DE2746497A1

DE2746497A1 - Lichtleiteranschluss fuer optische koppelanordnungen

Info

Publication number: DE2746497A1
Application number: DE19772746497
Authority: DE
Inventors: Martin Chown
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1976-10-19
Filing date: 1977-10-15
Publication date: 1978-04-20
Also published as: BR7706510A; ZA775787B; FR2368727A1; CH624223A5; FR2368727B1; AU5180779A; AU528852B2; GB1569615A; AU507611B2; AU2983377A

Description

M.(Miown-19

Lichtleiteranschluß für optische Koppe.! anordnungen

Anschlüsse der eingangs genannten Art werden zur Kopplung der Faserkernejvon Lichtleitkabeln benötigt, die in optischen Nachrichtensystemen verwendet werden, bei denen am Anfang des Leitungsabschnittes einer tibertragungsstrecke z.B. eine optische Signalquelle und am Ende dieses Leitungsabschnittes ein optischer Signalempfänger oder z.B. auch ein Anschluß für die Kopplung mit dem Beginn eines zweiten Leitungsabschnittes angeordnet sein kann.

In der britischen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen O417V76 (M.Chown-9) wird ein Lichtleiteranschluß beschrieben, der im wesentlichen aus einem Kunststoffkörper besteht, welcher einerseits mit einer sphärisch oder asphärisch ausgeformten Linse versehen ist und der andererseits koaxial einen in eine Bohrung mündenden Führungskegel enthalt.Letzterer dient zur Aufnahme eines Lichtleitkabels, dessen Faserkernende so in der zentralen Bohrung des Kunststoffkörpers festgelegt ist, daß vom Kernende emittiertes Licht mittels der Linse gebündelt abgestrahlt wird.

14.10.1977, Ka/Ku

809816/0946

M.Chown-lO

Die Erfindung geht aus von einem dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 entsprechenden Stand der Technik. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Lichtleiteranschluß zu schaffen, der eine möglichst enge mechanische Kopplung zwischen Linse und Anschlußhtllse des Lichtleitkabels aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgem^ß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs„ 1 angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen des Gegenstandes des Patentanspruches 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind, wie folgt nSher beschrieben. Tn den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Linsenkörper mit einem an seiner Rückseite in eine koaxiale Aufnahme eingesetzten Licht

leitkabel, teilweise lSngsgeschnitten;

Fig. 2 einen Lichtleiteranschluß, bei dem die Anordnung der Fig. 1 in eine Verbindungshülse eingesetzt ist, teilweise längsgeschnitten;

Fig. 3a bis 3d einen Licht!eitnrnnschluß mit verschiedenen

Ausführungsbeispielen der Anschlußhdlse;

Fig. ¹I einen Lichtleiteranschlwii, dessen Verbindungshülse für die Aufnahme einer aus einem Lagerstein bestehenden AnschlußhUlse ausgebildet ist, teilweise längsgeschnitten;

809816/0946

M . Chown-l^r'

Fig. ¹J die sehematische Parst el 1 ungei nsr Vorrichtung, für die Montage eines I.ichtlei terar.ßchlusses, teilweise längsgesehnitten in der Seitenansicht.

her in Fig. 1 gezeigte Abschluß des Mahtleitkabelend.es

a 11ν,

ij beisteht aus einem zylindrischerfyFunststoff hergestellten Körper 11, wie beispielsweise Acryl, dessen eines Ende eine konvex gewölbte Linse \? darstellt. Das andere Ende dieses Kunststoffkörpers enthält einen Führungskegel 13, welcher in eine koaxial angeordnete Bohrung mündet, die zur Aufnahme des Lichtleiterendes 15 eines kunststoffummantelten Lichtleitkabels 16 im Brennpunkt der Linse 12 dient.

In Fig. 2 ist ein Lichtleiteranschluß dargestellt,bei dem die Kabelabschlußanordnung der Fig. 1 in eine aus Me-

I¹J tall bestehende Verbindungshülse 21 eingesetzt ist. Um so ein Verbindungselement zu bilden, ist der aus Kunststoff bestehende Körper 11 mittels Preßsitz in einer Bohrung 22 der Verbindung3hülse 21 befestigt. Die Bohrung 22 ist koaxial zur Mantelfläche der Verbindungshülse 21 ausgerichtet.

Die Fig.. 3a bis 3d zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele des Lichtleiteranrchl ur>sors. Gemfiß Fig. 5a enthält die Verbindungshillse 31 den als Linneneinsatz ausgebildeten sowie aus Kunststoff bestehenden Körper32, an dem mittels geeigneten Kittes ein als Anschlußhülse 33 wirkendes Kapillarröhrchen befestigt ist. Wenn das Verbindungselement auf das vorbereitete Fnde des Lichtleitkabels 16 geschoben ist, nimmt die Anschlußhülse 33 das abgemantelte Lichtleiterende 15 so in sich auf, daß es im Brennpunkt der Linse liegt. Der ummantelte Teil des Lichtleitkabels 16 ist in der Bohrung der Verbindungshülse 31 mittels eines elastischen Werkstoffes befestigt.

