DE2717535A1

DE2717535A1 - Verfahren zur herstellung einer lichtwellenleiter-verzweigung

Info

Publication number: DE2717535A1
Application number: DE19772717535
Authority: DE
Inventors: Guenter Ing Grad Koestler; Ulrich Dipl Ing Oestreich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-04-20
Filing date: 1977-04-20
Publication date: 1978-11-02

Description

Verfahren zur Herstellung einer Lichtwellenleiter-Verzweigung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verzweigungsanordnungen von Lichtwellenleitern durch Zusammenschweißen.
Es sind für Verzweigungen von Lichtwellenleiter-Enden verschiedene Methoden bekannt geworden. So wird in der DT-OS 25 10 114 eine Lichtleiter-Verzweigung zum gleichmäßigen Aufteilen der in einem Wellenleiter geführten Lichtenergie in zwei Wellenleiter mit gleichem oder größerem Querschnitt beschrieben. Hier wird die Lichtleitfaser von einem Ende ausgehend entlang ihrer Achse in zwei Teilstränge aufgespalten. Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Leistungsverteilers für Lichtwellenleiter-Ubertragungsstrecken geht aus der DT-OS 26 01 649 hervor. Die sich in einem gemeinsamen Punkt treffenden Lichtwellenleiter werden in Bohrungen eines Glaskörpers eingeführt. Dabei ist besonders zu beachten, daß der Brechungsindex dieses Glaskörpers nicht größer ist als der der Lichtwellenleiterumhüllung. Nach dem Einsetzen der Lichtwellenleiter wird der Glaskörper erhitzt, wobei die Bohrungswandungen um die Lichtwellenleiter herum zusammenfallen und der Bereich des Glaskörpers, in dem die Lichtwellenleiter zusammentreffen, im Querschnitt vermindert wird.
Eine andere Verzweigungsanordnung wird in der DT-OS 24 56 619 vorgestellt. Die Glasfasern weisen im Verzweigungsbereich keine Mäntel auf. Die Kerne sind von einem Umhüllungsmaterial umgeben, das einen kleineren Brechungsindex aufweist als die Kerne. pie Räume zwischen den Kernen der ankommenden und weiterführenden Fasern sind mit einem Zwischenmaterial ausgefüllt, welches etwa den Brechungsindex der Kerne aufweist.
Weiterhin sind Verfahren bekannt, mit deren Hilfe Glasfasern durch wärmezufuhr miteinander verschweißt werden. Solche Verfahren sind das Flammenkranzschweißen, wenn es sich um rotationssymmetrische Teile handelt, bei dem die Gasflammen auf die Stoßfläche gerichtet werden. Bei dem Strahlungsschweißen werden elektrisch beheizte Strahler verwendet und beim dielektrischen Hochfrequenzschweißen werden die Glasteile zunächst mittels einer Gasflamme stark erhitzt und im weiteren Verlauf dienen die Flammen als Zuführungen für HF-Ströme.
Da bei herkömmlichen Schweißverfahren die Positionierung und vor allem die Dosierung der Wärmezufuhr für das Verschweißen von Lichtwellenleitern besondere Probleme aufwirft, wobei diese Probleme in erhöhtem Maße bei der Herstellung einer Verzweigungsanordnung vorliegen, lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, mit dem eine kontrollierbare und reproduzierbare Zusammenschweißung von Lichtwellenleiterenden in Form von Verzweigungsanordnungen möglich ist.
Die Aufgabe wird nun gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Größe der Stirnflächen der abzweigenden Lichtwellenleiterenden verringert wird, daß diese vorbehandelten, abzweigenden Lichtwellenleiterenden mit ihren Stirnflächen stumpf an die Stirnfläche des zu verzweigenden Lichtwellenleiterendes angesetzt und an der gemeinsamen Stoßstelle miteinander verschweißt werden.
Das Wesentliche zur Herstellung der Verzweigungsanordnung gemäß der Erfindung liegt darin, daß die Enden der abzweigenden Lichtwellenleiterenden vor dem Schweißverfahren so behandelt werden, daß die Größe ihrer Stirnflächen an der Stoßstelle gegenüber der Stirnfläche des zu verzweigenden Lichtwellenleiterendes verringert wird und daß beim Schweißvorgang die Fasern stufenlos miteinander verschmelzen. Die Behandlung der Enden kann entweder durch einen Ätzvorgang oder durch Anschleifen der Lichtwellenleiterenden erfolgen. Beim Ätzvorgang werden die abzweigenden Lichtwellenleiterenden in eine geeignete Säure eingetaucht, bis die gewünschte Verringerung der Stirnfläche, in diesem Fall durch Verminderung des Querschnittes des Lichtwellenleiterendes, erreicht ist. Die Verringerung der Stirnfläche durch Abschleifen erfolgt durch einen Abschliff, der unter einem geeigneten Winkel, vorzugsweise unter 5° , zur Längsachse bis auf den halben Lichtwellenleiterdurchmesser bei einseitigem Ab schliff und entsprechend weniger bei zweiseitigem Ab schliff ausgeführt wird.
Nach dieser Vorbehandlung der abzweigenden Lichtwellenleiterenden werden diese stumpf mit der Stirnfläche des abzuzweigenden Lichtwellenleiterendes zur Berührung gebracht und mittels eines geeigneten Schweißverfahrens miteinander verschweißt. Da die herkömmlichen Schweißverfahren aufgrund ihrer Unzulänglichkeiten für die Anwendung beim Verschweißen von Lichtwellenleitern im allgemeinen versagen, wird die Schweißung erfindungsgemäß durch ein Schmelzverfahren mit einer Glimmentladungsstrecke ausgeführt.
Ein solches Verfahren ist deshalb hierfür besonders geeignet, da das Feld einer solchen Entladungsstrecke sehr stark inhomogen ist und dadurch zu einer gleichmäßigen Erwärmung führt, die sich sehr gut konzentrieren und infolge längerer Erwärmungszeit leicht dosieren läßt. Beim Schmelzen entsteht ein stufenloser Ubergang von der ankommenden auf die abzweigenden Lichtwellenleiter. Das Licht wird dadurch mit nur geringen Verlusten in die Abzweige geführt.
Das Verfahren wird nun anhand von vier Figuren näher erläutert, wobei in Fig. 1 eine Zweifachabzweigung von Lichtwellenleitern mit Behandlung der Lichtwellenleiterenden durch ein Ätzverfahren und in Fig. 2 durch ein Schleifverfahren dargestellt wird.
Die Fig. 3 zeigt einen einseitigen Anschliff eines Lichtwellenleiterendes für eine Zweifachabzweigung. In Fig. 4 wird eine Dreifachabzweigungsanordnung gezeigt.
In Fig. 1 ist ersichtlich, daß die durch den Ätzvorgang an ihren Enden 3 im Querschnitt verringerten abzweigenden Lichtwellenleiterenden 2 an der Stoßstelle 4 stumpf auf das Ende des zu verzweigenden Lichtwellenleiterendes 1 angesetzt und miteinander verschweißt sind. Die Fig. 2 zeigt ebenfalls eine Verzweigungsanordnung von Lichtwellenleitern in Y-Form, bei der die Stirnflächen der Lichtwellenleiterenden 5 durch einen Schleifvorgang verringert wurden. Der Anschliff wurde entlang der Längsachse unter einem geeigneten Winkel ausgeführt. Anschließend wurden die Lichtwellenleiterenden 5 an der gemeinsamen Stoßstelle 4 ebenfalls stumpf an den zu verzweigenden Lichtwellenleiter 1 herangeführt und in einer Glimmentladungsstrecke miteinander verschweißt. In der Fig. 3 ist ein Lichtwellenleiterende 5 mit einem schräg zur Längsachse verlaufenden Anschliff 6 gezeigt. Die Fig. 4 zeigt eine Dreifachabzweigungsanordnung von Lichtwellenleitern, bei der der zu verzweigende Lichtwellenleiter 1 auf drei abzweigende Lichtwellenleiter 7 verzweigt wird. Hierbei ist jedoch bei dem mittleren Lichtwellenleiterende ein doppelseitiger Anschliff erforderlich. Nach dem stumpfen Ansetzen aller Stirnflächen erfolgt die gemeinsame Verschweißung durch das bereits erwähnte Verfahren.
5 Patentansprüche 4 Figuren Leerseite

Claims

Patentansprüche '1 Verfahren zur Herstellung von Verzweigungsanordnungen von Lichtwellenleitern durch Zusammenschweißen, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , daß die Große der Stirnflächen der abzweigenden Lichtwellenleiterenden (2-3,5) verringert wird, daß diese vorbehandelten, abzweigenden Lichtwellenleiterenden (2-3,5) mit ihren Stirnflächen stumpf an die Stirnfläche des zu verzweigenden Lichtwellenleiterendes (1) angesetzt und an der gemeinsamen Stoßstelle (4) miteinander verschweint werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung der Stirnflächengroe der abzweigenden Lichtwellenleiterenden (5) durch seitliche, schräg zur Achse verlaufende Anschliffe (6) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung der Stirnflächengröße der abzweigenden Lichtwellenleiterenden (2-3) durch eine Abätzung mittels Säure erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die abzweigenden Lichtwellenleiterenden (2-3,5) in Y-Form mittels eines mit Glimmentladungsstrecke arbeitenden Schmelzverfahrens miteinander verschweißt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere abzweigende Lichtwellenleiterenden (7) nach stumpfem Ansetzen ihrer Stirnflächen an die Stirnfläche des zu verzweigenden Lichtwellenleiterendes (1) mittels eines Schmelzverfahrens miteinander verschweißt werden.