DE102009008358A1

DE102009008358A1 - Lichtkoppler und Herstellungsverfahren für diesen

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Publication number: DE102009008358A1
Application number: DE102009008358A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Nishikasugai Terada; Kenji Nishikasugai Haga; Yukitoshi Nishikasugai Inui; Akiko Nishikasugai Okita; Masaaki Tsuchimori; Akari Nakao
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2008-02-19
Filing date: 2009-02-11
Publication date: 2009-09-17
Also published as: US20090196552A1; US8170385B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt einen Lichtkoppler und ein Verfahren zur Herstellung desselben bereit. Der Lichtkoppler der Erfindung enthält eine Mehrzahl an Lichteingabeanschlüssen, eine Mehrzahl an Lichtausgabeanschlüssen, eine Mehrzahl an Halbspiegeln und einen optischen Wellenleiter, der die Mehrzahl der Lichteingabeanschlüsse, die Mehrzahl der Lichtausgabeanschlüsse und die Mehrzahl der Halbspiegel verbindet. Der optische Wellenleiter hat die Form einer geknickten Linie und jeder aus der Mehrzahl von Halbspiegeln ist an einer entsprechenden Ecke der Form der geknickten Linie platziert. Insbesondere enthält die Form der geknickten Linie ein Polygon-Netzwerk.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Koppler, der optische Kommunikation verwendet. In der vorliegenden Erfindung verteilt der optische Koppler ein Signal, das von einem beliebigen optischen Eingabeanschluss eingegeben wurde, an alle optischen Ausgabeanschlüsse. Die Ausgaben von jeder optischen Ausgabe können unterschiedliche Dissipation aufweisen. Wenn ein optischer Eingabeanschluss und ein optischer Ausgabeanschluss als ein Paar dienen, kann ein Signal, das vom optischen Eingabeanschluss, der das Paar bildet, an den optischen Ausgabeanschluss, der mit diesem das Paar bildet, ausgegeben werden oder nicht. Die optischen Eingabe- und Ausgabeenden, die als das Paar dienen, können einen optischen Eingabe/Ausgabeanschluss als einen integrierten optischen Anschluss haben.
Es gibt viele Versuche, eine optische Kommunikationstechnologie auf eine LAN Technologie anzuwenden, die in Häusern oder Transportfahrzeugen, wie Automobilen, Elektrozügen, Flugzeugen, etc eingerichtet ist. Hier wird ein optischer Koppler benötigt, um ein Signal, das von einem beliebigen Eingabeende eingegeben wird, mit geringer Dissipation an alle optischen Ausgabeanschlüsse zu verteilen und auszugeben. Der optische Koppler wird beispielsweise im „Technical Report, 1996, No. 1" der Fuji Xerox Co. Ltd. (http://www.fujixerox.co.jp/company/tr/tr96/Takshi_Ota/T_Ota101.html), bei dem es sich nicht um ein Patentdokument handelt, prägnant beschrieben.
Die Anmelder der vorliegenden Erfindung wiederum haben eine Mehrzahl an selbstformenden optischen Wellenleitern, bei denen ein lichthärtbares Flüssigharz verwendet wird, entwickelt und angemeldet. Bei diesen Technologien wird, wenn das Härtungslicht für das Flüssigharz von einer optischen Faser etc. ausgestrahlt wird, die Konzentration des Lichts durch das härtbare Harz erzeugt, und ein Kern bildet sich auf einer langen Achse. Diese Technologien sind in den Patentdokumenten JP-4011283 , JP-2002-365459 , JP-2004-149579 , JP-2005-347441 , JP-2001-154046 , etc. enthalten.
Ein Verfahren, das auf der Verschmelzung einer Glasfaser basiert, ist als ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Kopplers weithin bekannt. Allerdings ist eine Vorrichtung zum Schmelzen der Glasfaser teuer. Der Herstellungsprozess ist komplex und zeitaufwendig. Daher ist ein optischer Koppler, der durch die Glasfaserverschmelzung erzeugt wurde, sehr teuer. Außerdem kann der optische Koppler, der durch die Glasfaserverschmelzung erzeugt wurde, nicht leicht mit einer optischen Kunststofffaser (POF) verbunden werden, die in einem kleinen LAN verwendet wird.
Der optische Koppler, der die optische Kunststofffaser (POF) verwendet, ist ebenfalls bekannt. Allerdings handelt es sich hierbei nur um ein optisches Kunststofffaser(POF)-Bündel. Nur ein großer optischer Koppler ist als eine Vorrichtung zum Bilden eines optischen LAN bekannt. Seine Größe beträgt beispielsweise etwa 7 cm.
Andererseits haben die Erfinder, als ein Ergebnis aktiver Bemühungen, einen optischen Koppler als eine Anwendungsmöglichkeit des selbstformenden optischen Wellenleiters, der in den obengenannten Patentdokumenten gezeigt ist, zu entwickeln, einen neuen optischen Koppler fertiggestellt, der nachfolgend dargestellt ist. Der optische Koppler der vorliegenden Erfindung basiert auf einem neuen Herstellungsverfahren und kann insbesondere leicht hergestellt werden, indem ein Verfahren zur Herstellung des selbstformenden Wellenleiters angewendet wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist ein neuer Koppler mit einem achsenförmigen optischen Wellenleiterkern, in dem ein Halbspiegel oder ein Spiegel an einer Ecke der geknickten Linie fixiert ist. Insbesondere enthält die geknickte Linie ein Polygon-Netzwerk. In diesem Fall ist der Halbspiegel oder der Spiegel an einem Verzweigungspunkt und einer Ecke des Polygons fixiert. Der optische Koppler der vorliegenden Erfindung verteilt ein Signal, das von einem beliebigen optischen Eingabeanschluss eingegeben wird, an einen beliebigen optischen Ausgabeanschluss und gibt es aus, selbst wenn eine Dissipationsmenge unterschiedlich ist. In diesem Fall kann, wenn der optische Eingabeanschluss und der optische Ausgabeanschluss als ein Paar dienen, das Signal, das vom optischen Eingabeanschluss, der das Paar bildet, eingegeben wird, an den optischen Ausgabeanschluss, der damit das Paar bildet, ausgegeben werden oder nicht. Die optischen Eingabe- und Ausgabeenden, die als das Paar dienen, können ein optischer Eingabe/Ausgabeanschluss als ein integrierter optischer Anschluss sein.
Hier beispielsweise ist der Halbspiegel aus einer dielektrischen Mehrschichtfolie gebildet, um einen Teil des einfallenden Lichts weiterzuleiten und den anderen Teil zu reflektieren. In diesem Fall sind der Transmissionsgrad und der Reflexionsgrad nicht auf jeweils 50% beschränkt, sondern bei einer bestimmten Wellenlänge kann ein geeigneter Transmissionsgrad und Reflexionsgrad festgesetzt werden. Wenn mehrere Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche als ein Signallicht festgesetzt sind, ist es bevorzugt, dass für zumindest eine Wellenlänge, die als das Signallicht verwendet wird, weder der Transmissionsgrad noch der Reflexionsgrad 100% werden können.
Es ist bevorzugt, dass der Spiegel im Wesentlichen keine Transmission aufweist. Sein Transmissionsgrad muss bei einer bestimmten Wellenlänge nicht ganz 0% sein, und sein Reflexionsgrad muss bei der Wellenlänge nicht volle 100% sein.
Bei dem optischen Koppler der vorliegenden Erfindung entspricht die Anzahl an optischen Elementen, wie z. B. einem Halbspiegel und/oder einem Spiegel, nicht unbedingt der Anzahl der Ecken der geknickten Linie oder eines Polygon-Netzwerks eines optischen Wellenleiters.
Der achsenförmige Kern des optischen Wellenleiters kann durch eine Methode eines selbstformenden optischen Wellenleiters, bei der ein lichthärtbares Harz verwendet wird, leicht gebildet werden. Bei diesem Verfahren werden ein Halbspiegel und ein Spiegel im Inneren eines geeigneten Gehäuses fixiert und ein verflüssigtes, lichthärtbares Harz wird in das Gehäuse gefüllt. Licht einer Wellenlänge zum Härten des lichthärtbaren Harzes wird von jedem optischen Eingabeanschluss, jedem optischen Ausgabeanschluss und jedem Eingabe-/Ausgabeende ausgestrahlt. Dann beginnt das Anwachsen des achsenförmigen selbstformenden optischen Wellenleiters von jedem optischen Anschluss aus, der das Licht ausstrahlt. Folglich bildet sich entlang eines optischen Weges ein Kern. Wenn der Kern aus den verschiedenen Richtungen angewachsen ist und sich verbunden hat, hat eine Seitenfläche eines verbundenen Bereichs durch einen sogenannten optischen Löteffekt („optical solder effect”) eine glatte Säulenform. Ferner kann, wenn der Kern aus zwei Richtungen zu einem Reflexionsbereich (gebogenen Bereich) hin, an dem der Halbspiegel oder der Spiegel platziert ist, anwachst, ein Kern mit einer konvexen Wölbung großen Durchmessers durch den optischen Löteffekt auch im Reflexionsbereich (gebogenen Bereich) gebildet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung enthält ein optischer Koppler eine Mehrzahl von Lichteingabeanschlüssen, eine Mehrzahl von Lichtausgabeanschlüssen, eine Mehrzahl von Halbspiegeln und einen optischen Wellenleiter, der die Mehrzahl der Lichteingabeanschlüsse, die Mehrzahl der Lichtausgabeanschlüsse und die Mehrzahl der Halbspiegel miteinander verbindet, und der die Form einer geknickten Linie hat. Jeder aus der Mehrzahl der Halbspiegel ist an einer entsprechenden Ecke der geknickten Linienform platziert.
