DE2948157A1

DE2948157A1 - OPTICAL WAVE GUIDE

Info

Publication number: DE2948157A1
Application number: DE19792948157
Authority: DE
Inventors: Raymond Clarke; Roger Hewitt Ellis; @@ Ganzhorn Harry Ernst
Original assignee: Raychem Corp
Current assignee: Raychem Corp
Priority date: 1978-11-29
Filing date: 1979-11-29
Publication date: 1980-06-26
Also published as: FR2443074A1; GB2041558B; FR2443074B1; GB2041558A

Description

MP 279MP 279

Die Erfindung betrifft optische Wellenleiter und insbesondere solche mit einem Glaskern und einer polymeren Hülle, wie PCS-Wellenleiter (mit Polymer beschichtete Sillciumdioxid-Wellenleiter); der Ausdruck PCS leitet sich von dem angelsächsischen Ausdruck "polymer clad silica" ab.The invention relates to optical waveguides and in particular those having a glass core and a polymeric cladding, such as PCS waveguides (polymer coated silicon dioxide waveguides); the term PCS is derived from the Anglo-Saxon term "polymer clad silica".

Optische Wellenleiter der betreffenden Art dienen für die Transmission des Lichtes mindestens teilweise durch Reflexion an der Grenzfläche zwischen der polymeren Hülle und dem Glaskern und sie umfassen sowohl Wellenleiter mit abgestuftem Index als auch mit allmählich übergehendem Index. Wellenleiter dieser Art zeigen gegenüber mit Glas verkleideten Glaskernwellenleitern beachtliche Vorteile. Beispielsweise sind sie gegenüber ionisierender Bestrahlung beständiger, sie erlauben, daß höhere numerische Öffnungen erhalten werden, sie sind flexibler und sie sind billiger herzustellen. Es tritt jedoch die Schwierigkeit auf, daß sie in der Vergangenheit extrem schwierig wirksam zu terminieren waren. Beispielsweise ist es schwierig, die Endoberfläche des Glaskerns optisch fertigzustellen, d.h. eine Endoberfläche des Kerns mit einer optisch annehmbaren, glatten Oberfläche herzustellen, beispielsweise indem man den Kern kontrolliert spaltet oder, bevorzugter, poliert. Weiterhin ist es in der Vergangenheit extrem schwierig gewesen, optisch annehmbare Verbindungen mit niedrigem Verlust über ein optisches Verbindungsstück, z.B. mit einem anderen optischen Wellenleiter, mit einem optischen Emitter oder mit einem optischen Empfänger, herzustellen, da der Kern keine Konzentrizität innerhalb der Umhüllung aufweist, was für diese Art von Wellenleitern typisch ist. Diese Schwierigkeiten sind besonders bei Wellenleitern ausgeprägt, die eine weiche, kautschukartige Umhüllung aufweisen, wie bei Umhüllungen aus Silikonelastomeren.Optical waveguides of the type in question serve to transmit the light at least partially through Reflection at the interface between the polymeric shell and the glass core and they include both waveguides graduated index as well as with a gradual index. Waveguides of this type show facing with glass Glass core waveguides have considerable advantages. For example, they are opposed to ionizing radiation more stable, they allow higher numerical openings to be obtained, they are more flexible and they are cheaper to manufacture. However, there is a problem that it is extremely difficult to be effective in the past terminate were. For example, it is difficult to optically finish the end surface of the glass core, i.e., a To produce the end surface of the core with an optically acceptable, smooth surface, for example by splits the core in a controlled manner or, more preferably, polishes it. Furthermore, in the past it has been extremely difficult optically acceptable, low loss connections via an optical connector such as a another optical waveguide, with an optical emitter or with an optical receiver, to manufacture there the core has no concentricity within the cladding, which is typical of this type of waveguide. These difficulties are particularly pronounced with waveguides, which have a soft, rubber-like cover, as is the case with covers made of silicone elastomers.

030Ü26/0629030Ü26 / 0629

MP 279MP 279

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Schwierigkeit, optische Wellenleiter der angegebenen Art auf passende Weise zu terminieren bzw. abzuschließen.The present invention addresses the difficulty in making optical waveguides of the type indicated appropriate way to terminate or complete.

Gegenstand der Erfindung ist ein optischer Wellenleiter mit einem Glaskern und einer polymeren Hülle, wobei mindestens ein Endteil des Glaskerns von der Hülle frei ist und mit einer Tenninierungsvorrichtung umhüllt ist, die eine erste Manschette, die sich über den freien Endteil des Kerns erstreckt und an seine Glasoberfläche gebunden ist, einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als der der Glasoberfläche,und die eine zweite Manschette aufweist, die radial nach außen verläuft und über der ersten Manschette und dem Ende der polymeren Umhüllung liegt, wodurch das Ende des Kerns, das frei von der Umhüllung ist, positiv koaxial an der Tenninierungsvorrichtung bzw. Abschlußvorrichtung angebracht ist und von Spannung frei ist.The invention relates to an optical waveguide with a glass core and a polymeric shell, where at least an end portion of the glass core is free from the envelope and is enveloped with a separating device which is a first Sleeve that extends over the free end portion of the core and is bonded to its glass surface, has a refractive index which is lower than that of the glass surface and which has a second collar, which extends radially outward and overlies the first sleeve and the end of the polymeric sheath, whereby the end of the core that is free of the cladding is positively coaxial with the terminating device attached and free of tension.

Damit eine positive Lokalisation und eine Spannungsentlastung des Kerns sicher ist, ist es bevorzugt, daß die Materialien der ersten und der zweiten Manschette je einen größeren, 2?6igen Sekantenmodul bei 23°C aufweisen als die polymere Umhüllung und mehr bevorzugt besitzen sie einen 2?6 Sekantenmodul bei 23 C von mindestens 1000 kg/cm . Die Materialien der ersten und der zweiten Manschette sind ebenfalls bevorzugt härter als das polymere Material, bestimmt als Shore-Härte, d.h. die Materialien besitzen bevorzugt eine signifikante Härte, gemessen auf der Shore D-Skala. With it a positive localization and a stress relief of the core is secure, it is preferred that the materials of the first and second sleeves are each one have a larger, 2-6 secant modulus at 23 ° C than the polymeric coating and more preferably they have a 2-6 secant modulus at 23 ° C of at least 1000 kg / cm. the Materials of the first and second sleeves are also preferably harder than the polymeric material as Shore hardness, i.e. the materials preferably have a significant hardness, measured on the Shore D scale.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Terminierung bzw. zum Abschließen eines optischen Wellenleiters mit einem Glaskern und einer polymeren Umhüllung, wobei mindestens ein Endteil des Kerns von Umhüllung frei ist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den End-The present invention also relates to a method for terminating or terminating an optical waveguide with a glass core and a polymeric cladding, wherein at least one end portion of the core of cladding is free, which is characterized by the fact that the end

030026/0628030026/0628

MP 279MP 279

teil des Kerns, der frei von Umhüllung ist, mit einer Terminierungsvorrichtung bzw. Abschlußvorrichtung, wie sie zuvor erwähnt wurde, umhüllt, wobei die Vorrichtung entweder vorgebildet ist oder in situ zusammengebaut wird, und wodurch das freie Ende des Kerns positiv koaxial zu der Abschlußvorrichtung bzw. Terrainierungsvorrichtung angeordnet 1st und die Spannung entlastet wird, und man die Endoberfläche des Kerns, der positiv innerhalb der Abschlußvorrichtung lokalisiert ist, optisch beendigt.part of the core that is free from cladding with a termination device or termination device, as previously mentioned, enveloped, the device either preformed or assembled in situ, and whereby the free end of the core is positively coaxial with the Terminating device or Terrainierungsvorrichtung is arranged and the tension is relieved, and one the End surface of the core, which is positively located within the termination device, optically terminated.

Es ist bevorzugt, daß die Abschlußvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde, in der Wärme wiedergewonnen werden kann, und mehr bevorzugt umfaßt sie eine schmelzbare, polymere, erste Manschette mit einem Brechungsindex, der niedriger ist als der der Glasoberfläche des Kerns, mit der sie verbunden wird, und eine polymere, in der Wärme gewinnbare, zweite Manschette, die koaxial um die erste Manschette angeordnet ist, wobei die erste Manschette so ausgebildet ist, daß sie sich nach innen radial bei der Temperatur wiederherstellt, bei der die erste Manschette schmelzbar ist, wodurch die erste, geschmolzene Manschette in Kontakt mit dem Glaskern gezwungen wird. Eine solche in der Wärme wiederherstellbare Abschlußvorrichtung, die bei einem Wellenleiter der zuvor erwähnten Art verwendet werden kann, ist ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.It is preferred that the termination device as described above be heat recovered may, and more preferably comprises a fusible, polymeric, first sleeve having an index of refraction that is lower is than that of the glass surface of the core to which it is connected and a polymeric, heat-extractable, second cuff disposed coaxially around the first cuff, the first cuff so formed is that it recovers radially inward at the temperature at which the first sleeve is fusible is, forcing the first, molten collar into contact with the glass core. Such in the warmth recoverable termination device that can be used with a waveguide of the aforementioned type, is also the subject of the present invention.

Die Eigenschaften und die Herstellung von in der Wärme wiederherstellbaren bzw. wiedergewinnbaren Gegenständen sind per se bekannt (vergl. US-PSen 2 027 962 und 3 086 242). The properties and manufacture of heat-recoverable articles are known per se (see US Pat. Nos. 2,027,962 and 3,086,242).

Bevorzugt besitzt das Material der ersten Manschette in der in der Wärme wiederherstellbaren Terminierungsvorrichtung in geschmolzener Form eine ausreichend niedrige Viskosität, so daß es die Oberfläche des Glaskerns unter Bildung einer starken, klebenden Bindung beim KontaktPreferably, the material of the first sleeve in the heat recoverable termination device has a sufficiently low viscosity in molten form that it touches the surface of the glass core to form a strong adhesive bond upon contact

03 0 026/062903 0 026/0629

MP 279MP 279

benetzt, wobei Jedoch die Viskosität ausreichend hoch ist, so daß es um den Glaskern einheitlich verteilt verbleibt.wetted, but the viscosity is sufficiently high that it remains uniformly distributed around the glass core.

Zur Verbesserung der Festigkeit der Klebebindung zwischen der ersten Manschette und der Oberfläche des Glaskerns des Wellenleiters, insbesondere in dem Fall, wenn die erste Manschette schmelzbar ist und kein anderes Klebemittel verwendet wird, ist es bevorzugt, daß ein Kupplungsmittel, insbesondere ein Silikon-Kupplungsmittel, an der Grenzfläche zwischen der ersten Manschette und dem Glaskern verwendet wird. Ein solches Kupplungsmittel kann auf die Innenoberfläche der Manschette und/oder die Außenoberfläche des Glaskerns aufgetragen werden, oder wenn die erste Manschette schmelzbar ist, kann das Kupplungsmittel innerhalb des Körpers der Manschette dispergiert werden. Beispiele von Silan-Kupplungsmitteln werden in der GB-PS 1 284 082 und in der Broschüre "Silane Adhesion Promotor in mineral filled compositions¹¹, 1973 publiziert von Union Carbide Corporation, Chemicals and Plastics, 270 Part Avenue, New York, USA, beschrieben. Auf diese Offenbarung wird expressis verbis Bezug genommen. Ein bevorzugtes Silan-Kupplungsmittel ist N-(2-Aminoäthyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan. To improve the strength of the adhesive bond between the first sleeve and the surface of the glass core of the waveguide, especially in the case when the first sleeve is fusible and no other adhesive is used, it is preferred that a coupling agent, in particular a silicone coupling agent, is used at the interface between the first sleeve and the glass core. Such a coupling agent can be applied to the inner surface of the collar and / or the outer surface of the glass core, or if the first collar is fusible, the coupling agent can be dispersed within the body of the collar. Examples of silane coupling agents are described in GB-PS 1,284,082 and in the brochure "Silane Adhesion Promoter in mineral filled compositions ¹¹ , 1973 published by Union Carbide Corporation, Chemicals and Plastics, 270 Part Avenue, New York, USA. This disclosure is incorporated by reference and a preferred silane coupling agent is N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane.

