DE60000195T2 - Verfahren zur Bearbeitung eines polymerischen Lichtleitfaserendes durch Laserablation - Google Patents
Verfahren zur Bearbeitung eines polymerischen Lichtleitfaserendes durch LaserablationInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung oder Oberflächenbehandlung eines Endes eines Lichtwellenleiters zur Verwendung in einem optischen Verbinder.
- Mit Lichtwellenleitern aus Kunststoff läßt sich im allgemeinen leicht arbeiten, und sie sind ökonomisch. Ein fortdauerndes Problem bei der Nutzung von Lichtwellenleitern aus Kunststoff war das Problem der Oberflächenbehandlung der Enden eines Lichtwellenleiters aus Kunststoff vor oder nach dem Einführen in einen optischen Verbinder. Die bisherigen Oberflächenbehandlungstechniken haben zu Verbindern mit einer hohen Einfügungsdämpfung geführt. Diese Dämpfungswerte liegen in der Regel im Bereich 1,5 dB bis 2,0 dB. Diese Einführungsdämpfungswerte sind hoch. So liegen beispielsweise mit Siliziumoxidfasern hergestellte Mehrmodenverbinder in der Regel unter 0,5 dB. Innerhalb des Stands der Technik ist bei der Oberflächenbehandlung von Enden von Lichtwellenleitern aus Kunststoff vor Ort und bei der Herstellung zum Polieren des Endes des Lichtwellenleiters optisches Polierpapier mit zwei oder drei verschiedenen Korngrößen verwendet worden. Die Ausnutzung von optischem Polierpapier hat zu den obenerwähnten hohen Einfügungsdämpfungswerten geführt. Ebenfalls im Stand der Technik wird zur Oberflächenbehandlung der Enden von Lichtwellenleitern aus Kunststoff ein weiteres Verfahren verwendet. Dieses andere Verfahren wird als Heißplattenendoberflächenbehandlung bezeichnet. Das Heißplattenendoberflächenbehandlungsverfahren führt in der Regel zu Dämpfungsverlusten im Bereich 1,5-2,0 dB.
- Aus US-A-5,101,090 und 5,130,512 ist die Verwendung von Laserbearbeitung zum gezielten Entfernen von Cladding an Zwischenteilen entlang der Länge eines Lichtwellenleiters bekannt.
- Aus US-A-5,421,928 ist die Verwendung eines Lasers zum Entfernen eines Teils einer Lichtwellenleiterspitze bekannt, die mehr als einen vorbestimmten Abstand hervorragt. Das Ende wird danach mechanisch poliert.
- Aus JP-A-59189301 ist das Erhitzen eines Faserendes bei der Glasübergangstemperatur des Kerns und nachfolgendes Polieren der Stirnfläche bekannt.
- Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren wie in Anspruch 1 beansprucht bereitgestellt.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung wie in Anspruch 9 beansprucht bereitgestellt.
- Ein Abweichen vom Stand der Technik erhält man durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Endes eines Lichtwellenleiters aus Kunststoff durch Abtragen des Endes des Lichtwellenleiters aus Kunststoff durch Verwenden eines Excimer-Lasers. Ein Hochleistungs- Ultraviolett-Lichtstrahl von dem Laser wird von dem Ende der Faser absorbiert und trägt die ersten zehn Mikrometer der Faser ab. Durch diesen Prozeß wird Material entfernt, das verbleibende Sprünge und Risse enthält, um das Ende der Faser abzuflachen. Der Lichtwellenleiter ist dann zur Herstellung einer verlustarmen Grenzfläche mit einer Quelle, einem Detektor oder einem anderen Lichtwellenleiter bereit.
- Andere und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich während des Verlaufs der folgenden Beschreibung und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung.
- Nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnung zeigen:
- Fig. 1 eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung des Endes eines Lichtwellenleiters gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und
- Fig. 2 eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung des Endes eines Lichtwellenleiters gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
- Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht Fig. 1 eine Oberflächenbehandlungsbaugruppe 100, die die Oberfläche des Endes des Lichtwellenleiters 106 behandelt, indem sie das Ende des Lichtwellenleiters 106 abträgt, um Sprünge und Risse enthaltendes Material zu entfernen. Die Sprünge und Risse resultierten aus dem anfänglichen Schneiden des Endes des Lichtwellenleiters 106. Der Laser 101 ist vorteilhafterweise ein Excimer-Laser von Questek (eingetragenes Warenzeichen), Modell 2660, der, wenn er vorteilhafterweise bei einer Wellenlänge von 248 Nanometer (nm) arbeitet, das Ende des Lichtwellenleiters 106 abträgt. Der Fachmann könnte sich weiterhin ohne weiteres vorstellen, daß auch Wellenlängen in einem Bereich von 193 bis 353 Nanometer verwendet werden könnten.
- Zu der Abtragung kommt es durch die Absorption des ultravioletten Lichts von dem Laser 101. Die Energie wird nur in dem ersten Mikrometer der Stirnfläche des Lichtwellenleiters 106 absorbiert. Diese Absorption von Energie in dem ersten Mikrometer bewirkt ein induziertes sofortiges Entfernen von Material, was als Abtragung bezeichnet wird. Für jeweils 3-5 Impulse von dem Laser wird etwa 1 Mikrometer an Faser entfernt. Mit jedem Impuls des Lasers 101 wird eine sehr präzise Materialschicht entfernt. Die Kunstfaser kann vorteilhafterweise aus Polymethylmethacrylat (PMMA), einem Polybutenylvinylether oder einem Polycarbonatmaterial hergestellt sein. Vorteilhafterweise werden von dem Ende des Lichtwellenleiters aus Kunststoff, um ihn zur optischen Übertragung abzuflachen, mindestens 80 Mikrometer an Material entfernt.
- In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei der Oberflächenbehandlungsbaugruppe 100 wird mit der Apertur 102 und den Linsen 103 und 104 das von dem Laser 101 emittierte Licht auf das Ende des Lichtwellenleiters 106 fokussiert. Das Licht wird so fokussiert, daß das Licht den Lichtwellenleiter 106 überlappt und auf die Mitte des Lichtwellenleiters 106 zentriert ist. Die Überlappung ist derart, daß es bei der Lichtintensität von der Mitte des Lichtwellenleiters 106 zu dem äußeren Rand zu einer Differenz von 0,5 Dezibel kommt.
- In Fig. 2 wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Innerhalb einer Oberflächenbehandlungsbaugruppe 200 wird ein Lichtwellenleiter 202 dazu verwendet, an dem von einem Laser 201 emittierten Licht ein Modemixing durchzuführen. Das von dem Lichtwellenleiter 202 auf einen Lichtwellenleiter 203 projizierte resultierende Licht weist über das Ende des Lichtwellenleiters 203 hinweg eine gleichmäßige Intensität auf, so daß das Ende des Lichtwellenleiters 203 gleichmäßig abgetragen wird. Der Lichtwellenleiter 202 wird in 10 Spulen aufgewickelt, wobei jede Spule einen Durchmesser von 10 Zoll aufweist. Außerdem sind die Endabschnitte des Lichtwellenleiters 202, die an dem Laser 201 und dem Lichtwellenleiter 203 angekoppelt werden, gerade und ausreichend lang, um eine leichte Ankopplung zu gestatten. Der Lichtwellenleiter 202 weist vorteilhafterweise einen Quarzkern von 300 Mikrometern auf.
Claims (11)
1. Verfahren zur Behandlung eines Endes eines
Lichtwellenleiters zur Verwendung in einem optischen
Verbinder, bei dem man Licht erzeugt und das
erzeugte Licht zum Entfernen von Material des Endes
auf das Ende des Lichtwellenleiters bildet (102,
103, 104),
dadurch gekennzeichnet, daß
das Licht erzeugt und gebildet wird, um das Ende
des Lichtwellenleiters abzutragen, wobei
verbleibende Sprünge und Risse entfernt werden, um
die Oberfläche des Endes der Faser zur Verwendung
in dem optischen Verbinder zu behandeln.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des
Bildens die Schritte des Fokussierens (103, 104)
des erzeugten Lichts mit einer oder mehreren
Linsen und
des Maskierens (102) des fokussierten Lichts mit
einer Apertur umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Licht von
einem Laser erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das erzeugte
Licht eine Wellenlänge im Bereich von 193 bis
353 Nanometer aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des
Bildens den Schritt des Ausführens eines
Modemixing des Lichts umfaßt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des
Modemixing den Schritt des Übertragens des
erzeugten Lichts durch Glasfaser umfaßt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Licht von
einem Laser erzeugt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das erzeugte
Licht eine Wellenlänge im Bereich von 193 bis
353 Nanometer aufweist.
9. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung eines Endes
eines Lichtwellenleiters zur Verwendung in einem
optischen Verbinder, mit einer Lichtquelle zum
Erzeugen von Licht (101) und einem Mittel zum
Bilden des Lichts (102, 103, 104) auf den
Lichtwellenleiter,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Quelle und das Mittel zum Bilden des Lichts
auf das Ende der Faser gebildetes Licht erzeugen,
das das Ende des Lichtwellenleiters abträgt, wobei
verbleibende Sprünge und Risse entfernt werden, um
die Oberfläche des Endes der Faser zur Verwendung
in dem optischen Verbinder zu behandeln.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Mittel zum
Bilden ein Mittel zum Fokussieren (103, 104) des
erzeugten Lichts mit einer oder mehreren Linsen
und
ein Mittel zum Maskieren (102) des fokussierten
Lichts mit einer Apertur umfaßt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Mittel zum
Bilden ein Mittel zum Ausführen eines Modemixing
des Lichts umfaßt.
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