EP0830627A1 - Spleisseinrichtung zum verschweissen von lichtwellenleitern - Google Patents

Spleisseinrichtung zum verschweissen von lichtwellenleitern

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Publication number
EP0830627A1
EP0830627A1 EP96919632A EP96919632A EP0830627A1 EP 0830627 A1 EP0830627 A1 EP 0830627A1 EP 96919632 A EP96919632 A EP 96919632A EP 96919632 A EP96919632 A EP 96919632A EP 0830627 A1 EP0830627 A1 EP 0830627A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
optical
electrodes
welding
welded
splicing device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP96919632A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Krause
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0830627A1 publication Critical patent/EP0830627A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2551—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch

Definitions

  • optical waveguide connectors are used, in the hollow cylindrical and ceramic connector parts of which the glass fibers to be coupled are to be glued in as centrally as possible. It is known to glue short pieces of glass fiber into the end regions of the connector parts to be coupled beforehand and to couple the further optical fibers within these connector parts with the aid of an immersion liquid.
  • the advantage of an exact centering of the glass fibers in the coupling area is offset by the disadvantage of a high attenuation of the coupling points within the connector parts. There is also a risk of the immersion liquid drying out. The introduction of impurities into the coupling area can also hardly be avoided when the optical waveguides are inserted into the assigned connector parts.
  • the splicing device proposed for this purpose is based on the knowledge that when the plug part held in a first receptacle and the glass fiber glued therein are pivoted in between the welding electrodes and when the optical waveguide held in a second receptacle is axially inserted, optimal conditions are achieved for the adjustment of the optical fibers and for the quality of the weld.
  • the splicing device can generally also be used for welding light waveguides in or close to other optical components.
  • the plug with the transverse axial groove must be able to be rotated through an angle of, for example, 60 °, so that the ends of the optical waveguides to be welded to one another can be observed in a first rotational position and in a second Rotation position by igniting an arc between two electrodes arranged at a distance from each other, the welding of the optical fibers can be carried out.
  • a splicing device for optical waveguides has become known from DD 280 399 B1, in which the axes of the two welding electrodes are arranged at an angle of 90 ° to one another in order to create a better possibility of observation.
  • the optical fibers to be welded are arranged outside the center of the arc. When the electrode tips are worn, the optical waveguides get further out of the center of the arc.
  • the invention specified in claim 1 is based on the problem of improving the splicing device proposed in the older patent application with the file number 195 07 885.3 in such a way that the ends of the optical waveguides to be welded can be observed in the welding position.
  • the invention is based on the finding that observation and welding of the optical waveguide ends can be carried out by arranging the electrodes in the same position as the optical components. An extremely stable, slightly asymmetrical arc is formed between the stepped electrode tips ignited, which enables a high quality welded connection of the fiber optic ends.
  • the overall construction effort can be reduced and the adjustment of the electrode spacing can be simplified.
  • the tips of the electrodes are arranged diametrically opposite one another so that the glass fibers to be welded lie in the center of the arc, where the optimum welding conditions prevail. Even if the electrode tips wear out, the weld remains in the center of the arc.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an optical fiber connector, which in the region of a transverse axial groove
  • FIG. 2 shows a step arrangement of the electrodes, by means of which the observation and welding of the ends of the optical fibers is made possible in the same position of the optical fiber connector shown in FIG. 1, and
  • FIG. 3 shows a cross section through the corresponding splicing device at the height of the electrodes shown in FIG. 2.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an optical component, designated overall by OBE, which is an optical fiber connector made of ceramic.
  • OBE is a short piece of a first optical fiber LWL1 glued in, which is to be connected in the region of a transverse axial groove NU of the optical component OBE to a second, further optical fiber LWL2 by welding.
  • KH denotes a crimp sleeve which is to connect the cable of the second optical waveguide LWL2 to the ceramic body of the optical component OBE via a connecting part VT made of steel.
  • An annular stop ANS is provided to fix the optical component OBE in the axial direction.
  • FIG. 2 shows, in a highly simplified schematic representation, a step arrangement of two electrodes E arranged in parallel at a distance from one another, which, by igniting an arc, bring about the welding of the two optical fibers LWL1 and LWL2 shown in FIG.
  • the optical component OBE used in a hollow cylindrical component holder BA is aligned with its main axes X and Y perpendicular and parallel to the groove base NUG of the groove NU to the two electrode axes EA of the electrodes E in such a way that an arc occurs in the area of the groove NU can be ignited.
  • the ends of the two optical waveguides LWL1 and LWL2 to be welded can be observed along an optical axis denoted by OA and running through the groove area.
  • the angle ⁇ between the optical axis OA and a line perpendicular to the electrode axes EA is 22 ° and the angle ⁇ between the main axis X and a line parallel to the electrode axes EA is 26 °.
  • FIG. 3 shows a cross section through a splicing device for welding the two optical waveguides LWL1 and LWL2 (compare FIG. 1), which, apart from the step arrangement of the two electrodes E and the inclined course of the optical axis OA, of the file number in the older patent application Chen 195 07 885.3 largely corresponds to the splicing device described.
  • the two electrodes E which are arranged in stages, are each connected via terminals KLE to associated welding cables SKA for supplying the welding current.
  • stop pins AST are provided at the ends.
  • An axis AC1 on which a flap KLA is pivotably mounted, is arranged on the base body GK serving as the electrode holder.
  • the flap KLA in turn carries an optical device OE for observing the ends of the optical waveguides LWL1 and LWL2 to be connected to one another (see FIG. 1).
  • the course of the optical axis OA of the optical device OE with respect to the staggered electrodes E has already been explained in connection with FIG. 2.
  • the optical device OE can be pivoted on the flap KLA about an axis AC2, i.e. it can be applied to the KLA flap when the splicer is being transported.
  • the optical device OE can be designed as a microscope or else as an imaging device which images the splice area to be observed on a screen.
  • a lighting device BEL1 is also used, the longitudinal axis of which is aligned with the optical axis OA of the optical device OE and which illuminates the splice area to be observed between the stepped electrodes E from below . It can be seen that the splicing area can be observed in the same position in which the two ends of the optical fibers LWL1 and LWL2 are also welded.

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Abstract

Die Spleißeinrichtung zum Verschweißen von Lichtwellenleitern in oder dicht an optischen Bauelementen (OBE), insbesondere Lichtwellenleiter-Steckern, umfaßt: eine optische Einrichtung zum Beobachten der Enden der miteinander zu verschweißenden Lichtwellenleiter, und zwei im Abstand zueinander angeordnete Elektroden (E), welche durch Zündung eines Lichtbogens das Verschweißen der Lichtwellenleiter bewirken, wobei durch eine gestufte Anordnung der Elektroden (E) mit zueinander mit Abstand versetzten parallelen Elektrodenachsen (EA) ein Beobachten der zu verschweißenden Enden der Lichtwellenleiter in der Schweißstellung ermöglicht wird. Durch die Stufenanordnung der Elektroden (E) können die Lichtwellenleiter beispielsweise im Bereich einer queraxialen Nut (NU) eines Lichtwellenleiter-Steckers beobachtet und dann in der gleichen Stellung miteinander verschweißt werden.

Description

Beschreibung
Spleißeinrichtung zum Verschweißen von Lichtwellenleitern
Zum lösbaren Verbinden von Lichtwellenleitern werden Licht- wellenleiter-Stecker verwendet, in deren hohlzylindrische und aus Keramik bestehende Steckerteile die zu koppelnden Glasfa¬ sern möglichst zentrisch eingeklebt werden sollen. Dabei ist es bekannt, kurze Glasfaserstücke in die zu koppelnden Endbe- reiche der Steckerteile bereits vorher einzukleben und die weiterführenden Lichtwellenleiter innerhalb dieser Stecker¬ teile mit Hilfe einer Immersionsflüssigkeit anzukoppeln. Dem Vorteil einer exakten Zentrierung der Glasfasern im Koppelbe¬ reich steht hier jedoch der Nachteil einer hohen Dämpfung der Koppelstellen innerhalb der Steckerteile gegenüber. Außerdem besteht die Gefahr des Austrocknens der Immersionsflüssig¬ keit. Auch das Einbringen von Verunreinigungen in den Koppel¬ bereich, läßt sich beim Einschieben der Lichtwellenleiter in die zugeordneten Steckerteile kaum vermeiden.
In der älteren Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen PCT/ DE95/00413 wurde eine Spleißeinrichtungen zum Verschweißen von Lichtwellenleitern in oder dicht an optischen Bauelemen¬ ten, insbesondere Lichtwellenleiter-Steckern, vorgeschlagen, mit welcher beispielsweise in keramische Steckerteile ange¬ klebte Glasfasern in oder dicht an den Steckerteilen an wei¬ terführende Lichtwellenleiter angeschweißt werden können. Die Zugänglichkeit der innerhalb der Steckerteile liegenden Spleißstellen kann dabei beispielsweise durch eine entspre- chende queraxiale Nut eines Steckerteils gewährleistet sein. Der hierzu vorgeschlagenen Spleißeinrichtung liegt die Er¬ kenntnis zugrunde, daß bei einem Einschwenken des in einer ersten Aufnahme gehaltenen Steckerteils und der darin einge¬ klebten Glasfaser zwischen die Schweißelektroden und bei ei- nem axial Einschieben des in einer zweiten Aufnahme gehalte¬ nen Lichtwellenleiters optimale Bedingungen für die Justie¬ rung der miteinander zu verbindenden Lichtwellenleiter und für die Qualität der Schweißung gegeben sind. Neben der ge¬ schilderten Verwendung als Steckerspleißgerät kann die Spleißeinrichtung allgemein auch zum Verschweißen von Licht- Wellenleitern in oder dicht an anderen optischen Bauelementen eingesetzt werden.
Bei der in der älteren Anmeldung vorgeschlagenen Spleißein¬ richtung muß der Stecker mit der queraxialen Nut um einen Winkel von beispielsweise 60° verdreht werden können, so daß in einer ersten Drehstellung die miteinander zu verschweißen¬ den Enden der Lichtwellenleiter beobachtet werden können und in einer zweiten Drehstellung durch Zünden eines Lichtbogens zwischen zwei im Abstand zueinander angeordneten Elektroden das Verschweißen der Lichtwellenleiter durchgeführt werden kann.
Aus der DD 280 399 Bl ist eine Spleißeinrichtung für Licht- Wellenleiter bekannt geworden, bei der die Achsen der beiden Schweißelektroden in einem Winkel von 90° zueinander angeord- net sind, um eine bessere Beobachtungsmöglichkeit zu schaf¬ fen. Dabei sind die zu verschweißenden Lichtwellenleiter au¬ ßerhalb des Lichtbogenzentrums angeordnet. Bei einer Abnut¬ zung der Elektrodenspitzen geraten die Lichtwellenleiter noch weiter aus dem Zentrum des Lichtbogens.
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zu¬ grunde, die in der älteren Patentanmeldung mit dem Aktenzei¬ chen 195 07 885.3 vorgeschlagene Spleißeinrichtung so zu ver¬ bessern, daß ein Beobachten der zu verschweißenden Enden der Lichtwellenleiter in der Schweißstellung ermöglicht wird.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch eine Stufenanordnung der Elektroden in der gleichen Stellung der optischen Bauelemente die Beobachtung und das Verschweißen der Lichtwellenleiterenden vorgenommen werden kann. Zwischen den gestuft angeordneten Elektrodenspitzen wird dabei ein äu¬ ßerst stabiler, leicht asymmetrisch ausgebildeter Lichtbogen gezündet, der eine qualitativ hochwertige Schweißverbindung der Lichtwellenleiterenden ermöglicht.
Durch die parallele Ausrichtung der Elektrodenachsen können der gesamte bauliche Aufwand verringert und die Einstellung des Elektrodenabstandes vereinfacht werden. Bei dieser Anord¬ nung sind die Spitzen der Elektroden diametral gegenüberlie¬ gend angeordnet, so daß die zu verschweißenden Glasfasern im Zentrum des Lichtbogens liegen, wo die optimalen Schweißbe- dingungen herrschen. Selbst bei einer Abnutzung der Elektro¬ denspitzen verbleibt die Schweißstelle im Zentrum des Licht¬ bogens.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Lichtwellenleiter- Stecker, der im Bereich einer queraxialen Nut das
Verschweißen eines ersten eingeklebten Lichtwellen¬ leiters mit einem zweiten, weiterführenden Lichtwel¬ lenleiter ermöglicht,
Figur 2 eine Stufenanordnung der Elektroden, durch welche in der gleichen Stellung des in Figur 1 dargestellten Lichtwellenleiter-Steckers das Beobachten und das Verschweißen der Lichtwellenleiterenden ermöglicht wird, und
Figur 3 einen Querschnitt durch die entsprechende Spleißein¬ richtung in Höhe der in Figur 2 dargestellten Elek¬ troden.
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein insgesamt mit OBE bezeichnetes optisches Bauelement, bei welchem es sich um ei¬ nen Lichtwellenleiter-Stecker aus Keramik handelt. In das op- tische Bauelement OBE ist ein kurzes Stück eines ersten Lichtwellenleiters LWL1 eingeklebt, der im Bereich einer queraxialen Nut NU des optischen Bauelements OBE mit einem zweiten, weiterführenden Lichtwellenleiter LWL2 durch Schwei¬ ßen verbunden werden soll. Mit KH ist eine Krimphülse be¬ zeichnet, die über ein aus Stahl bestehendes Verbindungsteil VT das Kabel des zweiten Lichtwellenleiters LWL2 mit dem ke¬ ramischen Körper des optischen Bauelements OBE verbinden soll. Zur Festlegung des optischen Bauelements OBE in axialer Richtung ist ein ringförmig ausgebildeter Anschlag ANS vorge¬ sehen.
Figur 2 zeigt in stark vereinfachter schematischer Darstel¬ lung eine Stufenanordnung von zwei parallel im Abstand zuein- ander angeordneten Elektroden E, die durch Zündung eines Lichtbogens das Verschweißen der beiden in Figur 1 darge¬ stellten Lichtwellenleiter LWL1 und LWL2 bewirken. Das in ei¬ ne hohlzylindrische Bauteilaufnahme BA eingesetzte optische Bauelement OBE ist mit seinen senkrecht und parallel zum Nut- grund NUG der Nut NU verlaufenden Hauptachsen X und Y so zu den beiden Elektrodenachsen EA der Elektroden E ausgerichtet, daß im Bereich der Nut NU ein Lichtbogen gezündet werden kann. Andererseits können in dieser Lage die Enden der beiden zu verschweißenden Lichtwellenleiter LWL1 und LWL2 entlang einer mit OA bezeichneten und durch den Nutbereich verlaufen¬ den optischen Achse beobachtet werden. Im dargestellten Aus- führungsbeispiel beträgt der Winkel α zwischen der optischen Achse OA und einer senkrecht zu den Elektrodenachsen EA ver¬ laufenden Linie 22° und der Winkel ß zwischen der Hauptachse X und einer parallel zu den Elektrodenachsen EA verlaufenden Linie 26°.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Spleißeinrichtung zum Verschweißen der beiden Lichtwellenleiter LWL1 und LWL2 (vergleiche Figur 1) , die bis auf die Stufenanordnung der beiden Elektroden E und dem geneigten Verlauf der optischen Achse OA der in der älteren Patentanmeldung mit dem Aktenzei- chen 195 07 885.3 beschriebenen Spleißeinrichtung weitgehend entspricht. Die beiden gestuft angeordneten Elektroden E sind jeweils über Klemmen KLE mit zugeordneten Schweißkabeln SKA für die Zuführung des Schweißstromes verbunden. Für die Ein- Stellung des Abstandes zwischen den Spitzen der beiden Elek¬ troden E sind endseitig angeordnete Anschlagstifte AST vorge¬ sehen.
Auf dem als Elektrodenhalter dienenden Grundkörper GK ist ei- ne Achse ACl angeordnet, auf welcher eine Klappe KLA schwenk¬ bar gelagert ist. Die Klappe KLA trägt ihrerseits eine opti¬ sche Einrichtung OE zum Beobachten der miteinander zu verbin¬ denden Enden der Lichtwellenleiter LWL1 und LWL2 (vergleiche Figur l) . Der Verlauf der optischen Achse OA der optischen Einrichtung OE in Bezug auf die gestuft angeordneten Elektro¬ den E wurde bereits im Zusammenhang mit Figur 2 erläutert. Die optische Einrichtung OE kann auf der Klappe KLA um eine Achse AC2 geschwenkt werden, d.h. sie kann beim Transport der Spleißeinrichtung an die Klappe KLA angelegt werden. Die op- tische Einrichtung OE kann als Mikroskop oder aber auch als eine Abbildungseinrichtung ausgebildet sein, welche den zu beobachtenden Spleißbereich auf einen Bildschirm abbildet.
In den vorstehend bereits erwähnten Grundkörper GK ist ferner eine Beleuchtungseinrichtung BELl eignesetzt, deren Längsach¬ se fluchtend zu der optischen Achse OA der optischen Einrich¬ tung OE ausgerichtet ist und die den zu beobachtenden Splei߬ bereich zwischen den gestuft angeordneten Elektroden E von unten her beleuchtet. Es ist ersichtlich, daß die Beobachtung des Spleißbereichs in der gleichen Stellung vorgenommen wer¬ den kann, in welcher auch das Verschweißen der beiden Enden der Lichtwellenleiter LWL1 und LWL2 vorgenommen wird.

Claims

Patentanspruch
1. Spleißeinrichtung zum Verschweißen von Lichtwellenleitern (LWL1,LWL2) in oder dicht an optischen Bauelementen (OBE), insbesondere Lichtwellenleiter-Steckern, mit
- einer optischen Einrichtung zum Beobachten der zu ver¬ schweißenden Enden der Lichtwellenleiter (LWL1,LWL2), und mit
- zwei, im Abstand zueinander angeordneten Elektroden (E) , welche durch Zündung eines Lichtbogens das Verschweißen der Lichtwellenleiter (LWL1,LWL2) bewirken, wobei
- durch eine gestufte Anordnung der Elektroden (E) mit nicht in einer geraden Linie verlaufenden Elektrodenachsen (EA) ein Beobachten der zu verschweißenden Enden der Lichtwel- lenleiter (LWL1,LWL2) in der Schweißstellung ermöglicht wird und
- mit zueinander mit Abstand versetzte, im wesentlichen pa¬ rallele Elektrodenachsen (EA) .
EP96919632A 1995-06-07 1996-06-05 Spleisseinrichtung zum verschweissen von lichtwellenleitern Withdrawn EP0830627A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19520734 1995-06-07
DE19520734 1995-06-07
PCT/DE1996/000991 WO1996041220A1 (de) 1995-06-07 1996-06-05 Spleisseinrichtung zum verschweissen von lichtwellenleitern

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Publication Number Publication Date
EP0830627A1 true EP0830627A1 (de) 1998-03-25

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EP96919632A Withdrawn EP0830627A1 (de) 1995-06-07 1996-06-05 Spleisseinrichtung zum verschweissen von lichtwellenleitern

Country Status (4)

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US (1) US6120192A (de)
EP (1) EP0830627A1 (de)
CA (1) CA2223983A1 (de)
WO (1) WO1996041220A1 (de)

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