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DE2064262B2 - Korrekturvorrichtung zur Korrektur einer Wegverschiebung von Lichtbündeln in einer Lichtübertragungseinrichtung - Google Patents

Korrekturvorrichtung zur Korrektur einer Wegverschiebung von Lichtbündeln in einer Lichtübertragungseinrichtung

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DE2064262B2
DE2064262B2 DE2064262A DE2064262A DE2064262B2 DE 2064262 B2 DE2064262 B2 DE 2064262B2 DE 2064262 A DE2064262 A DE 2064262A DE 2064262 A DE2064262 A DE 2064262A DE 2064262 B2 DE2064262 B2 DE 2064262B2
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DE
Germany
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light
bundle
entry
optical fiber
fiber
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DE2064262A
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DE2064262C3 (de
DE2064262A1 (de
Inventor
Hideo Toyonaka Osaka Kita
Ken Kawanishi Hyogo Koizumi
Teiji Tokio Uchida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Selfoc Kk Tokio
Original Assignee
Nippon Selfoc Kk Tokio
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Publication of DE2064262A1 publication Critical patent/DE2064262A1/de
Publication of DE2064262B2 publication Critical patent/DE2064262B2/de
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25Arrangements specific to fibre transmission
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
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    • G02B6/422Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
    • G02B6/4227Active alignment methods, e.g. procedures and algorithms

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Description

Die Erfindung betrifft eine Korrekturvorrichtung zur Korrektur einer Wegverschiebung von Lichtbündeln in einer Lichtübertragungseinrichtung.
Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Lichtübertragung von Mehrfachlichtbündeln mit Hilfe von Linsenübertragungsstrecken.
Innerhalb einer solchen Lichtübertragungseinrichtung weicht ein Lichtbündel nach Lage und Richtung im Laufe der Zeit von der Sollage ab, wodurch eine Störung der Fokussierung und eine Vergrößerung der Übertragungsverluste auftritt. Eine Mehrkanal-Lichtübertragungseinrichtung dient zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit einer Ubertragungsstrecke. In einer solchen Einrichtung werden eine Mehrzahl von π Lichtbündeln gleichzeitig durch eine Übertragungsstrecke übertragen, wobei in bestimmten Abständen innerhalb der Übertragungsstrecke eine Mehrzahl von Linsen angeordnet sind. Eine solche Lichtübertragungseinrichtung ist in »The Bell System Technical Journal«, to 1968, Dezember, S. 2095 bis 2109, beschrieben. Weitere Untersuchungen sind in »Digest of Technical Papers of the 1969 IEEE Conference on Laser Engineering and Applications«, S. 41 und 42 beschrieben, wonach eine räumliche Mehrkanal-Lichtübertragung ohne gegensei- &5 tige Interferenz bei Übertragung von 600 Lichtbündeln über eine Strecke von 100 km praktisch realisierbar ist.
Je größer in der Praxis die Vielfachheit der Übertragungsstrecke, d. h. die Anzahl der Lichtkanäle gewählt wird, um so schwieriger ist die Kompensierung der zeitlichen Lage- und Richtungsabweichung der Lichtbündel. Zur Lösung der dabei auftretenden Schwierigkeiten ist eine umfangreiche optische Einrichtung erforderlich, die die höhere Wirtschaftlichkeit infolge der Mehrkanalauslegung weitgehend kompensiert
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Korrekiurvorrichtung zur automatischen Korrektur der zeitlichen Lage- und Richtungsabweichungen der LichtbündeL
Diese Aufgabe wird durch folgende Merkmale gelöst:
a) mindestens eine fokussierende Lichtleiterfaser ist vorhanden, deren Brechungsindex auf der Längsachse einen Größtwert hat und jeweils zur Oberfläche hin in radialer Richtung quadratisch kleiner wird;
b) zur Bestimmung von Eintrittslage und -richtung eines Eintrittslichtbündels gegenüber der Lichtleiterfaser sind eine Lagenachweiseinrichtung und eine Richtungsnachweiseinrichtung mit dem Lichtleiter verbunden und jeweils an eine Stellsignalstufe angeschlossen;
c) die Stellsignalstufen steuern eine Stelleinrichtung zur Nachführung von Lage und Achsrichtung der Eintrittsfläche der Lichtleiterfaser im Sinne einer Konstanthaltung von Austrittslage und -richtung des Lichtbündels auf der Austrittsseite der Lichtleiterfaser.
