DD235121A1 - ADJUSTABLE COUPLING DEVICE FOR LIGHT WAVEGUIDE - Google Patents
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- DD235121A1 DD235121A1 DD27377485A DD27377485A DD235121A1 DD 235121 A1 DD235121 A1 DD 235121A1 DD 27377485 A DD27377485 A DD 27377485A DD 27377485 A DD27377485 A DD 27377485A DD 235121 A1 DD235121 A1 DD 235121A1
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Abstract
Die Erfindung betrifft das Gebiet der elektrischen Nachrichtenuebertragungstechnik mit Lichtwellenleitern. Sie loest die Aufgabe, einen Lichtwellenleiter, dessen Endflaeche in axialer und radialer Richtung von einer vorbestimmten Lage abweicht, mit einem zweiten oder einem optoelektronischen Bauelement zu koppeln und zum Zwecke des Erreichens niedriger Uebertragungsverluste einen feinfuehligen Justiervorgang zu ermoeglichen. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass in einer Koppelvorrichtung, in der zwischen die beiden zu koppelnden Elemente ein System aus zwei Linsen geschaltet wird, die die radialen Lageabweichungen des Lichtwellenleiters (senkrecht zur optischen Achse) durch zwei drehbare Glasprismen derart ausgeglichen werden, dass minimale Uebertragungsverluste auftreten, waehrend die axiale Lageabweichung des Lichtwellenleiters durch die axiale Verschiebung einer der beiden Linsen ausgeglichen wird. Fig. 3The invention relates to the field of electrical communication technology with optical fibers. It solves the problem of coupling an optical waveguide, the end surface of which deviates in the axial and radial directions from a predetermined position, with a second or an optoelectronic component and to enable a finely tuned adjustment process for the purpose of achieving low transmission losses. The essence of the invention is that in a coupling device in which between the two elements to be coupled, a system of two lenses is switched, the radial positional deviations of the optical waveguide (perpendicular to the optical axis) are compensated by two rotatable glass prisms such that minimal Transmission losses occur while the axial positional deviation of the optical waveguide is compensated by the axial displacement of one of the two lenses. Fig. 3
Description
Die Erfindung betrifft eine justierbare Koppelvorrichtung für Lichtwellenleiter, die es ermöglicht, einen Lichtwellenleiter, dessen Endfläche in axialer und radialer Richtung von einer vorbestimmten Lage abweicht, mit einem anderen Lichtwellenleiter oder einem opto-elektronischen Bauelement so zu koppeln, daß durch einen feinfühligen Justiervorgang die Übertragungsverluste zwischen den zu koppelnden Elementen auf ein Minimum reduziert werden können.The invention relates to an adjustable coupling device for optical waveguides, which makes it possible to couple an optical waveguide whose end face deviates in the axial and radial directions from a predetermined position, with another optical waveguide or an opto-electronic device so that by a sensitive adjustment process, the transmission losses between the elements to be coupled can be reduced to a minimum.
Die möglichen Anwendungsgebiete der Erfindung liegen bei der Herstellung von Lichtleitfasern, in der Zwischenmessung von deren Eigenschaften sowie bei der Installation, Wartung und Fehlersuche in Nachrichtensystemen auf der Basis von Lichtwellenleitern, in Fällen also, wo der unkonfektionierte Lichtwellenleiter nur behelfsmäßig und damit mit radialen und axialen Abweichungen von der idealen Lage in einen Montagestecker eingefügt wird.The possible fields of application of the invention are in the manufacture of optical fibers, in the interim measurement of their properties and in the installation, maintenance and troubleshooting in communication systems based on optical fibers, in cases where the unassembled optical fiber only makeshift and thus with radial and axial Deviations from the ideal position is inserted into a mounting plug.
Die beschriebene Koppelvorrichtung kann in gleicherweise benutzt werden, um die technologisch unvermeidlichen Lageabweichungen von Lichtwellenleitern in fest an diese konfektionierten Steckern auszugleichen.The coupling device described can be used in the same way to compensate for the technologically unavoidable positional deviations of optical fibers in fixed to this prefabricated connectors.
Aus der Lichtwellenleiter-Übertragungstechnik ist bekannt, daß häufig, so zum Beispiel bei der Herstellung von Lichtwellenleitern sowie bei der Installation und Wartung von Nachrichtenübertragungssystemen auf der Basis von Lichtwellenleitern, die Aufgabe besteht, Licht möglichst verlustfrei in einen Lichtwellenleiter einzukoppeln oder aus ihm auszukoppeln, der nur behelfsmäßig für die Messung in einen Montagestecker eingefügt ist.From the optical waveguide transmission technique is known that often, for example, in the manufacture of optical fibers and in the installation and maintenance of communication systems based on optical fibers, the task is to couple light as lossless in an optical waveguide or decoupled from him, the only tentatively inserted for measurement in a mounting plug.
