DE10304977A1

DE10304977A1 - Arrangement for positioning optical fibers has leadthrough receiving optical fiber and clamping structure arranged in area of leadthrough provided as spiral spring element

Info

Publication number: DE10304977A1
Application number: DE2003104977
Authority: DE
Inventors: Andreas Menz; Ralf Höper; Volker Biefeld; Oliver Krampitz; Guido Mannmeusel
Original assignee: PROTRON MIKROTECHNIK GmbH
Current assignee: PROTRON MIKROTECHNIK GmbH
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2023-02-08
Also published as: DE10304977B4

Abstract

The arrangement (11) has a leadthrough (10) for receiving optical fiber. A clamping structure (13) is arranged in the area of the leadthrough and is provided as a spiral spring element (14), which can apply a force transversely to the longitudinal direction of the leadthrough. One end of the spiral spring is connected with the arrangement and the other end is a free end. The direction of the first to the second end of the spiral spring runs parallel to the longitudinal direction of the leadthrough. Independent claims are also provided for: (1) Connector, especially plug connector; (2) Optical cable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionierung optischer Fasern, die aufweist: wenigstens eine durch die Vorrichtung hindurchtretende Durchführung zur Aufnahme einer optischen Faser, wobei im Bereich der Durchführung wenigstens eine Klemmstruktur angeordnet ist, wobei die Klemmstruktur als Biegefederelement ausgebildet ist, das in der Lage ist, eine Federkraft im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Durchführung auszuüben, wobei das Biegefederelement ein erstes, mit der Vorrichtung verbundenes Ende und ein zweites, freies Ende aufweist.The invention relates to a device for positioning optical fibers, comprising: at least one through the device passing through for receiving an optical Fiber, at least one clamping structure in the area of the implementation is arranged, wherein the clamping structure is designed as a spiral spring element is that is capable of a spring force substantially transverse to longitudinal direction the implementation exercise, the spiral spring element being a first one connected to the device End and a second, free end.

Ferner betrifft die Erfindung einen Verbinder, insbesondere Steckverbinder, mit einer derartigen Vorrichtung.The invention further relates to a Connector, in particular connector, with such a device.

Schließlich betrifft die Erfindung ein optisches Kabel mit einem derartigen Verbinder.Finally, the invention relates an optical cable with such a connector.

Bei der Verbindung von optischen Fasern bspw. zweier optischer Kabel spielt es eine besondere Bedeutung, dass die, Enden der einzelnen optischen Fasern eines Kabels exakt zu den Enden der optischen Fasern des anderen Kabels ausgerichtet sind, da bei einer fehlerhaften, das heißt anders gearteten Ausrichtung die Übertragungsqualität leidet. Daher kommt es bei den entsprechenden Verbindern derartiger optischer Kabel darauf an, dass die optischen Fasern mittels einer geeigneten Vorrichtung exakt positioniert sind.When connecting optical Fibers, e.g. two optical cables, it plays a special role that the ends of the individual optical fibers of a cable are exact are aligned with the ends of the optical fibers of the other cable, since there is an incorrect, that is to say a different kind of alignment the transmission quality suffers. Therefore it comes with the corresponding connectors of such optical Cable that the optical fibers using a suitable Device are positioned exactly.

Typischerweise beträgt die Toleranz des Durchmessers einer optischen Faser etwa ±1 bis 2 μm. Ferner ist zu beachten, dass der Kern einer optischen Faser oftmals einen Durchmesser von nur ca. 10 μm aufweist. Daher können sich bereits die Durchmessertoleranzen der optischen Faser zu einer erheblichen Fehljustierung zweier zu koppelnder optischer Fasern addieren. Hinzu kommen weitere Toleranzen im Bereich der Positionierungsvorrichtungen, die diese Schwierigkeiten noch verschärfen.The tolerance is typically the diameter of an optical fiber is approximately ± 1 to 2 μm. It should also be noted that the core of an optical fiber often has a diameter of only approx. 10 μm having. Therefore can the diameter tolerances of the optical fiber already become one considerable misalignment of two optical fibers to be coupled add. In addition there are further tolerances in the area of the positioning devices exacerbate these difficulties.

Im Stand der Technik, bspw. gemäß DE-OS 24 49 359 und DE 199 02 241 A1 , wurde vorgeschlagen, sogenannte Faserarrays, das heißt mehrere zueinander ausgerichtete optische Fasern innerhalb einer Anordnung, mittels lochförmiger Durchführungen in einer Vorrichtung ohne besonderen Klemmmechanismus bereitzustellen. Die Positionierung der optischen Fasern ist jedoch dann nur im Rahmen der Fertigungstoleranzen von der Lochstruktur und der Faserdurchmesser möglich. Daher wird die Lochstruktur typischerweise in Abhängigkeit vom Faserdurchmesser gefertigt. Diese Art der Fertigung ist jedoch aufwändig, da die einzelnen Fasern zuvor vermessen und vorsortiert werden müssen, um dann in die lochförmigen Durchführungen eingepasst zu werden.In the prior art, for example DE-OS 24 49 359 and DE 199 02 241 A1 , it has been proposed to provide so-called fiber arrays, that is to say a plurality of optical fibers aligned with respect to one another within an arrangement, by means of perforated feedthroughs in a device without a special clamping mechanism. The positioning of the optical fibers is then only possible within the scope of the manufacturing tolerances of the hole structure and the fiber diameter. Therefore, the hole structure is typically made depending on the fiber diameter. This type of production is complex, however, since the individual fibers must first be measured and pre-sorted in order to then be fitted into the perforated bushings.

