DE10323087B4

DE10323087B4 - Method and device for coating the end faces of prefabricated optical fibers

Info

Publication number: DE10323087B4
Application number: DE10323087A
Authority: DE
Inventors: Dieter Frank
Original assignee: Frank Optic Products Opti GmbH; Frank Optic Products Optische Technologien GmbH
Current assignee: FRANK OPTIC PRODUCTS GMBH - FIBER OPTICS AND S, DE
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2023-05-17
Also published as: DE10323087A1

Abstract

Verfahren zum Aufbringen dielektrischer Interferenzschichten auf mindestens einen konfektionierten Lichtleiter als Folge dünner auf die zu beschichtende Stirnfläche des mindestens einen Lichtleiters aufgetragener Schichten, bei welchem die Schichtenfolge unter gewöhnlichen atmosphärischen Umgebungsbedingungen, nämlich unter Umgebungstemperatur und unter Verzicht auf eine Vakuumumgebung oder eine Schutzgasatmosphäre, auf die zu beschichtende Stirnfläche aufgebracht wird, indem die Schichtenfolge von einem formbeständigen und planen Festkörpersubstrat abgenommen wird, auf welchem zuvor eine Trennschicht sowie die auf die zu beschichtende Stirnfläche des mindestens einen Lichtleiters aufzubringenden Schichten in umgekehrter Reihenfolge in einem Vakuumprozess abgeschieden wurden, und indem zum Abnehmen der Schichtenfolge von dem Festkörpersubstrat die zu beschichtende Stirnfläche des mindestens einen Lichtleiters mittels eines fließfähigen Klebstoffs und mit senkrechter Ausrichtung ihrer Flächennormale auf das schichtentragende Festkörpersubstrat aufgeklebt, der Klebstoff mittels UV-Licht ausgehärtet und danach der mindestens eine Lichtleiter mit der Schichtenfolge von der auf dem Festkörpersubstrat verbleibenden Trennschicht abgerissen wird.method for applying dielectric interference layers to at least a prefabricated optical fiber as a result thinner on the to be coated face of the at least one light guide applied layers, in which the layer sequence under ordinary atmospheric Environmental conditions, namely below ambient temperature and waiving a vacuum environment or a protective gas atmosphere, on the face to be coated is applied by the layer sequence of a dimensionally stable and plan solid-state substrate is removed, on which previously a release layer and the on the face to be coated of the at least one light guide applied layers in reverse Sequence were deposited in a vacuum process, and by Removing the layer sequence of the solid substrate to be coated face the at least one light guide by means of a flowable adhesive and with vertical alignment of their surface normal to the layer-bearing Solid substrate glued, the adhesive cured by means of UV light and then the at least one light guide with the layer sequence of that on the solid substrate remaining separating layer is torn off.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen dielektrischer Interferenzschichten auf mindestens einen bereits konfektionierten Lichtleiter als Folge dünner auf die Stirnfläche des mindestens einen Lichtleiters aufgetragener Schichten, wobei die Schichten vorzugsweise zur Entspiegelung der Stirnflächen aufgebracht werden. Im Weiteren betrifft die Erfindung eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung, die vorzugsweise für den mobilen Einsatz vorgesehen ist.The The invention relates to a method for applying dielectric interference layers on at least one already assembled optical fiber as a result thinner on the face of the at least one light guide applied layers, wherein the layers are preferably applied for anti-reflection of the end faces become. In addition, the invention relates to a for carrying out the Method suitable device, preferably for the mobile Insert is provided.

In optischen Systemen ist es für viele Anwendungen erforderlich, die optisch aktiven Flächen der Komponenten zu unterschiedlichsten Zwecken mit dielektrischen Interferenzschichten zu versehen. Beispielsweise werden entsprechende Schichten aufgetragen, um Filterwirkungen (Kantenfilter u. dgl.) zu erzeugen, insbesondere aber zur Entspiegelung von Übergangs- bzw. Koppelstellen, um die in diesen Bereichen auftretenden Übertragungsverluste zu verringern. Auch selektive bzw. Teilverspiegelungen sind mit Hilfe entsprechender Schichten realisierbar. Das Aufbringen der Interferenzschichten geschieht gewöhnlich durch das Aufdampfen im Vakuum. Dieser Prozess wird für Einzeloptiken, wie Linsen, Prismen oder Planoptiken sicher beherrscht und führt zu guten Ergebnissen. Zwar wird die vorgestellte Verfahrensweise auch bei der Entspiegelung konfektionierter Lichtleiter eingesetzt, jedoch ist sie hier mit erheblichen technologischen Problemen verbunden.In it is for optical systems Many applications require the optically active surfaces of the Components for a variety of purposes with dielectric interference layers to provide. For example, appropriate layers are applied, to produce filter effects (edge filters and the like), in particular but for the antireflection of transitional or coupling points to the occurring in these areas transmission losses to reduce. Also selective or partial mirroring are with Help appropriate layers feasible. The application of the Interference layers usually occur through vapor deposition in a vacuum. This process is for Single optics, such as lenses, prisms or plano optics safely mastered and leads to good results. Although the procedure presented also used in the antireflection ready-made light guide, however, it is associated with significant technological problems.

Das Aufdampfen/Aufsputtern der Entspiegelungsschichten auf die Stirnfläche der Lichtleiter geschieht bisher in der Regel im Hochvakuum in geeigneten Bedampfungsanlagen. Dazu werden die polierten, mit zwei oder mehr Steckern sowie Faserschutzeinrichtungen und Ummantelungen versehenen Lichtleiter in ihrer gesamten Länge in das Hochvakuum gebracht und ihre sehr kleinen Stirnflächen geeignet bedampft. Das Aufdampfen der Schichten nach dieser Methode erfordert bei der vorhergehenden Entgasung bzw. Reinigung der zu beschichtenden Objekte ein Vakuum <0,001 Pa. Daraus ergibt sich, dass die Kabel und Stecker nur aus Materialen mit geringem Dampfdruck hergestellt werden dürfen.The Vapor deposition / sputtering of the antireflection coatings on the face of the Optical fiber has hitherto usually been done in a high vacuum in a suitable manner Evaporation systems. These are polished, with two or more Plugs and fiber protective devices and sheaths provided Optical fiber in its entire length brought into the high vacuum and their very small faces suitable steamed. The vapor deposition of the layers by this method requires in the previous degassing or cleaning of the coated Objects a vacuum <0.001 Pa. It follows that the cables and plugs are made only of materials with low vapor pressure may be produced.