Eine Lichtleiterfaser mit quadratischer Verteilung des Brechungsindex ist bereits in »The Bell System Technical Journal«, Dezember 1968, S. 2095 bis 2109 beschrieben. Eine solche Lichtleiterfaser wird auch als Gradientenfaser bezeichnet Diese Lichtleiterfaser hat fokussierende und damit abbildende Eigenschaften, so daß die Übertragungsverluste außerordentlich gering sind. In einer solchen Lichtleiterfaser erfolgt auch dann noch eine Übertragung und Abbildung, wenn die Richtung der Faser von einer Geraden abweicht. Die Lichtleiterfasern lassen sich daher in Krümmungen verlegen und verbiegen. Diese Eigenschaft wird im Rahmen der Erfindung ausgenutzt.
Normalerweise sind innerhalb einer Lichtübertragungseinrichtung eine Mehrzahl von Lichtleiterfasern bündeiförmig untergebracht. Innerhalb eines Faserbündels wird nach der Erfindung eine Lichtleiterfaser als Pilotfaser benutzt. Es genügt dann Lage und Richtung des dieser Pilotfaser zugeordneten Pilotbündels zu überwachen und danach die Eintrittsfläche des Faserbündels zu verstellen. Diese Einstellung kann einmal durch Nachführung des Eintrittsendes des Faserbündels und/oder durch Verstellung der Fokussierungslinsen erfolgen.
Die Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen darstellen
F i g. 1 und 2 schematische Ansichten zur Erläuterung der Mehrkanal-Lichtübertragung,
Fig.3 und 4 schematische Ansichten der Überlappung und Trennung der Mehrfachlichtbündel an verschiedenen Stellen,
F i g. 5 eine schematische Ansicht der Lichtübertragung durch eine Lichtleiterfaser,
Fig.6 und 7 eine schematische Gesamtansicht einer Korrekturvorrichtung nach der Erfindung,
F i g. 8 und 9 schematische Darstellungen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in verschiede-
nen Ansichten und
Fig. 10 und 11 schematische Darstellungen einer Lichtleiteranordnung mit besonders kleiner Fleckgröße.
Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils die Ausbreitung mehrerer Uchtbündel 101,102,103 und 10-S sowie 201, 202,203 und 204 innerhalb einer Abbildungsanordnung aus den Linsen 111,112 und 113 bzw. 211,212, 213; die Linsen sind jeweils in einer Reihe in einem gegenseitigen Abstand din Lichtausbreitungsrichtung angeordnet Wenn jede Linse eine Brennweite /hat und wenn die Linsen einen gegenseitigen Abstand d gleich der doppelten Brennweite 2/haben, ändert ein Lichtstrahl innerhalb einer Achsenebene seine Lage und Richtung mit einer Periode Ad, derselbe verläßt jedoch nicht die Achsenebene. Durch Zusammenfassen der Lichtbündel nach den F i g. 1 und 2 erhält man ein Achtfachlichtbündel. Die Vielfachheit der Lichtbündel kann jedoch noch weiter gesteigert werden, indem man Lage und Richtung eines jeden Lichtbündels in feinen Schritten auswählt Ein Lichtbündel, das nicht in eine:' optischen 2» Achsenebene liegt, läßt sich ebenfalls in der Praxis auswerten, wenn auch die Periodenlänge größer wird.
