DE3408589A1

DE3408589A1 - Verfahren zum ausrichten eines lichtwellenleiters

Info

Publication number: DE3408589A1
Application number: DE19843408589
Authority: DE
Inventors: Lothar P. Dipl.-Ing. 8501 Eckental Mannschke
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1984-03-09
Filing date: 1984-03-09
Publication date: 1985-09-12

Description

Verfahren zum Ausrichten eines Lichtwellenleiters
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten eines Lichtwellenleiters auf ein Abbildungssystem durch Abgleich ihrer Achsen aufeinander mit einer Strahlung, deren Wellenlänge mit der im späteren Betrieb vorgesehenen Strahlung vergleichbar ist. Damit werden Bausteine der optischen Nachrichtentechnik mit Lichtwellenleitern (LWL) hergestellt, die Abbildungssysteme verwenden.
Bei den in der optischen Nachrichtentechnik mit LWL'n verwendeten Abbildungssystemen sind die Endflächen der Lichtwellenleiter in Brennpunkten der Systeme angeordnet. Solche Anordnungen müssen so genau wie möglich sein, um Übertragungsverluste aufgrund fehlgeleiteter Strahlung zu vermeiden.
Mit verschiedenen, mehr oder weniger aufwendigen Verfahren versucht man, den Lichtwellenleiter in den zugehörigen Brennpunkt zu bringen. So kann man die optischen Bauteile mit sichtbarer Strahlung beaufschlagen und sie dadurch ausrichten, daß auf einem gesonderten Bildschirm entstehende Strahlungsflecke zur Deckung gebracht werden. Nachteilig sind nicht nur die hohen Anforderungen an das Personal, das derartige Abgleicharbeiten durchführen soll, sondern auch die Arbeitsbedingungen, weil zur sicheren Erkennung verschieden intensiver Lichtflecke eine Abdunklung unerläßlich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Maßnahmen und Mittel anzugeben, mit denen Lichtwellenleiter auf Abbildungssysteme genau und zuverlässig ohne Verdunklungsmaßnahmen ausrichtbar sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Abbildungssystem für den Abgleich vorübergehend derart ausgestaltet wird, daß die Strahlung im Abbildungssystem in sich selbst und auf die Austrittsstelle des Lichtwellenleiters reflektiert wird und daß die reflektierte Strahlung zumindest teilweise auf einen optoelektrischen Wandler ausgeblendet wird, deren Intensität während des Justierens des Lichtwellenleiters gegenüber dem Abbildungssystem gemessen wird.
Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens kennzeichnet sich dadurch aus, daß ein Meßgerät vorgesehen ist, das aus einem optischen Sender und einem optoelektrischen Empfänger besteht, die über einen Strahlenteiler an den auszurichtenden Lichtwellenleiter anschließbar sind und daß das Abbildungssystem in einer Justiereinrichtung befestigt ist, mit der Reflexionen vorübergehend realisierbar sind und mit der die Lage der Stirnfläche eines auszurichtenden Lichtwellenleiters gegenüber dem Abbildungssystem einstellbar ist.
Die Erfindung wird mit weiteren, in den Unteransprüchen angegebenen, vorteilhaften Ausgestaltungen anhand des in der Zeichnung schematisch darge- stellten Ausführungsbeispieles näher erläutert und beschrieben.
Mit teilweise im Schnitt dargestellten Einzelheiten ist die Vorrichtung gezeigt, mit der ein Lichtwellenleiter 1 auf ein Abbildungssystem 2 ausgerichtet wird. Das auszurichtende freie Ende des Lichtwellenleiters 1 ist hierzu in einer Befestigung 3 eingespannt und über eine Lichtwellenleiterverbindung 4 an einen Strahlenteiler 5 angeschlossen. Zum Strahlenteiler führen ferner die Lichtwege eines Senders 6 und eines Empfängers 16.
Als Sender 6 ist ein Laser vorgesehen, dessen Ausgangsstrahlung eine Wellenlänge besitzt, mit der der Baustein betrieben werden soll. Bei der noch durchzuführenden Ausrichtung wird somit die Wellenlänge benutzt, für die das Abbildungssystem ausgelegt worden ist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Strahlenteilers 5 enthält ein kollimierendes/dekollimierendes Paar von Gradienten-Index-Stablinsen (GRIN-Linsen) 7, zwischen denen eine teilspiegelnde Folie 8 eingeklebt ist. Die im Bereich der Folie 8 parallele Strahlung wird somit jeweils auf die freien Stirnflächen fokussiert. Dort sind die Lichtwellenleiter außermittig angebracht, so daß ein vom Sender 6 kommendes Strahlenbündel ausschließlich in den zum Lichtwellenleiter 1 führenden Lichtwellenleiter 9 gelangt. Der Empfänger 16 erhält nur über den Lichtwellenleiter 9 zurückkehrende Strahlung, die an der Folie 8 reflektiert und in den Lichtwellenleiter 10 abgebildet wird.
Reflektierende Strahlung wird mit Hilfe eines Spiegels 11 erzeugt, der sich in der Justiereinrichtung 12 befindet.
Wenn das Abbildungssystem 2 eine GRIN-Linse ist, dann wird der in der Justiereinrichtung 12 geführte Spiegel 11 auf die rückwärtige Stirnfläche gedrückt. Die dadurch eingeschalteten Refklektionseigenschaften sollen reproduzierbar und unabhängig vom Abbildungssystem sein. Daher ist vorgesehen, den Spiegel 11 mit einer durch die Rohre 13 eingeleiteten Luftströmung zu zentrieren und schwebend gegen die Rückseite der GRIN-Linse 2 anzudrücken.
In einer anderen nicht dargestellten Ausgestaltung kann der Spiegel durch elektromagnetische Kräfte zentriert und schwebend gegen die Rückseite von Abbildungssystemen gedrückt werden.
Die LWL-Stirnfläche ist mit Hilfe von Präzisions-Manipulatoren in fünf unabhängigen Freiheitsgraden gegenüber dem Abbildungssystem verstellbar. Das Verstellen erfolgt unter Kontrolle der nach dem Autokollimationsprinzip reflektierten Strahlung des Lasers 6, die reflektiert vom Spiegel 11 über Strahlenteiler 5 in den Empfänger 7 gelangt, also einer besonders empfindlichen, geringen Justierwegen und -winkeln angemessenen, Methode.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist für die jeweilige Einstellung jedes Freiheitsgrades je ein Antrieb 14 vorgesehen, der mit Hilfe der im Empfänger anstehenden Lichtintensität über eine Steuerung 15 solange betätigt wird, bis ein maximal mögliches Signal empfangen wird. Dadurch kann auch für sehr große Stückzahlen eine optimale Ausrichtung bei jedem aus LWL und Linsen bestehenden Bauteil erzielt werden, die sich nach dem Ausrichten mit indexangepaßtem Klebstoff befestigen lassen.
Bezugszeichen: 1 auszurichtender Lichtwellenleiter 2 Abbildungssystem 3 Halterung auf Präzisions-Manipulator 4 Lichtwellenleiterverbinder 5 Strahlenteiler 6 Halbleiterlaser, Sender 7 GRIN-Linsen 8 teildurchläßiger Spiegel 9, 10 LWL 11 Planspiegel 12 Justiereinrichtung 13 Luftzuführung 14 Antrieb 15 Steuerung 16 Empfänger