Vorzugsweise enthält die Wellenleiterumhüllung ein SiIikonelastomer oder ein Fluorpolyjner.The waveguide sheath preferably contains a silicone elastomer or a fluoropolymer.

Im allgemeinen ist der Durchmesser des Glaskerns, auf das die Abschlußvorrichtung aufgebaut wird, 1000/um oder weniger, häufig 760yum oder weniger, insbesondere liegt er im Bereich von 5 bis 600/um; typische Durchmesser sind 5» 50» 75» 125, 200, 250, 400 und 600/um. Dementsprechend werden sie die Dimensionen der verwendeten Vorrichtung bestimmen. In Relation zu den in der Wärme wiedergewinnbaren Terminierungsvorrichtungen folgt, daß die Innendurchmesser nachIn general, the diameter of the glass core on which the terminating device is built is 1000 μm or less, frequently 760 μm or less, in particular it is in the range from 5 to 600 μm; typical diameters are 5 »50» 75 »125, 200, 250, 400 and 600 µm. Accordingly, they will determine the dimensions of the device used. In relation to the heat-recoverable termination devices, it follows that the inner diameter is after

- 10 -- 10 -

030026/0629030026/0629

KP 279KP 279

der vollen Wiederherstellung im allgemeinen unter 1000 /um sein sollten.of full recovery generally below 1000 / µm should be.

Damit man eine zufriedenstellende optische Isolierung des Kerns erhält, sollten die Umhüllung und die erste Manschette der Terminierungsvorrichtung eine Wanddicke von mindestens dem 1-, mehr bevorzugt mindestens dem 2-, besonders mindestens dem 3-, z.B. dem 12fachen, der Wellenlänge des Lichts aufweisen, das durch den Wellenleiter durchgelassen wird. Da die meisten optischen Wellenleiter in einem Fenster (Bereich der Wellenlängen der optimalen Transparenz) von 600 bis 1000 nm arbeiten, wird dies, inter alia, die minimale Dicke der ersten Manschette der Terminierungsvorrichtung bestimmen. Im allgemeinen ist es bevorzugt, daß die Wanddicke der ersten Manschette nach der Isolierung im Bereich von 1 bis 15 mm und mehr bevorzugt im Bereich von 1 bis 5 mm liegt.So that a satisfactory optical isolation of the Core, the sheath and the first sleeve of the termination device should have a wall thickness of at least 1, more preferably at least 2, especially at least 3, e.g. 12 times the wavelength of the light transmitted through the waveguide. As most of the optical waveguide work in a window (range of wavelengths of optimal transparency) from 600 to 1000 nm, this will inter alia, determine the minimum thickness of the termination device's first cuff. In general it is it is preferred that the wall thickness of the first sleeve after isolation be in the range of 1 to 15 mm and more ranges from 1 to 5 mm.

Bevorzugt beträgt der Unterschied im Brechnungsindex zwischen dem Glaskern und der ersten Manschette der Terminierungsvorrichtung mindestens 0,02. Ein bevorzugtes Kernmaterial ist Siliciumdioxidglas mit einem Brechungsindex von 1,46, und dementsprechend beträgt der Brechungsindex der ersten Manschette bevorzugt 1,44 oder weniger und liegt insbesondere im Bereich von 1,32 bis 1,44.The difference in the refractive index is preferably between the glass core and the first collar of the termination device at least 0.02. A preferred core material is silica glass with a refractive index of 1.46, and accordingly the refractive index is of the first cuff is preferably 1.44 or less, and is particularly in the range of 1.32 to 1.44.

Ein Material mit den bevorzugten mechanischen und optischen Eigenschaften für die erste Manschette der Terminierungsvorrichtung ist Polyvinylidenfluorid, insbesondere in schmelzbarer, d.h. nichtvernetzter, Form.A material with the preferred mechanical and optical properties for the first sleeve of the termination device is polyvinylidene fluoride, especially in meltable, i.e. non-crosslinked, form.

Ein Material mit den bevorzugten mechanischen Eigenschaften für die zweite Manschette der Terminierungsvorrichtung, insbesondere in wärmewiedergewinnbarer Form, ist nichtschmelzbares, d.h.vernetztes, Polyvinylidenfluorid. A material with the preferred mechanical properties for the second sleeve of the termination device, especially in heat-recoverable form, is non-meltable, i.e. cross-linked, polyvinylidene fluoride.

- 11 -- 11 -

030026/0629030026/0629

MP 279MP 279

Wie zuvor angegeben, können die ersten und zweiten Manschetten der Terminierungsvorrichtung in situ auf dem Wellenleiterkern angeordnet werden oder sie können vor der Anwendung zu einer Einheit zusammengebaut werden. Werden sie zuvor zusammengebaut, können die ersten und zweiten Manschetten getrennt als diskrete Teile erzeugt werden und dann zusammengebaut werden, z.B. durch Verkleben, oder sie können als integrale Einheit direkt, z.B. durch Co-Extrudieren, gebildet werden.As previously indicated, the first and second collars of the termination device can be in situ on the waveguide core or they can be assembled into a unit before use. Will pre-assembled, the first and second sleeves can be created separately as discrete parts and then assembled, e.g. by gluing, or as an integral unit directly, e.g. by co-extrusion, are formed.

Es ist bevorzugt, daß die zweite Manschette der Terminierungsvorrichtung eine größere Länge aufweist als die erste Manschette, so daß beim Zusammenbau sich die erste Manschette über die gesarate Länge des Ende des Kerns, der frei von Umhüllung ist, bis zu und in anliegender Beziehung mit dem Ende der polymeren Umhüllung erstreckt und daß sich die zweite Manschette über die so gebildete Verbindung erstreckt und über der polymeren Umhüllung liegt.It is preferred that the second cuff of the termination device has a greater length than the first sleeve, so that when assembled, the first sleeve over the total length of the end of the core that is free from cladding up to and in abutting relationship with the end of the polymeric sheath and that the second sleeve extends over the connection so formed extends and lies over the polymeric sheath.

Es ist weiterhin bevorzugt, daß die radial innere Oberfläche des Teils der zweiten Manschette, die über der Umhüllung liegt, mindestens teilweise mit einem Klebstoff, insbesondere einem Heißschmelzklebstoff,z.B. in Form eines Bandes, bedeckt ist, das sich kreisförmig um die Umhüllung erstreckt.It is further preferred that the radially inner surface of the part of the second sleeve which is above the envelope at least partially with an adhesive, in particular a hot melt adhesive, e.g. in form of Tape, is covered, which extends circularly around the envelope.

Der erfindungsgemäße optische Wellenleiter kann mit einem Mantel im wesentlichen über der gesamten Länge ausgerüstet sein, so daß ein Schutz gegenüber der Umgebung, z.B.ein mechanischer Schutz, erhalten wird. In einem solchen Fall ist es bevorzugt, daß der Wellenleiter innerhalb des Mantels umgebungsdicht abgesiegelt ist, indem man die zuvorbeschriebene Terminierungsvorrichtung an jedem seiner Enden vorsieht, so daß die zweite Manschette jeder Terminierungsvorrichtung ebenfalls über dem Ende des Mantels liegt und damit dicht verklebt ist.The optical waveguide according to the invention can with a The jacket must be fitted over essentially the entire length, so that protection against the environment, e.g. a mechanical protection, is obtained. In such a case, it is preferred that the waveguide be within the cladding is environmentally sealed by having the termination device described above at each of its ends provides so that the second cuff of each termination device is also over the end of the jacket and is therefore tightly glued.

- 12 -- 12 -

030026/0629030026/0629

MP 279MP 279

Beim erfindungsgemäßen Verkleben einer Tenninierungsvorrichtung mit einem Ende des Wellenleiters, das frei von Umhüllung ist, wurde gefunden, daß die Wirksamkeit der Klebstoffbindung nachteilig durch die Anwesenheit polymerer Reste, die nach der Entfernung des polymeren Überzugs verbleiben, beeinflußt wird, insbesondere wenn die Umhüllung ein Silikon-Elastomer ist.When gluing a separation device according to the invention having one end of the waveguide that is free of cladding has been found to increase the effectiveness of the adhesive bond disadvantageous due to the presence of polymeric residues that remain after the polymeric coating has been removed, is affected, especially if the sheath is a silicone elastomer.

Obgleich die Behandlung des abgestreiften Kernendes mit Lösungsmitteln, wie Tetramethylguanidin, wäßriger Fluorwasserstoffsäure oder einer Abstreiflösung, die von Indust-R-Chem Laboratory, Richardson, Texas, USA, unter dem Warenzeichen J-100 erhältlich ist, wodurch so weit wie möglich polymere Reste entfernt werden, und/oder die Behandlung des Kerns mit einem geeigneten Kupplungsmittel, insbesondere einem Silan-Kupplungsmittel, die Klebefestigkeit der Bindung zwischen der Terminierungsvorrichtung und dem Kern verbessert, ist es trotzdem schwierig, die Oberfläche des Kerns zu benetzen,und dementsprechend wird eine optimale Klebstoffestigkeit, d.h. in dem Maß, wie sie ein analoger Glaskern zeigt, der niemals in Kontakt mit der Umhüllung gekommen ist, selten erreicht.Although the treatment of the stripped core end with solvents, such as tetramethylguanidine, aqueous hydrofluoric acid, or a stripping solution available from Indust-R-Chem Laboratory, Richardson, Texas, USA, under the trademark J-100, making it as possible polymer residues are removed, and / or the treatment of the core with a suitable coupling agent, in particular a silane coupling agent, the adhesive strength of the Bond between the termination device and the core is improved, it is still difficult to wet the surface of the core, and accordingly an optimal one becomes Adhesive strength, i.e. to the extent that it is an analog Shows the glass core, which has never come into contact with the cladding, is seldom reached.

Die Erfindung betrifft somit weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der Oberfläche des Glaskerns eines Wellenleiters für die Terminierung, wie zuvor beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Umhüllung von mindestens einem Ende des Kerns des Wellenleiters abstreift und die polymeren Rückstände, die auf der Oberfläche des abgestreiften Endes des Kerns verbleiben, pyrolysiert.The invention thus further relates to a method for producing the surface of the glass core of a waveguide for the termination, as described above, which is characterized in that the envelope of at least stripping one end of the core of the waveguide and removing the polymeric residue that was on the surface of the stripped The end of the core remains, pyrolyzed.

