DE112022001306T5 - Kontaminationssichere optische Kopplungsvorrichtung - Google Patents

Kontaminationssichere optische Kopplungsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112022001306T5
DE112022001306T5 DE112022001306.0T DE112022001306T DE112022001306T5 DE 112022001306 T5 DE112022001306 T5 DE 112022001306T5 DE 112022001306 T DE112022001306 T DE 112022001306T DE 112022001306 T5 DE112022001306 T5 DE 112022001306T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
optical fiber
coupling device
axial
axial channel
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112022001306.0T
Other languages
English (en)
Inventor
Reinold Wischnewski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raylase GmbH
Original Assignee
Raylase GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Raylase GmbH filed Critical Raylase GmbH
Publication of DE112022001306T5 publication Critical patent/DE112022001306T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4296—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with sources of high radiant energy, e.g. high power lasers, high temperature light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4236—Fixing or mounting methods of the aligned elements
    • G02B6/4239—Adhesive bonding; Encapsulation with polymer material
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4296—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with sources of high radiant energy, e.g. high power lasers, high temperature light sources
    • G02B2006/4297—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with sources of high radiant energy, e.g. high power lasers, high temperature light sources having protection means, e.g. protecting humans against accidental exposure to harmful laser radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
    • G02B6/3568—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details characterised by the actuating force
    • G02B6/3572—Magnetic force
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3897—Connectors fixed to housings, casing, frames or circuit boards

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopplungsvorrichtung für optische Fasern (10) zum Bereitstellen einer kontaminationsfreien Kopplung und Entkopplung einer optischen Faser mit einer weiteren optischen Komponente. Die Kopplungsvorrichtung für optische Fasern (10) umfasst einen Deckelmechanismus (20) zum Öffnen und Verschließen eines axialen Kanals (14) der Kopplungsvorrichtung für optische Fasern (10), durch den optisches Licht gekoppelt werden kann. Der Deckelmechanismus (20) umfasst ein Antriebselement (22) und ein Deckelelement (24). Das Antriebselement (22) ist auf einer Außenseite einer Hauptkopplungsstruktur (12) der Vorrichtung angeordnet und zwischen einer ersten und einer zweiten Position beweglich. Das Deckelelement (24) ist in einem Innenraum der Hauptkopplungsstruktur (12) angeordnet und zwischen einer geschlossenen Position, in der das Deckelelement den axialen Kanal (14) verschließt, und einer offenen Position, in der das Deckelelement den axialen Kanal (14) freilegt, beweglich. Das Deckelelement (24) ist mit dem Antriebselement (22) magnetisch gekoppelt. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Lasermodul (60), das eine solche Kopplungsvorrichtung für optische Fasern (10) umfasst.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Kopplungsvorrichtungen für optische Fasern. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Kopplungsvorrichtung für optische Fasern zum sicheren Herstellen einer optischen Verbindung und auf ein Lasermodul, das eine solche Kopplungsvorrichtung für optische Fasern umfasst.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Beim Zusammenkoppeln von optischen Einheiten, beispielsweise wenn ein Verbinder einer optischen Faser mit einem optischen Empfangsanschluss verbunden wird, müssen die optischen Pfaden der beiden zu verbindenden optischen Komponenten in der Regel zeitweise der Umgebung ausgesetzt werden. Daher besteht die Gefahr, dass Partikel aus der Umgebung oder Schmutzpartikel, die durch mechanische Abrieb beim Ankoppelvorgang selbst entstehen, auf den optischen Port gelangen können und anschließend nachfolgend angeordnete optische Komponenten erreichen und kontaminieren. Solche Partikel können beispielsweise auf einer optischen Linse, auf einem Schutzglas oder auf einem Umlenkspiegel des optischen Systems landen. Dies kann zu einer Beschädigung oder Fehlfunktion solcher optischer Komponenten führen, insbesondere zu einer Veränderung ihrer optischen Eigenschaften.
  • Das Risiko einer Kontamination ist besonders hoch, wenn die optische Ankopplung in einer hauptsächlich vertikalen Ausrichtung der optischen Achse (optische Zuführung von oben) erfolgt. Eine horizontale Ausrichtung kann das Risiko teilweise reduzieren, ist aber in vielen Fällen nicht realisierbar und löst das Problem der unerwünschten Kontamination nicht vollständig.
  • Aus diesem Grund werden optische Komponenten, die von einer möglichen Kontamination betroffenen sind, gemäß einigen Lösungen derart gestaltet, dass sie sich leicht aus einem optischen System entnehmen lassen oder anderweitig zugänglich sind, um deren regelmäßige Reinigung oder Austausch zu ermöglichen. Dies stellt jedoch aufgrund der notwendigen Öffnung des optischen Systems und der entsprechenden Ausstellung an die Umgebung eine weitere mögliche Kontaminationsquelle dar. Wenn optische Vorrichtungen zur Reinigung entnommen werden, besteht immer ein gewisses Risiko einer möglichen Beschädigung. Ferner erfordern Entnahme- und Reinigungsvorgänge, dass das optische System geöffnet wird und somit einige Zeit außer Betrieb bleibt, was die Betriebskosten erhöht.
  • Andere Lösungen beruhen auf Reinigungsvorgängen zur Reinigung des optischen Systems mit einem Reinigungsfluid, wie Druckluft oder einem Inertgas, um eventuelle Verunreinigungen von den optischen Komponenten zu entfernen. Solche Reinigungsvorgänge verursachen jedoch erhöhte Betriebskosten und das zusätzliche Risiko einer unkontrollierten Umverteilung kontaminierender Partikel innerhalb des optischen Systems, die möglicherweise wieder dieselben optischen Vorrichtungen oder unterschiedliche optische Vorrichtungen kontaminieren.
  • Andere Lösungen basieren auf der Durchführung des Ankopplungsvorgangs in einer geschützten Umgebung, beispielsweise in einem sogenannten Reinraum. Dies erfordert jedoch einen dedizierten Arbeitsablauf, da alle am Ankoppelvorgang beteiligten Komponenten, die durch mechanischen Abrieb kontaminierende Partikel erzeugen können, wie Verbinder und dergleichen, von dem Rest des optischen Systems getrennt und außerhalb des Reinraums angekoppelt werden müssen, um eine Kontamination des Rests des optischen Systems zu verhindern. Dies erfordert jedoch auch eine Demontage des optischen Systems und erhöht somit das Risiko einer unkontrollierten Kontamination im Inneren des Systems und eines Verlusts von Feinjustierungen.
  • Daher besteht Bedarf für technische Verbesserungen in Bezug auf den Schutz eines optischen Systems vor Kontamination, wenn Licht von einer optischen Faser in das optische System in einer Kopplungsvorrichtung für optische Fasern durch einen optischen Faserverbinder gekoppelt wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine solche technische Verbesserung wird durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt, d. h. durch eine Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach Anspruch 1 und durch ein optisches Modul nach Anspruch 24, das eine Kopplungsvorrichtung für optische Fasern umfasst.
  • Der Erfindung lieft die Aufgabe zu Grunde, eine Kopplungsvorrichtung für optische Fasern bereitzustellen, die es ermöglicht, eine optische Verbindung zwischen einer optischen Faser und einer weiteren optischen Komponente oder einem weiteren optischen System, insbesondere einem optischen Modul, herzustellen, die die oben erwähnten technischen Nachteile überwindet, und insbesondere verhindert, dass Verunreinigungen in die weitere optische Komponente oder das weitere optische System eintretten, wenn die optische Faser gekoppelt wird.
  • Die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung für optische Fasern umfasst eine Hauptkopplungsstruktur, die zum Beispiel ein metallisches oder Kunststoffmaterial umfassen oder daraus bestehen kann. Die Hauptkopplungsstruktur kann im Wesentlichen rotationssymmetrisch um eine Längsachse davon sein. Obwohl einige strukturelle Komponenten eine strikte Rotationssymmetrie brechen können, kann die Geometrie der Hauptkopplungsstruktur derart sein, dass sie hauptsächlich eine solche Rotationsgeometrie um ihre Längsachse aufweist.
  • Die „axiale Richtung“ kann sich in der vorliegenden Anmeldung auf eine Richtung parallel zu der Rotationssymmetrieachse der Hauptkopplungsstruktur beziehen, d. h. kann eine Richtung parallel zu der Längsachse der Hauptkopplungsstruktur sein. Zum Beispiel kann die Hauptkopplungsstruktur eine im Wesentlichen zylindrische Geometrie aufweisen, was bedeutet, dass in einer Querschnittsebene senkrecht zu der axialen Richtung die Hauptkopplungsstruktur einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen kann.
  • Die Hauptkopplungsstruktur umfasst einen axialen Kanal, der sich durch die Hauptkopplungsstruktur von einem ersten axialen Ende zu einem zweiten axialen Ende erstreckt. Der axiale Kanal kann sich im Wesentlichen parallel zu der axialen Richtung der Hauptkopplungsstruktur erstrecken. Der axiale Kanal kann einen Strahlengang bereitstellen, durch den Licht über die Kopplungsvorrichtung für optische Fasern übertragen werden kann, insbesondere vollständig übertragen werden kann. Der axiale Kanal kann zum Beispiel eine Öffnung in dem Material der Hauptkopplungsstruktur definieren, durch Licht übertragen werden kann. Der axiale Kanal kann mit Vakuum, Luft oder einem Wellenleitermaterial gefüllt sein. Zusätzlich oder alternativ kann ein Wellenleiter, wie etwa ein Abschnitt einer optischen Faser, in dem axialen Kanal aufgenommen sein. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der axiale Kanal einen Durchmesser von 20 mm oder weniger, vorzugsweise von 8 mm bis 12 mm, aufweisen.
  • Die Hauptkopplungsstruktur umfasst ferner einen Kopplungsmechanismus zum Koppeln eines optischen Faserverbinders daran. Der Kopplungsmechanismus ist axial an dem ersten axialen Ende des axialen Kanals angeordnet und so konfiguriert, dass, wenn ein Verbinder für optische Fasern an den Kopplungsmechanismus gekoppelt ist, Licht von dem Verbinder für optische Fasern durch den axialen Kanal übertragen werden kann. Der Kopplungsmechanismus ist zum Aufnehmen eines optischen Verbinders konfiguriert, so dass eine optische Achse des optischen Faserverbinders mit der axialen Öffnung der Kopplungsvorrichtung für optische Fasern ausgerichtet ist, so dass Licht im Wesentlichen ohne Verluste oder Reflexionen von der optischen Faser durch den optischen Faserverbinder und durch die axiale Öffnung übertragen werden kann.
  • Der Kopplungsmechanismus kann mit einem der handelsüblichen Kopplungsstandards für optische Fasern, die dem Fachmann bekannt sind, wie QBH, QD oder FCH-16, konform sein. Der Kopplungsmechanismus kann somit vorzugsweise eingerichtet sein, um einen optischen Faserverbinder gemäß einem dieser optischen Verbindungsstandards aufzunehmen.
  • Der Kopplungsmechanismus kann an dem ersten axialen Ende des axialen Kanals angeordnet sein, was bedeutet, dass der Kopplungsmechanismus in einer Nähe des ersten axialen Endes des axialen Kanals angeordnet ist und/oder sich in dieser erstreckt, obwohl er nicht genau an dem ersten axialen Ende des tatsächlichen Kanals angeordnet sein muss und/oder sich genau an diesem erstrecken muss, obwohl dies gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung möglich ist. Eine Anordnung „an dem ersten axialen Ende“ kann insbesondere implizieren, dass der Kopplungsmechanismus näher an dem ersten axialen Ende des tatsächlichen Öffnungsbands zu dem zweiten axialen Ende angeordnet ist und/oder sich näher an diesem erstreckt.
  • Die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung für optische Fasern umfasst ferner einen Deckelmechanismus, der zum Öffnen und Schließen des axialen Kanals konfiguriert ist. Der Deckelmechanismus umfasst ein Antriebselement und ein Deckelelement.
  • Das Antriebselement kann zumindest teilweise auf einer Außenseite der Hauptkopplungsstruktur angeordnet sein, vorzugsweise vollständig auf der Außenseite der Hauptkopplungsstruktur angeordnet sein. Dies kann insbesondere bedeuten, dass kein Teil des Antriebselements innerhalb der Hauptkopplungsstruktur angeordnet ist. Die „Außenseite“ der Hauptkopplungsstruktur, in der das Antriebselement angeordnet ist, kann einer Seite oder Oberfläche der Hauptkopplungsstruktur entsprechen, die einem optischen Faserverbinder, wenn der optische Faserverbinder mit der Kopplungsvorrichtung für optische Fasern gekoppelt ist, vom Innenraum der Hauptkopplungsstruktur abgewandt ist. Zusätzlich oder alternativ kann die „Außenseite“ der Hauptkopplungsstruktur, in der das Antriebselement angeordnet ist, einer Seite oder Oberfläche der Hauptkopplungsstruktur entsprechen, die sich senkrecht zu der axialen Richtung und/oder zu dem axialen Kanal erstreckt. Das Antriebselement ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar.
  • Da das Antriebselement außen auf der Hauptkopplungsstruktur angeordnet ist, kann es von einer Außenseite der Kopplungsvorrichtung für optische Fasern betrieben oder mechanisch betätigt werden, beispielsweise durch einen menschlichen Bediener und/oder über eine funktionelle oder mechanische Kopplung mit einer weiteren Komponente. Das Antriebselement kann somit von der Außenseite der Hauptkopplungsstruktur zwischen der ersten und der zweiten Position bewegt werden.
  • Das Deckelelement ist zumindest teilweise innerhalb der Hauptkopplungsstruktur angeordnet, vorzugsweise vollständig innerhalb der Hauptkopplungsstruktur angeordnet. Dies bedeutet, dass das Deckelelement zumindest teilweise oder vollständig von der Hauptkopplungsstruktur umschlossen ist. Das Deckelelement ist beweglich an der Hauptkopplungsstruktur befestigt und zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position beweglich, vorzugsweise schwenkbar. In der geschlossenen Position schließt das Deckelelement den axialen Kanal, d. h. blockiert den axialen Kanal physisch, vorzugsweise dicht. In der offenen Position legt das Deckelelement den axialen Kanal frei und blockiert ihn physisch nicht. Unter der Annahme, dass sich der axiale Kanal von dem ersten axialen Ende zu dem zweiten axialen Ende erstreckt, kann somit gesagt werden, dass beide axiale Enden des axialen Kanals in Fluidverbindung miteinander stehen können, wenn sich das Deckelelement in der offenen Position befindet, während eine solche Fluidverbindung durch das Deckelelement unterbrochen wird, wenn sich das Deckelelement in der geschlossenen Position befindet.
  • Mit anderen Worten schneidet das Deckelelement in der geschlossenen Position den axialen Kanal physisch, so dass ein Querschnitt des axialen Kanals durch das Deckelelement abgedeckt wird, während das Deckelelement in der offenen Position den axialen Kanal physisch nicht schneidet, so dass kein Querschnitt des axialen Kanals im Wesentlichen durch das Deckelelement abgedeckt oder optisch blockiert wird.
  • Das Deckelelement ist konfiguriert, um den axialen Kanal an einer axialen Deckelposition entlang des axialen Kanals, der axial zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ende angeordnet ist, zu öffnen und zu schließen. Insbesondere kann die axiale Deckelposition axial entlang des axialen Kanals zwischen dem zweiten axialen Ende und einer axialen Position des Antriebselements angeordnet sein.
  • Gemäß der Erfindung ist das Deckelelement mit dem Antriebselement magnetisch gekoppelt, so dass, wenn das Antriebselement in der ersten Position ist, das Deckelelement in der offenen Position ist, und wenn das Antriebselement in der zweiten Position ist, das Deckelelement in der geschlossenen Position ist.
  • Aufgrund der magnetischen Kopplung zwischen dem Deckelelement und dem Antriebselement folgt das Deckelelement einer Bewegung des Antriebselements, wenn das Antriebselement bewegt wird. Mit anderen Worten wird eine Bewegung des Deckelelements durch das Antriebselement angetrieben. Das Deckelelement wird daher durch das Antriebselement magnetisch angetrieben. Somit bewegt sich, wenn das Antriebselement in die erste Position bewegt wird, das Deckelelement in die offene Position, und wenn das Antriebselement in die zweite Position bewegt wird, bewegt sich das Deckelelement in die geschlossene Position.
  • Insbesondere bewegt sich das Deckelelement von der geschlossenen Position in die offene Position, wenn das Antriebselement von der zweiten Position in die erste Position bewegt wird, und das Deckelelement bewegt sich von der offenen Position in die geschlossene Position, wenn das Antriebselement von der ersten Position in die zweite Position bewegt wird, insbesondere senkrecht zu der axialen Richtung.
  • Somit kann mittels des Antriebselements, das das Deckelelement magnetisch antreibt, das innerhalb der Hauptkopplungsstruktur angeordnet ist, von einer Außenseite der Hauptkopplungsstruktur kontrolliert werden, ob der axiale Kanal, der sich durch die Hauptkopplungsstruktur erstreckt, geschlossen oder offen ist. Das Deckelelement kann somit den axialen Kanal effektiv in einen ersten Abschnitt, der proximal zu dem ersten axialen Ende ist, der der Umgebung oder der optischen Faser oder Verbinder einer optischen Faser, der mit der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung für optische Fasern von dem ersten axialen Ende verbunden ist, ausgesetzt sein kann, und einen zweiten Abschnitt, der proximal zu dem zweiten axialen Ende ist, der möglicherweise von dem ersten axialen Ende der Umgebung nur dann ausgesetzt ist, wenn sich das Deckelelement in der offenen Position befindet, aber von der Umgebung auf der Seite des ersten axialen Endes isoliert sein kann, wenn sich das Deckelelement in der geschlossenen Position befindet, teilen. Der zweite Abschnitt des axialen Kanals kann unabhängig davon, ob sich das Deckelelement in der offenen oder in der geschlossenen Position befindet, einer Umgebung oder einer weiteren optischen Komponente ausgesetzt sein, die nachfolgend der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung für optische Fasern angeordnet oder verbunden ist.
  • Der erfindungsgemäße Deckelmechanismus ermöglicht somit ein selektives Verschließen oder Entsperren des axialen Kanals, der sich durch die Hauptkopplungsstruktur erstreckt, durch entsprechendes Einstellen des Antriebselements, wodurch ein kontaminationsfreier optischer Kopplungsvorgang ermöglicht wird: Das Deckelelement kann durch das Antriebselement gesteuert werden, um in der geschlossenen Position zu bleiben, während ein Verbinder einer optischen Faser mit dem Kopplungsmechanismus gekoppelt wird, so dass keine Verunreinigungen - beispielsweise Partikel des Materials, aus dem der Kopplungsmechanismus durch mechanischen Abrieb freigesetzt wird - durch den axialen Kanal eindringen können. Sobald der Kopplungsvorgang abgeschlossen ist, so dass der Verbinder einer optischen Faser mit dem Kopplungsmechanismus gekoppelt ist und nicht weiter bewegt werden muss, kann das Deckelelement durch das Antriebselement gesteuert werden, um in die offene Position zu wechseln, wodurch der axiale Kanal freigegeben wird und somit eine optische Verbindung durch diesen ermöglicht wird. Da die Kopplung zwischen dem Antriebselement und dem Deckelelement magnetisch ist, können das Antriebselement und das Deckelelement voneinander fluidisch isoliert sein, insbesondere durch die Hauptkopplungsstruktur oder zumindest einen Teil davon, und es sind keine Durchgriffsstrukturen durch die Hauptkopplungsstruktur, wie Öffnungen oder dergleichen, für den Betrieb des Deckelmechanismus notwendig, die mögliche Eindringwege für Verunreinigungen des Systems öffnen könnten.
  • Die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung für optische Fasern kann somit zum optischen Koppeln eines Verbinders einer optischen Faser (und einer daran befestigten optischen Faser) mit einer weiteren optischen Komponente, wie einem optischen Modul, an dem die Kopplungsvorrichtung für optische Fasern befestigt sein kann, auf kontaminationssichere Weise verwendet werden.
  • In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung kann das Deckelelement strukturell unabhängig von dem Antriebselement sein. Da das Deckelelement und das Antriebselement magnetisch miteinander gekoppelt sind, ist keine weitere strukturelle Verbindung oder Verbindung zwischen ihnen notwendig. Daher können das Deckelelement und das Antriebselement der Erfindung räumlich getrennt voneinander auf/in der Hauptkopplungsstruktur angeordnet sein. Insbesondere kann es keinen direkten Kontakt zwischen dem Deckelelement und dem Antriebselement geben.
  • In einigen Ausführungsformen kann sich ein Abschnitt der Hauptkopplungsstruktur zwischen dem Antriebselement und dem Deckelelement erstrecken. Das Deckelelement und das Antriebselement können axial voneinander getrennt sein, indem sich der Abschnitt der Hauptkopplungsstruktur zwischen dem Antriebselement und einem Deckelelement erstreckt. Ein solcher Abschnitt kann hier als „trennender Abschnitt“ der Hauptkopplungsstruktur bezeichnet werden.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann ein Innenraum der Hauptkopplungsstruktur, in dem das Deckelelement angeordnet ist, von der Außenseite der Hauptkopplungsstruktur, in der das Antriebselement angeordnet ist, dicht isoliert sein. Die dichte Isolierung kann durch die Hauptkopplungsstruktur selbst bereitgestellt werden, beispielsweise wenn die Hauptkopplungsstruktur das Deckelelement materiell vollständig umschließt. Natürlich kann eine solche dichte Isolierung durch den axialen Kanal gebrochen werden, wenn der axiale Kanal der Umgebung ausgesetzt ist, beispielsweise nicht durch ein Abdeckelement abgedeckt wird, auf das nachfolgend Bezug genommen wird. „Dichte Isolierung“, wie hier verwendet, kann sich daher auf die Tatsache beziehen, dass der Innenraum der Hauptkopplungsstruktur, in dem das Deckelelement angeordnet ist, von der Außenseite der Hauptkopplungsstruktur, in der das Antriebselement angeordnet ist, dicht isoliert sein kann, so dass im Wesentlichen keine Fluidverbindung, insbesondere keine direkte Fluidverbindung, zwischen der Außenseite und dem Innenraum der Hauptkopplungsstruktur hergestellt wird, mit Ausnahme einer theoretisch möglichen Fluidverbindung durch den axialen Kanal. Da das Antriebselement jedoch zumindest teilweise auf einer Außenseite der Hauptkopplungsstruktur angeordnet ist, beispielsweise um den axialen Kanal und um den Kopplungsmechanismus, können die Struktur und Form der Hauptkopplungsstruktur derart sein, dass die Möglichkeit, dass Kontaminationspartikel durch den axialen Kanal von der Außenseite der Hauptkopplungsstruktur in den Innenraum der Hauptkopplungsstruktur gelangen, vernachlässigbar ist.
  • Gemäß einigen bevorzugten Ausführungsformen kann das Deckelelement einen axialen Abschnitt, der sich in der axialen Richtung erstreckt, und einen radialen Abschnitt, der sich senkrecht zu der axialen Richtung erstreckt, d. h. in einer radialen Richtung oder radialen Ebene, aufweisen. Das Deckelelement kann durch den axialen Abschnitt mit dem Antriebselement magnetisch gekoppelt sein, während das Deckelelement den axialen Kanal mit dem radialen Abschnitt verschließen oder freilegen kann. Somit kann das Deckelelement einen axialen Abschnitt, der sich im Wesentlichen parallel zu der axialen Richtung erstrecken kann, insbesondere im Wesentlichen parallel zu dem axialen Kanal, und einen radialen Abschnitt, der sich im Wesentlichen senkrecht zu dem axialen Kanal erstrecken kann, aufweisen. Der axiale Abschnitt oder der Abschnitt des Deckelelements kann die magnetische Kopplung mit dem Antriebselement implementieren, so dass, wenn sich das Antriebselement bewegt, das Antriebselement eine Bewegung auf den axialen Abschnitt des Deckelelements magnetisch überträgt, der wiederum die Bewegung mechanisch auf den Rest des Deckelelements überträgt, insbesondere auf dessen radialen Abschnitt, der sich dann entsprechend in die geschlossene oder offene Position bewegen kann.
  • Der axiale Abschnitt des Deckelelements kann einen magnetischen Abschnitt zum Implementieren der magnetischen Kopplung mit dem Antriebselement umfassen, insbesondere durch den trennenden Abschnitt der Hauptkopplungsstruktur. Der radiale Abschnitt des Deckelelements kann dazu konfiguriert sein, sich senkrecht zu der axialen Richtung, insbesondere im Wesentlichen senkrecht zu dem axialen Kanal, zum Öffnen und Schließen des axialen Kanals zu bewegen. Der axiale Abschnitt und der radiale Abschnitt des Deckelelements können stoffschlüssig miteinander verbunden sein.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Antriebselement einen magnetischen Abschnitt zum Implementieren der magnetischen Kopplung mit dem magnetischen Abschnitt des Deckelelements umfassen. Die Kopplungsstruktur für optische Fasern kann entsprechend konfiguriert sein, so dass das Antriebselement über dem Deckelelement angeordnet sein kann, wobei der magnetische Abschnitt des Antriebselements den magnetischen Abschnitt des Deckelelements vertikal überlappt, so dass die magnetische Kopplung zwischen den magnetischen Abschnitten des Deckelelements und des Antriebselements implementiert ist. Der magnetische Abschnitt von jedem von dem Antriebselement und dem Deckelelement kann zum Beispiel ein ferromagnetisches Material umfassen, wie zum Beispiel Neodym.
  • In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung kann das Deckelelement, insbesondere ein axialer Abschnitt des Deckelelements, von dem Antriebselement getrennt sein, insbesondere axial getrennt, um einen Abstand von 5 mm oder weniger, vorzugsweise 1 mm oder weniger, zum Beispiel zwischen 0,5 mm und 1 mm, insbesondere durch einen trennenden Abschnitt der Hauptkopplungsstruktur.
  • Der trennende Abschnitt der Hauptkopplungsstruktur kann der Abschnitt der Hauptkopplungsstruktur sein, an dem ein Abstand zwischen dem Deckelelement und dem Antriebselement minimal ist, um die magnetische Kopplung zwischen dem Deckelelement und dem Antriebselement mit maximaler Effizienz zu implementieren. Eine Dicke des trennenden Abschnitts der Hauptkopplungsstruktur, der sich zwischen dem Deckelelement und dem Antriebselement in der axialen Richtung erstreckt, kann gleich oder kleiner als der Abstand sein, der das Antriebselement von dem Deckelelement trennt. Die Hauptkopplungsstruktur, insbesondere der trennende Abschnitt davon, kann vorzugsweise aus einem magnetisch durchlässigen Material sein, wie zum Beispiel Aluminium oder einem Kunststoffmaterial, um die magnetische Kopplung zwischen dem Deckelelement und dem Antriebselement durch die Hauptstruktur bzw. durch den trennenden Abschnitt nicht abzuschirmen oder zu unterdrücken.
  • Ein magnetischer Abschnitt des Deckelelements kann an einer Position des Deckelelements, insbesondere des axialen Abschnitts davon, am nächsten zu dem Antriebselement (d. h. am nächsten zu dem trennenden Abschnitt der Hauptkopplungsstruktur) angeordnet sein, insbesondere zu dem magnetischen Abschnitt des Antriebselements. Dementsprechend kann ein Trennungsabstand zwischen dem magnetischen Abschnitt des Deckelelements und dem magnetischen Abschnitt des Antriebselements einer kürzesten axialen Trennung zwischen dem Deckelelement und dem Antriebselement durch den trennenden Abschnitt der Hauptkopplungsstruktur entsprechen und kann in dem vorgenannten Bereich von 5 mm oder weniger, vorzugsweise 1 mm oder weniger, zum Beispiel zwischen 0,5 mm und 1 mm sein.
  • In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung kann das Deckelelement, insbesondere der radiale Abschnitt des Deckelelements, einen Verschlussabschnitt aufweisen, der dazu konfiguriert ist, einen Querschnitt des axialen Kanals vollständig zu überlappen, so dass der Verschlussabschnitt den Querschnitt des axialen Kanals vollständig abdeckt, wenn das Deckelelement in der geschlossenen Position ist. Der Verschlussabschnitt kann ein Abschnitt des Deckelelements, insbesondere des radialen Abschnitts des Deckelelements, sein, der speziell geformt und dazu konfiguriert ist, einen Querschnitt des axialen Kanals abzudecken, insbesondere an der vorgenannten axialen Deckelposition, wenn das Deckelelement in der geschlossenen Position ist. Wenn zum Beispiel der axiale Kanal einen kreisförmigen Querschnitt mit einem ersten Durchmesser aufweist, kann der Verschlussabschnitt des Deckelelements eine kreisförmige Form mit einem zweiten Durchmesser aufweisen, der größer als der erste Durchmesser ist, so dass der Verschlussabschnitt des Deckelelements den Querschnitt des axialen Kanals vollständig überlappen kann. Der Verschlussabschnitt des Deckelelements kann radial von dem Rest des radialen Abschnitts des Deckelelements vorstehen, der ansonsten eine längliche Form aufweisen kann.
  • In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung kann eine Ausnehmung in dem Verschlussabschnitt des Deckelelements ausgebildet sein. Wenn sich das Deckelelement in der geschlossenen Position befindet, ist die Ausnehmung dem Innenraum des axialen Kanals in Richtung des ersten axialen Endes zugewandt und von dem zweiten axialen Ende abgewandt. Die Ausnehmung kann als eine Vertiefung auf der Oberfläche des Verschlussabschnitts des Deckelelements ausgebildet sein, die dazu konfiguriert ist, dem ersten axialen Ende zugewandt zu sein, so dass etwaige kontaminierende Partikel, die zum Beispiel durch mechanischen Abrieb entstehen, der während eines Ankoppelvorgangs erzeugt wird, und den axialen Kanal aufgrund des Deckelelements, das den axialen Kanal blockiert, nicht vollständig kreuzen, in der Ausnehmung des Verschlussabschnitts gesammelt werden können. Dies kann sicherstellen, dass solche angesammelten potenziell kontaminierenden Partikel nicht unkontrolliert durch den axialen Kanal zirkulieren, selbst wenn sich der Verschlussabschnitt des Deckelelements bewegt, insbesondere in der radialen Richtung, wenn sich das Deckelelement zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position bewegt. Die Tiefe der Ausnehmung kann zwischen 0,1 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und 3 mm, sein, wobei eine Dicke des Verschlussabschnitts des Deckelelements, gemessen in der axialen Richtung, zwischen 0,5 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 1,5 mm und 3,5 mm, sein kann.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Verschlussabschnitt des Deckelelements, insbesondere eine Oberfläche davon, die dem ersten axialen Ende zugewandt ist, wenn das Deckelelement in der geschlossenen Position ist, ein Klebematerial umfassen, zum Beispiel eine Klebefolie oder -schicht, zum Beispiel Silikone, so dass schließlich kontaminierende Partikel, die zum Beispiel durch mechanischen Abrieb entstehen, der während eines Ankoppelvorgangs erzeugt wird, den axialen Kanal aufgrund des Deckelelements, das den axialen Kanal blockiert, nicht vollständig kreuzen und stattdessen durch den Verschlussabschnitt klebend eingefangen werden. In Ausführungsformen, in denen der Verschlussabschnitt die vorgenannte Ausnehmung umfasst, kann ein solches Klebematerial innerhalb der Ausnehmung angeordnet sein.
  • Die Hauptkopplungsstruktur kann in einigen Ausführungsformen einen Führungsschlitz zum Führen einer Bewegung eines Abschnitts des Deckelelements, insbesondere des axialen Abschnitts davon, umfassen, wobei der Führungsschlitz vorzugsweise ein gekrümmtes oder bogenförmiges Profil um einen Drehpunkt des Deckelelements, insbesondere im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung, aufweist. Der Führungsschlitz kann mit einer Erstreckung in der axialen Richtung konfiguriert sein, die zum Aufnehmen des axialen Abschnitts des Deckelelements geeignet ist, und mit einer Erstreckung in einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung, die zum Ermöglichen einer Bewegung des axialen Abschnitts entlang des Führungsschlitzes um einen Drehpunkt des Deckelelements, insbesondere zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position des Deckelelements, geeignet ist. Das Deckelelement kann sich in der geschlossenen Position befinden, wenn sich der axiale Abschnitt davon an einem ersten Ende des Führungsschlitzes befindet, wohingegen sich das Deckelelement in der offenen Position befinden kann, wenn sich der axiale Abschnitt davon an dem anderen Ende des Führungsschlitzes befindet. Der Führungsschlitz kann sich somit teilweise um den axialen Kanal erstrecken, so dass, wenn sich der axiale Abschnitt des Deckelelements entlang des Führungsschlitzes bewegt, sich der radiale Abschnitt des axialen Kanals senkrecht zu dem axialen Kanal bewegt, so dass der axiale Kanal durch den radialen Abschnitt des Deckelelements gesperrt oder freigegeben wird.
  • Der Führungsschlitz kann ein dedizierter Schlitz sein, der gezielt in der Hauptkopplungsstruktur einer Kopplungsvorrichtung für optische Fasern gebildet ist, um eine Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach dem Stand der Technik anzupassen, um gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu arbeiten, oder kann beim Herstellen einer Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach der Erfindung von Grund auf ausgebildet werden. Der Führungsschlitz kann jedoch auch ein interner Hohlraum oder Spalt sein, der in der Hauptkopplungsstruktur einer Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach dem Stand der Technik vorhanden ist, der dann keine dedizierte Bildung eines Führungsschlitzes erfordern kann, insbesondere durch Extraktionsvorgänge, um die Kopplungsvorrichtung für optische Fasern anzupassen, um gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu arbeiten. Stattdessen kann ein solcher bereits vorhandener Hohlraum oder Spalt zum Aufnehmen und Führen des axialen Abschnitts des Deckelelements verwendet werden, insbesondere durch geeignetes Anpassen einer Form und/oder eines Designs des Deckelelements, falls erforderlich.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Kopplungsvorrichtung für optische Fasern einen oder mehrere Grenzwertsensoren umfassen, die dazu eingerichtet sind, zu erkennen, wann das Deckelelement die geschlossene Position erreicht oder in dieser ist und/oder die offene Position erreicht oder in dieser ist, insbesondere die vollständig geschlossene Position und/oder die vollständig offene Position. Die Kopplungsvorrichtung für optische Fasern kann ferner eine Steuereinheit umfassen, die mit dem einen oder den mehreren Grenzwertsensoren verbunden oder verbindbar ist und dazu eingerichtet ist, durch eine Betriebsverbindung mit dem einen oder den mehreren Grenzwertsensoren zu erkennen, ob das Deckelelement die geschlossene Position erreicht oder in dieser ist und/oder die offene Position erreicht oder in dieser ist, insbesondere die vollständig geschlossene Position und/oder die vollständig offene Position.
  • Beispielsweise können der eine oder die mehreren Grenzwertsensoren und die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, zu erkennen, ob der axiale Abschnitt des Deckelelements das erste und/oder das zweite Ende des Führungsschlitzes ist oder erreicht. Der eine oder die mehreren Grenzwertsensoren können beispielsweise einen ersten und einen zweiten Grenzwertschalter umfassen, die jeweils am ersten Ende und am zweiten Ende des Führungsschlitzes angeordnet sind und dazu eingerichtet sein, an die Steuereinheit zu kommunizieren, ob der axiale Abschnitt des Deckelelements das erste und/oder das zweite Ende des Führungsschlitzes ist oder erreicht.
  • Dadurch kann die Steuereinheit erkennen, ob sich das Deckelelement in der (vollständig) offenen Position oder in der (vollständig) geschlossenen Position befindet. Dies kann eine Fehlfunktion oder einen Missbrauch der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung für optische Fasern verhindern, die dadurch verursacht werden kann, dass eine Kopplungs- oder Entkopplungshandlung eingeleitet wird, wenn sich das Deckelelement noch in einer Zwischenposition zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position befindet. Die Steuereinheit kann mit einer entsprechend eingerichteten Warnvorrichtung verbunden oder verbindbar sein, um ein Bestätigungssignal zu erzeugen, beispielsweise ein Lichtsignal, ein Softwarebefehlssignal oder ein akustisches Signal, wenn die Steuereinheit erkennt, dass das Deckelelement die (vollständig) offene Position oder die (vollständig) geschlossene Position über den/die entsprechenden Grenzwertsensor(en) ist oder erreicht. Beispielsweise kann ein Benutzer, der die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung für optische Fasern bedient, auf ein Bestätigungssignal warten, dass sich das Deckelelement in der geschlossenen Position befindet, bevor er einen Vorgang zum Entkoppeln eines optischen Faserverbinders von der Vorrichtung einleitet.
  • Zusätzlich oder alternativ kann die Steuereinheit dazu konfiguriert sein, mit einer Steuerschaltung einer Lasereinheit zu interagieren, die Laserlicht erzeugt, das in die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung für optische Fasern gekoppelt wird, sodass die Lasereinheit nur unter der Bedingung aktiviert werden kann, dass die Steuereinheit erkennt, dass sich das Deckelelement in der offenen Position befindet.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Deckelelement eine visuelle Anzeige umfassen und die Hauptkopplungsstruktur kann dazu konfiguriert sein, einen optischen Kontakt zwischen der Außenseite der Hauptkopplungsstruktur und der visuellen Anzeige zu ermöglichen. Die visuelle Anzeige kann dazu konfiguriert sein, visuell anzuzeigen, ob sich das Deckelelement in der geschlossenen oder in der offenen Position befindet. Zum Beispiel kann die visuelle Anzeige ein bewegliches mechanisches Element sein, das unterschiedlich gefärbte Teile (z. B. schwarz/weiß, grün/rot) aufweist, die durch die Hauptkopplungsstruktur sichtbar sind, je nachdem, ob sich das Deckelelement in der offenen Position oder in der geschlossenen Position befindet, insbesondere weil die visuelle Anzeige unterschiedliche entsprechende Positionen einnimmt. Dies kann eine Steuerung der Position des Deckelelements von der Außenseite ermöglichen, ohne dass eine Steuereinheit und/oder dedizierte elektronische Mittel erforderlich sind. Die visuelle Anzeige kann insbesondere in dem axialen Abschnitt des Deckelelements angeordnet sein.
  • Die Kopplungsvorrichtung für optische Fasern kann derart konfiguriert sein, dass, wenn sich das Antriebselement zwischen der ersten und der zweiten Position bewegt, sich der vorgenannte magnetische Abschnitt des Antriebselements über den Führungsschlitz, insbesondere auf einer Außenfläche der Hauptkopplungsstruktur, zwischen einer vertikalen Projektion eines ersten Endes des Führungsschlitzes und einer vertikalen Projektion eines zweiten Endes des Führungsschlitzes bewegt, wodurch der magnetische Abschnitt des Deckelelements, der in dem Führungsschlitz aufgenommen sein kann, magnetisch angetrieben wird, so dass das Deckelelement entsprechend zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position angetrieben wird.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Antriebselement zwischen der ersten Position und der zweiten Position drehbar sein, insbesondere um den axialen Kanal. Das Antriebselement kann daher ein drehbares Element sein und die erste und die zweite Position können jeweils unterschiedlichen Drehpositionen des Antriebselements entsprechen. Die erste und die zweite Position können Drehpositionen sein, die durch einen Drehwinkel getrennt sind, zum Beispiel einen Drehwinkel von 180° oder weniger, 90° oder weniger oder 45° oder weniger.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Deckelelement in Bezug auf die Hauptstruktur zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position um einen Schwenkpunkt schwenkbar sein. Der Schwenkpunkt kann von dem axialen Kanal radial versetzt sein. In einer Querschnittsebene senkrecht zu der axialen Richtung kann der Schwenkpunkt von dem axialen Kanal getrennt sein und den axialen Kanal nicht überlappen. Vorzugsweise kann der Schwenkpunkt an einem ersten radialen Ende des radialen Abschnitts des Deckelelements angeordnet sein, während sich der axiale Abschnitt des Deckelelements von einem zweiten radialen Ende des radialen Abschnitts des Deckelelements erstreckt, wobei das zweite radiale Ende dem ersten radialen Ende gegenüberliegt, so dass sich der radiale Abschnitt des Deckelelements radial von dem ersten radialen Ende zu dem zweiten radialen Ende erstreckt.
  • Somit kann das Deckelelement, insbesondere ein radialer Abschnitt davon, beim Bewegen zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position um den Schwenkpunkt schwenken. Ein Verschlussabschnitt des radialen Abschnitts des Deckelelements kann radial zwischen dem Schwenkpunkt und dem radialen Vorsprung des axialen Abschnitts des Deckelelements angeordnet sein, d. h. zwischen dem ersten und dem zweiten radialen Ende des radialen Abschnitts des Deckelelements. Da der Schwenkpunkt von dem axialen Kanal axial versetzt ist, kann das Deckelelement, wenn sich der radiale Abschnitt des Deckelelements zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position bewegt, beispielsweise aufgrund einer Bewegung des axialen Abschnitts des Deckelelements entlang des vorgenannten Führungsschlitzes, die durch eine entsprechende Bewegung des Antriebselements angetrieben wird, einen Querschnitt des axialen Kanals entsprechend blockieren oder freigeben, insbesondere durch den Verschlussabschnitt des Deckelelements.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Antriebselement um den axialen Kanal angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Antriebselement ringförmig sein. Solche Konfigurationen können einen Vorgang zum Koppeln eines optischen Faserverbinders an die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung für optische Fasern vereinfachen, während das Antriebselement bedient wird, um den axialen Kanal durch einfaches entsprechendes Drehen des Antriebselements zu öffnen und zu schließen.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Hauptkopplungsstruktur einen ersten Strukturkörper und einen zweiten Strukturkörper umfassen, der an dem ersten Strukturkörper lösbar angebracht oder lösbar anbringbar ist. Der erste und der zweite Strukturkörper können jeweils einem ersten und einem zweiten axialen Abschnitt der Hauptkopplungsstruktur entsprechen. Das Antriebselement kann auf einer Außenfläche des ersten Strukturkörpers angeordnet oder anordnbar sein und das Deckelelement kann zwischen dem ersten Strukturkörper und dem zweiten Strukturkörper angeordnet oder anordnbar sein. Das erste axiale Ende des axialen Kanals kann an dem ersten Strukturkörper angeordnet sein und der zweite axiale Kanal kann an dem zweiten Strukturkörper angeordnet sein. Ein erster Abschnitt des axialen Kanals kann in dem ersten Strukturkörper angeordnet sein und ein zweiter Abschnitt des axialen Kanals kann in dem zweiten Strukturkörper angeordnet sein. Wenn der erste Strukturkörper und ein zweiter Strukturkörper aneinander angebracht sind, kann der axiale Kanal ausgebildet sein und das Deckelelement, insbesondere ein radialer Abschnitt davon, kann axial zwischen dem ersten Strukturkörper und dem zweiten Strukturkörper bzw. sandwichartig angeordnet sein. Der vorgenannte Führungsschlitz zum Aufnehmen eines axialen Abschnitts des Deckelelements und zum Führen einer Bewegung davon kann in dem ersten Strukturkörper ausgebildet sein. Indem er durch zwei entfernbare oder lösbare Strukturkörper ausgebildet ist, kann die Hauptkopplungsstruktur vorteilhafterweise einen Zugang zu dem Innenraum davon ermöglichen, beispielsweise zum Durchführen von Wartungs- und Austauschaufgaben, beispielsweise am Deckelelement. Beispielsweise kann auf den Innenraum der Hauptkopplungsstruktur zugegriffen werden, um das Deckelelement auszutauschen oder zu reinigen, beispielsweise zum Entleeren einer Ausnehmung, die in einem Verschlussabschnitt des Deckelelements ausgebildet ist, von etwaigen kontaminierenden Partikeln. Der erste Strukturkörper und der zweite Strukturkörper können mittels geeigneter lösbarer Befestigungsmittel, wie beispielsweise Schrauben oder dergleichen, lösbar aneinander angebracht sein.
  • Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung kann die Kopplungsvorrichtung für optische Fasern ferner ein Abdeckelement zum Verschließen des axialen Kanals am ersten axialen Ende umfassen. Das Abdeckelement kann an dem ersten axialen Ende des axialen Kanals lösbar anbringbar sein und kann dazu ausgelegt sein, einen Innenraum des axialen Kanals, insbesondere einen Abschnitt des axialen Kanals, der sich zwischen dem ersten axialen Ende und der axialen Deckelposition erstreckt, von einer Umgebung zu isolieren, um zu verhindern, dass möglicherweise kontaminierende Partikel in den Innenraum des axialen Kanals gelangen, beispielsweise während des Transports oder der Lagerung oder während Zeiträumen, in denen keine optische Faser mit der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung für optische Fasern verbunden ist.
  • In einigen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung kann die Kopplungsvorrichtung für optische Fasern ferner ein Verriegelungselement zum Verriegeln des optischen Faserverbinders umfassen, wenn der optische Faserverbinder mit dem Kopplungsmechanismus gekoppelt ist. Das Verriegelungselement kann in einer verriegelten Konfiguration, in der das Verriegelungselement den optischen Faserverbinder verriegeln kann, und in einer entriegelten Konfiguration, in der das Verriegelungselement den optischen Faserverbinder entriegelt, konfigurierbar oder einstellbar sein. Somit kann das Verriegelungselement in eine verriegelte Konfiguration oder in eine entriegelte Konfiguration versetzt werden: Wenn es in die verriegelte Konfiguration versetzt wird, verriegelt das Verriegelungselement den optischen Faserverbinder in Position, während der optische Faserverbinder mit dem Kopplungsmechanismus gekoppelt ist, so dass sich der optische Faserverbinder beispielsweise nicht unkontrolliert von dem Kopplungsmechanismus lösen kann. In der entriegelten Konfiguration entriegelt oder gibt das Verriegelungselement den optischen Faserverbinder frei, so dass er frei von dem Kopplungsmechanismus gelöst werden kann, beispielsweise um von der Kopplungsvorrichtung für optische Fasern entkoppelt zu werden.
  • Das Verriegelungselement kann somit funktionell mit dem Kopplungsmechanismus zusammenwirken. Der Kopplungsmechanismus kann einen optischen Faserverbinder aufnehmen und dadurch eine Position und Ausrichtung des optischen Faserverbinders nach dem Koppeln definieren, insbesondere derart, dass ein Lichtstrahl, der aus dem optischen Faserverbinder kommt, mit dem axialen Kanal ausgerichtet ist. Das Verriegelungselement kann den optischen Faserverbinder in Position sichern, d. h. in der Position, die durch den Kopplungsmechanismus bestimmt wird.
  • In einigen Ausführungsformen kann der Kopplungsmechanismus das Verriegelungselement umfassen, d. h. der Kopplungsmechanismus und der Verriegelungsmechanismus können die gleiche Komponente sein, die zum Aufnehmen und Verriegeln/Entriegeln eines optischen Faserverbinders konfiguriert ist. In einigen anderen Ausführungsformen können der Kopplungsmechanismus und das Verriegelungselement jedoch strukturell unabhängig voneinander sein.
  • Das Antriebselement kann mit dem Verriegelungselement derart gekoppelt sein, dass sich das Antriebselement in der ersten Position befindet, wenn sich das Verriegelungselement in der entriegelten Konfiguration befindet, und sich das Antriebselement in der zweiten Position befindet, wenn sich das Verriegelungselement in der verriegelten Konfiguration befindet. Durch diese Konfiguration und angesichts der Korrespondenz zwischen der offenen und geschlossenen Position des Deckelelements und der ersten und zweiten Position des Antriebselements kann das Verriegelungselement sicherstellen, dass der optische Faserverbinder in Position gehalten wird, während sich das Deckelelement in der offenen Position befindet, und dass ein Kopplungsvorgang, beispielsweise zum Koppeln oder Entkoppeln des optischen Faserverbinders mit der optischen Faserkopplungsvorrichtung der Erfindung über den Kopplungsmechanismus, nur mit dem Deckelelement in der geschlossenen Position stattfinden kann, um einen kontaminationsfreien Betrieb zu garantieren.
  • In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung kann das Antriebselement mit dem Verriegelungselement mechanisch gekoppelt sein. Das Antriebselement kann einen mechanischen Aktuator umfassen, der eine mechanische Kopplung zwischen dem Antriebselement und dem Verriegelungselement implementiert. Das Verriegelungselement kann beispielsweise ein Verriegelungselement sein, das aus dem Stand der Technik bekannt ist, wie es in Kopplungsvorrichtungen für optische Fasern verwendet wird, die auf dem Markt erhältlich sind, insbesondere Kopplungsvorrichtungen für optische Fasern gemäß dem Kopplungsstandard QBH, QD oder FCH-16, und das Verriegelungselement kann eine entsprechende bewegliche Komponente sein, die einen optischen Faserverbinder während eines Kopplungs- oder Entkopplungsvorgangs verriegelt oder entriegelt. Gemäß der Erfindung kann das Antriebselement konfiguriert sein, um an einem vorhandenen Verriegelungselement befestigt zu werden, beispielsweise mittels einer direkten mechanischen Kopplung, die dadurch angepasst sein kann, um gemäß der vorliegenden Erfindung zu arbeiten. Beispielsweise kann für ein vorhandenes Verriegelungselement, das Kerben, Zähne oder dergleichen aufweist, das Antriebselement gestaltet sein, um einen Vorsprung aufzuweisen, der konfiguriert ist, um in die Kerben oder Zähne zu passen, um das Antriebselement mit dem Verriegelungselement mechanisch zu koppeln, sodass eine Bewegung des Verriegelungselements direkt eine entsprechende Bewegung des Antriebselements induziert.
  • In einigen bevorzugten Ausführungsformen kann das Antriebselement einen mechanischen Aktuator zum mechanischen Betätigen des Antriebselements umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann das Antriebselement einen mechanischen Aktuator zum mechanischen Koppeln des Antriebselements mit einer weiteren beweglichen Komponente der Kopplungsvorrichtung für optische Fasern, beispielsweise mit dem Verriegelungselement, umfassen. In einigen Ausführungsformen kann der mechanische Aktuator zum mechanischen Koppeln des Antriebselements mit einem optischen Faserverbinder derart konfiguriert sein, dass, wenn der optische Faserverbinder zum Koppeln mit dem Kopplungsmechanismus und/oder zum Verriegeln/Entriegeln durch das Verriegelungselement bewegt wird, das Antriebselement entsprechend zwischen der ersten und der zweiten Position mittels des mechanischen Aktuators entsprechend bewegt wird.
  • In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung kann das Verriegelungselement zwischen der verriegelten Konfiguration und der entriegelten Konfiguration drehbar sein. Eine Drehung des Verriegelungselements kann dann eine entsprechende Drehung des Antriebselements bewirken, das auch eine drehbare Komponente sein kann, und die Drehung des Antriebselements kann eine entsprechende Bewegung des Deckelelements induzieren.
  • In einigen bevorzugten Ausführungsformen kann das Verriegelungselement einen Bajonettmechanismus, einen Gewindemechanismus und/oder einen Schnappmechanismus zum Verriegeln und Entriegeln des Verbinders für optische Fasern umfassen.
  • Gemäß einigen bevorzugten Ausführungsformen kann die Kopplungsvorrichtung für optische Fasern ein Kollimator für optische Fasern sein und kann eine Kollimationslinse zum Kollimieren von Laserlicht umfassen, das von dem Verbinder für optische Fasern durch den axialen Kanal übertragen wird. Die Kollimationslinse kann vorzugsweise an einem zweiten axialen Ende des axialen Kanals angeordnet sein.
  • Die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung für optische Fasern kann dazu konfiguriert sein, an einer weiteren optischen Komponente, insbesondere an einem Lasermodul, befestigt zu werden, um als Laserlichteinlass oder -anschluss zu wirken, so dass Laserlicht, insbesondere Laserlicht von einer optischen Faser, in die weitere optische Komponente oder das Lasermodul durch die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung für optische Fasern zugeführt werden kann. Die Kopplungsvorrichtung für optische Fasern kann geeignete Befestigungsmittel umfassen, um an der weiteren optischen Komponente oder dem Lasermodul lösbar befestigt zu werden, beispielsweise mittels Schrauben oder dergleichen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Lasermodul zur Laserbearbeitung eines Werkstücks, wobei das Lasermodul mindestens eine Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung umfasst, wobei mindestens ein Laserstrahl durch die mindestens eine Kopplungsvorrichtung für optische Fasern in das Lasermodul eintritt. Das Lasermodul umfasst ferner mindestens ein Laserablenksystem zum Ablenken des mindestens einen Laserstrahls zur Laserbearbeitung des Werkstücks. Das mindestens eine Laserablenksystem kann insbesondere bewegliche Spiegel umfassen, wie beispielsweise ein XY-Spiegelpaar zum Ablenken des mindestens einen Laserstrahls und feste und/oder bewegliche Linsen zum Fokussieren des mindestens einen Laserstrahls zur Laserbearbeitung des Werkstücks.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 eine Querschnittsseitenansicht einer Kopplungsvorrichtung für optische Fasern gemäß Ausführungsformen der Erfindung zeigt.
    • 2 schematische Ansichten eines Antriebselements einer Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach Ausführungsformen der Erfindung zeigt. 2a zeigt eine perspektivische Ansicht, 2b zeigt eine Draufsicht und 2c zeigt eine Seitenansicht.
    • 3 schematische Draufsichten der Vorrichtung von 1 in einer ersten Querschnittsebene, die der axialen Position des Antriebselements entspricht, zeigt. 3a zeigt das Antriebselement in einer ersten Position und 3b zeigt das Antriebselement in einer zweiten Position.
    • 4 schematische Ansichten eines Deckelelements einer Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach Ausführungsformen der Erfindung zeigt. 4a zeigt eine perspektivische Ansicht, 4b zeigt eine Seitenansicht und 4c zeigt eine Draufsicht.
    • 5 schematische Draufsichten der Vorrichtung von 1 in einer zweiten Querschnittsebene, die einer axialen Deckelposition entspricht, in der das Deckelelement den axialen Kanal der Vorrichtung öffnet und schließt, zeigt. 5a zeigt das Deckelelement in der offenen Position und 5b zeigt das Deckelelement in der geschlossenen Position.
    • 6 eine schematische Querschnittsseitenansicht einer Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach weiteren Ausführungsformen der Erfindung zeigt.
    • 7 schematische perspektivische Ansichten einer Kopplungsvorrichtung für optische Fasern zeigt, die den QBH-Kopplungsstandard implementiert. 7a zeigt eine Vorrichtung ohne Deckelmechanismus und 7b zeigt eine Vorrichtung mit einem Deckelmechanismus nach der Erfindung.
    • 8 eine schematische Querschnittsseitenansicht eines Lasermoduls nach der Erfindung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Um ein Verständnis der Prinzipien der Erfindung zu fördern, wird nun auf eine bevorzugte Ausführungsform Bezug genommen, die in den Zeichnungen veranschaulicht ist, und es wird eine spezifische Sprache verwendet, um dieselben zu beschreiben. Es versteht sich jedoch, dass dadurch keine Beschränkung des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist, wobei solche Veränderungen und weitere Modifikationen in der veranschaulichten Vorrichtung und solche weiteren Anwendungen der Prinzipien der Erfindung, wie sie darin veranschaulicht sind, in Betracht gezogen werden, wie sie normalerweise jetzt oder in der Zukunft für einen Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, auftreten würden.
  • 1 zeigt eine schematische Querschnittsseitenansicht einer Kopplungsvorrichtung 10 für optische Fasern nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Die Vorrichtung 10 umfasst eine im Wesentlichen zylindrische Hauptkopplungsstruktur 12, die aus einem metallischen Material besteht, wie zum Beispiel Aluminium. Die Hauptkopplungsstruktur 12 umfasst eine Öffnung, die sich durch diese in einer axialen Richtung erstreckt, die in der in 1 gezeigten Ansicht mit der vertikalen z-Richtung zusammenfällt und der zentralen Rotationssymmetrieachse der im Wesentlichen zylindrischen Hauptkopplungsstruktur 12 entspricht. Die Öffnung bildet einen axialen Kanal 14, der sich durch die Hauptkopplungsstruktur 12 in der axialen Richtung von einem ersten axialen Ende 14a zu einem zweiten axialen Ende 14b erstreckt.
  • An einem zweiten axialen Ende 14b, d. h. an einer untersten Position der Hauptkopplungsstruktur 12 in der z-Richtung, wie in 1 zu sehen, umfasst die Hauptkopplungsstruktur 12 einen Montageflansch 12p, der radial nach außen vorsteht und zum Montieren der Vorrichtung 10 an einer weiteren optischen Vorrichtung, insbesondere an einem Lasermodul, beispielsweise unter Verwendung von Schrauben oder dergleichen, verwendet werden kann (siehe z. B. 8). Wenn die Vorrichtung 10 an einer weiteren optischen Vorrichtung, wie etwa einem Lasermodul, montiert ist, kann die optische Vorrichtung 10 als ein Eingangsanschluss verwendet werden, durch den Laserlicht in die weitere optische Vorrichtung, insbesondere durch den axialen Kanal 14, eintreten kann.
  • An dem ersten axialen Ende 14a umfasst die Vorrichtung 10 einen Kopplungsmechanismus 16, der zum Aufnehmen eines optischen Faserverbinders (in 1 nicht gezeigt) konfiguriert ist, beispielsweise durch Formpassung, um den optischen Faserverbinder an die Vorrichtung 10 zu koppeln. In der gezeigten Ausführungsform bilden die Seitenwände des axialen Kanals 14 an dem ersten axialen Ende 14a den Kopplungsmechanismus 16. Wenn ein optischer Faserverbinder mit einer konformen Größe an den Kopplungsmechanismus 16 gekoppelt ist, ist der optische Faserverbinder mit dem axialen Kanal 14 ausgerichtet, so dass Licht von dem optischen Faserverbinder optisch durch die Vorrichtung 10 übertragen werden kann. Insbesondere kann solches Licht dann nachfolgend durch den axialen Kanal 14 an eine weitere optische Komponente übertragen werden, mit der die Vorrichtung 10 verbunden werden kann, beispielsweise an ein Lasermodul.
  • Die Kopplungsvorrichtung für optische Fasern 10 umfasst ferner einen Deckelmechanismus 20, der zum Öffnen und Schließen des axialen Kanals 14 konfiguriert ist. Der Deckelmechanismus 20 umfasst ein Antriebselement 22, das vollständig auf einer Außenseite der Hauptkopplungsstruktur 12 angeordnet ist, wie in 1 zu sehen, und ein Deckelelement 24, das vollständig innerhalb der Hauptkopplungsstruktur 12 angeordnet ist, wie in 1 zu sehen. Das Deckelelement 24 ist von der Hauptkopplungsstruktur 12 umschlossen, während das Antriebselement 22 außen auf der Hauptkopplungsstruktur 12 angeordnet ist.
  • Das Antriebselement 22 und das Deckelelement 24 sind strukturell unabhängig voneinander. Der Innenraum der Hauptkopplungsstruktur 12, in dem das Deckelelement 24 aufgenommen ist, ist im Wesentlichen gegenüber einer Außenseite der Hauptkopplungsstruktur 12, auf der das Antriebselement 22 montiert ist, dicht isoliert, da das Deckelelement 24 von dem Material der Hauptkopplungsstruktur 12 umschlossen ist. Das Antriebselement 22 und das Deckelelement 24 sind in der axialen Richtung (in der vertikalen Richtung z, wie in 1 zu sehen) durch einen sich dazwischen erstreckenden trennenden Abschnitt der Hauptkopplungsstruktur mit einer Dicke von etwa 1 mm oder weniger voneinander getrennt.
  • 2 zeigt schematische Ansichten eines beispielhaften Antriebselements 22 nach einigen Ausführungsformen der Erfindung. Das Antriebselement 22 ist ringförmig und ist konfiguriert, um den axialen Kanal 14 und den Kopplungsmechanismus 16 auf einer oberen Oberfläche der Hauptkopplungsstruktur 12, die im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung ist, angeordnet zu sein. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist das Antriebselement 22 um den axialen Kanal 14 und den Kopplungsmechanismus 16 an dem ersten axialen Ende 14a angeordnet, obwohl es nicht exakt koplanar mit dem ersten axialen Ende 14a ist.
  • Zurück zu 2 kann das ringförmige Antriebselement 22 aus einem Kunststoff- oder metallischen Material bestehen, zum Beispiel Aluminium. In der gezeigten Ausführungsform umfasst das Antriebselement 22 einen magnetischen Abschnitt 22m, der ein ferromagnetisches Material umfasst, das in dem Antriebselement 22 in Kontakt mit einer unteren Oberfläche davon eingebettet ist. Das Antriebselement 22 umfasst ferner einen mechanischen Aktuator 29, der das Betätigen des Antriebselements 22 ermöglicht, zum Beispiel zum Drehen des Antriebselements 22 um seine zentrale Achse (d. h. um die axiale Richtung z von 1), zum Beispiel manuell, und/oder zum mechanischen Koppeln des Antriebselements 22 mit anderen beweglichen Komponenten der Vorrichtung 10 (in 1 nicht gezeigt). In der in 2 gezeigten beispielhaften Ausführungsform sind der magnetische Abschnitt 22m und der mechanische Aktuator 29 diametral gegenüberliegend, so dass ein Winkelabstand zwischen ihnen etwa 180° beträgt. Dieser Winkelabstand ist jedoch nur beispielhaft und kann in anderen Ausführungsformen unterschiedlich sein, zum Beispiel 45°, 90° oder jeder andere Winkelabstand.
  • 3 zeigt schematische Draufsichten der in 1 dargestellten Vorrichtung, die der Querschnittsebene AA' entsprechen, die der axialen Position des Antriebselements 22 entspricht. Das Antriebselement 22, das um den axialen Kanal 14 und den Kopplungsmechanismus 16 angeordnet ist, ist zwischen einer ersten Position, die in 3a gezeigt ist, und einer zweiten Position, die in 3b gezeigt ist, beweglich. In der gezeigten Ausführungsform entsprechen die erste und die zweite Position jeweils unterschiedlichen Drehpositionen des Antriebselements 22 um die axiale Richtung z. Der Unterschied zwischen beiden Positionen ist in 3 durch einen Pfeil angezeigt. In der gezeigten Ausführungsform ist ein Unterschied zwischen der in 3a gezeigten ersten Position und der in 3b gezeigten zweiten Position ein Drehwinkel θ von etwa 45°. Wenn jedoch in anderen Ausführungsformen die erste und die zweite Position unterschiedliche Drehpositionen sind, kann der Winkel θ ein anderer Winkel sein, zum Beispiel ein Winkel von 90° oder von 180° (oder ein beliebiger anderer Winkel, der an den Bewegungsbereich des Deckelelements 24 angepasst ist). Wie in 3 schematisch gezeigt, wird, wenn das Antriebselement von der ersten Position von 3a in die zweite Position von 3b bewegt wird, indem es um den Winkel θ gedreht wird, der magnetische Abschnitt 22m entsprechend um einen Winkel θ gedreht. In anderen Ausführungsformen müssen die erste und die zweite Position nicht den Drehpositionen entsprechen und können einfach nur unterschiedliche Positionen des Antriebselements 22 sein, zum Beispiel unterschiedliche lineare Positionen oder unterschiedliche Positionen, die durch das Antriebselement 22 auf der Außenseite der Hauptkopplungsstruktur 12 eingenommen werden.
  • In der Draufsicht von 3 ist auch der Montageflansch 12p der Hauptkopplungsstruktur 12 gezeigt, der eine Mehrzahl von Öffnungen 12i umfasst, die zum Aufnehmen einer entsprechenden Mehrzahl von Schrauben konfiguriert sind, die zum Befestigen der Kopplungsvorrichtung 10 für optische Fasern an einer weiteren optischen Vorrichtung, insbesondere an einem Lasermodul, verwendet werden können.
  • 4 zeigt schematische Ansichten des Deckelelements 24. 4a zeigt eine perspektivische Ansicht, während 4b und 4c jeweils eine Seitenansicht und eine Draufsicht zeigen. Das Deckelelement 24, das in der gezeigten Ausführungsform ein Stück aus einem Kunststoff- oder einem Metallmaterial sein kann, umfasst einen axialen Abschnitt 24a und einen radialen Abschnitt 24r. Wie in 1 zu sehen ist, erstreckt sich der radiale Abschnitt 24r, wenn das Deckelelement 24 in dem Innenraum der Hauptkopplungsstruktur 12 der Kopplungsvorrichtung 10 für optische Fasern montiert ist, in der radialen Ebene (Richtungen x und y in 1) senkrecht zu der axialen Richtung (Richtung z in 1), d. h. senkrecht zu dem axialen Kanal 14, während sich der axiale Abschnitt 24a in der axialen Richtung, d. h. parallel zu dem axialen Kanal 14, erstreckt. In der gezeigten Ausführungsform sind der axiale Abschnitt 24a und der radiale Abschnitt 24r stoffschlüssig miteinander verbunden und sind im Wesentlichen senkrecht zueinander.
  • Der axiale Abschnitt 24a des Deckelelements 24 umfasst an seinem obersten Abschnitt, wie in 4a zu sehen ist, einen magnetischen Abschnitt 24m, der ein ferromagnetisches Material umfasst. Wie in 1 zu sehen ist, ist, wenn das Deckelelement 24 in der Vorrichtung 10 montiert ist, der magnetische Abschnitt 24m an einer nächsten axialen Position in Bezug auf das Antriebselement 22 angeordnet, nur getrennt von dem Antriebselement 22 durch den trennenden Abschnitt der Hauptkopplungsstruktur 12, d. h. durch eine Dicke von etwa 1 mm. Ferner ist das Antriebselement 22 so konfiguriert, dass der magnetische Abschnitt 22m des Antriebselements 22, wie in der Querschnittsansicht von 1 zu sehen ist, den magnetischen Abschnitt 24m des Deckelelements 24 vertikal überlappend angeordnet ist, wodurch eine magnetische Wechselwirkung zwischen dem Deckelelement 24 und dem Antriebselement 22 erzeugt wird.
  • Wie in den verschiedenen Ansichten von 4 zu sehen ist, weist der radiale Abschnitt 24r eine im Wesentlichen längliche Form auf, die sich in der radialen Richtung senkrecht zu der axialen Richtung erstreckt, in der sich der axiale Abschnitt 24a erstreckt (d. h. sich im Wesentlichen in der x-Richtung in der Querschnittsansicht von 1 erstreckt). Der radiale Abschnitt 24r umfasst eine Erweiterung, die eine im Wesentlichen kreisförmige Form bildet, die dazu konfiguriert ist, als ein Verschlussabschnitt 26 des Deckelelements 24 zu wirken. Der Verschlussabschnitt 26 weist einen Durchmesser d auf, der in 4c angegeben ist, der einen Durchmesser des axialen Kanals 14 der Hauptkopplungsstruktur 12 überschreitet. Folglich ist der Verschlussabschnitt 26 dazu geeignet, einen Querschnitt des axialen Kanals 14 vollständig zu überlappen, so dass das Deckelelement 24 den axialen Kanal mittels des Verschlussabschnitts 26 vollständig verschließen kann.
  • 5 zeigt zwei schematische Querschnittsansichten der Vorrichtung 10 von 1, die der Querschnittsebene BB' entsprechen, die einer axialen Schließposition entspricht. Das Deckelelement 24 ist zwischen einer offenen Position, die in 5a dargestellt ist, und einer geschlossenen Position, die in 5b dargestellt ist, beweglich. In der geschlossenen Position, die in 5b gezeigt ist, schließt das Deckelelement 24 den axialen Kanal 14. Insbesondere ist das Deckelelement 24 derart angeordnet, dass der Verschlussabschnitt 26 einen Querschnitt des axialen Kanals 14 vollständig überlappt. In der offenen Position, die in 5a gezeigt ist, ist der axiale Kanal 14 durch das Deckelelement 24 vollständig freigelegt. Insbesondere überlappt der Verschlussabschnitt 26 den Querschnitt des axialen Kanals 14 nicht.
  • Das Deckelelement 24 ist in Bezug auf die Hauptkopplungsstruktur 12 um einen Schwenkpunkt 27 schwenkbar. Der Schwenkpunkt 27 ist von dem axialen Kanal 14 radial versetzt angeordnet, wie in 5 zu sehen ist. Das Deckelelement kann an der Hauptstruktur 12 am Schwenkpunkt durch ein beliebiges Befestigungsmittel, wie beispielsweise eine Schraube, einen Bolzen oder dergleichen, befestigt sein.
  • Wie in 5 veranschaulicht, kann das Deckelelement 24 zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position durch Schwenken um den Schwenkpunkt 27 bewegt werden. Zu diesem Zweck ist ein Führungsschlitz 18 zum Führen der Bewegung des Deckelelements 24 innerhalb der Hauptkopplungsstruktur 12 in der axialen Richtung ausgebildet. In einer axialen Querschnittsebene, die der in 1 dargestellten xz-Ebene entspricht, erstreckt sich der Führungsschlitz 18 gerade vertikal in der axialen Richtung z. Der axiale Abschnitt 24a des Deckelelements 24 ist innerhalb des Führungsschlitzes 18 aufgenommen. In einer Querschnittsebene senkrecht zur axialen Richtung, beispielsweise in der in 5 gezeigten Querschnittsebene BB', weist der Führungsschlitz 18 ein Profil auf, das um den Drehpunkt 27 gekrümmt oder bogenförmig ist, so dass, wenn er sich entlang des gekrümmten Profils des Führungsschlitzes 18 bewegt, der axiale Abschnitt 24a des Deckelelements 24 eine entsprechende Bewegung des radialen Abschnitts 24 um den Drehpunkt 27 induziert.
  • Eine solche Bewegung des axialen Abschnitts 24a des Deckelelements 24 entlang des Führungsschlitzes 18 kann durch das Antriebselement 22 mittels der magnetischen Kopplung zwischen dem magnetischen Abschnitt 22m des Antriebselements 22 und dem magnetischen Abschnitt 24m des Deckelelements 24 angetrieben werden.
  • Das Antriebselement 22 und das Deckelelement 24 sind magnetisch gekoppelt, so dass, wenn das Antriebselement in der in 3a gezeigten ersten Position ist, das Deckelelement 24 in der in 5a gezeigten offenen Position ist, und so dass, wenn das Antriebselement 22 in der in 3b gezeigten zweiten Position ist, das Deckelelement 24 in der in 5b gezeigten geschlossenen Position ist.
  • Beginnend mit dem Antriebselement in der in 3a gezeigten zweiten Position, wenn das Antriebselement 22 in die in 3b gezeigte zweite Position bewegt wird, treibt die magnetische Wechselwirkung zwischen dem magnetischen Abschnitt 22m und dem magnetischen Abschnitt 24m, beim Drehen des Antriebselements 22 entsprechend um den Winkel θ, den axialen Abschnitt 24a durch den Trennabschnitt der Hauptkopplungsstruktur 12 hindurch magnetisch mit, der dann von einem Ende 18b des Führungsschlitzes 18 (vgl. 5a) zu dem gegenüberliegenden Ende 18a des Führungsschlitzes 18 vorrückt, wodurch bewirkt wird, dass der radiale Abschnitt 24r des Deckelelements 24 von der offenen Position (vgl. 5a) in die geschlossene Position (vgl. 5b) schwenkt.
  • Der Führungsschlitz 18 kann als ein innerer Hohlraum im Inneren der Hauptkopplungsstruktur 12 ausgebildet sein, der es dem axialen Abschnitt 24a des Deckelelements 24 ermöglicht, sich durch diesen zu bewegen. Wie in 1 zu sehen ist, kann die Hauptkopplungsstruktur auch einen weiteren inneren Hohlraum 17 umfassen, der in einer radialen Ebene ausgebildet ist, durch den sich der radiale Abschnitt 24r des Deckelelements 24 zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position bewegen kann.
  • Ein Weg des Führungsschlitzes 18 in der xy-Ebene, der in 5 veranschaulicht ist, muss nicht identisch dem Winkelweg entsprechen, dem das Antriebselement folgt, das in 3 gezeigt ist. Das Design des Deckelelements 24 kann entsprechend angepasst sein.
  • Während eines Kopplungsvorgangs, bei dem ein optischer Faserverbinder an die Kopplungsvorrichtung 10 für optische Fasern gekoppelt wird, indem er an dem Kopplungsmechanismus 16 befestigt wird, kann das Antriebselement 22 in der zweiten Position bleiben, die in 3b gezeigt ist, sodass das Deckelelement in der geschlossenen Position bleibt, die in 5b gezeigt ist, und der axiale Kanal 14 durch den radialen Abschnitt 24r des Deckelelements 24 geschlossen bleibt, wie in 1 schematisch gezeigt. Dies verhindert, dass kontaminierende Partikel, beispielsweise durch mechanischen Erosion während des Kopplungsvorgangs entstehende Schmutzpartikel, durch den axialen Kanal 14 und anschließend durch das zweite axiale Ende 14b gelangen und weitere optische Komponenten erreichen, die der Vorrichtung 10 nachgeschaltet sind.
  • Wie in 5 schematisch gezeigt, sind ein erster und ein zweiter Grenzwertsensor 19a, 19b jeweils am ersten und zweiten Ende 18a, 18b des Führungsschlitzes 18 angeordnet und mit einer Steuereinheit 65 verbunden. Wenn das Deckelelement 18 die offene Position (5a) oder die geschlossene Position (5b) erreicht, aktiviert der axiale Abschnitt 24a einen jeweiligen der Grenzwertsensoren 19a, 19b, wodurch die Steuereinheit 65 erkennt, dass das Deckelelement 24 seine endgültige offene bzw. geschlossene Position erreicht hat.
  • Wie in 1 und 4 dargestellt, ist eine Ausnehmung 25 in dem Verschlussabschnitt 26 auf einer Oberfläche des radialen Abschnitts 24r des Deckelelements 24 ausgebildet, die dem ersten axialen Ende 14a zugewandt ist und von dem zweiten axialen Ende 14b abgewandt ist, d. h. in der schematischen Ansicht von 1 nach oben gewandt ist. Die Ausnehmung 25 kann mit einem Klebematerial wie Silikon beschichtet sein. Daher werden, wenn sich das Deckelelement 24 in der geschlossenen Position befindet (vgl. 5b), potenziell kontaminierende Partikel, die den axialen Kanal 14 in Abwesenheit des Deckelmechanismus 20 durchdringen würden, in der Ausnehmung 25 gesammelt und erreichen das zweite axiale Ende 14b nicht. Die Schmutzpartikel werden daher daran gehindert, weitere optische Vorrichtungen zu erreichen, die der Vorrichtung 10 nachgeschaltet sein können. In der in 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist die Ausnehmung 25 eine flache Ausnehmung mit einer gleichmäßigen Tiefe in Bezug auf eine obere Oberfläche und/oder eine untere Oberfläche des radialen Abschnitts 24r. Jedoch kann die Ausnehmung in anderen Ausführungsformen auch eine ungleichmäßige Tiefe aufweisen, beispielsweise ein konkaves Profil.
  • Sobald der Kopplungsvorgang abgeschlossen ist und das Risiko einer Kontamination durch die Umgebung oder durch mechanischen Erosion während des Kopplungsvorgangs selbst nicht mehr hoch ist, kann der axiale Kanal 14 durch Drehen des Antriebselements 22 in die in 3a gezeigte erste Position geöffnet werden, was bewirkt, dass das Deckelelement 24 in die in 5a gezeigte offene Position schwenkt, in der der axiale Kanal 14 durch das Deckelelement 24 vollständig freigelegt ist. Der axiale Kanal 14 wird dann freigegeben und ermöglicht ein optisches Koppeln von Licht durch diesen. Dies stellt einen kontaminationssicheren Kopplungsvorgang sicher.
