DE3224518A1 - OPTICAL COUPLER - Google Patents
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Description
3 2 2 A 51 83 2 2 A 51 8
W.Köster 3W. Köster 3
Optischer KoppLerOptical coupler
Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen KoppLer aus Li cntweLLenLei tern mit mindestens einem unbenutzten refLexionsfrei abgeschLossenen freien Kopplerende, das geometrisch verändert und in einer Vergußmasse eingebettet ist.The invention relates to an optical coupler made of cable conductors with at least one unused non-reflection completed free coupler end that geometrically is changed and embedded in a potting compound.
Aus dem Aufsatz "Optische Zweiwegübertragung" von W.Köster und F.Mohr in der Zeitschrift "ELektrisches Nachrichtenwesen", Bd. 55, Nr. 4, 1980, Seiten 342 bis 349, ist ein derartiger Koppler bekannt. Der KoppLer wird in einem Nachrichtensystem mit gleichzeitiger Signalübertragung in beiden Richtungen über einen einzeLnen Lichtwellenleiter eingesetzt. Dabei bleibt ein Kopplerende frei und muß zur Unterdrückung von Nebensprechen reflexionsfrei abgeschlossen werden. Hierzu wird das unbenutzte Kopplerende konisch ausgezogen und mit einem brechzahLangepaßten KLeber vergossen. Bei der Verwendung von Lichtwellenleitern mit einem Brechzahlgradienten ist die Auswahl eines geeigneten KLebers schwierig.From the article "Optical two-way transmission" by W.Köster and F.Mohr in the magazine "ELectric News", Vol. 55, No. 4, 1980, pages 342 to 349, such a coupler is known. The KoppLer is in one Message system with simultaneous signal transmission in in both directions via a single fiber optic cable used. One end of the coupler remains free and must be closed without reflection to suppress crosstalk will. For this purpose, the unused coupler end is pulled out conically and matched with a refractive index Glue shed. When using fiber optic cables with a refractive index gradient is the choice of one suitable glue difficult.
Der Erfindung Liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten optischen KoppLer anzugeben, der einfach hei— zustellen und wirkungsvoll ist. Die Lösung dieser AufgabeThe invention is based on the object of specifying an optical coupler mentioned at the beginning, which is simply called deliver and is effective. The solution to this problem
ZT/P1-Wr/VZT / P1-Wr / V
29.06.1982 - 4 -Jun 29, 1982 - 4 -
W.Köster 3W. Köster 3
erfolgt mit den im Anspruch 1 oder Anspruch 2 oder Anspruch 3 angegebenen Mitteln. Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.takes place with the in claim 1 or claim 2 or claim 3 specified means. Embodiments of the invention can can be taken from the subclaims.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen von drei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below with reference to drawings from FIG three exemplary embodiments explained in more detail. Show it:
Fig. 1 schematisch einen optischen Koppler aus Lichtwellenleitern; 1 schematically shows an optical coupler made of optical waveguides;
Fig. 2 eine erste Ausführung eines reflexionsfrei abgeschlossenen unbenutzten Kopplerendes, teilweise geschni tten;Fig. 2 shows a first embodiment of a reflection-free closed unused coupler end, partially cut;
Fig. 3 eine zweite Ausführung eines reflexionsfrei abgeschlossenen und unbenutzten Kopplerendes, teilweise geschnitten;3 shows a second embodiment of a reflection-free closed and unused coupler end, partially cut;
Fig. 4 eine dritte Ausführung eines reflexionsfrei abge- -r sehlossenen unbenutzten Kopplerendes, teilweise4 shows a third embodiment of a reflection-free -r closed unused coupler end, partially
geschni tten.cut.
In Fig. 1 ist schematisch ein optischer Koppler 1 aus Lichtwellenleitern
dargestellt, der beispielsweise als koppelndes
Teil einen doppelkorn" sehen Verjüngungsabschnitt aufweist.
