DE2921035A1 - Optisches verzweigerelement - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Seichen Berlin und Minchen VPA 79 P 7 0 6 8 BRD

Optisches Verzweigerelement.

Die Erfindung betrifft ein optisches Verzweigerelement, das in einem Gehäuse angeordnet ist und eine aus mindestens einem anregenden Lichtwellenleiter und mehreren •weiterführenden Lichtwellenleitern bestehende Lichtwellenleiter-Struktur enthält, die auf einem Substrat in Führungsnuten liegt und mit einem Deckel mittels eines Klebers fixiert ist.

Derartige Verzweigerelemente, die beispielsweise nach dem Versatz-Prinzip arbeiten, sind aus der Zeitschrift «Applied Optics", Bd.16, 1977, Seiten 2195-2197 bekannt. Ebenso sind Verzweigerelemente mit getaperten, verschmolzenen Fasern aus der gleichen Zeitschrift, Seiten 1794 bis 1795 bekannt. Darüber hinaus ist auch schon ein nach dem Strahlteiler-Prinzip arbeitendes Verzweigerelement vorgeschlagen (P 28 51 679.2).

Bei all diesen Verzweigerelementen treten die Lichtwellenleiter seitlich aus dem im wesentlichen aus Substrat

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und Deckel bestehenden Körper des Elementes aus. Diese Lichtwellenleiterenden werden in angeflanschten Steckern des zugehörigen Gehäuses justiert und verklebt. Diese Montage ist ein sehr arbeitsintensiver Yorgang. Externe Lichtwellenleiter konnten mit ihren entsprechenden Gegensteckern mit diesen Steckern verbunden werden. Der Eontakt zwischen einem externen Lichtwellenleiter-Kabel beispielsweise und dem Terzweigerelement ließ sich auf diese Art und Weise herstellen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe augrunde, bei einem Yerzweigerelement der eingangs genannten Art die Verbindung mit Lichtwellenleiter-Kabeln oder anderen Lichtwellenleiter-Bausteinen wesentlich zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stirnflächen des aus Substrat und Deckel gebildeten Körpers, aus denen ein Lichtwellenleiter austritt, orthogonal zu diesen optisch planpoliert sind und daß das Gehäuse im Bereich der Lichtwellenleiter Durchbrüche aufweist und mit Flanschen zur Aufnahme von externen Lichtwellenleiter-Steckern versehen ist. Die Lichtwellenleiter sind zwischen dem Substrat und dem Deckel in dem Yerzweigerelement vergleichbar eingebettet, wie die Lichtwellenleiterenden in konventionellen Lichtwellenleiter-Steckern. Die optisch, planpolierten Stirnflächen des Verzweigerelementes ersetzen somit unmittelbar Steckerendflächen. Auch das Einfädeln der Lichtwellenleiter des Verzweigerlementes in Glaskapillaren, die Befestigung der Kapillaren in Kapillarhalterungen eines Steckers und ähnliche notwendige Arbeiten bis zur Vollendung des Steckers entfallen damit vollständig. Die Steckerstirnfläche müßte auch optisch planpoliert werden. Es sind lediglich einfache Flansche zur Aufnahme der externen Stecker notwendig. Die Stirnflächen der externen Stecker

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mit ihren Lichtwellenleitern stoßen dabei direkt gegen die polierten Stirnflächen des Verzweigerelementes.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Flansche nach einer Justierung, bei der ihre Achsen mit denen der entsprechenden Lichtwellenleiter zum Fluchten gebracht werden, starr mit dem Gehäuse verbunden sind. Die Flansche werden dazu an den Gehäusedurchbrüchen in bezug auf die Achsen der Lichtwellenleiter des Verzweigerelementes in einem Justiervorgang ähnlich dem bei konventioneller Lichtwellenleiter-Steckermontage exakt einjustiert und anschließend mit dem Gehäuse unverrückbar verbunden. Die Innenbohrungen dieser Flansche sind dabei vorteilhaft als Präzisionspassung für die externen Stecker ausgebildet. Dadurch ist sichergestellt, daß die Achsen z.B. des Lichtwellenleiter-Kabels und des entsprechenden Lichtwellenleiters des Yerzweigerelementes nach der Verbindung fluchten.