Infolge dieser behelfsmäßigen Einfügung weicht die Endfläche des Lichtwellenleiters in axialer Richtung von der Stirnfläche des Steckers und in radialer Richtung von der Mittelachse des Steckers ab, so daß eine verlustarme Ein-oder Auskopplung des Lichts in den oder aus dem Lichtwellenleiter nicht möglich ist.As a result of this makeshift insertion, the end surface of the optical waveguide deviates in the axial direction from the end face of the plug and in the radial direction from the central axis of the plug, so that a low-loss coupling or decoupling of the light in or out of the optical waveguide is not possible.
Eine bekannte technische Lösung der Kopplung eines Lichtwellenleiters mit einem zweiten oder einem optoelektronischen Bauelement besteht darin, zwischen die beiden zu koppelnden Elemente ein System aus zwei Linsen zu schalten, derart, daß sich beide Elemente in den Brennpunkten dieser Linsen befinden. Diese Lösung hat den Vorteil, daß der Lichtwellenleiter nicht unmittelbar das an ihn anzukoppelnde Bauelement berühren muß. Das ist beispielsweise erforderlich, um eine Laserdiode, deren strahlende Fläche hinter einer Schutzscheibe liegt, an einen Lichtwellenleiter anzukoppeln. Auch verbleibt zwischen den beiden Linsen eine Luftstrecke, in die andere optische Bauelemente, beispielsweise Dämpfungsglieder oder Strahlteiler, eingeschaltet werden können.A known technical solution of the coupling of an optical waveguide with a second or an optoelectronic component is to switch between the two elements to be coupled a system of two lenses, such that both elements are located in the focal points of these lenses. This solution has the advantage that the optical waveguide does not have to directly touch the device to be coupled to it. This is necessary, for example, to couple a laser diode whose radiating surface lies behind a protective screen to an optical waveguide. Also remains between the two lenses an air gap, in the other optical components, such as attenuators or beam splitters, can be turned on.
Die Lösung, in derzwischen den Lichtwellenleiter und das an ihn anzukoppelnde Element ein System aus zwei Linsen geschaltet wird, ist aus zwei Anordnungen bekannt, der Anmeldung zum DDR-Wirtschaftspatent Az. WP GO2B/205818.1 „Justierbare mikrooptische Koppelvorrichtung für Lichtleiter" und der Anmeldung zum DDR-Wirtschaftspatent Az. WP GO2B/263352.2 „Justiervorrichtung zur Kopplung optoelektronischer Elemente der Lichtleiter-Informationsübertragung". In beiden Erfindungen wird die Aufgabe, die Lageabweichungen des Lichtwellenleiters auszugleichen, auf verschiedene Art gelöst. In der Erfindung gemäß Az. WP GO2B/205818.1 wird der Montagestecker, in dem sich die Endfläche des Lichtwellenleiters befindet, mittels Schraubgetrieben in radialer und axialer Richtung verschoben.The solution in which a two-lens system is connected between the optical waveguide and the element to be coupled to it is known from two arrangements, the application for the GDR commercial patent Az. WP GO2B / 205818.1 "Adjustable microoptical coupling device for optical fibers" and the application for GDR commercial patent Az. WP GO2B / 263352.2 "Adjustment device for the coupling of optoelectronic elements of the optical fiber information transmission". In both inventions, the task of compensating the positional deviations of the optical waveguide is solved in various ways. In the invention according to Az. WP GO2B / 205818.1, the mounting plug in which the end face of the optical waveguide is moved by means of screw drives in the radial and axial directions.
Diese Erfindung hat den Nachteil, daß äußere Kräfte, die auf den Lichtwellenleiter oder den Montagestecker wirken, die Justierung beeinflussen können, schon das Auswechseln des Montagesteckers zerstört die Justierung, besonders in radialer Richtung. Auch ist die radiale Einstellung nicht feinfühlig genug.This invention has the disadvantage that external forces acting on the optical waveguide or the mounting plug can affect the adjustment, even the replacement of the mounting plug destroys the adjustment, especially in the radial direction. Also, the radial adjustment is not sensitive enough.
Die Endfläche des Lichtwellenleiters weicht nur im /xm-Bereich, beispielsweise maximal 30/Am, von der Mittelachse des SteckersThe end surface of the optical waveguide deviates only in the / xm range, for example a maximum of 30 / Am, from the center axis of the plug
Um diesen Wert muß der Montagestecker mittels des Schraubgetriebes verschoben werden.To this value, the mounting plug must be moved by means of the helical gear.
Aus technologischen Gründen kann die Gewindesteigung der Einstellschrauben nicht so klein gemacht werden, daß eine ausreichend feinfühlige Justierung möglich ist.For technological reasons, the thread pitch of the adjusting screws can not be made so small that a sufficiently sensitive adjustment is possible.
In der Erfindung gemäß Az. WP GO2B/263352.2 wird vorgeschlagen, eine der beiden Linsen des Linsensystems in axialer und radialer Richtung so zu verschieben, daß die Lageabweichungen der Endfläche des Lichtwellenleiters ausgeglichen werden. Den optischen Abbildungsgesetzen gemäß entspricht diese Verschiebung in ihrem Betrag der Lageabweichung des Lichtwellenleiters. Demzufolge wird in dieser Anordnung die Linsein radialer Richtung im Bereich von einigen /um gekippt und in axialer Richtung maximal 0,5 mm verschoben. Die feinfühlige Kippung wird bei dieser Anordnung durch die Verkürzung einerIn the invention according to Az. WP GO2B / 263352.2 is proposed to move one of the two lenses of the lens system in the axial and radial directions so that the positional deviations of the end face of the optical waveguide are compensated. According to the optical mapping laws, this shift corresponds in its amount to the positional deviation of the optical waveguide. As a result, in this arrangement, the line in the radial direction is tilted in the range of several μm, and shifted in the axial direction by 0.5 mm at the maximum. The sensitive tilting is in this arrangement by shortening a
:ormfeder bewirkt, an der die Linse auf einer Seite befestigt ist, während die axiale Verschiebung durch eine Membranfeder, an Jer die Linse auf der anderen Seite befestigt ist, ermöglicht wird. : Ormfeder effected, on which the lens is mounted on one side, while the axial displacement is made possible by a diaphragm spring to Jer the lens on the other side.
Machteilig ist dabei, daß die Fertigung der Formfeder sowie ihre reproduzierbare Befestigung sehr schwierig sind und durch dieMachteilig is that the production of the form spring and their reproducible attachment are very difficult and by the
/erkippung der Linse Übertragungsverluste auftreten./ tilting the lens transmission losses occur.
3eiden Anordnungen haftet außerdem der gemeinsame Nachteil an, daß zwischen dem angekoppelten Lichtwellenleiter und ier ihm zugeordneten Linse eine Relativbewegung sowohl in radialer als auch in axialer Richtung zum Zwecke der Justierung jrfolgt, so daß bekannte vorteilhafte Lösungen der gemeinsamen Fassung von Montagestecker und Linse zum Zweck einer nöglichst genauen Vororientierung in radialer Richtung nicht angewendet werden können. So müßte beispielsweise das radiale spiel zwischen Montagestecker und der ihn aufnehmenden Fassung in diesen Anordnungen nur wenige μνη betragen, um die Steckungen reproduzierbar zu gewährleisten, was technologisch sehr schwierig ist.3eiden arrangements also has the common disadvantage that between the coupled optical waveguide and its associated lens a relative movement in both the radial and in the axial direction for the purpose of adjustment follows, so that known advantageous solutions of the common version of mounting plug and lens for the purpose of As accurate as possible preorientation in the radial direction can not be applied. Thus, for example, the radial clearance between mounting plug and the socket receiving it in these arrangements should be only a few μνη to ensure the joints reproducible, which is technologically very difficult.
Ziel der Erfindung ist es, eine ein System von zwei Linsen enthaltende Vorrichtung zum Koppeln eines Lichtwellenleiters, dessen Endfläche in radialer und axialer Richtung von einer vorbestimmten Lage abweicht, mit einem zweiten Lichtwellenleiter oder einem optoelektronischen Bauelement zu schaffen, die unabhängig von der Wirkung äußerer Kräfte auf den Lichtwellenleiter ist, eine feinfühlige Justierung ermöglicht und die eine gute Reproduzierbarkeit beim Wechseln der Stecker gewährleistet.The object of the invention is to provide a device comprising a system of two lenses for coupling an optical waveguide whose end face deviates in a radial and axial direction from a predetermined position with a second optical waveguide or an optoelectronic component, which is independent of the action of external forces on the optical waveguide, allows a sensitive adjustment and ensures a good reproducibility when changing the plug.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, mechanische Ausgleichmittel für ein System aus zwei Linsen, an das sich Lichtwellenleiter oder optoelektronische Bauelemente an beiden Seiten anschließen, weitgehend zu vermeiden, um eine gemeinsame Fassung von L'ichtwellenleiter und Linse zu ermöglichen.The object of the invention is largely to avoid mechanical compensation means for a system of two lenses, to which optical fibers or optoelectronic components connect on both sides, in order to enable a common version of the optical fiber and the lens.