DE9311058U1 - Centering device for fiber-shaped optical fibers - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zentriervorrichtung mit V-förmigen Klemmstrukturen für das Zentrieren von Lichtleitfasern in einem Faserstecker.The invention relates to a centering device with V-shaped clamping structures for centering optical fibers in a fiber connector.
Bei der Kopplung der Enden faserförmiger Lichtwellenleiter
mit den Enden anderer Lichtwellenleiter oder mit mikrooptischen oder optoelektronischen Bauelementen ist die
genaue Positionierung der Enden der Lichtwellenleiter bezüglich der zu koppelnden Lichtwellenleiter bzw. Bauelemente
von großer Bedeutung, weil sie für die Übertragungsqualität bestimmend ist. Eine genaue Positionierung
faserförmiger Lichtwellenleiter, deren Faserdurchmesser
typischerweise eine Herstellungstoleranz von ±2 Mm aufweist,
ist jedoch gerade im Falle der für die Telekommunikation bevorzugt verwendeten Singlemodefasern, die
sich durch sehr kleine Kernregionen mit Durchmessern von 5 bis 10 &mgr;&tgr;&eegr;. auszeichnen, sehr schwierig.When coupling the ends of fiber-shaped optical waveguides with the ends of other optical waveguides or with micro-optical or optoelectronic components, the precise positioning of the ends of the optical waveguides with respect to the optical waveguides or components to be coupled is of great importance because it determines the transmission quality. However, precise positioning of fiber-shaped optical waveguides, whose fiber diameter typically has a manufacturing tolerance of ±2 mm, is particularly important in the case of single-mode fibers, which are preferred for telecommunications and which
characterized by very small core regions with diameters of 5 to 10 μιη. , very difficult.
Bei Einzelfasersteckern mit zirkularer Geometrie des die Faser beherbergenden Teils ist es bekannt (SPIE Vol. 479 (1984) S. 36ff.) die Faser in eine Bohrung einzuschieben, darin zu verkleben und dann den gesamten Steckkörper unter optischer Kontrolle der Zentrizität nachzuarbeiten, indem außen Material abgetragen wird.In the case of single-fiber connectors with a circular geometry of the part housing the fiber, it is known (SPIE Vol. 479 (1984) p. 36ff.) to insert the fiber into a hole, glue it in place and then rework the entire connector body under optical control of the centricity by removing material from the outside.
Stecker dieser bekannten Art weisen den Nachteil auf, daß sie nur mit erheblichem Aufwand hergestellt werden können.
Des weiteren eignet sich dieses Verfahren zum nachträglichen Zentrieren der Faser in dem Stecker auf Grund
der notwendigen Rotationssymmetrie nur für Einzelfaserstecker.
35Connectors of this known type have the disadvantage that they can only be manufactured with considerable effort. Furthermore, this method for subsequently centering the fiber in the connector is only suitable for single-fiber connectors due to the necessary rotational symmetry.
35
Des weiteren ist es bekannt, auf einem Trägersubstrat mittels anisotropen Ätzens von Silicium V-förmige Nuten auszubilden, die zur Aufnahme von Lichtwellenleitern dienen. Es sind Faserhalter bekannt, in denen derartige V-Nuten dazu benutzt werden, die Lichtwellenleiter lateral fixiert zu positionieren. Derartige Faserhalter weisen jedoch den Nachteil auf, daß die Fasern in nur einer Richtung zentriert werden, so daß eine perfekte Positionierung nicht erreicht werden kann.Furthermore, it is known to form V-shaped grooves on a carrier substrate by means of anisotropic etching of silicon, which serve to accommodate optical waveguides. Fiber holders are known in which such V-grooves are used to position the optical waveguides laterally in a fixed manner. However, such fiber holders have the disadvantage that the fibers are only centered in one direction, so that perfect positioning cannot be achieved.
Mit der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine Zentrierungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Enden von Lichtwellenleitern sehr genau auf den Mantel zentriert werden können.The invention solves the problem of creating a centering device of the type mentioned above, with which the ends of optical fibers can be centered very precisely on the sheath.
Für die erfindungsgemäße Zentrierungsvorrichtung wird dies dadurch erreicht, daß die Klemmstrukturen vertikal elastisch ausgebildet sind.For the centering device according to the invention, this is achieved by the clamping structures being designed to be vertically elastic.
0 Die Klemmstrukturen sind vorzugsweise unter Verwendung bekannter mikrotechnischer Verfahren hergestellt.0 The clamping structures are preferably manufactured using known microtechnical processes.
Im Speziellen wird dies dadurch erreicht, daß die Klemmstrukturen unter Verwendung rontgenlithografischer Verfahren, insbesondere unter Verwendung des unter dem Begriff LIGA bekannten und in 11W. Ehrfeld und D. Münchmeyer, Nucl. Instrum. Meth. A303, pp.523 - 531, 1991" beschriebenen Verfahrens, hergestellt sind.In particular, this is achieved by producing the clamping structures using X-ray lithographic processes, in particular using the process known under the term LIGA and described in "11 W. Ehrfeld and D. Münchmeyer, Nucl. Instrum. Meth. A303, pp.523 - 531, 1991".
