DE2616920A1 - Kupplung zum verbinden von lichtleitern - Google Patents

Kupplung zum verbinden von lichtleitern

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DE2616920A1
DE2616920A1 DE19762616920 DE2616920A DE2616920A1 DE 2616920 A1 DE2616920 A1 DE 2616920A1 DE 19762616920 DE19762616920 DE 19762616920 DE 2616920 A DE2616920 A DE 2616920A DE 2616920 A1 DE2616920 A1 DE 2616920A1
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chamber
light
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mccartney
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DE19762616920
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Ronald Lee Mccartney
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TDK Micronas GmbH
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Deutsche ITT Industries GmbH
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    • G02—OPTICS
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/264—Optical coupling means with optical elements between opposed fibre ends which perform a function other than beam splitting

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  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Description

2616320
Deutsehe ITT Indusfcries GmbH
Freiburg
R. L. ,McCartney-?
Kupplung zum Verbinden von Lichtleitern
Die Erfindung betrifft eine Kupplung zum Verbinden von einer lichtemittierenden Anordnung mit einem Lichtleiter.
Die Verwendung· von Lichtleiterkabeln oder Lichtleitungen zur übertragung von Nachrichten bzw. Signalen· durch Lichtwellen ist allgemein bekannt.
Der Artikel "Fiber Optics" von Navinder S. Kapany, veröffentlicht in Scientific American, Vol. 203, Seiten 72 bis 81, vom November I960 stellt eine gute Zusammenfassung von theoretischen und praktischen Aspekten bei der Übertragung von Signalen durch Lichtleiter dar.
Eine große Bedeutung hat bei der übertragung von Signalen durch Lichtleiter die Entwicklung von praktischen Lichtleiterverbindern, wegen des Wirkungsgrades der übertragung in einem solchen Verbinder. In diesen Wirkungsgrad der übertragung von Licht an einer Verbindungsstelle gehen verschiedene B'aktoren ein, so z.P. Lichtverluste an der Trennstelle eines
12.4.1976, Kre/Ku
609847/0653
2816920
R. !,,McCartney-?
Lichtleiters bzw. Angrenzungsproblerne zwischen zwei Lichtleitern einer Verbindung. In diesem Zusammenhang wird auf die Zeitschrift "Bell System Technical Journal", Vol. 50, No, 10, Dezember 1971, spesiell auf den Artikel von D,L.Eisbee mit dt«ffi Titel"Measureroent of Loss Due to Offset and End Separations of Optical Fibers".verwiesen.
Ein anderer Artikel "Effect of Misaligments on Coupling: Efficiency on Single-Mode Optical Fiber Butt Joints" von J.S.Cook, W.L.Mananel und R.J.Grow aus "Bell System Technical Journal", VoI 52, No. 8, Oktober 1973, behandelt in diesem Zusammenhang ähnliche Probleme.
Lichtleiter-Bündel werden normalerweise nur für kurze übertragungsstecken zur Nachrichtenübertragung verwendet. Auf der anderen Seite ist es bekannt, Lichtleiter individuell zur Datenübertragung in optischen Kanälen zu verwenden, die eine übertragung über viele Kilometer gestatten. Zur Zeit bestehen die meisten Lichtleiterkabel aus Vielfach-Liehtleiter-Bündeln. Die Schwierigkeit bei der Vorsehung von Verbindungen zwischen einzelnen Lichtleitern, die unempfindlich gegenüber Abweichungen der axialen Anlage zweier Lichtleiterenden an der Verbindungsstelle sind, ist ein Hindernis für die Verwendung von langen Leitwegen bei Daten-Übertragungssystemen.
