DE3538563A1

DE3538563A1 - Splicing device for optical fibres

Info

Publication number: DE3538563A1
Application number: DE19853538563
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl Phys Rossberg; Peter Dipl Phys Schmid
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1985-10-30
Filing date: 1985-10-30
Publication date: 1987-05-07

Abstract

In the case of the splicing device, in order to reduce the splicing times in particular of monomode fibres, a slide (8) is provided between two fibre retaining boards (1), each of which has a hold-down device (6) for the fibre ends (5), on which slide (8) there are arranged a slitting device with a cutter (12) for preparing the fibre end surfaces, a 135 DEG angle mirror (16) for coarse adjustment of the fibre ends (5), an optical device (15) (which is used for fine adjustment) for making the fibre cores visible, and welding electrodes (13) for connecting the fibre ends (5). The various devices are arranged on the slide (8) firmly and at only short intervals one behind the other, so that fibre ends (5) which are clamped in the fibre retaining boards (1) can be supplied to them in the desired sequence via very short displacement movements. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbe griff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Ausführung. Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 33 38 493 bekannt.The invention relates to a device in the Oberbe handle of claim 1 specified design. A Such device is known from DE-OS 33 38 493.

Bei der bekannten Spleißvorrichtung sind die Ritzvorrich tung und der Halter mit den Schweißelektroden auf zwei diametralen Längsseiten der Faserhalteplatten angeordnet. Zur Vorbereitung des Spleißens wird nach dem Fixieren der Fasern in Nuten der Faserhalteplatten die Ritzvorrichtung von einer Außenposition her herangefahren, die Fasern an geritzt und die Ritzvorrichtung danach wieder in ihre Ausgangsposition zurückgeführt. Anschließend werden die Faserstirnflächen nach der Herstellung von 90°-Brüchen und entsprechender Justierung miteinander verschweißt. Dies geschieht mittels Schweißelektroden, die von einer auf der der Ritzvorrichtung gegenüberliegenden Seite be findlichen Ausgangsposition herangefahren und nach been detem Schweißvorgang wieder in die Ausgangsposition zu rückgeführt werden. Die Funktionsweise der Spleißvorrich tung ist jedoch relativ zeitaufwendig und die Herstellung eines Faserspleißes entsprechend teuer. In the known splicing device, the scoring device device and the holder with the welding electrodes on two diametrical long sides of the fiber holding plates arranged. To prepare the splicing, after fixing the Fibers in grooves of the fiber holding plates the scoring device approached from an outside position, the fibers on scratched and then the scoring device back into hers Starting position returned. Then the Fiber end faces after the production of 90 ° breaks and corresponding adjustment welded together. This is done by means of welding electrodes from a on the side opposite the scoring device approachable starting position and after been welding process back to the starting position be returned. How the splice device works However, processing is relatively time-consuming and the production a fiber splice accordingly expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Spleißvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 die Funktionsweise wirtschaftlicher zu gestalten, so daß mit der Vorrichtung insbesondere bei Monomodefasern kürzere Spleißzeiten erreicht werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst.The invention has for its object in a Splicing device according to the preamble of claim 1 Function to make it more economical, so that with the device is shorter, especially for single-mode fibers Splice times can be achieved. This task will according to the invention in the characterizing part of this Claimed design measures solved.

Mit der Erfindung werden verschiedene Vorteile erreicht. Bei der Spleißvorrichtung sind alle für das Trennen, Justieren und Verbinden der Faserenden erforderlichen Mittel nahe beieinander auf einem einfachen, mechanisch stabilen Schieber zusammengefaßt. Die Schneide der Ritz vorrichtung, die Schweißelektroden und die optischen Vor richtungen sind hierbei fest und in geringen Abständen zueinander angeordnet. Dadurch weist die Spleißvorrich tung nur sehr kurze Verschiebewege auf. Nach dem Abman teln der Lichtleitadern und Einspannen der blanken Faser enden sind deshalb optimal niedrige Spleißzeiten reali sierbar.Various advantages are achieved with the invention. The splicer is all for cutting, Adjust and connect the fiber ends required Medium close together on a simple, mechanical stable slide summarized. The cutting edge of the Ritz device, the welding electrodes and the optical device directions are fixed and at short intervals arranged to each other. This shows the splice device only very short displacement distances. After the Abman the optical fibers and clamping the bare fiber optimally low splice times are therefore a reality sizable.

Die Erfindung wird anhand eines in einer Zeichnung dar gestellten Ausführungsbeispieles wie folgt näher er läutert.The invention is illustrated by a drawing put embodiment as follows he closer purifies.

Die Zeichnung zeigt einen Ausschnitt der Spleißvorrich tung mit zwei für die Herstellung einer Spleißverbindung eingelegten optischen Fasern, in perspektivischer Ansicht.The drawing shows a section of the splice device with two for making a splice connection inserted optical fibers, in perspective view.

In der Zeichnung sind die auf einer nicht dargestellten Grundplatte angeordneten Faserhalteplatten mit 1 bezeich net. Sie enthalten auf der Oberseite 2 vorzugsweise zwei in Abständen zwischen 0,5 und 1,0 mm nebeneinander einge arbeitete V-Nuten 3 für die Aufnahme von optischen Fasern 4 mit abgemantelten Faserenden 5, die zur Präparation in den V-Nuten mittels entsprechender Niederhalter 6 tor sionsfrei eingespannt werden. Von den Faserhalteplatten 1 ist eine in axialer Richtung und die andere im wesent lichen quer dazu bewegbar. Sie weisen einen Abstand zuein ander auf, wodurch ein Zwischenraum 7 gebildet wird, in dem ein zu den Längsachsen der Faserhalteplatten 1 quer bewegbarer Schieber 8 vorgesehen ist.In the drawing, the fiber holding plates arranged on a base plate, not shown, are designated by 1 . They contain on the top 2 preferably two V-grooves 3 machined next to each other at intervals between 0.5 and 1.0 mm for receiving optical fibers 4 with stripped fiber ends 5 , which are used for preparation in the V-grooves by means of corresponding hold-down devices 6 can be clamped sion-free. Of the fiber holding plates 1 , one is movable in the axial direction and the other in wesent union transversely thereto. They are at a distance from one another, whereby an intermediate space 7 is formed, in which a slide 8 which is movable transversely to the longitudinal axes of the fiber holding plates 1 is provided.

Der Schieber 8 besteht beispielsweise aus einem ein fachen, balkenförmigen Grundkörper mit an einem Ende auf ragendem Sockel. Hierdurch erhält der Schieber 8 eine L-artige Gestalt, die einen langen Schenkel 9 und einen kurzen Schenkel 10 aufweist. Der lange Schenkel 9 ist parallel zur Grundplatte der Spleißvorrichtung geführt. Im kurzen Schenkel 10 ist ein verstellbarer Halter 11 der Ritzvorrichtung auswechselbar befestigt. Sein zur Schieberinnenseite gerichtetes Ende trägt eine in bezug auf den langen Schenkel 9 schräggestellte Schneide 12. Außerdem ist im kurzen Schenkel 10 eine ebenfalls schräg zum langen Schenkel 9 weisende Elektrode 13 der Schweiß vorrichtung befestigt, deren Spitze in unmittelbarer Nähe oberhalb der Schneide 12 endet. Mit dieser Elektrode 13 fluchtet die auf dem langen Schenkel 9 des Schiebers 8 befestigte komplementäre Elektrode. Um den Schweißvorgang behinderungsfrei beobachten zu können, sind die Elek troden 13 vorzugsweise so angeordnet, daß sie zusammen mit dem langen Schenkel 9 des Schiebers 8 einen Winkel von ca. 45° einschließen.The slider 8 consists, for example, of a simple, bar-shaped base body with a base projecting at one end. This gives the slide 8 an L-like shape, which has a long leg 9 and a short leg 10 . The long leg 9 is guided parallel to the base plate of the splicer. In the short leg 10 , an adjustable holder 11 of the scoring device is exchangeably fastened. Its end directed towards the inside of the slide carries a cutting edge 12 which is inclined with respect to the long leg 9 . In addition, in the short leg 10 is also an oblique to the long leg 9 facing electrode 13 of the welding device, the tip of which ends in the immediate vicinity above the cutting edge 12 . The complementary electrode fastened on the long leg 9 of the slide 8 is aligned with this electrode 13 . In order to be able to observe the welding process without hindrance, the electrodes 13 are preferably arranged such that they enclose an angle of approximately 45 ° together with the long leg 9 of the slide 8 .