DE-OS 24 49 359 schlägt ferner vor, Faserarrays als sogenannte V-Gruben ohne Klemmmechanismus bereitzustellen. Hierbei werden die einzelnen Fa sern in V-förmige Vertiefungen eingelegt. Die Positionierung der optischen Fasern ist jedoch bei diesen Vorrichtungen nur im Rahmen der Genauigkeit der Faserdurchmesser möglich. Zwar kann eine Ausrichtung der Faser in eine Richtung noch relativ genau erfolgen. Jedoch ist die Ausrichtung der Faser in einer zu dieser Richtung senkrechten Richtung so ungenau wie es der Toleranz des Faserdurchmessers entspricht. Zweidimensionale Faserarrays können bei Anwendung dieser Technik ebenfalls nur relativ ungenau hergestellt werden, da die Systemdicke als Fehler zusätzlich eingeht. DE-OS 24 49 359 also proposes to provide fiber arrays as so-called V-pits without a clamping mechanism. Here, the individual fibers are inserted into V-shaped depressions. However, the positioning of the optical fibers in these devices is only possible within the scope of the accuracy of the fiber diameter. Alignment of the fiber in one direction can still be done relatively precisely. However, the orientation of the fiber in a direction perpendicular to this direction is as imprecise as the tolerance of the fiber diameter. Two-dimensional fiber arrays can also only be produced relatively imprecisely using this technique, since the system thickness is also included as an error.

In der Literatur wurden ferner Faserarrays als Durchführungen mit einem quer zur Faser ausgelegten Klemmmechanismus vorgeschlagen. Beispiele hierfür sind der Artikel von Johan Holm et al., „Through-etched silicon carriers for passive alignment of optical fibers to surface-active optoelectronic components", Sensors and Actuators No. 82 (2000), S. 245–248, DE 43 22 660 C2 , EP 0 482 673 A2 und DE 100 16 869 A1 .In the literature, fiber arrays have also been proposed as feedthroughs with a clamping mechanism that is designed transverse to the fiber. Examples of this are the article by Johan Holm et al., "Through-etched silicon carriers for passive alignment of optical fibers to surface-active optoelectronic components", Sensors and Actuators No. 82 (2000), pp. 245-248, DE 43 22 660 C2 . EP 0 482 673 A2 and DE 100 16 869 A1 ,

Der genannte Artikel von Johan Holm et al. beschreibt eine Vorrichtung der eingangs genannten Art:The mentioned article by Johan Holm et al. describes a device of the type mentioned at the beginning:

8 veranschaulicht den Querschnitt einer Durchführung 1 für eine optische Faser innerhalb einer derartigen Vorrichtung 2 in einer Ansicht von oben. Die Durchführung 1 dient zur Aufnahme einer optischen Faser 3, die innerhalb der Durchführung 1 eingeklemmt wird. Hierzu sind im Bereich der Durchführung drei Klemmstrukturen 4 angeordnet, die jeweils als Biegefederelement 5 ausgebildet sind. Jedes dieser Biegefederelemente 5 ist in der Lage eine Federkraft im wesentlichen quer zur Längsrichtung des Durchgangs 1 auf die optische Faser auszuüben. Jedes dieser Biegefederelemente 5 weist ein erstes, mit der Vorrichtung verbundenes Ende 6 und ein zweites, freies Ende 7 auf. Die Richtung vom ersten Ende 6 zum zweiten Ende 7 verläuft ebenfalls quer zur Längsrichtung der Durchführung 1. 8th illustrates the cross section of an implementation 1 for an optical fiber within such a device 2 in a top view. The implementation 1 is used to hold an optical fiber 3 who are performing 1 is pinched. For this there are three clamping structures in the area of the implementation 4 arranged, each as a spiral spring element 5 are trained. Each of these spiral spring elements 5 is capable of a spring force substantially transverse to the longitudinal direction of the passage 1 to exercise on the optical fiber. Each of these spiral spring elements 5 has a first end connected to the device 6 and a second, free end 7 on. The direction from the first end 6 to the second end 7 also runs transversely to the longitudinal direction of the bushing 1 ,

Die Bestückung von Durchführungen derartiger Faserarrays mit optischen Fasern mit quer zur Faser ausgelegten Klemmstrukturen ist jedoch problema tisch, da die Klemmung typischerweise kleiner als der Faserdurchmesser ausgelegt sein muss. Daher kann es beim Einführen der Faser in die Durchführung zum Ausbrechen der Klemmstrukturen 4 oder zur Beschädigung der Faser 3 kommen. Die Klemmstrukturen gewährleisten darüber hinaus zum Teil keine optimale Führung von Fasern über die Führungslänge. Daher sind Winkelfehler, das heißt Schiefstellungen der Faser, möglich. Aus diesem Grund werden entsprechende Faserarrays zum Teil aus mehreren Teilkomponenten aufgebaut, die aus einem Locharray und entsprechenden Klemmstrukturen bestehen.However, the fitting of bushings of such fiber arrays with optical fibers with clamping structures designed transversely to the fiber is problematic, since the clamping typically has to be designed to be smaller than the fiber diameter. Therefore, when the fiber is inserted into the feedthrough, the clamping structures can break out 4 or damage to the fiber 3 come. In addition, the clamping structures sometimes do not guarantee optimal guidance of fibers along the guide length. This means that angular errors, i.e. misalignments of the fiber, are possible. For this reason, corresponding fiber arrays are partially constructed from several subcomponents, which consist of a hole array and corresponding clamping structures.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, Vorrichtungen zur Positionierung optischer Fasern zu verbessern.The invention therefore has the technical problem based on improving devices for positioning optical fibers.

