DE3822429A1 - Optical waveguide coupling - Google Patents

Optical waveguide coupling

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Abstract

For connecting the end of an optical waveguide to another optical component, a gas-tight and dust-tight coupling (1) is necessary. The glass lens (7) having the corresponding density is to be mounted therein. The object is achieved in that the lens (7) is mounted in a stamped part (3) whose material is matched in terms of thermal coefficient of expansion to the glass of the lens (7). The coupling sleeve (10) has a continuous hole (2) into which the stamped part (3) is welded in a gas-tight manner. The stamped part has an inwardly aligned rim (5) which forms a stop surface (6) for an optical waveguide plug to be introduced into the coupling sleeve (10). The invention is used in the field of optical and electro-optical connectors. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht auf eine Lichtwellenleiter-Kupplung mit einer gasdicht eingepaßten Glaslinse, wobei die Glaslinse gasdicht in einen sie umgebenden, zumindest teilweise aus Metall bestehenden Rohrabschnitt eingefaßt ist und wobei der Rohrabschnitt seinerseits an seiner Außenoberfläche einen Außenflansch aufweist und durch Verschweißen mit der Lichtwellenleiter-Kupplung gasdicht verbunden ist.The invention relates to an optical fiber coupling a gas-tight fitted glass lens, the glass lens gas-tight in a surrounding, at least partially Metal existing pipe section is bordered and where the Pipe section in turn on its outer surface Has outer flange and by welding to the Optical fiber coupling is connected gas-tight.

Eine derartige Lichtwellenleiter-Kupplung ist in der europäischen Patentanmeldung A-2 01 91 328 beschrieben. Die dort beschriebene Lichtwellenleiter-Kupplung weist auf einer Seite eine axiale Bohrung auf, in die ein Lichtwellenleiter­ stecker eingeführt wird. Der Grund der Bohrung dient als Anschlag für den Lichtwellenleiterstecker. Auf ihrer anderen Seite weist die Lichtwellenleiter-Kupplung eine Ausnehmung auf, in die eine Kugellinse eingefaßt ist. Ein entscheidender Nachteil der bekannten Lichtwellenleiter-Kupplung besteht darin, daß ein hoher fertigungstechnischer Aufwand erforderlich ist, um den Grund der Bohrung in der Lichtwellenleiter-Kupplung mit der erforderlichen Genauigkeit zu bearbeiten, so daß ein exakter Anschlag für einen Lichtwellenleiterstecker entsteht.Such an optical fiber coupling is in the European patent application A-2 01 91 328. The Optical fiber coupling described there points to one Side an axial hole in which an optical fiber connector is introduced. The bottom of the hole serves as Stop for the fiber optic connector. On her other The optical fiber coupling has a recess on the side, in which a spherical lens is framed. A crucial one There is a disadvantage of the known optical fiber coupling in the fact that a high manufacturing outlay is required is to the bottom of the hole in the optical fiber coupling edit with the required accuracy so that a exact stop for an optical fiber connector.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Licht­ wellenleiter-Kupplung zu schaffen, die fertigungstechnisch einfach herzustellen ist und bei der ein exakter Anschlag für einen einzuführenden Lichtwellenleiterstecker vorhanden ist.The invention is therefore based on the object of a light waveguide coupling to create the manufacturing technology is easy to manufacture and has an exact stop for there is an optical fiber connector to be inserted.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Licht­ wellenleiter-Kupplung eine durchgehende Bohrung mit über ihre Länge konstantem Durchmesser aufweist, in die an einem Ende der Rohrabschnitt in Form eines einstückigen metallischen Stanz­ formteils eingeschoben ist, wobei der Außenflansch in Form einer rohrauswärts weisenden, rundumlaufenden Krempe an einem Ende des Rohrabschnittes verwirklicht ist und wobei der Rohrabschnitt an dem dem Außenflansch abgewandten Ende eine plane, senkrecht zur Achse der Bohrung gelegene Fläche aufweist.The object is achieved in that the light waveguide coupling a through hole with over your Has constant diameter in which at one end of the Pipe section in the form of a one-piece metallic punch molded part is inserted, the outer flange in shape  a tube-facing, all-round brim on one End of the pipe section is realized and wherein the Pipe section at the end facing away from the outer flange flat surface perpendicular to the axis of the hole having.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit geringem fertigungstechnischem Aufwand zunächst eine durchgehende Bohrung in die Lichtwellenleiter-Kupplung eingebracht wird. In diese Bohrung wird von einer Seite das einfach herzustellende Stanzformteil so weit eingeschoben, daß sein Außenflansch an der Lichtwellenleiter-Kupplung anliegt. In den Rohrabschnitt ist die Glaslinse gasdicht eingepaßt. Der Rohrabschnitt wird durch Schweißen an dem Außenflansch mit der Lichtwellenleiter- Kupplung gasdicht verbunden. Der Rohrabschnitt weist an seinem dem Außenflansch abgewandten Ende eine plane Fläche auf, welche als Anschlagfläche für einen in die Lichtwellenleiter-Kupplung einzuführenden Lichtwellenleiterstecker dient.The advantage of the invention is that with little manufacturing effort first a continuous Hole is made in the optical fiber coupling. In this bore becomes the easy to manufacture from one side Stamped part inserted so far that its outer flange the fiber optic coupling is present. In the pipe section the glass lens is fitted gas-tight. The pipe section will by welding to the outer flange with the fiber optic Coupling connected gas-tight. The pipe section points to his a flat surface on the end facing away from the outer flange, which as a stop surface for one in the fiber optic coupling fiber optic connector to be inserted.

