SE440294B - Optiskt kopplingselement - Google Patents

Description

Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett kopplingselement som inte bara möjliggör ett mycket noggrant tvärläge av ljuskällan relativt linsaxeln utan dessutom enkel och snabb inställning av avståndet mellan ljuskällan och linsen, medan båda nämnda inställningar bibehålles utan tillhjälp av lim såsom exempelvis epoxylim. Ändamålet uppnås genom att det inledningsvis beskrivna kopplingselementet, som innefattar en ljuskälla och en lins där ljuskällan är monterad på en bärare på vilken ett cylinderfonnat hölje är anordnat, medan linsen är belägen mittför ljuskällan i en hållare och varvid ett ljusknippe från källan riktas kring höljets cylinderaxel, en- ligt uppfinningen är kännetecknat av att hållaren har presspassning till höljet och tillsammans med höljet och bäraren bildar ett hermetiskt tillslutet utrymme, varvid hållaren tillåter inställning av avståndet mellan linsen och ljuskällan samt för det- ta ändamål är förskjutbar relativt höljet parallellt med cylinderaxeln.

Avståndet mellan ljuskällan och linsen inställes på enkelt sätt vid kopplings- elementet enligt uppfinningen genom att hållaren och sålunda linsen pressas mot ljus- källan under det att ljusknippet som alstras av ljuskällan och utstrålar via linsen kontinuerligt observeras och/eller dess energiinnehåll kontinuerligt uppmätes.

Ett föredraget utföringsexempel på ett kopplingselement enligt uppfinningen är kännetecknat av att såväl höljet som hållaren har form av en bussning och vardera uppvisar en fläns, varvid flänsen på höljet är fastsatt på bäraren och linsen är fastsatt på hållarens fläns. Flänsen på vilken linsen är monterad kan formas i hålla- ren, vilken vid den från höljet vända kanten är försedd med centreringsorgan för cen- trering av ett för montering på hållaren avsett optiskt element i förhållande till en optisk axel för den i hållaren monterade linsen, varvid fastsättningsorgan för fixe- ring av det optiska elementet som skall monteras på hållaren är anordnade på utsidan av hållaren.

Ett kopplingselement av detta slag medför den fördelen att ett ytterligare op- tiskt element kan monteras därpå utan att detta nödvändiggör ytterligare inställ- ningsorgan för centrering. Fastsättningsorganen kan utgöras av en gänga men kan också bilda en del av en bajonettkoppling. Centreringsorganen kan utgöras av en konisk yta- men kan också bildas av en radiellt riktad kantprofil, t.ex. ett antal tänder.

Utföringsexempel på kopplingselement enligt uppfinningen kommer att beskrivas i det följande under hänvisning till ritningarna, där: fig l visar ett tvärsnitt av två delar av ett kopplingselement enligt uppfinningen som skall sammanfogas och där fig 3 visar ett tvärsnitt av två delar av ett föredraget utföringsexempel på uppfinningen ämnade att sammanfogas.

Kopplingselementet i fig 1, som är visat i två delar IA, IB, innefattar en me- tallbärare 11 P vilken en lysdiod 12 är monterad, ett metallhölje 13, en metallhål- lare 14 och en glaslins 15. Höljet 13, hållaren 14 och linsen 15 bildar tillsammans en första del A och bäraren 11 tillsammans med dioden 12 bildar en andra del B av kopplingselementet 1. Linsen 15 är fastsatt på en elastisk kant 16 av höljet 13 genom ett metall-glasförband av känt slag. Genom en hylsände 17 bildar hållaren 14 press- passning med höljet 13 och en fläns 18 på hâllaren 14 anligger mot linsen 15. Man har funnit det fördelaktigt att förse åtminstone höljet med ett skikt av indium för att möjliggöra jämn inställning av det önskade avståndet. Mellan presspassningen med än- den 17 hos hållaren 14 och kanten 16 innefattar höljet 13 en ringfonnad sammanbrotts- zon 19 vars funktion kommer att beskrivas nedan.