Die Pyrolyse der polymeren Rückstände umfaßt bevorzugt eine erste Erwärmungsstufe zur Versprödung der polymeren Rückstände auf dem Kern, wodurch ihre mechanische Entfernung erleichtert wird, z.B. durch Abflocken, und eineThe pyrolysis of the polymer residues preferably includes a first heating stage for embrittling the polymer Residue on the core, which makes it easier to remove it mechanically, e.g. by flaking, and a

- 13 -- 13 -

030028/0629030028/0629

MP 279MP 279

zweite Erwärmungsstufe bei einer höheren Temperatur als bei der ersten Stufe und die als Pyrolyse betrachtet werden kann, wodurch die Kernoberfläche gegenüber einem Klebstoff empfänglich wird. Bevorzugt umfaßt die erste Stufe das Erwärmen der Oberfläche des Glaskerns auf eine Temperatur von mindestens 300⁰C₁ z.B. 315°C, während einer kurzen Zeit, z.B. in der Größenordnung von 10 Sekunden. Bevorzugt umfaßt die zweite Stufe das Erhitzen der Oberfläche des Glaskerns auf eine Temperatur von mindestens 700°C, z.B. in der Größenordnung von 760⁰C, während kurzer Zeit, z.B. in der Größenordnung von 10 Sekunden. Obgleich es weniger bevorzugt ist, kann die erste Erwärinungsstufe durch eine Lösungsraittelbehandlungsstufe ersetzt werden, wobei die polymeren Rückstände mindestens aufgeweicht und bevorzugt gelöst werden. Die zuvor beschriebenen Lösungsmittel, insbesondere im Zusammenhang mit den Silikon-Elastomeren-umhüllten Quarzfasern, sind geeignet.second heating stage at a higher temperature than the first stage and which can be considered as pyrolysis, whereby the core surface becomes susceptible to an adhesive. Preferably, the first stage comprises heating the surface of the core glass to a temperature of at least 300 ⁰ C _1, for example 315 ° C, during a short time, for example in the order of 10 seconds. Preferably, the second stage comprises heating the surface of the core glass to a temperature of at least 700 ° C, for example in the order of 760 ⁰ C, for a short time, for example in the order of 10 seconds. Although it is less preferred, the first heating stage can be replaced by a solvent treatment stage, in which case the polymeric residues are at least softened and preferably dissolved. The solvents described above, in particular in connection with the silicone-elastomer-coated quartz fibers, are suitable.

Nach der Pyrolysebehandlung wird der Kern bevorzugt mit einem geeigneten Reagens zur Entfernung irgendwelcher losen Teilchen aus oxidiertem Polymer abgewischt. Für eine solche Behandlung ist Isopropylalkohol ein geeignetes Reagens.After the pyrolysis treatment, the core is preferably washed with a suitable reagent to remove any loose Wiped off particles of oxidized polymer. Isopropyl alcohol is a suitable reagent for such treatment.

Um zu bestimmen, ob eine ausreichende Wärmebehandlung stattgefunden hat, ist es nur erforderlich, eine Terminierung mit einem behandelten Faserkern durchzuführen und dann an der Tenninierungsvorrichtung mit einer Vorrichtung, wie mit einem Instron-Testgerät, zu ziehen, bis zu einem Versagen der Bindung oder des Faserkerns selbst. Die Terminierung kann mit der zuvor beschriebenen Terminierungsvorrichtung durchgeführt werden. Es wurden Kriterien entwickelt, um festzustellen, ob die entstehende Bindung ausreichend stark ist. Ein Kriterium ist, ob die gebildete Bindung im wesentlichen so stark ist wie die Bindung, die mit dem Faserkern, der niemals umhüllt worden ist, erzeugtTo determine whether adequate heat treatment has taken place it is only necessary to terminate with a treated fiber core and then pulling on the separation device with a device such as an Instron tester until failure the bond or the fiber core itself. The termination can be carried out with the termination device described above be performed. Criteria have been developed to determine whether the resulting bond is sufficient is strong. One criterion is whether the bond formed is substantially as strong as the bond that is formed with the fiber core that has never been wrapped

- 14 -- 14 -

030026/0629030026/0629

1S1S

MP 279MP 279

v/erden kann, oder nicht. Wenn sie so fest ist wie eine solche Bindung, ist die Wärmebehandlung erfolgreich. Ein anderes Kriterium besteht darin, daß man feststellt, ob die gebildete Bindung stärker ist als der Wellenleiter selbst. Wenn dies das Ergebnis ist, wird die Wärmebehandlung als erfolgreich angesehen.v / ground or not. When it's as firm as one Bond, the heat treatment is successful. Another criterion is to determine whether the bond formed is stronger than the waveguide itself. If this is the result, the heat treatment is considered successfully viewed.

Bei Quarzfasern mit einem Durchmesser von 200 Mikron, die mit Polydiinethylsiloxan umhüllt sind, wurde gefunden, daß ein Vorerhitzen auf 315°C während 10 Sekunden für die Entfernung der Silikonrückstände und ein nachfolgendes Erhitzen der freigesetzten Faserkerne bei 760°C während 10 Sekunden erlaubt, daß zwischen dem Quarzkern und der Terminierungsvorrichtung eine ausreichende Bindung bzw. Verklebung erreicht wird.For quartz fibers with a diameter of 200 microns, the are coated with polydiinethylsiloxane, it was found that preheating to 315 ° C for 10 seconds for removal the silicone residues and a subsequent heating of the released fiber cores at 760 ° C during 10 seconds allows a sufficient bond or bond between the quartz core and the termination device. Bonding is achieved.

Das Erhitzen kann mit Erfolg entweder mit einer Wasserstoffgasflamme oder mit einem Bestrahlungsofen durchgeführt werden. The heating can be done successfully with either a hydrogen gas flame or with an irradiation oven.

Beim Erhitzen ist es bevorzugt, die Umhüllung, die nicht von dem Faserkern entfernt wurde, vor Schaden zu schützen. Dies kann mit einem Isolierschirm, wie mit einem Schirm aus Asbest oder einem anderen Isoliermaterial, oder durch Einwickeln der Umhüllung mit einem Isoliermaterial, wie Asbestband, erfolgen. Wird eine Wasserstoffflamme verwendet, ist es möglich, die Flamme so zu lokalisieren, daß ein Schutz der nichtentfernten Umhüllung nicht erforderlich ist.When heating, it is preferred to protect the cladding that has not been removed from the fiber core from damage. This can be done with an insulating screen, such as a screen made of asbestos or other insulating material, or by Wrapping the envelope with an insulating material such as asbestos tape. If a hydrogen flame is used, it is possible to localize the flame in such a way that protection of the non-removed envelope is not necessary is.

Die Wirksamkeit der Wärmebehandlung bringt das Ergebnis mit sich, daß der polymere Rückstand, z.B. das Silikon-Elastomer, entfernt wird. Man nimmt jedoch an, daß die Wärmebehandlung wirksam ist, da der polymere RückstandThe effectiveness of the heat treatment brings the result with it that the polymer residue, e.g. the silicone elastomer, is removed. It is believed, however, that the Heat treatment is effective as the polymer residue

- 15 -- 15 -

030026/0629030026/0629

MP 279MP 279

oxidiert wird, wodurch die Polarität und die Vernetzung des Rückstands erhöht werden. Dies bringt mit sich, daß der Rückstand leichter und fester verklebt werden kann. Beispielsweise kann im Falle eines Silikon-Elastomeren eine partiale oder vollständige Oxidation zu Siliciumdioxid das Ergebnis sein, das die gleiche hohe Oberflächenenergie wie Pristin geschmolzenes Siliciumdioxid, besitzt. Die Wärmebehandlung erfolgt bevorzugt in Anwesenheit von Sauerstoff.is oxidized, reducing the polarity and the crosslinking the backlog can be increased. This means that the residue can be glued more easily and more firmly. For example, in the case of a silicone elastomer, partial or complete oxidation to silicon dioxide can occur be the result having the same high surface energy as pristine fused silica. The heat treatment is preferably carried out in the presence of oxygen.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden Beispiele von erfindungsgemäßen Ausführungsformen näher erläutert; es zeigt:Examples of embodiments according to the invention are explained in more detail with reference to the accompanying drawings; it shows:

Fig. 1 eine teilweise Seitenquerschnittsansicht eines optischen Wellenleiters gemäß der Erfindung;Fig. 1 is a partial side cross-sectional view of an optical waveguide according to the invention;

Fig. 2 eine Endansicht des in Fig. 1 dargestellten Wellenleiters längs der Linie 2-2;Figure 2 is an end view of the waveguide illustrated in Figure 1 taken along line 2-2;

Fig. 3 eine teilweise Querschnittsansicht eines Endteils eines optischen Wellenleiters mit Glaskern und Polymerumhüllung vor der Terminierung;3 is a partial cross-sectional view of an end portion of an optical waveguide having a glass core and FIG Polymer coating before termination;

Fig. 4 eine teilweise Querschnittsansicht des Wellenleiters der Fig. 3, wobei ein Teil der polymeren Umhüllung entfernt ist;FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the waveguide of FIG. 3, with a portion of the polymeric Wrapping is removed;

Flg. 5 eine teilweise Querschnittsansicht des Wellenleiters der Fig. 4, wobei eine erste polymere Manschette um den Kern herum angebracht ist;Flg. 5 is a partial cross-sectional view of the The waveguide of Figure 4 with a first polymeric sleeve attached around the core;

Fig. 6 eine teilweise Querschnittsansicht der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung, um die eine wärmeschrumpf bare , zweite, polymere Manschette angebracht wurde;Fig. 6 is a partial cross-sectional view of the device shown in Fig. 5, around the one heat shrink Bare, second, polymeric cuff has been attached;

Fig. 7 eine teilweise Querschnittsansicht der verklebten Struktur, die durch Erhitzen der in Fig. 6 dargestellten Einrichtung erzeugt wird;FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the bonded structure obtained by heating the elements shown in FIG device shown is generated;

Fig. 8 eine teilweise Querschnittsansicht der in Fig. 7 dargestellten, verklebten Struktur, nachdem das Fig. 8 is a partial cross-sectional view of the bonded structure shown in Fig. 7 after the

- 16 -- 16 -

030026/0629030026/0629

MP 279MP 279

Ende des Glaskerns einen optisch glatten Überzug erhalten hat bzw. einer Endbearbeitung unterworfen wurde;Get an optically smooth coating at the end of the glass core has or has been finalized;

Fig. 9 eine bevorzugte Zwischenstruktur, bei der die erste und zweite polymere Manschette unter Bildung einer Sub-Vorrichtung miteinander verbunden sind;Figure 9 shows a preferred intermediate structure in which the first and second polymeric sleeves form a Sub-devices are interconnected;

Fig. 10 bis 13 eine Abänderung des erfindungsgemäßen Verfahrens, gemäß der die innere, polymere Manschette direkt auf dem Glaskern nach einem Eintauch-Beschichtungsverfahren erzeugt wird;10 to 13 a modification of the invention Process according to which the inner, polymeric sleeve is placed directly on the glass core using an immersion coating process is produced;

Fig. 14 eine teilweise Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen, gegenüber der Umgebung abgedichteten Glasfaserwellenleiters mit polymerera Überzug; und14 shows a partial cross-sectional view of a sealed off from the environment according to the invention Glass fiber waveguide with polymer coating; and

Fig. 15 eine teilweise Querschnittsansicht eines optischen Wellenleiterkonnektors mit dem erfindungsgemäßen Wellenleiter, der selbst-zentriert ist und mit dem vorher angeordneten bzw. ausgerichteten Bohrloch des Konnektors verbunden ist.15 is a partial cross-sectional view of an optical waveguide connector incorporating the present invention Waveguide that is self-centered and with the pre-aligned borehole of the connector connected is.

