DE10013200A1

DE10013200A1 - Baugruppe zum optischen Koppeln mindestens eines ersten Lichtleiters mit einem zweiten Lichtleiter

Info

Publication number: DE10013200A1
Application number: DE2000113200
Authority: DE
Inventors: Hans Kragl; Michael Loddoch
Original assignee: Harting Elecktro Optische Bauteile GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Elecktro Optische Bauteile GmbH and Co KG
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2001-09-20

Abstract

Es soll eine Baugruppe geschaffen werden, die das Aufsplitten der in einen ersten Lichtleiter (12) eingekoppelten Lichtleistung in einem präziser einstellbaren, veriablen Verhältnis auf zwei Ausgangsfasern ermöglicht. Dies wird ermöglicht durch eine Baugruppe zum optischen Koppeln mindestens eines ersten Lichtleiters mit einem zweiten Lichtleiter (14), die jeweils in einer Ferrule (20, 28) angeordnet sind, wobei der zweite Lichtleiter aus zwei separaten, parallel angeordneten Lichtleiterelementen (16, 18) besteht, die jeweils einen geraden Rand aufweisen, mittels dem sie aneinander anliegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe zum optischen Koppeln mindestens eines ersten Lichtleiters mit einem zweiten Lichtleiter, wobei der zweite Lichtleiter aus zwei separaten, parallel angeordneten Lichtleiterelementen besteht. Eine solche Baugruppe kann insbesondere als Splitter verwendet werden, um eine in den Lichtleiter eingekop pelte Lichtleistung auf die beiden Lichtleiterelemente aufzusplitten.

Die für die Lichtleiter üblicherweise verwendeten Lichtleitfasern haben meist einen runden Querschnitt. Somit wird bei einem Splitter eine Eingangsfaser mit rundem Querschnitt mittig gegenüber von zwei Ausgangsfasern mit ebenfalls rundem Querschnitt angeordnet. Daher strahlt aber ein Teil der Lichtleistung der Eingangsfaser in einen Bereich zwischen den beiden Ausgangsfasern; dieser Teil führt zu einer Verlustleistung. Bei Fasern mit kreisförmigem Querschnitt liegt dieser Verlust, der unvermeidbare sogenannte Excess Loss, bei ungefähr 1,3 dB. Zu dem oben genannten, aus geometrischen Gründen unvermeidbaren Verlust addieren sich in der praktischen Anwendung noch weitere Verluste, so daß übliche Splitter einen Excess Loss in der Größen ordnung von 1,5 bis 2,5 dB aufweisen, wobei der Wert von 1,5 dB für qualitativ hochwertige mikromechanische Aufbauten gilt. Diese Werte gelten üblicherweise für Bauteile mit nur zwei Ein- bzw. Ausgängen; wenn mehr als zwei Ein- bzw. Ausgänge verwendet werden, erhöht sich der Excess Loss weiter. Der Excess Loss charakterisiert die Qualität des Bauteils durch Angabe des Lichtverlustes, der technologisch bedingt über die reinen Teilungsverluste hinaus durch Imperfektionen im Material, in der Oberflächenbearbeitung oder der geometrischen Formgebung hinaus auftritt. Ein technisch perfektes Bauteil hätte einen Excess Loss von 0 dB.

Wichtiger noch als der Excess Loss ist für viele Anwendungen insbesondere der optischen Meßtechnik die sogenannte Uniformität, welche die Abweichung im Teilungsverhältnis des realen Bauteils von dem vorgegebenen Teilungsverhältnis beschreibt. Ein symmetrischer 1 × 2- Splitter sollte z. B. in beiden Ausgängen exakt der gleichen Lichtleistung führen, also das am Eingang eingekoppelte Licht exakt im Verhältnis 50 : 50 aufteilen. Ein realer Splitter teilt jedoch als Folge von Fehlertoleranzen nicht perfekt symmetrisch auf, sondern in einem unsymmetrischen Verhältnis, beispielsweise 45 : 55. Ein solcher Splitter hätte eine Uniformität von ±0,44 dB. Für manche Anwendungen ist der Qualitätsfaktor Uniformität wesentlich wichtiger als der Qualitäts faktor Excess Loss.