Claims

Ansprüche 1. Verfahren zum Ausrichten eines Lichtwellenleiters auf ein Abbildungssystem durch Abgleich ihrer Achsen aufeinander mit einer Strahlung, deren Wellenlänge mit der im späteren Betrieb vorgesehenen Strahlung vergleichbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbildungssystem (2) für den Abgleich vorübergehend derart ausgestaltet wird, daß die Strahlung im Abbildungssystem in sich selbst und auf die Austrittsstelle des Lichtwellenleiters reflektiert wird und daß die reflektierte Strahlung zumindest teilweise auf einen optoelektrischen Wandler (16) ausgeblendet wird, deren Intensität während des Justierens des Lichtwellenleiters (1) gegenüber dem Abbildungssystem (2) gemessen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Gradienten-Index-Stablinse (2) als Abbildungssystem verwendet wird und daß deren, dem Lichtwellenleiter (1) gegenüberliegenden Stirnfläche vorübergehend verspiegelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die vorübergehend zu verspiegelnde Stirnfläche der Gradienten-Index-Stablinse (2) ein Planspiegel (11) mechanisch gedrückt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gradienten-Index-Stablinse (2) mit einer lösbaren Spiegelhalterung (12) versehen wird, die einen Spiegel (11) gleichmäßig auf eine Stirnfläche drückt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (11) aus einem Schwebezustand kommend auf die Stirnfläche gedrückt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (11) durch eine Luftströmung schwebend gehalten und an die Stirnfläche gedrückt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (11) durch elektromagnetische Kräfte schwebend gehalten und an die Stirnfläche gedrückt wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßgerät vorgesehen ist, das aus einem optoelektrischen Sender (6) und einem optoelektrischen Empfänger (16) besteht, die über einen Strahlenteiler (5) an den auszurichtenden Lichtwellenleiter (1) anschließbar sind und daß das Abbildungssystem (2) an einer Justiereinrichtung (12) befestigt ist, mit der Reflexionen vorübergehend realisierbar sind und mit der die Lage der Stirnfläche eines auszurichtenden Lichtwellenleiters (1) genüber einem Abbildungssystem (2) einstellbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Sender (6) ein Laser vorgesehen ist, der über Lichtwellenleiter (9) mit dem auszurichtenden Lichtwellenleiter (1) verbindbar ist und daß der Empfänger (16) über einen Strahlenteiler (5) mit dem Lichtwellenleiter (1) anschließbar ist, wobei der Strahlteiler (5) ein Abbildungssytem (7) mit eingeschlossenem teildurchlässigem Spiegel (8) ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenteiler (5) aus zwei Gradienten-Index-Stablinsen (7) besteht, zwischen die eine teils reflektierende, teils durchlässige Schicht (8) angebracht ist und daß die Lichtwellenleiter (9, 10) außermittig auf den freien Stirnflächen der Gradienten-Index-Stablinsen (7) befestigt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Justierung Antriebe (14) vorgesehen sind, die von Signalen des Meßgerätes steuerbar sind.