DE2430195C3

DE2430195C3 - Vorrichtung zum Heißverbinden optischer Fasern

Info

Publication number: DE2430195C3
Application number: DE19742430195
Authority: DE
Inventors: Kunimitsu Yamato Tokio Kobayashi; Kenji Tokorozawa Saitama Nakagawa
Original assignee: HOYA GLASS WORKS Ltd TOKIO
Current assignee: HOYA GLASS WORKS Ltd TOKIO
Priority date: 1973-09-10
Filing date: 1974-06-24
Publication date: 1979-08-16
Also published as: FR2243161A1; JPS5054342A; DE2430195A1; DE2430195B2; JPS5429107B2; FR2243161B1; GB1463416A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Heißverbinden optischer Fasern entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Durch Heißverbinden einer Anzahl optischer Fasern hergestellte, lichtleitende Platten werden z. B. als Frontplatte einer Kathodenstrahlröhre bei der Erzeugung von Bildern verwendet. Die als Frontplatten verwendeten lichtleitenden Platten müssen eine hohe Luftdichtigkeit und eine verringerte Bildverzerrung aufweisen und müssen frei von lichtundurchlässigen Verunreinigungspunkten sein.

Gemäß dem Verfahren zur Herstellung von optischen Faserbündeln der im Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Gattung (DE-OS 18 13 368) erfolgt ein Stauchen der Fasern quer zur Längsrichtung, wobei die Fasern quer zur Längsrichtung allseitig von einer Wandung umgeben sind, und dabei einer Wandung als Preßstempel bewegbar ist, um das Bündel zusammenzupressen. Eine derartige Vorrichtung ist mit dem Nachteil behaftet, daß die Enden der Fasern während und nach dem Zusammenpressen aus dem Verband herausgepreßt werden können. Dadurch ist eine innige Verbindung der Fasern untereinander nicht gewährleistet, da das Herausquetschen der Einzelfasern natürlich unregelmäßig erfolgt und insofern sich ein unterschiedliches Zusammenpressen der verschiedenen Bereiche des Bündels einstellt. Dasselbe trifft für die Lösung entsprechend der DE-AS 12 89 256 zu.

Beim Verfahren der DE-AS 12 91444 erfolgt ein Stauchen der Faserbündel in Längsrichtung der Einzelfasern, wobei alle Flächen des Bündels von einer Wandung umgeben sind. Eine stirnseitig anliegende Wandung ist dabei relativ zu der andern bewegbar, so daß der Stauchvorgang durchgführt werden kann. Entsprechend den Ausführungen in Spalte 3, Zeilen 39 bis 42 besteht eine verhältnismäßig dichte Abdichtung zwischen dem Preßteil und der Hülsenkammer. Dies bedeutet aber, daß in diesem Bereich Gase nicht entweichen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Gattung derart weiterzubilden, daß bei einem Zusammenpressen der Fasern quer zur Faserlängsachse sowohl eine einwandfreie Entgasung des Bündels gewährleistet als auch ein Herausquetschen einzelner Faserenden aus dem Bündel vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ergebenden Merkmale im Zusammenhang mit den Merkmalen des Oberbegriffes gelöst.

Gemäß dieser Lösung erfolgt eine im übrigen günstige Zusammenpressung der Fasern quer zur Faserlängsachse zu einem Faserbündel, wobei durch die seitliche Begrenzungswand zunächst eine gute Entgasung gewährleistet ist, aber beim Zusammenpressen die Wand dann an die Stirnflächen der Fasern herangeführt werden kann, wodurch ein Herausquetschen der Endbereiche der Fasern vermieden werden kann. Dadurch ergibt sich mit einfachen und kostengünstigen Mitteln eine optimale Lösung der gestellten Aufgabe, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können nicht leitende Platten hergestellt werden, die weitgehend frei von Verunreinigungspunkten sind und mit einer ausgezeichneten Dichtigkeit versehen sind, so daß eine weitgehende Verzerrungsfreiheit gewährleistet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Un'eransprüchen.