Die Erfindung kann vorteilhaft dadurch ausgestaltet werden, daß der Rohrabschnitt an dem Ende, das der rohrauswärts weisenden rundumlaufenden Krempe abgewandt ist, mit einer rohreinwärts weisenden, rundumlaufenden Krempe versehen ist.The invention can advantageously be designed in that the pipe section at the end facing the pipe circumferential brim facing away, with a tube inward pointing, all-round brim is provided.

Die rohreinwärts weisende, rundumlaufende Krempe bildet an dem Ende des Stanzformteils eine ebene Fläche, die als Anschlag­ fläche für den in die Lichtwellenleiter-Kupplung einzuführenden Lichtwellenleiterstecker dient.The all-round brim pointing inwards forms on the End of the stamped part is a flat surface that acts as a stop area for the to be inserted into the optical fiber coupling Optical fiber connector is used.

Weiterhin kann die Erfindung vorteilhaft dadurch ausgestaltet sein, daß der Rohrabschnitt aus einer Metallegierung besteht, deren thermischer Ausdehnungskoeffizient dem des Glases der Glaslinse möglichst nahe kommt, insbesondere aus einer Eisen-Kobalt-Nickel-Legierung.Furthermore, the invention can advantageously be designed in this way be that the pipe section consists of a metal alloy, whose coefficient of thermal expansion is that of glass Glass lens comes as close as possible, especially from a Iron-cobalt-nickel alloy.

Dadurch ist eine sichere und gasdichte Verbindung zwischen der Glaslinse und dem Stanzformteil auch bei Temperatur schwankungen gewährleistet. Ein solches Material wird unter den Namen Vacon 10 und Vacon 20 von der Firma VAC (Vakuumschmelze Hanau) angeboten.This ensures a secure and gas-tight connection between  the glass lens and the stamped part even at temperature fluctuations guaranteed. Such a material is among the Names Vacon 10 and Vacon 20 from the company VAC (vacuum melt Hanau) offered.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß innerhalb der Bohrung in der Lichtwellenleiter-Kupplung an der Seite des eingeschobenen Rohrabschnittes, welche dem einzuschiebenden Lichtwellenleiterstecker zugewandt ist, ein zylindrischer Ring koaxial und konzentrisch zu dem Rohrabschnitt angeordnet ist.Another embodiment of the invention provides that within the hole in the fiber optic coupling on the side of the inserted pipe section, which the to be inserted Optical fiber connector facing a cylindrical ring is arranged coaxially and concentrically to the pipe section.

