DE4344899C2 - Dreh- und Ausrichtungsvorrichtung zum Zusammenbau eines Faseroptikverbinders mit geringeren Verbinderverlusten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemeine eine Vorrich­ tung zum Zusammenbau eines Faseroptikverbinders, der zwei Faseroptiken oder optische Fasern verbindet, um diese bei der optischen Kommunikation einzusetzen, und betrifft ins­ besondere eine Dreh- und Ausrichtungsvorrichtung zum Zusam­ menbau eines Faseroptikverbinders, welcher Einzelmode-Faser­ optiken mit geringeren Verbinderverlusten verbindet.

Im praktischen Einsatz von Faseroptiken, beispielsweise von Einzelmode-Faseroptiken, bei der optischen Kommunikation sollten konventionell diese Faseroptiken auf präzise Weise miteinander verbunden werden, unter Verwendung eines Faser­ optikverbinders, so daß ihre Zentren exakt zueinander ausge­ richtet sind. Wie Fachleuten auf diesem Gebiet wohl bekannt ist, wird eine Faseroptikverbindung unter Verwendung eines Faseroptikverbinders dadurch erzielt, daß die Faseroptiken in einzelne, exakt geformte Ringklemmen oder Ringbeschläge eingeführt und befestigt werden. Diese Ringbeschläge werden wiederum zusammen mit den Endoberflächen ihrer Faseroptiken poliert, so daß die Endoberflächen der Fasern senkrecht zur Faserachse verlaufen. Die mit einzelnen Faseroptiken versehe­ nen Ringbeschläge werden daraufhin durch eine exakt bearbei­ tete Muffe exakt zueinander ausgerichtet, so daß die Enden ihrer Faseroptiken exakt zueinander ausgerichtet und mitein­ ander verbunden sind. Nachdem die exakte Ausrichtung und Verbindung der Faseroptiken durch den Faseroptikverbinder erzielt wurde, können diese Faseroptiken optische Signale durch die Faseroptiken übertragen, um die gewünschte opti­ sche Kommunikation zu erzielen. Eine gewünschte Verbindung zwischen zwei Faseroptiken derselben Art wird hierbei er­ zielt, wenn sichergestellt ist, daß eine ideale Kontinuität eines optischen Wellenleitermediums erzielt wird, um so ei­ ne perfekte optische Kommunikation ohne Signalverluste zu erzielen.

Wenn sämtliche Teile, also die Ringbeschläge, die Muffe und die Faseroptiken des Faseroptikverbinders geometrisch per­ fekt hergestellt und in dem optischen Verbinder zusammenge­ baut werden, gibt es keinen Verbindungsverlust oder Signal­ verlust des Faseroptikverbinders. Allerdings erzeugt der kon­ ventionelle Faseroptikverbinder unvermeidlich einen Verbin­ derverlust oder einen Signalverlust, und zwar ungefähr im Verbindungsabschnitt der Faseroptiken, da die Faseroptikver­ bindung unter Verwendung des Verbinders in der Praxis ver­ schiedene Faktoren einer unvollständigen Verbindung einführt.

Der Verbindungsverlust oder Signalverlust der Faseroptikver­ bindung unter Verwendung des konventionellen Faseroptikver­ binders wird durch Fehlausrichtungen der Faseroptik hervor­ gerufen, die sich allgemein in zwei Arten unterteilen lassen, nämlich innere Fehlausrichtungen und äußere Fehlausrichtun­ gen. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß eine Verbesserung oder Verringerung der inneren Fehlausrichtungen der Faseroptiken äußerst schwierig ist, so daß dies selten erzielt wird. In dieser Hinsicht konzentrieren sich momentane Vorgehensweisen in der Entwicklung und Herstellung von Faser­ optikverbindern, die ein gewünschtes Ausmaß des Verbindungs­ verlustes zeigen, auf die Verbesserung oder Verringerung der äußeren Fehlausrichtungen, statt auf die inneren Fehlausrich­ tungen.

