CH668490A5 - Optischer multiplexer/demultiplexer. - Google Patents

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CH668490A5
CH668490A5 CH270/86A CH27086A CH668490A5 CH 668490 A5 CH668490 A5 CH 668490A5 CH 270/86 A CH270/86 A CH 270/86A CH 27086 A CH27086 A CH 27086A CH 668490 A5 CH668490 A5 CH 668490A5
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demultiplexer
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Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft einen optischen Multiplexer/ Démultiplexer mit einer Abbildungsoptik und einem Reflexionsgitter, bei dem die Abbildungsoptik zumindest eine ebene Fläche aufweist und direkt mit dem Reflexionsgitter verbunden ist.
In der deutschen Patentanmeldung P 34 32 239.6 sind mehrere Ausführungsbeispiele erläutert. Bei diesen werden die Lichtstrahlen zu den jeweiligen Ein/Ausgängen durch Lichtleitfasern geleitet, die in bezug auf die Senkrechte auf dem Reflexionsgitter unter unterschiedlichen Winkeln angeordnet sind. Bei der Herstellung ist die exakte Justierung der Lichtleitfasern aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung anzugeben, die bei der Herstellung einen geringen technischen Aufwand erfordert.
Bei dem neuen Multiplexer/Demultiplexer werden die einzelnen Lichtstrahlen den Ein-/Ausgängen über ein integriert-optisches Bauelement zugeführt. Es ist nur noch ein geringer Justieraufwand erforderlich. Es ist möglich, den gesamten Multiplexer/Demultiplexer in der Technik der integrierten Optik herzustellen.
Die Erfindung wird anhand der einzigen Figur, die eine schematische Darstellung des neuen Multiplexers/Demulti-plexers ist, beispielsweise näher erläutert.
Der Multiplexer/Demultiplexer ist ein reziprokes Bauelement, das sowohl als Multiplexer als auch als Démultiplexer verwendet werden kann. Das Bauelement kann auch gleichzeitig für beide Betriebsarten eingesetzt werden, wie beispielsweise anhand der Fig. 3 der oben erwähnten deutschen Patentanmeldung erläutert. Bei der nachfolgenden Beschreibung wird zur Vereinfachung der Beschreibung nur noch der Demultiplexbetrieb berücksichtigt.
Wie bei der Lösung gemäss der deutschen Anmeldung ist auch bei der neuen Lösung eine halbkugelförmige Linse 2 vorgesehen, auf deren ebene Fläche ein Reflexionsgitter 1 aufgebracht ist. Anstelle der halbkugelförmigen Linse kann auch eine Linse verwendet werden, die die Form einer Zylinderhälfte oder eines aus einer Halbkugel oder aus der Zylinderhälfte herausgeschnittenen Scheibchens hat.
Die Bemessung kann wie folgt gewählt werden : Radius der Linse : 22,7 mm ; Gitterkonstante g des Gitters : 3,3 (im ; Brechungsindex n des Glases, aus dem die Linse gebildet ist: 1,66 (Glas LaKN 12 von Schott).
Der Lichtstrahl E wird von dem Démultiplexer in die ver-schiedenfrequenten Teilstrahlen AI... An aufgeteilt, indem Licht des Eingangslichtstrahls frequenzabhängig in unterschiedliche Richtungen ai,..., an reflektiert wird.
In dem integriert-optischen Bauelement 100 sind mehrere Lichtwellenleiter 101 und 102 realisiert. Über einen ersten Lichtwellenleiter 101 wird der Eingangslichtstrahl E zu der Linse 2 geleitet. Über weitere Lichtwellenleiter 102 werden die Ausgangslichtstrahlen zu dem Ausgang des Demultiple-xers geleitet. Die weiteren Lichtwellenleiter 102 sind in dem integriert-optischen Bauelement 100 so angeordnet, dass sie in dem der Abbildungsoptik benachbarten Bereich in die Richtung weisen, aus denen die Ausgangslichtstrahlen, die durch die weiteren Lichtwellenleiter dem Ausgang des Demultiplexers zugeführt werden sollen, auf das integriertoptische Bauelement auftreffen. Daraus ergibt sich, dass die Lichtwellenleiter in diesem Bereich des integriert-optischen Bauelements radial zum Brennpunkt der Abbildungsoptik 2 angeordnet sind. In dem dem Ausgang des Demultiplexers benachbarten Bereich des integriert-optischen Bauelements sind die weiteren Lichtwellenleiter 102 zueinander parallel angeordnet.
Die Lichtstrahlen müssen nicht mehr durch einzelne Lichtleitfasern, sondern durch ein integriert-optisches Bauelement geleitet werden; folglich ist es nicht mehr nötig, eine Anzahl einzelner Lichtleitfasern so zu justieren, dass die Teilstrahlen optimal in diese einkoppelbar sind, sondern es muss nur noch das einzige integriert-optische Bauelement justiert werden. Weiterhin ist es möglich, die einzelnen Wellenleiter im Bereich der Abbildungsoptik in dem integriertoptischen Bauelement so anzuordnen, dass sie, verglichen mit der Lösung, bei der einzelne Lichtleitfasern verwendet werden, zueinander enger benachbart sind. Dadurch wird die optische Bandbreite des Demultiplexers erhöht. Weil die Lichtwellenleiter im Bereich des Ausgangs des Demultiplexers zueinander parallel sind, sind die Verbindungsmittel, durch die das Auskoppeln der Ausgangslichtstrahlen aus dem Démultiplexer und das Einkoppeln dieser Ausgangslichtstrahlen in weitere Übertragungsmittel bewirkt werden, einfach realisierbar, z.B. über Fasern in Si-eingeätzte V-Nuten oder durch Steckelemente.
Diese Lösung ist auch gut für die Integration weiterer Elemente geeignet. So ist es beispielsweise möglich, das integriert-optische Bauelement so zu realisieren, dass es nicht nur die Lichtwellenleiter sondern auch optisch/ elektrische Wandler, denen das umzuwandelnde Licht direkt von den weiteren Wellenleitern zugeführt wird, enthält. Sinngemäss dasselbe gilt für die Sendeelemente, z.B. Laserdioden, bei der Verwendung als Multiplexer. Bei gleichzeitigem Betrieb als Multiplexer und Démultiplexer enthält das integriertoptische Bauelement dann optisch/elektrische Wandler und Sendeelemente.
In der erwähnten deutschen Patentanmeldung wurde gesagt, dass es zur optimalen Abbildung der Ausgangslichtstrahlen erforderlich ist, dass der Abstand von der Abbildungsoptik 2 zu den weiteren Lichtwellenleitern 102 frequenzabhängig gewählt werden sollte. Diese Forderung bei der Realisierung des Demultiplexers mit einzelnen Lichtleitfasern ist kaum verwirklichbar, bei der neuen Lösung kann sie jedoch in vorteilhafter Weise leicht dadurch erfüllt werden, dass die Oberfläche des integriert-optischen Bauelements, in der die weiteren Lichtwellenleiter enden, geeignet geformt ist. Der Verlauf dieser Fläche 103 wird in bezug auf die Abbildungsoptik durch zwei Forderungen festgelegt:
- die Lichtstrahlen sollen auf diese Fläche senkrecht auftreffen, und
- der Abstand Abbildungsoptik zur Fläche ist entsprechend den optischen Abbildungsgesetzen abhängig von der Fre2
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quenz des Ausgangslichtstrahls, der durch den betrachteten Lichtwellenleiter zum Ausgang des Demultiplexers geleitet werden soll, so gewählt, dass der Ausgangslichtstrahl optimal auf den Lichtwellenleiter abgebildet wird.
Wenn bei der Realisierung der Oberfläche diese Forderungen erfüllt sind, dann werden in vorteilhafter Weise die beim Einkoppeln verursachten Verluste gering gehalten. Unter einer optimalen Abbildung auf den Wellenleiter soll hier diejenige Abbildung verstanden werden, bei der die Fläche des abgebildeten Lichtstrahls gleich der Querschnittsfläche des Wellenleiters ist.
Bei der bisherigen Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass die Abbildungsoptik mit dem Reflexionsgitter
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und das integriert-optische Bauelement zwei Bauteile sind, die durch geeignete Mittel in der erforderlichen Position gehalten werden. Es ist jedoch auch möglich, dass der komplette Multiplexer/Demultiplexer als integriert-optisches 5 Bauelement realisiert ist. In diesem Fass bestehen die Abbil-dungspolitik 2 und der Zwischenraum zwischen Abbildungsoptik 2 und dem integriert-optischen Bauelement 100 aus einem lichtdurchlässigen Substrat. Die Abbildungsoptik wird durch ein geeignetes (z.B. parabelförmiges) Brechzahlprofil io realisiert.
Auf nähere Einzelheiten, z.B. wie das integriert-optische Bauelement zu realisieren ist, wird hier nicht näher eingegangen, da deren Lösung dem Fachmann bekannt ist.
B
1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

668490 PATENTANSPRÜCHE
1. Optischer Multiplexer/Demultiplexer mit einer Abbildungsoptik und einem Reflexionsgitter, bei dem die Abbildungsoptik (2) zumindest eine ebene Fläche aufweist und direkt mit dem Reflexionsgitter (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstrahlen (A, E) zwischen der Abbildungsoptik (2) und den Ein/Ausgängen des Multiple-xers/Demultiplexers in durch ein intergriert-optisches Bauelement (100) ralisierten Wellenleitern (101,102) geführt werden, dass die Wellenleiter in diesem Bauelement so angeordnet sind, dass sie in dem den Ein/Ausgängen benachbarten Bereich zueinander parallel sind und in dem der Abbildungsoptik benachbarten Bereich so angeordnet sind, dass sie in die Richtungen der Lichtstrahlen, die von der Abbildungsoptik ausgehen oder auf sie auftreffen, zeigen.
2. Multiplexer/Demultiplexer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses integriert-optische Bauelement (100), die Abbildungsoptik (2) und das Reflexionsgitter (1) insgesamt als einziges integriert-optisches Bauelement realisiert sind.
CH270/86A 1985-01-31 1986-01-23 Optischer multiplexer/demultiplexer. CH668490A5 (de)

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