CH623418A5

CH623418A5 - Connecting device for optical fibres

Info

Publication number: CH623418A5
Application number: CH1273177A
Authority: CH
Inventors: Melvyn Arnold Holzman
Original assignee: Deutsch Co Elec Comp
Priority date: 1977-02-11
Filing date: 1977-10-19
Publication date: 1981-05-29
Also published as: NL7703188A; NL172188B; BE857057A; IL53915A0; DE2748503A1; FR2398319B2; FR2398319A2; SE7708585L; CA1096214A; NO772946L; JPS53100260A; GB1564379A; DK383877A; NL172188C; IT1092197B; NO148201B; NO148201C

Description

Die Erfindung setzt sich zum Ziel, eine optische Verbindungsvorrichtung mit mindestens einer Lichtleiterfaser zu schaffen, die mindestens eine Linse enthält und mit der unter Berücksichtigung der Strahlungsvolumen der Anlageteile ein optimaler Kupplungswirkungsgrad erreicht werden kann. In Lichtleiterfasern für viele Wellentypen wird die Lichtleistung durch Wellen verschiedener Typen übertragen, die durch die Winkel charakterisiert sind, welche die Lichtstrahlen mit der Achse der Lichtleiterfaser bilden. The aim of the invention is to provide an optical connection device with at least one optical fiber, which contains at least one lens and with which an optimum coupling efficiency can be achieved, taking into account the radiation volume of the system parts. In optical fibers for many types of waves, the light output is transmitted by waves of different types, which are characterized by the angles that the light rays form with the axis of the optical fiber.

Wegen der Interferenz des Lichtes kann in einer Faser nur eine begrenzte Anzahl von Wellentypen existieren. Wenn die Leistungs-Fortpflanzungseigenschaften für die verschiedenen Wellentypen bekannt sind, kann die Strahlungsflussdichtever-teilung am abstrahlenden Ende einer Faser oder auch die Übertragung von Leistung in eine Faser durch Strahlung von einer Quelle, z. B. einer anderen Faser, bestimmt werden. Die in eine Faser übertragene Leistung ist gleich dem Integral der auftreffenden Strahlungsflussdichte über die Ausdehnung der Faserendfläche und den Aufnahmewinkelbereich der Faser. Dieses Integral über die Flächenausdehnung und den Winkelbereich bestimmt das «Strahlungsvolumen». Das Strahlungsvolumen einer Quelle (lichtaussendende Diode, Laserdiode, strahlende Faser usw.) wie auch das Strahlungsvolumen eines Empfängers (Fotodetektor, aufnehmende Faser usw.) sind konstant; jedoch kann die Flächenausdehnung auf Kosten des Winkelbereiches oder umgekehrt der Winkelbereich auf Kosten der Flächenausdehnung vergrössert werden. Mit solchen Veränderungen der Flächenausdehnung und des Winkelbereiches des Strahlungsvolumens kann in der erfindungsgemässen Vorrichtung der Kupplungswirkungsgrad verbessert werden. Because of the interference of light, only a limited number of wave types can exist in a fiber. If the power propagation properties for the different wave types are known, the radiation flux density distribution at the emitting end of a fiber or the transfer of power into a fiber by radiation from a source, e.g. B. another fiber. The power transferred into a fiber is equal to the integral of the incident radiation flux density over the extension of the fiber end face and the pick-up angle range of the fiber. This integral over the surface area and the angular range determines the «radiation volume». The radiation volume of a source (light-emitting diode, laser diode, radiating fiber, etc.) and the radiation volume of a receiver (photodetector, receiving fiber, etc.) are constant; however, the surface area can be increased at the expense of the angular area or vice versa the angular area can be increased at the expense of the area size. With such changes in the surface area and the angular range of the radiation volume, the coupling efficiency can be improved in the device according to the invention.

Wenn das Strahlungsvolumen einer abstrahlenden Einrichtung gleich gross wie oder kleiner als dasjenige der empfangenden Einrichtung ist, ist es theoretisch möglich, 100% der Leistung zu übertragen. Dabei könnte die abstrahlende Einrichtung eine Strahlung mit einer Flächenausdehnung kleiner als diejenige des Empfängers und mit einem Winkelbereich grösser als derjenige des Empfängers aussenden. Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung kann in einem solchen Fall ein sehr hoher Kupplungswirkungsgrad erreicht werden, indem der Winkelbereich der Strahlung von der abstrahlenden Einrichtung so verkleinert werden kann, dass die gesamte Strahlungsleistung innerhalb des Aufnahmewinkelbereiches und der If the radiation volume of a radiating device is equal to or less than that of the receiving device, it is theoretically possible to transmit 100% of the power. The emitting device could emit radiation with a surface area smaller than that of the receiver and with an angular range larger than that of the receiver. In such a case, the device according to the invention can achieve a very high coupling efficiency by reducing the angular range of the radiation from the radiating device in such a way that the total radiation power is within the recording angular range and

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aufnehmenden Fläche des Empfängers auftritt. receiving surface of the receiver occurs.

Da die Kupplung über ein Linsensystem erfolgt, wird eine Durchmischung der Wellentypen erhalten. D. h. die Leistung eines Wellentyps wird auf verschiedene Wellentypen in der empfangenden Einrichtung verteilt. Dieser Effekt kann ausgenutzt werden, um eine optimale Bandbreite der Übertragung zu erreichen. Since the coupling takes place via a lens system, the shaft types are mixed thoroughly. I.e. the power of a wave type is distributed across different wave types in the receiving device. This effect can be used to achieve an optimal bandwidth of the transmission.

Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung können durch Verwendung einer Objektivlinse und einer Immersionslinse zwei Lichtleiterfasern mit hohem Wirkungsgrad miteinander verbunden werden und können die Probleme überwunden werden, die in Verbindungsvorrichtungen auftreten, in denen zwei Fasern Ende an Ende gehalten werden. Eine für diesen Zweck geeignete Ausführungsform der Vorrichtung enthält ein durchsichtiges Glied, z. B. einen Kunststoffblock, in dem einander gegenüberliegende Hohlräume ausgebildet sind. Die Hohlräume sind von Rotationsflächen begrenzt, welche sphärisch oder asphärisch sein können. In den Hohlräumen befindet sich ein lichtbrechendes Material. Die Enden der miteinander zu verbindenden Lichtleiterfasern werden in die einander gegenüberliegenden Hohlräume eingeführt und dann festgehalten. Ausrichtmittel sorgen dafür, dass die Achsen der Fasern parallel sind. Die Fasern werden axial in die Hohlräume gestossen, so dass die Oberflächen der Hohlräume mit den Enden der Fasern zusammenwirken, um eine Seibstzentrierung der Fasern zu erzielen, wodurch die Fasern sehr genau ausgerichtet und auf Abstand gehalten werden. With the device according to the invention, by using an objective lens and an immersion lens, two optical fibers can be connected with one another with high efficiency and the problems that occur in connection devices in which two fibers are held end to end can be overcome. An embodiment of the device suitable for this purpose contains a transparent member, e.g. B. a plastic block in which opposing cavities are formed. The cavities are limited by surfaces of revolution, which can be spherical or aspherical. There is a refractive material in the cavities. The ends of the optical fibers to be connected are inserted into the opposing cavities and then held. Alignment means ensure that the axes of the fibers are parallel. The fibers are thrust axially into the cavities so that the surfaces of the cavities cooperate with the ends of the fibers to achieve self-centering of the fibers, whereby the fibers are very precisely aligned and kept at a distance.

In einer Ausführungsform kann der Brechungsindex des optischen Materials in den Linsenhohlräumen grösser sein als derjenige des durchsichtigen Blockes, so dass das von einer der Fasern abgestrahlte Licht gebrochen und zur anderen Faser übertragen wird. So kann eine Lichtübertragung mit sehr hohem Wirkungsgrad erreicht werden. In one embodiment, the refractive index of the optical material in the lens cavities can be greater than that of the transparent block, so that the light emitted by one of the fibers is refracted and transmitted to the other fiber. In this way, light transmission with very high efficiency can be achieved.

In einer anderen Ausführungsform kann zwischen der Objektivlinse und der Immersionslinse eine Zwischenlinse angeordnet sein. Diese Zwischenlinse kann eine Feldlinse sein und aus einem optischen Material bestehen, dessen Brechungsindex grösser ist als derjenige des durchsichtigen Gliedes. In dieser Ausführungsform kann dafür der Brechungsindex des durchsichtigen Gliedes grösser sein als derjenige des optischen Materials der Objektivlinse und der Immersionslinse. Das durchsichtige Glied kann längs der Ebene der Zwischenlinse geteilt sein, so dass die Verbindung hergestellt und gelöst werden kann, ohne die Fasern bei den ihnen zugeordneten Linsen zu stören. Dadurch kann die Verbindungsvorrichtung besser an verschiedene Verwendungsmöglichkeiten angepasst werden. In another embodiment, an intermediate lens can be arranged between the objective lens and the immersion lens. This intermediate lens can be a field lens and consist of an optical material whose refractive index is greater than that of the transparent member. In this embodiment, the refractive index of the transparent member can be larger than that of the optical material of the objective lens and the immersion lens. The transparent member can be split along the plane of the intermediate lens so that the connection can be made and released without disturbing the fibers in the lenses associated with them. As a result, the connecting device can be better adapted to different uses.

In gewissen Fällen kann auch mehr als eine Zwischenlinse verwendet werden, und jedenfalls muss die Zwischenlinse nicht notwendigerweise eine Feldlinse sein. Änderungen der Strahlungsmuster des übertragenen Lichtes zur Erzielung besonderer Resultate können erreicht werden durch Änderungen der Verhältnisse zwischen den Brechungsindices des durchsichtigen Gliedes und der lichtbrechenden Materialien. In certain cases, more than one intermediate lens can be used, and in any case the intermediate lens need not necessarily be a field lens. Changes in the radiation pattern of the transmitted light to achieve special results can be achieved by changing the relationships between the refractive indices of the transparent member and the refractive materials.

Weitere Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung können dazu dienen, eine Faser mit einer Quelle oder einen Detektor mit einer Faser zu kuppeln. Beim Verbinden einer Faser mit einer lichtaussendenden Diode oder einer Laserdiode kann ein hoher Wirkungsgrad erreicht werden. Mit einer Laserdiode sowie auch mit gewissen lichtaussendenden Dioden kann vorteilhaft ein sich erweiternder Hohlleiter verwendet werden, um die Flächenausdehnung der Diodenstrahlung zu vergrössern, so dass diese Strahlung in einem symmetrischen Bereich mit kreisförmigem Querschnitt und mit symmetrischer Richtungswinkelverteilung auftritt, wodurch ein wesentlich verbesserter Kupplungswirkungsgrad erreicht werden kann. Wenn das Strahlungsvolumen der Quelle gleich gross wie oder kleiner ist als dasjenige der aufnehmenden Faser, Further embodiments of the device according to the invention can be used to couple a fiber to a source or a detector to a fiber. When connecting a fiber with a light-emitting diode or a laser diode, high efficiency can be achieved. With a laser diode and also with certain light-emitting diodes, an expanding waveguide can advantageously be used in order to increase the surface area of the diode radiation, so that this radiation occurs in a symmetrical area with a circular cross-section and with a symmetrical directional angle distribution, as a result of which a significantly improved coupling efficiency is achieved can. If the radiation volume of the source is equal to or less than that of the receiving fiber,

dann kann mit dem Linsensystem in der Vorrichtung ein hoher then a high can be achieved with the lens system in the device

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Kupplungswirkungsgrad dadurch erreicht werden, dass die räumlichen Grenzen der Quellenstrahlung geändert werden, um einen wünschbareren Raumwinkelbereich des Strahlungsfeldes zu erhalten, d. h. um dafür zu sorgen, dass die Grenzen dieses Raumwinkelbereiches innerhalb des Aufnahmewinkelbereiches der aufnehmenden Faser liegen. So kann, obwohl die Grösse des Strahlungsvolumens konstant bleibt, das Linsensystem dieses Strahlungsvolumen so umformen, dass es an das Strahlungsvolumen der aufnehmenden Faser angepasst ist. Coupling efficiency can be achieved by changing the spatial limits of the source radiation in order to obtain a more desirable solid angle range of the radiation field, i. H. to ensure that the limits of this solid angle range lie within the recording angle range of the receiving fiber. Thus, although the size of the radiation volume remains constant, the lens system can reshape this radiation volume in such a way that it is adapted to the radiation volume of the receiving fiber.

