DE3329293A1

DE3329293A1 - Einrichtung zum ausrichten eines lichtwellenleiters fuer spleisszwecke

Info

Publication number: DE3329293A1
Application number: DE19833329293
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. 8039 Puchheim Brugger; Reinhard Dipl.-Ing. 8000 München Engel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-08-12
Filing date: 1983-08-12
Publication date: 1985-02-28
Also published as: DE3329293C2; US4832438A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 83 P 1 5 8 1 DE

Einrichtung zum Ausrichten eines Lichtwellenleiters für Spleißzwecke

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ausrichten eines Lichtwellenleiters, insbesondere eines Monomode-Lichtwellenleiters für Spleißzwecke unter Verwendung einer den Lichtwellenleiter erfassenden Dreheinrichtung O

Eine Einrichtung dieser Art ist aus der Firmendruckschrift der Furukawa Electric vom Juni 1981 mit dem Titel "Fusion Splicing of Single Mode Optical Fibers" bekannt. Dabei wird der zu drehende Lichtwellenleiter in eine an einer Drehachse angebrachte Nut eingelegt, auf der ein Zahnrad angeordnet ist. Mittels eines Antriebsmotors, dessen Ritzel in das genannte Zahnrad eingreift, wird eine Tordierung der Lichtwellenleiterfaser bewirkt, wodurch eine verbesserte Ausrichtung insbesondere bei Monomode-Fasern ermöglicht wird. Infolge der komplizierten Antriebseinrichtung und des Aufbaues mittels eines Zahnradgetriebes und einer als Drehelement dienenden Achse ist die bekannte Vorrichtung relativ aufwendig in der Herstellung und benötigt für den Einbau zusätzlich einen erheblichen Raum.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß mit geringem Aufwand und bei einfachem und gedrängtem Aufbau, die gewünschte Ausrichtung der

Jb 1 Korn / 08,08.1983

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Lichtwellenleiterfasern mit einer Drehbewegung verwirklicht werden kann. Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Dreheinrichtung mindestens eine am Lichtwellenleiter anliegende Auflageplatte aufweist, die bezogen auf den Lichtwellenleiter in tangentialer Richtung verschiebbar gelagert ist.

Im Gegensatz zu der bekannten Lösung, bei der die Drehbewegung des Lichtwellenleiters durch eine Drehachse bewirkt wird und somit nur in Umfangsrichtung um den Lichtwellenleiter herum erfolgt, ist bei der Erfindung eine tangentiale Bewegung vorgesehen, die hinsichtlich der verwendeten Mittel wesentlich einfacher realisierbar ist. Es ist nämlich lediglich erforderlich, mindestens eine Auflageplatte vorzusehen, die tangential über den Lichtwellenleiter weg (d.h. quer zu seiner Längsrichtung) verschoben wird und dabei die Rotation und Torsion des Lichtwellenleiters ergibt. Es liegt auf der Hand, daß die tangentiale Verschiebung einer Auflageplatte mit einem wesentlich geringerem Aufwand bei der Antriebseinrichtung und einem geringerem Bauvolumen realisiert werden kann, als dies bei motorisch angetriebenen Drehachsen mit Zahnradkombinationen der Fall ist.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei diametral gegenüberliegende Auflageplatten vorgesehen sind, die zwisehen sich den zu tordierenden Lichtwellenleiter einschließen und gegensinnig zueinander bewegt werden. Dabei bleibt der Lichtwellenleiter trotz der Drehung am selben Ort.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen wiedergegeben.

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Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in Seitenansicht zwei Lichtwellenleiter im nichtausgerichteten Zustand mit ungünstiger Lage der Bruchflächen,

Fig. 2 die Lichtwellenleiteranordnung nach Fig. 1 mit

entsprechend ausgerichteten Bruchflächen, 10

Figo 3 in Vorderansicht zwei Lichtwellenleiter mit exzentrischer Lage des Kernbereichs,

Fig., 4 die Anordnung nach Fig_e 3 mit fluchtend ausgerichteten Kernbereichen und

Fig. 5 in perspektivischer Darstellung den Aufbau einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Ausrichtung eines Lichtwellenleiters.

In Fig. 1 sind zwei Lichtwellenleiter LF1 und LF2 dargestellt, deren Bruchflächen schräg zur jeweiligen Längsachse verlaufen. Werden die Lichtwellenleiter in dieser Form gespleißt (z.B. durch Schweißen, Kleben od.dgl. verbunden), dann ergibt sich eine relativ hohe Spleißdämpfung. Dies ist dann nicht der Fall, wenn einer der Lichtwellenleiter, im vorliegenden Beispiel der Lichtwellenleiter LF1 um seine Längsachse so gedreht wird, bis die beiden Stirnflächen einen möglichst geringen Spaltabstand aufweisen.

