SE440410B

SE440410B - SET AND DEVICE FOR CONNECTING A LIGHT CELL AND A LIGHT conductor

Info

Publication number: SE440410B
Application number: SE7901764A
Authority: SE
Inventors: G Manoff
Original assignee: Radiall Sa
Priority date: 1978-03-01
Filing date: 1979-02-27
Publication date: 1985-07-29
Also published as: GB2015766A; HK63684A; FR2418941A1; SE7901764L; DE2907401A1; IT1202896B; GB2015766B; FR2418941B1; IT7920589A0; MY8500704A; SG34584G; DE2907401C2

Description

7901764-6 undvika användning av ett stort antal mekaniska precisionselement i kopplingsdonet. 7901764-6 avoid the use of a large number of mechanical precision elements in the connector.

Dessa och andra fördelar och egenskaper uppnås enligt uppfinningen medelst ett kopplingselement för optiska fibrer av inledningsvis nämnt slag, som uppvisar det i den kännetecknande delen av krav 1 angivna.These and other advantages and features are achieved according to the invention by means of a coupling element for optical fibers of the kind mentioned in the introduction, which has what is stated in the characterizing part of claim 1.

Medlen för att reglera läget för ljuskällan, exempelvis en lysdiod, kan företrädesvis åstadkommas genom att anordna en fixeringsbar glid- montering av ljuskällan i axialriktningen och ett sidledes reglerbart montage för det första kopplingselementets kopplingsdel i förhållan- de till ljuskällan. Kopplingsdelen kan sålunda monteras mot det förs- ta kopplingselementets låda under uppbärande under axiell reglerings- möjlighet av ljuskällan, därigenom att den har en radiell krage, som anordnas mot lådan och hålles av skruvar inskruvade i lådan och vil- ka med stort glapp genomgår hål i kragen.The means for regulating the position of the light source, for example an LED, can preferably be provided by arranging a fixable sliding mounting of the light source in the axial direction and a laterally adjustable mounting for the coupling part of the first coupling element relative to the light source. The coupling part can thus be mounted against the box of the first coupling element during support under axial control of the light source, in that it has a radial collar, which is arranged against the box and is held by screws screwed into the box and which through large holes pass through holes in the collar.

Uppfinningen avser även ett sätt att reglera kopplingsdonet enligt krav 3. Utan att begränsa uppfinningen kan den sammanfattas så att ett justerdon användes, vilket har en mittplacerad optisk fiber och en stoppyta, från vilken den sträcker sig med en noggrant avmätt sträcka, att justerdonet placeras vid kopplingselementet mot dess referensyta, varigenom bestämmes en optisk referenspunkt bestående av justerdonets optiska fibers ände, att ljuskällans läge regleras axiellt och lateralt i förhållande till den optiska referenspunkten, så att i justerdonets fiber införes maximal mängd ljus, varefter ljuskällan fixeras i det sålunda uppnådda läget, att justerdonet bort- tages, och att på ett annat kopplingselement regleras det axialav- stånd som skiljer fiberänden i detta från motsvarande yta, varefter de båda kopplingselementen är färdiga att sammanfogas.The invention also relates to a method of regulating the connector according to claim 3. Without limiting the invention, it can be summarized so that an adjuster is used, which has a centrally located optical fiber and a stop surface, from which it extends with a carefully measured distance, that the adjuster is placed at the coupling element to its reference surface, whereby an optical reference point consisting of the end of the optical fiber end of the adjuster is determined, that the position of the light source is regulated axially and laterally with respect to the optical reference point, so that maximum light is introduced into the adjuster fiber. that the adapter is removed, and that on another coupling element the axial distance which separates the fiber end in this from the corresponding surface is regulated, after which the two coupling elements are ready to be joined.

