SE520624C2 - Anordning för optisk anslutning av en optisk fiber till ett annat optiskt element - Google Patents

Description

lll Zl) 25 Ål) 520 624 2 ingreppsytor för lägesbestämning av hållaren och därmed den optiska fibern i förhål- lande till anordningen, och hållarens ingreppsytor innefattar en för ingrepp med hål- larens ändyta anordnad, i riktning från hållaren trattformigt avsmalnande ingreppsy- ta, Vidare har kopplingselementet en yta för lägesbestämning av det andra optiska elementet, tex linsen, i förhållande till ändytan av hållaren. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning av det nämnda slaget, där Iägesbestämningen av hållarens ändyta i förhållande till kopp- lingselementets ingreppsytor och därmed i förhållande till det andra optiska elemen- tet, t ex linsen, uppvisar större exakthet än vid kända anordningar av det ifrågava- rande slaget, varigenom förlusterna i anslutningen mellan den optiska fibern och det andra optiska elementet, t ex linsen, nedbringas till ett minimum.

För tillgodoseende av detta ändamål kännetecknas anordningen enligt uppfinningen av att hållarens ändyta ingriper med kopplingselementets trattformigt avsmalnande ingreppsyta vid en ringformig, smal, väsentligen linjeformig anliggningsyta.

Genom denna utformning av kopplingselementets ingreppsyta blir det möjligt att åstadkomma ett exakt definierat läge av hållaren och därmed den optiska fibern i kopplingselementet både med avseende på läget i axiell riktning och läget i radiell riktning.

Den trattformigt avsmalnande ytan kan vara koniskt utformad eller vara av konvex utformning. Om den trattformigt avsmalnande ytan är koniskt utformad är det före- draget, att ytan har en konvinkel, som överstiger 90° och t ex har en konvinkel av ca 172°.

T ex har hållarens med kopplingselementets ingreppsyta ingripande ändyta väsent- ligen sfärisk form, vilket leder till att ingreppet mellan hållarens ändyta och den trattformigt avsmalnande ingreppsytan på kopplingselementet erhåller den angivna formen av en ringformig, smal, väsentligen linjeformig anliggningsyta.

Hållarens med kopplingselementets ingreppsyta ingripande ändyta kan även vara av plan utformning, och denna plana yta har därvid lämpligen ett med radie utformat lt) 20 25 30 520 624 _: yttre kantparti, vilket härvid kommer att utgöra den del av hållarens ändyta, som in- griper med kopplingselementets trattformigt avsmalnande yta och åstadkommer den ringformiga. smala, väsentligen linjeformiga anliggningsytan.

Kopplingselementet har även en yta för lägesbestämning av det andra optiska ele- mentet, t ex linsen, i förhållande till ändytan av hållaren, och denna yta för lägesbe- stämning av det andra optiska elementet utgöres lämpligen av en med radie utfor- mad, cirkulär kantyta.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas under hänvisning till bifogade ritningar.

Fig. ia visar i axialsektion en anordning enligt uppfinningen för anslutning av en op- tisk fiber till en sfärisk lins.

Fig. lb visar i större skala en detalj av anordningen enligt fig. 1a.

Fig. 2 - 4 visar mot fig. lb svarande detaljer av modifierade utföringsformer av an- ordningen enligt uppfinningen.

Anordningen enligt uppfinningen är avsedd att ingå i ett sådant system för anslut- ning av en optisk fiber till en annan optisk fiber, där de optiska fibrerna är anslutna till var sin lins, så att ljusövergången mellan de optiska fibrerna sker via linserna.

Den i fig. la schematiskt och i sektion visade utföringsformen av en anordning enligt uppfinningen utnyttjas för anslutning av en optisk fiber 2 till en sfärisk lins 4. Den optiska fiberns 2 ändparti är inneslutet i en hållare 6 av hylsform. Hållaren 6 är cy- lindrisk över huvuddelen av sin ytteryta och uppvisar vid sin i figuren högra ände en sfärisk referensyta.

Den optiska fibern 2 är fixerad i hållaren 6 på något i och för sig känt sätt, t ex ge- nom limning, varvid den optiska fiberns 2 ändyta är belägen i samma plan som hålla- rens 6 sfäriska ändyta 8. Ett riktigt läge hos den optiska fiberns 2 ändyta kan åstad- kommas genom att fibern fixeras med fibern utskjutande något utanför den sfäriska ändytan 8, varefter fibern slipas ner till planet för ändytan 8. Då fiberns 2 ändyta be- 30 520 624 4 finner sig i den sfäriska ändytans 8 plan, kommer fiberns 2 ändyta att på ett förutbe- stämt sätt vara relaterad till den sfäriska referensytan 8.

