DE2349012A1

DE2349012A1 - Verbindungsstecker fuer lichtleitfasern und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2349012A1
Application number: DE19732349012
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl Phys Gerndt
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1973-09-28
Filing date: 1973-09-28
Publication date: 1975-04-17
Also published as: GB1486632A; FR2245966B1; FR2245966A1; JPS5062451A

Description

Verbindungsstecker für Lichtleitfasern und Verfahren zu dessen Herstellung

Die Erfindung "betrifft einen Verbindungsstecker zur Verbindung von zwei oder mehreren Lichtleitfasern, d.h. einen Stecker, in dem ein oder mehrere Lichtleitfasern mit einer oder mehreren anschließenden Lichtleitfasern zur Weiterleitung oder Verzweigung von optischen Nachrichten verbunden werden.

In unserer älteren Patentanmeldung P 22 339 16.8 ist ein Verbindungsstecker für Glasfasern vorgeschlagen worden, der aus einem Kapillarrohr besteht, dessen Innendurchmesser im Mittelteil geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der zu verbindenden Glasfasern und nach außen hin kontinuierlich zunimmt. In dieses Kapillarrohr werden die zu verbindenden Glasfasern derart eingeführt, daß die beiden Faserenden sich im Mittelteil des Kapillarrohres berühren.

Solche Verbindungsstecker sind für Glasfaser mit rundem Querschnitt geeignet. Außerdem ist ein Verzweigungssystem für die zu verbindenden Glasfasern damit nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbindungsstecker für Lichtleitfasern mit beliebigen Querschnitten und zur Verbindung - auch mit mehreren Lichtleitfasern anzugeben. Der Verbindungsstecker soll kostensparend herstellbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch zwei planparallele aus einem thermoplastischen Werkstoff bestehende Substrate ge-

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löst, von welchen mindestens das eine einen oder mehrere Kanäle zur Aufnahme der zu verbindenden Lichtleitfaser(n) aufweist und welche mit den mit dem Kanal bzw. den Kanälen versehenen ebenen Oberflächen fest gegeneinander anliegen.

Die Kanäle in den Mittelteilen der Substrate weisen insbesondere einen an die Faserquerschnitte angepaßten polygonförmigen oder halbkreisförmigen Querschnitt und an den Randteilen der Substrate zunehmend größere Querschnitte auf.

Je nach den Querschnittsformen der zu verbindenden Faser sind nur in dem einen Substrat die Kanäle eingraviert, wobei in diesem Falle das andere Substrat mit seiner ebenen Oberfläche eine Abdeckung für die Kanäle bildet.

In einem alternativen Aufbau sind in beiden Substraten Kanäle eingraviert, die bei einem genauen Aufeinanderliegen der beiden Substrate ein Kanalsystem mit einer geschlossenen Querschnittsform ergeben. Diese letztere weist eine solche Größe auf, daß die eingeführten Fasern im Mittelteil der Substrate an den Kanalwänden anliegen, wenn die Substrate genau zur Deckung gebracht sind. Die Kanalaufweitungen an den Randteilen der Substrate ermöglichen ein leichtes Einfädeln der Fasern.

Die beiden Substrate sind insbesondere an ihren äußeren Flächen zum Schutz vor Beschädigungen durch je eine quaderförmige Metallplatte abgedecktj auf welchen Mittel zum Zusammenpressen der Metallplatten und der zwischen diesen liegenden Substrate angeordnet sind.

Damit die zu verbindenden Fasern im Verbindungsstecker eine verlustfreie optische Nachrichtenübertragung gewährleisten, ist im Mittelteil der Kanäle zwischen den Faserenden insbesondere eine Immersion angeordnet.

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Der Verbindungsstecker eignet sich, nicht nur für lösbare, sondern auch für dauerhafte Faserverbindungen von z.B. unterbrochenen Pasern. . ■ .

Der Verbindungsstecker weist vorteilhafterweise in seinen Substraten sich verzweigende Kanäle auf. Dadurch wird es nämlich möglich, optische Nachrichten, die in einer Easer herangeführt werden, gleichzeitig mehreren Empfängern oder optische- Hachrichten aus mehreren Fasern einem Empfänger zuzuführen.

Die Kanalverzweigungen weisen vorteilhafterweise Winkel >O auf. Durch die Neigung der Endflächen der in unterschiedlichen Richtungen aus einer Seite des Verbindungsstecker herausführenden Pasern gegen die Ebene der Endfläche der von der anderen Seite des Verbindungssteckers herausführenden Paser und durch deren gegenseitige Abstände lassen sich die Einkoppelungswirkungsgrade optimal vorgeben.

