DE3714525A1 - Hermetisch dichte befestigung einer glasfaser in einem rohr, insbesondere fuer lichtwellenleiter-bauelemente, und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hermetisch dichte Befesti­ gung einer Glasfaser in einem Rohr, insbesondere für Lichtwel­ lenleiter-Bauelemente, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um die als Lichtwellenleiter insbesondere zur optischen Nach­ richtenübertragung bei Lichtwellenleiter-Bauelementen verwende­ ten hochempfindlichen Glasfasern wirksam gegen mechanische, elektrische und andere umgebungsbedingte störende Einflüsse zu schützen, werden diese in einer Schutzhülle (Rohr) hermetisch dicht abgeschlossen bzw. befestigt.

Bei Lichtwellenleiter-Bauelementen mit einem Glasfaserschwanz sind bisher folgende hermetisch dichte Befestigungsmöglich­ keiten bekannt:

• - Metallisierung der Glasfaser in einer Aufdampf- bzw. Sput­ teranlage. Einlöten der metallisierten Glasfaser in eine Metallkapillare.
• - Aufsintern einer Siebdruckpaste auf die Glasfaser. Vorverzin­ nen der Faser und Einlöten in eine Metallkapillare.
• - Befestigen der Glasfaser in einer Metallkapillare mit Glas­ lot.

Die so vorkonfektionierten Fasern werden in die Gehäusewand des Bauelementes eingelötet oder mit Hilfe eines Lasers eingeschweißt. Alle diese Verfahren ermöglichen eine hermetisch dichte Befesti­ gung der Glasfaser, sind aber aufwendig und daher nicht kosten­ günstig.

Eine weitere Möglichkeit der Faserbefestigung besteht im Ein­ kleben der Glasfaser; hier sind jedoch Probleme mit der Dich­ tigkeit unter Klimaeinfluß zu erwarten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wenig aufwendige und damit kostengünstige Befestigung einer Glasfaser in einem Rohr anzugeben, die hermetisch dicht ist, wobei das Rohr als Führungs- bzw. Verbindungsteil insbesondere für Lichtwellenlei­ ter-Bauelemente verwendet wird und eine Schutzfunktion ausüben soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer hermetisch dichten Befestigung einer Glasfaser in einem Rohr, insbesondere für Lichtwellenleiter-Bauelemente, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand zusätzlicher Ansprüche.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Befestigung wenig Aufwand erfordert und damit kostengünstig herstellbar ist. Dabei wird eine vorkonfektionier­ te Glasfaser, und zwar ohne Schutzüberzug (sog. Coating), gege­ benenfalls mit Taper und Linse, in ein Rohr aus Quarz, Quarz­ glas oder Glas eingeschoben. An einer Stelle wird dann das Rohr erhitzt, es erweicht, kollabiert und verbindet sich mit der am Mantel aufgeschmolzenen Glasfaser.

Bei bestimmten Anwendungen ist dabei von wesentlichem Vorteil, daß die Befestigung metallfrei ist.

Für das Aufschmelzen des Rohres und das Anschmelzen der Glas­ faser wird lediglich eine Energiequelle benötigt. Hierzu eignen sich zweckmäßig eine Flamme, eine Heizwendel, eine Hochfrequenz­ heizung, ein Plasma, ein Lichtbogen oder ein Laserstrahl. Es sind keine weiteren Hilfsmittel, wie z.B. Lote oder Pasten, für die Befestigungsmethode erforderlich. Bei zu befestigenden Glasfasern, vorzugsweise für die optische Nachrichtentechnik mit einem Außendurchmesser von ungefähr 125 µm, haben die Rohre einen Innendurchmesser, der typischerweise bei ungefähr 130 bis 250 µm liegt. Diese Abmessungen sind bei Glasfasern mit größe­ rem oder kleineren Außendurchmessern entsprechend abwandelbar.