Anordningen för optisk anslutning av den optiska fibern 2 till den sfäriska linsen 4 innefattar förutom hållaren 6 ett kopplingselement 10. Kopplingselementet 10 är för- sett med ytor för bestämning av det relativa läget mellan hållaren 6 och därmed den optiska fibern 2 ä ena sidan och den sfäriska linsen 4 å andra sidan. Kopplingsele- mentets 20 yta för lägesbestämning av hållaren 6 och därmed den optiska fibern 2 utgöres av en i riktning från hållaren 6 trattformigt avsmalnande ingreppsyta 12. Vid utföringsformen enligt tig. 1a och 1b är ingreppsytan 12 av konisk utformning med en vinkel a enligt fig. 1b av 3 - 4°, dvs en konvinkel av 172 - 174°. Genom den sfäriska utformningen av hållarens 6 ändyta 8 och den koniska utformningen av kopplings- elementets 10 ingreppsyta 12 kommer hållaren 6 vid sin ändyta 8 att ingripa med kopplingselementets 10 ingreppsyta 12 längs en ringformig, smal, väsentligen linje- formig anliggningsyta 14, vilken bildar ett synnerligen väl definierat ingreppsläge för hållaren 6 i kopplingselementet 10. Ytan för lägesbestämning av den sfäriska linsen 4 i kopplingselementet 10 och därmed för bestämning av det relativa läget mellan den optiska fibern 2 och den sfäriska linsen 4 utgöres av en med radie utformad, cirkulär kantyta 16. Den cirkulära kantytan har en radie, som är av storleksordningen omkring 0,25 mm, och ger en synnerligen exakt bestämning av den sfäriska linsens 4 läge utan att skada den sfäriska linsens yta genom att utöva alltför stora påkän- ningar på denna.

Hållaren 6 och den sfäriska linsen 4 hålles i fast ingrepp med den koniska ingrepps- ytan 12 respektive den med radie utformade kantytan 16 med hjälp av inte närmare visade medel. Vad gäller fiberhàllaren 6 kan dessa medel utgöras av en konventio- nell hylsmutter, som ingriper med en i figuren icke visad ansats på hållaren 6, medan nämnda medel vad gäller den sfäriska linsen 4 t ex kan utgöras av en gängad, i kopplingselementet 10 inskruvad plugg, som vid sin för anliggning mot den sfäriska linsen 4 avsedda ände har en av elastiskt material bildad ring, som elastiskt pressar den sfäriska linsen 4 mot ytan 14.

Den koniska ytan 12 och den med radie utformade kantytan 16 är så belägna i för- hållande till varandra, att den optiska fibern 2 och den sfäriska linsen 4, då den sfä- lll 25 30 520 624 5 riska referensytan 8 och den sfäriska linsen 4 ingriper med respektive yta, befinner sig på samma optiska axel och på sådant avstånd från varandra, att den optiska fi- berns 2 ändyta befinner sig i den sfäriska linsens 4 brännpunkt. Den optiska förbin- delsen mellan den optiska fibern 2 och den sfäriska linsen 4 sker alltså genom en väsentligen cylindrisk öppning 18 i kopplingselementet 10, vilken öppning 18 såle- des sträcker sig mellan hållarens 6 ändyta 8 och den sfäriska linsen 4.

Genom den angivna utformningen av ingreppet mellan hållarens 6 ändyta 8 och kopplingselementets 10 ingreppsyta 12 erhålles en synnerligen noggrann lågesbe- stämning av hållaren 6 i kopplingselementet 10 både med avseende på hållarens axiella läge och hållarens radiella läge i kopplingselementet 10.

Den i fig. 2 visade utföringsformen av anordningen enligt uppfinningen innefattar liksom anordningen enligt fig. 1a och 1b en hållare 6a för en optisk fiber 2a. Liksom vid utföringsformen enligt fig. 1a och 1b har hållaren 6a en sfärisk ändyta 8a. An- ordningen enligt fig. 2 skiljer sig från anordningen enligt fig. 1a och 1b med avseen- de på utformningen av den ingreppsyta 20 på kopplingselementet 10a, med vilken hållarens 6a sfäriska ändyta 8a ingriper. Således är ingreppsytan 20 vid utförings- formen enligt fig. 2 trattformigt avsmalnande från hållarens 6a ändyta Ba under något konvex utformningen av ytan. Härigenom erhålles en ringformig, väsentligen linje- formig anliggningsyta 21 mellan ändytan 8a och ingreppsytan 20, som är smalare än anliggningsytan 14 vid utföringsformen enligt fig. 1a och 1b och därmed åstadkom- mer ett ännu mera väldefinierat läge hos hållaren 6a i kopplingselementet 10a, Den i fig. 3 åskådliggjorda utföringsformen av anordningen enligt uppfinningen inne- fattar en hållare 22 för den optiska fibern 2b, där hållarens 22 ändyta 24 är av vä- sentligen plan utformning med ett med radie utformat, yttre kantparti 26. Radien hos det yttre kantpartiet 26 är lämpligen av storleksordningen 0,1 mm. Kopplingselemen- tets 6b ingreppsyta 28 är av väsentligen samma utformning som ingreppsytan 12 vid utföringsformen enligt fig. 1a och 1b, dvs ingreppsytan 28 är en ringformig, konisk yta med en konvinkel av 172 - 174°. Även vid denna utföringsform av anordningen enligt uppfinningen erhålles mellan hållaren 22 och kopplingselementet 6b en ring- formig, smal, väsentligen linjeformig anliggningsyta 30, som på ett mycket väl defini- lt) 20 30 520 624 r, erat sätt Iägesbestämmer hållaren 22 i kopplingselementet 6b både med avseende pà läget i axiell riktning och läget i radiell riktning.

Vid utföringsformen enligt fig. 4 är hållaren 22a utformad på samma sätt som hålla- ren 22 vid utföringsformen enligt fig. 3, dvs hållaren har en plan ändyta 24a med ett med radie utformat, yttre kantparti 26a. Vid denna utföringsform av anordningen en- ligt uppfinningen är kopplingselementets 6c ingreppsyta 32 trattformigt avsmalnande i riktning från hållaren 22a under något konvex utformning. I detta avseende över- ensstämmer utföringsformen enligt fig. 4 således med utföringsformen enligt fig. 2, varvid den konvexa ytan 32 dock bildar något större vinkel med diametralplanet än ytan 20 vid utföringsformen enligt fig. 2. Även vid utföringsformen enligt fig. 4 erhål- les en ringformig, smal, väsentligen linjeformig anliggningsyta 34 mellan hållaren 22a och kopplingselementets 6c ingreppsyta 32.

Uppfinningen kan modifieras inom ramen för de följande patentkraven och kan till- lämpas vid olika kombinationer av anslutningar mellan optiska fibrer och andra op- tiska element.

Claims (12)

1. lt) 30 520 624 v PATENTKRAV l. Anordning för optisk anslutning av en optisk fiber (2) till ett annat optiskt ele- ment, t ex en lins (4), innefattande en väsentligen hylsformig hållare (6) för fixering av den optiska fibern i ett förutbestämt läge relativt pà hållaren utformade referens- ytor, vilka innefattar en på hållaren utformad ändyta (8; 24), vid vilken den optiska fiberns ändyta är avsedd att anordnas, och vidare innefattande ett kopplingselement (10) med för ingrepp med hållarens referensytor anordnade ingreppsytor för läges- bestämning av hållaren och därmed den optiska fibern i förhållande till anordningen, varvid kopplingselementets ingreppsytor innefattar en för ingrepp med hållarens ändyta (8; 24) anordnad, i riktning från hållaren (6) trattformigt avsmalnande in- greppsyta (12; 20; 28; 32), k ä n n e t e c k n a d av att hållarens (6) ändyta (8; 24) ingriper med kopplingselementets (16) trattformigt avsmalnande ingreppsyta (12; 20; 28; 32) vid en ringformig, smal, väsentligen linjeformig anliggningsyta (14; 21; 30; 34).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den trattformigt avsmal- nande ytan (12; 28) är koniskt utformad.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att den koniskt utformade ytan (12; 28) har en konvinkel, som överstiger 90°.

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att den koniskt utformade ytan (12; 28) har en konvinkel av ca 172°.

5. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den trattformigt avsmal- nande ytan (20; 32) är av konvex utformning.

6. Anordning enligt något av föregående krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att hållarens (6) med kopplingselementets ingreppsyta (12; 20) ingripande ändyta (8) är av väsentligen sfärisk form.

7. Hi 520 624 s 7_ Anordning enligt något av krav 1 - 5, k å n n e t e c k n a d av att hållarens (6) med kopplingselementets ingreppsyta (28; 32) ingripande ändyta (24) är av vä- sentligen plan utformning.

8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e o k n a d av att hållarens (16) väsentli- gen plana ändyta (24) har ett med radie utformat, yttre kantparti (26).

9. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att kopplingselementet (10) har en yta (16) för lägesbestämning av det andra optiska elementet, t ex linsen (4), i förhållande till ändytan (8; 24) av hållaren (6).

10. , Anordning enligt krav 9, vid vilken det andra optiska elementet utgöres av en sfärisk lins (4), k ä n n e t e c k n a d av att kopplingselementets (10) yta för läges- bestämning av den sfàriska linsen (4) i förhållande till ändytan (8; 24) av hållaren (6) utgöres av en med radie utformad, cirkulär kantyta (16).

11. Anordning enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d av att den cirkulära kantytan (16) är utformad med en radie, som har en storlek av omkring 0,25 mm.

12. , Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att kopplingselementet (10) är utformat med en öppning (18), vilken sträcker sig mellan hållarens (6) ändyta (8; 24) och det andra optiska elementet (4).