DE2422841C3 - Koppelanordnung zur Verbindung von Nachrichtenübertragungsleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert

In F i g. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Koppelanordnung dargestellt. Mit 10 und 11 sind Endstücke von dielektrischen Wellenleitern S bezeichnet, die sich im Bereich der Koppelanordnung einander gegenüberstehen. Erfindungsgemäß ist das Koppelende des Wellenleiters 10 kegelstumnfförmig ausgebildet Das kegelstumpfförmig ausgebildete Endt des Lichtleiters 10 greift innerhalb der Koppelanordnung in eine dem Kegelstumpf angepaßte Ausnehmung im Bereich des Koppelendes des Lichtleiters 11 ein. Mit 12 ist ein Kapillarrohr bezeichnet, in das die Enden der Lichtleiter 10 und 11 eingeschoben werden. An die Ausführung dieses Kapillarrohrs werden keine besonders hohen Anforderungen gestellt. Der Innendurchmesser des Kapillarrohrs 11 muß nur so groß gewählt werden, daß beim Einschieben der Lichtleiter 10 und 11 in dieses Kapillarrohr der vorstehende kegelstumpfförmig ausgebildete Ansatz des Lichtleiters 10 von der im Ende des Lichtleiters 11 angeordneten Ausnehmung erfaßt wird. Bei weiterer Annäherung der Lichtleiterenden erfolgt durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ihrer Endstücke eine selbsttätige Ausrichtung der eigentlich lichtführenden Kernbereiche. Um Reflektionsverluste innerhalb der Koppelstelle zu reduzieren, kann vor dem Zusammenfügen der Lichtleiterenden ein geeignetes Immersionsöl mit entsprechendem Brechungsindex in die Koppelstelle eingebracht werden. Eine derartige Koppelanordnung kann als lösbare Koppelanordnung ausgebildet werden, indem nur einer der Lichtleiter, beispielsweise der Lichtleiter 11 mit dem Kapillarrohr fest verklebt wird. Der andere Lichtleiter 10 wird ohne Verklebung in das Kapillarrohr 12 eingeführt. Falls erforderlich, kann der Lichtleiter 10 durch eine in F i g. 1 nicht dargestellte Klemmvorrichtung mit dem Kapillarrohr 12 verbunden werden. Eine einfache Auftrennung der Lichtleiterverbindung ist dann möglich. Zur Herstellung einer festen Verbindung können natürlich beide Lichtleiterenden nach Zusammenführung im Bereich der Koppelanordnung mit dem Kapillarrohr fest verklebt werden. Auch eine direkte Verklebung der Faserstirnflächen (also ohne Kapillarrohr) ist möglich.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgeinäßen Koppelanordnung besteht darin, daß sie sich auf besonders einfache Weise sehr kostengünstig herstellen läßt. Einige wesentliche Verfahrensschritte zur Herstellung der Koppelanordnung sind in den F i g. 2, 3 und 4 dargestellt. Die Figuren zeigen jeweils Teilstücke von Lichtleitfasern, die aus einem Kernbereich 20 und ajs einem Mantelbereich 21 bestehen. Ausgegangen wird jeweils von einem Lichtleiter, der durch einfaches Abbrechen im Verlauf der Bruchstelle eine nahezu plan verlaufende Oberfläche erhalten hat (F i g. 2a, 3a, 4a). Der Lichtleiter besteht aus einem Kernbereich 20 und aus einem Mantelbereich 21. Kernbereich und Mantelbereich haben einen unterschiedlichen Brechungsindex. Dies wird im allgemeinen durch eine unterschiedliche Zusammensetzung des üchtleitermaterials im Kern- und Maptelbereich erreicht Beispielsweise kann der Mantelbereich 21 aus reinem Quarzglas bestehen, während der Kernbereich 20 Quarzglas mit geeigneten Dotierungszusätzen enthält Das Endteil des Lichtleiters wird einer Ätzlösung ausgesetzt Durch Auswahl eines geeigneten Ätzmittels kann erreicht werden, daß auf Grund ihrer unterschiedlichen Zusammensetzung entweder der Mantelbereich 21 des Lichtleiters oder der Kernbereich

20 bevorzugt vom Ätzmittel abgetragen werden. Geeignete, selektiv wirkende Ätzmittel sind aus Herstellungsverfahren der Halbleitertechnik bekannt Es wurde gefunden, daß nach Eintauchen eines Lichtleiterendes in ein Ätzmittel, das bevorzugt den Mantelbereich

