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DE2630530A1 - Kopplungseinrichtung fuer eine glasfaserleitung - Google Patents

Kopplungseinrichtung fuer eine glasfaserleitung

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DE2630530A1
DE2630530A1 DE19762630530 DE2630530A DE2630530A1 DE 2630530 A1 DE2630530 A1 DE 2630530A1 DE 19762630530 DE19762630530 DE 19762630530 DE 2630530 A DE2630530 A DE 2630530A DE 2630530 A1 DE2630530 A1 DE 2630530A1
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DE
Germany
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light guide
core
coupling device
angle
refractive index
Prior art date
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Application number
DE19762630530
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English (en)
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DE2630530C3 (de
DE2630530B2 (de
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Michael K Barnoski
Viktor Evtuhov
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Raytheon Co
Original Assignee
Hughes Aircraft Co
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Publication date
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Publication of DE2630530B2 publication Critical patent/DE2630530B2/de
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    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2852Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using tapping light guides arranged sidewardly, e.g. in a non-parallel relationship with respect to the bus light guides (light extraction or launching through cladding, with or without surface discontinuities, bent structures)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Description

Anmelderin:
Hughes Aircraft Company Gentinela Avenue and Teale Street
Culver City, Calif., V.üt.A.«
Vertreter:
Stuttgart, den 2» Juli 1976 P J214 a/kg
Köhler - üchwindling - fcipäth Patentanwälte
Hohentwielstraße 41 7000 Stuttgart 1
Kopplungseinrichtung für eine Glasfaserleitung
Die Erfindung betrifft eine Kopplungseinrichtung für eine Glasfaserleitung, die einen aus einem verlustarmen Kern und einen den Kern umgebenden Mantel bestehenden Lichtleiter umfaßt, dessen Kern einen größeren Brechungsindex aufweist als der Mantel»
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Die kürzliche !Entwicklung von verlustarmen ummantelten Lichtleitern durch die Firma Corning Glass Company hat zu einem erhöhten Interesse für die Anwendung solcher Lichtleiter in nachrichtenübertragungs- und Steuersystemen, insbesondere in Systemen mit integrierter Optik, geführte -^s wird in Betracht gezogen, bei vielen Anwendungen Kupferdrähte durch Lichtleiter zur Übertragung der Signalinfoz-mation zu verwenden. Ebenso wie es erforderlich ist, Einrichtungen zum Zu- und Abführen eines elektrischen Signals zu einem Kupferdraht vorzusehen, ist es auch erforderlich, ox>tische Eingangs- und Ausgangs-Anachlüsse zu Lichtleitern herzustellen, die dazu benutzt werden, oignale bei optischen Wellenlängen zu übertragene
iiiner der Vorteile einer Glasfaserleitung gegenüber einer Kupferleitung besteht in dem geringeren Gewichtο Dieser Vorteil kann noch erhöht werden, wenn jeder einzelne Lichtleiter für mehr als einen Bignalweg ausgenutzt werden kann. K ine solche Möglichkeit besteht nur dann, wenn eine Kopplungaeinrichtung geschaffen werden kann, die in einem einzigen Lichtleiter mehrere Ausbreitungszustände zu erzeugen vermag. Beisi)ielsweise ist ein Duplex-Betrieb, das ist die gleichzeitige Signalübertragung in den entgegengesetzten Richtungen eines Lichtleiters, für eine wirtschaftliche Ausnutzung des Lichtleiters von Bedeutung,
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kopplungseinrichtung für eine Glasfaserleitung anzugeben,