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

F i g. 1 einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Form entlang der Achse der optischen Fasern,

F i g. 2 einen Schnitt der Form unter einem rechten Winkel zur Achse der optischen Fasern,

F i g. 3 einen Schnitt der Form entlang der Achse der optischen Fasern, wenn Druck in Richtung des Pfeiles 10 aufgebracht wird,

F i g. 4 eine Vorderansicht einer Innenform eines anderen Ausführungsbeispiels,

Fig. 5 eine Seitenansicht der in Fig.4 gezeigten Innenform,

F i g. 6 einen Schnitt der Innenform entlang der Ache der optischen Fasern,

F i g. 7 einen Schnitt einer Außenform,

F i g. 8 eine Vorderansicht der Außenform,

F i g. 9 die Bauteile der Außenform,

Fig. 10 und 11 die Bauteile der Innenform,

Fig. 12 einen Schnitt der Form,

F i g. 13 eine Vorderansicht der Form,

Fi g. HeineSeitenznsicht der Formund

Fi g. 15 einen Schniitder Form.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel ccr verwendeten Form. In diesen Figuren bezeichnet die Bezugszahl 1 die optischen Fasern, und die Bezugszahlen 2 und 2' bezeichnen Bauteile, welche die Seitenwände und den Boden der Form bilden. Die

Bezugszahl 3 bezeichnet ein unteres Preßteil, das die Seitenwände und den Boden trägt. Ein oberes Preßtei! 4 ist so vorgesehen, daß es zwischen die Seitenwände paßt und gleichzeitig die obere Wand der Form bildet Die Bezugszahlen 5 und 5' sind verschiebbare Stirnwände, die in der Nähe der Stirnflächen 6 und 6' der optischen Fasern vorgesehen sind. Spielräume 7 und T sind zwischen den verschiebbaren Stirnwänden 5 und 5' bzw. den Seitenwänden 2 und 2' vorgesehen und nach außen hin offen. Die Bezugszahl 8 bezeichnet eine Grundplatte, welche die gesamte Form trägt Die Teile der Form können zweckmäßig aus Eisen, Nickel und anderen herkömmlichen warmfesten Eisenlegierungen hergestellt sein. Eine relativ schwache Feder 9 verhindert, daß sich die verschiebbaren Stirnwände 5,5' aufgrund ihres Eigengewichtes einander nähern. Der Pfeil 10 zeigt die Richtung der Kraft an, die beim Verbinden der optischen Fasern aufgebracht werden muß.

Fig.3 zeigt die Form in dem Zusjnd nach Aufbringen von Druck in Richtung des Pfeiles 10 anhand eines Schnittes entlang der Achse der optischen Fasern. Durch das Aufbringen eines relativ niedrigen Druckes in Richtung des Pfeiles 10 gleiten die verschiebbaren Stirnwände 5 und 5' entlang der Oberflächen 3a, 3b und 5a, 5'a in entgegengesetzten Richtungen und geraten mit den die Seitenwände der Form bildenden Teilen, d. h. dem oberen Preßteil 4, den die Seitenwände und den Boden bildenden Teilen 2 und 2' und dem unteren Preßteil 3 in engen Kontakt Dieses führt zum Schließen einer Kammer A, in der die optischen Fasern ausgerichtet sind. Wenn der in Richtung des Pfeiles 10 aufgebrachte Druck erhöht wird, gleitet das obere Preßteil 4 entlang der Bauteile 2 und 2', welche die Seitenwände und den Boden der Form bilden und verringern das Volumen der Kammer A₁ in der die optischen Fasern 1 ausgerichtet sind, und pressen die optischen Fasern 1 von allen Seiten. Das Beschichten der aneinander gleitenden Oberflächen 2a, 2'a, 3a, 3b, 4'a, 4b, 5'a und 5a mit einem Hochtemperaturschmiermittel, z. B. Bornitrid, dient wirksam dem erleichterten Arbeiten der Form Andere geeignete Hochtemperaturschmiermittel, die verwendet werden können, sind warmfeste anorganische Elemente oder Verbindungen, die ein Haften zwischen dem Metall der Form und dem Glas verhindern. Zum Beispiel können Graphit, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid und Kaolinit, usw., zusätzlich zu dem vorzuziehenden Bornitrid als nützliches Schmiermittel verwendet werden.

Die F i g. 4 bis 15 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der zur Durchführung des Verfahrens verwendbaren Form.

F i g. 4 ist eine Vorderansicht der inneren Bauteile der Kammer A. F i g. 5 ist eine Seitenansicht der ii< F i g. 4 gezeigten Form, und F i g. 6 ist ein Schnitt der in F i g. 4 gezeigten Form.

