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DE2461795A1 - Optischer wellenleiteranschluss - Google Patents

Optischer wellenleiteranschluss

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DE2461795A1
DE2461795A1 DE19742461795 DE2461795A DE2461795A1 DE 2461795 A1 DE2461795 A1 DE 2461795A1 DE 19742461795 DE19742461795 DE 19742461795 DE 2461795 A DE2461795 A DE 2461795A DE 2461795 A1 DE2461795 A1 DE 2461795A1
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Germany
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mixer
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light
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Frank Louis Thiel
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Corning Glass Works
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Corning Glass Works
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Description

Anmelderin: Oorning Glass Works
Corning, N. Y., USA
Optischer Wellenleiterabschluss
ν Die Erfindung betrifft einen optischen Wellenleiteranschluss in achsialer Ausrichtung mit einem Ende eines optische Signale in zwei Richtungen fortpflanzenden Wellenleiterbündels.
I1Ur die Nachrichten- und Datenübertragung sind wegen der zunehmenden und bereits absehbaren Überlastung der üblichen
Q Ip
Bereiche und auch der Frequenzbänder von 10 J - 10 Hertz optische Wellenleiter im Frequenzbereich von 10 ·* Hertz von Interesse. Die elektrischen Wellenleiter (1O' - 10 Hertz) sind hierfür ungeeignet. Die Übertragung erfolgt durqh Bündel optischer Fasern mit einem Kern und einem durchsichtigen. Mantel, dessen Brechungsindex kleiner als der des Kerns ist.
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Mehrere Stationen können entweder durch Leitungen, Leitungsschleifen oder -schienen aneinander angeschlossen werden. Die Wellenleiterbündel übertragen dann Daten "bzw. Signale in zwei Eichtungen. Zum Bundelanschluss an eine Station müssen entsprechende Mittel zur Einleitung der Lichtfortpflanzung in einem Bündel und zur Abtastung der vom Bündel fortgepflanzten Lichtenergie vorgesehen werden.
Oft sind Lichtdetektor und Lichtemitter räumlich voneinander entfernt und müssen mit der Bündelendflache über geeignete optische Bauelemente wie Prismen, Mischer, zusätzliche Wellenleiterbündel und dergleichen verbunden werden.
Die Erfindung hat einen vereinfachten, kompakten, an der Endfläche eines Wellenleiterbündels anbringbaren optischen Wellenleiteranschluss zur Aufgabe.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein optischer Mischer mit einer ersten Endfläche gegenüber der Endfläche des Wellenleiterbündelendes liegt, ein Lichtdetektor gegenüber der zweiten Endfläche des Mischers angeordnet ist, auf der dem Mischer abgewandten Detektorseite eine kan- tenemittierende Lichtquelle vorgesehen ist, und ein Reflektor das von der Lichtquelle ausgestrahlte Licht auf die zweite Endfläche des Mischers richtet.
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Die weitere Erläuterung erfolgt anhand der Zeichnungen.
Die Fig. 1 zeigt den optischen Wellenleiteranschluss im Längsschnitt, die Fig. 2 im leilschnitf eine weitere Ausgestaltung.
Wie die Fig. 1 zeigt, wird das Ende eines Bündels 10 von optischen Wellenleitern 11 durch die Endzwinge 12 in einer die Enden in parallel ausgerichteter Lage in einer Ebene ge- halten. Die Faserenden und die Endzwinge werden so geschliffen und poliert, dass alle Endflächen der Wellenleiter im wesentlichen senkrecht zu ihrer Längsachse verlaufen. Die Endzwinge 12 besteht vorzugsweise aus einem Material mit ähnlichen Schleifeigenschaften wie die Wellenleiter, z. B. Glas, Messing und dergleichen.
Die Endfläche des Bündels 10 liegt an der ersten Endfläche 16 eines durchsichtigen Mischstabs 18, entgegengesetzt der zweiten Endfläche 20, und beide Endflächen verlaufen vorzugsweise senkrecht zur Längsachse des Mischstabs 18. Dieser ist vorzugsweise zylindrisch, aber andere Formen sind ebenfalls möglich. Seine Oberfläche bildet mit dem umgebenden Medium eine optische Grenzfläche, welche das auffallende Licht zurück in den Mischstab wirft. Vorzugsweise wird die Grenzfläche durch
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eine durchsichtige Mantelschicht 22 mit genügend kleinerem Brechungsindex als dem des Stabs 18 gebildet. "Durchsichtig" bezieht sich hier auf die von den Wellenleitern fortzupflanzenden Wellenlängen. Der Mischstab ist in einem Flanschträger 24 angebracht, der seinerseits durch die Verbindungsmuffe 26 an der Endzwinge 12 befestigt ist.
Als Lichtquelle und Detektor 30 sind hier eine Festkörperlichtquelle 32 und ein Festkörperdetektor 34 an der Endfläche 20 vorgesehen. Die Lichtquelle besteht aus einer kantenemittierenden Diode, vorzugsweise z. B. einer Laserdiode mit doppelt-heterogenem Übergang und grossem optischen Hohlraum, derart, dass das Licht geleitet und parallel zur Übergangsebene anstatt senkrecht zu dieser durch die obere und untere Fläche austritt. Kantenemittierende Laserdioden können bei Zimmertemperatur bei Strömen unterhalb dem Laserschwellenstrom kontinuierlich als inkohärente Emitter betrieben werden, ohne ihre Eigenschaft der Kantenemission zu verlieren. Der grosse elektrische Kontakt 36 der Diode dient gleichzeitig als Wärmesenke, während der sonstige Anschluss über eine unstarre Leitung 40 hergestellt wird.
Der Lichtdetektor 34 kann aus einer gewöhnlichen p-i-n- oder Lawinenphotodiode bestehen. Der Anschluss an den Detektor 34
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wird über eine starre Leitung 42 und eine unstarre, freie Leitung 44 hergestellt. Die Leitung 42 dient während der Herstellung gleichzeitig als zeitweilige Abstützung für den Detektor.
Eine kantenemittierende Diode wird deshalb verwendet, weil der Detektor 34 zwischen der Lichtquelle und dem Mischer 18 liegt. Die Innenfläche des Gehäuses 38 wird daher mit einer das Licht von der Quelle 32 auf den Mischstab 18 reflektierenden Fläche 48 versehen. Infolge der geringen·öffnungsweite bzw. numerischen Öffnung der bisher verfügbaren, mit geringen Verlusten arbeitenden Wellenleiter soll das von der Fläche 48 reflektierte Licht einen möglichst weitgehend kollimierten Strahl bilden. Die beispielsweise parabolische Fläche 48 kann mit einem lichtreflektierenden Material wie Silber, Chrom und dergleichen beschichtet werden, oder das Gehäuse 38 wird aus einem entsprechend polierbaren Material hergestellt. Ist die Schicht 50 metallisch, so muss ein Kontakt mit den Leitungen und Anschlüssen sorgfältig vermieden werden, z. B. durch geeignete Isolierung der Letzteren.
Der Detektor 34 wird im Gehäuse 38 durch ein geeignetes, · durchsichtiges Klebemittel festgelegt, z. B. Silikonflüssigkeiten, Ithylcyanoacrylat-Epoxyharze, Methylsiloxane und dergleichen.
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Das in den optischen Wellenleitern 11 fortgepflanzte Licht fällt in den Mischstab 18 und trifft dann auf den Detektor 34, entsprechend dem Strahlengang 58. Ist die Oberfläche 56 des Klebemittels 54-'linsenförmig, so wird das Licht entsprechend 58 auf die Detektoroberfläche (die kleiner als die Mischerendf lache 20 ist) fokussiert.
Vorzugsweise strahlt die im Brennpunkt der Parabolfläche 48 befindliche Lichtquelle das Licht in allen Eichtungen aus. Nach Reflexion durch die !Fläche 48 fällt der zylindrische Lichtkegel 60 auf die Endfläche 20 des Mischstabs 18. Ist die Oberfläche 56 linsenförmig, so wird das reflektierte Licht entsprechend 62 auf die Systemachse fokussiert. Das ist besonders günstig, wenn die Abmessungen des Detektors und der Lichtquelle fast so gross wie die Endfläche 20 sind; das von der Quelle- ausgestrahlte Licht muss in diesem lalle so fokussiert werden, dass es auf die Endfläche 20 fällt.
In der Ausgestaltung der Fig. 2 ist die Oberfläche des durchsichtigen Klebemittels 66 flach. Die Innenfläche des Gehäuses 68 ist mit einem konusförmigen Lichtreflektor beschichtet. Der Detektor 34' sitzt hier unmittelbar auf der die Lichtquelle 32' bedeckenden Isolierschicht 72. Eine monolithische Ausbildung von Detektor-Lichtquelle lässt sich auch dadurch
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erreichen, dass man auf die Diodenfläche epitaxiale Schichten aufwachsen lässt. Da der Detektor 34·' von der Quelle 32' getragen wird, kann das durchsichtige Klebematerial 66 entfallen. Der Mischstab 18' kann hier direkt auf der Detektoroberfläche aufsitzen.
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Claims (10)

  1. Patentansprüche
    l.xOptischer Wellenleiteranschluss in achsialer Ausrichtung mit einem Ende eines optische Signale in zwei Eichtungen fortpflanzenden Wellenleiterbündels, dadurch gekennzeichnet, dass ein optischer Mischer (18) mit einer ersten Endfläche (16) gegenüber der Endfläche des Wellenleiterbündelendes (10) liegt, ein Lichtdetektor (3^) gegenüber der zweiten Endfläche (20) des Mischers angeordnet ist, auf der dem Mischer abgewandten Detektorseite eine kantenemittierende Lichtquelle (32) vorgesehen ist, und ein Reflektor das von der Lichtquelle ausgestrahlte Licht auf die zweite Endfläche (20) des Mischers richtet.
  2. 2. Anschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Detektor und der zweiten Endfläche (20) des Mischers (18) lichtfokussierende Mittel vorgesehen sind.
  3. 3· Anschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Lichtquelle und Detektor mit einem durchsichtigen Klebe- oder Bindemittel (54-) in einen Hohlraum (46) einer Wand eines Gehäuses (38) eingebettet sind und der Reflektor (48) auf der hohlraumbildenden Wand des Gehäuses angeordnet ist.
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  4. 4. Anschluss nach Anspruch 35 dadurch gekennzeichnet, dass die der zweiten Endfläche (20) des Mischers zugewandte Fläche des Klebe- oder Bindemittels eine vom Reflektor (48) zur zweiten Mischerendfläche lichtfokussierende Krümmung (56) aufweist.
  5. 5. Anschluss nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung (56) im Abstand von der zweiten Mischerendfläche angeordnet ist.
  6. 6. Anschluss nach Anspruch 55 dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (54) im Abstand von der Lichtquelle (32) angeordnet ist.
  7. 7. Anschluss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die hohlraumbildende Gehäusewand parabolisch geformt ist.
  8. 8. Anschluss nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (34') auf einer Oberfläche der Lichtquelle (321) angebracht ist.
  9. 9. Anschluss nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die dem Mischer zugewandte Detektorfläche kleiner als die zweite Endfläche (20) des Mischers ist.
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    - ίο -
  10. 10. Anschluss nach. Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Endfläche (20) des Mischers an der Klebe- oder Bindemitteloberflache (66) flach anliegt.
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DE2461795A 1974-01-07 1974-12-30 Koppelvorrichtung zum Ein- oder Auskoppeln von Licht in oder aus einem Lichtwellenleiter Expired DE2461795C2 (de)

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