Die Fig.3 und 4 zeigen Sereiche, in denen eine Steuerung der Verschiebung von Lage und Richtung von Mehrfachlichtbündeln zweckmäßig ist. F i g. 3 2 > gehört zu der Lichtbündelgruppe 101, 104 und 102, 103 in Fig. 1. An einer Stelle in einem Abstand /"links von den Linsen 112 bzw. 113 ist der Konvergenzbereich dieser Lichtbündel maximal, wogegen an einer Stelle in einem Abstand /rechts von den Linsen 112 bzw. 113 die w Lichtbündel parallel zueinander in einem maximalen Abstand verlaufen. Deshalb ist eine Überprüfung der Verschiebung bzw. Abweichung der Lichtbündel an dieser Stelle leichter.
F i g. 4 gehört zu den Lichtbündelgruppen 201 und 204 r> bzw. 202 und 203. Diese Lichtbündelgruppen überlappen sich am stärksten innerhalb einer Linse 212 bzw. 211. Im Bereich der Linsen 213 bzw. 212 ist die Trennung der Lichtbündel am größten. Deshalb kann man die Verschiebung der Lichtbündel in der Nähe der Linsen 212 bzw. 213 überwachen, wo sie am weitesten voneinander entfernt sind.
In der Praxis werden eine Vielzahl von Lichtbündelgruppen als Vielfach angewandt. Deshalb dürfen verschiedene Lichtbündelgruppen einander an derjeni- -r> gen Stelle nicht überlappen, wo die Überwachung der Verschiebung erfolgen soll. Die Lichtbündelgruppen unterscheiden sich voneinander hinsichtlich Wellenlänge (Farbe) und Polarisationsrichtung.
F i g. 5 zeigt ein Beispiel einer fokussierenden v) Lichtleiterfaser. Dieselbe ist ein transparenter Körper, durch den sich Licht in Längsrichtung ausbreiten kann. Innerhalb dieses Körpers nimmt der Brechungsindex nahezu parabolisch innerhalb einer Querschnittsebene vom Zentrum zum Umfang ab. Solche Lichtleiterfasern >5 bestehen aus einem Glas besonderer Zubereitung. Wenn ein Laserlichtbündel des Grundmodus in eine Stirnfläche einer Lichtleiterfaser eintritt, wird die Fleckgröße des Lichtbündels durch den Gradienten des Brechungsindex festgelegt. S. E. Miller gibt in »The Bell to System Technical Journal«, Oktober 1965, folgende Formel für die Verteilung des Brechungsindex innerhalb einer Querschnittsebene einer Lichtleiterfaser an:
von der Mittelachse, na als Brechungsindex auf der Mittelachse und a£ als einer positiven Konstanten. Weiterhin ist die Fleckgröße W0 eines Lichtbündels des Grundmodus, der an die Lichtleiterfaser angepaßt ist:
= — 2α, 4
mit Ao als Lichtwellenlänge im Vakuum.
Weiterhin ist aus »The Bell System Technical Journal«, Dezember 1968, S. 2095 bis 2109, bekannt, daß ein in einen Lichtleiter eingeleitetes Lichtbündel denselben in einer Lage und unter einem Winkel verläßt, welche im wesentlichen von dem Einfallswinkel und der Einfallslage in der Eintrittsfläche des Lichtleiters abhängen, und ferner durch die Länge des Lichtleiters und den Gradienten des Brechungsindex festgelegt sind. Innerhalb einer solchen Lichtleiterfaser gelten folgende Werte /Ja=l,6 und a2= 1,0 mm-2. Wenn das Laserlicht mit einer Wellenlänge von 6328 A an die Faser mit den genannten Kennwerten angepaßt und in dieselbe eingefügt ist, erhält man eine Fleckgröße Wo =11,6 μ; wenn der Faserdurchmesser etwa 100 μ beträgt, erfolgt die Übertragung des Laserlichtsohne Brechungsverlust. Außerdem ist eine Glasfaser dieses Durchmesser genügend biegsam.
