DE3514374A1 - Connecting sleeve for launching a laser beam into an optical waveguide - Google Patents
Connecting sleeve for launching a laser beam into an optical waveguideInfo
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Abstract
Description
8501685016
85016
GP.
G
7~ : JbTuTT 7 ~ : JbTuTT
iV·' 3 iV · ' 3
Verbindungshülse zur Einkoppelung eines Laserstrohles in einen optischen WellenleiterConnection sleeve for coupling a laser beam into an optical one Waveguide
Die Erfindung betrifft eine Verbindungshülse für die Einkoppelung eines 5Laserstrqhls in einen optischen Wellenleiter, der in einer in die Verbindungshülse eingebetteten Kapillare mittels Kleber fixiert ist.The invention relates to a connecting sleeve for coupling a 5Laserstrqhls in an optical waveguide, which in a in the connecting sleeve embedded capillary is fixed by means of adhesive.
Bei der Verwendung von Laserlicht hoher Intensität in optischen Geräten ist es von Vorteil, die Lichtleistung flexibel und ohne große VerlusteWhen using high intensity laser light in optical devices it is advantageous to have the light output flexible and without major losses
10vom Laser zum optischen Gerät zu bringen. Es ist bekannt, zu diesem Zweck optische Wellenleiter, auch Lichtleiter genannt, aus dünnen Glasfasern oder ähnlichen Materialien zu verwenden. Mit besonderem Vorteil werden sogenannte Gradienten oder Stufenindexfasern verwendet, die einen Kerndurchmesser von 50ιημ - lmm haben können. Weiterhin sind Steckerteile10 from the laser to the optical device. It is known about this Purpose to use optical waveguides, also called light guides, made of thin glass fibers or similar materials. With a particular advantage So-called gradient or step index fibers are used, which have a Core diameter of 50ιημ - lmm can have. There are also plug parts
15für lösbare Steckverbindungen von optischen Wellenleitern bekannt. Eine derartige Steckverbindung ist beispielsweise in der DE-OS 33 Ϊ0 973 Al beschrieben. Es sind außerdem Lichtleitereinkopplungen für medizinische Lasergeräte bekannt, die eine optische Kupplung für das auftreffende Laserlicht vorsehen. Eine derartige Lichtleitereinkopplung ist bei-15 known for detachable plug connections of optical waveguides. One Such a connector is for example in DE-OS 33-0 973 A1 described. There are also known light guide couplings for medical laser devices that have an optical coupling for the incident Provide laser light. Such a fiber optic coupling is
2Qspielsweise in DE-GM 84 16 748 beschrieben. Dabei können allerdings hohe Einkoppelverluste auftreten. Außerdem kann es bei Fehl Justierungen der optischen Kupplung zu Beschädigungen des Lichtleiters oder dessen Mantels durch das Laserlicht kommen.2Q for example in DE-GM 84 16 748 described. However, high Coupling losses occur. In addition, incorrect adjustments of the optical coupling to damage the light guide or its jacket come through the laser light.
25Der Erfindung liegt die Aufgab« zugrunde ein Lichtleitersystem anzugeben, welches bei der Einkoppelung von Laserlicht eine hohe Transmission gewährt, d.h., geringe Einkoppelverluste ausweist und welches eine Beschädigung der Lichtleitfaser oder des^Fasermantels verhindert. Außerdem soll die Verbindung zwischen Faser und Laser so ausgeführt sein, daß25The invention is based on the object "to provide a light guide system, which guarantees a high transmission when laser light is coupled in, i.e. shows low coupling losses and which shows damage the optical fiber or the ^ fiber cladding prevented. In addition, the connection between fiber and laser should be designed so that
30Lichtleitfasern.ei.n- und ausgesteckt werden können unter Beibehaltung der Justierung. Derartige Systeme werden als "Steckerkompatible" bezeichnet. 30 Optical fibers can be plugged in and unplugged while retaining the adjustment. Such systems are referred to as "connector compatible".
Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungshülse gelöst, die aus einem den 3cWellenleiter fixierenden ersten Teilstück und einem mit dem ersten Teilstück lösbar verbundenen und eine Einkopplungsoptik fixierenden zweiten Teilstück besteht-, und bei der das den Wellenleiter fixierende TeilstückThis object is achieved by a connecting sleeve that consists of a 3c waveguide fixing first section and one with the first section releasably connected and a coupling optics fixing the second part, and in which the part fixing the waveguide
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ebenfalls aus zwei lösbar verbundenen Teilstücken besteht, wobei das erste dieser Teilstücke Bohrungen zur Aufnahme des Klebers enthält und das zweite dieser Teilstücke ein mit Stahlkugeln gefülltes Sackloch enthält, in dessen enge Öffnung der Wellenleiter eingeführt ist und 5dessen weite Öffnung durch einen Stopfen und einen Vorschraubring abgeschlossen ist.also consists of two detachably connected parts, with the first of these sections contains holes for receiving the adhesive and the second of these sections contains a blind hole filled with steel balls, into the narrow opening of which the waveguide is inserted and Its wide opening is closed by a plug and a screw ring is.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die lösbaren Verbindungen als Schraubverbindungen ausgeführt. 10In an advantageous embodiment of the invention, the detachable Connections designed as screw connections. 10
Die im Sackloch befindlichen Stahlkugeln haben zweckmäßigerweise einen Durchmesser von 0,5mm.The steel balls located in the blind hole expediently have a Diameter of 0.5mm.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, 15daß eine Zerstörung des mit hohem Aufwand konfektionierten optischen Wellenleiters durch Fehl justieren des vom Laser ausgehenden Parallelstrahles mit Sicherheit verhindert wird. Durch das Labyrinth der statistisch verteilten Stahlkugeln kann auch feinst fokussierte Laseremission hoher Leistung den Mantel des Wellenleiters oder die Klebung in der 20KapiHare nicht mehr erreichen. Die entstehende Wärme wird von der Stopfbuchse aufgenommen und abgeleitet. Als bedeutenden Vorteil ist außerdem anzusehen, daß nach erfolgter Erst justierung des optischen Wellenleiters zum Laserstrahl der Austausch von Wellenleitern durch bloßes Umstecken ohne erneute Justierung gewährleistet ist. 25The advantages achieved with the invention are in particular: 15 that the optical waveguide, which was assembled with great effort, was destroyed by incorrect adjustment of the parallel beam emanating from the laser will certainly be prevented. Thanks to the labyrinth of the statistically distributed steel balls, even the finest focussed laser emission can be achieved high performance the cladding of the waveguide or the adhesive in the 20KapiHare can no longer be reached. The resulting heat is from the Stuffing box added and diverted. Another significant advantage is that after the first adjustment of the optical Waveguide to the laser beam, the exchange of waveguides is guaranteed by simply repositioning them without readjustment. 25th
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt die erfindungsgemäße Verbindungshülse in der Schnittdarstellung.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. The single figure shows the connecting sleeve according to the invention in a sectional view.
30In dieser Schnittdarstellung ist mit 1 eine Kapillare bezeichnet, in die der optische Wellenleiter 2 eingeführt ist. Nach Einführen des an ihren Enden um ca. 8mm entmantelten optischen Wellenleiters 2 in die Zentrierbohrungen der Teilstücke 10 und 11 und in die enge Öffnung 16 befindet sich das Mantelende des Wellenleiters 2 im Bereich desIn this sectional view, 1 denotes a capillary into which the optical waveguide 2 is inserted. After inserting the optical waveguide 2, which has been stripped of about 8mm at its ends, into the centering bores of the sections 10 and 11 and into the narrow opening 16, the cladding end of the waveguide 2 is in the area of the
35Sackloches 12, welches mit Stahlkugeln 12a gefüllt ist. Das freistehende Ende des Wellenleiters wird aus der weiten Öffnung 15 heraus und in die Zentrierbohrung des Stopfens 13 eingeführt und damit das Sackloch ver- 35 Blind holes 12 which are filled with steel balls 12a. The free-standing end of the waveguide is inserted out of the wide opening 15 and into the centering hole of the plug 13, thus closing the blind hole.
