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DE3441300A1 - Durchfuehrung fuer lichtwellenleiter - Google Patents

Durchfuehrung fuer lichtwellenleiter

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DE3441300A1
DE3441300A1 DE19843441300 DE3441300A DE3441300A1 DE 3441300 A1 DE3441300 A1 DE 3441300A1 DE 19843441300 DE19843441300 DE 19843441300 DE 3441300 A DE3441300 A DE 3441300A DE 3441300 A1 DE3441300 A1 DE 3441300A1
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DE
Germany
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optical waveguide
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optical
implementation according
recess
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Withdrawn
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DE19843441300
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English (en)
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Rolf 8411 Laaber Birkmann
Alfred 8411 Kneiting Hartl
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Description

  • Durchführung für Lichtwellenleiter
  • Die Erfindung betrifft eine Durchführung für einen Lichtwellenleiter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Lichtwellenleiter sollen an andere Bauteile, beispielsweise an Opto-Halbleiter oder an andere Lichtwellenleiter, angekoppelt werden. Als Lichtwellenleiter kann beispielsweise eine Glasfaser dienen. Als Glasfaser kann eine Gradientenfaser verwendet werden. Ein Lichtwellenleiter kann z.B. an einen Strahlungsempfänger oder an einen optischen Sender angekoppelt werden.
  • Die Lichtübertragung zwischen einem Lichtwellenleiter und einem Lichtsenderbauteil bzw. einem Lichtempfängerbauteil sowie auch die Lichtübertragung zwischen zwei Lichtwellenleitern sollte an diesen sog. Koppelstellen möglichst verlustfrei erfolgen. Das heißt, das beispielsweise aus dem Lichtsender austretende und zum Lichtwellenleiter geführte Licht sollte möglichst vollständig in diesen Lichtwellenleiter eingeführt werden, so daß an der Koppelstelle nur ein äußerst geringer Verlust an Lichtleistung entsteht.
  • Dies bedeutet insbesondere, daß ein Lichtwellenleiter bezüglich eines optischen Bauteils, an das dieser Lichtwellenleiter optisch ankoppeln sollen, möglichst gut justiert sein soll.
  • Um eine einfache Handhabbarkeit einer Durchführung füreinen Lichtwellenleiter zu ermöglichen und um die Stabilität bei einer optischen Koppelstelle möglichst groß zu halten, soll ein Lichtwellenleiter in einer Durchführung auch möglichst gut fixiert sein.
  • Bisher sind Durchführungen für Lichtwellenleiter bekannt, die in einem zylindrischen Rohr enden. Der Lichtwellenleiter ist durch die Bohrung des zylindrischen Rohres hindurchgeführt. Ein Ende des Lichtwellenleiters ragt dabei aus dem zylindrischen Rohr hervor. Dort, wo der Lichtwellenleiter aus der Bohrung des zylindrischen Rohres herausgeführt ist, ist der Lichtwellenleiter mit Hilfe eines Klebers mit dem zylindrischen Rohr verbunden. Die für den Kleber zur Verfügung stehende Haftfläche ist dabei so klein und so ungünstig ausgestaltet, daß der Kleber nur an ganz wenigen Punkten aushärtet und nur an diesen ganz wenigen Punkten eine feste Verbindung zwischen dem Lichtwellenleiter und dem zylindrischen Rohr herstellt. Ein Großteil des Klebers schafft wegen der kleinen, zur Verfügung stehenden Haftfläche keine fest Verbindung zwischen dem Lichtwellenleiter und dem zylindrischen Rohr. Außerdem ist bei dieser bekannten Durchführung die räumliche Verteilung des Klebers undefiniert, so daß keine bezüglich der optischen Achse des Lichtwellenleiters räumlich symmetrische Befestigung des Lichtwellenleiters im zylindrischen Rohr der Durchführung zustande kommt.
  • Bekannt ist eine weitere Durchführung für einen Lichtwellenleiter, bei der eine wesentlich größere Haftfläche zur Befestigung des Lichtwellenleiters am zylindrischen Rohr der Durchführung zur Verfügung steht. Bei dieser weiteren Durchführung ist .das Ende des zylindrischen Rohres der Durchführung in der Mitte parallel zur optischen Achse des Lichtwellenleiters durchgesägt und ist eine Hälfte des so halbierten Endes des zylindrischen Rohres entfernt. Bei dieser weiteren bekannten Durchführung ist daher diejenige Fläche, in der eine feste Verbindung mittels eines Klebers zwischen dem Lichtwellenleiter und dem zylindrischen Rohr der Durchführung hergestellt wird, gegenüber der ersten bekannten Ausführungsform verbessert. Die mechanische Verbindung zwischen dem Lichtwellenleiter und dem zylindrischen Rohr der Durchführung genügt jedoch weiterhin nicht den an die Durchführung gestellten Anforderungen. Weiterhin treten Stellen auf, an denen Klebermaterial vorhanden ist, das nicht in definierter Weise zur Befestigung des Lichtwellenleiters am zylindrischen Rohr beiträgt. Daher ist die mechanische Verbindungsstelle zwischen dem Lichtwellenleiter und dem zylindrischen Rohr weiterhin nicht definiert genug.
  • Dabei treten mechanische Spannungen auf, die bezüglich der optischen Achse des Lichtwellenleiters nicht symmetrisch sind. Eine instabile Befestigung des Lichtwellenleiters ist die Folge.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Durchführung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der sowohl eine verbesserte Justiermöglichkeit als auch eine verbesserte Fixiermöglichkeit für den Lichtwellenleiter gegeben sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Durchführung nach dem Anspruch 1 gelöst.
  • Eine Durchführung nach der Erfindung eignet sich in hervorragender Weise zur Verwendung in einem optischen Modul.
  • Dabei kann eine Durchführung nach der Erfindung in einem Gehäuse so befestigt werden, daß das stirnseitige Ende des Lichtwellenleiters, das im zylindrischen Rohr der Durchführung fixiert ist, einem anderen optischen Bauteil, das ebenfalls am gleichen Gehäuse befestigt ist, so gegenüberliegt, daß Lichtübertragung zwischen dem Lichtwellenleiter und dem anderen optischen Bauteil erfolgt.
  • Die Durchführung muß nicht in einem zylindrischen Rohr enden. Wichtig ist, daß der Lichtwellenleiter an einem Ende der Durchführung gut justierbar und gut fixierbar ist.
  • Diese Zwecke können auch dann erfüllt werden, wenn ein Ende der Durchführung eine andere Geometrie als eine Kreiszylinderrohrgeometrie aufweist. Beispielsweise kann die Durchführung in einem zylindrischen Rohr enden, dessen Innenbohrung den Querschnitt eines regelmäßigen Vielecks aufweist.
  • Wenn das Ende der Durchführung, in dem der Lichtwellenleiter fixiert ist, lang genug ist, muß nicht unbedingt ein Teil des Lichtwellenleiters aus dem Ende der Durchführung herausragen. Beispielsweise kann eine optische Kopplung zwischen zwei Lichtwellenleitern auch dann erfolgen, wenn in einem Gehäuse zwei Durchführungen nach der Erfindung einander gegenüberliegend so angeordnet werden, daß die Faserstirnflächen der in den jeweiligen Enden der Durchführungen fixierten Lichtwellenleiter zueinander justiert sind.
  • Bei einer Durchführung nach der Erfindung wird durch die Aussparung am Ende der Durchführung eine volumenmäßig definierte und räumlich bezüglich der optischen Achse des Lichtwellenleiters symmetrische Verbindung des Lichtwellenleiters mit der Durchführung erzielt.
  • Eine Durchführung nach der Erfindung ist für eine Befestigung des Lichtwellenleiters mit der Durchführung sowohl mit Hilfe von Lot als auch mit Hilfe eines Klebers geeignet. Insbesondere bei Verwendung von lichtaushärtbaren Klebern, z.B. bei Verwendung von Ultraviolett-Strahlung-aushärtbaren Klebern gewährt eine Durchführung nach der Erfindung eine sichere Justierung und Fixierung des Lichtwellenleiters bezüglich der Durchführung, weil nämlich bei einer Durchführung nach der Erfindung Licht sowohl von der Stirnfläche des Lichtwellenleiters her als auch von der Aussparung des Durchführungsendes her auf den Kleber einfallen kann, der den Lichtwellenleiter mit dem Durchführungsende verbinden soll.
  • Bei einer Durchführung nach der Erfindung werden in der Innenbohrung des Durchführungsendes solche Kleberreste vermieden, die nicht ausgehärtet sind und daher nicht in definierter Weise zur Verbindung zwischen dem Lichtwellenleiter und dem Durchführungsende beitragen.
  • Bei einer Durchführung nach der Erfindung werden höhere Zugfestigkeitswerte erreicht als sie vorher möglich waren.
  • Eine Durchführung nach der Erfindung ist besser handhabbar als eine vorher bekannte Durchführung. Die Montagezeit für eine optische Koppelstelle ist bei Verwendung einer Durchführung nach der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik halbiert. Bei einer Durchführung nach der Erfindung ist auch der Verschleiß geringer. Wenn Durchführungen bei Fertigungstests künstlich gealtert werden, treten bei Durchführungen nach der Erfindung um mehr als 80% weniger Ausfälle auf als beim Stand der Technik. Die optische Kopplung mit einem anderen Bauteil ist bei einer Durchführung nach der Erfindung langfristig besser.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
  • Fig. 1 und 2 zeigen Durchführungen nach dem Stand der Technik.
  • Fig. 3 zeigt eine Durchführung nach der Erfindung.
  • Fig. 4 erläutert schematisch die Verwendung einer Durchführung nach der Erfindung zusammen mit einem anderen optischen Bauteil.
  • Im folgenden sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die Fig. 1 zeigt eine Durchführung nach dem Stand der Technik. Ein Gehäuse 14, das aus Kovar oder aus einer anderen Legierung besteht, weist an einem Ende ein zylindrisches Rohr 10 auf. In der Innenbohrung dieses zylindrischen Rohres 10 ist ein Lichtwellenleiter 1 mit Hilfe eines Klebers fixiert. Nur ein Teil 2 dieses Klebers ist ausgehärtet und trägt zu einer definierten Verbindung zwischen dem Lichtwellenleiter 1 und dem zylindrischen Rohr 10 bei. Ein ebenso großer Teil 3 des Klebers ist nicht ausgehärtet und trägt nicht zu einer definierten Verbindung zwischen dem Lichtwellenleiter 1 und dem zylindrischen Rohr 10 bei.
  • Der Lichtwellenleiter 1 kann eine Gradientenfaser mit einem 50 pm-Faserkern sein. Der Lichtwellenleiter 1 besitzt einen Schutzmantel 4 und einen Glasfasermantel 7. Zur besseren mechanischen Befestigung des Glasfasermantels 7 ist ein etwa 20 mm langes Rohr 6 über den Glasfasermantel 7 gekrimt worden, in welches seinerseits der Glasfasermantel 7 eingepreßt wird. Der Lichtwellenleiter 1 kann innerhalb des Gehäuses 14 nach dem Einbringen beispielsweise mit Hilfe von Gießharz 5 befestigt werden.
  • Fig. 2 zeigt eine weitere Durchführung nach dem Stand der Technik. Dabei ist das Ende des zylindrischen Rohres 10 parallel zur optischen Achse 15 des Lichtwellenleiters 1 durchgesägt worden und ist eine Hälfte des durchgesägten Endes des zylindrischen Rohres 10 entfernt worden. Der dadurch entstandene Absatz 11 am Ende des zylindrischen Rohres 10 bietet eine relativ große Fläche, auf der ein UV-Kleber eine Verbindung zwischen dem Lichtwellenleiter 1 und dem zylindrischen Rohr 10 herstellen kann. Ein nunmehr großer Teil 8 des Klebers ist ausgehärtet, während immer noch ein Teil 3 des Klebers nicht ausgehärtet ist und daher nicht zu einer definierten Verbindung zwischen dem Lichtwellenleiter 1 und dem zylindrischen Rohr 10 beiträgt. Wegen der Unsymmetrie des freien Endes des zylindrischen Rohres 10 besteht die Gefahr eines Zurückweichens des Lichtwellenleiters 1 in der Richtung der optischen Achse 15 von der Koppelstelle weg.
  • Bei der Durchführung nach Fig. 2 ist zur Zugentlastung bezüglich des Lichtwellenleiters 1 der Glasfasermantel 7 in ein Rohr eingekrimt, das seinerseits in eine Innenbohrung des Gehäuses 14 eingeführt und mit Gießharz 5 vergossen ist.
  • Fig. 3 zeigt eine Durchführung nach der Erfindung. Das freie Ende des zylindrischen Rohres 10 weist ebenso wie das freie Ende des zylindrischen Rohres 10 bei der Durchführung nach Fig. 1 den unveränderten Querschnitt des zylindrischen Rohres 10 auf. In einem Abstand zum freien Ende des zylindrischen Rohres 10 ist eine Aussparung (Nut) 12 angeordnet. Die Aussparung 12 bietet viele Vorteile: Eine räumliche Symmetrie des freien Endes des zylindrischen Rohres 10 bezüglich der optischen Achse 15 des Lichtwellenleiters 1, eine große Haftfläche für den Kleber 8, eine gleichmäßige Verteilung des Klebers 8, eine bessere Erhaltung einer durchgeführten Justierung des Lichtwellenleiters 1, eine geringere Wanderung des freien Endes des Lichtwellenleiters 1 und damit eine schnellere Montage, eine geringere Notwendigkeit für eine Nachjustierung.
