CH648130A5 - Optische vorrichtung mit einer lichtquelle und einer linse. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung mit einer festigt werden kann. Die Befestigungsmittel können Gewin-Lichtquelle und einer Linse, wobei die Lichtquelle auf einem de, jedoch auch ein Teil einer Bajonettkupplung sein. Die Träger befestigt ist, auf dem eine kreiszylinderförmige Kappe Zentiermittel können durch eine konische Fläche, aber auch angeordnet ist und wobei die Linse der Lichtquelle gegenüber 45 durch eine radial gerichtete Randprofilierung, beispielsweise liegt, deren Licht in Richtung der Zentralachse der Kappe ge- eine Verzahnung, gebildet werden.

richtet ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend

Eine derartige optische Vorrichtung ist in einer Veröffent- an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen lichung von Masayuki Abe und anderen in I.E.E.E. Transac- Fig. 1 einen Schnitt durch zwei zusammengesetzte Teile ei-tions on electron devices, Band ED-24, Nr. 7, Juli 1977, S. so ner optischen Vorrichtung nach der Erfindung,

990 ... 994, beschrieben. Die beschriebene optische Vorrich- Fig. 2 einen Schnitt durch zwei zusammen gesetzte Teile tung enthält eine lichtemittierende Diode, könnte aber auch einer weiteren Ausführungsform einer optischen Vorrichtung einen Halbleiterlaser enthalten. Weiter ist die Linse an einem nach der Erfindung, und

Ende einer lichtleitenden Faser gebildet, in die über die Linse Fig. 3 einen Schnitt durch zwei zusammengesetzte Teile ei-das von der Diode erzeugte Licht eingestrahlt wird. Die dar- 55 ner bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, gestellte optische V orrichtung wird in einem optischen Kom- Die in Fig. 1 in zwei Teilen 1A und 1B dargestellte opti-munikationssystem verwendet, wobei Datenübertragung mit sehe Vorrichtung 1 enthält einen Metallträger 11, auf dem ei-Hilfe über Lichtleitungsfasern zu sendender Lichtimpulse er- ne lichtemittierende Diode 12 montiert ist, eine Metallkappe folgt. Die optische Vorrichtung kann jedoch auch eine oder 13, einen Metallhalter 14 und eine Glaslinse 15. Die Kappe mehrere Linsen enthalten. Eine derartige optische Vorrich- 60 13, der Halter 14 und die Linse 15 bilden einen ersten Teil A tung ist beispielsweise auch in einer Video(Bildplatten-)Lese- und der Träger 11 mit der Diode 12 einen zweiten Teil B der anordnung verwendbar, in der mit Hilfe optischer Mittel die optischen V orrichtung 1. Die Linse 15 ist in einem elastischen auf einer Platte gespeicherten Daten gelesen werden. Die opti- Rand 16 der Kappe 13 mit einer an sich bekannten Metall-schen Mittel enthalten zumindest die erwähnte Lichtquelle, Glasverbindung befestigt. Der Halter 14 bildet mit einem En-die Linse, eine reflektierende Oberfläche der Bildplatte und ei- 65 de 17 eine Presspassung mit der Kappe 13 und liegt mit einem nen Lichtdetektor. Zum Erreichen einer möglichst hohen Kragen 18 auf der Linse 15 an. Es hat sich vorteilhaft gezeigt, Lichtübertragung von der Lichtquelle zu den hinter der Linse zumindest die Kappe 13 mit einer Indiumschicht zu verklei-angeordneten optischen Mitteln ist es erforderlich, dass die den, um ein geschmeidiges Einstellen des gewünschten Ab-

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stands zu verwirklichen. Zwischen der Presspassung mit dem wird auf die bereits erwähnte Weise in die entsprechende Lage Ende 17 des Halters 14 und dem Rand 16 besitzt die Kappe 13 in bezug auf die auf dem Träger 35 befestigte Laserdiode 36 eine ringförmige Knautschzone 19, deren Funktion weiter un- gebracht, wonach ein Kragen 48 der Kappe 31 auf einem am ten näher erläutert wird. Träger 35 ausgebildeten Rand 49 aufgeschweisst wird.