Die Erfindung löst dieses Problem bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, dass die Richtung vom ersten, mit der Vorrichtung verbundenen Ende des Biegefederelements zum zweiten, freien Ende des Biegefederelements im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Durchführung verläuft.The invention solves this problem in a device of the type mentioned at the outset in that the direction from the first, end of the spiral spring element connected to the device to the second, free end of the spiral spring element substantially parallel to longitudinal direction the implementation runs.

Die Erfindung stellt somit im wesentlichen parallel zur optischen Faser angeordnete Klemmstrukturen zur Positionierung der optischen Faser bereit.The invention is thus essentially parallel clamping structures arranged to the optical fiber for positioning of the optical fiber ready.

Die erfindungsgemäße Positionierung und Klemmung von optischen Fasern ist fehlertolerant gegenüber Schwankungen des Faserdurchmessers und gegenüber dem Herstellungsprozess der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des Faserarrays, da die Klemmstrukturen der Durchführungen einen Klemmmechanismus bilden, der Fehler kompensiert. Die Klemmstrukturen gewährleisten nämlich neben der Klemmung auch eine exakte Führung der Fasern, so dass allenfalls geringe Winkelfehler auftreten können.The positioning and clamping according to the invention of optical fibers is fault tolerant to fluctuations in fiber diameter and across from the manufacturing process of the device according to the invention or of the fiber array, because the clamp structures of the bushings form a clamping mechanism that compensates for errors. The clamping structures guarantee namely in addition to the clamping, there is also an exact guidance of the fibers, so that at most small angle errors can occur.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht ferner eine einfache Bestückung der Durchführungen mit Fasern, da der Klemmmechanismus, nämlich das freie Ende der Biegefederelemente, jeweils nur auf einer Seite der Durch führung vorhanden ist, während die andere Seite der Durchführung einen Durchmesser aufweist, der geringfügig größer ist als der Faserdurchmesser.The device according to the invention also enables a simple assembly of the bushings with fibers, since the clamping mechanism, namely the free end of the spiral spring elements, is only available on one side of the bushing while the other side of the implementation has a diameter that is slightly larger than the fiber diameter.

Aufgrund der Anordnung der Klemmstrukturen bzw. Biegefederelemente im wesentlichen parallel zur Längsachse der optischen Faser können die Klemmstrukturen eine relativ große Länge aufweisen – insbesondere eine Länge, die wesentlich größer ist als bei den bekannten Klemmstrukturen (z.B. gemäß 8). Die Klemmstrukturen können daher eine ausreichende Federkraft bereitstellen, ohne dass es zu hohen Biegebeanspruchungen innerhalb der Klemmstruktur kommt. Die Klemmstrukturen sind daher so ausgelegt, dass sie im Regelfall nicht mehr brechen können.Due to the arrangement of the clamping structures or spiral spring elements essentially parallel to the longitudinal axis of the optical fiber, the clamping structures can have a relatively large length - in particular a length that is significantly greater than in the known clamping structures (for example according to FIG 8th ). The clamping structures can therefore provide sufficient spring force without causing high bending stresses within the clamping structure. The clamping structures are therefore designed so that they can usually no longer break.

Die erfindungsgemäße Ausrichtung der Klemmstrukturen im wesentlichen parallel zur Faser bzw. zur Längsrichtung der Durchführung benötigt ferner einen geringeren Platzbedarf gegenüber den bekannten, quer zur Faser ausgelegten Klemmstrukturen (bspw. gemäß 8). Die Erfindung ermöglicht daher, Faserarrays mit einer wesentlich höheren Faserdichte bereitzustellen.The alignment of the clamping structures according to the invention essentially parallel to the fiber or to the longitudinal direction of the feedthrough also requires less space than the known clamping structures designed transversely to the fiber (for example according to FIG 8th ). The invention therefore makes it possible to provide fiber arrays with a substantially higher fiber density.

Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Vorrichtung mittels eines anisotropen Ätzverfahrens aus einem Siliciumwafer hergestellt. Hierdurch ist eine kostengünstige Fertigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich.The device according to the invention is preferred using an anisotropic etching process made from a silicon wafer. This is an inexpensive manufacture the device according to the invention possible.

Die Erfindung sieht ferner vor, einen Verbinder, insbesondere Steckverbinder zum Verbinden von optischen Fasern mit elektronischen, optoelektronischen und/oder optischen Bauelementen, insbesondere Bauelementen zur Ein- und/oder Auskopplung von Licht oder optischen Schaltern, oder zum Verbinden von optischen Fasern wenigstens zweier optischer Kabel bereitzustellen, der ein Verbindergehäuse und eine in dem Verbindergehäuse untergebrachte Vorrichtung der vorstehenden Art aufweist.The invention further provides a Connectors, in particular connectors for connecting optical Fibers with electronic, optoelectronic and / or optical Components, in particular components for coupling in and / or coupling out light or optical switches, or for connecting optical fibers at least to provide two optical cables that a connector housing and one in the connector housing has housed device of the above type.

Die Erfindung sieht ferner ein optisches Kabel mit wenigstens einem derartigen Verbinder vor, wobei die Durchführungen zur Aufnahme optischer Fasern vollständig oder teilweise mit den optischen Fasern des Kabels belegt sind.The invention also sees an optical Cable with at least one such connector in front, the bushings to accommodate optical fibers completely or partially with the optical fibers of the cable are occupied.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Endung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:Further advantageous embodiments the ending result from the subclaims and from those in the drawing illustrated embodiments. The drawing shows:

1 eine Durchführung mit drei Klemmstrukturen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Positionierung optischer Fasern in einer Ansicht von oben; 1 a implementation with three clamping structures of an inventive device for positioning optical fibers in a view from above;

2 die Durchführung aus 1 in einer Seitenansicht entlang der Linie A-A' aus 1; 2 the implementation 1 in a side view along the line AA ' 1 ;

3 eine Durchführung mit drei Klemmstrukturen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Positionierung optischer Fasern in einer Ansicht von oben mit eingeführter optischer Faser; 3 a implementation with three clamping structures of an inventive device for positioning optical fibers in a view from above with inserted optical fiber;

4 die Durchführung aus 3 in einer Seitenansicht entlang der Linie A-A' aus 1 mit eingeführter optischer Faser; 4 the implementation 3 in a side view along the line AA ' 1 with inserted optical fiber;

5 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Positionierung optischer Fasern in Form eines eindimensionalen Arrays von Durchführungen für optische Fasern sowie seitlich daneben angeordnete Öffnungen bzw. Durchführungen zur Aufnahme von Passstiften; 5 a first embodiment of a device according to the invention for positioning optical fibers in the form of a one-dimensional array of bushings for optical fibers and openings or bushings arranged laterally next to it for receiving dowel pins;

6 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Positionierung optischer Fasern in Form eines eindimensionalen Arrays von Durchführungen für optische Fasern sowie seitlich daneben angeordneten Öffnungen bzw. Durchführungen zur Aufnahme von Passstiften, wobei diese Öffnungen bzw. Durchführungen ebenfalls Klemmstrukturen aufweisen; 6 a second embodiment of a device according to the invention for positioning optical fibers in the form of a one-dimensional array of feedthroughs for optical fibers and openings or feedthroughs for accommodating dowel pins arranged laterally next to them, these openings or feedthroughs likewise having clamping structures;

7 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Positionierung optischer Fasern mit mehreren parallel zueinander angeordneten Reihen von Durchführungen zur Aufnahme von optischen Fasern in Form eines zweidimensionalen Arrays; 7 a third embodiment of a device according to the invention for positioning optical fibers with a plurality of rows of bushings arranged parallel to one another for receiving optical fibers in the form of a two-dimensional array;

8 eine Durchführung zur Aufnahme einer optischen Faser gemäß dem Stand der Technik. 8th an implementation for receiving an optical fiber according to the prior art.

1 zeigt eine Durchführung 10, die durch eine Vorrichtung 11 zur Positionierung optischer Fasern hindurchtritt, und zwar in einer Ansicht von oben. Die Durchführung weist einen Querschnitt mit einer im wesentlichen kreisförmigen Grundform mit dem Radius R₂ auf. Alternativ kann die Grundform mehreckig, insbesondere dreieckig, viereckig, sechseckig oder achteckig, ausgebildet sein. 1 shows an implementation 10 by a device 11 for positioning optical fibers, in a view from above. The bushing has a cross section with an essentially circular basic shape with the radius R ₂ . Alternatively, the basic shape can be polygonal, in particular triangular, square, hexagonal or octagonal.

Die im wesentlichen regelmäßige Grundform wird an einer oder mehreren Stellen und zwar in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 an drei Stellen von im wesentlichen halbkreisförmigen Ausbuchtungen 12 unterbrochen. Innerhalb dieser Ausbuchtungen 12 sind Klemmstrukturen 13 in Form von Biegefederelementen 14 angeordnet. Diese Klemmstrukturen 13 sind derart ausgebildet, dass sie im Bereich des oberen Endes der Durchführung einen Radius R₁ der Durchführung 10 bewirken, der kleiner ist als der Radius R₂ und kleiner ist als der (in 2 dargestellte} halbe Durchmesser der optischen Faser F_D, die in die Durchführung 10 einzuführen ist.The essentially regular basic shape is in one or more places, specifically in the exemplary embodiment according to 1 in three places of essentially semicircular bulges 12 interrupted. Within these bulges 12 are clamping structures 13 in the form of spiral spring elements 14 arranged. These clamp structures 13 are designed such that they have a radius R _{1 of} the bushing in the region of the upper end of the bushing 10 cause that is smaller than the radius R ₂ and smaller than that (in 2 shown} half the diameter of the optical fiber F _D in the implementation 10 is to be introduced.

In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die drei Klemmstrukturen 13 in gleichen Abständen entlang des Umfangs der Durchführung 10 angeordnet. Das heißt die Klemmstrukturen 13 sind entlang des Umfangs der Durchführung 10 jeweils in einem Winkel von 120° angeordnet.In the in 1 illustrated embodiment are the three clamping structures 13 at equal intervals along the circumference of the bushing 10 arranged. That means the clamping structures 13 are performing along the scope 10 each arranged at an angle of 120 °.

