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Dokumentenidentifikation DE19536185A1 03.04.1997
Titel Einrichtung und Verfahren zum Koppeln eines faserförmigen Lichtwellenleiters mit einem optischen Bauteil
Anmelder Heinrich-Hertz-Institut für Nachrichtentechnik Berlin GmbH, 10587 Berlin, DE
Erfinder Peters, Klaus, 14052 Berlin, DE
Vertreter Weisse und Kollegen, 42555 Velbert
DE-Anmeldedatum 28.09.1995
DE-Aktenzeichen 19536185
Offenlegungstag 03.04.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse G02B 6/24
IPC-Nebenklasse G02B 6/122   G02B 6/36   
IPC additional class // G02B 6/42  
Zusammenfassung Zum Koppeln eines faserförmigen Lichtwellenleiters mit einem optischen Bauteil, ist eine Einrichtung vorgesehen bei welcher, der faserförmige Lichtwellenleiterteil einer einseitig gehaltenen und durch elastische Verformung schwenkbeweglichen Struktur ist, und die Struktur durch justierbare Stützkörper in zwei unter verschiedenen Winkeln quer zur Längsachse des Lichtwellenleiters verlaufenden Richtungen auslenkbar ist. Die Struktur ist federnd durchbiegbar und an einem Ende fest eingespannt. Die Stützkörper sind von zwei in Führungen geradgeführten Stiften gebildet, die mit ihren Stirnflächen an der federnd durchbiegbaren Struktur unter Vorspannung anliegen. Weiterhin sind Mittel zur Fixierung einer eingestellten Justage-Position vorgesehen.

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Koppeln eines faserförmigen Lichtwellenleiters mit einem optischen Bauteil, bei welchem,

  • (a) der faserförmige Lichtwellenleiter Teil einer einseitig gehaltenen und durch elastische Verformung schwenkbeweglichen Struktur ist, und
  • (b) die Struktur durch justierbare Stützkörper in zwei zwei unter verschiedenen Winkeln quer zur Längsachse des Lichtwellenleiters verlaufenden Richtungen auslenkbar ist.


Eine solche Einrichtung ist in der DE 36 08 236 A1 beschrieben.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Justieren von Lichtwellenleitern relativ zu einem optischen Bauteil.

Optische Bauteile können dabei beispielsweise Festkörper- Laser, optische Schalter, optische Resonanzkreise oder sonstige in der Technik der "integrierten Optik" ausgeführte Bauteile oder auch andere Lichtwellenleiter sein. In den Lichtwellenleitern werden Informationen in Form von modulierten Lichtwellen übertragen. Die Lichtwellenleiter müssen möglichst verlustarm mit Ein- oder Ausgängen der optischen Bauteile gekoppelt werden. Dazu ist eine genaue räumliche Justage der Lichtwellenleiter relativ zu den Bauteilen erforderlich.

Die Bauteile und die Einrichtungen zum Koppeln der Lichtwellenleiter mit den Bauteilen sollten für den praktischen Einsatz möglichst kompakt sein.

Stand der Technik

Die DE 36 08 236 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Ankoppeln eines faserförmigen Lichtwellenleiters an ein optisches Bauteil, in Form eines optischen Sende- und Empfangselements, eines Meßgerätes oder einen Laboraufbau. Dabei ist der faserförmige Lichtwellenleiter in einem Kapillarrohr geführt. Das Kapillarrohr ist seinerseits in einem Rohr gehaltert. Dieses Rohr weist einen Flansch auf, dessen innerer Teil als Ringfeder ausgebildet ist. Der äußere Teil des Flansches ist an einem Block befestigt. Durch Verformung der Ringfeder ist das ansonsten starre Rohr in zwei Freiheitsgraden verschwenkbar. An dem Rohr liegen zwei schwenkbar gelagerte Stellhebel über Druckkugeln an zwei um 90° gegeneinander versetzten Stellen an. Die Stellhebel sind über Stellspindeln verschwenkbar, wobei durch Hebeluntersetzung eine feinfühlige Einstellung möglich ist. Diese Anordnung ist aufwendig, sperrig und schwer (etwa 10 × 12 × 6 cm, 1,8 kg). Sie ist nicht für praktische Anwendungen mit miniaturisierten optischen Bauteilen geeignet.

Die DE 41 17 449 C1 betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren von faserförmigen Lichtwellenleitern mit einer Trägerplatte, auf welcher sich Führungskanäle befinden. Die Lichtwellenleiter werden durch Federelemente in ihren Positionen in den Kanälen fixiert. Neben jedem Federelement ist auf der dem Lichtwellenleiter abgewandten Seite ein parallel zu dem Lichtwellenleiter verschiebbarer Abstandshalter angeordnet. Der Abstandshalter liegt mit einer Schrägfläche an einer Anlauffläche des Federelements an. Hinter jedem Abstandshalter befindet sich ein Stempel, mittels dessen der Abstandshalter in Richtung der Anlauffläche bewegbar ist. Dadurch kann der Lichtwellenleiter quer zu seiner Längsrichtung verstellt werden.

Die DE 41 40 283 A1 beschreibt ein Verfahren zur Fixierung eines faserförmigen Lichtwellenleiters in einem Halter mittels Laser-Schweißung.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zum Koppeln von faserförmigen Lichtwellenleitern an ein optisches Bauteil einfach und kompakt auszubilden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß

  • (c) das die Struktur federnd durchbiegbar ist,
  • (d) die Struktur an einem Ende fest eingespannt ist,
  • (e) die Stützkörper von jeweils zwei in Führungen geradgeführten Stiften gebildet sind, die mit ihren Stirnflächen an der federnd durchbiegbaren Struktur unter Vorspannung anliegen, und
  • (g) Mittel zur Fixierung einer eingestellten Justage-Position vorgesehen sind.


Die Struktur, deren Teil der faserförmige Lichtwellenleiter ist, ist selbst federnd durchbiegbar, wobei auch der Lichtwellenleiter durchgebogen wird. Der Lichtwellenleiter ist nicht wie bei der oben erwähnten DE 36 08 236 A1 in einem starren, nicht durchbiegbaren Rohr gehaltert, das über eine Ringfeder schwenkbar gelagert ist. Diese durchbiegbare Struktur ist, wieder im Gegensatz zu dem Rohr der DE 36 08 236 A1 an einem Ende fest eingespannt. Die Stützkörper sind einfach von geradgeführten Stiften gebildet, an denen die nach der Justierung etwas durchgebogene Struktur federnd mit einer Vorspannung anliegt. In der Justierstellung sind die Stifte fixiert.

Eine solche Einrichtung ist sehr einfach. Sie besteht nur aus wenigen Teilen. Sie kann sehr kompakt ausgebildet werden. Insbesondere ist es möglich, eine solche Einrichtung in mikro-mechanischer Technik auszuführen.