21 angreift ein kegelstumpfförmiger Ansatz 22 (Fig.2b) zurückbleibt, der aus Kernmaterial 20 besteht Andererseits entsteht bei der Einwirkung eines selektiv auf das Kernmaterial wirkenden Ätzmittels im Bereich des Endes des Lichtleiters eine Ausnehmung 23 (F i g. 2c) mit einer ebenfalls kegelstumpfförmig ausgebildeten Begrenzungsfläche. Für den Fall, daß geeignete selektiv wirkende Ätzmittel nicht vorhanden sein sollten oder deren Arbeitsgeschwindigkeit nicht ausreicht, werden in den F i g. 3 und 4 weitere Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Koppelanordnung angegeben. Ausgegangen wird wiederum von einem Lichtleiter, der durch Abbrechen eine nahezu plane Grenzfläche erhalten hat (F i g. 3a, 4a). In dem Herstellungsverfahren nach F i g. 3 wird sodann auf die durch Brechen erhaltene Endfläche des Lichtleiters ein positiv arbeitender Photolack aufgetragen, der anschließend durch den Faserkern belichtet wird. Dazu wird Licht in das andere Ende des Lichtleiters eingekoppelt Nach Entwicklung des Photolacks entsteht das in F i g. 3b dargestellte Bild. Eine Ätzmittellösung kann nur den nicht von der Photolackschicht geschützten Kernbereich 20 angreifen. Es entsteht die in Fig.3c dargestellte Ausnehmung, die im wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildete Begrenzungsflächen aufweist

Im Verfahren gemäß F i g. 4 wird auf die Bruchfläche eines Lichtleiters ein negativ arbeitender Photolack aufgetragen. Die Photolackschicht wird wiederum durch den Faserkern belichtet. Bei Entwicklung der Photolackschicht werden die nicht belichteten Bereiche der Photolackschicht entfernt, so daß gemäß F i g. 4b nur noch der Kernbereich von einer schützenden Lackschicht bedeckt ist. In einem anschließenden Ätzvorgang wird im wesentlichen nur Material aus dem Mantelbereich 21 abgetragen, so daß das in Fig.4c dargestellte kegelstumpfförmig ausgebildete Ende des Lichtleiters entsteht Bei Anwendung der Photolackverfahren erübrigt sich die Notwendigkeit der Auswahl eines selektiv auf Mantel- oder Kernbereich wirksamen Ätzmittels.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Köppelanordnung zur Verbindung von jeweils zwei aus einem festen Kernbereich und diesen konzentrisch umgebenden Mantelbereich bestehenden dielektrischen Lichtwellenleitern. bei der ein sich verjüngendes Endstück eines ersten Lichtwelleiüeiters in «ine Ausnehmung im Endstück eines weiteren Lichtwellenleiters eingreift, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß am Endstück des ersten Lichtwellenleitesrs (10) bis zu einer senkrecht zu seiner Längsachse verlaufenden Schnittebene das Material des Mantelbereichs völlig entfernt ist daß aus dieser Schnittebene aufragend der Kernbereich des Lichtwellenleiters sich kegelstumpfförmig verjüngend ausgebildet ist daß das Endstück des weiteren Lichtwellenleiters (11) ausgehend von einer senkrecht zur Lichtleiterlängsachse verlaufenden Stirnfläche eine sich lediglich in den Kernbereich erstreckende Ausnehmung aufweist in die der kegelstumpfförmig ausgebildete Kernbereich des ersten Lichtwellenleiters formschlüssig eingreift

2. Koppelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Endstücke der Lichtwellenleiter (10. H) von einem Kapillarrohr (12) umfaßt werden.

3. Koppelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß mindestens einer der Lichtwellenleiter (10, 11) mit dem Kapillarrohr (12) dauerhaft verklebt ist.

4. Verfahren zur Herstellung der Koppelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß eine Bruchstelle eines Lichtwellenleiters (10) einem nur selektiv auf den Mantelbereich dieses Lichtleiters einwirkenden Ätzmittel ausgesetzt wird, so daß ein im wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildeter Ansatz entsteht und daß eine Bruchfläche eines Lichtleiters (H) einem selektiv nur auf den Kerr.bereich dieses Lichtleiters einwirkenden Ätzmittel ausgesetzt wird, so daß in der Endfläche dieses Lichtleiters (H) eine Ausnehmung entsteht die im wesentlichen von den Oberflächen eines Kegeistumpfs berandet ist