In anderen Fällen, wenn das Strahlungsvolumen der Quelle grösser ist als dasjenige der aufnehmenden Faser, wird der Kupplungswirkungsgrad im Vergleich zu einer direkt anstos-senden Anordnung der Faser nicht notwendigerweise verbessert. Jedoch erleichtert die Vorrichtung auch in solchen Fällen die gegenseitige Ausrichtung der Quelle und der Faser und die Herstellung der Verbindung, womit gegenüber bekannten Vorrichtungen bedeutende Vorteile ermöglicht sind. In other cases, if the radiation volume of the source is greater than that of the receiving fiber, the coupling efficiency is not necessarily improved compared to a directly abutting arrangement of the fiber. However, even in such cases, the device facilitates the mutual alignment of the source and the fiber and the establishment of the connection, which enables significant advantages over known devices.

Ähnliche Überlegungen gelten auch für das Kuppeln eines Detektors mit einer Faser. Wenn die Fläche des Detektors so klein ist, dass sie nicht ohne weiteres alle Strahlen von der abstrahlenden Faser aufnehmen kann, dann kann das Linsensystem in der Verbindungsvorrichtung den Raum winkelb er eich des Strahlungsfeldes der abstrahlenden Faser so ändern, dass ein hoher Kupplungswirkungsgrad erreicht wird. Mit direkt anstossender Anordnung kann demgegenüber bei Detektoren mit so kleinen Abmessungen kein befriedigender Kupplungswirkungsgrad erreicht werden. Wenn jedoch die Detektorfläche alle Strahlen von der abstrahlenden Faser aufnehmen kann, wie im Falle eines Detektors mit einer relativ grossen Fläche, dann können immer noch die Vorteile der erleichterten Ausrichtung und Verbindungsherstellung realisiert werden, selbst wenn der Kupplungswirkungsgrad nicht höher ist als bei direkt anstossender Anordnung der Faser. Similar considerations apply to coupling a detector to a fiber. If the area of the detector is so small that it cannot easily receive all the rays from the radiating fiber, then the lens system in the connecting device can change the space at an angle to the radiation field of the radiating fiber so that a high coupling efficiency is achieved. In contrast, with a directly abutting arrangement, a satisfactory coupling efficiency cannot be achieved with detectors with such small dimensions. However, if the detector area can receive all rays from the radiating fiber, as in the case of a detector with a relatively large area, then the advantages of facilitated alignment and connection establishment can still be realized, even if the coupling efficiency is not higher than with a directly abutting arrangement the fiber.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. In dieser zeigen: Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. In this show:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Verbinden von Lichtleiterfasern miteinander, 1 is a perspective view of a device for connecting optical fibers together,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der in Teile zerlegten Vorrichtung, 2 is a perspective view of the device disassembled,

Fig. 3 einen Längsschnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 1, Fig. 4 in grösserem Massstab einen Querschnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3, 3 shows a longitudinal section along the line 3-3 in FIG. 1, FIG. 4 on a larger scale a cross section along the line 4-4 in FIG. 3,

Fig. 5 in noch grösserem Massstab eine Längsschnittansicht des mittleren Teiles der VerbindungsVorrichtung mit Darstellung der Lichtübertragung von einer Lichtleiterfaser zu einer anderen, 5 shows, on an even larger scale, a longitudinal sectional view of the central part of the connecting device, showing the light transmission from one optical fiber to another,

Fig. 6 in einer Bruchstückansicht eine erste Stufe eines Verfahrens zum Zusammenbauen einer Lichtleiterfaser mit einem durchsichtigen Glied der Vorrichtung, 6 is a fragmentary view of a first stage of a method for assembling an optical fiber with a transparent member of the device,

Fig. 7 in einer ähnlichen Ansicht wie Fig. 6 eine weitere Stufe des Verfahrens, 7 shows a further stage of the method in a view similar to FIG. 6,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer in Teile zerlegten Vorrichtung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung, 8 is a perspective view of a device broken down into parts according to another embodiment of the invention,

Fig. 9 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 8 in zusammengebautem Zustand, 9 shows a longitudinal section through the device according to FIG. 8 in the assembled state,

Fig. 10 in grösserem Massstab eine Längsschnittansicht des mittleren Teiles der Vorrichtung gemäss Fig. 9, 10 on a larger scale a longitudinal sectional view of the central part of the device according to FIG. 9,

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines optischen Übertragungssystems mit verschiedenen Verbindungsvorrichtungen, 11 shows a schematic illustration of an optical transmission system with various connecting devices,

Fig. 12,13 und 14 in Vorderansicht, Seitenansicht und Draufsicht eine Laserdiode mit ihrem Abstrahlungsmuster, Fig. 15 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Kuppeln einer Laserdiode mit einer Lichtleiterfaser, 12, 13 and 14 in front view, side view and top view of a laser diode with its radiation pattern, FIG. 15 shows a longitudinal section through a device for coupling a laser diode to an optical fiber,

Fig. 16 in grösserem Massstab eine Längsschnittansicht des mittleren Teiles der Vorrichtung gemäss Fig. 15, 16 on a larger scale, a longitudinal sectional view of the central part of the device according to FIG. 15,

Fig. 17 in ähnlicher Weise wie Fig. 16 einen Teil einer Vorrichtung zum Verbinden einer lichtaussendenden Diode mit einer Faser, 17 in a manner similar to FIG. 16, part of a device for connecting a light-emitting diode to a fiber,

Fig. 18 wieder in ähnlicher Weise einen Teil einer Vorrichtung zum Kuppeln einer Faser mit einem Detektor, 18 again in a similar way, part of a device for coupling a fiber with a detector,

Fig. 19 in einer Bruchstückansicht eine Anordnung zum Verbinden einer Lichtleiterfaser mit einem Kleinflächendetek-tor und Fig. 19 is a fragmentary view of an arrangement for connecting an optical fiber with a small area detector and

Fig. 20 in einer Bruchstückansicht den Anschluss einer in ihrem Endabschnitt von einer ringförmigen Hülse umgebenen Faser an ein Linsensystem. 20 is a fragmentary view of the connection of a fiber surrounded in its end section by an annular sleeve to a lens system.

In den Fig. 1 bis 5 ist eine Vorrichtung 10 dargestellt, die zum Verbinden einzelner Fasern 13 bzw. 14 von zwei Kabeln 11 und 12, welche je aus mehreren Fasern bestehen, jeweils eine Kombination einer Objektivlinse und einer Immersionslinse verwendet. Im dargestellten Beispiel enthält jedes der beiden Kabel 11 und 12 jeweils drei Lichtleiterfasern; es ist aber klar, dass die Zahl der Lichtleiterfasern in jedem Kabel auch grösser oder kleiner sein könnte. Die einzelnen Fasern 13 bzw. 14 der Kabel 11 und 12 erstrecken sich bis an entgegengesetzte parallele Endflächen 15 bzw. 16 eines durchsichtigen Kupplungsblocks 17 in der Vorrichtung. Dieser Kupplungsblock 17 kann aus einem Acrylharz oder -kunststoff hergestellt sein, der im wesentlichen aus polymerisiertem Methylmethacrylat besteht und zum Beispiel unter den Markenbezeichnungen «Plexiglas» und «Lucite» im Handel ist. 1 to 5 show a device 10 which uses a combination of an objective lens and an immersion lens for connecting individual fibers 13 and 14 of two cables 11 and 12, each consisting of several fibers. In the example shown, each of the two cables 11 and 12 contains three optical fibers; however, it is clear that the number of optical fibers in each cable could be larger or smaller. The individual fibers 13 and 14 of the cables 11 and 12 extend to opposite parallel end faces 15 and 16 of a transparent coupling block 17 in the device. This coupling block 17 can be made of an acrylic resin or plastic which essentially consists of polymerized methyl methacrylate and is commercially available, for example, under the brand names "Plexiglas" and "Lucite".

Die Fasern 13 und 14 sind zylindrisch und haben im dargestellten Beispiel gleiche Durchmesser, obwohl die Vorrichtung auch für Fasern verschiedener Durchmesser ausgelegt werden könnte, jede Faser besitzt einen Kern, welcher das Licht überträgt, und einen den Umfang des Kernes umgebenden Mantel. Lichtleiterfasern mit stufenförmig oder allmählich sich änderndem Brechungsindex können verwendet werden. Die Lichtleiterfasern der beiden Kabel werden durch geeignete Mittel, im dargestellten Beispiel durch Klemmglieder 19 und 20, die normalerweise aus Kunststoff bestehen, einander gegenüberliegend festgehalten. Das Klemmglied 20 besitzt parallele V-förmige Nuten 21 im mittleren Teil seiner oberen Oberfläche 22. In der Mitte des Klemmgliedes 20 ist ein rechteckiger Hohlraum 23 ausgespart, der senkrecht zu den Achsen der Nuten 21 verläuft. Ausserhalb der Nuten 21 sind offene Kammern 24 und 25 vorhanden, an welche sich im Querschnitt halbkreisförmige Nuten 26 bzw. 27 anschliessen. The fibers 13 and 14 are cylindrical and have the same diameter in the example shown, although the device could also be designed for fibers of different diameters, each fiber has a core which transmits the light and a jacket surrounding the circumference of the core. Optical fibers with a step-like or gradually changing refractive index can be used. The optical fibers of the two cables are held opposite each other by suitable means, in the example shown by clamping members 19 and 20, which are normally made of plastic. The clamping member 20 has parallel V-shaped grooves 21 in the middle part of its upper surface 22. In the middle of the clamping member 20, a rectangular cavity 23 is cut, which extends perpendicular to the axes of the grooves 21. Outside the grooves 21 there are open chambers 24 and 25, which are followed by semicircular grooves 26 and 27 in cross section.

Das andere Klemmglied 19 besitzt Rippen 28, die von seiner unteren Oberfläche 29 vorstehen. Die Rippen 28 entsprechen in Anordnung und Anzahl den V-förmigen Nuten 21. In der Mitte des oberen Klemmgliedes 19 ist ein zu den Rippen 28 senkrecht stehender rechteckiger Hohlraum 30 ausgespart. Kammern 31 und 32 ausserhalb der Rippen 28 passen auf die Klammern 24 und 25 des unteren Klemmgliedes 19. An den äusseren Enden des Gliedes 19 sind in ähnlicher Weise im Querschnitt halbkreisförmige Nuten 33 und 34 vorgesehen. The other clamp member 19 has ribs 28 which protrude from its lower surface 29. The arrangement and number of the ribs 28 correspond to the V-shaped grooves 21. In the middle of the upper clamping member 19, a rectangular cavity 30 standing perpendicular to the ribs 28 is recessed. Chambers 31 and 32 outside the ribs 28 fit on the clamps 24 and 25 of the lower clamping member 19. At the outer ends of the member 19, semicircular grooves 33 and 34 are provided in a similar manner in cross section.

In dèr zusammengebauten Vorrichtung 10 passt der durchsichtige Block 17 in die mittleren Hohlräume 23 und 30 der beiden Klemmglieder, da er eine zur Form dieser Hohlräume komplementäre Form hat. Schrauben 35 halten die Klemmglieder 19 und 20 mit aufeinander liegenden Oberflächen 22 und 29 zusammen, wodurch auch der durchsichtige Block 17 in der Vorrichtung festgeklemmt ist. Die Lichtleiterfasern 13 und 14 liegen in den Nuten 21 unter den Rippen 28 des oberen Klemmgliedes 19. Dadurch werden die Fasern 13 und 14 in die V-förmi-gen Nuten 21 hineingedrückt und durch Keilwirkung darin festgehalten. In the assembled device 10, the transparent block 17 fits into the central cavities 23 and 30 of the two clamping members since it has a shape complementary to the shape of these cavities. Screws 35 hold the clamping members 19 and 20 together with superimposed surfaces 22 and 29, whereby the transparent block 17 is also clamped in the device. The light guide fibers 13 and 14 are located in the grooves 21 under the ribs 28 of the upper clamping member 19. As a result, the fibers 13 and 14 are pressed into the V-shaped grooves 21 and held therein by a wedge effect.

