DE2842276C2

DE2842276C2 - Koppelelement zum Ein- und/oder Auskoppeln in oder aus Glasfasern

Info

Publication number: DE2842276C2
Application number: DE2842276A
Authority: DE
Inventors: Hans-Hermann Dr. 8000 München Witte
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-09-28
Filing date: 1978-09-28
Publication date: 1983-05-05
Also published as: FR2437636B1; GB2031609B; JPS5548703A; FR2437636A1; DE2842276A1; GB2031609A; US4325604A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Koppelelement zum Ein- und/oder Auskoppeln in oder aus Glasfasern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Koppelelement der genannten Art ist aus der DE-OS 27 31 376 bekannt.

Eine zweckmäßige und billige Herstellungstechnik für derartige Elemente stellt die Planartechnik dar. Ein in es dieser Technik herzustellendes Koppelelement zum Ein- und/oder Auskoppeln in oder aus Glasfasern ist in der DE-OS 2b 25 855 beschrieben.

Bei diesem Element sind BNr nicht wie bei dem Element der eingangs genannten Art zwei GIas.f aserendabschnitte mit einem dritten Glasfaserendabschnitt stoßgekoppelt, vielmehr benötigt dies.es Element eine optische Verbindung in Form eines lichtempfindlichen Kunststoffwellenleiters, der vorzugsweise aus einer lichtempfindlichen Folie besteht und der dem ganzen Element einen im Vergleich zum Element der eingangs genannten Art hohen Einfügeverlust verleint

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein die unmittelbare Stoßkopplung und damit geringe Einfügeverluste aufweisendes Koppelelement der eingangs genannten Art anzugeben, welches einfach und irr vorteilhafter Planartechnik herzustellen ist

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Koppelelements gehen aus den Unteransprüchen 2 bis 6 hervor.

Vorteile des erfindungsgemäßen Koppelelements sind unter anderem folgende:

Das erfindungsgemäße Element kann wie das Element nach der DE-OS 26 25 855 photolithographisch in Planartechnik hergestellt werden. Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß es sich aber auch in nicht fotolithografischen Prozessen einfach herstellen läßt Solche Herstellungsverfahren sind nötig, weil die derzeit verfügbaren lichtempfindlichen Kunststoffe nicht alterungsbeständig sind.

Mit dem vorgeschlagenen Element läßt sich auch das Verhältnis von ausgekoppelter zu durchgehender Leistung steuern, indem die Faserendabschnitte ähnlich wie bei dem Element nach der DE-OS 27 31 376 relativ zueinander definiert verschoben werden. Diese Steuermöglichkeit ist für optimierte Datenbus-Netze wichtig, da man den seitlichen Versatz in all denjenigen Kopplern zu null machen kann, die gerade Licht senden und empfangen. Dadurch reduziert sich die Gesamtdämpfung der Strecke.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 in Draufsicht das Ausführungsbeispiel,

Fig.2 in einem Diagramm Transmissionen und Verluste über den seitlichen Achsenversatz der Fasern aufgetragen.

In der Fig. 1 ist mit 10 eine erste und mit 20 eine zweite Halterung für Glasfasern bezeichnet Beicte Halterungen können aus Kunststoff bestehen. Jede der Halterungen 10 bzw. 20 weist jeweils zwei schräg zueinander verlaufende Führungskanäle 101 und 102 bzw. 201 und 202 für Glasfasern auf. In diese Kanäle sind Glasfaserendabschnitle, vorzugsweise von Multimode-Glasfasern, eingelegt und festgehalten. Die beiden Glasfaserendabschnitte in der Halterung 10 sind mit 1 und 4 und die in der Halterung 20 mit 2 und 3 bezeichnet. In jeder der Halterungen 10 bzw. 20 stehen die beiden Glasfaserendabschnitte über die Führungskanäle 101 und 102 bzw. 201 und 202 hinaus und laufen ein Stück vor ihren Enden zusammen, so daß sie sich längs einer bis zu diesen Enden reichenden Strecke einander berühren. Die Stirnflächen U und 41 bzw. 21 und 31 dieser einander berührenden Endabschnitte schließen miteinander ab und die Faserachsen dieser einander berührenden Endabschnitte verlaufen in dieser Strecke parallel zueinander. Dies wird dadurch erreicht, daß das über den Führungskanal hinausstehende Endstück jeweils eines der einander berührenden Glasfaserend-

abschnitte in Jeder Halterung elastisch gekrümmt ist in der Fig, 1 sind dies die Endabschnitte4 bzw,3 — und dadurch den anderen Endabsehnitt 1 bzw, 2 gegen einen seitlichen Ansehlag 103 bzw, 203 in jeder der Halterungen 10 bzw, 20 drückt. Der Anschlag wird einfach dadurch gebildet, daß eine Seitenwand des jeweiligen Führungskanal« 101 bzw, 202 Ober das Ende des Kanals fortgesetzt ist

Wie aus der F ί g, 1 zu entnehmen ist, sind zur Herstellung des Elementes im wesentlichen nur vier Führungskanäle für die Glasfaserendabschnitte herzustellen. Die fotolithografischen Herstellungsschritte bleiben ansonsten die gleichen wie die für das Element nach der genannten DE-OS 26 25 855.

Die beiden Halterungen IQ. bzw. 20 sind quer zu den Fasern relativ zueinander verschiebbar, wodurch der Achsenversatz ε der Glasfaserendabschnitte gesteuert einstellbar ist

Die Kunststoffstruktur kann auch so ausgebildet sein, daß die Kunststofführungen für den Endabschnitt 3 und den Endabschnitt 4 fortfallen. Das erleichtert das Einlegen der Endabschnitte 3 und 4, wobei die vorher eingelegten Endabschnitte 1 und 2 als seitlicher Anschlag dienen. Damit der Kleber die Endabschniite 2 und 3 bzw. 1 und 4 nicht auseinanderdrücken kanrr, wird der Endabschnitt 3 bzw. 4, z. B. durch eine senkrecht zu deren jeweiliger Achse laufende Faser an den Endabschnitt 2 bzw. ΐ angedrückt Alle Glasfaserendabschnitte können beim Einlegen gleichzeitig über vier Manipulatoren zueinander ausgerichtet werden.

Führungskanäle können auch durch anisotropes Ätzen, auch Vorzugsätzen genannt in Siliziumscheiben hergestellt werden, wodurch über geeignete Masken die Breite der Kanäle den Faserdurchmessern angepaßt werden. Die Tiefe der Kanäle werden vorzugsweise etwa Vi des Faserdurchmessers gewählt

Neben den bereits vorstehend genannten Vorteilen besitzt das vorgeschlagene Element noch den, daß nicht wie bei Kunststoff-Wellenleitern Substrate verwendet werden miissiün, deren Brechungsindex kleiner al* der des Wellenleiters sein muß,

In der F ί g, 2 sind für typische Fasern, wie sie derzeit angewendet werden, nämlielli Fasern von IQQ μηι Durchmesser und 5μηι dickem Mantel theoretische Werte für Transmissionen von dem Faserendabschnitt 1 nach dem Faserendabschnitt 2 (Ty-,ή, von dem Faserendabschnitt 1 nach dem Faserendabschnitt 3 (T₁ _ ₃) und die Gesamtverluste L als Funktion vom Achsen versatz ε aufgetragen. Diese durch Packungsdichte-Verluste verursachten Werte sind zwar um einige Prozent schlechter im Vergleich zu den entsprechenden theoretischen Weiten beim Ein-ZAuskoppelelememt der DE-OS 26 25 855, aber die in dem hier vorgeschlagenen Elemenli gemessenen Werte für die Transmissionen und die Gesamtverluste sind jedoch besser. Wenn die Faserstimfläichen optimal sind, erhält man mit dem hier vorgeschlagenen Element bei Verwendung geeigneter Klejber an der Stoßfläche praktisch die theoretisch erwarteten Werte.

Mit dem hier vorgeschlagenen Element läßt sich auch das Verhältnis von ausgekoppelter zu durchgehender Leistung steuern, indem die FaserendabschiJtte 1 und 4 relativ zu den Faserendabschniitten 2 und 3 verschoben werden. Das läßt sich, wie in der Beschreibung zu F i g. 1 bereits erwähnt dadurch erreichen, daß die beiden Halterungen 10 und 20 quer zu den Faserendabschnitten relativ zueinander verschiebbar sind. Dies kann beispielsweise auf elektromagnetischem Wege gesche-

jo hen.

Dadurch kann auch der Versatz ε an all denjenigen Kopplern zu Null gemacht werden, die gerade nicht senden und empfangen. Dies ist in Systemen, bei denen viele Teilnehmer an eine Hauptleitung angeschlossen sind und bei denen die Zahl der ausgeschalteten Terminals zeitlich etwa konstant ist sehr von Vorteil, da dann die Stre-ckendämpfung, beispielsweise in einem Datenbus in T-Struktur, möglichst niedrig gehalten werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

J, Koppelelement zum Ein- und/oder Auskoppeln in oder aws Glasfasern, bei welchem auf einer Haltenwg zwei sich berührende, acbsparallel und gemeinsam endende Glasfaserendabschnitte gehalten sind, und bej dem auf einer Halterung ein dritter Glasfaserendabschnitt so gehalten ist, daß ein Ende dem gemeinsame^ Ende der einander berührenden anderen Endabschnitte zumindest teilweise gegen-Oberliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die einander berührenden Glasfaserendabschnitte (1,4; 2,3) in aufeinander zu führenden Führungskanälen (101, 102r201, 202) gehalten sind, die enden, bevor sie zusammenlaufen, und daß die beiden Glasfaserendabschnitte (1,4; 2,3) so in den beiden Führungskanälen gehalten sind, daß ihre Enden (11, 41; 21, 31) über die Führungskanäle hinausstehen und durch eine elastische Faserverbiegung aneinandergedrückt werden.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem dritten Glasfaserendabschnitt (2; 1) ein vierter Glasfaserendabschnitt (3; 4) vorgesehen ist, daß der dritte und vierte Glasfaserendabschnitt in aufeinander zu führenden, aber vor dem Zusammenlaufen endenden weiteren Führungskanälen (201, 202; 101, 102) auf ihrer Halterung so gehalten sind, daß sie über die weiteren Führungskanäle hinausstehen und durch eine elastische Faserverbiegung aneinandergedrückt werden und daß der vierte Glasfaserendabschnitt mit dem dritten Glasfaserendabschnitt achsparallel endet
3. Element nach einenr der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich neben dem über den Führung -.kanal hinausstehenden Teil eines der einander berührenden Glasfaserendabschnitte (1; 2) eine Anschlagfläche (103; 203) vorgesehen ist, die auf der Längsseite des einen Endabschnitts vorgesehen ist, die von dem anderen Endabschnitt abgekehrt ist
4. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskanäle (101,102; 201, 202) als Lücken in einer oberflächlich aufgebrachten Kunststoffschicht ausgebildet sind.
5. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnuten (101,102; 201,202) als durch anisotropes Ätzen in der Oberfläche eines Siliziumkörpers hergestellte Nuten hergestellt sind.

6- Element nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe einer durch anisotropes Ätzen hergestellten Nut etwa V₃ des Faserdurchmessers beträgt

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