DE2363987A1 - Verfahren zur verbindung von lichtwellenleitern - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den 2 1. OEZ. 1973

Berlin und München Witteisbacherplatz

73/6750

Verfahren zur Verbindung von Lichtwellenleitern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung von Lichtwellenleitern, z.B. Glasfasern, untereinander oder mit Geräten, z.B. mit einem Sender oder Empfänger. Ein Liehtwellenleiter 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 Verbindungsanordnungen erforderlich, die den Lichtwellenübergang bei möglichst niedriger Dämpfung ermöglichen. Zu diesem Zweck ist schon eine Reihe von Anordnungen bekannt. So wird in der DAS 2 135 254 eine Verbindung einer lichtleitenden Glasfaser beschrieben, bei der die Enden der Kernfasern an der Verbindungsstelle verdickt sind und ein von der Mitte zum Rand stetig abfallendes Brechzahlprofil aufweisen. Bei einem anderen Koppelverfahren für mindestens zwei optische Wellenleiter werden die Wellenleiter in ein Kapillarrohr aus einem Glas mit einem Brechungsindex kleiner als derjenige der Wellenleiterbeschichtung bis zum gegenseitigen Nahekommen eingeschoben; der die Näherungszone umgebende Teil des Kapillarrohres wird erhitzt und dann ausgezogen, bis der Rohraußendurchmesser auf einen Wert im wesentlichen gleich dem Wellenleiterdurchmesser abnimmt. Die Wellenleiter werden innerhalb des Kapillarrohres möglichst nahe aneinander gebracht (DAS t 807 575).

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Die optischen Wellenleiter besitzen im allgemeinen einen sehr geringen Durchmesser, der in der Größenordnung einiger /um liegen kann. Es leuchtet ein, daß aneinanderzukoppelnde Lichtwellenleiter verhältnismäßig genau aufeinander ausgerichtet werden müssen, um eine möglichst verlustarme Kopplung zu erzielen. Unter Beachtung besonders dieser Forderung wird in der DOS 2 064 082 eine Anordnung beschrieben, bei der die Lichtleiterfaser in. eine Flüssigkeit getaucht ist, deren Brechungsindex gleich dem des Kerns der Faser ist. Bei einer praktischen Ausführungsform wird die Faser in ein Glasröhrchen, gesteckt, das konisch ausgezogen ist und eine Öffnung zum Durchführen der Faser hat, deren Durchmesser um einige/um größer ist als der Faserdurchmesser; das Glasröhrchen ist in eine Küvette eingesetzt, welche eine Immersionsflüssigkeit enthält. Ferner wird in der Zeitschrift AEÜ, Bd 26, 1972, Heft 6, Seiten 288 und 289 eine lösbare Steckverbindung für Einmode-Glasfaserlichtwellenleiter beschrieben, die von Hand ohne großen Justieraufwand bedient werden kann. Die Koppelvorrichtung besteht aus zwei versetzten Bohrungen zur Führung zweier Stifte, in denen die Glasfasern exzentrisch gehaltert sind. Durch entgegengesetztes Drehen der Stifte v/erden die Faserenden zueinander justiert. Die Anforderungen, die an die Justiergenauigkeit zu stellen sind, werden in diesem Aufsatz diskutiert, so z.B. die Auswirkungen des Versatzes der miteinander zu verbindenden Glasfasern zueinander oder des Winkels zwischen den beiden Faserachsen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, Lichtwellenleiter nichtlösbar miteinander derart zu verbinden, daß die Übergangsdämpfung möglichst gering ist.

Bei dem Verbindungsverfahren der eingangs beschriebenen Art wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung eines Glas-, Kunststoff- oder Metallröhrchens mit einem Bohrungsdurchmesser, der kleiner ist als der doppelte

