DE2363986C3

DE2363986C3 -

Info

Publication number: DE2363986C3
Application number: DE19732363986
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 8031 Puchheim Haeder; Kurt 8000 Muenchen Pohl; Wolfgang Ing.(Grad.) 8192 Geretsried Prechtl; Guenther Ing.(Grad.) 8000 Muenchen Weis
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-12-21
Filing date: 1973-12-21
Publication date: 1980-03-27
Also published as: DE2363986B2; GB1490235A; DE2363986A1; DK661474A; JPS5098339A; JPS5817928B2; FR2255618A1; NL180788C; FR2255618B1; LU71528A1; NL7416619A; BE823688A; NL180788B; IT1027671B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Element zum dauerhaften Verbinden von Lichtleiterfasern durch Einpressen der Faserenden in einen Körper mit mindestens einem länglichen Hohlraum mit dreieckförmigem Querschnitt. Ein Lichtwellenleiter weist z. B. einen Kern aus optisch leitendem Material und einen diesen Kern umgebenden Mantel aus optisch leitendem Material auf, dessen Brechungsindex geringer ist als derjenige des Kernmaterials. Es sind auch sogenannte Gradientenleiter für die Übertragung von Lichtwellen bekannt, bei denen der Wert des Brechungsindexes vom Kern zur äußeren Mantelschicht kontinuierlich, insbesondere nach bestimmten Funktionsverläufen auf einen bestimmten Wert abnimmt. Da solche Lichtwellenleiter einerseits mit den Endgeräten, z. B. mit Sendern, Empfängern, Regeneratoren, usw. und andererseits untereinander verbunden werden müssen, sind geeignete Verbindungen erforderlich, die den Lichtwellenübergang bei möglichst niedriger Dämpfung ermöglichen. Zu diesem Zweck ist schon eine Reihe von Anordnungen bekannt

Aus der FR-PS 21 73 123 ist ein Verfahren zum Verbinden zweier Lichtwellenleiter bekannt, nach welchem eine Hülse, in der die Lichtwellenleiter stumpf aneinanderstoßend liegen, in eine Rille gedrückt wird, um die Hülse auf die Lichtwellenleiter zu pressen und diese Lichtwellenleiter dadurch auszurichten und miteinander zu verbinden. Hierzu dient eine aus einer Platte mit einer oder mit mehreren dreieckförmigen Rinnen und aus einer Deckplatte mit ebener Fläche bestehende Vorrichtung. Die die Lichtwellenleiterenden aufnehmenden Hülsen werden in die Rinne der Platte gelegt und durch Herunterklappen der Deckplatte zusammengepreßt Die mittels der Hülse verbundenen Faserenden werden dann der Vorrichtung entnommen. Da die hierbei verwendeten Hülsenmaterialien nur kalt verformt werden, federn die Hülsen nach ihrer Entnahme aus der Vorrichtung ein wenig in ihre Ausgangsform zurück. Diese Rückfederungen sind zwar absolut genommen gering, gemessen an den Abmessungen der Lichtwellenleiter aber doch relativ groß. Infolge dieser Rückfederung der Hülse wird es möglich, daß die exakte Ausrichtung der Lichtwellenleiterenden aufeinander verlorengeht und das im Lichtwellenleiter geführte Licht an der Übergangsstelle stark gedämpft wird.

Die Lichtwellenleiter besitzen aufgrund ihrer Herstellungsverfahren und der verwendeten Materialien sowie aus Übertragungstechnischen Gründen eine verhältnismäßig kleine Apertur, die eine sehr exakte axialparallele und versetzungsfveie Ausrichtung der miteinander zu koppelnden Lichtwellenleiterenden bedingt So kann der Kopplungswirkungsgrad schon auf etwa 50% abfallen, wenn eine Versetzung der beiden Achsen der Lichtweiienleiterenden entsprechend dem Radius des Kerns einer Lichtwellenleiterader erfolgt Bei den geringen Werten des Kerndurchmessers aber werden solche Abweichungen schon bei geringer. Unexaktheiten von Verbindungselementen erreicht. Hohe Verluste treten auch auf, wenn die Achsen der miteinander zu verbindenden Lichtwellenleiter bereits um einen kleinen Winkel gegeneinander geneigt sind. Hierbei treten nicht nur Verluste infolge von Abstrahlungen von Lichtenergie aus dem Lichtwellenleiter, sondern auch Verluste infolge von Modeumwandlungen auf. Da sich eine Übertragungsstrecke aus vielen Fertigungslängen von Kabeln zusammensetzt und dementsprechend viele Verbindungen notwendig sind, kommt es sehr darauf an, den Dämpfungswert einer Verbindung möglichst niedrig zu halten.

