SE521455C2 - Anslutningsenhet för optiska fibrer samt fiberferrulmodul - Google Patents

Description

25 30 5 2 1 ll- 5 5 2 utföras för hand och är inte möjliga att överföra till en automatiserad produktionslinje. Ett annat problem äratt kända tillverkningsmetoder inte ger tillräckligt hög och jämn kvalitet på submodulema vilket innebär att en stor del måste underkännas och kasseras.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma ett förfarande, en anslutningsenhet för optiska fibrer och en fiberferrulmodul vilka möjliggör storskalig industriell produktion av anslutningsenheter för sammankoppling av optiska fibrer med mikroelektroniska komponenter. Ett annat ändamål är att skapa ett förfarande och en anordning som möjliggör förflyttning av komponenter och moduler i ett automatiserat produktionsflöde utan manuell hjälp. Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma en fiberferrulmodul som är lätt att tillverka och hantera som en separat enhet. Ännu ett annat ändamål är att skapa ett förfarande som säkerställer en jämn kvalitet på de tillverkade anslutningsenhetema.

Sammanfattningsvis uppnås ovanstående ändamål med uppfinningen med hjälp av ett förfarande och en anslutningsenhet för optiska fibrer enligt vilka en fiber ansluts optiskt till ett sändar- och/eller mottagarchips. Nämnda chips är i sin tur anslutet till en elektronisk krets för Signalbehandling och kretsen är vidare förbunden med en kopplingsport för förmedling av signaler till och från nämnda krets och fiber.

Vidare är en fiberfernilmodul tillskapad av en optisk fiber och ett hölj e som omger fibem förutom dess två ändar som bearbetats för att bilda optiska gränssnitt. En sändar/mottagarchipsmodul är anordnad för optisk kontakt med en första kontaktände på fiberferrulmodulen och en fiberkontaktpoit är anordnad för optisk kontakt med en andra kontaktände på fiberferrulmodulen. En gemensam bärenhet är slutligen anordnad för att förena fiberferrulmodulen, sändar/mottagarchipsmodulen och den elektroniska kretsen.

En fördel med uppfinningen är att den ger möjlighet till att behandla alla delar i en fiberanslutningsenhet som moduler i en automatiserad produktionslinje. En annan fördel är att den känsliga fibem är helt inkapslad och skyddad mot skador under 10 15 20 25 30 5 2 1 4 5 5 3 hela tidsperioden från tillverkningen av fiberferrulmodulen till sammansättningen av hela fiberanslutningsenheten. En ytterligare fördel är möjligheten att integrera sändar/mottagarchipset med ferrulmodulen till en enhet. Ännu en fördel är att de två fiberändama i ferrulmodulen kan poleras i en och samma process med fibem fast förankrad i sitt hölj e. En annan fördel är att anslutningsenhetens fiberkontaktport lätt kan anpassas till olika standardkontakter.

Andra ändamål, fördelar och nya särdrag med uppfinningen framgår av den följande detaljerade beskrivningen tillsammans med efterföljande ritningar och patentkrav.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas mer i detalj under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. l visar schematiskt en översiktsvy i perspektiv av en optisk fiberferrulmodul enligt uppfinningen, Fig. 2 visar schematiskt en översiktsvy i perspektiv av en alternativ fiberferrulmodul enligt uppfinningen, Fig. 3 visar schematiskt en perspektivvy från motsatta sidan av en fiberferrulmodul enligt Fig. 2, Fig. 4 visar schematiskt en perspektivvy av en delvis hopmonterad anslutningsenhet innefattande en enkelfiberfemilmodul enligt Fig. 1, Fig. 5 visar schematiskt en perspektivvy av en delvis hopmonterad anslutningsenhet innefattande två enkelfiberferrulmoduler enligt Fig. 1, Fig. 6 visar schematiskt en perspektivvy av en delvis hopmonterad anslutningsenhet innefattande en fiberferrulmodul enligt Fig. 2, Fig. 7 visar schematiskt en perspektivvy av en anslutningsenhet innefattande en enkelfiberfernilmodul enligt Fig. 1, Fig. 8 visar schematiskt en perspektivvy av en anslutningsenhet innefattande två enkelñberferrulrnoduler enligt Fig. l och Fig. 9 visar schematiskt en perspektivvy av anslutningsenhet innefattande en enkelfiberferrulmodul enligt Fig. 2. 10 15 20 25 30 521 435 4 DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN I F ig. 1 visas en optisk fiberferrulmodul 1 1, som innefattar en central optisk fiber eller ñberenhet 12 med en första 13 och en andra ände 14 och ett cylindriskt hölje 15 som omger fibem 1 1 så när som dess två ändar. Fibern är en normal optisk fiber lämpligen av singelmodtyp och höljet består av något fast material av det slag som normalt används för optiska ferruler, t. ex. keramiskt material av zirconium, glas eller plast. Höljet 15 uppvisar en första 16 och en andra 17 ändyta som är anordnade i linje med den första 13 och den andra 14 fiberänden. Ändytoma är väsentligen plana och vinkelräta mot fiberns längsriktning. l praktiken innebär detta att ändytorna är något välvda med en radie på 10-25 mm och med respektive fiberände placerad i mitten för att få nära kontakt med anslutande fiber eller elektronik. Den första ändytan 16 med sin fiberände 13 utgör en första kontaktände 18 anordnad för nämnda anslutning till elektroniken och den andra ändytan 17 med sin fiberände 14 utgör en andra kontaktände 19 anordnad för nämnda anslutning till en extern fiber.

