DE3440437A1

DE3440437A1 - Hermetisch dichte lichtleitfaser-durchfuehrung

Info

Publication number: DE3440437A1
Application number: DE19843440437
Authority: DE
Inventors: Albrecht Dr.rer.nat. 7151 Auenwald Kuke
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-11-06
Filing date: 1984-11-06
Publication date: 1986-05-07
Also published as: DE3440437C2

Description

Hermetisch dichte Lichtleitfaser-Durchführung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine hermetisch dichte Durchführung einer Lichtleitfaser durch eine Gehäusewand, wobei die Lichtleitfaser in einer Metallkapillare eingeschlossen ist, welche in einer Bohrung in der Gehäusewand fixiert ist.
Sollen Komponenten der optischen Nachrichtenübertragungstechnik, wie z.B. Sende- oder Empfangsbausteine, Koppler, Multiplexer etc., zum Schutz vor Umwelteinflüssen hermetisch dicht verkapselt werden, so müssen auch die zu den Komponenten führenden Lichtleitfasern in besonderen Gehäusedurchführungen hermetisch dicht umschlossen werden.
Eine Lichtleitfaser-Durchführung der einleitend beschriebenen Art ist aus der DE - 30 46 415 Al bekannt. Gemäß diesem Stand der Technik ist die Lichtleitfaser ringsum mit mehreren Metallfilmen beschichtet, um ein hermetisch dichtes Einlöten der Lichtleitfaser in der Metallkapillare zu ermöglichen. Ohne die Metallisierung der Lichtleitfaser würde das Lot keine enge Verbindung mit der Lichtleitfaser eingehen, so daß die Durchführung nur eine ungenügende Dichtigkeit hatte. Das Beschichten der Lichtleitfaser mit mehreren Metallfilmen stellt aber ein sehr aufwendiges Verfahren dar, denn auch diese Metallfilme müssen die Lichtleitfaser hermetisch dicht umschließen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Durchführung einer Lichtleitfaser der eingangs genannten Art anzugeben, die mit geringerem Aufwand herstellbar ist und eine hohe hermetische Dichtigkeit aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Metallkapillare aus einem Material mit niedrigerem Schmelzpunkt und höheren Ausdehnungskoeffizienten als die Lichtleitfaser besteht und daß die Metalikapillare an mindestens einer Stelle auf die Lichtleitfaser aufgeschmolzen ist.
Zweckmäßige Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nun die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längs- und einen Querschnitt A-A durch eine Metallkapillare, in der eine Lichtleitfaser liegt und Fig. 2 einen Längs- und einen Querschnitt B-B durch eine Metallkapillare, die an einer Stelle auf die darin liegende Lichtleitfaser aufgeschmolzen ist.
Die durch die Gehäusewand durchzuführende Lichtleitfaser 1 liegt, wie die Fig. 1 zeigt, in einer Metallkapillare 2, welche in eine öffnung in der Gehäusewand (in der Zeichnung nicht dargestellt) gesteckt und dort hermetisch dicht fixiert wird.
Der Innendurchmesser der Metallkapillare 2 ist geringfügig größer als der Durchmesser der Lichtleitfaser 1, so daß zwischen der Lichtleitfaser 1 und der Metallkapillare 2 ein Freiraum 3 bleibt, der das Einführen der Lichtleitfaser in die Metallkapillare erleichtert. Zum Beispiel weist eine für eine Lichtleitfaser mit einem Durchmesser von 125 um geeignete Metallkapillare einen Innendurchmesser von 200 um und einen Außendurchmesser von 600 um auf.
Nachdem die von ihrem Schutzmantel befreite Lichtleitfaser 1 in die Metallkapillare 2 eingeschoben worden ist, wird, wie Fig. 2 verdeutlicht, die Metallkapillare 2 an mindestens einer Stelle auf die Lichtleitfaser 1 aufgeschmolzen.
Für den Schmelzvorgang verwendbare Wärmequellen sind beispielsweise ein Nd-YAG-Laser, ein CO2-Laser oder ein Lichtbogen.
Damit die Metallkapillare beim Schmelzvorgang ihre Stabilität nicht verliert und sich nicht durchbiegt, wird die Wärmequelle nur auf einen Teilbereich des Gesamtumfanges der Metallkapillare 2 gerichtet. Dadurch erweicht das Metall,. wie Fig. 2 zu erkennen gibt, nur in diesem Teilbereich der Metallkapillare und fließt in den Freiraum 3 um die Lichtleitfaser 1.
Im restlichen Bereich bleibt die Metallkapillare aber starr.
Damit beim Schmelzprozeß die Lichtleitfaser keinen Schaden nimmt, muß Gas Material der Metalikapillare einen niedrigeren Schmelzpunkt besitzen als das Quarzglas der Lichtleitfaser. Der Schmelzpunkt von Quarzglas liegt bei 1710° C. Ein NiCr-Stahl beispielsweise schmilzt bei 14500 C und ist daher als Metallkapillare geeignet.
Nach Beendigung des Schmelzprozesses erstarrt das um die Lichtleitfaser geflossene Metall und übt eine mechanische Druckspannung auf die Lichtleitfaser aus, da der Stahl der Metallkapillare sich beim Abkühlen von der Schmelztemperatur auf Raumtemperatur wegen seines größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten von 10.10 6K 1 stärker zusammenzieht als das Quarzglas der Lichtleitfaser mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 0,55.106K1. Die Metallkapillare preßt sich dadurch im Bereich der Schmelzstelle hermetisch dicht um die Lichtleitfaser. Die Metallkapillare mit der darin hermetisch umschlossenen Lichtleitfaser wird durch eine Öffnung in der Wand eines Gehäuses gesteckt und darin eingelötet, geschweißt, geklebt oder eingegossen.

Claims

Patentansprüche: 1. Hermetisch dichte Durchführung einer Lichtleitfaser durch eine Gehäusewand, wobei die Lichtleitfaser in einer Metallkapillare eingeschlossen ist, welche in einer Bohrung in der Gehäusewand fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkapillare (2) aus einem Material mit niedrigerem Schmelzpunkt und höherem Ausdehnungskoeffizienten als die Lichtleitfaser (1) besteht und daß die Metallkapillare (2) an mindestens einer Stelle auf die Lichtleitfaser (1) aufgeschmolzen ist.
2. Verfahren zur Herstellung der Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nur ein Teilbereich des Gesamtumfanges der Metallkapillare (2) zum Schmelzen gebracht wird, so daß der restliche nicht geschmolzene Bereich die Metallkapillare beim Schmelzvorgang stabilisiert.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Metallkapillare (2) aus NiCr-Stahl besteht.