DE2542606B1

DE2542606B1 - Method for adjusting individual optical waveguides in connection arrangements

Info

Publication number: DE2542606B1
Application number: DE19752542606
Authority: DE
Inventors: Ernst Bachel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-09-24
Filing date: 1975-09-24
Publication date: 1976-10-21
Also published as: FR2325949A1; GB1511594A; IT1072906B; FR2325949B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zentrieren eines in einem zylindrischen Steckerstift gefaßten Einzellichtwellenleiters in einer den Steckerstift umfassenden zylindrischen Hülse, die als Führungs- und Zentrierelement bei der Zusammenstellung lösbarer Verbindungsanordnungen Verwendung findet.The invention relates to a method for centering a pin held in a cylindrical connector pin Single light waveguide in a cylindrical sleeve encompassing the connector pin, which is used as a guide and Centering element is used when putting together releasable connecting arrangements.

Das Einkoppeln von Lichtenergie in Einzellichtwellenleiter bereitet aufgrund ihrer besonders geringen Ein- bzw. Austrittsflächen erhebliche Schwierigkeiten, so daß diesem Gebiet der optischen Lichtwellenleitertechnik besonderes Augenmerk zuteil wird. Zur Lösung des Problems wurden verschiedene Wege verfolgt, und so wurden beispielsweise Linsenanordnungen oder die Vergrößerung von Ein- bzw. Austrittsflächen vorgeschlagen, wobei in jedem Falle eine genaue Justierung und Ausrichtung der Einzellichtwellenleiter auf eine gemeinsame optische Achse vorzunehmen ist. Die hierzu nötigen Justier- und Ausrichtvorrichtungen können oft erheblichen Aufwand ergeben, besonders dann, wenn die entsprechenden Arbeiten an jeder einzelnen Verbindung am Einsatzort ausgeführt werden müssen.The coupling of light energy into individual light waveguides prepares due to their particularly low Entry and exit surfaces considerable difficulties, so that this area of optical fiber optic technology special attention is given. Various approaches have been taken to solve the problem, and For example, lens arrangements or the enlargement of entry and exit areas have been proposed, in each case a precise adjustment and alignment of the individual optical waveguides to one common optical axis is to be made. The adjustment and alignment devices required for this can often result in considerable effort, especially if the appropriate work is carried out on each individual connection must be carried out on site.

Aus der DT-OS 19 41 923 ist eine optische Kupplung für transparente faserartige Lichtleiter bekannt. Hier wird eine Anordnung beschrieben, bei der als Kupplungselement eine Linse dient, die den gleichen Brechungsindexgradienten aufweist wie die Lichtleiter, wobei diese Linse in bestimmten beidseitigen Abständen gegenüber den benachbarten Endflächen zweier Lichtleiter angeordnet ist, deren optische Achse in der optischen Achse der Linse liegt. Wesentlich ist bei dieser Anordnung ebenfalls die bereits angedeutete Ausrichtung auf eine gemeinsame optische Achse. Die deutsche Offenlegungsschrift 22 37 444 behandelt ein Verfahren zur Kopplung optischer Bauteile. So werden hier die zu verbindenden optischen Bauteile zunächst getrennt voneinander auf Unterlagen geklebt und nach dem Aushärten dieses Klebers in einem weiteren Klebevorgang vermittels von auf die Stoßflächen der Unterlagen aufgebrachten Klebstoffs an diesen Stoßflächen fest miteinander verbunden. Während dieses zweiten Klebevorganges wird über die Ankopplungsstelle Lichtenergie übertragen, deren Intensität gemessen wird. Solange der zur Verbindung der Unterlagen dienende Klebstoff noch nicht ausgehärtet ist, kann durch Verschieben der Unterlagen gegeneinander die Justierung der Bauteile aufeinander verändert werden.From DT-OS 19 41 923 an optical coupling for transparent fiber-like light guides is known. here an arrangement is described in which a lens is used as a coupling element, the same Has refractive index gradients like the light guide, this lens at certain bilateral distances is arranged opposite the adjacent end faces of two light guides, the optical axis of which in the optical axis of the lens lies. The orientation already indicated is also essential in this arrangement on a common optical axis. The German Offenlegungsschrift 22 37 444 deals with a method for coupling optical components. The optical components to be connected are first separated here glued to each other on substrates and after this adhesive has hardened in a further gluing process by means of adhesive applied to the abutment surfaces of the bases on these abutment surfaces connected with each other. During this second gluing process, the coupling point Transmit light energy, the intensity of which is measured. As long as the link between the documents serving adhesive is not yet hardened, can by moving the documents against each other the Adjustment of the components to one another can be changed.