Två glasfyllda genomföringar 20 och 21 inrymmer stift 22 och 23 till vilka mat- ningsledningar 24 och 25 för dioden 12 är anslutna. Genomföringar av detta slag är välkända från tekniken vid tillverkning av metallhöljen för halvledartransistorer och -kretsar. Matningsledningen 24 är ansluten till en ringformad elektrod 26 som omslu- ter diodens 12 ljusemitterande yta. En centrumaxel 27 som indikerar centrum av ljus- knippet som emitteras, är riktad mot den ljusemitterande ytan. Den optiska axeln 28 för linsen 15 skall sammanfalla med centrumaxeln 27, för att säkerställa optimal ljustransmission från dioden 12 till ett optiskt element (ej visat) avsett att anord- nas bakom linsen 15. Den första delen 1A (d.v.s. höljet 13, hållaren 14 och linsen 15) anbringas i rätt tvärläge relativt den andra delen 1B (d.v.s. bäraren 11 och dio- den 12) på känt sätt som är beskrivet i nämnda publikation. Därefter fastsvetsas den första delen genom en fläns 29 som är bildad på höljet 14 på en kant 30 hos bäraren 11 genom periferiell svetsning ("circumferential welding“) (motståndssvetsning under högt tryck och med hög spänning). Linsen 15 förflyttas då axiellt mot dioden 12 till dess den är belägen på rätt avstånd därifrån genom anpressning av hållaren 14 mot bäraren 11. Avståndet mellan linsen 15 och dioden 12 kan inställas noggrant genom kontinuerlig eller periodisk observation av ljusknippet som passerar linsen 15 under förflyttningen av linsen 15 mot dioden 12.

Under anpressningen av hållaren 14 mot bäraren 11 defonneras sammanbrottszonen 19 av höljet 14. Som en följd av den inherenta elastiska deformationen förblir linsen 15 pressad mot flänsen 18 på hållaren 14, vilken enligt ovan bildar presspassning med höljet 13. Som en följd av presspassningen kommer avståndet mellan dioden 12 och lin- sen 15, när det väl en gång inställts, ej att påverkas genom kantens 16 elastiska återhämtning till följd av den elastiska deformationen av sammanbrottszonen 19.

Fig 2 visar tvâ delar 2A, 2B av ett ytterligare utföringsexempel på ett kopp- lingselement 2. Den första delen 2A innefattar ett hölje 31, en hållare 32, en plan- parallell glasplatta 33 och en därpå fastlimmad kullins 34. Den andra delen 2B inne- fattar en bärare 35, en laserdiod 37 som är monterad på ett kylelement 36 och två anslutningsstift 40 och 41, vilka är anordnade i glasfyllda genomföringar 38 och 39 samt är anslutna till laserdioden 37 respektive kylelementet 36 via anslutningstrâdar 42 respektive 43. oiivl . Yoøg Q Linsen 34 är fastlimmad på glasplattan 33 genom ett lim 44, t.ex. ett härdande epoxylim, varvid plattan i sin tur är förenad med en fläns 45 på hållaren 32 genom ett metall-glasförband av känt slag. Linsens 34 optiska axel 46 skall sammanfalla med centrumaxeln 47 genom laserdiodens 37 aktiva zon av skäl som redan omnämnts i anslut- ning till fig 1. Delen 2A av kopplingselementet 2 anordnas med rätt tvärläge relativt kylelementet 36 på bäraren 35 på ovan beskrivet sätt och därefter fastsvetsas flänsen 48 på höljet 31 mot en kant 49 på bäraren 35.

När hällaren 32 därefter pressas mot bäraren 35 förflyttas flänsen 34 mot laser- dioden 36 och det önskade avståndet mellan dessa två element inställes, varvid press- passningen mellan höljet 31 och hållaren 32 bibehåller det nämnda avståndet. Företrä- desvis är höljet 31 och hållaren 32 belagda med indium så att det önskade avståndet kan inställas på enkelt sätt. Att det önskade avståndet är uppnått kan konstateras på samma sätt som beskrivits i anslutning till fig 1.