In zwei Glasdurchführungen 20 und 21 sind Anschluss- 5 Indem der Halter 32 zum Träger 35 hingedrückt wird, be-stifte 22 und 23 befestigt, an die Speiseleitungen 24 und 25 für wegt sich die Linse 34 zur Laserdiode 36 hin und es wird der die Diode 12 angeschlossen sind. Derartige Durchführungen gewünschte Abstand zwischen den beiden eingestellt, wobei sind aus der Technik bekannt und werden bei der Herstellung die Presspassung, gebildet aus der Kappe 31 und dem Halter von Metallhüllen für Halbleitertransistoren und Halbleiter- 32, den eingestellten Abstand aufrechterhält. Vorzugsweise Schaltungen verwendet. Die Speiseleitung 24 ist an eine ring- u sind die Kappe 31 und der Halter 32 mit Indium verkleidet, förmige Elektrode 26 angeschlossen, die die lichtemittierende wodurch der gewünschte Abstand leicht einstellbar ist. In der Fläche der Diode 12 einschliesst. Auf der lichtemittierenden unter Fig. 1 beschriebenen Weise kann das Erreichen des geFläche steht eine Zentralachse 27, die das Zentrum des auszu- wünschten Abstands festgestellt werden.

sendenden Lichtstrahls angibt. Die optische Achse 28 der In Fig. 3 ist in zwei Teilen 3a und 3b eine bevorzugte Aus-Linse 15 fällt mit der Zentralachse 27 zusammen, so dass eine 15 führungsform einer optischen Vorrichtung nach der Erfin-möglichst vorteilhafte Lichtübertragung von der Diode 12 zu dung dargestellt. Der erste Teil 3a enthält eine kreiszylindri-einem hinter der Linse 15 anzuordnenden (und nicht darge- sehe Metallkappe 51 und einen kreiszylindrischen Metallhal-stellten) optischen Element erhalten wird. Der erste Teil ter 52, in dem auf eine an sich bekannte Weise auf einem Vor-(Kappe 13, Halter 14 und Linse 15) wird auf die an sich be- sprang 53 eine planparallele Glasplatte 54 befestigt ist. An der kannte und in der erwähnten Veröffentlichung angegebene 20 Glasplatte 54 ist eine kugelförmige Linse 55 angeschweisst. Weise in die entsprechende Lage in bezug auf den zweiten Teil Hierbei wird die Glasplatte 54 aus weichem Glas hergestellt, (Träger 11 und Diode 12) gebracht. Anschliessend wird der das eine niedrigere Schmelztemperatur als ein Hartglas beerete Teil durch Ringschweissen (Widerstandsschweissen, sitzt, aus dem die Linse 55 hergestellt ist. Der zweite Teil 3b Unterdruck in hohe Spannung) mit einem an der Kappe 14 einthält einen Metallträger 56, auf dem eine auf einem Kühlausgebildeten Kragen 29 an einem am Träger 11 ausgebilde- 25 block 57 befestigte Laserdiode 58 angeordnet ist. Im Träger ten Rand 30 angeschweisst. Indem der Halter 14 zum Träger 56 sind zwei Glasdurchführungen 59 und 60 vorgesehen, in 11 hingedrückt wird, wird die Linse 15 zur Diode 12 bewegt denen zwei Anschlussstifte 61 und 62 angeordnet sind. An die und in gewünschtem Abstand zu ihr positioniert. Durch stän- Anschlussstifte 61 und 62 sind die Anschlussdrähte 63 und 64 dige oder in regelmässigen Zeitabständen vorzunehmende Be- angeschlossen, die mit der Laserdiode 58 bzw. mit dem Kühlobachtung des durch die Linse 15 fallenden Lichtstrahls wäh- 30 block 57 verbunden sind. Der Träger 56 ist wie die Träger 11 rend der Bewegung der Linse 15 zur Diode 12 hin, ist eine ge- und 35 nach Fig.l bzw. Fig. 2, mit einem Rand 65 versehen, naue Einstellung des Abstandes zwischen der Linse 15 und auf den ein Kragen 66 der Kappe 51 aufgeschweisst wird, der Diode 12 möglich. nachdem der erste Teil 3a in beschriebener Weise in die ent-