Det axialavstånd som inställes i det andra kopplingselementet är ett avstånd, som experimentellt fastställts, och medför att när det förs- ta kopplingselementet är injusterat medelst justerdonet, insättan- det av det andra kopplingselementet i det första möjliggör överfö- ring av maximal ljusmängd i den eller de optiska fibrerna. Detta av- stånd kan för vissa typer av ändstycken till kopplingselement eller vissa typer av ljuskällor vara lika stort som justerdonets motsva- rande axiallängd. Avståndet kan även skilja sig därifrån och beror av geometriska och optiska egenskaper hos fibern. ---- --------~ -~ --- --» 7901764-6 Ytterligare fördelar och egenskaper hos uppfinningen framgår av den följande beskrivningen i icke-begränsande utföringsexempelform och under hänvisning till ritningarna. Fig. 1 visar en axiell ge- nomskärning genom ett första utföringsexempel av uppfinningen, där justerdonet är insatt. Fig. 2 visar ett axiellt tvärsnitt genom ett kopplingsdon enligt uppfinningen. Fig. 3 visar kopplingsdonet i genomskärning, använt för ett knippe av fibrer.The axial distance set in the second coupling element is a distance, which is determined experimentally, and means that when the first coupling element is adjusted by means of the adjuster, insertion of the second coupling element in the first enables transmission of maximum amount of light in the or the optical fibers. This distance can be the same for certain types of end pieces for coupling elements or certain types of light sources as the corresponding axial length of the adjusting device. The distance can also differ from it and depends on the geometric and optical properties of the fiber. Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description in a non-limiting embodiment and with reference to the drawings. Fig. 1 shows an axial section through a first embodiment of the invention, where the adjusting device is inserted. Fig. 2 shows an axial cross section through a connector according to the invention. Fig. 3 shows the connector in cross section, used for a bundle of fibers.

Som framgår av fig. 1 och 2 ingår i kopplingsdonet enligt uppfinnin- gen ett första kopplingselement 1 och ett andra kopplingselement 2.As can be seen from Figs. 1 and 2, the coupling device according to the invention comprises a first coupling element 1 and a second coupling element 2.

Elementet 1 har formen av en låda, som exempelvis kan vara försedd med gängade hål 3 för att fästas vid någon godtycklig struktur. Den- na låda har ett mitthål 4, vars övre ände mynnar i en urtagning 5, som är upptagen i lâdans 1 övre yta. Ljuskällan 6, som är monterad i elementet 1, är en ljuskälla, som på en liten platta 7 uppbär en lysdiod 8, jämte en optisk ljusledare 9, anordnad i en i huvudsak cylindrisk struktur 10. Ljuset utträder sålunda vid överänden 11 till ljusledaren. Strukturen 10 är monterad i en hylsa 12, som intränger i hålet 4 och är anordnad att axiellt regleras i hålet. Det är där- med möjligt att godtyckligt reglera nivån för källans 10 övre emis- sionsyta, dvs ett plan A, som innehåller emissionsytan 11.The element 1 has the shape of a box, which may, for example, be provided with threaded holes 3 for attachment to any structure. This box has a middle hole 4, the upper end of which opens into a recess 5, which is received in the upper surface of the box 1. The light source 6, which is mounted in the element 1, is a light source which carries on a small plate 7 an LED 8, together with an optical light guide 9, arranged in a substantially cylindrical structure 10. The light thus exits at the upper end 11 of the light guide. The structure 10 is mounted in a sleeve 12, which penetrates into the hole 4 and is arranged to be axially regulated in the hole. It is thus possible to arbitrarily regulate the level of the upper emission surface of the source 10, ie a plane A, which contains the emission surface 11.

Det första kopplingselementet har dessutom en kopplingsdel 13, för- sedd med ett precisionstillverkat hål 14, vilket vid överdelen fort- sätter med en skuldra 15, som utgör ett geometriskt referensplan.The first coupling element also has a coupling part 13, provided with a precision-made hole 14, which at the upper part continues with a shoulder 15, which constitutes a geometric reference plane.

Vid nederdelen utvidgas kopplingsdelen genom en krage 16, försedd med genomgående hål 17, vilka med stort glapp genomgås av skruvar 18, vilka är inskruvade i lämpliga, gängade hål, som sträcker sig inåt från urtagningen 5. Det är sålunda möjligt att genom att något frigö- ra skruvar 18 förflytta kopplingsdelen 13 i alla riktningar, som är vinkelräta mot den optiska axeln, och när ett önskat läge skall fixe- ras, är det sålunda tillräckligt att åter draga skruvarna 18.At the lower part, the coupling part is extended by a collar 16, provided with through holes 17, which are passed through with a large gap by screws 18, which are screwed into suitable, threaded holes, which extend inwards from the recess 5. It is thus possible that by slightly releasing screws 18 move the coupling part 13 in all directions perpendicular to the optical axis, and when a desired position is to be fixed, it is thus sufficient to retighten the screws 18.

