NL8201741A

NL8201741A - Werkwijze, inrichting en voorwerp voor optische vezelsystemen.

Info

Publication number: NL8201741A
Application number: NL8201741A
Authority: NL
Original assignee: Raychem Corp
Priority date: 1981-04-27
Filing date: 1982-04-27
Publication date: 1982-11-16
Also published as: AU8297682A; GB2100463A; IT1151332B; GB8422682D0; ES8403217A1; GB2144239A; ES519315A0; FR2504690B1; AU551638B2; ES511693A0; CH660530A5; ES519316A0; NO821365L; BE892991A; ES8402947A1; DK185882A; WO1982003922A1; ES8306265A1; FR2504690A1; DE3215669A1

Description

Γ ' Ν.0 31043 1

Werkwijze, inrichting en voorwerp voor optische vezelsystemen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het invoeren van een optisch signaal in een optische vezel via de buffer daarvan en voor het afleiden van een optisch signaal uit een optische vezel via de buffer daarvan.

5 De meest uitgebreid toegepaste optische vezels omvatten een glas kern, een glasbekleding die de kern omgeeft en een buffer die de bekleding omgeeft en bestaat uit betrekkelijk zacht polymere materiaal. Wanneer in deze beschrijving de uitdrukking "optische vezel" of "optische vezel zoals gedefinieerd" wordt gebruikt, wordt daaronder verstaan dat 10 de betreffende vezel een vezel is die een glaskern, een glasbekleding en een buffer omvat. De buffer beschermt de bekleding en de kern, waardoor de vezel kan worden gebogen in (en gehandhaafd in) een bocht met een wezenlijk kleinere krommingsstraal dan anders mogelijk zou zijn. De b”^"er k*”' worden omgeven door een mantel. Optische signalen worden ge-15 woonlijk toegevoerd in optische vezels door deze axiaal te richten aan et blootgelegde v°zeleinde. Er is eveneens voorgesteld om een optisch signaal in een vezel te koppelen via de zijde van de bekleding, na verwijdering van de buffer in de baan van het signaal.

Thans is op verrassende wijze gevonden, dat het mogelijk is om een 20 optisch signaal in een optische vezel, zoals gedefinieerd via de buffer van de vezel in te voeren en dat het ook mogelijk is om een optisch signaal af te nemen uit een optische vezel via de buffer van de vezel en om het afgenomen signaal te detecteren. Deze vindingen kunnen in een aan~ol werkwijzen en inrichting0" worden gebruikt. Een bijzonder waar-25 devolle toepassing van deze vindingen is het axiaal in lijn brengen van twee optische vezels en het bij voorkeur met elkaar verbinden van de opgelijnde vezels.

Het is dikwijls gewenst om twee optische vezels nauwkeurig axiaal in lijn te brengen, zodat een signaal met een minimaal verlies van de 30 ene vezel naar de andere kan worden overgebracht. Dikwijls zullen de opgelijnde vezels daarna met elkaar worden verbonden. De verbinding kan een permanente verbinding zijn (gewoonlijk "las" genoemd) die wordt vervaardigd door het direct met elkaar verbinden van de vezels hetzij door het aan elkaar smelten van de vezels of door deze aan elkaar te 35 hechten met een hechtmiddel met een indexaanpassing (dat wil zeggen een hechtmiddel waarvan de brekingsindex zodanig wordt gekozen, dat het signaalverlies zo klein mogelijk is). Naar keuze kan de verbinding een losmaakbare zijn, die wordt vervaardigd door het monteren van de vezel- 8201741 lm-r'......................— -............. ” ...........

2 einden in twee in elkaar passende onderdelen van een verbindingsorgaan waarna de twee in elkaar passende onderdelen met elkaar worden verbonden, zodanig dat de oplijning van de vezels is gewaarborgd·

De bekende werkwijzen voor het oplijnen van optische vezels lijden 5 aan ernstige nadelen. De meeste van de bekende werkwijzen lijnen de uitwendige delen van de twee vezels op, maar niet hun kernen, (waarvan de oplijning uiteraard de dominerende factor is die het signaalverlies bij de verbinding bepaalt). Dit werkwijzetype is sterk afhankelijk van deskundige personen en in elk geval geeft dit gemakkelijk aanleiding 10 tot slechte resultaten, omdat de kern zich dikwijls niet precies in het midden.van de vezel bevindt. Het is ook voorgesteld om de einden van de twee optische vezels te verbinden door de einden nagenoeg in lijn en tegen elkaar aanliggend te brengen, waarbij een optisch signaal in het op afstand gelegen einde van een vezel wordt ingevoerd, het optische 15 signaal aan het op afstand gelegen einde van dë andere vezel wordt gedetecteerd en waarbij de twee te verbinden einden zodanig worden bewogen, dat het gedetecteerde signaal maximaal wordt, waardoor de kernen in deze einden nauwkeurig worden opgelijnd. Met deze werkwijze kunnen uitstekende opbrengstresuitaten worden bereikt, echter is deze werkwij-20 ze volledig onpraktisch vanwege de noodzaak communicatieverbindingen tussen het oplijningspunt en de op afstand gelegen einden van de vezels tot stand te brengen. In het Amerikaanse octrooischrift 4.215.937 wordt een werkwijze voorgesteld, waarbij een optische vezel in één onderdeel van een verbindingsorgaan wordt gecentreerd door een optische werkwijze 25 die gebruik maakt van een optisch signaal dat via de bekleding in de vezel wordt ingevoerd zonder een buffer te passeren.

Volgens een aspect voorziet de uitvinding in een werkwijze voor het axiaal oplijnen van de einden van eerste en tweede optische vezels, welke werkwijze omvat het zodanig positioneren van de einden van de ve-30 zeis, dat deze nagenoeg tegen elkaar aanliggen en axiaal zijn opgelijnd; het richten van een optisch signaal tegen de buffer van de eerste vezel op een plaats nabij het op te lijnen einde, zodanig dat het signaal door de buffer naar het op te lijnen einde loopt; het afnemen van het optische signaal uit de tweede vezel via de buffer daarvan en 35 op een plaats nabij het op te lijnen einde; het detecteren van de intensiteit van het afgenomen signaal; en het bewegen van tenminste één van de vezels om de intensiteit van het afgenomen optische signaal zo groot mogelijk te maken. Bij voorkeur worden daarna de opgelijnde vezels met elkaar verbonden. Door toepassing van de uitvinding kunnen 40 uitstekende lassen snel en gemakkelijk worden vervaardigd, waarbij ver- 8201741 * S» * 3 liezen van wezenlijk minder dan 0,3 dB/verbinding gemakkelijk en reproduceerbaar kunnen worden bereikt.

De bij voorkeur toe te passen werkwijze voor het verbinden van de opgelijnde vezels is het toevoeren van een uithardbaar fluïdumhechtmid-5 del met een indexaanpassing aan de einden van de opgelijnde vezels. Bij voorkeur is het hechtmiddel polymeriseerbaar (deze term wordt gebruikt voor hechtmiddelen die reeds polymeren zijn, maar die verder kunnen worden gepolymeriseerd of verknoopt). Het hechtmiddel kan zelf-uithardend zijn (bijvoorbeeld een uit twee componenten bestaand epoxy- of cy-10 anoacrylaathechtmiddel), maar is bij voorkeur een hechtmiddel dat poly-meriseert, slechts wanneer deze een gekozen behandeling ondergaat nadat de vezels zijn opgelijnd. Bijzonder bruikbaar zijn foto-polymeriseerba-re hechtmiddelen die uitharden door blootstelling aan UV-licht, bijvoorbeeld een foto-gelnitiëerd urethan/acrylaat hechtmiddel. Andere 15 uithardbare hechtmiddelen kunnen worden gebruikt waaronder themoplasti-sche materialen, bijvoorbeeld butyraatharsen. Echter moeten thermoplastische materialen op een verhoogde temperatuur worden gehouden, totdat de vezels zijn opgelijnd. Het uitgeharde hechtmiddel zal gewoonlijk een brekingsindex van tenminste 1,4 hebben, bij voorkeur tenminste 1,5, en 20 zal doordringbaar moeten zijn voor straling van tenminste één van de frequenties die als een signaal in optische vezels wordt gebruikt (in het bijzonder 840-860, 1280-1320 en 1450-1550 nanometer).

De verbeterde oplijningswerkwijze volgens de uitvinding maakt een nieuwe en verbeterde methode mogelijk voor het toevoeren van een hecht-25 middel met een indexaanpassing aan de vezels. Deze methode maakt gebruik van een nieuw lashulporgaan dat een deel van de uitvinding vormt.

Aldus voorziet de uitvinding volgens een ander aspect in een voorwerp dat geschikt is voor de toepassing bij het lassen van twee optische vezels en dat bestaat uit (1) een hoofdzakelijk buisvormige rechte houder 30 die twee open einden heeft en waarvan de kleinste inwendige afmeting van de dwarsdoorsnede tenminste 300/um is, en (2) een massa van uithardbaar hechtmiddel dat zich binnen de houder bevindt, dat het enige materiaal binnen de houder is, dat in de houder wordt vastgehouden door oppervlaktespanningskrachten wanneer de buis in een horizontale stand 35 wordt gehouden bij de lastemperatuur, bijvoorbeeld 23°C, en dat wanneer uitgehard, doordringbaar is voor straling van tenminste één van de frequenties die als een signaal in optische vezels wordt gebruikt. De houder is bij voorkeur een buis met een ringvormige doorsnede, echter kan deze ook een buis zijn met een afwijkende gesloten dwarsdoorsnede, of 40 een open trog of een andere vorm van een houder die het hechtmiddel kan 8201741 * * 4 bevatten en vasthouden; alle dergelijke houders zijn begrepen onder de term "hoofdzakelijk buisvormige houder" zoals hier gebruikt. De houder kan indien gewenst worden uitgerust met verwijderbare eindkappen die de open einden van de houder afsluiten, waardoor het hechtmiddel zuiver 5 wordt gehouden en indien nodig, wordt verhinderd dat het hechtmiddel uit de houder lekt.

Wanneer dit nieuwe lashulpstuk wordt gebruikt, worden de vezels in het hechtmiddel binnen de houder gedrukt en worden daarna binnen de houder uitgelijnd. De houder kan bijvoorbeeld bestaan uit kwartsglas, 10 metaal of een polymere samenstelling, vooropgesteld dat deze het gewenste proces voor het uitharden van het hechtmiddel mogelijk maakt (en niet daardoor wordt beschadigd). Een voordeel van deze methode is dat wanneer de vezels in het hechtmiddel worden ingebracht, de fluldum-stroom van het hechtmiddel om de vezels bijdraagt aan het verzekeren 15 dat de vezeleinden vrij zijn van vreemde materie. Een ander voordeel is dat het niet nodig is om de buffer van het vezeleinde af te stropen (echter kan dit worden uitgevoerd, indien het gewenst is).

De inwendige afmetingen van de houder moeten zodanig zijn dat een geschikte beweging van de vezels gedurende de oplijningshandeling moge— 20 lijk is. De vezelbuffers liggen bij voorkeur binnen de massa van het hechtmiddel en daarom is de kleinste inwendige afmeting van de dwarsdoorsnede van de houder bij voorkeur tenminste 1,6 maal, in het bijzonder 3 tot 6 maal de uitwendige diameter van de buffer van de vezel. Naarmate de kleinste inwendige afmeting van de dwarsdoorsnede groter is 25 is het gebied van vezelafmetingen groter, waarvoor een bepaalde houder geschikt zal zijn, maar de moeilijkheid van vasthouden van een polyme-riseerbaar hechtmiddel binnen de houder wordt ook groter. In verband met deze overwegingen is de kleinste inwendige afmeting van de dwarsdoorsnede bij voorkeur tenminste 400/um, in het bijzonder tenminste 30 750/um, en het liefst tenminste ongeveer 1000/um, maar bij voorkeur minder dan 3000/um, in het bijzonder minder dan 1500/um, bijvoorbeeld 750 tot 1500/um. Wanneer de houder een ringvormige dwarsdoorsnede heeft is de kleinste inwendige afmeting van de doorsnede uiteraard de inwendige diameter van de houder. Het uithardbare hechtmiddel 35 dat in het nieuwe lashulpstuk wordt gebruikt, heeft bij voorkeur een zodanige viscositeit, dat dit bij 23°C in de houder wordt vastgehouden bij een horizontale stand van de houder en bij voorkeur onder alle andere omstandigheden die waarschijnlijk zich voordoen voor het hechtmiddel is uitgehard. Anderzijds moet de viscositeit daarvan niet zodanig 40 zijn dat het moeilijk is om dit in te brengen en de optische vezels on- 8201741 . 5 der de lastoestanden te bewegen. De voorkeur wordt gegeven aan de toepassing van een hechtmiddel met een viscositeit van 750 tot 2500 centi-poise, in het bijzonder 1200 tot 2000 centipoise, bijvoorbeeld ongeveer 1600 centipoise (de hier genoemde viscositeiten zijn gemeten bij 23°C 5 door toepassing van een viscometer van het model HBT Brookfield, een spindel nr. SC4-27 die met 100 toeren per minuut roteert).

Door toepassing van het nieuwe lashulpstuk kunnen lassen die op zichzelf nieuw zijn worden vervaardigd. Aldus voorziet de uitvinding volgens een ander aspect in een las tussen twee axiaal opgelijnde opti- i 10 sche vezels, welke vezels met elkaar worden verbonden door een massa hechtmiddel met een indexaanpassing, welk hechtmiddel zich bevindt in een bijvoorbeeld buisvormige rechte houder, waarvan de kleinste inwendige afmeting van de dwarsdoorsnede tenminste 300/urn is en die in geen enkel punt met de vezels in aanraking komt.

15 Een andere methode voor het verbinden van de opgelijnde vezels is het aan elkaar smelten van de einden van de vezels. Bekende methoden, bijvoorbeeld de toepassing van een elektrische boog zijn geschikt voor dit doeleinde. Echter vereisen deze methoden een hoge mate van deskundigheid, waarbij het nodig is de buffer van de vezels af te stropen.

20 Na het aan elkaar lassen van de optische vezels kan indien ge wenst, de las worden beschermd door een polymere mof over de las die door warmte kan' krimpen.

Een andere methode voor het verbinden van de opgelijnde vezels is het monteren van de vezels in in elkaar passende onderdelen van een 25 verbindingsorgaan voor optische vezels en het aan elkaar bevestigen van de onderdelen van het verbindingsorgaan. Bij deze methode kunnen de vezels via een tussengelegen lichaam met elkaar worden verbonden. Bij voorkeur zijn de in elkaar passende onderdelen instelbaar aan elkaar bevestigd en worden ingesteld om de intensiteit van het afgenomen sig-30 naai zo sterk mogelijk te maken. Nadat de instelling is voltooid worden de onderdelen in de gewenste positie bevestigd.

Volgens een ander aspect voorziet de uitvinding in een inrichting die geschikt is voor het uitvoeren van de oplijningswerkwijze die hierboven is beschreven en die omvat: 35 (1) eerste vasthoudmiddelen voor het vasthouden van een eerste ve zel nabij het einde daarvan; (2) een middel voor het opwekken van een optische signaal en voor het richten van het signaal tegen de buffer van een eerste vezel die in het eerste vasthoudmiddel wordt vastgehouden, zodat 40 het signaal door de buffer van de eerste vezel loopt naar het 8201741 • · 6 einde van de vezel; (3) een tweede vasthoudmiddel voor het vasthouden van een tweede vezel nabij het einde daarvan, in een stand waarbij het einde van de tweede vezel nagenoeg aanligt tegen en axiaal is opge- 5 lijnd met het einde van een eerste vezel die door het eerste vasthoudmiddel wordt vastgehouden; en (4) een middel voor het afnemen van een optisch signaal uit een tweede vezel dat in het tweede vasthoudmiddel wordt vastgehouden, waarbij het signaal wordt afgenomen via de buffer van de 10 tweede vezel, en voor het detecteren van de intensiteit van het afgenomen signaal; waarbij tenminste êên van de eerste en tweede vasthoudmiddelen ten opzichte van het andere beweegbaar is om het door het middel (4) gedetecteerde optische signaal maximaal te maken en aldus een 15 nauwkeurige axiale oplijning van de kernen van de eerste en tweede vezels te verkrijgen.

Het signaal-opwekkingsmiddel in zulk een inrichting kan bijvoorbeeld een laser of een licht-emitterende diode zijn. Het uitgangssignaal van het opwekkingsmiddel kan indien gewenst in responsie op de in-20 tensiteit van het opgenomen signaal zodanig worden gewijzigd, dat de gevoeligheid van het detectiemiddel op een vooraf bepaald (en geschikt hoog) niveau wordt gehouden. Dit. is bijvoorbeeld gewenst indien de gevoeligheid van het detectiemiddel afneemt indien de intensiteit van het gedetecteerde signaal een bepaalde waarde overschrijdt.

25 Het vasthoudmiddel in zulk een inrichting kan een uit bekende mid delen zijn, bijvoorbeeld een vacuüm klembus of een precisiesleuf.

De beweging van de twee vasthoudmiddelen kan met de hand worden uitgevoerd, maar bij voorkeur omvat de inrichting ook een servomecha-nisme dat tenminste één van de vasthoudmiddelen beweegt in responsie op 30 de intensiteit van het afgenomen signaal en aldus de vezels oplijnt. De inrichting kan ook middelen omvatten voor het toevoeren van een flul-dumhechtmiddel met een indexaanpassing aan de einden van de vezels, bij voorkeur middelen voor het vasthouden van een houder die zulk een hechtmiddel bevat, zodat de einden van de vezels in het hechtmiddel 35 kunnen worden opgelijnd. Bij voorkeur omvat de inrichting ook middelen voor het doen uitharden van zulk een hechtmiddel, bijvoorbeeld een UV-lichtbron met een hoge intensiteit. Bij een andere uitvoeringsvorm kan de inrichting ook middelen omvatten voor het laten smelten van de einden van de vezels.