In diesen Figuren bezeichnet die Bezugszahl 11 die optischen Fasern, 12 ein die obere Wand der Form bildendes Teil und 14 ein die untere Wand der Form bildendes Teil. Verschiebbare Wände, welche die Seitenwände bilden, sind mit 13 und 13' bezeichnet. Die verschiebbaren Seitenwände 13 und 13' stehen mit den die oberen und unteren Wände bildenden Teilen 12 und 14 an deren Flächen 13a, t3b, \3'a und \3'b in Verbindung.

F i g. 7 ist ein Schnitt einer Außenform, in der die die ausgerichteten optischen Fasern enthaltende Innenform angeordnet werden soll. F i g. ό ist eine Vorderansicht dieser Außenform. In diesen Figuren stellen die Bezugszahlen 15 und 16 Ringe mit einer in Fig.9 gezeigten Querschnittsform dar. Die Bezugszahlen 17 und 17' bezeichnen verschiebbare Stirnwände, die jeweils zwei entgegengesetzt geneigte Oberflächen und an den Stirnflächen befestigte Gewindestangen aufweisen. Die verschiebbaren Stirnwände 17 und 17' sind zwischen die Ringe 15 und 16 eingesetzt, wobei relativ schwache Blattfedern 20 bzw. 20', durch welche die Gewindestangen 18 und 18' hindurchgehen, und Muttern 19 bzw. 19' verwendet werden. Die verschiebbaren Stirnwände 17 und 17' können beim Aufbringen von Kraft auf den Ring 16 oder 15 nach innen gleiten. Der Ring 16 ist mit seinen abgeschrägten Abschnitten auf die Stäbe 21 und 21' mit der in Fig. 11 gezeigten Form aufgesetzt Die Bezugszahl 22 bezeichnet eine die Außenform tragende Grundplatte.

Fig. 12 ist ein Schnitz entlang der Achse der optischen Fasern, durch den das Stadium dargestellt ist, in welchem die die ausgerichteten optischen Fasern enthaftende Innenform angeordnet wird. Die Fig. 13 und 14 sind eine Vorderansicht und eine Seitenansicht der in Fig. 12 gezeigten Form. In diesen Figuren sind mit den Bezugszahlen 23 und 23' rechtwinklige Stäbe bezeichnet, die zwischen den Ring 15 der Außenform und einem Teil 12, welches die obere Wand der Innenform bildet, eingesetzt sind. Diese rechtwinkligen Stäbe 23 und 23' haben die in F i g. 11 gezeigte Form. Die Bezugszahl 24 stellt eine Druckplatte zum gleichmäßigen Pressen der rechtwinkligen Stäbe 23 und 23' dar. Spielräume 25 und 25' sind zwischen den verschiebbaren Stirnwänden 17 und 17' und den Stirnflächen 30 und 30' der optischen Fasern vorgesehen und stehen mit der Außenseite der Form über Löcher 31 und 31' in Verbindung. Der mit der Bezugszahl 26 bezeichnete Pfeil zeigt die Richtung an, in der der Druck auf diese Form aufgebracht wird Wenn auf diese Form eine schwache Kraft aufgebracht wird, werden die relativ schwachen Blattfedern 20 und 20' gedehnt und die Ringe 15 und 16 in Richtung der Pfeile 27 und 28 und die verschiebbaren Stirnwände 17 und 17' in Richtung der Pfeile 29 und 29' bewegt. Dies führt dazu, daß die verschiebbaren Stirnwände 17 und 17' in enge Berührung mit den die Seitenwände bildenden Teilen 12,13,13' und 14 kommen, um die Stirnflächen 30 und 30' der optischen Fasern abzuschließen. Die Preßteile bestehen aus dem oberen Preßteil und dem unteren Preßteil. Das obere Preßteil besteht aus mehreren Einzelteilen 12,23, 23' und 24, und das untere Preßteil besteht aus den Teilen 14,21.21' und 22.

F i g. 15 ist ein Schnitt entlang der Achse der optische Fasern in diesem Zustand. Wenn der auf die Druckplatte 24 ausgeübte Druck weiter gesteigert wird, wird das die obere Wand bildende Teil 12 entlang der Achse der optischen Fasern nach unten bewegt. Gleichzeitig werden die verschiebbaren Seitenwände 13 und 13' der Innenform einwärts entlang der Oberflächen 13a, \3b und 13'a, \3'b verschoben, um das Volumen der Kammer A zu verringern, welche die ausgerichteten optischen Fasern enthält, und um die optischen Fasern zu verbinden. Gegebenenfalls können die aneinander gleitenden Oberflächen der Form mit einem Hochtemperaturschmiermittel, 7 B. Bornitrid oder Graphit, wirksam beschichtet werden.