Anhand der beigefügten Figuren wird die Erfindung näher erläutert. In den Figuren werden gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet; insbesondere wird in Fig. 1 ein Wellenleiter 10 mit abgestuftem Index dargestellt, der erfindungsgemäß terminiert bzw. abgeschlossen ist. Der Wellenleiter 10 ist aus einem Glaskern 20 gebildet, der eine flache, optisch glatte Endoberfläche 26 aufweist. Der Glaskern 20 ist typischerweise reines, geschmolzenes Siliciumdioxid. Als solcher ist er im wesentlichen homogen, sein Brechungsindex ist radial konstant. Der Kern 20 ist fast an seiner ganzen Länge mit einer polymeren Umhüllung 30 versehen, die einen Brechungsindex aufweist, der numerisch niedriger ist als der Brechungsindex des geschmolzenen Siliciumdioxidkerns 20 (der typischerweise 1,46 beträgt). Ein Teil der Umhüllung 30 wurde entfernt und durch eine erste, polymere Manschette 40 ersetzt, die an die Außenoberfläche des Kerns 20 geklebt ist. The invention is explained in more detail with the aid of the attached figures. In the figures, the same elements are denoted by the same reference numerals; in particular, FIG. 1 shows a waveguide 10 with a graded index which is terminated or terminated according to the invention. The waveguide 10 is formed from a glass core 20 which has a flat, optically smooth end surface 26. The glass core 20 is typically pure, fused silica. As such, it is essentially homogeneous, its index of refraction being radially constant. The core 20 is provided at almost its entire length with a polymeric cladding 30 having a refractive index which is numerically lower than the refractive index of the molten silica core 20 (which typically is 1.46). A portion of the sheath 30 has been removed and replaced with a first polymeric sleeve 40 which is adhered to the outer surface of the core 20.

- 17 -- 17 -

030026/0629030026/0629

MP 279MP 279

Eine zweite, polymere Manschette 50 ist teleskopartig radial außen angebracht und mit der Außenoberfläche der ersten Manschette 40 verbunden. Die erste und die zweite Manschette 40 und 50 besitzen Wände, die im wesentlichen einheitlich dick sind, betrachtet durch irgendeine Ebene, normal durch ihre longitudinalen Mittellinien. Dadurch wird der Glaskern 20 im wesentlichen, bezogen auf die Außenoberfläche der zweiten Manschette 50, wie in Fig. 2 dargestellt, zentriert.A second, polymeric sleeve 50 is telescopically attached radially outward and to the outer surface of the first cuff 40 connected. The first and second sleeves 40 and 50 have walls that are substantially are uniform in thickness when viewed through any plane normal through their longitudinal centerlines. Through this the glass core 20 is essentially, based on the outer surface of the second sleeve 50, as in FIG. 2 shown, centered.

Die in Fig. 1 dargestellte Wellenleiterterminierung wird nach einer Reihe von Stufen erzeugt, die aufeinanderfolgend in den Fig. 3 bis 8 dargestellt sind. In Fig. 3 ist ein Endteil der polymeren Umhüllung des Glaskerns des optischen Wellenleiters vor der Terminierung dargestellt. Die Endoberfläche 25 des Glaskerns 20 wird in rauhem, nichtpoliertem Zustand gezeigt. In Fig. 4 ist der Wellenleiter von Fig. 3 dargestellt, wobei ein Endteil der Polymerumhüllung 30 entfernt wurde und ein Endteil des Glaskerns 20 freigesetzt wurde. Bei einem typischen Fall, wonach die Polymerumhüllung 30 aus einem Silikonkautschukmaterial besteht, kann der Endteil der Umhüllung leicht unter Verwendung von nur den Fingernägeln abgestreift werden. Die Länge der Umhüllung, die entfernt wird, ist ungefähr gleich der Länge der Manschette 40, die irgendeine geeignete Länge aufweisen kann, aber bevorzugt etwa 1 cm lang ist. Wird eine Silikonpolymerumhüllung 30 verwendet, so bleibt häufig ein Silikonrückstand auf der äußeren, zylindrischen Oberfläche 24 zurück. Ein solcher Rückstand bewirkt, daß die Oberfläche 24 schwierig zu verbinden ist, und begrenzt die Festigkeit irgendeiner daraus gebildeten Bindung. Obgleich die vorliegende Erfindung zufriedenstellende Ergebnisse ergibt, selbst in Anwesenheit eines solchen Rückstands, werden überlegene Ergebnisse erhalten, wenn die Oberfläche 24 zugerichtetThe waveguide termination shown in Fig. 1 is generated after a series of stages which are consecutive 3 to 8 are shown in FIGS. In Figure 3, an end portion of the polymeric cladding is the glass core of the optical Waveguide shown before termination. The end surface 25 of the glass core 20 is rough, Shown unpolished condition. In Fig. 4, the waveguide of Fig. 3 is shown, with an end portion of the Polymer clad 30 was removed and an end portion of the glass core 20 was exposed. In a typical case after which the polymer cover 30 is made of a silicone rubber material, the end portion of the cover can be lightly be stripped off using only fingernails. The length of the wrapper that will be removed is approximately equal to the length of the sleeve 40, which may be of any suitable length, but preferably about 1 cm long. If a silicone polymer envelope 30 is used, a silicone residue often remains on the outer, cylindrical surface 24 back. Such residue makes surface 24 difficult to bond and limits the strength of any bond formed therefrom. Although the present invention giving satisfactory results, even in the presence of such a residue, will be superior Results obtained when surface 24 trimmed

- 18 -- 18 -

030026/0629030026/0629

MP 279MP 279

wird, beispielsweise durch sorgfältiges Reinigen mit einem Lösungsmittel, wie Tetrainethylguanidin, um Silikonrückstände zu entfernen, oder, bevorzugt, durch Pyrolysebehandlung (vergl. die folgenden Beispiele).is, for example, by careful cleaning with a solvent such as tetrainethylguanidine to remove silicone residues, or, preferably, by pyrolysis treatment (see the following examples).

In Fig. 5 ist die erste polymere Manschette 40 dargesteDlt, die um den Kern 20 angeordnet ist, wobei ein Ende 48 an das Ende 36 der Umhüllung 30 angrenzt.In Fig. 5, the first polymeric sleeve 40 is shown, which is disposed around the core 20 with one end 48 adjacent to the end 36 of the cladding 30.

Bei der Auswahl des Materials für die Manschette 40 werden die folgenden Kriterien verwendet. Erstens die Manschette muß aus einem Material hergestellt sein, das ei nen Brechungsindex aufweist, der numerisch niedriger ist als der Brechungsindex der Außenoberfläche 24 des Glaskerns 20. Der Brechungsindex von reinem, geschmolzenem Siliciumdioxid beträgt 1,460, wohingegen das im Handel erhältliche Polymer mit niedrigstem Brechungsindex perfluoriertes Äthylen-Propylen-Copolymeres ist, das einen Brechungsindex von etwa 1,338 aufweist. Zweitensder Un terschied zwischen dem Brechungsindex der Umhüllung und dem Brechungsindex des Kerns bestimmt die numerische Öffnung des Wellenleiters. Wenn drittens ein Kern 20 aus reinem, geschmolzenem Siliciumdioxid verwendet, der einen Brechungsindex von etwa 1,460 aufweist, wird ein meßbarer Signalverlust erhalten, wenn das Material für die erste Manschette 40 so ausgewählt wird, daß es einen Brechungsindex über 1,440 aufweist. Testergebnisse zeigen, daß die Manschette aus einem Material hergestellt sein sollte, das einen Brechungsindex aufweist, der numerisch mindestens 0,02 niedriger ist als der Brechungsindex der Außenoberfläche 24 des Glaskerns 20, mit dem die erste Manschette 40 verwendet wird. Als praktisches Merkmal ist dieses minimale Differential in den Brechungsindices kein kritischer Faktor, da andere Faktoren die Verwendung polymerer Materialien nahelegen, die noch größere When selecting the material for the sleeve 40, the following criteria may be used. First, the sleeve must be made of a material having an index of refraction that is numerically lower than the index of refraction of the outer surface 24 of the glass core 20. The index of refraction of pure, fused silica is 1.460, whereas the commercially available lowest index polymer is perfluorinated Is ethylene-propylene copolymer which has an index of refraction of about 1.338. Second, the difference between the index of refraction of the cladding and the index of refraction of the core determines the numerical aperture of the waveguide. Third, when using a pure fused silica core 20 having an index of refraction of about 1.460, measurable signal loss is obtained if the material for the first sleeve 40 is selected to have an index of refraction above 1.440. Test results indicate that the sleeve should be made of a material having an index of refraction that is numerically at least 0.02 lower than the index of refraction of the outer surface 24 of the glass core 20 with which the first sleeve 40 is used. As a practical feature, this minimal differential in the indices of refraction is not a critical factor as other factors suggest the use of polymeric materials that are even greater

- 19 -- 19 -

030026/0629030026/0629

MP 279MP 279

Differentiale beim Brechungsindex ergeben. Eine vierte Betrachtung bei der Auswahl des polymeren Materials für die Manschette 40 ist es, daß es eine Bindung zwischen der Außenoberfläche 24 des Glaskerns 20, bevorzugt in Anwesenheit von etwas polymerem Umhüllungsrückstand, wie z.B. einem Silikonpolymerrückstand, ergeben soll. Fünftens sollte das ausgewählte Material ausreichend viskos und einheitlich um den Faserkern 20 verteilt sein, obgleich es weich sein sollte und beim Erhitzen schmelzen sollte, so daß es die Oberfläche 24 benetzt. Ein Material, das die oben erwähnten Bedingungen erfüllt, ist im wesentlichen nichtvernetztes Polyvinylidenfluorid. Eine Vernetzung des PoIyvinylidenfluorids in irgendeinem Ausmaß bewirkt, daß das Fließen des Polymeren inhibiert wird und die Oberfläche des Wellenleiters nicht benetzt wird. Dieses Polymere besitzt einen Brechungsindex von 1,42 und wird unter dem Warenzeichen "Kynar" von Pennwalt Chemical Corporation, Philadelphia, Pennsylvania, USA, vertrieben. Damit die Fähigkeit von Kynar, an Glas zu haften, verbessert wird, kann auf das Glas vor dem Verkleben ein Silan-Kupplungsmittel angewendet werden. Dieses Silan wirkt, indem es reaktive Seiten ergibt, an die das Kynar gebunden werden kann. Ein Beispiel eines solchen Kupplungsmittels ist N-(2-Aminoäthyl)-3-aminopropyl-trimethoxysilan, (Z6020) hergestellt von Dow-Corning Corporation, Midland, Michigan, USA. In einer Modifikation kann anstatt, daß man das Kupplungsmittel auf das Glas anwendet, das Kupplungsmittel in den Körper aus der ersten Manschette dlspergiert sein.Refractive index differentials result. A fourth consideration in choosing the polymeric material for the cuff 40 is that there is a bond between the Outer surface 24 of glass core 20, preferably in the presence of some polymeric coating residue, e.g. a silicone polymer residue. Fifth, the selected material should be sufficiently viscous and uniform be distributed around the fiber core 20, although it should be soft and should melt when heated so that it wets the surface 24. A material that meets the above-mentioned conditions is essentially non-crosslinked Polyvinylidene fluoride. Crosslinking of the polyvinylidene fluoride to any extent causes the Flow of the polymer is inhibited and the surface of the waveguide is not wetted. This polymer possesses has a refractive index of 1.42 and is available under the trademark "Kynar" from Pennwalt Chemical Corporation, Philadelphia, Pennsylvania, USA. To improve Kynar's ability to adhere to glass, the A silane coupling agent was applied to glass before gluing will. This silane works by giving reactive sites to which the Kynar can be attached. An example such a coupling agent is N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyl-trimethoxysilane, (Z6020) manufactured by Dow-Corning Corporation, Midland, Michigan, USA. In a modification Instead of applying the coupling agent to the glass, the coupling agent can be removed into the body be dispersed in the first cuff.