Die Lichtleiterfasern 13 lösen sich in den aneinanderliegenden Kammern 24 und 31 der beiden Glieder 19 und 20 aus dem Kabel 11. Schutzhüllen 36 sind in diesen Kammern von den Enden der Fasern 13 abgenommen, und die Fasern werden nebeneinander angeordnet und in die Nuten 21 eingeführt. Der Umfang des Kabels 11 wird zwischen den halbzylindrischen The optical fibers 13 detach from the cable 11 in the adjoining chambers 24 and 31 of the two members 19 and 20. Protective sleeves 36 are removed from the ends of the fibers 13 in these chambers, and the fibers are arranged next to one another and inserted into the grooves 21. The circumference of the cable 11 is between the semi-cylindrical

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Oberflächen 26 und 33 festgeklemmt. In ähnlicher Weise lösen sich die Fasern 14 in den Kammern 25 und 32 aus dem Kabel 12 welches zwischen den halbzylindrischen Oberflächen 27 und 34 festgeklemmt ist. Surfaces 26 and 33 clamped. Similarly, the fibers 14 in the chambers 25 and 32 detach from the cable 12 which is clamped between the semi-cylindrical surfaces 27 and 34.

In den entgegengesetzten Endflächen 15 und 16 des Blok- 5 kes 17 sind Hohlräume 37 und 38 vorgesehen, die von Rotationsflächen begrenzt sind, und zwar je ein Hohlraum für jede der Fasern 13 und 14. Im dargestellten Beispiel sind Oberflächen 39 und 40, welche die inneren Teile der Hohlräume 37 bzw. 38 begrenzen, kugelsegmentförmig. Tangential zu den i o Oberflächen 39 und 40 erstrecken sich kegelstumpfförmige Oberflächen 41 bzw. 42 zu den Eingängen der Hohlräume 37 bzw. 38. Die Hohlräume 37 und 38 verjüngen sich also gegen innen. Die Hohlräume 37 und 38 haben gleiche Formen und Grössen, und sie sind so angeordnet, dass sie einander genau 15 gegenüberliegen. Es liegen mit anderen Worten die innersten Punkte der Hohlräume 37 und 38, d. h. ihre Scheitel, auf einer imaginären geraden Linie, die sich durch die Mitten der beiden Hohlräume in den Ebenen der Endflächen 15 bzw. 16 des durchsichtigen Blockes 17 erstreckt, d. h. auf der optischen 20 Achse. Diese Linie verläuft auch durch die Nuten 21. In the opposite end surfaces 15 and 16 of the block 5, cavities 37 and 38 are provided which are delimited by surfaces of revolution, one cavity for each of the fibers 13 and 14. In the example shown, surfaces 39 and 40 are the ones delimit inner parts of the cavities 37 and 38, spherical segment-shaped. Tangent to the surfaces 39 and 40, frusto-conical surfaces 41 and 42 extend to the entrances of the cavities 37 and 38, respectively. The cavities 37 and 38 thus taper towards the inside. The cavities 37 and 38 have the same shapes and sizes and are arranged so that they are exactly 15 opposite each other. In other words, the innermost points of the cavities 37 and 38, i. H. its apex, on an imaginary straight line that extends through the centers of the two cavities in the planes of the end faces 15 and 16 of the transparent block 17, i. H. on the optical 20 axis. This line also runs through the grooves 21.

Die maximalen Querabmessungen der Hohlräume 37 und 38 sind grösser als die Durchmesser der Fasern 13 und 14, so dass die Enden der Fasern wie in Fig. 5 gezeigt in den Hohlräumen aufgenommen werden können. Die Endkanten der Fasern 25 werden beim Zusammenbau mit den Oberflächen der Hohlräume in Berührung gebracht, und zwar innerhalb der kugel-segmentförmigen Oberflächen oder nahe bei denselben. D. h. die Kante 43 jeder Faser 13 zwischen der Umfangsfläche 44 des äusseren Mantels 45 (die zum Faserkern koaxial ist) und der 30 ebenen Endfläche 46 wird in Anlage an die Rotationsfläche eines der Hohlräume 37 in der Endfläche 15 des Blockes 17 gebracht. Diese Anlage erfolgt entweder innerhalb der kugel-segmentförmigen Oberfläche 39 oder in der kegelstumpfförmi-gen Oberfläche 41 in der Nähe der Oberfläche 39. Die End- 35 fläche 46 der Faser 13 steht senkrecht zur Faserachse, so dass an der Kante 43 um den ganzen Umfang der Faser herum Linienberührung besteht. Die Faser 13 wird vor dem Festklemmen in der Nut 21 von Hand oder in anderer Weise axial in den Hohlraum 37 hineingedrückt, wobei sich durch die Berührung 40 der kreisförmigen Kante 43 mit der konkaven Rotationsfläche des Hohlraumes eine selbstzentrierende Wirkung ergibt. Die Anlage der Kante 43 an der Rotationsfläche bestimmt auch die axiale Lage des Endes des Faserkernes bezüglich der Linsenoberfläche 39. 45 The maximum transverse dimensions of the cavities 37 and 38 are larger than the diameter of the fibers 13 and 14, so that the ends of the fibers can be accommodated in the cavities as shown in FIG. 5. The end edges of the fibers 25 are brought into contact with the surfaces of the cavities during assembly, within or near the spherical segment-shaped surfaces. I.e. the edge 43 of each fiber 13 between the peripheral surface 44 of the outer jacket 45 (which is coaxial with the fiber core) and the flat end surface 46 is brought into contact with the rotating surface of one of the cavities 37 in the end surface 15 of the block 17. This contact takes place either within the spherical segment-shaped surface 39 or in the frustoconical surface 41 near the surface 39. The end surface 35 of the fiber 13 is perpendicular to the fiber axis, so that on the edge 43 around the entire circumference there is line contact around the fiber. Before being clamped in the groove 21, the fiber 13 is pressed axially into the cavity 37 by hand or in another manner, the self-centering effect resulting from the contact 40 of the circular edge 43 with the concave surface of rotation of the cavity. The contact of the edge 43 on the surface of rotation also determines the axial position of the end of the fiber core with respect to the lens surface 39.45

In ähnlicher Weise liegt auf der gegenüberliegenden Seite 16 des Blockes 17 die Kante 47 zwischen der Umfangsfläche 48 des Mantels 49 und der ebenen Endfläche 50 der Faser 14 an der Oberfläche des Hohlraumes 38 an. Diese Berührung besteht in der kugelsegmentförmigen Oberfläche 40 oder nahe 50 bei derselben in der kegelstumpfförmigen Oberfläche 42. Die Endfläche 50 steht senkrecht zur Achse der Faser 14, und beim axialen Hineindrücken der Faser 14 in den Hohlraum wird durch die Berührung zwischen der Kante 47 und der Hohlraumoberfläche die Faser 14 zentriert und ihre axiale Lage fest- 55 gelegt. Die Faserausrichtwirkung der Nuten 21 und Rippen 28 unterstützt die wirksame winkelmässige Ausrichtung der Fasern 13 und 14 bezüglich einander und bezüglich der Hohlräume. So werden die Fasern 13 und 14 derart ausgerichtet, In a similar manner, on the opposite side 16 of the block 17, the edge 47 lies between the peripheral surface 48 of the jacket 49 and the flat end surface 50 of the fiber 14 on the surface of the cavity 38. This contact is in the spherical segment-shaped surface 40 or near 50 in the same in the frustoconical surface 42. The end face 50 is perpendicular to the axis of the fiber 14, and when the fiber 14 is axially pushed into the cavity by the contact between the edge 47 and the Center surface of the fiber 14 centered and its axial position 55 determined. The fiber alignment effect of the grooves 21 and ribs 28 supports the effective angular alignment of the fibers 13 and 14 with respect to one another and with respect to the cavities. So the fibers 13 and 14 are aligned so

dass sie innerhalb der Herstellungstoleranzen einander genau «> gegenüberliegen und ihre Achsen auf derselben geraden Linie liegen. Variationen des Faserdurchmessers werden bei dieser genauen Ausrichtung der Faserachsen ausgeglichen. that they are exactly opposite each other within the manufacturing tolerances and their axes lie on the same straight line. Variations in fiber diameter are compensated for with this precise alignment of the fiber axes.

In den Hohlräumen 37 und 38 befindet sich ein optisches Material 51, z. B. eine lichtbrechende Flüssigkeit, Gelatine oder 65 anderes Material. Dieses Material füllt den Raum zwischen der Endfläche 46 bzw. 50 der Faser 13 bzw. 14 und der Oberfläche des Hohlraumes 37 bzw. 38 vollständig aus. Wenn das Material eine Flüssigkeit ist, dann wird diese von der Oberflächenspannung im Hohlraum gehalten, so dass sie nicht ausläuft, auch wenn ihre Viskosität klein ist. In the cavities 37 and 38 there is an optical material 51, for. B. a refractive liquid, gelatin or 65 other material. This material completely fills the space between the end surface 46 and 50 of the fiber 13 and 14 and the surface of the cavity 37 and 38, respectively. If the material is a liquid, the surface tension keeps it in the cavity so that it does not leak, even if its viscosity is low.

Beim Zusammenbau wird, wenn eine optische Flüssigkeit verwendet wird, zuerst Flüssigkeit 51 im Überschuss in den Linsenhohlraum eingeführt, wie in Fig. 6 dargestellt. Danach wird die Faser axial in den Hohlraum gestossen, was durch die gegen den Hohlraumeingang divergierenden Hohlraumwände erleichtert wird. Beim Hineinstossen der Faser bis zur Berührung mit der Hohlraumoberfläche, siehe Fig. 7, wird überschüssige Flüssigkeit aus dem Raum zwischen der Endfläche der Faser und der Hohlraumoberfläche verdrängt. Ein bedeutungsvoller Vorteil ergibt sich durch die Schmierwirkung der Flüssigkeit, welche die Endfläche der Faser und die Hohlraumoberfläche gegen Zerkratztwerden schützt. Auch kann die Flüssigkeit das Ende der Faser waschen und damit die Verbindung verbessern. When assembling, when an optical liquid is used, excess liquid 51 is first introduced into the lens cavity, as shown in FIG. 6. The fiber is then pushed axially into the cavity, which is facilitated by the cavity walls diverging against the cavity entrance. When the fiber is pushed into contact with the cavity surface, see Fig. 7, excess liquid is displaced from the space between the end face of the fiber and the cavity surface. A significant advantage arises from the lubricating effect of the liquid, which protects the end face of the fiber and the cavity surface from being scratched. The liquid can also wash the end of the fiber and thus improve the connection.

Der Brechungsindex des optischen Materials 51 steht in einem vorbestimmten Verhältnis zum Brechungsindex des durchsichtigen Blockes 17. In der VerbindungsVorrichtung gemäss Fig. 1 bis 5 ist der Brechungsindex des optischen Materials 51 grösser als derjenige des Blockes 17, damit das von einer Lichtleiterfaser ausgehende Licht so gebrochen wird, The refractive index of the optical material 51 is in a predetermined ratio to the refractive index of the transparent block 17. In the connecting device according to FIGS. 1 to 5, the refractive index of the optical material 51 is greater than that of the block 17, so that the light emitted by an optical fiber is refracted becomes,

dass es von der anderen Lichtleiterfaser aufgenommen wird. that it is absorbed by the other optical fiber.

In diesem Beispiel ist die Faser 13 die aussendende Faser und die Faser 14 die empfangende Faser. Die vom Kern 52 der Faser 13 ausgehenden Lichtstrahlen werden an der kugelsegmentförmigen Oberfläche 39 der Objektivlinse nach innen gebrochen, also gegen die Immersionslinse gerichtet, wo sie an der kugelsegmentförmigen Oberfläche 40 wieder gebrochen werden. Beinahe alle ausgesandten Strahlen treffen damit so auf das Ende der Faser 14, dass deren Kern 53 die Strahlen an der Endfläche 50 aufnimmt. In this example, fiber 13 is the sending fiber and fiber 14 is the receiving fiber. The light rays emanating from the core 52 of the fiber 13 are refracted inwards on the spherical segment-shaped surface 39 of the objective lens, that is to say directed against the immersion lens, where they are refracted again on the spherical segment-shaped surface 40. Almost all emitted rays thus hit the end of the fiber 14 in such a way that its core 53 receives the rays on the end face 50.

