DE4341417A1 - Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft neuartige Lichtleiter-Endabschluß­ vorrichtungen für Lichtleiter-Kommunikationskreise, und zwar insbesondere solche, bei denen ein Temperaturanstieg dadurch bewirkt wird, daß eine hohe Lichtleistung nach Durchgang durch die angeschlossene optische Faser abgefangen wird.

Wenn nach dem Stand der Technik ein Paar von Lichtleiter- Anschlußsteckern, die die Lichtleiter-Kommunikationskreise mit­ einander verbinden, voneinander getrennt werden, kann das aus einer Lichtquelle kommende Lichtsignal an der Stirnfläche der­ jenigen optischen Faser reflektiert werden, die in den mit der Lichtquelle verbundenen Anschlußstecker hineinführt. Das re­ flektierte Licht kehrt zur Lichtquelle zurück, bei der es sich um einen Laserstrahler handeln kann. Diese Reflexion läßt die Laserdiode instabil arbeiten, da das reflektierte Licht mit dem von der Lichtquelle erzeugten Licht rekombiniert wird.

Die reflektierte Lichtenergie ist beträchtlich und beträgt -12 dB, bezogen auf die einfallende Lichtenergie, sofern die Fläche der optischen Faser an deren stirnseitigem Ende senk­ recht auf der optischen Achse steht.

Die Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung wird mit dem Licht­ leiterende verbunden, um das aus dem Lichtleiterkern austre­ tende Licht zu streuen, so daß das Lichtsignal von der Stirnfläche des Lichtleiters nicht reflektiert werden kann.

Die Fig. 5(a), 5(b) und 5(c) zeigen ein Beispiel für eine Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung nach dem Stand der Technik zur Verwendung in Verbindung mit einem optischen An­ schluß.

Ein Lichtleiter 22 ist in eine Öffnung 23 in der Mitte eines optischen Anschlußelements 21 eingesteckt, welches mit einer Lichtquelle in Verbindung steht. Die rückwärtige Stirnfläche 24 des optischen Anschlußelementes 21 ist recht­ winklig zur Öffnung 23 einer Endbearbeitung unterworfen worden, und zwar durch Polieren des optischen Anschlußelementes 21 zu­ sammen mit dem Lichtleiter 22.

Eine Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung 25 besteht aus einem weiteren Anschlußelement und einem Lichtleiter 26, der in eine Öffnung 28 in der Mitte dieses Anschlußelementes einge­ steckt ist. Die vordere Stirnfläche der Lichtleiter-Endan­ schlußvorrichtung 25 ist rechtwinklig zu dieser Öffnung 28 einer Endbearbeitung unterworfen worden, so daß sie mit der rückwärtigen Stirnfläche des optischen Anschlußelementes 21 in Berührung treten kann. Die rückwärtige Stirnfläche 30 der Licht­ leiter-Endanschlußvorrichtung 25 ist fein bearbeitet, und zwar durch Schleifen unter einem Winkel von mehr als 8° (oder dem Schwellwert), bezogen auf die Ebene senkrecht zur optischen Achse der Öffnung 28.

Die Lichtleiter 22 und 26 werden in eine Ausrichthülse 31 eingeführt, nachdem die rückwärtige Stirnfläche des optischen Anschlußelementes 21 mit der vorderen Stirnfläche 29 des weite­ ren optischen Anschlußelementes in Berührung gebracht worden ist. Licht La fällt in den Kern 35 des Lichtleiters 22 ein, passiert den Kern 32 des Lichtleiters 26 und wird von der Stirnfläche 30 reflektiert. Das reflektierte Licht wird, wie durch einen Pfeil Lb angegeben, in einen Mantel 33 hineingestreut, der den Kern 32 umgibt. Diese Konstruktion ver­ mindert die Lichtenergie, die von der rückwärtigen Stirnfläche des Lichtleiters reflektiert wird. Die in die Lichtquelle hin­ eingehende Lichtenergie kann um -60 dB oder mehr reduziert wer­ den.

Die Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung nach den Fig. 5(a), 5 (b) und 5(c), die dazu dient, die Lichtreflexion an derjenigen Stirnfläche zu reduzieren, an der das Licht enden soll, wird mit hoher Lichtleistung beaufschlagt. Dabei steigt die Temperatur der Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung rund um diejenige rückwärtige Stirnfläche, an der die Lichtenergie re­ flektiert werden kann, und zwar aufgrund der Streuung des Lichts in die Mantelschicht hinein. Der Temperaturanstieg führt unter Umständen zur Zerstörung der Lichtleiter-Endabschlußvor­ richtung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine neuar­ tige Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung zu schaffen, die frei von Temperaturanstiegen ist, wenn sie in Hochleistungs-Lichtsi­ gnalkreisen eingesetzt wird.

