DE68924807T2 - Verfahren zur reproduzierbaren Herstellung von optischen Kopplern. - Google Patents

Description

• Es ist bekannt, daß eine Kopplung zwischen zwei geringfügig beabstandeten Kernen in einer Vorrichtung mit mehreren Kernen auftritt. Der Kopplungswirkungsgrad nimmt mit abnehmendem Kernabstand und im Falle von einmodalen Kernen mit abnehmendem Kerndurchmesser zu.
• Multimodale und einmodale Koppler wurden durch Anordnen von einer Vielzahl von Fasern in einem Verhältnis Seite an Seite einer geeigneten Länge davon und Verschweißen der Umhüllungen miteinander gebildet, um die Fasern zu sichern und die Abstände zwischen dem Kernen zu verringern. Die Kopplung kann durch Spannen und Verdrillen der Fasern entlang deren verschweißter Länge verbessert werden, wie es im U.S. Patent Nummer 4,426,215 (Murphy) gelehrt wird; die Verdrillung der Fasern ist jedoch für bestimmte Zwecke von Nachteil. Es wird auch gelegentlich ein Teil der Umhüllung durch Ätzen oder Schleifen entfernt, um den Zwischenkernabstand zu verringern, wie es im U.S. Patent Nummer 4,449,781 (Lightstone) gelehrt wird. Da der Kopplungsbereich zerbrechlich und der Atmosphäre ausgesetzt ist, müssen derartige Koppler dann mit einer hermetischen Einfassung versehen werden. Diese Vorgänge sind arbeitsintensiv und daher teuer. Weiterhin resultieren sie nicht immer in Kopplern, welche vorbestimmte erwünschte Kopplungscharakteristika und Langzeitzuverlässigkeit zeigen. Derartige Nachteile sind insbesondere bei der Herstellung von einmodalen Kopplern ersichtlich, bei denen die Kopplungskernabschnitte parallel zueinander bleiben sollen, um sicherzustellen, daß die Übertragungskonstanten zueinander passen und bei der Herstellung von einmodalen Kopplern, die optische Charakteristika besitzen müssen, wie beispielsweise Polarisationskonstanz.
• Ein bereits gebildeter Koppler muß nicht sofort mit einer Einfassung versehen werden, wenn der Vorgang der Bildung des Kopplers inhärent hermetisch abdichtet und die Kopplung der Fasern in geeigneter Weise unterstützt.
• Jedoch haben Versuche, dieses Ziel zu erreichen, in der Bildung von Kopplern mit unerwünschten optischen Charakteristika resultiert.
• Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung 60-140208 lehrt einen Koppler, der durch Vorverdrillung eines Paares von Fasern, deren Einführen in eine Quarzröhre und durch Erhitzen und Ziehen des mittleren Teiles der Röhre, um ihren Durchmesser zu verringern, gebildet wird. Dann wird ein Harz auf die Enden der Röhre aufgebracht, um die Fasern damit abzudichten. Dieser Koppler besitzt die folgenden Nachteile. Während des Aufschrumpfens der Röhre auf die Fasern werden die Fasern nicht straff gehalten und die Kapillarröhre wird nicht evakuiert. Die Fasern können daher in der Röhre frei mäandern, wodurch sie das Erreichen einer vorbestimmten Kopplung verhindern, wenn die Röhre um eine vorbestimmte Länge gelängt wird. Dies kann es auch schwierig machen, einen niedrigeren Kopplungsverlust zu erzielen. Da die Fasern vorverdrillt werden, um eine ausreichende Länge an Faser-zu-Faser Kontakt zur Verfügung zu stellen, um eine geeignete Kopplung zu schaffen, kann der sich ergebende Koppler die Polarisation eines optischen Eingangssignales nicht aufrechterhalten und ist für bestimmte Anwendungen ungeeignet.
• Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung 59-195615 lehrt ein Verfahren zur Bildung eines Kopplers, nach dem drei Lichtleitfasern parallel zueinander in eine Glasröhre eingesetzt werden und die Mitte der Röhre auf eine Temperatur niedriger als der Schmelzpunkt der Fasern erhitzt wird.
• Infolgedessen wird die Röhre allmählich geschmolzen, ihr Durchmesser wird verringert und die Fasern nehmen einen gleichmäßigen Druck aus der Umgebung auf und werden parallel zueinander in Kontakt miteinander gedrückt. Dann wird die Heizleistung der Wärmequelle auf eine Temperatur höher als der Schmelzpunkt der Fasern erhöht, um die Fasern zu schmelzen und zu vereinigen. Danach werden die Fasern gezogen und der vereinigte Teil der Fasern wird verjüngt. Da drei Fasern in einer runden Öffnung angeordnet sind, befinden sich alle Fasern in Kontakt mit der Öffnung und keine wird ausschließlich durch andere Fasern abgestützt.
• Das US Patent Nr. 3,579,316 (Dyott et al.) lehrt ein Verfahren, nach dem die Fasern zuerst in eine Kapillarröhre eingesetzt werden, wo sich die Enden überlappen dürfen. Die Kapillarröhre ist aus einem Glas mit einem Brechungsindex gebildet, der niedriger ist als derjenige des die Faser umhüllenden Werkstoffes.
• Auf die Kapillarröhre wird in der Nähe der Faserüberlappung Wärme aufgebracht und die Röhre wird gestreckt, bis sich ihr Durchmesser demjenigen der ursprünglichen Fasern annähert. Die ursprünglichen Kerne des herausgezogenen Teiles werden verschwindend klein, wobei die gestreckten Durchmesser nur etwa 1/100 der ursprünglichen Durchmesser sind; die Umhüllung der ursprünglichen Fasern wird zum Kern des Kopplungsabschnittes. Bei einer zweiten Ausführungsform, bei der es eine partielle Übertragung von Leistung von einer Faser zu der anderen gibt, werden die beiden Fasern mit sich von beiden Röhrenenden erstreckenden Enden in die Röhre eingesetzt. Die Bohrung der Kapillarröhre ist ausreichend groß, damit eine der Fasern von einer Muffe umgeben wird, welche den gleichen Brechungsindex wie die Kapillarröhre besitzt. Da die Kerne verschwindend klein werden und die ursprünglichen Umhüllungen zu den Kernen des Kupplungsabschnittes werden, hält die Muffe die neuen Kerne um einen festen Abstand getrennt. Ein derartiger langer dünner Koppler ist sehr schwerfällig und zerbrechlich. Darüber hinaus ist ein derartiger Koppler mit Verlust behaftet, da die ursprüngliche Umhüllung den Platz der verschwindenden Kerne einnimmt. In dem Bereich des Kopplers, an den sich die Faserkerne von ihrer "verschwindend kleinen" Größe zu ihrer vollen Größe verjüngen, wird ein ungenügender Betrag an Leistung von der Umhüllung zum Kern zurück übertragen.