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R.L.McCartney-7
Es ist auch schon versucht worden, wie sich aus der US-PS 3,768,146 ergibt, Metallhülsen zur Verbindung zwischen zwei einzelnen Lichtleitern zu verwenden, um die axiale übereinstimmung der zu verbindenden Enden zu erreichen. Das Problem zur Erreichung einer guten Anlage zwischen den Enden zweier Lichtleiter ist zurückzuführen auf d*ß typische Fehlen der Konzentrizität zwischen dem Kern des Lichtleiters und seiner äußeren Umhüllung.
Weiterhin wird noch auf die US-PS 3,756,688; 3,700,295 und 3,809,455 verwiesen die ebenfalls optische Lichtleiterverbindungen betreffen, die insoweit die vorliegende Anmeldung betreffen, daß einige bekannte Arten von optischen Mitteln verwendet werden um Licht von einer Lichtquelle in Richtung eines Lichtleiters zu übertragen.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung eine Kupplung zwischen einem einzelnen Lichtleiter und einer lichtemittierenden Anordnung, die beispielsweise auch ein zweiter Lichtleiter oder eine andere Lichtquelle sein kann, die in deren Verbinder im praktischen Anwendungsfall enthalten sein kann ,zu schaffen, die unempfindlich ist gegenüber Problemen der Anlage zweier Enden von Lichtleitern und bezüglich des Fehlens der Kopzentrizität zwischen dem Kern und der Umhüllung desselben innerhalb von Lichtleitern.
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R.L.McCartney-7
Diese Aufgäbe wird durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Maßnahmen gelöst.
Dadurch ergeben sich die Vorteile, daß der Abstand zwischen den zu verbindenden Enden nicht mehr fast MuI] sein muß, um einen guten Wirkungsgrad der Verbindung zu erhalten. Außerdem hat eine etwas seitlich versehohene Mittelachse bei zwei zu verbindenden Lichtleitern keinen Einfluß auf den Wirkungsgrad der Lichtleiterverbindung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Einen besonderen Vorteil bringt für die Lichtleiterverbindung die Verwendung eines Füllstoffes in der Kammer, der einen größeren Brechungsindex aufweist^ als der Brechungsindex für den Licht-leiterkern ist.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Verbindung zweier Lichtleiter nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein vergrößert dargestellter Ausschnitt der in Fig. 1 dargestellten Verbindungsstelle;
Fig. 3 eine Darstellung nach Fig, 2 in der das Ende des weiterführenden Lichtleiters eine alternative Form aufweist.
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Die vorliegende Erfindung ist im allgemeinen für die Verbindung· von einem einzelnen Lichtleiterkabel mit einem anderen Lichtleiterkabel oder mit anderen lichtemittierenden Anordnungen, die später genannt werden, verwendbar. Ein konventionelles einzelnes Lihtleiterkabei besteht aus dem Lichtleiter und einer äußeren Schutzumhüllung, die aus Kunststoff hergestellt sein kann. Der Lichtleiter selbst besteht aus einem inneren Kern und einer diesen umgebenden Schicht, die als Umhüllung bezeichnet wird. Verschiedene solche Lichtleiter sind im Handel erhältlich. Der Lichtleiter kann einen Kunststoffkern mit einer Kunststoffumhüllung, einen Glaskern mit einer Kunststoffumhüllung oder einen Glaskern mit einer Glasumhüllung haben. In neuester Zeit gibt es auch durch chemischen Dampf hergestellte Lichtleiter (chemical vapor deposition), sogenannte CVD-Lichtleiter, die aus Quarz-Fiber bestehen und einen inneren Germanium-Kern aufweisen. Die erste Ausführungsform der Erfindung ist anwendbar für solche Lichtleiter deren Umhüllung leicht entfernt werden kann, wie dies z.B. bei einer Kunststoffumhüllung der Fall ist.
In den Fig·. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Verbindungsanordnung 10 dargestellt, die aus einem Steckerteil 12 und einem Buchsenteil l'i besteht. Solche Steckerglieder sind etwa gleichartig mit den früher als männliche und weibliche Kontakte bezeichneten Steckerglieder. Das Steckerteil 12
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R.L.McCartney-7
enthält einen länglichen im allgemeinen zylindrischen Körper 16, der sich an seinem vorderen Ende nach innen verjüngt bzw. in eine konisch-abnehmende Form übergeht und sich nach außen erweitert an seinem hinteren Ende 20. Der Körper 16 kann aus einem geeigneten Isoliermaterial geformt sein, wie z.B. Kunststoff, er kann aber auch aus Metall geformt sein, wenn dies wünschenswert ist. Ein sich nach außen erstreckender kreisförmiger Bund 22 ist am Körper 16 zwischen dem vorderen und dem hinteren Ende angeformt. Eine Überwurfmutter 24 ist verdrehbar an dem Körper 16 angebracht. Die Überwurfmutter 2*1 besteht aus einem sich nach innen erstreckenden Bund 26 ,der hinter dem Bund 22 des Körpers 16 angeordnet ist. Die innere Wandung der Überwurfmutter 24 ist mit einem Gewinde 28 versehen. Ein einzelnes Lichtleiterkabel, im allgemeinen mit 30 bezeichnet, ist innerhalb des kreisförmigen Körpers montiert. Das Kabel 30 besteht aus einem Lichtleiter 31 und einer äußeren Kunststoffumhüllung 32. Der Lichtleiter 31 weist einen inneren Kern 33 auf, der aus Kunststoff oder Glas bestehen kann, und eine äußere Kunststoffumhüllung 34. Beispielsweise kann etwa der Kern 33 auskediegenem Quarz und die Umhüllung 34 aus PEP-Kunststoff (FEP=Fluor Ethylene Propylene) bestehen. Das Ende der Kunststoffumhüllung 32 ist geschnitten und läuft sich konisch verjüngend aus, so daß das Endteil 36 des Lichtleiters 31, befreit von der Kunststoffumhüllung 32, sich bis zum vorderen Ende des sich ebenfalls konisch verjüngenden vorderen Endes 18 des Körpers t6 erstreckt.
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R.L.McCartney-7
Die Spitze 37 des Endteiles 36 des Lichtleiters 31 ist bündig mit der flachen vorderen Endfläche 38 des Körpers l6.
Das Buchsenteil 14 besteht im allgemeinen aus einem zylindrischen Steckverbinderkörper 40, der aus Isoliermaterial oder Metall hergestellt sein kann. Das vordere Ende 46 des Körpers 40 weist ein Außengewinde auf, das abgestimmt ist auf das Gewinde 28 der Überwurfmutter 24, die am Steckerteil 12 angeordnet ist. Eine im allgemeinen zylindrische Ausnehmung 44 ist in dem vorderen Teil des Verbinderkörpers 40 vorgesehen, die koaxial zu der Längsachse des Körpers 40 sich erstreckt. Die Ausnehmung 44 ist am vorderen Ende 46 des Körpers 40 offen. Der hintere Teil 48 der Ausnehmung 44 verjüngt sich nach innen konisch bis zu dem flachen Boden der Ausnehmung 44. Die konstruktive Ausgestaltung der Innenmaße der Ausnehmung 44 ist abgestimmt auf die konstruktive Ausgestaltung des vorderen Endes des Steckerkörpers 16, so daß das Letztere in die Ausnehmung 44 soweit hineingleiten kann bis die flache vordere Endfläche 38 anliegt (angrenzt) an dem flachen Boden 50 der Ausnehmung 44.
Eine zylindrische Bohrung 52 ist in dem Steckverbinderkörper 40 eingeformt, und zwar im rückwärtigen Teil, die koaxial zur Achse der Ausnehmung 44 liegt. Das vordere Ende 54 der Bohrung 52 verjüngt sich
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R.L.McCartney-7
konisch nach vorn. Ein zweites einzelnes Lichtleiterkabel, im allgemeinen mit 56 bezeichnet, ist in der führung l>2 angeordnet. Das Kabel 56 kann identisch sein zu den Kabel 30 im Steckerteil 12. Das Ende der Umhüllung- 57 des Lichtleiters 58 in dem Lichtleiterkabel 56 ist entfernt, so daß ein Reststück des vorderen Endes 58' des Lichtleiters 58 freibleibt. Die Umhüllung 59 des Lichtleiters 58 ist an dem Reststück (Spitze) des vorderen Endes 58* entfernt und ergibt dadurch ein unbedecktes vorderes Ende 60 des Lichtleiterkerns 61.
Es ist eine sich verjüngende optische Kammer 62 in dem Verbinderkörper 40 vorgesehen, die zwischen der Bohrung 52- und der Ausnehmung 44 angeordnet ist.
Das im Durchmesser kleinere Ende 64 der sich verjüngenden optischen Kammer 62 liegt an dem sich ver jungenden vorderen Ende 54 der Bohrung 52 an. Das (im Durchmesser) gröf6ere Ende 66 ist offen zu dem flachen Boden 50 der Ausnehmung 44 zu hin. Die Wand der Kammer 62 ist symmetrisch in bezug auf die Mittelachse derselben ausgebildet, die koaxial ist zu den Achsen der Ausnehmung 44 und der Bohrung 52. Das unbedeckte vordere Ende 60 des Lichtleiters 58 ragt durch das kleinere Ende 64 in die Kammer 62 hinein, begrenzt an einem Punkt zwischen den Enden der Kammer 62, so daß ein Abstand zu dem Lichtleiter 31 in dem Steckerteil 12 entsteht. Die Wandung der Kammer
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ist mit einer metallischen Schicht 68 überzogen, die aus Gold besteht, um eine reflektierende Oberfläche der Wandung zu erreichen,Die Kammer 62 ist ft?füllt mit einem Füllstoff 70, der aus einer Flüssigkeit bestehen kann, aus einer Gallertmasse oder aus einer Substanz, die aushärten kann zu einer halbfesten oder festen Masse. Der Brechungsindex des Füllstoffes 70 muß größer sein als der des Kernes 6l des Lichtleiters 58.
Der Buchsenteil 14 wird zusammengebaut, indem man zuerst das Kabel 56 in die Bohrung 52 von dem rückwärtigen. Ende 72 des Verbinderkörpers 40 her einsetzt, wobei das vordere unbedeckte Ende 60 des Lichtleiterkernes 6l so positioniert wird, daß es (um ein bestimmtes Maß) in die optische Kammer 62 hineinragt. Die optische Kammer wird dann mit einem geeigneten Füllstoff 70 gefüllt, z.B. durch Verwendung einer Spritze, die durch die Ausnehmung 44 geführt wird. Danach werden das Buchsenteil 14 mit dem Steckerteil 12 verbunden, so daß das vordere Fnde des Verbinderkörpers 16 teilweise in der Ausnehmung 44 sich erstreckt. Die überwurfmutter 24 wird so weit gedreht, bis das Innengewinde der Überwurfmutter 24 mit dem vorderen Fnde des Gewindes 42 des Körpers 40 anschnäbelt, dann werden durch weiteres Drehen der überwurfmutter 24 die beiden Verbinderglieder 12 und 14 mittels des ineinandergreifenden
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BAD ORIGINAL
R.L.McCartney-7
Gewindes 28/42 zusammengeschoben, bis die vordere Endfläche 38 des Körpers 16 den flachen Boden 50 der Ausnehmung 44 berührt. Wenn die Verbindungsglieder 12 und 14 so miteinander verbunden werden, kommen die vorderen Enden 36 und 60 d.er,;%|,e.iiitl^i 31 bzw. 58 im allgemeinen in Berührung miteinander, aber in nicht notwendiger Weise in exakte Berührung.
Im Anwendungsfall wird Licht durch den Lichtleiter in die Kammer 62 übertragen. Das unbedeckte Ende des Kerns 6l des Lichtleiters 58 innerhalb der Kammer 62 wirkt dann wie eine Antenne, die das Licht sammelt, das reflektiert wird von der reflektierenden überflähe 68 der Wandung der Kammer 62. Da die Größe der Kammer 62 etwa zwei- bis dreimal im Durchmesser größer ist als der Durchmesser des unbedeckten Endes 60 des Kerns 61, ist. der Antennen-Durchmesser groß im Vergleich zu dem Durchmesser einer Versorgungsleitung. Der Verbinder ist debhalb unempfindlich bezüglich der Anlageprobleme zwischen den zu verbindenden Lichtleitern 31 und 58. Auch ist der Verbinder unemfpindlich gegenüber Verlust der Konzentration des Lichtes im Lichtleiterkern 33 bzw. 61 durch den äußeren Überzug 59, der die Lichtleiterkerne 33 bzw. 61 umgibt.
Es wird darauf hingewiesen, daß die optische Kammer 62 aus einem gerundeten konischen Abschnitt besteht. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, istder konische Abschnitt gerundet um eine Mittellinie C, die
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R.L.McCartney-7
coaxial ist zu der Längsachse der Ausnehmung M im Körper 16 und der Bohrung 52 im Körper kO. Die Neigung der Wandung der optischen Kammer 62 kann angepasst werden für Füllstoffe 70 mit unterschiedlichen Brechungsindices. So können irgendwelche Püllmaterialien physikalische und chemische Eigenschaften haben,
die besondere Anwendung benötigen, verwendet werden durch einfache Auswahl einer angepaßten Neigung der Wandung der Kammer 62. Der Neigungswinkel η für die Wandung der Kammer 62 gegenüber der Mittelachse C wird bestimmt durch die Gleichung
C)
- 1/2
cos
N1
j cos ψ J
IL ist der Brechungsindex des Lichtleiterkernes 6l. IL1 ist der Brechungsindex des Füllstoffes 70.
*!' ist der Fortpflanzunceswinkel für das Licht in
dem Lichtleiter 58.
Das Symbol θ ist der Winkel für die Aussendung von Licht von dem Lichtleiterkern 31·
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R.L.McCartney-7
Die Erfordernisse der folgenden Gleichung müssen ebenso erfüllt werden:
(2)
NA ist der zahlenmäßige Leitwert ίφ? den Lichtleiter 58.
Wie vorher angegeben, muß Np größer sein als N-. Um die Form oder die Wölbung der Wandung der Kammer 62 zu ermitteln, muß in die Gleichung (1) der aus der Gleichung (2) gefundene Wert eingesetzt werden.
Wie bereits als eine Ausführung der Erfindung oben beschrieben, ist eshützlich einen Lichtleiter 58 zu verwenden, der eine Umhüllung 59 aufweist, die (am Endstück) entfernt sein kann von dem Lichtleiterkern 6l, so daß das kurze Endstück des Lichtleiter-Kerns 61 (in dem abisolierten Zustand) in die optische Kammer 62 hineinragen kann. Die Lichtausstrahlung vom Lichtleiter 31 (wie in Fig. 2 dargestellt) wird an der Wandung der Kammer 62 reflektiert und der reflektierte Strahl trifft auf die Oberfläche des in die Kammer 62 hineinragenden Reststückes des
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ORKHNAL INSPECTeb'
: flf6920
R.L.McCartney-7
I.ichtleiterkerna 60. Ea isthicht durchführbar, die Glasumhüllung von einem Glaskern eines Lichtleiter» oder die Umhüllung von einem CVD-Lichtleiter *u entfernen (chemical vapor deposition = chemisch durch Dampf aufgetragen). Die letztgenannten Lichtleiter wurden eine, zeit lang eingesetzt für die Verwendung in optischen Übertragungssystemen, da sie in sehr kleinen Abmessungen hergestellt werden können.
Beispielsweise ist im Handel erhältlich ein CVD-Lichtleiter mit einem Außendurchmesser von 0,127 ran (0,005") und einem Durchmesser des inneren Kernes der im Bereich von 0,00251I bis 0,0508 mm (0,0001"-0,002") liegt. Die zweite Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung ist, wie in Fig. 3 dargestellt, darin zu sehen, daß für einen Verbinder ein bedeckter Lichtleiter verwendet wird, bei dem die Umhüllung nicht ohne weiteres entfernt werden kann. Diese Ausführungsform, dargestellt in Fig. 3, ist etwa ähnlich der Ausführungsform, wie sie in den Fig, I und 2 dargestellt ist, wobei für miteinander in der Wirkungsweise vergleichenden Teile gMche Bezugszeichen verwendet werden.
Der mit Glas umhüllte Lichtleiter 58" in Fig, 3 ist an der Spitze erhitzip und dabei so geformt worden, daß dessen vorderes Ende 80 eine konisch abnehmende Form aufweist. Die sich bei einer solchen Formung ergebende Spitze am vorderen Ende 80 wird dann entfernt, um eine kleine flache Endfläche 82, wie dargestellt, zu erhalten. Da die Endfläche 82 so klein
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ist, daß nur wenig Anteil des Lichtes, das aus dem Ende des Lichleiters 31f ausgestrahlt wird in Richtung der Linie C in den Lichtleiter 58" eintritt, ist es nicht wahrscheinlich, daß legenö ein bedeutender Anteil des Lichtes (des Iiichtleiters 31f) über die Endfläche 82 (entlang de»:: Mn ie Cj in den Lichtleiter 58" eintritt. Durch.-4i* konisch abnehmende Formgebung des .Endes 80 deäi^tiöbtleit^fi' 58" und die Art wie dies erreicht wird, veröleibt !diie Umhüllung 59* auf dem vorderen konischen Ende 8ö des Lichtleiters 58". Der Lichtleiter 58n ist weiterhin umgeben von einer metallischen Hülle 84, dessen vorderes Ende 86 konisch abnimmt und fcwar in einer Form, die der -Konizität des vorderen Endes 80 des Lichtleiters 58" angeglichen ist, so daß der Lichtleiter 58" innerhalb der metallischen Hülle 81I am vorderen Ende 86 gehalten wird.
Der Verbinderkörper 40f weist eine dem Außendurchmesser der Hülle 84 angepasste Bohrung auf, die im vorderen Teil 54' in einen Konus übergeht, der die gleichen Abmaße hat wie das darin aufzunehmende konische vordere Ende 86 der Hülle 84, wodurch ein Fest sitz der Hülle 84 und somit des Lichtleiters 58" im Körper 40' erreicht wird.
In dieser Ausführungsform kann der Füllstoff 7O1, der flüssig, fest oder gallertartig sein kann, einen Brechungsindex haben, der größer, kleiner oder gleich dem Brechungsindex entweder des Kernes 61*
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261692Ö
R.L.McCartney-7
oder der Umhüllung 59f des Lichtleiters 58" ist. Vorzugsweise hat der Brechungsindex de? Füllstoffes 70· etwa·die Zahl 1,5. Zusätzlich iet ββ vorteilhaft, wenn die optische Kammer 62f 41* Form eines gestutzten, runden, parabolischen Kttfrjptrs mit einer Mittellinie C1, die gleichzeitig die Kananerachse ist, aufweist.
Die Neigung: der Wandung der optischen Kammer 62* kann durch die folgende Gleichung festgelegt werden
cos
-I
Es muß erwähnt werden, daß die Gleichung (3) identisch mit der Gleichung (1) ist außer für den Wert ß, der den Winkel der Konizität für das vordere Ende des Kernes 6lf des Lichtleiters 58" angibt und zwischen der konischen Seitenfläche des Endes 80 und der Achse des Kernes 61'gemessen wird.
