DE3411595A1

DE3411595A1 - Vorrichtung zum verbinden von zwei lichtwellenleitern und verfahren zur herstellung der vorrichtung

Info

Publication number: DE3411595A1
Application number: DE19843411595
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. 3012 Langenhagen Still
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1984-03-29
Filing date: 1984-03-29
Publication date: 1985-11-21
Also published as: DE3411595C2

Description

Vorrichtung zum Verbinden von zwei Lichtwellenleitern und Verfahren zur
Herstellung der Vorrichtung Lichtwellenleiter (LWL) sind Gebilde aus Glas, die zur Übertragung von Lichtwellen geeignet sind. Solche LWL sollen in der Nachrichtentechnik als Ersatz der bisher üblichen metallischen Leiter dienen. Gegenüber den metallischen Leitern haben sie eine Reihe von Vorteilen. Die LWL sind sehr breitbandig und dämpfungsarm, so dalS über einen Leiter mehr Kanäle bei vergröbertem Verstärkerabstand übertragen werden können. Sie sind gut biegbar und haben kleine Durchmesser, so daß der Kabelquerschnitt verrinyert werden kann. Ferner treten keine Beeinflussungen durch äußere elektrische und magnetische Störfelder auf.
Für übertragungszcke in der Nachrichtentechnik werden die LWL einzeln oder zu mehreren in Kabeln verarbeitet. Zur Herstellung einer kompletten übertragungsstrecke werden mehrere solcher Kabel miteinander verbunden, wobei jeweils die einzelnen LWL durchverbunden werden müssen. Um möglichst verlustarme Verbindungsstellen zwischen den jeweiligen LWL zu erreichen, müssen diese Verbindungsstellen mit großer Sorgfalt einwandfrei hergestellt werden. Für die Durchverbindung der einzelnen LWL wird bisher beispielsweise so vorgegangen, daí3 die Enden der beiden zu verbindenden LWL möglichst plan abgeschnitten und dann stirnseitig aneinander gehalten und in dieser Position miteinander verschweißt werden. Auch wenn hierbei große Sorgfalt geübt wird, ist die Herstellung einer einwandfreien Verbindungsstelle schwierig, weil die zu verbindenden LWL sehr kleine Durchmesser von beispielsweise 125 ium haben. Schon ein geringer Versatz der beiden LWL in der Verbindungsstelle ist für eine einwandfreie Übertragung schädlich, zumal der lichtführende Kern der LWL nur einen Durchmesser von beispielsweise 50 im ha-t.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verbinden von zwei LWL anzugeben, die einfach zu handhaben ist und mit der auch in der Verbindungsstelle eifle einwandfreie Übertragung von Licht gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß beide Lichtwellenleiter mit ihren Stirnseiten derart mit einem totalreflektierenden optischen Prisma verbunden sind, daß das aus einem der beiden Lichtwellenleiter in das Prisma austretende Licht nach Umlenkung im Prisma in den anderen Lichtwellenleiter eintritt.
Mit dieser Vorrichtung werden die beiden zu verbindenden LWL nicht direkt miteinander verbunden, sondern die Verbindungsstelle ist durch Zwischenschaltung des Prismas aufgeteilt. Es ergibt sich dadurch der Vorteil, daß die extrem kleinen Abmessungen der LWL-Kerne sich bezüglich eines. Versatzes gegenuber einer zentrischen Lage an jeder Verbindungsstelle zum Prisma nur einmal auswirken. Wegen des Strahlenganges im Prisma ist außerdem ein geringer Versatz der LWL aus der zentrischen Lage nicht störend, während er beim direkten Verbinden von LWL schon zu einer unbrauchbaren Verbindungsstelle führt. Der durch das Prisma gegebene Mehraufwand gegenüber der bisherigen Technik ist also durch eine wesentlich einfachere Handhabung mehr als kompensiert.
Noch einfacher wird die Herstellung einer Verbindung zwischen LWL, wenn das Prisma mit einer Umhüllung so vorbereitet ist, daß die LWL nur noch in die Umhüllung bis zur Anlage am Prisma eingesteckt und darin beispielsweise durch Wärmezufuhr festgelegt zu werden brauchen.
Ein AusfUhrungsbeispiel des Erfinduil3sgegens"Landes ist in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung nach der Erfindung.
Fig. 2 eine Ausgestaltung der Vorrichtung.
Mit 1 und 2 sind zwei LWL bezeichnet, die so miteinander verbunden werden sollen, daß Licht, welches über den einen LWL kommt, vom anderen LWL verlustarm weitergeleitet wird. Hierzu sind die beiden LWL mit ihren Stirnflächen an einem optischen Prisma 3 festgelegt. Die Stirnflächen der beiden LWL sind dazu in bekannter Technik glatt abgebrochen Das Licht wird bei der Vorrichtung nach Fig. 1 beispielsweise vom LWL 1 zugeführt, im Prisma 3 entsprechend den eingezeichneten Pfeilen um 180 OC umgelenkt und dann vom LWL 2 weitergeführt.
Das Prisma 3 besteht beispielsweise aus Quarzglas und ist so aufgebaut, daß es unter bestimmten Winkeln einfallendes Licht total reflektiert. Im dargestellten AusfUhrungsbeispiel wird das Licht um 180 ° reftektiert.