Die erfindungsgemäße Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige Stirnfläche bzw. die rückwärtigen Stirnflächen des Kerns bzw. der Kerne eines oder mehrerer Lichtleiter, durch den bzw. durch die das zu beendende Lichtsignal hindurchgehen kann, mit der vorderen Stirnfläche bzw. den vorderen Stirnflächen des Mantels bzw. der Mäntel eines oder mehrerer zweiter Lichtleiter verschmolzen ist.

Dabei kann die erfindungsgemäße Lichtleiter-Endabschlußvor­ richtung so ausgebildet sein, daß die ersten und die zweiten Lichtleiter jeweils in einer Linie angeordnet sind, um ein aus einer Mehrzahl von Lichtleitern bestehendes Band zu bilden, und daß der Endabschluß dadurch hergestellt ist, daß die rückwärti­ gen Stirnflächen der Kerne der ersten optischen Fasern, durch die das zu beendende Lichtsignal hindurchgehen kann, mit den vorderen Stirnflächen der Ummantelungen der zweiten optischen Fasern verschmolzen sind.

Die erfindungsgemäße Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß die ersten und zweiten Lichtleiter mit einer Schutzabdeckung überzogen sind und daß die Innenfläche der Schutzabdeckung das Licht absorbieren oder streuen kann, welches von der rückwärtigen Stirnfläche bzw. den rückwärtigen Stirnflächen der zweiten optischen Faser bzw. der zweiten optischen Fasern reflektiert wird, und zwar beim Auf­ treffen des reflektierten Lichtes auf die innere Fläche der Ab­ deckung.

Die erfindungsgemäße Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung ist frei von lokaler Temperaturerhöhung, da das Licht, das durch den Kern bzw. die Kerne der ersten optischen Faser bzw. der ersten optischen Fasern hindurchgeht, welche an die Lichtquelle angeschlossen ist bzw. sind, zu seiner Unterbrechung in den Mantel bzw. in die Mäntel der zweiten optischen Faser bzw. der zweiten optischen Fasern eintritt.

Die erfindungsgemäße Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß der zweite Lichtleiter bzw. die zweiten Lichtleiter als Teil des ersten mit der Lichtquelle verbundenen Lichtleiters bzw. der ersten Lichtleiter hergestellt und in einfacher Weise mit dem ersten Lichtleiter bzw. den ersten Lichtleitern verschmolzen ist bzw. sind, nachdem der erste Lichtleiter bzw. die ersten Lichtleiter zum Erhalt des zweiten Lichtleiters bzw. der zweiten Lichtlei­ ter geschnitten und auf den zweiten Lichtleiter bzw. die zwei­ ten Lichtleiter ausgerichtet worden ist bzw. sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausfüh­ rungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 im Querschnitt das Zusammenschmelzen eines Paars von optischen Fasern bei der Herstellung einer erfin­ dungsgemäß Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lichtleiter-Endabschlußvorrich­ tung, bei der ein Paar von Lichtleitern durch Zusam­ menschmelzen miteinander verbunden ist;

Fig. 3 im Schnitt die Anwendung der erfindungsgemäßen Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung, wobei ein an eine Lichtquelle angeschlossenes optisches Anschlußelement verwendet wird, um die optischen Fa­ sern auszurichten;

Fig. 4(a) u. 4(b) eine weitere Ausführungsform einer er­ findungsgemäßen Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung, bei der eine Mehrzahl erster und zweiter Lichtleiter in einer Reihe angeordnet und miteinander verbunden sind, um ein Paar von Bändern zu bilden, von denen jedes aus ersten oder zweiten Lichtleitern besteht; wobei Fig. 4 (a) einen Schnitt und Fig. 4 (b) eine Stirnansicht zeigt;

Fig. 5(a), 5(b) u. 5(c) Schnitte einer bekannten Licht­ leiter-Endabschlußvorrichtung zur Verwendung im Zu­ sammenhang mit einem optischen Anschluß, wobei Fig. 5(a) einen Schnitt der Vorrichtung darstellt, wäh­ rend die Fig. 5(b) und 5(c) Querschnitte durch die optische Faser zeigen.