Insbesondere enthält die geknickte Linienform ein Polygon-Netzwerk.
Bevorzugt erfüllen beim optischen Koppler, wenn Ni die Anzahl der optischen Eingabeanschlüsse ist, No die Anzahl der optischen Ausgabeanschlüsse ist, und N die Anzahl der Halbspiegel ist, Ni, No und N die Aussagen Ni ≤ N und No ≤ N, und der Polygon-Bereich hat N Ecken.
Beim optischen Koppler der vorliegenden Erfindung ist zumindest einer aus der Mehrzahl von Halbspiegeln senkrecht zu einer Halbierenden einer entsprechenden Ecke des Polygon-Netzwerks.
Beim optischen Koppler der vorliegenden Erfindung befindet sich zumindest einer aus der Mehrzahl von Halbspiegeln auf einer Halbierenden eines entsprechenden Winkels des Polygon-Bereichs.
Beim optischen Koppler der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt zumindest einer aus der Mehrzahl an Lichteingabeanschlüssen auf einer ersten Verlängerungslinie platziert, die eine Verlängerung einer ersten Seite ist, die die entsprechende Ecke bildet, und zumindest einer aus der Mehrzahl von Lichtausgabeanschlüssen ist auf einer zweiten Verlängerungslinie platziert, die eine Verlängerung einer zweiten Seite ist, die die entsprechende Ecke bildet.
Bei der vorliegenden Erfindung sind zumindest einer der Eingabeanschlüsse und der entsprechende Anschluss der Ausgabeanschlüsse zu einem Eingabe- und Ausgabeanschluss vereint.
Bei dem optischen Koppler der vorliegenden Erfindung ist ein Spiegel an einem Winkel des Polygon-Netzwerks angeordnet. Bevorzugt ist der Spiegel senkrecht zu einer Halbierenden eines Winkels des Polygon-Netzwerks, an dem der Spiegel angeordnet ist.
Bevorzugt erfüllen beim optischen Koppler, wenn Ni die Anzahl der optischen Eingabeanschlüsse ist, No die Anzahl der optischen Ausgabeanschlüsse ist, N die Anzahl an Halbspiegeln ist, und Nm die Anzahl der Spiegel ist, Ni, No, N und Nm die Aussagen Ni ≤ N und No ≤ N, und der Polygon-Bereich hat (N + Nm) Winkel.
Bei dem optischen Koppler der vorliegenden Erfindung wird ein Signal, das von einem ersten Eingabeanschluss aus der Mehrzahl der ersten Eingabeanschlüsse eingegeben wird, von der Mehrzahl der Ausgabeanschlüsse ausgegeben, mit Ausnahme des Ausgabeanschlusses, der mit dem entsprechenden ersten Eingabeanschluss ein Paar bildet.
Bei dem optischen Koppler der vorliegenden Erfindung liegt eine optische Achse des optischen Wellenleiters in einer Ebene. Bevorzugt ist die Mehrzahl von Halbspiegeln senkrecht zu der Ebene.
Bei dem optischen Koppler der vorliegenden Erfindung haben zumindest zwei aus der Mehrzahl der Halbspiegel eine Durchlässigkeit für P-Wellen, die größer oder gleich 90% ist, und einen Reflexionsgrad für S-Wellen, der größer oder gleich 90% ist, und einer aus der Mehrzahl von Halbspiegeln hat eine Durchlässigkeit für P-Wellen, die größer oder gleich 60% ist, und einen Reflexionsgrad für S-Wellen, der größer oder gleich 60% ist.
Beim optischen Koppler haben bevorzugt zumindest zwei aus der Mehrzahl von Halbspiegeln eine Durchlässigkeit für P-Wellen, die größer oder gleich 95% ist, und einen Reflexionsgrad für S-Wellen, der größer oder gleich 95% ist.
Bei dem optischen Koppler der vorliegenden Erfindung besteht die Mehrzahl an Halbspiegeln aus einem ersten Halbspiegel, einem zweiten Halbspiegel und einem dritten Halbspiegel, wobei die Länge eines ersten optischen Weges zwischen dem ersten und dem dritten Halbspiegel länger ist als die Länge eines zweiten optischen Weges zwischen dem ersten und dem zweiten Halbspiegel, und die Länge eines dritten optischen Weges zwischen dem zweiten und dem dritten Halbspiegel. Der zweite Halbspiegel hat eine Durchlässigkeit für P-Wellen, die weniger als 90% beträgt, und einen Reflexionsgrad für S-Wellen, der weniger als 90% beträgt.
Beim optischen Koppler ist bevorzugt ein Spiegel zwischen dem ersten und dem zweiten Halbspiegel und an einer entsprechenden Ecke des Polygon-Netzwerks platziert.
Beim optischen Koppler der vorliegenden Erfindung ist der Wellenleiter aus einem lichthärtbaren Harz gebildet.
Bei der vorliegenden Erfindung enthält ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Kopplers einen ersten Schritt, in dem die Mehrzahl von Eingabeanschlüssen, die Mehrzahl von Ausgabeanschlüssen und die Mehrzahl von Halbspiegeln auf einem Gehäuse angeordnet werden; einen zweiten Schritt, in dem das Gehäuse mit einem optisch reagierenden Harz im flüssigen Zustand gefüllt wird, einen dritten Schritt, in dem ein Licht zum Reagieren mit und zum Härten des optisch reagierenden Harzes eingeleitet wird, um so den optischen Wellenleiter zu bilden.
Bei dem Herstellungsverfahren wird das Licht bevorzugt entlang einer Seite des Polygon-Bereichs eingeleitet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine erklärende Ansicht, die das Prinzip der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2A bis 2C sind erklärende Ansichten, die das Prinzip der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, wenn das Polygon ein Tetragon ist.
3A bis 3C sind erklärende Ansichten, die das Prinzip der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, wenn das Polygon ein Dreieck ist.
4A bis 4E sind erklärende Ansichten, die das Prinzip der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
5A bis 5B und 6A bis 6F sind erklärende Ansichten, die das Prinzip der dritten Ausführungsform zeigen.
7A bis 7C sind erklärende Ansichten, die das Herstellungsverfahren für den Lichtkoppler der vorliegenden Erfindung zeigen. 7A zeigt Elemente des Lichtkopplers der vorliegenden Erfindung. 7B zeigt ein Anfangsstadium des Herstellungsverfahrens. 7C zeigt ein Anfangsstadium eines anderen Herstellungsverfahrens.
8A bis 8E sind erklärende Ansichten, die die Lichtwege während der Herstellung und während der Verwendung des Lichtkopplers der vorliegenden Erfindung zeigen.
9A bis 9B und 10 sind Fotografien des optischen Kopplers, der durch das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung erzielt wird.
11 ist ein Diagramm, das die Eigenschaften der Halbspiegel HM-a und HM-c bezüglich der s-Wellen Durchlässigkeit und der p-Wellen Durchlässigkeit im Bereich des sichtbaren Lichts zeigt.
12 ist ein Diagramm, das die Eigenschaften des Halbspiegels HM-b bezüglich der s-Wellen Durchlässigkeit und der p-Wellen Durchlässigkeit im Bereich des sichtbaren Lichts zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Ansicht, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In der ersten Ausführungsform bildet ein optischer Wellenleiter eine geknickte Linie oder ein Polygon, und Halbspiegel sind an allen Ecken angeordnet. Es ist angedacht, dass sich beim Polygon alle Signallichter im Uhrzeigersinn bewegen. Genauso ist der Fall möglich, dass sich beim Polygon alle Signallichter gegen den Uhrzeigersinn bewegen.
In dieser Ausführungsform ist das Polygon auf ein N-gon festgesetzt (wobei N eine natürliche Zahl größer oder gleich 2 ist) und jede Ecke ist auf P-i festgesetzt (wobei i eine natürliche Zahl ist, die kleiner oder gleich N ist). In der folgenden Beschreibung sind i + 1-N und i + 2-N für den Fall gezeigt, in dem i + 1 und i + 2 größer als N sind.
Wie in 1 gezeigt, ist ein Halbspiegel HM-i, der senkrecht zu einer Innenwinkelhalbierenden ist, an einer Ecke P-i angeordnet. Wie in 1 gezeigt, werden zwei Seiten, die die Ecke P-i bilden, verlängert, und eine Eingabe In-i wird von einer Richtung schräg links oben in die Verlängerung gemacht. Zu diesem Zeitpunkt wird In-i an der Ecke p-i des Halbspiegels HM-i teilweise reflektiert, und eine Ausgabe Out-i wird gebildet. Das übertragene Licht erreicht die Ecke P-(i + 1), die sich rechts neben der Ecke P-i befindet. Da der Halbspiegel HM-(i + 1), der senkrecht zur Innenwinkelhalbierenden ist, an der Ecke P-(i + 1) angeordnet ist, wird das übertragene Licht der Ausgabe Out-i zu einer Ausgabe Out-(i + 1), und die Ausgabe Out-i wird teilweise reflektiert und erreicht weiter eine Ecke P-(i + 2), die sich rechts neben dieser befindet. Wenn die Eingabe In-i des Signallichts zur Ecke P-i eingegeben wird, wiederholt sich das oben beschriebene Verhalten und die Eingabe In-i wird mit Dissipation an alle Ausgaben Out-i verteilt (wobei j eine natürliche Zahl kleiner oder gleich N ist). In 1 wird die Eingabe In-i des Signallichts zur Ecke P-i vom Halbspiegel HM-i reflektiert, und das Signallicht wird, bei einer Betrachtung der Außenseite der Ecke P-i, zu einer rechten Verlängerungsseite hin ausgegeben (Out-i). Während Signallicht, das durch den Halbspiegel HM-i übertragen wird, sich im Uhrzeigersinn des Polygons bewegt, wird ein Signallicht, das durch den Halbspiegel HM-j jedes Eckpunkts P-j übertragen wird, bei Betrachtung der Außenseite der Ecke P-j, zu einer linken Verlängerungsseite hin ausgegeben (Out-j). Das Signallicht, das vom Halbspiegel Hm-j jedes Eckpunkts P-j reflektiert wird, erreicht den Halbspiegel Hm-(j + 1) der nächsten Ecke P-(j + 1) im Uhrzeigersinn des Polygons. Bei Betrachtung der Außenseite jedes Eckpunkts, zu dem Signallicht zu allen Ecken mit Dissipation verteilt wird, wird das Signallicht zur rechten Verlängerungsseite hin ausgegeben.
In dieser Ausführungsform ist es möglich, an allen Ecken Halbspiegel zu platzieren. Auch können einige der Halbspiegel durch Spiegel ersetzt werden.
Es ist leicht ersichtlich, dass alle Signallichter, die von der linken Verlängerungsseite eingegeben werden, wenn die Außenseite von jeder Ecke betrachtet wird, im Uhrzeigersinn des Polygons übertragen werden, und Signallicht zur rechten Verlängerungsseite jeder Ecke ausgegeben wird, wenn die Außenseite von jeder Ecke betrachtet wird.
D. h., in den Verlängerungen von zwei Seiten des Polygons an jeder Ecke des Polygons, an der die Halbspiegel angeordnet sind, kann ein optischer Ausgabeanschluss auf der rechten Verlängerungsseite angeordnet sein, wenn die Außenseite von jeder Ecke betrachtet wird, und ein optischer Eingabeanschluss kann auf der linken Verlängerungsseite angeordnet sein, wenn die Außenseite von jeder Ecke betrachtet wird.
Vollständig andersherum kann in den Verlängerungen von zwei Seiten des Polygons an jeder Ecke des Polygons, an der die Halbspiegel angeordnet sind, ein optischer Ausgabeanschluss auf der linken Verlängerungsseite angeordnet sein, wenn die Außenseite von jeder Ecke betrachtet wird, und ein optischer Eingabeanschluss kann auf der rechten Verlängerungsseite angeordnet sein, wenn die Außenseite von jeder Ecke betrachtet wird.
Der Fall, in dem das Polygon in einer ersten Ausführungsform ein Tetragon ist, wird unter Bezugnahme auf 2A, 2B und 2C beschrieben.
Beispielsweise kann, wie in 2A und 2B gezeigt, die erste Ausführungsform 4 Paare von optischen Eingabeanschlüssen In-1 bis 4 und optischen Ausgabeanschlüssen Out-1 bis 4 aufweisen. D. h., an den Ecken des Tetragons ABCD sind die Halbspiegel HM-a bis d so angeordnet, dass sie senkrecht zu Innenwinkelhalbierenden der Ecken sind. Der Einfachheit halber wurden die vier Ecken A, B, C und D im Uhrzeigersinn angeordnet.
2A zeigt einen Aufbau, bei dem eine Eingabe von einem optischen Eingabeanschluss In-1 in einer Vektorrichtung AB an einem Eckpunkt A gemacht wird, und eine Ausgabe von einem optischen Ausgabeanschluss Out-1 in einer Vektorrichtung DA gemacht wird. Die Eingaben und Ausgaben an den vier verschiedenen Ecken sind gleich.
2B zeigt einen Aufbau, bei dem eine Eingabe von einem optischen Eingabeanschluss In-1 in einer Vektorrichtung BC an einem Eckpunkt B gemacht wird, und eine Ausgabe von dem optischen Ausgabeanschluss Out-1 in einer Vektorrichtung DA an einem Eckpunkt A gemacht wird. Die Eingaben und Ausgaben an den vier verschiedenen Ecken sind gleich.
2C ist eine Prinzipansicht eines optischen Kopplers, der durch Entfernen von In-4 und Out-4 aus 2B drei Paare optischer Eingabe- und Ausgabeenden aufweist.
Als nächstes wird der Fall, in dem das Polygon ein Dreieck ist, unter Bezugnahme auf 3A, 3B und 3C beschrieben.
Der optische Wellenleiter bildet ein Dreieck, und Halbspiegel sind an allen Ecken angeordnet. Dies wird unter Bezugnahme auf 3A und 3B beschrieben. Es wird angenommen, dass die drei Ecken des Dreiecks A, B und C sind, und die dort platzierten Halbspiegel HM-a, HM-b und HM-c sind. Wie in 3A gezeigt, wird ein Signallicht In-a-1, das auf den Halbspiegel HM-a in einer Vektorrichtung AC einfällt, in die Vektorrichtungen AB und AC verteilt, und erreicht die beiden Ecken B und C, die sich neben der Ecke A des Dreiecks ABC befinden. An den Ecken B und C verzweigen sich die Halbspiegel HM-b und HM-c in zwei Richtungen, doch sind dies die Verlängerungsseiten zweier Seiten, die die Ecken B und C des Dreiecks bilden. In diesem Fall beispielsweise, wird Signallicht, das von der Ecke A zur Ecke B gelangt ist, nicht zur näheren Ecke C geleitet. Ähnlich wird Signallicht, das von der Ecke A zur Ecke C gelangt ist, nicht zur näheren Ecke B geleitet.
Für jede Ecke sind ein optischer Eingabeanschluss und ein optischer Ausgabeanschluss, der damit ein Paar bildet, sicher in der gleichen Ecke in jeweils einer der Verlängerungsrichtungen der zwei Seiten, die die Ecke bilden, angeordnet (3B). Dann kann ein Signal, das von einem optischen Eingabeanschluss In-a, der am Eckpunkt A angeordnet ist, eingegeben wird, mit Dissipation von einem optischen Ausgabeanschluss Out-b ausgegeben werden, der an der Ecke B angeordnet ist, und einem optischen Ausgabeanschluss Out-c, der an der Ecke C angeordnet ist. Gleichermaßen kann Signallicht, das von einem optischen Eingabeanschluss In-b, der an der Ecke B angeordnet ist, eingegeben wird, mit Dissipation vom optischen Ausgabeanschluss Out-c, der an der Ecke C angeordnet ist, und vom optischen Ausgabeanschluss Out-a, der an der Ecke A angeordnet ist, ausgegeben werden, und Signallicht, das von einem optischen Eingabeanschluss In-c, der an der Ecke C angeordnet ist, eingegeben wird, kann mit Dissipation vom optischen Ausgabeanschluss Out-a ausgegeben werden, der an der Ecke A angeordnet ist, und vom optischen Ausgabeanschluss Out-b, der an der Ecke B angeordnet ist. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Funktion als der optische Koppler nicht verändert, selbst wenn die optischen Eingabe- und Ausgabeenden, die an jeder Ecke das Paar bilden, jeweils unabhängig gemischt werden. Wenn die optischen Eingabe- und Ausgabeenden an jeder Ecke integriert sind (3C), kann Signallicht, das von einem optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-a, der an der Ecke A angeordnet ist, eingegeben wird, mit Dissipation von einem optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-b, der an der Ecke B angeordnet ist, und einem optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-c, der an der Ecke C angeordnet ist, ausgegeben werden. Gleichermaßen kann Signallicht, das vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-b, der an der Ecke B angeordnet ist, eingegeben wird, mit Dissipation vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-c, der an der Ecke C angeordnet ist, und vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-a, der an der Ecke A angeordnet ist, ausgegeben werden, und Signallicht, das vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-c, der an der Ecke C angeordnet ist, eingegeben wird, kann mit Dissipation vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-a, der an der Ecke A angeordnet ist, und dem optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-b, der an der Ecke B angeordnet ist, ausgegeben werden.
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4A, 4B, 4C, 4D und 4E beschrieben.
In dieser Ausführungsform wird ein Spiegel zur ersten Ausführungsform des Dreiecksfalls hinzugefügt, und ein Tetragon wird anstatt des Dreiecks verwendet. Wie in 4A und 4B gezeigt, wird ein Tetragon mit vier Ecken A, B, C und D in Richtung des Uhrzeigersinns in Betracht gezogen. Ein Spiegel M ist an der Ecke D angeordnet.
Wie in 4A gezeigt, wird ein Signallicht In-a-1, das in einer Vektorrichtung AB auf einen Halbspiegel HM-a einfällt, in Vektorrichtungen AB und AC aufgeteilt und erreicht die beiden Ecken B und D, die sich neben der Ecke A des Tetragons ABCD befinden. Signallicht wird durch den Spiegel M an der Ecke D in eine Vektorrichtung DC geändert und erreicht die Ecke C. An den Ecken B und C werden durch die Halbspiegel HM-b und HM-c Abzweigungen in zwei Richtungen gemacht, doch dies sind Verlängerungsseiten von zwei Seiten, die die Ecken B und C des Tetragons bilden. In diesem Fall wird z. B. Signallicht, das von der Ecke A zur Ecke B gelangt ist, nicht zur näheren Ecke C geleitet. Gleichermaßen wird Signallicht, das von der Ecke A über die Ecke D zur Ecke C gelangt ist, nicht zur näheren Ecke B geleitet. Das gleiche gilt auch in dem Fall, in dem angenommen wird, dass Signallicht In-a-2 auf den Halbspiegel HM-a in der Vektorrichtung AD auftrifft, und in dem Fall, in dem angenommen wird, dass Signallicht in der Vektorrichtung CB und der Vektorrichtung CD auf den Halbspiegel HM-c auftrifft.
Wie in 4B gezeigt, wird ein Signallicht In-b-1, das in einer Vektorrichtung BC auf einen Halbspiegel HM-b auftrifft, in die Vektorrichtungen BA und BC aufgeteilt und erreicht zwei Ecken A und C, die sich neben der Ecke B des Tetragons ABCD befinden. Verzweigungen werden von den Halbspiegeln HM-a und HM-c in zwei Richtungen an den Ecken A und C gemacht, doch dies sind Verlängerungsseiten zweier Seiten, die die Ecken A und C des Tetragons bilden. In diesem Fall beispielsweise, wird Signallicht, das von der Ecke B zur Ecke A gelangt ist, nicht zur näheren Ecke D geleitet. Gleichermaßen wird Signallicht, das von der Ecke B zur Ecke C gelangt ist, nicht zur näheren Ecke D geleitet. Das gleiche gilt auch in dem Fall, in dem angenommen wird, dass Signallicht In-b-2 in der Vektorrichtung BA auf den Halbspiegel HM-b auftrifft.
Somit ist, wie in 4C gezeigt, für die Ecken A, B und C ein optischer Eingabeanschluss in einer der Verlängerungsrichtungen zweier Seiten, die die Ecken bilden, angeordnet, und ein optischer Ausgabeanschluss, der damit das Paar bildet, ist sicher an der gleichen Ecke angeordnet. Dann kann Signallicht, das von einem optischen Eingabeanschluss In-a, der an der Ecke A angeordnet ist, eingegeben wird, mit Dissipation von einem optischen Ausgabeanschluss Out-b, der an der Ecke B angeordnet ist, und einem optischen Ausgabeanschluss Out-c, der an der Ecke C angeordnet ist, ausgegeben werden. Gleichermaßen kann Signallicht, das vom optischen Eingabeanschluss In-b, der an der Ecke B angeordnet ist, eingegeben wird, mit Dissipation vom optischen Ausgabeanschluss Out-c, der an der Ecke C angeordnet ist, und vom optischen Ausgabeanschluss Out-a, der an der Ecke A angeordnet ist, ausgegeben werden, und ein Signallicht, das vom optischen Eingabeanschluss In-c, der an der Ecke C angeordnet ist, eingegeben wird, kann mit Dissipation vom optischen Ausgabeanschluss Out-a ausgegeben werden, der an der Ecke A angeordnet ist, und vom optischen Ausgabeanschluss Out-b, der an der Ecke B angeordnet ist. Zu diesem Zeitpunkt verändert sich eine Funktion als der optische Koppler nicht, selbst wenn die optischen Eingabe- und Ausgabeenden, die das Paar bilden, das an der Ecke angeordnet ist, an jeder Ecke unabhängig von anderen Ecken gemischt werden.
Wenn die optischen Eingabe- und Ausgabeenden an jeder Ecke integriert sind (4D und 4E), kann Signallicht, das von einem optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out, der an der Ecke A angeordnet ist, eingegeben wird, mit Dissipation von einem optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-b, der an der Ecke B angeordnet ist, und einem optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-c, der an der Ecke C angeordnet ist, ausgegeben werden. Gleichermaßen kann Signallicht, das vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-b, der an der Ecke B angeordnet ist, eingegeben wird, mit Dissipation vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-c, der an der Ecke C angeordnet ist, und vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-a, der an der Ecke A angeordnet ist, ausgegeben werden, und Signallicht, das vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-c, der in der Ecke C angeordnet ist, eingegeben wird, kann mit Dissipation vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-a, der an der Ecke A angeordnet ist, und vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-b, der an der Ecke B angeordnet ist, ausgegeben werden.
Somit sind der optische Eingabeanschluss, der optische Ausgabeanschluss, der optische Eingabe/Ausgabeanschluss, der Halbspiegel und der Spiegel durch einen achsenförmigen Kern so verbunden, dass sie alle optischen Wege beinhalten, die in den Zeichnungen gezeigt sind. Somit wird ein Lichtkoppler aus dem n-gon Bereich des Kerns und den Verzweigungen, die Verlängerungen jeder Seite des n-gon Bereichs sind, der durch die Halbspiegel verläuft, gebildet. Optional können eine optische Faser und ein weiterer externer optischer Wellenleiter leicht mit dem optischen Eingabeanschluss, dem optischen Ausgabeanschluss und dem optischen Eingabe/Ausgabeanschluss verbunden werden, indem ein Gehäuse bearbeitet wird, bevor der Kern gebildet wird. Somit kann der optische Koppler leicht hergestellt werden, indem ein Här tungslichteingabeende zum Bilden des Kerns, und der optischen Eingabeanschluss, der optische Ausgabeanschluss und der optische Eingabe/Ausgabeanschluss, der den Kern bildet, an der gleichen Position des Gehäuses gebildet werden. Der Umfang des Kerns ist optional mit einem Umhüllungsmaterial überzogen.
Als nächstes wird die dritte Ausführungsform unter Bezugnahme auf 5A, 5B, 6A, 6B, 6C, 6D, 6E und 6F beschrieben.
Ein Merkmal dieser Ausführungsform ist es, dass eine optische Achse eines optischen Wellenleiters in einer gemeinsamen Ebene angeordnet ist, und ein Halbspiegel senkrecht zu der gemeinsamen Ebene ist, wenn drei optische Eingabeanschlüsse und drei optische Ausgabeanschlüsse durch einen optischen Wellenleiterkern verbunden werden, wobei die drei Halbspiegel verwendet werden. D. h., eine Einfallsebene ist gemeinsam, und jeder Halbspiegel kann eine s-Welle und eine p-Welle ganz oder zumindest teilweise trennen.
Wenn beispielsweise alle Halbspiegel 100% der s-Welle und 0% der p-Welle reflektieren und 100% der p-Welle und 0% der s-Welle übertragen, erreichen 50% von 100% der s-Welle und 100% der p-Welle, d. h. des ursprünglichen Signallichts, zwei verschiedene Ausgebeenden, selbst wenn Signallicht, das von einem Eingabeende einfällt, zwei Halbspiegel passiert.
Als nächstes werden, wenn der erste Halbspiegel 90% der s-Welle und 10% der p-Welle reflektiert, und der zweite Halbspiegel 70% der s-Welle und 30% der p-Welle reflektiert, 33% des ursprünglichen Signallichts erreicht, entsprechend 63% der s-Welle und 3% der p-Welle.