40 Twee belangrijke middelen zijn gevonden voor het vergemakkelijken 8201741 ψ—-: : _ 7 • « van de invoer van een optisch signaal in een optische vezel via de buffer daarvan. Aldus is gevonden dat door het richten van het optische signaal op een gebogen deel van de optische vezel en door het op geschikte wijze instellen van de richtingen van het signaal en de vezel, 5 het gedeelte van het signaal dat door de buffer wordt doorgelaten en de vezel bereikt, wezenlijk kan worden vergroot. De hoek tussen het signaal en de raaklijn aan de vezel in het trefpunt van het signaal is bij voorkeur niet meer dan 20°, in het bijzonder niet meer dan 10° en in een speciaal geval nagenoeg 0°. De krommingsstraal van het gebogen deel 10 van de vezel is bij voorkeur 3 tot 15 mm, in het bijzonder 4 tot 8 mm. Gevonden is dat door het aanbrengen van een geschikt koppelmiddel op de buffer van de vezel (in het bijzonder een gebogen gedeelte van een vezel zoals hierboven is beschreven), het gedeelte van het signaal dat via de buffer tot in de vezel wordt overgedragen, wezenlijk kan worden 15 vergroot. Het koppelorgaan moet (a) overeenkomen met het vlak van de buffer van de vezel, (b) in de baan van het op de vezel gerichte optische signaal liggen en (c) het gedeelte van het signaal verhogen, dat via de buffer tot in de vezel wordt overgedragen. Aldus is gevonden dat het gedeelte van het signaal dat via de buffer in de vezel wordt over-20 gedragen, wezenlijk kan worden vergroot, doordat op de buffer waar het . signaal op invalt, een blok van polysiloxaan of een ander geschikt veerkrachtig deformeerbaar materiaal wordt geplaatst.

Een soortgelijke verbetering ontstaat, indien het blok uit polysi— loxaan wordt vervangen door een geschikt orgaan, bijvoorbeeld een vin-25 ger, die in water is gedompeld, isopropylalcohol of een andere geschikte vloeistof. De door het koppelmiddel op de vezel uitgeoefende druk is van belang en een te grote druk kan de gewenste verbetering verminderen of volledig elimineren. Hoewel een mate van overeenkomst tussen het koppelmiddel en de vezel van belang is, moet een te grote druk (die kan 30 resulteren in een verlies van conformiteit en/of vervorming van de vezel) worden vermeden. Het koppelmiddel moet uiteraard voor het optische signaal doordringbaar zijn en de brekingsindex daarvan moet bij voorkeur hoger zijn dan de brekingsindex van de bekleding van de vezel, bij voorkeur tenminste 1,3, in het bijzonder tenminste 1,35. Gemeend wordt 35 dat het koppelmiddel als een lens kan functioneren om het optische signaal op een gunstige wijze te focusseren. Wanneer het signaal eenmaal de buffer van de vezel heeft gepasseerd, passeert dit signaal ook de bekleding en plant zich in de kern voort; echter kan het signaal zich ook door de bekleding, of door de bekleding en de kern voortplanten.

40 Voorts is gevonden dat de hierboven beschreven twee middelen ook 8201741 8 bruikbaar zijn bij het vergroten van het gedeelte van een optisch signaal dat op een gewenste plaats via de buffer van de vezel uit een optische vezel kan worden afgenomen. Het is bekend dat het gedeeltye van een optisch signaal dat uit een optische vezel wordt verloren, toeneemt 5 wanneer de krommingsstraal van de vezel afneemt en dit is eerder beschouwd als een ernstig nadeel. Daarentegen kan de uitvinding een positief en voordelig gebruik van dit feit maken. Wanneer zoals hierboven is beschreven, een koppelmiddel op een gebogen deel van een optische vezel wordt aangebracht, die een optisch signaal overdraagt, is het ge-10 deelte van het signaal dat in het gebied van het koppelmiddel wordt afgenomen, wezenlijk sterker dan in andere punten op de vezel met dezelfde krommingsstraal.

De hierboven genoemde vindingen kunnen in de eerder beschreven op-lijningsinrichting en -werkwijze worden toegepast. Aldus wordt het op-15 tische signaal bij voorkeur gericht tegen een gebogen gedeelte van de eerste vezel, welk gebogen gedeelte bij voorkeur een krommingsstraal van 3 tot 15 mm heeft, in het bijzonder 4 tot 8 mm, waarbij de hoek tussen het signaal en de raaklijn aan de vezel in het punt van inval van het signaal bij voorkeur niet meer is dan 20°, in het bijzonder 20 niet meer dan 10°, in het speciale geval nagenoeg 0°. Het verdient ook de voorkeur dat een koppelmiddel zoals hierboven beschreven op de eerste vezel wordt aangebracht, in het bijzonder op een gebogen gedeelte van de eerste vezel. Teneinde het gedeelte van het signaal dat wordt afgenomen en gedetecteerd te vergroten, verdient het eveneens de voor-25 keur dat de tweede vezel een gebogen gedeelte daarin heeft, waarbij een raaklijn aan het gebogen gedeelte bij voorkeur direct verloopt tot in het detectiemiddel en/of dat er op de tweede vezel een koppelmiddel wordt aangebracht, dat (a) overeenkomt met het vlak van de tweede vezel en (b) het gedeelte van het signaal vergroot, dat wordt afgenomen en 30 gedetecteerd. In het algemeen zal het gemakkelijk zijn om gelijke bochten in de eerste en tweede vezels aan te brengen, waarbij gelijke kop-pelmiddelen daarop worden aangebracht; echter kunnen verschillende hulpmiddelen voor de twee vezels worden gebruikt.

Echter zijn deze vindingen niet slechts toepasbaar in de oplij-35 ningsinrichting en -werkwijze, maar ook in andere inrichtingen en werkwijzen, bijvoorbeeld werkwijzen voor het bepalen of een optische vezel wel dan niet een optisch signaal overdraagt, werkwijzen voor het afne-men van een gewenst gedeelte van een optisch signaal uit een optische vezel die een signaal overdraagt, en werkwijzen voor het invoeren van 40 een optisch signaal in een optische vezel via de buffer daarvan.

8201741 9

Aldus vóórziet de uitvinding volgens een ander aspect in een werkwijze voor het detecteren van een optisch signaal in een optische vezel, welke werkwijze omvat (1) het op een gebogen gedeelte van de vezel aanbrengen van een koppelmiddel dat (a) overeenkomt met het vlak van de 5 buffer van de vezel en (b) het bij de overdracht van een optisch signaal door de vezel vergroten van het gedeelte van het signaal dat via de buffer van de vezel wordt afgenomen; en (2) het overdragen van een afgenomen optisch signaal naar een detectiemiddel. Het detectiemiddel kan op eenvoudige wijze vaststellen of de intensiteit van een afgenomen 10 signaal een bepaald niveau overschrijdt (zoals bijvoorbeeld zou kunnen worden uitgevoerd bij het testen van de continuïteit van de vezel). Als alternatief kan het detectiemiddel een kwantitatieve maat van de intensiteit van een af genomen signaal leveren; in dit geval kan de intensiteit van het afgenomen signaal worden gebruikt om een andere variabele 15 te wijzigen. Het afgenomen signaal kan rechtstreeks worden ingevoerd in een detectiemiddel dat aan het koppelmiddel grenst. Bij een andere uitvoeringsvorm kan het afgenomen signaal worden ingevoerd in een tweede optische vezel en kan het detectiemiddel aan het andere einde van de tweede optische vezel worden geplaatst. Het detectiemiddel kan een on-20 derdeel van een telecommunicatie-inrichting zijn, bijvoorbeeld een telefoon of een computer. Naarmate de straal van de bocht in de vezel kleiner is, is het gedeelte van het signaal groter, dat uit de vezel nabij het koppelmiddel wordt afgenomen. Op deze wijze is het mogelijk om een gewenst gedeelte van een optisch signaal uit een optische vezel 25 af te leiden. Het koppelmiddel en de straal van de bocht in de vezel zijn bij voorkeur zodanig aan elkaar aangepast, dat tenminste 0,5%, bijvoorbeeld tenminste 1% of tenminste 2%, maar niet meer dan 4% en gewoonlijk niet meer dan 3% van een optisch signaal wordt afgenomen. De krommingsstraal ligt gewoonlijk in het gebied van 3 tot 15 mm, bij 30 voorkeur 4 tot 8 mm.

Volgens een ander aspect voorziet de uitvinding in een werkwijze voor het invoeren van een optisch signaal in een optische vezel, omvattende (1) het opwekken van een optisch signaal; (2) het richten van het optische signaal op een gedeelte van de vezel waarmee een koppelmiddel 35 kontakt maakt dat (a) overeenkomt met het vlak van de buffer van de vezel, (b) in de baan van het op de vezel gerichte optische signaal ligt en (c) het gedeelte van het optische signaal vergroot, dat door de buffer van de vezel loopt. Zoals hierboven als voorkeur is beschreven, is het koppelmiddel in aanraking met een gebogen gedeelte van de vezel, 40 waarvan de krommingsstraal bij voorkeur 3 tot 15 mm, in het bijzonder 4 8201741

*» V

10 tot 8 mil Is en waarbij de hoek tussen het signaal en de raaklijn aan de vezel in het trefpunt van het signaal bij voorkeur niet meer is dan 20°, in het bijzonder niet meer dan 10° en in het speciale geval nagenoeg 0° is.

5 Volgens weer een ander aspect voorziet de uitvinding in een in richting omvattende (1) een optische vezel en (2) een optisch koppel-middel dat in aanraking is met en overeenkomt met het vlak van de buffer van de vezel. Het koppelmiddel is bij voorkeur in aanraking met een gebogen gedeelte van de vezel, waarbij de krommingsstraal bij voorkeur 10 van 3 tot 15 mm bedraagt, in het bijzonder 4 tot 8 mm. De inrichting kan ook bestaan uit (a) een middel voor het opwekken van een optisch signaal en het op de vezel richten van het signaal via het koppelmiddel, of uit (b) een middel voor het detecteren van een optisch signaal dat via het koppelmiddel uit de vezel wordt afgeleid.

15 De uitvinding wordt hierna aan de hand van de tekening toegelicht, die een blokschema van de inrichting volgens de uitvinding voor het oplijnen en verbinden van twee optische vezels toont.

Volgens de tekening wordt een eerste optische vezel 30 met een einde 32 in een gewenste configuratie gehouden door een eerste instel-20 baar vasthoudmiddel 10 en een eerste buigmiddel 11 dat een gebogen gedeelte 31 in de vezel handhaaft. Een eerste optisch koppelmiddel 28 is in aanraking met het gebogen gedeelte 31 van de eerste vezel. Een tweede optische vezel 42 met een einde 40 wordt in een gewenste configuratie vastgehouden door een tweede instelbaar vasthoudmiddel 12 en een 25 tweede buigmiddel 13 dat een gebogen gedeelte 41 in de vezel handhaaft. Een tweede optisch koppelmiddel 34 is in aanraking met het gebogen gedeelte 41 van de tweede vezel. De einden (38, 40) van de eerste en tweede vezels liggen binnen een buis 18 die een door UV-licht uithard-baar hechtmiddel 19 met een indexaanpassing bevat en die door een buis-30 houder 16 op zijn plaats wordt gehouden. Het signaal-opwekkingsmiddel 24 wekt een optisch signaal op dat door een focusserlngsmiddel, zoals een lens 26, en het eerste koppelmiddel wordt doorgelaten alvorens het signaal de buffer van het gebogen gedeelte 31 van de eerste vezel 30 treft. Het optische signaal treedt de eerste vezel 30 binnen en loopt 35 daarna door de tweede vezel 40, totdat dit het gebogen gedeelte 41 bereikt, waar een gedeelte van het signaal via een tweede koppelmiddel 34 wordt afgenomen en via een focusseringsmiddel, zoals een lens naar een detector 38 wordt overgedragen. Het door de detector 38 ontvangen signaal kan op een meter 44 worden weergegeven en/of worden toegevoerd aan 40 een servomechanisme 46 dat met de instelbare vasthoudmiddelen 10 en 12 8201741 «5 '5" 11

Is gekoppeld en door middel waarvan de vasthoudmiddelen 10 en 12 automatisch ten opzichte van elkaar worden ingesteld, teneinde het gedetecteerde signaal zo groot mogelijk te maken, waardoor wordt voorzien in een oplijning van de vezels zonder een beroep te doen op de deskundig— 5 heid van de bedieningspersoon. De detector 38 en de signaalgenerator 24 worden bij voorkeur zodanig met elkaar gekoppeld, dat de intensiteit van het opgewekte signaal automatisch wordt ingesteld op een niveau, waarbij het gedetecteerde signaal ligt in het gebied van maximum gevoeligheid van de detector en bij voorkeur ook zodanig dat de detector on-10 gewenste variaties in de intensiteit van het opgewekte signaal negeert.

De inrichting omvat ook een UV-lichtbron 20 en een bijbehorend focus-seringsmiddel, zoals een lens 22. Wanneer de vezeleinden 32 en 40 nauwkeurig zijn opgelijnd, wordt de UV-lichtbron aangeschakeld gedurende een tijdsperiode die voldoende is om het hechtmiddel 19 te laten uit-15 harden.

De uitvinding wordt voorts geïllustreerd aan de hand van het volgende voorbeeld.

Voorbeeld

Een geautomatiseerde inrichting die in de tekening is getoond, 20 werd gebruikt om twee identieke optische vezels te lassen. De vezels (die verkrijgbaar waren bij "Corning Glass" onder het merk (Glass Code 1516") bestonden uit een glaskern met een diameter van 50/um, een glasbekleding met een uitwendige diameter van 125/um en een poly-acrylaatbuffer met een buitendiameter van 250/um. De buffer werd van 25 de vezeleinden afgestroopt en de afgestroopte vezeleinden werden gekliefd om zuivere eindoppervlakken van ongeveer 3 mm vanaf het einde van de buffer te verkrijgen. Elk van de vezels werd daarna in de gewenste configuratie bevestigd door middel van de vasthoud- en buigmid— delen. Elk van de vasthoudmiddelen bestond uit twee naar elkaar toege-30 keerde platen, waarbij een van de platen een groef bevatte, waarin de vezel werd geplaatst. Elk van de buigmiddelen bestond uit een ronde pen met een straal van ongeveer 5 mm, waarin een omtrekssleuf aanwezig was, waarin de vezel werd geplaatst. Elk van de koppelmiddelen was een rechthoekig blok van een poly(dimethylsiloxaan) met een brekingsindex 35 van ongeveer 1,41 en een "Shore"-A-hardheid van ongeveer 45 (dit materiaal was in zijn uigeharde toestand beschikbaar bij "General Electric" onder het merk "RTV 108", of "RTV 615"). De signaalgenerator was een infrarood licht emitterende diode met een hoge intensiteit met een piek bij ongeveer 840 nm (beschikbaar bij RCA onder het merk SG1010) met 40 bijbehorende elektronische schakelingen en het signaal werd nagenoeg 8201741 « ψ 12 tangentieel naar het gebogen gedeelte van de eerste vezel gericht via het eerste koppelmiddel.

De detector was een voor infrarood licht gevoelige PIN-diode (beschikbaar bij "Hewlett Packard" onder het merk 4707-8134) met bijbeho-5 rende elektronische schakelingen en werd geplaatst om een signaal te ontvangen dat tangentieel het gebogen gedeelte van de tweede vezel verlaat via het tweede koppelmiddel. De signaalgenerator en detector werden op de hierboven als voorkeur beschreven wijze gekoppeld, terwijl de detector met een servomechanisme werd gekoppeld, dat automatisch de 10 vasthoudmiddelen zodanig bewoog, dat het door de detector ontvangen signaal maximaal werd. Het servomechanisme omvatte een microprocessor (beschikbaar bij "Intel" onder het merk 8085) met bijbehorend geheugen, tussenschakelingen en voeding. De huishouder hield een buis van kwarts-glas vast (binnendiameter 1000/um, buitendiameter 2000/um en lengte 15 ongeveer 1,3 cm), die een door UV-licht polymeriseerbaar hechtmiddel bevatte, dat een brekingsindex had van ongeveer 1,54 (wanneer uitgehard). Het hechtmiddel bestond uit gelijke gewichtsdelen urethaan/-acrylaatolygomeer (beschikbaar bij "Polymer Systems" onder het merk "purelast 186") en isobornylacrylaat en een kleine hoeveelheid van een 20 foto-initiator.

De twee vasthoudmiddelen werden eerst op een grote afstand van elkaar gebracht, zodat de met hechtmiddel gevulde buis tussen de vezel-einden kon worden geplaatst. De vasthoudmiddelen werden daarna zodanig bewogen, dat de vezels in de met hechtmiddel gevulde buis werden ge-25 drukt, totdat de vezeleinden in het midden van de buis elkaar bijna raakten. De vezels werden daarna nauwkeurig opgelijnd. Wanneer de op-lijning was voltooid, werd het ultraviolette licht aangeschakeld om het hechtmiddel te laten polymerlseren. Een uitstekende las werd verkregen.

30 Hoewel de uitvinding aan de hand van optische vezels is beschre ven, die bestaan uit een kern, een bekleding en een buffer, zal het duidelijk zijn dat in vele opzichten de uitvinding ook toepasbaar is (met geschikte modificaties) op andere optische vezels, waaronder kunststof-bekleed siliciumdioxide (PCS) of alle kunststof vezels.

8201741

Claims

1. Inrichting voor het oplijnen van de uiteinden van eerste en tweede optische vezels, waarbij elke vezel bestaat uit een kern, een bekleding en een buffer, welke inrichting een middel voor het axiaal 5 opgelijnd en tegen elkaar aanliggend positioneren van de einden van de vezels, met het kenmerk, dat de inrichting omvat: (1) een eerste vasthóudmiddel voor het vasthouden van een eerste vezel nabij het einde daarvan; (2) een middel voor het opwekken van een optisch signaal en voor 10 het richten van het signaal tegen de buffer van een eerste vezel die in het eerste vasthóudmiddel zodanig wordt vastgehouden, dat het signaal door de buffer van de eerste vezel loopt naar het einde van de vezel; (3) een tweede vasthóudmiddel voor het vasthouden van een tweede vezel nabij het einde daarvan, in een stand waarin het einde van de 15 tweede vezel nagenoeg aanligt tegen en axiaal is opgelijnd met het einde van een eerste vezel dat door het eerste vasthóudmiddel wordt vastgehouden; en (4) een middel voor het via de buffer van de tweede vezel afnemen van een optisch signaal uit de tweede vezel die in het tweede vasthoud- 20 middel wordt vastgehouden, en voor het detecteren van de intensiteit van het afgenomen signaal; waarbij tenminste êën van de eerste en tweede vasthoudmiddelen ten opzichte van het andere beweegbaar is om het optische signaal dat door het middel (4) wordt gedetecteerd, zo groot mogelijk te maken en aldus 25 de kernen van de eerste en tweede vezels nauwkeurig axiaal op te lijnen.

2. Inrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt door (5) een eerste buigmiddel voor het handhaven van een bocht in een eerste vezel die door het eerste vasthóudmiddel wordt vastgehouden, 30 waarbij het optische signaal tegen het gebogen gedeelte van de eerste vezel wordt gericht; en (6) een tweede buigmiddel voor het handhaven van een bocht in een tweede vezel die door het tweede vasthóudmiddel wordt vastgehouden, waarbij het optische signaal uit het gebogen gedeelte van de tweede ve- 35 zei wordt afgenomen.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat elk van de gebogen delen van de eerste en tweede vezels een krommingsstraal van 3 tot 15 mm heeft.

4. Inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, geken- 40 merkt door 8201741 (7) een middel dat op een door het eerste vasthoudmiddel vastge-houden eerste vezel een eerste koppelmlddel aanbrengt, dat (a) zal overeenkomen met het vlak van de buffer van de eerste vezel, (b) zal liggen In de baan van een optisch signaal dat door het middel (2) wordt 5 opgewekt, en (c) het gedeelte van een optisch signaal zal vergroten, dat door het opwekkingsmiddel (2) wordt opgewekt, welk signaal door de buffer van de eerste vezel loopt; en (8) een middel dat op een tweede door het tweede vasthoudmiddel vastgehouden vezel een tweede koppelmiddel aanbrengt, dat (a) zal over- 10 eenkomen met het vlak van de buffer van de tweede vezel en (b) wanneer een optisch signaal door de tweede vezel loopt, het gedeelte van het optische signaal zal vergroten, dat uit de tweede vezel wordt afgenomen en door het middel (4) wordt gedetecteerd.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het kop-15 pelmiddel een orgaan is bestaande uit een polysiloxaan of ander veerkrachtig deformeerbaar materiaal.

6. Inrichting volgens een van de conclusies 1 tot en met 5, gekenmerkt door (9) een middel voor het vasthouden van een buis dat een hechtmid-20 del met een indexaanpassing bevat, die een inwendige diameter heeft die wezenlijk groter is dan de uitwendige diameter van de buffers van de vezels en waarbinnen de einden van de eerste en tweede vezels kunnen worden opgelijnd; en (10) een middel voor het laten uitharden van een hechtmiddel met 25 indexaanpassing dat aan de einden van de eerste en tweede vezels in de buis wordt toegevoerd.

7. Inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, gekenmerkt door (11) een servomechanisme dat is ingericht voor het bewegen van 30 tenminste een van de eerste en tweede vasthoudmiddelen in responsie op de intensiteit van het afgenomen optische signaal.

8. Werkwijze voor het axiaal oplijnen van de uiteinden van eerste en tweede optische vezels, die elk bestaan uit een kern, een bekleding en een buffer, waarbij de uiteinden van de vezels nagenoeg aanliggend 35 tegen elkaar en axiaal opgelijnd worden gepositioneerd, een optisch signaal wordt ingevoerd in de eerste vezel; het optische signaal in de tweede vezel wordt gedetecteerd; en tenminste één van de vezels wordt bewogen om de intensiteit van het gedetecteerde optische signaal zo groot mogelijk te maken, met het kenmerk, dat het optische signaal 40 wordt gericht tegen de buffer van de eerste vezel op een plaats nabij 8201741 het op te lijnen einde, zodat het signaal door de buffer naar het op te lijnen uiteinde loopt, en dat het optische signaal uit de vezel via de buffer daarvan wordt afgenomen op een plaats nabij het op te lijnen einde.

9. Werkwijze volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat een bocht in de eerste vezel nabij het te verbinden einde wordt gemaakt en het optische signaal wordt gericht op het gebogen gedeelte van de eerste vezel, waarbij de krommingsstraal van het gebogen gedeelte van de vezel 3 tot 15 mm is en de hoek tussen het optische signaal en de raaklijn 10 aan de vezel in het trefpunt van het signaal ten hoogste 20° is.

10. Werkwijze volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat een bocht in de tweede vezel nabij het te verbinden einde wordt gemaakt en dat het optische signaal uit het gebogen gedeelte van de tweede vezel wordt afgenomen.

11. Werkwijze volgens een van de conclusies 8 tot en met 10, ge kenmerkt door (1) het op de eerste vezel aanbrengen van een eerste kop-pelmiddel dat (a) overeenkomt met het vlak van de buffer van de eerste vezel, (b) in de baan van het op de eerste vezel gerichte optische signaal ligt en (c) het gedeelte van het optische signaal vergroot, dat 20 door de buffer van de eerste vezel loopt, en (2) het op de tweede vezel aanbrengen van een tweede koppelmiddel dat (a) overeenkomt met het vlak van de buffer van de tweede vezel en (b) het gedeelte van het optische signaal vergroot, dat wordt afgenomen en gedetecteerd.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het kop— 25 pelmlddel bestaat uit een polysiloxaan of ander veerkrachtig deformeer— baar materiaal.

13. Werkwijze volgens een van de conclusies 8 tot en met 11, gekenmerkt door het met elkaar verbinden van de opgelijnde vezels.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de vezels 30 tot in een axiaal opgelijnde toestand binnen een bijvoorbeeld buisvormige houder worden bewogen, welke houder een fluldumhechtmiddel met een indexaanpassing bevat en een inwendige diameter heeft die wezenlijk groter is dan de uitwendige diameter van de buffers van de vezels, en dat het hechtmiddel daarna wordt uitgehard.

15. Las tussen twee axiaal opgelijnde optische vezels die met el kaar worden verbonden met behulp van een hechtmiddel met indexaanpassing, waarbij elk van de vezels bestaat uit een kern, een bekleding en een buffer, met het kenmerk, dat de las door een hoofdzakelijk buisvormige, rechte houder wordt omgeven, die het hechtmiddel met indexaanpas-40 sing bevat, waarvan de kleinste inwendige afmeting van de doorsnede 8201741 tenminste 300/um is en die in geen enkel punt in aanraking komt met de vezels.

16. Las volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het einde van elke buffer binnen de massa van het hechtmiddel met indexaanpassing 5 ligt en dat de inwendige diameter van de houder 3 tot 6 maal de buitendiameter van de buffer is.

17. Werkwijze voor het detecteren van een optisch signaal in een optische vezel, omvattende een kern, een bekleding en een buffer, gekenmerkt door 10 (1) het op een gebogen gedeelte van de vezel aanbrengen van een koppelmiddel dat (a) overeenkomt met het vlak van de buffer van de vezel en dat (b) wanneer een optisch signaal door de vezel wordt overgedragen, het gedeelte van het signaal vergroot, dat via de buffer van de vezel wordt afgenomen; en 15 (2) het drijven van een afgenomen optisch signaal door een detec- tiemiddel.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat het afgenomen signaal wordt ingevoerd in een tweede optische vezel en het de-tectiemiddel zich bevindt aan het op afstand gelegen einde van de twee- 20 de optische vezel.

19. Werkwijze volgens conclusie 17 of 18, met het kenmerk, dat (a) de straal van de bocht in de vezel en (b) het koppelmiddel zodanig op elkaar zijn afgestemd, dat 0,5% tot 4% van een optisch signaal wordt afgenomen, dat door de vezel wordt overgedragen.

20. Werkwijze volgens een van de conclusies 17 tot en met 19, met het kenmerk, dat het koppelmiddel bestaat uit een polysiloxaan of ander veerkrachtig deformeerbaar materiaal.

21. Werkwijze voor het invoeren van een optisch signaal in een optische vezel bestaande uit een kern, een bekleding en een buffer, ge- 30 kenmerkt door het richten van het optische signaal op een gedeelte van de vezel dat in aanraking is met een koppelmiddel dat (a) overeenkomt met het vlak van de buffer van de vezel, dat (b) in de baan van het op de vezel gerichte optische signaal ligt en dat (c) het gedeelte van het optische signaal vergroot, dat door de buffer van de vezel loopt.

22. Werkwijze volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het kop pelmiddel in aanraking is met een gebogen gedeelte van de vezel.

23. Werkwijze volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat de krom-mingsstraal van het gebogen gedeelte 3 tot 15 mm is en de hoek tussen het signaal en de raaklijn aan de vezel in het trefpunt van het signaal 40 ten hoogste 20° is. 8201741

24. Werkwijze volgens een van de conclusies 21 tot en met 23, met het kenmerk, dat het koppelmiddel bestaat uit een polysiloxaan of ander veerkrachtig deformeerbaar materiaal.

25. Inrichting omvattende een optische vezel bestaande uit een 5 kern, een bekleding en een buffer, gekenmerkt door een optisch koppelmiddel dat in aanraking is met en overeenkomt met het vlak van de buffer van de vezel.

26. Inrichting volgens conclusie 25, met het kenmerk, dat het koppelmiddel in aanraking is met een gebogen gedeelte van de vezel, waar- 10 bij de krommingsstraal van het gebogen gedeelte 3 tot 15 mm is.

27. Inrichting volgens conclusie 25 of 26, met het kenmerk, dat het koppelmiddel bestaat uit een polysiloxaan of ander veerkrachtig deformeerbaar materiaal.

28. Inrichting volgens een van de conclusies 25 tot en met 27, met 15 het kenmerk, dat een middel aanwezig is voor het opwekken van een optisch signaal en het richten daarvan op de vezel via het koppelmiddel, of een middel voor het detecteren van een optsich signaal dat uit de vezel via het koppelmiddel wordt afgenomen.

29. Voorwerp dat geschikt is voor het lassen van twee optische ve-20 zeis en dat bestaat uit een bijvoorbeeld buisvormige, rechte houder met twee open einden, die een uithardbaar hechtmiddel met een indexaanpassing bevat, met het kenmerk, dat (1) de kleinste inwendige afmeting van de dwarsdoorsnede van de houder tenminste 300/um is, en dat (2) het uithardbare hechtmiddel het enige materiaal binnen de houder is en in 25 de houder wordt vastgehouden door oppervlaktespanningskrachten, wanneer de buis bij 23°C in een horizontale stand wordt gehouden.

30. Voorwerp volgens conclusie 29, met het kenmerk, dat de kleinste inwendige afmeting van de dwarsdoorsnede van de houder tenminste 750/um is.

31. Voorwerp volgens conclusie 30, met het kenmerk, dat de kleins te inwendige afmeting van de dwarsdoorsnede van de houder 750 tot 1500/um bedraagt.

32. Voorwerp volgens een van de conclusies 29 tot en met 31, met 9 het kenmerk, dat dit ook is voorzien van verwijderbare eindkappen die 35 de open einden van de houder afsluiten. ************ 8201741