Vom kurzen Schenkel 10 her betrachtet, ist auf dem langen Schenkel 9 des Schiebers 8 hinter den Elektroden 13 der Schweißvorrichtung eine optische Anordnung 14 zur Er zeugung von zwei nebeneinander liegenden Bildern der Faserenden 5 für die Justierung vorgesehen. Außerdem ist zweckmäßigerweise daran anschließend, d. h. am Schieber ende noch eine optische Einrichtung 15 zum Sichtbarmachen der Faserkerne angeordnet. Die zur Grobjustierung der Faserenden 5 dienende optische Anordnung 14 ist bei spielsweise ein 135°-Winkelspiegel 16, während die op tische Einrichtung 15 zur Feinjustierung der Faserenden 5 eine zwei Stablinsen 17 verwendende Anordnung aufweist.Viewed from the short leg 10 , on the long leg 9 of the slide 8 behind the electrodes 13 of the welding device, an optical arrangement 14 for generating two adjacent images of the fiber ends 5 is provided for the adjustment. In addition, an optical device 15 for exposing the fiber cores is expediently arranged at the end of the slide. The optical arrangement 14 used for rough adjustment of the fiber ends 5 is, for example, a 135 ° angle mirror 16 , while the optical device 15 for fine adjustment of the fiber ends 5 has a two rod lenses 17 arrangement.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei spiel der Spleißvorrichtung ist der Schieber 8 senkrecht zu den Faserachsen bewegbar und bei oberhalb der Faser enden 5 befindlichem Mikroskop (nicht dargestellt) unter halb der Fasern angeordnet. Bei Bedarf kann der Schieber 8 auch eine parallel zu den Faserachsen bewegbare Anord nung aufweisen. Die Linearbewegungen zur Grobeinstellung des Schiebers 8 können manuell oder über einen Stellmotor erfolgen, während die Feineinstellung durch Betätigen einer Mikrometerschraube vorgenommen wird. In der jeweils gewünschten Position ist der Schieber 8 arretierbar.In the embodiment of the splicing device shown in the drawing, the slide 8 can be moved perpendicular to the fiber axes and is arranged under half of the fibers with a microscope (not shown) located above the fiber ends 5 . If necessary, the slide 8 can also have a movable arrangement parallel to the fiber axes. The linear movements for rough adjustment of the slide 8 can be carried out manually or via a servomotor, while the fine adjustment is carried out by actuating a micrometer screw. The slide 8 can be locked in the desired position.