Bei den oben beschriebenen Ausführ;;"gsbeispie!en

bi der Form waren beide Stirnflächen der optischen Fasern offen. Es ist jedoch nicht immer notwendig, daß beide Stirnflächen offen liepen. So kann eine Form der Art verwendet werden. Hie vor dem Aufbringen von

Druck nur an einer der Stirnseilen offen ist, während die andere geschlossen ist. Hierbei wird die offene Stirnseite beim Aufbringen von Druck geschlossen. Eine solche Form iit im !»!!gemeinen wirksam, wenn die optischen Fasern kurz und die Evakuierung einfach ist.

Zwi'rk.näSige ß?ispxle von Kernglas, das bui üen Austührungsbeispielen der Erfindung verwendet werden kann, sind die folgenden Gläser:

	Nr. 1	Nr. 2
	(Gcw.-%)	(Gew.-%)
SiO₂	33,0	50
B₂O₃	1,5	-
Na₂O	1,5	4
K₂O	3,0	5
Al₂O₃	3	-
PbO	24	45
BaO	34	-
Übergangstemperatur	550 C	440 C
Erweichungstemperatur	680 C	580 C
Brechungsindex	1,67	1,62

Geeignete Beispiele für Glas, das für die Ummantelung verwendbar ist, sind folgende:

	Nr. 1	Nr. 2
	(Gew.-%)	(Gew.-V)
SiO₂	67	74,5
B₂O₃	-	17
Na₂O	18	5,4
K₂O	1	0,6
AI₂O.,	3	2
CaO	7,3	0,2
MgO	3,7	-
Übergangstemperatur	520 C	550 C
Erweichungstemperatur	700 C	780 C
Brechungsindex	1,52	1,48

Der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Druck beträgt ungefähr 20 bis 600 bar, vorzugsweise jedoch 50 bis 400 bar. Es können Drücke außerhalb dieser Breiche verwendet werden, sind jedoch nicht vorzuziehen, weil niedrigere Drücke eine unvollständige Heißverbindung der optischen Fasern verursachen und höhere Drücke zu einer Verformung der Form führen.

Es ist schwierig, einen spezifischen Zahlenbereich für geeignete Temperaturen zu definieren, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandt werden können, weil die geeigneten Temperaturen von der Viskosität der optischen Faser abhängen. Daher erstreckt sich ein geeigneter Temperaturbereich von der Temperatur, bei der die Viskosität der optischen Faser ungefähr 10^l4p (poise) beträgt, bis zu der Temperatur, bei der die Viskosität der optischen Faser ungefähr ΙΟ⁶ ρ (poise) beträgt Ein bevorzugter Temperaturbereich erstreckt sich von der Temperatur, bei der die Viskosität der optischen Faser ungefähr 10¹³⁴p (poise) beträgt ("Übergangstenipcratur], bis zu der Tempral'jr. bei der die Viskosität der optisciien Faspi ungefähr 10⁷ ρ (poise) ist [Erweichungstemperatur]. Ein Betrieb außerhalb dieser Temperaturbereiche ist zu

> vermeiden, weil niedrigere Temperaturen einen Bruch der optischen Fasern verursachen und höhere Temperaturen zu einem Fließen der optischen Faser durch schmaie Zwischenräume zwischen den miteinander in Berührung stehenden Teilen der Form veranlassen.

ν. Geeignete Evakuierungsdruckbereiche, die zweckmäßig verwendet werden können, liegen im allgemeinen zwischen ungefähr 0,1 Torr und 1 χ 10~⁶Torr, vorzugsweise zwischen 1 χ 10-³ Torr und 1 χ to-⁵Torr. Höhere Evakuierungsdrücke verursachen die Bildung von Verschmutzungsstellen in den lichtleitenden Platten, und bei Anwendung niedriger Evakuierungsdrücke werden die bemerkenswerten Wirkungen bei der Vermeidung von Schmutzflecken nicht erreicht.