In den Figuren 3 und 4 sind zwei Lichtwellenleiter LF1 und LF2 vorgesehen, deren Kernbereiche mit.KEI und KE2 bezeichnet sind. Besonsers bei Monomode-Fasern haben diese Kernbereiche sehr geringe Abmessungen (in der Größenordnung von etwa 10/u) und es ergibt sich deshalb bei exzentrischer Lage der Kernbereiche KE1 und KE2 nach

VPA. ^{83 P Ι58}ί D£ der Spleißung eine u. U. erhebliche Spleißdämpfung. Um dies zu vermeiden, wird z.B. der Lichtwellenleiter LF1 um seine Längsachse so gedreht, bis der zugehörige Kernbereich KE1 mit dem Kernbereich KE2 des anderen Lichtwellenleiters LF2 genau fluchtend zusammenfällt. Auf diese Weise können bei zwei exzentrischen Lichtwelienleiterkernen die Spleißdämpfungen erheblich vermindert werden, was besonders bei den kleinen Kernbereichen der Monomode-Fasern erhebliche Verbesserungen der Dämpfungswerte zur Folge hat.

Bei der Einrichtung nach Fig. 5 sind zwei Lichtwellenleiter LF1 und LF2 dargestellt, die zur Vorbereitung eines Spleißvorganges, insbesondere durch Schweißung, genau mit ihren Kernbereichen aufeinander ausgerichtet werden sollen. Zur Vereinfachung der Darstellung ist die Halterungs- und Einspannvorrichtung für den Lichtwellenleiter LF2 nicht näher gezeichnet; sie besteht vorteilhaft aus einem ähnlichen Aufbau wie die Aufnahme- und Führungseinrichtung für den Lichtwellenleiter LF1, wobei lediglich die Dreheinrichtung entfallen kann. Weiterhin sind bei der dargestellten Einrichtung hier nicht näher bezeichnete Positioniermittel vorgesehen, welche es in bekannter Weise gestatten, die Lichtwellenleiter in axialer Richtung zu verschieben, sowie in der Höhe und nach der Seite hin zu bewegen.

Die verschiedenen Bauteile der erfindungsgemäßeh Einrichtung sind auf einem starren und verwindungssteifen Trägerblock TB angeordnet, der in seinem mittleren Teil einen Ausschnitt AS aufweist, welcher der Aufnahme der für die Drehung des Lichtwellenleiters LF1 benötigten Teile dient. Für die Führung des Lichtwellenleiters sind zwei mit V-förmigen Ausschnitten versehene Führungsprismen FP und FN vorgesehen, die fluchtend auf einer durchgehenden Grundplatte GF angeordnet sind, wobei der

VPA ^83P 158 1-DE Lichtwellenleiter jeweils am Grunde des V-förmigen Ausschnittes liegt. Zwischen den Führungsprismen FP und FN liegt ein Ausschnitt AFc Der Lichtwellenleiter LF1 ist im Bereich des sehr präzise hergestellten Führungsprismas FP bereits von seiner Schutzschicht (Coating) befreit und dadurch in diesem Bereich besonders exakt positionierbar und führbar. Dagegen ist im rechten Teil im Bereich des weniger präzisen Führungsprismas FN die Schutzschicht noch auf dem Lichtwellenleiter angebracht und dieser dort mit LF1C bezeichnet. Zur Beobachtung der Lichtwellenleiter im Bereich der Spleißstelle ist eine entsprechende optische Einrichtung vorhanden, von der in schematischer Darstellung ein Okular OK und eine Linse LS gezeichnet sind.

Die Dreheinrichtung für den Lichtwellenleiter LF1 weist eine Grundplatte GP auf, welche einen nach oben ragenden, mit einem Innengewinde versehenen Lagerbock LB enthält. In diesem Lagerbock LB ist eine Gewindespindel GS aufgenommen, die über einen Einstellknopf EK durch Drehen längsverschiebbar bewegt werden kann. Das Ende der Gewindespindel GS trifft auf ein Winkelstück WT1, das etwa L-förmig gestaltet ist und sich unter der Grundplatte GF hindurch bis zu einem Kipphebel KH erstreckt.

Dort stößt die Stirnseite des Winkelstückes WT1 an einen über eine Drehachse DA an zwei Lagerböcken LA1 und LA2 schwenkbar gehaltenen Kipphebel KH an, der zusammen mit einer Blattfeder FE2 ein zweites Winkelstück WT2 bildet. Am Winkelstück WT1 ist ebenfalls eine Blattfeder FE1 vorgesehen und beide Blattfedern tragen an ihrem Ende Auflageplatten AP1 bzw. AP2, mit denen sie unter Federdruck auf der Außenfläche des beschichteten Lichtwellenleiters LF1C aufliegen. Um diese Lichtwellenleiter in ihrer Position in den V-förmigen Nuten der Führungsprismen FP und FN zu halten, kann eine gestrichelt dargestellte Niederhaltung NH vorgesehen sein,

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die einen ausreichend großen Druck auf den Lichtwellenleiter ausübt, gleichzeitig aber zuläßt, daß dieser noch eine Drehbewegung ausführen kann. Es ist auch möglich, im Bereich der Führungsprismen FP1 und FN weitere Niederhaltungen vorzusehen, die jedoch ebenfalls so gewählt werden müssen, daß die Drehbewegung des jeweiligen Lichtwellenleiterstückes LF1 bzw. LF1C gewährleistet ist. Die Auflageplatten AP1 und AP2 bestehen zweckmäßig aus Kunststoff mit einem ausreichend großen Reibungswiderstand.