Eine Vorrichtung zur Justierung zweier optischer Bauelemente, von denen mindestens eines eine einzige Lichtleitfaser ist, wird in der DT-AS 21 59 327 beschrieben. Die optischen Bauelemente sind hierbei in einem festen Abstand um räumlich gegeneinander versetzte Achsen, deren gegenseitiger konstanter Abstand innerhalb der durch Randbedingungen festgelegten Grenzen liegt, drehbar angeordnet und werden nach erfolgter Justierung fest eingestellt. Die Kontrolle der Justierung wird bei dieser Vorrichtung mit der Messung der Intensität eines über die Koppelstelle geleiteten Lichtstrahls vorgenommen.A device for adjusting two optical components, at least one of which is a single one Optical fiber is described in DT-AS 21 59 327. The optical components are here in a fixed distance around spatially offset axes, their mutual constant Distance lies within the limits defined by the boundary conditions, and can be rotated fixed after adjustment. The adjustment control is carried out with this device with the Measurement of the intensity of a light beam guided over the coupling point.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum einmaligen Justieren und Ausrichten von Einzellichtwellenleitern in Verbindungssteckern für lösbare Verbindungsanordnungen zu schaffen, so daß beim Zusammensetzen oder Austausch von Verbindungssteckern ein Nachjustieren der Einzellichtwellenleiter entfällt.The invention is now based on the object of a method for one-time adjustment and alignment of To create single optical waveguides in connectors for detachable connection arrangements, so that Readjustment of the individual optical waveguides when assembling or replacing connectors not applicable.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Steekerstift mit dem in einer axialen Bohrung gefaßten, stirnseitig verklebten und polierten Einzellichtwellenleiter innerhalb eines in einer Justiervorrichtung ausgerichteten Rohres mittels einer beweglichen Halterung für den Steekerstift so ausgerichtet wird, daß die vom Einzellichtwellenleiter empfangene, von einem lichtemittierenden, im Zentrum der Justiervorrichtung angeordneten Einzellichtwellenleiter gleichen Durchmessers ausgesandte Lichtintensität, die mit einer Meßeinrichtung ermittelt wird, maximal ist und daß der Steekerstift in der ermittelten Lage mittels Klebe- oder Gußmittel mit dem in der gesamten Verbindungsanordnung als Führung dienenden Rohr unlösbar verbunden wird.The object is achieved according to the invention in that the Steekerstift with the in an axial bore Mounted, frontally glued and polished individual light waveguides within one in an adjustment device aligned tube is aligned by means of a movable holder for the Steekerstift that the one received from the single optical waveguide, from a light emitting one, in the center of the adjustment device arranged single light waveguide of the same diameter emitted light intensity, which with a Measuring device is determined, is maximum and that the Steekerstift in the determined position by means of adhesive or Casting means inextricably connected to the pipe serving as a guide in the entire connecting arrangement will.

Am Verfahren gemäß der Erfindung ist als wesentlich anzusehen, daß ein Steekerstift mit dem ohne Rücksicht auf konzentrische Lage eingeklebten Einzellichtwellenleiter mittels einer beweglichen Halterung innerhalb eines in einer Justiereinrichtung fixierten und der späteren Führung der Verbindungsstecker dienenden Rohres auf einen zentrisch angeordneten, lichtemittierenden Einzellichtwellenleiter gleichen Durchmessers ausgerichtet und in dieser Lage mit dem ihn umgebenden Rohr verbunden wird. Zwei nach diesem Verfahren hergestellte Verbindungsstecker lassen sich nun ohne weitere Justierung oder Ausrichtung in einem Kupplungsrohr, dessen Innendurchmesser den Außendurchmessern der Rohre der Verbindungsstecker entspricht, zu einer unkomplizierten und beliebig oft lösbaren Verbindungsanordnung zusammenstecken, so daß Montagehilfen und deren oft recht komplizierte Bedienung am Montageort entfallen.The method according to the invention is to be regarded as essential that a Steekerstift with the without consideration single light waveguide glued in a concentric position by means of a movable holder inside one fixed in an adjusting device and used to guide the connector later Tube onto a centrally arranged, light-emitting single light waveguide of the same diameter aligned and connected in this position to the pipe surrounding it. Two after this Connector plugs produced by the method can now be combined into one without further adjustment or alignment Coupling tube, the inner diameter of which corresponds to the outer diameter of the tubes of the connector corresponds to plug together to form an uncomplicated and often detachable connection arrangement, see above that assembly aids and their often quite complicated operation at the assembly site are omitted.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird nun anhand von F i g. 1 näher erläutert. F i g. 2 zeigt einen Steekerstift mit eingeklebtem Einzellichtwellenleiter, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in Verbindungssteckern eingesetzt wird.The method according to the invention will now be described with reference to FIG. 1 explained in more detail. F i g. 2 shows one Steeker pen with glued-in single light waveguide, which is made in accordance with the method according to the invention in Connector is used.

