DD227262A1

DD227262A1 - Bidirektionaler optischer koppler

Info

Publication number: DD227262A1
Application number: DD26728484A
Authority: DD
Inventors: Knut Goepel; Michail Michailoff; Gernot Foerster; Thomas Haertig
Original assignee: Berlin Elektro Anlagen Inst
Priority date: 1984-09-14
Filing date: 1984-09-14
Publication date: 1985-09-11

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Koppler zur Realisierung optisch bidirektional wirkender Informationsuebertragungssysteme unter Verwendung von Lichtwellenleiter, bei dessen Einsatz keine weiteren optischen Bauelemente erforderlich und mit verringertem oekonomischem Aufwand eine hohe Zuverlaessigkeit gewaehrleistet wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Koppelanordnung mit drei Anschluessen (Toren) fuer bidirektionale Informationsuebertragung zu entwickeln, bei deren Einsatz in einem optischen Informationsuebertragungssystem viele Teilnehmer bei einer begrenzten zu ueberbrueckenden Systemleistung zu verbinden sind. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass in den Hauptstrahlengang eines optischen Kopplers, der durch eine Linsenanordnung gebuendelt bzw. parallelisiert wird, ein halbdurchlaessiger Spiegel eingebracht wird, der den Lichtstrahl senkrecht zum Hauptstrahlengang ablenkt. Gegenueber dem in diesem Strahlengang angeordneten Lichtleiter befindet sich ein Reflektorenelement, das entsprechend der optischen Erfordernisse als hohlspiegelaehnliche Anordnung oder als ebener Spiegel realisiert wird. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Koppler zur Realisierung optisch bidirektional wirkender Informationsübertragungssysteme unter Verwendung von Lichtwellenleitern.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt ist eine Kopplungsanordnung für optische Fasern (DE-OS 2918403), bei derein paar optischer Fasern, die gegenüberliegende abgeschränkte bzw. auf Gehrung geschnittene Stirnflächen haben, eng beieinander angeordnet sind. Es sind Lichtreflexionsmittel in der Nähe der Gehrungsverbindung zwischen dem Paar der optischen Fasern vorgesehen, um eine teilweise Reflexion von Licht in wenigestens eine weitere optische Faser zu erzeugen. Die Ablenkung erfolgt in Abhängigkeit von der Informationsrichtung.

Weiterhin ist eine Vorrichtung zum Einkoppeln von Strahlung in einen optischen Wellenleiter bekannt (DE-OS 2938810), bei der die Strahlung seitlich in den Wellenleiter mit einem strahlungsleitenden Kembereich eingekoppelt wird. In dem Wellenleiter ist eine, geneigt zu dessen Achse nur einen geringen Teil der Querschnittsfläche des Kernbereiches einnehmende, Spiegelschicht angeordnet.

Die genannten Lösungen haben den Nachteil, daß sie konstruktiv als 3-Tor-Koppler ausgelegt sind, d. h. eine Ablenkrichtung kann nicht zur optischen Abbildung bzw. Informationsverarbeitung benutzt werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine optische Koppelanordnung für bidirektionale Informationsübertragung, bei dessen Einsatz keine weiteren optischen Bauelemente erforderlich und mit verringertem ökonomischen Aufwand eine hohe Zuverlässigkeit gewährleistet wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Koppelanordnung mit drei Anschlüssen (Toren) für bidirektionale Informationsübertragung zu entwickeln, bei deren Einsatz in einem optischen Informationsübertragungssystem viele Teilnehmer bei einer begrenzten zu überbrückenden Systemleistung zu verbinden sind. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein erster Lichtwellenleiter mit einer ersten Linse verbunden ist, wobei ein teildurchlässiger Spiegel jeweils unter 45° im Brennpunkt der ersten Linsenanordnung, einer zweiten Linsenanordnung, einer dritten Linsenanordnung und eines Reflektorelementes angeordnet ist. Die zweite Linsenanordhung ist mit einem zweiten Lichtwellenleiter und die dritte Linsenanordnung mit einem dritten Lichtwellenleiter verbunden.

In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist hinter dem Reflektorelement ein opto-elektrischer Wandler angeordnet. Bei dieser Anordnung muß das Reflektorelement teildurchlässig ausgelegt sein. Die erste, zweite und dritte Linsenanordnung ist als Stab-, Bikonvex- oder Kugellinse ausgebildet. Weiterhin kann das Reflektorelement aus einer hohlspiegelähnlichen Anordnung oder aus einem ebenen Spiegel bestehen. Die Reflexionsschicht des Reflektorelementes und des teildurchlässigen Spiegels besteht aus Au, Al, Cu oder Pb, wobei eine Schutzschicht, beispielsweise aus Siliziumoxid aufgebracht ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Figur 1: Bidirektionaler optischer Koppler unter Verwendung von konvexen Stablinsen Figur 2: Bidirektionaler optischer Koppler unter Verwendung von bikonvexen Stablinsen Figur 3: optische Verzweigungsmöglichkeiten

Über einen Lichtwellenleiter 1,2 oder 3 wird das optische Signal dem Koppler zugeführt (Figur 1). Die Lichtwellenleiter sind entweder lösbar über Lichtwellenleitersteckverbinder oder unlösbar mit dem Koppler verbunden. Mittels einer Linsenanordnung, z. B. bestehend aus Stab-, Bikonvex-oder Kugellinsen, wird der aus dem Lichtwellenleiter 1,2 oder 3 austretende Lichtstrahl gebündelt und zu einem halbdurchlässigen Spiegel 7 weitergeleitet. Dieser Spiegel 7 befindet sich unter 45° im Brennpunkt der Linsenanordnung. Als Trägermaterial für den Spiegel dient technisches Glas. Die Reflexionsschicht des teildurchlässigen Spiegels 7 besteht z. B. aus Au, Al, Cu oder Pb, wobei eine Schutzschicht, beispielsweise Siliziumoxid aufgebracht ist.