Das Verfahren zum Justieren von faserförmigen Lichtwellenleitern weist in seiner allgemeinsten Form die folgenden Verfahrensschritte auf:

  • (a) Haltern eines Lichtwellenleiters in Längsrichtung in einem Abstand von seinem dem optischen Bauteil zugewandten Ende in einer eine federnde Durchbiegung des eingespannten Lichtwellenleiters aus einer entspannten Ruhestellung gestattenden Weise,
  • (b) Haltern des Bauteils relativ zu dem Lichtwellenleiter so, daß der Lichtwellenleiter in der Ruhestellung gegenüber der Stellung optimaler Kopplung mit dem Bauteil in zwei vorgegebenen Querrichtungen versetzt ist,
  • (c) Auslenken des Lichtwellenleiters durch Verschieben zweier in den vorgegebenen Querrichtungen verschiebbar geführter, an dem Lichtwellenleiter angreifender Stifte bis zum Erreichen eines gewünschten Koppelzustands, wobei der Lichtwellenleiter in diesem Koppelzustand unter Vorspannung an den Stiften anliegt, und
  • (d) Sichern der Stifte in der so justierten Stellung.


Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Einrichtung zum Koppeln eines faserförmigen Lichtwellenleiters mit einem optischen Bauteil, hier einem Laser, wobei die Ausrichtung des faserförmigen Lichtwellenleiters zu dem Bauteil justierbar ist.

Fig. 2 zeigt ebenfalls perspektivisch in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit von Fig. 1, nämlich das Ende des Lichtwellenleiters mit dem Ende einer den Lichtleiter führenden Kapillare.

Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 1 und zeigt die Kopplung zweier parallel nebeneinander verlaufender, faserförmiger Lichtwellenleiter mit einem optischen Bauteil.

Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 1 und zeigt die Kopplung zweier fluchtend zu beiden Seiten eines optischen Bauteils verlaufender, faserförmiger Lichtwellenleiter mit dem optischen Bauteil.

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführung einer Einrichtung zum Koppeln faserförmiger Lichtwellenleiter mit einem optischen Bauteil, wobei die Ausrichtung der faserförmigen Lichtwellenleiter zu dem Bauteil justierbar ist.

Fig. 6 zeigt einen Schnittansicht A-B von Fig. 5.

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht C-D von Fig. 5.

Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht der Einrichtung von Fig. 5 bis 7.

Fig. 9 zeigt eine Vorderansicht der Einrichtung von rechts in Fig. 8 gesehen.

Fig. 10 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit von Fig. 8.

Fig. 11 ist eine Draufsicht auf eine einer Einrichtung ähnlich Fig. 5 zum Koppeln zweier Scharen von faserförmigen Lichtwellenleitern mit einem optischen Bauteil, wobei die beiden Scharen von Lichtwellenleitern fluchtend auf entgegengesetzten Seiten des Bauteils angeordnet sind.

Fig. 12 zeigt eine abgewandelte Ausführung des faserförmigen Lichtwellenleiters.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine Einrichtung zum Koppeln eines faserförmigen Lichtwellenleiters mit einem optischen Bauteil, bei welcher der faserförmige Lichtwellenleiter in einer einseitig gehalterten, den Lichtwellenleiter umgebenden, federnd durchbiegbaren Kapillare gehalten ist, der faserförmige Lichtwellenleiter an einem ersten Ende desselben aus dieser Kapillare herausragt, und die Kapillare an einem dem ersten Ende abgewandten zweiten Ende fest eingespannt ist.

In Fig. 1 ist mit 10 ein Grundkörper bezeichnet. Der Grundkörper 10 bildet eine langgestreckt-rechteckige Grundplatte 12. An die Grundplatte 12 ist längs einer Längsseite eine sich senkrecht zu der Grundplatte 12 erstreckende Seitenwange 14 angeformt. An einer Stirnseite der Grundplatte 12 sitzt eine Halterung 16 für eine federnde Kapillare 18. Die Kapillare 18 ist an einem in Fig. 1 hinteren Ende in der Halterung 16 fest eingespannt. Die Kapillare 18 nimmt einen faserförmigen Lichtwellenleiter 20 auf. Der Lichtwellenleiter 20 ist daher an dem in Fig. 1 vorderen, Ende mit der Kapillare 18 mit zwei Freiheitsgraden, in einer X-Richtung und in einer dazu senkrechten Y-Richtung federnd auslenkbar. Das freie "vordere" Ende der Kapillare ist nachfolgend als "erstes" Ende bezeichnet, das eingespannte "hintere" Ende der Kapillare ist nachstehend als "zweites" Ende bezeichnet.

Die Halterung 16 besteht aus einem geschlitzten Block 22 mit einem parallel zu der Grundplatte 12 verlaufenden, von einer Seite her durch einen Teil des Blockes 22 verlaufenden Schlitz 24. In den beiden den Schlitz 24 bildenden Flächen sind gegenüberliegende, parallel zur Längsseite der Grundplatte verlaufende Nuten 26 und 28 gebildet. In diesen Nuten 26 und 28 ist die Kapillare 18 geführt. Durch eine Fixierschraube 30, welche sich durch den Schlitz 24 erstreckt und den Schlitz 24 zusammenzieht, kann die Kapillare 18 in einer Justierstellung festgeklemmt werden. Bei gelöster Fixierschraube ist die Kapillare 18 reibschlüssig gehalten, so daß sie für die Justage in den Nuten 26 und 28 gegen Reibungskräfte axial verschoben werden kann.

Im Bereich des vorderen ersten Endes der Kapillare 18 ist in der Seitenwange 14 eine erste Führungsbohrung 32 vorgesehen. Die Achse der Führungsbohrung 32 verläuft in X- Richtung senkrecht zu der Achse der Kapillare 18 und horizontal in Fig. 1. In der Führungsbohrung 32 ist ein Stift 34 längsverschiebbar geführt. In der durch die erste Führungsbohrung 32 bestimmten, zu der Kapillare 18 senkrechten Ebene ist in der Grundplatte 12 eine zweite Führungsbohrung 36 vorgesehen. Die Achse der zweiten Führungsbohrung 36 verläuft in Y-Richtung senkrecht zu den Achsen der Kapillare 18 und der ersten Führungsbohrung 32. In der zweiten Führungsbohrung 36 ist ein Stift 38 längsverschiebbar geführt. Die Stifte 34 und 38 sind jeweils gegen Reibungskräfte verschiebbar.

Die Stirnflächen der Stifte 34 und 38 sind von geläppten Planflächen gebildet. Die Kapillare 18 weist in der Ebene der Stifte 34 und 38 eine sphärische Wulst 39 auf. Dadurch wird sichergestellt, daß die Stifte mit Punktberührung an der Kapillare 18 angreifen.

