WO1989003273A1 - Process and device for producing coupling points for fibre optics connecting plugs - Google Patents

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WO1989003273A1
WO1989003273A1 PCT/DE1988/000625 DE8800625W WO8903273A1 WO 1989003273 A1 WO1989003273 A1 WO 1989003273A1 DE 8800625 W DE8800625 W DE 8800625W WO 8903273 A1 WO8903273 A1 WO 8903273A1
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WO
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lens
laser
optical axis
holder
plug parts
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PCT/DE1988/000625
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Inventor
Werner Monz
Horst Osswald
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Kodak Aktiengesellschaft
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
    • G02B6/322—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends and having centering means being part of the lens for the self-positioning of the lightguide at the focal point, e.g. holes, wells, indents, nibs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/354—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment by melting
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4296—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with sources of high radiant energy, e.g. high power lasers, high temperature light sources

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing connection points for fastening the ends of optical fibers held in plug parts, the plug parts being arranged in a guide sleeve and each having a lens for widening the transmitted beam.
  • optical elements When coupling the ends of optical fibers, it is known to use optical elements to expand the transmitted beam in order to facilitate the centering of the opposite ends of the very thin optical fibers on an aligned axis.
  • connecting plugs are used which receive the optical lenses in tubular sleeves to which the optical fibers are fastened by means of a holder.
  • Each end of an optical fiber abuts with its flat end face against the focal plane surface of the optical lens, such as, for. B. a plano-convex lens.
  • the invention is based on the object of specifying a method and a device with which the coupling of two optical fibers with the interposition of optical expansion means, such as a plano-convex lens, can be carried out with high precision in a simple manner.
  • This is achieved according to the invention in that a laser beam incident in the optically effective surface of the lens parallel to the optical axis in the region of the opposite exit surface melts a blind bore opening into the body of the lens.
  • An optical fiber end which is held in this blind hole, which ends exactly at the focal point of the lens, lies exactly in the central axis of the optical system without additional adjustment.
  • the opposite ends of two optical fibers are thus precisely aligned in the optical axis of the two lenses.
  • a plug part produced in this way can be used by the fitter in the outdoor work area without adjustment work by inserting the end of the optical fiber into the bore and fastening it there. It sits exactly in line with the opposite end of the optical fiber.
  • the bore has a slight conical shape in this manufacturing process. Due to the tolerances in the diameter of an optical fiber, the end of the optical fiber will come to lie differently in the range of a tolerance of 0.1 mm during assembly. In order to avoid losses in the transmitted light beam due to the air gap, the end face of each optical fiber is vapor-coated with an anti-reflective layer.
  • the object is achieved in that a laser beam that is incident in the optically active surface of the lens seated in a cup-shaped holder parallel to the optical axis melts a through hole in the bottom of the holder opposite the exit surface of the lens.
  • the plastic lens element Due to the distance in the form of a cavity between the lens and the bottom of the pot-shaped holder, the plastic lens element is not impaired or even destroyed by the heat generated by the laser beam during the melting process in the bottom.
  • the holder can be made of a material that is inexpensive to machine, such as a ceramic material or a plastic.
  • the object is achieved in that a laser beam incident in the optically active surface of the lens parallel to the optical axis melts a through hole in a plate connected to the opposite exit surface of the lens.
  • the lens is made of glass and the plate is made of ceramic material or plastic, which enables problem-free processing by the laser beam and also permits the use of a laser beam of lower power.
  • a device in which the lens itself or the lens seated in the holder or the lens connected to a plate is held in a centering device, a laser being arranged in the extension of the optical axis of the lens.
  • the method can also be carried out with a holder or lens members with a plate even when the lens member or lens member is stationary, it is considered advantageous for energy saving to arrange the centering device so that it can move in the direction of the optical axis of the lens.
  • This procedure enables a cylindrical configuration of the bore; in contrast to the slightly tapered bore when the device is stationary.
  • FIG. 2 shows a connector for coupling optical fibers, in which the invention is used, in section
  • 3 shows a first exemplary embodiment of the method according to the invention in section
  • FIGS. 4, 5 and 6 shows a device for carrying out the method according to the invention according to FIGS. 4, 5 and 6 in section.
  • the ends of the optical fibers are assigned optical lenses 13 such that the end faces of the optical fibers are each in the focal point of the assigned lenses 13.
  • the light bundle emerging from the end face of an optical fiber is widened, so that when the light bundle passes from one optical fiber 11 to the other, a larger diameter of the light bundle is available which aligns the optical fibers 11 held in plug parts 12 facilitated in flight, as is shown schematically in FIG. 1.
  • the invention is now concerned with the problem of the central assignment of an optical fiber 11 to the expansion lens 13, because also in this area a precise centering of the optical fiber 11 in the focal point of the lens 13 is required for a loss-free transition of the optical waves from the incoming optical fiber into the further optical fiber ⁇ Lich.