Fig. 1 dient im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung zur Erläuterung des Verschmelzens eines Paars von Lichtleitern bei der Herstellung der Vorrichtung.

Gemäß Fig. 1 liegt ein erster Lichtleiter 1 einem zweiten Lichtleiter 2 gegenüber, wobei jedoch die Achse O des Kerns 1a und die Achse O′ des Kerns 2a gegeneinander versetzt sind, so daß der Kern 1a des ersten Lichtleiters 1 mit dem Mantel 2b des zweiten Lichtleiters 2 verbunden ist. Gleiches gilt für den Mantel 1b und den Kern 2a. Das Verschmelzen der beiden Licht­ leiter 1 und 2 miteinander geschieht durch Bogenentladung 5, erzeugt zwischen Elektroden 3 und 4. Erforderlichenfalls kann anstelle der Bogenentladung eine Heizeinrichtung verwendet wer­ den.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein erstes Ausführungs­ beispiel einer Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung, bei der ein Paar von Lichtleitern entsprechend dem oben beschriebenen Ver­ fahren miteinander verschmolzen ist.

Gemäß Fig. 2 wird der erste Lichtleiter 1 in eine zentrale Öffnung 6b eines Anschlußelements 6 eingesteckt. Die Befesti­ gung erfolgt mittels eines Klebstoffs. Die vordere Stirnfläche 6a des Anschlußelements 6 ist durch Polieren endbearbeitet.

Die rückwärtige Stirnfläche 2c des zweiten Lichtleiters 2, an der das aus dem Mantel 2b kommende Licht gestreut wird, benötigt keine spezielle Endbearbeitung. Sie bleibt rauh, wobei der einzige Bearbeitungsschritt der des Schneidens ist.

Der zweite Lichtleiter 2 ist mit einer Schutzabdeckung 7 versehen. Diese wird vorzugsweise durch Formen eines Kunst­ stoffmaterials hergestellt, um eine solche Struktur zu bilden, die das aus dem zweiten Lichtleiter kommende Licht absorbieren kann.

Die innere Bodenfläche 7a der Schutzabdeckung 7 ist nach Außen gekrümmt oder zur optischen Achse O′ geneigt, so daß das von ihr reflektierte Licht nicht auf die rückwärtige Stirnflä­ che 2c der Ummantelung 2b auftrifft.

Diese Konstruktion vermindert die Energiedichte des aus dem Kern 1a in den Mantel 2b eintretenden Lichts auf größenord­ nungsmäßig -20 dB. Das aus der Lichtquelle kommende Licht L geht durch den Kern 1a des ersten Lichtleiters 1 hindurch und trifft geradlinig auf den Mantel 2b des zweiten Lichtleiters 2. Das auf den Mantel 2b fallende Licht wird in den Mantel hin­ eingestreut. Das Streuen des Lichts in den Mantel 2b des zwei­ ten Lichtleiters 2 hinein vermindert die Leistungsdichte des Lichts innerhalb dieses Mantels. Die aus dem Mantel 2b des zweiten Lichtleiters 2 aus tretende Lichtleistung gelangt in den von der Schutzabdeckung 7 umschlossenen Bereich; nur eine ge­ ringe Lichtleistung kann zur Lichtquelle zurückkehren.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 war die durch Reflexion zur Lichtquelle zurückkehrende Leistung kleiner als -60 dB. Der aufgrund von Lichtenergieabsorption innerhalb der Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung auftretende Temperaturan­ stieg war kleiner als der Mindest-Schwellenwert des Detektors.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung, bei der ein mit der Licht­ quelle verbundenes optisches Anschlußelement 9 dazu dient, die optischen Fasern auszurichten. Das optische Anschlußelement 9 ist in eine Ausrichthülse 8 eingesteckt, und zwar von links nach rechts, während die erfindungsgemäße Lichtleiter-Endab­ schlußvorrichtung 10 von der entgegengesetzten Seite aus in die Ausrichthülse 8 eingeschoben worden ist.

Die Fig. 4(a) und 4(b) zeigen eine weitere Ausfüh­ rungsform einer erfindungsgemäßen Lichtleiter-Endabschlußvor­ richtung, bei der eine Mehrzahl von ersten und zweiten Licht­ leitern in einer Reihe ausgerichtet und miteinander verbunden sind, um ein Paar von Bändern zu bilden, von denen jedes aus ersten und zweiten Lichtleitern besteht.

