用于端接光导纤维束的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于端接光学纤维束的方法，其中该纤维束被引入到填充有粘合剂的套筒中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种和一种带有纤维束的端部的套筒。
技术介绍
通过内芯端部套筒来端接纤维束的方法是已知的。在实践中，光学纤维束通常插 入到金属或塑料端部套筒中，并且通过压接或粘合剂结合而固定。纤维束的端表面通常被 研磨和抛光，以便实现最低可能的耦合损耗。利用所能达到的最密集的纤维布置结构对于 光耦合实现了 0. 4dB的最小可能耦合损耗，加上0. 4dB的、被周围纤维包围的每根光学纤维 内芯中的耦合损耗，加上界面处的大约0. 2dB的反射损耗。光学纤维能够由塑料和玻璃这二者制成。这些纤维通常由被护套包围的光学内芯 构成，该护套由具有低折射率的材料制成，从而能够在内芯与护套之间实现全反射。为了进一步减小耦合损耗，同样已知的是能够对纤维束进行加热，以使纤维的截 面呈现六边形形状，从而获得了六边形密集填装，以替代圆形填装。这进一步增加了光学内 芯在光出射表面中的比例。先前已知的方法的缺点在于它们非常昂贵，因此对于具有高成本压力的应用(例 如汽车领域)来说，它们的适用性有限。另外，在可达性不良的场所，例如在车辆自身中的维修工作中，纤维束的端接几乎 不可能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于实现一种尽可能简单、廉价且可靠的用于端接光学纤维束的方 法。特别地，应该能够省去对端表面的抛光。此外，该方法应该能够在可达性不良的场所中也能够端接纤维束。最后，本专利技术进一步的目的在于实现一种使耦合损耗最小的、用于端接纤维束的 简单方法。通过根据独立权利要求之一所述的、和带有纤维束的 端部的套筒，已经实现了本专利技术的目的。在各个从属权利要求中描述了本专利技术的优选实施例和改进。本专利技术首先涉及一种，其中，该纤维束被生产并插入 到套筒中。在这方面，至少该套筒的内侧壁由具有折射率n2的透明材料构成。在纤维束插入之前、期间或之后，将具有折射率Ii1的透明填料、尤其是透明粘合剂 引入到所述套筒中。在下文中，该透明填料将经常被简称为“粘合剂”，应当理解，它是指粘 合剂和最一般意义上的填料这两者。该填料(即，尤其是粘合剂)的折射率Ii1大于套筒的折射率n2。因此，该粘合剂 与套筒一起形成光导，该光导由粘合剂或填料的光学内芯以及套筒形式的封套构成，其中纤维被嵌入该填料中。通常具有几百根个体纤维的玻璃纤维束优选用作该纤维束。这些个体光学纤维由 覆盖有封套的内芯构成，该封套具有较低折射率。另外，这些个体纤维布置在护套中。为了 进行端接，在纤维束的末端处该护套被移除。本专利技术的方法允许为光学信号线路准备端接。然而，也能够使用该方法来端接为 了照明目的而提供的纤维、尤其是侧向发射纤维。优选地，在纤维束插入之前用于填充所述套筒的填料以如下方式确定尺寸S卩，使 该填料不在套筒的上边缘处漫出。因此，该填料被以如下方式确定尺寸即，当纤维束插入 时，填料移位并因此向后移动。因此，在填料已经引入之后，套筒大部分地填充有填料，但填 料并未漫出，因此不需要随后将其去除。因此，不言而喻，优选利用允许准确计量非常小的 量的、适当的计量装置来引入该填料。在这方面，这些纤维优选与套筒的前端间隔开一定距离，并且光出射表面优选由 粘合剂自身形成。根据本专利技术，填料或粘合剂被固化。因此，填料用于将纤维束在套筒中固定到位。 因此，这并非众所周知的光学胶，光学胶仅用于提供一定量的、具有较高折射率的材料。如果光出射表面由粘合剂自身形成，则能够使用一种非常简单的方法来提供端 接，与其中端部被切断和研磨的、先前已知的端接方法相比，该方法的损耗并没有明显变差。根据本专利技术，省去了对纤维束的、用于各个纤维的粘结的热处理。这些纤维束能够 在室温下端接，而无需利用激光或火焰来对纤维束进行热封。因此，纤维保持其圆形截面， 这是优选的。用作填料的材料是高度透明的光学材料，优选为硅树脂、聚亚安酯、环氧化物或丙烯酸脂，尤其是甲基丙烯酸脂。