SE538234C2 - Optoelektroniskt kontaktdon - Google Patents

Optoelektroniskt kontaktdon Download PDF

Info

Publication number
SE538234C2
SE538234C2 SE1330130A SE1330130A SE538234C2 SE 538234 C2 SE538234 C2 SE 538234C2 SE 1330130 A SE1330130 A SE 1330130A SE 1330130 A SE1330130 A SE 1330130A SE 538234 C2 SE538234 C2 SE 538234C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
optical fiber
light
assembly according
cavity
termination
Prior art date
Application number
SE1330130A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1330130A1 (sv
Inventor
Ola Blomster
Original Assignee
Optoskand Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Optoskand Ab filed Critical Optoskand Ab
Priority to SE1330130A priority Critical patent/SE538234C2/sv
Priority to EP14854194.9A priority patent/EP3058405A4/en
Priority to JP2016548999A priority patent/JP2016533543A/ja
Priority to PCT/SE2014/051012 priority patent/WO2015057125A1/en
Priority to KR1020167013126A priority patent/KR20160072238A/ko
Priority to CN201480056385.1A priority patent/CN105659133B/zh
Priority to US15/030,147 priority patent/US9638877B2/en
Publication of SE1330130A1 publication Critical patent/SE1330130A1/sv
Publication of SE538234C2 publication Critical patent/SE538234C2/sv
Priority to JP2018217758A priority patent/JP2019070807A/ja

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4266Thermal aspects, temperature control or temperature monitoring
    • G02B6/4268Cooling
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/38Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/381Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres
    • G02B6/3814Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres with cooling or heat dissipation means
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4285Optical modules characterised by a connectorised pigtail
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/38Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/381Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres
    • G02B6/3813Dismountable connectors, i.e. comprising plugs of the ferrule type, e.g. fibre ends embedded in ferrules, connecting a pair of fibres for transmission of high energy beam
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/38Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3833Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture
    • G02B6/3855Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture characterised by the method of anchoring or fixing the fibre within the ferrule
    • G02B6/3861Adhesive bonding
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4236Fixing or mounting methods of the aligned elements
    • G02B6/4239Adhesive bonding; Encapsulation with polymer material
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4251Sealed packages
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4256Details of housings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4266Thermal aspects, temperature control or temperature monitoring
    • G02B6/4268Cooling
    • G02B6/4272Cooling with mounting substrates of high thermal conductivity
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4296Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with sources of high radiant energy, e.g. high power lasers, high temperature light sources
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0225Out-coupling of light
    • H01S5/02255Out-coupling of light using beam deflecting elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/38Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3833Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture
    • G02B6/3845Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture ferrules comprising functional elements, e.g. filters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

SAMMANDRAG Uppfinningen hanfor sig till ett optoe.lektroniskt arrangemang som kontakterar en optisk fiber (2), vilket kontaktdon innefattar ett hrilje (3) med en axiellt sig strackande harum (4); ett transparent frinster (7) beldgen 'yid en frirsta ande (8) av hairummet (4) och en termineringsdel (10; 20; 30; 40; 50; 60) belagen yid en andra ande av haligheten, varvid hairummet (4) bildar en kyikammare som matas av ett strrimmande kylmedel (7), som omger den optiska fiberns (2) mantelyta; vilken optisk fiber (2) är optisk kontakt med namnda frinster (7) och stracker sig ut fran kontaktdonet genom termineringsdel (10; 20; 30; 40; 50; 60). Den optiska fibern (2) är fast i termineringsdel av ett ljusledande Um (12; 22; 32; 42; 52; 62).