Die kegelstumpfförmigen Oberflächen 41 und 42 dienen nur zur Bildung der Eingänge in die Hohlräume 37 bzw. 38, nicht als Linsenflächen. Das ist der Grund dafür, dass die Teile so dimensioniert sind, dass die Kanten 43 und 47 der Fasern 13 und 14 die kugelsegmentförmigen Oberflächen 39 bzw. 40 berühren oder wenigstens nahe bei denselben liegen. Die vom Kern der Faser 13 ausgehenden und von der Faser 14 aufgenommenen Strahlen werden also an den kugelsegmentförmigen Oberflächen 39 und 40 gebrochen. Das Einführen der Fasern in die Linsenhohlräume und die richtige Einstellung der Endflächen der Fasern bezüglich der Linsenoberflächen sind erleichtert, wenn der Kegelwinkel der kegelstumpfförmigen Oberflächen 41 und 42 etwa 30° beträgt (d. h. wenn jede der Oberflächen 41 und 42 mit der Achse des betreffenden Hohlraumes einen Winkel von etwa 30° bildet). The frustoconical surfaces 41 and 42 serve only to form the entrances into the cavities 37 and 38, not as lens surfaces. This is the reason that the parts are dimensioned such that the edges 43 and 47 of the fibers 13 and 14 touch the spherical segment-shaped surfaces 39 and 40 or are at least close to them. The rays emanating from the core of the fiber 13 and taken up by the fiber 14 are therefore refracted on the spherical segment-shaped surfaces 39 and 40. The insertion of the fibers into the lens cavities and the correct adjustment of the end faces of the fibers with respect to the lens surfaces are facilitated if the cone angle of the frustoconical surfaces 41 and 42 is approximately 30 ° (ie if each of the surfaces 41 and 42 unites with the axis of the cavity in question Forms an angle of about 30 °).

Die Abstrahlungscharakteristik der aussendenden Faser und die Aufnahmecharakteristik der empfangenden Faser bilden die Grundlage für die Wahl des Krümmungsradius der Oberflächen der Linsenhohlräume, des Brechungsindex des optischen Materials der Linsen und des Brechungsindex des durchsichtigen Kupplungsblocks. Als Material für den durchsichtigen Block 17 ist polymerisiertes Methylmethacrylat wegen seiner Eigenschaften, einschliesslich der Möglichkeit des Giessens unter Ausbildung von Linsenhohlräumen genau vorbestimmter Formen, besonders geeignet. Wenn dieses Material gewählt wird, ist der Brechungsindex des durchsichtigen Blockes festgelegt, so dass als Variable noch die Linsenflä-chenkrümmungen, der Brechungsindex des lichtbrechenden Materials 51, der Abstand zwischen den Linsenscheiteln und der Abstand zwischen der Endfläche der Faser und dem Linsenscheitel zur Verfügung stehen. Mit diesen Variablen kann der Konstrukteur die Werte in Anpassung an die Umstände so wählen, dass sich die Verbindungsvorrichtung ohne Wirkungsgradeinbusse in möglichst wirtschaftlicher Weise herstellen lässt. Bei einem Linsenhohlraum mit relativ geringer Krüm The radiation characteristic of the emitting fiber and the pick-up characteristic of the receiving fiber form the basis for the choice of the radius of curvature of the surfaces of the lens cavities, the refractive index of the optical material of the lenses and the refractive index of the transparent coupling block. Polymerized methyl methacrylate is particularly suitable as material for the transparent block 17 because of its properties, including the possibility of casting with the formation of lens cavities of precisely predetermined shapes. If this material is selected, the refractive index of the transparent block is fixed, so that the lens surface curvatures, the refractive index of the refractive material 51, the distance between the lens apices and the distance between the end face of the fiber and the lens apex are also available as variables . With these variables, the designer can select the values in accordance with the circumstances so that the connecting device can be manufactured in the most economical manner without loss of efficiency. For a lens cavity with a relatively small curvature

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mung ist ein lichtbrechendes Material mit relativ hohem Brechungsindex erforderlich. Umgekehrt muss, wenn ein lichtbrechendes Material mit relativ niedrigem Brechungsindex verwendet wird, die Krümmung der Linsenfläche stärker sein. Eine Erhöhung des Brechungsindex der Linsenflüssigkeit ergibt eine 5 Abnahme des Abstandes zwischen den Linsenscheiteln. A light-refractive material with a relatively high refractive index is required. Conversely, if a light refractive index material with a relatively low refractive index is used, the curvature of the lens surface must be stronger. An increase in the refractive index of the lens liquid results in a decrease in the distance between the lens apices.

In einem typischen Beispiel, wo Lichtleiterfasern mit stufenförmig sich änderndem Brechungsindex und mit einer numerischen Apertur von 0,16 unter Verwendung eines Kupplungsblocks aus Methylmethacrylat mit einem Brechungsindex von 10 1,484 miteinander verbunden werden, gelten folgende Daten: In a typical example where optical fibers with a stepwise changing refractive index and a numerical aperture of 0.16 are connected to one another using a coupling block made of methyl methacrylate with a refractive index of 10 1.484, the following data apply:

Faseraussendurchmesser 125 Mikron Outer fiber diameter 125 microns

Faserkerndurchmesser 85 Mikron Fiber core diameter 85 microns

Krümmungsradius der Linsenfläche 70 Mikron ] 5 Radius of curvature of the lens surface 70 microns] 5

Brechungsindex der Linsenflüssigkeit 1,695 Refractive index of the lens liquid 1,695

Abstand der Hohlräume 329 Mikron Cavity spacing 329 microns

Abstand Faserendfläche bis Linsenscheitel 42,5 Mikron Die genaue Ausrichtung der innersten Punkte der Hohlräume ohne gegenseitige Versetzung in Querrichtung ist das bedeu- 2o tungsvollste Kriterium für die Konstruktion der Verbindungsvorrichtung. Diese genaue Ausrichtung kann erreicht werden durch Präzisionsformung des durchsichtigen Blockes und seiner Hohlräume. Die Empfindlichkeit gegenüber Ungenauigkei-ten der Richtung der Achsen ist nicht so gross wie die Empfind- 25 lichkeit gegenüber Querversetzung. In der dargestellten Vorrichtung kann der Abstand zwischen den Enden der Fasern in gewissen Grenzen ohne grössere Auswirkungen auf die Verluste schwanken. Die Verluste durch Fresnel-Reflexion sind wesentlich kleiner als in solchen Verbindungsvorrichtungen, in 30 denen die Fasern durch Anlage Ende an Ende ohne Verwendung einer lichtbrechenden Flüssigkeit miteinander verbunden sind. Distance from fiber end surface to lens apex 42.5 microns The exact alignment of the innermost points of the cavities without mutual displacement in the transverse direction is the most important criterion for the construction of the connecting device. This precise alignment can be achieved by precision shaping the transparent block and its cavities. The sensitivity to inaccuracies in the direction of the axes is not as great as the sensitivity to cross-displacement. In the device shown, the distance between the ends of the fibers can fluctuate within certain limits without having a major impact on the losses. The losses due to Fresnel reflection are considerably smaller than in those connecting devices in which the fibers are connected to one another end by end without using a light-refractive liquid.

Die im vorstehenden Beispiel angegebenen Daten basieren auf der Charakterisierung der Faser durch ihr Strahlungsvolu- 35 men. Das Strahlungsvolumen hängt ab vom Brechungsindexprofil, vom Kerndurchmesser und von der numerischen Apertur der Faser. Diese Eigenschaften werden unter Berücksichtigung der Wirkungen von Beugung und Aberration im Gesamtsystem zur Bestimmung der Parameter verwendet, die einen 40 optimalen Kupplungswirkungsgrad ermöglichen. The data given in the example above are based on the characterization of the fiber by its radiation volume. The radiation volume depends on the refractive index profile, the core diameter and the numerical aperture of the fiber. These properties are used in consideration of the effects of diffraction and aberration in the overall system to determine the parameters that enable an optimal coupling efficiency.

Aberration und Beugung bewirken Verwischungen der idealisierten Fernstrahlen-Büschel, die auf den Kern 53 der aufnehmenden Faser 14 in Fig. 5 auftreffen. Das hat zur Folge, dass Lichtstrahlen, die nah bei der Kante des Kerns 53 der aufneh- 45 menden Faser 14 auftreffen, sich in den Mantel 49 ausbreiten und dem System verlorengehen. Ähnlich können Lichtstrahlen in Fernstrahlen-Büscheln, die auf den Kern 53 auftreffen, sich so ausbreiten, dass ihr Auftreffwinkel ausserhalb des Aufnahmewinkelbereiches der Faser im Auftreffpunkt liegt. Lichtver- 50 luste durch solche Aberrations- und Beugungswirkungen können durch geeignete Wahl der Krümmungen der Linsenflächen, des Linsenscheitelabstandes und der Brechungsindices auf ein Minimum beschränkt werden, wenn die Abstrahlungs-eigenschaften der aussendenden Faser und die Aufnahmeei- 55 genschaften der empfangenden Faser bekannt sind. Aberration and diffraction result in blurring of the idealized beam bundles that strike the core 53 of the receiving fiber 14 in FIG. The result of this is that light rays which strike close to the edge of the core 53 of the receiving fiber 14 propagate into the cladding 49 and are lost to the system. Similarly, light beams in long-distance bundles of rays that impinge on the core 53 can propagate such that their angle of incidence lies outside the range of the angle of acceptance of the fiber in the point of incidence. Losses of light from such aberration and diffraction effects can be kept to a minimum by a suitable choice of the curvatures of the lens surfaces, the lens vertex distance and the refractive indices, if the radiation properties of the emitting fiber and the absorption properties of the receiving fiber are known.

In der Vorrichtung gemäss den Fig. 8 bis 10 ist zwischen der Objektivlinse und der Immersionslinse eine Zwischenlinse angeordnet. In diesem Beispiel ist die Zwischenlinse eine Feldlinse. Dank der Zwischenlinse kann die Verbindungsvorrich- 60 tung so aufgebaut werden, dass sie in ihrer Mitte teilbar ist, so dass die Verbindung getrennt und wieder hergestellt werden kann, ohne die Anordnung der Lichtleiterfasern bei der Objektivlinse und bei der Immersionslinse zu stören. Ferner ist ein grösserer Abstand zwischen den Enden der Fasern möglich, 65 was die Herstellung der Vorrichtung vereinfacht. Diese Vorrichtung ist weniger empfindlich gegen Querversetzungen der Hohlräume als die zuerst beschriebene Vorrichtung, weil der In the device according to FIGS. 8 to 10, an intermediate lens is arranged between the objective lens and the immersion lens. In this example, the intermediate lens is a field lens. Thanks to the intermediate lens, the connection device can be constructed in such a way that it can be split in the middle, so that the connection can be separated and re-established without disturbing the arrangement of the optical fibers in the objective lens and in the immersion lens. Furthermore, a greater distance between the ends of the fibers is possible, which simplifies the manufacture of the device. This device is less sensitive to crosswise displacement of the cavities than the device described first because of the

Strahlenbüschelquerschnitt bei der Feldlinse grösser ist. Cross-section of rays in the field lens is larger.

Jedoch ist die Winkelausrichtung der Fasern entscheidend. However, the angular orientation of the fibers is crucial.

Die Verbindungsvorrichtung 54 besitzt zwei Haupt-Teile 55 und 56, von denen jeder zwei Klemmglieder aufweist. Dies sind die Klemmglieder 57 und 58 für den Teil 55, links in der Zeichnung, und zwei gleiche Klemmglieder 59 und 60 für den rechten Teil 56. Diese Klemmglieder sind im wesentlichen ähnlich ausgebildet wie die Klemmglieder 19 und 20 der zuerst beschriebenen Vorrichtung 10. Das heisst es sind im unteren Klemmglied 58 V-förmige Nuten 61 vorgesehen und am oberen Klemmglied 57 dazu passende Rippen 62. Diese halten die Lichtleiterfasern ähnlich wie in der zuerst beschriebenen Vorrichtung fest. Der andere Teil 56 der Verbindungsvorrichtung ist ähnlich ausgebildet, mit Nuten 63 im unteren Klemmglied 60 und dazu passenden Rippen 64 am oberen Klemmglied 59. The connecting device 54 has two main parts 55 and 56, each of which has two clamping members. These are the clamping members 57 and 58 for the part 55, left in the drawing, and two identical clamping members 59 and 60 for the right part 56. These clamping members are essentially similar to the clamping members 19 and 20 of the device 10 described first that is, there are 58 V-shaped grooves 61 in the lower clamping member and matching ribs 62 on the upper clamping member 57. These hold the optical fibers in a similar manner to the device described first. The other part 56 of the connecting device is of similar design, with grooves 63 in the lower clamping member 60 and matching ribs 64 on the upper clamping member 59.