Die Herstellung lichtleitender Platten unter Verwendung der obigen Form wird unter Bezugsnahme auf die folgenden Beispiele näher beschrieben.

Beispiel 1

Ein Stab mit einem Durchmesser von 28 mm aus Bariumblei-Silikatglas mit einem Brechungsindex von 1,76 wurde in einem Rohr aus Natronkalkglas mit einem Brechungsindex von 1,52 mit einem Innendurchmesser von 30 mm und einem Außendurchmesser von 35 mm

jo angeordnet. Das Rohr wurde in Längsrichtung in einen Heizofen eingeführt und durch Wärme erweicht. Das durch Erwärmung erweichte Glas wurde gestreckt, um optische Fasern mit einem Durchmesser von 1 mm und einer Länge von 30 mm herzustellen. Diese optischen Fasern wurden in einem Bündel mit einem Durchmesser von 4 cm zusammengefaßt und wieder in dem Heizofen angeordnet Das Bündel wurde durch Beheizen erweicht und von einem Ende zur Bildung eines Bündels optischer Fasern mit einem Durchmesser von 1 mm

4(i gestreckt Der Übergangspunkt und der Erweichungspunkt dieser optischen Fasern lagen bei 54O⁰C bzw. 680⁰C

Dieses optische Faserbündel wurde in einer warmfesten Form aus Stahl mit dem in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Aufbau angeordnet und die Form wurde in einen evakuierbaren Behälter gebracht. Der Behälter wurde in einem elektrischen Ofen angeordnet und von Raumtemperatur auf 50⁰C erwärmt, um sämtliche, an der Oberfläche des optischen Faserbündels haftenden

so organischen Schmutzteile zu oxidieren. Dann wurden eine Kreiselvakuumpumpe und eine öldiffundierpumpe an den Behälter angeschlossen und der Behälter auf 580⁰C erwärmt während er unter Unterdruck gehalten wurde. Nachdem das optische Faserbündel 30 Minuten lang auf dieser Temperatur gehalten worden war, wurde der Druck im Behälter auf 2 χ 10~⁴ Torr abgesenkt Anschließend wurde unter Verwendung einer hydraulischen Presse stetig Druck auf das Preßteil 4 aufgebracht Der Druck wurde im Zeitraum von 15 Minuten auf 200 bar gesteigert und das optische Faserbündel 150 Minuten unter diesem Druck belassen. Dann wurde der Druck verringert und die Temperatur auf 650⁰C gesteigert Das optische Faserbündel wurde 5 Stunden auf dieser Temperatur gehalten, so daß die Hohlräume zwischen den optischen Fasern sphärisch wurden und auf Raumtemperatur abgekühlt Es wurde kein Fließen der verbundenen optischen Fasern aus der Form beobachtet Die verbundenen ODtischen Fasern

wurden geschnitten und poliert, und die ^λΊ : .-!Tm u eines Bildes wurde gcrnrüft. Al·. Ergebnis wurde eine Verzerrung des Bildes n_u. iii einer Schicht von einer ^i.:kf von 2 mm beobachtet, die mit den verschiebbaren Stirnwänden 5 und 5' in Berührung gewesen war Die ■-, verbundenen optischen Fasern wurden auf eine Dicke von 5 mm geschnitten und poliert, um eine lichtleitende i'latte zu bilden. Die Luftdichtigkeit der licht!,..,enden Platte wurde unter Verweildung eines Heliumleakdetektors geprüft. Es stellte sich heraus, daß diese lichtleitende Plane bei nicht mehr *ls 5 χ 10-" Torr cmVsek vollständig luftdicht war. Der größte Verschmutzungen einschließende Punkt in dieser lichtleitenden Platte hatte einen Durchmesser von 150 μίτι, und es waren nur vier verschmutzte Punkte mit einem Durchmesser von 50 bis 150μΐη auf 10 cm³ vorhanden.