Bei einer Drehbewegung am Einstellknopf EK in der Art, daß das Winkelstück WT1 nach links verschoben wird, bewegt sich die untere Auflageplatte AP1 nach links, während durch die Umlenkung über den Kipphebel KH1 die obere Abdeckplatte AP2 nach rechts bewegt wird. Beide Abdeckplatten verlaufen somit in ihrer Längsbewegung, die tangential zur Oberfläche des Lichtwellenleiterstückes LF1C erfolgt, in entgegengesetzter Richtung und üben somit ein Drehmoment auf den Lichtwellenleiter LF1C aus. Diese Drehbewegung wird solange fortgesetzt, bis entsprechend den Beispielen nach Fig. 2 und Fig. 4 die gewünschte, die niedrigste Spleißdämpfung ergebende Ausrichtung erreicht ist, was durch optische und/oder sonstige meßtechnische Überwachungseinrichtungen überprüft werden kann.

Das Ende des Lichtwellenleiters LF1C ist nach dem Führungsprisma FN zweckmäßig frei in Schleifen oder Bögen verlaufend angeordnet, damit die erzeugte Torsionsbewegung sich über einen größeren Längenbereich hin ausgleichen kann und es zu keinen unerwünschten mechanischen Beanspruchungen der empfindlichen Lichtwellenleiterfasern kommt. Durch die gegensinnige Bewegung der Auflageplatten AP1 und AP2 wird beim Drehvorgang die Lichtwellenleiterfaser räumlich nicht verschoben,

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d.h. sie bleibt genau in dem ihr ursprünglich zugewiesenen tiefsten Bereich der V-förmigen Einschnitte bei den Prismen FP und FN liegen. Dadurch ist die räumliche Ausrichtung in der Höhe und zur Seite hin beim Drehvorgang praktisch nicht beeinträchtigt.

Es wäre auch möglich, mit nur einer beweglichen Auflageplatte (z.B.AP2) zu arbeiten, um eine Drehbewegung der Lichtwellenleiterfaser zu erzielen. Dies würde jedoch entweder ein festes Gegenstück oder einen entsprechend hohen Auflagedruck erforderlich machen. Deshalb ist es günstiger, zwei diametral gegenüberliegende und in entgegengesetzter Richtung verschiebbare Auflageplatten AP1 und AP2 vorzusehen, wie sie im Ausiührungsbeispiel dargestellt sind.

5 Figuren

7 Patentansprüche

-Ao-

- Leerseite -

Claims

VPA 83 P 1 5 8 1 DE

Patentansprüche

1 ο Einrichtung zum Ausrichten eines Lichtwellenleiters (LF1C), insbesondere eines Monomode-Lichtwellenleiters, für Spleißzwecke unter Verwendung einer den Lichtwellenleiter erfassenden Dreheinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung mindestens eine am Lichtwellenleiter (LF1C) anliegende Auflageplatte (AP1, AP2) aufweist, die bezogen auf den Lichtwellenleiter (LF1C) in tangentisler Richtung verschiebbar gelagert ist.

2ο Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Auflageplatte (AP1, AP2) federnd auf dem Lichtwellenleiter (LF1C) aufliegt.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageplatte (AP1, AP2) in einem Bereich an den Lichtwellenleiter (LF1C) angreift, in dem dieser noch seine Schutzschicht auf v/eist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine, vorzugsweise in der Nähe der Auflageplatte (AP1, AP2) angeordnete, Niederhaltung (NH) vorgesehen ist, die den Lichtwellenleiter in zur Ausrichtung dienenden V-förmigen Führungseinrichtungen (FP, FN) hält.

5ο Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der Auflageplatte (AP1, AP2) je eine V-förmige Führungseinrichtung (FP, FN) für den Lichtwellenleiter (LF1j LF1C) vorgesehen ist, in denen der Lichtwellenleiter drehbar eingelegt istο

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6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei diametral gegenüberliegende Auflageplatten (AP1, AP2) vorgesehen sind, die in jeweils gegensinniger Richtung verschiebbar gelagert sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß zwei Winkelstücke (WT1, WT2) vorgesehen sind, an deren freien Enden die vorzugsweise an Blattfedern (FE1, FE2) befestigten, Auflageplatten (AP1, AP2) gehalten sind, daß an einem der Winkelstücke (WT1) eine eine Längsverschiebung ergebende Antriebseinrichtung, insbesonsere in Form einer handbetätigbaren Gewindespindel (GS), angreift, und daß diese Längsverschiebung über einen drehbar gelagerten Kipphebel (KH) beim zweiten Winkelstück auf die zugehörige Auflageplatte (AP2) übertragen wird.