• Verschiedene Nachteile des vorstehend erwähnten Standes der Technik wurden durch das Verfahren gemäß unserer Anmeldung EP-A-302745 überwunden, einem Dokument, welches unter die Bedingungen des Artikels 54 (3) EPÜ fällt, nach welchem wenigstens zwei in geeigneter Weise vorbereitete Glaslichtleitfasern, von denen jede einen Kern und eine Umhüllung aufweist, innerhalb der langgestreckten Öffnung einer Glasröhre in einer Weise angeordnet sind, daß sich die Enden der Fasern über die Enden der Röhre hinaus erstrecken. Die Öffnung kann rhombusförmig sein. Wenn die Glasfasern eine Beschichtung darauf aufweisen, wird ein Abschnitt der Beschichtung, zwischen ihren Enden entfernt, wobei der unbeschichtete Abschnitt der Glasfasern innerhalb der langgestreckten Öffnung der Röhre angeordnet ist. Die Fasern werden straff gehalten und werden an die ersten und zweiten Endabschnitte der Röhre geklebt; nachdem der Klebstoff ausgehärtet ist, verbleiben die Fasern unter Spannung. Der mittlere Bereich der so gebildeten Anordnung wird erhitzt, damit er um die Fasern heruni schrumpft und wird auf einem vorbestimmten Durchmesser gezogen. Die Schrumpfung der Röhre wird durch die Schaffung eines Unterdruckes innerhalb der Öffnung erleichtert.
• Da der mittige Abschnitt der Glasröhre schrumpft, nimmt die Öffnung an Größe ab und die Röhre berührt die Fasern, wodurch sie dazu neigt, sie in gegenseitigen Kontakt zu zwingen. Dieses Vorkommen erhöht die Wahrscheinlichkeit, daß der sich ergebende Koppler vorbestimmte Kopplungscharakteristika besitzen wird. Jedoch kann Glas aus der schrumpfenden Röhre in den Bereich zwischen den Fasern fließen. Wenn dieser Fluß überwiegt, kann er einen Abstand zwischen den Fasern hervorrufen, welcher die Kopplung negativ beeinflußt.
• Zudem verbraucht der Schritt des mechanischen Abstreifens der Beschichtung von den Fasern Zeit und beinhaltet die Handhabung der zerbrechlichen unbeschichteten Fasern. Verfahren des Abstreifens mit Lösungsmitteln erfordern auch eine ungeheure Menge an Handhabung der Faser.
• Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung optischer Koppler zu schaffen, deren optische Eigenschaften in enger Weise vorbestimmten Werten entsprechen. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung optischer Koppler zu schaffen, die dazu in der Lage sind, falschen Umgebungsbedingungen zu widerstehen, wie beispielsweise Temperaturschwankungen und mechanischen Einflüssen und trotzdem eine zuverlässige und vorhersagbare Energieübertragung zwischen benachbarten Fasern zu bewirken.
• Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Kopplers. Es wird eine Glasröhre bereitgehalten. Die Röhre besitzt erste und zweite gegenüberliegende Endabschnitte, einen mittleren Bereich und eine sich darin hindurch erstreckende langgestreckte Öffnung. Die querschnittliche Ausbildung der Öffnung ist symmetrisch um eine Ebene durch die Längsachse der Röhre. Eine Vielzahl von Glaslichtleitfasern ist innerhalb der langgestreckten Öffnung angeordnet, wobei jede Faser einen Kern und eine Umhüllung besitzt und wobei wenigstens ein Ende jeder der Fasern sich über das jeweilige Ende der Röhre hinaus erstreckt. Die Fasern werden straff gehalten, um eine Spannung darin zu bewirken, der mittlere Bereich der Röhre wird erhitzt, um den mittleren Bereich um die Fasern herum zu schrumpfen und wenigstens ein Abschnitt des mittleren Bereiches wird gezogen.
• Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung von n abgeflachten Flächen gebildet wird, wobei n wenigstens 3 ist und daß der Schritt des Anordnens einer Vielzahl von Glaslichtleitfasern das Anordnen von n+1 Lichtleitfasern in der Öffnung umfaßt, wobei n der Fasern die Öffnung berühren und eine der Fasern mittig in der Öffnung angeordnet wird in Kontakt mit den n Fasern.
• Fig. 1 ist eine Ansicht im Querschnitt einer Glasröhre, die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
• Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung für das Einsetzen von Fasern in die Röhre.
• Fig. 3 ist eine Ansicht im Querschnitt, die das Verfahren des Schaffens von Zugang zur Öffnung der Röhre darstellt und zudem das Verfahren zum Evakuieren der Röhre zeigt.
• Fig. 4 ist eine Ansicht im Querschnitt entlang der Linie 4-4 nach Fig. 3.
• Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Schrumpfen der Röhre und Ziehen ihres mittleren Bereiches.
• Fig. 6 ist eine Ansicht im Querschnitt, welche das Schrumpfen der Glasröhre um die Fasern herum darstellt, um einen festen mittleren Bereich zu bilden.
• Fig. 7 ist eine Ansicht im Querschnitt durch den festen mittleren Bereich der Fig. 6 entlang der Linie 7-7.
• Fig. 8 ist eine Darstellung des Faserkopplers der vorliegenden Erfindung im Querschnitt, nachdem er abgezogen und an seinen Enden abgedichtet worden ist.
• Fig. 9 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Halten der Fasern, während die Röhre geschrumpft wird.
• Fig. 10 und 11 zeigen Öffnungsformen im Querschnitt, welche ungünstige Effekte beim Vorgang des Schrumpfens der Röhre mit sich bringen.
• Fig. 12-15 zeigen Öffnungsformen im Querschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 15 eine Anordnung der Fasern in Übereinstimmung mit der Erfindung darstellt.
• Es ist festzuhalten, daß die querschnittlichen Darstellungen der Fig. 10 - 15 an dem Bereich der Kapillarröhre in der Nähe der Linie A-A nach Fig. 3 genommen worden sind.
• Die Zeichnungen sollen nicht Größenproportionen oder relative Proportionen der darin dargestellten Elemente anzeigen.
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung optischer Koppler durch die Anordnung von wenigstens vier in geeigneter Weise vorbereiteter Glaslichtleitfasern innerhalb der langgestreckten Öffnung einer Glasröhre, wobei jede der Fasern einen Kern und eine Umhüllung besitzt. Wenn die Fasern eine Beschichtung daran aufweisen, wird ein Abschnitt der Beschichtung zwischen den Faserenden entfernt und die unbeschichteten Abschnitte der Fasern werden innerhalb der Öffnung angeordnet. Die Fasern werden straff gehalten, um darin eine Spannung zu bewirken. Das Innere der so ausgebildeten Anordnung kann durch Aufbringen eines Vakuums an einem Ende davon und durch Fließenlassen eines geeigneten Fluides durch die Öffnung gereinigt werden, wie beispielsweise Luft oder einer flüssigen Reinigungslösung. Der mittlere Bereich der so gebildeten Anordnung wird erhitzt, damit er um die Fasern herum schrumpft und wird auf einen vorbestimmten Durchmesser gedehnt oder gezogen. Das Schrumpfen des mittleren Bereiches der Röhre kann durch Schaffen eines Differenzdruckes über die Röhrenwand erleichtert werden, wobei der niedrigere Druck innerhalb der Öffnung vorherrscht; dies hilft bei der Bildung eines festen mittleren Bereiches.