In Fig. 6 ist die wärmeschrumpfbar, polymere Manschette 50 oberhalb der Manschette 40 angebracht. Ein Ende 55 der Manschette 50 ist bevorzugt mit dem Ende 45 der Manschette 40 und dem unpolierten Ende 25 auf dem Glaskern 20 ausgerichtet. Die Ausrichtung dieser Oberflächen ist nicht kritisch, da sie alle miteinander darauffolgend in Ausrichtung gebracht werden.In Figure 6 is the heat shrinkable polymeric sleeve 50 attached above the cuff 40. One end 55 the Sleeve 50 is preferably aligned with end 45 of sleeve 40 and the unpolished end 25 on glass core 20. The alignment of these surfaces is not critical as they are all subsequently in alignment with one another to be brought.

- 20 -- 20 -

030026/0629030026/0629

MP 279MP 279

Das in Fig. 5 dargestellte Element wird dann mit einer Heißluftkanone, einer Infrarotheizvorrichtung oder einer ähnlichen Vorrichtung erhitzt, wodurch die Manschette 40 erweicht und schmilzt und die zweite Manschette 50 radial schrumpft und die erweichte Manschette 40 in einheitlichen Umkreiskontakt mit der Außenoberfläche 24 des Glaskerns 20 treibt. Das erweichte Ende 48 der Manschette 40 wird gleichzeitig in innigen Kontakt mit dem Ende der Umhüllung 30 gebracht und füllt irgendwelche Zwischenräume dazwischen aus. Obgleich die Manschette 40 ausreichend geschmolzen ist, um die Oberfläche 24 zu benetzen und zu verbinden, verbleibt sie viskos genug und verteilt sich einheitlich um den Kern 20, wodurch die Zentrierung des Kerns 20 Im Hinblick auf die Außenoberfläche 53 der Manschette 50 erleichtert wird. In Fig. 7 ist die verbundene Struktur gezeigt, die durch Erhitzen der in Fig. 6 dargestellten Anordnung erhalten wird. Nach dem Abkühlen ist die Struktur, die durch den Kern 20, die Manschette 40 und die Manschette 50 gebildet wird, relativ steif, d.h. steifer als der umhüllende Kern im restlichen Teil des Wellenleiters. Wie gut der Kern 20, bezogen auf die Außenoberfläche 54 der zweiten Manschette 50, zentriert ist, ist eine Funktion der Anfangseinheitlichkeit der Wanddicken, die die Terminierungsmanschetten aufweisen, und die Sorgfalt, die bei ihrem Erhitzen verwendet wurde. Beispielsweise wird eine bessere Zentrierung erreicht, wenn die Wärme einheitlich um die Manschetten angewendet wird. Ähnlich wird eine bessere Kernzentrierung erreicht, wenn die Faser vertikal während des Erwärmens für das Schrumpf- und Verbindungsverfahren gehalten wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt eine leicht handhabbare Wellenleiterterminierung mit niedrigem Lichtverlust, die für viele Anwendungen vollständig zufriedenstellend ist, selbst wenn die Manschettenwände nicht einheitlich sind und das Erwärmen für das Schrumpf- und Verbindungsverfah-The element shown in Fig. 5 is then with a hot air gun, an infrared heater or a Similar device heated, whereby the sleeve 40 softens and melts and the second sleeve 50 radially shrinks and the softened sleeve 40 in uniform circumferential contact with the outer surface 24 of the glass core 20 drives. The softened end 48 of the sleeve 40 is simultaneously in intimate contact with the end of the envelope 30 brought and fills any gaps in between. Although the sleeve 40 is sufficiently melted to wet the surface 24 and to seal it connect, it remains viscous enough and is distributed uniformly around the core 20, whereby the centering of the Core 20 with respect to the outer surface 53 of the sleeve 50 is facilitated. In FIG. 7 there is shown the bonded structure obtained by heating the structure shown in FIG Arrangement is obtained. After cooling, the structure defined by the core 20 is the sleeve 40 and the cuff 50 is formed to be relatively stiff, i.e. stiffer than the enveloping core in the remainder of the portion of the Waveguide. How well the core 20 is centered with respect to the outer surface 54 of the second sleeve 50, is a function of the initial uniformity of the wall thicknesses exhibited by the termination sleeves, and the care taken in heating them. For example, better centering is achieved, when the heat is applied uniformly around the cuffs. Similarly, better core centering is achieved, when the fiber is held vertically during the heating for the shrink and join process. That The method according to the invention results in an easily manageable waveguide termination with low light loss, the is completely satisfactory for many applications, even if the sleeve walls are not uniform and heating for the shrinking and joining process

- 21 -- 21 -

030026/0629030026/0629

MP 279MP 279

ren unachtsam durchgeführt wird. Werden jedoch Manschetten mit einheitlicher Wanddicke verwendet und wird das Erwärmen sorgfältig durchgeführt, so ist es möglich, wiederholt Wellenleiter mit Kernen mit einem Durchmesser von 200 /um zu gebundenen Strukturen mit ungefährem Durchmesser von 1000/um zu verarbeiten, wobei der Kern innerhalb von 25/tun zentriert ist. Diese Zentriermöglichkeit erlaubt, dass erfindungsgemäß terminierte Wellenleiter in zuvor ausgerichtete Bohrlöcher von billigen, optischen Wellenleiterkonnektoren eingebaut werden können. Bei vielen Transmissionssystemen mit optischen Fasern werden Signalverluste, die mit so hergestellten Verbindungen auftreten, vollständig annehmbar, Die Außenoberfläche 54 der in Fig.7 dargestellten, verbundenen Struktur muß nicht eine rechte, zylindrische Oberfläche sein. Damit man beispielsweise eine bessere Kernzentrierung innerhalb eines vorher ausgerichteten Lochs eines Wellenleiterkonnektors erhält, kann ein Teil der Oberfläche 54 ungefähr das unpolierte Ende 25 etwas konisch verlaufen (kegelförmig ausgebildet sein). Bei einer solchen Formgebung kann das terminierte Wellenleiterende in ein vor-ausgerichtetes Konnektorloch gepreßt/eingeschweißtwerden mit weniger Ausrichtungsabhängigkeit und bei engerer Toleranzbeziehung zwischen den Innendurchmessern der Konnektorlöcher und dem Außendurchmesser des terminierten Wellenleiterendes. Eine solche konisch verlaufende Terminierung kann z.B. unter Verwendung einer ersten Manschette 40, die eine einheitliche Wand an dem der nichtentfernten Umhüllung benachbarten Ende aufweist und die sich zu einer dünneren einheitlichen Wand an dem dem Kernende 25 benachbarten Ende verjüngt, hergestellt werden.is carried out carelessly. However, there will be cuffs with uniform wall thickness used and heating is carefully carried out so it is possible to repeat Waveguides with cores with a diameter of 200 µm to process bonded structures with an approximate diameter of 1000 / µm, with the core within 25 / do is centered. This centering option allows waveguides terminated according to the invention to be inserted into previously aligned boreholes of cheap, optical waveguide connectors can be installed. In many transmission systems with optical fibers, signal losses, which occur with connections made in this way, completely acceptable, the outer surface 54 of the in Fig.7 connected structure shown need not be a right cylindrical surface. So that, for example gets better core centering within a pre-aligned hole of a waveguide connector, A portion of the surface 54 may be roughly the unpolished The end 25 are somewhat conical (be conical). With such a design, the terminated Waveguide end being pressed / welded into a pre-aligned connector hole with less alignment dependency and with a closer tolerance relationship between the inner diameters of the connector holes and the outer diameter of the terminated waveguide end. Such a tapered termination can be used, for example a first sleeve 40 which has a unitary wall at the end adjacent to the unremoved envelope and which tapers to a thinner unitary wall at the end adjacent the core end 25 will.

Fig. 8 zeigt die verbundene Struktur von Fig. 7, nachdem das Ende des Glaskerns 20 mit einem optisch glatten Finish versehen wurde, der als polierte Endoberfläche 25 gezeigt wird. Während des Poliervorgangs wurden die EndenFig. 8 shows the joined structure of Fig. 7 after the end of the glass core 20 with an optically smooth finish which is shown as polished end surface 25. During the polishing process, the ends were

- 22 -- 22 -

030026/0629030026/0629

ΑύΑύ

MP 279MP 279

und 55 der in Fig. 7 gezeigten Manschetten im wesentlichen bündig mit der polierten Endoberflache 26 des Gehäuses gemacht und sind als bündige Endoberflächen 46 und 56 dargestellt. Die bündigen Endoberflächen 26, 46 und 56 liegen bevorzugt in einer Ebene, die im wesentlichen senkrecht zu der longitudinalen Achse des Kerns 20 verläuft. Wie oben erwähnt, gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das Ende des Kerns 20 optisch zu bearbeiten, wie z.B. Spalten, Polieren mit einer Reihe von zunehmend feinen Abriebsstoffen, Schneiden, Feuerpolieren, Ätzen, Beschichten usw.. Da die erfindungsgemäße Terminierung den Endteil des Kerns 20 starr innerhalb eines Paars konzentrischer Manschetten hält, kann sich der Kern nicht vor- und zurückbiegen, während eine Reihe zunehmend feiner Abriebsstoffe für die Bildung der polierten Endoberfläche 26 verwendet wird. Es besteht daher nur eine geringe Tendenz, daß das Kernende bricht oder springt, und es besteht nur eine geringe Tendenz, daß die Oberfläche 26 leicht konvex wird.and 55 of the sleeves shown in Figure 7 are substantially flush with the polished end surface 26 of the housing and are shown as flush end surfaces 46 and 56. The flush end surfaces 26, 46 and 56 lie preferably in a plane which is essentially perpendicular to the longitudinal axis of the core 20. As mentioned above, there are a number of ways in which the end of the core 20 can be optically machined, such as e.g. Cleaving, polishing with a range of increasingly fine abrasives, cutting, fire polishing, etching, coating etc .. Since the termination of the invention has the end portion of the core 20 rigidly concentric within a pair Cuffs hold, the core cannot flex back and forth while a number of increasingly fine abrasives are used to form the polished end surface 26 will. Thus, there is little tendency for the core end to crack or crack, and it just persists little tendency for surface 26 to become slightly convex.