Der zu verbindende Einzellichtwellenleiter 3 wird zunächst, wie dies F i g. 2 zeigt, in die axiale Bohrung eines Steckerstiftes 1, die sich zur Stirnfläche hinThe individual optical waveguide 3 to be connected is initially, as shown in FIG. 2 shows in the axial bore a connector pin 1, which extends towards the end face

ungefähr auf den Durchmesser des Einzellichtwellenleiters 3 verengt, eingeführt und verklebt. Dabei spielt die genaue zentrische Lage des Einzellichtwellenleiters 3 innerhalb der Stirnfläche 2 keine Rolle. Diese Justierung und Ausrichtung wird durch das erfindungsgemäße Verfahren auf einfachere Weise ausgeführt. Zunächst werden jedoch die Stirnflächen 2 mit den verklebten Einzellichtwellenleitern zusammen poliert, so daß die Koppelfläche des Einzellichtwellenleiters optische Qualität aufweist. Dieser mit Einzellichtwellenleiter 3 versehene Steckerstift 1 wird nun in die bewegliche Halterung 6 einer Justiervorrichtung 4 eingespannt. Der feste Teil der Justiervorrichtung 4 ist mit einer Aufnahmehülse 9 versehen, in welche ein Rohr 5, das der späteren Führung des Verbindungssteckers dient, eingeschoben wird. Genau zentrisch in dieser Aufnahmehülse 9 ist ein Einzellichtwellenleiter 7 angeordnet, der während des Justiervorganges Lichtenergie emittiert und auf den schließlich der im Steckerstift 1 eingeklebte und an der Stirnseite 2 polierte Einzellichtwellenleiter 3 ausgerichtet wird. Dieser Justiervorgang spielt sich nun folgendermaßen ab: Der bereits in der beweglichen Halterung 6 eingespannte Steckerstift 1 wird in axialer Richtung in das festgeklemmte Rohr 5 eingeführt bis er mit seiner Stirnfläche 2 gegen die Stirnfläche, in welcher das Ende des fest angeordneten Einzellichtwellenleiters 7 liegt, anstößt. Der Steckerstift 1 wird nun mittels der beweglichen Halterung 6 solange bewegt bis eine Empfangsvorrichtung, welche am freien Ende des Einzellichtwellenleiters 3 angeschlossen ist, ein Optimum der auf den Einzellichtwellenleiter 3 übergekoppelten Lichtenergie anzeigt. Dies deutet darauf hin, daß die optische Achse von Einzellichtwellenleiter 3 mit der des fest und genau zentrisch angeordneten Einzellichtwellenleiters 7 übereinstimmt. Die Justierung des Einzellichtwellenleiters 3 auf die gemeinsame optische Achse, die bei idealer zentrischer Lage des Einzellichtwellenleiters 7 genau mit dem Zentrum des Rohres 5 übereinstimmt, wird um so feiner, je genauer sich die Durchmesser der beiden Einzellichtwellenleiter 3 und 7 gleichen. Eventuell auftretende Toleranzen bezüglich der zentrischen Lage des Einzellichtwellenleiters 7 können außerdem durch Drehen der Justiervorrichtung 4 um die optische Achse des Einzellichtwellenleiters 7 erkannt und durch Nachjustierung eliminiert werden. Dabei wird der Einzellichtwellenleiter 3 zunächst nach beschriebener Weise eingestellt. Infolge der anschließenden Drehung der Justiereinrichtung 4 wird bei eventuell außermittiger Lage des Einzellichtwellenleiters 7 die vorher ermittelte Lichtenergie auf einen niederen Wert absinken. Der Einzellichtwellenleiter 3 wird nun mittels der beweglichen Halterung 6 so justiert, daß er im Mittelpunkt der durch die Bewegung des Einzellichtwellenleiters 7 beschriebenen Kreises liegt. Dies wird dadurch erkennbar, daß die Empfangseinrichtung am Einzellichtwellenleiter in jeder Lage des Einzellichtwellenleiters 7 die gleiche, jedoch nur dem Teil der gegenseitigen Überdeckung entsprechende Lichtenergie mißt und anzeigt.Narrowed approximately to the diameter of the individual optical waveguide 3, inserted and glued. The exact central position of the individual optical waveguide 3 within the end face 2 does not matter. This adjustment and alignment is carried out in a simpler manner by the method of the invention. First However, the end faces 2 are polished together with the glued individual optical waveguides, so that the Coupling surface of the single light waveguide has optical quality. This with single light waveguide 3 The connector pin 1 provided is now clamped into the movable holder 6 of an adjusting device 4. Of the fixed part of the adjusting device 4 is provided with a receiving sleeve 9, in which a tube 5, which the later guidance of the connector is used, is inserted. Exactly centered in this receiving sleeve 9 a single light waveguide 7 is arranged, which emits light energy during the adjustment process and finally the single light waveguide glued into the connector pin 1 and polished on the end face 2 3 is aligned. This adjustment process now takes place as follows: The one already in the The connector pin 1 clamped in the movable holder 6 is inserted in the axial direction into the clamped tube 5 introduced until it has its end face 2 against the end face in which the end of the fixed Individual optical waveguide 7 is located, abuts. The connector pin 1 is now by means of the movable holder 6 as long moves to a receiving device, which is connected to the free end of the single optical waveguide 3, a Indicates optimum light energy coupled over to the individual optical waveguide 3. This indicates that the optical axis of the individual optical waveguide 3 with that of the firmly and exactly centrally arranged Individual optical waveguide 7 matches. The adjustment of the individual optical waveguide 3 to the common optical axis which, with the ideal central position of the individual optical waveguide 7, coincides exactly with the center of the Tube 5 matches, the more precise the diameter of the two individual light waveguides, the finer it is 3 and 7 are the same. Possible tolerances with regard to the central position of the individual optical waveguide 7 can also be done by rotating the adjustment device 4 about the optical axis of the individual optical waveguide 7 can be recognized and eliminated by readjustment. The single light waveguide 3 initially set as described. As a result of the subsequent rotation of the adjusting device 4 If the individual optical waveguide 7 is possibly in an eccentric position, the previously determined light energy will appear decrease a lower value. The individual optical waveguide 3 is now by means of the movable holder 6 so adjusted so that it is in the center of the circle described by the movement of the individual optical waveguide 7 lies. This can be seen from the fact that the receiving device on the individual optical waveguide is in every position of the Individual optical waveguide 7 the same, but only corresponding to the part of the mutual overlap Measures and displays light energy.

In der durch diese Messungen ermittelten Lage wird die bewegliche Halterung 6 arretiert und der Raum zwischen Steckerstift 1 und Rohr 5 wird mit einer aushärtbaren Klebe- oder Vergußmasse 8 ausgefüllt, so daß beide Teile innig miteinander verbunden werden. Nach der Aushärtezeit der Klebe- oder Vergußmasse 8 kann der auf diese Weise hergestellte Verbinddungsstecker in allen Verbindungsanordnungen, die auf den Außendurchmesser des Rohres 5 zentrieren, beliebig oft gesteckt bzw. ausgewechselt werden, ohne daß eine neuerliche Zentrierung nötig wird. Das bedeutet, daß eine einmalige Justierung völlig ausreichend ist und daß am Montageort keinerlei Montagehilfen nötig sind.In the position determined by these measurements, the movable holder 6 is locked and the space between pin 1 and tube 5 is filled with a hardenable adhesive or potting compound 8, see above that both parts are intimately connected. After the curing time of the adhesive or potting compound 8 The connecting plug produced in this way can be used in all connecting arrangements based on the Center the outer diameter of the tube 5, can be inserted or replaced as often as desired without a re-centering becomes necessary. This means that a one-time adjustment is completely sufficient and that No assembly aids are required at the assembly site.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Method for centering an individual optical waveguide held in a cylindrical plug pin in a cylindrical sleeve encompassing the connector pin, which acts as a guide and centering element in the assembly of detachable connection arrangements is used, thereby characterized in that the plug pin (1) with the one held in an axial bore, on the end face glued and polished individual optical waveguides (3) within one in an adjustment device (4) aligned tube (5) by means of a movable holder (6) for the connector pin (1) aligned is that the single light waveguide (3) received by a light emitting, im Center of the adjusting device (4) arranged optical waveguide (7) of the same diameter emitted Light intensity, which is determined with a measuring device, is maximum and that the connector pin (1) in the determined position by means of adhesive or casting means (8) with that in the entire connecting arrangement serving as a guide pipe (5) is permanently connected.