Die folgenden Gleichungen müssen ebenso erfüllt werden:
(4)
Φ + ß > sin
Nl
(5)
φ < sin"
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R.L.McCartney-7
NA ist der zahlenmäßige Leitwert für den Lichtleiter 58".
Es ist bekannt, daß NA durch folgende Gleichung bestimmt werden kann:
(6) NA
N ist der Brechungsindex für die Umhüllung 59'.
Um die Form oder die Wölbung der Wandung der Kammer 62' zu ermitteln, müssen die aus den Gleichungen (1O und (5) ermittelten Ergebnisse in die Gleichung (3) eingesetzt werden.
Die zweite Ausführungsform nach der Erfindung, wie dargestellt in Fig. 3, ist ähnlich zu der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform, dadurch, daß das Licht das vom· Lichtleiter 31' ausgestrahlt wird, innerhalb der optischen Kammer 62' an der überzogenen Wandung 68' reflektiert wird und der reflektierte Strahl trifft auf das vordere Ende 80 des Lichtleiters 58" innerhalb der optischen Kammer 62. Wie
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R.L.McCartney-7
auch immer, wird das von der Wandung der Kammer 62* reflektierte Licht durch die Umhüllung 59' geleitet und tritt damit in das konische vordere Ende 80 des Lichtleiters 58" ein und danach wird es in Längsrichtung des Kernes 61' des Lichtleiter* 58" geleitet. Wie bei der ersten Ausfühimngsfo^l» ' ist die Licht-Verbindungseinrichtung nach Fig.; | unempfindlich gegenüber seitlichen Verschiebungen oder Anlageproblemen zwischen den beiden Lichtle1!* tern, die innerhalb des Verbinders gekuppelt wer<teiv sollen.
Obgleich die LichtÜbertragungsanordnung, die in dem Verbinder 10 angewendet wird und hierin»beschrieben ist, sich speziell bezieht auf die Verwendung von Fiberoptik-Lichtleitern (Lichtleiter 3D, können auch andere Licht aussendende Anordnungen dafür vorgesehen werden. Beispielsweise kann der Lichtleiter 31 ersetzt werden durch einen Laser-Strahl oder durch eine Leucht-Diode, wenn diese Anordnungen so positioniert werden können, daß sie am Finde (mit dem größeren Durchmesser) der optischen Kammer 62 anliegen. Auch kann die optische Kammer 62 eine andere Form aufweisen als diese, die in den Figuren dargestellt ist, in Abhängigkeit davon, daß der Fortpflanzungswinkel so ist, daß das Licht in dem weitergehenden Lichtleiter geführt wird. Eeispielsweise kann bei der ersten Ausführungsform
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R.L.McCartney-7
nach der Erfindung die optische Kammer 62 zylindrisch ausgeführt sein und beijrier zweiten Ausführungsform eine Form aufweisen, deren größter Durchmesser in der Mitte liegt und von da au« zu den gegenüberliegenden Enden, die die Lichtleiter aufnehmen, die Form konisch abfallend ausgebildet
13 Ansprüche
2 Bl. Zeichnung
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OftfÖiNÄl. INSPECTED

Claims (1)

  1. R.L.McCartney-7
    Ansprüche
    (\J Kupplung zum Verbinden von einer licht-äjnittierenden Anordnung mit einem Lichtleiter, dadurch gekennzeichnet, daß anliegend an die lichtemittierende Anordnung (31) eine optische Kammer (62, 62") vorgesehen ist, deren innere Wandung mit einein lichtreflektierenden Überzug (68, 68') versehen ifct, so daß die in die Kammer (68, 68·) einfallende Strahlung in der Kammer (68, 681) so gebrochen wird, daß nach der Brechung die Strahlen in Richtung der Kammerachse der\fEinfallstelle gegenüberliegenden Seite gelenkt werden und daß an der der Einfallstelle gegenüberliegenden Seite ein kurzes Endstück (60, 8.0) des weiterführenden Lichtleiters (58', 58f, 58") in die Kammer (62, 62') hineinragt, das die von der Wandung reflektierten Strahlen aufnimmt.
    2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Kammer (6§, 62f) mit einem lichtleitenden Füllstoff (70, 70') ausgefüllt ist.
    3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff (70, 70') der Kammer (62, 62») flüssig, gallertartig oder fest ist.
    13.1L1976, Kre/Ku
    609847/0653
    R.L.McCartney-7
    1I. Kupplung nach Ansprubh 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff (70, 701) der Kammer (62, 62·) einen Brechungsindex (N2) aufweist, der größer ist als der Brechungsindex (N-) des Lichtleiterkerns (61, 61').
    5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis Ü, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse (C) der optischen Kammer (62, 62'), die Achse der lichtemittierenden Anordnung und die Achse des weiterführenden Lichtleiters (08, 58', 58") etwa koaxial zueinander angeordnet sind.
    6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Kammer (62, 62') einer; abgerundeten konischen Abschnitt aufweist.
    7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Kammer (62, 62') die Form eines gestutzten, runden, parabolischen Körpers aufweist.
    8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in die optische Kammer (62, 62') hineinragende Endstück (60) des Lichtleiterkernes (61) unbedeckt ist und eine zylindrische Form aufweist.
    609847/0653
    R.L.McCartney-7
    9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 » dadurch gekennzeichnet, daß das in die optische Kammer (62, 62') hineinragende Endstück des Lichtleiters (6l·) nach der Mitte der Kammer (62, 62') zu konisch ausgebildet und überzogen ist mit einer lichtdurchlässigen Umhüllung (591).
    10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel («) der Wandung der Kammer (62, 62'), bezogen auf die Mittelachse (C) derselben, bestimmt wird durch die Gleichungen
    « = 1/2
    cos
    .-1
    COS
    - 0.
    wobei IL der Brechungsindex des Lichtleiterkernes (61, 61'), Np der Brechungsindex des Füllstoffes (70, 701), φ der Portpflanzungswinkel für das Licht im Lichtleiter und β der Winkel für die Strahlung ist, die von der lichtemittierenden Anordnung ausgeht; und
    Φ < sin
    -1
    / NA \
    (1V
    wobei NA die Lichtleitzahl des Lichtleiters ist.
    6098A7/0653 ORIGINAL INSPECTED
    K.L.McCartney-7
    11. Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel («) der Wandung der Kammer (62, 62'), bezogen auf die Mittelachse derselben, bestimmt wird durch die Gleichungen:
    cos
    ■|"-i (coa (^ +^)) I - (
    wobei IL der Brechungsindex des Lichtleiterkernes (58", 61'), M0 der Brechungsindex des FiH !stoffes (7O1), Φ der Fortpflanzui:p:sviinkel für das Liht im Lichtleit.fr (58"),^ der Winkel für die Konizität des Endes (80) des indie Kammer (62') hineinragenden Lichtleiters (58") und 0 der Winkel für die Strahlung des Lichtes ist, die von der lichtemittierenden Anordnung ausfeht; und
    Φ + β >
    609847/0653
    ■ Ζί-Λ
    it- «
    R.L.McCartney-7
    und
    φ < sin""1
    wobei NA die Lichtleitzahl des Lichtleiters let.
    12. Kupplung nach einem der Anspruch* 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wandung der Kammer (62, 62») mit einer metallischen Schicht (68, 68») Überzopen ist.
    13. Kupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Schicht (68, 68') aus einem gut lichtreflektierenden Material, wie z.B. Gold, besteht.
    6098 47/06 5 3 ORIGINAL INSPECTED
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