DE2314687A1

DE2314687A1 - Verbindungsvorrichtung fuer optische fasern

Info

Publication number: DE2314687A1
Application number: DE19732314687
Authority: DE
Inventors: Ralph Francis Trambarulo
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1972-03-29
Filing date: 1973-03-24
Publication date: 1973-10-04
Also published as: FR2178129A1; FR2178129B1; SE377388B; JPS4916442A; CA974804A; GB1425398A; US3734594A

Description

Western Electric Company, Incorporated Trambarulo, R.T»

New York, N.Y., V.St.A.

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Verbindungsvorrichtung für optische Fasern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden optischer Fasern.

Es besteht derzeit ein beträchtliches Interesse, die elektrische Fasern als Wellenleitern bei optischen Frequenzen in vielfach selber Weise zu verwenden, wie Drähte und metallische Wellenleiter bei niedrigeren Frequenzen verwendet werden. Wenn solche Fasern jedoch auf diese Art verwendet werden sollen, so besteht offensichtlich ein entsprechender Bedarf für eine schnelle, einfache und billige Vorrichtung, um Faserabschnitte während ihrer Verwendung miteinander zu verbinden.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Verbindung optischer Fasern in mechanisch fester und optisch wirksamer Weise.

Die Erfindung sieht eine Verbindungsvorrichtung für optische Fasern vor, die gekennzeichnet ist durch einen deformierbaren Kern mit einem Loch zur Aufnahme der zu verbindenen

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Fasern; ein Paar längs entgegengesetzten Seiten des Kerns angeordneter Druckplatten; und eine Vorrichtung zum Zuführen einer den Kern radial verformenden und dadurch die Fasern gleichzeitig ausrichtenden und mechanisch festlegenden Kraft.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsförm ist eine Verbindungsvorrichtung vorgesehen, die einen verformbaren, ringförmigen Kern aufweist, der zwischen einem Paar ringförmiger Druckplatten angeordnet ist. Die beiden zu verbindenden Fasern werden in entgegengesetzte Enden der Verbindungsvorrichtung eingeführt, und es wird auf die beiden Druckplatten in Längsrichtung ein Druck ausgeübt. Dies bewirkt, daß der Kern radial nach innen ausbeult und dadurch die beiden Fasern gleichzeitig ausrichtet und festlegt.

Es ist ein Vorteil der Ausführungsform, deß die Fasern einfach durch Wegnehmen des auf die Druckplatten wirkenden Druckes getrennt werden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin,-daß weder ein spezielles Gerät noch ein spezielles Verfahren zur Ausrichtung der Fasern erforderlich ist. Diese werden während des Ausrichtungsvorganges automatisch ausgerichtet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 einen Querschnitt einer Faserverbindungsvor-

richtung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausfüh-. rungsform;

Fig. 2 die Wirkung, die durch das Anlegen einer Längskraft an die Verbindungsvorrichtung der Fig. erzeugt wird;

Fig. 3 eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform;

Fig. 4 eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform als Verbindungsvorrichtung einer Mehrfachfaser·

Fig. 1 zeigt eine Verbindungsvorrichtung, die einen verformbaren Ringkern 10 und ein Paar ringförmiger Druckplatten und 12 aufweist, die jeweils an entgegengesetzten Seiten des Kerns 10 angeordnet sind. Ein typisches Kernmaterial kann Silikon-Kautschuk sein. Allgemein kann für diesen Zweck jedes stabile, nachgebige Material verwendet werden. Die Druckplatten andererseits werden vorzugsweise aus steifem Material wie Metall hergestellt.

Die Verbindungsvorrichtung ist mit einer Einrichtung zum Anlegen einer Längskraft an die Druckplatten 11 und 12 versehen. Dies ist symbolisch durch die entgegengesetzt gerichteten Teile 1, 2 und 3, 4 angedeutet. Die Wirkung des Anlegens dieser Kraft wird ausführlicher unten betrachtet.

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Das Loch in den Platten 11 und 12 und im Kern 10 ist bezüglich des Faserdurchmessers etwas überdimensioniert, so daß die Fasern leicht in die Verbindungsvorrichtung eingeführt werden können, wie es in Figo 1 angedeutet ist. Insbesondere Fig. 1 zeigt eine übertrieben dargestellte Situation, in welcher der Lochdurchmesser der Verbindungsvorrichtung so viel größer als der Faserdurchmesser ist,, daß die beiden Fasern 13 und 14 gegeneinander versetzt sind«, Bekanntlich nimmt,die Kopplungswirkung als Funktion der relativen axialen Verschiebung der beiden Fasern ab. Demgemäß erhält man die wirksamste Verbindung, wenn die Fasern koaxial ausgerichtet sind und in dieser Ausrichtung durch die Verbindungsvorrichtung gehalten werden. Im vorliegenden Fall geschieht das Ausrichten und Festlegen der Fasern automatisch^ wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

Um eine Verbindung herzustellen, werden die beiden Fasern in gegenüberliegende Enden der Verbindungsvorrichtung eingeführt, bis ihre jeweiligen Enden in Berührung sind. Wenn die Faserenden auch nicht optisch poliert zu sein brauchen, so ist doch zu bevorzugen, daß sie flach sind. Die Fasern können fest sein oder flüssige Kerne aufweisen. Auch bei Fasern mit festem Kern kann es vorteilhaft sein, einen Flüssigkeitstropfen mit einem anpassenden Brechungsindex auf eine

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oder beide Fasern zu geben, um sicherzustellen, daß an deren Verbindung keine Diskontinuitäten auftreten.

Um die Verbindung zu vervollständigen, wird eine Kraft F auf die Druckplatten gegeben, um den Kern 10 zu verformen. Besonders aufgrund der axialen Symmetrie der Verbindungsvorrichtung ergibt sich eine gleichförmige, radial Verschiebung des Kernmaterials nach innen, welche die beiden Fasern automatisch längs einer gemeinsamen Achse ausrichten. Zusätzlich tritt auch eine auf dem Zusammendrücken beruhende Längsverschiebung des Kernmaterials auf, welche die Fasern gleichzeitig zusammendrückt und eine feste, innige Berührung zwischen den Faserenden bewirkt. Schließlich werden die beiden Fasern durch das Zusammenwirken der radialen Verschiebung und des längsgerichteten Zusammendrückens des Kernmaterials in einer festen und sicher festgelegten Stellung gehalten, und es wird eine dichte Verbindung geschaffen. Dies hat den Vorteil, daß die Verbindung säuberlich freigehalten wird von Fremdstoffen, die andererseits den Kopplungswirkungsgrad herabsetzen könnten. Im Fall von Fasern mit flüssigem Kern hat die Dichtwirkung den zusätzlichen Vorteil, daß irgendein Entweichen der Faserkernflüssigkeit verhindert wird.

Die Verbindung wird solange aufrechterhalten, wie Kraft auf die Druckplatten ausgeübt wird. Wo eine dauerhafte Verbindung

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verlangt wird, wird die Verbindungsvorrichtung in ein geeignetes steifes Material eingekapselt. Wo eine weniger dauerhafte Verbindung verlangt wird, kann die Verbindungsvorrichtung zum zusätzlichen Schutz einfach eingehüllt werden. Im letzteren Fall können die Fasern dann zu einer späteren Zeit voneinander gelöst werden, indem die auf die Druckplatten wirkende Kraft aufgehoben wird.

Man möge sich folgendes klarmachen; Je größer der Unterschied zwischen dem Lochdurchmesser der Verbindungsvorrichtung und dem Faserdurchmesser ist, desto größer ist die zur Herstellung einer Verbindung benötigte Kraft» Demgemäß ist es vorteilhaft, diesen Unterschied klein zu machen. Je kleiner andererseits dieser Unterschied ist, um so schwieriger ist es, die Faser einzuführen. Um diese beiden gegensätzlichen Betrachtungen auf einen Nenner zu bringen, wird vorteilhafterweise ein abgeschrägtes Loch verwendet, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Diese zeigt eine Faserverbindungsvorrichtung mit abgeschrägte Öffnungen aufweisenden Druckplatten 31 und 32, wobei der Öffnungsdurchmesser D an den Außenflächen der Platten genügend groß sind, um die Faser 37 leicht einzuführen. Dieser Durchmesser verringert sich jedoch auf einen kleineren Durchmesser D, der dem Durchmesser des Kerns 30 gleich ist, an den Innenflächen der-Platten. Macht man den

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kleineren Durchmesser nur wenig größer als den Außendurchmesser der Fasern, so reicht eine sehr kleine radiale Versetzung des Kernmaterials zur Kopplung der Fasern aus. Somit ist nur eine sehr kleine äußere Kraft erforderlich. Wegen des größeren Durchmessers des Einführungslochs können die Fasern trotzdem leicht in die Verbindungsvorrichtung eingeführt werden.

Wenn auch die Erörterung aus praktischen Gründen auf einen Koppler für eine einzige Fassr gerichtet war, können alle optischen Übertragungssysteme aus Faserbündeln oder Faserkabeln hergestellt sein. Demgemäß zeigt die nun zu betrachtende Figur 4 einen Querschnitt einer Mehrfaserverbindungsvorrichtung. In dieser Ausführungsform umfaßt der Kern einen verformbaren inneren Teil 44, der mit einer Mehrzahl von Löchern mit praktisch gleichem Durchmesser versehen ist, der von einem steifen äußeren Haltering 48 umgeben ist. Gleichermaßen sind die Druckplatten 43 und 43' mit einer gleichen Anzahl von Öffnungen versehen, die mit den Kernlöchern fluchten. Vorteilhafterweise sind die Öffnungen in den Druckplatten abgeschrägt, von den inneren zu den äußeren Flächen im Durchmesser zunehmend, was das Einführen der Fasern in das Kernmaterial erleichtert, wie oben erklärt worden ist.

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Druck wird auf das Kernmaterial mit Hilfe eines mit einem Gewinde versehenen Ringes 42 ausgeübt, welcher die untere Druckplatte 43' berührt und mit einer mit einem Gewinde versehenen Mutter 49 in Eingriff ist, welche die obere Druckplatte 43 berührt. Ein Paar Ausuichtstifte 45 und 46, die in Löcher in den Druckplatten 43 und 43' eingeführt sind, und der Haltering 48 bringen die Faserlöcher in .den Druckplatten und im Kern zur Ausrichtung.■

Um die Fasern 41 und 41' eines Paares optischer Kabel 40 und 50 zu verbinden, weiden die Kabel durch die Öffnungen im Ring 42 und in der Mutter 49 eingeführt, und ihre äußeren Schutzhüllen werden abgestreift, so daß die einzelnen 'Fasern freigelegt sind. Nachdem die Fasern der beiden Kabel durch die Löcher in den beiden Druckplatten in den Kern eingeführt sind, wird Druck auf den Kern 44 ausgeübt durch Aufschraubens der Mutter 49 auf den Ring 42 und durch deren Festziehen. Das Festschrauben wird fortgesetzt, bis die Kernverformung ausreichend ist, um die Fasern auszurichten und deren Verbindung zu sichern.

Natürlich können verschiedene mechanische Modifikationen der oben beschriebenen Verbindungsvorrichtungen hergestellt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen lediglich als erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele aufzufassen sind.

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Claims

Patentansprüche

1. Verbindungsvorrichtung für optische Fasern, gekennzeichnet durch einen deformierbaren Kern (10) mit einem Loch zur Aufnahme der ztjverbindenen Fasern (13> 14); ein Paar längs entgegengesetzten Seiten des Kerns angeordneter Druckplatten (11, 12); und eine Vorrichtung (F) zum Zuführen einer den Kern radial verformenden und dadurch die Fasern gleichzeitig ausrichtenden und mechanisch festlegenden Kraft.

2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft parallel zur Faserrichtung auf die Platten wirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern eine Vielzahl Löcher zur Verbindung der Fasern (41, 41') eines Faserkabelpaares aufweist.

4. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet

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daß" das Kernloch einen gleichmäßigen Durchmesser aufweist.

5. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, . daß jede Druckplatte eine Öffnung mit einem äußeren Durchmesser (D) und einen kleineren, dem Kernlochdurchmesser gleich inneren Durchmesser (d) aufweist.

6. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 3, , dadurch gekennzeichnet., daß die Durchmesser der Kernlöcher gleichmäßig sind, daß jede Druckplatte eine gleiche Vielzahl von mit den Kernlöchern ausgerichteten Löchern aufweist, und daß der Lochdurchmesser in jeder Druckplatte von einem ersten, den Kernlöchern gleichen Durchmessern an der Innenfläche auf einen zweiten, größeren Durchmesser an der Außenfläche zunimmt.

7. Verbindungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 ,

dadurchgekennz eich net, daß der Kern unter Verwendung von Silikon-Kautschuk hergestellt ist.

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