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Innerhalb des Kopplers entsteht zwischen den Lichtwellenleitern 2 und 3 ein Hauptstrahl. Dem senkrecht dazu angeordneten Lichtleiter 1 gegenüber ist ein Reflektorelement 8 angeordnet. Die Materialien des Reflektoreiementes 8 entsprechen denen des halbdurchlässigen Spiegels 7.

Entsprechend den verwendeten Linsen ist das Reflektorelement 8 als hohlspiegelähnliche Anordnung (Figur 1) oder als ebener Spiegel (Figur 2) ausgebildet. Für bestimmte Einsatzerfordernisse, Analogwertübertragung, meßtechnischer Aufbauten und Meßinformationssysteme, kann ein opto-elektrischer Wandler 9, z. B. eine Fotodiode, Fototransistor oder Avalanchefotodiode, hinter dem Reflektorelement 8, das entsprechend teildurchlässig ausgelegt ist, angeordnet werden.

Bei Verwendung spezieller Linsenanordnungen, z. B. bikonvexer Stablinsen bzw. Gradientenlinsen wird ein paralleler Strahlengang im Koppler erzeugt. Das hohlspiegelähnliche Reflektorelement wird durch ein ebenes Reflektorelement ersetzt (Figur 2). Die Linsenanordnung 4,5 und 6, das Reflektorelement 8 und der halbdurchlässige Spiegel 7 sind auf die im Lichtwellenleiterübertragungssystem verwendete Lichtwellenlänge und auf die numerische Apertur des Lichtwellenleiters abgestimmt. Die Funktionsweise des Kopplers wird anhand der Verzweigungsmöglichkeiten (Figur 3) verdeutlicht.

Erfolgt die Informationszuführung durch den Lichtwellenleiter 2 (Figur 3a), so wird der Lichtstrahl zum Lichtwellenleiter 1 abgelenkt und zum Lichtwellenleiter 3 weitergeleitet.

Erfolgt die Informationszuführung durch den Lichtwellenleiter 1 (Figur 3b), so wird der Lichtstrahl zum Lichtwellenleiter 2 abgelenkt und zum Reflektorelement 8 weitergeleitet. Hinter dem Reflektorelement 8 kann ein Teil der Lichtleistung von einem opto-elektrischen Wandler 9 ausgewertet werden. Der Lichtstrahl wird vom Reflektorelement 8 zum halbdurchlässigen Spiegel 7 zurückgeworfen und zum Lichtwellenleiter 3 abgelenkt. Ein Teil des Lichtes wird auch in Richtung des Lichtwellenleiters 1 durch den halbdurchlässigen Spiegel 7 weitergeleitet. Die Verwendung polarisierender und Polarisationsebenen drehender Materialien verringern die Einfügeverluste und verbessern den Gesamtwirkungsgrad des Kopplers.

Erfolgt die Informationszuführung durch den Lichtwellenleiter 3 (Figur 3c), so wird der Lichtstrahl zum Lichtwellenleiter 2 weitergeleitet und zum Reflektorelement 8 abgelenkt. Das Reflektorelement 8 wirft den Lichtstrahl zum halbdurchlässigen Spiegel 7 zurück und leitet ihn zum Lichtwellenleiter 1 weiter.

Claims

1. Bidirektionaler optischer Koppler, gekennzeichnet dadurch, daß ein erster Lichtwellenleiter (1) mit einer ersten Linse (4) verbunden ist, wobei ein teildurchlässiger Spiegel (7) jeweils unter 45° im Brennpunkt der ersten Linsenanordnung (4), einer zweiten Linsenanordnung (5), einer dritten Linsenanordnung (6) und eines Reflektorelementes (8) angeordnet ist, die zweite Linsenanordnung (5) mit einem zweiten Lichtwellenleiter (2) und die dritte Linsenanordnung (6) mit einem dritten Lichtwellenleiter (3) verbunden ist.

2. Bidirektionaler optischer Koppler nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß hinter dem Reflektorelement (8) ein optoelektrischer Wandler (9) angeordnet ist.

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Erfindungsansprüche:

3. Bidirektionaler optischer Koppler nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die erste, zweite und dritte Linsenanordnung (4; 5; 6) als Stab-, Bikonvex- oder Kugellinse ausgebildet ist.

4. Bidirektionaler optischer Koppler nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Reflektorelement (8) aus einer hohlspiegelähnlichen Anordnung besteht.

5. Bidirektionaler optischer Koppler nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß das Reflektorelement (8) aus einem ebenen Spiegel besteht.

6. Bidirektionaler optischer Koppler nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsschicht des Reflektorelementes (8) und des teiidurchlässigen Spiegels (7) aus Au, Al, Cu oder Pb besteht, wobei eine Schutzschicht, beispielsweise aus Siliziumoxid aufgebracht ist.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen