt, bei denen die einzelnen Fasern in v-förmigen Nuten geführt und zusammengefügt werden. Diese Art der Verbindung benötigt jedoch einen größeren Platzbedarf und ist nur mit erheblichem Aufwand herzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Faserankopplung für opti­ sche Bausteine anzugeben, die eine präzise Faserankopplung bei geringem Arbeitsaufwand ermöglicht.

Eine entsprechende Faserankopplungseinrichtung ist im Patent­ anspruch 1 angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen beschrieben.

Vorteilhaft bei dieser Erfindung ist, daß keine einzelnen vom Coating befreiten Faserenden miteinander verbunden werden, sondern vorgefertigte Anschlußteile mit dem optischen Baustein verbunden werden.

Vorteilhaft ist, daß beide Anschlußteile durch Führungsstäbe miteinander verbunden sind, um eine einfache Ausrichtung zu ermöglichen. Justierwellenleiter ermöglichen hierbei eine prä­ zise Ausrichtung der Anschlußteile mit dem optischen Baustein.

Vorteilhaft ist es, daß die Führungsstäbe zur Vermeidung von Temperaturspannungen nach der Montage aufgetrennt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Faserankopplung bei der Montage,

Fig. 2 einen optischen Baustein mit montierten Anschluß­ teilen und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines Anschlußteils.

Fig. 1 zeigt einen optischen Baustein 1, der auf einem Glas- Trägerteil 19 realisiert ist. Er ist zwischen einen ersten Anschlußteil 3 und einen zweiten Anschlußteil 4 eingefügt. Beide Anschlußteile sind durch in Nuten 24 geführte Führungs­ stäbe 5 miteinander verbunden. Die Anschlußteile 3 und 4 und der optische Baustein 1 werden aneinander gefügt, wobei die Anschlußflächen 17 der Anschlußteile 3 und 4 an den Ankoppel­ flächen 14 des optischen Bausteines nahezu anliegen. Das Trä­ gerteil 19 des optischen Bausteines weist hier ein erhöhtes Mittelteil auf, so daß die Anschlußteile auf den Seitenteilen der Trägerplatte aufliegen und mit diesem auf der Klebefläche 13 verbunden werden. Das Trägerteil kann auch als Quader ausge­ führt werden, wobei die Anschlußflächen 17 mit den Ankoppelflä­ chen 14 direkt verklebt werden.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Anschluß­ teil 3 nur einen Lichtwellenleiter 9 auf, während das Anschluß­ teil 4 mehrere parallel angeordnete Lichtwellenleiter einer LWL- Vielfachader aufweist. Diese Faserankopplung ist daher beson­ ders für den Anschluß an Planar-Vielfachkoppler geeignet.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Planarkoppler als opti­ schen Baustein mit montierten Anschlußteilen 3 und 4. Der Planarkoppler weist sich verzweigende Lichtwellenleiter 21 auf. Das Problem liegt nun darin, die Eingangsseite des Kopplers exakt zum Lichtwellenleiter 9 und die Ausgangsseite exakt zu den Lichtwellenleitern 7 auszurichten. Hierzu sind an den Außenseiten des Planarkopplers und der Anschlußteile Justier- Lichtwellenleiter 16 und Meß-Lichtwellenleiter 20 angeordnet.

Es kann davon ausgegangen werden, daß die Lagegenauigkeit der Leiterbahnen 21 des optischen Bausteines minimale Toleranzen aufweist. Ebenso können die Lichtwellenleiter 9 und 7 auf den Anschlußteilen mit minimalen Toleranzen gefertigt werden. Das Problem besteht daher nur noch in der exakten Ausrichtung der Faserankopplungseinheit zum optischen Bautein. Dies wird durch die Justier-Lichtwellenleiter 16 des optischen Bausteines bzw. die Meß-Lichtwellenleiter 20 der Anschlußteile ermöglicht, denn ein Zugriff zu den Lichtwellenleitern 9 und 7 zu Meßzwecken ist häufig nicht möglich. So erfolgt die Ausrichtung der Anschluß­ lichtwellenleiter 9 und 7 zu den Lichtwellenleitern des opti­ schen Bausteines durch eine präzise Ausrichtung der Justier- Lichtwellenleiter zu den Meß-Lichtwellenleitern 20. Bei der Justierung wird die Dämpfung zwischen den primärseitigen und sekundärseitigen Meß-Lichtwellenleitern 20 gemessen und die Lage des optischen Bausteines zur Faserankopplungseinrichtung solange mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung variiert, bis die Dämpfung ein Minimum aufweist. Die Meß-Lichtwellenlei­ ter können direkt mit einer Meßeinrichtung verbunden werden und nach der Montage für Meßzwecke oder zur Übertragung von Signalen verwendet werden. Falls sie nicht mehr benötigt wer­ den, können sie auch abgebrochen werden. Ebenso ist eine opti­ sche Ankopplung an die Meßeinrichtung möglich, wenn die Meß- Lichtwellenleiter an der Außenseite plan/geschliffen oder glatt abgeschnitten sind. Nach der genauen Ausrichtung des optischen Bausteines zu den Anschlußteilen erfolgt eine Verklebung, bei­ spielsweise mit Epoxidharz. Der Spalt zwischen den Anschluß­ teilen und dem optischen Baustein wird mit einem Material auf­ gefüllt, das im Brechungsindex dem Kernglas angepaßt ist.