Prinzipiell wäre es aber auch möglich, ein Prisma zu verwenden, bei dem das Licht unter einem anderen Winkel, beispielsweise mit 90 0 , reflek- tiert wird. Die dargestellte Ausführungsform hat den Vorteil, daß die beiden LWL 1 und 2 parallel zueinander verlaufend an das Prisma 3 angeschlossen werden können.
Zur Festlegung der beiden LWL 1 und 2 kann beispielsweise ein Material 4 verwendet werden, das gegebenenfalls aushärtbar und in seinen Eigenschaften an die Eigenschaften der LWL anpabar ist. Das bezieht sich insbesondere auf den'Brechungsindex dieses materials. Das Aushärten 'wann beispielsweise durch BesLrahlung mit UV-Licht oder auch durch WMme erfolgen.
Zur Herstellung der Verbindung zwischen den beiden LWL 1 und 2 wird beispielsweise so vorgegangen, daß: zunächst mittels eines Lichtstrahls die beiden Stellen am Prisma 3 markiert werden, an welchen die beiden LWL 1 und 2 anzuschließen sind. Danach werden die beiden LWL mit ihren Stirnseiten an das Prisma angelegt und mittels des Materials 4 in dieser Position festgelegt. Ober dem Prisma 3 und den Enden der LWL 1 und 2 kann dann eine aus Fig. 2 ersichtliche Umhüllung 5 aus wärmeschrumpfbarem material angebracht werden.
In einer Variante des Herstellungsverfahrens ist es auch möglic, zunächst beispielsweise nur den LWL 1 am Prisma 3 festzulegen und die Verbindungsstelle für den LWL 2 mittels eines Lichtstrahls zu ermitteln, der über den LWL 1 geführt wird. Nach Ermittlung dieser Stelle kann dann auch der LWL 2 festgelegt werden.
In einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel kann das Prisma 3 als vorbereites Verbindungselement nach Festlegung und Markierung der Verbindungsstellen für die beiden LWL 1 und 2 in die Umhüllung 5 eingebettet werden. In der Umhüllung 5 können außerdem Führungen 6 und 7 angebracht sein, welche bis zum Prisma 3 reichen. Für die Führungen 6 und 7 können Röhrchen aus wärmeschrumpfbarem Material verwendet werden, die zunächst eine einwandfreie Zuführung der LWL 1 und 2 bis zum Prisma 3 -garantieren und stich bei Wärmezufuhr fest an die LWL und die Verbindungsstelle anlegen.
Zur Herstellung der Verbindung brauchen dann die beiden LWL 1 und 2 nur noch in Richtung des Pfeiles 8 in die Führungen 6 und 7 bis zur Anlage am Prisma 3 eingesteckt zu werden, Wenn diese Endposition erreicht ist, wird durch Wärmezufuhr von außen das Material 4 ausgehärtet und es werden gleichzeitig die Führungen 6 und 7 autgeschrumpf wodurch das Verbindungselement gegen mechanische Beschädigungen geschützt: ist.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Verbinden von zwei Lichtwellenleitern, dadurch gekennzeichnet, daß beide Lichtwellenleiter (1, 2j mit ihren Stirnseiten derart mit einem totalreflektierenden optischen Prisma (3) verbunden sind, daß das aus einem der beiden Lichtwellenleiter in das Prisma (3) austretende Licht nach Umlenkung i Prisma in den anderen Lichtwellenleiter eintritt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dBis beide Lichtwellenleiter (1, 2) parallel zueinander verlaufend an ein Licht um 180 ° reflettierenden optisches Prisma (3j angeschlossen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lichtwellenleiter (1, 2) mittels eines aushärtbaren, angepaßten Materials (4) am Prisma festgelegt sind.
4. Vorrichtung nach einem der AnsprUche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma (3) zusammen mit den Enden der beiden Lichtwellenleiter (1, 2) in eine wärmeschrumpfende Umhüllung (5) eingebettet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (1, 2j dem Prisma (3) über Führungen (6, 7) zugeführt sind, die vorzugsweise als Röhrchen aus wärmeschrumpfbarem Material ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein optisches Prisma (3) mit vorbereiten Verbindungsstellen zum stirnseitigen Festlegen von zwei Lichtwellenleiter,;(1, 2) in eine wärmeschrumpfbare Umhüllung (5) eingebettet ist, in welche die beiden Lichtwellenleiter (1, 2) einsteckbar und durch Wärmezufuhr festlegbar sind.
7. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen für zwei mit ihren Stirnseiten an ein totalreflektierendes Prisma (3) anzuschließende Lichtwellenleiter (1, 2) markiert werden und daß das Prisma (3) zusammen mit Befestigungsmitteln in eine wärmeschrumpfbare Umhüllung (5) eingebracht wird, welche oeffnungen zum Einstecken der beiden Lichtwellenleiter (1, 2) aufweist.
8. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der eine Lichtweilenleiter mit seiner Stirnseite an dem Prisma (3) festgelegt wird und daß danach der andere Lichtwellenleiter mittels eines über den ersten Lichtwellenleiter geführten Lichtstrahls zentriert und dann ebenfalls mit seiner Stirnseite mit dem Prisma (3) verbunden wird.
9. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Eintrittstelle und die Austrittstelle eines Lichtstrahls an einem optischen Prisma (3) markiert werden und daß die beiden Lichtwellenleiter (1, 2j danach an diesen markierten Stellen mit ihren Stirnseiten an dem Prisma (3j festgelegt werden.