An der der Halterung 16 gegenüberliegende Stirnfläche 40 der Grundplatte 12 ist ein optisches Bauteil 42 mittels zweier Schrauben 44 und 46 befestigt. Die Schrauben 44 und 46 greifen in Gewindebohrungen 48 bzw. 50 der Grundplatte ein. Das Bauteil ist hier ein Halbleiter-Laser 52 mit einer Wärmesenke 54. Die Lage des Bauteils 42 relativ zu dem Grundkörper 10 kann durch Toleranzen der Schraubverbindung etwas variiert werden. Das Bauteil 42 wird so an den Grundkörper angeschraubt, daß in der entspannten Ruhestellung der Kapillare 18, d. h. wenn keiner der Stifte 34 oder 38 an der Kapillare angreift, der faserförmige Lichtwellenleiter etwas sowohl in X-Richtung nach links in Fig. 1 als auch in Y-Richtung nach unten in Fig. 1 von der optimalen Koppelposition relativ zu dem Bauteil 42 abweicht. Durch die Stifte 34 und 38, die nach rechts bzw. nach oben in Fig. 1 vorbewegt werden, wird die Kapillare 18 durchgebogen, d. h. federnd-elastisch verformt. Das erste, in Fig. 1 vordere Ende der Kapillare 18 wird nach rechts und nach oben in Fig. 1 bewegt, bis der faserförmige Lichtwellenleiter 20 seine optimale Koppelposition erreicht hat. In dieser optimalen Koppelposition liegen beide Stifte 34 und 38 unter Vorspannung an dem vorderen, ersten Ende der Kapillare 18 an. Dadurch ist eine Justage der Kapillare 18 und damit des faserförmigen Lichtwellenleiters in X- Richtung und in Y-Richtung möglich. Durch Längsverschiebung der Kapillare 18 kann das in Fig. 1 vordere Ende des faserförmigen Lichtwellenleiters auch in der zu den X-und Y-Richtungen senkrechten Z-Richtung justiert werden. Zu diesem Zweck ist an dem eingespannten zweiten Ende der Kapillare 18 ein Gewinde 56 vorgesehen, an dem ein Stellwerkzeug angreifen kann.

Auf der in Fig. 1 oberen, der Kapillare 18 zugewandten Seite ist auf der Grundplatte 12 ein Temperaturfühler 62 angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Seite der Grundplatte 12 sitzt ein Peltier-Kühler 64. Dadurch wird die Temperatur des Grundkörpers 10 und der damit verbundenen Teile auf eine konstante Temperatur geregelt, so daß die Justage nicht durch Temperaturschwankungen gestört wird.

Fig. 2 zeigt im einzelnen die Ausbildung des freien, ersten Endes der Kapillare 18 und des aus der Kapillare 18 herausragenden Endes des faserförmigen Lichtwellenleiters 20. Der faserförmige Lichtwellenleiter 20 verjüngt sich an seinem Ende konisch und endet an der Spitze in einer sphärischen Fläche. Die Mantelfläche 58 des faserförmigen Lichtwellenleiters 20 ist metallisiert. Dadurch wird ein mechanischer Schutz der Oberfläche erreicht. Außerdem gestattet es die Metallisierung, den Lichtwellenleiter durch Löten in der Kapillare zu fixieren. Der Lichtwellenleiter 20 kann unmittelbar von der Kapillare 18 umgeben sein. Vorzugsweise wird aber eine Anordnung gewählt, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Der Lichtwellenleiter 20 ist an seinem dem Bauteil zugewandten freien Ende auf einem begrenzten Abschnitt seiner Länge von einer inneren Kapillare 19 mit relativ geringem Durchmesser unmittelbar umgeben. Die innere Kapillare 19 sitzt ihrerseits in der Kapillare 18, die einen größeren Durchmesser besitzt. Der innere Durchmesser der äußeren Kapillare 18 entspricht im wesentlichen dem äußeren Durchmesser der inneren Kapillare 19. Die Kapillaren 18 und 19 sind durch Kleben, Löten o. dergl. miteinander verbunden. Die Kapillare 19 weist nahe ihrem ersten Ende eine als Fixiernut dienende, bogenförmige Nut 60 auf. Diese bogenförmige Nut gestattet das Einbringen von Lot oder Kleber in den Spalt zwischen der metallisierten Oberfläche 58 des faserförmigen Lichtwellenleiters 20 und der Innenfläche der Kapillare 19, ohne daß dieses Lot oder dieser Kleber an das Ende des Lichtwellenleiters 20 gelangen und dessen optische Eigenschaften beeinträchtigen kann.

Die Justierung wird wie folgt durchgeführt:

Die Kapillare 18 mit dem zweiten Ende in der Halterung 16 festgeklemmt, so daß eine federnde Durchbiegung der eingespannten Kapillare 18 mit dem Lichtwellenleiter 20 aus ihrer entspannten Ruhestellung möglich ist. Das Bauteil 42 wird relativ zu dem Lichtwellenleiter 20 so an dem Grundkörper 10 gehaltert, daß der Lichtwellenleiter 20 in Ruhestellung gegenüber der Stellung optimaler Kopplung in zwei vorgegebenen Richtungen, nämlich in X-Richtung und in Y-Richtung nach links unten in Fig. 1 versetzt ist. Durch Verschieben der beiden in den vorgegebenen Richtungen verschiebbar geführten, an der Kapillare 18 angreifenden Stifte 34 und 38 wird der Lichtwellenleiter 20 bis zum Erreichen des gewünschten Koppelzustandes ausgelenkt. In diesem Koppelzustand liegen die Stifte 34 und 38 unter Vorspannung an der Kapillare 18 an, die den Lichtwellenleiter 20 umhüllt. Durch Verschieben der Kapillare 18 in der Halterung 16 erfolgt zusätzlich eine Justierung des Lichtwellenleiters 20 in seiner Längsrichtung, der Z-Richtung. In der fertig justierten Stellung, in der sich eine optimale Lichtkopplung ergibt, werden die Stifte 34 und 38 sowie die Kapillare 18 fixiert.

Eine alternative Ausbildung des faserförmigen Lichtwellenleiters 20 besteht darin, daß der Lichtwellenleiter 20 an seinem Ende eine Planfläche 61 aufweist. Eine solche Ausführung ist in Fig. 12 schematisch und stark übertrieben dargestellt. Während bei einer sphärischen Fläche an der Spitze der Verjüngung (Fig. 2) die Orientierung des Endes des faserförmigen Lichtleiters 20 unkritisch ist, beeinflußt diese Orientierung bei einer Planfläche 62 nach Art von Fig. 12 die Koppeleffizienz sehr wesentlich. Aus diesem Grunde bildet bei der Ausführung von Fig. 12 die Kapillare oder der faserförmige Lichtwellenleiter 20 im entspannten Zustand einen solchen Winkel mit der Achse 63 eines anzukoppelnden Lichtwellenleiters des Bauteils 42, daß die Planfläche 61 im justierten Zustand, der in Fig. 12 dargestellt ist, bei durchgebogenem Lichtwellenleiter 20 im wesentlichen senkrecht zu dieser Achse 63 liegt.

Die Fixierung in der Justierstellung erfolgt bei der Ausführung nach Fig. 1 durch Festklemmen. Zu diesem Zweck sind in der Seitenwange 14 und in der Grundplatte 12Fixier-Schrauben 66 bzw. 68 vorgesehen, durch welche die Stifte 34 bzw. 38 festklemmbar sind. Die Kapillare 18 wird durch Festziehen der Fixierschraube 30 festgeklemmt.

Statt durch Festklemmen, das ein Lösen der Fixierung gestattet, kann die Fixierung auch durch Kleben, Löten oder insbesondere Laser-Schweißen vorgenommen werden.

Die Justage in X-Richtung und in Y-Richtung ist besonders kritisch. Hier ist eine feinfühlige Verschiebung der Stifte 34 und 38 erforderlich. Zu diesem Zweck werden die Stifte 34 und 38 quer zur Längsrichtung des Lichtwellenleiters 20 mittels eines Piezostellers verstellt. Vor der Verstellung durch den Piezosteller erfolgt eine mechanische Grob- Einstellung z. B. mittels einer den Piezosteller tragenden Mikrometerschraube.

Fig. 3 zeigt eine Einrichtung ähnlich der von Fig. 1, bei welcher aber in dem geschlitzten Block zwei Kapillaren mit je einem Lichtwellenleiter parallel eingespannt sind, an der Grundplatte beiderseits der Kapillaren zwei zueinander und zu den Kapillaren parallele Seitenwangen angebracht sind, in der Grundplatte zwei parallele Führungsbohrungen zur Führung von Stiften angebracht sind, die an je einer der Kapillaren anliegen, und in jeder der Seitenwangen eine Führungsbohrung für Stifte vorgesehen sind, die jeweils an der der Seitenwange benachbarten Kapillare anliegen.

Bei der Einrichtung nach Fig. 3 sind an einer Grundplatte 70 zwei sich längs der Längsseiten der Grundplatte 70 erstreckende, parallele Seitenwangen 72 und 74 angebracht.

Eine Klemmvorrichtung 76 hält in ähnlicher Weise wie bei der Ausführung von Fig. 1 zwei zueinander und zu den Längsseiten parallele Kapillaren 78 und 80. Jede der Kapillaren 78 und 80 enthält, wie z. B. in Fig. 2 dargestellt, einen faserförmigen Lichtwellenleiter 82 bzw. 84, der an dem freien, ersten Ende aus der Kapillare 78 bzw. 80 herausragt.

Um den gegenseitigen Abstand der faserförmigen Lichtleiter 82 und 84 verringern zu können, sind bei der Ausführung von Fig. 3 die Lichtwellenleiter 82 und 84 unmittelbar von den federnden Kapillaren 78 bzw. 80 umgeben. Die Kapillaren 78 und 80 entsprechen dabei im wesentlichen der Kapillare 19 von Fig. 2. Diese "fixierende" Kapillare ist entsprechend verlängert und übernimmt gleichzeitig die Funktion der federnden Kapillare 18.

In den beiden Seitenwangen 72 und 74 sind fluchtende Führungsbohrungen 86 bzw. 88 angebracht, die sich senkrecht zur Längsrichtung der Lichtwellenleiter 82 und 84 in X- Richtung erstrecken. In den Führungsbohrungen 86 und 88 sind Stifte 90 bzw. 92 längsverschiebbar geführt. Die Stifte 90 und 92 liegen mit ihren inneren Stirnflächen an je einer der Kapillaren 78 bzw. 80 an. In der Grundplatte 70 sind zwei parallele Führungsbohrungen 94 und 96 vorgesehen. Die Achse der Führungsbohrung 94 verläuft senkrecht zu der Achse der Kapillare 78 und senkrecht zu der Achse der Führungsbohrung 86 in Y-Richtung. In der Führungsbohrung 94 ist ein Stift 98 verschiebbar geführt. Der Stift 98 liegt mit seiner Stirnfläche an der Kapillare 78 an. In entsprechender Weise verläuft die Achse der Führungsbohrung 96senkrecht zu der Achse der Kapillare 80 und senkrecht zu der Achse der Führungsbohrung 88 in Y-Richtung. In der Führungsbohrung 96 ist ein Stift 100 verschiebbar geführt. Der Stift 100 liegt mit seiner Stirnfläche an der Kapillare 80 an.

An der Stirnfläche der Grundplatte 70 ist ein Bauteil 102 befestigt. Dabei ist das Bauteil 102 so angeordnet, daß für die Kopplung des Lichtwellenleiters 82 mit dem Bauteil 102 die entspannte Ruhestellung der Kapillare 78 links unterhalb (in Fig. 3) von der optimalen Koppelstellung liegt. Für die Kopplung des Lichtwellenleiters 84 mit dem Bauteil 102 liegt die entspannte Ruhestellung der Kapillare 80 rechts unterhalb (in Fig. 1) von der optimalen Koppelstellung. Durch Verstellung der Stifte 90, 92 und 94, 96 kann dann in der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Weise die optimale Koppelstellung der faserförmigen Lichtwellenleiter 82 und 84 einjustiert und fixiert werden. Auch hier ist eine axiale Justierung der Kapillaren 78 und 80 und damit der Lichtwellenleiter 82 bzw. 84 nach Lösen zweier Fixierschrauben 104 und 106 möglich.

Fig. 4 zeigt eine Einrichtung ähnlich Fig. 1, bei welcher der optische Bauteil in der Mitte auf der Grundplatte montiert ist, an beiden Stirnseiten der Grundplatte geschlitzte Blöcke zur Halterung von Lichtwellenleiter führenden Kapillaren angeformt sind und für jede Kapillare in der Grundplatte und in der Seitenwange Führungsbohrungen für Stifte zur Justierung der Kapillaren und der darin geführten Lichtwellenleiter relativ zu dem optischen Bauteil vorgesehen sind.

Die Einrichtung von Fig. 4 ist praktisch eine spiegelbildliche Verdopplung der Einrichtung von Fig. 1. Es werden daher in Fig. 4 die gleichen Bezugszeichen benutzt wie in Fig. 1, wobei doppelt vorkommende Teile mit dem Zusatz "A" gekennzeichnet sind.

Eine weitere Ausführung einer Einrichtung zum Koppeln von faserförmigen Lichtwellenleitern mit einem optischen Bauteil ist in den Fig. 5 bis 10 dargestellt. Dabei handelt es sich um eine durch Röntgen-Lithographie hergestellte stark miniaturisierte Einrichtung. Die Darstellung in den Fig. 5 bis 9 erfolgte im Maßstab 20 : 1, die Darstellung der Einzelheit in Fig. 10 im Maßstab 100 : 1. Die Figuren zeigen eine Einrichtung mit vier einzeln justierbaren, faserförmigen Lichtwellenleitern, die parallel auf einem Trägerkörper montiert sind und zu Ein- oder Ausgängen eines (nicht dargestellten) Bauteils ausgerichtet werden können.

