DE3000571A1

DE3000571A1 - Lichtleiteranschluss und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3000571A1
Application number: DE19803000571
Authority: DE
Inventors: James Charles Baker
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: ITT Inc
Priority date: 1979-01-18
Filing date: 1980-01-09
Publication date: 1980-07-31
Also published as: GB2039379B; US4378954A; GB2039379A; DE3000571C2; FR2447043B1; CA1150543A; FR2447043A1

Description

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Lichtleiteranschluß und Verfahren zu seiner Herstellung

Anschlußelemente der vorliegenden Art werden allgemein für Verbindungsanordnungen verwendet, die in der optischen Nachrichten-Übertragungstechnik zur lösbaren Kopplung der Enden von Lichtleitfasern dienen.

Ein Lichtleiteranschluß nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist bereits aus der DE-OS 27 03 887 bekannt. Bei der vorgeschlagenen Lösung besteht die verwendete Hülse aus Metall. Diese Metallhülse enthält eine haarfeine Bohrung, die zur spielfreien Aufnahme der blanken Lichtleitfaser dient. Der zwischen dem Faserende und der kugeligen Linse befindliche Hohlraum ist mit einem transparenten Kunstharz ausgefüllt, welches einen der Glaslinse angenäherten Brechungsindex aufweist.

Die Fabrikation solcher Anschlußelemente ist sehr schwierig und ungewöhnlich teuer, weil die Herstellung der Hülsenbohrung eine mechanisch aufwendige Präzisionsbearbeitung erfordert. Häufig wird dennoch nicht die angestrebte Genauigkeit bei der Festlegung der Faser im Hülsenzentrum erreicht, da die Lichtleitfasern nur sehr selten eine kreisrunde Querschnittsgeometrie aufweisen und die Faser deshalb ein gewisses Spiel in der Hülsenbohrung hat, das beim axialen Verbinden von zwei solchen Anschlußelementen bereits spürbare Kopplungsverluste während der Übertragung von Lichtenergie verursacht.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entsprechenden Lichtleiteranschluß zu schaffen, der mit verbesserten Kopplungseigenschaften einfacher herstellbar ist und das Verfahren zur Herstellung solcher Lichtleiteranschlüsse anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 4 angegebenen Lösungen verwirklicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruchs 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der vorgeschlagene Lichtleiteranschluß bietet den Vorzug der Verwendung von Glasröhren, bei denen das lichte Innenmaß auf die Kopplungsgüte von Verbindungen praktisch keinen Einfluß hat. Die Lichtleitfaser läßt sich vielmehr davon unabhängig genau in das Hülsenzentrum justieren und festlegen, da zur Fixierung keine an der Justage beteiligten Vorrichtungen bzw. die justierten Teiie selbst nicht mehr bewegt werden.

Die Erfindung wird anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wie folgt näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig.1 einen Lichtleiteranschluß teilweise längsgeschnitten, in einer Seitenansicht;

Fig.2 den Lichtleiteranschluß der Fig.1 mit für den Einsatz in die Aufnahmen von üblichen Verbindungsan

ordnungen versehenen Schutzhülsen, teilweise längsgeschnitten und in einer Seitenansicht dargestellt;

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Fig.3 den schematisch dargestellten Vorgang der Justage und Fixierung von Teilen des Lichtleiteranschlusses mittels einer optischen Richtbank.

Das in Fig.1 dargestellte Anschlußende des Lichtleitkabels weist einen inneren Glaskern aus Kieselerde oder dotierter Kieselerde auf, der in einen Mantel aus anderem Glas mit niedrigerem Brechungsindex als das Material des Kernes eingebettet ist. Diesen Mantel umgibt ein weiterer Überzug aus Kunststoff, wie z.B. Silikonkunststoff.