Der zylindrische Ring wird seinerseits durch die ebene Fläche am Ende des Rohrabschnittes koaxial zu der Bohrung in der Lichtwellenleiter-Kupplung ausgerichtet. Außerdem kann er so bemessen sein, daß er durch genaue Passung in der Bohrung in der Lichtwellenleiter-Kupplung geführt wird. Der zylindrische Ring bildet auf der Seite, die dem Rohrabschnitt abgewandt ist, eine ebene Anschlagfläche für einen in die Lichtwellenleiter- Kupplung einzuführenden Lichtwellenleiterstecker. Der Ring kann aus einem harten Material wie Edelstahl oder Keramik bestehen, so daß auch durch häufiges Einstecken von Lichtwellen­ leitersteckern keine Beschädigung oder Abnutzung an dem Ring auftritt.The cylindrical ring is in turn due to the flat surface at the end of the pipe section coaxial to the bore in the Optical fiber coupling aligned. He also can must be dimensioned so that it fits in the fiber optic coupling is guided. The cylindrical Ring forms on the side facing away from the pipe section a flat stop surface for a Optical fiber connector to be inserted into the coupling. The ring can be made of a hard material such as stainless steel or ceramic exist, so that also by frequent insertion of light waves no damage or wear on the ring occurs.

Die Erfindung kann weiterhin vorteilhaft dadurch ausgestaltet werden, daß der Ring innerhalb der Bohrung in der Lichtwellen­ leiter-Kupplung durch Laserschweißung befestigt ist.As a result, the invention can also be advantageously configured be that the ring inside the hole in the light waves conductor coupling is attached by laser welding.

Die Verbindung durch Laserschweißung ist schnell und sicher auch mit Hilfe einer automatischen Vorrichtung herzustellen.The connection by laser welding is quick and secure also produce with the help of an automatic device.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Ring innerhalb der Bohrung in der Lichtwellenleiter-Kupplung durch Kleben befestigt ist.Another embodiment of the invention provides that the ring inside the hole in the optical fiber coupling Glue is attached.

Die Verbindung durch Kleben ist ohne großen fertigungstechnischen Aufwand herzustellen.The connection by gluing is without major manufacturing technology  Manufacturing effort.

Weiterhin kann der Ring auch durch einen zusätzlichen Federring in der Bohrung innerhalb der Kupplung festgeklemmt sein.Furthermore, the ring can also be an additional spring ring be clamped in the hole inside the coupling.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend beschrieben.The invention based on an embodiment shown for example in a drawing and below described.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Lichtwellenleiter-Kupplung im Längsschnitt. Figs. 1 to 4 show various embodiments of the fiber optic coupling in longitudinal section.

Fig. 1 zeigt eine Lichtwellenleiter-Kupplung 1, die aus einer Kupplungshülse 10 besteht, in die eine durchgehende Bohrung 2 eingebracht ist. An einem Ende ist in die durchgehende Bohrung 2 das Stanzformteil 3 eingeschoben. Das Stanzformteil 3 verfügt auf einer Seite über einen Außenflansch 4, der als eine rohr­ auswärts weisende, rundumlaufende Krempe realisiert ist. Auf der Seite des Stanzformteils 3, welche dem in die Lichtwellen­ leiter-Kupplung 1 einzuführenden Lichtwellenleiterstecker zugewandt ist, weist das Stanzformteil 3 eine rohreinwärts weisende, rundumlaufende Krempe 5 auf. Diese Krempe bildet eine ebene Anschlagfläche 6 für den Lichtwellenleiterstecker. In das Stanzformteil 3 ist eine Kugellinse 7 aus Glas eingepaßt und gasdicht befestigt. Das Stanzformteil 3 besteht aus einem Material, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient dem des Glases der Glaslinse 7 angepaßt ist, so daß eine dauerhafte gasdichte Verbindung zwischen der Linse und im Stanzformteil gewährleistet ist. Die Kupplungshülse 10 kann aus einem Material bestehen, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient dem der Glaslinse 7 nicht angepaßt zu seien braucht. Die Kupplungshülse besteht beispielsweise aus Edelstahl. Das Stanzformteil 3 ist an seinem Außenflansch 4 auf einer umlaufenden Linie 9 mit der Kupplungshülse 10 verschweißt oder verlötet. Dadurch wird eine gasdichte Verbindung zwischen dem Stanzformteil 3 und der Kupplungshülse 10 hergestellt. Fig. 1 shows an optical fiber coupling 1 , which consists of a coupling sleeve 10 , in which a through hole 2 is made. The punched part 3 is inserted into the through bore 2 at one end. The stamped part 3 has on one side an outer flange 4 , which is realized as a tube facing outward, all-round brim. On the side of the stamped part 3 , which faces the optical waveguide plug to be inserted into the optical waveguide coupling 1 , the stamped part 3 has an all-round brim 5 pointing inwards of the tube. This brim forms a flat stop surface 6 for the optical fiber connector. In the punched part 3 , a ball lens 7 made of glass is fitted and attached gas-tight. The stamped part 3 consists of a material whose thermal expansion coefficient is matched to that of the glass of the glass lens 7 , so that a permanent gas-tight connection between the lens and in the stamped part is ensured. The coupling sleeve 10 can consist of a material whose coefficient of thermal expansion need not be matched to that of the glass lens 7 . The coupling sleeve is made of stainless steel, for example. The stamped part 3 is welded or soldered to the coupling sleeve 10 on its outer flange 4 on a circumferential line 9. This creates a gas-tight connection between the stamped part 3 and the coupling sleeve 10 .

