DD148390B1 - ARRANGEMENT FOR INPUTING LIGHT IN A LIGHT GUIDE - Google Patents
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Einkoppeln von Licht aus einem Lichtleiter in einen anderen Lichtleiter, wobei zugleich der Einsatz als Dämpfungsglied, Abzweigelement oder Frequenzweiche in der optischen Nachrichtenübertragungsoder Meßtechnik möglich ist.The invention relates to an arrangement for coupling light from a light guide into another light guide, wherein at the same time the use as an attenuator, branch element or crossover in the optical communication or measurement technology is possible.
Anordnungen zum Einkoppeln von Licht aus einem Lichtleiter in einen anderen sind bekannt.Arrangements for coupling light from one light guide to another are known.
In der DE-OS 2655114 werden Stablinsen zum Aus- und Einkoppeln von Licht in Lichtleiter benutzt. Zwischen den Stablinsen sind dann Dämpfungsscheiben, Interferenzfilter oder Teilerspiegel angeordnet.In DE-OS 2655114 rod lenses are used for coupling and coupling of light in optical fibers. Between the rod lenses then damping discs, interference filters or splitter mirrors are arranged.
Auch ist schon die Verwendung von einzelnen Hohlspiegeln zum Einkoppeln in Lichtleiter vorgeschlagen worden, wobei indem freien Raum zwischen den Lichtleiterendflächen und dem Hohlspiegel zum Beispiel eine Meßzone zur Messung von Dampfabsorptionen vorgesehen ist beziehungsweise Dämpfungsscheiben, Teilerspiegel oder Interferenzfilter angeordnet sind.Also, the use of individual concave mirrors for coupling into optical fibers has been proposed, wherein in the free space between the optical fiber end faces and the concave mirror, for example, a measuring zone for measuring vapor absorption is provided or damping discs, splitter or interference filters are arranged.
Die bekannten Anordnungen besitzen für die optische Nachrichtenübertragungstechnik folgende Nachteile.The known arrangements have the following disadvantages for the optical communication technology.
Stablinsenanordnungen erfordern einen sehr hohen Justageaufwand der Lichtleiter in bezug auf die Stablinsen einerseits und in bezug auf die Stablnsen untereinander andererseits. Die Abbildungsfehler der Linsen verursachen ferner Dämpfungsverluste, die nur durch die sehr aufwendige Herstellung asphärischer Flächen beseitigt werden können.Stablinsenanordnungen require a very high adjustment effort of the light guide with respect to the rod lenses on the one hand and with respect to the Stablnsen each other on the other hand. The aberrations of the lenses also cause loss of attenuation, which can be eliminated only by the very complex production of aspherical surfaces.
Hohlspiegelanordnungen besitzen zwar bei achsnaher Lage der Lichtleiter geringere Abbildungsverluste, es mÖssen jedoch die beiden Lichtleiterenden mit hoher Genauigkeit in den drei Raumrichtungen in bezug auf den Hohlspiegel positioniert werden, da die Stabilität dieser Positionierung über einen weiten Temperaturbereich (-250C bis +55"C) konstant sein muß. Der Reflexionsbelag des Hohlspiegels ist außerdem gegen atmosphärische Einflüsse nicht geschützt.Although concave mirror assemblies have at achsnaher position of the optical fiber smaller Figure losses, however, the two light guide ends with high precision in the three spatial directions with respect to the concave mirror are positioned there mÖssen, since the stability of this positioning over a wide temperature range (-25 0 C to +55 " C) must be constant The reflection coating of the concave mirror is also not protected against atmospheric influences.
Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung zum Einkoppeln von Licht aus einem Lichtleiterin einen anderen Lichtleiter zu schaffen, bei derein Hohlspiegel untrennbarer Bestandteil des Lichtübertragungs-und Kopplungsmediums ist und eine hohe Qualität der Kopplung erreicht wird.The object of the invention is to provide an arrangement for coupling light from one light guide into another light guide, in which a concave mirror is an integral part of the light transmission and coupling medium and a high quality of the coupling is achieved.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Licht aus einem Lichtleiter in einen anderen Lichtleiter so einzukoppeln, daß bei einfachster Justage der Lichtleiterendflächen in einer Ebene optimale Einkoppelverhältnisse und eine hohe Temperatur- und Zeitstabilität gewährleistet sind.The invention has for its object to couple light from a light guide into another light guide so that optimal Einkoppelverhältnisse and high temperature and time stability are ensured with the simplest adjustment of the optical fiber end surfaces in one plane.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die dicht beieinander in einer Ebene liegenden Endflächen zweier Lichtleiter mit einem optisch durchlässigen Körper fest verbunden sind, dessen den Endflächen der Lichtleiter gegenüberliegende Fläche sphärische Form aufweist, mit einem Licht reflektierenden Belag versehen ist und daß ein Abstand zwischen den Endflächen der beiden Lichtleiter und dem Scheitelpunkt der Krümmung der sphärischen Fläche des optisch durchlässigen Körpers gleich dem Krümmungsradius der sphärischen Fläche ist.This object is achieved in that the close together lying in a plane end surfaces of two optical fibers are firmly connected to an optically transmissive body whose end faces of the light guide opposite surface has spherical shape, provided with a light-reflecting coating and that a distance between the end surfaces of the two light guides and the apex of the curvature of the spherical surface of the optically transmissive body is equal to the radius of curvature of the spherical surface.
Zur Verwendung als Dämpfungsglied, Abzweigelement oder Frequenzweiche ist der sphärischen Fläche des optisch durchlässigen Körpers ein zweiter optischer durchlässiger Körper nachgeordnet, dessen der sphärischen Fläche des ersten lichtdurchlässigen Körpers gegenüberliegende Fläche sphärisch oder asphärisch ausgebildet ist. Der reflektierende Belag ist dann teildurchlässig und/oder frequenzselektiv ausgebildet.For use as an attenuator, branch element or crossover, the spherical surface of the optically transmissive body is followed by a second optically transmissive body whose spherical surface of the first translucent body opposite surface is formed spherical or aspherical. The reflective coating is then partially permeable and / or frequency-selective.
Durch dieAnordnung der Endflächen der Lichtleiter in einem Abstand zum Scheitelpunkt der Krümmung der sphärischen Fläche werden optimale Einkoppelverhältnisse und ein hoher Wirkungsgrad bei großer Unabhängigkeit von den Umweltfraktoren Temperatur und Schmutz erreicht.The arrangement of the end faces of the light guides at a distance from the apex of the curvature of the spherical surface optimum coupling ratios and a high efficiency with high independence from the environmental fines temperature and dirt are achieved.
Die Erfindung wird anhand von der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the drawing reproduced embodiments. In the drawing show:
Fig. 1: einen schematischen Schnitt durch die erfindungsgemäße Anordnung, die hier außerdem als Dämpfungsglied wirkt, Fig. 2: einen schematischen Schnitt durch die erfindungsgemäße Anordnung in erweiterter Form.1 shows a schematic section through the arrangement according to the invention, which also acts here as an attenuator, Fig. 2 shows a schematic section through the inventive arrangement in an expanded form.
In Fig. 1 sind zwei eng benachbarte Lichtleiter 1; 2 mit ihren Endflächen 5; 6 an eine quadratische Fläche eines zum Beispiel quaderförmigen Glaskörpers 3 angekittet. Der Glaskörper 3 ist am gegenüberliegenden Ende mit einer sphärischen Flehe versehen, die einen reflektierenden Belag 4 aufweist. Sphärische Fläche und Belag 4 wirken als Hohlspiegel. Der Abstand zwischen den Lichtleiterendflächen 5; 6 und dem Scheitelpunkt der Krümmung der sphärischen Fläche ist gleich dem Krümmungsradius der sphärischen Fläche.In Fig. 1, two closely spaced light guides 1; 2 with their end surfaces 5; 6 is cemented to a square surface of, for example, cuboidal glass body 3. The glass body 3 is provided at the opposite end with a spherical braid, which has a reflective coating 4. Spherical surface and coating 4 act as a concave mirror. The distance between the optical fiber end faces 5; 6 and the apex of the curvature of the spherical surface is equal to the radius of curvature of the spherical surface.