Description

OPTOELEKTRONISKT KONTAKTDON TEKNISKT OMRADE Den aktuella uppfinningen är inom omradet for en optisk konstruktion, vilken exakt omsluter en optisk fiberanda pa ett robust och sakert satt som skyddar fiberandan fran skador.
BAKGRUND Uppfinningen beskriven har nedan kan kategoriseras inom omradet en optoelektronisk kontakt for en optisk fiber avsedd for hogeffektslasrar, speciellt avsedd for att overfora hoga lasereffekter upp och over 20kW.
GeneralIt beskrivet har den optiska fibern en ingangsanda avsedd fOr den inkommande laserstralen samt en utgangsanda for laserstralen, som lamnar den optiska fibern. Optiska fibrer for overforing av hogeffektslaserstralning frekvent anvands inom industrin i industriella applikationer. Dessa industriella applikationer aterfinns framst inom skarning och svetsning dar man anvander sig av hogeffektslasrar. Den optiska fibern for hogeffektslasrar anvands ocksa inom omradena upphettning, detektering eller arbete inom omraden for hoga temperaturer. Med hjalp av de optiska fibrerna är det mojligt att utforma flexibla tillverkningssystem for overforing av hogeffektslaserstralen fran laserkallan till arbetsstycket. En optisk fiber har typiskt en inre glaskarna (core) och ett transparent, omgivande skikt, ett s.k. cladding, som ofta är tillverkad av dopat glas. Claddingen har ett lagre brytningsindex an glaskarnan. Funktionen hos claddingen är att halla den optiska stralen begransad till karnan. Karnan och claddingen kan tackas av en skyddande buffert och jacka.
I och med utvecklingen av hogeffekt fiber- och disklasrar med hog stralkvalite har ocksa i optiska fibrer fOr dessa lasereffekter Okat kraftigt. Vid utformning av optiska system fiber for hogeffekts laserstralning är det viktigt att fibern är 1 effektiv for att transportera ljuset och for att behalla den hOga stralkvalitOn genom fibern. For att kunna arbeta med hogeffektsljus fran lasrar, maste fiberkontakten ocksa kunna klara hOga effektfOrluster under applikationer, som kan ge hog tillbakareflektion tillbaka in i systemet. For att kontakten skall kunna klara dessa hOga effektfOrluster stalls hOga krav pa designen av den fiberoptiska kontakten. Den optiska fibern termineras i kontakten, vilken hailer den optiska fibern exakt och sakert for att forhindra att den optiska fibern gar sonder samt for att uppfylla kravet pa "plug-n-play". En fiberkontakt är i grunden ett cylindriskt holje, som är placerad i en passhylsa, vilken är 10 interfacet mot en motsvarande passhylsa. Mekanismen fOr att f5 de bada hylsorna att passa mot varandra kan till exempel vara "push and click", en bajonett eller ett gangat interface. En typisk optisk fiberkontakt byggs upp genom att man forst forbereder den optiska fibern genom att ta bort de skyddande lagren runt den och gar rent det yttersta glaslagret. lbland kan man aven tillfora en mode stripper i pa det yttersta glaslagret. Detta kan goras antingen genom kemisk etsning eller genom att tillfora ytterligare ett lager utanpa det sista fiberlagret. Detta material skall dá ha hogre brytningsindex an det sista claddinglagret, som är i kontakt med mode strippern. Sam terminering monteras en glascylinder vid optiska fiberns framre yta. Den optiska fibern och glascylindern är i optisk kontakt for att minska forluster och reflektioner i den har punkten. Glascylinderns framre yta kan vara belagd med en antireflexfilm kir den specifika laservaglangden.
Ett problem med hoga lasereffektsapplikationer är den lasereffekt, som reflekteras tillbaka fran applikationen till kontakten. Denna lasereffekt genererar varme i kontakten. Under applikationer sa som skarning och svetsning kan det aterreflekterade ljuset vara kraftigt i den motsatta ljusriktningen i fibern. Detta ljus kan orsaka star skada av den optiska fibern och dess fiberoptiska kontakt. Med anledning av detta behovs en forbattrad fiberoptisk kontakt, som är precis samt innefattar en losning fOr minimala forluster. I det fallet forluster uppkommer sá maste designen av den fiberoptiska kontakten hantera dessa forluster utan att gá sander. 2 BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN De ovanstaende problemen är losta inom designen av den optoelektroniska kontakten sä som de bifogade kraven beskriver.
I nedanstaende text kommer termen "Ijus" betyda ljus emitterat tan en laserkalla, troligen, men inte nodvandigtvis fran en hogeffektslaser for industriellt bruk. Termen "optoelektronisk anordning" anvands for att definiera en fiberoptisk kontakt inkluderande alla komponenter som behovs for att tillverka just en optoelektronisk anordning.
Uppfinningen beskrivs som en optoelektronisk kontakt, som kontakterar en optisk fiber. Kontakten bestar av ett holje med axiellt halrum. Halrummet har en forsta anda eller ingangsanda dar ljuset transmitteras in i den optoelektroniska anordningen och en utgangsanda fran var ljuset är transmitterat ut ur den optiska anordningen. Enligt ett exempel innehaller den optoelektroniska kontakten i en forsta ande av den axiella kaviteten ett glas/fonster, vilket är i optisk kontakt med den optiska fibern. Glaset/fOnstret kan vara gjort av ett lampligt material for just den aktuella vaglangden transmitterad genom glaset. Exempel pa sadana material är kvarts, smalt kiseldioxid, safir, eller andra typer av transparent glas, som vanligen anvands i applikationer som laserfonster for hoga lasereffekter. 20 Enligt ett alternativt exempel innehaller den optiska anordningen i ingangsandan av kaviteten en disk, vilken utgOr en apertur fOr fibern. Disken kan vara gjord av samma material som det transparenta fonstret beskrivet ovan. Den optiska fibern kan vara fixerad till disken genom exempelvis svetsning av ett yttre lager has fibern mot diskens glasmaterial. Fixeringen 25 kan ocksa goras med lim, men den metod som anvands är inte viktigt for uppfinningen.
Enligt ytterligare ett exempel innefattar huset en metaldisk i en forsta anda av kaviteten, vilken disk innefattar en apertur for fibern. Disken kan vara gjord av samma material som huset eller ett annat lampligt metalliskt material. Fibern 3 kan fixeras till disken genom till exempel limma ett yttre lager av fibern till den metalliska delen pa disken.
Vidare innefattar holjet en termineringsdel med en genomforing for fibern placerad i den bakre delen av kaviteten. Termineringsdelen är till for att fixera 5 den optiska fibern i den fiberoptiska kontakten, typiskt med lim. Termineringsdelen kan fungera som en ref lektor och innefattar cla ett material som inte bara har reflekterande egenskaper utan aven goda termiska egenskaper. Exempel pa material, som denna reflektor kan vara gjord av kan vara guld, koppar eller en kopparlegering. Alternativt kan denna ref lektor vara gjord av material som är transparanta for laservaglangden. Exempel pa sadana material kan vara glas, kvartsglas, keramik och sá vidare.
I det har sammanhanget antas en optisk fiber innefattas av en karna med ett eller flera claddinglager, vilka är gjorda av lampliga glasmaterial. Den optiska fibern innefattar vidare en jacka eller en buffer med jacka utanpa. Om bara en jacka anvands direkt pa fibern kan denna jacka typiskt vara gjord av ett akrylatmaterial. Om en buffer anvands mellan fibern och jackan kan bufferlagret typiskt vara gjort silikon. Jackan kan dá typiskt vara gjord av Nylon eller florbaserade plaster sá som Tefzel (D. Dessa material är bara exempel pa lampliga material som anvands for en optisk fiber. 20 Holjets kavitet utgor en kylkammare och forses med kylmedium, som omsluter mantelytan has den optiska fibern. Kylmediet kan vara vatten eller flagon annan lampligt flytande medium. Kylmediet kan tillforas i den ena andan och tas ut fran den andra andan eller tillforas i den ena andan och tas ut i den samma. Atminstone i det senare fallet anvands flansar eller styrningar anordnade runt am fibern langs hela kaviteten for att kontrollera vattenflodet och/eller riktningen av flodet for att sakerstalla tillracklig kylning av onskade omraden och komponenter i den fiberoptiska anordningen. I den efterfoljande texten anvands termer som "kavitet" och "kylkammare" for samma komponent. 4 Dessutom anvands uttrycket "en fOrsta oppnina" for att beteckna ett iniopp for kylvatska och "en andra oppning" anvands .for att beteckna ett utlopp for kylmedel. Den optiska fibern är optisk kontakt med namnda fOnster och stracker sig ut ur kontaktdonet genom termineringsdelen. Den optiska .fibern passerar genom och är fast ett forutbestamt !age termineringsdelen av ett ljusledande lim.