In der Übertragungstechnik gibt es auch Anwendungen, bei denen ein Leistungsteiler mit einem vom Anwender einstellbaren Teilungsver hältnis benötigt wird. Ein Beispiel ist eine "Punkt zu Multipunkt"- Übertragung, welche mit einer einzigen Hauptfaser in Form einer Busstruktur arbeitet und bei der jeder Empfänger eine bestimmte optische Empfängerleistung benötigt, die er über einen variablen Koppler aus der Hauptleitung auskoppeln muß. Offensichtlich benötigt ein nahe am Sender liegender Empfänger ein geringeres Teilungs verhältnis als ein weit vom Sender entfernter Empfänger, damit beide jeweils über die gleiche Empfangsleistung verfügen. Bestünde ein Bus aus insgesamt z. B. zehn abzweigenden Stellen mit fest eingestellten Kopplern, so müßten insgesamt zehn verschiedene Kopplertypen verfügbar sein, deren optimales Teilungsverhältnis im praktischen Einsatz abhängig von der Dämpfung des Lichtleiters zwischen zwei Abzweigen ist, also im wesentlichen abhängig von der Entfernung zwischen den Abzweigen. Mit variablen Kopplern kann das Teilungsverhältnis für jeden Empfänger vor Ort ausgehend von dem sendernähesten Koppler so eingestellt werden, daß der Empfänger angepaßt an die lokale Umgebung ausreichend viel Intensität erhält, ohne unnötig viel Licht aus der Hauptfaser zu entnehmen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Baugruppe zu schaf fen, die das Aufsplitten einer in einer ersten Lichtleitfaser bereit gestellten Lichtleistung auf zwei zweite Lichtleitfasern ermöglicht, wobei das Koppelverhältnis präzise einstellbar ist und variabel sein kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Baugruppe zum optischen Koppeln mindestens eines ersten Lichtleiters mit einem zweiten Lichtleiter, die jeweils in einer Ferrule angeordnet sind, wobei der zweite Lichtleiter aus zwei separaten, parallel angeordneten Licht leiterelementen besteht, die jeweils einen geraden Rand aufweisen, mittels dem sie aneinander anliegen. Diese Baugruppe basiert auf dem Grundgedanken, daß durch die geometrische Ausgestaltung der beiden Lichtleiterelemente, in die die Lichtleistung eingekoppelt wird, sich eine besonders geringe Verlustleistung ergibt, da der Bereich beseitigt ist, der bei herkömmlichen Splittern zwischen den beiden Ausgangs-Lichtleitfasern liegt. So läßt sich mit einem erfindungs gemäßen Splitter ein Excess Loss in der Größenordnung von nur 0,4 dB erzielen.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Einstellvorrichtung, mittels der eine der beiden Ferrulen relativ zur anderen bewegt werden kann. Durch die Verwendung der Einstellvorrichtung ist der Erkenntnis Rechnung getragen, daß eine hinreichend präzise Herstellung einer als Splitter wirkenden optischen Baugruppe, die passiv justiert wird, kaum möglich ist. Nunmehr kann für jedes Bauteil im Herstellungsprozeß einzeln im Rahmen der Meßgenauigkeit das Teilungsverhältnis aktiv eingestellt werden, so daß ein passives optisches Bauteil mit außerordentlich präzisen Teilungs verhältnissen geschaffen wird. Außerdem läßt sich auf diese Weise jedes beliebige Teilungsverhältnis einstellen, so daß nicht auf eine vorgegebene, feste Produktgruppe zurückgegriffen werden muß, die im Einzelfall möglicherweise nicht zum optimalen Teilungsverhältnis führen würde.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorge sehen, daß eine der Ferrulen relativ zur anderen drehbar angeordnet ist. Grundsätzlich kann zwar jede Art der Verstellung des als Eingangsfaser dienenden ersten Lichtleiters relativ zu dem Rand zwischen den als Ausgangsfasern dienenden Lichtleiterelementen verwendet werden, beispielsweise eine translatorische Verstellung der beiden Ferrulen relativ zueinander. Die Verwendung einer rotatorischen Verstellung der einen Ferrule relativ zur anderen ermöglicht jedoch eine sehr viel präzisere Ausrichtung der Eingangsfaser und der Ausgangsfasern relativ zueinander. Durch die Auswahl des Abstandes zwischen der Drehachse der Ferrule und der Mittelachse der Eingangs faser läßt sich nämlich eine geometrische "Untersetzung" herbeiführen. Wenn beispielsweise die drehbare Ferrule um ihre Mittelachse drehbar angeordnet ist und der als Eingangsfaser dienende erste Lichtleiter geringfügig exzentrisch in der ersten Ferrule angeordnet ist, ergibt sich bei einer Verdrehung der Ferrule um 180° eine Verlagerung zwischen Eingangsfaser und Ausgangsfaser um das Doppelte der Exzen trizität. Wenn also die Exzentrizität sehr klein gewählt wird, kann eine extrem präzise Positionierung relativ zueinander erfolgen. Es ist auch möglich, die drehbare Ferrule um eine Achse zu verdrehen, die exzentrisch zur Mittelachse der Ferrule angeordnet ist. Unter der Annahme, daß die Drehachse der Ferrule außerhalb der Mantelfläche der Ferrule angeordnet ist, läßt sich betragsmäßig eine sehr viel größere Verstellung zwischen Eingangsfaser und Ausgangsfaser erzielen.