Höljet 15 uppvisar ett eller flera ringformade spår 20 på ytan för att underlätta montering.

Fiberfemllmodulen 1 1 är en modul i en anslutningsenhet 21 för optiska fibrer enligt F ig. 7. Andra delar framgår av Fig. 4, som visar en undre bärplatta 22 på vilken ferrulmodulen 11 och nödvändig elektronik är monterade. Den första kontaktänden 18 med sin första fiberände 13 är på normalt sätt anordnat med en liten luftspalt i omedelbar anslutning mot en sändare i form av ett laserchips eller en mottagare i form av ett diodchips. De kan givetvis som vanligt kombineras i ett transceiverchips. I föreliggande text avses beteckningen sändar/mottagarchips täcka alla alternativ. I Fig. 4 är ett vanligt sändar/mottagar chips 23 anordnat på en chipsmodul 24. Chipsmodulen 24 är i sin tur förbunden med nödvändiga elektroniska drivkretsar 25 för driften av sändar/mottagarmodulen 24 och för f ”rrnedlirig av signaler till och från anslutningsenheten 21. Elektrisk signalöverföring till och från anslutningsenheten sker via en kopplingsport 26 fonn av ett antal kopplingsben 27 förbundna med den elektroniska kretsen 25. 10 15 20 25 30 521 455 H.- 5 Fiberförmedlad signalöverföring till och från anslutningsenheten uppnås i sin tur. . med hjälp av en fiberkontaktport 28 i form av en utskjutande del 29 av fiberferrulmodulen 1 1.

Bärplattan 22 och en täckplatta 30 utgör en bärenhet för ferrulmodulen 1 1 och de elektroniska kretsarna 25. Plattorna 22 och 30 är utformade för inpassning av ferrulmodulen ll i en bädd 31 innefattande styrorgan 32 motsvarande spåret 20 i höyeiis.

I Fig. 5 och 8, visas en andra utföringsforrn av en anslutningsenhet enligt uppfinningen, i vilken två ferrulmoduler ll' och ll” med sändar/mottagar chipsmoduler 24' and 24” är anordnade i en och samma bärenhet 22, 30.

Utföringsfonnen medger samtidig sändning och mottagning och fördubblad signalkapacitet.

F iberferrulmodulen kan ha många olika utforrnningar och innefatta olika antal fiberenheter. I Fig. 2 och 3, visas en ferrulmodul 41 av lådliknande utformning med fyra fiberenheter 42, vilka har första 43 och andra 44 ändar i linje med en första 46 och en andra 47 ändyta på det lådliknande höljet 45. Den första ändytan 46 anordnad för att sammankoppling med en sändar/mottagar chipsmodul 51 i ett urtag 52 i höljet 45. Urtaget 52 och chipsmodulen 51 är noga inpassade mot varandra med styrorgan i form av spår 53. Antalet sändar/mottagarchips 50 motsvarar antalet ñberenheter 42. Två styrhål 54 är anordnade i vardera ändytan 46, 47 för ingrepp med ej visade externa styrpinnar. Den andra ändytan med 47 med sina andra fiberändar 44 utgör en fiberkontaktport 48 för sammankoppling med externa fibrer.

Hölj et 45 innefattar vidare en fläns eller ett spår 49 för att underlätta montering och styrning i bärenheten. För komponenterna i Fig. 6 och 9, har i övrigt använts samma hänvisningsbeteckningar som för motsvarande delar i den första utföringsformen.