Bei dem in Fig.1 gezeigten Anschlußende ist die Kunststoffhülse 2 von der Lichtleitfaser 1 entfernt und das blanke Faserende in ein Glasröhrchen 3 eingefädelt, welches mit transparentem, durch ultraviolette Lichtbestrahlung ausgehärteten Kleber 4 gefüllt ist. Das vordere Ende des Glasröhrchens 3 verschließt eine Linse 5, die zum stirnseitigen Faserende einen Abstand aufweist, der in der Größenordnung von 100 Mikron liegt. Der Außendurchmesser der Kunststoffhülle beträgt gewöhnlich 1 mm, der Innendurchmesser des Glasröhrchens 3 1,25 mm und sein Außendurchmesser 1,5 mm. Der Linsendurchmesser beträgt ebenfalls 1,5 mm.

Um sicherzustellen, daß die Lichtleitfaser 1 genau auf die Mitte der Linse 5 ausgerichtet ist, wird die Winkellage und radiale Ausrichtung der Faser bei der Herstellung des Anschlusses justiert. Während dieser Justage wird, wie Fig.3 veranschaulicht, Licht in die Faser eingestrahlt und somit über das Faserende in dem Glasröhrchen 3 auch durch die Linse 5. Dieses Licht passiert einen Strahlenteiler

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und fällt dann auf einen Reflektor, der in einem oder mehreren Metern Abstand vom Glasrohrchen angeordnet ist. Das Lichtleitkabel wird hierbei von einer im Mikrobereich arbeitenden Verstellvorrichtung gehalten und mittels dieser so justiert, daß der die Linse 5 verlassende Lichtstrahl gebündelt und parallel zur Achse des Glasröhrchens 3 verläuft. Dieser Zustand wird durch das Spiegelbild des Lichtstrahls auf dem Spiegel 7 in Form einer Scheibe angezeigt, die sich bezüglich der Glasröhrchenabmessungen verhältnismäßig groß abbildet. Die hierfür benötigten Vorrichtungsteile sind die einer optischen Richtbank 8.

Wenn der Lichtstrahl genau gebündelt ist, wird Licht von einer ultraviolett strahlenden Lichtquelle 9 über eine Linse 10, den Strahlenteiler 6 und die Linse 5 des Lichtleiteranschlusses in das Glasröhrchen 3 eingestrahlt. Dies bewirkt das Aushärten des Klebers in der Nähe und rundherum um das Ende der Lichtleitfaser 1, wodurch die Lage von Faserende und Linse 5 versiegelt wird. Beim Aushärten wird der Kleber für ultraviolettes Licht undurchlässig. Der noch nicht ausgehärtete Kleber wird dann ausgehärtet durch allmähliches Bestrahlen des Glasröhrchens 3 mit ultraviolettem Licht durch Entfernen einer Glasröhrchenabdeckung von dem durch die Linse 5 verschlossenen Ende. Beim Einspritzen des Klebers ist dafür zu sorgen, daß eine ausreichend große Füllmenge zwischen der Kunststoffhülle 2 und dem Glasröhrchen 3 vorhanden ist, weil der Kleber während des Aushärtens schrumpft und von diesem Füllungsteil etwas in das Glasröhrchen hineinsaugt, die Kunststoffhülle 2 aber noch ausreichend im Kleber eingebettet bleiben soll.

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Da das Justieren der Lage von Linse 5 und dem Faserende während der Fabrikation geschieht, kann dies leicht mit einem hohen Grad an Genauigkeit und Zuverlässigkeit getan werden.

In Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel des Lichtleiteranschlusses dargestellt. Hier ist eine Metallhülse 12 durch Quetschen auf dem Lichtleitkabel 11 befestigt, wodurch sie einen Abschnitt geringeren Durchmessers aufweist. Das Glasröhrchen 13 des Anschlusses ist in eine weitere Metallhülse 14 eingeschoben und nimmt darin einen eng tolerierten Paßsitz ein. Die Abmessungen der Hülse sind so gewählt, daß die Linse sich gerade vollständig innerhalb des freien vorderen Endes dieser äußeren Metallhülse 14 befindet. Ihr rückwärtiges Ende steht mit der auf dem Lichtleitkabel 11 befestigten Metallhülse 12 in Eingriff und sie weist einen Flansch auf, welcher an der durch Quetschen gebildeten Schulter anliegt. Die so beschriebenen Teile sind schließlich zusammen lagegesichert. Ein derartiger Lichtleiteranschluß kann ohne weiteres in die Kontaktaufnahme eines hierfür üblichen Verbinders eingesetzt werden.