Beispiel 2

Ein in derselben Weise, wie beim Beispiel 1, :n vorbereitetes optisches Faserbündel wurde in einer warmfesten Form mit dem in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Aufbau angeordnet und in einen evakuierbaren Behälter gesetzt. Der Behälter wurde in einen elektrischen Ofen gebracht und in Luft auf 550°C erwärmt, und eine Kreiselvakuumpumpe und eine Öldiffundierpumpe wurden an den Behälter angeschlossen. Bei der Evakuierung wurde die Temperatur auf 650°C erhöht, und die optischen Fasern wurden 20 Minuten lang auf dieser Temperatur gehalten. Der Druck innerhalb des in Behälters betrug zu dieser Zeit 3 χ 10-" Torr. Das Preßteil 4 wurde unter Verwendung einer hydraulischen Presse stetig mit Druck beaufschlagt, und der Druck wurde in ungefähr 10 Minuten auf 100 bar erhöht. Die optischen Fasern wurden 2 Stunden lang auf dieser r> Temperatur gehalten. Dann wurden der Preßdruck aufgehoben und die Temperatur auf Raumtemperatur gesenkt. Es wurde kein Fließen der optischen Fasern aus der Form beobachtet. Die miteinander verbundenen optischen Fasern wurden geschnitten und poliert, und die Verzerrung eines Bildes wurde geprüft. Es zeigte sich, daß nur eine leichte Bildverzerrung in einer Schicht mit einer Tiefe von 3 mm beobachtet wurde, die mit den verschiebbaren Stirnwänden 5 und 5' in Berührung gewesen war. _4ί

Die so miteinander verbundenen optischen Fasern wurden auf eine Dicke von 4 mm geschnitten und poliert, um eine lichtleitende Platte herzustellen. Die Luftdichtigkeit der lichtleitenden Platte wurde unter Verwendung eines Heliumleakdetektors geprüft. Die Leckmenge betrug weniger als 5 χ 10-" Torr - cm³/ sek, und die Platte war vollständig luftdicht. Der größte, in dieser lichtleitenden Platte eingeschlossene Verunreinigungspunkt hatte einen Durchmesser von 125 μπι, und es waren nur vier Verunreinigungspunkte mit einer Größe von 50 bis 125 μπι auf 10 cm² vorhanden.

Beispiel 3

Ein in derselben Weise, wie beim Beispiel 1, vorbereitetes optisches Faserbündel wurde in einer warmfesten, stählernen Form mit dem in den F i g. 4 bis 15 dargestellten Aufbau angeordnet, und die Form wurde in einen evakuierbaren Behälter gesetzt

Der Behälter wurde in einen elektrischen Ofen gebracht und in Luft auf 580° C erwärmt Dann wurden eine Kreiselvakuumpumpe und eine öldiffundierpumpe an den Behälter angeschlossen. Beim Evakuieren wurde die Temperatur auf 640⁰C erhöht, und die optischen Pasei.i wurden 30 Minuten lang auf dieser Temperatur gehalten, worauf die Temperatur auf 600⁰C verringert wurde. Der Druck innerhalb des Behälters erreichte 8 χ 10 ⁵ Torr. Die Druckplatte 24 wurde mittels einer hydraulischen Presse stetig mit Druck beaufschlagt, und der Druck wurde in 20 Minute;n auf 20 bar erhöht. Die optischen Fasern wurden 1 Stunde lang unter diesem Druck gehalten, und die Temperatur wurde auf 660°C erhöht. Die optischen Fasern wurden weiter 1 Stunde lang bei dieser Temperatur gpb-Ί'ηη. Nachdem der Preßdruck aufgehoben war, wurden die optischen Fasern auf Raumtemperatur abgekühlt.

Es wurde kein Fließen der miteinander verbundenen optischen Fasern aus der Form beobachtet. Die miteinander verbundenen optischen Fasern wurden geschnitten und poliert, und die Bildverzerrung wurde geprüft. Es zeigte sich, daß nur eine leichte Verzerrung in einer Schicht mit einer Tiefe von 2 mm beobachtet wurde, welche mit den verschiebbaren Stirnwänden 17 und 17' in Berührung gewesen war. Dann wurde eine iichtleitendi" Platte durch Schneiden der miteinander verbundenen optischen Fasern auf eine Dicke von 5 mm und Polieren der Platte hergestellt. Die Luftdichtigkeit der lichtleitenden Platte wurde unter Verwendung eines Heliumleakdetektors geprüft. Es zeigte sich, daß die Leckmenge weniger als 5 χ 10~ " Torr-cmVsek betrug, und die Platte vollständig luftdicht war.

Der größte, in der lichtleitenden Platte eingeschlossene Verunreinigungspunkt hatte einen Durchmesser von 100 μΐη, und es waren nur drei Verunreinigungspunkte mit einer Größe zwischen 50 und 100 μιη auf einer Fläche von 10 cm² vorhanden.