In einem alternativen Aufbau verlaufen die Kanalverzweigungen vorteilhafterweise eng nebeneinander. Die Endfläche der auf der einen Seite des Verbindungssteckers herausführenden Paser ist genau in der Mitte der Verbindungsfläche der Endflächen von zwei oder mehreren auf der anderen Seite des Verbindungssteckers herausführenden Fasern angeordnet. Dieser Aufbau ist wegen seiner geringen Abmessungen/ron Vorteil.

Ein Yerbindungsstecker, bei welchem die Substrate zwischen den beiden Metallplatten eingeklemmt sind, weist den·Vorteil auf, daß problemangepaßt auch mehrere Substratpaare nebeneinander oder aufeinander zwischen den Metallplatten eingeklemmt werden können.

Die Herstellung des Verbindungssteckers erfolgt in vorteilhafterweise dadurch., daß auf den ebenen Oberflächen von thermoplastischen Substraten mit einer Prägematrize hinreichend

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großer Härte und hoher Oberflächengüte Abdrucke ausgeführt werden, wobei der dazu nötige Arbeitsdruck und die Tempera™ tür der Prägematrize an das Material der Substrate angepaßt ist. Die beiden Substrate werden anschließend mit ihren die Kanäle aufweisenden Plächen fest miteinander verbunden. Beim Prägen der Kanäle sind die Prägematrizen insbesondere beheizt.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen in der Figurenbeschreibung näher erläutert.

Figur 1 zeigt einein Querschnitt,

Figur 2 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Verbindungsstecker,

Figuren 3, 4 und 5 Querschnittsformen der Kanäle, Figur 6 bis 8 Verzweigungsformen und Figur 9 eine Prägematrize.

In der Figur 1 sind zwei feät aufeinanderliegende Substrate und 2 axis einem thermoplastischen Werkstoff dargestellt, von welchen jede auf ihren einander zugewandten Oberflächen einen halbkreisförmigen Kanalteil 3 bzw. 4 aufweist, welche genau übereinander angeordnet einen abgeschlossenen Kanal ergeben. In diesem Kanal ist eine Lichtleitfaser aus Glas mit einer eng an die Kanalwände angrenzenden Oberfläche angeordnet. Die beiden Substrate 1 und 2 sind von je einer Metallplatte 6 und 7 zum Schutz gegen Beschädigungen abgedeckt. Sie sind durch eine Vorrichtung 8 zum Zusammendrücken der beiden Substrate 1 und umgeben.

In der Figur 2 ist das Substrat 1 mit dem Kanalteil 3 dargestellt, der sich an den Endteilen 9 und 10 trichterförmig aufweitet. Im Inneren des Kanals 3 sind zwei Lichtleitfasern 11 und 12 angeordnet, zwischen deren Faserenden eine Immersion vorliegt. Diese Immersion 13 bewirkt eine verlustarme Übertragung von optischen Kachrichtensignalen aus der Lichtleitfaser in die Lichtleitfaser 12.

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Die Figuren 3 und 4 zeigen Querschnittsformen der Kanäle in dem Substratxjaar (1, 2). Dabei enthalten beide Substrate 1 und 2 je einen !Teil eines Kanals mit quadratischen bzw. achteckigen P .rof il . Der in. der Figur 3 dargestellte Kanal enthält eine Lichtleitfaser mit quadratischem Querschnitt, der in der Figur 4 dargestellte Kanal eine Lichtleitfaser mit rundem Querschnitt.

In der Figur 5 ist nur in dem Substrat 2 ein Kanal ausgebildet, während das andere Substrat 1 das Kanalprofil vervollständigt. Das Substrat 1 weist also keinen Kanal auf. In all diesen geschilderten Ausführungsbeispielen liegen die Oberflächen der Lichtleitfasern zumindestens teilweise fest an den Kanalwänden an.

In der Figur 6 ist eine Kanalverzweigung dargestefl.lt, die von einem einzigen Kanal 14 auf der rechten Seite in zwei Kanäle 15 und 16 auf der linken Seite übergeht. In diesen Kanälen sind Lichtleitfasern 17, 18 und 19 derart angeordnet, daß durch eine Veränderung des Abstandes der Endfläche der Lichtleitfaser 1? von den Endflächen der Lichtleitfasern 18 und 19 der Einkoppelwirkungsgrad optimiert wird.

Diese Kanalverzweigung kann gemäß der Figur 7 derart erweitert werden,, daß ein von rechts ankommender Kanal in eine Vielzahl von Kanälen links aufgespalten wird.

Die Figur 8 zeigt eine Kanalverzweigung, durch die Lichtsignale, die beispielsweise von rechts durch die Lichtleitfaser 17 ankommen, nur mit verminderter Intensität zwei Empfängern über die Lichtleitfasern 18 und 19 zugeführt werden. In diesem Falle lassen sich die Kanäle 20 und 21 parallel und sehr eng benachbart nebeneinander verlegen. Die Endfläche der Lichtleitfaser muß in die Mitte zwischen die beiden Endflächen der Lichtleitfasern 18 und 19 zu liegen kommen. Die beiden Kanäle 20 und 21

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I)eanspruchen in diesem Falle nur einen Raum von etwa 300 /uni im Querschnitt.

In jedem der Substrate 1 und 2 lassen sich auch eine Vielzahl von einzelnen Kanälen oder KanalVerzweigungen anbringen.

Derartige Steckverbindungen lassen sich einfach und ohne größere Justierhilfen handhaben. Durch hermetischen Abschluß gegenüber der Umwelt, z.B. durch Eingießen, sind diese Bauelemente dauerhaft und praktisch störunanfällig aufzubauen.

Die Kanäle in den Substraten v/erden mit einer Prägematrize 22 (Figur 9) hergestellt, welche ein Negativ 23 des Kanalprofils aufweist. Als thermoplastisches Material wird beispielsweise Polymethylmetiiacrylat verwendet, welches eine gereinigte Oberfläche aufweist. Auf dieses Substrat wird eine Prägematrize aus Quarzglas mit einer Kraft von etwa 140 IT bei einer Temperatur von etwa 110 C über 1 Minute aufgedrückt. Danach läßt man die Prägematrize und das Substrat etwa 3 Minuten auf 50°C unter Druck abkühlen. Nach dem Beseitigen des Druckes läßt sich die Matrize leicht aus dem Substrat abheben, wonach ein sauberes Profil in dem Substrat zurückbleibt.

9 Figuren
Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

J Verbindungsstecker zur Verbindung von zwei oder mehreren Lichtleitfasern gekennzeichnet durch «v/ei planparallele aus einem thermoplastischen Werkstoff bestehende Substrate, von "welchen mindestens' das eine einen oder mehrere Kanäle zur Aufnahme der zu verbindenden Lichtleitfaserin) aufweist und welche mit den mit dem Kanal bzw. den Kanälen versehenen ebenen Oberflächen fest gegeneinander anliegen.
2. Yerbindungsstecker nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Kanäle in den Mittelteilen der Substrate einen an die Easerquerschnitte angepaßten polygonförmigen oder halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen*
3. Verbindungssteeker nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet , daß die Querschnitte der Kanäle mindestens in einer Richtung zum Rand größer werden.
4. Verbindungsstecker nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die zwei Substrate durch ein Metallplattenpaar abgedeckt sind. * .
5. Verbindungsstecker nach den Ansprüchen 1 bis 4> dadurch gekennzeichnet , daß auf dem Metallplattenpaar Mittel zum Zusammenpressen des Plattenpaares und der beiden Substrate angeordnet sind.
6. Verbindungsstecker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet _t daß in den Kanälen im Raum zwischen den zu verbindenden Lichtleitfasern eine Immersion angeordnet ist.

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7. Verbindungsstecker nach einein oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Substrate sich verzweigende Kanäle aufweisen.
8. Verbindungsstecker nach Anspruch 7, dadurch g e Ic e η η zeichnet , daß die Kanalverzweigungen einen Winkel

> 0° miteinander aufweisen.
9. Verbindungsstecker nach Anspruch 7_} dadurch g e k e η η zeichnet , daß die vex^zweigten Kanäle parallel und eng benachbart nebeneinander angeordnet sind.
10. Verbindungsstecker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß mehrere Substratpaare nebeneinander oder übereinander angeordnet sind.
11. Verfahren zur Herstellung des Verbindungssteckers nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß auf der (den) ebenen Oberfläche^.) des (der) Substrate(s) mit einer Prägematrize hinreichend großer Härte und hoher Oberflächengüte Abdrucke ausgeführt werden, wobei der dazu benötigte Arbeitsdruck und die Temperatur der Prägematrize in Abhängigkeit vom Werkstoff der Substrate gewählt ist, und daß die zwei Substrate an ihren die Kanäle aufweisenden Flächen fest miteinander verbunden werden.
12. Verfahren nach Anspruch .11, dadurch gekennzeich net , daß die Prägematrizen beheizt werden.

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