• Die Fasern können während des Schrittes des Schrumpfens durch ihre Befestigung an einem Endabschnitt der Röhre, Ziehen der Fasern, welche sich aus dem zweiten Ende der Röhre erstrecken, um eine Spannung darauf aufzubringen und Befestigen der Fasern an dem zweiten Endabschnitt der Röhre straff gehalten werden. Die Fasern können an den Endabschnitten der Röhre durch Aufbringen eines Klebstoffes befestigt werden, der aus einem Bindemittel, wie beispielsweise einem Haftmittel oder dergleichen bestehen kann. Der Klebstoff kann auf weniger als den gesamten Umfangsbereich um die Fasern herum aufgebracht werden, wobei dadurch eine Öffnung zwischen der Öffnung und dem Klebstoff gelassen wird, wodurch ein Zugang zu der Öffnung an demjenigen Ende der Röhre beibehalten wird. Andere Techniken zum Ankleben der Fasern an die Enden der Köhre werden in der obenstehenden Patentanmeldung EP-A-302745 gelehrt.
• Obwohl Koppler mit niedrigen Verlusten durch Schrumpfen der Röhre auf die Fasern und durch Ziehen oder Dehnen des mittleren Bereiches der Röhre in einem einzigen Aufheizvorgang hergestellt worden sind, ist es vorteilhaft, diese Schritte getrennt auszuführen. Wenn sich die Röhre vor dem Aufheizen zu ihrem Dehnvorgang abkühlen darf, kann mehr Kontrolle über jeden Schritt ausgeübt werden. Ein mittiger Bereich des festen geschrumpften mittleren Bereiches kann gedehnt werden, wodurch die gedehnten Abschnitte der Lichtleitfasern vollständig in der Glasmatrix der Röhre eingeschlossen gehalten werden. Diese verbesserte Hermetizität ist von Vorteil, da sie die gedehnten Abschnitte der Fasern daran hindert, durch Wasser und andere Verschmutzungen nachteilig beeinflußt zu werden, welche die optischen Charakteristika des Kopplers nachteilig verändern können.
• Für den Gebrauch bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird die Röhre 10 (Fig. 1) mit einer langgestreckten Öffnung 12 bevorzugt. Die Röhre 10 kann eine Kapillarröhre aufweisen, die, wie nachfolgend im Detail beschrieben, oder wie in US Patent Nr. 4,822,389 gelehrt, ausgebildet ist. Verjüngte Öffnungen 14 und 16 erleichtern das Einsetzen von Fasern in die Öffnung 12. Verjüngte Öffnungen 14 und 16 erleichtern auch die Aufbringung von Klebstoff an den Fasern in einer derartigen Weise, daß die Öffnung dadurch nicht blockiert wird.
• Die Erweichungspunkttemperatur der Röhre 10 sollte niedriger sein als diejenige der optischen Fasern. Geeignete Zusammensetzungen der Röhre sind SiO&sub2;, dotiert mit 1 bis 25 Gewichts % B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2;, dotiert mit 0.1 bis etwa 2.5 Gewichts % Fluor.
• Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Kopplers sollten, um Koppler mit vorbestimmten optischen Charakteristika herzustellen, alle Verfahrensschritte, einschließlich des Schrittes des Einsetzens der Fasern in die Kapillarröhre an jedem gefertigten Koppler einheitlich ausgeführt werden. Es ist vorteilhaft, eine Fasereinsetzstation einzusetzen, welche den nachfolgenden Kriterien entspricht. Es ist festzuhalten, daß für bestimmte Typen von Kopplungsvorrichtungen, wie beispielsweise WDM Koppler und Polarisationserhaltungskoppler, die Fasern unverdrillt gehalten und parallel zueinander beibehalten werden müssen. Um die Fasern unverdrillt und gerade zu halten, sollte die Vorrichtung, welche die Fasern hält, gut ausgerichtet sein. Es sollte eine Einrichtung vorgesehen sein, um die Fasern während des Schrittes des Klebens unter einer leichten Spannung zu halten, um das Auftreten von Faserspiel oder Durchhang während der Fertigungsschritte zu beseitigen, insbesondere während des Schrittes des Schrumpfens der Kapillarröhre auf die Fasern. Das Auftreten von Spiel in einer oder beiden Fasern während des Schrittes des Schrumpfens der Röhre könnte verursachen, daß die sich ergebende Vorrichtung einen übermäßigen Verlust zeigt und/oder im Kopplungsverhältnis Veränderungen hervorrufen könnte.
• Eine geeignete Fasereinsetzstation, die in Fig. 2 dargestellt ist, weist ausgerichtete Blöcke 27, 34, 36, 39, 42 und 43 auf. Mit Gummi belegte Klammern 30 und 31 können die optischen Fasern gegen den Block 27 halten, Ähnliche Klammern 44 und 45 sind dem Block 43 zugeordnet. Die Klammern, die gegen die Blöcke durch eine Feder vorgespannt sind, können aus dem Kontakt mit den Blöcken durch Niederdrücken eines damit verbundenen Handgriffes zurückgezogen werden.
• Der Block 34 beinhaltet beabstandete Nuten 32 und 33, die mit Nuten 40 und 41 des Blockes 42 ausgerichtet sind. Eine einfache Nut 35 in der Oberfläche des Blockes 36 ist mit einer ähnlichen Nut 38 des Blockes 39 ausgerichtet. Die dargestellten Nuten können U-förmig ausgebildet sein und können eine Breite aufweisen, welche gerade ausreichend ist, um darin verschiebbar die Faser oder Fasern aufzunehmen, welche darin angeordnet sind.
• Die Funktionsweise der Fasereinsetzstation nach Fig. 2 ist wie folgt, wobei Bezug genommen wird auf die in Fig. 3 und 4 dargestellte Kapillarröhre. Längen 22 und 24 einer beschichteten optischen Faser werden von einer Faserrolle abgetrennt. Ein Ende jeder der Fasern 22 und 24 wird durch Klammern 30 beziehungsweise 33 festgelegt. Die gesamten Längen der Fasern werden mit einem flusenfreien Stoff abgewischt, der mit einer geeigneten Reinigungslösung, wie beispielsweise Ethylalkohol befeuchtet ist.
• Die Öffnung der Kapillarröhre 10 ist vorzugsweise gerade groß genug, um die beschichteten Abschnitte der optischen Fasern aufzunehmen und ihre Form sollte nicht kreisförmig sein, wie es untenstehend beschrieben ist. Ein derartiges Verhältnis zwischen den beschichteten Fasern und der Öffnung hindert die Enden der Fasern daran, sich innerhalb der Röhre zu verdrillen. Wie in Fig. 4 dargestellt, erleichtern bestimmte Loch-Querschnittsformen die gute Ausrichtung der Fasern in der Röhre. Der Öffnungsdurchmesser sollte nicht so klein sein, daß es schwierig ist, die Fasern hindurch zu fädeln. Eine kleine Menge an Ethylalkohol kann in die Röhre gespritzt werden, um die Fasern zeitweise zu schmieren und um anschließend zu verdampfen. Die Kapillarröhre wird auf die Fasern gefädelt und näherungsweise zu der in Fig. 2 dargestellten Position nahe dem Block 36 bewegt. Die Fasern werden leicht gezogen, so daß sie sich etwas unter Spannung befinden und ihre verbleibenden Enden werden dann durch die Klammern 44 und 45 gehalten. Ein mechanisches Abziehwerkzeug wird verwendet, um einen Abschnitt der Beschichtung von jeder Faser an einer Stelle davon zwischen der Röhre 10 und dem Block 39 zu entfernen. Die Länge des abgestreiften Abschnittes der Faser ist geringfügig kürzer als die Länge der Öffnung der Kapillarröhre, damit sich die Beschichtung in beide Enden der Öffnung 12 hinein erstrecken kann, um dadurch die Fasern innerhalb des Öffnungsquerschnittes genau anzuordnen. Dieses Hervorstehen der Faserbeschichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Die Längen der abgestreiften Bereiche sollten in etwa gleich sein und diese Bereiche sollten beieinander liegend angeordnet sein.
• Bei der Verwendung eines flusenfreien Stoffes werden die Fasern am linken Ende der Röhre 10 gegriffen und fest abgewischt, wobei der Stoff von der Röhre weg und über die abgestreiften Bereiche bewegt wird. Dieser Schritt entfernt jegliches loses Material, welches durch den Schritt des Abstreifens der Beschichtung erzeugt worden ist und hinterläßt eine unberührte Oberfläche auf den abgestreiften Bereichen der Fasern. Die Fasern werden dann in die Nuten 35 und 38 eingebracht, die dabei helfen, die Fasern gerade und beieinander liegend zu halten. Die Klammer 44 wird gelöst und dann wieder geklammert, nachdem die Faser 22 wieder gespannt worden ist; die Faser 24 wird dann in ähnlicher Weise wieder gespannt.
• Die Kapillarröhre wird zum Block 39 hin bewegt und derart angeordnet, daß sie mittig über dem abgestreiften Bereich angeordnet ist, wie in Fig. 3 dargestellt. Eine kleine Menge 47 an Klebstoff wird auf eine Seite der Fasern 22 und 24 aufgebracht, um sie an einer Seite der verjüngten Öffnung 16' zu befestigen, während eine Öffnung 48 belassen wird, die Zugang zur langgestreckten Öffnung 12 zwischen dem Klebstoff 47 und dem Rest der verjüngten Öffnung 16 zuläßt. Ein Tropfen 49 an Klebstoff wird in ähnlicher Weise zwischen den Fasern und der verjüngten Öffnung 14 aufgebracht, wobei eine Zugangsöffnung 50 zur Öffnung zwischen dem Klebstoff 49 und der verjüngten Öffnung 14 belassen wird. Abhängig von der Größe der Öffnung der Kapillarröhre kann es schwierig oder sogar unmöglich sein, die Fasern an den Röhrenendabschnitten anzukleben, ohne die Öffnung zu blockieren, wenn die Röhre nicht mit verjüngten Öffnungen 14 und 16 versehen ist. Öffnungen 48 und 50 gestatten den Fluß von Fluid durch die Öffnung 12 während des letzten Waschvorganges und lassen auch die Evakuierung der Öffnung 12 während des Schrumpfens der Röhre 10 zu. Wenn der Klebstoff ein von UV Licht aushärtbares Epoxydharz ist, wird UV Licht auf den ersten aufgebrachten Tropfen von Epoxydharz geleitet, bevor der zweite Tropfen auf das verbleibende Ende aufgebracht wird. Der zweite Tropfen wird dann aufgebracht und ausgehärtet.
• Die Fasern innerhalb der Kapillarröhre werden auf interne Verdrillungen visuell überprüft. Eine Verdrillung von mehr als 180º kann durch das bloße Auge gesehen werden. Es kann auch ein Laserstrahl in das von der Klammer 44 vorstehende Ende der Faser 22 eingebracht werden. Wenn keine Verdrillung vorliegt, tritt das Licht von dem Ende der Faser 22 aus, welches von der Klammer 30 vorsteht. Eine Orientierungsmarke kann auf der oberen Fläche der Röhre 10 angeordnet werden, damit die Fasern bezüglich der Abzugsvorrichtung für jeden hergestellten Koppler in der gleichen Weise ausgerichtet sind, wodurch sichergestellt wird, daß jeder Koppler - Vorformling einheitlichen Herstellungsbedingungen unterliegt.
• Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Röhre 10 erhitzt und auf die Fasern 22 und 24 geschrumpft und danach wird der mittlere Bereich der Röhre 10 erhitzt und gedehnt, um die Faserkerne enger zusammen zu bringen und zwar entlang eines Abstandes, der ausreichend ist, um einen vorbestimmten Typ der Kopplung zu erreichen.
• Eine bevorzugte Vorrichtung zur Ausführung der Schritte des Schrumpfens und Streckens der Röhre ist in Fig. 5 dargestellt. Spannmittel 52 und 53, die dazu verwendet werden, den Koppler - Vorformling in dieser Vorrichtung festzulegen, sind an von einem Motor gesteuerten Bühnen 65 beziehungsweise 66 angeordnet, die bevorzugt von einem Computer gesteuert werden. Die Symmetrie ist ein wichtiges Erfordernis für die Schritte des Schrumpfens und Dehnens beziehungsweise Streckens; daher müssen die Spannmittel 52 und 53 ausgerichtet sein, um das Auftreten einer Abweichung in dem Koppler zu verhindern, welche in nachteiliger Weise den Verlust der Vorrichtung ungünstig beeinflussen kann und die auch in nachteiliger Weise die Bidirektionalität des Kopplers ungünstig beeinflussen kann, diejenige Charakteristik, wonach die Ausgangsleistung des Kopplers weitgehend gleichförmig ist, unabhängig davon, welches Ende der Faser als der input port (Eingangsöffnung) ausgewählt wird. Die Bidirektionalität des Kopplers wird auch gesteigert durch die Anordnung des Brenners mittig entlang des Koppler - Vorformlings, so daß er den Vorformling gleichmäßig erhitzt. Ein symmetrisch ausgestalteter Brenner, wie beispielsweise ein Ringbrenner 54 ist für die gleichmäßige Erhitzung des mittleren Bereiches der Kapillarröhre geeignet.
• Ein Hitzeschild 55 schützt die oberhalb des Brenners angeordnete Vorrichtung.
• Ein Koppler - Vorformling 51 nach Fig. 3 wird durch den Ringbrenner 54 eingesetzt mit der Orientierungsmarke in eine vorbestimmte Richtung schauend. Der Vorformling wird an den Abzugsspannmitteln angeklammert und Vakuum- Halterungen 56 sowie 61 werden an seinen Enden befestigt. Die Vakuum-Halterung 56, welche in Fig. 3 im Querschnitt dargestellt ist, kann einen kurzen, etwas starren Abschnitt einer Röhre aus Gummi mit einer Unterdruckleitung 57 besitzen, die sich radial davon erstreckt. Ein Ende einer Länge einer dünnen Rohrleitung 58 ist an dem Ende der Vakuum-Halterung 56 festgelegt, welches dem Vorformling 51 gegenüberliegt; das verbleibende Ende der Rohrleitung 58 erstreckt sich zwischen Klemmbacken 59. Eine obere Vakuum-Halterung 41 ist in ähnlicher Weise der Leitung 61, einer Rohrleitung 63 und Klemmbacken 64 zugeordnet. Fasern 22 und 24 erstrecken sich von der Rohrleitung 58 und 63.