Fig. 9 zeigt eine bevorzugte Terminierungsvorrichtung vor dem Einbau, wobei die polymeren Terminierungsmanschetten unter Bildung einer Sub-Anordnung 100 vorgebunden wurden. Die Verwendung einer solchen Sub-Anordnung beseitigt die Schwierigkeit, daß die gewünschte longitudinale Beziehung zwischen den beiden Manschetten und des Faserkerns während des Erwärmens für das Schrumpf- und Verbindungsverfahren aufrechterhalten werden muß. Die abgestreifte Faser, die terminiert wird, kann vertikal angeordnet sein und die Sub-Anordnung 100 wird über den Faserkern, wie gezeigt, gezogen. Dies stellt sicher, daß kein bemerkenswerter Spalt zwischen der Oberfläche 36 auf dem nichtentfernten Teil der Umhüllung 30 und der ringförmigen Endoberfläche 48 der Manschette 40 zurückbleibt. Bevorzugt verläuft die Endoberfläche 48 etwas konisch und ist, bezogen auf den9 shows a preferred termination device installation, wherein the polymeric termination sleeves have been prebonded to form a subassembly 100. The use of such a sub-arrangement eliminates the difficulty of having the desired longitudinal relationship between the two sleeves and the fiber core during heating for the shrinking and joining process must be maintained. The stripped fiber that is terminated may be arranged vertically and the Sub-assembly 100 is drawn over the fiber core as shown. This ensures that no noticeable Gap between surface 36 on the unremoved Part of the envelope 30 and the annular end surface 48 of the sleeve 40 remains. The preferably runs End surface 48 is somewhat conical and, based on the

- 23 -- 23 -

030026/0629030026/0629

MP 279MP 279

nichtentfernten Teil der Umhüllung 30, wie gezeigt, dimensioniert. Eine solche Konfiguration erleichtert den Einsatz des abgestreiften Kerns 20 in das zentrale Loch der ersten Manschette 40 und erlaubt, daß die ringförmige Endoberfläche 48 als longitudinale Lokalisierungsoberfläche wirkt, die den nichtentfernten Teil der Umhüllung 30 berührt. non-removed portion of the enclosure 30 as shown. Such a configuration facilitates the insertion of the stripped core 20 into the central hole of the first collar 40 and allows the annular end surface 48 to act as a longitudinal locating surface acts, which touches the part of the envelope 30 which is not removed.

In den Fig. 10 bis 13 wird eine Variation des erfindungsgetnäßen Verfahrens dargestellt, wobei die erste polymere Manschette direkt auf dem Glaskern durch ein Eintauch-Beschichtungsverfahren erzeugt wird. Ein Teil der Umhüllung 30 wird wieder von dem Kern 20 entfernt, und bevorzugt sorgt man dafür, daß die Hauptmenge des Umhüllungsrückstands von der Außenoberfläche des Kerns 20 entfernt wird. Der freigesetzte Teil des Kerns wird dann in eine Lösung aus beispielsweise Polyvinylidenfluorid in Dimethylformamid oder eine Lösung aus Polyvinylidenfluorid-Tetrafluoräthylen-Copolymer in Aceton eingetaucht und langsam entnommen. Die Verdampfung des Lösungsmittelträgers aus dem Polymeren kann durch die Verwendung von beispielsweise einer Heißluftkanone erleichtert werden. Die zurückbleibende Polymerschicht bildet eine dünne Manschette 60. Typischerweise ist die Innenoberfläche der Manschette 60 unvollständig mit der Oberfläche des Kerns 20 verbunden, wodurch Taschen oder Poren 12 gebildet werden. In Fig. 11 ist der Wellenleiter der Fig. 10 dargestellt, um den die wärmeschrumpfbare, polymere Manschette 50 wieder angeordnet 1st. Auf analoge Art,wie bei den Verfahren im Zusammenhang mit Fig. 6 oben beschrieben, wird die in Fig. 11 dargestellte Anordnung mit einer Heißluftkanone, einer Infrarotheizvorrichtung oder dergl. erhitzt, wobei die Manschette 60 erweicht und schmilzt und die Manschette 50 sich wieder herstellt und radial schrumpft, wobei die erweichte Manschette 60 in einheitlichen, kreisförmigen Kon-10 to 13 is a variation of the inventive Process shown wherein the first polymeric sleeve is applied directly to the glass core by a dip coating process is produced. A portion of the cladding 30 is removed from the core 20 again, and preferably provided that the majority of the coating residue is removed from the outer surface of the core 20. Of the The released part of the core is then converted into a solution of, for example, polyvinylidene fluoride in dimethylformamide or a solution of polyvinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer immersed in acetone and slowly withdrawn. The evaporation of the solvent carrier from the polymer can be facilitated by the use of, for example, a hot air gun. The remaining polymer layer forms a thin sleeve 60. Typically, the inner surface of the sleeve 60 is incomplete connected to the surface of the core 20, whereby pockets or pores 12 are formed. In Fig. 11 is the Shown waveguide of Fig. 10, around which the heat-shrinkable, polymeric sleeve 50 is reassembled. In a manner analogous to the related procedures 6 is described above, the arrangement shown in FIG. 11 with a hot air gun, an infrared heating device or the like. Heated, wherein the sleeve 60 softens and melts and the sleeve 50 is restored and shrinks radially, with the softened sleeve 60 in uniform, circular con-

- 24 -- 24 -

030026/0629030026/0629

MP 279MP 279

takt mit der Außenoberfläche 24 des Glaskerns 20 gedrückt und getrieben wird. Diese radiale Preßkraft quetscht die Taschen oder Poren 12 heraus und verbessert die Fähigkeit der geschmolzenen, ersten Manschette 60, die Außenoberfläche 24 des Kerns 20 vollständiger zu benetzen. In Fig. 12 ist die verbundene Struktur gezeigt, die durch Erhitzen der in Fig. 11 dargestellten Anordnung erhalten wird, wonach die Struktur dann abkühlen kann. Erneut wirkt der Teil der Manschette 50, der um den restlichen Teil der Umhüllung 30 liegt und in der Wärme wiederhergestellt wurde, so, daß er die Spannung der Verbindung zwischen der Umhüllung und der ersten Manschette 60 entlastet, wodurch der fragile Kern 20 vor dem Brechen in der Nachbarschaft geschützt wird. In Fig. 13 ist die verbundene Struktur der Fig. 12 dargestellt, nachdem das Ende des Glaskerns 20 eine optisch glatte Oberfläche erhalten hat, die erneut als polierte Endoberfläche 26 gezeigt ist. Wiederum werden während des Poliervorgangs die Enden 66 und 56 der Manschetten im wesentlichen bündig mit der polierten Oberfläche 26. Obgleich bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung ein Eintauch-Beschichtungsverfahren verwendet werden kann, ist seine Verwendung nicht bevorzugt, da sie mehr Zeit erfordert, stärker von der Fertigkeit abhängt und nicht so zuverlässig ist, wie die aufgezogenen Manschetten beim Zentrieren der Fasern im Hinblick auf die Außenoberfläche 54 einer verbundenen Wellenleiterterminierung. tact with the outer surface 24 of the glass core 20 pressed and is driven. This radial compressive force squeezes out the pockets or pores 12 and improves the capability of the melted first sleeve 60 to wet the outer surface 24 of the core 20 more completely. In Fig. 12 there is shown the bonded structure obtained by heating the arrangement shown in Fig. 11, whereafter the structure can then cool down. Again, the part of the cuff 50 that is around the remaining part of the Envelope 30 lies and has been heat restored so that it releases the tension of the connection between the envelope and the first cuff 60 is relieved, thereby protecting the fragile core 20 from breaking in the vicinity will. FIG. 13 shows the connected structure of FIG. 12 after the end of the glass core 20 has been given an optically smooth surface, shown again as polished end surface 26. Will be again during the polishing process, the ends 66 and 56 of the sleeves are substantially flush with the polished surface 26. Although a dip coating process is used in the practice of the present invention its use is not preferred as it takes more time, is more skill-dependent and is not as reliable as the pulled-on cuffs in centering the fibers with respect to the outer surface 54 of a connected waveguide termination.

In Fig. 14 ist ein Wellenleiter 80 mit Glasfasern und polymerer Umhüllung,der gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, gezeigt. Polymere auf Silikongrundlage werden häufig als Wellenleiter-Umhüllungsmaterialien zur Bildung von Wellenleitern mit großen numerischen Öffnungen und niedrigen, inhärenten Dämpfungen für Licht mit Wellenlängen um 820 nmIn Fig. 14 is a waveguide 80 with glass fibers and polymeric cladding, which is sealed against the environment, shown. Silicone-based polymers are widely used as waveguide cladding materials for forming waveguides with large numerical openings and low, inherent attenuations for light with wavelengths around 820 nm

- 25 -- 25 -

030026/0629030026/0629

MP 279MP 279

verwendet. Es ifit jedoch gut bekannt, daß kleine Glasfasern besonders empfindlich sind gegenüber einer Spannungsrißbildung, die durch Feuchtigkeit verstärkt wird, wenn sie durch kleine Radii gebogen werden. Leider sind Polymere auf Silikonbasis nicht besonders als Isolierschichten gegenüber Feuchtigkeit wirksam, noch sind sie besonders abriebsbeständig. Zur Beseitigung dieser Nachteile werden mit Silikon umhüllte Wellenleiter häufig in einem Außenschutzmantel 70, wie in Fig. 14 gezeigt, eingeschlossen. Ein solcher Schutzmantel ergibt einen Abriebsschutz für die darunter liegende Umhüllung 30, ist er jedoch an seinen Enden nicht abgedichtet, so kann Feuchtigkeit durch die Umhüllung migrieren und die Außenoberfläche des Glaskerns 20 erreichen. Optische Wellenleiter, die in Luftkraftfahrzeuganwendungen verwendet werden, sind gegenüber diesem Feuchtigkeitsproblem besonders empfindlich wegen der überall vorhandenen Kondensation, die durch Höhenkreisen hervorgerufen wird. Die erfindungsgemäße Terminierung ermöglicht ein einfaches und wirksames Mittel, um die offenen Enden des Schutzmantels 70 uragebungsdicht abzusiegeln. Das Material, das für die Herstellung des Schutzmantels verwendet wird,ist bevorzugt ein Polymer, das als gute Feuchtigkeitsisolierung wirkt, wie z.B. Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylidenfluorid, Polyäthylen-Tetrafluoräthylen-Copolymer oder Polyvinylidenchlorid. Der Schutzmantel 70 besitzt eine Außenoberfläche 74, die teilweise unter einem Teil der Innenoberfläche 52 der Manschette 20 liegt und damit verbunden ist. Die Materialien, die zur Herstellung der Manschette 50 und des Schutzmantels 70 verwendet werden, können so ausgewählt werden, daß sie sich miteinander verbinden, wenn das Ende des Wellenleiters erhitzt wird, während des oben beschriebenen Schrumpfund Verbindungsverfahrens. Beispielsweise kann die zweite Manschette 50 aus einem vernetzten Kynar und der Schutzmantel 70 aus einem nichtvernetzten Kynar hergestellt sein.used. However, it is well known that small glass fibers are particularly sensitive to stress cracking, which is intensified by moisture, if they are bent by small radii. Unfortunately, silicone-based polymers are not great as insulating layers effective against moisture, nor are they particularly abrasion-resistant. To eliminate these disadvantages will be Waveguides sheathed with silicone, often in an outer protective jacket 70 as shown in Fig. 14 is included. Such a protective jacket provides abrasion protection for the sheath 30 underneath, but if it is not sealed at its ends, moisture can penetrate through the Cladding migrate and reach the outer surface of the glass core 20. Optical waveguides used in aircraft applications are particularly sensitive to this moisture problem because of the condensation that is everywhere and is caused by circles of height. The termination according to the invention enables a simple and effective means of sealing the open ends of the protective jacket 70 in a manner tightly sealed. The material that is used for the production of the protective jacket is preferably a polymer, which is good Moisture insulation works, such as polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene-tetrafluoroethylene copolymer or polyvinylidene chloride. The protective jacket 70 has an outer surface 74 that is partially lies under and is connected to a portion of the inner surface 52 of the cuff 20. The materials used for Manufacture of the cuff 50 and the protective jacket 70 used can be selected so that they bond together when the end of the waveguide is heated, during the above-described shrinkage process Connection procedure. For example, the second cuff 50 can be made from a cross-linked Kynar and the protective jacket 70 can be made from a non-crosslinked Kynar.