Det ljusledande limmet har ett lagre brytningsindex an den optiska fibern, vilket gar det mojligt att styra ijusstralen den optiska fibern och for att halla ljuset inuti claddinaen av namnda fiber. allmanhet är det onskvart att halla ljuset karnan av den optiska fibern, men lackage in claddingen kan intraffa.
Darfor bor det ljusiedande limmet ha ett lagre brytningsindex an mantelytan som är i kontakt med limmet. Det ljusledande limmet är optiskt transparent eller halvtransparent for de transmitterade ljusvaglangder som avges av en laser. I detta sammanhang kan mantelytan vara en jacka, en buffer eller en cladding, beroende pa vilket som är det yttre skiktet av fibern kontakt med det ljusledande limmet.
Det ljusledande limmet ar anordnat for att het omge den optiska fibern atminstone Over den axiella utstrackningen av termineringsdelen, i syfte att bilda en kylmedeistatning termineringsdelen. Forutom att halla den optiska fibern pa plats termineringsdelen, är det ljusledande limmet anordnad att fixera den optiska fibern och att halla den ur kontakt med termineringsdeien utmed dess axiella farlangning. Ett andparti av det ljusledande limmet kan exponeras for kylningskammaren yid den sida av termineringsdelen som är vand mat kylkammaren och kyls genom direkt kontakt med kylvatska.
Den optiska fibern innefattar en karna, atminstone ett claddinaskikt och atminstone en jacka, varvid claddingen avslutas det ljusledande limmet som tacker den optiska fibern. Altemativt kan den optiska fibern ocksa innefatta atminstone ett buffertskikt kontakt med claddingen. Buffertskiktet avslutas antingen i det ljusiedande limmet eller utanfor i det ljusledande limmet en forutbesta.md stracka in i kylkammaren. Buffertskiktet kan besta av ett akrylatmaterial, skon, eller ett liknande lampligt material. Jackan är anordnad utanfor bufferskiktet och kan besta av ett lampligt plastmaterial, sasom nylon eller ett fluorbaserad plastmaterial, Den exakta utformningen och sammansattningen av den optiska fibern är inte relevant for uppfinningen sig. Det relevanta sardraget är brytningsindex fOr den optiska fibern, synnerhet alasmaterialet (karna och cladding) i den optiska fibern, vilket bestammer den ovre gransen for brytningsindex fOr det ljusledande limmet. Glasmaterialet hos den optiska fibern innefattar karnan och claddingen. Exempel pa brytningsindex ãr 1,46 for smalt kiseldioxid ever 1,41 for skon; 10 vid en vaglangd pa 1060 nm; brytningsindex ar beroende av vaglangden hos det transmitterade ljuset.
Enligt ett fOrsta exempel avslutas bufferlagret och jackan innedet ljusledande limmet. Enligt ett andra exempel avsiutas claddingen inne det ljusledande limmet, medan bufferlagret avslutas utanfor det ljusledande limmet ett forutbestamt avstand in i kylkammaren. Enligt ett ytterligare exernpel stracker är claddingen som stracker sig genom hairummet ytbehandlad Over atminstone en del av sin utstrackning, for att bilda en mode-stripper som minskar aterreflexer.
Det ljusledande limmet kan besta av ett lampligt vidhaftande material som 20 har onskat brytningsindex i farhallande till den optiska fibern. Ickebegransande exempei pa lampliga material är ett eller fiera av silikon, hogpolymeriserad akrylat, akrylatharts, och epoxiharts. Den hog-polymeriserad akrylatmaterialet kan innefatta sampolymeriserade material innefattande en eller flora av metylakrylat, etylakrylat och butylakrylat. Epoxihartset kan innefatta en eller flera av radikala epoxihartser, tva-komponent epoxiharts, eller dubbel-katjoniskt epoxiharts.
Det ljusledande limmet som omsluter och beiagger den optiska fibern är foretradesvis anordnat genom en termineringsdel, som bildar en andvagg has holjet. Alternativt kan det ljusledande limmet ocksa atminstone delvis vara anordnat inuti en lhalig del som stracker sig ett fOrutbestamt avstand 6 fran den yta av termineringsdeien som är vand mot kyikammaren. Den ihaliga delen utgor foretradesvis, men inte nocivandigtvis, en integrerad del av den termineringsdelen. Den ihaliga delen kan, exempelvis, vara cylindrisk eller ha nagon lamplig tvarsektion for forbattrad varmeoverforing, sasom radiella flansar.
Enligt ett ytterligare exempel är atminstone den ihaliga delen är en reflektor som stracker sig fran terminerinosdelen in i kylkammaren. Den ihaliga reflektorn innefattar ett varmeledande material, sasom guld, koppar eller en kopparlegering, syfte att overfora varme till kylmediet och att kyla limmet 10 och de amgivande komponenterna. Ett andparti av ljusledande 4T1 är exponerat mot kylkammaren vid slutet av den ihaliga delen och kyls genom direkt kontakt med kylmediet. Sjalva termineringsdelen kan aven vara anordnad att fungera som en reflektor och kan tillverkas samma eller ett liknande material som den ihaliga delen. De reflektorkonstruktioner som beskrivs ovan undviker att det ljusiedande limmet upphettas av ljus som lacker in i kylkammaren. Refiektiviteten av reflektorytan ar hog for att inte absorbera nagot laserljus. Anvandningen av ljusledande material medger att limrnet kyls effektivt nar det utsatts for varrne sorn alstras vid avslutningen av den optiska fibern.
Enligt ett ytterligare exempel kan en tatning vara anordnad vid andytan av ljusledande Urn och som omger den yttre ytan av den optiska fibern. Till exempel, kan en cirkular tatning stracka sig radiellt mellan den optiska fibern och termineringsdelen och ligger mean det ljusledande limmet och kylkarnmaren. Tatningen kan placeras runt den optiska fibern dar den kommer in i termineringsdelen eller dar den gar in den ihaliga reflektom. Pa delta satt hindrar tatningen kylmedel fran att na det ljusledande limmet som omger den optiska fibern och hjalper till alt tata holjet. Termineringsdelen sig kan ocksa anordnas fOr att fungera som en reflektor. Lampliga material for sadana reflektorer innefattar varmeledande material, sasom koppar eller 7 en kopparlegering, syfte att reflektera och/eller riverfora varrne till kylmediet och undvika uppvarmning av limmet.
Enligt ett ytterligare exempel kan atminstone den iha.liga delen besta av ett lampligt transparent material, sasom gas, kvarts eller liknande. Pa detta satt kan ljus som lamnar den optiska fibern riverforas till kylmediet genom den ihaliga delen. Om termineringsdelen ocksa innefattar ett transparent material, kan ljuset Overforas genom donna del. Termineringsdelen är ocksa i kontakt med och kyls av kylmediet. Liksom det frirsta exemplet ovan, är ett andparti av dot ljusledande limmet exponerad mot kylkammaren vid slutet av den ihaliga delen och kyls genom direkt kontakt med kylmediet.
Konstruktionen som beskrivits ovan skulle ocksa kunna kombineras med en mode-stripper att undvika claddingmoder. En caddingmode är en mod som är begransad till att ciaddingen av en optisk fiber pa grund av dot faktum att claddingen har ett hrigre brytningsindex an det omgivande materialet. Dessa moder är generellt orinskad. Claddingmoder undertrycks genom uppruggnina av claddingens yta som kommer att sprida ljuset nar det traffar gr'arissnittet, genom att aka spridningen vid claddingens granssnitt for att extrahera mantelmoderna, eller genom att omge en del av fibern med ett material vars brytningsindex matchar eller är hrigre an den has claddingen, viiket orsakar ljus i claddingen alt riverforas in i del index-matchande materialet. Dessa sistnamnda tekniker kallas "mode stripping". En del av ett yttre claddingsskikt som stracker sig genom halrummet mean fonstret och termineringsdelen, som beskrivits ovan, kan frirses med en sadan mode-stripper, exempelvis form av en uppruggad yta.