0 Alternativ wird dies auch im Speziellen dadurch erreicht, daß die Klemmstrukturen mittels Ablation mit Hilfe eines Excimerlasers hergestellt werden (vgl. z.B. H.K. Tönshoff et al., Laser und Optoelektronik 24, pp. 64 - 67, 1992, oder R. Srinivasan, Science, vol. 234, pp 559 - 565, 1986) .0 Alternatively, this is also specifically achieved by producing the clamping structures by ablation using an excimer laser (see e.g. H.K. Tönshoff et al., Laser und Optoelektronik 24, pp. 64 - 67, 1992, or R. Srinivasan, Science, vol. 234, pp 559 - 565, 1986).
Weiter wird dies alternativ im Speziellen dadurch erreicht, daß die Klemmstrukturen mittels Sputterns mit Hilfe eines fokussierten Ionenstrahls hergestellt werden (vgl, z.B. R.K. DeFreez et al., SPIE Vol. 1043, Laser Diode Technology and Applications, 1989).Furthermore, this is alternatively achieved in particular by producing the clamping structures by sputtering with the aid of a focused ion beam (see, e.g., R.K. DeFreez et al., SPIE Vol. 1043, Laser Diode Technology and Applications, 1989).
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird im Speziellen weiterhin dadurch gelöst, daß eine Resistschicht durch eine Arbeitsmaske bestrahlt wird, und die Klemmstrukturen anschließend galvanisch aufgewachsen werden.The object underlying the invention is further achieved in particular by irradiating a resist layer through a working mask and then electroplating the clamping structures.
Im Wesentlichen wird dabei auf eine elektrisch leitfähige Grundplatte eine Resistschicht aufgebracht, durch eine Rontgentiefenlithographiemaske hindurch bestrahlt wird und anschließend die Klemmstrukturen galvanisch aufgewachsen. Essentially, a resist layer is applied to an electrically conductive base plate, irradiated through an X-ray deep lithography mask, and then the clamping structures are grown galvanically.
Die so erzeugten metallischen Klemmstrukturen können als Formeinsatz zur Abformung von Kunststoff-Klemmstrukuren 0 verwendet werden.The metallic clamping structures produced in this way can be used as a mold insert for molding plastic clamping structures 0.
Vorzugsweise werden die Zentrierungsvorrichtungen für Steckverbindungen für Lichtwellenleiter verwendet, wiePreferably, the centering devices are used for connectors for optical fibers, such as
sie aus der Parallelanmeldung bekanntknown from the parallel application
sind.are.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred embodiments of the invention are the subject of the subclaims.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird erreicht, daß die Faserenden sowohl in lateraler als auch in vertikaler Richtung zentriert werden. Die laterale Zentrierung wird dabei durch die Einlagerung der Lichtwellenleiter in die V-förmigen Nuten erreicht, wobei die Lichtwellenleiter 5 mit elastischem Druck in die V-Nuten gedrückt werden, und die Zentrierung der Lichtwellenleiter in der dazu senk-The device according to the invention ensures that the fiber ends are centered both in the lateral and in the vertical direction. The lateral centering is achieved by embedding the optical fibers in the V-shaped grooves, whereby the optical fibers 5 are pressed into the V-grooves with elastic pressure, and the centering of the optical fibers in the direction perpendicular to this
rechten lateralen Richtung wird dadurch erreicht, daß jeweils zwei sich gegenüberstehende elastisch gelagerte V-Nuten gegen die Lichtwellenleiter drücken, wobei der Druck der sich gegenüberstehenden elastisch gelagerten V-Nuten auf die Lichtwellenleiter jeweils gleich groß ist, so daß die Lichtwellenleiter in der Mitte zwischen den beiden sich gegenüberstehenden elastisch gelagerten V-Nuten fixiert werden.right lateral direction is achieved by having two opposing elastically mounted V-grooves press against the optical fibers, whereby the pressure of the opposing elastically mounted V-grooves on the optical fibers is always the same, so that the optical fibers are fixed in the middle between the two opposing elastically mounted V-grooves.
Vorzugsweise sind die Klemmstrukturen der Zentrierungsvorrichtung M-förmig ausgebildet. Dadurch wird auf besonders einfache Weise eine elastische Lagerung der V-förmigen Nuten erreicht.Preferably, the clamping structures of the centering device are M-shaped. This makes it particularly easy to achieve elastic mounting of the V-shaped grooves.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung sind die Klemmstrukturen als voneinander spreizbare Doppelbalken ausgebildet, deren Enden nach innen abgeschrägt sind. Bei dieser Ausführungsform wird die vertikal elastische Lagerung der Lichtwellenleiter dadurch erreicht, daß die einzelnen Balken auf Grund der Schrägstellung ihrer Enden nach innen bei Druck des Lichtwellenleiters auf die Enden der Balken elastisch auseinandergespreizt werden.According to a further preferred embodiment of the centering device according to the invention, the clamping structures are designed as double beams that can be spread apart from one another, the ends of which are beveled inwards. In this embodiment, the vertically elastic support of the optical waveguides is achieved in that the individual beams are elastically spread apart due to the inclination of their ends inwards when the optical waveguide is pressed onto the ends of the beams.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung sind die Klemmstrukturen als V-förmige Tellerfedern ausgebildet. Diese Ausführungsform der Klemmstrukturen ermöglicht insbesondere die Herstellung von Klemmstrukturen, die in einem 0 linearen Array zusammengesetzt sind.According to a further preferred embodiment of the centering device according to the invention, the clamping structures are designed as V-shaped disc springs. This embodiment of the clamping structures enables in particular the production of clamping structures that are assembled in a linear array.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung sind die Klemmstrukturen als durchgehende Gitterstäbe ausgebildet, die 5 in der Mitte mit nach außen weisenden Ausbuchtungen versehen sind. Diese erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrich-According to a further preferred embodiment of the centering device according to the invention, the clamping structures are designed as continuous grid bars, which are provided with outward-pointing bulges in the middle. These centering devices according to the invention
tungen haben den Vorteil, daß nicht ein Paar sich gegenüber stehender Klemmstrukturen zum Zentrieren der Lichtwellenleiter notwendig ist, sondern daß die Zentrierung mit einer einzigen Klemmstruktur erreicht wird. 5The advantage of these clamping systems is that a pair of opposing clamping structures is not necessary to center the optical fibers, but that the centering is achieved with a single clamping structure. 5
Derartige Klemmstrukturen können so ausgebildet sein, daß sie vor Einbringen der Lichtwellenleiter mittels externer Kräfte elastisch verformt werden, um das Einbringen der Lichtwellenleiter zu ermöglichen, wobei die Lichtwellenleiter bei Zurücknahme der externen Kraft in der Klemmstruktur elastisch gelagert sind. Eine weitere Möglichkeit des Einbringens der Lichtwellenleiter in die Klemmstrukturen besteht darin, die elastische Verformung der Klemmstrukturen durch das Einbringen der Lichtwellenleiter selbst zu bewirken. Zur permanenten Fixierung unabhängig von den Federkräften werden die Lichtwellenleiter entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Einbringen zwischen die Gitterstäbe mit diesen mittels eines Klebers verklebt.Such clamping structures can be designed in such a way that they are elastically deformed by means of external forces before the optical fibers are inserted in order to enable the optical fibers to be inserted, whereby the optical fibers are elastically supported in the clamping structure when the external force is removed. Another possibility of inserting the optical fibers into the clamping structures is to cause the elastic deformation of the clamping structures by inserting the optical fibers themselves. For permanent fixation independent of the spring forces, the optical fibers are glued to the grid bars using an adhesive after being inserted between them, according to a preferred embodiment of the invention.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung sind die Klemmstrukturen als Doppelstäbe ausgebildet, die an den Enden jeweils mit nach außen weisenden Ausbuchtungen versehen 5 sind. Auch diese erfindungsgemäßen Klemmstrukturen weisen den Vorteil auf, daß eine einzige Klemmstruktur zur elastisch vertikalen und horizontal zentrierten Lagerung ausreicht. Auch entsprechend dieser Ausführungsform werden die Lichtwellenleiter bevorzugt mit Hlfe eines Klebstoffes mit den Doppelstäben, in die sie eingelagert sind, verklebt.According to a further preferred embodiment of the centering device according to the invention, the clamping structures are designed as double rods, each of which is provided with outward-facing bulges at the ends. These clamping structures according to the invention also have the advantage that a single clamping structure is sufficient for elastic vertical and horizontal centered storage. Also according to this embodiment, the optical fibers are preferably glued to the double rods in which they are stored using an adhesive.
Die erfindungsgemäßen Strukturen werden nach bekannten mikrotechnischen Verfahren hergestellt. Ein bevorzugtes 5 Verfahren ist das in "W. Ehrfeld u. D. Münchmeyer, Nucl.The structures according to the invention are produced using known microtechnical processes. A preferred process is that described in "W. Ehrfeld and D. Münchmeyer, Nucl.
Instrum. Meth. A 303, pp. 523 - 531, 1991" beschriebene LIGA - Verfahren.Instrum. Meth. A 303, pp. 523 - 531, 1991" described LIGA procedure.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß die für die Ausformung der erfindungsgemäßen Klemmstrukturen notwendigen Arbeitsgänge sehr präzise ausgeführt werden können, so daß Klemmstrukturen gebildet werden, die nur sehr geringe Abweichungen in den äußeren Abmessungen und bezüglich ihrer vertikalen Elastizität aufweisen. The method according to the invention offers the advantage that the operations required for forming the clamping structures according to the invention can be carried out very precisely, so that clamping structures are formed which have only very small deviations in the external dimensions and in terms of their vertical elasticity.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Resistschicht hergestellt, indem ein planparalleles Plättchen eines Positiv-Röntgenresists (zum Beispiel PMMA) auf einem Metallwafer aufgebracht wird.According to a preferred embodiment of the inventive method, the resist layer is produced by applying a plane-parallel plate of a positive X-ray resist (for example PMMA) to a metal wafer.
Entsprechend einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Resistschicht herge-According to another embodiment of the method according to the invention, the resist layer is produced
0 stellt, indem eine entsprechend dicke Schicht Gießharz auf den Metallwafer aufgebracht und anschließend polymerisiert wird.0 by applying a suitably thick layer of casting resin to the metal wafer and then polymerizing it.
Bei beiden Ausführungsformen kann die Dicke der Resistschicht mit geeigneten feinmechanischen Werkzeugen nachgearbeitet werden. Die Dicke der Resistschicht und die Parallelität des Metallwafers spielen dann eine entscheidende Rolle, wenn die gleichmäßige Höhe aller Klemmstrukturen erreicht werden muß. Eine chemische Behandlung 0 der Waferoberfläche vor Auftragen des Resists kann jeIn both embodiments, the thickness of the resist layer can be reworked using suitable precision mechanical tools. The thickness of the resist layer and the parallelism of the metal wafer play a decisive role when the uniform height of all clamping structures must be achieved. Chemical treatment of the wafer surface before applying the resist can be
nach Metall und Resist als Haftvermittlung notwendig
sein.after metal and resist necessary as adhesion promoter
be.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des er-5 findungsgemäßen Verfahrens wird die Arbeitsmaske erstellt, indem eine dünne Membran eines Materials mitAccording to a further preferred embodiment of the method according to the invention, the work mask is produced by a thin membrane of a material with
kleiner Massenzahl, auf die die Absorberstrukturen aus einem Metall hoher Massenzahl aufgebracht werden, durch eine Zwischenmaske mit Röntgenstrahlung bestrahlt wird, worauf der Resist entwickelt wird, und die entwickelten Bereiche mit einem Metall galvanisch gefüllt werden, worauf die verbliebenen Resistbereiche entfernt werden, indem sie belichtet und anschließend entwickelt werden (Strippen). small mass number, onto which the absorber structures made of a metal with a high mass number are applied, is irradiated with X-rays through an intermediate mask, whereupon the resist is developed, and the developed areas are galvanically filled with a metal, whereupon the remaining resist areas are removed by exposing them and then developing them (stripping).
Als vorteilhafte Materialien mit kleiner Massenzahl für die Herstellung einer dünnen Membran eignet sich zum Beispiel Beryllium in einer Dicke von etwa 200 &mgr;&igr;&eegr;, oder Diamant in entsprechender Dicke. Als Metall mit hoher Massenzahl, das zum Ausbilden der Absorberstrukturen geeignet ist, eignet sich insbesondere Gold in einer Dicke von etwa 10 &mgr;&igr;&eegr;. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die für die Herstellung der Arbeitsmaske notwendige Zwischenmaske hergestellt, indem zuerst eine Standardchrommaske mittels Elektronenstrahlschreiber erstellt wird, anschließend eine mittels Temperprozeß vorbehandelte Kaptonfolie bestrahlt wird, die mit einer Haftvermittlerschicht, einer Galvanikstartschicht und einer dicken Resistschicht versehen ist, worauf das Entwickeln der Maske und das galvanische Füllen der entwickelten Bereiche mit einem Metall durchgeführt wird, woraufhin die verbliebenen Bereiche der Resistschicht gestrippt werden.Advantageous materials with a low mass number for the production of a thin membrane are, for example, beryllium with a thickness of about 200 μm or diamond with a corresponding thickness. Gold with a thickness of about 10 μm is particularly suitable as a metal with a high mass number that is suitable for forming the absorber structures. According to a further preferred embodiment of the method according to the invention, the intermediate mask required for the production of the working mask is produced by first creating a standard chrome mask using an electron beam writer, then irradiating a Kapton film that has been pretreated using a tempering process and is provided with an adhesion promoter layer, an electroplating starter layer and a thick resist layer, after which the mask is developed and the developed areas are electroplated with a metal, after which the remaining areas of the resist layer are stripped.
Als Haftvermittlerschicht eignet sich zum Beispiel eine 50 nm dicke Schicht aus Titan. Als Galvanikstartschicht eignet sich zum Beispiel eine 50 bis 100 nm dicke Schicht aus Kupfer, und die Resistschicht hat vorzugsweise eine Dicke von 1 bis 2 &mgr;&igr;&eegr;. Das galvanische Füllen der entwickelten Maske wird vorzugsweise mittels einer 1 &mgr;&igr;&eegr; dic-5 ken Beschichtung aus Gold durchgeführt.A 50 nm thick layer of titanium is suitable as an adhesion promoter layer. A 50 to 100 nm thick layer of copper is suitable as an electroplating starter layer, and the resist layer preferably has a thickness of 1 to 2 μm. The electroplating filling of the developed mask is preferably carried out using a 1 μm thick coating of gold.
Alternativ kann die Arbeitsmaske auch durch Kontaktphotolithographie erstellt werden. Dabei wird eine dicke Resistschicht zum Beispiel auf Kaptonfolie aufgebracht und die Chrommaske in Kontakt mit der Resistschicht gebracht. Die Chrommaske muß hier im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung der Arbeitsmaske eine inverse Tönung aufweisen.Alternatively, the working mask can also be produced by contact photolithography. In this case, a thick resist layer is applied to Kapton foil, for example, and the chrome mask is brought into contact with the resist layer. In contrast to the process for producing the working mask described above, the chrome mask must have an inverse tint.
Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das galvanische Aufwachsen derart durchgeführt, daß der Wafer als Elektrode geschaltet wird, so daß in den herausgeätzten Bereichen Metall aufwächst. Die Aufwachshöhe ist hierbei durch die Dauer des Galvanikprozesses steuerbar. Im Gegensatz zur Maskengalvanik wird hierbei ein Überwachsen der Strukturen angestrebt. Durch Nachbearbeitung, wie etwa Fräsen, Schleifen, und/oder Läppen kann die aufgewachsene Metallstruktur auf die gewünschte Höhe gebracht werden. Für den Fall, daß die MikroStruktur auf dem Wafer verbleiben soll, ist die gewünschte Höhe der Strukturen kleiner als die benutzte Resistschicht. Hierzu eignet sich Nickelgalvanik auf Kupferwafer. Soll das übergalvanisierte Metall als Träger der Mikrostrukturen benutzt werden, so muß stark übergalvanisiert werden und die Galvanik nach einer Planbearbeitung vom Wafer getrennt werden. Dazu eignet sich Nickelgalvanik auf Titanwafer. Der verbleibende Resist kann durch nochmalige Bestrahlung mit harter Röntgenstrahlung und nachfolgender Entwicklung entfernt werden (Strippen).According to another preferred embodiment of the invention, the galvanic growth is carried out in such a way that the wafer is switched as an electrode so that metal grows in the etched-out areas. The growth height can be controlled by the duration of the galvanic process. In contrast to mask galvanic, the aim here is to overgrow the structures. The grown metal structure can be brought to the desired height by post-processing, such as milling, grinding and/or lapping. If the microstructure is to remain on the wafer, the desired height of the structures is smaller than the resist layer used. Nickel galvanic on copper wafers is suitable for this. If the over-galvanized metal is to be used as a carrier for the microstructures, it must be heavily over-galvanized and the galvanic must be separated from the wafer after planar processing. Nickel galvanic on titanium wafers is suitable for this. The remaining resist can be removed by repeated irradiation with hard X-rays and subsequent development (stripping).
Die entstandene Metallstruktur kann als Einsatz in ein Abformwerkzeug einer Spritzgußmaschine oder auch als Prägestempel in einer Presse verwendet werden.The resulting metal structure can be used as an insert in a molding tool of an injection molding machine or as an embossing stamp in a press.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand vorteilhafter Ausführungsformen erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:The invention is explained below using advantageous embodiments which are shown in the figures of the drawing. It shows:
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsge-Fig. 1 shows a preferred embodiment of the inventive
mäßen Zentrierungsvorrichtung im Querschnitt; Fig. 2 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung im Querschnitt; Fig. 2 shows a further preferred embodiment of the centering device according to the invention in cross section;
Fig. 3 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung im Querschnitt; Fig. 3 shows a further preferred embodiment of the centering device according to the invention in cross section;
Fig. 4 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung im Querschnitt, Fig. 4 shows a further preferred embodiment of the centering device according to the invention in cross section,
Fig. 5 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindunsgemäßen Zentrierungsvorrichtung im Querschnitt. Fig. 5 shows a further preferred embodiment of the centering device according to the invention in cross section.
0 In Fig. 1 zeigt die linke Abbildung einer erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung 11, 11' im Querschnitt, wobei der untere Teil 11 der Zentrierungsvorrichtung mit dem unteren Teil 13 eines Bauteils einer Steckverbindung verbunden ist und der obere Teil II1 der Zentrierungs-Vorrichtung mit dem oberen Bauteil 13' einer Steckverbindung verbunden ist. Der jeweils untere und obere Teil 11, 11' der Zentrierungsvorrichtung ist M-förmig ausgebildet und jeweils mit einer V-förmigen Klemmstruktur 12, 12' versehen. Der untere Teil 11 und obere Teil 11' Teil 0 der Zentrierungsvorrichtung weisen gleiche elastische Eigenschaften sowohl in vertikale als auch in horizontale Richtung auf.0 In Fig. 1, the left-hand illustration shows a centering device 11, 11' according to the invention in cross section, wherein the lower part 11 of the centering device is connected to the lower part 13 of a component of a plug connection and the upper part II 1 of the centering device is connected to the upper component 13' of a plug connection. The lower and upper parts 11, 11' of the centering device are M-shaped and each provided with a V-shaped clamping structure 12, 12'. The lower part 11 and upper part 11' part 0 of the centering device have the same elastic properties in both the vertical and horizontal directions.
In der rechten Abbildung der Fig. 1 ist die in der linken Abbildung dargestellte Ausfühungsform der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung in einem Zustand gezeigt,In the right-hand illustration of Fig. 1, the embodiment of the centering device according to the invention shown in the left-hand illustration is shown in a state,
in dem ein im Querschnitt dargestellter Lichtwellenleiter 10 zwischen dem unteren Teil 11 und dem oberen Teil II1 der Zentrierungsvorrichtung eingelagert ist. Auf Grund der V-förmigen Ausbildung der Klemmstruktur 12 wird der Lichtwellenleiter in horizontaler Richtung mittig zwischen dem unteren Teil 11 und dem oberen Teil II1 der Zentrierungsvorrichtung fixiert. Auf Grund der gleichen Elastizität des unteren Teils 11 und des oberen Teils 11' der jeweils M-förmig ausgebildeten unteren und oberen Teile der Zentrierungsvorrichtung wird der Lichtwellenleiter 10 auch in vertikaler Richtung mittig zwischen dem unteren Bauteil 13 und dem oberen Bauteil 13' einer Steckverbindung fixiert. Die Anordnung mehrerer der gezeigten Zentrierungsvorrichtungen parallel nebeneinander ermöglicht die Positionierung und Fixierung einer Mehrzahl parallel geführter Lichtwellenleiter. in which an optical waveguide 10 shown in cross section is embedded between the lower part 11 and the upper part II 1 of the centering device. Due to the V-shaped design of the clamping structure 12, the optical waveguide is fixed in the horizontal direction centrally between the lower part 11 and the upper part II 1 of the centering device. Due to the equal elasticity of the lower part 11 and the upper part 11' of the M-shaped lower and upper parts of the centering device, the optical waveguide 10 is also fixed in the vertical direction centrally between the lower component 13 and the upper component 13' of a plug connection. The arrangement of several of the centering devices shown parallel to one another enables the positioning and fixing of a plurality of parallel optical waveguides.
In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung ist der jeweils obere Teil der Zentrierungsvorrichtung nicht dargestellt, da er entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung lediglich achsensymmetrisch zu dem unteren Teil ausgeführt ist. In der linken Abbildung der Figur ist eine als Doppelbalken 25, 27 ausgeführte Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung dargestellt. Die oberen Enden 24, 26 der einzelnen Balken 25, 27 sind jeweils zur Mitte der Doppelbalkenstruktur hin abgeschrägt und bilden so eine nach unten offene V-förmige Struktur.In the embodiment of the centering device according to the invention shown in Fig. 2, the upper part of the centering device is not shown, since it is designed to be only axially symmetrical to the lower part, as in the embodiment of the centering device according to the invention shown in Fig. 1. The left-hand illustration of the figure shows an embodiment of the centering device according to the invention designed as a double beam 25, 27. The upper ends 24, 26 of the individual beams 25, 27 are each beveled towards the middle of the double beam structure and thus form a V-shaped structure that is open at the bottom.
Der in der Figur dargestellte Doppelbalken 25, 27 ist mit seinem unteren Ende mit dem unteren Bauteil einer Steckverbindung verbunden. Die rechte Abbildung der in Fig. dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung zeigt den Doppelbalken 25, 27 im Zustand der Einlagerung eines im Querschnitt dargestellten Lichtwellenleiters 10. Auf Grund des Druckes, der von demThe double bar 25, 27 shown in the figure is connected with its lower end to the lower component of a plug connection. The right-hand illustration of the embodiment of the centering device according to the invention shown in Fig. shows the double bar 25, 27 in the state of storage of an optical waveguide 10 shown in cross section. Due to the pressure exerted by the
nicht dargestellten oberen Teil der Zentrierungsvorrichtung auf den Lichtwellenleiter ausgeübt wird, wird der Lichtwellenleiter 10 in vertikaler Richtung gegen die nach innen abgeschrägten Enden 24, 26 der Doppelbalkenstruktur 25, 27 gedrückt, wodurch die Balken 25, 27 auf Grund der V-förmigen Ausbildung der Enden 24, 27 auseinander gespreizt werden. Eine Zentrierung des Lichtwellenleiters in horizontaler Richtung wird dabei dadurch erreicht, daß der Lichtwellenleiter im unteren Bereich auf den abgeschrägten Enden 24, 26 der Doppelbalkenstruktur 25, 27 zu liegen kommt. Eine Zentrierung in vertikaler Richtung wird dadurch erreicht, daß auf Grund der gleichen Bauform und somit der gleichen Elastizität des unteren Teils 25, 27 und des nicht dargestellten oberen Teils der Zentrierungsvorrichtung der Lichtwellenleiter 10 mittig zwischen dem unteren Bauteil 2 3 und dem nicht dargestellten oberen Bauteil einer Steckverbindung zu liegen kommt. When a force is exerted on the optical waveguide by the upper part of the centering device (not shown), the optical waveguide 10 is pressed in a vertical direction against the inwardly beveled ends 24, 26 of the double- beam structure 25, 27, whereby the beams 25, 27 are spread apart due to the V-shaped design of the ends 24, 27. Centering of the optical waveguide in a horizontal direction is achieved in that the optical waveguide comes to rest in the lower area on the beveled ends 24, 26 of the double-beam structure 25, 27. Centering in a vertical direction is achieved in that the optical waveguide 10 comes to lie centrally between the lower component 23 and the upper component (not shown) of a plug connection due to the identical design and thus the identical elasticity of the lower part 25, 27 and the upper part of the centering device (not shown).
0 In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung ist ebenfalls nur der untere Teil dieser Zentrierungsvorrichtung dargestellt. Der untere Teil der Zentrierungsvorrichtung besteht im oberen Bereich aus V-förmigen Klemmstrukturen 32, in denen, wie in der Figur dargestellt, ein Lichtwellenleiter 10 so eingelagert wird, daß er bei entsprechendem Druck von oben, der von dem nicht dargestellten oberen Teil der Zentrierungsvorrichtung ausgeübt wird, fixiert ist. Der nicht dargestellte obere Teil dieser 0 Ausführungsform der Zentrierungsvorrichtung ist spiegelsymmetrisch zu dem dargestellten unteren Teil ausgeführt. Der untere Teil 31, 3 2 der Zentrierungsvorrichtung ist als M-förmige elastische Tellerfeder ausgebildet, deren unterer Teil zur Erhöhung der Elastizität mit Strukturen 33, 34 verbunden ist, in denen mauersteinartig versetzte,0 In the embodiment of a centering device according to the invention shown in Fig. 3, only the lower part of this centering device is shown. The lower part of the centering device consists in the upper area of V-shaped clamping structures 32 in which, as shown in the figure, an optical waveguide 10 is stored in such a way that it is fixed when there is appropriate pressure from above, which is exerted by the upper part of the centering device (not shown). The upper part of this embodiment of the centering device (not shown) is designed to be mirror-symmetrical to the lower part shown. The lower part 31, 3 2 of the centering device is designed as an M-shaped elastic disc spring, the lower part of which is connected to structures 33, 34 in order to increase the elasticity, in which brick-like offset,
kubische Hohlräume ausgearbeitet sind. Diese Hohlräume können in einer oder mehreren Schichten angeordnet sein.cubic cavities are worked out. These cavities can be arranged in one or more layers.
In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung sind das untere Bauteil 47 und das obere Bauteil 47' einer Steckverbindung über ein Paar von Gitterstäben 41, 42 miteinander verbunden. Die Gitterstäbe 41, 42 haben im mittleren Bereich zwischen dem unteren und oberen Bauteil der Steckverbindung eine Ausbuchtung 43, 44, die zur Aufnahme eines Lichtwellenleiters dient. Zum Zweck der Aufnahme eines Lichtwellenleiters werden die Gitterstäbe 41, 42 elastisch verformt derart, daß sich der Zwischenraum im Bereich der Ausbuchtungen 43, 44 vergrößert, so daß ein Lichtwellenleiter eingeschoben werden kann. Auf Grund der Elastizität der Gitterstäbe 41, 42 wird ein so eingeführter Lichtwellenleiter elastisch im Bereich der Ausbuchtungen 43, 44 gehalten und auf Grund der Form der Ausbuchtungen 43, 44, die in vertikaler Richtung einem 0 abgerundeten V ähneln, in sowohl horizontaler als auch vertikaler Richtung fixiert gelagert. Die horizontale Fixierung wird dabei durch die jeweils gleiche Elastizität der Gitterstäbe 41 und 42 erreicht und die vertikale Fixierung wird durch die Form der Ausbuchtungen 43, 44 erreicht, die in vertikaler Richtung die Form eines abgerundeten Vs aufweisen. Vorzugsweise wird ein Lichtwellenleiter 10 nach Einbringen in die Ausbuchtungen 43, 44 mit Hilfe eines Klebstoffs im Bereich der Ausbuchtungen 43, 44 mit den Gitterstäben 41, 42 verklebt, um so eine permanente Fixierung der Lichtwellenleiter zwischen den Gitterstäben zu erreichen.In the embodiment of the centering device according to the invention shown in Fig. 4, the lower component 47 and the upper component 47' of a plug connection are connected to one another via a pair of grid bars 41, 42. The grid bars 41, 42 have a bulge 43, 44 in the middle area between the lower and upper components of the plug connection, which serves to accommodate an optical fiber. In order to accommodate an optical fiber, the grid bars 41, 42 are elastically deformed in such a way that the space between the bulges 43, 44 increases so that an optical fiber can be inserted. Due to the elasticity of the grid bars 41, 42, an optical waveguide inserted in this way is held elastically in the area of the bulges 43, 44 and is fixed in both the horizontal and vertical directions due to the shape of the bulges 43, 44, which resemble a rounded V in the vertical direction. The horizontal fixation is achieved by the equal elasticity of the grid bars 41 and 42 and the vertical fixation is achieved by the shape of the bulges 43, 44, which have the shape of a rounded V in the vertical direction. Preferably, an optical waveguide 10 is glued to the grid bars 41, 42 with the aid of an adhesive in the area of the bulges 43, 44 after being inserted into the bulges 43, 44, in order to achieve a permanent fixation of the optical waveguide between the grid bars.
Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung ist ebenfalls so ausgeführt, daß ein einziges Paar 51, 52 von Gitterstäben zu sowohl horizontalen als auch vertikalen ZentrierungThe embodiment of the centering device according to the invention shown in Fig. 5 is also designed so that a single pair 51, 52 of grid bars can be used for both horizontal and vertical centering
eines Lichtwellenleiters ausreicht. Bei der in dieser Figur dargestellten Ausführungsform ist im Gegensatz zu derof an optical fiber. In the embodiment shown in this figure, in contrast to the
in der Fig. 4 beschriebenen Ausführungsform jedoch nur das untere Ende der Gitterstäbe 51, 52 mit einem Bauteil 57 einer Steckverbindung verbunden. Die Gitterstäbe 51, 52 weisen Ausbuchtungen 53, 54 auf, in die ein Lichtwellenleiter 10 aufgenommen werden kann. Die oberen Enden 55, 56 der Gitterstäbe 51, 52 weisen jeweils nach außen, um das elastische Einfügen eines Lichtwellenleiters in den Bereich der Ausbuchtungen 53, 54 von oben zu ermöglichen. Die Gitterstäbe 51, 52 sind derart angeordnet, daß der Raumbereich, der durch die Ausbuchtungen 53, 54 geformt wird, kleiner ist als der Raumbereich, der von einem querverlaufenden Lichtwellenleiter eingenommen wird, wie dies in der linken Abbildung der Figur dargestellt ist. Wird ein Lichtwellenleiter 10 von oben in den Bereich der Ausbuchtungen 53, 54 eingebracht, so werden die Gitterstäbe 51, 52 elastisch verformt. Mit dem aus dieser eistischen Verformung resultierenden Druck wird ein so 0 eingeführter Lichtwellenleiter 10 dann im Bereich der Ausbuchtungen 53, 54 fixiert positioniert, wobei eine horizontale Zentrierung des Lichtwellenleiters mittig zwischen den Gitterstäben 51, 52 dadurch erreicht wird, daß die Gitterstäbe 51, 52 gleiche Elastizität aufweisen.In the embodiment described in Fig. 4, however, only the lower end of the grid bars 51, 52 is connected to a component 57 of a plug connection. The grid bars 51, 52 have bulges 53, 54 into which an optical waveguide 10 can be received. The upper ends 55, 56 of the grid bars 51, 52 each point outwards in order to enable the elastic insertion of an optical waveguide into the area of the bulges 53, 54 from above. The grid bars 51, 52 are arranged in such a way that the space area formed by the bulges 53, 54 is smaller than the space area occupied by a transverse optical waveguide, as shown in the left-hand illustration of the figure. If an optical waveguide 10 is introduced from above into the area of the bulges 53, 54, the grid bars 51, 52 are elastically deformed. With the pressure resulting from this elastic deformation, an optical waveguide 10 thus introduced is then fixedly positioned in the area of the bulges 53, 54, whereby a horizontal centering of the optical waveguide in the middle between the grid bars 51, 52 is achieved by the grid bars 51, 52 having the same elasticity.
Claims (11)
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in die jeweiligen Ausbuchtungen eingelagerten Lichtleitfasern mit den Klemmstrukturen verklebt werden.8. Centering device according to one of claims 1
to 7, characterized in that the optical fibers embedded in the respective bulges are glued to the clamping structures.
hergestellt sind.10. Clamping structures for centering optical fibers, characterized in that the clamping structures are ablated using an excimer laser
are manufactured.
Ionenstrahls hergestellt sind.11. Clamping structures for centering optical fibers, characterized in that the clamping structures are sputtered using a focused
ion beam.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9311058U DE9311058U1 (en) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | Centering device for fiber-shaped optical fibers |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934322660 DE4322660C2 (en) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | Device for centering optical fibers on one another |
| DE9311058U DE9311058U1 (en) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | Centering device for fiber-shaped optical fibers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9311058U1 true DE9311058U1 (en) | 1993-09-16 |
Family
ID=25927467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9311058U Expired - Lifetime DE9311058U1 (en) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | Centering device for fiber-shaped optical fibers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9311058U1 (en) |
-
1993
- 1993-07-07 DE DE9311058U patent/DE9311058U1/en not_active Expired - Lifetime
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