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Durchmesser der Glasfaser, durch das Einführen der Wellenleiter von beiden Enden des Röhrchens her bis zur stirnseitigen Berührung, gegebenenfalls Erwärmen insbesondere des Glasröhrchens und Herstellung von, vorzugsweise um 120 versetzten, Eindrückungen am Röhrchen. Durch die in mehr oder weniger großer Breite sich auswirkenden Eindrückungen verringert sich der Durchmesser des Röhrchens und damit der Bohrung, so daß die Fasern aufeinander ausgerichtet werden, ohne daß die stirnflächige Berührung aufgehoben wird. Bei dem bekannten Koppelverfahren wird zwar ebenfalls eine Kapillarrohre benutzt, in welche die miteinander zu verbindenden Wellenleiter bis zur Berührung eingeschoben v/erden; bei diesem Verfahren wird jedoch das erhitzte Kapillarrohr ausgezogen, bis der Rohraußendurchmesser auf einen Wert im wesentlichen gleich dem Wellenleiterdurchmesser abnimmt. Bei dieser Art der Durchmesserverminderung besteht jedoch die Gefahr, daß auch die Wellenleiterenden auseinander gezogen V/erden und die ursprünglich vorhandene Berührung der Stirnflächen der Wellenleiter aufgehoben wird.

Die Verkuppelung soll so erfolgen, daß die Enden der beiden Glasfasern an allen Punkten der Stirnflächen innerhalb eines Zylinders von der Länge< 25/um liegen. Die seitliche Ab- . weichung der Achsen muß<+ 10/um, die Winkelabweichung der Achsen^i ,1 sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Wie in Fig.1 gezeigt, werden in ein rundes Glasröhrchen 1 von beiden Seiten Glasfasern 2 und 3 Ms zum gegenseitigen Nahekommen eingeschoben« Der Bohrungsdurchmesser des Glasröhrchens 1 zur Aufnahme der Glasfasern 2 und 3 ist so bemessen, daß er kleiner als der doppelte Durchmesser der

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Glasfaser ist.

Durch um 120° versetzte, in der Querschnittsdarstellung erkennbaren Eindrückungen 5 am erwärmten Glasröhrchen 1 wird der Durchmesser des Glasröhrchens bis zur Erzielung eines Formschlusses mit den Fasern verringert, wodurch die Fasern ausgerichtet und zentriert werden. Die Fixierung und Zugentlastung der Fasern kann vorteilhafterweise durch Kleben oder Kitten an den Einführungsstellen 4 erfolgen.

Nach Fig. 2 soll als Spleißteil ein Kapillarrohr 1 aus Metall verwendet werden. Die Einführungsstellen 4 können trichterförmig aufgeweitet sein, um ein leichtes Einfädeln der Fasern 2 und 3 zu ermöglichen. Die Zugentlastung erfolgt durch Vergußmasse. Die Verbindungen können von Hand oder maschinell hergestellt werden.

Für den praktischen Einsatz werden auch Glasfasern mit Kunststoffummantelung als Lichtwellenleitung benutzt. Um die für die Übertragung allein wirksame Glasfaser in das Spleißröhrchen einführen und in diesem Röhrchen zentrieren zu können, muß der die Glasfaser 2 und 3 umgebende Kunststoffmantel 6 an den Enden der Lichtwellenleitungen entfernt werden, wie dies in den Fig. 3 bis 6 gezeigt ist. Die Zentrierung und Ausrichtung der Glasfasern 2 und 3 geschieht durch Formschluß mittels Durchmesserverringerung im Kapillarrohr 1. Die Abfangung der kunststoffummantelten Fasern erfolgt durch Klemmung des Mantels 6 mittels Verformung der Buchsen 7, wie dies in Fig. dargestellt ist, oder durch Einkleben bzw. Vergießen in den Hülsen 8, wie in Fig. 4 gezeigt, oder durch Umpressen mit einer Muffe 9, wie aus Fig. 5 ersichtlich oder durch Aufschrumpfen eines Schlauches 10 gemäß der Darstellung nach Fig.6.

1 Patentanspruchj 6 Figuren

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Verfahren zur Verbindung von Lichtwellenleitern, z.B. Glasfasern, untereinander oder mit Geräten, z.B. mit einem Sender oder Empfänger, gek ennz ei chnet durch die Verwendung eines Glas-, Kunststoff- oder Metallröhrchens mit einem Bohrungsdurchmesser, der kleiner als der doppelte Durchmesser der Glasfaser ist, Einführen der Wellenleiter von beiden Enden des Röhrchens her bis zur stirnflächigen Berührung, gegebenenfalls Erwärmen insbesondere des Glasröhrchens und Herstellung von vorzugsweise um 120 versetzten Eindrückungen am Röhrchen.

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