  • Insbesondere übt die magnetische Kraft zwischen dem Antriebselement 22 und dem Deckelelement 24 eine vertikale Kraft auf das Deckelelement 24 aus, was zu einer dichten Abdichtung des axialen Kanals 14 durch den Schließabschnitt 26 des Deckelelements 24 führt. In der schematischen Querschnittsansicht von 1 ist diese magnetische Kraft in der z-Richtung nach oben gerichtet.
  • 6 zeigt eine schematische Querschnittsansicht, ähnlich der in 1 gezeigten Ansicht, die eine Kopplungsvorrichtung 10 für optische Fasern nach verwandten Ausführungsformen der Erfindung zeigt. Die meisten der Merkmale der in 6 gezeigten Vorrichtung 10 sind Merkmale, die identisch sind oder zumindest den jeweiligen Merkmalen entsprechen, die oben für die in 1 gezeigte Ausführungsform ausführlich beschrieben wurden, und werden der Kürze halber nicht erneut beschrieben. Solche Merkmale sind in der in 6 gezeigten Ausführungsform unter Verwendung derselben Bezugszeichen angegeben, die in 1 verwendet werden. Die obigen beispielhaften Beschreibungen für die in den 2 bis 5 gezeigten Komponenten gelten auch für die in 6 gezeigte Ausführungsform.
  • Die in 6 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass die Hauptkopplungsstruktur 12 der in 6 gezeigten Ausführungsform einen ersten Strukturkörper 12 und einen zweiten Strukturkörper 12b umfasst, die lösbar aneinander angebracht sind, beispielsweise mittels Schrauben, und unterschiedlichen axialen Abschnitten der Hauptkopplungsstruktur 12 entsprechen. Ein erster axialer Abschnitt entspricht dem ersten Strukturkörper 12a, an dem das Antriebselement 22 angeordnet ist, und der einen ersten axialen Abschnitt des axialen Kanals 14 und den Führungsschlitz 18 umfasst, der den axialen Abschnitt 24a des Deckelelements 24 aufnimmt. Der radiale Abschnitt 24r ist an der Schnittstelle zwischen dem ersten Strukturkörper 12a und dem zweiten Strukturkörper 12b angeordnet, wobei ein Hohlraum 17 zwischen dem ersten und dem zweiten Strukturkörper 12a, 12b ausgebildet ist, um den radialen Abschnitt 24r aufzunehmen und ihm zu ermöglichen, sich zwischen der offenen und der geschlossenen Position zu bewegen. Somit ist es möglich, auf den Innenraum der Hauptkopplungsstruktur 12 zuzugreifen, beispielsweise um das Deckelelement 24 auszutauschen oder zu reinigen, indem der erste und der zweite Strukturkörper 12a, 12b gelöst werden, wodurch der Innenraum der Hauptkopplungsstruktur 12 zugänglich gemacht wird. Die Befestigung zwischen dem ersten und dem zweiten Strukturkörper 12a, 12b ist vorzugsweise derart, dass der Innenraum der Hauptkopplungsstruktur 12 in Bezug auf die Außenseite davon dicht ist.
  • In der Ausführungsform von 6 ist auch ein Abdeckelement 40 gezeigt, das zum Schließen des axialen Kanals 14 am ersten axialen Ende 14a verwendet werden kann, beispielsweise zum Schützen des Innenraums des axialen Kanals 14 während Wartungsaufgaben, Nichtbetriebszeit, Transport oder Lagerung der Vorrichtung 10.
  • Die in 6 gezeigte Vorrichtung 10 unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Vorrichtung 10 ferner dadurch, dass sie ein Verriegelungselement 30 umfasst, das um den axialen Kanal 14 und den Kopplungsmechanismus 16 zwischen dem axialen Kanal 14 und dem Antriebselement 22 auf derselben Außenseite der Hauptkopplungsstruktur 12 angeordnet ist, auf der das Antriebselement 22 angeordnet ist. Das Verriegelungselement 30 ist zum Verriegeln eines optischen Faserverbinders (in 6 nicht gezeigt) konfiguriert, wenn der optische Faserverbinder mit dem Kopplungsmechanismus 16 der Vorrichtung 10 gekoppelt ist.
  • Das Verriegelungselement 30 ist in einer verriegelten Konfiguration und in einer entriegelten Konfiguration konfigurierbar. In der in 6 gezeigten Ausführungsform kann das Verriegelungselement zwischen der verriegelten Konfiguration und der entriegelten Konfiguration gedreht werden und implementiert einen Bajonettmechanismus zum Verriegeln und Entriegeln des optischen Faserverbinders 50. Das Antriebselement 22 ist eingerichtet, um sich zwischen der ersten Position und einer zweiten Position zu bewegen, wenn sich der Bajonettmechanismus des Verriegelungselements 30 zwischen der verriegelten Konfiguration und der entriegelten Konfiguration bewegt. Wohlbemerkt kann das Verriegelungselement in anderen Ausführungsformen andere Arten von Mechanismen implementieren, wie etwa einen Schnappmechanismus oder einen Gewindemechanismus.
  • Ferner ist das Verriegelungselement 30 durch einen mechanischen Aktuator 22a mit dem Antriebselement 22 mechanisch gekoppelt. Das Verriegelungselement weist eine Mehrzahl von Kerben 30n auf und der mechanische Aktuator 22a ist konfiguriert, um in eine der Kerben 30n zu passen. Aufgrund des mechanischen Aktuators 22a sind das Antriebselement 22 und das Verriegelungselement 30 derart konfiguriert, dass, wenn sich das Verriegelungselement 30 in der verriegelten Konfiguration befindet, in der das Verriegelungselement den optischen Faserverbinder in Position verriegelt, sich das Antriebselement in der in 3a gezeigten ersten Position befindet, sodass sich das Deckelelement 24 in der in 5a gezeigten offenen Position befindet. Wenn sich das Verriegelungselement 30 in der entriegelten Konfiguration befindet, in der das Verriegelungselement 30 den optischen Faserverbinder entriegelt, der dann frei von dem Kopplungsmechanismus 16 befestigt oder gelöst werden kann, befindet sich das Antriebselement 22 in der in 3b gezeigten zweiten Position und das Deckelelement 24 befindet sich entsprechend in der in 5b gezeigten geschlossenen Position.
  • Wohlbemerkt muss die Verbindung oder Kopplung zwischen dem Verriegelungselement 30 und dem Antriebselement 22 kein mechanischer Aktuator 22a sein und kann jede funktionelle Verbindung sein, die die Beziehung zwischen der verriegelten und entriegelten Konfiguration des Verriegelungselements 30 und der ersten und zweiten Position des Antriebselements 22 gemäß der Erfindung implementiert. Die Kopplung zwischen dem Verriegelungselement 30 und dem Antriebselement 22 kann zum Beispiel eine magnetische Kopplung in anderen verwandten Ausführungsformen sein.
  • 7 veranschaulicht ein Beispiel einer Kopplungsvorrichtung 11 für optische Fasern, die gemäß dem QBH-Kopplungsstandard konfiguriert ist, das viele auf dem Markt verfügbare Vorrichtungen implementieren. 7a zeigt eine herkömmliche Vorrichtung 11, die keinen Deckelmechanismus nach der vorliegenden Erfindung umfasst. Ein optischer Faserverbinder 50 ist mit der Hauptstruktur 12 der Vorrichtung 11 gekoppelt und durch das sich drehende Verriegelungselement 30 durch einen entsprechenden Bajonettmechanismus in Position verriegelt.
  • 7b zeigt dieselbe Vorrichtung, aber nachdem sie angepasst wurde, um gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu arbeiten, indem sie ein Deckelelement, das zwischen einem ersten Strukturkörper 12a und einem zweiten Strukturkörper 12b montiert ist (das Deckelelement ist in der Außenansicht von 7b nicht sichtbar) und ein Antriebselement 22, das außen auf dem ersten Strukturkörper 12a um das Verriegelungselement 30 und um den axialen Kanal 14 (in der Figur nicht gezeigt) angeordnet ist, durch den Laserlicht von dem optischen Faserverbinder 50 mit der Vorrichtung 10 gekoppelt wird, enthält.
  • Wie in 7b zu sehen ist, weist das Verriegelungselement 30 eine Mehrzahl von Kerben 30n auf. Das Antriebselement 22 ist mechanisch mit dem Verriegelungselement 30 mittels eines mechanischen Aktuators 22a gekoppelt, der als ein vertikaler Verlängerungsarm des Antriebselements 22 umgesetzt ist, der einen radialen Vorsprung aufweist, der sich radial nach innen erstreckt und in eine der Kerben 30n des Verriegelungselements 30 passt. Aufgrund der mechanischen Kopplung, die durch den mechanischen Aktuator 22a implementiert ist, kann das Antriebselement 22 einer Bewegung des Verriegelungselements 30 folgen, so dass sich das Antriebselement 22 entsprechend zwischen der ersten und zweiten Position bewegt, wenn sich das Verriegelungselement 30 zwischen der verriegelten und der entriegelten Konfiguration bewegt.
  • 8 zeigt eine schematische Querschnittsseitenansicht eines Lasermoduls 60 nach einer Ausführungsform der Erfindung, das eine Kopplungsvorrichtung 10 für optische Fasern umfasst, die an einem Gehäuse 61 des Lasermoduls 60 durch den Montageflansch 12p befestigt ist, beispielsweise unter Verwendung von Schrauben oder dergleichen. In dem Lasermodul 60 wirkt die Kopplungsvorrichtung 10 für optische Fasern als ein Verbindungsanschluss oder Eingangsanschluss, durch den ein Laserstrahl 70 von einer optischen Faser 52 in das Lasermodul 60 durch die Kopplungsvorrichtung 10 für optische Fasern bereitgestellt werden kann. Die optische Faser 52 ist optisch mit der Kopplungsvorrichtung 10 für optische Fasern mittels eines optischen Faserverbinders 50 gekoppelt, der mit dem Kopplungsmechanismus 16 der Kopplungsvorrichtung 10 für optische Fasern gekoppelt ist.
  • Die Funktion der Kopplungsvorrichtung 10 für optische Fasern besteht nicht nur darin, Laserlicht von der optischen Faser 52 in das Lasermodul 60 zu koppeln, sondern ferner auch darin, als ein Kollimator für optische Fasern zu wirken, da sie eine Kollimationslinse 69 umfasst, die am zweiten axialen Ende 14b des axialen Kanals 14 der Kopplungsvorrichtung 10 für optische Fasern angeordnet ist und zum Kollimieren des Laserstrahls 70 konfiguriert ist. Somit ist, der Laserstrahl 70, wenn er in das Lasermodul 60 eintritt, ein kollimierter Laserstrahl.
  • Innerhalb des Gehäuses 61 umfasst das Lasermodul 60 einen Satz von beweglichen und festen Linsen 62 zum Vorfokussieren des Laserstrahls 70 sowie einen x-Spiegel 64a, der beweglich ist, um den Laserstrahl 70 in der x-Richtung abzulenken, und einen y-Spiegel 64b, der beweglich ist, um den Laserstrahl 70 in der y-Richtung abzulenken. Das Lasermodul 60 kann ferner eine geeignete Steuerelektronik (nicht gezeigt) zum Steuern der Bewegung der optischen Linsen 62 und des Spiegels 64a, 64b umfassen.
  • Nachdem er durch die optischen Linsen 62 und den beweglichen Spiegel 64a, 64b fokussiert und ausgerichtet wurde, verlässt der Laserstrahl 70 das Innere des Lasermoduls 60 durch ein optisches Fenster 66 des Lasermoduls 60. Das optische Fenster 66 kann beispielsweise ein Deckglas sein oder umfassen. Der Laserstrahl 70 erreicht dann ein Werkstück 80, das auf einem Arbeitsfeld 82 angeordnet ist, und bearbeitet das Werkstück 80 laserbearbeitet, beispielsweise während einer additiven Fertigungsbearbeitung des Werkstücks 80.
  • Obwohl bevorzugte Ausführungsbeispiele in den Zeichnungen und der vorhergehenden Beschreibung im Detail gezeigt und spezifiziert sind, sollten diese als rein beispielhaft und nicht als die Erfindung einschränkend betrachtet werden. Es wird in dieser Hinsicht angemerkt, dass nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele gezeigt und spezifiziert sind und alle Variationen und Modifikationen geschützt werden sollten, die gegenwärtig oder in der Zukunft innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung liegen, wie er in den Ansprüchen definiert ist.