I ett forsta fall dar bufferlagret avslutas inom det ljusledande limmet, kommer kvarvarande ljus i claddingen efter en mode-stripper att ledas forst av kylmediet, sedan med det ljusledande limmet och slutligen av buffertmaterialet. I ett andra fall, dar buffertskiktet avslutas utanfor det ljusledande limmet, inuti kaviteten, kommer kvarvarande i claddingen efter en mode-stripper att styras forst av kylmediet och darefter av buffertmaterialet. 8 RITNINGSFORTECKNING den foljande texten kommer uppfinningen att beskrivas i detalj med hanvisning till de bifogade ritningarna. Dessa schematiska ritninoar anvands endast for illustration och inte pa nagot satt begransa omfattningen av upplinningen. Enligt figurerna visar: Figur -IAvisar ett schematiskt tvarsnitt av ett optoelektroniskt kontaktdon enligt en forsta utforingsform av uppfinningen; Figur IBvisar en delforstoring av kontaktdonet i Fig.1 A; Figur 4ICvisar ett exempel pa en optisk fiber for anvandningett kontaktdon enligt uppfinningen: Figur 2Avisar ett schernatiskt tvarsnitt av ett optoelektroniskt kontaktdon enligt en andra utforingsform av uppfinningen; Figur 2Bvisar en delforstoring av kontaktdonet i figur 2A; Figur 3Avisar en schematisk tvarsektion av ett optoelektroniskt kontaktdon enligt en tredje utforingsform av uppfinningen; Figur 3Bvisar en delforstoring av kontaktdonet i fig. 3A; Figur 4Avisar en schematisk tvarsektion av ett optoelektroniskt kontaktdon enligt en fjarde utforingsform av uppfinningen; Figur 4Bvisar en delforstoring av kontaktdonet i fig. 4A; Figur 5Avisar en schematisk tvarsektion av ett optoelektroniskt kontaktdon enligt en femte utfaringsform av uppfinningen; Figur 5Bvisar en delforstoring av kontaktdonet i fig. A; Figur 6Avisar en schematisk tvarsektion av ett optoelektroniskt kontaktdon enligt en sjatte utfOringsform av uppfinningen; Figur 6Bvisar en delforstoring av kontaktdonet Fig.6A: Figur 7Avisar ett schematiskt tvarsnitt av ett optoelektroniskt kontaktdon enligt en sjunde utforingsform av uppfinningen; 9 Flour 7Bvisar en delfOrstoring av kontaktdonet i Fig.7A; Flour 8Avisar ett schematiskt tvarsnitt av ett optoelektroniskt kontaktdon enligt en attonde utfOringsform av uppfinningen; och Figur 8Bvisar en delforstoring av kontaktdonet i Fig.8A; Figur 9visar ett schematiskt tvarsnitt av ett optoelektroniskt kontaktdon enligt en nionde utforingsform av uppfinningen.
FOREDRAGNA UTFORINGSFORMER Figur 1A visar ett schematiskt tvarsnitt av ett optoelektroniskt arrangemang 1 enlighet med uppfinningen. Denna figur illustrerar den allmanna principen for uppfinningen, varvid de efterfoljande figurerna kommer an visa alternative utforanden. Det optoeiektroniska arrangemanget, hdrefter be,namnd "arrangemanget", är monterat pa ever fixerat forhallande till en anordning fOr mottagning av ljus fran en ingangsfiber eller en laser.
Figur 1A visar ett schematiskt tvdrsnitt av ett optoelektroniskt arrangemang 1 15 enligt en forsta utforingsform av uppfinningen. Det optoelektroniska arrangemanget 1, hadanefter benamnd arrangemanget 1, är anordnat att overfora ljus fran en kalla for koherent jus, sasom en laser (ej visad), genom en optisk fiber 2 mot en ytterligare anordning (ej visad). Arrangemanget 1 innefattar ett 11E110 3 med ett axiellt sig strackande halrum 4. Halrummet 4 i hOljet 3 bildar en kylkammare som är anslutna till en kalla (ej visat) for ett strommande kylmedel som omger den optiska fiberns 2 mantelyta. Kylmediet kan vara vatten eller nagon annan lamplig vatska. I detta exempel, tillfors kylmediet genom en forsta oppning 5 och avlagsnes genom en andra Oppning 17 vid samma ande av halrurnmet 4.I atminstone det senare fallet är baffler 6 är anordnade kring den optiska fibern genom hela halrummet 4 for att kontroll flodeshastigheten ochleller flodesriktningen for kylmediet, syfte att sakerstalle tillracklig kylning av anskade omraden ochleller kontaktdonets komponenter som bildar arrangemanget. Figur 1A indikeras flodesriktningen for kylmediet av oiler A. Kylvdtskan tillfors den forsta oppningen 5 och styrs av baffeln 6 genom ett ringformigt utrymme mellan holjet 3 och den yttre ytan av baffeln 6 fran den andra anden 9 av halrummet 4 i riktning mot den fOrsta anden 8. Vid den forsta anden 8 styrs kyirnediet in ett ringformigt utrymme mellan den inre ytan av baffeln 6 och den optiska fibern 2 mot den andra anden 9, dar en radiell flans separerar de ringformiga utrymrnena och tillater kylmediet att forsa ut genorn den andra oppninaen 17, Alternativt kan kylmediet tillforas yid en ande av huset och avlagsnas fran den andra anden.
HOljet 3 innefattar ett transparent fOnster 7 belagen vid en forsta ande 8 av kaviteten, vilket fonster 7 bestar av ett material som är anpassat till vaglangden has det ljus som skall transmitteras. Exempel pa lampliga material är kvarts, smalt kiseldioxid, genomskinliga keramik, gas och safir, som vanligtvis anvands for applikationer sasom hog energi laserfonster. Fig. 1A, fokuseras inkommande ljus mot anden av den optiska .fibern 2 genom fonstret 7. Holjet 3 innefattar vidare en termineringsdel 10, med en oppning 11 (se Fig.1B) for den optiska fibern 2, sorn ligger vid en andra ande 9 av kaviteten 4. Termineringsdeien 10 anvands for att fixera den optiska fibern 2 i lage arrangernanget 1.
Anden 2a av den optiska fibern 2 är optisk kontakt med namnda fonster 7 och stracker sig ut ur kontakidonet 1 genom oppningen 11 i terminerings- delen 10. Den optiska fibern 2 passerar genom oppningen 11 och är fast ett forutbestamt lage termineringsdel 10 med ett ljusledande lim 12 (se Fig.1B).
Det ljusledande limmet 12 har ett lagre brytningsindex an den optiska fibern 2, vilket gar det mojligt att styra stralen av ljus den optiska fibern 2 och fOr att halla stroljus inuti claddinaen has namnda fiber 2. Det ljusledande lim met 12 är optiskt semitransparent for de ljusvaglangder som avges av ijuskallan eller lasem.
Det ljusledande limmet 12 är anordnat for att het ornge den optiska fibern 2 atminstone utmed den axiella utstrackningen av termineringsdelen 10, som 11 bildar en tatning mot kylmedel termineringsdel 1 0. Utover lagesfixeringen av den optiska !Them 2 i termineringsdel 10 är det ljusledande limmet 12 anordnat att halla den optiska fibern 2 ur kontakt med termineringsdeien 10 utmed dess axiella utsirdekning. Figur 1B visar en delforstoring av kontaktdonet 1 Figur 1A. 1 figur 1B kan det ses att ett andparti 12a av det ijusledande limmet 12 är exponerat mot kylmedel hairumrnet 4 vid den sida av termineringsdelen 10 som är vand mot hairummet 4 och kyis genom direkt kontakt med kylmedei.
Enligt de exempel som beskrivs i denna text, innefattar den optiska fibern 2 som visas i figur 1C atminstone en karna 13, en cladding 14, ett buffertskikt 15 och en yttre jacka 16. Figur 1B visar att buffertskiktet 15 och jackan 16 har avslutats vid separerade termineringspunkter 15a, 16a inom det ljusledande limmet 12 som belagger den optiska fibern 2. Claddingen 14 som omger karnan 13 stracker sig upp till fonstret 7. Observera att den relativa tjockleken has dessa skikt i forhallande till den karna inte är ritade skalenligt. I detta exempel är karnan 13 och claddingen 14 tillverkade av ett glasmaterial. Buffertskiktet 15 kan tillverkas av ett akrylatmaterial, silikon, eller ett liknande lampligt material. Jackan 16 är anordnad utanfor bufferlagret och kan tillverkas av ett lampligt plastmaterial, sasom nylon. Den exakta utformningen och sammansattningen av den optiska fibern är inte relevant for uppfinningen i sig och alternativa optiska fibrer kan anvandas inom ramen for uppfinningen. Till exempel, i den utforingsform som visas i Figur 1C skulle buffertskiktet kunna elimineras, eller fler an ett claddinglager eller en jacka kunna anvandas. Det relevanta sardraget är brytningsindex for glasmaterialet (karna och cladding) has den optiska fibern, vilket bestammer den ovre gransen fOr det ljusledande limmets brytningsindex.
Figur 2A visar ett schematiskt tvarsnitt av ett optoelektroniskt kontaktdon 1 enligt en andra utfOringsform av uppfinningen. Det optoelektroniska kontaktdonet, harefter benamnd kontaktdonet 1, är vasentligen identisk med kontaktdonet 1 i Figur 1A. Motsvarande komponenter, vilka i alla relevanta 12 avseenden är desamma, kommer att behalla de referenssiffror som tidigare anvants i Figur lA och 1C (jfr siffror 1-9, 13-17).
Friljaktligen visar Figur 2A ell kontaktdon 1 som innefattar °it holje 3 med ett axielit sig strackande hairum 4. Halrummet 4 i huset 3 bildar en kylkammare som är ansiutna till ett frirrad (ej visat) av ett strrimmande kylmedel omger mantelytan av en optisk fiber 2. Kylmedlet kan vara vatten eller flagon annan lamplig vatska. I detta exempel, är kylmedlet tillfors genom en forsta oppning 5 och avlagsnas fran en andra rippning 17 vid samma ande av halrummet 4. I atminstone dot senare failet är bafflar 6 anordnade kring den optiska fibern 10 genom hela halrummet 4 for styrning av firideshastigheten oehleller flodesriktningen for kylmedlet, i syfte att sakerstalia tiliracklig kylning av rinskade omraden ochleller anslutningskomponenter. I figur 2A indikeras firidesriktningen av kylmedlet av pilarna A. Kylvatskan kommer in genom den forsta riopningen 5 och styrs av baffeln 6 genom ett ringformigt utrymrne mellan holjet 3 och den yttre ytan av baffeln 6 fran den andra anden 9 av halrumrnet 4 i rktning mot den frirsta anden 8. Vid den frirsta anden 8 kylmedlet styrs in i ett ringformigt utrymme mellan den inre ytan av baffeln 6 och den optiska fibern 2 mot den andra anden 9, dar en radieli flans separerar dot ringformiga utrymmet och tilla.ter kylmedlet att strrirnma Lit genom den andra rippningen 17. Hriljet 3 innefattar ett transparent fonster 7 belaget vid en forsta ande 8 av hairummet, viket fonster 7 innefattar ett material som är anpassat till vagiangden av dot ljus som skall transmitteras.
Den ande 2a av den optiska fibern 2 är optisk kontakt med namnda fonster 7 och stracker sig ut ur kontaktdonet 1 genom en terminerinasdel 20, som indikeras i Figur 2B viiken visar en delfrirstoring av kontaktdonet figur 2A.
Den optiska fibern 2 passerar genom och är fast i ett frirutbestamt !age termineringsdeien 10 genom ett ljusledande lim 22.
Hriljet 3 innefattar vidare en termineringsdel 20 med en oppning 21 for den optiska fibern 2 beiagen yid en andra ande 9 av hairummet 4, viiken termineringsdel 20 anvands for att .fixera den optiska fibem 2 i lage 13 kontaktdonet 1. Oct ljusledande lim som omsluter och belagger den optiska fibern kan vara anordnat genom en termineringsdel i form av en andvagg av holjet. I detta exempel är det ocksa anordnat inuti en ihalig del 23 som stracker sig en .forutbestamd stracka fran den ytan has termineringsdelen som är vand in i halrummet 4. !den efterfOljande texten, kommer den ihaliga delen beskrivas som en cylindrisk del 23, aven am alternativa tvarsnittsformer kan valjas inom ramen for uppfinningen. Den cylindriska delen 23 som visas i Figur 2B är en integrerad del av termineringsdelen 20, men kan aven bilda en separat komponent fast vid termineringsdeien. Oct ljusledande limmet 22 innesiuter och belagger den optiska fiber 2 genom hela det cylindriska partiet 23.
Sasom beskrivits samband rned Figur 1A och 1B ovan, har det ljusledande limmet 22 ett lagre brytningsindex an den optiska fibern 2, vilket gar det mojligt att styra stralen av ljus i den optiska fibern 2 och for att halla ljuset inuti claddingen has den namnda fibern 2. Oct ljusiedande limmet 22 är optiskt transparent eller halvtransparent for de ljusva.alangder som avges av ljuskallan eller lasern.
Det ljusiedande limmet 22 är anordnat att fulistandigt omge den optiska fibern 2 atminstone utmed den axiella utstrackningen av termineringsdelen 20, i syfte att bilda en tatning mot kylmedel i termineringsdel 20. Forutom lagesfixering av den optiska fibern 2 i termineringsdelen 20, är det ljusledande limmet 22 ãr anordnat att .fixera den optiska .fibern 2 for att halla den ur kontakt med termineringsdelen 20 och den cylindriska delen 23 utmed deras axiella utstrackning. Ett andparti 22a has det ljusledande limmet 22 exponeras mot halrummet 4 i slutet av den cylindriska delen 23 vid den sida av termineringsdelen 20 som är vand mot halrummet 4 och kyls genom direkt kontakt rned kylmedlet.
Sasom indikeras i Figur 10 ovan, den optiska fibern 2 innefattar atminstone en karna 13, en cladding 14, ett buffertskikt 15 och en yttre jacka 16. Sasom indikeras schematiskt i figur 28, buffertskiktet 15 och jackan 16 avslutas yid 14 separerade termineringspunkter 25 respektive 26, i detljusledande limmet 22 som omsluter den optiska fibern 2. Claddingen 14 som omger karnan stracker sig upp till fanstret 7. Kaman 13 och claddingen 14 kan tillverkas av en giasmaterial. Buffertskiktet 15 kan tillverkas av ett akrylatmaterial, silikon, eller ett liknande Idmpligt material. Jackan 16 anordnad utanfOr buffertskiktet kan tillverkas av ett lampligt plastmaterial, sasom nylon. Den exakta utformningen och sammansattningen av den optiska fibern är inte relevant far uppfinningen i sig. Det reievanta sardraget är brytningsindex for den optiska fibern,synnerhet glasmaterialet has den optiska fiber, som bestammer den avre aransen far detljusledande limmets brytningsindex.
Figur 3A visar ett schematiskt tvarsnitt av ett optoelektroniskt kontaktdon enligt en tredje utforingsform av uppfinningen. Denna utforingsform är vasentligen identisk med den som visas i Figur 1A. Motsvarande komponenter, vilkaalia praktiska avseenden är i huvudsak identiska, kommer att behalla de referenssiffror som tidigare anvdnts Figur 1A och 1C (jfr siffror 1-9, 13-17).
Utforandet enliat Figur 3A skiljer sig 'Iran den i Figur 1A genom avslutningen av den optiska fibern 2. Den optiska fibern 2 innefattar dtminstone en karna 13, en cladding 14, ett buffertskikt 15 och en yttre jacka 16, som schematiskt visas i Figur 1A. Den optiska fibern 2 passerar genom och är fast i ett forutbestdmt lage i en oppning 31 inom en termineringsdel 30 medelst ett ljusledande lim 32 som indikeras i Figur 3B, vilken visar en delforstoring av kontaktdonet i Figur 3A.
I detta exempei avslutas jackan 16 vid en forsta termineringspunkt 36 inom dot ljusledande lirnmet 32, medan buffertskiktet 15 avsiutas vid en andra termineringspunkt 35 utanfor det ljusledande limmet 32 en forutbestamd stracka inuti kylkammaren kaviteten 4. Den cladding 14 som omger karnan stracker sig upp till fonstret 7.
Flour 4A visar ett schematiskt tvarsnitt av ett optoelektroniskt kontaktdon enligt en fjarde utforingsform av uppfinningen. Denna utforingsform är vasentligen identisk med den som visas i Figur 2A, varvid termineringsdel innefattar en cylindrisk del som stacker sig in i halrummet. Motsvarande komponenter, vilka alla praktiska avseenden är huvudsakligen desamma, komrner ocksa att behalla de refe.renssiffror sorn tidigare anvants Figur 1A och 1C (jfr siffror 1-9, 13-17).
Utforingsformen enligt Figur 4A skiljer sig fran den i Figur 2A i avs utningen av den optiska fibern 2. Den optiska fibern 2 innefattar atminstone en karna 13, en cladding 14, ett buffertskikt 15 och en yttre jacka 16, sasom schematiskt visas i Figur 1C. Figur 4B visar en delfOrstoring av kontaktdonet Figur 4A. Den optiska fibern 2 passerar genom en oppning 41 i en termineringsdel 40 och en cylindrisk del 43 som stracker sig ett forutbestamt avstand Iran ytan av den termineringsdel 40 vand in kaviteten 4. Den optiska fibern 2 är fast i ett forutbestamt lage i termineringsdel 40 och den cylindriska delen 43 medelst ett ljusledande lirn 42.
I detta exempel avslutas jackan 16 vid en forsta termineringspunkt 46 inom det ljusledande limmet 42, medan buffertskiktet 15 avslutas vid en andra termineringspunkt 45 utanfor det ljusledande limmet 42 en forutbestamd 20 stracka inuti kylkammaren kayiteten 4. Den cladding 14 som omger karnan stracker sig upp till fonstret 7.
Figur 5A visar en schematisk tvarsektion av ett optoelektroniskt kontaktdon enligt en femte utforingsform av uppfinninaen. Denna utforinasform är vasentligen identisk med den som visas i Figur 1A. Motsvarande komponenter, vilka alla praktiska avseenden är huvudsakligen desamma, kommer ocksa att behalla de referenssiffror som tidigare anvants i Figur 1A och 1C (jfr siffror 1-9, 13-17), Figur 58 visar en delforstoring av kontaktdonetfigur 5A. Enligt detta exempel passerar den optiska fibern 2 genom och ãr fixerad i ett 16 frirutbestamt lage i en oppning 51 i en termineringsdel 50 medelst ett ljusledande lim 52. Termineringsdelen 50 fungerar som en reflektor, sorn ar direkt kontakt med kylmedlet kaviteten 4, i syfte att riverfora varme till kylmedlet och ati kyia det ljusledande limmet 12 som anges med pilarna H.
Termineringsdel 50 bestar av ett varmeledande material, som guld, koppar eller en kopparlegering. Ett andparti av det ljusledande limmet 52 är utsatt for kylmedlet halrummet 4 vid en inre andvagg av termineringsdeien 50 och kyis genom direkt kontakt med kylmedlet.
I detta sarnmanhang, genereras den varme som skall Overforas ut ur kontaktdonet av termineringen av den optiska fibern.Figur 5B avslutas jackan 16 vid en frirsta termineringspunkt 56 inom det ljusledande limmet 52, medan bufferlagret 15 avslutas vid en andra terrnineringspunkt 55 inuti det ljusledande limmet 52. Claddingen 14 som omger karnan stracker sig Lipp till frinstret 7.
Figur 6A visar ett schematiskt tvarsnitt genom ett optoelektroniskt kontaktdon enligt en sjatte utfriringsform av uppfinningen. Denna utfriringsform är vasentligen identisk med den som visas i Figur 2A, varvid termineringsdelen innefattar en cylindrisk del som stracker sig in i hairummet. Motsvarande komponenter, vilka alla praktiska avseenden är huvudsakligen desamma, kommer ocksa att behalla de referenssiffror som tidigare anvants i Figur 1A och 1C (jfr siffror 1-9, 13-17), Figur 6B visar en delfrirstoring av kontaktdonet i Figur 6A. Enligt detta exempel passerar den optiska fibern 2 genom en rippning 61 i en termineringsdel 60 och en cylindrisk del 63 som stracker sig en frirutbestamd stracka fran den yta has termineringsdelen 60 som är vand in i halrumrnet 4.
Den optiska fibern 2 är fixerad i ett frirutbestamt lage termineringsdelen 60 och den cylindriska delen 63 genom ett ljusledande lim 62. Termineringsdelen 60 och den cylindriska delen 63 fungerar som reflektorer, som ar direkt kontakt med kylmedlet i halrummet 4, i syfte att riverfora varme till kylmediet och att kyia del ljusledande limmet 62 som indikeras av pilarna H1 17 och H2 for termineringsdelen 60 respektive den cylindriska delen 63. Termineringsdelen 60 och den cylindriska delen 63 bestar av ett varmeledande material, sasom guld, koppar eller en koppariegering. Ett andparti av det ljusledande mmet 62 Sr exponerat for kylmedlet hairummet 4 vid den inre andvaggen av termineringsdelen 60.
I detta sammanhang, genereras den varme som skall overforas ut ur kontaktdonet av termineringen av den optiska fibern. I Figur 66 avslutas jackan 16 vid en forsta anslutningspunkt 66 morn det ljusledande limmet 62, medan bufferlagret 15 avslutas vid en andra anslutningspunkt 65 inuti det ljusledande limmet 62. Claddingen 14 som omger karnan stracker sig uop till fonstret 7. Varme ieds fran den cylindriska delen 63 till termineringsdeien 60 genorn det varmeledande materialet. Hela komponenten 60, 63 kyls darefter av kylmediet Figur 7A visar ett schematiskt tvarsnitt av ett optoeiektroniskt kontaktdon enligt en sjunde utfaringsform av uppfinningen. Donna utforingsform Sr vasentligen identisk med den som visas Figur 6A, varvid termineringsdelen innefattar en cylindrisk del som stracker sig in i halrummet Motsvarande komponenter, vilka alla praktiska avseenden Sr huvudsakligen desamma, kommer ocksa att behalla de referenssiffror som ticligare anvants i Figur 1A och 1C (jfr siffror 1-9, 13-17) .
Figur 76 visar en delforstoring av kontaktdonet i Figur 7A. Sasom visas i Figur 76, passerar den optiska fibern 2 genom en doping 71 i en termineringsdel 60 och en cylindrisk del 63 som stracker sig en forutbestamd stracka fran den yta av termineringsdelen 60 som Sr vand in halrummet 4.
Den optiska fibern 2 Sr fixerad i ett forutbestamt iage termineringsdeien 60 och den cylindriska delen 63 medelst ett ljusledande lim 62. Termineringsdelen 60 och den cylindriska delen 63 fungerar som reflektorer, som Sr direkt kontakt med kylmedlet halrummet 4, i syfte att overfora varme till kylmedlet och till kyla det ljusledande limmet 62. Termineringsdelen 60 och 18 den cylindriska delen 63 bestar av ett varmeledande material, sasom guld, koppar eller en koppariegering.
De reflektor konstruktioner som beskrivs ovan medger aU det ljusledande limmet effektivt kyls nar det utsatts for varme som alstras fran termineringen av den optiska fibern. Reflektorytans reflektivitet valjs tillrackligt hog fOr all undvika absorption av nagot laserljus.
Andpartiet has det ljusledande limmet 62 är fOrsett med en tatning 77 som strdcker sig mellan den optiska fibern 2 och den cylindriska delen 63. Tatningen 77 exponeras mot kylmedlet halrummet 4 vid slutet av den cylindriska delen 63 och forhindrar kylmedel fran att na det ljusledande lim 62 som omger den optiska fibern 2 och hjalper till att tata holjet. Pa detta satt är anddelen av det ljusledande limmet 62 inte direkt kontakt med kylmedlet med hjalp av tatningen 77. Tatningen 77 bestar av ett lampligt elastomeriskt material, sasom ett gummimateriai, Om Oppningen som omger den optiska fibern är cirkular, kan tatningen 77 vara en 0-ring.
Alternativt kan en tatning sorn stracker sig mellan den optiska fibern och en termineringsdel som visas i Figur 5A placeras mean det ljusledande limmet och kylkammaren. Saledes kan tatningen placeras runt den optiska fibern dar den kommer in i termineringsdelen (Fig, 5A), eller dar den kommer ini den cylindriska reflektorn (Fig.7A).
Figur 7B avslutas jackan 16 vid en forsta anslutningspunkt 76 morn det ljusledande limmet 62, rnedan bufferlagret 15 avslutas vid en andra anslutningspunkt 75 morn det ljusledande limmet 62. Claddingen 14 som omger karnan stracker sig upp till fonstret 7. Varme leds frail den cylindriska delen 63 till te mineringsdelen 60 genom det varmeledande materialet.
Figur 3A visar ett schematiskt tvarsnitt av ett optoelektroniskt kontaktdon enligt en attonde utfOringsform av uppfinningen. Denna utfOringsform är vasentligen identisk med den sorn visas i Figur 2A, varvid termineringsdelen innefattar en cylindrisk del som stracker sig in i hairummet. Motsvarande 19 komponenter, vilka alla praktiska avseenden är huvudsakligen desamma, kommer ocksa all behalla de hanvisningssiffror som anvands i Figur 1A och (jfr siffror 1-9, 13-17) .
Figur 8B visar en delforstoring av kontaktdonet i Figur 8A. EnUgt detta 5 exempel passerar den optiska fibern 2 genom en oppning 81 i en termineringsdel 80 och en cylindrisk del 83 som stracker sig en forutbestamd stracka fran den yta av termineringsdelen 80 som är vand in i halrurnmet 4. Den optiska fibern 2 är fixerad i ett forutbestamt !age termineringsdelen 80 och den oylindriska delen 83 medelst ett ljusledande lim 82. Terminerings- delen 80 och den cylindriska deien 83 bestar av ett lampligt transparent material, sasom gas eller kvarts, och är i direkt kontakt med kylmedlet haligheten 4. detta exernpel avslutas jackan 16 yid en forsta terrnineringspunkt 86 inom det ljusledande limmet 82, medan buffertskiktet 15 avslutas vid en andra termineringspunkt 85 inuti det ljusledande limmet 82.
Claddingen 14 som omger karnan stracker sig upp till fonstret 7.
Pa detta satt kan ljus som iamnar den optiska fibern 2 vid den andra termineringspunkten 85 Overfaras till kylmedlet genom den cylindriska delen for att overfora varme till kylmedlet och att kyla det ljusledande limmet 82 sasom anges med pilarna R2. Termineringsdelen 80 innefattar ocksa ett transparent material och ljus kan overforas ut ur kontaktdonet genorn donna del som indikeras med pilarna R1. Termineringsdelen är ocksa i kontakt med och kyls av kylmedlet. Ett andparti av det ijusledande limmet 82 är exponerat mot kylmedlet halrummet 4 vid slutet av den cylindriska delen 83 och kyls ocksa genom direkt kontakt med kylmedel.
Figur 9A visar ett schematiskt tvarsnitt av ett optoelektroniskt kontaktdon enligt en nionde utforingsform av uppfinningen. Denna utforingsform är vasentligen identisk med den som visas i Figur 6A, varvid termineringsdelen 60 innefatiar en cylindrisk del 63 som stracker sig in i halrummet 4. Motsvarande komponentdelar, vi ka i alla praktiska avseenden är desamma, kommer ocksa att behalla de hanvisningsbeteckningar som anvands Figur 1A och 1C Oft' siffror 1-9, 13-17).
Row 9B visar en delforstoring av kontaktdonet i Figur 9A. Exemplet som visas i Figur 9B kombinerar exempiet i Figur 6A med en mode-stripper 90 for ail avlagsna mantelmoderna. Sam schematiskt indikeras Figurerna 9A och 9B, den optiska fibern 2 innefattar atminstone en karna 13, en cladding 14, ett buffertskikt 15 och en yttre jacka 16. detta exempel avsiutas jackan 16 vid en forsta termineringspunkt 66 och buffertskiktet 15 avslutas vid en andra termineringspunkt 65 inuti det ljusledande limmet 62 medan karnan och claddingen 14 stracker sig genom halrummet 4 till det transparenta fOnstret 7. Moderna jackan undertrycks av en mode-stripper sektion 91 som sprider del ljus som traffar granssnittet. Detta uppnas genom uppruggning av ytan utmed atminstone en del av den optiska fibern 2, fran det transparenta fonstret 7 mot termineringsdelen 60, viiket orsakar spridning av ljus jackan.
Denna teknik kallas "mode stripping".
Uppfinningen är inte begransad till de ovannamnda utforingsformerna, utan kan varieras fritt inom ramen far patentkraven. Exempelvis kan den optiska fiber som anvands innefatta farre eller fler skikt an de som beskrivs i de ovan angivna figurerna. Dessutom, nar ett bufferskikt och en jacka anvands behover dessa skikt inte termineras vid samma lage, som anges Figur 9B.
Det är ocksa mojligt att kombinera funktioner fran de ovanstaende utforingsformerna. Exempelvis kan reflektorn som omger den optiska fibern intill kaviteten i Figur 7B aven anvandas fOr andra utforingsformer. 21