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den beiden Linsen zwei um ihre Achse drehbare Glasprismen mit gleich großem Keilwinkel derart angeordnet sind, daß das Strahlenbündel zwischen den beiden Linsen durch sie hindurchtritt. Bei geeigneter Winkelstellung der beiden Prismen werden die radialen Abweichungen des Lichtwellenleiters ausgeglichen. Erfindungsgemäß werden die beiden Glasprismen in Lagerteilen angeordnet, deren einander zugewandte Stirnseiten konisch gestaltet sind. Zum Bewegen der beiden Glasprismen sind zwei Reibräder zwischen den beiden Lagerteilen angeordnet. Das eine der beiden Reibräder ist senkrecht zur optischen Achse angeordnet und außerhalb mit einem aufgesetzten Rändelrad versehen. Wird das Rändelrad gedreht, so bewegen sich die Glasprismen gegensinnig. Das andere der beiden Reibräder, das konische Stirnseiten hat, besitzt eine Achse, die parallel zur optischen Achse verläuft. Wird dieses Rad gedreht, so bewegen sich beide Glasprismen gleichsinnig.The object is achieved in that between the two lenses two rotatable about its axis glass prisms with the same large wedge angle are arranged such that the beam passes between them through the two lenses. With a suitable angular position of the two prisms, the radial deviations of the optical waveguide are compensated. According to the invention, the two glass prisms are arranged in bearing parts whose mutually facing end faces are conically shaped. To move the two glass prisms two friction wheels between the two bearing parts are arranged. One of the two friction wheels is arranged perpendicular to the optical axis and provided outside with an attached thumbwheel. If the thumbwheel is turned, the glass prisms move in opposite directions. The other of the two friction wheels, which has conical faces, has an axis that is parallel to the optical axis. If this wheel is rotated, then both glass prisms move in the same direction.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist einer der Lichtwellenleiterstecker, der ein Montagestecker sein kann, fest arretiert in der V-Nut eines Führungsprismas angeordnet, in der auch eine der beiden Linsen, in einer Hülse gefaßt, liegt. Mittels eines an der Hülse angreifenden Hebels läßt sich diese axial verschieben, ohne daß sich die radiale Lage der Linse verändert. Hierdurch lassen sich axiale Abweichungen der Endfläche des Lichtwellenleiters ausgleichen. Der Hebel wird erfindungsgemäß durch eine Blattfeder mit einem daran befestigten, in die Linsenfassung eingreifenden Federdraht realisiert. An der Außenseite der Schraube greift das Ende einer Schraube an. Durch Drehen der Schraube läßt sich die Blattfeder bewegen. Zweckmäßig werden die beiden Linsen erfindungsgemäß so angeordnet, daß der optisch wirksame Abstand der einander zugewandten Hauptebenen annähernd gleich der Summe ihrer beiden Brennweiten ist. Dadurch werden die Übertragungsverluste, die auftreten, wenn an beiden Seiten der Koppelvorrichtung Lichtwellenleiter angeschlossen sind, besonders klein.In a further embodiment of the invention, one of the optical waveguide plug, which may be a mounting plug, fixedly locked in the V-groove of a guide prism arranged in which also one of the two lenses, taken in a sleeve, is located. By means of an arm acting on the sleeve, these can be moved axially, without changing the radial position of the lens. As a result, axial deviations of the end face of the optical waveguide can be compensated. The lever is realized according to the invention by a leaf spring with an attached, engaging in the lens frame spring wire. On the outside of the screw attacks the end of a screw. By turning the screw, the leaf spring can be moved. Advantageously, the two lenses are arranged according to the invention so that the optically effective distance of the mutually facing principal planes is approximately equal to the sum of their two focal lengths. Thereby, the transmission losses that occur when optical fibers are connected to both sides of the coupling device, particularly small.
Die erfindungsgemäße Anordnung soll anschließend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben werden. In der zugehörigen Abbildung stellen darThe arrangement according to the invention will be described below with reference to an embodiment. In the accompanying figure represent
Fig. 1: einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Anordnung,1 shows a longitudinal section through the inventive arrangement,
Fig. 2: einen weiteren Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung, jedoch mit dem Blick von oben auf die Anordnung gemäß Fig. 1,2 shows a further partial section through an inventive arrangement, but with the view from above of the arrangement of FIG. 1,
Fig. 3: die schematische Darstellung der optischen Wirksamkeit, Fig. 4: die schematische Darstellung der Wirkung der drehbaren Glasprismen mit Blick in Richtung der optischen Achse.Fig. 3: the schematic representation of the optical efficiency, Fig. 4: the schematic representation of the effect of the rotatable glass prisms with a view in the direction of the optical axis.