使用优选的光学粘合剂、尤其是环氧粘合剂作为粘合剂。例如，能够使用通过热或者通过用UV光照射而固化的粘合剂。应当理解，根据本 专利技术，折射率的值是针对固化状态下的粘合剂。在本专利技术的一种改进中，至少在纤维束插入期间，将套筒的位于与纤维束相反的 一侧的端部放置在密封元件上，并且在纤维束已经插入之后，尤其在该粘合剂已经固化之 后，将密封元件移除。在本专利技术的此实施例中，该密封元件用于形成光出射表面。该密封元件优选由并 不与粘合剂进行一体材料结合的材料、尤其是硅树脂或PTFE构成。该密封元件优选具有光滑的密封表面，该密封表面尤其具有小于0. 8 μ m、优选小 于0. 5 μ m并且更优选小于0. 1 μ m的算术平均粗糙度值Ra。在粘合剂已经固化之后，将套 筒从密封元件移除，并且在最简单的情形中，产生了平坦表面，以作为光出射表面。优选地，使用了即使在未用脱模剂时也不与填料进行一体材料结合并且能够容易 地移除的密封元件。然而，根据所使用的填料，也可能有必要使用脱模剂。在本专利技术的一种改进中，该密封元件被织构化；特别地，为了形成透镜，可以设置 有至少一个凸部或凹部。因此，该密封元件还能够用作成形元件(模具)来生产具有预期 形状的光出射表面(例如透镜)，以便聚集所发出的光。 在本专利技术的一个可替代实施例中，作为该密封元件的替代，具有比套筒更高的折 射率的光出射表面已经在粘合剂引入之前被应用于套筒，或者套筒自身包括该光出射表虽然本专利技术的此实施例通常导致稍高的损耗，但它允许更简单的纤维束端接。优选地，使用了具有透明基部的套筒，该基部与套筒的壁形成为一个整体。所述这 种罐形套筒填充有填料，纤维束被插入，然后填料被固化。在本专利技术的一个优选实施例中，为了降低全反射的比例，所述基部具有小于 1. 5mm、优选小于0. 5mm并且更优选小于0. 3mm的厚度。优选地，将纤维束以如下方式插入 即，使最下面的纤维离所述套筒的基部最大为1mm，并且优选最大为0. 5mm。已经发现，即使 利用其中该基部形成光出射表面的罐形套筒，也能够以此方式实现适当的光学性质。在本专利技术的一种改进中，该套筒包括锥形部，纤维束插入在该锥形部中。应当理 解，“锥形部”是指套筒的、其中侧表面倾斜并因此使套筒截面减小的任何区段。优选地，该 锥形部基本成形为类似于截头锥体。该套筒和/或锥形部的截面优选是大致圆形的，但也 可以是其它形式，尤其是椭圆形或矩形形式。另外，在本专利技术的一个优选实施例中，所述锥形部具有小于50°、且优选小于 35°的较小倾斜角度。在纤维束插入期间，该锥形部用于将个体纤维挤压到一起。特别地，该锥形部使得 能够实现大致六边形密集圆形填装，其中，至少在一些区段中，具有圆形截面的个体纤维被 布置成六边形密集填装。优选地，利用有限的力将纤维束以如下方式插入套筒中和/或插入到有限的距 离即，在纤维已经插入之后，使这些纤维与光出射表面间隔开一定距离。至少所述锥形部的侧表面、优选该套筒的内表面光滑到如下程度即，它们具有小 于0. 5 μ m并且特别优选小于0. 3 μ m的算术平均粗糙度值Ra。已经发现，对于防止个体纤 维折断而言，该锥形部的光滑内表面是重要的。尤其在纤维直径小于1，000 μ m并且优选小于100 μ m的情形中，本专利技术允许端接由玻璃或塑料制成的光导纤维束。这种类型的个体纤维的纤维束尤其适合于汽车领域，因为它们容许小于20m本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于端接光导纤维束的方法，包括以下步骤：提供纤维束；提供套筒，所述套筒至少在一些区段中具有折射率ｎ２；将透明填料引入到所述套筒中，所述透明填料尤其是粘合剂，具有折射率ｎ１，其中ｎ１大于ｎ２；将所述纤维束插入到所述套筒中；固化所述填料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡贝图斯·卢瑟尔特，
申请(专利权)人：肖特公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE