DE4130706A1 - Optical jack-plug incorporating optical coupler - has optical fibre inserted in capillary provided by jack-plug pin and divergent optical paths coupled to rear optical fibres - Google Patents
Optical jack-plug incorporating optical coupler - has optical fibre inserted in capillary provided by jack-plug pin and divergent optical paths coupled to rear optical fibresInfo
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Abstract
Description
Stecker mit Koppler der vorliegenden Ausführung dienen zur Verwendung in Systemen der optischen Nachrichtentechnik, beispielsweise zur Datenübertragung mittels bidirektional genutzter Übertragungsstrecken.Plugs with couplers of the present design are used for Use in systems of optical communication technology, for example for data transmission by means of bidirectionally used Transmission links.
Aus der DE-OS 23 12 015 ist ein Stecker mit einem aus optischen Fasern hergestellten Koppler in Y-Konfiguration bekannt, bei dem der an der Steckerrückseite herausgeführte Basiszweig als Anschlußfaser dient, während die beiden anderen Faserzweige an der Stirnseite des Steckers enden. Dieser besteht aus zwei zu einem quaderförmigen Vorgehäuse zusammengefügten Halbschalen, zwischen denen der Koppler festgelegt ist. Die beiden Halbschalen bilden koppelseitig eine vorspringende Rippe, die beim Schleifen und Polieren der Stirnflächen beider Faserenden mit abgetragen wird. Nach dem Polieren der Stirnseite des Vorgehäuses wird dieses durch Oberformen zu einem handhabbaren Gehäuse fertiggestellt. Dies geschieht in der Weise, daß an zwei diametralen Seiten je eine Nut mit ausgeformt wird, die zur Führung der Rastfinger eines komplementären Steckers dienen. Dessen Gehäuse enthält z. B. eine Licht emittierende und eine Licht empfangende Diode, welche nach dem Verbinden beider Stecker auf die Stirnflächen der beiden Faserzweige des Kopplers ausgerichtet sind.From DE-OS 23 12 015 is a connector with an optical Fibers manufactured coupler in Y configuration known, in which the Base branch led out at the rear of the connector as connecting fiber serves while the other two fiber branches on the front of the Connector ends. This consists of two cuboids Pre-assembled half shells, between which the coupler is set. The two half-shells form one on the coupling side protruding rib that is used when grinding and polishing the End faces of both fiber ends is removed. After this The front of the front housing is polished by upper shaping finished into a manageable housing. This happens in the Way that a groove is formed on two diametrical sides is used to guide the locking fingers of a complementary connector serve. Its housing contains e.g. B. a light emitting and a Light receiving diode, which after connecting both plugs on the end faces of the two fiber branches of the coupler are aligned.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stecker mit integriertem optischen Koppler zu schaffen, der mit dem Lichtwellenleiter einer Übertragungsstrecke verbindbar ist. Zur Aufgabe gehört außerdem, ein Verfahren zur Herstellung derartiger Stecker anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und den im Anspruch 8 angegebenen Verfahrensmerkmalen gelöst. Zweckmäßige Einzelmerkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.The invention has for its object a plug to create integrated optical coupler that with the Optical fiber of a transmission link is connectable. For The task also includes a method for producing such Specify connector. This object is achieved with the Features of claim 1 and those specified in claim 8 Process features resolved. Appropriate individual features of the invention can be found in the subclaims.
Die Lösungen haben den Vorteil, daß der Stecker vom Aufbau her sehr einfach ist und ohne Schwierigkeiten mit Werkzeugen, Vorrichtungen und Meßgeräten hergestellt werden kann, die in Fertigungsstätten für Einrichtungen der optischen Nachrichtentechnik ohnehin vorhanden sind oder angefertigt werden können. Der Stecker zeichnet sich durch eine nur geringe Baugröße aus und kann in der Serienfertigung kostengünstig produziert werden.The solutions have the advantage that the connector is very structurally is simple and without difficulties with tools, devices and measuring devices that can be manufactured in manufacturing plants for Optical communications technology already available are or can be made. The plug is characterized by a small size and can be used in series production be produced inexpensively.
Die Erfindung wird anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wie folgt näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen Stecker mit integriertem Koppler in der Draufsicht, längsgeschnitten.The invention is illustrated by means of a drawing Embodiment described in more detail as follows. The drawing shows a top view of a connector with integrated coupler, cut lengthways.
