DE69213427T2 - Methode und Anordnung zum Spleissen von optischen Wellenleitern - Google Patents

Methode und Anordnung zum Spleissen von optischen Wellenleitern

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Spleißen von optischen Wellenleitern und insbesondere zum Bewirken des Spleißens unter Feldbedingungen (Baustellenbedingungen), das heißt direkt in Kabelgruben oder -schächten, in denen die Wellenleiter, die das Spleißen erfordern, untergebracht sind.
  • Es ist bekannt, optische Wellenleiter wie z.B. optische Fasern mit Hilfe von automatischem Schweißen zu Spleißen. Automatisches Schweißen erfordert jedoch eine hohe Temperatur, ungefähr 2000ºC, und eine saubere Umgebung. Das Schweißen muß daher in einer eingeschlossenen Umgebung durchgeführt werden, wie z.B. einem speziellen Wohnwagen oder Bauwagen, der zum Ort transportiert wird, wo die das Spleißen erfordernden optischen Fasern angeordnet sind. Es ist für eine solche Anordnung erforderlich, daß die optischen Fasern, die normalerweise im Kabelschacht oder der Kabelgrube im Erdboden untergebracht sind, ausreichend lange Schlingen oder Schleifen haben, daß sie zum Spleißen in den Wohnwagen gezogen werden können. Obwohl mit dieser Anordnung eine gute Verspleißung erhalten wird, ist die Technik teuer, da sie spezielle Ausrüstung erfordert. Darüber hinaus ist es nicht immer möglich, den Spezialwohnwagen zu allen möglichen Orten zu transportieren, wo das Spleißen der optischen Fasern durchgeführt werden muß.
  • Rein mechanische Spleiße sind ebenfalls schon verwendet worden, das heißt, daß die Enden der beiden ein Verspleißen erfordernden optischen Fasern innerhalb einer Kapsel eingeschlossen werden und gegeneinander gelegt werden, wobei sich dazwischen ein Luftzwischenraum befindet. Diese Anordnung kann Verluste in der Spleißstelle bewirken, da beim Schneiden der Enden der Fasern zur Vorbereitung des Spleißens die geschnittenen Oberflächen an den Enden der Fasern nicht ganz perfekt sind, was Reflexion und Dämpfung bei jeder Änderung des Brechungsindexes an der Spleißstelle bewirkt. Es ist bekannt, diese Probleme zu verringern, indem der Luftzwischenraum mit Brechungsindexanpassungsmitteln gefüllt wird, z.B. Silikonöle oder Epoxidkleber. Bei Silikonölen, die frei fließen, können Lecks auftreten. Außerdem haben die Silikonöle und die optischen Faserwellenleiter unterschiedliche Temperatureigenschaften. Es gibt auch Schwierigkeiten mit unterschiedlichen Alterungseigenschaften. Die Verwendung von Epoxidklebern zum Spleißen von optischen Wellenleitern, die zu ähnlichen Problemen wie bei den oben für Silikonölen beschriebenen Anlaß geben, kann eine Gesundheitsgefahr bedeuten, indem sie Dämpfe abgeben, die gesundheitsschädigend sein können.
  • Beispiele können in DE-A-2 823 787 und JP-A-62-4851 gefunden werden.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorgenannten Schwierigkeiten bei bekannten Spleißanordnungen zu überwinden, indem ein Verfahren und eine Anordnung zum Spleißen von optischen Wellenleitern, wie z.B. optischen Fasern geschaffen wird, das im Feld oder auf der Baustelle, z.B. in den Kabelschächten oder -gruben durchgeführt werden kann, in dem die Wellenleiter angeordnet sind, und das bzw. die Verspleißungen erzeugt, die eine gute Anpassung der Brechungsindizes und daher verhältnismäßig geringe Verluste haben und die optische, Alterungs- und Temperatureigenschaften haben, die denjenigen der optischen Wellenleiter ähnlich sind.
  • Durch die Erfindung wird ein Verfahren zum Spleißen von optischen Wellenleitern geschaffen, das die Schritte aufweist, eine Halteanordnung für die Wellenleiter zu schaffen, die Enden der das Spleißen erfordernden Wellenleiter in der Halteanordnung mit einem verfestigbaren Mittel zur Brechungsindexanpassung, das zwischen den Enden der Wellenleiter angeordnet wird, zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren weiter den Schritt aufweist, das Mittel zur Brechungsindexanpassung zu verfestigen, um eine Spleißstelle zu schaffen, die optische, Alterungs- und Temperatureigenschaften hat, die im wesentlichen diejenigen der optischen Wellenleiter entsprechen, wobei das Mittel zur Brechungsindexanpassung ein Silikagel (Kieselgel) ist.
  • Die Erfindung schafft auch eine Anordnung zum Spleißen von optischen Wellenleitern, die eine Halteanordnung zum Halten und Fixieren der Stellung der Enden der ein Spleißen erfordernden Wellenleiter und ein verfestigbares Mittel zur Brechungsindexanpassung aufweist, das zwischen den Enden der Wellenleiter in der Halteanordnung aufgebracht ist, wobei das Mittel zur Brechungsindexanpassung ein Silikagel (Kieselgel) ist, so daß die optischen, Alterungs- und Temperatureigenschaften der Wellenleiter im wesentlichen denjenigen des Mittel zur Brechungsindexanpassung nach Verfestigung entsprechen.
  • Das Silikagel kann durch Anwendung von Wärme verfestigt werden und kann gesintert werden, um einen Glasspleiß zu bilden.
  • Die vorstehenden und andere Merkmale gemäß der vorliegenden Erfindung werden besser von der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verstanden werden.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1 in einer Seitenansicht eine Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Spleißen von zwei optischen Faserwellenleitern, und
  • Fig. 2 in einer Querschnittsansicht eine alternative Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Spleißen von zwei optischen Faserwellenleitern.
  • Wie dies in Fig. 1 der zeichnungen gezeigt ist, schließt die erfindungsgemäße Anordnung zum Spleißen von zwei optischen Faserwellenleitern eine Halteanordnung 2 ein, die vorzugsweise die Form einer Röhre hat und die ein Durchgangsloch oder eine Durchgangsbohrung hat, in dessen bzw. deren Enden jeweils eine der beiden optischen Fasern 1 eingeführt werden. Der Zwischenraum 3 zwischen den Enden der optischen Fasern 1 wird mit dem Brechungsindexanpassungsgel 4 gefüllt. Dasselbe Gel wird auch verwendet, um das Abdichten der optischen Fasern 1 in der Halteanordnung 2 an deren Enden 5 zu bewirken.
  • Bei dieser Anordnung wird das Gel in das Durchgangsloch der Halteanordnung 2 eingeführt, und die Enden der optischen Fasern 1 werden dann in das Loch eingeführt, und zwar eines in jedes von dessen Enden. Dies bewirkt, daß das Gel den Raum 3 zwischen den Enden der optischen Fasern 1 füllt und so die Fasern in der Halteanordnung 2 an deren Enden 5 abschließt bzw. abdichtet. Das Gel wird dann auf geeignete Weise in der unten beschriebenen Weise verfestigt, um eine Spleißstelle zu bilden.
  • Eine alternative Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Verspleißen von zwei optischen Faserwellenleitern ist in Fig. 2 der Zeichnungen dargestellt und schließt eine Halteanordnung 2 mit einer V-förmigen Nut 12 ein&sub1; die in einer ihrer Oberflächen ausgebildet ist. Die optischen Fasern 1 werden in der Nut 12 ausgerichtet, wobei der Raum zwischen den Enden der Fasern mit einem Brechungsindexanpassungsgel (nicht gezeigt) gefüllt wird. Das Gel kann entweder vor oder nach dem Anordnen der optischen Fasern 1 in der Nut 12 appliziert werden. Nachdem die beiden optischen Fasern 1 und das Gel 4 in der Nut 12 angeordnet sind, wird dann eine Abdeckung 13, die aus dünnem Glas hergestellt sein kann, über der Nut 12 angeordnet, um die Enden der optischen Fasern 1 und das dazwischen angeordnete Gel einzuschließen. Die Abdeckung 13 wird durch Anhaftung am Gel an ihrem Ort gehalten. Alternativ könnte eine Aufschnappabdeckung anstatt der dargestellten Abdeckung 13 verwendet werden. Außerdem könnte der Querschnitt der Nut 12 eine andere Form als eine V-Form haben. Nachdem die Abdeckung 13 an ihrem Ort angebracht ist, wird dann das Gel auf geeignete Weise in der Weise verfestigt, die unten beschrieben wird, um eine Spleißstelle zu bilden.
  • Mit der erfindungsgemßßen Anordnung kann das Brechungsindexanpassungsmittel durch ein Gel gebildet werden, nämlich Silikagel, das verfestigt, das heißt gehärtet werden kann, um eine Spleißstelle zwischen den Enden der optischen Wellenleiter durch Anwendung von Wärme zu bilden.
  • Mit Silikagelen kann, wie oben erwähnt, die Verfestigung durch Anwendung von Wärme bewirkt werden. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird das Silikagel auf eine Temperatur erhitzt, bei der der Feuchtigkeitsgehalt des Silikagels verdampft, und es wird eine nichtfließende Spleißstelle zwischen den Enden der optischen Faserwellenleiter 1 gebildet. Diese Spleißstelle hat einen Brechungsindex und andere Eigenschaften, die im wesentlichen denjenigen des Materials entsprechen, aus dem die optischen Faserwellenleiter gebildet sind. Damit das Silikagel sich verfestigt, ist keine besonders hohe Temperatur erforderlich, und ungefähr 100ºC ist ausreichend, um Verfestigung zu bewirken. Das Erhitzen des Silikagels kann daher mit einem einfachen Brenner oder einer elektrischen Heizanordnung bewirkt werden.