  • Fig. 4 erläutert schematisch die Verwendung einer Durchführung nach der Erfindung an einer optischen Koppelstelle. In ein Gehäuse 16, das beispielsweise U-Profil aufweist, ist in einer Bohrung einer Wand das Gehäuse 14 der Durchführung befestigt. Entgegengesetzt zu dieser Bohrung in der einen Wand des Gehäuses 16 ist in der anderen Wand des Gehäuses 16 ein optischer Sender 17 angeordnet, der die beiden elektrischen Anschlüsse 18 aufweist. Zunächst wird das Gehäuse 14, das bereits mit dem Rohr 6 versehen ist, in der Bohrung des Gehäuses 16 befestigt. Sodann wird ein Lichtwellenleiter 1 in den geforderten Abmessungen von seinem Schutzmantel 4 und von seinem Glasfasermantel 7 befreit. Mit Hilfe eines fein einstellbaren Manipulators wird der Lichtwellenleiter vom Äußeren des Gehäuses 16 her in das Gehäuse 14 der Durchführung hinein eingeführt. Mit Hilfe einer Pinzette, die ebenfalls zum Manipulator gehört, wird nun entweder durch die Aussparung 12 hindurch oder vor dem freien Ende des zylindrischen Rohres 10 die Faserspitze gegriffen und auf den Chip des optischen Senders 17 hin justiert. Nach der Justierung des Lichtwellenleiters 1 wird der Lichtwellenleiter 1 in der Aussparung 12 mit einem Kleber fixiert. Schließlich wird das Gehäuse 16 zur Vermeidung von Luftfeuchtigkeit luftdicht verschlossen.
  • Ein optisches Modul nach Fig. 4 ist bei Verwendung einer Durchführung nach der Erfindung sehr robust.
  • Die Bohrung im zylindrischen Rohr 10 kann beispielsweise 0,2 mm stark sein.
  • Der Kleber wird bei einer Durchführung nach der Erfindung nach der Justierung in die Aussparung 12 eingebracht. Ein eventuell erforderliches Nachjustieren des Lichtwellenleiters 1 kann vor dem Aushärten des Klebers erfolgen.
  • Mit einer Dosiernadel wird ein Klebertropfen in die Aussparung (Nut) 12 eingebracht. Der Klebertropfen verläuft dann selbständig bei einer Durchführung nach Fig. 3 in optimaler Form gleichmäßig. Diese Aussparung 12 erstreckt sich in der Richtung der optischen Achse 15 über etwa 1 bis 2 mm.

Claims (10)

  1. Patentansprüche 1. Durchführung für einen Lichtwellenleiter (1), bei der ein Lichtwellenleiter (1) in einer Bohrung justiert und mit Hilfe -eines Fixiermittels fixiert ist, d a d u r c h g e k e n n z ei c h n e t, daß die Durchführung im Bereich der Bohrung eine Aussparung (12) aufweist, durch die ein Teil der Oberfläche des sich in der Bohrung befindlichen Lichtwellenleiters (1) vor dem Fixieren offen zugänglich ist, und daß die Aussparung (12) zum freien Ende der Durchführung, in Richtung der Achse des Lichtwellenleiters (1) gesehen, einen Abstand aufweist.
  2. 2. Durchführung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n et durch einen Kleber als Fixiermittel.
  3. 3. Durchführung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Kleber UV-aushärtbar ist.
  4. 4. Durchführung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c hn e t durch Lot als Fixiermittel.
  5. 5. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Aussparung (12) symmetrisch bezüglich einer Ebene ist, die die Achse (15) des Lichtwellenleiters (1) enthält.
  6. 6. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Bereich der Aussparung (12) etwa die halbe Oberfläche des Lichtwellenleiters (1) vor dem Fixieren offen zugänglich ist.
  7. 7. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, g e -k e n n z e i c h n e t durch eine Kopplung des Lichtwellenleiters (1) an einen Optohalbleiter.
  8. 8. Durchführung nach Anspruch 7, g e k e n n z e i c h n e t, durch eine Kopplung des Lichtwellenleiters (1) an einen Strahlungsempfänger.
  9. 9. Durchführung nach Anspruch 7, g e k e n n z e i c hn e t durch eine Kopplung des Lichtwellenleiters (1) an einen optischen Sender.
  10. 10. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, g e -k e n n z e i c h n e t durch eine Kopplung des Lichtwellenleiters (1) an einen anderen Lichtwellenleiter.
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