DE2831935A1 - Connection of two optical components on common optical axis - using optical fibre having core and sheath with lens as coupling element - Google Patents

Connection of two optical components on common optical axis - using optical fibre having core and sheath with lens as coupling element

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DE2831935A1 DE19782831935 DE2831935A DE2831935A1 DE 2831935 A1 DE2831935 A1 DE 2831935A1 DE 19782831935 DE19782831935 DE 19782831935 DE 2831935 A DE2831935 A DE 2831935A DE 2831935 A1 DE2831935 A1 DE 2831935A1
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Abstract

At least two optical components are connected on a common optical axis by treating the end of the optical fibre-which is one of the components - with an etching soln. A depression is formed by it in the region of the fibre core (2). The coupling element (4) is introduced at least partly into the depression. The coupling element may have a spherically curved surface in at least part of it and be inserted into the depression so that the spherical surface is adjacent to it.

Description

"Verfahren zur Verbindung wenigstens zweier optischer"Method for connecting at least two optical

Bauelemente auf einer gemeinsamen optischen Achse" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung wenigsteins zweier optischer Bauelemente auf einer gemeinsamen optischen Achse, wobei wenigstens eines der optischen Bauelemente eine aus Kern- und Mantelbereich bestehende Lichtleitfaser ist, und wenigstens ein anderes optisches Bauelement ein Koppelelement vorzugsweise eine Linse ist. Components on a common optical axis "The invention relates to a method for connecting at least two optical components a common optical axis, wherein at least one of the optical components is an optical fiber consisting of a core and a cladding area, and at least one Another optical component is a coupling element, preferably a lens.

Die Verwendung optischer Koppelelemente zur Verminderung von Koppelverlusten bei der Ubertragung von Lichtenergie, beispielsweise von einer ersten Lichtleitfaser in eine zweite Lichtleitfaser, ist bereits seit langem bekannt.The use of optical coupling elements to reduce coupling losses when transmitting light energy, for example from a first optical fiber into a second optical fiber has long been known.

Eine solche Kombination von Koppelelement und Lichtleitfaser ist z. B. aus der Druckschrift "NXG-Fachberichte, Band 59, VDE-Verlag GmbH, Berlin, A LUNEBERG LENS FOR HE EFFICIEND COUPLING OF A LASER DIODE AND A GRADED-INDEX FIBRE von KHOE Giok-djan und Gerard EUYU" bekannt.Such a combination of coupling element and optical fiber is z. B. from the publication "NXG-Fachberichte, Volume 59, VDE-Verlag GmbH, Berlin, A LUNEBERG LENS FOR HE EFFICIEND COUPLING OF A LASER DIODE AND A GRADED-INDEX FIBER by KHOE Giok-djan and Gerard EUYU "known.

Das Koppelelement ist hierbei eine Kugellinse, welche mittels eines Klebers unmittelbar auf der Stirnfläche einer Lichtleitfaser befestigt ist. Die Justierung der Kugel auf der Faserstirnfläche und die Justierung von Lichtleitfaser und Kugellinse auf einer gemeinsamen optischen Achse muß mittels einer Justiervorrichtung vorgenommen werden und abgeschlossen sein, bevor sich der Kleber verfestigt.The coupling element here is a ball lens, which by means of a Adhesive is attached directly to the end face of an optical fiber. the Adjustment of the ball on the fiber end face and the adjustment of optical fibers and ball lens on a common optical axis must by means of an adjustment device must be made and completed before the adhesive solidifies.

Eine solche Justierung von Lichtleitfaser und Kugellinse ist also kompliziert und erfordert einen relativ hohen Zeitaufwand.Such an adjustment of optical fiber and ball lens is complicated and takes a relatively long time.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe der Justieraufeand bei der Verbindung wenigstens zweier optischer Bauelemente auf einer gemeinsamen optischen Achse, wobei wenigstens eines der optischen Bauelemente eine aus Kern- und Mantelbereich bestehende Lichtleitfaser ist, und wenigstens ein optisches Bauelement ein Koppelelement vorzugsweise eine Linse ist, wesentlich verringert werden kann.The invention was therefore based on the object of specifying a method with the help of which the adjustment run and when connecting at least two optical Components on a common optical axis, wherein at least one of the optical Components is an optical fiber consisting of a core and cladding area, and at least one optical component is a coupling element, preferably a lens, can be reduced significantly.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Lichtleitfaserende mit einer Ätzlösung behandelt wird, derart, daß sich im Bereich des Faserkerns eine Vertiefung ausbildet, und daß das Koppelelement wenigstens zum Teil in die Vertiefung eingeführt wird.This object is achieved according to the invention in that the optical fiber end is treated with an etching solution in such a way that in the area of the fiber core a Forms recess, and that the coupling element at least partially in the recess is introduced.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß eine besondere Justage der Linse auf die Stirnfläche der Faser überflüssig wird.The advantage of the solution according to the invention is to be seen in the fact that a special adjustment of the lens to the end face of the fiber becomes superfluous.

Die Erfindung soll anhand der Figuren 1 und 2 noch näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail with reference to FIGS. 1 and 2 will.

Die Erzeugung einer Vertiefung im Bereich des Faserkerns 2, 2', 2", kann in der Weise erfolgen, daß das Lichtleitfaserende mit einer Ätzlösung behandelt wird, in der das Kernmaterial schneller abgetragen wird als das Mantelmaterial. Die Tiefe des herausgeätzten Bereichs ist dann lediglich von der Einwirkungsdauer der Ätzlösung abhängig.The creation of a depression in the area of the fiber core 2, 2 ', 2 ", can be done in such a way that the Optical fiber end with a Etching solution is treated, in which the core material is removed faster than the jacket material. The depth of the etched area is then only from the duration of exposure to the etching solution.

Bei einem anderen Verfahren wird auf die Stirnfläche der Lichtleitfaser ein positiv arbeitender Photolack aufgetragen und der Photolack durch einen Faserkern'belichtet. Bei der Entwicklung werden die belichteten Bereiche des Photolacks entfernt. Im anschließenden Ätzprozeß wird dann nur Material aus dem Kernbereich abgetragen.Another method is on the end face of the optical fiber a positive working photoresist is applied and the photoresist is exposed through a fiber core. During development, the exposed areas of the photoresist are removed. in the In the subsequent etching process, only material is removed from the core area.

In die so geschaffene Vertiefung wird nun das Koppel element vorzugsweise eine Kugellinse wenigstens zum Teil eingeführt und zweckmäßig mittels eines transparenten Klebers oder eines Glaslots in dieser Lage fixiert. Hierdurch entfällt jede Justage der Kugellinse auf der Stirnfläche der Faser.In the recess created in this way, the coupling element is now preferred a ball lens inserted at least partially and expediently by means of a transparent one Glue or a glass solder fixed in this position. This means that no adjustment is required the ball lens on the end face of the fiber.

Wie aus Figur 1 zu erkennen ist, kann unter Verwendung einer solchen Anordnung, z. B. das aus einem Halbleiterlaser 5 austretende divergente Strahlenbündel mit Hilfe der Kugellinse 4 in ein im wesentlichen paralleles Strahlenbündel umgewandelt werden.As can be seen from Figure 1, using such Arrangement, e.g. B. the emerging from a semiconductor laser 5 divergent beam converted into a substantially parallel bundle of rays with the aid of the spherical lens 4 will.

Die erfindungsgemäße Lösung kann gemäß Figur 2 jedoch auch in vorteilhafter Weise zur justierfreien Verkopplung von zwei Lichtleitfaserenden 1', 2' - 1", 2i' verwendet werden.The solution according to the invention can, however, also be more advantageous according to FIG Way for the adjustment-free coupling of two optical fiber ends 1 ', 2' - 1 ", 2i ' be used.