Kammern 65 und 66 in den Gliedern 57 und 58 des Teiles 55 bilden einen Raum, in dem sich die Fasern aus dem Kabelverband lösen und zu den V-förmigen Nuten 61 erstrecken. Halbzylindrische Oberflächen 67 und 68, ausserhalb der Kammern 65 und 66, greifen an dem in die Vorrichtung eintretenden Kabel an. In ähnlicher Weise besitzen die Klemmglieder 59 und 60 des anderen Teiles 56 Kammern 69 und 70 sowie halbzylindrische Oberflächen 71 und 72 bei den äusseren Enden. Chambers 65 and 66 in the links 57 and 58 of the part 55 form a space in which the fibers come loose from the cable assembly and extend to the V-shaped grooves 61. Semi-cylindrical surfaces 67 and 68, outside of chambers 65 and 66, engage the cable entering the device. Similarly, the clamping members 59 and 60 of the other part 56 have chambers 69 and 70 and semi-cylindrical surfaces 71 and 72 at the outer ends.

In den ebenen Vorderseiten 76 und 77 der Klemmglieder 57 und 58 des Teiles 55 sind Ausnehmungen 74 bzw. 75 vorgesehen. Diese Ausnehmungen erstrecken sich bis in die an die Vorderseiten anstossenden Oberflächen 78 und 79 der Glieder 57 bzw. 58, die in der zusammengebauten Vorrichtung aufeinander aufliegen. Die beiden Ausnehmungen 74 und 75 besitzen bei ihren inneren Ecken Hinterschneidungen 80 bzw. 81, die parallel zu den Vorderseiten 76 und 77 verlaufen. Damit können die beiden Klemmglieder 57 und 58 im zusammengebauten Zustand einen durchsichtigen Block 82 festhalten, der beispielsweise aus Methylmethacrylat hergestellt ist. Der Block 82 besitzt hinten an seinen Seitenrändern Flansche 84 und 85, die in die Hinterschneidungen 80 und 81 passen. Der Umfang des Blockes 82 ist komplementär zu den Begrenzungen des Hohlraumes geformt, der von den beiden Ausnehmungen 74 und 75 gebildet ist, so dass der Block von den zusammengebauten Gliedern 57 und 58 gegen Bewegungen festgehalten wird, und zwar in genau vorbestimmter Lage bezüglich der Nuten, in denen die Lichtleiterfasern ruhen. Die Vorderseite 86 des durchsichtigen Blockes 82 fluchtet mit den Vorderseiten 76 und 77 der Glieder 57 und 58. Die Hinterseite 87 des Blockes 82 liegt an den ebenen inneren Oberflächen 88 und 89 der Ausnehmungen 74 und 75 an. Die Vorderseite 86 und die Hinterseite 87 des Blockes stehen senkrecht zu den Längsachsen der V-förmigen Nuten 61. Recesses 74 and 75 are provided in the flat front sides 76 and 77 of the clamping members 57 and 58 of the part 55. These recesses extend into the surfaces 78 and 79 of the links 57 and 58 which abut the front sides and which lie on one another in the assembled device. The two recesses 74 and 75 have undercuts 80 and 81 at their inner corners, which run parallel to the front sides 76 and 77. Thus, the two clamping members 57 and 58 can hold a transparent block 82 in the assembled state, which is made, for example, of methyl methacrylate. The block 82 has flanges 84 and 85 at its rear edges which fit into the undercuts 80 and 81. The circumference of the block 82 is shaped to complement the boundaries of the cavity formed by the two recesses 74 and 75, so that the block is held against movement by the assembled members 57 and 58, in a precisely predetermined position with respect to the grooves in which the optical fibers rest. The front side 86 of the transparent block 82 is aligned with the front sides 76 and 77 of the links 57 and 58. The rear side 87 of the block 82 lies against the flat inner surfaces 88 and 89 of the recesses 74 and 75. The front side 86 and the rear side 87 of the block are perpendicular to the longitudinal axes of the V-shaped grooves 61.

In der Hinterseite 87 des Blockes 82 sind Hohlräume ausgebildet, die von Rotationsflächen 91 begrenzt sind und die in der zusammengebauten Vorrichtung die Objektivlinsen aufnehmen. In der Vorderseite 86 sind von Rotationsflächen 92 begrenzte Hohlräume ausgebildet, deren Durchmesser grösser ist als derjenige der Hohlräume für die Objektivlinsen. Die Rotationsflächen 92 bilden die Oberflächen einer Hälfte der Feldlinsen in der zusammengebauten Vorrichtung. Je eine der Rotationsflächen 92 liegt jeweils einer der hinteren Linsenflächen 91 gegenüber. Cavities are formed in the rear side 87 of the block 82 which are delimited by rotating surfaces 91 and which accommodate the objective lenses in the assembled device. Cavities delimited by rotational surfaces 92 are formed in the front side 86, the diameter of which is larger than that of the cavities for the objective lenses. The surfaces of rotation 92 form the surfaces of one half of the field lenses in the assembled device. One of the rotating surfaces 92 is opposite one of the rear lens surfaces 91.

Die andere Hälfte 56 der Verbindungsvorrichtung ist gleich aufgebaut wie der Teil 55. Sie besitzt Ausnehmungen 93 und 94 mit Hinterschneidungen 95 und 96 zum Festhalten eines durchsichtigen Blockes 97. The other half 56 of the connecting device is constructed in the same way as part 55. It has recesses 93 and 94 with undercuts 95 and 96 for holding a transparent block 97.

In der Hinterseite 108 des Blockes 97 sind von Rotationsflächen 107 begrenzte Hohlräume für die Immersionslinsen der Verbindungsvorrichtung ausgebildet. Rotationsflächen 109 in der Vorderseite 110 des durchsichtigen Blockes 97 begrenzen in der zusammengebauten Vorrichtung die Feldlinsen. Cavities for the immersion lenses of the connecting device, which are delimited by rotation surfaces 107, are formed in the rear side 108 of the block 97. Rotation surfaces 109 in the front 110 of the transparent block 97 delimit the field lenses in the assembled device.

Schrauben 111 halten die beiden Glieder 57 und 58 des Vor Screws 111 hold the two links 57 and 58 of the front

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richtungsteiles 55 zusammen, und in ähnlicher Weise halten Schrauben 112 die Glieder 59 und 60 des Teiles 56 zusammen. Längsbolzen 113 erstrecken sich durch die beiden Teile 55 und 56 und halten diese aneinander. Jeder der Teile 55 und 56 besitzt einen Stift 114, der an einer Seite von seiner Vordersei- 5 tenfläche vorsteht, und eine entsprechende Öffnung 115 in der anderen Seite dieser Fläche. Wenn die Vorrichtung zusammengebaut bzw. die Verbindung hergestellt wird, treten die Stifte 114 in die Öffnungen 115 ein, wodurch die Teile 55 und 56 bezüglich einander ausgerichtet werden. Zum Lösen der Teile i o 55 und 56 voneinander werden die Bolzen 113 gelöst, so dass die Trennung in der Mitte der Vorrichtung erfolgt und nicht an den Stellen, wo die Lichtleiterfasern die Objektivlinse bzw. die Immersionslinse berühren. Wenn die Verbindung gelöst und wieder hergestellt wird, brauchen also die Fasern nicht freige- i 5 legt und gestört zu werden. directional part 55 together, and similarly screws 112 hold the links 59 and 60 of the part 56 together. Longitudinal bolts 113 extend through the two parts 55 and 56 and hold them together. Each of the parts 55 and 56 has a pin 114 protruding from its front surface on one side and a corresponding opening 115 in the other side of this surface. When the device is assembled or connected, the pins 114 enter the openings 115, thereby aligning the parts 55 and 56 with each other. To detach the parts i o 55 and 56 from each other, the bolts 113 are loosened, so that the separation takes place in the middle of the device and not at the points where the optical fibers touch the objective lens or the immersion lens. If the connection is released and restored, the fibers do not need to be exposed and disturbed.

Wie in der zuerst beschriebenen Vorrichtung sind die Linsen wieder von einem lichtbrechenden Material, z. B. einer optischen Flüssigkeit, gebildet. Das Material 117 der Objektiv- und Immersionslinsen hat im dargestellten Ausführungsbeispiel 20 einen Brechungsindex, der kleiner ist als der Brechungsindex der durchsichtigen Blöcke 82 und 97, welche unter sich den gleichen Brechungsindex aufweisen. Im Feldlinsenhohlraum befindet sich ein anderes optisches Material 118, dessen Brechungsindex grösser ist als derjenige der durchsichtigen 25 Blöcke 82 und 97. Als Folge dieser Brechungsindices ergibt sich der in Fig. 10 dargestellte Strahlengang. Wegen des Unterschiedes zwischen dem Brechungsindex der Flüssigkeit 117 und demjenigen des durchsichtigen Blockes 82 wird die Divergenz der von einer Faser 13 an der Objektivlinse ausgesandten 30 Lichtstrahlen an der Oberfläche 91 erhöht. Diese Lichtstrahlen werden von der Feldlinse mit ihrem relativ grossen Durchmesser aufgenommen. Die Feldlinse richtet die Lichtstrahlen auf die Immersionslinse, wo sie so gebrochen werden, dass sie vom Kern 53 der Faser 14 aufgenommen werden. 35 As in the device described first, the lenses are again made of a refractive material, e.g. B. an optical liquid. In the exemplary embodiment 20 shown, the material 117 of the objective and immersion lenses has a refractive index that is smaller than the refractive index of the transparent blocks 82 and 97, which have the same refractive index among themselves. Another optical material 118 is located in the field lens cavity, the refractive index of which is greater than that of the transparent 25 blocks 82 and 97. As a result of these refractive indices, the beam path shown in FIG. 10 results. Because of the difference between the refractive index of the liquid 117 and that of the transparent block 82, the divergence of the 30 light rays emitted by a fiber 13 on the objective lens on the surface 91 is increased. These light rays are picked up by the field lens with its relatively large diameter. The field lens directs the light rays onto the immersion lens, where they are refracted so that they are absorbed by the core 53 of the fiber 14. 35

Vielerlei Variationen der Linsenkonstruktion und der Brechungsindices der Systemkomponenten sind möglich und gestatten die Erzielung besonderer Resultate. Many variations of the lens construction and the refractive indices of the system components are possible and allow special results to be achieved.

Die beschriebenen Prinzipien können ähnlich wie zum Kuppeln von Fasern miteinander auch zum Kuppeln einer Quelle 40 mit einer Faser oder zum Kuppeln einer Faser mit einem Detektor verwendet werden. The principles described can be used to couple a source 40 to a fiber or to couple a fiber to a detector, similar to coupling fibers together.

Gemäss Fig. 11 enthält ein optisches Übertragungssystem eine Lichtquelle 119, an die über eine Verbindungsvorrichtung 120 eine Lichtleiterfaser 121 angeschlossen ist, welche von der 45 Quelle ausgestrahltes Licht aufnimmt. Eine Verbindungsvorrichtung 122, welche den vorstehend beschriebenen Verbindungsvorrichtungen 10 oder 54 ähnlich sein kann, führt Licht aus der Faser 121 in eine aufnehmende Faser 123. Eine weitere Verbindungsvorrichtung 124 bewirkt, dass das Licht aus der 50 Faser 123 von einem Detektor 125 aufgenommen wird, der das letzte Glied des Systems bildet. According to FIG. 11, an optical transmission system contains a light source 119, to which an optical fiber 121 is connected via a connecting device 120, which receives light emitted by the source. A connector 122, which may be similar to connector 10 or 54 described above, directs light from fiber 121 into a receiving fiber 123. Another connector 124 causes the light from fiber 123 to be picked up by a detector 125 which is the last link in the system.