Vidare föreligger en ytterligare skruv 19, som är anordnad för att trycka emot hylsan 12, när denna befinner sig i önskat axialläge och fixera hylsan 12 i detta läge.Furthermore, there is a further screw 19, which is arranged to press against the sleeve 12, when this is in the desired axial position and fix the sleeve 12 in this position.

Det andra kopplingselementet 2 uppvisar formen av ett stycke med cirkulärt tvärsnitt, som i mitten uppbär den optiska fibern 20. Den- na optiska fiber är upptagen i mitten av en rotationskr0PP| som har en överände 21, ett förstorat, gängat parti 22 och ett cylindriskt, 7901764-6 indraget parti 23, utfört med precision och utgörande i själva ver- ket ändstycket, och vilket cylindriska parti eventuellt kan vara försett med spår 24. Det cylindriska partiets 23 diameter är i för- hållande till hålets 14 diameter helt litet mindre, så att det är möjligt att införa det med glidpassning. Änden 25 till den optiska fibern befinner sig i samma plan som änden till ändstycket 23.The second coupling element 2 has the shape of a piece with a circular cross-section, which in the middle carries the optical fiber 20. This optical fiber is accommodated in the middle of a rotary body | having an upper end 21, an enlarged, threaded portion 22 and a cylindrical, retracted portion 23, made with precision and in fact constituting the end piece, and which cylindrical portion may optionally be provided with grooves 24. The cylindrical portion 23 diameter is relatively small in relation to the diameter of the hole 14, so that it is possible to insert it with a sliding fit. The end 25 of the optical fiber is in the same plane as the end of the end piece 23.

Elementet 2 har vidare en låda 26 av i huvudsak cylindrisk form, vilken har ett första, gängat parti 27, där ändstyckets parti 22 kan fixeras, jämte ett andra parti 28 med något mindre diameter, försett med ett hål, som förlänger hålet 14. Denna låda 26 har en undre an- slagsände 29, anordnad att komma i kontakt med skuldran 15.The element 2 further has a box 26 of substantially cylindrical shape, which has a first, threaded portion 27, where the end portion 22 can be fixed, together with a second portion 28 of slightly smaller diameter, provided with a hole which extends the hole 14. This box 26 has a lower stop end 29, arranged to come into contact with the shoulder 15.

En låsmutter 30 möjliggör fixering av lådan 26 i förhållande till ändstycket 23. Vidare är en sammansättnings- och fixeringsmntter 31 monterad vridbart på lådan 26 samt har en gängning, påskruvbar på en motsvarande gänga på överdelen av kopplingsdelen 13.A locking nut 30 enables fixing of the box 26 in relation to the end piece 23. Furthermore, an assembly and fixing coin 31 is rotatably mounted on the box 26 and has a thread, screwable on a corresponding thread on the upper part of the coupling part 13.

För att utföra regleringen av kopplingselementet enligt uppfinningen användes ett justerdon 32, som har ett grövre parti 33 och ett cy- lindriskt, något tunnare parti 34, åtskilda av ett skulderparti 35.To perform the adjustment of the coupling element according to the invention, an adjusting device 32 is used, which has a coarser portion 33 and a cylindrical, slightly thinner portion 34, separated by a shoulder portion 35.

