DE3833369A1 - Verfahren zum verbinden zweier lichtwellenleiter und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden zweier Lichtwellenleiter, wobei die beiden blanken Licht­ wellenleiterenden in die beiden Enden einer durch Wärme erweichbaren Kapillare eingeführt werden, deren Bohrung ursprünglich größer ist als der Außendurchmesser der Lichtwellenleiter und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei der Verbindung von Lichtwellenleiter auf Stoß kommt es darauf an, dies möglichst dämpfungsarm zu bewirken. Die sehr kleinen Kerndurchmesser der Lichtleitfasern erfordern ein präzises Aneinanderbringen ihrer Stirnflächen. Die möglichst verlustarme Verbindung von Lichtwellenleitern wird u. a. auch mit Hilfe von Kapillaren bewerkstelligt (DE-OS 28 14 090).

Vor allem bei Einmodenfasern ist eine hohe Positionier­ genauigkeit notwendig, die kleiner als 1 µm sein muß. An die Genauigkeit von Kapillarinnendurchmesser und deren Form werden somit extreme Anforderungen gestellt, die die Fertigung erschweren und das Produkt verteuern. Die Kapillare muß möglichst genau auf den Faseraußendurchmesser abgestimmt sein. Zur Unterdrückung der vor allem bei Einmodenfasern relevanten Reflexionen wird an der Koppelstelle Immersions- oder Klebstoff zugegeben. Der Brechungsindex ist dem Kernglas weitgehend angepaßt. Die Zugabfangung erfolgt in der Regel über Kleber am Rande und/oder in der Kapillare.

Es ist ferner bekannt, die der Verbindung dienende Kapillare zu erwerben und so durch ein Kollabieren der Kapillare ein Justieren der zu verbindenden Lichtwellenleiter zu erreichen.

In der DE-OS 27 50 089 wird vorgeschlagen, die Kapillare auf ein Zwischenstück aus einer lichtleitenden Faser aufzu­ schrumpfen, und in der DE-OS 26 57 687 wird eine Methode beschrieben, bei der zunächst das blanke Ende des einen Lichtleiters in das eine Ende der Kappilare eingeführt wird, wonach diese etwa in der Mitte zwischen ihrem Ende und dem darin befindlichen Lichtleiterende örtlich erhitzt wird, so daß die Kapillare an dieser Stelle und deren Umgebung erweicht und auf den Lichtleiter aufschrumpft. Nach Erkalten der Kapillare wird das blanke Ende des anderen Lichtleiters in das andere Ende der Glashülse eingeschoben und dort stumpf an das zuerst befestigte Lichtleiterende anstoßend durch einen Werkstoff, der gleichzeitig die Brechungsindizes anpaßt, befestigt.

Mit Hilfe der zuvor erwähnten Methoden mögen Verbesserungen beim Verbinden von Lichtwellenleitern erzielbar sein. Trotzdem erfordern sie noch einen erheblichen Aufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe einer aufschrumpf­ baren Kapillare das gleichzeitige Fixieren beider Lichtwellen­ leiter zu bewirken. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß nach dem Einführen der beiden Lichtwellenleiterenden und deren Aufeinanderstoßen durch axiale Kräfte die Kapillare im Bereich der Spleißstelle auf einer Länge, die etwa das 50- bis 100fache des Lichtwellenleiter­ durchmessers beträgt, bis zum Kollabieren zu erwärmen.

Geht man davon aus, daß das Einschrumpfen der Kapillare beim Erwärmen symmetrisch vor sich geht, so werden auf diese Weise gleichzeitig beide Enden der zu verbindenden Lichtwellenleiter in einer für die geringste Lichtdämpfung optimalen Lage fixiert.

In Ausgestaltung der Erfindung kann man das Kollabieren der Kapillare durch Überdruck von außen und/oder Unterdruck von innen unterstützen, wodurch die Vergleichmäßigung des Einschrumpfens der Kapillare noch weiter verbessert wird.

Als Kapillarverbinder wird eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die Kapillare eine oder mehrere Krümmungen aufweist. Eine derartige Ausführungsform hat den Vorteil, daß die beiden Lichtwellenleiterenden durch die aufgezwungene Krümmung an dem nach außen gelegenen Ende des Krümmungsradius an der Kapillarwand anliegen und so schon vorzentriert sind. Man kann diese Zentrierung besonders dadurch unterstützen, daß man gegebenenfalls mehrfach gekrümmte Kapillaren verwendet.

Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Kapillarverbinder an seinen Enden mit je einem Einführungskonus versehen ist. Diese Einführungshilfe kann noch dadurch unterstützt werden, daß an jedem Einführungskonus eine einen Einführtrichter bildende Tülle vorgesehen ist. Beide Vorrichtungen fördern in erheb­ lichem Maße den Arbeitsablauf, weil das Einführen der Licht­ wellenleiter in die im Durchmesser etwas größer bemessene Kapillare erheblich erleichtert wird.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Kapillarverbinder,

Fig. 2 den Kapillarverbinder in der Montagephase,

Fig. 3 den Kapillarverbinder mit Schutzhülse,

Fig. 4 einen gekrümmten Kapillarverbinder und

Fig. 5 einen mehrfach gekrümmten Kapillarverbinder.

Der Kapillarverbinder nach Fig. 1 besteht aus der eigentlichen Kapillare 11 mit je einem Einführungskonus 12 und je einer einen Einführtrichter 14 bildenden Plastiktülle 13 an beiden Enden. Die zu verbindenden Lichtwellenleiter sind mit 16 bzw. 18, ihre vom Coating befreiten Glasfaserenden mit 17 bzw. 19 bezeichnet.

Fig. 2 zeigt den Kapillarverbinder 10 in seiner Montagephase.

Dabei wird im Bereich der Stoßstelle der beiden Glasfaserenden 17 und 19 Wärme zugeführt, während gleichzeitig die Kapillare unter Unterdruck (Pfeile 21) gesetzt wird. Bei diesem Vorgang müssen die Faserenden unter leichtem axialem Druck gehalten werden (Pfeile 22). Nach dem Erkalten des Kapillarverbinders sind beide Lichtwellenleiter kraft- und formschlüssig miteinander verbunden.

Um den Kapillarverbinder vor späteren mechanischen Belastungen zu schützen, ist über die Plastiktüllen 13 ein Glas- oder Plastikröhrchen 31 geschoben (Fig. 3). In die Hohlräume wird eine vorzugsweise unter UV-Licht aushärtende Vergußmasse 32 eingespritzt. Die Plastiktüllen sind zu diesem Zweck mit Bohrungen 33 versehen, damit die Vergußmasse auch in die Einfülltrichter 14 gelangen kann. Auf diese Weise wird das Coating beider Lichtwellenleiter 16 und 18 fixiert und der Glasverbinder gleichzeitig versiegelt.

Fig. 4 zeigt einen gekrümmten Kapillarverbinder 40 und Fig. 5 einen mehrfach gekrümmten Kapillarverbinder 50 mit einem geraden Mittelstück im Bereich der Lichtwellenleiterstoßstelle.

Claims (5)

1. Verfahren zum Verbinden zweier Lichtwellenleiter, wobei die beiden blanken Lichtwellenleiterenden in die beiden Enden eines durch Wärme erweichbaren Kapillarverbinders eingeführt werden, dessen Bohrung ursprünglich größer ist als der Außendurchmesser der Lichtwellenleiter, dadurch gekennzeich­ net, daß nach dem Einführen der beiden Lichtwellenleiter­ enden (17, 19) und deren Aufeinanderstoßen durch axiale Kräfte (22) der Kapillarverbinder (10) im Bereich der Spleißstelle auf einer Länge, die etwa das 50- bis 100fache des Lichtwellen­ leiterdurchmessers beträgt, bis zum Kollabieren erwärmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kollabieren des Kapillarverbinders (10) durch Überdruck von außen und/oder Unterdruck (21) von innen unterstützt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapillarverbinder (40, 50) eine oder mehrere Krümmungen aufweist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapillarverbinder (10) an seinen Enden mit je einem Einführungskonus (12) versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an jedem Einführungskonus (12) eine einen Einführtrichter (14) bildende Tülle (13) vorgesehen ist.