• An dem unteren Abschnitt des Koppler - Vorformlings 51 wird ein Unterdruck angelegt und zwar für eine Zeit, die ausreichend ist, um die Öffnung 12 durch die Klemmbacken 59 an der Rohrleitung 58 zu überstreichen. Die obere Leitung wird während dieser Zeit der freien Luft ausgesetzt, indem die Klemmbacken 64 offen gelassen werden. Diese "Luft Wäsche" zieht aus der Öffnung 12 jegliches loses Haufwerk, welches sich während des Schrittes des Einsetzens der Faser darin angesammelt hat. Die Klauen 64 werden dann an der Rohrleitung 63 angeklammert, um an dem oberen Abschnitt des Vorformlings 51 Unterdruck anzulegen.
• Der Schritt des Schrumpfens der Kapillarröhre beinhaltet das Erhitzen des Koppler - Vorformlings mit der Flamme aus dem Ringbrenner 54 für eine kurze Zeitdauer, typischerweise etwa 25 Sekunden, um die Temperatur des mittleren Bereiches 67 der Röhre bis zu ihrer Erweichungspunkttemperatur zu erhöhen. Mit der Hilfe des Differenzdruckes auf die Röhre schrumpft die Glasmatrix auf die Fasern 22 und 24 und zwingt sie in wechselseitigen Kontakt. Die Glasmatrix der Röhre umgibt die Fasern und füllt die Öffnung auf, um eine feste Struktur auszubilden, wie in Fig. 6 und 7 dargestellt. Der als mittlerer Bereich 67 beschriebene Abschnitt, der den Kopplungsbereich des sich ergebenden Kopplers bildet, wird zu einein festen Bereich, der vorzugsweise frei ist von Luftleitungen, Blasen oder dergleichen. Die längs erstreckte Länge des Bereiches, welcher geschrumpft werden muß, wird bestimmt durch die Temperatur und die Zeitdauer der Flamme, die thermische Leitfähigkeit der Glasröhre und den Betrag des angelegten Unterdruckes. Der Gebrauch des Unterdruckes während des Schrumpfens läßt die Röhre schrumpfen, bevor die Fasern erweichen können, wodurch er die Verzerrung der Faser verhindert oder verringert und die Reproduzierbarkeit verbessert. Die Fasern neigen auch dazu, im Querschnitt kreisförmig zu verbleiben, wenn ihre Erweichungspunkttemperatur größer ist als diejenige der Röhre.
• Der mittige Abschnitt des geschrumpften mittleren Bereiches der Röhre kann ohne Entfernen der Anordnung von der Vorrichtung, in der die Röhre geschrumpft worden ist, gedehnt werden. Nachdem die Röhre abgekühlt ist, wird die Flamme wieder entzündet und die Mitte des geschrumpften Bereiches wird wieder auf den Erweichungspunkt ihres Werkstoffes erhitzt. Die Dauer der Beflammung für den Dehnvorgang, die von den erwünschten Charakteristika des Kopplers abhängt ist im allgemeinen zwischen 10 und 20 Sekunden. Die kürzere Dauer der Erhitzung für den Dehnschritt resultiert in einen Bereich, der kürzer ist als der geschrumpfte Bereich. Wenn der gesamte mittlere Bereich gedehnt werden würde, könnte der Endabschnitt des Lichtkopplungsbereiches der Fasern der Öffnung ausgesetzt werden. Ein Dehnen nur des mittigen Abschnittes des geschrumpften mittleren Bereiches stellt sicher, daß der Kopplungsbereich der Fasern in der Glasmatrix der Kapillarröhre eingebettet sein wird. Während des Schrittes der erneuten Erhitzung werden auch die Fasern erhitzt, da sie vollständig von der Glasmatrix der Kapillarröhre umgeben und daher damit in thermischem Kontakt sind. Nachdem die geschrumpfte Röhre wieder erhitzt ist, wird die Flamme ausgelöscht und die Bühnen 65 und 66 ziehen in entgegengesetzte Richtungen, bis die Länge des Kopplers um einen vorbestimmten Betrag vergrößert worden ist. Wenn eine genau ausgerichtete Vorrichtung eingesetzt wird und wenn die Prozeßparameter sorgfältig gesteuert werden, werden alle Koppler, die durch das Verfahren ausgebildet worden sind, ähnliche optische Charakteristika besitzen. Der Durchmesser des mittleren Bereiches 67 wird verringert, wie es durch den Bereich 68 nach Fig. 8 dargestellt ist. Der Durchmesser des abgezogenen Bereiches 68 hängt von verschiedenen Faser- und Betriebsparametern ab. Das Verhältnis des abgezogenen Durchmessers des Bereiches 68 zum ursprünglichen Durchmesser des mittleren Bereiches 67 (das Abzugsverhältnis) wird durch die optischen Charakteristika der speziell gefertigten Anordnung bestimmt. Es ist wohl bekannt, daß solche Abzugsverhältnisse eine Funktion des Verhältnisses des Signalsplittes zwischen den Fasern sind, der Brechungsindexdifferenz zwischen der Röhre und Faserumhüllung, des Außendurchmessers der Faserumhüllung, des Durchmessers des Faserkernes, der Signalverarbeitungswellenlänge, der Grenzwellenlänge, des Überschußverlustes und dergleichen. Ein bevorzugter Bereich von Abzugsverhältnissen ist zwischen etwa ½ bis 1/20; jedoch können Koppler mit Abzugsverhältnissen außerhalb dieses Bereiches hergestellt werden.
• Der Betrag der Dehnung oder Streckung, dem die Kapillarröhre unterworfen werden muß, um einen gegebenen Typ eines Kopplers zu erreichen, wird anfänglich bestimmt durch die Einbringung von Lichtenergie in eine Einlaßfaser eines geschrumpften Koppler - Vorformlings und Überwachen der Ausgangsleistung an den Auslaßfasern während des Streckvorganges. Um diesen Zweck zu erreichen, wird eines der Faseranschlußstücke mit einer Lichtquelle ausgerichtet und beide Anschlußstücke an den anderen Enden der Anordnung werden mit Lichtdetektoren gekoppelt. Das vorbestimmte Verhältnis der dynamischen Ausgangsleistungen kann als eine Unterbrechung verwendet werden, um die Bühnen 65 und 66 zu veranlassen, damit aufzuhören, die Probe zu ziehen. Nachdem der geeignete Streckungsabstand bestimmt worden ist, um vorbestimmte Kopplungscharakteristika zu erreichen, kann die Vorrichtung darauf programmiert werden, die Bühnen um diesen geeigneten Streckungsabstand während der Herstellung der nachfolgenden Koppler zu bewegen, welche die vorbestimmten Charakteristika aufweisen sollen.