Bei der Auswahl der Exzentrizität sind die folgenden Überlegungen zu beachten: Je kleiner die Exzentrizität, desto größer ist zwar die Präzision, mit der eine Einstellung relativ zueinander erfolgen kann. Eine kleine Exzentrizität setzt jedoch auch eine präzise Herstellung voraus, da eventuelle Herstellungstoleranzen lediglich in engen Grenzen ausgeglichen werden können. Wenn dagegen ein Splitter herge stellt werden soll, dessen Teilungsverhältnis in einem großen Rahmen einstellbar sein soll, ist eine größere Exzentrizität erforderlich, da nur dann die erforderliche, betragsmäßig große Relativverschiebung zwischen Eingangsfaser und Ausgangsfaser erzielt werden kann.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß nur eines der beiden Lichtleiterelemente genutzt wird, so daß ein variables Dämpfungsglied gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform kann durch Einstellen des Teilungsverhältnisses jeder gewünschte Dämpfungs faktor erzielt werden. Unter der Annahme, daß die Eingangsfaser und die Ausgangsfasern relativ zueinander ausreichend verstellt werden können, läßt sich ein Koppelfaktor von 100% erzielen, also keine Dämpfung, wenn die Eingangsfaser der genutzten Ausgangsfaser vollständig gegenüberliegt, und ein Koppelfaktor von 0%, also unendlich hohe Dämpfung, wenn die Eingangsfaser der Ausgangsfaser überhaupt nicht mehr gegenüberliegt.

Vorzugsweise ist die Einstellvorrichtung von außerhalb der Baugruppe zugänglich. Dabei kann entweder vorgesehen sein, daß die ganze Baugruppe, nachdem sie auf ein gewünschtes Teilungsverhältnis eingestellt ist, "versiegelt" wird, also beispielsweise ein Klebstoff eingefüllt wird, der aushärtet und die drehbare Ferrule arretiert. Dieser Klebstoff kann insbesondere im Raum zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen des ersten und des zweiten Lichtlei ters verwendet werden, um den Excess Loss zu verringern, da Fresnel- Verluste vermieden werden. Alternativ kann vorgesehen sein, daß die Einstellvorrichtung jederzeit, also auch vom Endanwender, betätigt werden kann, um vor Ort eine Einstellung des Teilungsverhältnisses vorzunehmen. Dann wird vorzugsweise zwischen den einander gegenüber liegenden Stirnflächen des ersten und des zweiten Lichtleiters ein nicht aushärtendes Gel zur Indexanpassung verwendet, um dort die Fresnel-Verluste zu verringern.

