DE8706844U1 - Connector for optical fiber - Google Patents
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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Description
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5206 Neunkirchen 1 12. Mai, 19875206 Neunkirchen 1 12 May, 1987
Die Erfindung betrifft einen Stecker für Lichtwellenleiter, bestehend aus einer Hülse mit einer Durchgangsbohrung zur Aufnahme eines ummantelten Abschnittes des Lichtwellenleiters, inneren Führungsmitteln zur Zentrierung eines abisolierten Endäbsehnittes des Lichtwellenleiters und einer eingesetzten Kugellinse zur Bündelung des aus dem Lichtwellenleiter austretenden Lichtes.The invention relates to a connector for optical fibers, consisting of a sleeve with a through-hole for receiving a sheathed section of the optical fiber, internal guide means for centering a stripped end section of the optical fiber and an inserted spherical lens for bundling the light emerging from the optical fiber.
Lichtwellenleiter der genannten Art bestehen aus einem Leiterkern'und einer diesen umgebenden Mantel, jeweils aus lichtleitendem Material unterschiedlicher Brechungseigenschaften, sowie aus einer Umhüllung aus Kunststoff oder gewebeverstärktem Material. Solche Lichtwellenleiter sind geeignet, insbesondere Laserlicht zur Signalübermittlung über sehr große Entfernungen mit geringer Dämpfung zu übertragen. Dagegen ist es schwierig, erforderliche Verbindungsstellen so auszugestalten, daß die Übertragungsverluste gering gehalten werden. Diesem Zweck dienen die an den jeweiligen Lichtwellenleiterenden vorgesetzten Kugellinsen, deren Durchmesser im Vergleich «lit dem lichtleitenden Kern des Lichtweiienleiters um den Faktor 20 bis 100 größer sind. Die Kugellinse wird dabeiOptical fibers of the type mentioned consist of a conductor core and a jacket surrounding it, each made of light-conducting material with different refractive properties, as well as a sheath made of plastic or fabric-reinforced material. Such optical fibers are suitable for transmitting laser light for signal transmission over very long distances with little attenuation. On the other hand, it is difficult to design the necessary connection points in such a way that the transmission losses are kept low. This is the purpose of the spherical lenses placed at the respective ends of the optical fibers, the diameter of which is 20 to 100 times larger than that of the light-conducting core of the optical fiber. The spherical lens is
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auf das Ende des Liehtwellenleiters so eingestellt, daß dieses möglichst im Brennpunkt der Linse liegt. Damit wird das Licht in einen in etwa parallelen Strahl von wesentlich vergrößertem Querschnitt gestreut, so daß ein Axialabstand und/oder ein Radialversatz zu einer entsprechenden Linse eines Gegensteckers nur zu relativ geringen prozentualen Verlusten führt, die .wesentlich &Pgr; "i edfi y er liegen als bei üfiiTn tteloäref Kupplung von zwei Lichtwellenleiterenden. Die Verluste an der Kugellinse durch Reflexionen sind dabei unerheblich und können durch entsprechende Beschichtung weiter vermindert werden. Wesentlich für ein gutes Übertragungsverhalten ist hier jedenfalls die genaue Justierung desto the end of the optical waveguide so that it is as close to the focal point of the lens as possible. This scatters the light into an approximately parallel beam with a significantly larger cross-section, so that an axial distance and/or a radial offset to a corresponding lens of a mating connector only leads to relatively low percentage losses, which are significantly lower than with a direct coupling of two optical waveguide ends. The losses at the ball lens due to reflections are insignificant and can be further reduced by appropriate coating. In any case, the precise adjustment of the Lichtwellenleiterendes im Brennpunkt, daneben auch die tchsparallele Ausrichtung des Lichtwellenleiterendes.Optical fiber end in the focal point, as well as the parallel alignment of the optical fiber end.
Aus der US 4 265. 511 ist ein Stecker für Lichtwellenleiter bekannt, bei dem zur axialen Fixierung des Lichtwellenleiterendes in Bezug auf die Kugellinse der Lichtwellenleiter an eine Lichtquelle angeschlossen wird und in einen Steckerstift eingeschoben wird, wobei daJ austretende Licht auf einer Mattscheibe oder dergleichen aufgefangen wird und durch Kontrolle des Lichtpunktdurchmessers auf der Mattscheibe die gewünschte Position des Lichtwellenleiterendes in Bezug auf die Kugellinse bestimmt wird. In der ermittelten Position wird der Lichtwellenleiter im Steckerstift festgeklebt. Weiterhin sind hierbei Mittel vorgesehen, anschließend den Steckerstift innerhalb des Steckers parallel auszurichten. Wenn auch ein Steckerstift dieser Art bereits als vereinfachte Konstruktion bezeichnet wird, ist aus dem dargestellten Verfahren ersichtlich, daß der erforderliche Einstellaufwand für eine Massenfertigung von Steckerstiften, für die zunehmend ein Bedarf besteht, nicht zu rechtfertigen ist.US 4,265,511 discloses a connector for optical fibers, in which the optical fiber end is connected to a light source and inserted into a connector pin in order to fix the optical fiber end axially in relation to the spherical lens, whereby the emerging light is captured on a ground glass screen or the like and the desired position of the optical fiber end in relation to the spherical lens is determined by checking the light spot diameter on the ground glass screen. The optical fiber is glued into the connector pin in the determined position. Means are also provided here for subsequently aligning the connector pin parallel within the connector. Although a connector pin of this type is already described as a simplified construction, it is clear from the method described that the adjustment effort required for mass production of connector pins, for which there is an increasing demand, cannot be justified.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eifien Stecker für Lichtwellenleiter der eingangs genannten Art zu schaffen, der mit einfachen Mitteln herzustellen und zu montieren ist und bei dem sich eine fehlerfreie Einstellung des Lichtwel le.ileiterendes auf den Brennpunkt der verwendeten Kugellinse mit hoher und bleibender Genauigkeit auch in der Serienfertigung ergibt. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein ringförmiges Distanzelement, das einerseits definiert an der Kugellinse und andererseits plan an den Führungsmitteln in der Ebene des Lichtwellenleiters anliegt. Hiermit ist eine Montage der Führungsmittel, des erfindungsgemäßen Distanzringes und der Kugellinse auf Anschlag unter präziser Einstellung des Lichtwellfcnleiterendes auf den Brennpunkt der Kugellinse möglich. Hierbei können übliche Montagekräfte aufgewandt werden, wobei sich die Montagewege aus der vorher präzise herzustellenden Dicke des Distanzringes ergeben. Die Übereinstimmung des Lichtwellenleiterendes mit der Anlagefläche der Führungsmittel ergibt sich in bekannter Weise aus einem gemeinsamen Beschleifen beider bereits miteinander verklebter Teile. Die Herstellung der *■ Distanzringe kann auf Präzisionsdrehmaschinen bekannteThe present invention is based on the object of creating a connector for optical fibers of the type mentioned at the beginning, which can be manufactured and assembled using simple means and which enables the optical fiber end to be adjusted to the focal point of the ball lens used with high and lasting accuracy, even in series production. This object is achieved by an annular spacer element which, on the one hand, rests in a defined manner on the ball lens and, on the other hand, lies flat on the guide means in the plane of the optical fiber. This makes it possible to assemble the guide means, the spacer ring according to the invention and the ball lens to the stop with precise adjustment of the optical fiber end to the focal point of the ball lens. Conventional assembly forces can be used here, with the assembly paths resulting from the thickness of the spacer ring, which must be manufactured precisely beforehand. The alignment of the optical fiber end with the contact surface of the guide means is achieved in a known manner by grinding both parts that have already been glued together. The production of the *■ spacer rings can be carried out on precision lathes known
vom Stab in gewünschter Dicke abgestochen wird. Es handelt f sich hierbei um Bauteile, deren Kosten in Vergleich zumfrom the bar in the desired thickness. These are components whose costs are relatively low compared to
eingesparten zeitlichen Aufwand für komplizierte ■ Justierverfahren gesetzt werden müssen. Das Drehen dertime saved for complicated adjustment procedures. ■ Turning the
genannten Kugelkalotte erfolgt mit einem Formwerkzeug aus Diamant. Zur Vereinfachung ist auch eine konische Kontaktfläche möglich, deren Öffnungskegel und Öffnungsdurchmesser an der Stirnfläche des Distanzringes exakt eingehalten werden muß.The so-called spherical cap is made using a diamond forming tool. To simplify matters, a conical contact surface is also possible, the opening cone and opening diameter of which must be precisely maintained on the front surface of the spacer ring.
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Für den Abstand des Lichtwellenleiterendes zur Oberfläche
der Kugellinse ist eine Toleranz von +/- 5 &mgr; zu fordern,
um die gewünschten Dämpfungswerte zu garantieren, die ohne
weiteres durch einen mit bekannten Werkzeugen gefertigten
Distanzring einzuhalten ist.For the distance of the optical fiber end to the surface
the ball lens a tolerance of +/- 5 μgr; is required,
to guarantee the desired damping values, which without
further by a manufactured with known tools
Spacer ring must be observed.
Der notwendige Abstand vom Lichtwellenleiterende zur |The necessary distance from the fiber optic end to the |
Kugeloberfläche, d.h. die Brennweite der Linse kann in §Spherical surface, i.e. the focal length of the lens can be in §
einem einmaligen Vorgang empirisch ermittelt werden, indem |be determined empirically in a single process by |
die Dicke einer Musterscheibe solange verändert wird, bis 1the thickness of a sample disc is changed until 1
sich an einem damit ausgerüsteten Stecker optimale foptimal f on a plug equipped with it
ergeben. Die Ermittlung des optimalen Abstandes ist aber fHowever, determining the optimal distance is
auch auf rein mathematischem Wege inzwischen möglich. Ialso possible by purely mathematical means. I
vorzugsweise unter Verzicht auf Klebemittel in den \ preferably without adhesives in the \
und Steckerstift in vertikaler Position wird einand connector pin in vertical position, a
seine Orientierung innerhalb der Linsenhülse nicht \ its orientation within the lens sleeve is not \
unbeabsichtigt verändern kann. Der Distanzring kommtcan change unintentionally. The spacer ring is
hiernach mit seiner Kalottenfläche auf der Kugeloberflächehereafter with its spherical surface on the sphere surface
zu Hegen, wobei noch ein geringes radiales Spiel \ to Hegen, whereby a small radial play \
vorhanden ist. Anschließend muß der Ste'kerstiftis present. Then the plug pin must
eingeführt und zur Anlage mit der planen Oberfläche desintroduced and placed on the flat surface of the
verklemmt und können anschließend noch mit einer Ijammed and can then be connected with an I
Überwurfhülse einer Schnellkupplung oder dergleichen versehen werde/i. Ein Ausführungsbeispiel nach dem Gegenstand der Erfindung ist aus den beigefügten Zeichnungen zu ersehen.Cap sleeve of a quick coupling or the like. An embodiment according to the subject matter of the invention can be seen from the attached drawings.
mit einem eingeklebten Lichtwellenleiterwith a glued-in optical fiber
Fig. 2 zeigt ein Distanzelement als Einzelheit, in zwei AusführungenFig. 2 shows a spacer element as a detail, in two versions
In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Stecker für einen Lichtwellenleiter 13 dargestellt, der aus einem Steckerstift 1 besteht, der an seinem einem Ende als Führungsmittel zwei Führungshülsen 2 aufnimmt, sowie aus einer Linsenhülse 3, in die eine Kugellinse 5 eingesetzt ist. Eine Durchgangsbohrung 6 im Steckerstift 1 hat einen mittleren Abschnitt, der zum Einkleben und "Festlegen der Lichtwellenleiterumhüllung 14 dient, einen sich zur einen Seite hin erweiternden Abschnitt zur Einführung des Lichtwellenleiters 13 und einen zum anderen Ende hin sich erweiternden Abschnitt zur Aufnahme der Führungshülsen 2. Jede der Führungshülsen 2 weist eine Kapillarbohrung 7 und einen Einführungstrichter 8 auf, wobei die paarweise Anordnung zweier gleicher Hülsen eine Verbesserung der axialen Ausrichtung des abisoliertenFigure 1 shows a connector according to the invention for an optical waveguide 13, which consists of a connector pin 1, which receives two guide sleeves 2 at one end as a guide means, and a lens sleeve 3 into which a ball lens 5 is inserted. A through hole 6 in the connector pin 1 has a middle section, which serves to glue in and "fix" the optical waveguide sheath 14, a section widening towards one side for inserting the optical waveguide 13 and a section widening towards the other end for receiving the guide sleeves 2. Each of the guide sleeves 2 has a capillary bore 7 and an insertion funnel 8, whereby the arrangement of two identical sleeves in pairs improves the axial alignment of the stripped Lichtwellenleiterendes 15 bewirken. Die vordere aus dem Steckerstift 1 hervortretende Hülse ist mit dem vorderen Ende des Lichtwellenleiterendes 15 zusammen plangeschliffen. An ihrer Stirnfläche 9 liegt das Distanzelement 4, das radiales Spiel aufweist, an, das mit seiner zweiten mit der Kugellinse krümmungsgleicheri Kalottenfläche 10 an letzterer anliegt. Die Kugellitise 5 ist in die Linsenhülse 3 eingeklebt, kann aber ebenso ausschließlich in diese eingepreßt werden.optical fiber end 15. The front sleeve protruding from the connector pin 1 is ground flat together with the front end of the optical fiber end 15. The spacer element 4, which has radial play, rests on its front surface 9 and rests against the spherical lens with its second dome surface 10, which has the same curvature as the spherical lens. The spherical lens 5 is glued into the lens sleeve 3, but can also be pressed into it exclusively.