Hierfür ist Silikon bzw. ein hochtransparenter Klebstoff ge­ eignet. Um Wärmedehnungsprobleme zu vermeiden, können an­ schließend die Führungsstäbe 5 zwischen den Anschlußteilen 3 und 4 durchtrennt werden. Sollbruchstellen 15 der Führungs­ stäbe erleichtern dies.

In Fig. 3 ist das Anschlußteil 4 als Schnittbild dargestellt.

Auf der Oberseite der Anschlußteile sind V-Nuten eingeätzt. Vorzugsweise bestehen die Anschlußteile aus monokristallinem Silizium. Die Nuten 24 der Anschlußteile werden durch die Führungsstäbe 10 exakt zueinander ausgerichtet. Dadurch werden die Lichtwellenleiter in den Anschlußteilen exakt zueinander ausgerichtet.

Um die Montage zu erleichtern sind die Anschlußteile und der optische Baustein auf einer Arbeitsplatte 18 abgelegt. (gegen­ über Fig. 1 um 180° um die Längsachse gedreht dargestellt). Als Variante werden prismenförmig ausgeführte Führungsstäbe 10 verwendet. Die Lichtwellenleiter 7 und die Meß-Lichtwellenlei­ ter 20 werden in V-förmigen Nuten 6 geführt, deren Teilungsab­ stand genau mit dem des optischen Bausteins übereinstimmt. Die Nuten sind in das aus einkristallinem Silizium bestehende An­ schlußteil eingeätzt. Die Fixierung der Lichtwellenleiter er­ folgt vorzugsweise durch Klebstoff, der unter UV-Licht aus­ härtet. Nach einem Schleifen der Anschlußflächen 17 werden zunächst die Anschlußteile 3 und 4 zueinander ausgerichtet und fixiert. Die Ausrichtung erfolgt, wie aus den Fig. 1 und 2 bekannt, durch Führungsstäbe 5 oder 10. Besonders geeignet sind die in Fig. 3 dargestellten prismenförmige Führungsstäbe, durch die beide Anschlußteile zu einer rahmenförmigen Konstruk­ tion verbunden werden, die auf der Arbeitsplatte 18 gut aufliegt. Die Lichtwellenleiter 7 und 20 werden durch Glasabdeckungen 22 und 23 geschützt. Ebenso kann eine gemeinsame Abdeckung vorge­ sehen werden.

Zwischen die Anschlußteile 3 und 4 wird der optische Baustein 1 von oben abgesenkt und mittels Höhenfeinverstellung 11 und Seitenfeinverstellung 12 durch eine nicht dargestellte Vor­ richtung genau positioniert.

Claims (7)

1. Faserankopplung für mehrere auf einem Trägerteil (19) eines optischen Bausteins (1) angeordnete Lichtwellenleiter (21), mit mehreren Anschluß-Lichtwellenleitern (7, 9), dadurch gekennnzeichnet,
daß ein erstes Anschlußteil (3) mit mindestens einem Anschluß- Lichtwellenleiter (9) vorgesehen ist,
daß ein zweites Anschlußteil (4) mit mehreren Anschluß-Licht­ wellenleitern (7) vorgesehen ist,
daß der optische Baustein (1) zwischen die Anschlußteile (3, 4) eingefügt ist,
daß das erste und das zweite Anschlußteil (3, 4) durch Führungs­ stäbe (5, 10) miteinander verbunden sind und die Lichtwellen­ leiter (7 und 9) somit zu den jeweils zugeordneten, auf dem Trägerteil (19) des optischen Bausteins (1) angeordneten Lichwellenleitern (21) ausgerichtet sind, und
daß an den äußeren Seiten des Trägerteils (19) des optischen Bausteins (1) jeweils ein Justier-Lichtwellenleiter (16) ange­ ordnet ist und an den äußeren Seiten jedes Anschlußteils (3 und 4) im selben Abstand zwei Meß-Lichtwellenleiter (20) angeordnet sind.

2. Faserankopplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Meß-Lichtwellenleiter (20) eine Meßeinrichtung über eine optische Ankopplung anschließbar ist.

3. Faserankopplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstäbe (5, 10) nach der Montage getrennt werden.

4. Faserankopplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstäbe (5, 10) Sollbruchstellen (15) aufweisen.

5. Faserankopplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußteile (3, 4) mit dem optischen Baustein (1) verklebt sind.

6. Faserankopplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Baustein (1) zwei zueinander parallele An­ koppelflächen (14) aufweist und die Anschlußteile (3, 4) hieran passende Anschlußflächen (17) aufweisen.

7. Faserankopplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spalt zwischen den Ankoppelflächen (14) und den An­ schlußflächen (17) mit einem dem Brechindex des Kernglases der Lichtwellenleiter (9, 7) angepaßtes Material aufgefüllt ist.