Beim Bewegen des Halters 14 zum Träger 11 hin bildet sprechende Lage in bezug auf den zweiten Teil 3b angebracht sich die Knautschzone 19 der Kappe 13. Die Linse 15 ist 35 ist. Anschliessend wird zum Einstellen des gewünschten Ab-durch die dabei immer auftretende elastische Verformung des stands zwischen der Laserdiode 58 und der Linse 55 der Hai-Randes 16 nach wie vor an den Kragen 18 des Halters 14 ge- ter 52 zum Träger 56 hingedrückt. Die Wände der Kappe 51 drückt, der mit einem Rand 17 eine Presspassung mit der und des Halters 52 sind hierbei mit Indium oder mit einem anKappe 13 bildet. Durch die Presspassung wird nach dem Ein- deren Weichmetall verkleidet. Der Halter 52 bildet somit mit stellen des Abstands zwischen der Diode 12 und der Linse 15 40 der Kappe 51 eine Presspassung, mit der der eingestellte Ab-dieser nicht durch das Rückfedern des Rands 16 unter dem stand aufrecht erhalten wird. Am Halter 52 ist ein profilierter, Einfluss der elastischen Verformung der Knautschzone 19 kreiszylindrischer Rand ausgebildet, der radial gerichtete verändert. Zähne 67 aufweist. Weiterhin ist der Halter 52 mit Aussengeln Fig. 2 ist in zwei Teilen 2A und 2B eine weitere Ausfüh- winde 68 versehen, so dass ein weiteres optisches Element auf rungsform einer optischen Vorrichtung 2 dargestellt. Der er- 45 der optischen Vorrichtung befestigbar ist. Der profilierte ste Teil 2A enthält eine Kappe 31, einen Halter 32, eine plan- Rand kann hierbei in einen weiteren profilierten Rand grei-parallele Glasplatte 33 und eine damit verklebte kugelförmige fen, der Teil des weiteren optischen Elementes, beispielsweise Linse 34. Der zweite Teil 2B enthält einen Träger 35, eine auf einer Hälfte eines Glasfaserkonnektors für optische Kommu-einem Kühlblock 36 montierte Laserdiode 37 und zwei in nikationszwecke, ist. Das entsprechende Profil ist dabei kom-Durchführangen 38 und 39 angeordnete Anschlussstifte 40 so plementär zu den Zähnen 67 des Randes des Halters 52. Es er-und 41, die über Anschlussdrähte 42 bzw. 43 mit der Laser- folgt hierdurch eine genaue Positionierung des optischen Ele-diode 37 bzw. dem Kühlblock 36 verbunden sind. ments. Die Linse 55 und die Glasplatte 54 werden vor dem

Die Linse 34 ist mit einem adhäsiven Mittel 44, beispiels- Befestigen des Halters 52 in der Kappe 51 derart und auf eine weise einem aushärtenden Epoxydharz, mit der Glasplatte 33 eingangs erwähnte, an sich bekannte Weise im Halter 52 mit verklebt, die selbst wieder mit einer an sich bekannten Metall- ss einer Metall-Glasverbindung befestigt, dass die optische Ach-

Glasverbindung an einem am Halter 32 ausgebildeten Kragen se der Linse 55 mit der Symmetrieachse des Randes des Hal-

45 befestigt ist. Die optische Achse 46 der Linse 34 muss mit ters 52 zusammenfällt. Die Folge davon ist, dass ein auf dem einer Zentralachse 47 zusammenfallen, die die aktive Zone Halter 52 angeordnetes optisches Element stets in bezug auf der Laserdiode 37 aus dem bereits bei Fig. 1 angegebenen die Linse 55 und somit in bezug auf die Laserdiode 58 zen-

Grund durchläuft. Der Teil 2A der optischen Vorrichtung 2 «o triert ist."