Nach Präparation der Faserstirnflächen durch Abtrennen der eingespannten Faserüberstände mittels der Ritzvor richtung oder alternativ durch Thermoschock und nach Ent fernen von statischen Aufladungen der Faserenden 5 durch kurzes Zünden der Elektroden 13 oder einer Gasflamme in Fasernähe, wird eine der beiden Fasern seitlich gegen die andere verschoben, bis deren Achsen fluchten. Dies ge schieht durch zwei Schwenkbewegungen einer entsprechend gelenkig ausgebildeten Faserhalteplatte 1, die zwei ge ringe Drehbewegungen um zwei getrennte, parallel liegende Achsen ausführt, welche wiederum parallel zur Achse des in der V-Nut 3 liegenden Faserendes 5 angeordnet sind und somit eine doppelte Kippung bewirken. Die Anordnung der Drehachsen ist dabei so gewählt, daß die Bewegungen des Faserendes 5 jeweils senkrecht zur Faserachse und unter 45° zur Blickrichtung eines Mikroskops erfolgen, das selbst senkrecht zur Faserachse angeordnet ist.After preparation of the fiber end faces by separating the clamped fiber protrusions by means of the Ritzvor device or alternatively by thermal shock and after removal of static charges on the fiber ends 5 by briefly igniting the electrodes 13 or a gas flame near the fibers, one of the two fibers is shifted laterally against the other, until their axes are aligned. This happens ge by two pivoting movements of a correspondingly articulated fiber holding plate 1 , the two ge ring rotary movements around two separate, parallel axes, which in turn are arranged parallel to the axis of the fiber groove 5 lying in the V-groove 3 and thus cause a double tilt . The arrangement of the axes of rotation is chosen so that the movements of the fiber end 5 take place perpendicular to the fiber axis and at 45 ° to the viewing direction of a microscope which is itself arranged perpendicular to the fiber axis.

Die Lageveränderung der Faserhalteplatte 1 wird durch Verstellen von zwei Schrauben vorgenommen, die zwischen zwei justierbaren Anschlägen verdrehbar sind, wobei die hierbei erfolgende Grobausrichtung der Faserenden 5 mit tels des Winkelspiegels 16 beobachtbar ist. Die Feinein stellung zur axialen und lateralen Verschiebung der Faserenden 5 bzw. Bewegung der Faserhalteplatten 1 werden durch Piezoantriebe vorgenommen, wobei die hierbei ein geschaltete optische Einrichtung 15 eine exakte Ausrich tung der Faserkerne gestattet, die zusammen mit dem Fasermantel anschließend im HF-Lichtbogen miteinander verschmolzen werden.The change in position of the fiber holding plate 1 is carried out by adjusting two screws which can be rotated between two adjustable stops, the rough alignment of the fiber ends 5 which can be observed using the angle mirror 16 . The fine adjustment for the axial and lateral displacement of the fiber ends 5 or movement of the fiber holding plates 1 are carried out by piezo drives, whereby the switched optical device 15 permits an exact alignment of the fiber cores, which then melted together with the fiber cladding in the HF arc will.

Um wechselnde Mikroskopeinstellungen beim Beobachten der Faserenden 5 in der Spleißvorrichtung während des Ein legens, Trennens, Justierens und Schweißens zu vermeiden, werden die optische Anordnung 14 und die optische Ein richtung 15 auf dieselbe Schärfeebene gebracht wie die, in welcher die Faserenden 5 liegen. Dies geschieht durch optische Hilfsmittel, welche die unterschiedlichen opti schen Weglängen zwischen Mikroskop und den verschiedenen Betrachtungsobjekten ausgleichen.In order to avoid changing microscope settings when observing the fiber ends 5 in the splicing device during insertion, separation, adjustment and welding, the optical arrangement 14 and the optical device 15 are brought to the same sharpness level as that in which the fiber ends 5 lie. This is done using optical aids that compensate for the different optical path lengths between the microscope and the various objects under observation.

Die Ausgleichsmittel bestehen aus je einem in parallelem Abstand über der optischen Anordnung 14 und über der op tischen Einrichtung 15 angeordneten planparallelen Glas plättchen geeigneter Dicke. Die Glasplättchen können bei spielsweise gemeinsam nebeneinander in einem rahmen förmigen Halter fixiert sein, der hinter der optischen Einrichtung 15 am freien Ende des Schiebers 8 befestigt ist. Natürlich muß hierbei der Abstand zwischen den Unterseiten der Glasplättchen bzw. des Rahmens und op tischer Anordnung 14 sowie Einrichtung 15 ausreichend groß sein, damit die Faserenden 5 beim Verfahren des Schiebers in die einzelnen Betrachtungs- und/oder Ar beitspositionen, in denen sich die Glasplättchen jeweils über den Faserenden 5 befinden, nicht berührt werden.The compensating means each consist of a plane-parallel glass plate of suitable thickness arranged at a parallel distance above the optical arrangement 14 and above the optical device 15 . The glass plates can be fixed together, for example, side by side in a frame-shaped holder which is attached behind the optical device 15 at the free end of the slide 8 . Of course, the distance between the undersides of the glass plate or the frame and op table arrangement 14 and device 15 must be large enough so that the fiber ends 5 beit positions in the individual viewing and / or working position in which the glass plates are in the process of the slide are located above the fiber ends 5, are not touched.