809816/0946

M.Chown-19

Pine abgewandelte Ausführung der Kapillarröhrentechnik ist in Fig. 3b dargestellt. Hier wird ein in der Anschlußhülse 35 angeordneter Lichtleiterstumpf 36 verwendet. Dieser ist im Brennpunkt der Linse gehaltert und er stellt die Kopplung mit dem in das freie Ende der Anschlußhülse 35 eingesetzten Lichtleiterende her.

Die Fig. 3c und 3d zeigen zwei Ausführungen von Lichtleiteranschlüssen, beidenen die Lichtleiterenden auf den Linsenfokus justierbar sind. In Fig. 3c ist der überzug des Lichtleitkabels 71 senkrecht zur Faserachse eingeschnitten und das Lichtleiterende 72 freigelegt. Das Lichtleitkabel 71 wird von der Anschlußhülse 38 aufgenommen, wobei das Lichtleiterende 72 in einer im Durchmesser reduzierten Bohrung 73 am vorderen Ende der Anschlußhülse 38 steckt und hier im Linsenfokus liegt. Die Anschlußhülse 38 weist eine an der Verbindungshülse befestigte Membrane 37 auf wodurch sie einen Schwenkpunkt erhält, um den das Ende der Anschlußhülse 38 beim Justieren des Lichtleiterendes 72 auf den Linsenfokus z.B. mittels Betätigung von die Wandung der Verbindungshülse 31 durchsetzenden Schrauben 7¹* auslenkbar ist.

Ein ähnlicher Lichtleiteranschluß ist in Fip. 3d dargestellt, jedoch ist hier der Membranenteil der Anschlußhülse durch eine an ihrem vorderen Ende angeformte Kugel 38' ersetzt. Die als Gelenk wirkende Kugel stützt sich an der von einer konischen Bohrung der Verbindungshülse 31 gebildeten Schulter 39 ab, so daß das Lichtleiterende 72 im Linsenfokus liegt.

809816/0946

-B-

M . Chown-19

Dor in Fig. 4 dargestellte Li cht 1 eiteranschluli verwendet eine Verbindungshülse, die zur Aufnahme eines Lichtleiters dient, dessen Ende in einer als Uhrenlagerstein ausgebildeten Anschlußhillse 'ti steckt. Pie Verhin-S dungshülse enthfllt hierfür eine entsprechende Führungsbohrung '12, die den Lagerstein aufnimmt, welcher seinerseits das Lichtleiterende enth'Ot.

Die in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Lichtleiteranschlüsse können mit Hilfe der in Fig. 5 schematisch dargestellten Vorrichtung montiert werden. Diese besteht aus einer balkenförmigen Montageplatte 61, welche einen Laser 62 sowie ein Linsensystem 63 trSgt und die eine V-förmige Nutyaie Halterung der Verbindungshülse z.B. 21, 31 eines Lichtleiteranschlusses 1 aufweist, wobei die vom Laser sowie Linsensystem 63 erzeugte parallele Lichtstrahlung berücksichtigt ist. V/ie Fig. 5 erkennen lilßt, handelt es sich um einen Lichtleiteranschluß der in Fig. 3b gezeigten Ausführung, jedoch können mit der Vorrichtung ebenso auch andere Lichtleiteranschlüsse montiert werden.

Die vorliegend aus einem Glnsröhrchen bestehende Anschlußhülse 64 steckt in der Einspannvorrichtung 65 einer im Mikrobereich arbeitenden ftellanordnung, die mit ihrer Einspannvorrichtung bip in die Il.'ihe der Linsenrüekseite rles Licht 1 ei teranschlusser. 1 in die Boh-

2^li rung der Verbinderhülse eingeführt ist. Zwischen Anschlußhülse 6¹I und Linsenkörper ist ein Tröpfchen Kitt deponiert, dessen Brechungsindex dem des Linsenkörpers angepaßt ist. Ein vorbereitetes Lichtleitkabel 66 ist ferner soweit in die Bohrung Cl der Einspannvorrichtung 6^lj eingeführt, daß sein Lichtleiterende von der Kapillarröhre der Anschlußhülse 64 aufgenommen wird. Die Stell-

809816/0946

M.Chown-19

anordnung gestattet die Justage des Lichtleiterendes in Längs- und Querrichtung und sie ht'llt die Verbindung in der lage, in welcher am entfernten Ende des Lichtleitkabels ein Maximum übertragenen Lichtes vom Detektor 69 empfangen wird, solange fest, bis der Kitt abgebunden hat.

Obwohl die beschriebenen Lichtleiteranschlüsse plan-konvexe Linsen enthalten, können natürlich auch andere Linsenstrukturen zur Anwendung kommen. In einer besonders vorteilhaften Ausbildung solch eines Lichtleiteranschlusses wird eine zylindrische Linse verwendet, die ebene Stirnflächen und einen abgestuften Brechungsindex aufweist. Derartige Linsen sind aus einem optisch leitenden Faserwerkstoff hergestellt und so konstruiert, daß die Lichtausbreitung sinusförmig entlang der Längsachse erfolgt. Eine Linse, die aus einem einer Viertelwellenlänge entsprechenden Stück eines solchen Lichtleiters hergestellt ist, hat ihre Brennpunkte in der Ebene ihrer Stirnflächen. Die Stirnfläche einer solchen Linse kann in einigen Anwendungsfilii en eine herausgeätzte Vertiefung aufweisen, die das Ende des mit der Linse gekoppelten Lichtleiters aufnimmt.

Gemäß eines weiteren Ausftlhrunpsbei spieles kann ebenso auch eine aus Kunststoff geformte Fresnellinse verwendet werden, die zur genauen Ausrichtung des Lichtleiters auf die optische Achse der Linse ebenfalls eine vorbestimmte Vertiefung zur Aufnahme des Lichtleiterendes enthält.

Beide Arten von Linsen sind insbesondere für den anhand der Fig.Ί beschriebenen Lichtleiteranschluß geeignet, der für die Kopplung des mit einem Uhrenlagerstein versehenen Lichtleiterendes ausgebildet ist.

8 Aneprüche, ftnqaifi/n9*ß

3 Bl. Zeichnung 803816/0346

Claims

Deutsche TTT Industries CImMI
Freiburg

M.Chown-19

Ansprüche

.—ι
( I^ Lichtleiteranschluß für optische Koppelanordnungen, bei dem zur Lichtablenkung wenigstens eine Linse verwendet wird, die zusammen mit dem in einer Anschlußhülse steckenden Ende eines Lichtleitkabels innerhalb eines hülsenartigen Gehäuses angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (12) aus einem zylindrischen Körper (11, 32) mit einer zum anschlußseitigen Ende des Lichtleitkakabels (16, 66, 73) weisenden ebenen Stirnflache besteht, an welcher die allein das abgemantelte Lichtleiterende (15,72) aufnehmende Anschlußhülse (z.B. 33, Ml, SH) unmittelbar endend gehaltert ist.
2. Lichtleiteranschluß für optische Koppelanordnungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Aufnahme eines Lichtleiterendes (15, 72) dienende Anschlußhülse (33, 35, Ί1, S>\) an der rückwärtigen Stirnfläche des Linsenkörpers (11, 32) mittels eines Kittes befestigt ist.

13.10.1977, Ka/Ku

809816/0946

M.Chown-19
3. Lichtleiteranschluß für optische Koppelanordnungen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Aufnahme eines Lichtleiterendes (15, 72) dienende Anschlußhülse (33, 35, 64) aus einem Glasröhrchen besteht.
4. Lichtleiteranschluß für optische Koppelanordnungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels eines Kittes an der rückwärtigen Stirnfläche des Linsenkörpers (11, 32) befestigte Anschlußhülse (z. B. 35) einen im Brennpunkt der Linse angeordneten Lichtleiterstumpf (36) enthält.
5. Lichtleiteranschluß für optische Koppelanordnungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Aufnahme eines Lichtleiterendes (15, 72) dienende Anschlußhülse (41) aus einem Uhrenlagerstein besteht.
6. Lichtleiteranschluß für optische Koppelanordnungen nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußhülse (z.B. 4l) in einer Führungsbohrung (42) der Verbindungshülse angeordnet ist.
7. Lichtleiteranschluß für optische Koppelanordnunpen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung der Anschlußhülse (38) aus einer an der Verbindungshülse (3D befestigten Membrane (37) besteht.

809816/0946

M.Chown-19
8. Vorrichtung zur Montage eines Lichtleiteranschlusses, dessen hülsenartiges Gehäuse eine Linse und eine an der rückwärtigen Stirnseite des Linsenkörpers befestigte Anschlußhülse mit im Fokus der Linse liegendem Lichtleiterende enthält, gekennzeichnet durch eine Montageplatte (6l) mit darauf angeordnetem Laser (62) und einem Linsensystem (63)» ferner durch eine in die Montageplatte eingearbeitete Nut zur Halterung des Lichtleiteranschlusses (1) und eine im Mikrobereich arbeitende Stellanordnung mit in Längs- und Querrichtung bewegbar^er sowie eine Bohrung (67) mit hindurchführbarem Lichtleitkabel (66) enthaltender Einspannvorrichtung (65), welche in die Verbindungshülse (z.B. 31) des Lichtleiteranschlusses einführbar ist und darin eine erfaßte Anschlußhülse (z.B. 31, 6Ό fixiert, sobald ein am Ende des Lichtleitkabels (z.B. 66) angeordneter Detektor (69) der Vorrichtung ein Maximum übertragenen Lichtes empfängt.

809816/0946