Im Hinblick auf die beachtlichen Kabelrestvolumina hinter den sehr kleinen Öffnungen bzw. Stirnflächen der Lichtleiter treten Probleme bei der Beschichtung von fertig konfektionierten Lichtleitern im Hochvakuum vor allem durch die großen Mengen an abdampfenden Polymermaterialien der Ummantelung (Weichmacher, Fertigungshilfsstoffe) auf. Hieraus resultieren unter anderem lange Pumpzeiten zum Erhalt des erforderlichen Vakuums und in der Folge nicht unbeträchtliche Kosten. Zusätzliche Kosten entstehen außerdem im Zusammenhang mit der Befestigung und Ausrichtung der optisch polierten Fasern durch das Erfordernis spezieller Halterungen, die die Faserenden zur Bedampfungsquelle ausrichten und solche, die die fertig konfektionierten Lichtleiterkabel in ihrer gesamten Länge in aufgewickelter Form unter dem Rezipienten festhalten. Hierbei können die Lichtleiter auch nicht beliebig eng gewickelt werden, da bei Unterschreitung der Mindestbiegeradien die Gefahr des Faserbruchs besteht. Dies bringt, im Hinblick auf die erforderliche Größe der Beschichtungsanlage und das Volumen, in dem das Vakuum zu schaffen und zu halten ist, weitere Kosten mit sich. Neben der Frage der Kosten besteht das Problem, dass die Ausgasungen der Polymere und bei der Kabelproduktion verwendeter Hilfsstoffe sowie gegebenenfalls weitere vorhandene Verunreinigungen oft die Vakuumabscheidung sauberer dielelektrischer Schichten auf den Faserenden kaum zulassen.in the Considering the considerable residual cable volumes behind the very small openings or end faces the light guide will encounter coating problems prefabricated light guides in a high vacuum mainly by the huge Amounts of evaporative polymer materials of the casing (plasticizer, Production aids). This results, among other things, long Pumping times to obtain the required vacuum and subsequently not inconsiderable Costs. additional Costs are also incurred in connection with the attachment and alignment of the optical polished fibers by the requirement of special brackets, the Align the fiber ends to the evaporation source and those that the prefabricated fiber optic cable in its entire length in wound form hold under the recipient. In this case, the light guides can not can be wound as narrow as you like, as the minimum bending radii are not reached the risk of fiber breakage exists. This brings in terms of the required size of the coating system and the volume in which to create and maintain the vacuum additional costs. Besides the question of costs, that is Problem is that the outgassing of the polymers and cable production used adjuvants and optionally other existing Impurities often cause the vacuum deposition of clean dielectric layers barely allow on the fiber ends.

Aufgrund der geschilderten technischen Probleme ist nach Möglichkeiten gesucht worden, den eigentlichen Entspiegelungsvorgang der konfektionierten Lichtleiter ohne das Erfordernis des Einsatzes von Vakuumtechnik durchzuführen. So ist es aus der DE 42 35 990 C1 bekannt, ein interferenzoptisches Schichtsystem im Vakuum zunächst auf einen Hilfsträger bzw. ein Substrat aufzubringen und das Schichtsystem später unter Nichtvakuumbedingungen auf das eigentliche zu beschichtende Objekt zu übertragen. Dazu wird auf den Hilfsträger zunächst eine lösliche Schicht und darauf das unlösliche interferenzoptische Schichtsystem aufgebracht. Zur Übertragung des interferenzoptischen Schichtsystems auf das zu beschichtende Objekt wird die lösliche Zwischenschicht in einem Lösungsmittel beseitigt und anschließend, das dann in Lösungsmittel schwimmende interferenzoptische Schichtsystem auf das Objekt aufgebracht, indem dieses im Wesentlichen rechtwinklig gegen das schwimmende Schichtsystem geführt wird. Den vorgenannten Schritten schließt sich die Trocknung des Objekts mit dem daran anhaftenden Schichtsystem an. Diese Vorgehensweise ist vergleichsweise aufwendig und daher nicht vor Ort bei der Beschichtung von Lichtleitern im Zuge ihrer Verlegung oder gar zum nachträglichen Beschichten bereits verlegter Lichtleiter anwendbar.Due to the described technical problems has been sought ways to perform the actual anti-reflection process of the assembled optical fiber without the need for the use of vacuum technology. So it is from the DE 42 35 990 C1 It is known to first apply an interference-optical layer system in a vacuum to a subcarrier or a substrate and subsequently to transfer the layer system under non-vacuum conditions to the actual object to be coated. For this purpose, a soluble layer and then the insoluble interference-optical layer system is applied to the auxiliary carrier. In order to transfer the interference-optical layer system to the object to be coated, the soluble intermediate layer is removed in a solvent and then the interference-optical layer system floating in solvent is applied to the object by guiding it substantially at right angles to the floating layer system. The aforementioned steps are followed by the drying of the object with the layer system adhering thereto. This procedure is relatively complex and therefore not applicable on site in the coating of optical fibers in the course of their installation or even for subsequent coating already laid optical fiber.

Ähnliches gilt für das in der US 4,826,553 offenbarte Verfahren, welche durch die zuvor genannte Druckschrift zitiert wird. Das in der US-Schrift beschriebene Verfahren bezieht sich auf die Beschichtung größerer optischer Flächen mit einer von einem Substrat übertragenen Interferenzschicht. Dazu wird das zu beschichtende optische Objekt mittels eines Zweikomponentenklebers auf das Substrat mit der darauf abgeschiedenen Schicht geklebt. Nach dem Aushärten des Klebers wird die Interferenzschicht mittels einer biegsamen Platte von dem Substrat abgelöst. Abgesehen davon, dass diese Art der Ablösung einer Interferenzschicht für die Beschichtung konfektionierter Lichtleiter schon im Hinblick auf die deutlich kleineren Flächen ihrer Stirnseiten nicht anwendbar ist, steht einem Einsatz des Verfahrens außerhalb eines Labors oder einer Produktionsstätte die Tatsache entgegen, dass der verwendete Kleber zum Aushärten bei normalen Umgebungstemperaturen ca. 3 Tage benötigt. Eine andere in dieser Schrift bei der Schilderung des Standes der Technik offenbarte Vorgehensweise geht davon aus, den Kleber bei einer Temperatur von ca. 100 °C auszuhärten und danach durch einen schnellen Abkühlvorgang mechanische Spannungen zum Ablösen der Interferenzschicht von dem Träger zu erzeugen. Auch diese Vorgehensweise ist insbesondere unter Praxisbedingungen vor Ort und in Bezug auf die Beschichtung von Lichtleitern nicht anwendbar.The same applies to that in the US 4,826,553 disclosed method, which is cited by the aforementioned document. The method described in the US patent relates to the coating of larger optical surfaces with an interference layer transferred from a substrate. For this purpose, the optical object to be coated is glued by means of a two-component adhesive to the substrate with the layer deposited thereon. After the adhesive has cured, the interference layer is removed from the substrate by means of a flexible plate solved. Apart from the fact that this type of detachment of an interference layer for the coating of assembled optical fibers is not applicable in view of the much smaller areas of their faces, the use of the method outside of a laboratory or a production facility is contrary to the fact that the adhesive used for curing at normal ambient temperatures about 3 days needed. Another approach disclosed in this document in the description of the prior art is based on curing the adhesive at a temperature of about 100 ° C and then to generate by a rapid cooling process mechanical stresses to detach the interference layer of the carrier. This procedure is not applicable in particular under field conditions and in terms of the coating of optical fibers.

Aus der EP 0 058 461 A1 ist ein Verfahren zur Verkappung der Enden von Lichtleitern bekannt. Dabei geht es darum, eine nach dem Ablängen der Lichtleiter sehr raue bzw. unebene Stirnfläche zu glätten, wofür Schichten von einigen bis zu 20 μm auf die Stirnfläche aufzutragen sind. Gemäß dem in der Schrift dargestellten Verfahren wird zu diesem Zweck eine UV-aushärtbare Schicht auf den Lichtleiter aufgetragen, welche nach dem Aushärten von einem aufwickelbaren Band abgezogen wird.From the EP 0 058 461 A1 For example, a method of capping the ends of optical fibers is known. The aim is to smooth a very rough or uneven face after cutting the light guide, for which layers of some up to 20 microns are applied to the face. According to the process shown in the document, a UV-curable layer is applied to the light guide for this purpose, which is removed after curing by a windable tape.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, welches eine schnelle und einfache Beschichtung mindestens eines konfektionierten Lichtleiters mit dielektrischen Schichten bzw. Schichtsystemen mit einer Schichtdicke im Mikrometerbereich unter Umgebungsbedingungen, gegebenenfalls auch unter Baustellenbedingungen ermöglicht. Weiterhin besteht die Aufgabe darin, eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen, welche vorzugsweise für den mobilen Einsatz verwendbar ist.task The invention is to provide a method which is a fast and simple coating of at least one ready-made light guide with dielectric layers or layer systems with a layer thickness in the micrometer range under ambient conditions, if necessary also under construction site conditions. Furthermore, the object is one for carrying out the Method to provide suitable device, which preferably for the mobile use is usable.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Eine die Aufgabe lösende Vorrichtung wird durch die Merkmale des ersten vorrichtungsbezogenen Anspruchs charakterisiert. Vorteilhafte Aus- bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind durch die jeweiligen Unteransprüche gegeben.The The object is achieved by a method having the features of the main claim solved. A problem solving Device is device-related by the characteristics of the first Characterized. Advantageous training or further education The invention are given by the respective subclaims.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden dielektrische Interferenzschichten auf mindestens einen konfektionierten Lichtleiter unter normalen atmosphärischen Umgebungsbedingungen, nämlich unter Umgebungstemperatur und unter Verzicht auf eine Vakuumumgebung oder eine Schutzgasatmosphäre, auf die zu beschichtende Stirnfläche des mindestens einen Lichtleiters aufgebracht. Es wurde dabei überraschend gefunden, dass es möglich ist, Schichten bzw. Schichtsysteme geringer Dicke, respektive dünne Schichten – wir sprechen z.B. von einer oder mehreren λ/4-Schichten einer Dicke von ca. 100 nm bis 200 nm von einem formbeständigen und planen Festkörpersubstrat abzunehmen. Dies geschieht, indem die Schichtenfolge von einem Festkörpersubstrat abgenommen wird, auf welchem zuvor eine Trennschicht sowie die auf die Stirnfläche eines Lichtleiters aufzubringenden Schichten in umgekehrter Reihenfolge in einem Vakuumprozess abgeschieden wurden. Zum Abnehmen der Schichtenfolge von dem Festkörpersubstrat wird die zu beschichtende Stirnfläche des mindestens einen Lichtleiters mittels eines fließfähigen Klebstoffs und mit senkrechter Ausrichtung ihrer Flächennormale auf das schichtentragende Festkörpersubstrat aufgeklebt. Danach wird der Klebstoff mittels UV-Licht ausgehärtet und anschließend der mindestens eine Lichtleiter mit der Schichtenfolge von der auf dem Festkörpersubstrat verbleibenden Trennschicht abgezogen. Vorzugsweise handelt es sich bei den solchermaßen auf die zu beschichtende Stirnfläche des mindestens einen Lichtleiters aufgetragenen Schichten um dielektrische Interferenzschichten zur Entspiegelung der betreffenden Stirnfläche. Grundsätzlich lässt es das Verfahren zu, mehrere nebeneinander mit ihren Stirnflächen in einer Ebene angeordnete Lichtleiter gleichzeitig zu beschichten.To the method according to the invention Dielectric interference layers on at least one ready-made Optical fiber under normal atmospheric conditions, namely under Ambient temperature and waiving a vacuum environment or a protective gas atmosphere, on the to be coated face of the applied at least one light guide. It was surprising found that possible is, layers or layer systems of small thickness, respectively thin layers - we speak e.g. of one or more λ / 4 layers a thickness of about 100 nm to 200 nm of a dimensionally stable and plan solid-state substrate to decrease. This is done by adding the layer sequence from a solid substrate is removed, on which previously a release layer and the on the end face of a Fiber optic applied layers in reverse order were deposited in a vacuum process. To remove the layer sequence from the solid substrate becomes the end face of the at least one light guide to be coated by means of a flowable adhesive and with vertical alignment of their surface normal to the layer-bearing Solid substrate glued. Thereafter, the adhesive is cured by means of UV light and subsequently the at least one light guide with the layer sequence of the on the solid substrate subtracted remaining separation layer. It is preferable in such a way on the face to be coated of the at least one light guide applied layers to dielectric Interference coatings for anti-reflection of the relevant face. Basically it does Proceed to, several side by side with their faces in to coat a plane arranged light guide simultaneously.