Der Lichtwellenleiter 1 ist in einem Montagestecker 7 behelfsmäßig gefaßt. Der Stecker ist mit nicht dargestellten Mitteln in die V-Nut 8a eines Führungsprismas 8 gegen einen Anschlag 9 gedrückt, der seinerseits eine Aussparung 9 a für den Durchtritt des Lichtwellenleiters bzw. das Lichts besitzt. Das Führungsprisma 8 ist in dem Vorderteil 10 mit nicht dargestellten Mitteln befestigt. Auf der anderen Seite des Anschlages 9 befindet sich die Linse 3, beispielsweise eine Stablinse, in einer Fassung 11, deren Durchmesser gleich dem des Montagesteckers 7 ist. Die Fassung 11 ist mit einer Nut 11 a ausgestattet, in der ein Federdraht 12 senkrecht zur Linsenachse liegt. Dieser ist an einer ringförmigen Blattfeder 13 so befestigt, beispielsweise verlötet, daß er die Fassung 11 mit der Linse 3 in die V-Nut 8a des Führungsprismas 8 drückt. Die Blattfeder 13 ist einseitig am Vorderteil 10 befestigt, beispielsweise verschraubt, und liegt mit ihrem anderen Endo federnd an der Gewindespindel 14 an. Diese befindet sich in einem Gewinde des Mittelstücks 15, und auf ihr ist das axiale Einstellrad 16, für das im Mittelstück eine Aussparung 15a vorgesehen ist, befestigt.The optical waveguide 1 is makeshift in a mounting plug 7. The plug is pressed with means not shown in the V-groove 8a of a guide prism 8 against a stop 9, which in turn has a recess 9 a for the passage of the optical waveguide or the light. The guide prism 8 is fixed in the front part 10 by means not shown. On the other side of the stop 9 is the lens 3, for example, a rod lens, in a socket 11 whose diameter is equal to that of the mounting plug 7. The socket 11 is equipped with a groove 11 a, in which a spring wire 12 is perpendicular to the lens axis. This is so attached to an annular leaf spring 13, for example, soldered that he presses the socket 11 with the lens 3 in the V-groove 8 a of the guide prism 8. The leaf spring 13 is fastened on one side to the front part 10, for example screwed, and lies with its other endo resiliently against the threaded spindle 14. This is located in a thread of the central piece 15, and on it is the axial Einstellrad 16, for which a recess 15 a is provided in the middle piece attached.
Durch Drehen am Einstellrad 16 wird das an der Gewindespindel anliegende Ende der Feder 13 verschoben, wodurch der Federdraht 12 verschoben wird, der die Fassung 11 mit der Linse 3 so bewegt, daß sich ihr Abstand zum Montagestecker 7 ändert, ohne daß ihre Lage zur optischen Achse, die der Mittelachse entspricht, verändert wird.By turning the adjusting wheel 16 which abuts the threaded spindle end of the spring 13 is moved, whereby the spring wire 12 is moved, which moves the socket 11 with the lens 3 so that their distance from the mounting plug 7 changes without their position to the optical Axis corresponding to the central axis is changed.
Infolge der Gewindespindel und der Hebelwirkung durch die Blattfeder ist eine sehr feinfühlige Bewegung der Linse 3 in axialer Richtung möglich.Due to the threaded spindle and the lever action by the leaf spring, a very sensitive movement of the lens 3 in the axial direction is possible.
Das Mittelstück 15 besitzt eine zentrische Bohrung, in die zwei Lagerteile 17 und 18 mit ihren konisch geformten Enden zueinander eingeschoben sind. In ihnen befinden sich die drehbaren Glasprismen 5 und 6. Die axiale Lage der Lagerteile ist einerseits durch einen Ansatz 15b in der Borhung des Mittelstücks, andererseits durch das hinten am Mittelstück befestigte Endstück 19 festgelegt. Im Endstück 19 ist die zweite Linse 4, beispielsweise eine Stablinse, befestigt, an die mit nicht beanspruchten Mitteln der zweite Lichtwellenleiterstecker 26 mit dem Lichtwellenleiter 2 genau und zentrisch angesetzt ist. Anstelle des Lichtwellenleiters 2 kann auch ein anderes optisches Bauelement, beispielsweise eine Sende- oder Empfangsdiode, im Endstück 19 befestigt sein. Im Mittelstück 15 befinden sich weiterhin zwei Einstellvorrichtungen für die Lagerteile 17 und 18The middle piece 15 has a central bore into which two bearing parts 17 and 18 are inserted with their conical shaped ends to each other. In them are the rotatable glass prisms 5 and 6. The axial position of the bearing parts is determined on the one hand by a projection 15b in Borhung the center piece, on the other hand by the rear end attached to the middle piece 19. In the end piece 19, the second lens 4, for example, a rod lens attached, is attached to the unclaimed means of the second optical fiber connector 26 to the optical waveguide 2 exactly and centrally. Instead of the optical waveguide 2, another optical component, for example a transmitting or receiving diode, may also be fastened in the end piece 19. In the center piece 15 are still two adjusting devices for the bearing parts 17 and 18th
mit den Glasprismen. Das konische Reibrad 20 steht mit seiner Drehachse senkrecht zur Mittelachse, die der optischen Achse entspricht. Es ist zweckmäßigerweise in einer in das Mittelstück geschraubten Gewindebuchse 21 gelagert und außen mit einem Rändelrad 22 versehen. Eine Feder 23 zwischen Gewindebuchse und Rändelrad kann eingefügt sein, um das konische Reibrad 20 in der Ruhelage von den Lagerteilen 17 und 18 abzudrücken. Dreht man von Hand am Rändelrad 22 mit gleichzeitig leichtem axialemn Druck, so werden die Lagerteile gegensinnig um jeweils den gleichen Winkel verdreht.with the glass prisms. The conical friction wheel 20 is with its axis of rotation perpendicular to the central axis, which corresponds to the optical axis. It is expediently mounted in a threaded bush 21 screwed into the center piece and externally provided with a knurled wheel 22. A spring 23 between threaded bushing and thumbwheel may be inserted to push the conical friction wheel 20 in the rest position of the bearing parts 17 and 18. If you manually turn the knurled wheel 22 with a slight axial pressure at the same time, then the bearing parts are rotated in opposite directions by the same angle.