Die beschriebene Baugruppe bildet in ihrer einfachsten Ausfüh rungsform einen 1 × 2-Splitter. Solche 1 × 2-Splitter sind wichtige Be standteile bei sogenannten Bidirektional-Transceivern, welche auf einer Faser sowohl Eingangs- als auch Ausgangssignale verarbeiten. Durch die geeignete Anordnung mehrerer solcher Baugruppen kann bei spielsweise ein 1 × 4-Splitter gebildet werden, indem jedes Lichtleiter element des zweiten Lichtleiters zu einer dritten Ferrule führt, der jeweils eine vierte Ferrule gegenüberliegt, in der wiederum jeweils zwei Lichtleiterelemente angeordnet sind. Auch kann ein 1 × 3-Splitter gebildet werden, indem eines der Lichtleiterelemente des zweiten Lichtleiters zu einer dritten Ferrule führt, der eine vierte Ferrule gegenüberliegt, in der wiederum zwei Lichtleiterelemente angeordnet sind. Andere Splitter lassen sich in ähnlicher Weise realisieren.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgese hen, daß auch der erste Lichtleiter aus zwei Lichtleiterelementen besteht, die in der ersten Ferrule angeordnet sind, so daß ein 2 × 2- Sternkoppler gebildet ist. Auch hier kann durch Verdrehen der beiden Ferrulen relativ zueinander das gewünschte Teilungsverhältnis einge stellt werden. Wenn ein Teilungsverhältnis von 50 : 50 gewünscht wird, werden die Ferrulen so gegeneinander verdreht, daß die von den aneinander anliegenden Rändern der in jeder Ferrule angeordneten Lichtleiterelementen gebildeten Trennungsflächen senkrecht zueinander stehen.

Es können auch mehrere solcher Sternkoppler miteinander verbunden werden, um andere Bauteile zu bilden. So können beispielsweise vier 2 × 2-Sternkoppler kaskadiert werden, um einen 4 × 4-Sternkoppler zu bilden. Durch 16 kaskadierte 2 x 2-Sternkoppler ergibt sich ein 8 × 8- Sternkoppler. Es ist auch möglich, Sternkoppler und Splitter mitein ander zu kombinieren, um nahezu beliebige passive optische Bauteile zu bilden.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorge sehen, daß die Lichtleiterelemente mindestens in ihrem in der Ferrule aufgenommenen Abschnitt thermoplastisch verformt worden sind. Zu diesem Zweck werden die Lichtleiterelemente, die vorzugsweise Polymer- Lichtleitfasern sind, auf eine geeignete Temperatur erwärmt und dann in eine Form eingelegt, mittels der sie in den gewünschten Querschnitt umgeformt werden. Anschließend werden sie in die Ferrule eingesetzt. Vorzugsweise wird ein halbkreisförmiger Querschnitt verwendet, so daß sich durch Aneinanderlegen von zwei Lichtleiterelementen wieder ein kreisförmiger Querschnitt ergibt, der besonders einfach in einer Ferrule angeordnet werden kann. Dieses Verfahren ist besonders geeignet auch für Polymer-Lichtleitfasern mit sehr kleinen Durchmessern in der Größenordnung ab 125 µm.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Koppeln eines Lichtleiters mit zwei Lichtleiterelementen weist die folgenden Schritte auf: Die beiden Lichtleiterelemente werden so angeordnet, daß sie mindestens im Bereich ihrer Stirnflächen ohne Zwischenraum aneinander anliegen, so daß eine Trennungsfläche gebildet ist. Dann wird in den Lichtleiter eine Lichtenergie eingestrahlt, während gleichzeitig die in die beiden Lichtleiterelemente eingekoppelte Lichtenergie gemessen wird. Dann werden der Lichtleiter und die beiden Lichtleiterelemente relativ zueinander verdreht, bis die in den Lichtleiter eingestrahlte Licht energie im gewünschten Verhältnis auf die beiden Lichtleiterelemente aufgesplittet wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf verschiedenen Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dar gestellt sind. In diesen zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Ansicht eine Baugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Ebene II-II von Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Ebene III-III von Fig. 1;