Fig. 2 zeigt eine Lichtwellenleiter-Kupplung die ebenfalls aus einer Kupplungshülse 10 mit einer durchgehenden Bohrung 2 besteht. In die Bohrung 2 ist von einer Seite das Stanzformteil 3 eingeschoben. Dieses verfügt auf einer Seite über den Außenflansch 4, an dem es mit der Kupplungshülse 10 verschweißt ist. Auf der anderen Seite des Stanzformteils endet dieses in Form eines einfachen Rohrabschnittes. An die Stirnfläche 13 des Stanzformteils 3 ist ein Ring 11 angelegt, dessen Außendurch­ messer genau an den Innendurchmesser der Bohrung 2 der Kupplungs­ hülse 10 angepaßt ist. Der Ring 11 hat eine größere Wandstärke als das Stanzformteil 3, so daß auf der Seite des Ringes, die dem in die Lichtwellenleiter-Kupplung 1 einzuführenden Licht­ wellenleiterstecker zugewandt ist eine große Anschlagfläche entsteht. Der Ring 11 wird einerseits durch die Passung in der Bohrung 2 und andererseits durch das Anliegen an der Stirn­ fläche 13 des Stanzformteils 3 ausgerichtet. Der Ring 11 ist durch Kleben in der Bohrung 2 der Kupplungshülse 10 befestigt. Fig. 2 shows an optical fiber coupling which also consists of a coupling sleeve 10 with a through bore 2 . The punched part 3 is inserted into the bore 2 from one side. This has on one side the outer flange 4 , on which it is welded to the coupling sleeve 10 . On the other side of the stamped part, this ends in the form of a simple tube section. At the end face 13 of the stamped part 3 , a ring 11 is created, the outer diameter of which is precisely adapted to the inner diameter of the bore 2 of the coupling sleeve 10 . The ring 11 has a greater wall thickness than the stamped part 3 , so that on the side of the ring which faces the light waveguide plug to be inserted into the optical waveguide coupling 1 , a large stop surface is formed. The ring 11 is aligned on the one hand by the fit in the bore 2 and on the other hand by the abutment on the end face 13 of the stamped part 3 . The ring 11 is fixed by gluing in the bore 2 of the coupling sleeve 10 .

Fig. 3 zeigt eine Lichtwellenleiter-Kupplung, bei der der Ring 11 in der Bohrung 2 der Kupplungshülse 10 mittels eines Federrings 12 befestigt ist. Fig. 3 shows an optical fiber coupling, in which the ring 11 is fixed in the bore 2 of the coupling sleeve 10 by means of a spring ring 12 .

Fig. 4 zeigt eine Lichtwellenleiter-Kupplung 1, bei der der Ring 11 in der Bohrung 2 innerhalb der Kupplungshülse 10 durch Laserschweißen befestigt ist. Die Kupplungshülse 10 weist an der Stelle, an der der Ring eingeschweißt ist, zu diesem Zweck eine Ausnehmung 14 auf. Zur Herstellung der Schweißverbindung wird ein Laser auf die Ausnehmung 14 am Umfang der Kupplungs­ hülse gerichtet und während der Laser im Pulsbetrieb arbeitet, wird die Kupplungshülse 10 um ihre Längsachse gedreht. Fig. 4 shows an optical fiber coupling 1 , in which the ring 11 is fixed in the bore 2 within the coupling sleeve 10 by laser welding. For this purpose, the coupling sleeve 10 has a recess 14 at the point at which the ring is welded in. To produce the welded connection, a laser is directed onto the recess 14 on the circumference of the coupling sleeve and while the laser is operating in pulsed mode, the coupling sleeve 10 is rotated about its longitudinal axis.