Claims (24)

  1. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern (10), die Folgendes umfasst: eine Hauptkopplungsstruktur (12), die Folgendes umfasst: einen axialen Kanal (14), der sich durch die Hauptkopplungsstruktur (12) von einem ersten axialen Ende (14a) zu einem zweiten axialen Ende (14b) erstreckt, einen Kopplungsmechanismus (16) zum Koppeln eines Verbinders für optische Fasern (50) daran, wobei der Kopplungsmechanismus (16) axial an dem ersten axialen Ende (14a) des axialen Kanals (14) angeordnet und so konfiguriert ist, dass, wenn ein Verbinder für optische Fasern (50) daran gekoppelt ist, Licht von dem Verbinder für optische Fasern (50) durch den axialen Kanal (14) übertragen werden kann; und einen Deckelmechanismus (20) zum Öffnen und Schließen des axialen Kanals (14), der Folgendes umfasst: ein Antriebselement (22), das zumindest teilweise auf einer Außenseite der Hauptkopplungsstruktur (12) angeordnet ist, wobei das Antriebselement (22) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beweglich ist; und ein Deckelelement (24), das zumindest teilweise innerhalb der Hauptkopplungsstruktur (12) angeordnet und daran beweglich befestigt ist, wobei das Deckelelement (24) zwischen einer geschlossenen Position, in der das Deckelelement (24) den axialen Kanal (14) verschließt, und einer offenen Position, in der das Deckelelement (24) den axialen Kanal (14) freilegt, beweglich ist, wobei das Deckelelement (24) mit dem Antriebselement (22) magnetisch gekoppelt ist, so dass, wenn sich das Antriebselement (22) in der ersten Position ist, das Deckelelement (24) in der offenen Position ist, und wenn das Antriebselement (22) in der zweiten Position ist, das Deckelelement (24) in der geschlossenen Position ist.
  2. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach Anspruch 1, wobei das Deckelelement (24) strukturell unabhängig von dem Antriebselement (22) ist.
  3. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Antriebselement (22) vollständig auf einer Außenseite der Hauptkopplungsstruktur (12) angeordnet ist und das Deckelelement (24) vollständig innerhalb der Hauptkopplungsstruktur (12) angeordnet ist.
  4. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich ein Abschnitt der Hauptkopplungsstruktur (12) zwischen dem Antriebselement (22) und dem Deckelelement (24) erstreckt.
  5. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Innenraum der Hauptkopplungsstruktur (12), in dem das Deckelelement (24) angeordnet ist, von der Außenseite der Hauptkopplungsstruktur (12), auf der das Antriebselement (22) angeordnet ist, dicht isoliert ist.
  6. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Deckelelement (24) einen axialen Abschnitt (24a), der sich in der axialen Richtung erstreckt, und einen radialen Abschnitt (24r), der sich senkrecht zu der axialen Richtung erstreckt, aufweist, wobei das Deckelelement (24) durch den axialen Abschnitt (24a) mit dem Antriebselement (22) magnetisch gekoppelt ist und wobei das Deckelelement (24) den axialen Kanal (14) mit dem radialen Abschnitt verschließt oder freilegt.
  7. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Deckelelement (24), insbesondere ein axialer Abschnitt (24a) davon, axial von dem Antriebselement (22) 5 mm oder weniger, vorzugsweise 1 mm oder weniger, getrennt ist, insbesondere durch einen trennenden Abschnitt der Hauptkopplungsstruktur (12).
  8. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Deckelelement (24) einen Verschlussabschnitt (26) aufweist, der dazu konfiguriert ist, einen Querschnitt des axialen Kanals (14) vollständig zu überlappen, so dass der Verschlussabschnitt (26) den Querschnitt des axialen Kanals (14) vollständig abdeckt, wenn das Deckelelement (24) in der geschlossenen Position ist.
  9. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach Anspruch 8, wobei in dem Verschlussabschnitt (26) eine Ausnehmung (25) ausgebildet ist, wobei die Ausnehmung (25) in der geschlossenen Position des Deckelelements (24) dem Innenraum des axialen Kanals (14) in Richtung des ersten axialen Endes (14a) zugewandt ist und von dem zweiten axialen Ende (14b) abgewandt ist.
  10. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Verschlussabschnitt (26) ein Klebematerial umfasst.
  11. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hauptkopplungsstruktur (12) einen Führungsschlitz (18) zum Führen einer Bewegung eines Abschnitts des Deckelelements (24), insbesondere des axialen Abschnitts (24a), umfasst, wobei der Führungsschlitz (18) vorzugsweise ein gekrümmtes oder bogenförmiges Profil um einen Drehpunkt des Deckelelements aufweist.
  12. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner einen oder mehrere Grenzwertsensoren (19a, 19b) umfasst, die dazu eingerichtet sind, zu erkennen, wenn das Deckelelement die geschlossene Position erreicht oder in dieser ist und/oder die offene Position erreicht oder in dieser ist.
  13. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Antriebselement (22) zwischen der ersten Position und der zweiten Position drehbar ist, insbesondere um den axialen Kanal (14).
  14. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Deckelelement (24) zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position in Bezug auf die Hauptkopplungsstruktur (12) um einen Schwenkpunkt schwenkbar ist, wobei der Schwenkpunkt von dem axialen Kanal (14) radial versetzt ist.
  15. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Antriebselement (22) um den axialen Kanal (14) angeordnet ist und/oder ringförmig ist.
  16. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hauptkopplungsstruktur (12) einen ersten Strukturkörper (12a) und einen zweiten Strukturkörper (12b) aufweist, der an dem ersten Strukturkörper (12a) lösbar angebracht oder anbringbar ist, wobei das Antriebselement (22) auf einer Außenfläche des ersten Strukturkörpers (12a) angeordnet oder anordenbar ist und wobei das Deckelelement (24), insbesondere ein radialer Abschnitt (24r) davon, axial zwischen dem ersten Strukturkörper (12a) und dem zweiten Strukturkörper (12b) angeordnet oder anordenbar ist.
  17. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kopplungsvorrichtung für optische Fasern (10) ferner ein Abdeckelement (40) zum Verschließen des axialen Kanals (14) am ersten axialen Ende umfasst.
  18. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kopplungsvorrichtung für optische Fasern (10) ferner Folgendes umfasst: ein Verriegelungselement (30) zum Verriegeln des Verbinders für optische Fasern (50), wenn der Verbinder für optische Fasern (50) mit dem Kopplungsmechanismus (16) gekoppelt ist, wobei das Verriegelungselement (30) in einer verriegelten Konfiguration, in der das Verriegelungselement (30) den Verbinder für optische Fasern (50) verriegelt, und in einer entriegelten Konfiguration, in der das Verriegelungselement (30) den Verbinder für optische Fasern (50) entriegelt, konfigurierbar ist, wobei das Antriebselement (22) mit dem Verriegelungselement (30) derart gekoppelt ist, dass sich das Antriebselement (22) in der ersten Position befindet, wenn sich das Verriegelungselement (30) in der entriegelten Konfiguration befindet, und sich das Antriebselement (22) in der zweiten Position befindet, wenn sich das Verriegelungselement (30) in der verriegelten Konfiguration befindet.
  19. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach Anspruch 18, wobei das Antriebselement (22) mit dem Verriegelungselement (30) mechanisch gekoppelt ist.
  20. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Verriegelungselement (30) zwischen der verriegelten Konfiguration und der entriegelten Konfiguration drehbar ist.
  21. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei das Verriegelungselement (30) einen Bajonettmechanismus, einen Gewindemechanismus und/oder einen Schnappmechanismus zum Verriegeln und Entriegeln des Verbinders für optische Fasern (50) umfasst.
  22. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Antriebselement (22) einen mechanischen Aktuator (22a, 29) zum mechanischen Betätigen des Antriebselements (22) und/oder zum mechanischen Koppeln des Antriebselements (22) mit einer weiteren beweglichen Komponente der Kopplungsvorrichtung für optische Fasern, insbesondere mit dem Verriegelungselement (30), umfasst.
  23. Kopplungsvorrichtung für optische Fasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kopplungsvorrichtung für optische Fasern (10) ein Kollimator für optische Fasern ist und eine Kollimationslinse (69) zum Kollimieren von Laserlicht umfasst, das von dem Verbinder für optische Fasern (50) durch den axialen Kanal (14) übertragen wird.
  24. Lasermodul (60) zur Laserbearbeitung eines Werkstücks (80), das mindestens eine Kopplungsvorrichtung für optische Fasern (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst, wobei mindestens ein Laserstrahl durch die mindestens eine Kopplungsvorrichtung für optische Fasern (10) in das Lasermodul eintritt, wobei das Lasermodul (60) ferner mindestens ein Laserablenksystem (62, 64a, 64b) zum Ablenken des mindestens einen Laserstrahls (70) zur Laserbearbeitung des Werkstücks (80) umfasst.
DE112022001306.0T 2021-03-01 2022-02-25 Kontaminationssichere optische Kopplungsvorrichtung Pending DE112022001306T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21160033.3 2021-03-01
EP21160033.3A EP4053609A1 (de) 2021-03-01 2021-03-01 Kontaminationssichere optische kopplungsvorrichtung
PCT/EP2022/054794 WO2022184579A1 (en) 2021-03-01 2022-02-25 Contamination-safe optical coupling device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112022001306T5 true DE112022001306T5 (de) 2023-12-28

Family

ID=74853554

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE22712821.2T Pending DE22712821T1 (de) 2021-03-01 2022-02-25 Kontaminationssichere optische kopplungsvorrichtung
DE112022001306.0T Pending DE112022001306T5 (de) 2021-03-01 2022-02-25 Kontaminationssichere optische Kopplungsvorrichtung

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE22712821.2T Pending DE22712821T1 (de) 2021-03-01 2022-02-25 Kontaminationssichere optische kopplungsvorrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240151920A1 (de)
EP (2) EP4053609A1 (de)
CN (1) CN116868101A (de)
DE (2) DE22712821T1 (de)
WO (1) WO2022184579A1 (de)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4633872A (en) * 1983-11-08 1987-01-06 Hgm, Incorporated Laser optical delivery apparatus
JPH08125615A (ja) * 1994-10-20 1996-05-17 Fujitsu Ltd レーザ光漏洩防止装置
US6918905B2 (en) * 2002-03-21 2005-07-19 Ceramoptec Industries, Inc. Monolithic irradiation handpiece
US7883276B2 (en) * 2008-10-14 2011-02-08 Sonosite, Inc. Optical transmission coupling

Also Published As

Publication number Publication date
DE22712821T1 (de) 2022-11-03
EP4302144A1 (de) 2024-01-10
EP4053609A1 (de) 2022-09-07
US20240151920A1 (en) 2024-05-09
CN116868101A (zh) 2023-10-10
WO2022184579A1 (en) 2022-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006050235B4 (de) Kamerasystem zum Überwachen eines Raumbereichs
DE112011103677B4 (de) Ionenätzvorrichtung
EP2508393B1 (de) Vorrichtung mit einer Kameraeinheit
EP1179988A1 (de) Laryngoskop
DE19938142A1 (de) Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten
DE4326309C1 (de) Vorrichtung zum Transport von Wafermagazinen
EP1646902A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur untersuchung chemischer und/ oder biologischer proben sowie objektivaufsatz
EP0156231A2 (de) Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken durch einen Energiestrahl hoher Leistungsdichte, insbesondere einen Laserstrahl eines CO2-Lasers
DE202014102322U1 (de) Vorrichtung zum spanenden Bearbeiten eines Werkstücks
EP2511040A1 (de) Kassette zur Halterung einer Optik in einem Laserbearbeitungskopf mit einer transparenten Schutzvorrichtung
DE112022001306T5 (de) Kontaminationssichere optische Kopplungsvorrichtung
EP3754328B1 (de) Vorrichtung zum justieren und wechseln von strahlfängern
EP0289693B1 (de) Wechselobjektiv für eine Laufbild-Filmkamera
EP3001675B1 (de) Kameraeinheit zum überwachen eines raumbereichs
WO2006037532A1 (de) Objektivwechsler für stereomikroskop
EP3300823B1 (de) Verfahren und bearbeitungssystem zur herstellung einer toleranzausgleichsscheibe
EP1324093B1 (de) Einrichtung zur Aufbewahrung und zum Transport von optischen Bauelementen
EP1279985B1 (de) Vorrichtung zur Bildaufnahme eines in einem Mikroskop projizierten Bildes
EP3405981B1 (de) Modular aufgebaute optoelektronische vorrichtung
DE3922817A1 (de) Nockenring fuer einen objektivtubus und verfahren zum herstellen des nockenrings
DE1797448A1 (de) Wechselobjektiv
DE102020201558A1 (de) Vorrichtung zur Reinigung einer Plasma-Strahlungsquelle
EP3813351A1 (de) Streulichtblende für ein kinematografisches kamerasystem
WO2019072637A2 (de) Schaltbare strahlteilervorrichtung
DE102021132880A1 (de) Kraftfahrzeugkamera mit Ausrichthilfe