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schlossen. Der Vorschroubring 14 klemmt die so geschaffene "Stopfbuchse". Durch die beiden Bohrungen 3,4 in dem Teilstück 10 der Verbindungs hülse wird ein geeigneter Kleber eingefüllt, welcher sich um die Innenwandung der Kapillare 1 und den Mantel des Wellenleiters 2 legt und der 5nach seinem Aushärten eine feste Verbindung zwischen dem Wellenleiter und der Stopfbuchse herstellt. Nach beendeter Montage der Stopfbuchse wird die Hülse 17 auf das Teilstück 10 aufgeschraubt. Die Schraubverbindung ist in der Darstellung der Figur 1 mit der Kennziffer 8 bezeichnet. Das von der Hülse 17 umschlossene Teilstück 6 enthält eine Justier-10einrichtung für eine Sammellinse 7 kurzer Brennweite. Diese Justiereinrichtung ist in der Darstellung der Figur nicht sichtbar. Sie besteht aus von außen zugänglichen Druckschrauben, durch welche die Sammellinse 7 in den lateralen Koordinaten χ und y so verschoben werden kann, daß die Bewegungen um periphere Drehpunkte unabhängig voneinander erfolgen. 15In der achsialen Koordinate ζ erfolgt die Verstellung in Fokusrichtung vermittels einer Gewindehülse 18, in welcher die Sammellinse 7 gefaßt ist. Die Justiereinrichtung wird durch einen Vorschraubring 19 in ihrer Soll-Lage fixiert. Das den Wellenleiter 2 fixierende Teilstück 5 der Verbindungshülse ist von einem Metallmantel 20 umgeben, welcher eine 20gummiummantelte Glasfaserarmierung 21 umschließt. Mit der Kennziffer 9 ist die Schraubverbindung zwischen den Teilstücken 10 und 11 gekennzeichnet. Die beschriebene Zwangs justierung der Linse 7 zu den Enden des Wellenleiters gewährleistet die Kompatibilität von Wellenleitern untereinander. Dabei ist erforderlich, daß die bei der Herstellung des 25Systems verwendete Aufnahmevorrichtung für den Außendurchmesser der Hülse 17 identisch ist mit einer entsprechenden Konstruktion am später verwendeten Lasergerät.closed. The feed ring 14 clamps the "stuffing box" created in this way. Through the two holes 3, 4 in the section 10 of the connection sleeve is filled with a suitable adhesive, which is around the inner wall the capillary 1 and the jacket of the waveguide 2 and the 5 establishes a firm connection between the waveguide and the stuffing box after it has hardened. After completing the assembly of the stuffing box the sleeve 17 is screwed onto the section 10. The screw connection is denoted by the reference number 8 in the illustration of FIG. The section 6 enclosed by the sleeve 17 contains an adjusting device for a converging lens 7 short focal length. This adjusting device is not visible in the representation of the figure. she consists from externally accessible pressure screws, through which the converging lens 7 can be shifted in the lateral coordinates χ and y so that the movements around peripheral pivot points take place independently of one another. 15In the axial coordinate ζ, the adjustment takes place in the focus direction by means of a threaded sleeve 18 in which the converging lens 7 is captured is. The adjusting device is by a screw ring 19 in their Target position fixed. The section 5 fixing the waveguide 2 The connecting sleeve is surrounded by a metal jacket 20 which encloses a rubber-coated glass fiber armouring 21. With the code number 9 the screw connection between the sections 10 and 11 is marked. The described forced adjustment of the lens 7 to the ends of the waveguide ensures the compatibility of waveguides with one another. It is necessary that the receiving device used in the manufacture of the system for the outer diameter of the Sleeve 17 is identical to a corresponding construction on later used laser device.
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