Gleichermaßen werden, wenn der erste Halbspiegel 10% der s-Welle und 90% der p-Welle überträgt, und der zweite Halbspiegel 30% der s-Welle und 70% der p-Welle überträgt, 33% des ursprünglichen Signallichts erreicht, entsprechend 3% der s-Welle und 63% der p-Welle.
In dieser Ausführungsform wird die Ankunfts-Effizienz der beiden Halbspiegel bemerkenswert verbessert im Vergleich zur Ankunfts-Effizienz von 25% im Falle einer Transmission von 50% und einer Reflexion von 50% ohne eine Polarisierungscharakteristik.
Beim Koppler dieser Ausführungsform ist die Anordnung eines optischen Eingabeanschlusses, eines optischen Ausgabeanschlusses, eines Halbspiegels und eines optischen Wel lenleiters, der sie verbindet, optional. Beispielsweise können Halbspiegel an drei Ecken eines regelmäßigen Dreiecks angeordnet sein. Beispielsweise kann der Grad der Gestaltungsfreiheit des optischen Kopplers zunehmen, indem ein idealer Reflexionsspiegel angeordnet wird. Ein idealer Reflexionsspiegel und ein Halbspiegel können abwechselnd an Ecken eines regelmäßigen Hexagons angeordnet sein, wobei drei ideale Reflexionsspiegel verwendet werden.
Allerdings ist es schwierig, dass optische Weglängen eines optischen Wellenleiters zu dem Halbspiegel, der jedem optischen Eingabeanschluss und jedem optischen Ausgabeanschluss am nächsten ist, und optische Weglängen eines optischen Wellenleiters zwischen den Halbspiegeln genau gleich festgesetzt sind. In dem Prüfschritt wird, aufgrund von Ursachen, die von einem Herstellungsverfahren für optische Wellenleiter abhängen, beispielsweise ein Versatz der optischen Achse in zwei Richtungen, der Unterschied der Dissipation, die an einem Bereich wie dem Verbindungsbereich mit Halbspiegeln jedes optischen Wellenleiters hervorgerufen wird, unterschiedlich, abhängig von sechs Muster von Lichteingabeende- und Ausgabeendesituationen.
Einer der Halbspiegel kann zum Regulieren der Dissipation verwendet werden. D. h., wenn alle Halbspiegel so festgesetzt sind, dass sie 100% der s-Welle und 0% der p-Welle reflektieren und 100% der p-Welle und 0% der s-Welle übertragen, kann der Ausgleich mit anderen Übertragungswegen geschehen, indem die Übertragungsdissipation eines Übertragungsweges mit geringer Übertragungsdissipation erhöht wird.
Wenn dieses Verfahren verwendet wird, kann beispielsweise die Gestaltungsfreiheit eines optischen Wellenleiters des optischen Kopplers erhöht werden, indem ein idealer Reflexionsspiegel angeordnet wird. Beispielsweise können ein idealer Reflexionsspiegel und drei Halbspiegel an vier Ecken eines Quadrats angeordnet sein, und die Transmissionsdissipation des Halbspiegels, der an einem gegenüberliegenden Winkel zum idealen Reflexionsspiegel angeordnet ist, kann zunehmen. Dabei kann ein Anstieg der Transmissionsdissipation durch die Dissipation ausgeglichen werden, wenn eine optische Weglänge durch den idealen Reflexionsspiegel durch eine Seite des Quadrats und die Dissipation bei der Reflexion des idealen Reflexionsspiegels erhöht wird. D. h., wenn ein Signal vom gleichen Eingabeende von zwei Ausgabeenden erhalten werden kann, kann eine Leistungsdifferenz von optischen Signalen, die von den beiden Ausgabeenden erhalten werden, reduziert werden.
Bei dieser Ausführungsform ist es ideal, dass zumindest zwei Halbspiegel die s-Welle vollständig reflektieren und die p-Welle vollständig übertragen. Allerdings können, wenn man bedenkt, dass die Dissipation in keinem Fall 0 sein kann, oder die Realität der Herstellung eines Filters, zumindest 90% der s-Welle und weniger als 10% der p-Welle reflektiert werden und zumindest 90% der p-Welle und weniger als 10% der s-Welle übertragen werden. Ausreichend können zumindest 95% der s-Welle und weniger als 5% der p-Welle reflektiert werden, und zumindest 95% der p-Welle und weniger als 5% der s-Welle übertragen werden. Noch bevorzugter können zumindest 97% der s-Welle und weniger als 3% der p-Welle reflektiert werden und zumindest 97% der p-Welle und weniger als 3% der s-Welle übertragen werden.
Wie unten beschrieben, sind drei Halbspiegel und ein idealer Reflexionsspiegel an vier Ecken eines Quadrats angeordnet, und drei optische Eingabeanschlüsse und drei optische Ausgabeanschlüsse sind auf Verlängerungen von vier Seiten des Quadrats angeordnet, so dass die Transmissionsdissipation durch einen Halbspiegel von einer Position eines gegenüberliegenden Winkels zum idealen Reflexionsspiegel reguliert werden kann. In diesem Fall ist es ein Merkmal des Halbspiegels, dass zumindest 60% der s-Welle und weniger als 40% der p-Welle reflektiert werden, und zumindest 60% der p-Welle und weniger als 40% der s-Welle übertragen werden. Noch bevorzugter können zumindest 80%, oder weniger als 90%, der s-Welle und zumindest 10%, oder weniger als 20%, der p-Welle reflektiert werden und zumindest 80%, oder weniger als 90%, der p-Welle und zumindest 10%, oder weniger als 20%, der s-Welle übertragen werden. Wenn p-Wellen Transmission und s-Wellen Reflexion stark gesenkt werden, sinkt schließlich eine optische Ausgabe, die erreicht werden kann. Untere Grenzen der p-Wellen Transmission und der s-Wellen Reflexion können zwischen 60% und 90% reguliert werden, entsprechend den Eingangsdissipationseigenschaften des optischen Kopplers, der gebildet werden soll.
Insbesondere ist 5A eine Aufbauansicht, die eine Anordnung zeigt, bei der erste, zweite und dritte optische Eingabeanschlüsse In-a, In-b und In-c, erste, zweite und dritte optische Ausgabeanschlüsse Out-a, Out-b und Out-c, erste, zweite und dritte Halbspiegel HM-a, Hm-b und Hm-c, und ein idealer Reflexionsspiegel M angeordnet sind, indem ein Quadrat ABCD als Einfallsebene festgesetzt wird. In 1A sind der erste, zweite und dritte Halbspiegel HM-a, Hm-b und HM-c und der ideale Reflexionsspiegel M durch die dicke Linie gezeigt, optische Wege des Lichts, das vom ersten, zweiten und dritten optischen Eingabeanschluss In-a, In-b und In-c einfällt, und optische Wege des Lichts, das vom ersten, zweiten und dritten optischen Ausgabeanschluss Out-a, Out-b und Out-c ausgegeben wird, sind durch den unidirektionalen Pfeil gezeigt, und optische Wege zwischen dem ersten, zweiten und dritten Halbspiegel HM-a, HM-b und HM-c und dem idealen Reflexionsspiegel M sind durch den bidirektionalen Pfeil gezeigt.
Zusätzlich zur obenstehenden Beschreibung ist natürlich der Kern des optischen Wellenleiters auf den optischen Wegen des unidirektionalen Pfeils und des bidirektionalen Pfeils gebildet. Alle optischen Wege (die durch den unidirektionalen Pfeil und den bidirektionalen Pfeil gezeigt sind) befinden sich in der gleichen gemeinsamen Ebene wie das Quadrat ABCD. D. h., 5A zeigt die Reflexion und Transmission jedes einfallenden Lichts innerhalb der Einfallsebene.
Der erste, zweite und dritte Halbspiegel HM-a, HM-b und HM-c enthalten eine Halbierende eines Innenwinkels der drei Ecken A, B und C des Quadrats ABCD und sind senkrecht zum Quadrat ABCD (Einfallsebene) gebildet. Der ideale Reflexionsspiegel M ist senkrecht zu einer Halbierenden eines Innenwinkels der verbleibenden Ecke D des Quadrats ABCD gebildet.
Für die Seite AB des Quadrats ABCD ist der erste optische Eingabeanschluss In-a auf einer Verlängerung der Seite der Ecke A angeordnet, und der zweite optische Ausgabeanschluss Out-b ist auf einer Verlängerung der Seite der Ecke B angeordnet.
Für die Seite BC des Quadrats ABCD ist der zweite optische Eingabeanschluss In-b auf einer Verlängerung der Seite der Ecke B angeordnet, und der dritte optische Ausgabeanschluss Out-c ist auf einer Verlängerung der Seite der Ecke C angeordnet.
Für die Seite CD des Quadrats ABCD ist der dritte optische Eingabeanschluss In-c auf einer Verlängerung der Seite der Ecke C angeordnet.
Für die Seite DA des Quadrats ABCD ist der erste optische Ausgabeanschluss Out-a auf einer Verlängerung der Seite der Ecke A angeordnet.
Licht, das vom ersten optischen Eingabeanschluss In-a auf den Punkt A des Halbspiegels HM-a einfällt, erreicht den zweiten optischen Ausgabeanschluss Out-b, wenn sein übertragenes Licht zum Punkt B des zweiten Halbspiegels HM-b übertragen wird und durch den Halbspiegel HM-b übertragen wird.
Licht, das vom ersten optischen Eingabeanschluss In-a auf den Punkt A des Halbspiegels HM-a einfallt, erreicht den dritten optischen Ausgabeanschluss Out-c, wenn sein reflek tiertes Licht zum Punkt D des idealen Reflexionsspiegels übertragen wird, durch Reflexion am Punkt D zum Punkt C des Halbspiegels HM-c übertragen wird und vom Halbspiegel HM-c reflektiert wird.
Licht, das vom zweiten optischen Eingabeanschluss In-b auf den Punkt B des Halbspiegels HM-b einfällt, erreicht den dritten optischen Ausgabeanschluss Out-c, wenn sein übertragenes Licht zum Punkt C des dritten Halbspiegels HM-c übertragen wird und durch den Halbspiegel HM-c übertragen wird.
Licht, das vom zweiten optischen Eingabeanschluss In-b auf den Punkt B des Halbspiegels HM-b einfällt, erreicht den ersten optischen Ausgabeanschluss Out-a, wenn sein reflektiertes Licht zum Punkt A des ersten Halbspiegels HM-a übertragen wird und vom Halbspiegel HM-a reflektiert wird.
Licht, das vom dritten optischen Eingabeanschluss In-c auf den Punkt C des Halbspiegels HM-c einfällt, erreicht den ersten optischen Ausgabeanschluss Out-a, wenn sein übertragenes Licht zum Punkt D des idealen Reflexionsspiegels übertragen wird, zum Punkt A des ersten Halbspiegels HM-a durch Reflexion am Punkt D übertragen wird und durch den Halbspiegel HM-a übertragen wird.
Licht, das vom dritten optischen Eingabeanschluss In-c auf den Punkt C des Halbspiegels HM-c einfällt, erreicht den zweiten optischen Ausgabeanschluss Out-b, wenn sein reflektiertes Licht zum Punkt B des zweiten Halbspiegels HM-b übertragen wird und vom Halbspiegel HM-b reflektiert wird.
Wenn die Halbspiegel HM-a, HM-b und HM-c und der ideale Reflexionsspiegel M an den vier Ecken des Quadrats ABCD angeordnet sind, können die optischen Eingabeanschlüsse In-a, In-b und In-c und die optischen Ausgabeanschlüsse Out-a, Out-b und Out-c angeordnet sein, wie es in 5B gezeigt ist.
D. h., für die Seite AB des Quadrats ABCD ist der optische Ausgabeanschluss Out-a auf einer Verlängerung der Seite der Ecke A angeordnet, und der optische Eingabeanschluss In-b ist auf einer Verlängerung auf der Seite der Ecke B angeordnet.
Für die Seite BC des Quadrats ABCD ist der optische Ausgabeanschluss Out-b auf einer Verlängerung auf der Seite der Ecke B angeordnet, und der optische Eingabeanschluss In-c ist auf einer Verlängerung auf der Seite der Ecke C angeordnet.
Für die Seite CD des Quadrats ABCD ist der optische Ausgabeanschluss Out-c auf einer Verlängerung auf der Seite der Ecke C angeordnet.
Für die Seite DA des Quadrats ABCD ist der optische Eingabeanschluss In-a auf einer Verlängerung auf der Seite der Ecke A angeordnet.
Offensichtlich entspricht der Aufbau von 5B im Wesentlichen dem Aufbau von 5A in zu der Geraden BD achsensymmetrischer Anordnung. Beim Aufbau der 5B sind „erstens” ein optischer Eingabeanschluss, ein optischer Ausgabeanschluss und ein Halbspiegel mit dem Suffix c, und „drittens” sind ein optischer Eingabeanschluss, ein optischer Ausgabeanschluss und ein Halbspiegel mit dem Suffix a. Somit hat der Aufbau der 5B auch das Merkmal der Erfindung, das Anspruch 5 betrifft.
Wenn die Halbspiegel HM-a, HM-b und HM-c und der ideale Reflexionsspiegel M an den vier Ecken des Quadrats ABCD angeordnet sind, funktionieren andere Aufbauformen der optischen Eingabe- und Ausgabeenden nicht als der optische Koppler.
Als nächstes zeigt der Aufbau von 5A Transmissionswege in dem Fall, in dem der Halbspiegel HM-b die s-Welle und die p-Welle vollständig trennt, und in dem Fall, in dem der Halbspiegel HM-b die s-Welle und die p-Welle nicht vollständig trennt. Es wird beschrieben, dass die Halbspiegel HM-a und HM-c 100% der s-Welle reflektieren und 100% der p-Welle übertragen.
Hier entspricht der Fall, in dem der Halbspiegel HM-b die s-Welle und die p-Welle in der Anordnung von 5A nicht vollständig trennt, dieser Ausführungsform.
Im Folgenden sind Transmissionsformen einer s-Welle As und einer p-Welle Ap. die vom optischen Eingabeanschluss In-a eingegeben wird, einer s-Welle Bs und einer p-Welle Bp, die vom optischen Eingabeanschluss In-b eingegeben wird, und einer s-Welle Cs und einer p-Welle Cp, die vom optischen Eingabeanschluss In-c eingegeben wird, gezeigt.
6A, 6B und 6C sind Draufsichten, die Transmissionswege zeigen, wenn der Halbspiegel HM-b in der Anordnung von 5A die s-Welle und die p-Welle vollständig trennt. D. h., es wird beschrieben, dass der Halbspiegel HM-b 100% der s-Welle reflektiert und 100% der p-Welle überträgt, wie die Halbspiegel HM-a und HM-c.
Wie in 6A gezeigt, wird die s-Welle As, die vom optischen Eingabeanschluss In-a eingegeben wird, vom Halbspiegel HM-a, vom idealen Reflexionsspiegel M und vom Halbspiegel HM-c reflektiert, und erreicht den optischen Ausgabeanschluss Out-c. Diesbezüglich tritt nie eine Dissipation durch Transmission und Reflexion auf.
Die p-Welle Ap, die vom optischen Eingabeanschluss In-a eingegeben wird, wird durch den Halbspiegel HM-a und den Halbspiegel HM-b übertragen und erreicht den optischen Ausgabeanschluss Out-b. Diesbezüglich tritt nie eine Dissipation durch Transmission und Reflexion auf.
Wie in 6B gezeigt, wird die s-Welle Bs, die vom optischen Eingabeanschluss In-b eingegeben wird, durch den Halbspiegel HM-b und den Halbspiegel HM-a reflektiert, und erreicht den optischen Ausgabeanschluss Out-a. Diesbezüglich tritt nie eine Dissipation durch Transmission und Reflexion auf.
Die p-Welle Bp, die vom optischen Eingabeanschluss In-b eingegeben wird, wird durch den Halbspiegel HM-b und den Halbspiegel HM-c übertragen und erreicht den optischen Ausgabeanschluss Out-c. Diesbezüglich tritt nie eine Dissipation durch Transmission und Reflexion auf.
Wie in 6C gezeigt, wird die s-Welle Cs, die vom optischen Eingabeanschluss In-c eingegeben wird, vom Halbspiegel HM-c und vom Halbspiegel HM-b reflektiert, und erreicht den optischen Ausgabeanschluss Out-b. Diesbezüglich tritt nie eine Dissipation durch Transmission und Reflexion auf.
Die p-Welle Cp, die vom optischen Eingabeanschluss In-c eingegeben wird, wird durch den Halbspiegel HM-c übertragen, durch den idealen Reflexionsspiegel M reflektiert, und durch den Halbspiegel HM-a übertragen, und erreicht den optischen Ausgabeanschluss Out-a. Diesbezüglich tritt nie eine Dissipation durch Transmission und Reflexion auf.
Andererseits sind 6D, 6E und 6F Draufsichten, die Transmissionswege zeigen, wenn der Halbspiegel HM-b in der Anordnung von 5A die s-Welle und die p-Welle nicht vollständig voneinander trennt. Beispielsweise wird beschrieben, dass der Halbspiegel HM-b 85% der s-Welle reflektiert und 15% der s-Welle überträgt, und 85% der p-Welle überträgt und 15% der p-Welle reflektiert.
Wie in 6D gezeigt, wird die s-Welle As, die vom optischen Eingabeanschluss In-a eingegeben wird, vom Halbspiegel HM-a, vom idealen Reflexionsspiegel M und vom Halbspiegel HM-c reflektiert, und erreicht den optischen Ausgabeanschluss Out-c. Diesbezüglich tritt nie eine Dissipation durch Transmission und Reflexion auf.
Die p-Welle Ap, die vom optischen Eingabeanschluss In-a eingegeben wird, wird durch den Halbspiegel HM-a übertragen und durch den Halbspiegel HM-b zu 85% übertragen und erreicht den optischen Ausgabeanschluss Out-b. Die übrigen 15% werden durch den Halbspiegel HM-b reflektiert und gehen verloren.
Wie in 6E gezeigt, wird die s-Welle Bs, die vom optischen Eingabeanschluss In-b eingegeben wird, durch den Halbspiegel HM-b zu 85% reflektiert und durch den Halbspiegel HM-a reflektiert und erreicht den optischen Ausgabeanschluss Out-a. In diesem Fall werden 15% der s-Welle Bs durch den Halbspiegel HM-b übertragen, und vom Halbspiegel HM-c reflektiert und gehen verloren.
Die p-Welle Bp, die vom optischen Eingabeanschluss In-b eingegeben wird, wird vom Halbspiegel HM-b zu 85% übertragen und durch den Halbspiegel HM-c übertragen, und erreicht den optischen Ausgabeanschluss Out-c. In diesem Fall werden 15% der p-Welle Bp durch den Halbspiegel HM-b reflektiert, und durch den Halbspiegel HM-a übertragen und gehen verloren.
Wie in 6C gezeigt, wird die s-Welle Cs, die vom optischen Eingabeanschluss In-c eingegeben wird, vom Halbspiegel HM-c reflektiert vom Halbspiegel HM-b zu 85% reflektiert und erreicht den optischen Ausgabeanschluss Out-b. Die übrigen 15% werden durch den Halbspiegel HM-b übertragen und gehen verloren.
Die p-Welle Cp, die vom optischen Eingabeanschluss In-c eingegeben wird, wird durch den Halbspiegel HM-c übertragen, durch den idealen Reflexionsspiegel M reflektiert, durch den Halbspiegel HM-a übertragen, und erreicht den optischen Ausgabeanschluss Out-a. Zu diesem Zeitpunkt tritt nie eine Dissipation durch Transmission und Reflexion auf.
Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren für den optischen Koppler der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der Beschreibung des folgenden Herstellungsverfahrens wird ein Arbeitsablauf zum Herstellen eines Beispiels der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Verschiedene Techniken, die in den obengenannten vier Patentdokumenten offenbart sind, können dazu verwendet werden, um einen selbstformenden optischen Wellenleiter an den optischen Wellenleiter des optischen Kopplers nach der Erfindung anzupassen. Ein optischer Koppler, der nur einen Kern aber keine Umhüllung bildet, d. h. einer, der Luft um den Kern als Umhüllung verwendet, kann ebenfalls verwendet werden.
Jedes erhältliche lichthärtbare Flüssigharz kann zur Ausbildung des selbstformenden optischen Wellenleiters verwendet werden. Ein beliebiger Härtungsmechanismus kann ebenfalls verwendet werden, zusätzlich zur Radikalpolymerisation, Kationenpolymerisation, usw. Im Allgemeinen wird ein Laserlicht als ein Härtungslicht bevorzugt. Die Erstarrungsgeschwindigkeit des lichthärtbaren Flüssigharzes kann durch die Wellenlänge und die Stärke des Lasers eingestellt werden. Außerdem kann jeder erhältliche Lichthärtungsinitiator (Polymerisationsinitiator) in Übereinstimmung mit der Wellenlänge des Lasers und dem lichthärtbaren Flüssigharz verwendet werden. Zu Einzelheiten der obengenannten Punkte beschreibt z. B. das Patentdokument JP-2004-149579 , in dem der Anmelder der vorliegenden Erfindung ein Co-Anmelder ist, folgendes:
Diejenigen, die zumindest einen aromatischen Ring, wie Phenyl in der Struktureinheit enthalten, weisen einen hohen Brechungsindex auf, wohingegen jene, die nur eine alipathische Reihe enthalten, einen niedrigen Brechungsindex aufweisen. Um den Brechungsindex zu senken, kann ein Teil des Wasserstoffs in der Struktureinheit durch Fluor ersetzt werden.
Die alipathische Reihe enthält mehrwertige Alkohole wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Tetrapropylenglycol, Neopentylglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Trimethylpropan, Pentaerythritol und Dipentaerythritol.
Die aromatische Reihe enthält verschiedene Arten von Phenolverbindungen, wie Bisphenol A, Bisphenol S, Bisphenol Z, Bisphenol F, Novolak, o-Kresol Novolak, p-Kresol Novolak und p-Alkylphenol Novolak.
Die folgenden funktionellen Gruppen können als eine reaktive Gruppe in ein Gerüst mit relativ geringem Molekulargewicht (Molekulargewicht von ca. 3000 oder weniger) eingesetzt werden, das eine Struktur wie oben genannt hat, oder in ein Oligomer (Polyether) mit einem oder mehreren mehrwertigen Alkoholen, die beliebig aus den obengenannten Beispielen ausgewählt werden können.
[Radikal polymerisierbare Stoffe]
Ein optisch polymerisierbares Monomer und/oder Oligomer mit einem oder mehr, bevorzugt zwei oder mehr, radikal polymerisierbaren Ethylen ungesättigten reaktiven Gruppen wie einer Acryloylgruppe, in der Struktureinheit. Beispiele derjenigen, die eine Ethylen ungesättigte reaktive Gruppe haben, enthalten Esterkonjugierte Säuren wie (Meta)akrylatester, Itaconatester, und Maletatester.
[Kationisch polymerisierbare Stoffe]
Ein optisch polymerisierbares Monomer und/oder Oligomer mit einer oder mehr, bevorzugt zwei oder mehr, kationisch polymerisierbaren reaktiven Etherstrukturen, wie einem Oxiranring (Epoxid) und einem Oxetanring in der Struktureinheit. Beispiele des Oxiranrings (Epoxid) sind 3,4-Epoxyzyklohexylgruppen und dergleichen, zusätzlich zu einer Oxiranylgruppe. Der Oxetanring ist Ether mit einer vierelementigen Ringstruktur.
[Radikalpolymerisationsinitiator]
Ein Radikalpolymerisationsinitiator ist die Verbindung, die durch Licht die Polymerisationsreaktion von radikalpolymerisierbaren Stoffen aktiviert, die aus einem radikalpolymerisierbaren Monomer und/oder Oligomer bestehen. Spezifische Beispiele sind Benzoine wie Benzoin, Benzoinmethylether, Benzoinpropylether und dergleichen, Acetophenone wie Acetophenon, 2,2-Dimethoxy-2-Phenylacetophenon, 2,2-Diethoxy-2-Phenylacetophenone, 1,1-Dichloroacetophenon, 1-Hydroxyzyklohexylphenylketon, 2-Methyl-1-(4-(Methylthio)phenyl)-2-Morpholinopropan-1-on, N,N-Dimethylaminoacetophenon und dergleichen, Antrachinone wie 2-Methylanthrachinon, 1-Chloroanthrachinon, 2-Amylantrachinon und dergleichen, Thioxanthone wie 2,4-Dimethylthioxanthon, 2,4-Diethylthioxanthon, 2-Chlorothioxanthon, 2,4-Diisopropylthioxanthon und dergleichen, Ketale wie Acetophenondimethylketal, Hexyldimethylketal und dergleichen, Benzophenone wie Benzophenon, Methylbenzophenon, 4,4'-Dichlorbenzophenon, 4,4'-Bisdiethylaminobenzophenon, Michler's Ketone, 4-Benzoyl-4'-Methyldiphenylsulfid und dergleichen, 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid und dergleichen. Der Radikalpolymerisationsinitiator ist nicht darauf beschränkt und kann einfach oder in Kombination zweier oder mehrerer Arten verwendet werden.