Nur dann läßt sich ein Lichtbündel ohne Brechungsverlust unter Einhaltung des Verteilungszustandes innerhalb eines Lichtleiters übertragen, wenn das Lichtbündel an den Grundausbreitungsmodus des Lichtleiters angepaßt ist und innerhalb der zugehörigen Fleckgröße Wo liegt. Wenn nach Mr. Suematsu und Mr. Fukinuke: »The Electronic Communication Society Journal«, 1965, S. 58, die optische Achse eines Lichtleiters gebogen ist, folgt ein Lichtbündel innerhalb der Biegung mit einem Krümmungsradius R einer sinusförmigen Bahn der Amplitude
mit π als Brechungsindex in einem radialen Abstand X a2 R
Dieser Wert kann jedoch genügend klein im Vergleich zum Durchmesser des Lichtleiters gehalten werden, solange R genügend groß ist. Wenn beispielsweise ein Lichtleiter mit dem Wert 32=l,0mm unter einem Krümmungsradius /?=20cm gebogen ist, beträgt der Wert Δ nur 5 μ. Wenn ein Lichtbündel parallel zur optischen Achse in einen Lichtleiter eintritt und auch wieder parallel zur Eintrittsrichtung austritt, ist die Lichtaustrittsrichtung bestimmt. Dieses ist dann der Fall, wenn die Länge des Lichtleiters ein ganzzahliges
Vielfaches der Größe T^ beträgt.
F i g. 6 zeigt eine Korrekturvorrichtung nach der Erfindung, wo die Verschiebung eines Mehrfachlichtbündels, das sich durch eine Linsenfolge ausbreitet, mit Hilfe eines Lichtleiterfaserbündels geregelt wird. Nach F i g. 6(a) tritt die Gruppe der Lichtbündel 601 ... 607 durch die Linse 611 in die Stirnflächen von fokussierenden Lichtleiterfasern 621 ... 627 ein, wobei die Lichtbündel an den Ausbreitungsmodus der Lichtleiterfasern angepaßt sind. Die Lichtbündel treten durch die gegenüberliegenden Stirnflächen der Lichtleiterfasern in Richtung einer Linse 612 aus. In diesem Fall erfolgt die Verschiebung in Lage und Richtung durch Verwendung eines besonderen Pilotlichtleiters oder einer Pilotfaser. Im Rahmen der Darstellung ist eine Faser als Pilotfaser benutzt. Beide Enden der Licht-
leiterfasern 621 ... 627 sind jeweils fest in Rahmen 634 und 635 befestigt.
Nach Fig. 7 wird mit Hilfe einer Nachweiseinrichtung ein Istsignal durch Nachweis der Lage eines Lichtbündels in der Eintrittsstirnfläche der Pilotfaser 621 erzeugt, damit die Lage des Eintrittslichtbündels zeitlich konstant gehalten wird; außerdem wird ein Istsignal durch Nachweis von Austrittslage und -winkel des Austrittslichtbündels auf der Austrittsseite der Pilotfaser erzeugt, damit die Richtung der optischen ι ο Achse auf der Eintrittsseite des Lichtleiters geändert werden kann. Eine Nachweiseinrichtung 631 befindet sich auf der Eintrittsseite 636 der Pilotfaser 621, womit die Verschiebung oder die Abweichung der Eintrittslage des Lichtbündels erfaßt werden kann. Sobald eine Verschiebung der Eintrittslage erfaßt ist, beaufschlagt der Ausgang der Nachweiseinrichtung eine Lage-Stellsignaistufe 632, damit ein Stellsignal unmittelbar eine Stelleinrichtung 633 beaufschlagt. Das Eintrittsende 636 wird daraufhin so verschoben, daß das Eintrittslichtbündel immer innerhalb eines gleichen Flächenbereichs in das Eintrittsende 636 eintritt. Eine Nachweiseinrichtung 637 am Austrittsende der Pilotfaser 621 ermöglicht die Erfassung des Einfallswinkels des Eintrittslichtbündels. Die Nachweiseinrichtung 637 umfaßt a) eine Lagenachweisstufe 638, die die Verschiebung des Austrittslichtbündels erfaßt, und b) eine Richtungsnachweisstufe 639, womit der Austrittswinkel des Austrittslichtbündels bestimmt wird. Der Ausgang der Nachweisstufe 637 liegt an einer Richtungs-Stellsignalstufe 640 an, die ein Stellsignal abgibt Dieses Stellsignal erregt die Stelleinrichtung 633 und ändert die Richtung des Eintrittsendes 636 der Pilotfaser 621, damit der Einfallswinkel des Einfallslichtbündels jeweils nachgestellt werden kann.