Claims (17)

KRAV
1. En optoelektronisk anordning avsedd for att kontaktera en optisk fiber (2), vars anordning bestar av ett holje (3) med ett axiellt utstrackt halrum (4), dar halrummet har en forsta anda (8) dar ljus transmitteras in i anordningen och en andra anda (9) dar ljus transmitteras ut ur anordningen; en termineringsdel (10; 20; 30; 40; 50; 60) belagen vid andra andan av halrummet, van i halrummet (4) formar en kylkammare som matas med ett flytande kylmedel (7) som omsluter mantelytan pa namnda optiska fiber (2); i vilken den optiska fibern (2) sticker ut ur anordningen genom termineringsdelen (10; 20; 30; 40; 50; 60), k an n et ec kn ad a v att den optiska fibern (2) är fixerad i termineringsdelen med ett ljusledande lim (12; 22; 32; 42; 52; 62) som har lagre brytningsindex an mantelytan has den optiska fibern (2) som är i kontakt med det ljusledande limmet.
2. Anordning enligt krav 1, k a n n et eckn ad a v att det ljusledande limmet (12; 22; 32; 42; 52; 62) är optiskt transparent eller semi-transparent for de transmitterade ljusvaglangderna.
3. Anordning enligt krav 1 eller krav 2, k a n n et eckn ad a v att det ljusledande limmet (12; 22; 32; 42; 52; 62) bildar en tatning for kylmedlet i termineringsdelen (10; 20; 30; 40; 50; 60).
4. Anordning enligt nagot av kraven 1-3, 'can netec kn ad a v att det ljusledande limmet (12; 22; 32; 42; 52; 62) är arrangerat sá att det fixerar den optiska fibern (2) i termineringsdelen utan att den är i kontakt med termineringsdelen (10; 20; 30; 40; 50; 60).
5. Anordning enligt nagot av kraven 1-4, k anneteckn ad a v att den optiska fibern (2) bestar av en karna (13), minst ett cladding-lager (14) och minst ett mantellager (16), van i mantellagret (16) termineras inuti det ljusledande limmet (12; 22; 32; 42; 52; 62). 22
6. Anordning enligt krav 5, ka n n eteckn ad a v att den optiska fibern (2) bestar av minst ett bufferlager (15) i kontakt med mantellagret (16).
7. Anordning enligt krav 6, k an n et eckn ad a v att bufferlagret (15) termineras inuti det ljusledande limmet (12; 22; 32; 42; 52; 62).
8. Anordning enligt krav 7, k an n et e ckn ad a v att bufferlagret (15) termineras pa ett forutbestamt avstand inne i halrummet (4).
9. Anordning enligt nagot av kraven 1-8, k an net e c k n ad a v att det ljusledande limmet (12; 22; 32; 42; 52; 62) bestar av en eller flera av silikon, hogpolymer akryl, akrylat-harts, och epoxi-harts.
10. Anordning enligt nagot av kraven 1-9, k an n e t e c k n ad a v att det ljusledande limmet (12; 22; 32; 42; 52; 62) atminstone delvis är belaget i en halighet (23; 43; 63) som utstracker sig fran termineringsdelen (20; 40; 60) in i halrummet (4).
11. Anordning enligt krav 10, kan n et e c kn ad a v att haligheten (23; 43; 63) är en integrerad del av termineringsdelen (20; 40; 60).
12. Anordning enligt krav 10 eller krav 11, k a n n et e ck n ad a v att haligheten (23; 43; 63) är en cylindrisk reflektor som utstracker sig fran termineringsdelen (20; 40; 60) in i halrummet (4).
13. Anordning enligt nagot av kraven 10-12, kan n et e ck n ad a v att haligheten (23; 43; 63) innefattar en ljusreflektor och ett varmeledande material sasom guld, koppar eller en kopparlegering.
14. Anordning enligt nagot av kraven 1-14, k a n n et e ckn ad a v att en tatning (77) som utbreder sig mellan den optiska fiberns (2) och termineringsdelen ar placerad mellan det ljusledande limmet (12; 22; 32; 42; 25 52; 62) och kylkammaren. 23
15. Anordning enligt krav 10 eller krav 11, k a n n et eck n ad a v att atminstone haligheten (83) innefattar ett transparent material sasom kvarts, sammansmalt kiseldioxid, glas, safir eller annat transparent glasmaterial.
16. Anordning enligt nagot av kraven 1-15, k a n n et e ckn ad a v att en del av cladding-lagret (14) som utbreder sig genom halrummet (4) mellan fonstret (7) och termineringsdelen (63) är forsedd med en mode-stripper (90).
17. Anordning enligt nagot av kraven 1-15, k a n n et e ckn ad a v att ett transparent fonster (7) är placerat vid den forsta andan (8) av halrummet (4) och att den optiska fibern (2) befinner sig i optisk kontakt med fonstret (7). 24 13,14 1/9
SE1330130A 2013-10-18 2013-10-18 Optoelektroniskt kontaktdon SE538234C2 (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1330130A SE538234C2 (sv) 2013-10-18 2013-10-18 Optoelektroniskt kontaktdon
EP14854194.9A EP3058405A4 (en) 2013-10-18 2014-09-03 Optoelectronic assembly
JP2016548999A JP2016533543A (ja) 2013-10-18 2014-09-03 オプトエレクトロニクス集成装置
PCT/SE2014/051012 WO2015057125A1 (en) 2013-10-18 2014-09-03 Optoelectronic assembly
KR1020167013126A KR20160072238A (ko) 2013-10-18 2014-09-03 광전자 조립체
CN201480056385.1A CN105659133B (zh) 2013-10-18 2014-09-03 光电子组件
US15/030,147 US9638877B2 (en) 2013-10-18 2014-09-03 Optoelectronic assembly
JP2018217758A JP2019070807A (ja) 2013-10-18 2018-11-20 オプトエレクトロニクス集成装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1330130A SE538234C2 (sv) 2013-10-18 2013-10-18 Optoelektroniskt kontaktdon

