SE516307C2 - Kopplingsanordning för optiska fibrer - Google Patents

Description

25 30 516 307 2 Exempel på tidigare kända kopplingsanordningar är det engelska patentet GB- 2002136, där en sfärisk lins användes för överföring av ljussignaler, och US-4541115 där linsdonen i var sin kopplingsanordning justeras radiellt för att kompensera för in- byggda fel i avsikt att optimera överföringen av ljuset mellan två fiberändar. Inte i något känt fall beskrivs ett linsdon, som kan användas för inkoppling av parallellt, eller nära parallellt, ljus i en optisk fiber, inte heller för överföring av ljussignaler mellan två op- tiska fibrer, med bibehållen optimal överföring av ljussignalen vid flera våglängder än en enda.

Uppfinningens ändamål och viktigaste kännetecken Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en kopplingsanordning för mycket tunna fibrer, som möjliggör en mycket säker och noggrann centrering och sammankoppling av fiberändarna, som gör det möjligt att sammankoppla fibrer av olika grovlek, som motverkar deformationer av de optiska fibrerna vid förbindelsen, som är anpassningsbar för den våglängd, som används vid transmissionen, som minimerar re- flexer i de optiska fibremas ändytor, och som medger att mer än en fiberkanal kan över- föras genom ett och samma linssystem. Tillverkningen av kopplingsanordningen skall dessutom vara enkel och billig. Dessa uppgifter har lösts genom att vardera linssystemet utgörs dels av en linskropp, vars ena, frärnre ändyta är konvex, exempelvis sfarisk, del- sfärisk eller asfärisk, och vars motstående, bakre ändyta är anordnad vinkelrätt mot linskroppens längdaxel, dels av ett utrymmen med ett formbart, optiskt medium, exem- pelvis luft, en olja eller en brytnings-indexanpassad gel, dels av en bakre glaskropp, vars funktion är att dels utgöra en bakre gräns för det optiska mediet, dels att garantera en god, optisk kontakt med den optiska fibern, som monteras i fysisk kontakt med glas- kroppen. Glaskroppens främre ändyta, den som vetter mot det fonnbara mediet, kan vara konvex eller plan, medan den bakre ändytan med fördel är plan.

Linskroppen kännetecknas av att dess bakre brännpunkt för den våglängd, som an- vänds i den fiberoptiska applikationen, är placerad utanför dess bakre ändyta.

Linssystemet kännetecknas av att det består av tre optiska element, varav det mel- lersta är fonnbart, att den bakre glaskroppen kan förskjutas i axiell ledd medelst det tryck som åstadkommes av den optiska fiberkontaktens ändyta vid monteringen av 10 15 20 25 516 307 3 kontakten i kopplingsanordningen, och att den bakre brännpunkten för linssystemet därmed alltid kan fås att sammanfalla med den bakre glaskroppens bakre ändyta.

Fiberkontaktens ändyta kan vara planslipad eller sfäriskt slipad. I båda fallen erhålls, tack vare den elastiska infastningen av den bakre glaskroppen, en mycket god optisk kontakt mellan den optiska fibems ändyta och glaskroppens bakre ändyta.

Beskrivning av ritningarna Fig. 1 visar ett snitt av linssystemet och dess funktion enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar ett snitt där avståndet A från linskroppen till glaskroppens bakre yta säkerställes.

Fig. 3 visar ett snitt där avståndet B från linskroppen till fiberkontaktens stopp säkerställes.

Fig. 4 visar ett verktygsutförande för inställning av avståndet C.

Fig. 5 visare samma verktygsutförande som i fig. 4 där verktyget är samrnanpressat.

Fig. 6 visar en kopplingsanordning där linssystemet är inbyggt.

Beskrivning av utföringsexemplen Det i fi g. 1 visade linssystemet 10 består av en insats 11, som innefattar en linskropp 12, en glaskropp 13 och ett utrymme 14 med fonnbart optiskt medium, som tillsammans möjliggör en överföring av ljussignaler från en fiberkontakt 16, som är utformad som en hållare för en eller flera optiska fibrer 17 omslutna av ett yttre skydd 18. Fiberkontakten 16 styrs in i insatsen ll medelst ett, längs insatsens hål 19, upptaget spår 20, som bildar två längsgående kanter 21, som är parallella med insatsens längdaxel 22, mot vilka fiberkontakten 16 trycks medelst skruven 23 och blir därigenom alltid låst i samma exakta läge, efter det att fiberkontakten 16 först, genom kraften F, har tryckts fram mot anslaget 24. Härvid kommer samtidigt fiberkontaktens främre yta 25 att trycka fram glaskroppen 13, så att glaskroppens bakre yta 26 kommer att placeras i brännpunkten från de infallande parallella strålarna, vilka har en bestämd våglängd.

Samtidigt kommer glaskroppens bakre yta 26 att få fysisk kontakt med den optiska 10 15 20 25 30 516 307 4 fibem 17 och minimerar därigenom reflexeri den optiska fibems ändyta. Glaskroppen 13 är rörlig i axiell ledd vilket möjliggörs genom o-ringen 15, som då fiberkontakten 16 demonteras återställer glaskroppen 13 till sitt ursprungliga läge 27. Fiberkontaktens främre yta 25 kan ha ett plant eller sfáriskt utförande. På grund av yta o-ringens flexibilitet kan också en viss skevhet av fiberkontaktens främre yta 25 accepteras.

Linskroppen 12 hålls i detta exempel på plats mot anslaget 28 medelst lim 29. På fiberkontakten 16 är ett stopp 30, genom presspassning, anbringat. Genom detta kan man få ett, till en viss våglängd, bestämt avstånd C, från stoppets främre yta 31 till fiberkontaktens främre yta (se fig. 4 och 5).

I fig. 2 visas ett exempel på hur man enkelt kan tillverka måttet A, som är ett av tre viktiga mått. Insatsen 11, som här har ett speciellt utförande anpassad till en sfärisk linskropp som är avslipad, så att den bildar en stavlins med sfäriska ändytor, placeras i ett verktyg 32. I insatsen 11 placeras en härdad bricka 33 mot anslaget 27 där glaskrop- pen 13 sedan skall ligga, med ett bestämt mått A. Verktygsdomen 34, som är utförd med samma radie 35 som linskroppen 12, pressas ned mot den härdade brickan 33.

Härigenom kan ett mycket noggrant mått på A innehållas. Måttet A skall vara något längre än den längst bort, från linskroppen 12, belägna brännpunkten. Radien 35 på dom 34 bildar härvid anslaget 28 i insatsen 11.

Fig. 3 visar i princip samma tillverkningsmetod som fig. 2 visar. Här vänder man på insatsen 11 och sätter den på verktyget 36, som har en dom 37 utförd med samma radie 35 som i fig. 2. Insatsen vilar nu med sitt anslag 28 mot radien 35 och avståndet B från linskroppen 12 kan lätt, mycket noggrant, tillverkas genom att pressa ned dom 38 mot verktygsdomen 37. Härvid stukas den uppstående, ringformade kanten och man erhåller anslaget 24.

Fig. 4 visar två verktygshalvor 39 och 40 samt fiberkontakten 16 med löst påsatt stopp 30.

I fig. 5 visas verktygshalvoma 39 och 40 samrnanpressade varvid man erhåller måttet C mellan stoppets främre yta 31 och fiberkontaktens främre yta 25. Måttet C får man genom att minska måttet B med avståndet till linssystemets brännpunkt för en viss be- stämd våglängd. Man måste således ha olika verktyg 39 för olika våglängder men man kan använda ett och samma linssystem, dvs en och samma kopplingsanordning som t ex i fig. 6. 516 307 5 Den i fig. 6 visade kopplingsanordningen 9 innefattar linssystemet 10 enligt fig. 1, inbyggt i ett konventionellt hermafroditdon, där 41 är en fjäder som motsvarar kraften F i fig. 1, 42 är ett skyddsglas som skyddar linskroppen 12 från smuts, 43 är styrtappar för sammankoppling av två lika kopplingsanordningar, och 44 är en förbindelsemutter, som fixerar kopplings-anordningarna i en fast axiell position.

Claims (7)

10 15 20 25 30 516 307 Patentkrav

1. Kopplingsanordning för ändledes, axiell sammankoppling av mycket tunna optiska fiber (17) fixerade i var sitt kopplingshus (9) för åstadkommande av en optisk förbindelse fibrema emellan och innefattande: ett i vardera kopplingshus anordnat linssystem bestående av en linskropp (12), en glaskropp (13), ett utrymme (14) för ett optiskt medel och en koaxiellt med detta anordnad optisk fiberkontakt (16) utformad som hållare för minst en fiber (17), linskroppens (12) brännpunkt är anordnad att sammanfalla med fiberkontaktens (16) och den optiska fibems (17) mot linskroppen vända ändyta (25), mellan linskroppen (12) och fiberkontakten (16) är anordnat sagda utrymme (14) för det optiska medlet och glaskroppen (13), som är anordnad att utgöra bakre gräns för linssystemet, och vilken glaskropp (13) är axiellt justerbar så, att den kan bringas att intaga olika avstånd till linskroppen (12) för anpassning till önskad våglängd.

2. Kopplingsanordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att linssystemet ( 12, 13, 14) är anordnadi en i kopplingshuset belägen insats (11), och att glaskroppen (13) är elastiskt inspännbar mot linskroppen (12) i sagda insats.

3. Kopplingsanordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att linskroppens (12) främre ändyta är konvex, företrädesvis sfärisk, delsfärisk eller asfärisk, och att linssystemets bakre ändyta (26) är anordnad vinkelrätt mot linskroppens längdaxel och företrädesvis plan.

4. Kopplingsanordning enligt krav 2, kännetecknad därav, 10 15 20 516 307 7 att på fiberkontakten (16) är anbragt ett stoppdon (30), vilket är axiellt förskjutbart och fixerbart längs fiberkontakten, för bestämning av dess inskjutningslängd (C) i en i kopplingshuset anordnad insats (11), för att anpassa linssystemet till önskad våglängd.

5. Kopplingsanordning enligt krav 2, kännetecknad därav, att i insatsens (11) del för upptagande av linskroppen (12) är anordnat ett anslag (28) för begränsning av linskroppens läge relativt glaskroppen (13), vilket anslag är justerbart för bestämning av avståndet (A) från linskroppens (12) ena, bakre ändyta till glaskroppens (13) ena, bakre ändyta (26).

6. Kopplingsanordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att fiberkontaktens (16) inskjutningslängd (B) i insatsen (11) är justerbar genom defonnering av ett vid insatsens ena, bakre ändyta anordnat anslag (24).

7. Kopplingsanordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att fiberkontakten ( 16) är styrd i ett i insatsen upptaget hål (19) försett med längsgående kanter (21) och fixerbar medelst en skruv (23), som är anordnad att pressa fiberkontakten mot sagda kanter.