In der Darstellung nach Fig.7 ist das Eintrittsende 636 der Pilotfaser in eine gestrichelt eingezeichnete Stellung 636' aufgrund der beschriebenen Regelung verschoben. Wenn die Lage des Einfallslichtbündels zeitlich konstant bleibt, gehen Abweichungen in der Lage und Richtung des Ausfallslichtbündels allein auf Abweichungen des Einfallswinkels zurück. Infolgedessen kann die Stelleinrichtung 633 durch das Stellsignal der Richtungs-Stellsignalstufe 640 betätigt werden, die das Ausgangssigna! der Nachweisstufe 637 auswertet. Damit läßt sich der Einfallswinkel so einhalten, daß Lage und Richtung des Austrittslichtbündels zeitlich konstant bleiben, wie noch im einzelnen erläutert wird.
F i g. 6(a) gilt für eine fehlende Lage- und Richtungsabweichung der Lichtbündel, dagegen zeigt Fig.6(b) den Fall einer aufgetretenen Abweichung. Die Lage- und und Richtungsabweichung der Lichtbündel innerhalb der Lichtübertragungseinrichtung mit einer Reihe von Linsen erfolgt normalerweise sehr langsam. Wenn der Wellenleiter für die Linsenreihe eine Wärmeisolation hat, geht die Abweichung auf periodische Temperaturänderungen zurück. Normalerweise ist der Verschiebungsbetrag einer Linse vergleichsweise klein und liegt in einem Bereich von einigen mm. Wenn sich in diesem Fall mehrere Verschiebungen hinsichtlich Lage und Richtung innerhalb der Linsenreihe überlagern, kann man anstelle der Korrektur der Lage- und Richtungsverschiebungen an jeder einzelnen Linse eine Korrektureinrichtung mit einfacherem Aufbau und leichterer Überwachung vorsehen.
Es kann davon ausgegangen werden, daß die Verschiebungen bzw. Abweichungen für alle Lichtbündel gleich sind. Dann ist es nach der Erfindung möglich, eine Kompensation dadurch zu erreichen, daß die Lageverschiebung und Richtungsabweichung für eir oder zwei Lichtbündel korrigiert wird. Dies läßt siel anhand der Fig.6(b) verstehen. Dabei ist innerhall: eines Lichtbündels eine Lageverschiebung (δ) in einei Richtung senkrecht zur op'ischen Achse der Linse 611 aufgetreten. Dies bedeutet, daß die Linse 611 um der Betrag (ό) aus der Achse des Lichtbündels verschober ist. In diesem Fall bildet das Austrittslichtbündel dei Linse 611 gleichmäßig einen Winkel
(■) = tan
- 1 Λ
(f - Brennweite der Linse 611) mit der optischen Achse der Linse, wenn man die Aberration der Linse vernachlässigt. Wenn man also den Richtungswinkel des Lichtbündels um einen Betrag (Θ) im Vergleich zu F i g. 6(a) ändern kann, damit die Stirnflächen auf die Richtung des verschobenen Lichtbündels ausgerichtei sind, können alle Einzellichtbündel unter Sollbedingungen in die entsprechende Lichtleiterfaser eintreten indem man lediglich das Pilotlichtbündel verstellt, wei der gegenseitige Abstand zwischen den Lichtbündelr unverändert bleibt Wenn die Faserlänge als ganzzahliges Vielfaches der Größe ^= gewählt ist, wird die Eintrittsfläche auf die Austrittsfläche abgebildet und man kann das Lichtbündel hinsichtlich der Sollage und Sollrichtung korrigieren.
