CH616001A5

CH616001A5 - Method for producing an endpiece, having a lens, for optical fibres.

Info

Publication number: CH616001A5
Application number: CH500277A
Authority: CH
Inventors: Martin Chown
Original assignee: Itt
Priority date: 1976-04-23
Filing date: 1977-04-22
Publication date: 1980-02-29
Also published as: AU503371B2; ZA772271B; FR2349150A1; AU2444177A; JPS565969B2; ES458057A1; FR2349150B1; GB1570001A; JPS52152728A

Description

616 001

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung eines eine Linse aufweisenden Endstückes für Lichtleitfasern, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus Kunststoff gebildeter Rohling (11) mit mindestens einer Bohrung (12) versehen wird, deren eines Ende durch eine Linse (13) abgeschlossen ist, wobei die Bohrung und die Linse derart angeordnet sind, dass die Bodenfläche (14) der Bohrung in der Brennebene der Linse liegt, und dass Licht aus einem Laser (21) durch die Linse gesandt wird, um das Licht auf die Bodenfläche der Bohrung (Fig. 2) zu fokussieren, wodurch ein Teil des Bodenmaterials verdampft und eine Senke (31) bildet, welche nach dem Einführen der Faser in die Bohrung das nackte Ende dieser Faser aufnimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse eine selbstfokussierende, einen Indexgradient aufweisende Linse (51 Fig. 5.) ist, deren der Bohrung zugewandte Fläche (55) mit einer Kunststoffschicht (54) überzogen ist, und dass die Senke (56) in dieser Schicht gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse eine Fresnel-Linse aus Kunststoff ist (Fig. 4).

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines eine Linse aufweisenden Endstückes für Lichtleitfasern.

Bereits im Schweizer Patent Nr. 613 529 wurde eine Anzahl von Lichtleitfaser-Endstücken mit Kugellinsen beschrieben, welche zur optischen Kopplung von Faser dienten. Das erwähnte Schweizer Patent beschreibt insbesondere ein Faserendstück für ummantelte Fasern, welches Endstück eine kugelförmige Linse oder Teillinse enthält und Mittel zum Montieren dieser Linse in der Nähe des nackten Faserendes derart, dass das aus dem Faserende austretende Licht durch die Linse in praktisch parallele Strahlen gebrochen wird.

Das Hauptproblem bei diesem und ähnlichen, herkömmlichen Endstücken bildet die Anforderung auf eine äusserst präzise maschinelle Bearbeitung des zur Aufnahme des nackten Faserendes bestimmten Teils des Endstückes, um im Endprodukt eine genau definierte Lage des Faserendes gewährleisten zu können.

Bei der vorliegenden Erfindung werden die optischen Eigenschaften des Endstückes ausgenützt, um auf einfache Weise durch Laserstrahlen-Bearbeitung an einer geeigneten Stelle des Endstücks eine Senke zu bilden, welche nach der Einführung der Faser in das Endstück das nackte Faserende aufnimmt.

Die Merkmale des erfindungsgemässen Verfahrens sind im Anspruch 1 angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen nun anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Rohling aus Kunststoff,

Fig. 2 ein Verfahren zur Bildung einer Senke im Rohling unter Verwendung von Laserstrahlen,

Fig. 3 ein fertiges Faserendstück,

Fig. 4 ein Endstück mit einer Fresnel-Linse, und Fig. 5 einen Längsschnitt eines Endstückes mit einer einen Gradienten-Brechungsindex aufweisenden Linse.

In den Fig. 1-3 wird ein stabförmiger Körper aus Kunststoff, z.B. aus Acry], zu einem Rohling gemäss Fig. 1 bearbeitet. Dieser enthält einen Kunststoffkörper 11 mit einer koaxialen Bohrung 12 und einer im Kunststoffkörper integrierten Linse 13, welche das eine Ende der Bohrung abschliesst. Die so entstandene Bodenfläche 14 der Bohrung ist derart angeordnet,

dass der Brennpunkt der Linse 13 im Kunststoffmaterial gerade unter dieser Oberfläche 14 liegt. Vorzugsweise sollte die Toleranz der in Fig. 1 gezeigten Distanz D zwischen der Fläche 14 und dem Linsenpol 15 10 (im nicht übersteigen.

s Fig. 2 zeigt einen Rohling, welcher durch Laserstrahlen bearbeitet wurde, um das fertige Faserendstück zu bilden. Eine Laser Vorrichtung 21 mit Linse zur Aussendung von parallelen Strahlen wird so angeordnet, dass das austretende Licht parallel mit der Rohlingsachse verläuft. Das Licht wird durch die Linse io 13 gebündelt in einen Punkt, der knapp unter der Fläche 14 liegt, so dass eine kleine Menge Kunststoffmaterial verdampft und eine Senke 31 (Fig. 3) entsteht. Da der Laserstrahl parallel zur Achse des Rohlings verläuft, ist die Senke so angeordnet, dass das nackte Faserende im fertigen Faserendstück in der i5 richtigen Lage zu liegen kommt.

Die Ausgangswellenlänge oder -Wellenlängen des oder der Laserstrahlen sollten so gewählt werden, dass das Licht durch den Kunststoff gut absorbiert wird. Auch kann die Fläche 14 mit einem lichtabsorbierenden Material behandelt werden. 2o Das Endstück wird gemäss Fig. 3 komplettiert, indem ein Führungsring 32 mit einer kegelförmigen Oberfläche 33 in die Bohrung eingeschoben wird. Diese kegelförmige Oberfläche dient zur Ausrichtung der Faser während des Einschubs in die Bohrung, damit das Faserende in der Senke 31 zu ruhen kommt. 25 Bei anderen Anwendungsformen kann dieser konische Führungsring als Teil des Kunststoffkörpers 11 ausgebildet werden.

Die Bearbeitung durch Laserstrahlen kann auch bei Endstücken verwendet werden, in welchen die kugelförmige Linse durch eine Fresnelsche Linse ersetzt wird. Eine derartige 3o Anordnung wird in Fig. 4, gezeigt.

Ein Kunststoffkörper 41 wird hier mit zwei Bohrungen 42 und 43 versehen, wobei jede eine Lichtleitfaser empfängt. Die Frontfläche 44 des Körpers wird zu einer Doppel-Fresnel-Linse ausgebildet mit einem ersten und einem zweiten Teil, deren 35 Brennpunkte auf die Enden der ersten bzw. zweiten Bohrung ausgerichtet sind. Wie bereits vorher ist das Fresnel-Linsensy-stem mit einem axial ausgerichteten Laser verbunden, so dass die ausgesandten Strahlen einen Hohlraum oder eine Senke zur Aufnahme des nackten Endes der Lichtleitfasern in jeder Boh-4o rung durch Verdampfen entstehen lassen.

Fig. 5 zeigt ein Faserendstück, in welchem eine einen Indexgradient aufweisende, selbstfokussierende Linse 51 verwendet wird. Eine selbstfokussierende Linse ist eine einen Brechungsindexgradient aufweisende Linse, bei welcher das Fokussieren 45 durch den Verlauf des Brechungsindexes und nicht durch die Form der Linsenoberfläche erreicht wird.

Auf die Frontfläche 52 dieser Linse wird eine antireflektie-rende Schicht aufgetragen. Die mechanische Länge der Linse 51 wird so gewählt, dass der Linsenbrennpunkt ausserhalb der 50 Linse liegt, jedoch innerhalb eines Kunststoffüberzuges 54, welcher auf die rückwärtige Linsenfläche 55 aufgetragen wurde. Ein koaxial mit der optischen Linsenachse gerichteter Laserstrahl erzeugt durch Verdampfung von Material im Kunststoffüberzug 54 eine Senke 56, welche das nicht gezeigte, nackte S5 Ende der Faser aufnimmt. Bei Linsen mit einem Gradienten-Brechungsindex ist der Kunststoffüberzug nötig, da solche Linsen normalerweise aus einigen zusammengefügten Glasarten gebildet werden. Besteht jedoch die Linse aus Kunststoff, kann der Überzug 54 wegfallen.

60 Die hier beschriebenen Endstücke eignen sich für kunststoffummantelte Lichtleitfasern aus Siliciumdioxid, sie können jedoch auch für kunststoffummantelte Glas-, Kunststoff- oder nichtummantelte Siliciumdioxid-Fasern verwendet werden.

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2 Blatt Zeichnungen