5 Patentansprüche
1 Bl. Zeichnung

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Claims

Deutsche ITT Industries GmbH J.C.Baker-2 Patentansprüche

1. Lichtleiteranschluß für die Verwendung in lösbaren Lxchtleitungsverbinderη, bei dem eine die Lichtleitfaser enthaltende Hülse vorgesehen ist, die an ihrem freien Ende eine mit der Hülse verbundene Linse trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die den Lichtleiter enthaltende Hülse aus einem transparenten, zylindrischen Glasröhrchen (3, 13) besteht, dessen Innendurchmesser ein Vielfaches des Durchmessers der Lichtleitfaser (1) beträgt, von welcher ein abgemantelter Teil und ein Abschnitt der Kunststoffhülle (2) des Lichtleitkabels (11) mittels eines ausgehärteten Klebers (4) innerhalb des Glasröhrchens (3,13) zentrisch fixiert sind.

2. Lichtleiteranschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasröhrchen (3, 13) mit seiner am vorderen Ende gehaltenen Linse (5) in einer Metallhülse (14) steckt, deren rückwärtiges Ende zugleich einen Abschnitt des in das Glasröhrchen (3, 13) einmündenden Lichtleitkabels (11) aufnimmt.

3. Lichtleiteranschluß nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem rückwärtigen Ende des von einer ersten Metallhülse (14) aufgenommenen Glasröhrchens (3, 13) eine zweite Metallhülse (12) durch

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Anquetschen auf dem Lichtleitkabel (11) befestigt ist, deren gequetschter Hülsenabschnitt im rückwärtigen Teil der ersten Metallhülse (14) steckt.

4. Verfahren zur Herstellung eines Lichtleiteranschlusses gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung folgender Verfahrensschritte:

a) Freilegen der Lichtleitfaser (1) durch Abmanteln der Kunststoffhülle (2) am Ende eines Lichtleitkabels (11);

b) Einführen der blanken Lichtleitfaser (1) und eines

mit Kunststoffhülle versehenen Stückes Lichtleitkabel (11) in ein Glasröhrchen (3, 13);

c) Ausfüllen des Glasröhrchens (3, 13) mit einem flüssigen, bei Bestrahlung mit ultraviolettem Licht aushärtenden Kleber (4);

d) Zentrieren der Lichtleitfaser (1) innerhalb des Glasröhrchens (3, 13), das selbst sowie die hinzugefügte Linse (5) und das Lichtleitkabel (11), mittels Verstellvorrichtungen einer im Lichtweg einen Strahlenteiler (6) aufweisenden optischen Richtbank (8) gehaltert und justiert werden;

e) Aushärten des Klebers im vorderen Endbereich des Lichtleiteranschlusses durch Bestrahlen seiner Linse (5) mit UV Licht, das von einer außerhalb angeordneten Lichtquelle (9) über eine Linse (10) und den Strahlenteiler (6) eingestrahlt wird;

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f) Aushärten der übrigen Füllmenge des Klebers (4)

im Liehtleiteranschluß durch Abdecken der Anordnung mit anschließender direkter Bestrahlung des Glasröhrchens (3, 13), dessen Abdeckung vom vorderen, die Linse (5) aufweisenden Ende in Richtung rückwärtiges Ende allmählich entfernt wird;

g) Entnehmen der fertigen Anordnung aus den Halterungen der optischen Richtbank (8).

5. Verfahren zur Herstellung eines Lichtleiteranschlusses nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasröhrchen (3, 13) vor dem Einsetzen des Lichtleitkabelendes mit Kleber (4) gefüllt wird.

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