Das den Koppler umgebende Gehäuse ist der besseren Übersicht wegen weggelassen worden. Der Koppler 1 hat vier Kopplerenden
2, 3, 4 bzw. 5, an denen beispielsweise folgendes angeschlossen
ist:
an das Kopplerende 2 ein optischer Sender 6,
an das Kopplerende 3 ein optischer Empfänger 7, an das Kopplerende 4 ein Lichtwellenleiter 8 einer Übertragungsstrecke
und
das unbenutzte Kopplerende 5 ist reflexionsfrei abgeschlossen1 schematically shows an optical coupler 1 made of optical waveguides, which has, for example, a double-grain tapered section as the coupling part. The housing surrounding the coupler has been omitted for the sake of clarity. The coupler 1 has four coupler ends 2, 3, 4 or 5, to which, for example, the following is connected:
an optical transmitter 6 to the coupler end 2, an optical receiver 7 to the coupler end 3, an optical waveguide 8 of a transmission link to the coupler end 4 and
the unused coupler end 5 is closed without reflection
- 5 W.Köster 3- 5 W.Köster 3
Der Verlauf des vom optischen Sender 6 ausgehenden Lichtes ist durch ausgezogene Pfeile und der Verlauf des vom Lichtwellenleiter 8 kommenden Lichtes ist durch gestrichelte Pfeile im Koppler 1 dargestellt. Ohne Vorkehrungen am Kopplerende 5 wird das Licht des Senders 6 an diesem reflektiert und der Verlauf dieses reflektierenden Lichtes ist durch gepunktete Pfeile dargestellt. Störend ist dieses reflektierte Licht nur am Kopplerende 3, da es dort mit dem schwachen ankommenden Licht aus dem Lichtwellenleiter zusammentrifft und ein unerwünschtes Nebensprechen hervorruft. The course of the light emanating from the optical transmitter 6 is indicated by solid arrows and the course of the light coming from the optical waveguide 8 is indicated by a dashed line Arrows shown in coupler 1. Without precautions at the coupler end 5, the light from the transmitter 6 is reflected on the latter and the course of this reflecting light is shown by dotted arrows. This is annoying reflected light only at the coupler end 3, since it is there with the weak incoming light from the optical waveguide meets and causes undesirable crosstalk.
In Fig. 2 ist nur das Kopplerende 5 mit einem reflexionsfreien Abschluß teilweise geschnitten in einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Ende des Lichtwel I en leiters des Kopplerendes 5 ist konisch verjüngt und in eine Vergußmasse 9 eingebettet. Das eingebettete Kopplerende 5 ist in einer länglichen Halbschale 10 aus Quarz oder einem IichtundurchI äs sigen Material, beispielsweise Metall, wenn kein Fremdlicht eintreten soll, angeordnet. Das ankommende Licht ist in seinem Verlauf als langer, durchgezogener Pfeil dargestellt. Im konisch verjüngten Abschnitt des Kopplerendes tritt das Licht aus dem Kern des Lichtwellenleiters in den Mantel über und wird nach außen abgestrahlt. Hier wird es von der Vergußmasse 9 absorbiert.In Fig. 2, only the coupler end 5 is non-reflective End partially cut in a first embodiment shown. The end of the light world guide the coupler end 5 is conically tapered and embedded in a potting compound 9. The embedded coupler end 5 is in an elongated half-shell 10 made of quartz or a light-impermeable material, for example metal, if no extraneous light should enter, arranged. The incoming light is in its course as a long, solid arrow shown. In the conically tapered section of the coupler end, the light emerges from the core of the optical waveguide into the coat and is radiated outwards. here it is absorbed by the sealing compound 9.
Die Vergußmasse 9 muß eine Brechzahl aufweisen, die größer als die des Mantels des Lichtwellenleiters des Kopplerendes 5 ist und sie muß das in sie eintretende Licht absorbieren. Eine geeignete Vergußmasse ist ein gefüllter Zweikomponentenkleber auf Epoxidharzbasis. In der Vergußmasse dürfen keine reflektierenden Füllstoffe enthalten sein. Als Vergußmasse 9 kann auch ein schwarzer Lack verwendet werden, in den das verjüngte Kopplerende 5 eingetaucht wird. EineThe potting compound 9 must have a refractive index that is greater than that of the cladding of the optical waveguide of the coupler end 5 and it must absorb the light entering it. A suitable casting compound is a filled two-component adhesive based on epoxy resin. May in the casting compound does not contain reflective fillers. As a potting compound 9, a black lacquer can also be used, into which the tapered coupler end 5 is dipped. One
— 6 —- 6 -
- 6 W.Köster 3- 6 W.Köster 3
Vergußmasse 9 mit schwarzen FuL I stof f en , wie beispiels*- weiseein EpoxidharzkLeber (z. B. EPOTEK 320 von Epoxid-Potting compound 9 with black fillers, such as * - an epoxy resin adhesive (e.g. EPOTEK 320 from epoxy
TechnoLogie) kann auch verwendet werden.TechnoLogie) can also be used.