Ein weiteres Reibrad 24 befindet sich in der Aussparung 15c des Mittelstücks 15 auf einem Lagerstift 25, der parallel zur Mittelachse im Mittelstück sitzt. Dieses Reibrad 24 ist an seinen beiden Stirnseiten konisch geformt und am Umfangmit einem Rändel ausgestattet. In der Ruhelage befindet sich zwischen den beiden konischen Stirnflächen des Reibrades 24 und denen der Lagerteile 17 und 18 ein leichtes Spiel, das durch ebenfalls leichtes Spiel zwischen Lagerstift 25 und Reibrad 24 ermöglicht wird.Another friction wheel 24 is located in the recess 15c of the central piece 15 on a bearing pin 25 which is parallel to the central axis in the middle piece. This friction wheel 24 is conically shaped at its two end faces and equipped at the periphery with a knurl. In the rest position is between the two conical faces of the friction wheel 24 and those of the bearing parts 17 and 18 a light game that is made possible by also easy play between the bearing pin 25 and friction wheel 24.
Wird das Reibrad 24 von Hand nach innen7also gegen die Lagerteile 17 und 18 gedruckt und gleichzeitig gedreht, so werden die beiden Lagerteile gleichsinnig um den gleichen Winkel verdreht.If the friction wheel 24 is printed by hand inwardly 7 as against the bearing parts 17 and 18 and rotated simultaneously, the two bearing parts are rotated in the same direction by the same angle.
Das Wirkprinzip der erfindungsgemäßen Anordnung ist in Fig.3 schematisch dargestellt.The operating principle of the arrangement according to the invention is shown schematically in Figure 3.
Wenn der Lichtwellenleiter 1 in radialer Richtung um den Abstand Ar von der optischen Achse OA und aus der Brennebene der Linse 3 um den Abstand Δζ verschoben ist, liegt seine Endfläche dadurch nicht mehr im Brennpunkt F3 der Linse 3. Mittels durchgehender Linien ist dargestellt, daß das Bild ΒΊ des Lichtwellenleiters 1 gemäß den optischen Abbildungsgesetzen nicht mehr im Brennpunkt F4 der Linse 4 entsteht, sondern außerhalb desselben, in Näherung ebenfalls um Ar und Δζ verschoben.If the optical waveguide 1 is displaced in the radial direction by the distance Ar from the optical axis OA and from the focal plane of the lens 3 by the distance Δζ, its end face is no longer in the focal point F3 of the lens 3. By means of solid lines is shown that the image Β Ί of the optical waveguide 1 no longer arises in the focal point F 4 of the lens 4 according to the optical imaging laws , but outside of it, in an approximation also shifted by Ar and Δζ.
Infolge dieser Verschiebung ist die Übertragung des Lichtes zwischen den beiden optischen Elementen nicht mehr verlustfrei.As a result of this shift, the transmission of light between the two optical elements is no longer lossless.
Sofern diese Verschiebung Δγ den Radius des Lichtwellenleiters übertrifft, erfolgt gar keine Übertragung.If this shift Δγ exceeds the radius of the optical waveguide, there is no transmission at all.
Das Prinzip der Anordnung besteht darin, daß einerseits die Linse 3 soweit in axialer Richtung verschoben wird (Lage 3'), daß das Bild des Lichtwellenleiters 1 in der Brennebene der Linse 4 entsteht, in Näherung beträgt diese Verschiebung Δζ. In der praktischen Ausführung gemäß Fig. 1 und 2 erfolgt diese Verschiebung der Linse 3 gegenüber dem Lichtwellenleiter 1, indem von Hand am Einstellrad 16 gedreht wird. Dieses bewegt das freie Ende der Einstellfeder 13, wodurch die Linse 3 mit ihrer Fassung 11 in der V-Nut 8a des Führungsprismas 8 mittels des Federdrahtes 12 gegenüber dem Montagestecker 7 mit dem Lichtwellenleiter 1 nur in Richtung der optischen Achse verschoben wird.The principle of the arrangement is that on the one hand, the lens 3 is moved so far in the axial direction (layer 3 '), that the image of the optical waveguide 1 in the focal plane of the lens 4 is formed, in approximation, this displacement is Δζ. In the practical embodiment according to FIGS. 1 and 2, this displacement of the lens 3 relative to the optical waveguide 1 is effected by turning the setting wheel 16 by hand. This moves the free end of the adjusting spring 13, whereby the lens 3 is moved with its socket 11 in the V-groove 8a of the guide prism 8 by means of the spring wire 12 relative to the mounting plug 7 with the optical waveguide 1 only in the direction of the optical axis.
