DE19532805A1 - Verbindung optischer Fasern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine stirnseitige Verbindung einer ersten optischen Einzelfaser mit mindestens zwei weiteren optischen Einzelfasern.

Bei der Signalleitung in optischen Fasern ist es mitunter notwendig, eine Verbindung von einer Faser auf mehrere insbesondere zwei Fasern zu bewerkstelligen. Wenn beispielsweise Signale zwischen zwei Sender/Empfänger- Einheiten über eine einzelne Faser übertragen werden sollen, so muß die einzelne Faser in der Nähe der Sender/Empfänger-Einheiten in jeweils zwei Fasern übergehen, da sowohl der Sender als auch der Empfänger separate Bauteile mit jeweils einem Ein- bzw. Ausgang sind.

Um eine optische Faser in zwei Fasern mit gleichen Durchmesser aufzuteilen ist es bekannt, die Enden der zwei Fasern parallel zusammenzuführen und sie mit ihrer Stirnfläche auf die Stirnfläche einer als Mischzylinder ausgebildeten Faser mit mindestens dem doppelten Durchmesser aufzusetzen. Auf die andere Stirnfläche des Mischzylinders ist die einzelne Faser aufgesetzt. In diesen Mischzylinder tritt beispielsweise das Licht durch die eine Faser ein und leuchtet den Zylinder aus. Mit verminderter Intensität tritt das Licht in die beiden gegenüberliegenden Fasern und wird zum Sender bzw. zum Empfänger geführt.

Um eine ausreichende Homogenisierung des Lichtes in dem Mischzylinder herbeizuführen, muß dieser von einer gewissen Länge sein. Bei einem Faserdurchmesser von einem Millimeter liegt die Länge des Mischzylinders bei einigen Zentimetern.

Der Gebrauch eines solchen Mischzylinders hat den Nachteil, daß es bei der Kopplung eines Leiters mit zwei Fasern und eines Leiters mit einer Faser zu mindestens vier Faserübergängen kommt. An jedem dieser Faserübergänge treten Dämpfungen der Intensität und durch Reflexion bedingte Änderungen der spektralen Verteilung auf. An den Faserübergängen kommt es zusätzlich zu Verlusten der Intensität, da die Stirnflächen des Mischzylinders nicht optimal mit Stirnflächen der Fasern bedeckt sind.

Zudem ist ein Kopplungsstück mit einem Mischzylinder aufwendig in der Herstellung und daher unverhältnismäßig teuer. Bei alltäglichen Anwendungen können daher die billigen elektrischen Leiter nicht durch Lichtleiter ersetzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Konstruktion zur zuverlässigen und kostengünstigen Verbindung zweier optischer Leiter mit einer unterschiedlichen Zahl optischer Fasern zu schaffen.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Die erfindungsgemäße Verbindung hat den großen Vorteil, daß es als billiger Massenartikel hergestellt werden kann. Damit werden für die Lichtleitertechnik neue Einsatzgebiete, beispielsweise in der Computerbranche geschaffen. So könnte die Leitung vom PC zum Drucker komfortabel mittels eines billig herstellbaren Lichtleiters geschehen.

Vorteilhafterweise wird die Verbindung zur Kopplung eines Faserpaares verwendet. Bei einem solchen Faserpaar werden die Enden der beiden Fasern parallel nebeneinander angeordnet. Es ist auch möglich, die beiden Fasern in einem Winkel zusammenzuführen und die gemeinsame Stirnfläche durch einen Schnitt, der vorzugsweise senkrecht zur Winkelhalbierenden vollführt wird, herzustellen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Verbindung ist der Durchmesser der Fasern des Faserpaares kleiner als der Durchmesser der Einzelfaser. Die Durchmesser werden im Hinblick auf einen möglichst geringen Intensitätsverlust optimiert.

Dabei ist es besonders kostengünstig, keine Glas- sondern Kunststoffasern zu verwenden. Kunststoffasern können im Gegensatz zu Glasfasern sehr viel billiger hergestellt, verarbeitet und bei der Montage einfacher geformt werden.

Zwei Kunststoffasern können bei der Vereinigung zweier Fasern durch radiale Kräfte so verformt werden, daß der gemeinsame Umfang nahezu kreisförmig ist und dem Durchmesser der Einzelfaser entspricht. Die sich berührenden Seiten liegen dabei plan aneinander. Durch eine derartige Verformung ist die höchste Flächenbelegung erreichbar. Durch die hohe Flächenbelegung ist eine große Lichtausbeute bei der Übertragung und damit ein geringer Verlust von Intensität sichergestellt. An den verformten Enden können die Fasern in eine gemeinsamen zylindrischen Führung einliegen.

Die erfindungsgemäße Verbindung kann in einer besonderen Ausführungsform als lösbare Steckverbindung ausgelegt sein. Dabei werden bei zusammengesetzter Steckverbindung die Stirnflächen des Faserpaares auf die Stirnfläche der Einzelfaser gelegt und unter einem geringen Anpreßdruck zusammengehalten.

Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindung wird die Zahl der Faserübergänge und damit die störenden Einflüsse reduziert. Statt der vorher beim 2 : 1 Übergang nötigen mindesten vier Faserübergänge sind erfindungsgemäß nur noch drei vorhanden. Die Mischung und Homogenisierung des Lichtes findet erfindungsgemäß nicht mehr in dem auf eine bestimmte Länge festgelegten Mischzylinder statt, sondern geschieht in den Fasern selber. Dadurch wird eine wesentlich effektivere Mischung erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht der Verbindung ,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Verbindung.

In der Fig. 1 ist eine erste optische Einzelfaser 4 und zwei weitere optische Einzelfasern 1 und 2 dargestellt. Die Einzelfasern sind Stränge aus transparentem Vollmaterial, insbesondere Kunststoff. Sie sind teilweise umgeben von einer Schicht Material 5, das einen niedrigeren optischen Brechungsindex aufweist. Die Enden der Fasern bilden jeweils eine plane Stirnfläche, die rechtwinklig zu der Längserstreckung der Faser ist. Die beiden weiteren Fasern 1 und 2 werden an ihren Enden parallel zusammengeführt. Die Stirnflächen der beiden weiteren Fasern 1 und 2 liegen auf der Stirnfläche der Einzelfaser 4 vorzugsweise in direktem Kontakt auf. Durch den Übergang der zwei Fasern auf die Einzelfaser in einer Ebene A-A entsteht eine Y-förmige Kopplung.

Die beiden weiteren Fasern 1 und 2 weisen einen etwas geringeren Durchmesser als die Einzelfaser 4 auf. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Enden der weiteren Fasern 1 und 2 so deformiert, daß ihre Stirnseiten den Querschnitt der Einzelfaser 4 möglichst ganz flächig abdecken und kein Licht durch noch vorhandene Zwischenräume entweichen kann. Der Durchmesser der weiteren Fasern 1 und 2 ist so gewählt, daß die gemeinsame Stirnfläche die Stirnfläche der Einzelfaser 4 möglichst gut abdeckt. Der Durchmesser der weiteren Fasern 1 und 2 kann von der Kopplungsstelle ausgehend zu den Enden hin zunehmen und den Standarddurchmesser der Einzelfaser 4 erreichen. Die weiteren Fasern sind von der Ummantelung 5 umgebenen.

Die Stelle des Übergangs der weiteren Fasern 1 und 2 auf die Einzelfaser 4 ist in einer einfachen Ausführungsform von einer Hülse 3 umgeben. Die Hülse 3 ist vorzugsweise aus Metall und auf die Faserübergang aufgewalzt oder aufgepreßt. Statt alle drei Fasern in der einteiligen Hülse 3 untrennbar zu vereinen, ist es vorteilhaft, sie an der Stelle des Übergangs lösbar aufeinander zu legen und die Hülse als zweiteiligen Stecker auszubilden. Dabei sind in einem Steckerteil die weiteren Fasern 1 und 2 zusammengefaßt, während das andere Steckerteil die Einzelfaser 4 umgibt.

Die Verbindung läßt sich besonders vorteilhaft zur Trennung von Ein- und Ausgangssignalen verwenden, die in der gemeinsamen Einzelfaser 4 verlaufen und durch die weiteren Fasern 1 und 2 in einen Empfänger gelangen bzw. aus einen Sender austreten.

Claims (10)

1. Stirnseitige Verbindung einer ersten optischen Einzelfaser (4) mit mindestens zwei weiteren optischen Einzelfasern (1, 2), dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche der ersten Einzelfaser (4) parallel und in unmittelbarer Nähe der weiteren Einzelfasern (1, 2) liegt.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche der ersten Einzelfaser (4) plan auf den Stirnflächen der mindestens weiteren Einzelfasern (1, 2) aufliegt.

3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Y- Kopplung bildet.

4. Verbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der weiteren Fasern (1, 2) kleiner als der Durchmesser der ersten Einzelfaser (4) ist.

5. Verbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Fasern (1, 2) und die Einzelfaser (4) zu ihrer Längsachse senkrechte Stirnflächen aufweisen.

6. Verbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Fasern (1, 2) und die Einzelfaser (4) aus transparentem Kunststoff sind.

7. Verbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Fasern (1, 2) an den Enden verformt sind und zusammen eine nahezu kreisförmige Stirnfläche bilden.

8. Verbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Fasern (1, 2) und die Einzelfaser (4) an der Übergangsstelle von einer gemeinsamen Hülse (3) umgeben sind.

9. Verbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Fasern (1, 2) in einem Teil einer Steckverbindung zusammenlaufen und die Einzelfaser (4) von dem anderen Teil der Steckverbindung umgeben ist.

10. Verbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, zur Verwendung als Y-Koppler zur Trennung von Ein- und Ausgangssignalen.