Tillverkningen av fiberanslutningsenheter enligt uppfinningen kan lämpligen starta med utformningen av fiberferrulmodulen enligt någon i sig känd 10 15 20 tillverkningsprocess för ferruler. En sådan känd process är att gjuta hölj et 15; 45 i ett keramiskt material och tillse att små hål blir lämnade för fibrerna 12; 42. Dessa fixeras därefter i hålen med något lämpligt lim och efter härdning kan ändytoma 16, 17; 46, 47 med de blottade fiberändama 13, 14; 43, 44 poleras i ett och samma tillverkningssteg så att goda ljusöverförande egenskaper uppnås. Ferrulenheterna hanteras och lagras därefter som moduler i den efterföljande monteringskedjan för anslutningsenheterna 21. Sändar/mottagarchipsenheten sätts också samman och hanteras som en modul 24; 51 vilken blir lätt att montera på ferrulmodulen, enligt Fig. 3, eller direkt på basplattan 22, enligt Fig. 4 and 5. Övriga monteringssteg är i sig kända och innefattar installering av nödvändiga elektroniska kretsar 25 på basplattan 22, förbindning med kontaktstiften 27 mm. Avslutningsvis monteras täckplattan 30 på basplattan för att skydda kretsarna och låsa fast alla komponenter inklusive kopplingsporten 26 för den elektriska signaleringen och fiberkontaktporten 28; 48 för den optiska signaleringen.

Uppfinningen kan förverkligas på många andra sätt. Utformningen och materialet på ferrulmodulen kan varieras och detsamma gäller valet av elektroniska kretsar i bärenheten. Kopplingsportarna kan också anpassas till olika standarder och tillämpningsområden.

Claims (7)

10 15 20 25 30 in 5 2 1 4 5 PATENTKRAV

1. l. Anslutningsenhet för optiska fibrer innefattande en fiberenhet som är optiskt förbunden med ett sändar/mottagarchips, varvid nämnda chips vidare är förbundet med en elektronisk krets (25) för Signalbehandling och den elektroniska kretsen är förbunden med en kopplingsport (26) för förmedling av signaler till och från nämnda krets och fiberenhet, kännetecknad av att: - en fiberferrulmodul (41) är anordnad för anslutning till en fiber och ett sändar/mottagarchips, - fiberferrulmodulen innefattar fiberenheten (42), ett hölje (45) och två kontaktändar till fiberenheten, en första (46) anordnad för anslutning till sändar/mottagarchips och en andra (47) anordnad för fiberanslutning, - en sändar/mottagarchipsmodul (51) är anordnad för anslutning till den första kontaktänden på fiberferrulmodulen, - en gemensam bärenhet (30) är anordnad för fiberferrulmodulen, sändar/mottagarchipsmodulen och den elektroniska kretsen, - en fiberkontaktport (48) är anordnad vid den andra kontaktänden på fiberferrulmodulen, - fiberferrulmodulen (41) innefattar två eller flera fibrer (42), - sändar/mottagarchipsmodulen (51) innefattar ett chips (50) för varje fiber och - styrorgan (53) är anordnade för inbördes inriktning av fiberferrul- och chipsmodulerna.

2. Anslutningsenhet för optiska fibrer enligt patentkravet 1, kännetecknad av att: höljet (45) består av ett fast material som omger fiberenheten och vidare innefattar ändytor (46, 47) anordnade i linje med fiberändama och kontaktändarna innefattar nämnda ändytor.

3. Anslutningsenhet för optiska fibrer enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknad av att: 10 15 20 25 30 521 45.15* ä" ändytorna är plana och väsentligen vinkelrätt anordnade mot fiberenhetens längsriktning.

4. Fiberferrulmodul för användning i en anslutningsenhet för optiska fibrer, varvid modulen innefattar en fiber med en första och en andra ände vilka utgör optiska gränssnitt för förmedling av signaler till och från anslutningsenheten, kännetecknad av att: fibern är omgiven av ett hölje (45) längs hela sin längd mellan de två ändarna, höljet innefattar ändytor (46, 47) i jämnhöjd med den första och den andra fiberänden, den första fiberänden (46) är anordnad för optisk anslutning till ett sändar/mottagarchips (50), den andra fiberänden (47) är anordnad för optisk anslutning till en extem fiber, två eller fler fibrer (42) är belägna i höljet (45), varje fiber (42) är anordnad för optisk anslutning till ett sändar/mottagarchips (50) och den första ändytan (46) är anordnad för sammankoppling med en sändar/mottagarchipsmodul (51) i ett urtag (52) i höljet (45).

5. . F iberferrulmodul enligt patentkravet 4, kännetecknad av att: urtaget (52) uppvisar spår (53) för inpassning mot chipsmodulen (51).

6. Fiberferrulmodul enligt patentkravet 4 eller 5, kännetecknad av att: fibern är en singelmodfiber.

7. Fiberferrulmodul enligt patentkravet 4, 5 eller 6, kännetecknad av att: höljet består av ett material med keramiska egenskaper och innefattar ett ringformat spår och/eller en ringformad fläns ( 49) anordnade på dess yta för ingrepp med en omgivande bärenhet (30). . Fiberferrulmodul enligt något av patentkraven 4-7, kännetecknad av att: 521 455 4 - den har en lådliknande utformning.