Infolge der Verschiebung Δγ ist das aus der Linse 3 austretende Strahlenbündel nun zwar in sich parallel, aber um den Winkel δ zur optischen Achse geneigt, wobei nach den optischen GesetzenAs a result of the shift .DELTA..gamma., The beam emerging from the lens 3 is now parallel to itself, but inclined by the angle .delta. To the optical axis, and according to the optical laws
J- / ρJ- / ρ
α = arc tan —«-» 3α = arc tan - «-» 3
ist. Das Bild entsteht daher nicht im Brennpunkt F4. Deshalb sind andererseits die zwei Prismen 5 und 6 mit dem Keilwinkel β in den Strahlengang zwischen den Linsen 3 und 4 eingeschaltet.is. The picture therefore does not arise at the focal point F 4 . Therefore, on the other hand, the two prisms 5 and 6 are turned on at the wedge angle β in the optical path between the lenses 3 and 4.
Die Ablenkung des Lichts durch jedes Prisma beträgt α = ß/2. Durch die unterbrochene Linie in Fig.3 ist dargestellt, daß der Winkel δ wieder Null wird, wennThe deflection of the light through each prism is α = β / 2. The broken line in FIG. 3 shows that the angle δ becomes zero again when
2 <?U d , also β = Cf 2 <? U d , ie β = Cf
gemacht wird. Das Bild des Lichtwellenleiters 1 entsteht dann wieder auf der Endfläche des Lichtwellenleiters 2, die Übertragung des Lichtes erfolgt also veriustarm. Es ist erforderlich, 2 Prismen zu verwenden, da in der Praxis die radiale Abweichung des Lichtwellenleiters um beliebige Werte Δγ mit beliebiger Winkellage φ erfolgt, ein Prisma das Strahlenbündel jedoch nur um einen bestimmten Winkel α in eine Richtung ablenken kann. Zwei beliebig drehbare Prismen mit einer Drehachse, die parallel zur optischen Achse verläuft oder mit dieser zusammenfällt, sogenannte Drehkeile, ermöglichen den Ausgleich um Δγ und φ nach einem Schema, das in Fig.4 gezeigt istis done. The image of the optical waveguide 1 is then formed again on the end face of the optical waveguide 2, the transmission of light is thus veriustarm. It is necessary to use 2 prisms, since in practice the radial deviation of the optical waveguide takes place by arbitrary values Δγ with arbitrary angular position φ, but a prism can deflect the beam only in a direction by a certain angle α . Two arbitrarily rotatable prisms with an axis of rotation that is parallel to or coincides with the optical axis, so-called rotary wedges, allow compensation by Δγ and φ according to a scheme shown in Figure 4
Die Wirkung jedes Prismas auf den Ausgleich der Verschiebung kann durch einen Vektor F5 bzw. f| mit der festen LängeThe effect of each prism on the compensation of the displacement can be determined by a vector F 5 or f | with the fixed length
Irt = f3 * tan ß/2Irt = f 3 * tan ß / 2
und dem beliebigen Winkel cp5 bzw. cp6 gegenüber der x-Achse aufgefaßt werden. In Fig.4 ist dargestellt, wie eine Abweichung Ar des Lichtwellenleiters 1 in beliebiger Winkellage durch zwei bestimmte Winkelstellungen der Vektoren T^ und ^kompensiertand the arbitrary angle cp 5 or cp 6 with respect to the x-axis. 4 shows how a deviation Ar of the optical waveguide 1 in arbitrary angular position compensated by two specific angular positions of the vectors T ^ and ^
In der praktischen Anordnung gemäß Fig. 1 wird durch Drehung am Rändelrad 22 der Winkel γ zwischen den beiden Drehkeilen verstellt, während durch Drehung am Reibrad 24 der gemeinsame Winkel der beiden Prismen verstellt wird. Dadurch können von Hand am Rändelrad 22 der Betrag Δγ und am Reibrad 24 der Winkel φ verstellt werden, so daß eine vorhandene Abweichung des Lichtwellenleiters kompensiert werden kann.In the practical arrangement according to FIG. 1, the angle γ between the two rotary wedges is adjusted by rotation on the knurling wheel 22, while the common angle of the two prisms is adjusted by rotation on the friction wheel 24. As a result, the amount Δγ can be adjusted by hand on the knurl wheel 22 and the angle φ on the friction wheel 24, so that an existing deviation of the optical waveguide can be compensated.
Die maximal kompensierbare Abweichung Armax beträgt (bei γ = 180°)The maximum compensatable deviation Ar max is (at γ = 180 °)
tan ß/2.tan ß / 2.
Ist beispielsweise β = 1°undf3 = 5mm,soistArmax = 86μτη, wobei eineUmdrehung eines Prismas einer radialen Beeinflussung von ±43/nm entspricht.For example, if β = 1 ° and f 3 = 5mm, Ar max = 86μτη, where one revolution of a prism corresponds to a radial bias of ± 43 / nm.
Die Prismen wirken also wie sehr feinfühlige Untersetzungsgetriebe und Abweichungen in ihrer Lage, z. B. leichte Schrägstellung oder Spiel, haben praktisch keinen Einfluß auf ihre Wirkung.The prisms thus act as very sensitive reduction gear and deviations in their position, for. B. slight skew or play, have virtually no effect on their effect.
Ist zufällig Δγ = 0, so mußy = 0 eingestellt werden, jedoch müssen die Beträge |r5| und |r6| gleich groß sein. Das verlangt, daß die Bedingung ß5 = ß6 bei der Herstellung der Prismen möglichst genau eingehalten wird, was auch praktisch möglich ist.If Δγ = 0, then musty = 0 must be set, however, the amounts | r 5 | and | r 6 | be the same size. This requires that the condition ß5 = ß 6 is maintained as accurately as possible in the production of the prisms, which is also practically possible.
Weichen die Keilwinkel beider Prismen beispielsweise um Aß = 20" ab, so verbleibt eine Restabweichung für das Bild des Lichtwellenleiters von ca. 0,5μιη, also nur 1 % des Durchmessers einer gebräuchlichen Lichtleitfaser.If the wedge angles of both prisms deviate, for example, by Aβ = 20 ", a residual deviation for the image of the optical waveguide of approximately 0.5 μm remains, ie only 1% of the diameter of a conventional optical fiber.
Infolge der optischen Abbildungsgesetze ist der Strahlengang umkehrbar, d. h. es können auch Abweichungen der Endfläche des Lichtwellenleiters 2 vom Brennpunkt F4 in gleicher Weise kompensiert werden. Die Anordnung ist ebenfalls wirksam, wenn sich die Endflächen der Lichtwellenleiter bzw. das optoelektronische Bauelement nicht in den Brennpunkten der Linsen 3 und 4, sondern in definierten, aus den optischen Gesetzen berechenbaren Abständen davon befinden, beispielsweise bei der Erzeugung eines Zwischenbildes zwischen den Linsen. Für die in Fig. 1 und 2 körperlich und in Fig.3 schematisch dargestellteAs a result of the optical imaging laws of the beam path is reversible, ie it can also deviations of the end surface of the optical waveguide 2 from the focal point F 4 are compensated in the same way. The arrangement is also effective when the end faces of the optical waveguides and the optoelectronic component are not in the focal points of the lenses 3 and 4, but in defined, calculated from the optical laws distances thereof, for example, in the generation of an intermediate image between the lenses. For the shown in Fig. 1 and 2 physically and in Figure 3 schematically
Anordnung entstehen dann die kleinsten Übertragungsverluste, wenn der gegenseitige Abstand der Linsen so gewählt wird, daß die einander zugewandten Hauptebenen, in Fig. 3 jeweils durch die Hauptebenen 3 und 4 dargestellt, den Abstand f3 + f4 haben, /veshalb dieser Abstand zweckmäßig gewählt wird. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Dicke der Prismen nur mit dem Faktor l/n, wobei η der Brechungsindex des Prismenglases ist, in den Abstand der beiden Linsen eingeht.Arrangement arise then the smallest transmission losses when the mutual distance of the lenses is chosen so that the mutually facing main planes, shown in Fig. 3 respectively by the main planes 3 and 4, the distance f 3 + f 4 , / veshalb this distance appropriate is selected. It should be noted that the thickness of the prisms is received only by the factor l / n, where η is the refractive index of the prismatic lens, in the distance between the two lenses.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD27377485A DD235121A1 (en) | 1985-03-05 | 1985-03-05 | ADJUSTABLE COUPLING DEVICE FOR LIGHT WAVEGUIDE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD27377485A DD235121A1 (en) | 1985-03-05 | 1985-03-05 | ADJUSTABLE COUPLING DEVICE FOR LIGHT WAVEGUIDE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD235121A1 true DD235121A1 (en) | 1986-04-23 |
Family
ID=5565757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD27377485A DD235121A1 (en) | 1985-03-05 | 1985-03-05 | ADJUSTABLE COUPLING DEVICE FOR LIGHT WAVEGUIDE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD235121A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5042364A (en) * | 1988-05-31 | 1991-08-27 | Atsugi Motor Parts Company, Limited | Piston structure for internal combustion engine |
-
1985
- 1985-03-05 DD DD27377485A patent/DD235121A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5042364A (en) * | 1988-05-31 | 1991-08-27 | Atsugi Motor Parts Company, Limited | Piston structure for internal combustion engine |
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|---|---|---|---|
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