Das gemäß der Erfindung ausgestaltete Verzweigerelement kann sowohl nach dem Strahlteiler-Prinzip als auch nach dem Versatz-Prinzip aufgebaut sein. Denkbar ist auch ein Verzweigerelement mit getaperten, verschmolzenen IichtwelLerüßitern. Entscheidend dabei ist nur, daß die Lichtwellenleiter des Verzweigerelementes in einem Körper fixiert sind, dessen Oberfläche sich nach einer Politur mit der Stirnfläche eines Lichtwellenleiter-Steckers vergleichen läßt.

Im folgenden sind anhand dreier Figuren zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben und erläutert. Dabei zeigen die Fig.1a und 1b den prinzipiellen Aufbau eines Verzweigerelementes nach dem Strahlteiler-Prinzip,

die Fig.2 den Einsatz eines derartigen Verzweigerele-

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mentes in einem Gehäuse mit den erfindungsgemäßen Anschlüssen für externen Lichtwellenleiter-Stecker,

die Fig.3a und 3b in Drauf- und Seitenansicht den prinzipiellen Aufbau eines Yerzweigerelementes mit getaperten Lichtwellenleitern.

Die Fig.1a zeigt in Draufsicht ein Yerzweigerelement, bei dem in einem Körper 110 zwei fluchtende Führungskanäle 3, 3' angeordnet sind, die durch eine dazu geneigte teildurchlässige Spiegelschicht 9 getrennt sind, die ebenfalls im Körper angeordnet ist, und bei dem je ein weiterer Führungskanal 4, 5 von der Spiegelschicht 9 und Ton einem der fluchtenden Führungskanäle 3 wegführt und bei dem Lichtwellenleiter 33, 33', 34 und 35 in den Führungskanälen angeordnet sind.

Die Fig.1b zeigt die entsprechende Seitenansicht. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. ¥ie man dieser Fig.1b entnehmen kann, besteht der Körper 110 aus einem Substrat 1 mit einem aufgekitteten Siliziumplättchen 2 und einem abschließenden Deckel 6. In dem SiIiziumplättchen 2 sind die Führungskanäle vorgesehen.

Bei dem Terzweigerelement gemäß der Fig.1 ragen die Lichtwellenleiterenden noch aus dem Körper 110 heraus. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Stirnflächen 101 bis 1o4 orthogonal zu den Achsen der entsprechenden Lichtwellenleiter 33, 33', 34 und 35 optisch planpoliert werden. Das fertige Terzweigerelement kommt in der folgenden Fig.2 zum Einsatz. Die Stirnflächen der Lichtwellenleiter 33, 33', 34 und 35 sind aufgrund der Bauform dieses Terzweigerelementes vergleichbar eingebettet wie die Stirnflächen von Lichtwellenleitern in konventionellen Lichtwellenleiter-Steckern. Die Stirnflächen 101

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bis 104 ersetzen somit unmittelbar die Steckerendflächen. Dieses Yerzweigerelement ist in einem Gehäuse 10 an der Grundfläche dauerhaft fixiert, beispielsweise verklebt. An den Gehäusedurchbrüchen 111 bis 114 werden Flansche 121 bis 124 zur Aufnahme externer Stecker in bezug auf die Achsen der Lichtwellenleiter 33, 33', 34 und 35 exakt einjustiert und anschließend mit dem Gehäuse 10 unverrückbar verbunden. Der Justiervorgang ent- . spricht dabei dem bei einer konventionellen Lichtwellenleiter-Steckermontage. In die Präzisionspassung der Innenbohrung der Flansche 121 bis 124 lassen sich, wie beispielhaft am Flansch 123 dargestellt, in bekannter ¥eise Lichtwellenleiter-Stecker 20 einführen, die mit ihrer Gewindehülse 21 am Außengewinde der Flansche befestigt werden. Die gemeinsam polierte Stirnfläche 22 des Lichtwellenleiters 33", der Kapillare 23 sowie der Kapillarhalterung 24 des Lichtwellenleiter-Steckers 20 wird dabei gegen die Stirnfläche 103 des Yerzweigerelementes gedrückt. Das Zusammenfügen kann ohne oder mit Immersionsflüssigkeit vorgenommen werden.

Entsprechend lassen sich auch an die übrigen Flansche Lichtwellenleiter anschließen.