- 26 -- 26 -

030026/0629030026/0629

MP 279MP 279

Alternativ kann ein Klebstoff 73 zwischen den sich überlappenden Teilen der Außenoberfläche 74 und der Innenoberfläche 52, wie gezeigt, vorgesehen sein. Ein solcher Klebstoff 73 kann als Ring auf einem ausgewählten Teil der Innenoberfläche 52 vorher abgelegt sein. Ein solcher Ring aus Klebstoff kann auf der Sub-Einrichtung 100 aus der ersten und der zweiten Manschette, wie in Fig. 9 gezeigt, vorher abgelegt sein. Bevorzugt ist der Klebstoff 73 ein Heißschinelzklebstoff, wie z. B. der Klebstoff, der in der US-Patentanmeldung SN 882 391, eingereicht am 1. März 1978, mit dem Titel "Heißschinelzklebstoffe" beschrieben wird (vergl. DE-OSAlternatively, an adhesive 73 may be provided between the overlapping portions of the outer surface 74 and the inner surface 52 as shown. Such an adhesive 73 can be previously deposited as a ring on a selected part of the inner surface 52. Such a ring of adhesive can be deposited on the sub-device 100 from the first and the second cuff, as shown in FIG. 9, in advance. Preferably, the adhesive 73 is a hot melt adhesive, such as e.g. B. the adhesive described in US Patent Application SN 882 391, filed March 1, 1978, entitled "Hot Schinelzklebstoffe" (cf. DE-OS

In Fig. 15 ist ein Teil eines optischen Wellenleiterkonnektors 90 mit dem terminierten erfindungsgemäßen Wellenleiter, der darin selbst-zentriert und gebunden ist, gezeigt. Der Wellenleiterkonnektor 90, der in Fig. 15 dargestellt wird, ist als Beispiel eines Konnektors dargestellt, der eine axiale Anordnung zwischen einem Paar von Wellenleitern, die miteinander verbunden werden sollen, unter Verwendung der zuvor ausgerichteten, konzentrischen Oberflächen ermöglicht. Insbesondere wird bei dem Konnektor 90 ein Ringelement 91 verwendet, das ein Innenloch 92 aufweist, das, bezogen auf eine konzentrische Außenoberfläche 93» zentriert ist. Ein Paar von Endringen 91 (von denen nur einer gezeigt ist) ist so ausgebildet, daß sie von den ent gegengesetzten Enden einer Hülse 94 aufgenommen werden. Die Hülse 94 besitzt eine innere Bezugsoberfläche 95, die konzentrisch um die longitudinale Achse der Manschetten angeordnet ist. Die Außenoberfläche 93 von jedem der Endringe 91 ist so ausgebildet, daß ein Teil der Bezugsoberfläche 95 umhüllt wird, wodurch das Loch 92 mit der longitudinalen Achse der Hülse 94 ausgerichtet wird. Eine Kappe 96 kann verwendet werden, um den Endring 91 und die Hülse 94 zusammenzuhalten. Ein solcher Konnektor 90 (der auch als Referring to Figure 15, there is shown a portion of an optical waveguide connector 90 having the terminated waveguide of the present invention self-centered and bonded therein. The waveguide connector 90, which is shown in Fig. 15 is shown as an example of a connector that allows an axial arrangement between a pair of waveguides are to be connected together using the previously aligned, concentric surfaces. In particular, the connector 90 uses a ring element 91 which has an inner hole 92 which is centered with respect to a concentric outer surface 93 ». A pair of end rings 91 ( only one of which is shown) are formed so that they are received by the opposite ends of a sleeve 94 ent. The sleeve 94 has an inner reference surface 95 which is concentric about the longitudinal axis of the sleeves. The outer surface 93 of each of the end rings 91 is formed to enclose a portion of the reference surface 95, thereby aligning the hole 92 with the longitudinal axis of the sleeve 94. A cap 96 can be used to hold the end ring 91 and sleeve 94 together. Such a connector 90 (also known as a

- 27 -- 27 -

030 0 26/0629030 0 26/0629

MP 279MP 279

Verbinder bzw. Verbindungsstück beschrieben werden kann) wird in Einzelheiten in der US-PS 3 999 837 beschrieben, auf deren Offenbarung expressis verbis Bezug genommen wird. Die Manschette 50 ist so dimensioniert, daß sie bündig in dem Endteil des vorher angeordneten Loches 92 paßt, und an ihrer Stelle mit einem Klebstoff 97, wie einem Cyanoacrylat oder einem Epoxyharz,befestigt werden kann. Wie oben beschrieben, ist die longitudinale Achse des Glaskerns 20 im wesentlichen, bezogen auf die Außenoberfläche 54 der Manschette 50, zentriert. Da die Manschette 50 bündig in den Endteil des vorher ausgerichteten Loches 92 paßt, ist die longitudinale Achse des Kerns 20 im wesentlichen mit der longitudinalen Achse der Hülse 9k ausgerichtet, wodurch eine wesentliche Ausrichtung zwischen nebeneinanderliegenden Wellenleitern möglich wird.Connector can be described) is described in detail in US Pat. No. 3,999,837, the disclosure of which is incorporated herein by reference . The sleeve 50 is dimensioned such that it fits snugly in the end part of the previously arranged hole 92, and can be secured in place with an adhesive 97, such as a cyanoacrylate or an epoxy resin. As described above, the longitudinal axis of the glass core 20 is substantially centered with respect to the outer surface 54 of the sleeve 50. Since the sleeve 50 fits flush into the end portion of the pre-aligned hole 92, the longitudinal axis of the core 20 is substantially aligned with the longitudinal axis of the sleeve 9k , thereby allowing substantial alignment between adjacent waveguides.

In den folgenden Beispielen wird die Oberflächenbehandlung des Wellenleiterkerns vor der Terminierung beschrieben.The following examples describe the surface treatment of the waveguide core prior to termination.

Examples 1a _t 1b, 2a and 2b

Die Beispiele 1a, 1b, 2a und 2b erläutern die Begrenzungen der Bindung, die man erhält, wenn ein Kern aus einem mit Silikon beschichteten Wellenleiter mit einer Terminierungsvorrichtung unter Verwendung bekannter Oberflächenherstellungsverfahren verbunden wird. The examples 1a, 1b, 2a and 2b illustrate the limitations of the bond is obtained if a core is connected from a silicone-coated waveguide having a terminating device using known surface preparation process.

Der geprüfte Wellenleiter umfaßt einen Faserkern aus geschmolzenem Siliciumdioxid (Quarz) mit einem Außendurchmesser von etwa 200/um. Um die Faser ist eine innere optische Umhüllung mit einer Dicke von 38/um und eine äußere Schutzumhüllung mit einer Dicke von 49/um. Beide Umhüllungen sind aus RTV-Polydimethylsiloxan hergestellt. Beide Umhüllungsschichten werden aus einem Teil des Faserkerns entfernt· Die freigesetzten Faserkernoberflächenteile der Beispiele 1a und 1b werden mit TetramethylguanidinThe waveguide tested comprises a fused silica (quartz) fiber core having an outside diameter of about 200 µm. Around the fiber is an inner optical cladding 38 µm thick and an outer one Protective cover with a thickness of 49 / µm. Both casings are made from RTV polydimethylsiloxane. Both coating layers are removed from a part of the fiber core. The exposed fiber core surface parts of Examples 1a and 1b are treated with tetramethylguanidine

- 28 -- 28 -

030026/0629030026/0629

ZjZj

MP 279MP 279

und die der Beispiele 2a und 2b mit J-100 Abstreiflösung gereinigt. Jede Faser wird dann mit einer Terminierungsvorrichtung verbunden und in einem Konnektor, Modell 53095^-5, erhältlich von AMP Incoorporated of Harrisburg, Pennsylvania, (der im folgenden als AMP-Konnektor bezeichnet wird), unter Verwendung eines Fpoxy-Klebstoffs installiert. Für die Beispiele 1a und 2a sind die inneren ManscheLten von jeder Terminierungsvorrichtimg, die an den freigesetzten Oberflächenteil jedes Faserkerns gebunden sind, im wesentlichen aus nichtvernetztem Polyvinylidenfluorid hergestellt, Für die Vergleichsproben 1b und 2b wird das gleiche Ma terial verwendet zusammen mit 0,3 Gew.% N-(2-Aminoäthyl)-3-aminopropyl-triraethoxysilan, das als Kupplungsmittel dient. In allen Beispielen enthalten die Außenmanschetten im wesentlichen vernetztes Polyvinylidenfluorid in in Wärme wiedergewinnbarer Form. Nach dem Erhitzen jeder Terminierungsmanschette während der Installation können die entstehenden Zusammenbauten abkühlen, bevor sie in AMP--Konnektoren eingebaut werden. Die Festigkeit der Bindungen zwischen den Terminierungsvorrichtungen und den Faserkernen wird in einem Instron-Testgerät mit einer Abziehrate von 5 ml/min geprüft. Die entstehenden Bindungsfestigkeiten sind in Tabelle 1 angegeben. In allen vier Beispielen versagte die Bindung vor dem Brechen der optischen Faser.and those of Examples 2a and 2b with J-100 stripping solution cleaned. Each fiber is then connected to a termination device and inserted into a connector, model 53095 ^ -5, available from AMP Incorporated of Harrisburg, Pennsylvania, (hereinafter referred to as the AMP connector), installed using an Fpoxy adhesive. For Examples 1a and 2a are the inner sleeves of each termination device connected to the released Surface portion of each fiber core are bonded, made essentially of non-crosslinked polyvinylidene fluoride, For comparison samples 1b and 2b, the same material is used together with 0.3% by weight of N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyl-triraethoxysilane, which serves as a coupling agent. In all examples, the outer sleeves contain essentially cross-linked polyvinylidene fluoride in a heat-recoverable form. After heating each termination sleeve During installation, the resulting assemblies can cool down before they are put into AMP connectors to be built in. The strength of the bonds between the termination devices and the fiber cores is tested in an Instron tester at a peel rate of 5 ml / min. The resulting bond strengths are given in Table 1. In all four examples the bond failed before the optical fiber broke.

Examples 3a and 3b

Dieser Versuch wird durchgeführt, um zu zeigen, daß das Problem einer ungenügenden Bindungsfestigkeit mehr ein Problem mit Silikonumhüllungsmaterialien und nicht mit anderen Arten von Umhüllungsmaterial ist. In diesem Test ist der Faserkern eine Quarzfaser mit einem Durchmesser von etwa 200/um. Die Umhüllung ist etwa 18 /um dick und besteht aus einem Viton-Polymer von Dupont. Die Umhüllung wird von der Faser abgestreift. Zur Herstellung der Faser für die Terminierung wird weder ein Lösungsmittel noch Wärme ver-This experiment is being carried out to show that the Insufficient bond strength problem is more of a problem with silicone wrap materials than others Types of wrapping material is. In this test, the fiber core is a quartz fiber with a diameter of about 200 / um. The envelope is about 18 µm thick and consists of a Viton polymer from Dupont. The serving is from stripped of the fiber. Neither solvent nor heat is used to manufacture the fiber for termination.

- 29 -- 29 -

030026/0629
ORIGINAL INSPECTED030026/0629
ORIGINAL INSPECTED

MP 279MP 279

wendet. Die Terininierungsvorrichtung wie in Beispiel 1 wird mit und ohne Kupplungsmittel (Beispiel 3b bzw. 3a) verwendet, wobei sie als Innenraanschetten im wesentlichen niohtvernetztes Polyvinylidenfluorid enthält. Jeder terminierte Wellenleiter wird mit einem AMP-Konnektor verbunden. Die Bindungsfestigkeiten werden auf einem Instrom-Testgerät unter Verwendung des gleichen Testgeräts wie in den Beispielen 1a, 1b, 2a und 2b geprüft und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.turns. The termination device as in Example 1 is used with and without a coupling agent (Example 3b or 3a), and it contains essentially non-crosslinked polyvinylidene fluoride as the inner flange. Each terminated waveguide is connected to an AMP connector. The bond strengths are tested on an Instrom tester using the same tester as in Examples 1a, 1b, 2a and 2b and the results are shown in Table 1.

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, versagt jede Bindung bei den Beispielen 3a und 3b nicht, aber das Versagen ist auf das Brechen der Wellenleiterfaser zurückzuführen.As can be seen from Table 1, any bond does not fail in Examples 3a and 3b, but the failure is due to the Breakage of the waveguide fiber.

Examples Aa _T 4b, 5a and 5b

Bei diesen Beispielen wird das erfindungsgemäße Oberflächenbehandlungsverfahren verwendet, wobei Längen des gleichen Wellenleiters, wie er für die Beispiele 1a, 1b, 2a und 2b verwendet wurde, eingesetzt werden. Nachdem die Umhüllung von dem Endteil jeder Faser entfernt wurde, werden die freigesetzten Oberflächenteile der Faserkerne 4a und 4b mit Tetramethylguanidin behandelt, und dann werden die freigesetzten Oberflächenteile der Faserkerne 5a und 5b einer Vorreinigung unterworfen, indem man sie bei einer Temperatur in einem Bestrahlungsofen von etwa 315°C während 10 see behandelt. Danach können die Fasern 5a und 5b auf Zimmertemperatur abkühlen. Teile des etwas versprödeten Silikonrückstandes werden von den Faserkernen mit den Fingernägeln abgekratzt. Die freigesetzten Oberflächenteile der Faserkerne 4a, 4b, 5a und 5b werden dann mit einer Wasserstoff flamme behandelt, die in einem Wasserschweißgenerator von Henes erzeugt wird. Die Behandlungstemperatur beträgt etwa 800⁰C und die Behandlungszeit etwa 8 see. Nachdem die Faserkerne auf Zimmertemperatur abgekühlt sind, werden die freigesetzten Oberflächenteile mit Isopropyl-In these examples, the surface treatment process according to the invention is used, using lengths of the same waveguide as was used for Examples 1a, 1b, 2a and 2b. After the cladding is removed from the end portion of each fiber, the exposed surface portions of the fiber cores 4a and 4b are treated with tetramethylguanidine, and then the exposed surface portions of the fiber cores 5a and 5b are subjected to preliminary cleaning by being in an irradiation oven at a temperature of about 315 ° C treated for 10 seconds. Thereafter, the fibers 5a and 5b can cool to room temperature. Parts of the somewhat embrittled silicone residue are scraped off the fiber cores with your fingernails. The released surface parts of the fiber cores 4a, 4b, 5a and 5b are then treated with a hydrogen flame generated in a Henes water welding generator. The treatment temperature is about 800 ^° C. and the treatment time is about 8 seconds. After the fiber cores have cooled to room temperature , the released surface parts are treated with isopropyl

- 30 030026/0629 - 30 030026/0629

23401572340157

MP 279MP 279

alkohol abgewischt, um lose Teilchen aus oxidiertem Silikonpolymer zu entfernen. Diese vier behandelten Testfasern werden dann mit Terminierungsvorrichtungen verbunden, wie in Tabelle 1 aufgeführt, und dann werden die terminierten so hergestellten Wellenleiter zu einem AMP zusammengebaut.alcohol wiped to remove loose particles of oxidized silicone polymer. These four treated test fibers are then connected to termination devices as listed in Table 1, and then the terminated waveguides so fabricated are assembled into an AMP.

Table 1

Test Umhüllungs- Oberflä-Beisp. material chenbe-Test wrapping surface ex. material cup

_ά Nr. hand lung _ά No. hand lung

1a Silikon1a silicone

1b « 1b «

2a "2a "

2b "2 B "

Tetramethylguanidin Tetramethylguanidine

Material d. Bindungs- Art des inneren Man- festigk. Versals ehe tte (XsX £^er)?. Material d. Binding type of inner union. Versals ehe tte (XsX £ ^er ) ?.

Kynar 460¹ 0,58Kynar 460 ¹ 0.58

Herausziehen Pull out

J-100 πJ-100 π

Kynar 460 und 0,76 KupplungsmittelKynar 460 and 0.76 coupling agents

Kynar 460 0,56Kynar 460 0.56

Kynar 460 und 0,79 KupplungsmittelKynar 460 and 0.79 coupling agents

3a3a Vi tonVi ton keineno Kynar 460Kynar 460 1 ,161, 16 Wellenlei
ter brichtWavy
ter breaks 3b3b VitonViton ItIt IlIl 1,161.16 ηη 4a4a Silikonsilicone Tetraroethyl-
guanidin und
starke HitzeTetraroethyl
guanidine and
intense heat IlIl 0,710.71 ππ 4b4b ηη IlIl Kynar 460 und
KupplungsmittelKynar 460 and
Coupling agent 1,61.6 titi 5a5a IlIl geringe Wärme
Vorreinigung
und starke
Hitze low heat
Pre-cleaning
and strong
heat Kynar 460Kynar 460 0,750.75 IlIl

5b " " Kynar 460 und 1,4 »5b "" Kynar 460 and 1.4 »

KupplungsmittelCoupling agent

(1) im wesentliches unvernetztes Polyvinylidenfluorid von Pennwalt(1) Essentially uncrosslinked polyvinylidene fluoride from Pennwalt

(2) alle geprüften Terminierungsmanschetten be sitzen eine äußere, in der Wärme schrumpfbare Manschette, hergestellt aus vernetzten! Polyvinylidenfluorid (Kynar 460). (2) All tested termination cuffs have an outer, heat- shrinkable cuff, made of cross-linked! Polyvinylidene fluoride (Kynar 460).

Ende der Beschreibung.End of description.

- 31 -- 31 -

030026/0629030026/0629

Claims

1. J optical waveguide with a glass core and a polymeric cladding, characterized in that at least one end part of the glass core is free from the cladding and is encased with a termination device which has a first sleeve which extends over the free end part of the The core extends and is connected to its glass surface and has a refractive index that is lower than that of the glass surface, and a second collar that extends radially outward and over the first collar and the end of the

030026/0629

MP 279

polymeric sheath is comprised, whereby the end of the Core, which is free of cladding, arranged positively coaxially to the termination device and relieved of stress is.

2. Waveguide according to claim 1, characterized in that the difference in refractive index between the Glass surface and the first collar is at least 0.02.

3 waveguide according to one of the preceding claims, characterized in that the refractive index of the glass surface is 1.46.

4. Waveguide according to one of the preceding claims, characterized in that the refractive index of the radially inner sleeve is 1.32 to 1.44.

5. Waveguide according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the first sleeve is meltable.

6. Waveguide according to claim 5, characterized in that the first sleeve contains non-crosslinked polyvinylidene fluoride.

7. Wellenleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Manschette7. Waveguide according to one of the preceding claims, characterized in that the second sleeve vor dem Einbau der Terminierungsvorrichtung radial nach innen wärme-wiederherstellbar ist.is heat-recoverable radially inwardly prior to the installation of the termination device.

8. Wellenleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Manschette im wesentlichen vernetztes Polyvinylidenfluorid enthält.8. Waveguide according to one of the preceding claims, characterized in that the second sleeve in the contains substantial cross-linked polyvinylidene fluoride.

0 3 0026/0629 ORIGINAL INSPECTED0 3 0026/0629 ORIGINAL INSPECTED

HP 279

9. Waveguide according to one of the preceding claims, characterized in that the first sleeve extends over the length of the part of the core which is free of cladding, up to and in adjoining relationship with
the end of the polymeric coating.

10. Waveguide according to one of the preceding claims, characterized in that the radially inner surface of the part of the second sleeve which is over the polymer Enclosure is at least partially lined with an adhesive.

11. Waveguide according to claim 10, characterized in that the adhesive is a hot melt adhesive.

12. Waveguide according to one of the preceding claims, characterized in that a coupling means on
the bonding interface between the first cuff

and the glass core is present.

13 · Environmentally sealed optical waveguide, characterized in that it is an optical waveguide
according to any one of the preceding claims, which includes
a jacket which is provided substantially along its length and that it includes a termination device at each of its ends so that the second cuff of each termination device over the
End of the jacket lies and is sealingly connected to it.

1 ^. Thermally recoverable termination device suitable for use in an optical waveguide
is suitable according to one of the preceding claims, characterized in that it is a fusible, first,
comprises polymeric sleeve having an index of refraction that is lower than that of the glass surface of the

030 Π 26/0629
ORIGINAL INSPECTED

HP 279

Core with which it is connected, and that it is a polymer, second cuff that can be restored in the tub which is mounted coaxially around the first collar, the second collar being adapted to it recovers radially inward at a temperature at which the first sleeve is fusible, so that the melted first sleeve is forced into contact with the glass core.

15 · Termination device according to claim t4, characterized characterized in that the inside diameter of the device after complete recovery is 1000 µm or less amounts to.

16. Termination device according to claim 15, characterized in that the inner diameter of the device is in the range of 5 to 300 µm after complete restoration.

17 · Termination device according to one of the claims 15 or 16, characterized in that the second cuff is longer than the first cuff and is extends over the first cuff at one end of the device.

18. Termination device according to one of claims 15 to 17, characterized in that the first cuff Contains uncrosslinked polyvinylidene fluoride.

19. Termination device according to one of the claims 15 to 18, characterized in that the second sleeve is essentially crosslinked polyvinylidene fluoride contains.

030026/062Ö ORIGINAL INSPECTED030026 / 062Ö ORIGINAL INSPECTED

29461572946157

20. Method for terminating an optical waveguide with a glass core and a polymeric cladding, at least one end portion of the core being free from cladding is, characterized in that the end part of the core, which is free of cladding, with a termination device, as defined in any one of claims 14 to 19, wherein the free end of the core positively coaxial with the termination device and relieved of tension, and the end surface of the Kerns, which is inside the termination device in its Position is localized, subjected to a final optical treatment.

21. The method according to claim 20, characterized in that the final optical treatment of the end surface of the core is a polishing.

22. A method of fabricating the surface of a glass core of an optical waveguide for terrain conditioning according to one of the preceding claims, characterized in that the envelope of at least one Strips off the end of the core of the waveguide and the polymer residue that is on the surface of the stripped The end of the core remains, pyrolyzed.

23. The method according to claim 22, characterized in that DAB is to a temperature of at least 300 ⁰ C and a second heating step performs a first heating stage to a temperature of at least 700 ⁰ C.

24. Optical waveguide system, characterized in that that there is an optical waveguide termination at at least one end thereof as defined in any one of claims 1 to 13, and an optical connector with a hole in

030 0 26/0629

MP 279

to which the terminated end of the waveguide is attached, and wherein the core of the waveguide is positively coaxially present in the hole.

030026/0629