Zum Einfügen der vorkonfektionierten Glasfaser in das Rohr ist es zweckmäßig, das Rohrende aufzuweiten. Es ist vorteilhaft, diese Aufweitung zur Zugentlastung und als Faserschutz mit einer geeigneten Füllung, vorzugsweise aus Kunststoff oder Kleber auf Silicon-, Epoxy- oder Cyanacrylatbasis bzw. UV-härt­ barem Klebstoff, zu versehen.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Befestigung als Glasfaser­ durchführung für Lichtwellenleiter-Bauelemente kann das Rohr vorteilhaft direkt in eine Gehäusewand des Lichtwellenleiter- Bauelementes eingeklebt, eingeglast oder eingelötet sein.

Es kann auch vorteilhaft sein, daß das Rohr in eine Metallhülse dicht eingeglast oder eingelötet ist. Dieses Teil kann dann in beliebige Gehäuse eingeschweißt oder eingelötet werden. Die Ab­ dichtung erfolgt dabei zweckmäßig ohne organische Kleber.

Anhand von in den Figuren der Zeichnung rein schematisch darge­ stellten, bevorzugten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 eine erfindungsgemäße hermetisch dichte Befesti­ gung Fig. 2 und 3 als Anwendungsbeispiel ein Lichtwellenleiter- Verbindungsteil, und

Fig. 5 als Anwendungsbeispiel eine Glasfaserdurchführung für Lichtwellenleiter-Bauelemente.

In Fig. 1 ist die hermetisch dichte Befestigung vor und in Fig. 2 nach dem Verschmelzen dargestellt. Dabei ist eine vorkonfektio­ nierte Glasfaser 1 in das Rohr 2 aus Quarz, Quarzglas oder Glas eingefügt. Die Glasfaser 1 ist in ihrem in das Rohr 2 einge­ schobenen Teil von dem bei ihrer ursprünglichen Herstellung auf­ gebrachten Schutzbelag 4, dem sog. Coating befreit. In dem aus dem Rohr hervorstehenden Glasfaserteil wird der Schutzbelag 4 beibehalten. Es kann daher zweckmäßig sein, das Rohr 2 im Über­ gangsbereich von dem blanken Glasfaserteil auf den Schutzbelag­ teil aufzuweiten. Dieser aufgeweitete Rohrendabschnitt ist in den Figuren gestrichelt dargestellt.

An einer vorgegebenen Befestigungsstelle 3, die in Fig. 1 mit ei­ nem Pfeil markiert ist und in Fig. 2 als Einbuchtung im Rohr 2 auftritt, wird das Rohr 2 erhitzt, so daß es erweicht, kollabiert und sich mit der am Mantel aufgeschmolzenen Glasfaser 1 herme­ tisch dicht verbindet.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das eine Ende des Rohres 2 auf die Glasfaser 1 aufgeschmolzen und bildet die hermetisch dichte Befestigung 3. Durch diese Befestigung 3 der Glasfaser 1 in dem Rohr 2 kann die Glasfaser 1 gegen Umwelt­ einflüsse geschützt werden. Z.B. kann gemäß dem Anwendungsbei­ spiel nach Fig. 4 beim Spleißen der Glasfaser 1 der Spleiß 9 durch das Rohr 2 stabilisiert und geschützt werden.

Von weiterem Vorteil ist es, zur Zugentlastung und als Faser­ schutz die Enden des Rohres 2 außerhalb der Befestigungsstellen 3 im Übergangsbereich des erweiterten Rohrendes auf den unkonfek­ tionierten, d. h. mit der ursprünglichen Schutzschicht (Coating) 4 versehenen Glasfaserteil mit einer geeigneten Füllung 5, vor­ zugsweise Siliconfüllung zu versehen (Fig. 4).

