DE4140087A1 - Verfahren zum entfernen einer kunststoffschicht von der oberflaeche einer glasfaser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen einer aus Kunststoff bestehenden Schicht von der Oberfläche einer Glasfaser, insbesondere eines mehrere Lichtwellenleiter enthaltenden Bändchens.

Lichtwellenleiter bestehen im wesentlichen aus einer Glasfaser und einer als Coating bezeichneten Kunststoffschicht. Bei den sog. LWL-Bändern liegen eine Vielzahl von derartigen Lichtwellenleitern in einer Ebene nebeneinander und sind durch eine Kleberschicht zusammengehalten. Üblicherweise bestehen die Kunststoffschicht und die Kleberschicht aus dem gleichen Material, nämlich UV-gehärtetem Acrylharz.

Für die Herstellung von Spleißstellen oder Kopplern und vielfach auch von Steckverbindern muß die Kleberschicht und ggfs. auch das Coating entfernt werden. Es ist peinlichst darauf zu achten, daß hier keine Schmutz- oder Kunststoffpartikel auf der Glasoberfläche verbleiben.

Für die Ein- und Auskopplung von Lichtsignalen in Lichtwellenleiter sowie bei deren Verbindung durch Spleiße müssen die Glasfasern auf einer bestimmten Länge endseitig vom Coating befreit werden.

Bei der Herstellung von Schmelzkopplern muß das Coating dagegen nicht endseitig sondern mittig abgesetzt werden. Bei LWL-Bändchen, bei denen zwei oder mehr Fasern direkt nebeneinanderliegend verklebt oder vergossen sind, bereitet die vollständige Entfernung des Coatings besondere Schwierigkeiten. Beim Entfernen des Coatings muß darauf geachtet werden, daß die Fasern nicht beschädigt werden, da diese sonst brechen. Bekannt ist es z. B. bei Volladern eine Abisolierzange einzusetzen, bei Hohladern ein Koax-Kabelmesser zu verwenden und die Kunststoffhülle einzukerben, zu knicken und abzuziehen. Das Coating kann z. B. mit einer Schleife eines Nylonfadens abgeschält oder mittels eine organischen Lösungsmittels entfernt werden. Hierzu wird das Ende des Lichtwellenleiters für ca. 30 Sekunden in das Lösungsmittel gehalten und die gequollene Kunststoffschicht kann abgezogen oder abgewischt werden. Die mechanische Entfernung des Coatings kann bei unsachgemäßer Handhabung leicht zu einer Beschädigung der Faser führen. Das Arbeiten mit Lösungsmitteln ist zeitraubend und aus Umweltschutzgründen vielfach nicht möglich.

Aus der DE-OS 40 07 762 ist es bekannt, ein Bändchen zwischen einem Paar feststehender Messer hindurchzuführen, wobei der Abstand der Messer so eingestellt ist, daß die Kleberschicht und die Coatingschicht von dem Lichtwellenleiterbändchen an dessen Parallelflächen abgeschabt werden. Anschließend wird das so vorbereitete Bändchen in eine hochprozentige Alkohollösung eingetaucht, und abschließend die aufgeweichte Kunststoffschicht abgewischt. Bei diesem Verfahren sind mindestens drei Arbeitsgänge erforderlich und von daher ist dieses Verfahren für eine automatische Vorbereitung der Enden von LWL-Bändchen nicht geeignet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem Kunststoffschichten schnell und ohne chemische Lösungsmittel von der Oberfläche einer Glasfaser entfernt werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die zu entfernenden Schichten durch einen Laserstrahl verbrannt werden. Durch die hohe Energiedichte des Laserstrahls werden die Kunststoffschichten in aller kürzester Zeit durch Verbrennung beseitigt. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist noch darin zu sehen, daß die Glasfaser bzw. das Bändchen nicht gewendet werden muß. Der Laserstrahl durchdringt die Glasfaser(n) ohne diese zu beeinflussen und verbrennt auch die an der Rückseite der Glasfaser befindliche Kunststoffschicht. Auch die beim Bändchen zwischen den Glasfasern befindlichen Kunststoffschichten werden in Sekundenbruchteilen problemlos entfernt.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß der Übergang vom Coating auf die Faser allmählich verläuft, d. h. die Wanddicke des Coatings nimmt allmählich ab. Dadurch entsteht eine Art Knickschutz für die Faser.

Durch die Erfindung kann eine Technik bereitgestellt werden, die mit besonderem Vorteil bei der Vorbereitung von Bändchenkabeln für die Massenspleißung, bei der automatischen Anbringung von Steckern an optischen Glasfasern sowie für die Herstellung von Kopplern einsetzbar ist.

In Weiterführung der Erfindung ist vorgesehen, daß gleichzeitig mit der Laserbehandlung bzw. unmittelbar danach die behandelte Oberfläche mit einer Gasströmung beaufschlagt wird. Diese Gasströmung hat die Aufgabe, die Verbrennungsrückstände wie Gase und ggfs. Asche von der Faseroberfläche zu entfernen. Das Gas für die Gasströmung ist zweckmäßigerweise ein Schutzgas, d. h. ein Gas, welches nicht mit der Glasoberfläche chemisch reagiert. Es ist nicht auszuschließen, daß bei der Verbrennung der Kunststoffschichten die Oberfläche der Glasfaser erwärmt wird. Die Gasströmung führt einmal die Wärme ab und verhindert den Zutritt von schädlichen Gasen.

Für die Herstellung einer Spleißverbindung ist es von Vorteil, wenn die Kunststoffschicht einige wenige Millimeter vom Ende des Lichtwellenleiters entfernt wird.

Zweckmäßigerweise wird ein Festkörperlaser verwendet, der wesentlich preisgünstiger als ein Gaslaser ist.

Zusätzlich zu der Gasströmung ist es von Vorteil, die Verbrennungsgase abzusaugen. Das ist insbesondere aus Umweltgründen von Vorteil.

Der Laserstrahl wird zweckmäßigerweise fokussiert. Da für die Verbrennung der Kunststoffschicht keine sehr hohen Energiedichten erforderlich sind, kann man den Lichtwellenleiter außerhalb des Brennpunktes des Lasers anordnen, d. h. man kann einen größeren Flächenbereich bearbeiten.

Die Erfindung ist anhand der in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.

In der Fig. 1 ist ein Lichtwellenleiterbändchen 1 dargestellt, welches aus acht Lichtwellenleitern 2 aufgebaut ist. Jeder Lichtwellenleiter 2 besteht aus einer optischen Faser 3 sowie einem Coating 4 auf der Basis von z. B. UV- gehärtetem Acrylharz. Die acht Lichtwellenleiter 2 sind durch eine gemeinsame Schicht 5, ebenfalls aus UV-gehärtetem Acrylharz, zu dem Bändchen 1 zusammengehalten. Während das Bändchen 1 in Richtung des Pfeiles bewegt wird, werden die Schicht 5 und das Coating 4 einem Laserstrahl 6 ausgesetzt, der über eine Sammellinse 7 fokussiert ist. Durch die hohe Energiedichte des Laserstrahls 6 wird der Kunststoff der Schicht 5 und des Coatings 4 verbrannt. Die Verbrennungsprodukte - Verbrennungsgase und Ascheteilchen - werden durch eine Absaugevorrichtung 8 abgesaugt. Durch ein Gebläse 9 wird ein Schutzgas, z. B. Stickstoff, Argon oder ein Argon-Gas-Gemisch, gegen das Ende des Bändchens 1 geblasen, um die Glasfasern 3 zu kühlen und die Verbrennungsprodukte fortzublasen. Der Laserstrahl 6 brennt nicht nur die der Linse zugekehrten Schichten 4 und 5 weg, sondern auch die an der gegenüberliegenden Seite gelegenen Schichten, da der Laserstrahl 6 die Glasfaser 3 durchdringt, wobei die Glasfasern 3 selbst nicht beeinflußt werden.

Das so vorbereitete Ende des Bändchens 1 kann nun an ein gleichartig vorbereitetes Ende angespleißt werden.

Die Fig. 2 zeigt einen Lichtwellenleiter 2 bzw. ein Bändchen 1, bei welchem das Coating 4 nicht am Ende entfernt ist, sondern an beliebiger Stelle des Lichtwellenleiters 2. Diese Vorgehensweise ist vorteilhaft bei der Herstellung von Schmelzkopplern.

Von besonderem Vorteil ist der überraschende Nebeneffekt, daß beim Abbrennen mittels Gasen der Übergang vom Bändchen zu den Fasern in einen natürlichen kegelförmigen Übergang erfolgt, und nicht wie bei mechanischer Abisolierung üblich in einer Stufe, die zu mechanischen Spannungen führt.

Claims (6)

1. Verfahren zum Entfernen einer aus Kunststoff bestehenden Schicht von der Oberfläche einer Glasfaser, insbesondere eines mehrere Lichtwellenleiter in einer Ebene enthaltenen Bändchens, dadurch gekennzeichnet, daß die zu entfernenden Schichten durch einen Laserstrahl verbrannt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Laserbehandlung die behandelte Oberfläche mit einer Gasströmung beaufschlagt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorbereitung einer Spleißverbindung die Kunststoffschicht vom Ende des Lichtwellenleiters entfernt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Festkörperlaser verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsgase abgesaugt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl fokussiert wird.