Eine Laserdiode ist als Lichtquelle 119 besonders geeignet, weil sie eine relativ hohe Leistung aufweist, monochromatische Strahlung erzeugt und leicht moduliert werden kann. Jedoch 55 ergibt sich ein Problem dadurch, dass eine typische Laserdiode ein elliptisches Strahlenbüschel erzeugt, wie es schematisch in den Fig. 12,13 und 14 dargestellt ist. Gemäss diesen Figuren weist ein Strahlenbüschel 126, das von einer Laserdiode 127 ausgesandt wird, eine grosse Divergenz in einer Richtung senk- t>o recht zur Längsabmessung des emittierenden Streifenbereiches der Laserdiode auf. In der Regel ist der emittierende Streifenbereich der Laserdiode viel kleiner als der Kernquerschnitt einer Lichtleiterfaser für viele Wellentypen. Übliche Kupplungseinrichtungen können eine Laserdiode nicht mit gutem 65 Wirkungsgrad mit einer Faser für viele Wellentypen verbinden, da diese einen konischen Aufnahmewinkelbereich aufweist, dessen Divergenz kleiner ist als diejenige des Strahlenbüschels der Laserdiode. Selbst wenn man das Ende der Faser unmittelbar an der Laserdiode zur Anlage bringt, wird der schlechte Kupplungswirkungsgrad nicht wesentlich verbessert, weil die stark divergenten Strahlen, die von der Laserdiode ausgesandt werden, nicht in die Faser eintreten. Die hier beschriebene Verwendung von Linsen ermöglicht nun jedoch in einfacher Weise die Herstellung einer Verbindung mit wesentlich verbessertem Wirkungsgrad. A laser diode is particularly suitable as light source 119 because it has a relatively high power, generates monochromatic radiation and can be easily modulated. However, a problem arises from the fact that a typical laser diode produces an elliptical bundle of rays, as shown schematically in FIGS. 12, 13 and 14. According to these figures, a bundle of rays 126, which is emitted by a laser diode 127, has a large divergence in a direction perpendicular to the longitudinal dimension of the emitting strip region of the laser diode. As a rule, the emitting strip area of the laser diode is much smaller than the core cross-section of an optical fiber for many types of waves. Conventional coupling devices cannot connect a laser diode with good efficiency to a fiber for many types of waves, since this has a conical recording angle range whose divergence is smaller than that of the bundle of rays of the laser diode. Even if the end of the fiber is brought into direct contact with the laser diode, the poor coupling efficiency is not significantly improved because the highly divergent rays emitted by the laser diode do not enter the fiber. However, the use of lenses described here now enables a connection to be made with significantly improved efficiency in a simple manner.

Die Verbindungsvorrichtung 120, die in Fig. 15 und in einer Teilansicht in grösserem Massstab in Fig. 16 dargestellt ist, enthält einen durchsichtigen Kupplungsblock 128, der ähnlich wie die Kupplungsblöcke in den vorstehend beschriebenen Verbindungsvorrichtungen aus Kunststoff oder Glas hergestellt sein kann. Der Kupplungsblock 128 ist in der Vorrichtung durch Klemmglieder 129 und 130 gehalten, die mit Ausnehmungen zur Aufnahme des Blockes versehen sind und ähnlich wie in den zuvor beschriebenen Vorrichtungen in geeigneter Weise aneinander befestigt sind. In entgegengesetzten ebenen Endflächen 133 und 134 des Kupplungsblockes 128 sind einander gegenüberliegende Hohlräume 131 und 132 ausgebildet. Diese Hohlräume 131 und 132 sind von Rotationsflächen begrenzt und besitzen innere Endabschnitte 135 bzw. 136, die von Kugelsegmentflächen begrenzt sind, sowie kegelstumpfförmige Eingangsabschnitte 137 bzw. 138. The connecting device 120, which is shown in FIG. 15 and in a partial view on a larger scale in FIG. 16, contains a transparent coupling block 128 which, like the coupling blocks in the connecting devices described above, can be made of plastic or glass. The coupling block 128 is held in the device by clamping members 129 and 130, which are provided with recesses for receiving the block and are fastened to one another in a suitable manner, as in the previously described devices. Cavities 131 and 132 opposite one another are formed in opposite flat end surfaces 133 and 134 of the coupling block 128. These cavities 131 and 132 are delimited by surfaces of revolution and have inner end sections 135 and 136, which are delimited by spherical segment surfaces, and frusto-conical input sections 137 and 138, respectively.

Die Faser 121 erstreckt sich in den Hohlraum 132 hinein, wobei ihre Endkante 139 an der Oberfläche des Hohlraumes anliegt. Die Faser 121 wird axial in den Hohlraum 132 hineingedrückt und dann mit den Klemmgliedern 129 und 130 festgeklemmt, so dass sie dauernd eine axiale Kraft auf die Hohlraumoberfläche ausübt und eine Zentrierwirkung erhalten wird. Dadurch wird die Achse der Faser 121 genau mit der Achse des Hohlraumes 132 ausgerichtet. Der Raum zwischen der Endfläche 140 der Faser 121 und der Oberfläche des Hohlraumes 132 ist mit einem optisch durchsichtigen Material 141 ausgefüllt, z. B. mit einer lichtbrechenden Flüssigkeit. Der Brechungsindex dieser Flüssigkeit ist so gewählt, dass die Strahlen an der Oberfläche 136 in geeigneter Weise gebrochen werden, um die Leistung optimal in die Faser 121 einzuführen. The fiber 121 extends into the cavity 132 with its end edge 139 abutting the surface of the cavity. The fiber 121 is pressed axially into the cavity 132 and then clamped with the clamping members 129 and 130 so that it continuously exerts an axial force on the cavity surface and a centering effect is obtained. As a result, the axis of the fiber 121 is precisely aligned with the axis of the cavity 132. The space between the end face 140 of the fiber 121 and the surface of the cavity 132 is filled with an optically transparent material 141, e.g. B. with a refractive liquid. The refractive index of this liquid is selected so that the rays on the surface 136 are refracted in a suitable manner in order to optimally introduce the power into the fiber 121.

Im Hohlraum 131 ist ein Pfropfen 144 aus durchsichtigem Material, z. B. Kunststoff oder Glas, angeordnet, der eine vordere Aussenoberfläche 145 aufweist, welche zu der kegelstumpfförmigen Oberfläche 137 des Hohlraumes 131 komplementär ist und damit in Berührung steht und welche bei einer quer verlaufenden Endfläche 146 endet. Am hinteren Ende des Pfropfens 144 befindet sich eine konische Oberfläche 147, welche kegelstumpfförmig ist und an ihrem äusseren Rand in die vordere Aussenfläche 145 übergeht. Eine Dichtung 148 aus federndem Elastomer oder ähnlichem Material passt auf die hintere Oberfläche 147. Auf der Aussenseite der Dichtung 148 weisen die Klemmglieder 129 und 130 konische Oberflächen 149 und 150 auf, die zur Oberfläche 147 des Pfropfens 144 parallel sind. Daher drücken in der zusammengebauten Vorrichtung 120 die Klemmglieder 129 und 130 über die Dichtung 148 den Pfropfen 144 bezüglich des Hohlraumes 131 nach innen. Damit ist sichergestellt, dass die Pfropfenoberfläche 145 die Hohlraumoberfläche 137 berührt. Da diese beiden einander berührenden Oberflächen konisch sind, wird der Pfropfen 144 beim Zusammenbau der Vorrichtung bezüglich des Hohlraumes 131 zentriert und ausgerichtet. A plug 144 made of transparent material, e.g. As plastic or glass, arranged, which has a front outer surface 145 which is complementary to the frustoconical surface 137 of the cavity 131 and is in contact therewith and which ends with a transverse end surface 146. At the rear end of the plug 144 there is a conical surface 147 which is frustoconical and merges into the front outer surface 145 at its outer edge. A seal 148 made of resilient elastomer or similar material fits on the rear surface 147. On the outside of the seal 148, the clamping members 129 and 130 have conical surfaces 149 and 150 which are parallel to the surface 147 of the plug 144. Therefore, in the assembled device 120, the clamping members 129 and 130 press the plug 144 inward with respect to the cavity 131 via the seal 148. This ensures that the plug surface 145 touches the cavity surface 137. Since these two contacting surfaces are conical, the plug 144 is centered and aligned with respect to the cavity 131 when the device is assembled.

Längs der Achse des Pfropfens 144 verläuft eine Öffnung 152 mit kreisförmigem Querschnitt. Die Öffnung 152 erstreckt sich von der vorderen Endfläche 146 nach innen bis zu einem inneren Ende nahe beim hinteren Ende des Pfropfens 144. Die Öffnung 152 erweitert sich gegen die Endfläche 146. An opening 152 with a circular cross section runs along the axis of the plug 144. The opening 152 extends inward from the front end surface 146 to an inner end near the rear end of the plug 144. The opening 152 widens toward the end surface 146.

Eine andere Öffnung 154, welche zylindrisch sein kann und welche mit der Öffnung 152 axial ausgerichtet ist, erstreckt sich vom hinteren Ende des Pfropfens 144 aus nach innen. Die Öffnung 154 hat einen grösseren Durchmesser als das innere Ende Another opening 154, which may be cylindrical and which is axially aligned with opening 152, extends inwardly from the rear end of plug 144. The opening 154 has a larger diameter than the inner end

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der Öffnung 152, so dass die Öffnung 154 an einem Absatz 155 endet, der sie mit der Öffnung 152 verbindet. Die Öffnung 154 nimmt passend einen Trägerblock 156 auf, dessen vorderes Ende 157 am Absatz 155 anliegt. Der Trägerblock 156 trägt bei seinem vorderen Ende 157 die Laserdiode 127. Die Laserdiode 127 ist in der vorderen Endfläche 157 des Trägerblockes 156 und damit auch bezüglich der sich erweiternden Öffnung 152 zentriert. Der elektrische Leiter 158 für die Laserdiode erstreckt sich vom Trägerblock 156 nach hinten. of opening 152 so that opening 154 ends at a step 155 that connects it to opening 152. The opening 154 suitably receives a support block 156, the front end 157 of which rests on the shoulder 155. The carrier block 156 carries the laser diode 127 at its front end 157. The laser diode 127 is centered in the front end surface 157 of the carrier block 156 and thus also with respect to the widening opening 152. The electrical conductor 158 for the laser diode extends rearward from the carrier block 156.

In der Öffnung 152 und im Hohlraum vor dem Pfropfen 144 befindet sich ein optisches Material 159, z. B. eine lichtbrechende Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit steht mit der Laserdiode 127 in Berührung und füllt den ganzen Raum in der Öffnung 152 vor der Laserdiode und im Hohlraum 131 vollständig aus. In the opening 152 and in the cavity in front of the plug 144 there is an optical material 159, e.g. B. a refractive liquid. This liquid is in contact with the laser diode 127 and completely fills the entire space in the opening 152 in front of the laser diode and in the cavity 131.

Die Öffnung 152 wirkt als sich erweiternder Hohlleiter, der die räumliche Ausdehnung bzw. den Querschnitt der Laserdiodenstrahlung vergrössert und dafür die Divergenz der Strahlen kleiner macht. Die wirksame abstrahlende Fläche wird so zu einer Kreisfläche, und die Divergenz wird bezüglich der Achse symmetrisch. Die Brechungsindices der Flüssigkeit 159 und des Pfropfens 144 sind so gewählt, dass das Licht von der Laserdiode 127 an der Wand der Öffnung 152 auf deren ganzer Länge totalreflektiert wird. Wenn die Öffnung 152 genügend lang ist und sich in optimaler Weise erweitert, ergibt sich durch die wiederholte Reflexion des Lichtes zwischen der Laserdiode und dem vorderen Ende eine Durchmischung der Lichtstrahlen. Dadurch kann am Abstrahlungsende der sich erweiternden Öffnung eine optimale Strahlungsflussdichteverteilung erzielt werden, die an die Eigenschaften der aufnehmenden Faser, wie Brechungsindexprofil, Kerngrösse und numerische Apertur, angepasst ist. Die Winkelverteilung des bei der Endfläche 146 austretenden Strahlenbüschels ist so verändert, dass die starke Divergenz der Strahlungsflussdichteverteilung der Laserdiode nicht mehr vorhanden ist. Dafür ist die strahlende Fläche grösser. Da der Strahlenbüschelwinkel bezüglich der optischen Achse (Achse der Öffnung 152 und des Hohlraumes 131) weniger divergent ist, kann das Strahlenbüschel mit besserem Wirkungsgrad der aufnehmenden Faser zugeführt werden. The opening 152 acts as an expanding waveguide, which increases the spatial extent or the cross section of the laser diode radiation and therefore makes the divergence of the beams smaller. The effective radiating surface thus becomes a circular surface and the divergence becomes symmetrical with respect to the axis. The refractive indices of the liquid 159 and the plug 144 are selected such that the light from the laser diode 127 is totally reflected on the wall of the opening 152 over its entire length. If the opening 152 is sufficiently long and widens in an optimal manner, the light rays are repeatedly mixed due to the repeated reflection of the light between the laser diode and the front end. As a result, an optimal radiation flux density distribution can be achieved at the radiation end of the widening opening, which distribution is adapted to the properties of the receiving fiber, such as refractive index profile, core size and numerical aperture. The angular distribution of the bundle of rays emerging at the end face 146 is changed such that the strong divergence of the radiation flux density distribution of the laser diode is no longer present. The radiant area is larger. Since the bundle of rays is less divergent with respect to the optical axis (axis of opening 152 and cavity 131), the bundle of rays can be fed to the receiving fiber with better efficiency.