Fig. 4 in einer schematischen Ansicht eine Baugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Ebene V-V von Fig. 4;

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Ebene VI-VI von Fig. 4;

Fig. 7 in einer schematischen Ansicht ein System bestehend aus mehreren erfindungsgemäßen Baugruppen;

Fig. 8 in einer schematischen Ansicht ein weiteres System bestehend aus mehreren erfindungsgemäßen Baugruppen;

Fig. 9 in einer schematischen Ansicht eine Baugruppe gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10 einen Schnitt entlang der Ebene X-X von Fig. 9; und

Fig. 11 einen Schnitt entlang der Ebene XI-XI von Fig. 9.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine Baugruppe 10 gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt. Sie dient dazu, einen ersten Lichtleiter 12, der als Einfangsfaser dient, mit einem zweiten Lichtleiter 14 zu koppeln, der aus zwei getrennten Lichtleiterelementen 16, 18 besteht, die als Ausgangsfasern dienen.

Der erste Lichtleiter 12 ist in einer Ferrule 20 aufgenommen, wobei er exzentrisch angeordnet ist (siehe insbesondere Fig. 3). Die erste Ferrule 20 ist mittels einer hier nur schematisch angedeuteten Lagerung 22 drehbar in einem Halter 24 gelagert. Die Lagerung 22 ist so ausgebildet, daß die Drehachse D der Ferrule 20 mit ihrer Mittelachse zusammenfällt. Da der erste Lichtleiter 12 exzentrisch in der ersten Ferrule 20 angeordnet ist, ergibt sich eine Exzentrizität e, die als der Abstand zwischen der Drehachse D der ersten Ferrule 20 und der Mittelachse des ersten Lichtleiters 12 definiert ist.

Um die erste Ferrule 20 in ihrer Lagerung 22 verdrehen zu können, ist eine schematisch angedeutete Einstellvorrichtung 26 vorgesehen, die von außerhalb des Halters 24 betätigt werden kann. Mittels der Einstellvorrichtung kann die erste Ferrule 20 im wesentlichen beliebig in ihrer Lagerung 22 verdreht werden, wobei beachtet werden muß, daß der außerhalb der ersten Ferrule liegende Bereich des ersten Licht leiters diese Drehung zulassen muß.

Bei dem zweiten Lichtleiter 14 weist, im Gegensatz zum ersten Lichtleiter 12, der im Inneren der Ferrule 20 einen kreisförmigen Querschnitt hat, jedes der beiden Lichtleiterelemente 16, 18 einen halbkreisförmigen Querschnitt auf (siehe insbesondere Fig. 2). Diese Querschnittsform wird verwendet, um die beiden Lichtleiterelemente 16, 18 mit ihren geraden Rändern aneinanderzusetzen, so daß sie sich entlang einer Trennungsfläche 30 berühren und zwischen ihnen kein Bereich verbleibt, der bei einer Einkopplung von Licht zu einer Verlustleistung führen würde. Die beiden Lichtleiterelemente 16, 18 sind in einer zweiten Ferrule 28 angeordnet, die fest am Halter 24 angebracht ist. Die beiden Ferrulen 20, 28 liegen einander konzentrisch in geringem Abstand gegenüber, so daß auch die Stirnflächen des ersten Lichtleiters und des aus den Lichtleiter elementen 16, 18 gebildeten zweiten Lichtleiters einander in geringem Abstand gegenüberliegen.

Der halbkreisförmige Querschnitt der beiden Lichtleiterelemente 16, 18 liegt mindestens in dem Bereich vor, in welchem sie in der Ferrule 28 aufgenommen sind. Die entsprechenden Abschnitte der Lichtleiterelemente sind plastisch verformt, was durch geeignetes Erwärmen der für sie verwendeten Polymer-Lichtleitfaser und anschlie ßendes Verformen und Abkühlen geschehen kann. In diesem plastisch verformten Zustand lassen sich die beiden Lichtleiterelemente in einfacher Weise in die Ferrule einsetzen. An die verformten Abschnitte schließt sich jeweils ein Übergangsabschnitt an, in welchem der halbkreisförmige Querschnitt wieder in den ursprünglichen, kreisför migen Querschnitt übergeht. Auf diese Weise lassen sich Verluste beim Querschnittsübergang vermeiden.

Mit der beschriebenen Baugruppe läßt sich eine Lichtleistung, die in die Eingangsfaser eingestrahlt wird, auf die beiden Ausgangsfasern aufsplitten. Das Teilungsverhältnis hängt dabei von der Ausrichtung des ersten Lichtleiters 12 relativ zur Trennungsfläche 30 ab. Wenn der Mittelpunkt des ersten Lichtleiters 12 auf der Trennungsfläche 30 liegt, wird die eingestrahlte Lichtleistung im Verhältnis 50 : 50 aufgesplittet. Dieser Zustand kann durch Verdrehen der ersten Ferrule 20 mittels der Einstellvorrichtung 26 erzielt werden. Wenn dagegen ein abweichendes Teilungsverhältnis gewünscht wird, kann die Ferrule 20 geeignet verdreht werden. Wenn beispielsweise ein größerer Anteil der Lichtleistung in das Lichtleiterelement 16 eingekoppelt werden soll, wird die Ferrule 20 bezüglich Fig. 3 im Uhrzeigersinn gedreht, so daß der erste Lichtleiter 12 aufgrund der Exzentrizität e nach oben, bezogen auf Fig. 3, wandert.

Wenn vorgesehen ist, daß die Baugruppe erst bei der späteren Anwendung auf das gewünschte Teilungsverhältnis eingestellt wird, ist die Einstellvorrichtung 26 von außerhalb des Halters 24 zugänglich. Zur Verringerung der Fresnel-Verluste zwischen den beiden Ferrulen 20, 28 kann in den Zwischenraum ein Gel 32 zur Indexanpassung eingebracht werden, das nicht aushärtet. Wenn dagegen das Teilungsverhältnis der Baugruppe, nachdem es einmal auf einen bestimmten Wert präzise ein gestellt ist, nicht mehr verändert werden soll, kann die Einstellvor richtung 26 so ausgebildet sein, daß sie im Auslieferungszustand der Baugruppe nicht zugänglich ist. Ferner kann die erste Ferrule 20 arretiert werden, beispielsweise mittels eines Klebstoffs, der aushärtet, so daß sie sich im Betrieb nicht mehr verstellt. Wenn ein transparenter Klebstoff eingesetzt wird, kann dieser anstelle des Gels 32 verwendet werden, um sowohl die Fresnel-Verluste in diesem Bereich zu verringern als auch den ersten Lichtleiter mit den beiden Lichtleiterelementen 16, 18 zu verkleben.

Alternativ zur gezeigten Ausführungsform ist es grundsätzlich auch möglich, die erste Ferrule 20 fest mit dem Halter zu verbinden und die zweite Ferrule 28 drehbar anzubringen.

In den Fig. 4 bis 6 ist eine Baugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Für die von der ersten Ausführungsform bekannten Elemente werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.

Der wesentlichste Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht darin, daß der erste Lichtleiter in der ersten Ferrule 20 nicht mehr exzentrisch, sondern zentrisch angeordnet ist, während die erste Ferrule nicht mehr um ihre Mittelachse gedreht wird, sondern um die exzentrisch angeordnete Drehachse D. Bei dieser Ausführungsform ist die Exzentrizität e wesentlich höher als bei der ersten Ausführungs form, so daß sich ein größerer möglicher Einstellbereich der Eingangsfaser und der Ausgangsfasern relativ zueinander ergibt.

In Fig. 7 ist ein System aus mehreren Splittern dargestellt, die jeweils ein anderes Teilungsverhältnis haben. Die Splitter-Baugruppen 10 dienen dazu, aus einer von einem Sender 40 bereitgestellten Licht energie jeweils genau den Anteil auszukoppeln, der zur Versorgung eines Empfängers 42 erforderlich ist. Da mit zunehmendem Abstand vom Sender 40 die verfügbare Lichtleistung aufgrund von Dämpfungsverlusten absinkt, muß jeweils prozentual gesehen ein immer größerer Anteil der verfügbaren Lichtleistung ausgekoppelt werden, um dem Empfänger 42 die für ihn erforderliche Lichtleistung zuzuführen. Zu diesem Zweck werden Splitter-Baugruppen mit variabel einstellbarem Teilungsverhältnis verwendet, die vor Ort und in Abhängigkeit von den jeweils bis zu ihnen auftretenden Dämpfungsverlusten geeignet eingestellt werden können. Die hier angegebenen Prozentwerte für die Aufteilung der von der jeweiligen Splitter-Baugruppe für den ihr zugeordneten Empfänger 42 ausgekoppelten Lichtleistung dienen nur zur Veranschaulichung.

In Fig. 8 ist schematisch ein 1 × 4-Splitter dargestellt, der aus drei 1 × 2-Splittern besteht. Wenn in jeder Splitter-Baugruppe 10 ein symmetrisches Teilungsverhältnis verwendet wird, ergibt sich ein symmetrischer 1 × 4-Splitter. Durch die Verwendung eines abweichenden Teilungsverhältnisses kann auch ein beliebig unsymmetrischer 1 × 4- Splitter erzielt werden.

In den Fig. 9 bis 11 ist eine Baugruppe gemäß einer dritten Ausführungsform gezeigt. Für die von den vorhergehenden Ausführungs formen bekannten Bauelemente werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.

Im Unterschied zu den beiden vorhergehenden Ausführungsformen besteht bei der dritten Ausführungsform auch der erste Lichtleiter 12 aus zwei separaten Lichtleiterelementen, die in ihrem in der ersten Ferrule 20 aufgenommenen Bereich jeweils einen halbkreisförmigen Quer schnitt haben. Der von den beiden aneinander anliegenden Lichtleiter elementen 34, 36 gebildete erste Lichtleiter ist in der ersten Ferrule 20 konzentrisch mit deren Mittelachse angeordnet. Mit der Mittelachse fällt auch die Drehachse D der ersten Ferrule 20 zusammen.

Durch die Verwendung von jeweils zwei Lichtleiterelementen in jeder Ferrule ist hier ein 2 × 2-Sternkoppler gebildet. Dieser kann durch Drehung der ersten Ferrule 20 relativ zur zweiten Ferrule 28 so eingestellt werden, daß sich ein symmetrisches Teilungsverhältnis von 50 : 50 ergibt. Dies ist der Fall, wenn die beiden Trennungsflächen 30 senkrecht zueinander sind.

