NL8503409A - Inrichting voor het verbinden van lichtgeleidende vezels. - Google Patents

Description

"’miiMmimjjiii PHN 11.579 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Inrichting voor het verbinden van lichtgeleidende vezels.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het met elkaar verbinden van lichtgeleidende vezels, bevattende ten minste een drager met een plat oppervlak, waarin ten minste een centreergroef is aangebracht voor het spelingsvrij opnemen van een van zijn 5 beschermende omhulling ontdaan eindgedeelte van een lichtgeleidende vezel.

Een dergelijke inrichting is bekend uit DE-A 3 408 783.

De drager is bijvoorbeeld een plaatje silicium, waarin de centreergroeven door etsen gevormd zijn. Voor een goede optische 10 koppeling tussen de met elkaar te verbinden lichtgeleidende vezels is het nodig, dat de eindgedeelten van de vezels precies passend in de centreergroeven liggen. Dat wil zeggen, dat de eindgedeelten over hun gehele lengte aanliggen tegen de wanden van de centreergroeven. De materialen, waaruit de vezels en de drager vervaardigd zijn 15 (bijvoorbeeld respectievelijk kwarts en silicium) hebben echter verschillende uitzettingscoëfficienten zodat temperatuurveranderingen aanleiding kunnen geven tot veranderingen in de positie van de eindgedeelten. Hierdoor kan het koppelrendement minder worden. De uitvinding heeft tot doel, een inrichting van de in de aanhef genoemde 20 soort aan te geven, waarbij de invloed van het verschil tussen de uitzettingscoëfficienten van de drager en de lichtgeleidende vezels op het koppelrendement tot een minimum is teruggebracht. De inrichting volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de lengte van de centreergroef ten hoogste gelijk is aan vijfmaal de diameter van de 25 lichtgeleidende vezel zonder beschermende omhulling, en dat in het verlengde van de centreergroef een op de centreergroef aansluitende ondersteuningsgroef is aangebracht, waarvan de breedte ten minste 5 Iurn en ten hoogste 10 ^um groter is dan die van de centreergroef voor het met speling opnemen van een op het eindgedeelte 30 aansluitend, eveneens van de beschermende omhulling ontdaan tweede gedeelte van de vezel.

De uitvinding berust op het inzicht, dat voor een goede 85C3409 4 "♦ PHN 11.579 2 koppeling tussen twee lichtgeleidende vezels slechts de positie van een betrekkelijk kort eindgedeelte van elk van deze vezels van wezenlijk belang is. Het op dit eindgedeelte aansluitende tweede gedeelte van de vezel moet weliswaar ondersteund worden om te voorkomen, dat het 5 beweegt en daarbij krachten op het eindgedeelte uitoefent, maar een extreem nauwkeurige positionering van dit tweede gedeelte is niet noodzakelijk. Bij de inrichting volgens de uitvinding komt slechts het zeer korte eindgedeelte van de lichtgeleidende vezel in innig kontakt met de drager. Dank zij de geringe lengte van dit eindgedeelte kunnen 10 temperatuurveranderingen slechts tot verwaarloosbaar kleine veranderingen in de stand ervan leiden. Het tweede gedeelte komt met speling in de ondersteuningsgroef te liggen en de stand hiervan kan in het geheel niet beïnvloed worden door temperatuurveranderingen omdat de wand van de ondersteuningsgroef altijd vrij kan bewegen ten opzichte 15 van dit gedeelte.

Teneinde te waarborgen, dat het tweede gedeelte en het eindgedeelte van de lichtgeleidende vezel in de groeven blijven liggen, heeft een inrichting volgens de uitvinding met een drager die in ten minste een centreergroef een eindgedeelte van een lichtgeleidende vezel 20 bevat, waarvan het kopvlak zich aan het van de ondersteuningsgroef afgekeerde uiteinde van de centreergroef bevindt, bij voorkeur het kenmerk, dat het tweede gedeelte van de vezel in de ondersteuningsgroef bevestigd is door middel van eden bijvend flexibele kleefstof.

Doordat de kleefstof flexibel blijft, kan de wand van de 25 ondersteuningsgroef ook in dit geval bij temperatuurveranderingen vrij bewegen ten opzichte van het tweede gedeelte van de lichtgeleidende vezel.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin is : 30 Fig. 1 een schematisch bovenaanzicht van een deel van een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding, Fig. 2 een schematisch bovenaanzicht van een deel van een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding, 35 Fig. 3 een dwarsdoorsnede volgens de lijn III-III van de in fig. 2 afgeheelde inrichting, en

Fig. 4 een met fig. 3 overeenkomende dwarsdoorsnede van 8503409 K. V ^ ΡΗΝ 11.579 3 een variant van de in fig. 2 afgeteelde inrichting.

Fig. 1 toont een bovenaanzicht van een drager 1 die bij voorkeur bestaat uit een etsbaar materiaal zoals silicium. De drager 1 maakt deel uit van een inrichting voor het niet-losneembaar met elkaar 5 verbinden van lichtgeleidende vezels 3. De drager 1 heeft een plat oppervlak (samenvallend met het vlak van tekening) waarin zes centreergroeven 5 zijn aangebracht. In het verlengde van elke centreergroef 5 ligt een op de centreergroef aansluitende ondersteuningsgroef 7, waarvan de breedte iets groter is dan die van de 10 centreergroef. Het verschil in breedte tussen de ondersteuningsgroef 7 en de centreergroef 5 bedraagt 5 tot 10 ^um. De groeven 5, 7 verlopen alle in dezelfde richting en hun ligging is zodanig, dat op het van de ondersteuningsgroef 7 afgekeerde uiteinde van elke centreergroef 5 een in het verlengde daarvan liggende tweede centreeergroef 5 15 aansluit die zich aan zijn andere uiteinde voortzet in een tweede ondersteuningsgroef 7. De groeven 5, 7 zijn bij voorkeur gevormd door etsen. Het is echter ook mogelijk, de groeven 5, 7 door een mechanische bewerking in het materiaal van de drager 1 aan te brengen.

In dat geval behoeft dit materiaal niet etsbaar te zijn. In de drager 1 20 bevinden zich verder twee kamers 9 die op dezelfde wijze gevormd kunnen zijn als de groeven 5, 7. De kamers 9 sluiten aan op de vrije uiteinden van de ondersteuningsgroeven 7.

De in fig. 1 getoonde drager 1 is geschikt om zes lichtgeleidende vezels 3 twee aan twee met elkaar te verbinden. Elk van 25 deze lichtgeleidende vezels 3, waarvan er in fig. 1 vier getekend zijn, is omgeven door een beschermende omhulling 11, bijvoorbeeld van kunststof. De beschermende omhulling 11 is over een zekere lengte verwijderd, zodat een eindgedeelte 3 en een daarop aansluitend tweede gedeelte 15 van de lichtgeleidende vezel 13 vrijgekomen zijn. De 30 lichtgeleidende vezel 3 zelf bestaat uit een kern van lichtgeleidend materiaal met een relatief hoge brekingsindex die omgeven is door een mantel van lichtgeleidend materiaal met een relatief lage brekingsindex. De kern en de mantel bestaan bijvoorbeeld uit glas of kwarts. De lichtgeleidende vezels 3 hebben een cirkelvormige 35 dwarsdoorsnede en de groeven 5, 7 zijn bij voorkeur V-vormig. De breedte van de centreergroeven 5 is zo gekozen, dat zij de eindgedeelten 13 spelingsvrij kunnen opnemen. Dat wil zeggen, dat elk eindgedeelte 13 3503409 PHN 11,579 4 over zijn gehele lengte op twee plaatsen vast aanligt tegen de wand van de centreergroef 5. De lengte van elke centreergroef 5 is ten hoogste gelijk aan vijfmaal de diameter van de lichtgeleidende vezel 3 zonder de beschermende omhulling 11, en bij voorkeur ongeveer tweemaal die 5 diameter. Bij een vezeldiameter van 125 ^um kan de lengte van elke centreergroef 5 bijvoorbeeld 250 ^um bedragen.