Bei der Ausführung nach Fig. 5 bis 10 ist die Struktur unmittelbar von federnd elastischen, faserförmigen Lichtwellenleitern gebildet. Die Stifte sind ebenfalls von faserförmigen Lichtwellenleitern gebildet. Dabei werden nicht die optischen Eigenschaften der faserförmigen Lichtwellenleiter ausgenutzt sondern nur die mechanischen Eigenschaften. Der Aufbau ist so, daß eine Mehrzahl von optisch zu justierenden faserförmigen Lichtwellenleitern parallel zueinander längs einer Seitenfläche eines Trägerkörpers geführt sind. Eine erste Schar von Stiften ist in einer ersten zu den Lichtwellenleitern senkrechten Ebene parallel zueinander in Führungen des Trägerkörpers geführt. Die Stifte liegen an je einem der faserförmigen Lichtwellenleiter unter Vorspannung an. Eine zweite Schar von Stiften ist in einer zweiten, zu der ersten Ebene in Längsrichtung der faserförmigen Lichtwellenleiter versetzten Ebene ebenfalls parallel zueinander in Führungen des Trägerkörpers geführt, die gekreuzt zu den Führungen der ersten Schar verlaufen. Die beiden Scharen von Stiften ragen aus der Seitenfläche des Trägerkörpers in zwei in Längsrichtung des Lichtwellenleiters gegeneinander versetzten Reihen heraus, wobei jeder Stift einer Schar mit seiner Stirnfläche an einem zugeordneten Lichtwellenleiter der längs der Seitenfläche geführten Lichtwellenleiter unter Durchbiegung dieses Lichtwellenleiters mit Vorspannung anliegt.

In Fig. 5 bis 9 ist mit 110 ein Trägerkörper bezeichnet. Der Trägerkörper 110 ist ein länglicher Block von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt. Vor einer Seitenfläche 112 des Blocks 110 sind vier parallele, faserförmige Lichtwellenleiter 114, 116, 118 und 120 angebracht. Die Lichtwellenleiter 114, 116, 118 und 120 sind an ihrem freien Ende konisch verjüngt und laufen in einer sphärischen Fläche aus, ähnlich wie der Lichtwellenleiter 20 in Fig. 1. Im Abstand von dem freien Ende sind die Lichtwellenleiter 114, 116, 118 und 120 in einer Halterung 122 vorläufig gehaltert. Die Halterung 122 wird von zwei parallelen, sich quer zu den Lichtwellenleitern 114, 116, 118 und 120 erstreckenden, vorstehenden Leisten 124 und 126 begrenzt. Die Leisten 124 und 126 weisen Nuten 115, 117, 119 bzw. 121 (Fig. 9) zur Fixierung der Lichtwellenleiter 114, 116, 118 und 120 auf. In diesen Nuten 124 und 126 sind die Lichtwellenleiter 114, 116, 118 und 120 durch Laser-Schweißpunkte 128 bzw. 130 eingespannt. Von den Laser-Schweißpunkten 130 bis zu den Enden sind die faserförmigen Lichtwellenleiter 114, 116, 118 und 120 freitragend. Bei den kleinen Abmessungen der Einrichtung von Fig. 5 bis 10 reicht hierfür die Steifigkeit der Lichtwellenleiter 114, 116, 118 und 120 aus. Die Lichtwellenleiter 114, 116, 118 und 120 bilden somit selbst die federnd elastische "Struktur". Sie brauchen nicht wie bei der Ausführung von Fig. 1 in federnden Kapillaren geführt zu werden.

Die Lichtwellenleiter 114, 116, 118 und 120 sind durch zwei Scharen von Stiften 132, 134, 136 und 138 bzw. 140, 142, 144 und 146 einzeln justierbar.

Die erste Schar von Stiften (Fig. 6) ist in Führungskanälen 148 in dem Trägerkörper 110 geführt. Die Führungskanäle 148 erstrecken sich unter 45° zu der Seitenfläche 112 von dieser Seitenfläche 112 zu einer an die Seitenfläche 112 angrenzenden, zu dieser senkrechten Seitenfläche 150. Die Führungskanäle 148 münden in der Seitenfläche 112 in einer Reihe von Öffnungen, aus denen die Enden der Stifte 132, 134, 136 und 138 herausragen. Die Führungskanäle 148 münden auch in der Seitenfläche 150 in einer Reihe von Öffnungen, aus denen die anderen Enden der Stifte 132, 134, 136 und 138 herausragen.

Die zweite Schar von Stiften (Fig. 7) ist in Führungskanälen 152 in dem Trägerkörper 110 geführt. Die Führungskanäle 152 erstrecken sich unter 135° zu der Seitenfläche 112 von dieser Seitenfläche 112 zu einer an die Seitenfläche 112 ebenfalls angrenzenden, zu dieser senkrechten Seitenfläche 154 auf der der Seitenfläche 150 gegenüberliegenden Seite.

Die Führungskanäle 152 münden in der Seitenfläche 112 in einer Reihe von Öffnungen, aus denen die Enden der Stifte 140, 142, 144 und 146 herausragen. Die Führungskanäle 152 münden auch in der Seitenfläche 154 in einer Reihe von Öffnungen, aus denen die Enden der Stifte 140, 142, 144 und 146 herausragen. Wie aus Fig. 5 am besten ersichtlich ist, sind die Reihen von Öffnungen für die Stifte 132, 134, 136 und 138 gegenüber der Reihe von Öffnungen für die Stifte 140, 142, 144 und 146 gegeneinander in Längsrichtung der Lichtwellenleiter 114 bis 120 versetzt.

Wie aus den Fig. 5 bis 7 ersichtlich ist, ist der Trägerkörper 110 längs der Ebene 146, der Schnittebene für die Fig. 6 und 7, geteilt in einen Teil 158 und einen damit baugleichen Teil 160. Die beiden Teile 158 und 160 liegen mit Trennflächen 162 und 164 in der Ebene 156 aneinander an. In den Trennflächen 162 und 164 sind, wie aus Fig. 6 und 7 ersichtlich ist, Scharen von parallelen Nuten vorgesehen, welche die Führungskanäle 148 bzw. 152 für die Stifte 132, 134, 136 und 138 bzw. 140, 142, 144 und 146 bilden. Diese Führungskanäle 148 und 152 und damit auch die Stifte 132, 134, 136 und 138 bzw. 140, 142, 144 und 146 verlaufen gekreuzt zueinander. Dadurch wird jeder Stift durch die Stifte der jeweils anderen Schar in seinem Führungskanal gehalten. Die beiden Teile 158 und 160 sind durch Laser-Schweißpunkte 166 miteinander verbunden. Das so aus den Teilen 158 und 160 gebildete, die Stifte 132, 134, 136 und 138 bzw. 140, 142, 144 und 146 führende Teil ist seinerseits getrennt von einem die Leisten 124 und 126 tragenden Teil 168 hergestellt und mit dem Teil 168 durch Laser-Schweißpunkte 170 verbunden. Der Trägerkörper 110 besteht somit aus den drei Teilen 158, 160 und 168. Die Teile 158, 160 und 168 sind so ausgebildet und miteinander verbunden, daß die Seitenfläche 112 als durchgehende Fläche gebildet wird. Wie aus den Fig. 6 und 7 ebenfalls ersichtlich ist, sind die Stifte 132, 134, 136 und 138 ebenso wie die Stifte 140, 142, 144 und 146 unterschiedlich lang.