Bezugszeichenliste

10

Baugruppe

12

erster Lichtleiter

14

zweiter Lichtleiter

16

Lichtleiterelement

18

Lichtleiterelement

20

erste Ferrule

22

Lagerung

24

Halter

26

Einstellvorrichtung

28

zweite Ferrule

30

Trennungsfläche

32

Gel zur Indexanpassung

34

Lichtleiterelement

36

Lichtleiterelement

40

Sender

42

Empfänger
D Drehachse
e Exzentrizität

Claims

1. Baugruppe zum optischen Koppeln mindestens eines ersten Licht leiters (12) mit einem zweiten Lichtleiter (14), die jeweils in einer Ferrule (20, 28) angeordnet sind, wobei der zweite Lichtleiter (14) aus zwei separaten, parallel angeordneten Lichtleiterelementen (16, 18) besteht, die jeweils einen geraden Rand aufweisen, mittels dem sie aneinander anliegen.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellvorrichtung (26) vorgesehen ist, mittels der eine der beiden Ferrulen relativ zur anderen bewegt werden kann.

3. Baugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Ferrulen (20, 28) relativ zur anderen, drehbar angeordnet ist.

4. Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Lichtleiter (12) exzentrisch in der entsprechenden Ferrule (20) angeordnet ist und die drehbare Ferrule so gelagert ist, daß, sie von der Einstellvorrichtung (26) um ihre Mittelachse gedreht werden kann.

5. Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Ferrule (20) so gelagert ist, daß sie von der Einstellvor richtung (26) um eine Achse (D) gedreht werden kann, die exzentrisch zu ihrer Mittelachse ist.

6. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur eines der beiden Lichtleiterelemente (16, 18) genutzt wird, so daß ein variables Dämpfungsglied gebildet ist.

7. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (26) von außerhalb der Baugruppe zugänglich ist.

8. Baugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Raum zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen des ersten und des zweiten Lichtleiters (12, 14) ein nicht aushärtendes Gel (32) zur Indexanpassung befindet.

9. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbar gelagerte Ferrule (20) mittels eines ausgehärteten Klebstoffs arretiert ist.

10. Baugruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Raum zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen des ersten und des zweiten Lichtleiters (12, 14) ein ausgehärteter, transparenter Klebstoff befindet.

11. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein 1 × 2-Splitter ist.

12. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Lichtleiterelement (16, 18) des zweiten Lichtleiters (14) zu einer dritten Ferrule führt, der jeweils eine vierte Ferrule gegenüberliegt, in der wiederum jeweils zwei Lichtleiterelemente angeordnet sind, so daß ein 1 × 4-Splitter gebildet ist.

13. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Lichtleiterelemente des zweiten Lichtleiters (14) zu einer dritten Ferrule führt, der eine vierte Ferrule gegenüberliegt, in der wiederum zwei Lichtleiterelemente angeordnet sind, so daß ein 1 × 3-Splitter gebildet ist.

14. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß auch der erste Lichtleiter (12) aus zwei Lichtleiter elementen (34, 36) besteht, die in der ersten Ferrule (20) angeordnet sind, so daß ein 2 × 2-Sternkoppler gebildet ist.

15. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiterelemente (16, 18, 34, 36) minde stens in ihrem in der Ferrule (20, 28) aufgenommenen Abschnitt thermo plastisch verformt sind.

16. Baugruppe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der thermoplastisch verformte Abschnitt der Lichtleiterelemente (16, 18, 34, 36) einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.

17. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiterelemente (16, 18, 34, 36) Polymer- Lichtleitfasern sind.

18. Verfahren zum Koppeln eines Lichtleiters (12) mit zwei Lichtleiterelementen (16, 18), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
die beiden Lichtleiterelemente (16, 18) werden so angeordnet, daß sie mindestens im Bereich ihrer Stirnflächen ohne Zwischenraum aneinander anliegen, so daß eine Trennungslinie (30) gebildet ist;
es wird in den Lichtleiter (12) eine Lichtenergie eingestrahlt, während gleichzeitig die in die beiden Lichtleiterelemente (16, 18) eingekoppelte Lichtenergie gemessen wird;
der Lichtleiter (12) und die beiden Lichtleiterelemente (16, 18) werden relativ zueinander verdreht, bis die in den Lichtleiter eingestrahlte Lichtenergie im gewünschten Verhältnis auf die beiden Lichtleiterelemente aufgesplittet wird.