Claims

1.Device for splicing optical fibers with two fiber holding plates and two, each a fiber holding plate to ordered hold-down devices and a scoring and welding device, the electrodes attached to a holder and the scoring device between the axially spaced fiber holding plates can be inserted, of which one is movable in the longitudinal direction and the other so that the fiber ends can be axially aligned with one another, characterized in that the welding electrode holder is designed as a slide ( 8 ) movable between the fiber holding plates ( 1 ) on which the scoring device for preparing the fiber ends ( 5 ), an optical arrangement ( 14 ) for generating two adjacent images of the fiber ends ( 5 ) for the adjustment and / or an optical device ( 15 ) for making the fiber cores visible.

2. Device according to claim 1, characterized in that the slide ( 8 ) consists of a bar-shaped base body with a base arranged at one end, on which a cutting edge ( 12 ) of the scoring device holder ( 11 ) is attached.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that seen from the base towards free slide end, at a short distance behind the cutting edge ( 12 ) of the scoring device, the electrodes ( 13 ) of the welding device are arranged.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the electrodes ( 13 ) of the welding device are arranged obliquely to the base body of the slide ( 8 ).

5. Apparatus according to claim 1 and 3, that seen from the base in the direction of the free slide end, behind the elec trodes ( 13 ) of the welding device, the optical arrangement ( 14 ) for rough adjustment of the fiber ends ( 5 ) and finally the optical device ( 15 ) are arranged for fine adjustment of the fiber ends ( 5 ).

6. The device according to claim 1 and 5, characterized in that the optical arrangement ( 14 ) is a 135 ° - angle mirror ( 16 ).

7. The device according to claim 1 and 5, characterized in that the optical device ( 15 ) has a two rod lenses ( 17 ) using the arrangement.

8. Apparatus according to claim 1 and 5 to 7, characterized in that the optical arrangement ( 14 ), the opti cal device ( 15 ) and the fiber ends ( 5 ) are brought to a uniform microscopic sharpness level by opti cal compensation means.

9. The device according to claim 8, characterized in that the optical compensating means consist of one with from Ab stood above the optical arrangement ( 14 ) and above the op table device ( 15 ) arranged glass plates ge suitable thickness.

10. The device according to claim 1, characterized in that the slide ( 8 ) for coarse adjustment of the fiber ends ( 5 ) to each other manually and / or via a servomotor is movable.

11. The device according to claim 1 and 10, characterized in that the slide ( 8 ) ar can be locked in any position.

12. The apparatus of claim 1 and 2, characterized in that one of the fiber holding plates ( 1 ) for the union displacement of the fiber end ( 5 ) is articulated such that it is pivotable about two separate axes lying in parallel, which in turn parallel to the axis of the fiber end ( 5 ) lying in the V-groove ( 3 ) are arranged.

13. The apparatus of claim 1, 2 and 12, characterized in that the change in position of the fiber holding plate ( 1 ) for rough alignment on the complementary fiber end ( 5 ) by adjusting two screws before that can be rotated between two adjustable stops.

14. The apparatus of claim 1, 2, 12 and 13, characterized in that the fine adjustment of the axial and transversely to the fiber axis displaceable displacements of the fiber holding plates ( 1 ) is carried out by piezo drives.