Aus dem Lichtleiter 1 austretendes Licht breitet sich kegelförmig im Glaskörper 3 aus und wird am reflektierenden Belag 4 derart reflektiert, daß dieses Licht in den Lichtleiter 2 eingekoppelt wird. Gleiches gilt für das Licht aus dem Lichtleiter 2, das in den Lichtleiter 1 eingekoppelt wird. Der Grad der Einkopplung wird im wesentlichen nur vom Reflexionsgrad des Belages 4 bestimmt, so daß zum Beispiel bei 50% Reflexion dieAnordnung als 3dB-Dämpfungsglied wirkt. Der Abgleich erfolgt durch Veränderung des Reflexionsgrades des reflektierenden Belages 4. Das durch den reflektierenden Belag 4 noch hindurchtretende Licht kann durch ein lichtempfindliches Bauelement registriert und für Meßzwecke ausgewertet werden.Light emerging from the light guide 1 propagates conically in the glass body 3 and is reflected on the reflective coating 4 in such a way that this light is coupled into the light guide 2. The same applies to the light from the light guide 2, which is coupled into the light guide 1. The degree of coupling is determined substantially only by the reflectance of the pad 4, so that, for example, at 50% reflection, the arrangement acts as a 3 dB attenuator. The adjustment is carried out by changing the reflectance of the reflective coating 4. The still passing through the reflective coating 4 light can be registered by a photosensitive device and evaluated for measurement purposes.
Ist der reflektierende Belag 4 frequenzselektiv ausgelegt, arbeitet die Anordnung als Frequenzweiche.If the reflective coating 4 is frequency-selective, the arrangement operates as a crossover.
Fig. 2 zeigt ebenfalls zwei Lichtleiter 1; 2, deren Endflächen 5; 6 an einen Glaskörper 3 gemäß Fig. 1 angekittet sind. Da es in bestimmten Fällen notwendig ist, das durch den reflektierenden Belag 4 hindurchtretende Licht zu parallelisieren oder auf andere Lichtleiter oder optoelektronische Bauelemente zu richten, die sphärische Fläche des Glaskörpers jedoch für das Licht aus den Lichtleitern 1; 2 aplanatisch wirkt, das heißt weder sammelt noch eerstreut, ist ein zweiter der sphärischen Fläche des Glaskörpers 3 angepaßter Glaskörper 7 dem eisten Glaskörper 3 nachgeordnet.Fig. 2 also shows two light guides 1; 2, whose end faces 5; 6 are cemented to a glass body 3 according to FIG. 1. Since it is necessary in certain cases to parallelize the light passing through the reflective coating 4 or to direct it to other optical fibers or optoelectronic components, the spherical surface of the glass body, however, for the light from the optical fibers 1; 2 acts aplanatisch, that is, neither collects nor eerstreut, a second of the spherical surface of the glass body 3 adapted glass body 7 is disposed of the first glass body 3.
Der zweite Glaskörper 7 kann mit einer sphärischen oder asphärischen Fläche versehen sein, deren Krümmungsradius so bemessen ist, daß das durch den Belag 4 tretende Licht parallelisiert oder fokussiert wird.The second glass body 7 may be provided with a spherical or aspherical surface whose radius of curvature is dimensioned so that the light passing through the lining 4 is parallelized or focused.
In Betracht gezogene Druckschriften:Documents considered:
AT 350811 (G 02 B, 5/14)AT 350811 (G 02 B, 5/14)
Dr. Helmut NaumannDr. Helmut Naumann
„Optik für Konstrukteure" 2. Auflage 1960"Optics for Designers" 2nd Edition 1960
Wilhelm Knapp Verlag DüsseldorfWilhelm Knapp Verlag Dusseldorf
Brockhaus ABC der Optik 1961 VEB F. A. Brockhaus Verlag LeipzigBrockhaus ABC of optics 1961 VEB F. A. Brockhaus publishing house Leipzig
Claims (5)
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