Alternativ sind jedoch nur zwei einander gegenüberliegende Klemmstrukturen je Durchführung vorgesehen. Ferner ist auch eine einzige Klemmstruktur je Durchführung möglich, die gegenüber einem festem Anschlag innerhalb der Durchführung angeordnet ist. Alternativ sind mehr als drei Klemmstrukturen je Durchgang vorgesehen, bspw. vier, sechs oder acht Klemmstrukturen je Durchgang.Alternatively, however, only two are each other opposing Clamping structures provided for each implementation. Furthermore, a single clamping structure per implementation is also possible across from a fixed stop is arranged inside the bushing. alternative more than three clamping structures are provided per pass, e.g. four, six or eight clamping structures per pass.

Eine bestmögliche Positionierung, insbesondere Zentrierung wird jedoch mit drei Klemmstrukturen je Durchführung erreicht, so wie dies in 1 dargestellt ist.The best possible positioning, especially centering, is achieved with three clamping structures per bushing, as shown in 1 is shown.

Die Klemmstrukturen 13 sind mit einem Abstand G_B1 zu den Ausbuchtungen 12 angeordnet. Dieser Abstand G_B1 ist gerade so groß gewählt, dass eine maximale Auslenkung des Biegefederelements 14 in Richtung der Ausbuchtung 12 nicht zu einem Bruch des Biegefederelements 14 führen kann. Idealerweise beträgt der Abstand G_B1 im wesentlichen die Differenz von R₂ – R₁. Damit ist gewährleistet, dass selbst eine Faser mit der maximal möglichen Dicke, das heißt mit einem Radius R₂ die Biegefederelemente 14 nicht überbeanspruchen kann.The clamping structures 13 are at a distance G _B1 from the bulges 12 arranged. This distance G _B1 is chosen so large that there is a maximum deflection of the spiral spring element 14 towards the bulge 12 not to break the spiral spring element 14 can lead. Ideally, the distance G _B1 is essentially the difference between R ₂ - R ₁ . This ensures that even a fiber with the maximum possible thickness, that is, with a radius R _2, the spiral spring elements 14 cannot overuse.

2 zeigt die Durchführung 10 aus 1 in einer Seitenansicht entlang der Linie A-A' gemäß 1. Man erkennt, dass die Durchführung 10 im wesentlichen nach oben konisch zulaufende Wände aufweist. An ihrem unteren Ende weist die Durchführung 10 einen Durchmesser auf, der größer ist, als jede der für diese Durchführung bestimmte optische Faser, wobei der mittlere Durchmesser der für diese Durchführung bestimmten optischen Fasern F_D beträgt. Dieser Faserdurchmesser F_D ist jedoch größer als der sich aus dem Radius R₁ ergebende Abstand am oberen Ende der Durchführung 10, der durch die Klemmstrukturen 13 eingeengt wird. 2 shows the implementation 10 out 1 in a side view along the line AA 'according to 1 , One can see that the implementation 10 essentially has conically tapering walls. At its lower end the bushing points 10 has a diameter which is larger than each of the optical fibers intended for this feedthrough, the mean diameter of the optical fibers intended for this feedthrough being F _D. However, this fiber diameter F _D is larger than the distance at the upper end of the bushing resulting from the radius R ₁ 10 by the clamping structures 13 is concentrated.

Die Klemmstrukturen 13 sind als Biegefederelemente 14 ausgebildet, die in einem mittleren Bereich der Durchführung zwischen dem oberen und dem unteren Ende der Durchführung 10 mit ihrem ersten Ende 15 mit der Vorrichtung 11 verbunden sind. Das diesem ersten Ende 15 gegenüberliegende zweite Ende jedes Biegefederelements 14 ist ein freies Ende 16. Die kürzeste Verbindung zwischen dem ersten Ende 15 und dem zweiten Ende 16 be stimmt eine Richtung des Biegefederelements 14. Diese Richtung verläuft im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Durchführung 10 und damit im wesentlichen parallel zu einer in die Durchführung 10 eingeführten optischen Faser.The clamping structures 13 are as spiral spring elements 14 formed in a middle area of the passage between the upper and lower ends of the passage 10 with their first end 15 with the device 11 are connected. That this first end 15 opposite second end of each spiral spring element 14 is a free end 16 , The shortest connection between the first end 15 and the second end 16 be determines a direction of the spiral spring element 14 , This direction runs essentially parallel to the longitudinal direction of the bushing 10 and thus essentially parallel to one in the implementation 10 imported optical fiber.

Das Biegefederelement 14 ist einstückig mit der Vorrichtung 11 ausgebildet. Es wird gebildet durch Herstellen eines Schlitzes 17 zwischen dem Biegefederelement 14 und dem Grundkörper der Vorrichtung 11. Der Schlitz 17 reicht von oben (oder unten) in die Vorrichtung 11 hinein. Jedoch erstreckt sich der Schlitz 17 nicht über die Dicke der Vorrichtung 11, sondern endet im mittleren oder unteren Bereich der Vorrichtung 11. Das heißt der Schlitz 17 weist eine Tiefe auf, die kleiner ist als die Dicke der Vorrichtung 11.The spiral spring element 14 is integral with the device 11 educated. It is formed by making a slit 17 between the spiral spring element 14 and the body of the device 11 , The slot 17 reaches into the device from above (or below) 11 into it. However, the slot extends 17 not about the thickness of the device 11 , but ends in the middle or lower area of the device 11 , That is the slot 17 has a depth that is less than the thickness of the device 11 ,

Aufgrund der besonderen Ausgestaltung der Durchführung 10 mit den im Bereich dieser Durchführung angeordneten parallel zur einzuführenden Faser verlaufenden Klemmstrukturen 13 ist eine einfache Einführung der Faser in die Vorrichtung bei gleichzeitiger sicherer Führung und Positionierung im wesentlichen im Zentrum der Durchführung gewährleistet. Insbesondere wird ein Ausbrechen der Klemmstrukturen beim Einführen einer optischen Faser aufgrund der Ausrichtung der Klemmstrukturen parallel zur Fasereinschubrichtung sowie aufgrund der gewählten Radien R₁, R₂ und des Abstandes G_B1 verhindert.Due to the special design of the implementation 10 with the clamping structures arranged in the area of this bushing and running parallel to the fiber to be inserted 13 a simple introduction of the fiber into the device is ensured with simultaneous safe guidance and positioning essentially in the center of the implementation. In particular, the clamping structures are prevented from breaking out when an optical fiber is inserted due to the orientation of the clamping structures parallel to the fiber insertion direction and due to the selected radii R ₁ , R ₂ and the distance G _B1 .

3 zeigt die Durchführung 10 aus 1 mit darin eingeführter optischer Faser 18. Diese optische Faser 18 weist einen Radius R₃ auf, der gleich dem halben Faserdurchmesser F_D ist. Der Radius R₃ ist zwar kleiner als der Radius R₂ der Durchführung 10, jedoch größer als der Radius R₁ zwischen dem Mittelpunkt der Durchführung 10 und den Klemmstrukturen 13 an deren oberen, das heißt zweiten Enden 16. Daher reduziert sich der Abstand der Klemmstrukturen 13 zu den Ausbuchtungen bzw. die Dicke des Schlitzes 17 12 von G_B1 auf G_B2. 3 shows the implementation 10 out 1 with optical fiber inserted therein 18 , This optical fiber 18 has a radius R ₃ which is equal to half the fiber diameter F _D. The radius R ₃ is smaller than the radius R _{2 of} the implementation 10 , but larger than the radius R ₁ between the center of the bushing 10 and the clamping structures 13 at their upper, i.e. second ends 16 , The distance between the clamping structures is therefore reduced 13 to the bulges or the thickness of the slot 17 12 from G _B1 to G _B2 .

4 zeigt die Durchführung aus 3 mit eingeführter Faser 18 in einer Seitenansicht. Die optische Faser 18 schließt mit ihrem oberen Ende mit der Oberseite der Vorrichtung 11 bündig ab. Diese Fläche gelangt idealerweise in Berührung mit einer korrespondierend ausgebildeten Fläche einer zweiten optischen Faser, mit welcher die optische Faser 18 gekoppelt werden soll. 4 shows the implementation 3 with inserted fiber 18 in a side view. The optical fiber 18 closes with its upper end to the top of the device 11 flush. This surface ideally comes into contact with a correspondingly designed surface of a second optical fiber with which the optical fiber 18 to be coupled.

In den 1 bis 4 wurden die Biegefederelemente 14 insbesondere im Bereich ihrer freien Enden 16 auf der der Mitte der Durchführung 10 zugewandten Seite im wesentlichen eben dargestellt.In the 1 to 4 became the spiral spring elements 14 especially in the area of their free ends 16 on the middle of the performing 10 face towards Th page shown essentially flat.

Alternativ weist jedoch jedes Biegefederelement im Bereich seines freien Endes, d.h. im Bereich des Endes, das mit der optischen Faser in Kontakt tritt, auf der der Mitte der Durchführung zugewandten Seite des Biegefederelements eine im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Durchführung bzw. der optischen Faser verlaufende Rinne auf. Hierdurch erhält die optische Faser eine zusätzliche Führung, da somit jedes Biegefederelement zwei Anlageflächen bzw. Anlagepunkte für die optische Faser aufweist. Eine derartige Ausbildung der Biegefederelemente eignet sich insbesondere, wenn je Durchführung 10 nur ein oder zwei Biegefederelemente vorgesehen sind.Alternatively, however, each spiral spring element in the region of its free end, that is to say in the region of the end which comes into contact with the optical fiber, on the side of the spiral spring element facing the center of the bushing has a substantially parallel to the longitudinal direction of the bushing or the optical fiber Gutter. This provides the optical fiber with additional guidance, since each spiral spring element thus has two contact surfaces or contact points for the optical fiber. Such a configuration of the spiral spring elements is particularly suitable if per implementation 10 only one or two spiral spring elements are provided.

5 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer gesamten Vorrichtung 11 mit einer Mehrzahl von in einer Reihe angeordneten Durchführungen 10 der vorstehend beschriebenen Art und zwar in einer Ansicht von oben. Eine derartige Vorrichtung bezeichnet man als eindimensionales Faserarray. Eine derartige Vorrichtung 11 wird mit einer entsprechend ausgebildeten weiteren Vorrichtung verbunden, um die sich in den Durchführungen 10 befindenden gegenüberliegenden optischen Fasern optisch zu koppeln. Um zwei derartige Vorrichtungen 11 zueinander auszurichten, werden Führungsmittel in Form von Passstiften in dafür vorgesehene Öffnungen bzw. Durchgänge 19 eingeführt, die beide Vorrichtungen zueinander ausrichten. 5 shows a first embodiment of an entire device 11 with a plurality of bushings arranged in a row 10 of the type described above in a top view. Such a device is called a one-dimensional fiber array. Such a device 11 is connected to a correspondingly designed further device, around which is in the bushings 10 to optically couple the opposing optical fibers located. To two such devices 11 To align each other, guide means in the form of dowel pins in openings or passages provided for this purpose 19 introduced that align both devices to each other.

6 zeigt die Vorrichtung aus 5, wobei jedoch die Öffnungen bzw. Durchführungen 19 für die Passstifte ebenso wie die Durchführungen 10 mit Klemmstrukturen zur genauen Positionierung der Passstifte und zum Einklemmen der Passstifte ausgebildet sind. 6 shows the device 5 , but with the openings or bushings 19 for the dowel pins as well as the bushings 10 are designed with clamping structures for precise positioning of the dowel pins and for clamping the dowel pins.

7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 21 in Form eines zweidimensionalen Faserarrays, bei dem mehrere parallel zueinander angeordnete Reihen von Durchführungen 10 gemäß der vorstehend beschriebenen Art vorgesehen sind. Eine derartige Vorrichtung 21 kann ebenfalls Öffnungen bzw. Durchführungen für Passstifte gemäß der vorstehend beschriebenen Art aufweisen. 7 shows a further embodiment of a device according to the invention 21 in the form of a two-dimensional fiber array, in which several rows of bushings arranged parallel to one another 10 are provided according to the type described above. Such a device 21 can also have openings or bushings for dowel pins according to the type described above.

Die in den 1 bis 7 dargestellten Vorrichtungen 11 bzw. 21 sind vorzugsweise einstückig ausgebildet. Sie werden hierzu vorzugsweise aus einem Halbleitermaterial, bspw. einen Siliciumwafer hergestellt, in dem ein anisotropes Ätzverfahren, z.B. Silicium-Tiefenätzverfahren oder RIE (Reactive Ion Etching), DRIE (Deep Reactive Ion Etching) oder HARSE (High Aspect Ratio Silicon Etching)-Verfahren, angewendet wird, wie dies z.B. in DE 42 14 045 C1 beschrieben ist. Hierbei werden bewusst prozessbedingte Inhomogenitäten, insbesondere strukturbreitenabhängige Ätzraten (RIE-Lag), ausgenutzt, um die oben beschriebenen Strukturen zu erhalten. Prozessbedingt werden nämlich breite Strukturen schneller geätzt als schmale Strukturen. Diesen Effekt nutzt man aus, indem die sich nicht über die gesamte Dicke des Materials erstreckenden Schlitze schmaler ausgebildet sind als die sich über die gesamte Dicke erstreckenden Durchführungen. Somit wird bereits aufgrund der Breitenverhältnisse der Schlitze zu den Durchführungen die Tiefe der Schlitze bestimmt, wenn der Ätzprozess rechtzeitig beendet wird, insbesondere im wesentlichen zu einem Zeitpunkt, an dem sich die Durchführung vollständig über die Dicke des Materials erstreckt. Zu diesem Zeitpunkt ist nämlich der Ätzprozess im Bereich der Schlitze noch nicht soweit fortgeschritten wie im Bereich der Durchführungen, so dass die Schlitze sich zwar in das Material hinein ausgebildet haben, jedoch sich noch nicht über die gesamte Dicke des Materials erstrecken.The in the 1 to 7 shown devices 11 and 21 are preferably formed in one piece. For this purpose, they are preferably produced from a semiconductor material, for example a silicon wafer, in which an anisotropic etching process, for example silicon deep etching process or RIE (Reactive Ion Etching), DRIE (Deep Reactive Ion Etching) or HARSE (High Aspect Ratio Silicon Etching) process , is used, such as in DE 42 14 045 C1 is described. Here process-related inhomogeneities, in particular structure-width-dependent etching rates (RIE lag), are deliberately exploited in order to obtain the structures described above. Because of the process, broad structures are etched faster than narrow structures. This effect is exploited in that the slots which do not extend over the entire thickness of the material are made narrower than the bushings which extend over the entire thickness. Thus, based on the width ratios of the slots to the bushings, the depth of the slots is determined when the etching process is ended in good time, in particular essentially at a point in time at which the bushing extends completely over the thickness of the material. At this point in time, the etching process in the area of the slots has not progressed as far as in the area of the leadthroughs, so that the slots have formed into the material, but do not yet extend over the entire thickness of the material.

Anstelle eines Halbleitermaterials kann die Vorrichtung jedoch auch aus keramischem oder metallischem Material oder aus Kunststoff bestehen.Instead of a semiconductor material However, the device can also be made of ceramic or metallic Material or plastic.