Eine Mehrzahl optischer Fasern wird miteinander verschmol­ zen, und zwar nach dem Verfahren gemäß Fig. 1. Die optischen Fasern sind in zugehörige Öffnungen eines Anschlußelementes 11 eingesteckt, um ein optisches Faserband zu bilden. Sodann sind sie mit einer Schutzabdeckung 14 abgedeckt.

Nach den Fig. 4(a) und 4(b) besteht die Lichtleiter- Endabschlußvorrichtung aus vier Lichtleitern. Eine erste Licht­ leiterreihe 12 umfaßt vier optische Fasern, und eine zweite Lichtleiterreihe 13 umfaßt vier weitere Lichtleiter.

Wie oben erwähnt, ist die erfindungsgemäße Lichtleiter- Endabschlußvorrichtung so ausgebildet, daß mindestens ein erster, mit der Lichtquelle verbundener Lichtleiter auf den Mantel mindestens eines zweiten, zu unterbrechenden Lichtlei­ ters ausgerichtet und mit diesem verschmolzen ist, so daß die durch den Kern des ersten Lichtleiters hindurchgehende Licht­ leistung in den Mantel des zweiten Lichtleiters eintreten und geradlinig in diesen Mantel hineingestreut werden kann. Die Lichtleistung innerhalb des Mantels des zweiten Lichtleiters ist wesentlich geringer als die innerhalb des Kerns des ersten Lichtleiters, da die Abmaße des Mantels wesentlich größer als die des Kerns sind. Diese Art der Lichtleiter-Endabschlußvor­ richtung ist frei von internen Temperaturanstiegen, und die Re­ flexionsverluste sind sehr viel kleiner als die von gebräuchlichen Lichtleiter-Endabschlußvorrichtungen.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Lichtleiter- Endabschlußvorrichtung kann als Verschmelzungsverfahren eine Bogenentladung angewendet werden, die einen einfachen Verfah­ rensschritt darstellt und keine Politur der Stirnflächen des Anschlußelementes erfordert. Die Lichtleiter-Endabschlußvor­ richtung kann daher unter reduzierten Kosten hergestellt wer­ den, wobei das Fabrikationsverfahren einfacher als das konven­ tioneller Prozesse ist. Die Technik, ein aus einer Mehrzahl von Lichtleitern bestehendes Band mit einem weiteren aus einer Mehrzahl von Lichtleitern bestehenden Band gleichzeitig zu ver­ schmelzen, wurde anderweitig entwickelt; diese Lichtleiter- Endabschlußvorrichtung nach der Erfindung läßt sich ebenfalls unter reduzierten Kosten herstellen. Auch in diesem Falle ist der Fabrikationsprozeß einfacher als bei konventionellen Pro­ zessen.

Das Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Licht­ leiter-Endabschlußvorrichtung kann Anwendung finden bei der Herstellung optischer Verteiler- und Sammelvorrichtungen, opti­ scher Schalter und vieler anderer Vorrichtungen.

Claims (3)

1. Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern bzw. die Kerne (1a) eines ersten Lichtleiters bzw. Von ersten Lichtleitern (1) an derjenigen Stirnfläche bzw. an denjenigen Stirnflächen, durch die die zu unterbrechenden Lichtsignale hindurchgehen können, mit dem Mantel bzw. den Män­ teln (2b) eines zweiten Lichters bzw. von zweiten Lichtleitern (2) an dessen Stirnfläche bzw. an deren Stirnflächen verbunden ist bzw. sind, und zwar durch Verschmelzen.

2. Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Lichtleiter ein Paar von Licht­ leiterbändern (12, 13) bilden, von denen jedes eine Mehrzahl von in einer Reihe ausgerichteten Lichtleitern umfaßt, und daß die Kerne der ersten Lichtleiter an deren Stirnflächen mit den Mänteln der zweiten Lichtleiter an deren Stirnflächen verbunden sind, und zwar durch Verschmelzen.

3. Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Lichtleiter bzw. die zweiten Lichtleiter von einer Schutzabdeckung (7, 14) abgedeckt ist bzw. sind und daß die Innenfläche (7a) der Schutzabdeckung das von der rückwär­ tigen Stirnfläche bzw. den rückwärtigen Stirnflächen des zwei­ ten Lichtleiters bzw. der zweiten Lichtleiter reflektierte Licht absorbieren oder streuen kann, wenn dieses reflektierte Licht auf die Innenfläche der Schutzabdeckung auftrifft.