DK167551B1 - Fremgangsmaade til fremstilling af ikke-variabel lysdaemper - Google Patents

Description

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af en ikke-variabel lysdæmper, der har små dimensioner og en ringe vægt, og som skal anvendes til reduktion af lysmængden i en lystransmissionsledning, måling af lystransmissionsegenska-5 berne og andre prøver.

En konventionel lysdæmper, der er anbragt i en lystransmissionsledning, som er sammensat af optiske fibre, er vist i fig. 10-12.

I den i fig. 10 viste lysdæmper er der anbragt en optisk 10 fiber 91 anbragt langs centeraksen af et rørstykke 93 for dannelse af en lys-lederstikprop, og en optisk fiber 92 er anbragt på den centrale akse af et rørstykke 94 for dannelse af en anden lyslederstikprop. Begge rørstykkerne 93 og 94 er anbragt over for hinanden inde i en bøsning 95, og linser 96 15 og 97 til justering af den optiske akse og et lysdæmperelement (såsom et filter) 98 er anbragt mellem rørstykkerne 93 og 94.

I den i fig. 11 viste lysdæmper er en optisk fiber 101 anbragt på den centrale akse af et rørstykke 103 for dannelse 20 af en lyslederstikprop, og en optisk fiber 102 er anbragt på den centrale akse af et rørstykke 104 for dannelse af en yderligere lyslederstikprop, idet begge rørstykkerne 103 og 104 er anbragt over for hinanden inde i en bøsning 105, medens en cylindrisk del 108 med en optisk fiberstang 107 25 anbragt langs sin centrale akse er anbragt mellem rørstykker-ne 103 og 104. Den ene endeflade af den cylindriske del 108 har form af en skråflade, og en lysdæmpende film 106, der dannes af en vakuumpåført metalhinde, er påført denne skråflade. En lysdæmper af denne type er fx vist i den offent-30 liggjorte japanske patentansøgning nr. 59-94702.

Ved den i fig. 12 viste lysdæmper er en lysdæmpende hinde 113, som er dannet af en vakuumpåført metalfilm, anbragt på endefladen af en af de optiske fibre 111 og 112, som er anbragt over for hinanden, og endefladerne af de over for 2

UI\ I 0/99 I D I

hinanden liggende optiske fibre sammensmeltes af en lysbueudladning, der dannes af elektroder 114 og 115. En lysdæmper af denne type er fx vist i den publicerede japanske patentansøgning nr. 55-79402.

5 Fremstillingen af disse konventionelle lysdæmpere kræver imidlertid en høj grad af faglig kunnen og erfaring, ligesom omfattende fabrikationsudstyr er nødvendigt for en sådan fabrikation. De kendte konventionelle fremgangsmåder har derfor den ulempe, at det er vanskeligt eller umuligt at 10 forøge arbejdseffektiviteten eller at anvende dem til masseproduktion.

Fra det japanske abstract JP-A-59-60414 er det kendt at have en lysdæmpende film formet på endefladen af en stang af et lysledende materiale, idet der dog ikke er angivet, hvorledes 15 den lysdæmpende film påføres.

Tysk offentliggørelsesskrift DE-A1-2.914.262 omhandler en lysdæmper, der er fremstillet af et lysdæmpende materiale, og som er indført mellem to linser. Det lysdæmpende materiale er således ikke påført endefladen af et lysledende materiale.

20 Det lysdæmpende materiale kan bestå af en organisk basis iblandet lysabsorberende korn, idet brugen af termoplastisk harpiks dog ikke er nævnt i dette offentliggørelsesskrift.

Hovedformålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en billig lysdæmper, der har små dimensioner og en god 25 arbejdseffektivitet, og som vil kunne massefremstilles, idet man eliminerer de ovennævnte ulemper ved den konventionelle teknik. Ved opfindelsen tilvejebringes en fremgangsmåde til fremstilling af denne lysdæmper.

Ifølge foreliggende opfindelse er der blevet tilvejebragt en 30 fremgangsmåde til fremstilling af en ikke-variabel lysdæmper, hvilken fremgangsmåde omfatter at et lysdæmpende lag formes på den ene endeflade af en stang, der er dannet af et lysledende materiale, og hvilken fremgangsmåde er ejendommelig 3 ved, at der på en afrivningsfolie eller på afrivningspapir dannes et lysdæmpende lag af termoplastisk harpiks, hvori der ensartet er inkorporeret findelte partikler med lysabsorberende eller lysspredende egenskaber, at det lysdæmpende 5 lag, der er dannet på afrivningsfolien eller afrivningspapiret, anbringes på en varmeplade, at endefladen af stangen trykbindes til overfladen af afrivningsfolien eller afrivningspapiret, at den sammenbundne enhed afkøles, og at afrivningsfolien eller afrivningspapiret derefter afrives 10 således, at det lysdæmpende lag overføres til endefladen af den lysledende stang.

I en foretrukken udførelsesform indføres og fastgøres den lysledende stang i det indre af et rørstykke før det lysdæmpende lag overføres til endefladen af stangen.

15 Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere beskrevet under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 er et snit, der viser en endeflade af en lysledende stang af en lysdæmper ifølge opfindelsen, fig. 2A-2D er diagrammer, der illustrerer en udførelsesform 20 for fremgangsmåden til fremstilling af en lysdæmper ifølge opfindelsen, fig. 3 illustrerer dæmpningsgraden som funktion af diameteren for de lysadsorberende eller lysspredende partikler, der er inkorporeret i det lysdæmpende lag, 25 fig. 4 et snit, der viser lysdæmperen ifølge opfindelsen, der er indført i og fastgjort til et rørstykke, fig. 5 er et snit, der viser et eksempel på anvendelsen af lysdæmperen ifølge opfindelsen, idet lysdæmperen er anbragt mellem en stikprop og en beholder, 30 fig. 6-9 er diagrammer, der illustrerer andre anvendelseseksempler for lysdæmperen ifølge opfindelsen, og fig. 10-12 er snit, der illustrerer konventionelle lysdæmpere.

Fig. 1 viser en endedel 34a af en lysledende stang, der er en 35 del af en lysdæmper ifølge opfindelsen, og et lysdæmpende lag LJΓν 10/99 I D 1 4 34c, der omfatter et lag af termoplastisk harpiks, er formet på den ene ende 34a af stangen 34, der er dannet af et lysledende materiale. I den termoplastiske harpiks i det lysdæmpende lag 34c er der findelte partikler med lysabsorberende 5 eller lysspredende egenskaber, og disse partikler, der er ensartet fordelt i harpiksen, har fortrinsvis en diameter på mindst 50 nm.

I fig. 2A-2D er der skematisk illustreret et eksempel på en fremgangsmåde til fremstilling af lysdæmperen ifølge opfin-10 delsen. I fig. 2A er der vist en stang 34 af et lysledede materiale, på hvis ene endeflade 34a der er dannet et lysdæmpende lag 34c. Som eksempler på lysledende materiale kan nævnes polymethylmethacrylat, polystyren og polycarbonat. Der kan som lysledende materiale også anvendes en optisk fiber.

15 Endefladen 34a af stangen 34 af det lysledende materiale er fortrinsvis spejlpoleret, fordi dette muliggør, at der på den spejlpolerede ende 34a ved den nedenfor beskrevne fremstillingsproces kan dannes et lysdæmpende lag med en ensartet tykkelse. I fig 2A betegner 13 et lag, der kan danne et 20 lysdæmpende lag, og som består af en termoplastisk harpiksfilm, i hvilken der ensartet er inkorporeret findelte partikler med en partikeldiameter på 50 nm til 1 μιιι. Dette lag 13, der kan danne det lysdæmpende lag, forbindes midlertidigt med en overførings- eller afrivningsfolie 14, der fx kan være 25 dannet af en polyesterfolie eller afrivningspapir, der er overtrukket med et slipmiddel. 12 betegner en varmeplade, der af en opvarmnings indretning 11 opvarmes til en bestemt temperatur, eller ved hjælp af hvilken opvarmning og afkøling gentages i overensstemmelse med en forudbestemt temperatur-30 cyklus. Endefladen 34a af stangen 34, der er af det lysledende materiale, overførings- eller afrivningsfolien 14 og varmepladen 12 holdes som vist i fig. 2B i kontakt med hinanden i flere sekunder, og det termisk plastificerede lag eller folien 13, der danner det lysdæmpende lag, varmeoverføres og 35 fastsmeltes på stangen 34's endeflade 34a. Derefter adskilles varmepladen 12 og opvarmnings indretningen 11 fra overføringsfolien 14, som det er vist i fig. 2C, og stangen 34 og laget 5 eller folien 13 afkøles, hvorved dette lag, der danner det lysdæmpende lag, fastgøres til stangen 34's endeflade 34a. Derefter rives overføringsfolien 14 af stangen 34, og den overflødige del af laget eller folien 13, der danner det lys-5 dæmpende lag, fjernes, hvorved det lysdæmpende lag 34c dannes på stangens endeflade. Derved dannes den i fig. 1 viste lys ledende stang med det lysdæmpende lag på den ene endeflade.

Tykkelsen af det lysdæmpende lag er fortrinsvis fra 3 til ca. 10 200 jum. Hvis tykkelsen af det lysdæmpende lag er mindre end 1 /zm, er ensartetheden af det på stangens endeflade lysdæmpende lag utilfredsstillende, uanset indholdet af de findelte partikler med lysabsorberende eller lysspredende egenskaber, og det er vanskeligt at opnå en lysdæmper med de ønskede 15 egenskaber. Hvis tykkelsen af det lysdæmpende lag overstiger 200 μιη, bliver det vanskeligt at danne det lysdæmpende lag på endefladen af stangen ved overføringsmetoden.

Til dannelse af det lysdæmpende lag anvendes en termoplastisk harpiks, i hvilket der kun forekommer en ringe termisk defor-20 mation ved en temperatur, ved hvilken den optiske fiber anvendes, og det lag eller den folie, der danner det lysdæmpende lag, kan overføres til endefladen af den lysledende stang ved varmoverføringsmetoden ved en overføringstemperatur, der ikke overstiger 250°C, især ved en temperatur på 25 150-200°C. Der anvendes fortrinsvis en acrylharpiks og en polyesterharpiks, og der foretrækkes især et termoplastisk harpikslag med stor gennemsigtighed.

Findelte partikler med en lysabsorberende egenskab i et område med en bølgelængde, der er mindre end 1000 nm kan an-30 vendes som de partikler, der ensartet inkorporeres i det ter-moplastiske harpikslag, medmindre varmemodstandsdygtigheden er alt for lille. Fx kan der anvendes kationiske farvestoffer, såsom blå, røde og sorte farvestoffer og kønrøg.

6

Partiklerne med lysabsorberende eller lysspredende egenskaber har fortrinsvis en diameter på mindst 50 nm. I lysdæmperen ifølge opfindelsen, der omfatter et lysdæmpende lag indeholdende findelte partikler med en sådan partikeldiameter, 5 formindskes bølgelængdeafhængigheden, og lysdæmpningsegenskaberne forbedres. I fig. 3 viser karakteristikkurverne A, B og C de opnåede resultater, når lysdæmpningsegenskaberne måles ved bølgelængder på 400-900 nm i lysdæmpere forsynet med lysdæmpende lag af polymethylmethacrylat med en tykkelse 10 på 12 μια. Kurverne A, B og C omhandler lag, i hvilke der er inkorporeret 3 vægtprocent kønrøg med partikeldiametre på henholdsvis 95, 50 og 25 nm.

Af de i fig. 3 viste resultater fremgår det, at der i lysdæmperen med et lysdæmpende lag indeholdende kønrøg med en 15 partikeldiameter på mindre end 50 nm optræder Rayleigh-spred-ning, og lysdæmpningsgraden formindskes, når den anvendte bølgelængde forøges, hvilket vil sige, at der er tale om en bølgelængdeafhængighed. I modsætning hertil skifter dæmpningsegenskaberne for den lysdæmper, der er forsynet med et 20 lysdæmpende lag indeholdende kønrøg med en partikelstørrelse på mindst 50 nm, fra μ-spredningsområdet til det geometriske-optiske spredningsområde, og der kan derfor opnås tilfredsstillende lysdæmpningsegenskaber, uden nogen bølgelængdeafhængighed .

25 Lysdæmperen ifølge opfindelsen kan sammenkobles med en beholder ved hjælp af en stikprop, der er fastgjort til den øverste ende af den stang af lysledende materiale, der har det lysdæmpende lag.

Fig. 4 er et snit, der viser lyslederen ifølge opfindelsen 30 indført i og fastgjort i et rørstykke 24. Rejfninger 24a er udformet ved begge ender af rørstykket 24. Når det lysdæmpende lag 34c dannes på den lysledende stang 34's endeflade 34a ved den ovenfor beskrevne fremgangsmåde, når stangen 34 er indført i rørstykket 24, vil stangen 34 blive termisk ud-35 videt. De nævnte rejfninger 24a tjener til at optage denne 7 termiske ekspansion af stangen 34. Lysdæmperen, der indføres i og fastgøres til rørstykket 24, indføres mellem en stikprop for et optisk fiberkabel og en beholder, der er forsynet med et lysprojicerende element og anvendes som vist i fig. 5-9.

5 Fig. 5 er et snit, der viser et første eksempel på anvendelse af den lysdæmper, der er indført i og fastgjort til rørstykket (i det følgende betegnet med "lysdæmper"). En forbindelsesdel eller holder 22 for en stikprop og en beholderforbindelsesdel 27 er forbundet med et rørstykke 24. Forbindelses-10 delen 22 er en cylinder med en bestemt længde i lysledningsretningen. Et fremspring 25, der kan indgribe med et forbindelsesstik af bajonettypen (ikke vist) er udformet på overfladen af den cylindriske forbindelsesdel 22 på den højre halvdel af denne, og en gennemgående boring 28 er udformet i 15 det indre af den cylindriske forbindelsesdel 22 for optagelse af den optiske fiber. Det ovennævnte rørstykke 24 er sammenkoblet med og fastgjort til indersiden af forbindelsesdelen 22 i dennes venstre halvdel ved hjælp af en stift 23. For-bindindelsesdelen 22 er udformet således, at lysdæmperen 34's 20 optiske akse let bringes til at ligge på linje med den optiske akse for den optiske fiber i stikproppen.

Beholderforbindelsesdelen 27 er en cylinder, der har en bestemt længde i lysledningsretningen, og som er fastgjort til rørstykket 24 således, at forbindelsesdelen 27 kan bevæge 25 sig i lysledningsretningen. En spalte 31, der tjener til at indgribe med fremspringet på beholderen, er udformet i den cylindriske forbindelsesdel 27's perifere flade. En skruefjeder 29, der er en trykfjeder, er anbragt mellem indersiden af forbindelsesdelen 27 og ydersiden af rørstykket 24, og for-30 bindelsesdelen 27 presses til stadighed af skruefjederen 29 mod højre i forhold til beholderen, hvorved den optiske akse for det lysprojicerende element inde i beholderen nøjagtigt ligger ud for lysdæmperen 34's optiske akse og den optiske akse for den optiske fiber inde i stikproppen.

8 LUV 10/00 1 Dl

Fig. 6 er et snit, der viser lysdæmperen der er forbundet med de i fig. 5 viste forbindelsesdele og anbragt mellem en stikprop 4 af bajonettypen og en beholder 6.

Som vist i fig. 6 er fremspringet 25 på stikproppens for-5 bindelsesdel 22 i indgreb med en slids eller spalte 4a i stikproppen 4, og den optiske fiber 2's rørstykke 3 presses mod venstre af en inde i stikproppen anbragt skruefjeder 4b og bringes således til at ligge an mod forbindelsesdelen 22, hvorved positioneringen finder sted. Yderdiameteren og den 10 refraktive indeksfordeling af den optiske fiber 2 er i hovedsagen den samme som for lysdæmperens lysledende stang 34.

Lysdæmperen 34 er koblet til beholderen 6 derved, at et fremspring 6a på beholderen 6 indgriber i en spalte eller slids 31 i beholderens forbindelsesdel 27, og rørstykket 24 15 presses mod venstre af den inde i forbindelsesdelen 27 anbragte skruefjeder 29, så at den bringes til at ligge an mod beholderen 6, hvorved positioneringen sikres.

Som det fremgår af den foregående illustration, optages den optiske fiber 2 i den gennemgående boring 28 i forbindelses-20 delen 22, og den optiske fiber 2 er fastgjort således, at endefladen 2a på den optiske fiber 2 ligger adskilt et kort stykke på fx 0,05 mm fra endefladen 34a på stangen 34 i rørstykket 24.

Ved den foretrukne udførelsesform, der er af den ovenfor 25 omtalte konstruktion, falder det lys, der udsendes fra et lysprojicerende element 8, ind på lysdæmperen 34's endeflade 34b og ledes gennem det indre af stangen af det lysledende materiale, der udgør lysdæmperen. Når det lys, der er blevet ledet gennem lysdæmperen 34, udsendes fra den anden endeflade 30 34a af lysdæmperen 34, dæmpes lyset i en forudbestemt grad af det lysdæmpende lag 34c. Derefter falder lyset ind på endefladen 2a af den optiske fiber 2 i forbindelsesdelen 4. Da lysdæmperen 34's endeflade 34a ligger meget tæt ved den optiske fibers endeflade 2a, er fordelingsmønstret for det DK 167551 Bl 9 lys, der falder ind i den optiske fiber 2, i hovedsagen det samme som lys fordelingsmønstret i stangen 34, og der kan altid opnås et konstant lysdæmpningsforhold. Lysdæmperen 34's endeflade 34a kan anbringes i kontakt med den optiske fiber 5 2's endeflade 2a.

Ved den foreliggende udførelsesform presses rørstykket 24 altid mod beholderen 6 af skruefjederen 29, og den optiske fiber 2 presses altid mod forbindelsesdelen 22 af fjederen 4b, og forbindelsesdelen 22 er koblet til rørstykket 24.

10 Følgelig kan den forudbestemte indbyrdes stilling mellem de respektive dele på det tidspunkt, hvor de forbindes med hinanden, opretholdes, og dette gælder selv hvis de ydre forhold ændrer sig.

Fig. 7, 8 og 9 er snit, der illustrerer et andet, tredje og 15 fjerde eksempel på anvendelsen af lysdæmperen ifølge opfindelsen. I disse figurer, der svarer til fig. 5, er dele, som svarer til de i fig. 5 viste, forsynet med de samme henvisningsbetegnelser som i fig. 5.

Den i fig. 7 viste udførelsesform adskiller sig kun fra den i 20 fig. 5 viste derved, at forbindelsesdelen 22 er koblet til rør stykket 24 ved hjælp af en skrue 40.

Den i fig. 8 viste udførelsesform adskiller sig kun fra den i fig. 5 viste derved, at forbindelsesdelen 22 er forbundet med rørs tykket 24 ved en prespasning.