Fig 3 visar tvâ delar 3a,3b av ett föredraget utföringsexempel på ett kopplings- element 3 enligt uppfinningen. Den första delen 3a innefattar ett cirkulärcylindriskt metallhölje 51 och en cirkulärcylindrisk metallhållare 52 i vilken en planparallell glasplatta 54 är fastsatt på en kant 53 på känt sätt. En kullins 55 är fastsvetsad på glasplattan 54. Detta kan åstadkommas genom användning av en mjuk glasplatta 54 med lägre smältpunkt än den i linsen 55 ingående hårda glassorten. Den andra delen 3b innefattar en metallbärare 56 pâ vilken en laserdiod 58 är monterad på ett kylelement 57. Bäraren 56 innefattar två glasfyllda genomföringar 59 och 60 i vilka två anslut- ningsstift 61 och 62 är anordnade. Anslutningstrâdar 63 och 64, vilka är anslutna till laserdioden 58 respektive kylelementet 57, är förbundna med anslutningsstiften 61 respektive 62. Liksom bärarna 11 och 35 i fig 1 och 2 innefattar bäraren 56 en kant 65 mot vilken en fläns 66 av höljet 51 fastsvetsas sedan delen 3a först har in- ställts i rätt tvärläge relativt den andra delen 3b på beskrivet sätt. Därefter pres- sas hâllaren 52 mot bäraren 56 för inställning av rätt avstånd mellan laserdioden och linsen 55. De väggar av höljet 51 och hållaren 52 som har presspassning är belagda med ett indium eller annan mjukmetall. Hâllaren 52 bildar presspassning med höljet 51 så att därigenom det inställda avståndet bibehälles. En cirkulärcylindrisk kant, som är försedd med en profil av radiellt riktade tänder 67 är utbildad på hâllaren 52.

Hållaren 52 är dessutom försedd med en utvändig gänga 68, varigenom ett ytterligare optiskt element kan anbringas på kopplingselementet. Den profilerade kanten samverkar med ett ytterligare optiskt element, t.ex. ena hälften av ett optiskt fiberkopplings- element för optisk kommunikation, som likaså är försett med en profilerad kant. Denna profil kan då göras komplementär med tänderna 67 på kanten av hållaren 52. Det optis- ka elementet kommer sälunda att erhålla ett exakt läge. Innan hållaren 52 fästes i höljet 51 fastsättes linsen 55 och glasplattan 54 på beskrivet sätt i hållaren 52 ---------:-:--~ » - » -r h genom ett metaH-glasförband på sådant sätt att den optiska axeïn 69 för Hnsen 55 sammanfaHer med symmetriaxe1n för håHarens 52 kant. Härigenom uppnås att ett på håïïaren 52 anordnat optískt element aHtid blir centrerat 1' förhåHande tiH linsen 55 och även i förhåïïande tiH ïaserdíoden 58. ø v00 *ß

Claims (3)

Patentkrav

1. l. Optiskt kopplingselement innefattande en ljuskälla (12) och en lins (15), varvid ljuskällan är monterad på en bärare (11) på vilken cylinderformat hölje (13) är anordnat, medan linsen är anbringad mittemot ljuskällan i en hållare (1h), och varvid ljusknippet från källan riktas utmed höljets cylinderaxel (27), medan hållaren tillsammans med höljet och bäraren bildar ett hermetiskt tillslu- tet utrymme, k ä n n e t e c k n a t av att hållaren (lb) bildar presspassning med höljet (13) och är anordnad att vara förskjutbar relativt höljet (13) pa- rallellt med cylinderaxeln (27) för att möjliggöra inställning av avståndet mel- lan linsen (15) och ijuskällan (12), varvid åtminstone endera av hållarens (14) och höljets (13) väggar är belagd med ett skikt av en mjukmetall såsoniindium, och varvid väggarna åstadkommer kontakt med varandra via nämnda presspassning.

2. Kopplingselement enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att höljet (13) liksom hållaren (lå) har formen av en bussning och vardera är försedd med en fläns, varvid höljets (13) fläns (29) är fäst på bäraren (11), medan linsen (15) är fäst på hållarens (1Ä) fläns (18).

3. Koppiingselement enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t av att flänsen (53) på vilken linsen (55) är fastsatt är utbildad i hållaren (52), vilken, vid en från höljet (51) vänd kant, är försedd med centreringsorgan (67) för centrering av ett för montering på hållaren avsett optiskt element i för- hållande till en optisk axel för den i hållaren fastsatta linsen, varvid fast- sättningsorgan (68) för fixering av det för montering på hållaren avsedda optis- ka elementet förefinnes på hållarens utsida. Ä. Kopplingselement enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att linsen (15) är förbunden med en kant (16) av höljet (13) som är vänd från bäraren (11), och varvid hållaren (lä) anligger mot kanten av linsen genom en därpå utformad fläns (18), och att höljet (13) innefattar en sammanbrottszon (19) mellan kanten (16) på vilken linsen är fastsatt och en sida därav som bildar nämnda presspassning med hållaren (lk).