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Eine besonders genaue axiale Fixierung der Kugellinse 5 innerhalb der Kugel! insenhülse 3 ist an sich unerhebl ic'n. Bevorzugt liegt die Kugellinse 5 geschützt vollständig innerhalb der Linsenhülse 3. Nach dem Ineinanderstecken von Steckerstift 1 und Linsenhülse 3 werden diese Teile miteinander verklebt oder verklemmt. Die mit Klebemittel 17 ausgefüllten Räume sind in der Darstellung angelegt und betreffen im wesentlichen die Einführtrichter 8 und den erweiterten Abschnitt 13 des Steckerstiftes.A particularly precise axial fixation of the ball lens 5 within the ball sleeve 3 is in itself irrelevant. The ball lens 5 is preferably completely protected within the lens sleeve 3. After plugging the connector pin 1 and the lens sleeve 3 into one another, these parts are glued or clamped together. The spaces filled with adhesive 17 are laid out in the illustration and essentially concern the insertion funnels 8 and the extended section 13 of the connector pin.
In Figur 2 ist die Form des Distanzelementes 4 als Einzelheit erkennbar, wobei in der Ausführung nach Figur 2a auf der einen Seite eine Kugelkalottenfläche 10 und auf der anderen Seite eine plane Fläche 11 vorgesehen ist und in-;gesamt ein Ringkörper mit einer Innenbohrung 12 gebildet wirü. In der Ausführung nach Figur 2b ist die Kalottenflach durch eine Konusfläche 16 ersetzt. Mit4M ist jeweils der vorgesehene Mittelpunkt der Kugellinie bezeichnet.In Figure 2, the shape of the spacer element 4 can be seen as a detail, whereby in the embodiment according to Figure 2a a spherical cap surface 10 is provided on one side and a flat surface 11 on the other side, and overall a ring body with an inner bore 12 is formed. In the embodiment according to Figure 2b, the cap surface is replaced by a conical surface 16. The intended center of the spherical line is designated with 4 M.
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Bernhard Schmidt GM 8716 DEBernhard Schmidt GM 8716 DE
- Rehfeld 8 Ne/Sy- Rehfeld 8 Ne/Sy
5206 Neunkirchen 1 12. Mai. 19875206 Neunkirchen 1 12 May 1987
Stecker für LichtwellenleiterConnector for optical fiber
Bezugszeichen listeReference list
1. Steckerstift1. Connector pin
2. Führungsmittel2. Management tools
3. Linsenhülse3. Lens sleeve
4. Distanzelement4. Spacer element
5. Kugellinse5. Ball lens
6. Innenbohrung6. Inner bore
7. Kapillarbohrung7. Capillary drilling
8. Einführtrichter8. Insertion funnel
9. Stirnfläche9. Frontal surface
10. Kalottenfläche10. Calotte surface
11. Planfläche11. Plane surface
12. Innenbohrung12. Inner bore
13. Lichtwellenleiter13. Optical fiber
14. Ummantelung14. Sheathing
15. Leiterende (abisoliert)15. Conductor end (stripped)
16. Konusfläche16. Conical surface
17. Klebemittel17. Adhesives
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet,2. Plug according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,3. Plug according to claim I 1
characterized,
Priority Applications (1)
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DE8706844U DE8706844U1 (en) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | Connector for optical fiber |
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DE8706844U DE8706844U1 (en) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | Connector for optical fiber |
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DE8706844U Expired DE8706844U1 (en) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | Connector for optical fiber |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8706844U1 (en) |
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1987
- 1987-05-13 DE DE8706844U patent/DE8706844U1/en not_active Expired
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