Claims (6)

1. Lichtwellenleiter-Kupplung mit einer gasdicht eingepaßten Glaslinse, wobei die Glaslinse gasdicht in einen sie umgeben­ den, zumindest teilweise aus Metall bestehenden Rohrabschnitt eingefaßt ist und wobei der Rohrabschnitt seinerseits an seiner Außenoberfläche einen Außenflansch aufweist und durch Verschweißen mit der Lichtwellenleiter-Kupplung gasdicht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter-Kupplung (1) eine durchgehende Bohrung (2) mit über ihre Länge konstantem Durchmesser aufweist, in die an einem Ende der Rohrabschnitt in Form eines einstückigen, metallischen Stanzformteils (3) eingeschoben ist, wobei der Außenflansch (4) in Form einer rohrauswärts weisenden, rundum­ laufenden Krempe (4) an einem Ende des Rohrabschnittes verwirklicht ist und wobei der Rohrabschnitt an dem dem Außenflansch (4) abgewandten Ende eine plane, senkrecht zur Achse der Bohrung gelegene Fläche (6) aufweist.1. Optical waveguide coupling with a gas-tight fitted glass lens, the glass lens being enclosed gas-tight in a pipe section surrounding it, at least partially consisting of metal, and wherein the pipe section in turn has an outer flange on its outer surface and is gas-tightly connected by welding to the optical waveguide coupling characterized in that the optical waveguide coupling ( 1 ) has a continuous bore ( 2 ) with a constant diameter over its length, into which the pipe section is inserted at one end in the form of a one-piece, metallic stamped part ( 3 ), the outer flange ( 4 ) in the form of a pipe-facing, all-round brim ( 4 ) at one end of the pipe section and the pipe section at the end facing away from the outer flange ( 4 ) has a flat surface ( 6 ) perpendicular to the axis of the bore. 2. Lichtwellenleiter-Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt an dem Ende, das der rohrauswärts weisenden rundumlaufenden Krempe (4) abgewandt ist, mit einer rohrein­ wärts weisenden rundumlaufenden Krempe versehen ist.2. Optical waveguide coupling according to claim 1, characterized in that the tube section at the end facing away from the tube-facing all-round brim ( 4 ) is provided with a tube-facing, all-round brim. 3. Lichtwellenleiter-Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt aus einer Metallegierung besteht, deren thermischer Ausdehnungskoeffizient dem des Glases der Glaslinse (7) möglichst nahe kommt, insbesondere aus einer Eisen-Kobalt-Nickel- Legierung.3. Optical fiber coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the tube section consists of a metal alloy, the thermal expansion coefficient of which is as close as possible to that of the glass of the glass lens ( 7 ), in particular of an iron-cobalt-nickel alloy. 4. Lichtwellenleiter-Kupplung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Bohrung (2) in der Lichtwellenleiter-Kupplung (1) an der Seite des eingeschobenen Rohrabschnittes, welche dem einzuschiebenden Lichtwellenleiterstecker zugewandt ist, ein zylindrischer Ring (11) mit rechteckigem Profil koaxial und konzentrisch zu dem Rohrabschnitt angeordnet ist.4. Optical fiber coupling according to claim 2 or one of the following, characterized in that within the bore ( 2 ) in the optical fiber coupling ( 1 ) on the side of the inserted pipe section, which faces the optical fiber connector to be inserted, a cylindrical ring ( 11 ) with a rectangular profile is arranged coaxially and concentrically to the pipe section. 5. Lichtwellenleiter-Kupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (11) innerhalb der Bohrung (2) in der Lichtwellenleiter- Kupplung (1) durch Laserschweißung befestigt ist.5. Optical fiber coupling according to claim 1 or one of the following, characterized in that the ring ( 11 ) within the bore ( 2 ) in the optical fiber coupling ( 1 ) is fixed by laser welding. 6. Lichtwellenleiter-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (11) innerhalb der Bohrung (2) in der Lichtwellenleiter- Kupplung (1) durch Kleben befestigt ist.6. Optical fiber coupling according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ring ( 11 ) within the bore ( 2 ) in the optical fiber coupling ( 1 ) is fixed by gluing.
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