Beispiel 4

Ein in derselben Weise, wie beim Beispiel 1, vorbereitetes optisches Faserbündel wurde in einer warmfesten, stählernen Form mit dem Aufbau, wie er in den Fig. 4 bis 15 gezeigt ist, angeordnet und in einen evakuierbaren Behälter gesetzt. Der Behälter wurde in einen elektrischen Ofen gebracht und in Luft auf 450°C erwärmt. Dann wurden eine Kreiselvakuumpumpe und eine Öldiffundierpumpe an den Behälter angeschlossen. Beim Evakuieren wurde die Temperatur auf 650°C erhöht, und die optischen Fasern wurden 20 Minuten lang auf dieser Temperatur gehalten. Der Druck innerhalb des Behälters betrug 1 χ 10~⁴ Torr. Der Preßdruck an der Druckplatte 24 wurde unter Verwendung einer hydraulischen Presse innerhalb von 10 Minuten stetig bis auf 300 bar erhöht. Die optischen Fasern wurde 3 Stunden lang unter diesem Druck belassen, und dann wurde die Temperatur auf 560° C gesenkt. Der Preßdruck wurde aufgehoben, und die optischen Fasern wurden auf Raumtemperatur abgekühlt. Es wurde kein Herausfließen der miteinander verbundenen optischen Fasern aus der Form beobachtet Dann wurden die miteinander verbundenen optischen Fasern geschnitten und poliert, und die Bildverzerrung wurde geprüft Es ergab sich, daß nur eine leichte Verzerrung in einer Schicht mit einer Tiefe von 2 mm beobachtet wurde, die mit den verschiebbaren Stirnwänden 17 und 17' in Berührung gewesen war.

Dann wurden die miteinander verbundenen optischen Fasern in einer Dicke von 4 mm geschnitten und poliert, um eine lichtleitende Platte zu bilden. Die Luftdichtigkeät der sich ergebenden lichtleitenden Platte wurde unter Verwendung eines Heliumleakdetektors geprüft. Es zeigte sich, daß die Leckmenge kleiner als 5 χ 10-" Torr - cm³/sek war, und die Platte vollständig luftdicht

war. Der größte, in dieser lichtleitenden Platte eingeschlossene Verunreinigungspunkt hatte einen Durchmesser von 100 μίτΐ, und es waren nur zwei Verunreinigungspunkte mit einer Größe zwischen 50 und 100 um auf einer Fläche von 10 cm² vorhanden.

Wie bereits beschrieben wurde, fließen die optischen Fasern bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beim Heißverbinden nicht aus der Form, und es ist nur ein

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sehr kleiner Teil vorhanden, in welchem eine Verzerrung eines übertragenen Bildes auftritt. Während bei herkömmlichen Formen, bei welchen beide Endflächen d>ir optischen Fasern offen sind, der Verlust optischer Fasern beim Heißverbinden etwa 40 bis 50% beträgt, wird es durch das vorliegende Verfahren möglich, diesel. Verlust auf 10% oder weniger zu verringern.

Hier/u K) Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Heißverbinden optischer Fasern mit einer Form zur Aufnahme von optischen ι Fasern mit quer zur Faserlängsachse angeordneten Formwänden, von denen zumindest eine quer zur Faserlängsachse beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Form an der Stirnseite der Fasern (1; 11) formschließende Seitenwände (5, 5'; 13, 13'; 17, 17') aufweist, von denen mindestens eine beim Zusammenpressen der optischen Fasern an die Stirnflächen (6, 6'; 30, 30') der Fasern (1; 11') heranführbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seitenwände (5, 5'; 13, 13'; 17, 17') verschiebbar angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (5,5'; 17,1 T) mit quer zur Druckrichtung geneigten Schrägflächen eines Preßteils (3; 15,16) der Form im Eingriff stehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Längsachse der optischen Fasern (1) befindlichen Formwände (2,2') nach innen entlang geneigter Flächen des Preßteils (3) verschiebbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßteil als unteres Preßteil (3) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- «1 zeichnet, daß die Form einen mit geneigten Flächen an seiner Innenseite versehenen Ring (16, 17) aufweist, durch den Druck von mit geneigten Flächen versehenen Preßteil (17, 17') auf die Stirnseite (30, 30') der optischen Fasern (U) J> aufbringbar ist.