  • a plug part 12 is briefly described with reference to FIG. 2 to illustrate the structural conditions.
  • An incoming cable 14 with an optical fiber 11 is held in a receiving socket 15, which has a longer cylindrical extension 16 for receiving the optical fiber 11, which is brought up to an expansion lens 13.
  • An adhesive gap 20 is provided for the adjustment.
  • the end face of the optical fiber 11 abuts the flat face of the lens 13, which in turn is arranged in the focal point of the optically active surface of the lens 13.
  • the lens 13 is guided in a fitting sleeve 17 which is fitted in a precision bore 35 in a guide sleeve 18.
  • a union nut 19 holds the bushing 15 and the guide sleeve 18 firmly together.
  • a strain relief device 21 prevents a tensile load on the optical fiber 11.
  • FIG. 3 A first embodiment variant is described in FIG. 3.
  • the lens 13, which can be made of glass or plastic, is fastened in a pot-shaped holder 22.
  • the bottom 23 of the holder 22 is arranged to form a cavity 24 at a distance from the lens 13 such that the surface of the bottom facing the lens 13 lies in the focal plane of the lens 13.
  • the end of an optical fiber 11 is inserted in such a way that its end face lies in the focal plane of the lens 13. In this way, the end of an optical fiber 11 is aligned precisely with the optical axis 27 of the lens 13. Since, when the bore 28 melts, the holder 22, which has a cylindrical outer shape, is held in a prismatic guide, as illustrated in FIG. 6, this configuration of the lens arrangement with the prepared bore 28 allows an effortless and precise installation of a plug part 12 equipped with it a mechanic in the field.
  • the holder 22 can be made of ceramic material, which can be processed favorably by the laser 25.
  • the laser 25 is fixedly arranged on a base plate 30.
  • a carriage 32 which has a prismatic receptacle 31
  • the holder 22 with the lens 13 is aligned exactly in the optical axis 27 and held by means of a holding device 33.
  • the carriage 32 is slidably mounted on rollers 34.
  • the slide can be moved in the direction of the laser 25 during the melting process by the rays 26 of the laser 25 striking the bottom 23 of the holder 22, so that the bottom is approximately one (1) millimeter thick 23 a cylindrical bore 28 can be machined. Due to the mobility of the carriage 32, the working position between the lens 13 / holder 22 and the laser 25 can also be set up in a simple manner.
  • the cavity 24 of the holder 22 is completely filled by the glass body of the lens 13.
  • the lens 13 is thus seated on the floor 23.
  • the rays 26 coming from the laser 25 begin to work the bore 28 into the base 23 immediately behind the lens 13.
  • a lens consisting of plastic cannot be used in this variant, it would be destroyed by the heat of the laser beams.
  • the holder 22 in the form of a pot, but merely to provide it as a plate. This means that the bottom 23 remains in its shape and size and is flush with the outer surface of the lens 13.
  • FIG. 1 the holder 22 in the form of a pot, but merely to provide it as a plate. This means that the bottom 23 remains in its shape and size and is flush with the outer surface of the lens 13.
  • the bore 28 is not only provided in the bottom 23 of the holder 22, but also extends into the glass body of the lens 13 and is a blind bore 28a educated.
  • the inner end of the blind bore 28a lies in the focal plane of the lens 13.
  • the holder 22 is dispensed with entirely, and the blind bore 28a for receiving one end of an optical fiber 11 is provided exclusively in the glass body of the lens 13.
  • the lens 13 itself could be arranged in the precision bore 35 of the guide sleeve 18 without an additional holder.
  • focusing optics 34 are interposed in the beam path 26 between the laser 25 and the lens 13. This focusing optics 34 serves to compensate for the difference in the focal length of the lens 13 at different wavelengths of the light beams emitted by the laser 25.
  • the focusing optics 34 is provided.

Abstract

In order to produce coupling points for facing ends of fibre optics (11), a blind bore (28a) or a through-bore (28) is cut by melting in the lens (13) itself or in the base (23) of a pot-shaped lens holder (23) using a laser (25) and the optically active surface of a magnifying lens (13) which directs the light beam passing through it. The ends of the fibre optics (11) can be easily inserted and fixed with high precision in the bores (28, 28a), which are precisely aligned on the optical axis (27), by any fitter even outdoors.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Verbindungsstellen für Lichtleitfasern an Verbindungssteckern Method and device for producing connection points for optical fibers on connecting plugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Verbindungsstellen zur Befestigung der Enden von in Steckerteilen gehaltenen Lichtleitfasern, wobei die Steckerteile in einer Führungεhülse angeordnet sind und jeweils eine Linse zur AufWeitung des durchgeleiteten Strahlenbündels aufweisen.The invention relates to a method and a device for producing connection points for fastening the ends of optical fibers held in plug parts, the plug parts being arranged in a guide sleeve and each having a lens for widening the transmitted beam.
Es ist bekannt, bei der Kopplung der Enden von Lichtleitfasern optische Glieder zur Aufweitung des durchgeleiteten Strahlenbündels einzusetzen, um die Zentrierung der sich gegenüberliegenden Enden der sehr dünnen Lichtleitfasern auf einer fluchtenden Achse zu erleichtern. Zu diesem Zweck werden Verbindungsstecker verwendet, die in rohrförmigen Hülsen die optischen Linsen aufnehmen, an denen die Lichtleitfasern mittels einer Halterung befestigt sind. Jedes Ende einer Lichtleitfaser stößt dabei mit seiner planen Stirnfläche an die im Brennpunkt liegende Plan¬ fläche der optischen Linse, wie z. B. eine plankonvexe Linse.When coupling the ends of optical fibers, it is known to use optical elements to expand the transmitted beam in order to facilitate the centering of the opposite ends of the very thin optical fibers on an aligned axis. For this purpose, connecting plugs are used which receive the optical lenses in tubular sleeves to which the optical fibers are fastened by means of a holder. Each end of an optical fiber abuts with its flat end face against the focal plane surface of the optical lens, such as, for. B. a plano-convex lens.
Derartige bekannte Verbindungsstecker machen jedoch eine aufwendige Justage der Enden der Lichtleitfasern im Brennpunkt der optischen Linse erforderlich, was den Einsatz dieser Verbindungsstecker erheblich ver¬ teuert. Vor allem die Justage und Befestigung der äußerst dünnen Mono- modefasern bereitet große Schwierigkeiten. Aus diesen Gründen ist eine Justage und Montage von Monomode-VerbindungsSteckern im Außenarbeitsfeld z. Zt. noch gar nicht möglich.However, such known connecting plugs require complex adjustment of the ends of the optical fibers at the focal point of the optical lens, which makes the use of these connecting plugs considerably more expensive. The adjustment and fastening of the extremely thin monomode fibers is particularly difficult. For these reasons, adjustment and assembly of single-mode connector plugs in the outdoor work area, e.g. Not yet possible at the moment.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrich¬ tung anzugeben, mit dem/der die Kopplung zweier Lichtleitfasern unter Zwischenschaltung optischer Aufweitungsmittel, wie einer plankonvexen Linse, mit hoher Präzision in einfacher Weise durchführbar ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein in der optisch wirk¬ samen Fläche der Linse parallel zur optischen Achse einfallender Laser¬ strahl im Bereich der gegenüberliegenden Austrittsfläche in den Körper der Linse eine ins Freie mündende Sackbohrung schmilzt.The invention is based on the object of specifying a method and a device with which the coupling of two optical fibers with the interposition of optical expansion means, such as a plano-convex lens, can be carried out with high precision in a simple manner. This is achieved according to the invention in that a laser beam incident in the optically effective surface of the lens parallel to the optical axis in the region of the opposite exit surface melts a blind bore opening into the body of the lens.
Ein Lichtleitfaserende, das in diesem Sackloch, das genau im Brennpunkt der Linse endet, gehalten ist, liegt ohne zusätzliche Justierung genau in der Mittelachse des optischen Systems. Damit sind auch die sich gegen¬ überliegenden Enden zweier Lichtleitfasern präzise in der optischen Achse der beiden Linsen ausgerichtet. Ein auf diese Weise hergestelltes Stek¬ kerteil kann vom Monteur im Außenarbeitsfeld ohne Justierarbeit verwendet werden, indem das Ende der Lichtleitfaser in die Bohrung eingeführt und dort befestigt wird. Sie sitzt genau fluchtend zum gegenüberliegenden Lichtleitfaserende.An optical fiber end, which is held in this blind hole, which ends exactly at the focal point of the lens, lies exactly in the central axis of the optical system without additional adjustment. The opposite ends of two optical fibers are thus precisely aligned in the optical axis of the two lenses. A plug part produced in this way can be used by the fitter in the outdoor work area without adjustment work by inserting the end of the optical fiber into the bore and fastening it there. It sits exactly in line with the opposite end of the optical fiber.
Die Bohrung hat bei diesem Herstellungsverfahren eine geringfügige koni¬ sche Form. Durch die Toleranzen im Durchmesser einer Lichtleitfaser wird das Ende derselben zum Brennpunkt der Linse im Bereich einer Toleranz von 0,1 mm bei der Montage unterschiedlich zu liegen kommen. Um Verluste beim durchgeleiteten Lichtstrahl infolge des Luftspalts zu vermeiden, wird die Stirnfläche jeder Lichtleitfaser mit einer Antireflexschicht bedampft.The bore has a slight conical shape in this manufacturing process. Due to the tolerances in the diameter of an optical fiber, the end of the optical fiber will come to lie differently in the range of a tolerance of 0.1 mm during assembly. In order to avoid losses in the transmitted light beam due to the air gap, the end face of each optical fiber is vapor-coated with an anti-reflective layer.
In einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß ein in der optisch wirksamen Fläche der in einem topfförmigen Halter sitzenden Linse parallel zur optischen Achse einfal¬ lender Laserstrahl in den der Austrittsfläche der Linse gegenüberliegen¬ den Boden des Halters eine Durchgangsbohrung schmilzt.In a further method according to the invention, the object is achieved in that a laser beam that is incident in the optically active surface of the lens seated in a cup-shaped holder parallel to the optical axis melts a through hole in the bottom of the holder opposite the exit surface of the lens.
Diese Methode gestattet anstelle von Linsengliedern aus Glas solche aus Kunststoff zu verwenden. Durch den Abstand in Form eines Hohlraums zwi¬ schen der Linse und dem Boden des topfförmigen Halters wird beim Schmelz- Vorgang im Boden das Kunststoff-Linsenglied von der vom Laserstrahl er¬ zeugten Wärme nicht beeinträchtigt oder sogar zerstört. Der Halter kann aus einem günstig zu bearbeitenden Werkstoff, wie beispielsweise einem Keramikwerkstoff oder einem Kunststoff, bestehen. In einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß ein in der optisch wirksamen Fläche der Linse paral¬ lel zur optischen Achse einfallender Laserstrahl in eine mit der gegen¬ überliegenden Austrittsfläche der Linse verbundenen Platte eine Durch¬ gangsbohrung schmilzt.This method makes it possible to use plastic lenses instead of glass lens elements. Due to the distance in the form of a cavity between the lens and the bottom of the pot-shaped holder, the plastic lens element is not impaired or even destroyed by the heat generated by the laser beam during the melting process in the bottom. The holder can be made of a material that is inexpensive to machine, such as a ceramic material or a plastic. In a further method according to the invention, the object is achieved in that a laser beam incident in the optically active surface of the lens parallel to the optical axis melts a through hole in a plate connected to the opposite exit surface of the lens.
In diesem Fall besteht die Linse aus Glas und die Platte aus Keramikwerk¬ stoff oder Kunststoff, der eine problemlose Bearbeitung durch den Laser¬ strahl ermöglicht und auch die Verwendung eines Laserstrahls niedrigerer Leistung zuläßt.In this case, the lens is made of glass and the plate is made of ceramic material or plastic, which enables problem-free processing by the laser beam and also permits the use of a laser beam of lower power.
Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Vorrichtung vorgesehen, in der die Linse selbst bzw. die in dem Halter sitzende Linse bzw. die mit einer Platte verbundene Linse in einer Zentriervorrichtung gehalten ist, wobei in der Verlängerung der optischen Achse der Linse ein Laser angeordnet ist.To implement the method, a device is provided in which the lens itself or the lens seated in the holder or the lens connected to a plate is held in a centering device, a laser being arranged in the extension of the optical axis of the lens.
Obwohl das Verfahren auch bei stillstehendem Linsenglied bzw. Linsenglie¬ der mit einem Halter bzw. Linsenglieder mit einer Platte durchführbar ist, wird es zur Energieeinsparung als vorteilhaft angesehen, die Zentriervor¬ richtung in Richtung der optischen Achse der Linse bewegbar anzuordnen. Durch diese Verfahrensweise ist eine zylindrische Ausgestaltung der Boh¬ rung möglich; im Gegensatz zur geringfügig konisch verlaufenden Bohrung bei stillstehender Vorrichtung.Although the method can also be carried out with a holder or lens members with a plate even when the lens member or lens member is stationary, it is considered advantageous for energy saving to arrange the centering device so that it can move in the direction of the optical axis of the lens. This procedure enables a cylindrical configuration of the bore; in contrast to the slightly tapered bore when the device is stationary.
Die weiteren Merkmale und Vorteile sind der Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung sowie den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen. Die Zeichnung zeigt in derThe further features and advantages can be found in the description of exemplary embodiments of the invention shown in the drawing and in the further subclaims. The drawing shows in the
Fig. 1 das Prinzip der bei der Erfindung verwendeten Strahlenauf- Weitung in schematischer Darstellung,1 shows the principle of the beam expansion used in the invention in a schematic representation,
Fig. 2 einen Verbindungsstecker zur Kopplung von Lichtleitfasern, bei dem die Erfindung Anwendung findet, im Schnitt, Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens im Schnitt,2 shows a connector for coupling optical fibers, in which the invention is used, in section, 3 shows a first exemplary embodiment of the method according to the invention in section,
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens im Schnitt,4 a further exemplary embodiment of the method according to the invention in section,
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens im Schnitt und5 shows a further exemplary embodiment of the method according to the invention in section and
Fig. 6 eine Vorrichtng zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens gemäß der Fig. 4, 5 und 6 im Schnitt.6 shows a device for carrying out the method according to the invention according to FIGS. 4, 5 and 6 in section.
Beim Koppeln der Enden zweier Lichtleitfasern 11, die etwa einen Durch¬ messer von 10 Mikrometer haben, bereitet das Ausrichten der dünnen Faser¬ enden auf einer Fluchtlinie Schwierigkeiten. Aus diesem Grund werden den Enden der Lichtleitfasern optische Linsen 13 so zugeordnet, daß die Stirnflächen der Lichtleitfasern jeweils im Brennpunkt der zugeordneten Linsen 13 liegen. Auf diese Weise wird das aus der Stirnfläche der einen Lichtleitfaser austretende Lichtbündel aufgeweitet, so daß beim Übergang des Lichtbündels von der einen Lichtleitfaser 11 in die andere ein größe¬ rer Durchmesser des Lichtbündels zur Verfügung steht, der ein Ausrichten der in Steckerteilen 12 gehaltenen Lichtleitfasern 11 in einer Flucht erleichtert, wie dies in der Fig. 1 schematisch dargestellt ist.When coupling the ends of two optical fibers 11, which have a diameter of approximately 10 micrometers, aligning the thin fiber ends on an alignment line is difficult. For this reason, the ends of the optical fibers are assigned optical lenses 13 such that the end faces of the optical fibers are each in the focal point of the assigned lenses 13. In this way, the light bundle emerging from the end face of an optical fiber is widened, so that when the light bundle passes from one optical fiber 11 to the other, a larger diameter of the light bundle is available which aligns the optical fibers 11 held in plug parts 12 facilitated in flight, as is shown schematically in FIG. 1.
Die Erfindung befaßt sich nun mit dem Problem der zentrischen Zuordnung einer Lichtleitfaser 11 zur Aufweitungslinse 13, denn auch in diesem Bereich ist eine präzise Zentrierung der Lichtleitfaser 11 im Brennpunkt der Linse 13 für einen verlustfreien Übergang der Lichtwellen von der ankommenden Lichtleitfaser in die weiterführende Lichtleitfaser erforder¬ lich.The invention is now concerned with the problem of the central assignment of an optical fiber 11 to the expansion lens 13, because also in this area a precise centering of the optical fiber 11 in the focal point of the lens 13 is required for a loss-free transition of the optical waves from the incoming optical fiber into the further optical fiber ¬ Lich.
Zur Zeit ist die Justage der Lichtleitfasern zur Linse in einem Stecker noch so aufwendig und schwierig, daß sie im Außenarbeitsfeld vom Monteur noch nicht durchgeführt werden kann. Vielmehr muß die Ausrichtung mit Hilfe einer Justiervorrichtung in einem zeitaufwendigen Justiervorgang vorgenommen werden. Zur Veranschaulichung der baulichen Verhältnisse wird ein Steckerteil 12 anhand der Fig. 2 kurz beschrieben. Ein ankommendes Kabel 14 mit einer Lichtleitfaser 11 ist in einer Auf ahmebuchse 15 gehalten, wobei diese einen längeren zylindrischen Ansatz 16 zur Aufnahme der Lichtleitfaser 11 aufweist, der bis an eine Aufweitungslinse 13 herangeführt ist. Für die Justage ist ein Klebespalt 20 vorgesehen. Dabei stößt die Stirnfläche der Lichtleitfaser 11 an die Planfläche der Linse 13, die wiederum im Brenn¬ punkt der optisch wirksamen Fläche der Linse 13 angeordnet ist. Diese Verbindung zwischen dem Ende der Lichtleitfaser 11 und der Linse 13 zen¬ trisch auszurichten, bereitet große Schwierigkeiten. Die Linse 13 ist .in einer Paßhülse 17 geführt, die in einer Präzisionsbohrung 35 einer Füh¬ rungshülse 18 eingepaßt ist. Eine Überwurfmutter 19 hält die Buchse 15 und die Führungshülse 18 fest zusammen. Eine Zugentlastungseinrichtung 21 verhindert eine Zugbelastung auf die Lichtleitfaser 11.At the moment, the adjustment of the optical fibers to the lens in a connector is so complex and difficult that it cannot yet be carried out by the installer in the field. Rather, the alignment must be carried out with the aid of an adjusting device in a time-consuming adjustment process. A plug part 12 is briefly described with reference to FIG. 2 to illustrate the structural conditions. An incoming cable 14 with an optical fiber 11 is held in a receiving socket 15, which has a longer cylindrical extension 16 for receiving the optical fiber 11, which is brought up to an expansion lens 13. An adhesive gap 20 is provided for the adjustment. The end face of the optical fiber 11 abuts the flat face of the lens 13, which in turn is arranged in the focal point of the optically active surface of the lens 13. Aligning this connection between the end of the optical fiber 11 and the lens 13 is very difficult. The lens 13 is guided in a fitting sleeve 17 which is fitted in a precision bore 35 in a guide sleeve 18. A union nut 19 holds the bushing 15 and the guide sleeve 18 firmly together. A strain relief device 21 prevents a tensile load on the optical fiber 11.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nun die Schwierigkeiten bei der Ausrichtung der Lichtleitfaser 11 zur Linse 13 beseitigt.With the aid of the method according to the invention, the difficulties in aligning the optical fiber 11 with the lens 13 are now eliminated.
In der Fig. 3 ist eine erste Ausführungsvariante beschrieben. Die Linse 13, die aus Glas oder Kunststoff bestehen kann, ist in einem topfförmigen Halter 22 befestigt. Der Boden 23 des Halters 22 ist unter Bildung eines Hohlraums 24 mit einem Abstand zur Linse 13 angeordnet, derart, daß die der Linse 13 zugekehrte Fläche des Bodens in der Brennebene der Linse 13 liegt.A first embodiment variant is described in FIG. 3. The lens 13, which can be made of glass or plastic, is fastened in a pot-shaped holder 22. The bottom 23 of the holder 22 is arranged to form a cavity 24 at a distance from the lens 13 such that the surface of the bottom facing the lens 13 lies in the focal plane of the lens 13.
In der optischen Achse der Linse 13 ist ein Laser 25 angeordnet, der ein gepulster Hochleistungslaser sein kann. Die vom Laser 25 ausgesendeten parallel zur optischen Achse 27 verlaufenden Strahlen 26 durchdringen die Linse 13 und treffen im Brennpunkt derselben auf den Boden 23 des Halters 22 und schmelzen eine genau in Richtung der optischen Achse 27 liegende Bohrung 28 in den Boden 23. In diese Durchgangsbohrung 28 wird das Ende einer Lichtleitfaser 11 derart eingesteckt, daß ihre Stirnfläche in der Brennebene der Linse 13 liegt. Auf diese Weise ist das Ende einer .Lichtleitfaser 11 genau zur optischen Achse 27 der Linse 13 ausgerichtet. Da beim Schmelzen der Bohrung 28 der eine zylindrische Außenform aufweisende Halter 22 in einer prismatischen Führung, wie in der Fig. 6 veranschaulicht ist, gehalten ist, gestattet diese Ausbildung der Linsenanordnung mit vorbereiteter Bohrung 28 einen mühelosen und präzisen Einbau eines damit bestückten Steckerteils 12 durch einen Monteur im Außenarbeitsfeld.A laser 25, which can be a pulsed high-power laser, is arranged in the optical axis of the lens 13. The rays 26 emitted by the laser 25 and running parallel to the optical axis 27 penetrate the lens 13 and hit the bottom 23 of the holder 22 at the focal point thereof and melt a hole 28 lying exactly in the direction of the optical axis 27 into the bottom 23. In this through hole 28, the end of an optical fiber 11 is inserted in such a way that its end face lies in the focal plane of the lens 13. In this way, the end of an optical fiber 11 is aligned precisely with the optical axis 27 of the lens 13. Since, when the bore 28 melts, the holder 22, which has a cylindrical outer shape, is held in a prismatic guide, as illustrated in FIG. 6, this configuration of the lens arrangement with the prepared bore 28 allows an effortless and precise installation of a plug part 12 equipped with it a mechanic in the field.
Der Halter 22 kann aus Keramikwerkstoff bestehen, der sich durch den Laser 25 günstig bearbeiten läßt.The holder 22 can be made of ceramic material, which can be processed favorably by the laser 25.
Zunächst wird nun die in der Fig. 6 dargestellte Zentriervorrichtung 29 erläutert. Auf einer Grundplatte 30 ist der Laser 25 fest angeordnet. Auf einem Schlitten 32, der eine prismatisch ausgebildete Aufnahme 31 auf¬ weist, ist der Halter 22 mit der Linse 13 genau in der optischen Achse 27 zentriert ausgerichtet und mittels einer Halteeinrichtung 33 gehalten.First, the centering device 29 shown in FIG. 6 will now be explained. The laser 25 is fixedly arranged on a base plate 30. On a carriage 32, which has a prismatic receptacle 31, the holder 22 with the lens 13 is aligned exactly in the optical axis 27 and held by means of a holding device 33.
Im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 6 ist der Schlitten 32 auf Rollen 34 verschiebbar gelagert. Auf diese Weise kann während des Schmelzvorgan¬ ges durch die auf den Boden 23 des Halters 22 auftreffenden Strahlen 26 des Lasers 25 der Schlitten in Richtung auf den Laser 25 zu bewegt wer¬ den, so daß in den etwa ein (1) Millimeter dicken Boden 23 eine zylinder- förmige Bohrung 28 eingearbeitet werden kann. Durch die Beweglichkeit des Schlittens 32 ist auch die Arbeitsposition zwischen der Linse 13 / Halter 22 und dem Laser 25 in einfacher Weise einrichtbar.In the embodiment shown in FIG. 6, the carriage 32 is slidably mounted on rollers 34. In this way, the slide can be moved in the direction of the laser 25 during the melting process by the rays 26 of the laser 25 striking the bottom 23 of the holder 22, so that the bottom is approximately one (1) millimeter thick 23 a cylindrical bore 28 can be machined. Due to the mobility of the carriage 32, the working position between the lens 13 / holder 22 and the laser 25 can also be set up in a simple manner.
Bei der in der Fig. 4 dargestellten weiteren Variante ist der Hohlraum 24 des Halters 22 durch den aus Glas bestehenden Körper der Linse 13 voll¬ ständig ausgefüllt. Die Linse 13 sitzt also auf dem Boden 23 auf. Die vom Laser 25 kommenden Strahlen 26 beginnen unmittelbar hinter der Linse 13, in den Boden 23 die Bohrung 28 einzuarbeiten. Eine aus Kunststoff beste¬ hende Linse kann bei dieser Variante nicht verwendet werden, sie würde durch die Wärme der Laserstrahlen zerstört werden. Denkbar ist auch, den Halter 22 nicht topfförmig auszubilden, sondern lediglich als Platte vor¬ zusehen. Das bedeutet, der Boden 23 bleibt in seiner Form und Größe bestehen und schließt mit der Mantelfläche der Linse 13 bündig ab. Bei der in der Fig. 5 gezeigten Variante ist abgesehen von der gleichen Anordnung der Linse 13 im Halter 22 die Bohrung 28 nicht nur im Boden 23 des Halters 22 vorgesehen, sondern sie ragt in den Glaskörper der Linse 13 hinein und ist als eine Sackbohrung 28a ausgebildet. Das innere Ende der Sackbohrung 28a liegt dabei in der Brennebene der Linse 13.In the further variant shown in FIG. 4, the cavity 24 of the holder 22 is completely filled by the glass body of the lens 13. The lens 13 is thus seated on the floor 23. The rays 26 coming from the laser 25 begin to work the bore 28 into the base 23 immediately behind the lens 13. A lens consisting of plastic cannot be used in this variant, it would be destroyed by the heat of the laser beams. It is also conceivable not to design the holder 22 in the form of a pot, but merely to provide it as a plate. This means that the bottom 23 remains in its shape and size and is flush with the outer surface of the lens 13. In the variant shown in FIG. 5, apart from the same arrangement of the lens 13 in the holder 22, the bore 28 is not only provided in the bottom 23 of the holder 22, but also extends into the glass body of the lens 13 and is a blind bore 28a educated. The inner end of the blind bore 28a lies in the focal plane of the lens 13.
Es ist auch denkbar, daß auf den Halter 22 ganz verzichtet wird, und die Sackbohrung 28a für die Aufnahme eines Endes einer Lichtleitfaser 11 aus¬ schließlich im Glaskörper der Linse 13 vorgesehen ist. In diesem Fall könnte die Linse 13 selbst ohne zusätzlichen Halter in der Präzisionsboh¬ rung 35 der Führungshülse 18 angeordnet sein.It is also conceivable that the holder 22 is dispensed with entirely, and the blind bore 28a for receiving one end of an optical fiber 11 is provided exclusively in the glass body of the lens 13. In this case, the lens 13 itself could be arranged in the precision bore 35 of the guide sleeve 18 without an additional holder.
Bei den in den Fig. 4 und 5 dargestellten Varianten ist in den Strahlen¬ gang 26 zwischen dem Laser 25 und der Linse 13 eine Fokussieroptik 34 zwischengeschaltet. Diese Fokussieroptik 34 dient zum Ausgleich der Schnittweitendifferenz der Linse 13 bei unterschiedlichen Wellenlängen der vom Laser 25 aus gesendeten Lichtstrahlen.In the variants shown in FIGS. 4 and 5, focusing optics 34 are interposed in the beam path 26 between the laser 25 and the lens 13. This focusing optics 34 serves to compensate for the difference in the focal length of the lens 13 at different wavelengths of the light beams emitted by the laser 25.
Für die Zwecke der Erfindung ist vom Laser abgestrahltes Licht mit einer Wellenlänge zwischen 400 Nanometer bis 1300 Nanometer verwendbar. Diese unterschiedlichen Wellenlängen des verwendeten Lichts bewirken, daß die Lage des Brennpunkts der Linse 13 auf der optischen Achse 27 weiter vor¬ liegt oder weiter zurückliegt. Um diese Differenz auszugleichen und den Brennpunkt der Linse 13 unabhängig von der Wellenlänge des Lichts stets z. B. in der Ebene der Innenseite des Bodens 23 des Halters 22 festzu¬ legen, ist die Fokussieroptik 34 vorgesehen. For the purposes of the invention, light emitted by the laser with a wavelength between 400 nanometers to 1300 nanometers can be used. These different wavelengths of the light used have the effect that the position of the focal point of the lens 13 on the optical axis 27 is further or further back. To compensate for this difference and the focus of the lens 13 regardless of the wavelength of the light always z. B. in the plane of the inside of the bottom 23 of the holder 22 fix¬, the focusing optics 34 is provided.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zum Herstellen von Verbindungsstellen zur Befestigung der Enden von in Steckerteilen gehaltenen Lichtleitfasern, wobei die Steckerteile in einer Führungshülse angeordnet sind und jeweils ein Linsenglied zur Aufweitung des durchgeleiteten Strahlenbündels auf¬ weisen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein in der optisch wirksamen Fläche der Linse (13) parallel zur optischen Achse (27) einfallender Laserstrahl (26) im Bereich der gegenüberlie¬ genden Austrittsfläche in den Körper der Linse (13) eine ins Freie mündende Sackbohrung (28a) schmilzt.1.Method for producing connection points for fastening the ends of optical fibers held in plug parts, the plug parts being arranged in a guide sleeve and each having a lens element for widening the beam of rays passed through, characterized in that a in the optically effective surface of the lens ( 13) laser beam (26) incident parallel to the optical axis (27) in the area of the opposite exit surface into the body of the lens (13) melts a blind bore (28a) opening into the open.
2. Verfahren zum Herstellen von Verbindungsstellen zur Befestigung der Enden von in Steckerteilen gehaltenen Lichtleitfasern, wobei die Steckerteile in einer Führungshülse angeordnet sind und jeweils ein Linsenglied zur Aufweitung des durchgeleiteten Strahlenbündels auf¬ weisen, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der optisch wirksamen Flä¬ che der in einem topfförmigen Halter (22) sitzenden Linse (13) paral¬ lel zur optischen Achse (27) einfallender Laserstrahl (26) in den der Austrittsfläche der Linse (13) gegenüberliegenden Boden (23) des Hal¬ ters (22) eine Durchgangsbohrung (28) schmilzt.2. A method for producing connection points for fastening the ends of optical fibers held in plug parts, the plug parts being arranged in a guide sleeve and each having a lens element for widening the beam of rays passed through, characterized in that an optically effective surface is provided the lens (13), which is seated in a pot-shaped holder (22) parallel to the optical axis (27), has a through hole in the bottom (23) of the holder (22) opposite the exit surface of the lens (13) (28) melts.
3. Verfahren zum Herstellen von Verbindungsstellen zur Befestigung der Enden von in Steckerteilen gehaltenen Lichtleitfasern, wobei die Steckerteile in einer Führungshülse angeordnet sind und jeweils ein Linsenglied zur Aufweitung des durchgeleiteten Strahlenbündels auf¬ weisen, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der optisch wirksamen Flä¬ che der Linse (13) parallel zur optischen Achse (27) einfallender Laserstrahl (26) in eine mit der gegenüberliegenden Austrittsfläche der Linse (13) verbundenen Platte eine Durchgangsbohrung schmilzt. 3. A method for producing connection points for fastening the ends of optical fibers held in plug parts, the plug parts being arranged in a guide sleeve and each having a lens member for widening the beam of rays passed through, characterized in that an optically effective surface is provided the laser beam (26) incident on the lens (13) parallel to the optical axis (27) melts a through hole in a plate connected to the opposite exit surface of the lens (13).
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (13) selbst bzw. die in dem Halter (22) sitzende Linse (13) bzw. die mit einer Platte verbundene Linse in einer Zentriervorrichtung (29) gehalten ist und daß in der Verlängerung der optischen Achse (27) der Linse (13) ein Laser (25) angeordnet ist.4. Device for performing the method according to claims 1, 2 or 3, characterized in that the lens (13) itself or in the holder (22) seated lens (13) or the lens connected to a plate in one Centering device (29) is held and that a laser (25) is arranged in the extension of the optical axis (27) of the lens (13).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zen¬ triervorrichtung (29) in Richtung der optischen Achse (27) der Linse (13) bewegbar angeordnet ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the Zen¬ triervorrichtung (29) in the direction of the optical axis (27) of the lens (13) is arranged movably.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Halte- rung der Linse (13) eine Halteeinrichtung (33) vorgesehen ist.6. The device according to claim 4, characterized in that a holding device (33) is provided for holding the lens (13).
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriervorrichtung (29) aus einem auf Rollen, Rädern bzw. einer Geradgleitführung bewegbaren Schlitten (32) besteht, der mit einer prismatisch ausgebildeten Aufnahme (31) für die Linse (13) versehen ist.7. Device according to claims 4 and 5, characterized in that the centering device (29) consists of a movable on rollers, wheels or a straight slide guide (32) with a prismatic receptacle (31) for the lens (13th ) is provided.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser (25)- aus einem gepulsten Hochleistungslaser besteht.8. The device according to claim 4, characterized in that the laser (25) - consists of a pulsed high-power laser.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Laser (25) und der Linse (13) eine Fokussieroptik (34) angeord¬ net ist.9. The device according to claim 4, characterized in that between the laser (25) and the lens (13) a focusing optics (34) is angeord¬ net.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokus¬ sieroptik (34) in Richtung der optischen Achse (27) der Linse (13) verstellbar ist. 10. The device according to claim 9, characterized in that the focus sieroptik (34) in the direction of the optical axis (27) of the lens (13) is adjustable.
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