En optisk fiber 36 är anordnad noggrant vid geometriska centrum av det cylindriska partiet 34. Änden 37 till denna fiber ligger perfekt i nivå med änden 38 till justerdonets parti 34. Axialavståndet a mellan det plan B, som passerar genom änden 38 till justerdonet och det plan C, som passerar via skulderpartiet 35, är noggrant välbestämt Med ljuskällan 6 placerad i ett godtyckligt läge insättes justerdo- net 32 på sådant sätt, att dess smalare parti 34 inställes exakt i hålet 14 och dess skulderparti 35 kommer i kontakt med skulderparti- et 15 till kopplingsdelen 13. Den icke visade överänden till den op- tiska fibern 36 är kopplad till en apparat för mätning av ljusinten- sitet. Man söker nu parallellställa den ljusledande stavens 9 optis- ka axel med den optiska axeln till fibern 36, vilket utföres genom att fria skruvarna 18 och låta kopplingsdelen 13 förflyttas i sid- led, tills man erhåller maximal ljusmängd vid utgången till fibern 36. Skruvarna 18 drages därefter, och de båda optiska axlarna är därmed sammanfallande. Ljuskällan 6 förflyttas även axiellt genom att låta partiet 12 glida i hålet 4, tills man får igenom maximal ljusmängd, och när detta uppnåtts, är avståndet mellan änden 11 och 7901764-6 änden 37 rätt inställd. Detta avstånd motsvaras av skillnaden mellan planen A och B. Skruven 19 drages därefter, och det inses nu att ljuskällans läge i förhållande till den referenspunkt som består av den optiska mittpunkten till änden 37 hos fibern 36 är injusterad.An optical fiber 36 is arranged precisely at the geometric center of the cylindrical portion 34. The end 37 of this fiber is perfectly flush with the end 38 of the portion 34 of the adjuster. The axial distance a between the plane B passing through the end 38 of the adjuster and the plane C, which passes through the shoulder portion 35, is carefully determined With the light source 6 placed in an arbitrary position, the adjusting device 32 is inserted in such a way that its narrower portion 34 is set exactly in the hole 14 and its shoulder portion 35 comes into contact with the shoulder portion 15. to the coupling part 13. The upper end (not shown) of the optical fiber 36 is connected to an apparatus for measuring the intensity of light. An attempt is now made to parallel the optical axis of the light-conducting rod 9 with the optical axis of the fiber 36, which is done by freeing the screws 18 and allowing the coupling part 13 to move laterally, until a maximum amount of light is obtained at the output of the fiber 36. The screws 18 is then drawn, and the two optical axes are thus coincident. The light source 6 is also moved axially by letting the portion 12 slide in the hole 4, until the maximum amount of light is obtained, and when this is achieved, the distance between the end 11 and the end 37 is set correctly. This distance corresponds to the difference between the planes A and B. The screw 19 is then drawn, and it will now be appreciated that the position of the light source relative to the reference point consisting of the optical center to the end 37 of the fiber 36 is adjusted.

Alternativt kan axialläget för partiet 12 erhållas genom anslag mot ett distinkt mekaniskt justerdon, som har en form likadan som det op- tiska justerdonet 32.Alternatively, the axial position of the portion 12 can be obtained by abutment against a distinct mechanical adjuster having a shape similar to the optical adjuster 32.

Regleringen av kopplingselementet 2 sker före hopsättningen av kopp- lingselementen genom att exakt reglera axialavståndet mellan ändarna till ändstycket 23, dvs mellan fibern 25, materialiserad av planet D och änden 29 till lådan 28, materialiserad av planet E. Om den optiska fibern 20 har samma egenskaper som den optiska fibern 36, kommer detta avstånd att vara lika med avståndet a. Pâ grund av de mekaniska och optiska egenskaperna hos fibrerna och deras geometri kommer emellertid avståndet att kunna vara olika, ehuru för en bestämd typ av fibrer detta avstånd förblir konstant. Denna inställning kan mycket lätt utföras med ett godtyckligt justerdon genom att inskruva ändstycket 23 i lådan 28, tills man får ett lämpligt anslag.The coupling element 2 is adjusted before the assembly of the coupling elements by precisely regulating the axial distance between the ends of the end piece 23, i.e. between the fiber 25, materialized by the plane D and the end 29 of the box 28, materialized by the plane E. If the optical fiber 20 has the same properties such as the optical fiber 36, this distance will be equal to the distance a. Due to the mechanical and optical properties of the fibers and their geometry, however, the distance may be different, although for a particular type of fiber this distance remains constant. This adjustment can very easily be performed with an arbitrary adapter by screwing the end piece 23 into the box 28, until a suitable stop is obtained.