Um diese Wirkungen zu erreichen, kann der die Öffnung 152 begrenzende Pfropfen 144 aus Methylmethacrylat-Mate-rial mit einem Brechungsindex von etwa 1,484 für Licht mit einer Wellenlänge von 0,83 Mikron bestehen. Die Flüssigkeit 159 in der Öffnung kann dann einen Brechungsindex von etwa 1,789 aufweisen. Die Länge der Öffnung 152 beträgt zur Erzielung einer geeigneten Strahlenmischung etwa das Fünfzehnfache des Durchmessers der Öffnung an ihrem engeren Ende (Eingangsende) oder mehr. To achieve these effects, the plug 152 defining the opening 152 can be made of methyl methacrylate material with a refractive index of about 1.484 for light with a wavelength of 0.83 microns. The liquid 159 in the opening can then have a refractive index of approximately 1.789. The length of the opening 152 is about fifteen times the diameter of the opening at its narrower end (input end) or more to achieve a suitable beam mixing.

Von der Endfläche 146 an arbeitet das System im wesentlichen gleich wie die zuvor beschriebenen Verbindungsvorrichtungen. Das heisst der Hohlraum 131 wirkt als Objektivlinse, wobei das Licht an der kugelsegmentförmigen Linsenfläche 135 gebrochen und durch den durchsichtigen Block 128 zum gegenüberliegenden Linsenhohlraum 132 übertragen wird. Dieser letztere wirkt als Immersionslinse, die das Licht aufnimmt und bricht, um es dem Kern der Faser 121 zuzuleiten. From end surface 146, the system operates essentially the same as the previously described connection devices. This means that the cavity 131 acts as an objective lens, the light at the spherical segment-shaped lens surface 135 being refracted and transmitted through the transparent block 128 to the opposite lens cavity 132. The latter acts as an immersion lens that receives and refracts the light to direct it to the core of fiber 121.

Die lichtbrechende Flüssigkeit 159 bewirkt nicht nur die Totalreflexion in der sich erweiternden Öffnung 152, sondern dient auch als Linsenmaterial im Hohlraum 131, um die erforderliche Brechung an der Linsenfläche 135 zu erzeugen. Der Brechungsindex des Materials 159 muss nicht notwendigerweise gleich sein wie derjenige des Materials 141 der Immersionslinse bei der Faser 121. Ebenso muss der Krümmungsradius des kugelsegmentförmigen Abschnittes 135 der Linse bei der Lichtquelle nicht notwendigerweise gleich gross sein wie der Krümmungsradius der Linsenfläche 136 bei der Faser 121. Ferner kann auch die Austrittsfläche der Öffnung 152 eine andere Grösse haben als der Kernquerschnitt der aufnehmenden Faser 121. The refractive liquid 159 not only causes total reflection in the widening opening 152, but also serves as lens material in the cavity 131 in order to produce the required refraction on the lens surface 135. The refractive index of the material 159 does not necessarily have to be the same as that of the material 141 of the immersion lens for the fiber 121. Likewise, the radius of curvature of the spherical segment-shaped section 135 of the lens for the light source does not necessarily have to be the same size as the radius of curvature of the lens surface 136 for the fiber 121 Furthermore, the exit surface of the opening 152 can also have a different size than the core cross section of the receiving fiber 121.

Eine lichtaussendende Diode vom Kantenabstrahlungstyp besitzt einen emittierenden Streifenbereich, der ein elliptisches Strahlenbüschel erzeugt, das dem von einer Laserdiode ausgesandten Strahlenbüschel im allgemeinen ähnlich ist. Die strahlende Fläche einer solchen lichtaussendenden Diode kann grösser sein als diejenige einer Laserdiode, aber immer noch kleiner als der Kernquerschnitt einer Lichtleiterfaser für viele Wellentypen. Daher kann eine lichtaussendende Diode mit Kantenabstrahlung im wesentlichen in der gleichen Weise mit einer Lichtleiterfaser gekuppelt werden, wie es vorstehend mit Bezug auf eine Laserdiode beschrieben wurde. An edge emission type light emitting diode has an emissive stripe region which produces an elliptical bundle of rays which is generally similar to the bundle of rays emitted by a laser diode. The radiating area of such a light-emitting diode can be larger than that of a laser diode, but still smaller than the core cross section of an optical fiber for many types of waves. Therefore, a light emitting diode with edge radiation can be coupled to an optical fiber in substantially the same manner as described above with respect to a laser diode.

Wenn die Lichtquelle des optischen Systems eine lichtaussendende Diode mit Flächenabstrahlung ist, dann sind die strahlende Fläche und der Abstrahlungswinkelbereich in der Regel so, dass das Strahlungsvolumen grösser ist als dasjenige der aufnehmenden Faser. Ein Linsensystem von der Art der beschriebenen ist bei solchen Lichtquellen nützlich als einfaches Mittel zum Verbinden der Quelle mit der Faser und zum gegenseitigen Ausrichten derselben. Damit kann die Faser im Strahlungsfeld richtig ausgerichtet werden, um eine optimale Kupplung mit der lichtaussendenden Diode zu gewährleisten. If the light source of the optical system is a light-emitting diode with surface radiation, then the radiating surface and the radiation angle range are generally such that the radiation volume is larger than that of the receiving fiber. A lens system of the type described is useful in such light sources as a simple means of connecting the source to the fiber and aligning them. This allows the fiber to be correctly aligned in the radiation field in order to ensure an optimal coupling with the light-emitting diode.

Die Verbindungsvorrichtung 160 gemäss Fig. 17 ist für einen solchen Zweck gedacht, d. h. zum Verbinden einer lichtaussendenden Diode 161 mit Flächenabstrahlung mit der Faser 121. Die Vorderseite 162 der Diode 161 ist benachbart zu einer ebenen Fläche 163 eines durchsichtigen Blockes 164 aus Kunststoff oder Glas angeordnet. Ein optisches Anpassungsmaterial 165, z. B. eine lichtbrechende Flüssigkeit, liegt zwischen den Flächen 162 und 163. Die Vorrichtung besitzt zwei Klemmglieder 166 und 167, die zusammen eine Ausnehmung 168 begrenzen, welche die lichtaussendende Diode 161 aufnimmt und festhält. Am anderen Ende ist die Faser 121 axial in einen Hohlraum 169 eingeführt, der den schon beschriebenen Hohlräumen ähnlich ist und auf die lichtaussendende Diode 161 ausgerichtet ist. Ein optisches Material, z. B. eine lichtbrechende Flüssigkeit 170, ist im Hohlraum 169 jenseits des Endes der Faser angeordnet. In dieser Ausführunsform kann die Flüssigkeit 170 den gleichen Brechungsindex wie der durchsichtige Block 164 aufweisen, so dass der Hohlraum 169 keine Linsenwirkung hat, sondern nur als Ausrichtmittel zum leichten Herstellen der Verbindung dient. The connection device 160 according to FIG. 17 is intended for such a purpose, i. H. for connecting a light-emitting diode 161 with surface radiation to the fiber 121. The front side 162 of the diode 161 is arranged adjacent to a flat surface 163 of a transparent block 164 made of plastic or glass. An optical adjustment material 165, e.g. B. a refractive liquid is between the surfaces 162 and 163. The device has two clamping members 166 and 167, which together define a recess 168 which receives and holds the light-emitting diode 161. At the other end, the fiber 121 is axially inserted into a cavity 169 which is similar to the cavities already described and which is aligned with the light-emitting diode 161. An optical material, e.g. B. a refractive liquid 170 is disposed in the cavity 169 beyond the end of the fiber. In this embodiment, the liquid 170 can have the same refractive index as the transparent block 164, so that the cavity 169 has no lens effect, but only serves as an alignment means for easy connection.

Die in Fig. 18 dargestellte Vorrichtung 124 zum Verbinden der Faser 123 mit dem Detektor 125 enthält einen Linsenhohlraum 173 in einem durchsichtigen Block 174, ähnlich wie in den zuvor beschriebenen Vorrichtungen, der in der Hauptsache dazu dient, die Faser 123 mit dem Detektor 125 auszurichten. In diesem Fall hat der Detektor eine relativ grosse Empfangsfläche, die etwas grösser ist als der Kernquerschnitt der strahlenden Faser 123. Ein optisches Material, z. B. eine lichtbrechende Flüssigkeit 175, füllt im Hohlraum 173 den Raum zwischen dem Ende der Faser 123 und der Wand des Hohlraumes aus. Die Faser 123 ist axial in den Hohlraum 173 eingeführt, womit ihre Achse mit derjenigen des Hohlraumes ausgerichtet ist. The device 124 shown in FIG. 18 for connecting the fiber 123 to the detector 125 includes a lens cavity 173 in a transparent block 174, similar to the previously described devices, which mainly serves to align the fiber 123 with the detector 125 . In this case, the detector has a relatively large receiving area, which is somewhat larger than the core cross section of the radiating fiber 123. An optical material, e.g. B. a refractive liquid 175, fills in the cavity 173 the space between the end of the fiber 123 and the wall of the cavity. The fiber 123 is axially inserted into the cavity 173, so that its axis is aligned with that of the cavity.

Am anderen Ende besitzt der durchsichtige Block 174 eine ebene Fläche 176. Die ebene Vorderseite 177 des Detektorfensters ist benachbart zur Fläche 176 angeordnet, wobei zwischen der Fläche 176 des Blockes und der Oberfläche 177 des Detektors eine Anpassungsflüssigkeit 178 liegt, welche die Fresnel-Verluste zwischen dem Block 174 und dem Detektor 125 herabsetzt. At the other end, the transparent block 174 has a flat surface 176. The flat front side 177 of the detector window is arranged adjacent to the surface 176, an adaptation liquid 178 being located between the surface 176 of the block and the surface 177 of the detector, which intervenes the Fresnel losses block 174 and detector 125.

Die Vorrichtung 124 besitzt zwei Klemmglieder 180 und 181, die ähnlich ausgebildet sein können wie die Klemmglieder in den vorstehend beschriebenen Vorrichtungen und die in ihren vorderen Endflächen 184 bzw. 185 Ausnehmungen 182 bzw. 183 aufweisen. Diese Ausnehmungen nehmen den Umfang des Detektors 125 auf, zu welchem sie komplementär geformt sind. Damit der Detektor 125 fest gegen den Block 174 The device 124 has two clamping members 180 and 181, which can be designed similarly to the clamping members in the devices described above and which have recesses 182 and 183 in their front end surfaces 184 and 185, respectively. These recesses take up the circumference of the detector 125, to which they are complementarily shaped. So that the detector 125 firmly against the block 174

8 8th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

9 9

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gehalten wird, weist er einen kegelstumpfförmigen Endabschnitt 186 auf, an dem eine ebenfalls kegelstumpfförmige Dichtung 187 angreift. Konische Oberflächen 188 und 189, die den gleichen Kegelwinkel wie der konische Abschnitt 186 des Detektors 125 aufweisen, üben durch die Dichtung 187 eine 5 Kraft aus, die den Detektor 125 gegen die Endfläche 176 des Blockes 174 drückt. Die Ausnehmungen in den Klemmgliedern 180 und 181 sind in genauer Ausrichtung mit dem Hohlraum 173 ausgebildet, so dass die Faser 123 auf den Detektor 125 ausgerichtet ist. Ein elektrischer Leiter 190 für den Detektor 125 i o erstreckt sich nach hinten vom Detektor weg und zwischen den Klemmgliedern 180 und 181 hindurch. Die Verbindungsvorrichtung 124 bildet somit nicht nur ein geeignetes Mittel zum Verbinden der Faser 123 mit dem Detektor, sondern sie sorgt durch die Ausrichtung der Faser auf den Detektor auch 15 dafür, dass die Gesamtheit des von der Faser abgestrahlten Lichtes auf den Detektor auftrifft. Dadurch ergibt sich ein verbesserter Wirkungsgrad. is held, it has a frustoconical end section 186, on which a likewise frustoconical seal 187 engages. Conical surfaces 188 and 189, which have the same cone angle as the conical section 186 of the detector 125, exert a force through the seal 187 which presses the detector 125 against the end face 176 of the block 174. The recesses in the clamping members 180 and 181 are formed in precise alignment with the cavity 173 so that the fiber 123 is aligned with the detector 125. An electrical conductor 190 for the detector 125 i o extends rearward away from the detector and between the clamping members 180 and 181. The connecting device 124 thus not only forms a suitable means for connecting the fiber 123 to the detector, but it also ensures, by aligning the fiber with the detector 15, that all of the light emitted by the fiber strikes the detector. This results in an improved efficiency.