5. Verfahren zur Herstellung einer Koppelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchfläche eines Lichtleiters (H) mit einem positiv arbeitenden Photolack abgedeckt wird, daß dieser Photolack durch den Faserkern belichtet wird, daß der Photolack entwickelt wird, daß die belichteten Bereiche des Photolacks entfernt werden, daß die Endfläche des Lichtleiters sodann einer Ätzlösung ausgesetzt wird, die nur den nicht von einer Photolackschicht abgedeckten Kernbereich angreift, so daß in der Endfläche des Lichtleiters eine Ausnehmung nit im wesentlichen kegelstumpfartigen Berandungsflächen entsteht und daß weiterhin die Bruchfläche eines weiteren Lichtleiters (10) mit einer negativ arbeitenden Photolackschicht abgedeckt wird, daß diese Photolackschicht durch den Faserkern belichtet und anschließend entwickelt wird, daß danach das Endstück des Lichtleiters (10) einer Ätzlösung ausgesetzt wird, die nur den nicht von Photolack abgedeckten Mantelbereich (21) angreift, so daß ein im wesentlichen ⁶S kegelstumpfförmig ausgebildeter Ansatz (22) entsteht

Die Erfindung betrifft eine Koppelanordnung zur Verbindung von jeweils zwei aus einem festen Kernbereich und diesen konzentrisch umgebenden Mantelbereich bestehenden dielektrischen Lichtwellenleitern, bei der ein sich verjüngendes Endstück eines ersten LichtweUenleiters in eine Ausnehmung im Endstück eines weiteren Lichtwellenleiters eingreift

Lichtwellenleiter werden als Nachrichtenübertragungsleitung in optischen Nachrichtenübertragungssystemen eingesetzt

Wegen ihrer großen Übertragungskapazität eignen sich für diesen Anwendungszweck, insbesondere aus Glas hergestellte Wellenleiter, die aus einem Kern- und aus einem Mantelbereich mit voneinander abweichendem Brechungsindex bestehen. Bei sogenannten Monomode-Lichtleitfasern liegt der Durchmesser des Kernbereichs in der Größenordnung der Wellenlänge des übertragenen Lichtes, während der Durchmesser des Mantelbereichs ein Vielfaches davon betragen kann. An Kopplungsstellen zwischen zwei derartigen Lichtwellenleitern ergeben sich sehr hohe Anforderungen an die Justiergenauigkeit weil bereits geringe seitliche Versetzungen der eigentlich lichtführenden Kerne von Bruchteilen eines Mikrometers die Koppeldämpfung wesentlich erhöhen.

Aus der DT-OS 23 44 585 ist eine die'ektrische optische Wellenleiter-Kopplung bekannt bei der ein Ende eines mit einer Flüssigseele versehenen dielektrischen optischen Wellenleiters abgedichtet ist, einschließlich einer ersten und einer zweiten Länge eines dielektrischen optischen Wellenleiters, bei der die erste Länge des dielektrischen optischen Wellenleiters einen ersten festen Mantel aufweist, der durch eine erste konvergierende Außenfläche an einem ersten Ende der ersten Länge des dielektrischen optischen Wellenleiters gebildet ist bei der die zweite Länge des dielektrischen optischen Wellenleiters eine Flüssigseele und einen festen Mantel aufweist und bei der die erste konvergierende Außenfläche teilweise in der Flüssigseele der zweiten Länge des dielektrischen optischen Wellenleiters liegt. Bei optischen Wellenleitern mit Flüssigseele existiert das Problem der Ausrichtung von Kernbereichen nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Koppelanordnung zur Verbindung von jeweils zwei aus einem festen Kern- und Mantelbeieich bestehenden dielektrischen Lichtwellenleitern, insbesondere Monomode-Lichtwellenleitern, anzugeben, die eine exakte Zentrierung der Kernbereiche solcher Lichtwellenleiter auf einer gemeinsamen optischen Achse ohne seitliche Versetzung oder Verkantung ermöglicht.

Dieses Problem wird bei einer Koppelanordnung der vorstehend näher bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Endstück des ersten Lichtwellenleiters bis zu einer senkrecht zu seiner Längsachse verlaufenden Schnittebene das Material des Mantelbereichs völlig entfernt ist daß aus dieser Schnittebene aufragend der Kernbereich des Lichtwellenleiters sich kegelstumpfförmig verjüngend ausgebildet ist daß das Endstück des weiteren Lichtwellenleiters ausgehend von einer senkrecht zur Lichtleiterlängsachse verlaufenden Stirnfläche eine sich lediglich in den Kernbereich erstreckende Ausnehmung aufweist, in die der kegelstumpfförmig ausgebildete Kernbereich des ersten Lichtwellenleiters formschlüssig eingreift

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Lichtwellenleiter im Bereich der Koppelstelle sehr genau aufeinander ausgerichtet werden können, wodurch sich äußerst geringe Übertragungsverluste ergeben.