Die unter Verwendung eines Faseroptikverbinders bei Faserver­ bindungen auftretenden äußeren Fehlausrichtungen lassen sich allgemein in drei Arten unterteilen, nämlich eine Spalt-Fehl­ ausrichtung zwischen den gegenüberliegenden Enden der beiden Faseroptiken, eine Quer-Fehlausrichtung, die durch die axiale Fehlausrichtung der Zentren der Faseroptiken hervorgerufen wird, und eine Winkel-Fehlausrichtung, die durch Biegen der Faseroptiken hervorgerufen wird. In diesem Zusammenhang ist besonders wesentlich, daß der Verbindungsverlust, der bei der Faserverbindung von Einzelmode-Faseroptiken unter Verwendung des optischen Verbinders hervorgerufen wird, am stärksten durch die Quer-Fehlausrichtung unter den drei äußeren Fehl­ ausrichtungen beeinflußt wird. Dies bedeutet, daß die Ent­ wicklung und Herstellung eines Faseroptikverbinders, der das gewünschte Ausmaß des Verbindungsverlustes zeigt, durch ge­ eignete Verringerung der drei äußeren Fehlausrichtungen er­ zielt werden kann, die sich teilweise kompensieren, und ins­ besondere durch entsprechende Verringerung der Quer-Fehlaus­ richtung. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die endlosen Versuche einer Präzisionsherstellung sämt­ licher Teile des Faseroptikverbinders zur Verringerung des Verbindungsverlustes mit ungewünschten Kostenerhöhungen des Faseroptikverbinders einhergeht, und daher in bezug auf einen wettbewerbsfähigen Preis unzureichend ist, und zu Schwierig­ keiten bei der Herstellung des optischen Verbinders in kom­ merziellem Maßstab führt.

Kürzlich wurden einige Vorschläge für Montageverfahren für optische Verbinder und zur Entwicklung von Montagesystemen für optische Verbinder gemacht, wobei jeweils ein Faseroptik­ verbinder zur Verfügung gestellt wird, der einen gewünschten, geringeren Verbindungsverlust aufweist, wenn die Teile des Faseroptikverbinders, die mit ausreichender Genauigkeit her­ gestellt werden, so daß keine ernsthaften Kostenerhöhungen hervorgerufen werden, zum Faseroptikverbinder zusammengebaut werden, welcher die optischen Fasern (Faseroptiken) mitein­ ander verbindet. Insbesondere ist in diesem Zusammenhang an­ zumerken, daß ein Faseroptikverbinder des SC-Typs zu einer zufriedenstellenden Wirkung bezüglich der Verringerung des Verbindungsverlustes führt, nämlich durch geeignete Drehein­ stellung der Zentren der Faseroptiken, die miteinander so verbunden sind, daß sich ihre Ringbeschläge in der Muffe be­ finden, statt einer Befestigung der Zentren der Faseroptiken in einer vorgegebenen Ausrichtungslage.

Bei der Faseroptikverbindung, welche den optischen Verbinder des SC-Typs verwendet, werden zwei Ringbeschläge verwendet, die vorher an einzelne Faseroptiken angeschlossen wurden. Hierbei wird ein Lichtstrahl einer Lichtquelle von einem Ende einer Faseroptik eines stationären Ringbeschlages empfangen, während ein entsprechendes Ende einer Faseroptik des anderen Ringbeschlages oder eines beweglichen Ringbeschlages mit ei­ nem Meßgerät für optische Leistung versehen wird. Bei dieser Faserverbindung wird der bewegliche Ringbeschlag solange in bezug auf den stationären Ringbeschlag gedreht, bis das opti­ sche Leistungsmeßgerät die höchste optische Leistung mißt. Hierbei wird die Quer-Fehlausrichtung der Faseroptiken der Ringbeschläge in der Muffe am meisten verringert, wenn das optische Leistungsmeßgerät die höchste optische Leistung er­ mittelt.