De breedte van de ondersteuningsgroef 7 is bijvoorbeeld 5 ^um groter dan die van de centreergroef zodat het tweede gedeelte 15 van de lichtgeleidende vezel 3, dat uiteraard dezelfde diameter heeft 10 als het eindgedeelte 13, met speling in de ondersteuningsgroef ligt. De ondersteuningsgroef 7 is bij voorkeur gevuld met een blijvend flexibele kleefstof, bijvoorbeeld een epoxyhars, waarin het tweede gedeelte 15 is ingebed. De lengte van de ondersteuningsgroef 5 is aanzienlijk groter dan die van de centreergroef, bijvoorbeeld vijfmaal zo groot 15 (fig. 1 is niet op schaal getekend). Doordat het tweede gedeelte 15 in de ondersteuningsgroef 7 is bevestigd, is de lichtgeleidende vezel 3, en dus ook het eindgedeelte 13, vast verbonden met de drager 1. Dank zij de speling tussen het tweede gedeelte 15 en de ondersteuningsgroef 7 en dank zij de flexibiliteit van de kleefstof in de ondersteuningsgroef 20 worden bij een verandering van de temperatuur geen krachten van betekenis door de wand van de ondersteuningsgroef op het tweede gedeelte uitgeoefend ondanks de verschillen in uitzettingscoëfficienten. De eindgedeelten 13 kunnen met een starre kit in de centreergroeven 5 bevestigd zijn. Het einde van de beschermde omhulling 11 ligt in de 25 kamer 9, waar het door lijmen of met een klemverbinding (niet getekend) kan zijn vastgelegd.

In fig. 1 is een van de overgangen tussen twee in eikaars verlengde liggende centreergroeven 5 met een stippellijn 17 aangegeven. Wanneer in twee in eikaars verlengde liggende centreergroeven 5 een 30 eindgedeelte 13 van een lichtgeleidende vezel 3 zodanig is bevestigd, dat het kopvlak 19 van elk eindgedeelte zich aan het van de ondersteuningsgroef 7 afgekeerde uiteinde van de centreergroef bevindt, liggen de twee kopvlakken precies tegen elkaar, zodat de beide vezels ter plaatse van de overgang 17 optisch met elkaar gekoppeld zijn. De 35 vezels 3 zijn dank zij de lijmverbinding blijvend verbonden met de drager 1, zodat de verbinding tussen de paren vezels niet meer losgenomen kan worden.

3303409 PHN 11.579 5

Een uitvoeringsvorm van een inrichting voor het losneembaar verbinden van paren lichtgeleidende vezels is in fig. 2 schematisch weergegeven. Deze inrichting bevat twee dragers 21, elke met een plat oppervlak, dat in het vlak van tekening ligt en waarin 5 centreergroeven 23 zijn aangebracht die zich aan een zijde voortzetten in ondersteuningsgroeven 25 die in het verlengde van de centreergroeven liggen en gevolgd worden door kamers 27. Op dezelfde wijze als aan de hand van fig. 1 beschreven is, kan in elk stel groeven een lichtgeleidende vezel 3 bevestigd worden, waarbij het eindgedeelte 13 10 spelingsvrij in de centreergroef 23 komt te liggen, het tweede gedeelte 15 met speling in de ondersteuningsgroef 25 en het einde van de beschermende omhulling 11 in de kamer 27. De groeven 23, respectievelijk 25 kunnen gelijk zijn aan de groeven 5, respectievelijk 7. In het uitvoeringsvoorbeeld volgens fig. 2 is voor elke vezel 3 een 15 aparte kamer 27 aanwezig, terwijl in het uitvoeringsvoorbeeld volgens fig. 1 voor alle naast elkaar liggende vezels een gemeenschappelijke kamer 9 aanwezig is. De groeven 23, 25 en de kamers 27 kunnen in de drager 21 aangebracht zijn op dezelfde wijze als de groeven 5, 7 en de kamers 9 in de drager 1. Ook de bevestiging van de vezels 3 in de 20 dragers 1 en 21 kan op dezelfde wijze gebeuren. De centreergroeven 23 monden uit in een vrij kopvlak 29 van de drager 21. De vezels 3 worden zo in de groeven geplaatst, dat kopvlakken 19 ter plaatse van de vrije uiteinden van de centreergroeven 23 komen te liggen, zodat zij in het vrije kopvlak 29 van de drager liggen.

25 Elke drager 21 is, zoals in fig. 3 getoond is, afgedekt met een tweede drager 2Γ die in fig. 2 weggenomen is om de ligging van de vezels 3 in de groeven 23, 25 te tonen. De tweede drager 2Γ bevat evenals de eerste drager 21 een plat oppervlak, waarin groeven aangebracht zijn, waarvan de plaats en de afmetingen overeenkomen met 30 die van de groeven in het oppervlak van de eerste drager. De tweede drager 21' is op de overeenkomstig gegroefde eerste drager 21 geplaatst, waarbij de gegroefde oppervlakken van de beide dragers tegen elkaar liggen, een en ander zodanig, dat elke centreergroef 23 in de eerste drager samen met de overeenkomstige centreergroef 23' in de tweede 35 drager een buisvormige holte vormt, waarvan dwarsdoorsnede een veelhoek is met een ingeschreven cirkel, waarvan de diameter gelijk is aan de diameter van de lichtgeleidende vezel 3 zonder de omhulling 11.

3303409 PHN 11.579 6

In het in fig. 2 en 3 getoonde voorbeeld zijn de centreergroeven 23 en 23' V-vormig met een tophoek van 90° zodat de dwarsdoorsnede van de genoemde holte een vierkant is, waarin het eindgedeelte 13 zonder speling past. Andere groefvormen leiden tot andere dwarsdoorsneden van 5 de holte.

De op de beschreven wijze tegen elkaar geplaatste en bijvoorbeeld met een geschikte kit op elkaar bevestigde dragers 21 en 21' vormen een koppelelement. Twee van zulke koppelelementen kunnen met de vrije kopvlakken 29 tegen elkaar geplaatst worden in een 10 connectorhuis 31 dat de beide koppelelementen zo ten opzichte van elkaar centreert, dat de eindgedeelten 13 van de vezels 11 twee aan twee in eikaars verlengde komen te liggen en optisch met elkaar gekoppeld worden. Het op zichzelf bekende connectorhuis 31 is in fig. 2 slechts schematisch aangegeven. De koppelelementen zijn losneembaar in dit 15 connectorhuis bevestigd, zodat de verbinding tussen de lichtgeleiders naar believen verbroken en weer hersteld kan worden.

Fig. 4 toont een met fig. 3 overeenkomende dwarsdoorsnede van een variant van de uitvoeringsvorm volgens fig. 2 en 3. Deze variant bevat dragers 33 met een vlak oppervlak waarin op 20 overeenkomstige wijze als in de hiervoor beschreven uitvoeringsvoorbeelden centreergroeven 35 en ondersteuningsgroeven (niet getekend) zijn aangebracht. De vorm en de afmeting van de dwarsdoorsnede van elk van de centreergroeven 35 is zodanig, dat het daarin opgenomen eindgedeelte 13 van een lichtgeleidende vezel geheel 25 in de centreergroef ligt, zodat dit eindgedeelte niet boven de randen van de centeergroef uitsteekt. Op het van groeven voorziene oppervlak van de drager 33 is een afdekplaat 37 bevestigd (bijvoorbeeld met een geschikte kit) ter vorming van een koppelelement. De afdekplaat 37 bedekt de eindgedeelten 13 en de tweede gedeelten 15 van de 30 lichtgeleidende vezels 3, zodat de eindgedeelten passend in buisvormige holtes met een in het voorbeeld van fig. 4 driehoekige dwarsdoorsnede liggen. Indien voor het bevestigen van de afdekplaat 37 op de drager 33 een starre kit gebruikt wordt, dient er uiteraard voor gezorgd te worden, dat deze kit niet in de ondersteuningsgroeven doordringt.

35 Ook bij het uitvoeringsvoorbeeld volgens fig. 1 kan desgewenst de drager 1 worden bedekt met een overeenkomstig gegroefde drager zoals in fig. 3 is weergegeven of met een vlakke 3503409 . iLliwpw^ '««mnim PHN 11.579 7 afdekplaat zoals in fig. 4 is weergegeven.

In de getoonde uitvoeringsvoorbeelden is per drager plaats voor twee of drie lichtgeleidende vezels 3. Het zal duidelijk zijn, dat eveneens dragers vervaardigd kunnen worden voor grotere of 5 kleinere aantallen vezels.

8303 4 0 9

Claims (5)

1. Inrichting voor het met elkaar verbinden van lichtgeleidende vezels (3) bevattende ten minste een drager (1, 21, 33) met een plat oppervlak, waarin ten minste een centreergroef (5, 23, 35) is aangebracht voor het spelingsvrij opnemen van een van zijn 5 beschermende omhulling (11) ontdaan eindgedeelte (13) van een lichtgeleidende vezel, met het kenmerk, dat de lengte van de centreergroef (5, 23, 35) ten hoogste gelijk is aan vijfmaal de diameter van de lichtgeleidende vezel (3) zonder beschermende omhulling (11), en dat in het verlengde van de centreergroef een op de centreergroef 10 aansluitende ondersteuningsgroef (7, 25) is aangebracht, waarvan de breedte ten minste 5 ^um en ten hoogste 10 ^um groter is dan die van de centreergroef voor het met speling opnemen van een op het eindgedeelte (13) aansluitend, eveneens van de beschermende omhulling ontdaan tweede gedeelte (15) van de vezel.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met een drager (1, 21, 33. die in ten minste een centeergroef (5, 23, 35) een eindgedeelte (13) van een lichtgeleidende vezel (3) bevat, waarvan het kopvlak (19) zich aan het van de ondersteuningsgroef (7, 25) afgekeerde uiteinde van de centeergroef bevindt, met het kenmerk, dat het tweede gedeelte (15) van 20 de vezel (3) in de ondersteuningsgroef (7, 25) bevestigd is door middel van een blijvende flexibele kleefstof.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de inrichting een koppelelement bevat, dat twee overeenkomstig gegroefde dragers (21, 21') bevat, die met hun van groeven voorziene oppervlakken 25 tegen elkaar geplaatst zijn, een en ander zodanig, dat elke centreergroef (23) en de eerste drager (21) samen met de overeenkomstige centreergroef (23') in de tweede drager (21') een buisvormige holte vormt waarvan de dwarsdoorsnede een veelhoek is met een ingeschreven cirkel, waarvan de diameter gelijk is aan de diameter van de 30 lichtgeleidende vezel (3) zonder beschermende omhulling (11).

4. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de vorm en de afmetingen van de dwarsdoorsnede van elk van de centeergroeven (35) zodanig zijn, dat het daarin opgenomen eindgedeelte (13) van een lichtgeleidende vezel (3) geheel in de centreergroef ligt, 35 en dat op het van groeven voorziene oppervlak van de drager (33) een de eindgedeelten en de tweede gedeelten (15) van de lichtgeleidende vezels bedekkende afdekplaat (37) bevestigd is ter vorming van een 8503403 PHN 11.579 9 koppelelement.

5. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat op het van de ondersteuningsgroef (7) afgekeerde uiteinde van elke centreergroef (5) een in het verlengde daarvan 5 liggende tweede centreergroef (5) aansluit, die zich aan zijn andere uiteinde voortzet in een tweede ondersteuningsgroef (7) en waarin op overeenkomstige wijze het eindgedeelte (13) en het tweede gedeelte (15) van een tweede lichtgeleidende vezel (3) zijn opgenomen, zodat de eindgedeelten van de beide lichtgeleidende vezels ter plaatse van de 10 overgang (17) tussen de beide centreergroeven optisch met elkaar gekoppeld zijn. 8503409