Fig.8 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wo Sammellinsen 702 und 703 sowie ein Eintrittsende 711 eines Lichtleiters 701 koaxial in einem bestimmten Abstand zueinander aufgestellt sind. Die Lagen der Linsen 702 und 703 sowie die Richtung dei optischen Achse werden geregelt, damit die Lage unc Richtung des durch das Eintrittsende 711 verlaufender Lichtbündels korrigiert werden können. Wenn sich die Lage des Einfallslichtbündels an der ersten Sammellinse
702 ändert, so wird diese Lageverschiebung durch die Nachweiseinrichtung 704 erfaßt, die am Umfang dei Linse 702 angeordnet ist. Der Ausgang der Nachweis einrichtung 704 beaufschlagt eine Lage-Stellsignalstufe 705, die der Stufe 632 der Fig.6 entspricht. Somi erzeugt die Stufe 705 ein Stellsignal für eine Lagestelleinrichtung 706, die der Stelleinrichtung 63; entspricht. Dadurch werden die Linsen 702 und 70; sowie das Eintrittsende 711 so verschoben, daß da: Einfallslichtbündel in der gewünschten Lage auf die Sammellinse auftrifft Eine Richtungs-Nachweiseinrich tung 707 befindet sich am Umfang der zweiter Sammellinse 703 und erfaßt entsprechend eine Rieh tungsabweichung bzw. Verschiebung des Einfallslicht bündeis auf der zweiten Sammellinse 703. Da: Ausgangssignal beaufschlagt eine Lage-Stellsignalstufe 708, die der Stufe 640 der F i g. 7 entspricht Diese Stuff 708 erzeugt ein Stellsignal zur Erregung einei Lage-Stelleinrichtung 709, die der Stelleinrichtung 63; entspricht Dadurch werden die Linsen 702 und 70: sowie das Eingangsende 711 gegenüber dem Zentrun der Sammellinse 702 verschoben, damit das Einfallslicht bündel in einer bestimmten Lage auf die Sammellinsi
703 auftrifft
Die Zeichnung stellt die Verschiebung des Eingangs endes 711 des Lichtleiters 709 in die Stellung 711 aufgrund einer Korrekturbewegung dar. Auf diesi Weise lassen sich die Lage innerhalb der Eintrittsflächi und die Richtung des Einfallslichtbündels auf dii Eintrittsfläche des Lichtleiters 701 konstant halter
Damit bleibt auch Lage und Richtung des Austrittslichtbündels am Austrittsende 712 des Lichtleiters 701 unverändert.
F i g. 9 zeigt ein Einzelbeispiel einer Nachweisstufe 638, 637, 631, 704, 707 gemäß Fi g. 7 und 8. Danach ist die Nachweisstufe 713 in vier Abschnitte 714, 715, 716 und 717 in Umfangsrichtung unterteilt. Die Ausgangsspannungen der Nachweisabschnitte unterscheiden sich in Abhängigkeit von dem Anteil des Lichteinfalls auf jeden Abschnitt. Die Intensitätsverteilung der Lichtbün- ι ο del in der Ebene kann mit einem solchen Aufbau erfaßt werden. Die mittlere öffnung der Nachweisstufe 713 dient zum Durchgang eines Lichtbündels. Ihr Durchmesser D ist durch die Fleckgröße des Lichtbündels festgelegt. ι <-,
F i g. 10 zeigt eine Lichtleiterfaser mit Konvergenzeigenschaften, die für ein Lichtbündel mit größerer Fleckgröße geeignet ist. Wenn ein Lichtleiter 802, der an beiden Stirnenden divergent erweitert ist und dessen a2-Wert gegen die Enden hin allmählich kleiner wird, benutzt wird, kann man den Brechungsverlust ausschalten, indem man die Fleckgröße eines Lichtbündels 801 innerhalb des biegsamen Abschnitts klein macht, nachdem das Lichtbündel an die Faser angepaßt und in dieselbe eingetreten ist. Am Austrittsende führt man das 2r> Lichtbündel auf die ursprüngliche Fleckgröße zurück, wo es die Faser dann verläßt.