Eine Verbindungsvorrichtung für einen Detektor mit kleiner Aufnahmefläche, z. B. für einen Detektor, dessen Aufnah- 20 mefläche mit dem Kernquerschnitt der ausstrahlenden Faser vergleichbar oder kleiner ist, wird so ausgelegt, dass darin eine Linsenwirkung auftritt, die das Licht von der Faser auf den Detektor lenkt. Eine solche Vorrichtung ist in Fig. 19 dargestellt, in der eine Faser 192 in einem Hohlraum 193 in einem 25 durchsichtigen Block 194 aufgenommen ist. Die Faser steht unter einer axialen Kraft gegen die Hohlraumoberfläche, wodurch sie im Hohlraum zentriert ist. Gegenüber dem Hohlraum 193 ist, von einem Träger 195 gehalten, ein Detektor 196 angeordnet. Die Form des Hohlraumes, der Brechungsindex 30 einer Flüssigkeit 197 im Hohlraum und der Brechungsindex des Blockes 194 sind so gewählt, dass im wesentlichen das gesamte vom Faserkern ausgestrahlte Licht an der Linsenfläche gebrochen und dem Detektor 196 zugeleitet wird. A connecting device for a detector with a small recording area, e.g. B. for a detector, the receiving surface of which is comparable or smaller than the core cross-section of the emitting fiber, is designed such that a lens effect occurs therein, which directs the light from the fiber onto the detector. Such a device is shown in FIG. 19, in which a fiber 192 is received in a cavity 193 in a transparent block 194. The fiber is under an axial force against the cavity surface, thereby being centered in the cavity. A detector 196 is arranged opposite the cavity 193, held by a carrier 195. The shape of the cavity, the refractive index 30 of a liquid 197 in the cavity and the refractive index of the block 194 are selected such that essentially all of the light emitted by the fiber core is refracted at the lens surface and fed to the detector 196.

In gewissen Fällen kann man eine Hülse oder einen Ring 35 um den Endabschnitt der Faser herum anordnen und diese Hülse bzw. diesen Ring anstelle der Kante der Faser an der Oberfläche des Linsenhohlraumes zur Anlage bringen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn eine kunststoffummantelte Faser angeschlossen werden soll, deren Mantel entfernt wer- 40 den muss, damit die Faser abgebrochen werden kann, um die ebene, zur Achse senkrechte Endfläche zu bilden, die für die Kupplung erforderlich ist. In certain cases, a sleeve or ring 35 may be placed around the end portion of the fiber and this sleeve or ring may be placed against the surface of the lens cavity in place of the edge of the fiber. This is the case, for example, when a plastic-coated fiber is to be connected, the jacket of which has to be removed so that the fiber can be broken off to form the flat end surface perpendicular to the axis which is required for the coupling.

Fig. 20 zeigt eine Faser 198 mit einer Hülse 199 um ihren Endabschnitt. Die Hülse 199 ist röhrenförmig und besitzt eine zu ihrer Achse senkrecht stehende, ebene vordere Endfläche 200, die mit der Endfläche 201 der Faser 198 fluchtet. Die Umfangsfläche 202 der Hülse ist koaxial zur Faser. Die Faser und die Hülse bilden eine Lichtleiterfasereinheit, die an die Verbindungsvorrichtung in der gleichen Weise wie die vorstehend beschriebenen Fasern angeschlossen wird. Die aus Faser 198 und Hülse 199 bestehende Einheit wird axial in einen Linsenhohlraum 203 eingeführt und verdrängt dabei überschüssige lichtbrechende Flüssigkeit 2Ó4. Die vordere Kante 205 der Hülse zwischen deren Endfläche 200 und der äusseren Umfangsfläche 202 wird an der Oberfläche 206 des Hohlraumes zur Anlage gebracht. Dadurch wird die Achse der Faser 198 genau mit der Achse des Linsenhohlraumes 203 ausgerichtet und erhält die Faserendfläche 201 einen genau vorbestimmten Abstand vom Scheitel der Linsenfläche. Figure 20 shows a fiber 198 with a sleeve 199 around its end portion. The sleeve 199 is tubular and has a flat front end surface 200 which is perpendicular to its axis and which is aligned with the end surface 201 of the fiber 198. The peripheral surface 202 of the sleeve is coaxial with the fiber. The fiber and the sleeve form an optical fiber unit which is connected to the connecting device in the same way as the fibers described above. The unit consisting of fiber 198 and sleeve 199 is inserted axially into a lens cavity 203 and displaces excess light-refractive liquid 2Ó4. The front edge 205 of the sleeve between its end surface 200 and the outer peripheral surface 202 is brought into contact with the surface 206 of the cavity. As a result, the axis of the fiber 198 is precisely aligned with the axis of the lens cavity 203 and the fiber end surface 201 is kept at a precisely predetermined distance from the apex of the lens surface.

Der mit der Hohlraumoberfläche in Berührung tretende Teil der Hülse muss nicht notwendigerweise eine durchgehende, im Querschnitt rechtwinklige Kante sein wie die dargestellte Kante 205; vielmehr könnte das vordere Ende der Hülse auch anders geformt sein, beispielsweise eine konische Oberfläche aufweisen, die in den Eingang des Linsenhohlraumes passt. Wesentlich ist nur, dass ein Anschlag vorhanden ist, dessen Mitte auf der Faserachse liegt, so dass er die Faser zentriert, wenn diese axial in den Hohlraum gestossen wird und der Anschlag an der den Hohlraum begrenzenden Rotationsfläche anliegt. Die Kante 205 bildet einen solchen Anschlag, weil sie von der Schnittlinie der zur Faser koaxialen äusseren Umfangsfläche 202 der Hülse und der zur Faserachse senkrecht stehenden Endfläche 200 der Hülse gebildet ist. Der Anschlag könnte aber statt durchgehend auch in Segmente unterteilt sein und trotzdem seine Aufgabe erfüllen. The part of the sleeve which comes into contact with the cavity surface does not necessarily have to be a continuous edge which is rectangular in cross-section, like the edge 205 shown; rather, the front end of the sleeve could also be shaped differently, for example have a conical surface that fits into the entrance of the lens cavity. It is only essential that a stop is present, the center of which lies on the fiber axis, so that it centers the fiber when it is pushed axially into the cavity and the stop rests on the rotational surface delimiting the cavity. The edge 205 forms such a stop because it is formed by the cutting line of the outer circumferential surface 202 of the sleeve coaxial to the fiber and the end face 200 of the sleeve perpendicular to the fiber axis. The stop could also be divided into segments instead of continuously and still fulfill its task.

Eine Hülse könnte auch auf einem Faserende mit vorhandenem Mantel verwendet werden, obwohl sie hier normalerweise überflüssig ist. A sleeve could also be used on a fiber end with an existing sheath, although it is usually unnecessary here.

Anderseits könnte auch eine Faser ohne Mantel mit ihrer eigenen vorderen Endkante direkt an der Hohlraumoberfläche anliegen, ohne Verwendung einer Hülse um das Faserende herum. Auch in einem solchen Fall würde die Faser axial in den Hohlraum eingeführt und würde ein lichtbrechendes Material den Raum jenseits des Faserendes ausfüllen. On the other hand, a fiber without a sheath could also lie directly on the cavity surface with its own front end edge without using a sleeve around the fiber end. Even in such a case, the fiber would be inserted axially into the cavity and a refractive material would fill the space beyond the fiber end.

6 Blatt Zeichnungen 6 sheets of drawings

Claims

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2nd

PATENT CLAIMS

1. Optical connecting device, characterized by a light-transmitting element with a predetermined refractive index, an optical fiber unit with a fiber element that has a flat end surface perpendicular to its axis and a coaxial stop with the fiber element, the light-transmitting element having a cavity with an inner surface limited inner portion and a tapered outer portion which is in contact with said stop to center the fiber element with respect to the cavity and keep said end face spaced from said inner face and an optical material with a predetermined refractive index in the cavity in the space between the end surface of the fiber element and the inner surface of the cavity, so that this inner surface and the optical material act as a lens for light that is transmitted through the light transmitting element to or from the fiber element.

2. Device according to claim 1, characterized in that said inner surface of the cavity is a surface of revolution.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the optical material is a refractive liquid which acts as a lubricant to prevent damage to the end face of the fiber element and the surface of the cavity.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the refractive index of said optical material is greater than the refractive index of the light-transmitting element.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized by a device for clamping the fiber element at a remote location from the cavity and exerting a force on the fiber element against the cavity to the stop with the tapered portion of the cavity in contact hold.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the light-transmitting element additionally has a second cavity which is axially aligned with the first-mentioned cavity, wherein a light-emitting device is received in the second cavity and a radiating surface at a distance from the inner surface of the second cavity and wherein an optical material with a predetermined refractive index in the second cavity fills the space between the emitting surface of the light-emitting device and the inner surface of the second cavity.

7. The device according to claim 6, characterized in that the light-emitting device is a light source which generates the emitted light.

8. The device according to claim 6, characterized in that the light-emitting device is a second optical fiber unit.

9. The device according to claim 6, characterized in that it additionally contains a lens in the light-transmitting element between the two cavities, which lens directs light from one of the cavities into the other.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the fiber element is cylindrical and said stop is formed by the line of intersection of the flat end surface with the peripheral surface of the fiber element.

11. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the optical fiber unit has a member surrounding the fiber element, which forms the abovementioned stop.

12. A method of manufacturing the device according to claim 1, characterized in that a cylindrical

Fiber element of an optical fiber unit is provided with an end surface perpendicular to its axis in order to form a circular edge between this end surface and the circumferential surface of the fiber element, that in a light-transmitting element with a predetermined refractive index, a cavity defined by a rotation surface is formed, that in the cavity an optical material having a predetermined refractive index is introduced such that the fiber element is pushed axially into the cavity after the optical material has been inserted therein so that the said edge of the fiber element is brought into abutment on the rotating surface of the cavity to the fiber element in center the cavity, trapping a quantity of the optical material between the end face of the fiber element and the rotating surface so that the cavity and the optical material form a lens, and that the fiber element is held pushed into the cavity is so that light transmitted to or from the fiber element is refracted at the rotating surface.

13. The method according to claim 12, characterized in that the cavity is formed with an outer surface section with a first curvature and an inner surface section with a second curvature, the outer surface section widening from the inner section to the outside by an entrance into the Form cavity that facilitates the pushing of the fiber element into the cavity.

Fiber optic multiple telecommunication systems with separate fibers for separate information channels require effective connecting devices for connecting individual fibers to one another so that light can be transmitted from one fiber to another. If excessive losses occur in the connection device, the construction of a usable overall system can become practically impossible. In known fiber connecting devices, the fibers are usually held end to end against one another, whereby attempts are made to use suitable alignment and retention means to achieve that most of the light from the radiating fiber is absorbed in the core of the receiving fiber. These known devices are mostly laboratory models, but not industrially usable connecting devices. Large losses in end-to-end fiber connection are caused by misalignment in the transverse direction, by distance between the fiber ends, by angular misalignment and by Fresnel reflections. These factors result in such great design problems that it has not been possible to develop a completely satisfactory connecting device for connecting individual optical fibers.

Problems also arise when connecting light-emitting sources to an optical fiber and when connecting an optical fiber to a light-sensitive detector. Light sources are often designed taking into account the special requirements that arise when used in fiber optic telecommunications systems. Many different forms of light sources are known for this purpose. The special requirements concern u. a. the power, the radiation pattern, the modulation characteristics, the size of the radiating surface and the spectral properties. The sources are usually light-emitting diodes or laser diodes. Some of these sources have radiation patterns with spatial and angular distributions that are much larger than the cross-sectional area of the core of the receiving

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Fiber and the recording angle range of the same. Directly abutting the fiber then results in a coupling with poor efficiency due to the spatial and angular mismatch. Other sources have radiation patterns with spatial distributions that are smaller than the core cross-section of the receiving fiber, but with angular distributions that extend over larger areas than the pick-up angle range of the fiber. These sources, too, are coupled to it with a direct butting arrangement of the fiber with poor efficiency, because a large part of the light reaching the receiving fiber strikes the fiber at an angle that is greater than the maximum acceptance angle of the fiber, so that this part of light is not absorbed by the fiber and is lost.

A light-sensitive detector, which can also be of various types, is generally arranged at the output end of the optical fiber telecommunication device, the detector in turn being optimally adapted to the telecommunication system. In systems in which high frequencies are to be transmitted and a high sensitivity is required, a detector with a very small area can expediently be used. If the detector area is in the order of magnitude of the core cross section of the radiating fiber or is smaller, the efficiency with a directly abutting arrangement necessarily becomes poor.