  • Um eine Spleißstelle von noch höherer Qualität zu erhalten, kann das Silikagel auf eine höhere Temperatur, das heißt im Bereich von 200ºC bis 1000ºC erhitzt werden. Durch diese Maßnahme wird das Silikagel zu Quarz versintert. Durch Auswahl eines geeigneten Silikagels kann eine Spleißstelle erhalten werden, das dieselben Eigenschaften wie das Material hat, aus dem die gespleißten optischen Fasern gebildet sind.
  • Natürlich muß die Erfindung nicht draußen im Feld oder auf der Baustelle angewendet werden, sondern kann auch z.B. in einer Ausrüstung mit Faseroptik angewendet werden, wo der Raum, in dem das Verspleißen durchgeführt werden soll, begrenzt ist und eine einfache Verspleißung notwendig ist. Darüber hinaus kann die Anordnung der Erfindung auch zum Spleißen von optischen Wellenleitern, z.B. optischen Fasern, verwendet werden, die unterschiedliche Querschnittsabmessungen haben.
  • Das Verfahren und die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Verspleißen von optischen Wellenleitern schafft viele Vorteile. Die Verwendung eine Halteanordnung 2 führt zu einer Spleißstelle, die mechanisch fest und aufgrund der Anwesenheit des ausgehärteten Brechungsindexanpassungsmittels nicht leicht auseinandergeraten kann. Außerdem ist kein Lecken möglich, da das Brechungsindexanpassungsmittel nicht frei fließen kann. Durch Auswahl eines Gels, das, wenn es gesintert wird, dasselbe Material wie die optische Faser ist, kann eine optimale Anpassung von optischen, Alterungs- und Temperatureigenschaften erhalten werden. Die Erfindung stellt keine besonderen Anforderungen an die Umgebungen, sondern kann in existierenden Kabelgruben und -schächten mit unkomplizierter, billiger und zuverlässiger Ausrüstung durchgeführt werden.

Claims (13)

1. Verfahren zum Verspleißen von optischen Wellenleitern, das die Schritte aufweist, eine Halteanordnung (2) für die Wellenleiter (1) zur Verfügung zu stellen, die Enden der Wellenleiter (1), die ein Verspleißen erfordern, in der Halteanordnung (2) zu halten, wobei ein verfestigbares Brechungsindexanpassungsmittel (4) zwischen den Enden der Wellenleiter (1) angeordnet wird, das Brechungsindexanpassungsmittel (4) zu verfestigen, um eine Spleißstelle zu bilden, die optische, Alterungs- und Temperatureigenschaften hat, die im wesentlichen denjenigen der optischen Wellenleiter (1) entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß das Brechungsindexanpassungsmittel (4) ein Silikagel ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigung des Silikagels (4) durch Anwendung durch Wärme bewirkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigung durch Erhitzen des Silikagels (4) auf eine Temperatur bewirkt wird, bei der der Feuchtigkeitsgehalt des Gels (4) verdampft wird und eine nichtfließende Spleißstelle zwischen den Enden der Wellenleiter (1) gebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikagel auf eine Temperatur von ungefähr 100ºC erwärmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigung durch Erhitzen des Silikagels (4) auf eine Temperatur bewirkt wird, bei der das Gel (4) gesintert wird und eine Glasspleißstelle zwischen den Enden der optischen Wellenleiter (1) gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikagel (4) auf eine Temperatur im Bereich von 200ºC bis 1000ºC erhitzt wird.
7. Anordnung zum Spleißen von optischen Wellenleitern, das eine Halteanordnung (2) zum Halten und Fixieren der Stellung der Enden der Wellenleiter (1), die ein Verspleißen erfordern, und ein verfestigbares Brechungsindexanpassungsmittel (4) aufweist, das zwischen den Enden der Wellenleiter (1) in der Halteanordnung (2) angeordnet ist, wobei die optischen, Alterungs- und Temperatureigenschaften der Wellenleiter (1) im wesentlichen denjenigen des Brechungsindexanpassungsmittels (4) nach Verfestigung entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß das Brechungsindexanpassungsmittel ein Silikagel ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikagel durch Anwendung von Wärme gesintert werden kann, um eine Glasspleißstelle zu bilden.
9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteanordnung ein Element (2), mit einer Nut (12), die an einer Oberfläche desselben ausgebildet ist, wobei die Enden der Wellenleiter (1) in der Nut (12) ausgerichtet angeordnet sind, eine Abdeckung (13) zum Einschließen der Enden der Wellenleiter (1) und des Silikagels (4) in der Nut (12) und Mittel zum Halten der Abdeckung (13) an ihrem Ort aufweist.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (13) durch Anhaften am Silikagel (4) an ihrem Ort festgehalten wird.
11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Nut (12) V-förmig ist.
12. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteanordnung eine Röhre (2) einschließt, in der die Enden der Wellenleiter (1) und das Silikagel (4) eingeschlossen sind.
13. Verspleißter optischer Wellenleiter, indem das Verspleißen des Wellenleiters durch ein Verfahren, das in einem der Ansprüche 1 bis 6 beansprucht ist, oder durch eine Anordnung bewirkt ist, die in einem der Ansprüche 7 bis 12 beansprucht ist.
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