25 Ved den i fig. 9 viste udførelsesform er beholderforbindelsesdelen og stikpropforbindelsesdelen, der er vist i fig. 5, forbundet integrerende med hinanden for dannelse af en forbindelsesdel 28. Denne forbindelsesdel 28 og lysdæmperen 34 er kombineret og fastgjort mellem stikproppen 4, der er af 30 SMA-typen, og beholderen 6. Et udvendigt gevind 26, der har de samme gevindkarakteristika som det indvendige gevind i stikproppen 4 af SMA-typen, er udformet på den højre halvdel af denne forbindelsesdel 28, og stikproppen 4 er skruet ind 10 på det udvendige gevind 26. Et indvendigt gevind 30, der har de samme gevindkarakteristika som det udvendige gevind på beholderen 6, er udformet på inderfladen af den venstre halvdel af forbindelsesdelen 28. Til højre for det indvendige 5 gevind 30 er der i den indre overflade af forbindelsesdelen 28 udformet et hulrum 38, der har en større diameter end diameteren for det indvendige gevind 30. Et udvendigt gevind 44, der svarer til det indvendige gevind 30 på forbindelsesdelen 28, er udformet på lysdæmperens rørstykke 24. Lysdæm-10 perens rørstykke 24 er indført i beholderen 6 og er placeret således, at det indvendige gevind 30 i forbindelsesdelen 28 er skruet ind på det udvendige gevind på beholderen 6, og en venstre og en højre skulder, henholdsvis 44 og 41 på rørstykket 24 understøttes henholdsvis af et trin 42 på den øverste 15 endedel af beholderen 6 og af et trin 43 i forbindelsesdelen 28.

De samme virkninger, som opnås ved den første udførelsesform, kan opnås ved den nævnte anden, tredje og fjerde udførelsesform.

20 Ved de ovenfor omtalte udførelsesformer er lysdæmperen indført mellem det lysprojicerende element 8 og den optiske fiber 2, men den foreliggende opfindelse omfatter også en modifikation, hvor det lysmodtagende element er anbragt i den stilling, det lysprojicerende element 8 har i fig. 6 og i 25 fig. 9, og hvor lyset falder ind på den optiske fiber fra siden, samt en anden modifikation, hvor lysdæmperen er anbragt mellem optiske fibre.

Som det fremgår af den foregående beskrivelse, formes det lysdæmpende lag ved lysdæmperen ifølge opfindelsen på ende-30 fladen af en stang af lysledende materiale ved smeltebinding under anvendelse af varmeoverføringsmetoden, og lysdæmpningsgraden kan derfor kontrolleres efter ønske, og da dæmpningen frembringes af folielaget, har lysdæmperen ingen metodeafhængighed.

Claims (3)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af en ikke-variabel lysdæmper, hvilken fremgangsmåde omfatter at et lysdæmpende lag formes på den ene endeflade af en stang, der er dannet af et 15 lysledende materiale, kendetegnet ved, at der på en afrivningsfolie eller på afrivningspapir dannes et lysdæmpende lag af termoplastisk harpiks, hvori der ensartet er inkorporeret findelte partikler med lysabsorberende eller lysspredende egen-20 skaber, at det lysdæmpende lag, der er dannet på afrivningsfolien eller afrivningspapiret, anbringes på en varmeplade, at endefladen af stangen trykbindes til overfladen af afrivningsfolien eller afrivningspapiret, at den sammenbundne enhed afkøles, og at afrivningsfolien eller afrivningspapiret 25 derefter afrives således, at det lysdæmpende lag overføres til endefladen af den lysledende stang.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den lysledende stang indføres i og fastgøres i det indre af et rør stykke før det lysdæmpende 30 lag overføres til endefladen af stangen. 1 Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at rørstykket efter overførelsen af det lysdæmpende lag til endefladen af stangen anbringes 12 mellem en stikprop af en lystransmissionsledning af en optisk fiber og en beholder for stikproppen.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at rørstykket sammenkobles inte-5 grerende med beholderen og stikproppen ved hjælp af en forbindelsesdel, der er fastgjort til ydersiden af rørstykket.