F i g. 11 zeigt eine Möglichkeit zur Einstellung der Fleckgröße eines Lichtbündels mit Hilfe äußerer Linsen 804 und 806. In diesem Fall muß eine Linse 804 mit einer jo Brennweite /"in einer solchen Stelle aufgestellt werden.
daß ein Abstand d\ zwischen der Einschnürung eines Einfallslichtbündels und der Linse und ein weiterer Abstand di zwischen der Linse und der Stirnfläche eines Lichtleiters 805 entsprechend den folgenden Formeln sind:
Λ — f
"I — J
ι f2 f2
'0V ϋ
W2
mit W] als Fleckgröße in der Einschnürung des Einfallslichtbündels 803 und IV0 als Fleckgröße nach der Justierung.
Die Anpassungsbedingung bedeutet ferner, daß die Fleckgröße eines Einfallslichtbündels hinsichtlich Größe und Phasenfläche in einer Ebene mit der jeweiligen Lichtleiterfaser übereinstimmt. Wenn jedoch die Phasenfläche mehr oder weniger von der Ebene abweicht und außerdem die Fleckgröße nicht mit dem Wert des betreffenden Lichtleiters übereinstimmt, läßt sich das durch das Innere einer solchen Lichtleiterfaser übertragene Lichtbündel zur Steuerung von Verschiebungen in Lage und Richtung dti Strahlenbündels benutzen, wenn der betreffende Lichtstrahl nicht auf die Seitenfläche des Lichtleiters in diesem Ablenkungszustand auftrifft.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Korrekturvorrichtung zur Korrektur einer Wegverschiebung von Lichtbündeln in einer Lichtübertragungseinrichtung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) mindestens eine fokussierende Lichtleiterfaser ist vorhanden, deren Brechungsindex auf der Längsachse einen Größtwert hat und jeweils ι ο zur Oberfläche hin in radialer Richtung quadratisch kleiner wird;
b) zur Bestimmung von Eintrittslage und -richtung eines Eintrittslichtbündels gegenüber der Lichtleiterfaser sind eine Lagenachweiseinrichtung (631) und eine Richtungsnachweiseinrichtung (637) mit dem Lichtleiter verbunden und jeweils an eine Stellsignalstufe (632, 640) angeschlossen;
c) die Stellsignalstufen steuern eine Stelleinrichtung (633) zur Nachführung von Lage und Achsrichtung der Eintrittsfläche der Lichtleiterfaser im Sinne einer Konstanthaltung von Austrittslage und -richtung des Lichtbündels auf der Austrittsseite der Lichtleiterfaser.
2. Korrekturvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Faserbündels in Rahmen eingespannt sind und daß der eintrittsseitige Rahmen (634) entsprechend dem Ausgangssignal der Stelleinrichtung (633) verstellbar ist.
3. Korrekturvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Eingangsende der Lichtleiterfesern auch eine oder mehrere Eintrittslinsen entsprechend dem Ausgangssignal einer Stelleinrichtung (706,709) verstellbar sind.
DE2064262A 1969-12-30 1970-12-29 Korrekturvorrichtung zur Korrektur einer Wegverschiebung von Lichtbündeln in einer Lichtübertragungseinrichtung Expired DE2064262C3 (de)

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JPS514421B1 (de) 1976-02-12
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