• Es ist bekannte Praxis, die Ausgangssignale zu überwachen, um die Verfahrensschritte bei der Herstellung von optischen Vorrichtungen zu steuern, wie es durch die US Patente Nr. 4,392,712 und 4,726,643, die britische Patentanmeldung Nr. GB 2,183,866 A und die internationale Patentanmeldung Nr. WO 84/04822 beschrieben wird. Weiterhin werden oft Computer in Kückkopplungsystemen eingesetzt, welche automatisch eine solche Überwachung und Steuerungsfunktionen ausführen. Ein in geeigneter Weise programmierter PLP 11-73 kann zur Ausführung dieser Funktionen verwendet werden. Die Einstellreihenfolgen, die bei der Herstellung eines bestimmten Typs eines Kopplers verwendet worden sind, können in eine getrennte Datei mit Mehrfachbefehlen eingegeben werden, welche der Computer zur Laufzeit wieder aufruft. Die Schritte des Schrumpfens und der Streckung, die erforderlich sind, um jenen bestimmten Koppler herzustellen, können durch den Computer in der Reihenfolge auf jeden Koppler - Vorformling angewendet werden, um in reproduzierbarer Weise Koppler herzustellen. Die Prozeßparameter, die durch den Computer gesteuert werden können, um die Reproduzierbarkeit der Koppler sicherzustellen, sind die Heizzeiten und die Temperaturen, die Strömungsgeschwindigkeiten der Gase und die Geschwindigkeit, mit welcher die Bühnen den Koppler - Vorformling ziehen und strecken. Die Reproduzierbarkeit ist auch eine Funktion der Auflösung der Bühnen 65 und 66.
• Die Unterdruckleitungen werden von dem sich ergebenden Koppler entfernt und Mengen 54 und 56 an Klebstoff werden auf die Enden der Kapillarröhre aufgebracht, wo sie durch die Kapillarwirkung wenigstens teilweise in die langgestreckte Öffnung fließen. Dies stellt eine hermetische Dichtung her und vergrößert auch die Zugfestigkeit der Vorrichtungen. Die sich ergebende Anordnung umfaßt einen optischen Koppler 52 nach Fig. 8, der fungiert, um ein Signal in einer optischen Faser 22 in eine optische Faser 24 und umgekehrt einzukoppeln. Der Koppler wird dann von der Abzugsvorrichtung entfernt und kann verpackt oder umhüllt werden, wenn zusätzliche Steifigkeit erwünscht wird.
• Es ist nicht notwendig, die Fasern an der Kapillarröhre anzukleben, um die Fasern während des Schrittes der Schrumpfung der Kapillarröhre darauf oder während des Schrittes des Streckens der Kombination Röhre-Faser (wenn kein getrennter Schritt der Schrumpfung eingesetzt wird) mit Spannung zu versehen. Eine alternative Ausführungsform verwendet die Vorrichtung nach Fig. 2, wie sie obenstehend beschrieben worden ist und setzt darüber hinaus einen Spaltringbrenner 70a, 70b ein, der in Fig. 9 dargestellt ist. Die Fasern werden durch die Röhre 10 gefädelt, abgestreift und gereinigt und ihr abgestreifter Abschnitt wird in der Röhre mittig angeordnet. Während dieser Anfangsschritte ist der Abschnitt 70a des Ringbrenners vom Abschnitt 70b zurückgezogen und der Sockel 69 ist bezüglich der Röhre 10 entfernt angeordnet. Nachdem die Fasern, wie in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben, mit Spannung versehen worden sind, wird die Röhre 10 zwischen den Blöcken 36 und 39 zentrisch angeordnet und Unterdruckspannmittel 71 und 72 werden an den Endabschnitten der Röhre befestigt. Die Unterdruckspannmittel 71 und 72 sind in Abschnitte a und b getrennt, so daß sie an den Endabschnitten angeordnet werden können mit den sich hindurch erstreckenden Fasern. Der Sockel 69 des Brenners durchquert dann die Bahn 74, bis der Abschnitt 70b des Brenners nahe der Mitte des mittleren Bereiches der Röhre 10 liegt. Der Brennerabschnitt 70a wird dann mit dem Abschnitt 70b verbunden. Der Brenner 70 erhitzt den mittleren Bereich der Röhre, der dann schrumpft, wie es obenstehend beschrieben worden ist. Die verbleibenden Koppler-Bildungs- Schritte können an der in Fig. 9 dargestellten Vorrichtung ausgeführt werden oder in einer sich davon unterscheidenden Vorrichtung, wie es obenstehend beschrieben worden ist.
• Die Geometrie der Öffnung der Röhre ist ein kritischer Faktor bei der Beibehaltung der Fasern in wechselseitigem Kontakt und absolut frei von jeglicher Verdrillung. Es werden Öffnungen mit nicht-kreisförmigen Querschnitten verwendet, da sie die Anordnung der Fasern bezüglich der Wände der Öffnungen beschränken können durch Berühren der Faserbeschichtung an mehr als einem Punkt um ihren Umfang herum. D.h., derartige Öffnungen gestatten nur eine beschränkte Zahl von Faserpositionen und nachdem die beschichteten Bereiche der Fasern in den Enden der Öffnung angeordnet worden sind, können sich die Fasern nicht aus ihren ursprünglichen Positionen heraus drehen. Um diesen Punkt zu illustrieren wird auf Fig. 10 Bezug genommen, in der optische Fasern 76 und 77 mit Beschichtungen 78 beziehungsweise 79 innerhalb der Öffnung 80 angeordnet sind. Unabhängig von der Geometrie der Öffnung wird es bevorzugt, daß ihre Größe nicht größer ist als die Größe, welche knapp ausreichend ist, um die beschichteten Fasern aufzunehmen, ohne zu verursachen, daß der Beschichtungswerkstoff auf der Oberfläche der Öffnung schmiert. Es wurde herausgefunden, daß eine übermäßige Öffnungsgröße einen Makrobiegungsverlust und/oder eine Verdrillung der Fasern verursacht. Die Öffnungsgröße wird auf diese Weise durch den Faserbeschichtungsdurchmesser und die Anzahl der einzusetzenden Fasern bestimmt. Ein solcher Sitz stellt sicher, daß jede an dem Umfang der Öffnung angeordnete beschichtete Faser den Querschnitt der Öffnung an der maximal möglichen Anzahl an Punkten berührt. Zum Beispiel berühren die Beschichtungen 78 und 79 die Öffnung 80 jeweils an den Punkten a und b. Es ist festzuhalten, daß ein Berührungspunkt pro Faser nicht ausreicht, um die beschichteten Fasern am Rotieren in einer zufälligen Weise zu hindern, wie es durch die Pfeile 81 angedeutet ist, so daß die blanken Abschnitte der Faser leicht verdrillt werden können. Es wird festgehalten, daß, wenn die Faserbeschichtungen mit den Wänden der Öffnung in Kontakt stehen, wie beispielsweise in Fig. 10 dargestellt, die Glasfasern selbst anfänglich in dem Bereich der Schrumpfung der Röhre getrennt sind und getrennt bleiben, bis die Röhrenwände anfangen, auf die Fasern zu schrumpfen und sie zusammen zu drücken.
• Eine elliptisch geformte Öffnung 83 nach Fig. 11 besitzt den Vorteil der Beschränkung der Orientierung der beschichteten Fasern. Jedoch ist ein mögliches Problem, das aus dem Gebrauch einer elektrisch geformten Öffnung resultiert, die falsche Ausrichtung des Glases zwischen den blanken Faserabschnitten 76', 77' während des Vorganges des Schrumpfens der Röhre. D.h., wenn die Wand der Röhre auf die Fasern 76', 77' schrumpft, kann etwas des Röhrenglases in (Pfeile 84) wenigstens einen Abschnitt des Raumes zwischen jenen Fasern fließen. Diese Tendenz ist in einer Öffnung von elliptischem Querschnitt größer als in einer Öffnung von kreisförmigem Querschnitt, da die Wände der erstgenannten Öffnung nahe bei den Pfeilen 84 enger an dem Bereich zwischen den Fasern sind. Der Fluß von Röhrenglas in den Bereich zwischen die Fasern ruft eine Abnahme von gekoppelter Leistung in dem sich ergebenden Koppler hervor. Da das Ausmaß dieses Glasflusses zu dem Bereich zwischen den Fasern von Koppler zu Koppler variiert, wird die Reproduzierbarkeit in ungünstiger Weise negativ beeinflußt. D.h., die Streckung eines mittleren Bereiches eines Kopplers um einen vorgegebenen Betrag wird nicht notwendigerweise in einen vorgegebenen Betrag an Kopplung resultieren.
• Verschiedene abgeflachte Konfigurationen von einer Wandöffnung sind in Fig. 12 - 14 dargestellt, wobei Elemente, die denen nach Fig. 10 ähnlich sind, durch die vorherigen Bezugszeichen repräsentiert werden. Die Konfigurationen der Öffnung, welche in diesen Figuren dargestellt sind, befinden sich im Rahmen dieser Erfindung, unabhängig von den Anordnungen der Fasern innerhalb der in diesen Figuren dargestellten Öffnungen.
• Eine Öffnung mit abgeflachten Wänden und einem symmetrischen Querschnitt bietet eine gute Einschließung des Loches und einen guten Faser-an-Faser Kontakt innerhalb des geschrumpftun Bereiches der Röhre. Unter abgeflachten Wänden sind Wände zu verstehen, die weitgehend flach sind, aber abweichen können von vorzugsweise flach aufgrund einer von einer Hochtemperaturbehandlung verursachten Durchbiegung. Während des Schrittes der Schrumpfung der Röhre zwingen Öffnungen mit abgeflachten Wandflächen, wie sie hierin beschrieben werden, die Fasern anfänglich aufeinander zu, bis der wechselseitige Kontakt erreicht ist. Das Glas fließt dann um die Fasern herum, aber nicht zwischen sie.
• Dies läßt die Fasern in einem wechselseitigen Kontakt entlang der vorbestimmten Länge des Schrumpfungsbereiches verbleiben. Die Fasern werden in dem Schrumpfungsbereich auch weitgehend geradlinig gehalten, ein Faktor, der die Beibehaltung der Polarisation eines durch die Faser gekoppelten optischen Signales unterstützt.
• In Fig. 12 könnten Faserbeschichtungen 78' und 79' innerhalb einer quadratischen Öffnung in der gezeigten Weise angeordnet werden oder jene Beschichtungen könnten orthogonal innerhalb der Öffnung angeordnet werden, wie es durch die gestrichelten Linien 90 und 91 dargestellt ist. Wenn die Fasern in die Öffnung hinein gefädelt werden, kann Sorge dafür getragen werden, sicherzustellen, daß die Faserumhüllungen an beiden Enden der Röhre bezüglich der Öffnung 92 in der gleichen Richtung ausgerichtet sind.
• Eine genaue Orientierung der zwei beschichteten Fasern wird durch die Verwendung einer rhombusförmigen Öffnung 93 nach Fig. 13 erleichtert, wobei kein ausreichender Raum für die Fasern verfügbar ist, bezüglich der dargestellten Orientierung orthogonal ausgerichtet zu werden. Diese Form wird daher für Koppler bevorzugt, die zwei Fasern aufweisen, wie es aus EP-A-0 302 745 bekannt ist.
• Wenn mehr als zwei Fasern verwendet werden, ist der Öffnungsquerschnitt vorzugsweise ein gleichwinkeliges Polygon.
• Die Öffnung 92 nach Fig. 12 könnte beispielsweise auch bei vier oder fünf Fasern verwendet werden. Wenn vier Fasern verwendet werden würden, müßten die Beschichtungsdurchmesser kleiner sein als der in Fig. 12 gezeigte und eine beschichtete Faser würde in jeder Ecke angeordnet werden. Wenn, wie bei der Erfindung, fünf Fasern verwendet werden, würde eine in jeder Ecke angeordnet werden und eine würde mittig angeordnet werden.
• Eine dreieckige Öffnung könnte am besten verwendet werden, um Koppler mit drei Fasern herzustellen (Fig. 14) oder, gemäß der Erfindung, vier Fasern (Fig. 15). In Fig. 14 ist eine beschichtete Faser 94 an jeder Spitze der Öffnung 95 angeordnet. Fig. 15 zeigt eine beschichtete Faser 96, die in jeder der drei Spitzen der Öffnung 98 angeordnet ist, wobei eine beschichtete Faser 97 mittig angeordnet ist.
• Eine Fünfeck-förmige Öffnung (nicht dargestellt) wäre für fünf oder, gemäß der Erfindung, für sechs Fasern geeignet. Öffnungen, welche ähnlich anderen regelmäßigen Polygonen geformt sind, könnten verwendet werden, um in genauer Weise andere Faseranordnungen zu positionieren.
• In Übereinstimmung mit dieser Erfindung kann ein "Sternkoppler" ausgebildet werden, indem zuerst eine Kapillarröhre mit einer Fünfeck-förmigen Öffnung bereitgehalten wird, in die beschichtete Fasern in jeder Spitze abgestützt werden, wobei eine zusätzliche beschichtete Faser mittig angeordnet wird (wie in Fig. 15 gezeigt). In dieser Ausführungsform besitzt die Öffnung n abgeflachte Flächen (n ist wenigstens 3), und n+1 optische Fasern werden in der Öffnung angeordnet; n Fasern berühren die Öffnung und eine Faser ist mittig in der Öffnung in Kontakt mit den n Fasern angeordnet. Die Funktion eines solchen Kopplers ist es, gleiche Mengen an Leistung zwischen der mittigen Faser und den verbleibenden Fasern einzukoppeln. Um eine solche Leistungsverteilung zu erhalten, muß die mittige Faser symmetrisch bezüglich der verbleibenden Fasern angeordnet sein. Fig. 15 zeigt, daß man eine solche symmetrische Anordnung der Fasern erhält.
• Da der Öffnungsquerschnitt als regelmäßiges Polygon geformt ist, sind die beschichteten Fasern 96 gleichförmig um die beschichtete Faser 97 herum beabstandet. Nachdem der mittlere Bereich der Röhre um die Fasern herum geschrumpft ist, verbleiben die äußeren Fasern weitgehend gleichförmig um die mittige Faser herum beabstandet, da sich die Fasern während des Schrumpfungsschrittes unter Spannung befinden.
• Die Schrumpfung der Röhre wird durch die anfängliche Verwendung einer Faserbeschichtung erleichtert, die relativ dünn ist und durch die Verwendung einer Kapillarröhre mit einer Öffnung von entsprechend verringerten Querschnittsabmessungen. Es können beispielsweise die Fasern mit Beschichtungen versehen sein, welche zu dünn sind, um im Feld Schutz zu bieten, die aber von ausreichender Dicke sind, damit die Fasern während des Herstellungsvorganges des Kopplers gehandhabt werden können. Diese Dicke, die von Beschichtungswerkstoff abhängt, kann so klein wie 3 um sein. Nachdem der Koppler hergestellt worden ist kann ein zusätzlicher Beschichtungswerkstoff an den Anschlußstücken hinzugefügt werden, welche sich davon weg erstrecken und zwar durch eine geeignete Technik, wie beispielsweise Tauchbeschichtung.
• Im nachfolgenden finden sich Modifikationen des obenstehend beschriebenen Schritte des Schrumpfens der Rolle und des Ziehens wieder. Der mittlere Bereich 67 könnte mittels eines bekannten Einflammenbrenners erhitzt werden, wobei in diesem Fall die Röhre bezüglich der Flamme gedreht werden sollte, um eine gleichförmigen Erhitzung zu schaffen. Wenn die Vorgänge des Schrumpfens und des Streckens in der gleichen Vorrichtung ausgeführt werden, wird es bevorzugt, daß sich die Röhre 10 abkühlen kann, bevor sie für den Schritt des Streckens wieder erhitzt wird. Diese zeitweise Trennung der beiden Schritte ergibt eine bessere Prozeßsteuerung und daher bessere Reproduzierbarkeit. Der Brenner darf den mittleren Bereich 67 während des Schrittes des Schrumpfens der Röhre und/oder des Schrittes der Streckung überstreichen, es wird aber bevorzugt, daß er bezüglich der Röhre während dieser Vorgänge stationär verbleibt. Während des Schrittes der Schrumpfung der Röhre könnte die Unterdruckquelle nur an einem Ende der Röhre befestigt werden, wobei in diesem Fall ein überstreichender Brenner die Röhre zu dem evakuierten Ende der Röhre hin überstreichen sollte. Während des Schrittes des Abziehens des mittleren Bereiches des Vorformlings könnte die Bühne 65 mit einer anderen Geschwindigkeit als die Bühne 66 und in der gleichen Richtung wie die Bühne 66 bewegt werden. Zudem kann die Röhre 10 in jeder beliebigen Orientierung einschließlich einer vertikalen und horizontalen während der Vorgänge des Schrumpfens und/oder des Ziehens der Röhre angeordnet werden.
• Kapillarröhren aus Glas für die nachfolgenden Beispiele können durch die Ablagerung eines Werkstoffes aus Glaspartikeln auf einem Formkern gebildet werden, um einen porösen, zylinderförmigen Vorformling zu bilden. Eine geeignete Zusammensetzung aus einem Partikelwerkstoff ist SiO&sub2; , dotiert mit 8 Gewichts % B&sub2;O&sub3; Nachdem der Formkern entfernt wird, wird der Vorformling verfestigt und getrocknet, um einen rohrförmigen Glaskörper zu bilden, der erhitzt und wieder abgezogen wird, um seinen Durchmesser zu verringern. Die sich ergebende Röhre wird auf einen Formkern aus Kohlenstoff von in geeigneter Weise geformtem Querschnitt aufgeschrumpft und der Formkern wird dann ausgebrannt, und zwar in Übereinstimmung mit der Lehre des US Patentes Nr. 4,750,926. Die sich ergebende Röhre wird gezogen, um die Querschnittsabmessungen der Öffnung zu reduzieren.
• Ein Ende der sich ergebenden Kapillarröhre wird an eine Luftdruckquelle angeschlossen und während die Röhre gedreht wird, wird eine Flamme an beabstandeten Abschnitten auf die Röhre gerichtet. Der Luftdruck innerhalb der Röhre sorgt dafür, daß an jedem Bereich der Röhre, der durch die Flamme erweicht worden ist, eine Blase ausgebildet wird. Die Röhre wird an der Mitte jeder Blase eingekerbt und dann an jeder Kerbungslinie abgetrennt, um eine Kapillarröhre mit verjüngten Öffnungen an jedem Ende herzustellen. Geeignete Außendurchmesser der Kapillarröhre sind 2.8 bis 3 mm und geeignete Längen sind etwa 4.1 cm.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines optischen Kopplers (52) mit folgenden Schritten

Bereithalten einer Glasröhre (10) mit ersten und zweiten gegenüberliegenden Endabschnitten, einem mittleren Bereich (67) und einer sich dort hindurch erstreckenden langgestreckten Öffnung (12), wobei die querschnittliche Konfiguration der Öffnung symmetrisch um eine Ebene durch die Längsachse der Röhre ist,

Anordnen einer Vielzahl von Glaslichtleitfasern (96, 97) innerhalb der langgestreckten Öffnung (12), von denen jede einen Kern und eine Hülle aufweist, wobei sich wenigstens ein Ende jeder der Fasern über das jeweilige Ende der Röhre hinaus erstreckt,

Straffhalten der Fasern zur Bewirkung einer Spannung darin,

Erhitzen des mittleren Bereiches der Röhre (10) zur Schrumpfung des mittleren Bereiches um die Fasern (96, 97) herum, und

Ziehen wenigstens eines Abschnittes des mittleren Bereiches, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (12) von n abgeflachten Flächen gebildet wird, wobei n wenigstens 3 ist und daß der Schritt des Anordnens einer Vielzahl von Glaslichtleitfasern (96, 97) das Anordnen von n+1 Lichtleitfasern in der Öffnung umfaßt, wobei n der Fasern (96) die Öffnung berühren und eine der Fasern (97) mittig in der Öffnung angeordnet wird in Kontakt mit den n Fasern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bereithaltens einer Röhre (10) das Bereithalten einer Röhre umfaßt, bei der die querschnittliche Konfiguration der Öffnung diejenige eines regelmäßigen Polygones ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bereithaltens einer Röhre (10) das Bereithalten einer Röhre umfaßt, bei der die Öffnung einen rhombusförmigen Querschnitt aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bereithaltens einer Röhre (10) das Bereithalten einer Röhre umfaßt, bei der die Öffnung einen quadratförmigen Querschnitt aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bereithaltens einer Röhre (10) das Bereithalten einer Röhre umfaßt, bei der die Öffnung einen dreieckförmigen Querschnitts aufweist.