När en gång regleringen utförts, är de båda kopplingselementen fär- diga att sammankopplas. Fig. 2 visar de båda kopplingselementen i sammankopplat läge, och i detta fall kommer efter tillskruvning av muttern 31, ändstoppet 29 till lådan 28 att komma i kontakt med skuld- ran 15 i kopplingsdelen 13, och eftersom avståndet mellan planen E och D blivit reglerat, kommer änden 25 till den optiska fibern att befinna sig i optimalt läge i förhållande till änden 11 till ljuskäl- lans ljusledarstav. Som framgår av fig. 2 kommer planen C och E då att sammanfalla. Vid det visade fallet kommer däremot ej planen B och D att sammanfalla, eftersom den optiska fibern 20 har en annat geometri än den optiska fibern 36. En blick på fig. 3 visar att ele- mentet 2 inte har en enda, mittplacerad optisk fiber utan ett helt knippe av fibrer 39, och i detta fall kommer ändplanet D' för fibrer- na att befinna sig i ett annat läge, när kopplingsdonet är monterat, vilket läge emellertid givetvis är lika för alla kopplingselement 2, försedda med ett dylikt fiberknippe 39.Once the control has been performed, the two coupling elements are ready to be connected. Fig. 2 shows the two coupling elements in coupled position, and in this case after screwing on the nut 31, the end stop 29 of the box 28 will come into contact with the shoulder 15 in the coupling part 13, and since the distance between the planes E and D has been adjusted , the end 25 of the optical fiber will be in the optimum position relative to the end 11 of the light source light guide rod. As can be seen from Fig. 2, the planes C and E will then coincide. In the case shown, on the other hand, planes B and D will not coincide, since the optical fiber 20 has a different geometry than the optical fiber 36. A look at Fig. 3 shows that the element 2 does not have a single, centrally located optical fiber but a whole bundle of fibers 39, and in this case the end plane D 'of the fibers will be in a different position when the connector is mounted, which position is of course the same for all coupling elements 2, provided with such a fiber bundle 39.

Med andra ord regleras samtliga första kopplingselement genom att använda det beskrivna justerdonet på angivet sätt, medan alla andra kopplingselement regleras för sig, varvid avståndet mellan planen D 7901764-6 och E i de andra kopplingselementen regleras separat utan optisk mätning.In other words, all first coupling elements are regulated by using the described adapter in the specified manner, while all other coupling elements are regulated separately, the distance between the planes D 7901764-6 and E in the other coupling elements being regulated separately without optical measurement.

Det är därmed möjligt att med ett litet antal precisionstillverkade delar och genom utomordentligt enkla och slutgiltiga justeringsope- rationer åstadkomma utbytbara optiska kopplingsdon till låg kostnad.It is thus possible to achieve replaceable optical connectors at a low cost with a small number of precision-manufactured parts and through extremely simple and final adjustment operations.

Ehuru uppfinningen beskrivits med utgångspunkt från en viss utförings- form, inser man att uppfinningen ej är begränsad enbart till denna, utan att en mängd modifikationer är möjliga utan att man för den skull avlägsnar sig från uppfinningstanken.Although the invention has been described on the basis of a particular embodiment, it will be appreciated that the invention is not limited thereto alone, but that a variety of modifications are possible without departing from the spirit of the invention.

Claims

7901764-6 PGCQIIYLKIBV

Coupling element for a replaceable optical plug-in coupling, which has a) a height with a coupling shoulder (13) which - is provided with a hole (14) for receiving a second. coupling element (2) connectable thereto, and - having a reference surface (15) forming an abutment for the second coupling element (2), b) a light source (6) and c) a device (12. 19) for adjusting the axial distance of the light source to the reference surface. characterized in that the coupling shoulder (13) consists of a special. in relation to the rest of the housing radially adjustable component.

Coupling element according to Claim 1. CHARACTERIZED in that there is a radial collar (16) on the coupling shoulder (13). which is held to the housing by means of screws (18), which are screwed into the housing and penetrate holes (17) in the collar (16) with large clearance.

3. A method of adjusting a coupling element according to claim 2, characterized in that an adjusting device (32) is used, which has a centrally located light guide (36), at the output of which a measuring device for light intensity is mounted. that the adjusting device is inserted in the hole (14) of the coupling shoulder (13) up to the stop forming the reference surface (15). and that the screws (18) of the coupling shoulder (13) are slightly unscrewed and the coupling shoulder is displaced relative to the housing until its optimum light intensity from the output of the light guide is obtained.