Das Verbinden zweier Lichtwellenleiter-Fasern ist somit ein technologisches Problem, das darin besteht, die geforderte Genauigkeit für die gegenseitige Lage der Lichtwellenleiterenden zu erreichen.

Die optischen Wellenleiter besitzen im allgemeinen einen sehr geringen Durchmesser, der in der Größenordnung einiger μΐη liegen kann. Es leuchtet ein, daß aneinanderzukoppelnde Lichtwellenleiter verhältnismäßig genau aufeinander ausgerichtet werden müssen, um eine möglichst verlustarme Kopplung zu erzielen. Die Verkopplung der Lichtwellenleiter soll aufgrund von Untersuchungen so erfolgen, daß die Enden der beiden miteinander zu verbindenden Glasfasern an allen Punkten der Stirnflächen innerhalb eines Zylinders von der Länge / < 25 μπι liegen. Die seitliche Abweichung der Achsen der miteinander zu verkoppelnden Lichtwellenleiter muß kleiner als ΙΟμίη sein, während die Winkelabweichung der Achsen kleiner als 1° sein soll. Die geforderten Werte sind durch die bekannten Einrichtungen nicht erreichbar.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, ein Verbindungselement für Lichtwellenleiter zu schaffen, das ohne besonderen Aufwand mit hoher Präzision herstellbar ist, und die optische Kopplung der Lichtwellenleiterenden möglichst dämpfungsarm ermöglicht. Die gestellte Aufgabe wird bei dem Verbindungselement der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß gelöst durch einen ersten Teil, der mindestens eine V-förmige Rinne aufweist, einen

zweiten Teil, der die Rinne bzw. die Rinnen im ersten Teil mit ebener Fläche abschließt, und einen dritten Teil, der die beiden ersten Teile dauernd zusammendrückt Durch die unmittelbare Einklemmung der Lichtwelienleiter in die V-förmige Rinne (Prismenführung) derart, daß die Stirnflächen der miteinander zu verbindenden Lichtwellenleiter möglichst nahe aneinander zu liegen kommen, werden die Lichtwellenleiterenden sehr exakt aufeinander ausgerichtet Der öffnungswinkel der Nuten beträgt ca. 90°. Die Verbindung nach der Erfindung gestattet es, die Lichtwelienleiter ohne Justierung und ohne zusätzlichen Meßaufwand unter Einhaltung der angegebenen Toleranzen miteinander zu verkoppeln. Achsversetzungen oder Achsknickungen sind infolge der unmittelbaren Führung der Lichtwellenleiterfasern in den V-förmigen Rinnen und infolge des Fehlens rückfedernder Bindeglieder nicht möglich.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert

Bei dem in F i g. 1 gezeigten Element ist aer erste Teil als halbzylindrisches Formteil I ausgebildet; in dieses ist eine Dreiecksrinne 2 eingearbeitet die vorzugsweise einen öffnungswinkel von ca. 90° und eine dem Glasfaserdurchmesser entsprechende Tiefe aufweist. Die im ersten Teil befindliche Rinne 2 wird durch den zweiten Teil 3 des Elementes mit ebener Fläche abgeschlossen. Die in Deckung gebrachten halbzylindrischen Formteile 1 und 3 werden durch den dritten Teil zusammengedrückt und zwar durch Aufschrumpfen einer Schlauchmuffe 4. Dadurch werden die Glasfasern 5 in die Rinne 2 gepreßt und in ihr festgehalten.

