DE69328958T2

DE69328958T2 - Faseroptische Justiervorrichtung

Info

Publication number: DE69328958T2
Application number: DE69328958T
Authority: DE
Inventors: Igor Grois; Ilya Makhlin; Mark Margolin
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 1992-11-16
Filing date: 1993-11-11
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2013-11-12
Also published as: EP0598328A1; JP2513169Y2; EP0598328B1; DE69328958D1; KR0134328B1; KR940011977A; JPH0647911U; US5282259A

Description

Die Erfindung ist auf einen faseroptischen Justieradapter zum Ausrichten einer ersten optischen Komponente mit einer zylinderförmigen zweiten optischen Komponente gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gerichtet.
Faseroptische Justiereinrichtungen sind weithin bekannt und werden zum Ausrichten der Enden eines optischen Faserpaars oder eines Faserendes mit einer Licht emittierenden oder empfangenden Komponente verwendet. Oftmals endet ein optisches Faserende in einer Fassung, die wiederum mit einer anderen Fassung an einem Faserende oder mit einer Licht emittierenden/empfangenden Komponente ausgerichtet ist.
Eine typische faseroptische Justiereinrichtung oder -adapter umfaßt eine Ausrichtungsmuffe mit zwei Enden. Wenn der Adapter zwei an zwei Faserenden angeschlossene Fassungen ausrichtet, haben die beiden Enden der Muffe den gleichen Durchmesser. Wenn der Adapter eine Fassung mit einer zylindrischen Licht emittierenden/empfangenden Komponente ausrichtet, weisen häufig die gegenüberliegenden Enden der Muffe unterschiedliche Durchmesser auf.
Beim Gebrauch faseroptischer Justiereinrichtungen oder -muffen der vorstehend beschriebenen Art sind jedoch Probleme aufgetreten. Die Probleme basieren auf der Tatsache, daß die geometrischen Achsen der miteinander verbundenen oder ausgerichteten Fassungen und/oder den Licht emittierenden/aufnehmenden Komponenten oft nicht mit den optischen Achsen dieser Elemente übereinstimmen. Insbesondere sind die gegenüberliegenden Enden des Justieradapters herkömmlicherweise im Preßsitz auf einem zylindrischen Abschnitt einer Fassung und auf der Licht emittierenden/aufnehmenden zylindrischen Komponente angeordnet und die geometrischen Achsen der Adapterenden fallen generell mit den Achsen der Fassung und der Komponente zusammen. Jedoch stimmt die optische Achse der Komponente häufig nicht mit der geometrischen Achse der Komponente überein.
Beispielsweise kann die Licht emittierende/aufnehmende Komponente eine Licht emittierende Diode (LED) sein, die eine Hülle mit einem die geometrische Achse bildenden hervorspringenden Abschnitt umfaßt. Die optische Achse stimmt oftmals nicht mit der geometrischen Achse des zylindrischen Abschnitts überein, und zwar wegen den großen Toleranzen während der Herstellung. Mit anderen Worten, die optische Achse und die geometrische Achse der Komponente sind relativ zueinander exzentrisch angeordnet. Obwohl das Zentrieren eines optischen Faserendes in einer Fassung in der Industrie nahezu genau geworden ist, kann dennoch eine gewisse Außermittigkeit zwischen der optischen Achse (der Faser) und der geometrischen Achse (der Fassung) auftreten. In Folge dessen treten Übertragungsverluste auf, wenn derartige faseroptische Justieradapter verwendet werden, und zwar wegen der Außermittigkeit der optischen Achse der miteinander verbundenen optischen Komponenten.
Eine Justiereinrichtung mit zwei exzentrischen Enden zum Ausrichten zweier faseroptischer Stecker mit unterschiedlichen Durchmessern wird in der EP-A-0 262 847 offenbart. Die Justiereinrichtung ist jedoch so konstruiert, daß das Ausrichten der beiden Stecker durch Drehen eines Steckers relativ zum anderen erreicht wird, wobei die Justiereinrichtung im wesentlichen unbeweglich bleibt. Nach dem Justieren wird die ganze Anordnung in Montageklammern zum Anbringen an geeignete Halteeinrichtungen eingesetzt. Wenn im speziellen, im Gegensatz zu der Offenbarung in der EP-A-0 262 847, eine der beiden zu verbindenden und zu justierenden optischen Komponenten bereits in einer vorbestimmten Stellung angebracht ist, ist der Gebrauch dieser Justiereinrichtung sehr kompliziert oder sogar unmöglich.
JP-A-57079690 offenbart ein System zum Positionieren einer optischen Faser, einer Linse und einem Laserbaustein, der Licht in die Faser einspeist. Das System umfaßt drei Rohre, die ineinander gesteckt werden, wodurch ein exzentrisches Doppelrohr gebildet wird, von dem ein Teil in einem vierten Rohr ruht. Die Linse ist im innersten der drei Rohre montiert. Die Faser und der Laserbaustein sind jeweils mit einem gegenüberliegenden Ende des Rohrsystems verbunden, so daß alle Rohre gegeneinander gedreht werden können, um die optischen Komponenten auszurichten. Da jedoch die Herstellung und das Zusammenbauen eines derartigen Rohrsystems sehr kompliziert und komplex ist, würde die Anwendung der Prinzipien des obigen Systems zum Lösen der vorstehend erörterten Probleme ein sehr teures Justieradapter hervorbringen.
Die Erfindung ist darauf gerichtet, die vorstehend identifizierten Probleme durch Bereitstellung eines Adapters zu lösen, der eine Ausrichteoptimierung zwischen den Achsen einer faseroptischen Fassung und einer zylindrischen Sende- /Empfangskomponente erreicht.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen neuen und verbesserten faseroptischen Justieradapter von der Art einer Muffe gemäß dem Anspruch 1 bereitzustellen.
Gemäß der Erfindung versteht es sich, daß eine faseroptische Fassung eine geometrische Achse umfaßt, die mit der optischen Achse der Faser übereinstimmen kann oder aber nicht. Die zylindrische optische Sender-/Empfängerkomponente umfaßt auch eine geometrische Achse, die mit der optischen Achse der Komponente zusammenfallen kann oder nicht, wobei jedoch meistens die geometrischen und optischen Achsen der Komponenten exzentrisch angeordnet sind.
Bei der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfaßt der einteilige faseroptische Justieradapter ein erstes Ende zur Aufnahme der faseroptischen Fassung und ein zweites Ende zum Umklammern der zylindrischen optischen Sende- /Empfangskomponente. Das erste Ende weist eine geometrische Achse auf, die im wesentlichen mit der geometrischen Achse der Fassung übereinstimmt. Das zweite Ende weist eine geometrische Achse auf, die im wesentlichen mit der geometrischen Achse der optischen Komponente übereinstimmt.
Die Erfindung sieht vor, daß der faseroptische Justieradapter aus einem Stück hergestellt wird, wobei erstes und zweites Ende exzentrisch zueinander angeordnet sind, wodurch die geometrischen Achsen gegeneinander versetzt sind. Deshalb ermöglicht das Drehen des Adapters (mit der faseroptischen Fassung darin) um die zylindrische optische Komponente eine Ausrichtungsoptimierung zwischen den optischen Achsen der Komponente und der Fassung. Wie hier offenbart, werden das erste und das zweite Ende durch eine erste und zweite zylindrische Muffe gebildet. Wenigstens eine der Muffen umfaßt einen ersten Schlitz, der sich in Längsrichtung dazu erstreckt, und einen zweiten Schlitz, der sich quer dazu erstreckt, wobei die Schlitze miteinander in Verbindung stehen und eine Griffelastizität für die Muffe bereitstellen. Bei der beispielhaften Ausführungsform haben die Muffen unterschiedliche Durchmesser und beide Muffen umfassen den ersten und zweiten Schlitz, wobei die Greifelastizität einer Muffe unabhängig von der der anderen Muffe ist.
Wandungseinrichtungen trennen in axialer Richtung die Muffen, wobei die zweiten Schlitze an gegenüberliegenden Seiten der Wandeinrichtung angeordnet sind. Die Wandeinrichtungen umfassen eine mittig liegende Öffnung für den Durchlauf optischer Signale oder Licht.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines faseroptischen Justieradapters in Verbindung mit einer faseroptischen Fassung am Ende einer optischen Faser und einer optischen Sende- /Empfängerkomponente;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Adapters im vergrößerten Maßstab;
Fig. 3 einen axialen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie 3-3 in Fig. 2;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Adapters; und
Fig. 5 einen axialen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie 5-5 in Fig. 4.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Es wird auf die Figuren im einzelnen und zuerst auf Fig. 1 Bezug genommen. Die Erfindung wird in einem faseroptischen Justieradapter verwirklicht, der aus einem allgemein mit 10 bezeichneten Stück hergestellt ist, um eine allgemein mit 12 bezeichnete faseroptische Fassung mit einer allgemein mit 14 bezeichneten zylindrischen optischen Sende- /Empfängerkomponente auszurichten. Fig. 1 zeigt eine Vielzahl (4) von zylindrischen optischen Sende-/Empfängerkomponenten 14, die nach vorne aus einem Block 16 hervorragen, der z. B. Teil einer allgemein mit 18 bezeichneten elektrischen Vorrichtung sein kann. Obwohl nur ein Adapter ZO und eine Fassung 12 in den Zeichnungen gezeigt werden, können vier Adapter und damit verbundene Fassungen an alle vier Komponenten 14 der elektrischen Vorrichtung 18 angeschlossen werden. Außerdem versteht es sich, daß die elektrische Vorrichtung 18 für beispielhafte Zwecke dargestellt ist und die zylindrischen optischen Sende-/Empfängerkomponenten 14 Teile einer breiten Vielfalt von optischen Sendern/Empfängern oder Sende-Empfängern sind.
Die faseroptische Fassung 12 weist eine weithin bekannte Konstruktion zum Anschließen an das Ende einer Kern-Mantel- Faser 20 auf. Innerhalb der Fassung ist der Mantel der Faser entfernt und eine freigelegte Faserlänge ist in einem zylindrischen, nach vorne hervorragenden Abschnitt 22 der Fassung angeordnet, wobei das Faserende am entfernten Ende des nach vorne hervorragenden Abschnitts 22 freigelegt ist. Derartige Fassungen sind relativ zuverlässig geworden, wobei die geometrische Achse der Fassung, insbesondere die geometrische Achse des nach vorne hervorragenden zylindrischen Abschnitts 22, nahe der optischen Achse der Fassung angeordnet ist, d. h. der Faser selbst. Jedoch gibt es Beispiele, bei denen die geometrische und die optische Achse der Fassung 12, insbesondere des nach vorne hervorragenden zylindrischen Abschnitts 22, nicht übereinstimmen. Häufiger noch fallen die geometrischen Achsen der zylindrischen optischen Sender-/Empfängerkomponenten 14 nicht mit deren optischen Achsen zusammen. In Folge dessen ist es nicht ungewöhnlich, daß Übertragungsverluste entstehen, wenn Adapter nach dem Stand der Technik verwendet werden, um die Fassung 12 an optische Komponenten, z. B. an zylindrischen optischen Sender-/Empfängerkomponenten 14, anzukuppeln. Der Adapter 10 der vorliegenden Erfindung ist darauf gerichtet, derartige Probleme zu lösen und eine Ausrichtungsoptimierung zwischen den optischen Achsen der Fassung und der zylindrischen optischen Komponente zu ermöglichen.
Es wird auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen. Der einteilige faseroptische Ausrichtungsadapter 10 umfaßt insbesondere eine zylindrische Muffe 24 an seinem ersten Ende und eine zylindrische Muffe 26 an seinem zweiten oder gegenüberliegenden Ende. Die Muffe 24 ist so dimensioniert, daß sie im Preßsitz auf dem nach vorne hervorragenden zylindrischen Abschnitt 22 der Fassung 12 aufgenommen werden kann. Die Muffe 26 ist so dimensioniert, daß sie im Preßsitz auf den zylindrischen optischen Komponenten 14 angeordnet ist und diese umgibt. Es ist ersichtlich, daß die Muffen 24 und 26 unterschiedliche Durchmesser entsprechend den unterschiedlichen Durchmessern des Fassungsabschnitts und der zylindrischen optischen Komponente aufweisen. Die größere Muffe 26 weist eine Bodenwandung 28 auf, welche die Muffen trennt. Die Wand stößt gegen das entfernte Ende der jeweiligen zylindrischen optischen Komponente 14, und die Wand weist eine mittig angeordnete Öffnung 30 zum Durchtritt optischer Signale oder Licht auf.
Im speziellen wird auf Fig. 3 Bezug genommen. Die Muffe 24 des Adapters 10 zum Kuppeln mit der Fassung 12 umfaßt eine geometrische Achse 32, welche die Mittenlinie der zylindrischen Konstruktion der Muffe bildet. Auf ähnliche Weise weist die größere Muffe 26 eine geometrische Achse 34 auf, welche die Mittenlinie der zylindrischen Konstruktion der Muffe bildet. An dieser Stelle versteht es sich, daß, obwohl die Muffe 26 größer ist als die Muffe 24 bzw. einen größeren Durchmesser hat als diese, daß das umgekehrte zutreffen kann, oder daß die Muffen die gleichen Durchmesser aufweisen. Bei zylindrischen Muffen 24 und 26, die über dem nach vorne hervorragenden zylindrischen Abschnitt 22 der Fassung 12 bzw. der zylindrischen optischen Komponente 14 angeordnet sind und diese umgeben, stimmen außerdem die geometrischen Achsen der Muffen mit den geometrischen Achsen der jeweiligen Fassung oder der Komponente überein. Jedoch können, wie vorstehend beschrieben, die optischen Achsen der Fassung oder der Komponente entweder mit der jeweiligen geometrischen Achse zusammenfallen oder nicht. Bei vielen optischen Komponenten, z. B. bei zylindrischen optischen Sender-/Empfängerkomponeneten 14, stimmen die geometrischen und optischen Achsen häufig nicht überein.
Die Erfindung sieht vor, daß die Muffen 24 und 26 an den gegenüberliegenden Enden des Adapters 10 exzentrisch zueinander angeordnet sind und somit die jeweiligen geometrischen Achsen 32 und 34 gegeneinander versetzt sind, wie durch die Pfeile "A" in Fig. 3 gezeigt. Somit kann durch Drehen des Adapters 10 um eine zylindrische Sender- /Empfängerkomponente, z. B. um eine zylindrische optische Komponente 14, eine Ausrichtungsoptimierung zwischen der optischen Achse der Komponente und der Fassung, die mit der Muffe 24 gekuppelt ist, erreicht werden. Mit anderen Worten, die geometrische Achse der Muffe 26 bildet die Drehachse des Adapters. Die Drehachse bleibt fest relativ zur optischen Achse der Komponente, an die die Muffe 26 gekuppelt ist und um die sie sich dreht. Wenn jedoch die Muffe 26 sich um die zylindrische optische Komponente dreht, umkreist die Muffe 24, insbesondere ihre geometrische Achse 32, die geometrische Achse 34 der Muffe 26 und auf gleiche Weise die geometrische Achse der angekuppelten optischen Komponente. Wenn z. B. angenommen wird, daß die optische Achse der Fassung 12 mit der geometrischen Achse 32 der Muffe 24 zusammenfällt, kann man nachvollziehen, daß die optische Achse der Fassung/Faser bei der Drehung sich zur optischen Achse der mit der Muffe 26 gekuppelten Komponente hin oder von dieser weg bewegt, wo auch immer die optische Achse sein mag. An einer Stelle in der Kreisbewegung erreichen die optischen Achsen ihre größte Annäherung, was als Ausrichtungsoptimierung zwischen den optischen Achsen der Komponente und der Fassung angesehen werden kann.
Bei der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist die Muffe 24 für die Fassung 12 zu Greifzwecken mit einer Elastizität oder Federwirkung ausgestattet, um den Adapter auf dem nach vorne hervorragenden zylindrischen Abschnitt 22 der Fassung einfach im Preßsitz aufzustecken. Insbesondere umfaßt die Muffe 24 einen sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz 36, der mit einem sich quer oder radial erstreckenden Schlitz 38 unmittelbar in der Nähe der Wand 28 der Muffe 26 in Verbindung steht.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine alternative Ausführungsform der Erfindung, bei der die Muffe 26 zu Greifzwecken mit Federwirkung oder Elastizität ausgestattet ist, um den Adapter über eine der zylindrischen optischen Sender- /Empfängerkomponenten 14 einfach im Preßsitz aufstecken zu können. Insbesondere umfaßt die Muffe 26, wie die Muffe 24, einen sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz 40, der mit einem sich quer oder radial erstreckenden Schlitz 42 in unmittelbarer Nähe der Wand 28 in Verbindung steht, welche den Boden der Muffe 26 bildet. Bei der Konstruktion in den Fig. 4 und 5 versteht es sich, daß die Elastizität oder Federwirkung an der Muffe 24 von der Federwirkung unabhängig ist, die von der Muffe 26 bewirkt wird.
Es versteht sich, daß die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen in jeder Hinsicht als illustrativ und nicht einschränkend zu betrachten sind.

Claims

1. Faseroptischer Justieradapter (10) zum Ausrichten einer ersten optischen Komponente (12), die eine geometrische Achse aufweist, die mit ihrer optischen Achse zusammenfallen kann, aber nicht braucht, auf eine zweite zylindrische, optische Komponente (14), die eine geometrische Achse aufweist, die mit ihrer optischen Achse zusammenfallen kann, aber nicht braucht, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale umfaßt:

ein erstes zylindrisches Ende (24) zur Aufnahme der ersten Komponente (12) und ein zweites zylindrisches Ende (26) zur Aufnahme der zweiten Komponente (14);

das erste Ende (24) weist eine geometrische Achse (32) auf, die im wesentlichen mit der geometrischen Achse der ersten Komponente (12) zusammenfällt, wenn sie in das erste Ende eingesetzt ist;

das zweite Ende (26) weist eine geometrische Achse (34) auf, die im wesentlichen mit der geometrischen Achse der zweiten Komponente (14) zusammenfällt, wenn sie in das zweite Ende eingesetzt ist,

das erste und das zweite Ende (24, 26) der Vorrichtung (10) liegen exzentrisch zueinander, wodurch die geometrischen Achsen gegeneinander versetzt werden, wobei eine Drehung des Adapters um die geometrische Achse des zweiten Endes eine Optimierung der Justierung zwischen den optischen Achsen der beiden optischen Komponenten (12, 14) ermöglicht,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Adapter (10) eine einteilige Konstruktion ist,

daß eine Wandung (28) das erste und das zweite Ende (24, 26) in axialer Richtung trennt,

daß die Wandung eine mittig liegende Öffnung (30) für den Durchlauf optischer Signale aufweist, wobei jedes der zylindrischen Enden (24, 26) einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz (36, 40) umfaßt, der sich parallel zur entsprechenden geometrischen Achse erstreckt, und einen quer verlaufenden Schlitz (38, 42) umfaßt, der sich quer dazu erstreckt, wobei die in Längsrichtung und Querrichtung verlaufenden Schlitze (36, 38; 40,42) miteinander in Verbindung stehen und für Elastizität beim festklammern der jeweiligen optischen Komponenten sorgen, die in dem jeweiligen Ende (24, 26) aufgenommen wird, wobei die querverlaufenden Schlitze (38, 42) unmittelbar nahe der Wandung (28) angeordnet sind, so daß die für Festklemmen sorgende Elastizität, die durch das erste zylindrische Ende bewirkt wird, unabhängig von der ist, die durch das zweite zylindrische Ende bewirkt wird.

2. Adapter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

die erste optische Komponente stellt eine optische Faserfassung 12 dar;

die zweite zylindrische optische Komponente stellt eine zylindrische optische Sende-/Empfängerkomponente (14) dar.

3. Adapter (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (24, 26) unterschiedliche Durchmesser aufweisen.