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

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   PATENTANSPRÜCHE Linse die entsprechende Lage und den entsprechenden Ab-

   1. Optische Vorrichtung mit einer Lichtquelle und einer stand von der Lichtquelle hat. Auf welche Weise eine entspre-Linse, wobei die Lichtquelle auf einem Träger befestigt ist, chende Lage und ein entsprechender Abstand zwischen zwei auf dem eine kreiszylindrische Kappe angeordnet ist und wo- optischen Elementen einstellbar ist, ist zum Teil in der bereits bei die Linse der Lichtquelle gegenüber hegt, deren Licht in 5 erwähnten Veröffentlichung und vollständig in der US-PS Richtung der Zentralachse der Kappe gerichtet ist, dadurch 3 999 841 beschrieben.

   gekennzeichnet, dass die optische Vorrichtung einen Halter Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische enthält, der eine Presspassüng mit der Kappe und zusammen Vorrichtung zu schaffen, bei der es möglich ist, ausser einer mit zumindest der Kappe und dem Träger einen hermetisch äusserst genauen Lage der Lichtquelle in bezug auf die Linse geschlossenen Raum bildet, und dass mit dem Halter, der io auf eine einfache und schnelle Weise den Abstand zwischen parallel zur Zentralachse verschiebbar angeordnet ist, ein Ab- der Lichtquelle und der Linse einzustellen und ohne Adhäsiv-stand zwischen der Linse und der Lichtquelle einstellbar ist. mittel, wie Epoxydharze, aufrechtzuerhalten.
2. 2. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Die Aufgabe wird mit einer optischen Vorrichtung nach kennzeichnet, dass zumindest eine der aneinander liegenden der Erfindung dadurch gelöst, dass sie einen Halter enthält, Wände des Halters und der Kappe, die als Presspassung ge- 15 der eine Presspassung mit der Kappe und zusammen mit zu-geneinander gebracht sind, mit einer Indiumschicht versehen mindest der Kappe und dem Träger einen hermetisch ge-

   ist. schlossenen Raum bildet, und dass mit dem Halter, der paral-
3. 3. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch lei zur Zentralachse verschiebbar angeordnet ist, ein Abstand gekennzeichnet, dass die Kappe und der Halter buchsenför- zwischen der Linse und der Lichtquelle einstellbar ist.

   mig und mit je einem Kragen versehen sind, wobei der Kra- 20 Der Abstand zwischen der Lichtquelle und der Linse wird gen der Kappe am Träger und die Linse am Kragen des Hai- bei der optischen Vorrichtung nach der Erfindung auf einfa-ters befestigt ist. che Weise dadurch eingestellt, dass der Halter und somit die
4. 4. Optische Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- Linse zur Lichtquelle hingedrückt werden, wobei ununterbro-kennzeichnet, dass der Kragen, auf dem die Linse befestigt ist, chen die von der Lichtquelle erzeugte, durch die Linse austre-im Halter ausgebildet ist, der auf einem der Kappe abgewand- 25 tende Lichtstrahlung wahrgenommen und/oder deren Ener-ten Rand mit Zentiermitteln zum Zentieren eines auf dem gieinhalt gemessen wird.

   Halter zu befestigenden optischen Elementes in bezug auf die Eine bevorzugte Ausführungsform einer optischen Voroptische Achse der im Halter befestigten Linse und weiterhin richtung nach der Erfindung besteht darin, dass die Kappe aussenseitig mit Befestigungsmitteln zum Befestigen des opti- und der Halter buchsenförmig und mit je einem Kragen verseschen Elementes auf dem Halter versehen ist. 30 hen sind, wobei der Kragen der Kappe am Träger und die
5. 5. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Linse am Kragen des Halters befestigt ist, wobei der Kragen, kennzeichnet, dass die Linse an einem dem Träger abgewand- auf dem die Linse befestigt ist, im Halter ausgebildet ist, der ten Rand der Kappe befestigt ist, wobei der Halter mit einem auf einem der Kappe abgewandten Rand mit Zentriermitteln daran ausgebildeten Kragen auf dem Rand der Linse ruht zum Zentrieren eines auf dem Halter zu befestigenden opti-und die Kappe zwischen dem Rand, auf dem die Linse befe- 35 sehen Elementes in bezug auf eine optische Achse der im Hal-stigt ist, und einer Seite, die mit dem Halter eine Presspassung ter befestigten Linse und weiterhin aussenseitig mit Befesti-bildet, mit einer Knautschzone versehen ist. gungsmitteln für das auf dem Halter zu befestigende optische

   Element versehen ist.

   Eine derartige optische Vorrichtung bietet den Vorteil,

   40 dass daran ohne weitere Einstellmittel für die Zentrierung ein weiteres optisches Element an der optischen Vorrichtung be-