Die konische Verjüngung des KoppLerendes 5 kann auf folgende Weise dargesteLLt werden:The conical taper of the coupler end 5 can be as follows WAY BE PRESENTED:
Der LichtwelLen Leiter des Kopplerendes 5 wird in eine Ziehvorrichtung eingespannt,, Lokal erhitzt und spitz augezogen.The LichtwelLen conductor of the coupler end 5 is in a pulling device clamped, locally heated and pointed.
Die LängLiche HalbschaLe 10 kann auf einfache Weise durch eine hälftige Längsteilung eines Rohres hergestellt werden.The elongate half-shell 10 can be produced in a simple manner by dividing a pipe in half lengthways.
In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des reflexionsfrei abgeschlossenen Kopplerendes 5 teilweise geschnitten dargestellt. Das Ende des LichtweLlenLeiters des KoppLerendes 5 ist mit einem Knick versehen, dessen Knickwinkel «C größer als der doppelte maximale Ausbreitungswinkel im Lichtwellenleiter sein muß.In Fig. 3 a second embodiment of the is reflection-free completed coupler end 5 shown partially cut. The end of the light wave guide of the coupler end 5 is provided with a kink, the kink angle of which «C greater than twice the maximum angle of propagation in the optical waveguide have to be.
qC —2 aresin N.A.,qC —2 aresin N.A.,
wobei N.A. die numerische Apertur des Lichtwe11 en Leiters ist, Als günstig hat sich ein Knickwinke l«Gzwisehen 30 und 60 herausgestellt/ der leicht erzeugt werden kann. Unter dieser Bedingung wird das Licht im Kern des LichtweIlenLeiters, dessen Verlauf durch Lange durchgezogene Pfeile dargestellt ist, im Bereich des Knickes in den Mantel des Lichtwellen-Leiters abgegeben. Von dort geLangt es in die das Kopplerende 5, wie schon beschrieben, umgebende Vergußmasse 9, wo es absorbiert wird. Eventuell an der Grenzfläche zwischen dem Mantel und der Vergußmasse 9 reflektierendes Licht, dessen Verlauf durch gestrichelte Pfeile dargestellt ist, wird schräg abgeleitet und dann von der aufnehmenden Vergußmasse 9 absorbiert.where N.A. is the numerical aperture of the light waveguide, A kink angle between 30 and 60 has proven to be favorable highlighted / which can be easily generated. Under this Condition becomes the light in the core of the lightwave guide, the course of which is represented by long arrows is released in the area of the kink in the cladding of the light wave guide. From there it goes to the end of the coupler 5, as already described, surrounding potting compound 9, where it is absorbed. Possibly at the interface between the jacket and the potting compound 9 reflecting light, the course of which is shown by dashed arrows, is diverted at an angle and then from the absorbing potting compound 9 absorbed.
- 7 W„Köster 3- 7 W "Köster 3
Das von der Vergußmasse 9 umgebende geknickte KoppLerende ist, wie schon beschrieben, in einer HalbschaLe 10 angeo rdnet.The kinked KoppLerende surrounding by the casting compound 9 is, as already described, in a half shell 10 rdnet.
Der Knick im LichtweLlenLeiter des KoppLerendes 5 kann auf folgende Weise hergestellt werden:The kink in the light wave guide of the coupler end 5 can open can be produced in the following way:
Der Lichtwellenleiter wird einseitig waagrecht eingespannt und etwa 1 cm vom Ende entfernt lokal erhitzt. Hierzu kann eine Mikroflamme oder ein elektrischer Lichtbogen vei— wendet werden. Die Schwerkraft zieht dann das freie Ende nach unten und bildet so einen einwandfreien Knick aus. Das freie Endes des Knicks kann entsprechend gekürzt werden, so daß das Kopplerende 5 in die Halbschale 10 eingebracht und dann in die Vergußmasse 9 eingebettet werden kann.The fiber optic cable is clamped horizontally on one side and heated locally about 1 cm from the end. A microflame or an electric arc can be used for this purpose. be turned. Gravity then pulls the free end down and forms a perfect kink. That free end of the bend can be shortened accordingly, so that the coupler end 5 is introduced into the half-shell 10 and can then be embedded in the casting compound 9.
In Fig. 3 ist ein drittes .Ausführungsbeispiel des reflexionsfrei abgeschlossenen Kopplerendes 5 teilweise geschnitten dargestellt. Das Ende des Lichtwellenleiters des Kopplerendes 5 ist mit zwei Knicken versehen, zwischen denen eine Verjüngung 11 des Lichtwellenleiters vorhanden ist. Die Knickwinke Ι^Ί iegen wieder,wie im zweiten Ausführungsbeispiel angegeben, im Bereich von -ΞΞ^2 aresin N.A., wobei auch hier sich Knickwinkel zwischen 30 und 60 als günstig erwiesen haben.In Fig. 3, a third .Example of the reflection-free completed coupler end 5 shown partially cut. The end of the optical fiber of the coupler end 5 is provided with two kinks, between which there is a taper 11 of the optical waveguide. the Bend angles Ι ^ Ί are again, as in the second embodiment indicated, in the range of -ΞΞ ^ 2 aresin N.A., being also Kink angles between 30 and 60 have proven to be favorable here.
Das im LichtweLL en I eiter des Kopplerendes 5 geführte Licht wird, wie beschrieben, durch den ersten Knick austreten und von der Vergußmasse 9, die das KoppLerende 5 umgibt, absorbiert. Die zwischen den Knicken vorhandene Verjüngung unterstützt zusätzlich den Austritt des Lichtes. Eventuell noch weitergeführtes Licht wird durch den zweiten Knick nach außen abgeleitet und von der Vergußmasse 9 absorbiert.The light guided in the light wave of the coupler end 5 will, as described, emerge through the first bend and be absorbed by the potting compound 9 that surrounds the KoppLerende 5. The tapering between the kinks also supports the exit of the light. Possible Light that is still carried on is through the second bend diverted to the outside and absorbed by the potting compound 9.
W.Köster 3W. Köster 3
Das KoppLerende 5 wird wieder in die Halbschale 10 eingebracht und dann in die Vergußmasse 9 eingebettet. Durch denThe coupler end 5 is reinserted into the half-shell 10 and then embedded in the potting compound 9. Through the
doppelten Knick benötigt das so ausgebildete Kopplerende 5 weniger Platz.the coupler end 5 designed in this way requires a double bend less space.
Der doppelte Knick im Lichtwellenleiter des Kopplerendes kann auf folgende Weise hergestellt werden:The double kink in the fiber optic cable of the coupler end can be made in the following ways:
Der Lichtwel I enteiter wird in eine κ-y-z-Richtung verschiebbare Vorrichtung beidseitig eingelegt und gehalten. Er wird einseitig senkrecht zu seiner Achsrichtung um etwa 1 mm vei— schoben und dadurch vorgespannt. In der Mitte zwischen seinen beiden Haltepunkten erfolgt eine Erhitzung des Lichtwellenleiters. Die Spannungen im Lichtwellenleiter versuchen sich nun auszugleichen und bilden den doppelten Knick mit der Verjüngung 11 dazwischen. Das freie Ende des Lichtwellenleiters wird dann entsprechend gekürzt und nach dem Einbringen in die Halbschale 10 in die Vergußmasse 9 eingebettet.The light world I enteiter is displaceable in a κ-y-z direction Device inserted and held on both sides. He will on one side perpendicular to its axial direction by about 1 mm pushed and thereby pretensioned. In the middle between his The fiber optic cable is heated at both breakpoints. The tensions in the fiber optic cable try each other now equalize and form the double kink with the taper 11 in between. The free end of the fiber optic cable is then shortened accordingly and after being inserted into the Half-shell 10 embedded in the potting compound 9.
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Claims (10)
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Family Applications (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8130 | Withdrawal |