Fig. 5 zeigt als weiteres Anwendungsbeispiel eine Glasfaserdurch­ führung an Lichtwellenleiter-Bauelementen. Für Lichtwellenlei­ ter-Bauelemente soll der Faserschwanz hermetisch dicht und kostengünstig herstellbar sein. Beim Einbau in solche Bauelemen­ te bieten sich folgende Möglichkeiten an:
Die vorkonfektionierte, z.B. mit einer optischen Linse oder ei­ nem Taper versehene Glasfaser 1 wird mit dem Rohr 2 hermetisch dicht verbunden und danach in das Lichtwellenleiter-Bauelement 8, beispielsweise ein Sendebauelement (z.B. Halbleiterlaser) eingebaut. Dazu wird das Rohr 2 z.B. in der Gehäusewand 7 be­ festigt, was z.B. durch Einlöten oder durch Laserschweißen er­ folgen kann. Hierzu muß das Rohr 2 an der Verbindungsstelle 6 meist metallisiert sein.
Eine weitere Möglichkeit besteht, wenn das Glasrohr 2 schon in das Gehäuseteil 7 (z.B. Kappe, Gehäusewand, Bodenplatte) an der Durchführungs- bzw. Verbindungsstelle 6 eingeglast ist. Dann wird die Glasfaser 1 in das Rohr 2 eingeschoben, justiert, ge­ haltert und eingeschmolzen. Das Einschmelzen kann z.B. am Ende des Rohres 2 erfolgen oder in der Mitte, wodurch die Glasfaser 1 im Rohr 2 noch geführt wird und nicht so einfach zu beschädi­ gen ist.

Claims (10)

1. Hermetisch dichte Befestigung einer Glasfaser in einem Rohr, insbesondere für Lichtwellenleiter-Bauelemente, bei der das Rohr das Führungs- bzw. Verbindungsteil am Bauelement bildet, dadurch gekennzeichnet, daß Rohr (2) aus Quarz, Quarzglas oder Glas besteht und daß die Glasfaser (1) an einer vorgegebenen Befestigungsstelle (3) mit dem Rohr (2) hermetisch dicht verschmolzen ist.

2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer zu befestigenden Glasfaser (1) mit einem Außen­ durchmesser von ungefähr 125 µm das verwendete Rohr (2) einen Innendurchmesser von ungefähr 130 bis 250 µm hat.

3. Befestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Rohres (2) vor der Befestigungsstelle (3) im Bereich der vorkonfektionierten Glasfaser (1) aufgeweitet ist und daß die Aufweitung mit einer Füllung (5) aus Kunststoff oder Kleber auf Silicon-, Epoxy- oder Cyanacrylatbasis bzw. UV- härtbarem Klebstoff versehen ist.

4. Verfahren zum Herstellen einer hermetisch dichten Befesti­ gung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorkonfektionierte Glasfaser (1) in ein Rohr (2) aus Quarz , Quarzglas oder Glas eingeschoben wird und daß danach das Rohr (2) an einer vorgegebenen Befestigungsstelle (3) er­ hitzt wird, so daß es erweicht, kollabiert und sich mit der am Mantel aufgeschmolzenen Glasfaser (1) verbindet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiequelle für das Aufschmelzen des Rohres (2) und das Anschmelzen der Glasfaser (1) eine Flamme, eine Heizwendel, eine Hochfrequenzheizung, ein Plasma, ein Lichtbogen oder ein Laserstrahl verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Rohres (2) vor dem Einschieben der vorkonfek­ tionierten Glasfaser (1) aufgeweitet wird, und daß nach dem Einschieben der Glasfaser (1) und deren Verschmelzen mit dem Rohr (2) das aufgeweitete Rohrende mit einer Füllung (5) aus Kunststoff oder Kleber auf Silicon-, Epoxy- oder Cyanacrylat­ basis bzw. UV-härtbarem Klebstoff versehen wird.

7. Verwendung einer Befestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 jeweils als Verbindungsteil von zwei zu verbindenden Licht­ wellenleitern.

8. Verwendung einer Befestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 als Glasfaserdurchführung für Lichtwellenleiter-Bauelemente.

9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2) direkt in eine Gehäusewand (7) des Lichtwellen- Bauelementes (8) eingeklebt, eingeglast oder eingelötet ist.

10. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2) in eine Metallhülse dicht eingeglast oder ein­ gelötet in beliebige Gehäuse einschweiß- oder einlötbar ist, wobei die Abdichtung ohne organische Kleber erfolgt.