Als Substrat wird bevorzugt eine Glasplatte oder eine Quarzplatte verwendet. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung wirkt das den Klebstoff aushärtende UV-Licht von der einer zu beschichtenden Stirnfläche des mindestens einen Lichtleiters abgewandten Seite des Festkörpersubstrats auf den Klebstoff ein. Dabei durchdringt das UV-Licht zunächst das Substrat und die darauf abgeschiedene Schichtenfolge.When Substrate, a glass plate or a quartz plate is preferably used. According to one advantageous embodiment this acts to harden the adhesive UV light from the one to be coated end face of the at least one light guide opposite side of the solid substrate on the glue. The UV light first penetrates the Substrate and the layer sequence deposited thereon.

Der Klebstoff wird entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mittels einer Injektionsnadel zwischen die zu beschichtende Stirnfläche des mindestens einen Lichtleiters und das schichtentragende Festkörpersubstrat eingebracht. In Anbetracht der dünnen aufzubringenden Schichten kommt einer genauen Positionierung des Lichtleiters bzw. seiner zu beschichtenden Stirnfläche zu dem Festkörpersubstrat von dessen Oberfläche die Schichten bzw. das Schichtensystem abzunehmen ist, eine beträchtliche Bedeutung zu. Entsprechend einer vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens wird daher der jeweilige Lichtleiter beim Aufkleben auf das schichtentragende Festkörpersubstrat nach dem Zuführen des Klebstoffs unter Nutzung interferenzoptischer Methoden zu dem Substrat justiert und in der entsprechenden Position fixiert. Für den gewünschten Erfolg ist selbstverständlich auch eine saubere Oberfläche einer zu beschichtenden Stirnfläche von Bedeutung. Daher ist es im Sinne der Erfindung, die zu beschichtende Stirnfläche eines Lichtleiters vor dem Auftragen des Klebstoffs mittels eines optischen Systems auf Sauberkeit zu prüfen und gegebenenfalls zu reinigen.The adhesive is introduced according to a preferred embodiment of the invention by means of an injection needle between the end face of the at least one light guide to be coated and the layer-carrying solid substrate. In view of the thin layers to be applied, precise positioning of the light guide or its face to be coated on the solid substrate from the surface of which the layers or layer system is to be removed is of considerable importance. According to an advantageous embodiment of the method, therefore, the respective light guide is adjusted when glued to the layer-supporting solid substrate after supplying the adhesive using interference optical methods to the substrate and fixed in the appropriate position. Of course, a clean surface of an end face to be coated is also important for the desired success. Therefore, it is within the meaning of the invention, the To be coated face of a light guide before applying the adhesive by means of an optical system to check for cleanliness and clean if necessary.

Die zur Durchführung des Verfahrens, nämlich zur Beschichtung der Stirnfläche jeweils eines Lichtleiters geeignete Vorrichtung besteht zumindest aus einer Arbeitsplatte, einem die Arbeitsplatte durchragenden Durchbruch zur Führung und Befestigung des Steckers des von der Unterseite der Arbeitsplatte herangeführten Lichtleiters, einem oberhalb der Arbeitsplatte in wenigstens einer Richtung verschiebbaren Substrathalter, einer Andruckplatte für den Substrathalter, Mitteln zum Fixieren des Substrathalters und der Andruckplatte, einem über den Substrathalter in eine Arbeitslage schwenkbaren Mikroskop mit Mikroskopbeleuchtung und einer bei aus der Arbeitslage geschwenktem Mikroskop über den Substrathalter schwenkbaren UV-Lichtquelle. Sie umfasst außerdem Mittel zur Spannungsversorgung der Mikroskopbeleuchtung und der UV-Lichtquelle. Im Bereich des Übergangs zwischen dem Substrathalter und der Arbeitsplatte sind außerdem Aussparungen zum Applizieren eines fließfähigen Klebers, auf die Stirnfläche des den Durchbruch in der Arbeitsplatte mit seinem Stecker durchragenden und in Bezug auf seine Stirnfläche bündig mit der Arbeitsplatte abschließenden Lichtleiters vorgesehen.The to carry out of the procedure, viz for coating the end face in each case a light guide suitable device consists at least of a worktop, a breakthrough through the worktop to the leadership and fastening the plug of the from the bottom of the worktop brought up Optical fiber, one above the worktop in at least one Direction slidable substrate holder, a pressure plate for the substrate holder, Means for fixing the substrate holder and the pressure plate, one over the substrate holder in a work position swivel microscope with Microscope illumination and a swiveled out of the working position Microscope over the substrate holder swiveling UV light source. It also includes funds to power the microscope illumination and the UV light source. in the Area of transition between the substrate holder and the worktop are also recesses for applying a flowable adhesive, on the face of the breakthrough in the worktop with its plug protruding and in terms of his face flush with the worktop final Provided light guide.

Das Mikroskop und die UV-Lichtquelle sind dabei vorteilhafterweise über Scharniere an der Arbeitsplatte angelenkt.The Microscope and the UV light source are advantageously hinges hinged to the worktop.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Arbeitsplatte aufgeständert. Beispielsweise ist sie auf einer Grundplatte aufgeständert, wobei die Aufständerung vorteilhaft dadurch realisiert ist, dass die Arbeitsplatte und die Grundplatte über eine zusammenklappbare Scherenkonstruktion miteinander verbunden sind.Corresponding an advantageous development of the worktop is elevated. For example it is raised on a base plate, with the elevation Advantageously realized by the fact that the worktop and the Base plate over a collapsible scissors construction are connected together.

Die UV-Lichtquelle wird entsprechend einer praktikablen Möglichkeit durch mehrere UV-LED's gebildet. Für eine noch bessere Anpassung an die Größe der Stirnfläche des jeweils zu beschichtenden Lichtleiters ist es aber auch möglich, das UV-Licht über eine von der Oberseite der Arbeitsplatte herangeführte Lichtleitfaser einzukoppeln.The UV light source is becoming a viable option formed by several UV LEDs. For one even better adaptation to the size of the face of the but in each case to be coated light guide, it is also possible that UV light over an optical fiber brought up from the top of the worktop couple.

Die Spannungsversorgung der Mikroskopbeleuchtung und der UV-Lichtquelle erfolgt bevorzugt durch Batterien oder Akkus. Für den Einsatz in der Praxis vor Ort, gegebenenfalls unter Baustellenbedingungen, ist die Vorrichtung als ein portables, in einem Arbeitskoffer verpacktes Servicekit ausgebildet.The Power supply of the microscope illumination and the UV light source is preferably done by batteries or rechargeable batteries. For use in practice on site, possibly under site conditions, is the device as a portable, boxed service kit educated.

Durch die Erfindung entstehen für die Beschichtung der Stirnflächen von Lichtleitern mit dielektrischen Schichten, vorzugsweise zu deren Entspiegelung, die nachfolgenden genannten Vorteile. Durch die separate Erzeugung der dielektrischen Schichten im Hochvakuum auf großflächigen Substraten wird eine hohe Reinheit und Qualität dieser Schichten erreicht, da diese Schichten ohne störende Polymermaterialien in einem sehr sauberen Vakuum erzeugt werden. Die Beschichtung fertig konfektionierter Lichtleiter ist somit unabhängig von den bei der Konfektionierung verwendeten Materialen und Hilfsstoffen. Sie erfolgt ohne Vakuum unter atmosphärischen Bedingungen gezielt auf den sehr kleinen polierten Lichtleiterendflächen.By the invention arises for the coating of the faces of optical fibers with dielectric layers, preferably to their Antireflection, the following advantages mentioned. By the separate Generation of the dielectric layers in a high vacuum on large-surface substrates high purity and quality of these layers is achieved because these layers without disturbing Polymer materials are produced in a very clean vacuum. The coating of prefabricated optical fiber is thus independent of the materials and auxiliaries used in the packaging. It is targeted without a vacuum under atmospheric conditions on the very small polished fiber end surfaces.

Mit einer Vakuumabscheiung können mehrere Substrate in einer Charge mit den Transferschichten bedampft werden. Entsprechend dem Flächenverhältnis von Lichtleiterstirnfläche zur Substratfläche (∅ ca. 60 mm) können mit einem beschichteten Substrat sehr viele Lichtleiter entspiegelt werden, wesentlich mehr als bei der direkten Unterbringung der gesamten Kabellänge im Vakuum. Insbesondere bei der Beschichtung einzelner LWL oder geringer Stückzahlen fallen bei der Vakuumbeschichtung hohe Kosten an, die durch die hier vorgestellte Klebetechnologie vermieden werden können.With a Vakuumabscheiung can several substrates in a batch with the transfer layers vaporized become. According to the area ratio of Optical fiber end face to the substrate surface (∅ about 60 mm) can With a coated substrate many optical fibers are antireflected considerably more than directly housing the entire cable length in a vacuum. Especially when coating single fiber optic cable or small quantities fall in the vacuum coating high costs, by the here presented adhesive technology can be avoided.

Auch eine Erneuerung beschädigter Schichten nach dem Entfernen der alten Schicht ist unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, ohne mit dem Kabel erneut in eine Vakuumumgebung gehen zu müssen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung, welche sehr einfach für den mobilen Einsatz ausgelegt werden kann, ermöglicht auch die nachträgliche Entspiegelung von polierten Lichtleiterenden bei bereits verlegten Lichtleitern, ohne das Kabel erneut ausbauen zu müssen.Also a renewal of damaged ones Layers after removing the old layer is under use the method according to the invention possible, without with the cable again in a vacuum environment to go. The device according to the invention, which is very easy for The mobile application can be designed, also allows the subsequent anti-reflection of polished fiber optic ends with already installed fiber optics, without having to remove the cable again.

Durch das UV-härtende Klebeverfahren ist die Entspiegelung innerhalb weniger Minuten möglich und die übertragene Schicht ist sofort einsatzbereit. Das Verfahren eignet sich auf optisch polierten Endflächen für alle VIS- und NIR-Wellenlängen. Durch die speziell ausgebildeten Andruckmittel (Andruckplatte) werden die Fasern beim Positionieren und Kleben nicht beschädigt. Eine gleichzeitige Entspiegelung mehrerer Faserendflächen z.B. von Mehrfachlichtleitern (Bänder) ist möglich.By the UV-curing Bonding process, the anti-reflective coating is possible within a few minutes and the transferred Schicht is ready to use. The procedure is suitable for optically polished end surfaces for all VIS and NIR wavelengths. By the specially trained pressure means (pressure plate) are the fibers are not damaged during positioning and gluing. A simultaneous antireflection of several fiber end faces e.g. of multiple light guides (Bands) is possible.

Das neue Verfahren eignet sich prinzipiell für die Übertragung sämtlicher dielektrischer Interferenzschichten wie sie in der optischen Technik zum Einsatz kommen, nämlich für

– Entspiegelungsschichten, schmal- und breitbandig
– selektive Verspiegelungsschichten
– Interferenzfilterschichten
– Teilverspiegelungen

The new method is suitable in principle for the transmission of all dielectric interference layers as used in optical technology, namely for

- Antireflection coatings, narrow and broadband
- selective mirroring layers
- Interference filter layers
- Partial mirroring

Die Anwendung der mit dem neuen Verfahren aufgebrachten dielektrischen Schichten liegt im Bereich der optischen Informationsübertragung. Das Verfahren ist dabei selbstverständlich nicht auf das Aufbringen von Schichten auf Lichtleiter beschränkt. Auch andere Optikbauteile können auf diese Weise beschichtet werden. Je nach Einsatzort, also Umgebungsverhältnissen, oder Einsatzzweck kommt auch die Verwendung anders aushärtender Kleber, wie beispielsweise Zwei- oder Mehrkomponentenkleber in Betracht.The application of the deposited with the new method dielectric layers is in Area of optical information transmission. The method is of course not limited to the application of layers on optical fibers. Other optical components can be coated in this way. Depending on the place of use, ie environmental conditions, or intended use is also the use of other curing adhesive, such as two- or multi-component adhesive into consideration.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung (1) nochmals im Detail erläutert werden. Dabei dient die Zeichnung sowohl der Erläuterung der schematisch dargestellten Vorrichtung, als auch einer nochmaligen Verdeutlichung einzelner Verfahrensschritte.Below, the invention with reference to the accompanying drawings ( 1 ) will be explained again in detail. The drawing is used both to explain the device shown schematically, as well as a repeated clarification of individual process steps.

Die Vorrichtung für das vakuumfreie Entspiegeln von Lichtleitern 10 besteht gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus einer vorzugsweise waagerecht angeordneten Arbeitsplatte 1, einem die Arbeitsplatte 1 durchragenden Durchbruch 2 in Form einer Gewindebohrung, an welcher auf einer Seite der Arbeitsplatte 1 der Stecker eines Lichtleitkabels montierbar ist, dessen Ferule der Führung des Lichtleitkabels dient, einer weiteren andererseits der Arbeitsplatte 1 angeordneten in mindestens einer Richtung (vorliegend X-Richtung) verschiebbaren Platte zur Aufnahme eines Substrats 9 (Substrathalter 3), einer Andruckplatte 4 zum Andrücken des Substrathalters 3, respektive eines von ihm aufgenommenen Substrats 9, an die Arbeitsplatte 1 sowie einem Mikroskop 5 und einer UV-Lichtquelle 6 (beispielsweise mehrere UV-LED's), die wechselweise über die Arbeitsplatte 1 geschwenkt werden können. Vervollständigend sind an der Vorrichtung noch Mittel 7, 8 zur Fixierung des Substrathalters und der Andruckplatte sowie (nicht dargestellte) Mittel zur Verbindung mit einer Spannungsversorgung für die Mikroskopbeleuchtung und die UV-Lichtquelle 6 vorgesehen. Im Bereich des Aneinanderliegens des Substrathalters 3 und der Arbeitsplatte 1 sind außerdem (nicht dargestellte) Aussparungen zum Applizieren eines fließfähigen Klebers auf die Stirnfläche eines den Durchbruch 2 in der Arbeitsplatte 1 mit seinem Stecker durchragenden und im Bezug auf seine Stirnfläche bündig mit der Arbeitsplatte 1 abschließenden Lichtleiters 10 vorgesehen. Die Fixierung des verschiebbaren Substrathalters kann beispielsweise mittels einer Rändelschraube 7 erfolgen, während die Andruckplatte 4 unter Ausübung von Druck auf den Substrathalter 3 und das von ihm aufgenommene Substrat 9 durch Klemmen 8 fixiert wird. Zum Beschichten eines Lichtleiters 10 wird das runde Substrat 9, vorzugsweise aus Glas, mit der darauf in umgekehrter Reihenfolge abgeschiedenen Schichtenfolge in den Substrathalter 3 eingelegt. Der zu beschichtende Lichtleiter 10 wird von der Unterseite her mit seinem Stecker an der Gewindebohrung (nicht gezeigt) des Durchbruchs 2 festgeschraubt. Die Gewindebohrung ist dabei so angelegt, dass eine senkrechte Ausrichtung der Flächennormale der zu beschichtenden Stirnfläche gegenüber der Arbeitsplatte 1 bzw. dem Substrat 9 gewährleistet ist. Mittels der Andruckplatte 4 wird das Substrat 9 mit der Schichtenfolge auf den Substrathalter 3 gepresst. Durch Verschieben des Substrathalters 3 und/oder Verdrehen des darin eingelegten Substrats 9 wird das Substrat 9 so ausgerichtet, dass sich über dem Lichtleiter 10 eine Substratposition befindet, von welcher die Schichtenfolge bisher noch nicht abgenommen wurde. Anschließend wird der Substrathalter 3 in der entsprechenden Position, beispielsweise mittels der bereits erwähnten Rändelschraube 7, fixiert. Mittels des Steckers des Lichtleiters 10 erfolgt die Einstellung des Abstands zwischen der Stirnfläche und dem Substrat 9. Hierzu wird der Stecker entsprechend weit in die Gewindebohrung 2 hineingeschraubt. Das Positionieren des Substrathalters und die Einstellung des Abstandes zwischen dem Substrat 9 und der Stirnfläche des Lichtleiters 10 können visuell mit Hilfe des zu diesem Zweck über die Arbeitsplatte geschwenkten Mikroskops vorgenommen werden. Im Zusammenhang mit diesen Justier- und Einstellvorgängen werden mittels des Mikroskops außerdem die Substratoberfläche und die Stirnfläche des Lichtleiters 10 auf Sauberkeit überprüft und diese gegebenenfalls einer Reinigung unterzogen. Nach der Justage und gegebenenfalls der Reinigung wird über die im Bereich des Substrathalters 3 und der Arbeitsplatte vorgesehenen Aussparungen mittels einer Injektionsnadel ein winziger Tropfen eines fließfähigen Klebstoffs auf die zu beschichtende Stirnfläche aufgetragen. Nun wird die Lichtleiterendfläche (Stirnfläche) mit dem Substrat 9 in Kontakt gebracht. Dabei ist in Bezug auf den Abstand zwischen Substrat 9 und zu beschichtender Stirnfläche eine Kontrolle dadurch gegeben, dass bei richtigem Abstand durch das Mikroskop 5 die Ausbildung Newtonscher Ringe beobachtet wird, welche konzentrisch um die Stirnfläche des Lichtleiters 10 herum angeordnet sind. Danach wird das Mikroskop 5 aus der Arbeitsstellung in eine Ruhestellung verschwenkt und anstelle des Mikroskops 5 die UV-Lichtquelle 6 über die Arbeitsplatte 1 geschwenkt. Der Klebstoff wird nun innerhalb weniger Minuten durch die UV-Bestrahlung ausgehärtet. Durch kurzzeitiges Anziehen des Steckers des Lichtleiters 10 in der Gewindebohrung wird im Bereich des an das Substrat 9 angeklebten Lichtleiters 10 die Schichtenfolge vom Substrat 9 abgerissen. Nach einer Endkontrolle mit dem Mikroskop 5 kann der beschichtete Lichtleiter 10 von der Vorrichtung getrennt werden.The device for the vacuum-free reflection of light guides 10 consists according to the illustrated embodiment essentially of a preferably horizontally arranged worktop 1 , one the worktop 1 towering breakthrough 2 in the form of a threaded hole, on which on one side of the worktop 1 the plug of a fiber optic cable can be mounted, the ferule of the guide of the optical cable is used, another on the other hand, the worktop 1 arranged in at least one direction (in the present X direction) displaceable plate for receiving a substrate 9 (Substrate holder 3 ), a pressure plate 4 for pressing the substrate holder 3 , respectively a substrate taken by him 9 , to the worktop 1 as well as a microscope 5 and a UV light source 6 (For example, several UV LEDs), alternately over the worktop 1 can be swiveled. Completing the device still means 7 . 8th for fixing the substrate holder and the pressure plate as well as means (not shown) for connection to a power supply for the microscope illumination and the UV light source 6 intended. In the area of abutment of the substrate holder 3 and the worktop 1 are also recesses (not shown) for applying a flowable adhesive on the end face of the breakthrough 2 in the worktop 1 with its plug protruding and in relation to its face flush with the worktop 1 final light guide 10 intended. The fixation of the displaceable substrate holder can, for example, by means of a knurled screw 7 done while the pressure plate 4 while applying pressure to the substrate holder 3 and the substrate taken up by him 9 by clamping 8th is fixed. For coating a light guide 10 becomes the round substrate 9 , preferably made of glass, with the layer sequence deposited thereon in the reverse order into the substrate holder 3 inserted. The light guide to be coated 10 is from the bottom with its plug on the threaded hole (not shown) of the opening 2 screwed. The threaded hole is designed so that a vertical orientation of the surface normal to be coated end face opposite the worktop 1 or the substrate 9 is guaranteed. By means of the pressure plate 4 becomes the substrate 9 with the layer sequence on the substrate holder 3 pressed. By moving the substrate holder 3 and / or twisting the substrate inserted therein 9 becomes the substrate 9 aligned so that over the light guide 10 a substrate position is located, of which the layer sequence has not yet been removed. Subsequently, the substrate holder 3 in the appropriate position, for example by means of the already mentioned knurled screw 7 , fixed. By means of the plug of the light guide 10 the adjustment of the distance between the end face and the substrate takes place 9 , For this purpose, the plug is correspondingly far into the threaded hole 2 screwed. The positioning of the substrate holder and the adjustment of the distance between the substrate 9 and the end face of the light guide 10 can be made visually with the aid of the microscope tilted over the worktop for this purpose. In connection with these adjustment and adjustment operations, the substrate surface and the end face of the light guide are also produced by means of the microscope 10 checked for cleanliness and if necessary subjected to a cleaning. After the adjustment and, if necessary, the cleaning is carried out in the area of the substrate holder 3 and the worktop provided recesses by means of an injection needle a tiny drop of a flowable adhesive applied to the end face to be coated. Now, the optical fiber end face (end face) becomes with the substrate 9 brought into contact. It is in relation to the distance between the substrate 9 and to be coated end face a control given that at the correct distance through the microscope 5 The formation of Newtonian rings is observed, which concentrically around the end face of the light guide 10 are arranged around. After that, the microscope 5 pivoted from the working position to a rest position and instead of the microscope 5 the UV light source 6 over the worktop 1 pivoted. The adhesive is now cured within a few minutes by the UV irradiation. By briefly tightening the connector of the light guide 10 in the tapped hole is in the area of the to the substrate 9 glued light guide 10 the layer sequence from the substrate 9 tore off. After a final inspection with the microscope 5 can the coated light guide 10 be separated from the device.

Soweit vorstehend (auch in den Ansprüchen und der Beschreibung) von der Unterseite bzw. der Oberseite der Arbeitsplatte die Rede ist, geht dies von einer waagerechten Anordnung der Arbeitsplatte aus. Für den Fachmann ist aber sicherlich erkennbar, dass das Verfahren in analoger weise auch mit einer Vorrichtung ausführbar ist, deren Arbeitsplatte vertikal angeordnet ist. Die Zuordnung der weiteren Vorrichtungsteile bzw. die Positionierung des Steckers eines Lichtleitkabels ergeben sich in entsprechender Weise.As far as above (also in the claims and the description) from the bottom or the top of the worktop is the speech, this is possible from a horizontal arrangement of the worktop. However, it is certainly apparent to the person skilled in the art that the method can also be carried out analogously with a device whose worktop is arranged vertically. The assignment of the other device parts or the positioning of the plug of a fiber optic cable result in a corresponding manner.

11: Arbeitsplattecountertop
22: Durchbruch (Gewindebohrung)breakthrough (Threaded bore)
33: Substrathaltersubstrate holder
44: Andruckplatteplaten
55: Mikroskopmicroscope
66: UV-LichtquelleUV-light source
77: Mittel zum Fixieren des Substrathalters (Rändelschrauben)medium for fixing the substrate holder (knurled screws)
88th: Mittel zum Fixieren/Andrücken der Andruckplatte (Klemmen)medium for fixing / pressing the pressure plate (clamps)
99: Substratsubstratum
1010: Lichtleiteroptical fiber

Claims

Method for applying dielectric interference layers on at least one prefabricated optical fiber as a result of thinner on the face to be coated of the at least one light guide applied layers, in which the layer sequence under ordinary atmospheric Environmental conditions, namely below ambient temperature and waiving a vacuum environment or a protective gas atmosphere, on the face to be coated is applied by the layer sequence of a dimensionally stable and plan Solid substrate is removed, on which previously a release layer and the on the face to be coated of the at least one light guide applied layers in reverse Sequence were deposited in a vacuum process, and by for removing the layer sequence from the solid substrate to be coated face the at least one light guide by means of a flowable adhesive and with vertical alignment of their surface normal to the layer-bearing Solid substrate glued, the adhesive cured by UV light and then the at least one light guide with the layer sequence of the on remaining on the solid substrate Separating layer is torn off.

Method according to claim 1, characterized in that that the dielectric interference layers for anti-reflection of the to be coated face the at least one light guide can be applied.

Method according to claim 1 or 2, characterized that the end faces several optical fibers are coated simultaneously.

Method according to claim 1 or 2, characterized that as a solid substrate a glass plate is used.

Method according to claim 1 or 2, characterized that as a solid substrate a quartz plate is used.

Method according to claim 1 or 2, characterized that the adhesive curing UV light from the end face of the at least one light guide to be coated opposite side of the solid substrate acting on the adhesive, wherein it is first the solid substrate and penetrates the layer sequence deposited thereon.

Method according to claim 1 or 6, characterized that the adhesive by means of a hypodermic needle between the coating end face the at least one light guide and the layer-carrying solid substrate is introduced.

Method according to claim 1 or 7, characterized that the at least one light guide when glued to the layer-carrying Solid substrate after feeding of the adhesive using interference optical methods to the solid substrate adjusted and fixed in the appropriate position.

Method according to claim 1 or 8, characterized that to be coated end face of the at least one light guide Applying the adhesive by means of an optical system for cleanliness checked and optionally purified.

Device for applying dielectric interference layers to the end face of a prefabricated optical waveguide ( 10 ), which as a consequence of thin layers of a solid substrate ( 9 ), at least consisting of a worktop ( 1 ), the worktop ( 1 ) breakthrough ( 2 ) for guiding and fixing the plug of the underside of the worktop ( 1 ) guided light guide ( 10 ), one above the worktop ( 1 ) in at least one direction rotatable and / or displaceable substrate holder ( 3 ), a pressure plate ( 4 ) for the substrate holder ( 3 ), Means ( 7 . 8th ) for fixing the substrate holder ( 3 ) and the pressure plate ( 4 ), one over the substrate holder ( 3 ) in a working position swiveling microscope ( 5 ) with microscope illumination and a microscope pivoted out of the working position ( 5 ) over the substrate holder ( 3 ) swiveling UV light source ( 6 ), Means for powering the Mikroskopbe lighting and the UV light source ( 6 ) and in the area of substrate holder ( 3 ) and worktop ( 1 ) provided recesses for applying a flowable adhesive on the end face to be coated of the breakthrough ( 2 ) in the worktop ( 1 ) projecting with its plug and with respect to the end face flush with the work surface ( 1 ) final light guide ( 10 ).

Device according to claim 10, characterized in that the microscope ( 5 ) and the UV light source ( 6 ) via hinges on the worktop ( 1 ) are articulated.

Apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that the worktop ( 1 ) is elevated.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the worktop ( 1 ) is elevated on a base plate, wherein the elevation by a the worktop ( 1 ) and the base plate interconnecting collapsible scissors construction is formed.

Device according to claim 10, characterized in that the UV light source ( 6 ) is formed by a plurality of UV LEDs.

Device according to claim 10 or 11, characterized in that the UV light is transmitted via one from the top of the worktop ( 1 ) introduced optical fiber is coupled.

Apparatus according to claim 10 or 14, characterized in that the power supply of the microscope illumination and the UV light source ( 6 ) by batteries or rechargeable batteries.

Device according to one of claims 10 to 16, characterized that this as a portable, packed in a working case Service kit is formed.