Allerdings wird die gewünschte Verringerung der Quer-Fehlaus­ richtung der Faseroptiken in der Faseroptikverbindung unter Verwendung des optischen Verbinders des SC-Typs nicht durch direkte Ermittlung und Ausrichtung der Zentren der Faseropti­ ken in der Muffe erzielt, sondern durch eine Dreheinstellung des beweglichen Ringbeschlages in bezug auf den stationären Ringbeschlag, um indirekt die Zentren der Faseroptiken in einem vorbestimmten Ausrichtungsbereich auszurichten, unter Nutzung einer Änderung des optischen Leistungsübertragungs­ effektes. Daher weist die voranstehend erwähnte Faseroptik­ verbindung unter Verwendung des optischen Verbinders des SC-Typs in der Hinsicht eine Schwierigkeit auf, daß es erforder­ lich ist, den beweglichen Ringbeschlag mehrmals in bezug auf den stationären Ringbeschlag zu drehen, um die höchste opti­ sche Leistung zu ermitteln, und die Zentren der Faseroptiken in dem vorbestimmten Ausrichtungsbereich auszurichten. Ein weiteres Problem, welches bei der Faseroptikverbindung unter Verwendung des optischen Verbinders des SC-Typs auftritt, besteht darin, daß viel Zeit dafür erforderlich ist, um die gewünschte Ausrichtung der Zentren der Faseroptiken zu erzie­ len, insbesondere wenn der vorbestimmte Ausrichtungsbereich so eng festgelegt ist, daß eine optimale Verringerung des Verbindungsverlustes erzielt werden kann. Diese Faseroptik­ verbindung unter Einsatz des Verbinders des SC-Typs ruft da­ her immer noch bezüglich der Verringerung des Verbindungs­ verlustes eine Schwierigkeit hervor.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstellung einer Dreh- und Ausrichtungsvorrichtung zur Montage eines Faseroptikverbinders mit geringerem Verbindungsverlust, bei welcher die voranstehend genannten Schwierigkeiten überwunden werden können, und welcher eine Bildbearbeitung der Verteilung der optischen Intensität von Licht durchführt, welches von einer Faseroptik ausgesandt wird, die fest an ein inneres Loch eines Ringbeschlages an­ geschlossen ist, und den Punkt der optischen Maximalintensi­ tät einer kreisförmigen Lichtemissionsoberfläche der Faser­ optik ableitet, so daß der Punkt der maximalen optischen In­ tensität in einen vorbestimmten Bereich eines voreingestell­ ten, rechteckigen Koordinatensystems gebracht wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dreh- und Ausrichtungsvorrichtung zur Montage eines Faseroptikver­ binders mit den obigen Vorteilen bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch eine Dreh- und Ausrichtungsvorrich­ tung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestell­ ter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile, Merkmale und Ziele der vorliegenden Erfindung her­ vorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Dreh- und Ausrichtungs­ vorrichtung zur Montage eines Faseroptikverbinders mit geringerem Verbindungsverlust gemäß einer Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2A und 2B Ansichten des Aufbaus eines Ringbeschlag-Befestigungsteils der in Fig. 1 dargestellten Vor­ richtung, wobei

Fig. 2A das Befestigungsteil vor der Befestigung des Ringbeschlages an einem vertikalen Halterungs­ teil zeigt; und

Fig. 2B das Befestigungsteil nach der Befestigung des Ringbeschlages an dem vertikalen Halterungs­ teil zeigt

Fig. 3 eine Vorderansicht und eine Aufsicht des Aufbaus eines Dreh- und Markierungsteils der Vorrichtung von Fig. 1; und

Fig. 4 eine Vorderansicht des Aufbaus eines Ausrichtungs­ teils für das optische System und die Faser der Vorrichtung von Fig. 1.

Der technische Hintergrund der vorliegenden Erfindung wird vor der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert.

Wie in dem Dokument CCITT G.652 erläutert ist, sollte der Modenfeld-Konzentrizitätsfehler eines Einzelmoden-Faseroptik­ kabels nicht um überschreiten. Jede Einzelmode-Faseroptik sollte daher einen geometrischen Aufbau aufweisen, bei wel­ chem zwar eine Differenz zwischen einem geometrischen Zentrum der Faser und einem Modenfeldzentrum der Faser auftreten kann, diese Differenz zwischen den Zentren allerdings nicht i um überschreiten sollte. Zusätzlich werden Quer-Fehlausrichtun­ gen, die Fehler hervorrufen, beispielsweise einen Konzentri­ zitätsfehler, zwischen Innen- und Außendurchmessern des Ring­ beschlages, der seine optische Faser haltert und befestigt, und Spalte zwischen der Faseroptik und dem Innendurchmesser des Ringbeschlages, als wichtige Faktoren angesehen, welche einen Faserverbindungsverlust des Faseroptikverbinders her­ vorrufen, da diese Fehler möglicherweise in der Praxis bei einer Verbindung der Fasern zusammen auftreten, und die Quer-Fehlausrichtung der Fasern verstärken. Wenn jedoch die Punkte der optischen Maximalintensität der Faseroptiken der Ring­ beschläge in einem vorbestimmten Bereich eines rechtwinkli­ gen Koordinatensystems dadurch gesammelt werden können, daß die mit den Faseroptiken versehenen Ringbeschläge in ihrer Drehlage eingestellt werden, so kann der zu Fehlern führende Einfluß der voranstehend erwähnten Quer-Fehlausrichtung mini­ malisiert werden.

Zur Dreheinstellung der Ringbeschläge, welche mit den Faser­ optiken versehen sind, durch Sammeln oder Ableiten der Punkte maximaler optischer Intensität der Fasern in dem vorbestimm­ ten Bereich des rechtwinkligen Koordinatensystems sollte die Zentrumsachse und die Durchmesserachse des Ringbeschlages als die X- bzw. Y-Achse des rechtwinkligen Koordinatensystem ge­ wählt werden, sollte ein Drehwinkel zwischen dem Koordinaten­ system und dem Punkt maximaler optischer Intensität der Faser­ optik berechnet werden, eine automatische Dreheinstellung des mit der Faseroptik versehenen Ringbeschlages an dem er­ mittelten Drehwinkel durchgeführt werden, und die zylindri­ sche Außenoberfläche des Ringbeschlages mit dem Punkt maxi­ maler optischer Intensität in der bezüglich der Drehlage ein­ gestellten Position markiert werden. Daher stellt die vorlie­ gende Erfindung infolge der Markierung des Ringbeschlages einen polarisierten optischen Verbinder zur Verfügung.

Wenn zwei gewählte Ringbeschläge, die wie voranstehend bezüg­ lich der Drehlage eingestellt wurden, miteinander durch einen Adapter verbunden werden, werden gemäß der vorliegenden Erfin­ dung die Punkte der maximalen optischen Intensität der Faser­ optiken, durch welche die optischen Signale für eine opti­ sche Kommunikation übertragen werden, miteinander in dem vor­ bestimmten Bereich des Koordinatensystems verbunden, um so wie gewünscht den Verbindungsverlust des Faseroptikverbinders zu reduzieren.

Die Dreheinstellung des Punktes maximaler optischer Intensi­ tät der Faseroptik an dem ermittelten Drehwinkel in der kreis­ förmigen Lichtemissionsoberfläche der Faseroptik wird vorzugs­ weise entsprechend den nachstehend erwähnten zwei Verfahren durchgeführt.

Zuerst wird ein Ringbeschlag zusammen mit einer Drehstufe um den ermittelten Drehwinkel gedreht, und in dieser Drehlage wird die Außenoberfläche des Ringbeschlages durch eine fest­ stehende Markierungsvorrichtung mit dem Punkt der maximalen optischen Intensität markiert. Dieses Verfahren wird in Kurz­ bezeichnung als das Einstellverfahren des Ringbeschlag-Dreh­ typs bezeichnet.

Zweitens wird eine bewegliche Markierungsvorrichtung um den ermittelten Drehwinkel gedreht, und markiert den Punkt der optischen Intensität auf der Außenoberfläche eines fixierten Ringbeschlages. Dieses Verfahren wird kurz als das Einstell­ verfahren des Ringbeschlag-Fixiertyps bezeichnet.

Bei dem voranstehend geschilderten Einstellverfahren des Ringbeschlag-Drehtyps ist es sehr schwierig, eine Ausrich­ tung auf einer Sub-Mikrometerskala zu erzielen, infolge einer Überlappung der Konzentrizitätsfehler der Teile der Dreh- und Ausrichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Ausrichtungsfehler der Teile der Dreh- und Ausrichtungs­ vorrichtung gemäß der Erfindung sollten nämlich auf etwa 0,1 bis 0,21 µm begrenzt sein, um den Gesamtfehler der Dreh- und Ausrichtungsvorrichtung so zu begrenzen, daß er 1 µm nicht überschreitet. Hierzu ist für sämtliche Teile der Dreh- und Ausrichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine sol­ che mechanische Genauigkeit erforderlich, daß sie unter Be­ dingungen konstanter Temperatur und konstanter Luftfeuchtig­ keit bearbeitet und gehandhabt werden sollten.

In dieser Hinsicht wird für die Dreheinstellung der Faser­ optiken das Einstellverfahren des Ringbeschlag-Befestigungs­ typs statt das Einstellverfahren des Ringbeschlag-Drehtyps bevorzugt. Also wird die bewegliche Markierungsvorrichtung um den ermittelten Drehwinkel des Punktes maximaler optischer Intensität gedreht, und markiert den Punkt maximaler opti­ scher Intensität auf der zylindrischen Außenoberfläche des Ringbeschlages, der auf einem Ringbeschlag-Befestigungsteil der Dreh- und Ausrichtungsvorrichtung befestigt ist. Der bei diesem Einstellverfahren des Ringbeschlag-Befestigungstyps hervorgerufene Fehler ist sehr gering, so daß er gelegentlich vernachlässigbar ist, verglichen mit dem Außenumfang des Ringbeschlages. Mit anderen Worten ist der Einfluß des Feh­ lers des Einstellverfahrens des Ringbeschlag-Befestigungstyps nur dann wirksam, wenn der ermittelte Drehwinkel kleiner als 1° bis 2° ist. Die Dreh- und Ausrichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einem Computer versehen, der eine Bildbearbeitung der optischen Intensitätsverteilung des Modenfeldes in der Endoberfläche des Ringbeschlages durch­ führt, und direkt das Dreh- und Ausrichtungsteil der Vorrich­ tung steuert, um so den Montagevorgang für den Faseroptik­ verbinder zu automatisieren.

Nachstehend werden nunmehr anhand der beigefügten Zeichnun­ gen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung geschildert.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer Dreh- und Ausrichtungs­ vorrichtung zur Montage eines Faseroptikverbinders mit gerin­ gerem Verbinderverlust gemäß einer Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung. Fig. 2A und 2B sind Darstellungen des Aufbaus eines Ringbeschlags-Befestigungsteils 30 der Vorrich­ tung von Fig. 1. Fig. 3 ist eine Ansicht des Aufbaus eines Dreh- und Markierungsteils 40 der Vorrichtung von Fig. 1. Fig. 4 ist eine Vorderansicht des Aufbaus eines Ausrichtungs­ teils 50 für ein optisches System und eine Faser der Vorrich­ tung von Fig. 1.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist die Dreh- und Ausrichtungs­ vorrichtung gemäß der Erfindung das Dreh- und Markierungsteil 40 auf, welches die Drehlage einer Markierungsvorrichtung 43 in bezug auf einen fixierten Ringbeschlag 35 steuert, und einen Punkt maximaler optischer Intensität auf einer Außen­ oberfläche des Ringbeschlages 35 markiert. Das Ringbeschlag-Befestigungsteil 30 ist an das Dreh- und Markierungsteil 40 zur Befestigung des Ringbeschlages 35 so angeschlossen, daß die zylindrische Außenoberfläche des Ringbeschlages 35 durch die Markierungsvorrichtung 43 mit dem Punkt maximaler opti­ scher Intensität markiert wird. Ein Vertikalhalterungsteil 20 ist auf einer Oberseite eines Halterungsschienenteils 10 vorgesehen, um das Dreh- und Markierungsteil 40 und ebenso das Ringbeschlag-Befestigungsteil 30 zu haltern. Weiterhin weist die Dreh- und Ausrichtungsvorrichtung das Ausrichtungs­ teil 50 für das optische System und die Faser auf, welches auf dem Halterungsschienenteil 10 angebracht ist, und die Lichtemissionsoberfläche der zum Ringbeschlag 35 gehörenden Faseroptik vergrößert und ausrichtet. Das Basisteil oder das Halterungsschienenteil 10 sichert das Dreh- und Markierungs­ teil 40 und das Ausrichtungsteil 50 für das optische System und die Faser an einem gewünschten horizontalen Ort.

In der voranstehend geschilderten Dreh- und Ausrichtungsvor­ richtung erfolgt durch das optische System und eine IR-Kamera eine Bildbearbeitung der Verteilung der optischen Intensität von Licht, welches von der Faseroptik ausgesandt wird, die fest an ein inneres Loch des befestigten Ringbeschlages 35 angeschlossen ist. Die Markierungsvorrichtung 43 wird bezüg­ lich ihrer Drehposition entsprechend der Information der ei­ ner Bildbearbeitung unterworfenen Verteilung der optischen Intensität gesteuert, und daraufhin wird der Punkt maximaler optischer Intensität auf der zylindrischen Außenoberfläche des Ringbeschlages 35 durch die Markierungsvorrichtung 43 markiert.

Wie aus Fig. 2A und 2B hervorgeht, welche das Ringbeschlag-Befestigungsteil 30 in dem Zustand vor der Befestigung des Ringbeschlages 35 an dem Vertikalhalterungsteil 20 bzw. nach der Befestigung des Ringbeschlages 35 an dem Teil 20 zeigen, weist dieses Befestigungsteil 30 den Ringbeschlag 35 auf, der mit der Faseroptik versehen ist. Weiterhin weist das Be­ festigungsteil 30 einen Ringbeschlag-Adapter 33 zum Verbinden des Ringbeschlages 35 mit einem Adapterbefestigungsteil 31 auf. Dieses Teil 31 wiederum befestigt den Adapter 33 an dem Dreh- und Markierungsteil 40. Das Ringbeschlag-Befestigungs­ teil 30 ist so an dem Dreh- und Markierungsteil 40 zur Befe­ stigung des Ringbeschlages 35 befestigt, daß die zylindrische Außenoberfläche des befestigten Ringbeschlages 35 durch die drehbare Markierungsvorrichtung 43 mit dem Punkt maximaler optischer Intensität markiert wird. Dieses Ringbeschlag-Befe­ stigungsteil 30 stellt in der Hinsicht einen Vorteil zur Ver­ fügung, daß es zuläßt, daß der Ringbeschlag-Adapter verschie­ dene Abmessungen seines Innenloches aufweisen kann, so daß der Adapter 33 in weitem Maße austauschbar ist, um unterschied­ liche Außendurchmesser von Ringbeschlägen 35 aufzunehmen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung ist der Ringbeschlag-Adapter 33 an das Adapter-Befesti­ gungsteil 31 durch eine Einschnapp-Verbindungsanordnung an­ geschlossen, um in einem begrenzten Raum eine feste, lösbare Verbindung des Adapters 33 an dem Befestigungsteil 31 zu er­ zielen. Weiterhin sind der Ringbeschlag-Adapter 33 und der Ringbeschlag 35 so aufgebaut, daß der Innendurchmesser des Adapters 33 größer als der Außendurchmesser des Ringbeschla­ ges 35 ist, wobei die Differenz zwischen diesen Durchmessern auf einen möglichst geringen Wert begrenzt ist. Daher beträgt die Differenz zwischen dem Innendurchmesser des Adapters 33 und dem Außendurchmesser des Ringbeschlages 35 vorzugsweise nicht mehr als 1 µm, so daß der Ringbeschlag 35 fest an dem Adapter 33 befestigt ist, ohne eine zusätzliche Befestigungs­ einrichtung. Infolge des voranstehend geschilderten Aufbaus des Ringbeschlag-Befestigungsteil 30 ist nicht wie im Stand der Technik eine hohe Kraft zur Befestigung des Ringbeschla­ ges 35 erforderlich, so daß der bei der Drehung erzeugte Kon­ zentrizitätsfehler wesentlich verringert ist.

Um den Ringbeschlag 35 an der Dreh- und Ausrichtungsvorrich­ tung gemäß der vorliegenden Erfindung zu befestigen wird der Ringbeschlag 35, der mit der Faseroptik versehen ist, an den Ringbeschlag-Adapter 33 angeschlossen. Beim Anschluß des Ring­ beschlages 35 an dem Ringbeschlag-Adapter 33 gelangt die Faseroptik des Ringbeschlages 35 zuerst durch das innere Durchgangsloch des Adapters 33, und daraufhin wird ein Ver­ bindungsabschnitt des Ringbeschlages 35 in einen Ringbeschlag-Aufnahmehohlraum des Adapters 33 eingeführt. Daraufhin wird der Ringbeschlag-Adapter 33 an das Adapter-Befestigungsteil 31 angeschlossen, welches wiederum an dem Vertikalhalterungs­ teil 20 befestigt wird. Daher ragt die Faseroptik des Ring­ beschlages 35 nacheinander durch die inneren Löcher des Ring­ beschlag-Adapters 33, des Adapter-Befestigungsteils 31 und des Vertikalhalterungsteils 20, wie in Fig. 2B gezeigt ist, und wird daraufhin mit einer (nicht dargestellten) Licht­ quelle verbunden. In diesem Zustand wird die optische Inten­ sität der Lichtemissionsoberfläche der Faseroptik gemessen.

In Fig. 3 ist der Aufbau des Dreh- und Markierungsteils 40 gezeigt, welches eine Ringdrehstufe 41 und die Markierungs­ vorrichtung 43 aufweist, die in Radialrichtung auf der Dreh­ stufe 41 gehaltert ist. Die Drehstufe 41 wird durch die Dreh­ kraft eines Schrittmotors (nicht gezeigt) gedreht, und ist elektrisch an einen Computer über IEEE-488 angeschlossen. Der Computer steuert den Drehwinkel der Drehstufe 41 so, daß die Drehlage der Stufe 41 exakt kontrolliert ist, mit einem Feh­ ler von weniger als 1°. Die Markierungsvorrichtung 43 ist in Radialrichtung fest auf der Drehstufe 41 über eine kreisring­ förmige Markierungsvorrichtungs-Halterungsplatte 45 befestigt. Diese Platte 45 ist an der Drehstufe 41 über mehrere Schrau­ ben 47 befestigt, so daß sie sich zusammen mit der Drehstufe 41 dreht. Die Markierung des Punktes maximaler optischer In­ tensität auf der zylindrischen Außenoberfläche des Ringbe­ schlages 35 durch die Markierungsvorrichtung 43 wird durchge­ führt, nachdem die kontrollierte Drehung der Drehstufe 41 beendet ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Drehung der Markie­ rungsvorrichtung 43 in eine gewünschte Markierungsposition durch die kontrollierte Drehung der Drehstufe 41 erzielt.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, weist das Ausrichtungsteil 50 für das optische System und die Faser ein Objektivlinsensystem 53 und ein Okularlinsensystem 57 auf. Weiterhin ist dieses Teil 50 mit einer ersten Steuerung 51 für eine präzise Bewe­ gung versehen, zur exakten Bewegung des Objektivlinsensystems 53 in den X-, Y- und Z-Richtungen des dreidimensionalen, rechtwinkligen Koordinatensystems, und mit einer zweiten Steuerung 55 für eine exakte Bewegung, um das Okularlinsen­ system 57 in dem rechtwinkligen Koordinatensystem in X-, Y- und Z-Richtung exakt zu bewegen.

Dieses Ausrichtungsteil 50 für das optische System und die Faser ist so ausgelegt, daß es die Erzeugung eines größeren Berechnungsfehlers bei der Ermittlung des Punktes maximaler optischer Intensität verhindert, unter Berücksichtigung des geringen Durchmessers von etwa 10 µm der Lichtemissionsober­ fläche der Faseroptik, welche die optische Intensität zeigt. Zu diesem Zweck wird die Verteilung der optischen Intensität der Faseroptik durch das Zweilinsensystem 53 und 57 vergrö­ ßert, und das vergrößerte Bild der Verteilung der optischen Intensität trifft exakt mit dem Brennpunkt der IR-Kamera zu­ sammen, infolge der beiden Steuerungen 51 und 55.

Wie voranstehend erläutert führt die Dreh- und Ausrichtungs­ vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zu einer opti­ malen Verbesserung und Verringerung des Verbindungsverlustes eines Faseroptikverbinders, welcher einen Ringbeschlag, eine Muffe und einen Ringbeschlag-Adapter aufweist, ohne erhöhte Anforderungen an die mechanische Genauigkeit der voranste­ hend geschilderten Teile des optischen Verbinders zu stellen.

Insbesondere nutzt die vorliegende Erfindung die Verteilung der optischen Intensität der Endoberfläche der Faseroptik zur Verringerung des Verbindungsverlustes des optischen Verbin­ ders, so daß die vorliegende Erfindung in einem weiten Ausmaß an die Verbindung von Faseroptiken angepaßt ist, unabhängig von einem Modenfeld-Konzentrizitätsfehler der Faseroptiken. Die Dreh- und Ausrichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus über eine Schnittstelle an einen Computer angeschlossen, so daß die Montagezeit wesentlich verringert wird.

Entsprechend der Verringerung des Verbindungsverlustes gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein guter Übertragungseffekt des Optikkabel-Übertragungssystems erzielt, welches notwendi­ gerweise die Faseroptikverbindung unter Verwendung des opti­ schen Verbinders erfordert. Ein weiterer Vorteil der vorlie­ genden Erfindung besteht darin, daß durch sie die Zeit wesent­ lich verkürzt wird, die zur Bereitstellung eines Faseroptik­ verbinders erforderlich ist, der einen idealen Verbindungs­ verlust aufweist.

