DE4341417A1 - Lichtleiter-Endabschlußvorrichtung - Google Patents
Lichtleiter-EndabschlußvorrichtungInfo
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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.
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