Das freie Ende jedes der Lichtwellenleiter 114, 116, 118 und 120 ist einzeln durch eine Paar von Stiften in zwei Richtungen verschiebbar (Fig. 9). An dem freien Ende des Lichtwellenleiters 114 liegt von rechts unten unter 45° der Stift 138 und von links unten unter 135° der Stift 146 an. Entsprechend liegt an dem freien Ende des Lichtwellenleiters 116 von rechts unten unter 45° der Stift 136 und von rechts unten unter 135° der Stift 144 an. An dem freien Ende des Lichtwellenleiters 118 liegt von rechts unten unter 45° der Stift 134 und von links unten unter 135° der Stift 142 an, und an dem freien Ende des Lichtwellenleiters 120 liegt von rechts unten unter 45° der Stift 132 und von links unten unter 135° der Stift 140 an.

Die Anordnung der Lichtwellenleiter 114, 116, 118 und 120 zu den jeweiligen zugeordneten Ein- oder Ausgängen des optischen Bauteils ist so, daß die Lichtwellenleiter 114, 116, 118 und 120 in ihrer entspannten Lage in der Darstellung von Fig. 8 unterhalb des betreffenden Ein- oder Ausgangs liegen. Es kann dann jeder der Lichtwellenleiter 114, 116, 118 und 120 durch Vorbewegen der Stifte einzeln in seine optimale Koppelposition gebracht werden. Dazu müssen jeweils beide Stifte des an einem Lichtwellenleiter anliegenden Paares vorbewegt werden. Die Stifte liegen daher in der Justagestellung beide mit Vorspannung an dem federnd durchgebogenen Lichtwellenleiter an. In der Justagestellung mit optimale Kopplung sind die Stifte durch einen Laser-Schweißpunkt 174 fixiert (Fig. 10). Dadurch ist eine definierte Lage jedes der Lichtwellenleiter 114, 116, 118 und 120 gewährleistet.

Fig. 11 zeigt eine Einrichtung ähnlich Fig. 5, bei welcher auf einer Basis in der Mitte ein Bauteil mit integrierter Optik angeordnet ist, die auf gegenüberliegenden Seiten nebeneinanderliegend optische Ein- und Ausgänge aufweist, und gegenüber den Ein- und Ausgängen des Bauteils auf beiden Seiten desselben je ein Trägerkörper mit parallelen, faserförmigen aber federnden, durch Stifte justierbaren Lichtwellenleitern angeordnet ist.

Die Einrichtung von Fig. 11 ergibt sich im wesentlichen als zentralsymmetrische Verdopplung der Einrichtung von Fig. 5. Ähnlich wie bei Fig. 4 sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 5, wobei die Bezugszeichen des spiegelbildlichen zweiten Systems durch ein "A" gekennzeichnet sind.

Auf einer Basis 176 ist zentral ein in integrierter Optik ausgeführter optischer Bauteil 178 montiert. Der optische Bauteil 178 ist über Leiter 180 elektrisch ansteuerbar. Der Bauteil 178 weist auf gegenüberliegenden Seiten, oben und unten in Fig. 11, optische Ein- und Ausgänge auf. Dabei können durchaus auf einer Seite sowohl Eingänge als auch Ausgänge vorgesehen sein. Diese Ein- und Ausgänge sind über die beiden Systeme 182 und 184 mit den Lichtwellenleitern 114, 116, 118 und 120 bzw. 114A, 116A, 118A und 120A optisch gekoppelt. Die Kopplung kann für jeden der Lichtwellenleiter einzeln durch Stifte optimal eingestellt und fixiert werden, wie im Zusammenhang mit Fig. 5 bis 10 beschrieben ist.

Bei den Ausführungen nach Fig. 5 bis 10 und Fig. 11 sind die Stifte ebenfalls von faserförmigen Lichtwellenleitern gebildet. Sie haben dabei aber keine wellenleitende Funktion sondern dienen nur als mechanische Stützkörper. Das Material der Lichtwellenleiter gestattet eine bequeme Laser-Schweißung. Außerdem ist es möglich, aus dem gleiche "Halbzeug" sowohl die zu justierenden, tatsächlich Licht leitenden Lichtwellenleiter als auch die Stifte zu erzeugen, was die Fertigung erleichtert.

Die Einstellung der Stifte bei den Ausführungen von Fig. 5 bis 10 und Fig. 11 erfolgt sehr feinfühlig durch Piezosteller. Damit können höchste Anforderungen an die Koppeleffizienz erfüllt werden, wie sie insbesondere bei Monomodesystemen auftreten.

Die Einrichtung nach Fig. 5 bis 10 und Fig. 11 ist sehr klein und leicht. Die Abmessungen liegen bei etwa 20% der Abmessungen der Einrichtungen von Fig. 1 bis 4. Die Volumina und Gewichte der Ausführungen von Fig. 5 bis 11 und der Ausführungen von Fig. 1 bis 4 stehen etwa im Verhältnis von 1 : 100 zueinander.

Bei den dargestellten Ausführungsformen von Fig. 1 und 3 beträgt das Volumen etwa 2, 5 cm³. Das Gewicht beträgt etwa 15 g. Die Einrichtung wird in einem 1&min;&min;-Gehäuse untergebracht. Die Ausführung nach Fig. 4 hat ein Volumen von etwa 5 cm³. Das Gewicht beträgt etwa 30°. Diese Ausführung kann in einem 2&min;&min;-Gehäuse untergebracht werden.

Demgegenüber ist das Volumen der Ausführungen nach Fig. 5 bis 10 etwa 16 mm³ = 0, 016 cm³. Das Gewicht beträgt 0, 080 g.


Anspruch[de]
  1. 1. Einrichtung zum Koppeln eines faserförmigen Lichtwellenleiters mit einem optischen Bauteil, bei welcher,
    1. (a) der faserförmige Lichtwellenleiter (20; 82, 84; 114, 116, 118, 120) Teil einer einseitig gehaltenen und durch elastische Verformung schwenkbeweglichen Struktur ist, und
    2. (b) die Struktur durch justierbare Stützkörper (32, 36; 90, 92, 98, 100; 132, 134, 136, 138, 140, 142, 144, 146) in zwei unter verschiedenen Winkeln quer zur Längsachse des Lichtwellenleiters (20; 82, 84; 114, 116, 118, 120) verlaufenden Richtungen auslenkbar ist
  2. dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (c) die Struktur (18, 19, 20; 78, 82, 80, 84; 114, 116, 118, 120) federnd durchbiegbar ist,
    2. (d) die Struktur (18, 19, 20; 78, 82, 80, 84; 114, 116, 118, 120) an einem Ende fest eingespannt ist,
    3. (e) die Stützkörper (34, 38; 90, 92, 98, 100; 132, 134, 136, 138, 140, 142, 144, 146) von jeweils zwei in Führungen geradgeführten Stiften gebildet sind, die mit ihren Stirnflächen an der federnd durchbiegbaren Struktur (18, 19, 20; 78, 82, 80, 84; 114, 116, 118, 120) unter Vorspannung anliegen, und
    4. (g) Mittel (30, 66, 68; 104, 106; 128, 130, 174) zur Fixierung einer eingestellten Justage-Position vorgesehen sind.
  3. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) der faserförmige Lichtwellenleiter (20; 82, 84) in einer einseitig gehalterten, den Lichtwellenleiter (20; 82, 84) umgebenden, federnd durchbiegbaren Kapillare (18; 78, 80) gehalten ist,
    2. (b) der faserförmige Lichtwellenleiter (20; 82, 84) an einem ersten Ende der Kapillare (18, 19; 78, 80) aus dieser herausragt,
    3. (c) die Kapillare (18, 19; 78, 80) an einem dem ersten Ende abgewandten zweiten Ende fest eingespannt ist.
  4. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (34, 38; 90, 92, 98, 100) in einer zur Längsachse des Lichtwellenleiters (20; 82, 84) senkrechten Ebene verlaufen.
  5. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß daß die Stifte (34, 38; 90, 92, 98, 100) rechtwinklig zueinander verlaufen.
  6. 5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Stifte (34, 38) von geläppten Planflächen gebildet sind.
  7. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillare in der Ebene der Stifte (34, 38) eine sphärische Wulst aufweist.
  8. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillare (18, 19; 78, 80) an ihrem eingespannten zweiten Ende reibschlüssig in einer Halterung (16; 76) eingespannt und in dieser Halterung (16; 76) gegen Reibungskräfte axial verschiebbar geführt ist.
  9. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem faserförmigen Lichtwellenleiter (20; 80, 84) zu koppelnde Bauteil (42; 102) an einem die Halterung (16; 76) für die Kapillare (18; 78, 80) und als Führungen dienende Führungsbohrungen (32, 36; 86, 88, 94, 96) für die Stifte (34, 38; 90, 92, 98, 100) aufweisenden Grundkörper (10) so befestigt ist, daß die Kapillare (18, 19; 78, 80) in der Einkoppelstellung zu dem Bauteil (42; 102) in den beiden Richtungen elastisch vorgespannt ist.
  10. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) der Grundkörper (10) eine langgestreckt-rechteckige Grundplatte (12; 70) aufweist,
    2. (b) längs einer Längsseite der Grundplatte (12; 70) eine sich senkrecht zu der Grundplatte (12; 70) erstreckende Seitenwange (14; 72, 74) angeformt ist,
    3. (c) an einer Stirnseite der Grundplatte (12; 70) die Halterung (16; 76) in Form einer Klemmhalterung (22) angeordnet ist,
    4. (d) die Führungsbohrungen (32, 36) zueinander und zu der Achse der Nuten (26, 28) senkrecht in der Grundplatte (12; 70) bzw. in der Seitenwange (14; 72) vorgesehen sind.
  11. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhalterung von einem parallel zu der Ebene der Grundplatte (12; 70) teilweise geschlitzten Block (22) mit auf beiden Seiten eines Schlitzes (24) einander gegenüberliegenden, parallel zu der Längsrichtung der Grundplatte (16; 70) verlaufenden Nuten (26, 28) gebildet ist.
  12. 11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Fixierung der Stifte (34, 38; 90, 92, 94, 96) von Fixierschrauben (66, 68) gebildet sind.
  13. 12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Fixierung der Justage-Position der Kapillare (18; 78, 80) in Längsrichtung von einer Fixierschraube (30; 104, 106) gebildet sind, die sich durch den Schlitz (24) des Blocks (22) erstreckt und den Schlitz (24) zusammenzieht.
  14. 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (42) an die Stirnfläche der Grundplatte (12) auf der der Klemmhalterung (16) gegenüberliegenden Stirnseite angeschraubt ist.
  15. 14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) der optische Bauteil (42) in der Mitte auf der Grundplatte (12) montiert ist und
    2. (b) an beiden Stirnseiten der Grundplatte (12) Klemmhalterungen (22, 22A) zur Halterung von Lichtwellenleiter führenden Kapillaren (18, 19, 18A, 19A) vorgesehen sind und
    3. (c) für jede Kapillare (18, 19, 18A, 19A) in der Grundplatte (12) und in der Seitenwange (14) Führungsbohrungen (32, 32A, 36, 36A) für Stifte (34, 34A, 38, 38A) zur Justierung der Kapillaren (18, 19, 18A, 19A) und der darin geführten Lichtwellenleiter relativ zu dem optischen Bauteil (42) vorgesehen sind.
  16. 15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) in der Klemmhalterung (76) zwei parallele Kapillaren (78, 80) mit je einem Lichtwellenleiter (82, 84) eingespannt sind,
    2. (b) an der Grundplatte (70) beiderseits der Kapillaren (78, 80) zwei zueinander und zu den Kapillaren (78, 80) parallele Seitenwangen (72, 74) angebracht sind,
    3. (c) in der Grundplatte (70) zwei parallele Führungsbohrungen (94, 96) zur Führung von Stiften (98, 100) angebracht sind, die an je einer der Kapillaren (78, 80) anliegen, und
    4. (d) in jeder der Seitenwangen (72, 74) eine Führungsbohrung (86, 88) für Stifte (90, 92) vorgesehen ist, die jeweils an der der Seitenwange (72, 74) benachbarten Kapillare (78, 80) anliegt.
  17. 16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Grundplatte (12, 70) auf deren der Kapillare (18, 19; 78, 80) zugewandten Seite ein Temperaturfühler (62) und auf der gegenüberliegenden Seite ein Peltier-Kühler (64) angeordnet ist.
  18. 17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (20; 82, 84; 114, 116, 118, 120) ein sich verjüngendes, in eine sphärische Fläche auslaufendes Ende aufweist.
  19. 18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) der Lichtwellenleiter (20; 82, 84; 114, 116, 118, 120) an seinem Ende eine Planfläche aufweist und
    2. (b) im entspannten Zustand einen solchen Winkel mit der Achse eines anzukoppelnden Lichtwellenleiters des Bauteils bildet, daß die Planfläche im justierten Zustand bei durchgebogenem Lichtwellenleiter im wesentlichen senkrecht zu dieser Achse liegt.
  20. 19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des faserförmigen Lichtwellenleiters (20) metallisiert ist.
  21. 20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillare (19) eine, in Umfangsrichtung verlaufende, bogenförmige Nut aufweist.
  22. 21. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur unmittelbar von federnd elastischen faserförmigen Lichtwellenleiter (114, 116, 118, 120) gebildet ist.
  23. 22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (132, 134, 136, 138, 140, 142, 144, 146) ebenfalls von faserförmigen Lichtwellenleitern gebildet sind.
  24. 23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils beide Enden der als Stifte verwendeten faserförmigen Lichtwellenleiter Planflächen mit verrundeten Kanten bilden.
  25. 24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) eine Mehrzahl von faserförmigen Lichtwellenleitern (114, 116, 118, 120) parallel zueinander längs einer Seitenfläche (112) eines Trägerkörpers (110) geführt sind,
    2. (b) eine erste Schar von Stiften (132, 134, 136, 138) in einer ersten zu den Lichtwellenleitern (114, 116, 118, 120) senkrechten Ebene parallel zueinander in Führungen (148) des Trägerkörpers (110) geführt ist und die Stifte (132, 134, 136, 138) an je einem der faserförmigen Lichtwellenleiter (114, 116, 118, 120) unter Vorspannung anliegen,
    3. (c) eine zweite Schar von Stiften (140, 142, 144, 146) in einer zweiten, zu der ersten Ebene in Längsrichtung der faserförmigen Lichtwellenleiter (114, 116, 118, 120) versetzten Ebene ebenfalls parallel zueinander in Führungen (152) des Trägerkörpers (110) geführt ist, die gekreuzt zu den Führungen (148) der ersten Schar (132, 134, 136, 138) verlaufen und (d) die beiden Scharen von Stiften (132, 134, 136, 138, 140, 142, 144, 146) aus der Seitenfläche (112) des Trägerkörpers (110) in zwei in Längsrichtung der Lichtwellenleiter (114, 116, 118, 120) gegeneinander versetzten Reihen herausragen, wobei jeder Stift einer Schar mit seiner Stirnfläche an einem zugeordneten Lichtwellenleiter der längs der Seitenfläche (112) geführten Lichtwellenleiter (114, 116, 118, 120) unter Durchbiegung dieses Lichtwellenleiters mit Vorspannung anliegt.
  26. 25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) der Trägerkörper (110) in einer senkrecht zu der Längsrichtung der Lichtwellenleiter (114, 116, 118, 120) liegenden Ebene (156) geteilt ist, so daß zwei aneinander anliegende Trennflächen (162, 164) entstehen,
    2. (b) die Führungen für die Stifte (132, 134, 136, 138, 140, 142, 144, 146) von parallelen Nuten in den Trennflächen (162, 164) gebildet sind, wobei die Nuten für die erste Schar von Stiften (132, 134, 136, 138) gekreuzt zu den Nuten für die zweite Schar von Stiften (140, 142, 144, 146) verlaufen,
    3. (c) die Stifte (132, 134, 136, 138, 140, 142, 144, 146) in den Nuten geführt sind und
    4. (d) die Stifte der einen Schar (132, 134, 136, 138) gekreuzt an den Stiften der anderen Schar (140, 142, 144, 146) anliegen.
  27. 26. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten durch Ätzen erzeugt sind.
  28. 27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) die erste Schar von Stiften (132, 134, 136, 138) mit ihren den Lichtwellenleitern (114, 116, 118, 120) abgewandten Enden aus einer an die Seitenfläche (112) mit den Lichtwellenleiter (114, 116, 118, 120) angrenzenden, zu dieser senkrechten zweiten Seitenfläche (150) in einer Reihe herausragen,
    2. (b) die zweite Schar von Stiften (140, 142, 144, 146) mit ihren den Lichtwellenleitern (114, 116, 118, 120) abgewandten Enden aus einer an die Seitenfläche (112) mit den Lichtwellenleiter (114, 116, 118, 120) auf der entgegengesetzten Seite angrenzenden, zu dieser senkrechten dritten Seitenfläche (154) in einer gegen die Reihe der ersten Schar versetzten Reihe herausragen.
  29. 28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) auf der Seitenfläche (112) des Trägerkörpers (110) zwei quer zur Längsrichtung der Lichtwellenleiter (114, 116, 118, 120) verlaufende vorstehende Leisten (124, 126) vorgesehen sind,
    2. (b) in den Leisten (124, 126) parallele Nuten (115, 117, 119, 121) zur Aufnahme der Lichtwellenleiter (114, 116, 118, 120) angebracht sind und
    3. (c) die Lichtwellenleiter (114, 116, 118, 120) durch Laser-Punktschweißen in den Nuten (115&min;117, 119, 121) befestigt sind.
  30. 29. Einrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) der Trägerkörper aus einem ersten, blockförmigen Teil (168) und einem zweiten und dritten blockförmigen Teil (158, 160) besteht, die durch Laser-Punktschweißung miteinander verbunden sind,
    2. (b) der erste blockförmige Teil (168) die Leisten (124, 126) trägt, an denen die Lichtwellenleiter (114, 116, 118, 120) befestigt sind,
    3. (c) der zweite und der dritte blockförmige Teil (158, 160) die Führungen (148, 152) für die Stifte (132, 134, 136, 138, 140, 142, 144, 146) enthalten und
    4. (d) die drei blockförmigen Teile (168, 158, 160) die im wesentlichen plane Seitenfläche (112) bilden.
  31. 30. Einrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und der dritte blockförmige Teil (158, 160) baugleich sind.
  32. 31. Einrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Fixierung der Stifte (132, 134, 136, 138, 140, 142, 144, 146) von Laser- Schweißpunkten (174) gebildet sind.
  33. 32. Einrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) auf einer Basis (176) in der Mitte ein Bauteil (178) mit integrierter Optik angeordnet ist, die auf gegenüberliegenden Seiten nebeneinanderliegend optische Ein- und Ausgänge aufweist,
    2. (b) gegenüber den optischen Ein- und Ausgängen des Bauteils (178) auf beiden Seiten desselben je ein System aus Trägerkörper (110, 110A) mit parallelen, faserförmigen aber federnden, durch Stifte justierbaren Lichtwellenleitern (114, 116, 118, 120, 114A, 116A, 118A, 120A) angeordnet ist.
  34. 33. Verfahren zum Justieren von faserförmigen Lichtwellenleitern relativ zu einem optischen Bauteil mit den Verfahrensschritten:
    1. (a) Haltern eines Lichtwellenleiters in Längsrichtung in einem Abstand von seinem dem optischen Bauteil zugewandten Ende in einer eine federnde Durchbiegung des eingespannten Lichtwellenleiters aus einer entspannten Ruhestellung gestattenden Weise,
    2. (b) Haltern des Bauteils relativ zu dem Lichtwellenleiter so, daß der Lichtwellenleiter in der Ruhestellung gegenüber der Stellung optimaler Kopplung mit dem Bauteil in zwei vorgegebenen Querrichtungen versetzt ist,
    3. (c) Auslenken des Lichtwellenleiters durch Verschieben zweier in den vorgegebenen Querrichtungen verschiebbar geführter, an dem Lichtwellenleiter angreifender Stifte bis zum Erreichen eines gewünschten Koppelzustands, wobei der Lichtwellenleiter in diesem Koppelzustand unter Vorspannung an den Stiften anliegt, und
    4. (d) Sichern der Stifte in der so justierten Stellung.
  35. 34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter zusätzlich in seiner Längsrichtung justiert und in der Justierstellung gesichert wird.
  36. 35. Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter in der Justierstellung durch Klemmen gesichert wird.
  37. 36. Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter in seiner Justierstellung durch Anbringen von Laser- Schweißpunkten gesichert wird.
  38. 37. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte in der Justierstellung durch Klemmen gesichert werden.
  39. 38. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte in der Justierstellung durch Anbringen von Laser-Schweißpunkten gesichert werden.
  40. 39. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte quer zur Längsrichtung des Lichtwellenleiters durch Piezosteller verstellt werden.
  41. 40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Verstellung durch den Piezosteller eine mechanische Grob-Einstellung erfolgt.
  42. 41. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen der Lichtleiter bis in deren Koppelposition rechnergestützt nach einem die Koppeleffizienz optimierenden Algorithmus erfolgt.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
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