Zwar wurden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegen­ den Erfindung zum Zwecke der Erläuterung beschrieben, jedoch werden Fachleute auf diesem Gebiet bemerken, daß verschiede­ ne Abänderungen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem Umfang und Wesen der Erfindung abzuweichen, wel­ che sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunter­ lagen, insbesondere aus den Patentansprüchen, ergeben.

Claims (5)

1. Dreh- und Ausrichtungsvorrichtung zur Montage eines Fa­ seroptikverbinders mit geringeren Verbinderverlusten, fol­ gendes umfassend:
eine Dreh- und Markierungsvorrichtung (40) zum Steuern einer Drehlage einer Markierungsvorrichtung (43) in Bezug auf ei­ nen Ringbeschlag (35) und zum Markieren der Winkelposition auf einer zylindrischen Außenoberfläche des Ringbeschlages (35), wobei die Winkelposition der Winkelposition des Punk­ tes maximaler optischer Intensität auf einer Endoberfläche einer optischen Faser entspricht, die von dem Ringbeschlag (35) gehalten wird;
eine Ringbeschlag-Befestigungsvorrichtung (30), die mit der Dreh- und Markierungsvorrichtung (40) verbunden ist und den Ringbeschlag so festlegt, daß die zylindrische Außenober­ fläche des Ringbeschlages (35) durch die Markierungsvorrich­ tung (43) mit dem Punkt maximaler optischer Intensität mar­ kiert werden kann;
eine Vertikalhalterungsvorrichtung (20), die auf einer Hal­ teschienenvorrichtung (10) vorgesehen ist, um die Dreh- und Markierungsvorrichtung (40) und die Ringbeschlag-Befestigungsvorrichtung (30) zu haltern;
eine Ausrichtungseinrichtung (50) für das optische System und die Fasern, die auf der Halterungsschienenvorrichtung (10) angebracht ist, um eine Endoberfläche einer Faseroptik des Ringbeschlages (35) zu vergrößern und auszurichten;
wobei die Halterungsschienenvorrichtung (10) zum Sichern der Dreh- und Markierungsvorrichtung (40) und der Ausrichtungs­ vorrichtung (50) für das optische System an einem gewünsch­ ten horizontalen Ort dient.

2. Dreh- und Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringbeschlag-Befestigungsvorrichtung umfaßt:
einen Ringbeschlag-Adapter (33) zur Befestigung des mit der Faseroptik versehenen Ringbeschlages (35); und
ein Adapter-Befestigungsteil (31), welches den Ringbeschlag-Adapter (33) mit der Dreh- und Markierungsvorrichtung (40) verbindet.

3. Dreh- und Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringbeschlag-Adapter (33) so aufgebaut ist, daß sein Innendurchmesser größer als ein Außendurchmesser des Ringbe­ schlages (35) ist, wobei die Differenz zwischen seinem In­ nendurchmesser und dem Außendurchmesser des Ringbeschlages (35) nicht mehr als 1 µm beträgt.

4. Dreh- und Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh- und Markierungsvorrichtung (43) umfaßt:
eine Drehstufe (41), die durch eine äußere Drehkraft drehbar ist;
eine Markierungsvorrichtungs-Halterungsplatte (45), die auf der Drehstufe durch mehrere Schrauben (47) so angebracht ist, daß sie zusammen mit der Drehstufe (41) gedreht wird;
wobei die Markierungsvorrichtung (43) auf der Markierungs­ vorrichtungs-Halterungsplatte (45) angebracht ist.

5. Dreh- und Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtungsvorrichtung (50) für das optische System und die Faser umfaßt:
ein Objektivlinsensystem (53) und ein Okularlinsensystem (57), die beide die Endoberfläche der Faseroptik verstärken; und
eine erste und eine zweite Steuervorrichtung (51, 55) für eine exakte Bewegung, wobei die erste Steuervorrichtung ex­ akt das Objektivlinsensystem (53) in X-, Y- und Z-Richtungen eines dreidimensionalen, rechtwinkligen Koordinatensystems bewegt, und die zweite Steuervorrichtung (55) exakt das Oku­ larlinsensystem (57) in den X-, Y- und Z-Richtungen des dreidimensionalen, rechtwinkligen Koordinatensystems bewegt.