Die einfache, sichere und dennoch kostengünstige Yerbindung zwischen externen Lichtwellenleitern und Terzweigerelementen, wie sie beispielhaft in Fig.2 dargestellt ist, ist nicht auf nach dem Strahlteiler-Prinzip arbeitende Yerzweigerelemente beschränkt.

In der Fig.3 ist daher in Drauf- und in Seitenansicht ein weiteres mögliches Yerzweigerelement für den erfindungsgemäßen Einsatz dargestellt. Fig.3a zeigt in Draufsicht ein Grundsubstrat 40 mit Führungsnuten 41 bis 44 zur Aufnahme der Lichtwellenleiter einer verschmolzenen

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Lichtwellenieiter-Struktur 45. Die Führungsnuten 41 bis 44 können beispielsweise fotolithografisch in einem lichtempfindlichen Dickfilm 46, 47 erzeugt werden oder in dem Grundsubstrat 40 selbst eingeprägt sein. Das mit der Lichtwellenleiter-Struktur belegte Grundsubstrat 40 wird mittels eines Klebers 48 mit einem Deckel 49 abgedeckt, wie die Seitenansicht der Fig.3b aeigt. Anschließend werden wiederum die Stirnflächen 50 und 51 optisch planpoliert. Abweichend zu dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig.2 muß ein Gehäuse für die Aufnahme eines Verzweigerelementes gemäß der Fig.3 an den Orten 52 bis 55 mit Flanschen versehen werden, deren Innenbohrung wie zuvor als Fräzisionspsssung zur Steckeraufnahme ausgebildet ist.

Bei diesem Verzweigerelement ist es ebenso wie bei dem gemäß der Fig.1 beschriebenen vorteilhaft, daß Grundsubstrat 40 und Deckel 49 aus Glas gleicher Härte wie das der Lichtwellenleiter 45 bestehen. Bei Steckverbindungen, die nicht zu häufig gelöst werden müssen, ist statt dessen auch Gießharz einsatzfähig.

Die Erfindung ist nicht auf einzelne Verzweigerelemente beschränkt, wie sie in den Ausführungsbeispielen zur Anwendung kommen. Sie läßt sich besonders vorteilhaft auch für Yerzweigerelement-Tielfache anwenden, bei denen eine Vielzahl einzelner Verzweigerelemente praktisch geschichtet übereinanderliegen und einen Quader bilden.

3 Figuren

6 Patentansprüche

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Leerseite

Claims (6)

YPA 79 P 70 6 8 BRD Patentansprüche:

1. Optisches Yerzweigerelement, das in einem Gehäuse angeordnet ist und eine aus mindestens einem anregenden Lichtwellenleiter und mehreren weiterführenden Lichtwellenleitern bestehende Struktur enthält, die auf einem Substrat in Führungsnuten liegt und mit einem Deckel mittels eines Klebers fixiert ist, und wobei diese Lichtwellenleiter mit externen Lichtwellenleitern verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Stirnflächen (101 bis 104) des aus Substrat (1) und Deckel (6) gebildeten Körpers (110), aus denen ein Lichtwellenleiter austritt, orthogonal zu diesen optisch planpoliert sind und daß das Gehäuse (10) im Bereich der Lichtwellenleiter (33, 33', 34, 35) Durchbrüche (111 bis 114) aufweist und mit Flanschen (121 bis 124) zur Aufnahme von Lichtwellenleiter-Steckern (20) versehen ist.

2. Optisches Yerzweigerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Flansche (121 bis

124) nach einer Justierung, bei der ihre Achsen mit denen der entsprechenden Lichtwellenleiter (33, 33', 34 und 35) zum-Fluchten gebracht werden, starr mit dem Gehäuse (10) verbunden sind.

3. Optisches Yerzweigerelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Flansche (121 bis 124) eine Präzisionspassung aufweisen.

4. Optisches Yerzweigerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Yerzweigerelement nach dem Strahlteiler-Prinzip aufgebaut ist.

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5. Optisches Verzweigerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet , daß das Verzweigerelement nach dem Versatz-Prinzip aufgebaut ist,

6. Optisches Verzweigerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet ,· daß das Verzweigerelement mit getaperten, verschmolzenen Lichtwellenleitern aufgebaut ist.

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