Die auf diese Weise ausgebildete Vorrichtung wird in einem Verbindergehäuse, bspw. dem Gehäuse eines Steckverbinders untergebracht, der zum Verbinden von optischen Fasern mit elektronischen, optoelektronischen und/oder optischen Bauelementen, bspw. Bauelementen zur Ein- und/oder Auskopplung von Licht oder optischen Schaltern, oder zum Verbinden von optischen Fasern zweier optischer Kabel verwendet wird. Das Verbindergehäuse weist dabei zusätzliche Einrichtungen auf, um die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie die optischen Fasern zu schützen und insbesondere ein Herausrutschen bzw. Herausreißen der optischen Fasern aus der Vorrichtung zu verhindern.The one trained in this way Device is in a connector housing, for example the housing of a Connector housed for connecting optical fibers with electronic, optoelectronic and / or optical components, For example, components for coupling in and / or coupling out light or optical switches, or for connecting optical fibers of two optical cable is used. The connector housing has additional Means to the device according to the invention and the optical To protect fibers and in particular slipping out or tearing out the to prevent optical fibers from the device.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet insbesondere zum Justieren bzw. Positionieren von optischen Fasern in der Telekommunikationstechnik bzw. Netzwerktechnik Anwendung, bspw. bei Steckerverbindungen für optische Fasern, wie zum Beispiel bei sogenannten MT-RJ oder FSD-Verbindern bzw. - Connectors. Ferner findet die Erfindung Anwendung bei der Verbindung von (opto)elektronischen Bauelementen an optischen Fasern zur Ein- oder Auskopplung von Licht sowie bei Faserarrays für optische Schalter.The device according to the invention takes place in particular for adjusting or positioning optical fibers in telecommunications technology or Network technology application, for example for plug connections for optical Fibers, such as with so-called MT-RJ or FSD connectors or - Connectors. The invention also finds application in connection of (opto) electronic components on optical fibers for input or Coupling out of light and fiber arrays for optical switches.

Darüber hinaus findet die Erfindung Anwendung bei abbildenden Systemen, bspw. in Form von Faserarrays für konfokale Mikroskopie bzw. Endoskopie sowie in Form von Faserarrays zur Anwendung in der Analytik oder Synthese von Biochips.In addition, the invention takes place Use in imaging systems, for example in the form of fiber arrays for confocal Microscopy or endoscopy and in the form of fiber arrays for use in the analysis or synthesis of biochips.

Die Erfindung stellt ein neuartiges Faserarray mit einem Klemmmechanismus bereit, der optische Fasern präzise und zuverlässig Positionieren und Fixieren kann. Aufgrund der parallelen Ausrichtung der Klemmstrukturen zur optischen Faser werden Winkelfehler der optischen Faser und wird ein Ausbrechen der Klemmstrukturen vermieden. Aufwändiges manuelles Auswählen oder gar Nacharbeiten von optischen Fasern für Faserarrays werden dank der Erfin dung vermieden. Die Herstellungskosten optischer Steckverbinder können daher reduziert werden.The invention provides a novel fiber array with a clamping mechanism that can position and fix optical fibers precisely and reliably. Due to the parallel alignment of the clamping structures to the optical fiber, angular errors of the optical fiber and breaking out of the clamping structures are avoided. Time-consuming manual selection or even reworking of optical fibers for fiber arrays are avoided thanks to the invention. The manufacturing costs of optical connectors can therefore be reduced become.

Claims

Optical fiber positioning device ( 18 ) which comprises: - at least one through the device ( 11 . 21 ) passing through ( 10 ) to accommodate an optical fiber ( 18 ), - in the area of implementation ( 10 ) at least one clamping structure ( 13 ) is arranged, - the clamping structure ( 13 ) as a spiral spring element ( 14 ) is designed, which is capable of a spring force substantially transversely to the longitudinal direction of the bushing ( 10 ) to exercise, - whereby the spiral spring element ( 14 ) a first, with the device ( 11 . 21 ) connected end ( 15 ) and a second, free end ( 16 ), characterized in that - the direction from the first ( 15 ) to the second end ( 16 ) of the spiral spring element ( 14 ) essentially parallel to the longitudinal direction of the bushing ( 10 ) runs.

Device according to claim 1, characterized in that in the area of an implementation ( 10 ) exactly one clamping structure ( 13 ) is arranged, the implementation ( 10 ) one of this clamping structure ( 13 ) has opposite fixed stop.

Device according to claim 1, characterized in that in the area of an implementation ( 10 ) exactly two, three or more clamping structures ( 13 ) are arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the spiral spring element ( 14 ) in the area of its free end ( 16 ) on its the middle of performing ( 10 ) facing side is essentially parallel to the longitudinal direction of the bushing ( 10 ) has a running gutter.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 11 . 21 ) consists of a semiconductor material.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 11 . 21 ) consists of silicon.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device ( 11 . 21 ) consists of a ceramic material.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device ( 11 . 21 ) consists of a metallic material.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device ( 11 . 21 ) consists of a plastic.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 11 . 21 ) is produced using an anisotropic etching process.

Device according to claim 10, characterized in that the device ( 11 . 21 ) is made using process-related inhomogeneities of the RIE process.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 11 ) a series of implementations ( 10 ) in the form of a one-dimensional array.

Device according to claim 12, characterized in that the device ( 21 ) several parallel rows of bushings ( 10 ) in the form of a two-dimensional array.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 11 . 21 ) Openings and / or further bushings ( 19 ) for receiving guide means, in particular dowel pins.

Device according to claim 14, characterized in that the openings and / or further bushings ( 19 ) Clamping structures that correspond to the clamping structures) of the bushings) ( 10 ) are designed to accommodate optical fibers.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 11 . 21 ) is formed in one piece.

Connectors, in particular connectors, for connecting optical fibers ( 18 ) with electronic, optoelectronic and / or optical components, in particular components for coupling in and / or coupling out light or optical switches, or for connecting optical fibers ( 18 ) at least two optical cables, the connector comprising: a connector housing and a device accommodated in the connector housing ( 11 . 21 ) according to one of claims 1 to 16.

Optical cable with at least one connector according to claim 17, wherein the bushings ( 10 ) for holding optical fibers ( 18 ) completely or partially with the optical fibers ( 18 ) of the cable are occupied.