In der Zeichnung ist der Stecker für Lichtwellenleiter insgesamt mit 1 bezeichnet. Der Stecker 1 besteht im wesentlichen aus einem Steckerstift 2 mit rückwärtigem Flansch 3 und einem in rückseitiger Verlängerung des Steckerstiftes 2 angeordneten Halteteil 4 sowie einer im Steckerstift 2 zentrisch fixierten Glasfaser 5, die den verlängerten Basiszweig eines im Halteteil 4 befestigten, optischen Kopplers 6 bildet, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Y-Konfiguration hat, aber auch drei oder mehr rückwärtige Faserzweige mit Anschlußfasern haben kann. Der Stecker ist für die Verwendung in einem handelsüblichen Kupplungsgehäuse konzipiert, in dem er von einer Überwurfmutter gehalten und mit einem komplementären LWL-Stecker ohne optischen Koppler verbunden werden kann. In the drawing, the connector for optical fibers is designated by 1 in total. The plug 1 essentially consists of a plug pin 2 with a rear flange 3 and a holding part 4 arranged in the rear extension of the plug pin 2 and a glass fiber 5 fixed centrally in the plug pin 2 , which forms the extended base branch of an optical coupler 6 fastened in the holding part 4 , which in the illustrated embodiment has a Y configuration, but can also have three or more rear fiber branches with connecting fibers. The plug is designed for use in a commercially available coupling housing, in which it is held by a union nut and can be connected to a complementary fiber optic plug without an optical coupler.
Den Steckerstift 2 durchsetzt zentrisch eine Kapillare 7, deren Durchmesser auf den Durchmesser der verwendeten Glasfaser 5 abgestimmt ist und welche die mit einem Kleber darin fixierte Glasfaser 5 enthält. Der Steckerstift 2 kann aus Metall, wie z. B. nichtrostendem Stahl, Keramik oder Glas hergestellt sein. Wird eine Ausführung aus Metall verwendet, ist der Flansch 3 vorzugsweise Bestandteil des Steckerstiftes. Besteht der Steckerstift 2 aus einem handelsüblichen Keramikteil, ist der Flansch 3, wie das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, als einstückige, separat aus z. B. nichtrostendem Stahl oder Neusilber hergestellte Buchse 8 ausgebildet. In diesem Fall ist in einer den Flansch 3 aufweisenden, im Durchmesser größeren vorderen Buchsenhälfte das rückwärtige Ende des Steckerstiftes 2 beispielsweise mittels Preßsitz befestigt. Die hintere Buchsenhälfte kleineren Durchmessers dient zur Aufnahme und Fixierung des Halteteils 4, das aus einem Rohr mit Längsschlitz besteht und aus Kovar hergestellt ist. Buchse 8 und Halteteil 4 sind z. B. durch Schweißen bei 9 aneinander befestigt. Bedarfsweise können Buchse 8 und Halteteil 4 jedoch auch aus einem Stück hergestellt sein.A central capillary 7 passes through the plug pin 2 , the diameter of which is matched to the diameter of the glass fiber 5 used and which contains the glass fiber 5 fixed therein with an adhesive. The plug pin 2 can be made of metal, such as. B. stainless steel, ceramic or glass. If a version made of metal is used, the flange 3 is preferably part of the connector pin. If the plug pin 2 consists of a commercially available ceramic part, the flange 3 , as the embodiment shown in the drawing shows, as a one-piece, separately from z. B. stainless steel or nickel silver bushing 8 is formed. In this case, the rear end of the plug pin 2 is fastened, for example by means of a press fit, in a front socket half having the flange 3 and has a larger diameter. The rear half of the bushing of smaller diameter serves to receive and fix the holding part 4 , which consists of a tube with a longitudinal slot and is made of Kovar. Socket 8 and holding part 4 are z. B. attached to each other by welding at 9 . If necessary, the socket 8 and the holding part 4 can, however, also be made in one piece.