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1330130A1 SE1330130A1 (sv) 2015-04-19
SE538234C2 true SE538234C2 (sv) 2016-04-12

Family

ID=52828444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1330130A SE538234C2 (sv) 2013-10-18 2013-10-18 Optoelektroniskt kontaktdon

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9638877B2 (sv)
EP (1) EP3058405A4 (sv)
JP (2) JP2016533543A (sv)
KR (1) KR20160072238A (sv)
CN (1) CN105659133B (sv)
SE (1) SE538234C2 (sv)
WO (1) WO2015057125A1 (sv)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE1751284A1 (en) * 2017-10-17 2019-04-18 Optoskand Ab Optoelectronic assembly

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10141707B2 (en) 2016-05-16 2018-11-27 Nlight, Inc. Light trap for high power fiber laser connector
CN107591667A (zh) * 2017-08-11 2018-01-16 西南技术物理研究所 一种新型高效散热高功率光纤激光输出头
CN107521096A (zh) * 2017-09-30 2017-12-29 窦鹤鸿 一种冷却装置及3d打印机
WO2019213633A2 (en) 2018-05-04 2019-11-07 Nuburu, Inc. Triple clad fiber
CN109186740A (zh) * 2018-09-21 2019-01-11 湖南长城海盾光纤科技有限公司 一种光纤水听器探头封装结构及封装方法
EP3929637A4 (en) * 2019-02-21 2022-12-07 Fujikura Ltd. OPTICAL FIBER FIXING STRUCTURE, LASER TRANSMISSION CABLE USING THE OPTICAL FIBER FIXING STRUCTURE AND LASER DEVICE
US10962727B2 (en) 2019-04-10 2021-03-30 Lumentum Operations Llc Optical fiber heat exchanger having parallel channels for optical fiber cooling
US10775575B1 (en) * 2019-07-22 2020-09-15 Lightel Technologies, Inc. Packaging of a fiber-optic transport head with enhanced heat dispersion
US10634852B1 (en) * 2019-07-22 2020-04-28 Lightel Technologies, Inc. Packaging of a fiber-optic transport head with heat dispersion mechanisms
JP7340376B2 (ja) * 2019-07-23 2023-09-07 三菱重工業株式会社 光コネクタ及び伝送装置
JP7319409B2 (ja) * 2019-10-11 2023-08-01 三菱電線工業株式会社 光ファイバ端部構造及びそれを用いた光コネクタ構造
US11252811B2 (en) 2020-01-15 2022-02-15 Cisco Technology, Inc. Power distribution from point-of-load with cooling
US11320610B2 (en) * 2020-04-07 2022-05-03 Cisco Technology, Inc. Integration of power and optics through cold plate for delivery to electronic and photonic integrated circuits
US11307368B2 (en) 2020-04-07 2022-04-19 Cisco Technology, Inc. Integration of power and optics through cold plates for delivery to electronic and photonic integrated circuits
JP2023053684A (ja) * 2021-10-01 2023-04-13 三菱重工業株式会社 光コネクタ
DE102022101915B3 (de) 2022-01-27 2023-03-16 FiberBridge Photonics GmbH Faseraustrittselement
WO2024095556A1 (ja) * 2022-11-02 2024-05-10 株式会社フジクラ ファイバ保持構造及びレーザモジュール

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0162509U (sv) * 1987-10-16 1989-04-21
US5179610A (en) * 1991-04-19 1993-01-12 Trimedyne, Inc. Connector for coupling of laser energy
US5827267A (en) * 1992-02-18 1998-10-27 Angeion Corporation Cooled multi-fiber medical connector
US5699466A (en) * 1994-09-28 1997-12-16 Miyachi Technos Corporation Optical fiber connector
SE509706C2 (sv) * 1996-07-05 1999-03-01 Permanova Lasersystem Ab Optisk fiberkabel
US6347178B1 (en) * 1999-11-01 2002-02-12 Gsi Lumonics Ltd. Optical fibre apparatus
CN2412226Y (zh) * 2000-03-15 2000-12-27 东南大学 低损耗塑料光纤耦合器
CN2412225Y (zh) * 2000-03-15 2000-12-27 东南大学 用于混合棒塑料光纤耦合器的光反射式套管
JP3898486B2 (ja) * 2001-10-22 2007-03-28 三菱電線工業株式会社 レーザ用光コネクタ及びレーザガイド
JP2004354771A (ja) 2003-05-29 2004-12-16 Toshiba Corp 半導体レーザー装置
JP5124978B2 (ja) * 2005-06-13 2013-01-23 日亜化学工業株式会社 発光装置
US7306376B2 (en) * 2006-01-23 2007-12-11 Electro-Optics Technology, Inc. Monolithic mode stripping fiber ferrule/collimator and method of making same
SE529796C2 (sv) * 2006-02-08 2007-11-27 Optoskand Ab Fiberoptiskt kontaktdon
US7349596B2 (en) * 2006-03-16 2008-03-25 Northrop Grumman Corporation System and method to remove light from cladding
DE102006034031B4 (de) * 2006-07-22 2009-01-29 Roland Berger Luftgekühltes Steckerbauteil für einen Lichtwellenleiter
US7309175B1 (en) * 2006-07-28 2007-12-18 Em4, Inc. Reducing heating from non-coupled light in power transmitting optical fibers
JP4878259B2 (ja) * 2006-10-20 2012-02-15 浜松ホトニクス株式会社 光学部品
JP5198312B2 (ja) * 2009-02-13 2013-05-15 富士フイルム株式会社 ライトガイド、ライトガイドの製造方法、光源装置、及び内視鏡システム
DE102009025556B4 (de) * 2009-06-12 2013-08-29 Highyag Lasertechnologie Gmbh Lichtleitkabel-Steckverbinder
JP5534902B2 (ja) * 2010-03-30 2014-07-02 株式会社フジクラ 発光素子モジュール
JP2012104748A (ja) * 2010-11-12 2012-05-31 Fujikura Ltd 光ファイバ増幅器、及び、それを用いたファイバレーザ装置
EP2479594A1 (en) * 2011-01-21 2012-07-25 Oclaro Technology Limited Robust pigtail system for high power laser modules
JP5824856B2 (ja) * 2011-04-28 2015-12-02 住友電気工業株式会社 光ファイバケーブル
WO2012147688A1 (ja) * 2011-04-28 2012-11-01 住友電気工業株式会社 光ファイバケーブル
WO2012167102A1 (en) * 2011-06-03 2012-12-06 Foro Energy Inc. Rugged passively cooled high power laser fiber optic connectors and methods of use
CN102902030B (zh) * 2011-07-29 2013-12-25 山西飞虹激光科技有限公司 用于大功率激光传输的传能光缆
SE536579C2 (sv) * 2011-12-19 2014-03-04 Optoskand Ab Anordning för övervakning av processprestanda hos ett lasersystem med en optisk högeffekt-fiberkabel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE1751284A1 (en) * 2017-10-17 2019-04-18 Optoskand Ab Optoelectronic assembly

Also Published As

Publication number Publication date
US20160259140A1 (en) 2016-09-08
WO2015057125A1 (en) 2015-04-23
EP3058405A4 (en) 2017-06-28
CN105659133B (zh) 2018-08-31
SE1330130A1 (sv) 2015-04-19
CN105659133A (zh) 2016-06-08
JP2019070807A (ja) 2019-05-09
KR20160072238A (ko) 2016-06-22
US9638877B2 (en) 2017-05-02
JP2016533543A (ja) 2016-10-27
EP3058405A1 (en) 2016-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE538234C2 (sv) Optoelektroniskt kontaktdon
US9453967B2 (en) High power misalignment-tolerant fiber assembly
CN105980897B (zh) 泄漏光去除构造以及光纤激光器
EP2479594A1 (en) Robust pigtail system for high power laser modules
JP2016533543A5 (sv)
US9841570B2 (en) Optical fiber assembly, optical coupling device, and optical fiber coupling device
SE531724C2 (sv) Anordning vid optiska system
CN105449499A (zh) 一种利用波导毛细管的光纤包层光滤除方法
US9494751B2 (en) Non-destructive dissipation of excess optical energy
CN108780190A (zh) 光纤泵浦合束器
JP2017223897A (ja) 光コネクタ構造
SE531871C2 (sv) Fiberoptiskt kontaktdon
JP2014193806A5 (sv)
EP2963467B1 (en) Lateral light emitting device
JP2012185318A (ja) 光源装置
JP2018084664A (ja) 光コネクタ構造
JP7198258B2 (ja) 光コネクタ取付構造
CN108680992A (zh) 一种聚焦耦合输出端结构
WO2017099056A1 (ja) 光ファイバ引出部構造、光モジュール
US20240072504A1 (en) Optical assembly to modify numerical aperture of a laser beam
JPWO2014050537A1 (ja) 光通信用のレンズ、光通信モジュール及び成形金型
JP6462377B2 (ja) フェルール付き光ファイバおよび導光装置
JP6418967B2 (ja) フェルール付き光ファイバおよび導光装置
US20240027712A1 (en) Optical fiber system for generating a side-emitting scattered laser radiation from a coupled optical laser radiation, and associated laser system
JP2007279289A (ja) レーザーガイド