DD246177A1 - Optischer sternkoppler - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen optischen Sternkoppler fuer Lichtwellenleiter mit optisch transparentem Mischerbereich. Derartige Bauelemente werden in optischen Signaluebertragungssystemen eingesetzt. Der erfindungsgemaesse Koppler ist besonders fuer den Einsatz in Datenbussystemen geeignet. Ziel der Erfindung ist ein geringer Material- und Kostenaufwand. Geringe Leistungsverluste werden angestrebt. Diese Aufgabe wird durch einen Sternkoppler fuer Mehrmoden-Lichtwellenleiter unter Verwendung eines zylindrischen optisch transparenten Mischerstabes erfindungsgemaess dadurch geloest, dass der Mischerstab in einem rotationssymmetrischen Teil zentrisch gelagert ist und an seinen beiden Enden sich rotationssymmetrische Fassungsteile anschliessen, deren eine Endflaeche mit einer Endflaeche des Mischerstabes in einer Ebene liegt und die jeweils eine zentrische Kegelbohrung aufweisen, deren kleinerer Durchmesser zum Mischerstab zeigt und in denen die Lichtleiterkerne derart zusammengefuehrt sind, dass sich ihre Enden in der Ebene sowohl gegenseitig seitlich beruehren als auch mit ihren Endflaechen gemeinsam an der Endflaeche des Mischerstabes anliegen.

Description

Buchse mit Innengewinde das Lichtwellenleiterbündel zum Mischerstab automatisch justiert ist. Diese Anordnung ist einfach, kompakt und läßt sich in einfacher Weise montieren. Durch die dichte Flächenpackung der Lichtwellenleiter im Bereich der Stirnflächen werden die optischen Verluste minimal gehalten.

Ausführungsbeispiel

Das Wesen der Erfindung soll an einem in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sternkopplers näher erläutert werden. Ein Bündel von Lichtwellenleitern 8, welches vorzugsweise aus Mehrmoden-Lichtwellenleitern mit einem optischen Mantel aus Kunststoff besteht, wird mit dem Schutzmantel in einer Hülse 1 eingekittet. Als Klebemittel 7 kann hierbei Epoxidharzklebstoff verwendet werden. Die vom Schutzmantel befreiten Lichtwellenleiterenden laufen in einer Fassungshülse 2 zusammen, die in die Hülse 1 eingeschraubt ist. Auf Hülse 2 ist ein Fassungsteil 3 aufgeschraubt, welches eine konische Innenbohrung besitzt. In dieser Bohrung werden die Lichtwellenleiterkerne in Richtung zu den Stirnflächen hin so zusammengeführt, daß sie sich genau an den Stirnflächen seitlich berühren. An der planaren Stirnfläche des Fassungsteiles 3 liegt somit in der Kegelbohrung ein Faserbündel in dichter Flächenpackung vor. Der Kegelwinkel wird möglichst klein gehalten (=2°). Das Fassungsteil 3 besitzt ein Außengewinde, zu dem die Kegelbohrung exakt zentrisch verläuft und auf dem eine Verbindungshülse 4 aufgeschraubt ist. Der Mischerstab 9, welcher vorzugsweise aus Quarzglas besteht, ist zentrisch in den Teilen 5 und 6 gelagert. Die Schraubkombination von 5 und 6 gestattet es dabei, die Länge der mechanischen Fassung auf die Mischerstablänge exakt einzustellen. Das Teil 5 besitzt das gleiche Außengewinde wie das Teil 3 und wird in die Verbindungshülse 4 eingeschraubt, bis'sich die Stirnflächen von Teil 3 und 5 bzw. 6 berühren und somit das Faserbündel auf den Mischstab stößt. Zur besseren mechanischen Fixierung sowie zur Gewährleistung einer verlustarmen optischen Verbindung wird der Stoßbereich mit einem Optikklebstoff verkittet, der höchstens die Brechzahl des optischen Mantels haben darf, da ein Teil dieses Klebstoffes in den konischen Bündelbereich hineinläuft. Die Figur zeigt einen Durchgangskoppler mit entsprechend zwei Lichtwellenleiterbündeln. Bei einem Reflexionssternkoppler würde ein Bündel entfernt und die entsprechende Stirnseite des Mischerstabes mit einer Spiegelschicht (aus Al, Ag oder Cu) bedeckt.

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Optischer Sternkoppler für Mehrmoden-Lichtwellenleiter unter Verwendung eines zylindrischen optisch transparenten Mischerstabes dadurch gekennzeichnet, daß der Mischerstab in einem rotationssymmetrischen Teil zentrisch gelagert ist und an seinen beiden Enden sich rotationssymmetrische Fassungsteile anschließen, deren eine Endfläche mit einer Endfläche des Mischerstabes in einer Ebene liegt und die jeweils eine zentrische Kegelbohrung aufweisen, deren kleiner Durchmesser zum Mischstab zeigt und in denen die Lichtwellenleiterkerne derart zusammengeführt sind, daß sich ihre Enden in der Ebene sowohl gegenseitig seitlich berühren als auch mit ihren Endflächen gemeinsam an der Endfläche des Mischerstabes anliegen.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft einen optischen Sternkoppler für Lichtwellenleiter auf der Basis eines optisch transparenten Mischerbereiches. Ein derartiger Sternkoppler ist in optischen Signalübertragungssystemen mit Mehrmoden-Stufenindexfasern einsetzbar, insbesondere in Verbindung mit Fasern, deren optischer Mantel aus Kunststoff besteht. Er ist somit besonders geeignet in optischen Datenbussystemen, bei denen alle Teilnehmer an einen gemeinsamen Punkt (Sternpunkt) angeschlossen sind. Derartige Sternnetz-Datenbussysteme werden in der Automatisierungs- und Rechentechnik sowie in der Lichtwellenleitermeßtechnik angewendet.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Optische Sternkopplerfür Lichtwellenleiter mit einem Mischerbereich sind bekannt. In Applied Optics 13 (1974), p. 2540, besteht die Mischerstrecke aus einem zylindrischen Glasstab, an dessen Stirnflächen die Faserbündel anstoßen, wobei die Lichtwellenleiter bis hin zur Stirnfläche aus Kern und Mantel bestehen. Eine solche Anordnung besitzt hohe Einfügeverluste. Zur Verringerung der Einfügeverluste wurden unterschiedliche Lösungen vorgeschlagen, die in unterschiedlicher Weise die Lichtwellen leiter seitlich zu einem Bündel verschmelzen und gleichzeitig eine taperförmige Verjüngung zum Mischerbereich hin erzeugen, wobei der Mischerbereich selbst zum Teil durch die seitlich verschmolzenen Fasern realisiert wird (DE-OS 2731377, DE-OS 2812346, DE-OS 2837682, DE-OS 2942318). Diese Lösungen erfordern jedoch einen erhöhten Aufwand nicht nur für die Herstellung der notwendigen Schmelzflußverbindungen, sondern auch zur Fixierung, Halterung und Verkapselung der gesamten Struktur. Ein einfach montierbarer und fixierbarer optischer Sternkoppler mit zylindrischem Mischerbereich wird in JP 59-135417 vorgeschlagen. Die dort zur B.ündeljustierung verwendeten einseitig aufgeweiteten Glaskapillaren besitzen jedoch nicht die erforderliche Zentrizität der Innenöffnung, so daß eine zusätzliche Justierung der beiden Faserbündel zum Mischerstab notwendig ist. In DD 210358 besteht der Mischer aus Optikklebstoff innerhalb einer Kapillare, die beiderseitig aufgeweitet ist und gleichzeitig zur Faserbündelung dient. In diesem Fall ist zwar eine einfache Bündeljustierung gewährleistet, die optischen Verluste sind jedoch für Fasern mit relativ dickem optischen Mantel sehr hoch. Außerdem haben die Optikklebstoffe den Nachteil, daß sie bei Temperaturerniedrigung bei den notwendigen Klebstoffdicken reißen, was ebenfalls zu großen Verlusten und damit zu wesentlichen Einschränkungen der Einsetzbarkeit solcher Sternkoppler in der Praxis führt.

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist ein optischer Sternkoppler, der mit geringem Material-und Kostenaufwand herstellbar ist, gleichzeitig aber die notwendige Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit für eine praktische Anwendung besitzt.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optischen Sternkoppler zu schaffen, der geringe Verluste der optischen Leistung garantiert und einfach herzustellen ist. Er soll für Mehrmoden-Lichtwellenleiter geeignet sein, die einen optischen Kunststoffmantel besitzen.

   Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch einen optischen Sternkoppler für Mehrmoden-Lichtwellenleiter unter Verwendung eines zylindrischen optisch transparenten Mischerstabes erfindungsgemäß dadurch, daß der Mischerstab in einem rotationssymmetrischen Teil zentrisch gelagert ist und an seinen beiden Enden sich rotationssymmetrische Fassungsteile anschließen, deren eine Endfläche mit einer Endfläche des Mischerstabes in einer Ebene liegt und die jeweils eine zentrische Kegelbohrung aufweisen, deren kleinerer Durchmesser zum Mischerstab zeigt und in denen die Lichtwellenleiterkerne derart zusammengeführt sind, daß sich ihre Enden in der Ebene sowohl gegenseitig seitlich berühren und mit ihren Endflächen gemeinsam an der Endfläche des Mischerstabes anliegen. Die vom optischen Mantel befreiten Faserenden werden also durch ein erstes Fassungsteil so gebündelt, daß sie zum Mischerstab hin leicht konisch (Kegelwinkel =2°) zusammenlaufen und sich im Bereich der Stirnflächen seitlich berühren. Die konische Führungsbohrung soll zentrisch zum Außengewinde des Fassungsteiles laufen. Der Mischerstab wird in einem zweiten Fassungsteil ebenfalls zentrisch zu einem Außengewinde gehaltert. Die Außengewinde vom ersten und zweiten Fassungsteil sind identisch, so daß durch Zusammenschrauben in einer entsprechenden