Das in F i g. 2 in Vorderansicht und Draufsicht dargestellte Verbindungselement besteht aus einem ersten Teil, nämlich aus der Platte 6 mit parallel eingearbeiteten Dreiecksrinnen 2 mit einem öffnungswinkel von ca. 90° und mit einer Rinnentiefe entsprechend dem Glasfaserdurchmesser und aus einem zweiten Teil, nämlich aus zwei Druckleisten 7 und 8 mit aufgeklebten Gummiplatten 9, versehen mit zwei zylindrischen Senkungen 10, in denen je eine Druckfeder U eingesetzt ist. Die Druckfedern sind so eingestellt, daß sich die Glasfasern 12 zügig in die Rinnen 2 (Prismenführung) einfädeln lassen. Ist eine Reihe mit Glasfasern bestückt, werden diese durch Anziehen von zwei Zylinderschrauben 13 mittels der Gummiplatte 9 festgeklemmt In gleicher Weise werden der Reihe nach die anzukoppelnden Glasfasern 14 eingefädelt und durch die zweite Druckleiste 8 arretiert Wegen der Unebenheiten an den Bruchflächen können die Glasfaserenden nicht beliebig nahe aneinandergebracht werden. Durch Eintauchen einer der beiden Faserenden in eine Immersionsflüssigkeit kompensieren sich die geometrischen Abweichungen an den Bruchflä-

Ui chen.

Auch die in den Fig.3 und 4 gezeigten Elemente beruhen auf dem Prinzip der Prismenführung, !n einem ersten Teil, nämlich im Formstück 15 sind Dreiecksrinnen 2 mit zugeordneten Bohrungen 16 eingearbeitet

ι^r, Die Fasern 12 und 14 werden durch diese Bohrungen in die Dreiecksrinnen eingefädelt In der Mitte des Formstücks ist eine Quernut 17 vorhanden, die als Reservoir für die Immersionsflüssigkeit 18 dient Beim Einbringen der Faserenden stoßen diese im Bereich der

.»ο Quernut aneinander und koppeln über die Immersionsflüssigkeit miteinander. Die Blattfedern 19 halten die Glasfasern 12 und 14 in ihrer Lage fest Zur Fixierung insbesondere der Enden der Lichtwellenleiter dient gemäß der Darstellung in Fig.3 der zweite Teil des

_"■. Verbindungselements, nämlich die Deckleiste 20 mit dem Gummibelag 21. Wie in F i g. 4 gezeigt kann die Deckleiste 20 auch mittels eines Exzenters 22 fixiert werden. Die Gummiplatte 21 klemmt die Lichtwellenleiter 12 und 14 ein und dichtet gleichzeitig auch das

in Immersionsreservoir 18 ab.

Glasfasern, die wegen Bruchgefahr mit einem Kunststoffmantel 23 umgeben sind, werden mit einer Klemmvorrichtung, ähnlich wie in Fig.4 dargestellt, z. B. mit Federstreifen 19 gehalten. Die Zugentlastung

i, erfolgt durch gefiederte Düsen 24 oder 25, die beim Zurückziehen des Lichtwellenleiters verhaken können. Hierdurch wird der Glasfaser-Lichtleiter an der Einführungsbohrung 16 des Formstückes 15 mechanisch abgefangen. Anstelle dieser Federformen können auch

4Ii Schraub- und Bajonettverschlüsse angewandt werden.

F i g. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung der in den Fig.3 und 4 dargestellten Klemmleisten, jedoch ohne Deckleiste 20.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Element zum dauerhaften Verbinden von Lichtleiterfasern durch Einpressen der Faserenden in einen Körper mit mindestens einem länglichen Hohlraum mit dreieckförmigem Querschnitt, gekennzeichnet durch einen ersten Teil, der mindestens eine V-förmige Rinne aufweist, einen zweiten Teil, der die Rinne bzw. die Rinnen im ersten Teil mit ebener Fläche abschließt, und einen dritten Teil, der die beiden ersten Teile dauernd zusammendrückt

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil ein halbzylindrischer Körper mit einer Längsrinne und der zweite Teil ein diesen Körper zylindrisch ergänzenden Körper ist.

3. Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Teil eine Schiauchmuffe aus schrumpfbarem Material zum Zusammendrücken der beiden halbzylindrischen Körper ist

4. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Teil durch federelastische Elemente zum Eindrücken der Lichtleiterfasern in die Rinnen gebildet ist.

5. Element nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Teil eine mit einer Schicht aus elastischem oder plastischem Material bedeckte Druckleiste ist.

6. Element nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise in der Mitte der Längserstreckung der Rinne bzw. Rinnen quer zu diesen verlaufende Nut zur Aufnahme einer Immersionsflüssigkeit.