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BAD ORIGINAL
die es ermöglicht, selektiv eine von mehreren Ausbreitungszuständen im Lichtleiter anzuregen,,
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein modifizierter Abschnitt des Lichtleiters von einem optischen Medium umgeben ist, dessen Brechungsindex η. größer ist als der Brechungsindex n~ des Kerns, und daß Mittel vorhanden sind, die das Einleiten eines Bündels kohärenter Strahlung durch das optische Medium und den Mantel hindurch in den Kern des modifizierten Abschnittes des Lichtleiters unter einem vorbestimmten Winkel ermöglichen, bei dem sich ein vorbestimmter von mehreren möglichen Ausbreitungszuständen der Strahlung in dem Lichtleiter ergibt, der sich von anderen Ausbreitungs zustand en durch den Winkel unterscheidet, den die Ausbreitungsrichtung der Strahlung mit der Längsachse des Kerns an einer jenseits des modifizierten Abschnittes liegenden Stelle bildete
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtung wird ein sich verjüngender Abschnitt des ummantelten Lichtleiters in eine Flüssigkeit oder ein anderes Medium eingetaucht, dessen Brechungsindex η größer ist als der Brechungsindex no des Kernes des Lichtleiters, dessen Brechungsindex wiederum größer ist als der Brechungsindex η,, des den Kern umgebenden Mantelsβ Ein optisches Signal, das von einem Laser oder einer anderen Quelle stammt, wird dann unter einem vorbestimmten winkel auf den sich verjüngenden Abschnitt des Lichtleiters gerichtet. Mehrfache innere Reflexionen
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des in den Kern eingedrungenen Lichtes an dem Mantel führt zur Erzeugung eines vorbestimmten Auabreitungszustandes, der durch den Ausbreitungswiiikel in bezug auf die Achse des Lichtleiters definiert und eine Funktion des Einfallswinkels ist. i^ine gleiche Wirkung kann erzielt werden, indem der Mantel des Lichtleiters an der Stelle des Lichteinfalles verdünnt und durch ein Material mit höherem Brechungsindex ersetzt wird» Verschiedenen Ausbreitungszuständen zugeordnete Lichtsignale können am anderen i^'nde des Lichtleiters getrennt voneinander in Winkelbereichen empfangen werden, die nachstehend im einzelnen definiert werden» Diese Technik kann zur Erzeugung einer Mehrmoden- oder -Wirimoden-Ausbreitung in einer oder in beiden Axialx'ichtungen des Lichtleiters verwendet werden«, Anders ausgedrückt, kann die erfindungsgemäße Kopplungseinrichtung für eine einfache lilinweg-Übertragung oder für einen Mehrmoden-Duplex-Betrieb verwendet werden,,
Bei beiden der vorstehend angegebenen Ausführungsformen werden die in den Lichtleiter von der Seite her eintretenden Strahlungsbündel durch eine innere Totalreflexion im Kern des Lichtleiters gefangen. Der Ausbreitungswinkel, mit dem sich die Strahlen im Kern fortpflanzen, kann durch Wahl des Winkels der Verjüngung, der Länge der Verjüngung und der verwendeten Brechungsindizes beeinflußt werden»
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele naher beschrieben
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und erläutert« Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden,, Es zeigen
Figo 1 einen schematischen tyuerschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Koxjplungseinrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Darstellung ähnlich Fig. 1, welche die selektive Fortpflanzung eines ötrahlungsbündels mit größerem Durchmesse veranschaulicht,
Fig. 3 ein schematischer (querschnitt durch eine zweite Ausführungsfcrm einex* Kopplungseinrichtung nach der Erfindung und
Figo 4 eine schematische Darstellung einer Glasfaserleitung, die unter Verwendung von Kopplungseinrichtungen nach der Erfindung für einen Duplex-Betrieb eingerichtet ist.
Die in Fig. 1 dargestellte Misführungsform einer Kopplungseinrichtung umfaßt einen verlustarmen "Corning"-Lichtleiter mit gestuftem Brechungsindex, der einen sich verjüngenden Abschnitt 11a der Länge 1 aufweist» Wenigstens ein Eingangsabschnitt dieses sich verjüngenden Abschnittes ist in eine Flüssigkeit 18 eingetaucht, deren Bz*echungsindex η größer
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ist als der Brechungsindex n? des Kernes 12 des Lichtleiters«, Der Brechungsindex n,. des Mantels 13 des Lichtleiters ist wiederum kleiner als derjenige dea Kerneee
Fig. 1 ist zu entnehmen, daß der sich verjüngende Abschnitt in solcher Weise gezogen ist, daß der Durchmesser d des Abschnittes 12 mit dem Ütandarddurehmeaaer am anderen Ende der Verjüngung auf den kleineren Wert d1 vermindert ist. Für eine solche Anordnung, bei der der Brechungsindex η deg äußeren Mediums größer ist als der Brechungsindex n? des Kernes, der wiederum größer ist als der Brechungsindex n. des Mantels, kann gezeigt werden, daß Lichtstrahlen die in den Lichtleiter von der Seite her auf einem Weg 15 eintreten, der mit der Bormalen auf den Mantel des Lichtleiters einen Winkel O bildet, durch interne Totalreflexion im Kern gefangen werden kann« Der Fortpflanzungswinkel A, unter dem sich die Strahlen im Kern in bezug auf die Längsachse des Lichtleiters fortpflanzen, nachdem sie den sich verjüngenden Abschnitt verlassen haben, kann durch Wahl des Verjüngungawinkel 0 des sich verjüngenden Abschnittes 11a und der Läng© 1 diesea Abschnittes eingestellt werden«,*
Bei der Anordnung nach Fig. 1 durchläuft der von einem Laser 20 ausgehende Lichtstrahl auf einem V/eg 15 ein äußeres Medium mit dem Brechungsindex η , das sich in einem geeigneten, transparenten Gehäuse 18 befindet«. Der Lichtstrahl auf dem Weg 15 bildet mit der auf dem den Kern 12 umgebenden Mantel 13 errichteten Senkrechten
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ι
einen Winkel O, An der Grenzfläche n/n. zwischen dem Medium 18 und dem Mantel 13 wird daa Licht gemäß dem Bnelliuasehen Gesetz gebrochen. An der Grenzfläche n^,/n2 zwischen dem Mantel 13 und dem Kern 12 wird das Licht erneut gebrochen, so daß es den Mantel unter einem Winkel "4 2 zur Senkrechten auf die Oberfläche des Mantels 13 verläßt· Das Licht durchläuft unter einem Vfinkel den Kern und wird auf der entgegengesetzten Seite an der Mantel/Kern-Grenzflache reflektiert. Dieser Vorgang setzt sich mehrmals forte Jedesmal werden Einfalls- und Reflexionswinkel infolge des schrägen Verlaufs der Grenzflächen im Bereich der Verjüngung geändert, bis das Licht nach mehrfacher Reflexion den sich verjüngenden Abschnitt 11a des Kernes verläßt und in dessen gleichförmigen oder homogenen Abschnitt unter einem Fortpflanzungswinkel A eintritt, den der Lichtweg mit der Längsachse 1? des Kernes bildet.
Pur die Anordnung nach i'igo 1 folgt aus dem Ünelliusschen Gesetz, daß das Verhältnis von sin Ö zu sin *fp gleich dem Vei'hältnis von Do zu η ist. Weiterhin ist der Winkel (1 zwischen jeder Normalen auf den Mantel im sich verjüngenden Abschnitt und im Vieg des einfallenden Lichtes in diesem i'unkt durch den Ausdruck ^o + 2m"t gegeben, wenn m eine ganze &ahl ist, die gleich der Anzahl der Reflexionen ist, die das Licht in dem sich verjüngenden Abschnitt earlitten hat.
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Aus bekannten Gesetzen der uptik folgt weiterhin, daß eine interne Totalreflexion an der Grenzfläche η /η,, zwischen dem äußeren iuedium und dem Mantel erfordert, daß sin Q gleich oder grüßer ist als das Verhältnis von n. zu η „ In gleicher weise erfolgt eine innere Totalreflexion an der Grenzfläche n,./np zwischen dem Mantel und dem Kern, wenn sin Ö gleich oder größer ist als ηρ/η υ· sin(arc sin η Jn^ - 20).
Bei der Anordnung nach Fig. 1, die einen positiven Verjüngungswinkel 0 aufweist, kann die richtige "Wahl des Wertes des Verjüngungswinkels 0 einen wert von sin © zur Folge haben, der in der ersten Auftreffstelle oder bei der ersten Reflexion kleiner ist als das Verhältnis von n,, au η , an welcher stelle definitionsgemäß m = 1, und auch für alle weiteren Reflexionen,, für die m größer ist als 1. Für Licht, das in den Lichtleiter aus dem Medium 18 mit dem Brechungsindex η unter dem Winkel Q einfällt, hängt der endgültige Fortpflanzungswinkel A in dem homogenen Abschnitt des Lichtleiters bei einem vorgegebenen Verjüngungswinkel 0 von der Anzahl der Reflexionen m ab, die ihrerseits wieder eine Funktion der Länge 1 des sich verjüngenden Abschnittes sind. Wenn der Verjüngungswinkel 0 so gewählt ist, daß bei der ersten Reflexion sin O kleiner ist als das Verhältnis von n. zu η , tritt an der Grenzfläche η ./η,, zwischen dem äußeren Medium und dem Mantel keine interne Totalreflexion ein, jedoch findet eine interne Totalreflexion an dei* Grenzfläche η^,/τίρ zwischen Mantel und Kern für alle Werte von m statte
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Die Anordnung ist reziprok und kann daher sowohl für ■ eine Eingangs- als auch für eine Ausgangs-Kopplung verwendet werden. Weiterhin kann in einer oder in beiden dichtungen mehr als ein Ausbreitungszustand erzeugt werden, indem eine Vielzahl von Werte des Fortpflanzungswinkels A für verschiedene .Eingangssignale erzeugt wirdo
Die Ergebnisse dieser Kriterien bezüglich der internen Totalreflexion sind in Fig. 2 schematisch dargestellt, in der der sich verjüngende Abschnitt des ummantelten Lichtleiters wiedergegeben istu Wie Fig. 2 zeigt, kann ein von der Quelle 20 ausgehendes divergentes Lichtbündel, das eine Blende 22 passiert und auf den sich verjüngenden Abschnitt 11a einfällt, in drei Anteile 30, 31 und 52 aufgeteilt werden. Ein erster äußerer Anteil 50 des von dem Laser 20 ausgehenden Strahlungsbündels fällt nach Passieren der Blende 22 unter einem solchen Winkel Q auf den Mantel 13 ein, daß die Strahlen den für eine interne Totalreflexion erforderlichen Winkel sowohl bei ihrem ersten als auch bei ihrem zweiten Auftreffen auf die Grenzfläche no/n^, zwischen Kern und Mantel überschreiten und infolgedessen den Lichtleiter durchqueren» Der zweite äußere Anteil 32 des Strahles bildet mit dem Mantel 13 einen solchen Einfallswinkel Q, daß diese Strahlen bei ihrer Begegnung mit der Grenzfläche nVn,, eine interne Totalreflexion erleiden und daher überhaupt nicht in den Kern 12 eintreten,, Die Strahlen im mittleren Abschnitt 31 des von dem Laser 20 ausgehenden Strahlungsbündels treffen auf den Mantel unter einem solchen Winkel Q ein, daß diese Strahlen nur an der Stelle 21a der Grenzfläche no/n. zwischen Kern und Mantel eine interne Total-
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reflexion erleiden und dadurch im Kern gefangen werden· Diese Strahlen werden gebrochen und treten an der ersten Begegnung mit der Grenzfläche n^/n? in den Kern ein, werden jedoch danach bei allen Begegnungen mit der Grenzfläche n.Jrx^ intern total reflektierte
Für den zulässigen Bereich des i'ortpflanzungswinkels A ergibt sich
90° - arc sin (—% - (2m+i) 0 < A ^ 90° - arc sin (—-)
Der entsprechende Bereich für den Winkel y ist
n2 .
arc sin \ r~ sm I arc sin ^- - c*j \ \ % »■ -«. α« B±u κ^—/»
[arc sin -—■ - 20)) < U <Γ arc sin (--*■), n2 J/ np
Der Bereich der Fortpflanzungswinkel A, unter denen ein Strahlenbündel in den Lichtleiter injiziert wird, hängt von den Konntruktionsparametern Verjüngungswinkel 0 und Anzahl m der Reflexionen im verjüngten Abschnitt abe Die Insertionsverluste einer solchen Koppeleinrichtung hängen von dem Verjüngungswinkel 0 ab. Der Insertionsverlust ist um so großer, je gi?ößer der Verjüngungswinkel isto
Die folgenden Zahlen beziehen sich auf.ein praktisches Ausführungsbeispiel:
0 = 1/2°
ηΛ = Λ ο 487
n2 = 1. !30
np - 2.00
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6 ο 05° < A < 7.55° 47. 8 < 0 * 4B m « 1
5 .05° < A c 7.55° 47« 8 < 0 < 48 m = 2
4 .05° < A ^ 7.55° 47. 8 < 0 < 48 m = 3
3 .05° < A ^ 7.55° 47 ο 8 < 0 < 48 Dl = 4
Bei einer zur Demonstration einer Eingangskopplung verwendeten experimentellen Anordnung wurde der sich verjüngende Abschnitt an einem verlustarmen Lichtleiter der Corning Glass Company angebracht, dessen Verluste 12dB/km bei einer Y/ellenlänge von 820 ynm betrugen. Per Lichtleiter wurde von einer Glasfaser mit gestuftem Brechungsindex gebildet, der einen Kern von 85 Aun Durchmesser und einen Gesamtdurchmesser von 125 /**& aufwies. Das äußere Medium 19 war Dijodomethan mit einem angegebenen Brechungsindex η » 1»74. Der sich verjüngende Abschnitt 11a hatte einen Verjüngungswinkel 0 von etwa 0,5°· Als Laser 20 wurde ein Helium-Neon-Laser verwendet, dessen Strahl in dem Medium 19 auf den Mantel des sich verjüngenden Lichtleiters unter einem Winkel O von etwa 58° einfiel. Es wurde eine Lichtkopplung erzielt, wie sich durch den Austritt von Strahlung aus dem Ende des Lichtleiters mit dem größeren Durchmesser ergab. Das beobachtete ötrahlungsmuster hatte zentrale und äußere ringförmige Abschnitte hoher Intensität. Wenn das Strahlungsbündel nicht auf den sich verjüngenden Abschnitt, sondern auf den homogenen Abschnitt einfiel, wurde am ■^nde des Lichtleiters kein Ausgangs signal beobachtet. Da der interne Fortpflanzungswinkel A von der Anzahl der Reflexionen an der Grenzfläche zwischen. Kern und Mantel abhängt, kann der Winkelgehalt der Strahlung,
o/.
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die in den Lichtleiter eingekoppelt wird, durch die Wahl der Stelle beeinflußt werden, an der der Laserstrahl auf den sich verjüngenden Abschnitt auftriffte Bei einem Versuch wurde beobachtet, daß am anderen Ende des Lichtleiters das Licht in Form eines geschlossenen Hinges austritt, wenn der Laserstrahl nahe dem Ende des sich verjüngenden Abschnittes auf den Lichtleiter gerichtet wird, an dem der sich verjüngende Abschnitt sich dem vollen Durchmesser nähert„ Wenn im Gegensatz dazu bei der gleichen Vorrichtung der Lichtstrahl an der Stelle auf den Lichtleiter einfiel, an der der sich verjüngende Abschnitt nahezu seinen kleinsten Durchmesser aufweist, wurde eine Strahlung in Form eines nahezu vollen Kreises und eine geringere Abnahme der Intensität beim Annähern an das Zentrum beobachtet»
Die vorstehend beschriebene Kopplungstechnik ermöglicht die Herstellung von Kopplungseinrichtungeii für einen Rieht- oder Üuplex-Betrieb unter Verwendung von einzelnen Lichtleitern aus Multimode-Glasfasern mit geringen Verlusten. Obwohl der sich verjüngende Koppler einen nur kleinen Eingangswinkel aufweist, ist seine Geometrie mit derjenigen eines Galliumarsenid-Injectiomj lasers kompatibel, dessen Emissionsfläche vergrößert werden kann, um die V/inkelverteilung der Strahlung zu vermindern, während gleichzeitig die ^uerschnittsfläche des auf den sich verjüngenden Koppler einfallenden Strahlungsbündels kleiner gehalten wird ala die ^uersohnittsflache des sich verjüngenden Kernes ο
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Fig. 3 zeigt scheniatisch eine zweite Auaführungsforia · der -Erfindung, bei der der aich verjüngende Abschnitt durch einen Abschnitt 31 ersetzt ist, indem der Mantel eine verminderte Dicke aufweist. Bei dieser Ausführungsform wird also keine Verjüngung benutzt, sondern ea wird der normale Mantel 33 der ülasfaser durch Atzen bis auf eine dünne Schicht 31 abgetragen«, Über dieser dünnen Schicht wird ein Material 3ZI- wib höherem Brechungsindex angeordnet. Bei dieser Einrichtung ist der Glaskern 32 mit einem Mantel 33 versehen, der auf seiner ganzen Länge eine Ütandarddicke aufweist, abgesehen von dem in seiner Dicke reduzierten Abschnitt 31« An dieser Btelle ist das Mnterial 3^ mit dem höheren Brechungsindex η auf den Lichtleiter aufgebrachto Auch hier fällt das Licht unter einem Winkel Q zur ^Senkrechten auf den Mantel im Bereich des Abschnittes 31 ein. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist jedoch der Verjüngungswinkel 0 gleich O und es muß hierbei der Eingangswinkel O so gewählt sein, daß sin Φ gleich oder größer ist als das Verhältnis von n. zu η . Ohne Verjüngung erfordert eine interne Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen Kern und Mantel, daß θ so groß ist, daß an der Grenzfläche η Ai-1 eine innere Totalreflexion stattfindet. Das Einkoppeln in den Lichtleiter kann durch ein Vereiteln der internen Totalreflexion an der Grenzfläche η /n~ erfolgen, ^u diesem Zweck kann ein Teil des Mantels, wie an der stelle ?1, selektiv durch Atzen entfernt werden, so daß die Kern-Mantel-Grenzfläche in das abklingende Feld im Mantel gebracht wird, das von der internen Totalreflexion an der Grenzfläche ik/n-* resultierte
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Fig. 4 veranschaulicht die Art und Weise der Anwendung einer beliebigen Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtung bei einer Vorrichtung für Duplex-Betrieb. Bei der Anordnung nach Fig. 4 hat ein ummantelter Lichtleiter 11 einen ersten, sich verjüngenden. Abschnitt 11a an einem Ende und einen zweiten, sich verjüngenden Abschnitt 11b mit gleichem Aufbau, aber spiegelbildlicher Anordnung am anderen Ende» Kin Laser 20a richtet in der oben beschriebenen Weise auf den sich verjüngenden Abschnitt 11a einen Lichtstrahl, der durch den Lichtleiter übertragen und an dessen entgegengesetztem Ende von einem Detektor 35b empfangen wird0 Gleichzeitig richtet ein Laser 20b einen Lichtstrahl in den sich verjüngenden Abschnitt 11b des gleichen Lichtleiters, welcher Lichtstrahl durch den Lichtleiter in der entgegengesetzten Richtung übertragen und vom Detektor 35^ empfangen wird«, Es versteht sich, daß jeder der beiden Lichtstrahlen moduliert sein kann, um Signalinformationen durch den Lichtleiter zu übertragen, die am entgegengesetzten Ende empfangen werden. Da die Einrichtungen reziprok sind, versteht es sich, daß das im Abschnitt 11a vom Laser 20a unter einem Winkel Q. eintretende Licht den Abschnitt 11b unter dem gleichen Winkel Q. verläßt, um zum Detektor 35b oder einem sonstigen Darstellungs-, Beobachtungs- ©der Empfangsgerät zu gelangeno Ebenso wird Licht, das in den Abschnitt 11b unter einem Winkel,Qp eintritt, den Abschnitt 11a unter dem gleichen Winkel Q^ verlassen» In Fig. 4 ist der üpezialfall dargestellt, in dem Op = 90°, so daß der Strahl des Lasers 20b in normaler V/eise längs der Achse des Lichtleiters 20 ausgerichtet ist. Es versteht sich jedoch, daß für Qp jeder andere Winkel gewählt
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werden kann, der die oben behandelten Kriterien erfüllt, Solch eine Anordnung führt in Nachrichtenübertragungs- und Steuer-Systemen zu einer erheblichen Einsparung an Kosten für Lichtleiter und Gewicht, da es die Anwendung eines einzigen Lichtleiter für eine Mehrzahl gleichzeitig benutzter übertragung wege ermöglicht.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1.j Kopplungseinrichtung für eine Glasfaserleitung, die —' einen aus einem verlustarmen Kern und einen den Kern umgebenden Mantel bestehenden Lichtleiter umfaßt, dessen Kern einen größeren Brechungsindex aufweist als der Mantel, dadurch gekennzeichnet, daß ein modifizierter Abschnitt (1Ia3 11b) von einem optischen Medium (19) umgeben ist, dessen Brechungsindex (n ) größer ist als der Brechungsindex (no) des Kerns (12), und daß Mittel vorhanden sind, die das üinleiten eines Bündels kohärenter strahlung du3?ch das optische Medium (19) und den Mantel (13) hindurch in den Kern (12) des modifizierten Abschnittes (na) des Lichtleiters (11) ermöglicht, bei dem sich ein vorbestimmter von mehreren möglichen Ausbreitungazuständen der Strahlung in dem Lichtleiter ergibt, der sich von anderen Ausbreitungszuständen durch den winkel (A) unterscheidet, den die Ausbreitungsrichfcung der ütrahlung mit der Längsachse (17) des Kernes (12) an einer jenseits des modifizierten Abschnittes (11a) liegenden ütelle bildete
    Kopplungseinrichtung nach iuiüpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kern i'Yd) des Lichtleiters im Bereich des modifizierten Abschnittes (11a) über dessen ganze Länge stetig verjüngte
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    3· Kopplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (33) des Lichtleiters im Bereich des modifizierten Abschnittes eine verminderte Dicke aufweist, wogegen der Kern (32) einen konstanten Durchmesser hat»
    4. Kopplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einleiten eines Bündels kohärenter Strahlung einen derart angeordneten Laser (20) umfassen, daß aein Ausgangsstrahl (15) an einer vorbestimmten Stelle des modifizierten Abschnittes (11a) unter einem vorbestimmten V/inkel (ft) zu der auf die Oberfläche des Mantels (13) an dieser Stelle errichteten Senkrechten auf den Lichtleiter auf trifft,,
    5« Kopplungs einx"1!chtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (11) im Abstand von dem modifizierten Abschnitt (Ha) mit einer Detektoranordnung (35b) zum Empfang der am modifizierten Abschnitt in den Lichtleiter eingeleiteten und vom Lichtleiter übertragenen Strahlung versehen ist„
    6e Glasfaserleitung für eine Duplex-Nachrichtenübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtleiter (11) an zwei voneinander entfernten Stellen (11a, 11b) mit je einer Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4· und je einer Detektoranordnung (35a, 35b) nach Anspruch 5 versehen ist.
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DE2630530A 1975-08-04 1976-07-07 Kopplungseinrichtung für eine Glasfaserleitung Expired DE2630530C3 (de)

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