In dem geschlitzten Rohr des Halteteils 4 ist der optische Koppler 6 z. B. mit Epoxidkleber befestigt. Das Halteteil 4 ist vorzugsweise so lang bemessen, daß die beiden rückwärtigen Anschlußfasern 10, 11 mit der äußeren Umhüllung 12 am freien Ende noch im Halteteil fixiert werden können. Dies geschieht in der Weise, daß der Kleber sowohl das Ende der Umhüllung 12 beider Anschlußfasern 10, 11 als auch ein Stück der daraus hervorstehenden blanken Glasfasern bedeckt. Der übrige Raum des Rohres, insbesondere zwischen der Klebestelle und dem Steckerstift 2, wird mit Silikongel ausgegossen. Als mechanische Zugentlastung und Knickschutz dient ein auf das Halteteil 4 geschobener und die Anschlußfasern 10, 11 mit umschließender Schrumpfschlauch, der außerdem auch zur Kennzeichnung des Steckertyps dienen kann (nicht dargestellt). In the slotted tube of the holding part 4 , the optical coupler 6 z. B. attached with epoxy adhesive. The holding part 4 is preferably dimensioned so long that the two rear connecting fibers 10 , 11 with the outer sheath 12 can still be fixed at the free end in the holding part. This is done in such a way that the adhesive covers both the end of the sheath 12 of both connecting fibers 10 , 11 and a piece of the bare glass fibers protruding therefrom. The remaining space of the tube, in particular between the glue point and the plug pin 2 , is poured out with silicone gel. A mechanical strain relief and anti-kink protection is a shrink tube pushed onto the holding part 4 and the connecting fibers 10 , 11 with a surrounding shrink tube, which can also serve to identify the connector type (not shown).
Bei der Herstellung des in der Zeichnung dargestellten Steckers 1 werden zunächst die separat gefertigten Teile, wie Steckerstift 2, Buchse 8 mit Flansch 3 und Halteteil 4 in der zuvor beschriebenen Weise aneinander befestigt und danach oder parallel dazu der optische Koppler 6 hergestellt. Bei diesem handelt es sich um einen Verschmelzkoppler, der je nach Bedarf aus Einmodenfasern oder Mehrmodenfasern ausgezogen wird. Dazu werden die Enden von zwei oder mehr Anschlußfasern 10, 11 in bekannter Weise präpariert, wobei bei der Verwendung von Mehrmodenfasern noch der den Faserkern einschließende Glasmantel abgeätzt wird. Danach werden die präparierten Faserenden in eine Ziehvorrichtung eingelegt (nicht dargestellt), so daß sie an der den späteren Verschmelzbereich bildenden Stelle parallel oder rotationssymmetrisch aneinanderliegen. Anschließend werden sie in der Ziehvorrichtung torsionsfrei fixiert, an der Berührungsstelle unter Einwirkung von Wärme miteinander verschmolzen und die Faseranordnung in axialer Richtung zu einem Taper ausgezogen. Nach dem Erkalten wird die Faseranordnung in der Taperzone so angeritzt und gebrochen, daß etwa eine halbe Taperlänge abgetrennt wird und eine rechtwinklige Bruchfläche zur Taperachse entsteht. Um einen sehr kleinen Berührungswinkel mit günstigen Dämpfungswerten zu erzielen, wird jedoch nicht in der Mitte der Taperzone geritzt und gebrochen, sondern vorzugsweise so mittenversetzt, daß die Seite mit den Anschlußfasern 10, 11 ein längeres Stück Taperzone aufweist als das abgetrennte Stück.In the manufacture of the plug 1 shown in the drawing, the separately manufactured parts, such as plug pin 2 , socket 8 with flange 3 and holding part 4 , are first attached to one another in the manner described above, and the optical coupler 6 is then produced in parallel therewith. This is a fusion coupler that is pulled out of single-mode or multi-mode fibers as required. For this purpose, the ends of two or more connecting fibers 10 , 11 are prepared in a known manner, the glass jacket enclosing the fiber core being etched off when using multimode fibers. The prepared fiber ends are then placed in a drawing device (not shown), so that they lie parallel or rotationally symmetrically at the point forming the later fusion area. They are then fixed in the pulling device without torsion, fused together at the point of contact under the action of heat, and the fiber arrangement is drawn out in the axial direction to form a taper. After cooling, the fiber arrangement in the taper zone is scratched and broken in such a way that approximately half a taper length is cut off and a perpendicular fracture surface is formed to the taper axis. In order to achieve a very small contact angle with favorable damping values, however, it is not scored and broken in the middle of the taper zone, but is preferably offset so that the side with the connecting fibers 10 , 11 has a longer piece of taper zone than the separated piece.
