DE3026908C2 - Lösbare Verbindung zum paarweisen Verbinden von Lichtleitfasern - Google Patents

Description

parallel verlaufend angenommen und liegen in einem »Offset«-Abstand d auseinander, der in der Größenordnung des Lichtleitkerns 3 bzw. 4 (bis zu 100 μπι) der Lichtleitfasern 1 und 2 liegen kann. Würden die Fasern 1 und 2 direkt miteinander verbunden werden, wobei unter Beibehaltung eines derartigen »Off-set«-Abstands die Stirnflächen 3a und 4a einander gegenübergestellt werden, dann wäre die Lichtübertragung vom Lichtleitkern 3 auf dem Kern 4 (die Verbindungsausbeute) oder zurück (nahezu) gleich Null. Das vom Faserkern 3 aasgestrahlte Lichtbündel 6 wird von einer Kugellinse 7 zu einem nahezu parallelen Lichtbündel 8 mit einem Durchmesser D gebrochen, da in der Stirnfläche 3a der Fokus der Linse liegt Auch liegt in der Stirnfläche 4a der Fokus der Linse 9. Der Durchmesser D ist um den Faktor 20 bis 100 größer als der Durchmesser des Lichtleitkerns 3. Von dem mit der Linse 7 geschaffenen Bündel 8 wird jetzt ein Teil S über die Linse 9 vom Lichtleitkern 4a angenommen und weitergeleitet Es ist nunmehr ersichtlich, daß durch die Verwendung einer derartigen Anordnung der Linsen 7 und 9 und der Stirnflächen 3a und 4a eine bessere Verbindungsausbeute in bezug auf eine direkte Verbindung mit derartigen Toleranzen zwischen den Faserenden 1 und 2 erreichbar ist Eine Bedingung dabei ist jedoch, daß die optischen Achsen la und 2a nahezu parallel verlaufen. Fallen die optischen Achsen la und 2a zusammen, so ist die Verbindungsausbeute optimal.

Die in Fig.2a dargestellte Verbindung 20 enthält zwei Steckerteile 20a und 206 sowie eine Paßhülse 20c. Jeder Steckerteil 20a oder 206 ist aus einem kreiszylindrischen Gehäuse 21, einer Kugellinse 23, einer Linsenfassung 25, einem Einstellring 33 und einem federnden Element, wie z. B. einer Tellerfeder 27 oder einem elastischen Kunststoffring 29, einer scheibenförmigen Faserhalterung 31 und einigen weiter unten zu erläuternden Teilen aufgebaut Im Gehäuse 21 sind zwei Stifte 35 befestigt, die zusammen mit den Rillen, die in der Paßhülse 20c angebracht sind, eine Bajonett-Schnellkupplung bilden. Der Steckerteil 20a ist gegenüber den Stekkerteil 206 um eine Vierteldrehung verdreht, so daß nur im Steckerteil 20a die Stifte 35 sichtbar sind. Weiter ist im Gehäuse 21 ein Sitz 37 ausgebildet, auf dem die Kugellinse 23 mit der Linsenfassung 25 festgeklemmt ist, die dazu in einer im Gehäuse 21 ausgebildeten Rille 39 festgeklemmt ist Im Steckerteil 20a ist die Linsenfassung 25 nur schematisch und die Rille der Deutlichkeit halber nicht dargestellt.

Vor dem Zusammenbau eines Steckerteils 20a oder 206 wird ein Faserende 41 in einem Kapillarrohr 43 verklebt, das selbst wieder mit einem aushärtenden Epoxydharz in der Faserhaltung 31 befestigt wird. Weiter wird die Lichtleitfaser 45 durch eine Klemmbuchse 47 und eine Klemmmutter 49 zugentlastet, die auf einen mit Schraubengewinde versehenen Ansatz 32 der Faserhalterung 31 geschraubt wird. Die eingeschnittene Kappe 51 der Klemmbuchse 47 wird dabei auf den Sekundärmantel der Faser 45 geklemmt Anschließend wird die Faserhalterung 31 an die auf der Linsenfassung 25 angeordnete Tellerfeder 27 (oder Ring 29) gedrückt und der Einstellring 33 in das Gehäuse 21 geschraubt. Nach dem Zusammenbau des Steckerteils 20a bzw. 20b muß das Faserende 41 in bezug auf die Linse 23 ausgerichtet werden, was an Hand der F i g. 3 näher erläutert wird.

In F i g. 2b ist eine Ansicht (in der Vergrößerung) der Linsenfassung 25 dargestellt, die mit vier Ecken 53 in die Rille 39 Beklemmt wird. Die federnden Arme 55 drücken mit nur geringer Kraft auf die Linse 23 (0,5 N), so daß die Linse 23 nicht durch mechanische Kräfte verformt wird.

In F i g. 3 ist eine Vorrichtung 60 dargestellt mit der ein Faserende 41 eines Steckerteils 20a bzw. 206 einer Verbindung 20 gemäß F i g. 2a in bezug auf die Kugellinse 23 einstellbar ist Der Einstellvorgang umfaßt:

a) die Einstellung des entsprechenden Abstands der ίο Kugellinse vom Faserende,

b) das Anbringen des Faserendes auf der optischen Achse der Kugellinse.

Die Vorrichtung 60 enthält eine Grundplatte 61, auf

der eine Halterung 63 und in einem Abstand davon ein Schirm 63 befestigt sind. An der Halterung 65 ist ein Rand 76 gebildet in den der Steckerteil 20a bzw. 206 angeordnet und mit der Bajonett-Fassung im Rand 67 befestigt wird. Die Halterung 63 ist weiter noch mit einer Durchbohrung 71 versehen, die mit dem Rand 67 konzentrisch ist

Der Kreuzpunkt 79 eines Achskreuzes .Y-V im Visier 77 liegt auf einer Achse, die senkrecht auf der vom Rand 67 begrenzten Fläche gerichtet ist und durch das Zen trum der Durchbohrung 71 geht Die vom Rand 67 be grenzte Fläche ist die Anliegefläche der Referenzstirnfläche 22 des Steckerteils 20a bzw. 20b. In die Lichtleitfaser 45 hineingestrahltes Licht (Pfeil 73) wird über die Kugellinse 23 auf den Schirm 65 projiziert. Der Einstell· ring 33 wird angezogen, so daß die Faserhalterung 31 mit dem Faserende 41 in Richtung auf die Kugellinse 23 gedrückt wird. Aus der Abbildung 75 am Schinn 65 des von der Kugellinse 23 ausgestrahlten Lichts kann festgestellt werden, wenn das das Licht ausstrahlende Ende 41 ausreichend genau im Fokus der Kugellinse 23 liegt

Nach dem Einstellen des Abstands zwischen dem Faserende 41 und der Linse 23 mit dem Einstellring 33 wird die Faserhalterung 31 mit den Positionierungsschrauben 57 in zwei quer zueinander stehenden Richtungen parallel zur Referenzstirnfläche 22 verschoben. Die über die Linse 23 am Schirm 65 projizierte Abbildung 75 wird damit in bezug auf ein am Schirm 65 gezeichnetes Visier 77 symmetrisch eingestellt, wobei das Faserende 41 auf die optische Achse der Kugellinse 23 gebracht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 eine Ausrichtung der Lichtleitfasern zueinander erfol- Patentansprüche: gen soll Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ver-

1. Lösbare Verbindung zum paarweisen Verbin- bindung der eingangs genannten Art zu schaffen, weiden von Lichtleitfasern mit zwei Steckerteilen und 5 ehe die zu übertragenden Lichtimpulse möglichst wenig einer die beiden Steckerteile aufnehmende Paßhül- abschwächt, mit geringem Aufwand und ohne erhöht? se, wobei jeder Steckerteil eine Kugellinse und eine Anforderungen an Fertigungsgenauigkeit herstellbar ist Faserhalterung enthält, dadurch gekenn- sowie eine einfache Handhabung ermöglicht
zeichnet, daß die Faserhalterung (31) scheiben- Die Lösung gelingt durch die im Anspruch 1 gekennförmig ist mit einer senkrecht auf einer flachen Seite io zeichneten Merkmale. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Scheibenform stehenden Durchbohrung zum der Erfindung ist im Unteranspruch 2 gekennzeichnet
Befestigen eines Faserendes und daß jeder Stecker- Bei der erfindungsgemäßen Verbindung ist ein in der teil (20a, 2Hb) ein zylindrisches Gehäuse (2ϊ) enthält, Faserhalterung montiertes Faserende stets nahezu das eine Referenzstirnfläche (22) und eine darin senkrecht aus der Referenzstirnfläche des Steckerteils mündende und quer dazu gerichtete Durchbohrung 15 gerichtet Bei zwei mit den Referenzflächen aneinander aufweist, die einen an die Referenzstirnfläche gren- gestellten Steckerteilen verlaufen die in den Faserhaltezenden, sich verengenden Teil enthält, in dem ein rungen montierten Faserenden stets nahezu parallel zuSitz (37) für die Kugellinse (23) gebildet ist in wel- einander. Mit dem Einstellring ist eine Stirnfläche eines eher Durchbohrung weiter ein zur Referenzstirnflä- Faserendes in Brennpunktabstand von der Kugellinse ehe paralleler Rand gebildet ist, auf dem ein Feder- 20 zu bringen. Mit den Positionierungsschrauben kann die element (27,29) ruht, auf das sich die scheibenförmi- Stirnfläche auf eine optische Achse der Kugeilinse gege Faserhalterung (31) stützt, die mit einem Einstell- bracht werden, deren Achsrichtung senkrecht auf der ring (33) angedrückt wird, der mit Gewinde in dem Referenzstirnfläche steht Wenn in den beiden Stecker-Gehäuse befestigt ist, wobei in dem Gehäuse (21) teilen die Faserenden auf die erwähnte Weise positio-Positionierungsschrauben (57) zum Verschieben der 25 niert worden sind, sind die Verluste bei Lichttibertra-Faserhalterung in einer Richtung parallel zu der Re- gung von einem Faserende zum anderen auf ein Miniferenzstirnfläche vorgesehen sind, von welchen mum beschränkt Das aus der Kugellinse heraustreten-Steckerteilen (20a, 20Z>^nach der Verbindung mit der de Lichtbündel weist nahezu keine Streuung auf, wo-Paßhülse (2OcJ die Referenzstirnflächen (22) anein- durch das Licht auf die Stirnfläche der anderen Faser ander liegen. 30 fokussiert wird. Der auftretende Verlust wird durch die

2. Lösbare Verbindung nach Anspruch 1, dadurch unumgängliche sphärische Aberration durch die Vergekennzeichnet, daß der sich verengende Teil der Wendung der Kugellinse und durch den Abstand zwi-Durchbohrung in dem Gehäuse eine kegelförmige sehen den optischen Achsen der Kugellinsen bedingt. Fassung (37) bildet für die Kugellinse (23), die mit der durch die unumgänglichen, jedoch in diesem Fall einer Linsenklemme (25) in der Fassung befestigt 35 zulässigen Toleranzen in den Verbindungsstellen bewird, welche Klemme in einer in dem Gehäuse gebil- stimmt wird. Die immer auftretenden Verluste durch deten Rille (39) befestigt ist. Reflektionen an Linsenoberflächen und Stirnflächen der

Faserenden lassen sich auf an sich bekannte Weise

durch das Anbringen antireflektierender Beschichtun-

40 gen und durch die Verwendung beispielsweise einer zwischen der Linse und der Faser anzubringenden Ver-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung ge- bindungsflüssigkeit mit einem an den Brechungsindex

maß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. der Linse und des Kernes der Lichtleitfaser angepaßten

Eine derartige Verbindung ist durch die GB-PS Berechungsindex beschränken.

02136 bekannt 45 Weiter sind die Stirnflächen der Fasern im Gehäuse

Solche Verbindungen werden in optischen (TeIe-) eingeschlossen, wodurch die Möglichkeit der Beschädi-

Kommunikationssystemen verwendet, in denen über gung oder der Verschmutzung der Stirnfläche eliminiert

Lichtleitfasern Informationen in Lichtimpulsform von ist. Eine Beschädigung oder leichte Verschmutzung der

der einen Stelle zur anderen Stelle übertragen wird. Linsenoberfläche ist weniger kritisch hinsichtlich der

Dabei ist es wichtig, die zu übertragenden Informati- 50 Größe der benutzten lichtleitenden Linsenoberfläche in

onen (in diesem Fall Lichtimpulse) möglichst wenig zu bezug auf die Größe der Oberfläche der Stirnfläche der

schwächen. Die eingangs erwähnte Verbindung bildet Fasern. Weiter liegt jede Linse vollständig im Gehäuse,

ein wichtiges Verbindungsglied im Kommunikationssy- so daß die Möglichkeit der Beschädigung nahezu gleich

stern und soll die zu übertragenden Lichtimpulse mög- Null ist

liehst wenig abschwächen. 55 Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird

Im bekannten Fall sind keine Mittel beschrieben, wel- nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es

ehe eine genaue axiale Fluchtung der zu koppelnden zeigt

Lichtleitfasern ermöglichen. Auch sind keine Maßnah- F i g. 1 ein für die Verbindung benutztes Prinzip,

men vorgesehen, um den genauen axialen Abstand der F i g. 2a einen Längsschnitt durch ein Ausführungs-

Steckerteile sicherzustellen. Dann besteht aber die Ge- 60 beispiel einer Verbindung nach der Erfindung,

fahr, daß bei der Lichtübertragung überhöhte Verluste F i g. 2b ein Ausführungsbeispiel einer Linsenfassung

entstehen. für eine Verbindung nach F i g. 2a, und

Bei einer nach der DE-OS 26 06 255 bekannten Ver- F i g. 3 schematisch eine Vorrichtung zum Ausrichten

bindung zweier Lichtleitfasern sind aufwendige Maß- eines in einem Steckerteil zu befestigenden Endes einer

nahmen zur Lagesicherung der Steckerteile und der in 65 Faser in bezug auf eine Zentralachse des Steckerteils

ihnen fixierten Lichtleitfasern vorgesehen. Zur Herstel- einer erfindungsgemäßen Verbindung,

lung einer solchen Verbindung ist eine außerordentlich In Fig. 1 sind zwei Enden 1, 2 von Lichtleitfasern

hohe Präzision erforderlich. Es ist nicht beschrieben, wie hergestellt Die optischen Achsen la und 2a werden