Dazu wird das Faserende der anzukoppelnden Lichtleitfaser z. B. 1'', 2" ebenfalls angeätzt, sodaß sich auch hier eine Vertiefung im Bereich des Kernes 2" ausbildet. Werden die beiden Faserenden zusammengeschoben, so erfolgt durch die Kugellinse 3 eine Ausrichtung (Selbstjustage) der Faserachsen zueinander. Somit erübrigt sich die besonders kritische seitliche Justage der Faserenden relativ zueinander. Die Lage der Faserenden kann abschließend wieder mit Kleber oder Glaslot 4 fixiert werden.For this purpose, the fiber end of the optical fiber to be coupled z. B. 1 '', 2 "also etched, so that there is also a depression in the area of the core 2 ". If the two fiber ends are pushed together, the Ball lens 3 an alignment (self-adjustment) of the fiber axes to each other. Consequently the particularly critical lateral adjustment of the fiber ends relative to one another is unnecessary. The position of the fiber ends can then be fixed again with glue or glass solder 4 will.

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Claims (5)

Patent ansprüche 1. Verfahren zur Verbindung wenigstens zweier optischer Bauelemente auf einer gemeinsamen optischen Achse, wobei wenigstens eines der optischen Bauelemente eine aus Kern-und Mantelbereich bestehende Lichtleitfaser ist, und wenigstens ein anderes optisches Bauelement ein Koppelelement vorzugsweise eine Linse ist, dadurch gekennnzeichnet, daß das Lichtleitfaserende mit einer Ätzlösung behandelt wird, derart, daß sich im Bereich des Faserkerns eine Vertiefung ausbildet, und daß das Koppelelement wenigstens zum Teil in die Vertiefung eingeführt wird.Claims 1. A method for connecting at least two optical Components on a common optical axis, wherein at least one of the optical Components is an optical fiber consisting of a core and cladding area, and at least another optical component is a coupling element, preferably a lens, characterized in that the optical fiber end is treated with an etching solution is in such a way that a depression is formed in the area of the fiber core, and that the coupling element is at least partially inserted into the recess. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Koppelelement verwendet wird, welches wenigstens in einem Teilbereich eine sphärisch gekrümmte Oberfläche aufweist, und daß das Koppelelement derart in die Vertiefung eingeführt wird, daß die sphärisch gekrümmte Oberfläche der Vertiefung zugewendet ist.2. The method according to claim 1, characterized in that a coupling element is used, which has a spherically curved at least in a partial area Has surface, and that the coupling element is inserted into the recess in this way is that the spherically curved surface faces the recess. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement mit Hilfe eines Bindemittels, vorzugsweise eines transparenten Klebers, oder eines Glaslots, in seiner Lage gegenüber der Lichtleitfaser festgelegt wird.3. The method according to claim 1 or claim 2, characterized in that that the coupling element with the help of a binder, preferably a transparent one Glue, or a glass solder, set in its position opposite the optical fiber will. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur optischen Kopplung zweier Lichtleitfasern die einander gegenüberliegenden Faserenden mit einer Xtzlösung behandelt werden, derart, daß sich Vertiefungen in den entsprechenden Kernbereichen ausbilden, daß ein Koppelelement mit zwei einander gegenüberliegenden sphärisch gekrümmen Oberflächenbereichen verwendet wird, daß sodann die Lichtleitfasern derart zusammengeschoben werden, daß das Koppelelement wenigstens zum Teil in die Vertiefungen der Kernbereiche der beiden zu koppelnden Fasern eingeführt wird, und daß das Koppel element durch ein Bindemittel in seine Lage gegenüber den Lichtleitfasern festgelegt wird.4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that that for the optical coupling of two optical fibers the opposite Fiber ends are treated with an Xtz solution in such a way that there are depressions in form the corresponding core areas that a coupling element with two each other opposite spherically curved surface areas is used that then the optical fibers are pushed together in such a way that the coupling element to be coupled at least partially in the depressions of the core areas of the two Fibers is introduced, and that the coupling element by a binder in his Position relative to the optical fibers is set. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als wenigstens ein Koppelelement eine Kugellinse verwendet wird.5. Process according to claims 1 to 4, characterized in that that a ball lens is used as at least one coupling element.
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