Nach Herstellung der Bruchfläche im Bereich der Taperzone wird die Faseranordnung in eine (nicht dargestellte) Spleißvorrichtung umgesetzt, darin fixiert und die freien Enden der Anschlußfasern 10, 11 an je einen optischen Detektor gekoppelt. Außerdem wird ein noch unvollständiger Stecker mit leerer Kapillare 7 so in eine axial verschiebbare Aufnahme der Spleißvorrichtung eingesetzt, daß das Halteteil 4 des Steckers zur Bruchstelle des Tapers 10, 11 gerichtet ist. Nun wird ein separat präparierter Lichtwellenleiter mit einer relativ lang von der Kunststoffumhüllung befreiten, blanken, im vorderen Endbereich ggf. abgeätzten Glasfaser 5 von der Steckseite her durch die Kapillare 7 des Steckerstiftes 2 gefädelt, hinter dem freien Ende des Halteteiles 4 auf die Bruchfläche des Tapers ausgerichtet, in dieser Lage fixiert sowie das rückseitige Ende des Lichtwellenleiters an eine Lichtquelle gekoppelt und der Taper mit der Glasfaser 5 gespleißt. Hierbei werden entsprechende Meßgeräte in bezug auf den Abbau der Dämpfung beobachtet und der Spleißvorgang bei Erreichen eines optimal niedrigen Wertes beendet. Danach wird die Spleißstelle durch Einkapseln in eine Kunststoffdispersion gesichert.After the fracture surface has been produced in the area of the taper zone, the fiber arrangement is converted into a splicing device (not shown), fixed therein and the free ends of the connecting fibers 10 , 11 are each coupled to an optical detector. In addition, an incomplete plug with an empty capillary 7 is inserted into an axially displaceable receptacle of the splicing device in such a way that the holding part 4 of the plug is directed towards the breaking point of the taper 10 , 11 . Now a separately prepared optical fiber with a relatively long free of the plastic sheathing, bare, in the front end area possibly etched glass fiber 5 is threaded from the plug side through the capillary 7 of the connector pin 2 , behind the free end of the holding part 4 on the broken surface of the taper aligned, fixed in this position and the rear end of the optical waveguide coupled to a light source and the taper spliced with the glass fiber 5 . Corresponding measuring devices are observed with regard to the reduction of the damping and the splicing process is ended when an optimally low value is reached. The splice is then secured by encapsulating it in a plastic dispersion.
In geringem Abstand zwischen Spleißstelle und der Rückseite des Steckerstiftes 2 erhält die jetzt den verlängerten Basiszweig des Kopplers 6 bildende Glasfaser 5 eine dünne Kleberbenetzung, welche z. B. ebenfalls aus Epoxidkleber besteht. Danach wird das Steckerteil soweit über die mit Kleber benetzte Glasfaser 5 geschoben, bis diese vollständig von der Kapillare 7 des Steckerstiftes 2 aufgenommen ist, die Spleißstelle des Kopplers 6 sich nahe an der Rückseite des Steckerstiftes 2 befindet und der Anfang der äußeren Umhüllung 12 beider Anschlußfasern 10, 11 innerhalb des Halteteiles 4 liegt. Mit einer geringen Portion Kleber wird nun der Koppler 6 in der zuvor bereits beschriebenen Weise im Halteteil 4 befestigt. Diese Befestigung und die Fixierung der Glasfaser S in der Kapillare 7 geschieht durch Wärmezufuhr und Aushärten des Klebers beispielsweise mit Heißluft.At a short distance between the splice and the back of the connector pin 2 , the glass fiber 5 , which now forms the extended base branch of the coupler 6, is given a thin adhesive wetting which, for. B. also consists of epoxy adhesive. Then the plug part is pushed so far over the glass fiber 5 wetted with adhesive until it is completely absorbed by the capillary 7 of the plug pin 2 , the splice point of the coupler 6 is close to the rear of the plug pin 2 and the beginning of the outer sheath 12 of both connecting fibers 10 , 11 lies within the holding part 4 . The coupler 6 is now fastened in the holding part 4 in the manner already described with a small portion of adhesive. This attachment and the fixing of the glass fiber S in the capillary 7 is done by applying heat and curing the adhesive, for example with hot air.
Ist der Kleber ausgehärtet, werden die Ankopplungen von Lichtquelle und Detektoren gelöst und die Steckeranordnung der Spleißvorrichtung entnommen. Danach erfolgt das Ausfüllen des Halteteiles 4 mit der beispielsweise aus Silikongel bestehenden Vergußmasse, die durch den Längsschlitz des Rohres hindurch eingebracht wird und den Koppler 6 unter anderem gegen Vibration und Umwelteinflüsse schützt. Nun erfolgt die Anbringung des Schrumpfschlauches. Schließlich wird der Faserüberstand an der Stirnseite des Steckerstiftes 2 abgetrennt, die Stirnfläche der Glasfaser 5 mit der des Steckerstiftes 2 plangeschliffen und poliert.Once the adhesive has hardened, the couplings of the light source and detectors are released and the connector arrangement is removed from the splicing device. Then the holding part 4 is filled with the potting compound consisting, for example, of silicone gel, which is introduced through the longitudinal slot of the tube and protects the coupler 6 against vibration and environmental influences, among other things. Now the shrink tube is attached. Finally, the fiber protrusion is cut off on the end face of the plug pin 2 , the end face of the glass fiber 5 is ground and polished with that of the plug pin 2 .
Claims (11)
- a) Anfertigen eines eine Kapillare (7) enthaltenden Steckerstiftes (2) mit einem rückwärtigen Halteteil (4);
- b) Herstellen des optischen Kopplers (6) durch Verschmelzen von wenigstens zwei ggf. abgeätzten Anschlußfasern (10, 11) sowie anschließendes Ausziehen und nach dem Erkalten Abtrennen etwa der halben Länge des entstandenen Tapers;
- c) Durchfädeln einer blanken, im vorderen Bereich ggf. abgeätzten Glasfaser (5) durch die Kapillare (7), bis das Faserende ausreichend weit über das Halteteilende vorsteht und Spleißen des Faserendes mit der Stirnfläche des Tapers;
- d) Einkapseln des Kopplers (6) und der ggf. vorhandenen restlichen abgeätzten Stellen der Glasfasern (5, 10, 11) in eine Kunststoffdispersion;
- e) Benetzen der Glasfaser (5) zwischen Koppler (6) und Steckerstift (2) mit einem aushärtbaren Kleber;
- f) Verschieben des Steckerteiles über die benetzte Glasfaser (5), bis diese von der Kapillare (7) aufgenommen ist und der Koppler (6) nahe am Steckerstiftende und die äußere Umhüllung (12) der Anschlußfasern (10, 11) innerhalb des Halteteiles (4) liegen;
- g) Befestigen der Anschlußfasern (10, 11) am Ende des Halteteiles (4) mit aushärtbarem Kleber und Fixieren der Glasfaser (5) im Steckerstift (2) durch Wärmezufuhr und Aushärten der Klebestellen;
- h) Abtrennen des Faserüberstandes an der Stirnseite des Steckerstiftes (2) sowie Planschleifen und Polieren der Glasfaser (5).
- a) making a plug ( 2 ) containing a capillary ( 7 ) with a rear holding part ( 4 );
- b) producing the optical coupler ( 6 ) by fusing at least two possibly etched connection fibers ( 10 , 11 ) and then pulling them out and, after cooling, separating about half the length of the resulting taper;
- c) threading through the capillary ( 7 ) a bare glass fiber ( 5 ) which may have been etched away in the front area until the fiber end protrudes sufficiently far beyond the end of the holding part and splicing the fiber end with the end face of the taper;
- d) encapsulating the coupler ( 6 ) and any remaining etched-off areas of the glass fibers ( 5 , 10 , 11 ) in a plastic dispersion;
- e) wetting the glass fiber ( 5 ) between the coupler ( 6 ) and connector pin ( 2 ) with a curable adhesive;
- f) moving the plug part over the wetted glass fiber ( 5 ) until it is received by the capillary ( 7 ) and the coupler ( 6 ) close to the plug end and the outer sheath ( 12 ) of the connecting fibers ( 10 , 11 ) within the holding part ( 4 ) lie;
- g) attaching the connecting fibers ( 10 , 11 ) to the end of the holding part ( 4 ) with curable adhesive and fixing the glass fiber ( 5 ) in the connector pin ( 2 ) by applying heat and curing the adhesive points;
- h) cutting off the fiber overhang on the end face of the connector pin ( 2 ) and surface grinding and polishing of the glass fiber ( 5 ).
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ALCATEL SEL AKTIENGESELLSCHAFT, 7000 STUTTGART, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |