DE2128118A1

DE2128118A1 - Verfahren zum Herstellen einer flexiblen, bildubertragenden, faserop tischen Leitung

Info

Publication number: DE2128118A1
Application number: DE19712128118
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung C03c 3 04 Antrag
Original assignee: American Optical Corp
Current assignee: Warner Lambert Technologies Inc
Priority date: 1970-07-02
Filing date: 1971-06-03
Publication date: 1972-01-13
Also published as: DE2128118C3; FR2097153B1; NL161116B; JPS557563B1; NL161116C; NL7108378A; DE2128118B2; FR2097153A1; US3669772A; GB1308745A

Description

PATENTANWALT D-1 BERLIN 33 22. Mai 1971

MANFRED MIEHE ^₁," Diplom-Chemiker Telegramme: PATOCHEM BERLIN

AO-2040 2 I 2 O I 1 US/02/1141

AMERICANOPTICAL CORPORATION

Southbridge, Mass. 01550,USA

Verfahren zum Herstellen einer flexiblen, bildübertragenden, faseroptischen Leitung

Es wird ein Verfahren für das praktisch vollständige Entfernen einer säurelöslichen Umkleidung von einem optischen Faserbündel geschaffen. Es wird ein mit einer säurelöslichen Umkleidung versehenes, kohärentes optisches Faserbündel mit einem säurefesten Überzug mit Ausnahme einer Fläche benachbart zu jedem Ende überzogen, und die sich ergebenden freiliegenden Flächen werden mit Säure ausgelaugt unter Entfernen der Gesamtmenge des säurelösliehen Glases hiervon, woduch eine flexible Fläche benachbart zu jedem Ende verbleibt. Die Fasern in diesen Flächen werden miteinander verschmolzen und halten dieselben somit in einem kohärenten Verhältnis. Die Enden des Bündels werden etwa von der Mitte der verschmolzenen Abschnitte entfernt, und der säurefeste Überzug wird sodann entfernt. Die vermittels Säure auslaugbare Umkleidung wird sodann von dem restlichen Teil des Bündels ausgelaugt, wodurch ein flexibles bildübertragendes Bündel verbleibt, das | miteinander verschmolzene, kohärente, gegenüberliegende Enden aufweist.

Der Erfindungsgegenstand liegt auf dem allgemeinen Gebiet der Fiberoptiken und bezieht sich insbesondere auf das Herstellen flexibler, faseroptischer Bildübertragungsanordnungen.

Ein faseroptisches, der Bildübertragung dienendes Bündel besteht aus einer Mehrzahl optischer Fasern, bei denen deren entsprechende gegenüberliegende Enden in einem kohärenten Verhältnis orientiert sind. Bei einem typischen Arbeitsgang zum Herstellen eines flexiblen, kohärenten, bildübertragenden Bündels wird jede einer Mehrzahl optischer Monofasern oder Multifasern mit einer Umkleidung aus einem säurelöslichen Glas versehen. Es wird eine Mehrzahl

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in dieser Weise überzogener Fasern in ein orientiertes Bündel gesammelt und in ein starres Bündel verschmolzen. Die Bündelenden werden mit einem säurefesten Überzug eingebettet, um'so die Orientierung bei den sich anschließenden Arbeitsgängen aufrechtzuerhalten. Die orientierten Bündel können erhitzt und gezogen und sodann einem Auslaugen mit Säure unterworfen werden. Durch das Auslaugen wird viel von dem säurelöslichen Glas aus den Zwischenräumen "zwischen den Pasern herausgelöst, wodurch das Bündel flexibel verbleibt. Das Auslaugen oder Ätzen beeinflußt jedoch nicht den säurelösliehen Überzug auf der Faser im Inneren der in Kunstharz eingebetteten Enden. Die Erfahrung hat gezeigt, daß das Aus- ^ laugen allgemein radial zu der Leitung erfolgt, und daß nach Ab-Schluß des Ätzvorganges ein Kegel aus nicht geätztem Glas an der Übergangszone benachbart zu den eingebetteten Enden des Bündels verbleibt. Wenn dieser Kegel groß ist, ergibt sich eine Schwächung des Bündels. Weiterhin trägt das säurelösliche Glas in dem Ende der Bündelfläche nicht zu der optischen Leistungsfähigkeit des Bündels bei, sondern bedingt tatsächlich eine Verschlechterung aufgrund des Beitrages zu der kein Bild übertragenden Fläche des Bildes.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine Arbeitsweise zum Herstellen eines flexiblen, kohärenten, eine Abbildung übertragenden Bündels dar, das praktisch kein restliches, säurelösliches Glas aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu dem Entfernen ™ des unerwünschten Glases aus jedem Ende dergestalt, daß der kohärente Charakter der Fasern aufrechterhalten wird, und das' säurefeste Glas wird weiterhin aus den Zwischenteilen des Bündels entfernt, so daß dasselbe flexible verbleibt. Die erfindungsgemäß erzielten Ergebnisse stellen eine wesentliche Verbesserung der Bildauflösefähigkeiten der bildübertragenden Bündel und eine strukturelle Verbesserung derselben dar, wodurch sich eine größere Widerstandsfähigkeit gegenüber Bruch ergibt.

Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, ein Verfahren für das Gewinnen eines verbesserten, fiberoptischen, bildübertragenden Bündels zu schaffen.

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Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Verbessern der Auflösung von flexiblen, bildübertragenden, fiberoptischen Bündeln zu schaffen.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, durch das die Menge an säurelöslichem Glas geringstmöglich gehalten wird, das sich in den flexiblen, bildübertragenden, fiberoptischen Bündeln findet.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines flexiblen, bildübertragenden Bündels zu schaffen, das verbesserte Bildauflöseeigenschaften besitzt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Querschnitt ausgeführte Ansicht im Seitenaufriß eines bildübertragenden, fiberoptischen Bündels in einem Zustand für das Ausführen eines ArbeiteSchrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 einen ähnlichen Seitenaufriß des Bündels nach Durchführen des genannten Verfahrensschrittes;

Fig. 3 einen Seitenaufriß des Bündels, wobei Teile der gegenüberliegenden Enden entfernt sind und vorbereitet für ein abschließendes Auslaugen;

Fig. 4 einen Seitenäufriß des sich ergebenden ausgelaugten, faseroptischen Bündels.

Die erfindungsgemäße Arbeitsweise besteht in dem selektiven Vorätzen und Behandeln von zwei Flächen benachbart zu den Enden der bildübertragenden, fiberoptischen Leitung vor dem abschließenden Ätzen oder Auslaugen derselben. Ein Bündel 10, siehe die Fig. 1, der bildübertragenden Fasern 10a weist einen säurefesten überzug 11a, lib und lic aus Kunststoff oder Wachs oder dgl. auf. Jede Faser ist in diesem Fall mit einer äußeren Umkleidung eines säurelösliehen Glases versehen und das Bündel auf die angestrebte Querschnittsgröße der abschließend heraus zu bildenden, flexiblen, bildübertragenden Vorrichtung erhitzt und heruntergezogen worden. Durch das Erhitzen und Ziehen werden die Fasern

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miteinander als ein starres, kohärentes Bündel verschmolzen, d.h.

ein Bündel, bei dem die entsprechenden gegenüberliegenden Enden der Fasern desselben ein identisches geometrisches Muster aufweisen.

Im Anschluß an das Ziehen und überziehen werden ungeschützte Flächen 12a und 12b zwischen den endständigen und mittleren überzügen des säurefesten Materials geätzt oder ausgelaugt nnter Entfernen des säurelöslichen Glases um alle Fasern in diesen Flächen herum. Die Flächen 12a und 12b können z.B. jeweils angenähert eine Länge von etwa 13 mm besitzen.

Dieser erste ÄtzVorgang führt zur Ausbildung von zwei etwas flexiblen Flächen, wobei das säurelösliche Glas über die mittleren und gegenüberliegenden Endteile des Bündels verbleibt, die die Faserorientierung aufrechterhalten. Die säurefesten überzüge 11a, 11b und lic werden sodann entfernt, und die Flächen 12a und 12b sind nunmehr frei von dem säurelöslichen verbindenden Glas und werden vermittels Erhitzen und Zusammendrücken verdichtet, wodurch sich ein Verschmelzen der Fasern 10a in diesen Flächen ergibt. Die Abschnitte 21a und 21b, siehe die Figur 2, stellen die verdichteten und verschmolzenen Flächen dar und die Abschnitte 22a, 22b und 22c sind die noch starren, nicht geätzten Abschnitte, bei denen säurelösliches Glas um die Fasern 10a herum vorliegt.

Es wurde gefunden, daß ein Druck von etwa 70 kg/cm bei einer Temperatur von angenähert ,600-650⁰C ausreichend ist, um ein vollständiges Verdichten- und Verschmelzen der Fasern in den Flächen 12a und 12b zu bewirken. ' '

Ein wahlweises Verfahren zum Zusammenbringen und Befestigen der Fasern in der angegebenen Lage besteht darin, Epoxykunstharz oder anderen Klebstoff auf die ausgelaugten Flächen 12a und 12b zu bringen und sodann ein Zusammendrücken der Fasern mit einem Material auszuführen, an dem äer Klebstoff oder das Epoxykunstharz nicht anhaftet. Ein hierfür geeignetes Material stellt PoIytetrafluoräthylen (Teflon) dar, das in Form eines eng um die Fasern gewickelten Bandes das zusammendrückende Material bilden kann. In jedem Falle sollte die Menge des auf die flexible Fläche aufgebrachten Klebstoffs oder Epoxykunstharzes so gewählt werden, daß lediglich eine sehr dünne Schicht desselben zwischen den Fasern nach dem Zusammendrücken verbleibt.

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Nachdem die Fasern verdichtet und aneinander entweder durch Verschmelzen oder Verkleben und Zusammendrücken befestigt worden sind, werden die gegenüberliegenden Enden der Faserndes Bündels in einer kohärenten Orientierung gehalten. Jedes der Bündelenden 22a und 22b kann sodann benachbart zu der Mitte der befestigten Abschnitte 21a und 21b längs der Linien 23a bzw. 23b abgeschnitten werden unter Entfernen der Enden 22a und 22b, die zwischen sich das säurelösliche, die Fasern verbindende Glas aufweisen. Hierdurch verbleibt das Bündel 10 mit den Enden 24a und 24b (siehe die Figur 3), wobei die freiliegenden Enden der Fasern 10a in einem festgelegten Verhältnis zueinander vorliegen.

Das Bündel 10 wird sodann in ein Säurebad eingeführt, das die |

säurelöslichen Glasüberzüge aus dem Bündel zwischen den gegenüberliegenden Enden 24a und 24b desselben entfernt, d.h. auslaugt. Hierdurch wird das fertige flexible Bündel erhalten, das über seine gewarnte Länge von dem säurelöslichen Glas befreit ist. Dieser zweite Auslaugvorgang stellt einen im wesentlichen herkömmlichen Arbeitsgang dar.. Die Enden des Bündels brauchen jedoch nicht eingebettet zu werden zwecks Aufrechterhalten der kohärenten Orientierung der Fasern, da die Fasern an diesen Enden nicht miteinander vermittels säurelöslichem Glas verbunden sind.

Das Ergebnis dieses zweiten Auslaugvorganges besteht in dem Entfernen des säurelöslichen, die Fasern verbindenden Glases in dem zwischengeordneten Bündelteil 22c, so daß dieser Teil ein flexibler £ Abschnitt der fertigen bildübertragenden Leitung wird.

Bei dem Verfahren stellt das Umkleiden der optischen Fasern mit einem säureauslaugbarem Glas eine allgemein bekannte Arbeitsweise dar, und eine Anzahl derartiger säureauslaugbarer Gläser ist ebenfalls bekannt. Das Auslaugen mit Säure wird in herkömmlicher Weise in wässrigen Salzsäure-und Schwefelsäurelösungen (gewöhnlich l-20%ige Lösungen) und bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis 65-7O°C ausgeführt. Auch stellt das Umkleiden und Herunterziehen der optischen Fasern als solches nichts neues dar.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

(IT) Verfahren zum Herstellen einer flexiblen, bildübertragenden Leitung aus optischen Fasern, gekennzeichnet durch die folgenden Arbeitsschritte:

a) Ausbilden eines kohärenten Bündels aus lichtleitenden Fasern, deren jede mit einem säurelöslichen Glas umkleidet ist;

b) Abdecken beider Enden und eines mitleren Teils des Bündels benachbart zu jedem Ende desselben;

c) Auslaugen des Bündels mit einer Säure unter Entfernen des säurelösliehen Glases aus den nicht abgedeckten Teilen;

d) Verdichten der Fasern in diesen Teilen in ein festliegendes kohärentes Verhältnis zueinander;

e) Entfernen des säurefesten Überzuges von den Enden und dem mittleren Teil des Bündels;

f) Hindurchschneiden durch das Bündel an etwa der mittleren Stelle jedes der verdichteten und miteinander festgelegten Teilen und

g) Auslaugen des mittleren Teils des Bündels mit einer Säure unter Entfernen des säurelöslichen Glases hiervon und Ausbilden eines in der Mitte flexiblen, faseroptischen Bündels, das vernichtete, kohärente, gegenüberliegende Enden aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichten ausgeführt wird vermittls Erhitzen und Zusammendrücken der Fasern unter Verschmelzen derselben miteinander.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e η nz e i c h -

net, daß das Erhitzen bei einer Temperatur von etwa 6OO-65O°C

2 und das Zusammendrücken unter einem Druck von angenähert 70 kg/cm ausgeführt wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichten dadurch ausgeführt wird/ daß ein Klebstoff auf die zunächst ausgelaugten Teile des Bündels um jede Faser herum aufgebracht und sodann die Fasern in diesen Teilen so zusammengedrückt werden, daß die Fasern eng benachbart zueinander in eine kohärente Orientierung innerhalb der zunächst ausgelaugten Teile festgelegt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Klebstoff Epoxykunstharz angewandt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaugen mit Salzsäure durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Teil des Bündels mit Säure ausgelaugt wird vermittels Eintauchen des gesamten Bündels in ein Säurebad ausreichend lange unter Entfernen des gesamten säurelöslichen Glases aus dem Bündel.

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