[Kationenpolymerisationsinitiator]
Ein Kationenpolimerisationsinitiator ist die Verbindung, die durch Licht die Polymerisationsreaktion von kationisch polimerisierbaren Stoffen aktiviert, die aus einem kationisch polimerisierbaren Monomer und/oder Oligomer bestehen. Spezielle Beispiele sind unter anderem Diazoniumsalz, Iodoniumsalz, Sulfoniumsalz, Seleniumsalz, Pyridiniumsalz, Ferroceniumsalz, Phosphoniumsalz und Thiopyriniumsalz. Bevorzugt sind allerdings thermisch relativ stabile Oniumsalz Photopolymerisationsinitiatoren, wie z. B. aromatische Iodoniumsalze wie Diphenyliodonium, Ditolyliodonium, Phenyl(p-anisyl)iodonium, Bis(p-t-Butylphenyl)iodonium, Bis(p-Chlorophenyl)iodonium und dergleichen, und aromatische Sulfoniumsalze wie Diphenylsulfonium, Ditolylsulfonium, Phenyl(p-anisyl)sulfonium, Bis(p-t- Butylphenyl)sulfonium, Bis(p-Chlorophenyl)sulfonium und dergleichen. Wenn ein Oniumsalz-Photopolymerisationsinitiator, wie ein aromatisches Iodoniumsalz und ein aromatisches Sulfoniumsalz, verwendet wird, sind Beispiele eines Anions BF₄ ^–, AsF₆ ^–, SbF₆ ^–, PF₆ ^–, B(C₆F₅)₄ ^– und dergleichen. Der Kationenpolymerisationsinitiator ist nicht darauf beschränkt, und sie können alleine oder in Verbindung von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Ein Herstellungsverfahren für einen optischen Koppler nach der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen erklärt. Natürlich ist das Herstellungsverfahren für einen optischen Koppler, das im Folgenden beschrieben wird, nicht auf die Verwendung von einem lichthärtbaren Harz und einem der Polymerisationsinitiatoren, die oben genannt sind, beschränkt.
7A ist eine Draufsicht, die einen Aufbau eines Beispiels eines Bestandteils 100 einer Ausführungsform des optischen Kopplers der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Bestandteil 100 kann ein Flüssigharz in einem Innenbereich 10v zurückbehalten, und enthält ein Gehäuse 10 mit Verbindungsenden A₁, A₂, B₁, B₂, C₁ und C₂ zum Verbinden einer optischen Faser und eines anderen externen Wellenleiters, und drei Halbspiegel HM-a, HM-b und HM-c und einen Spiegel M, die am Innenbereich befestigt sind. Vier Ecken eines Tetragons ABCD sind im Innenbereich 10v des Gehäuses 10 so angeordnet, dass vier Punkte A₁, A, B und B₂, drei Punkte A₂, A und D, vier Punkte B₁, B, C und C₂ und drei Punkte C₁, C und D sich jeweils in dieser Reihenfolge auf der gleichen Geraden befinden. An den drei Ecken A, B und C des Tetragons ABCD sind die drei Halbspiegel HM-a, HM-b, und HM-c in einer Ebene angeordnet, die die Innenwinkelhalbierende enthält, die senkrecht zu einer Ebene ist, die durch zwei Seiten gebildet wird, die jede Ecke bilden. An der übrigen Ecke D des Tetragons ABCD der Anordnung ist der eine Spiegel M senkrecht zur Innenwinkelhalbierenden angeordnet.
7B ist eine erklärende Ansicht, die einen ersten Schritt eines Beispiels eines Herstellungsverfahrens des optischen Kopplers einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Unter Verwendung des Bestandteils 100 des optischen Kopplers aus 7A wird ein achsenförmiger Kern 21 gebildet, indem ein flüssiges lichthärtbares Harz 20 in das Gehäuse 10 gefüllt wird, und Härtungslicht einer Wellenlänge zum Harten eines lichthärtbaren Harzes von allen sechs Verbindungsenden A₁, A₂, B₁, B₂, C₁ und C₂ in einer Vektorrichtung A₁A, einer Vektorrichtung A₂A, einer Vektorrichtung B₁B, einer Vektorrichtung B₂B, einer Vektorrichtung C₁C und einer Vektorrichtung C₂C in das Innere des Gehäuses 10 eingeleitet wird.
7C ist eine erklärende Ansicht, die einen ersten Schritt eines Beispiels eines Herstellungsverfahrens des optischen Kopplers einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Unter Verwendung des Bestandteils 100 des optischen Kopplers aus 7A wird der achsenförmige Kern 21 gebildet, indem das flüssige lichthärtbare Harz 20 in das Gehäuse 10 gefüllt wird, und Härtungslicht einer Wellenlänge, die ein lichthärtbares Harz härten kann, von den drei Verbindungsenden A₂, B₁ und C₁ in der Vektorrichtung A₂A, der Vektorrichtung B₁B und der Vektorrichtung C₁C in das Innere des Gehäuses 10 eingeleitet wird.
Das Prinzip, durch das man einen gewünschten optischen Koppler erzielen kann, indem der achsenförmige Kern gehärtet wird, wie in 7B oder 7C gezeigt ist, durch Selbstformung unter Verwendung des Bestandteils 100 des optischen Kopplers aus 7, wird unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. In 8 sind das Gehäuse 10 und die sechs Verbindungsenden A₁, A₂, B₁, B₂, C₁ und C₂ weggelassen, und Wege des Lichts, das auf die drei Halbspiegel HM-a, HM-b und HM-c und den Spiegel M auftrifft, werden in Betracht gezogen.
Wie in den vier oben beschriebenen Patentdokumenten beschrieben, wachst der selbstformende optische Wellenleiter der Erfinder der vorliegenden Erfindung als ein langer achsenförmiger Kern, wenn ein Härtungsmaterial eines flüssigen lichthärtbaren Harzes einen lichtkonzentrierenden Einfluss erzeugt.
Aus der obenstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass beispielsweise gewünschte optische Koppler wie in 9A und 9C gezeigt, jeweils erzielt werden, indem der achsenförmige Kern gehärtet wird, wie in 7B oder 7C gezeigt, durch Selbstformung unter Verwendung des Bestandteils 100 des optischen Kopplers aus 7A.
In jeder Zeichnung der 8A bis 8F, beispielsweise, wird Licht einer Wellenlänge zum Härten des lichthärtbaren Harzes von allen Positionen ausgestrahlt, die als ein optischer Eingabeanschluss, ein optischer Ausgabeanschluss oder ein optischer Eingabe/Ausgabeanschluss gekennzeichnet sind. Dann beginnt ein achsenförmiger selbstformender optischer Wellenleiter von den Positionen aus zu wachsen, die als der optische Eingabeanschluss, der optische Ausgabeanschluss und der optische Eingabe/Ausgabeanschluss gekennzeichnet sind. So bildet sich ein Kern entlang eines optischen Weges, der in jeder Zeichnung aus 8 gezeigt ist. Wenn der Kern gewachsen und aus einer anderen Richtung vereint ist, ist es bevorzugt, dass eine Seitenfläche eines Vereinigungsbereichs durch einen sogenannten optischen Löteffekt eine glatte Säulenform hat. Nachdem er bis zu einem Reflexionsbereich (gebogenen Bereich) des Halbspiegels und des Spiegels von zwei Richtungen angewachsen ist, kann durch den optischen Löteffekt auch im Reflexionsbereich (gebogenen Bereich) ein Kern mit einer konvexen Wölbung großen Durchmessers gebildet werden.
Somit sind der optische Eingabeanschluss, der optische Ausgabeanschluss, der optische Eingabe/Ausgabeanschluss, der Halbspiegel und der Spiegel durch den achsenförmigen Kern so verbunden, dass sie alle optischen Wege enthalten, die in den Zeichnungen aus 8 gezeigt sind. Ein Tetragonbereich des Kerns und ein zweigförmiger Bereich des Kerns, der sich zu jeder Seite des Tetragonbereichs erstreckt, indem er durch den Halbspiegel verläuft, formen den optischen Koppler. Optional können eine optische Faser und ein weiterer optischer Wellenleiter leicht mit dem optischen Eingabeanschluss, dem optischen Ausgabeanschluss und dem optischen Eingabe/Ausgabeanschluss verbunden werden, indem ein Gehäuse bearbeitet wird, bevor der Kern gebildet wird. Somit kann der optische Koppler leicht hergestellt werden, indem ein Härtungslichteinleitungsende zum Bilden des Kerns, und der optische Eingabeanschluss, der optische Ausgabeanschluss und der optische Eingabe/Ausgabeanschluss, die den Kern bilden, an der gleichen Position (dem Verbindungsende der vorliegenden Erfindung) des Gehäuses gebildet sind. Der Umfang des Kerns ist optional mit einem Umhüllungsmaterial umhüllt.
Wenn das Härtungslicht des lichthärtbaren Harzes von insgesamt zwei Richtungen von einem aus In-b-1 und In-b-2 und einem aus In-a-1 und In-a-2 eingeleitet wird, wie in 8A und 8B gezeigt, ist es ersichtlich, dass schließlich der optische Koppler, wie in 9A gezeigt, erzielt werden kann. Gleichermaßen ist es ersichtlich, dass man, wenn das Härtungslicht des lichthärtbaren Harzes von insgesamt zwei Richtungen von einem aus In-b-1 und In-b-2 und einem aus In-c-1 und In-c-2 eingeleitet wird, schließlich den optische Koppler, wie in 9A gezeigt, erhält.
Die optischen Koppler aus 9A und 9B werden später ausführlich beschrieben.
Wenn der optische Koppler, wie in 9A gezeigt, erhalten wird, indem ein Kern von sechs Positionen aus wachst, wie in 7B gezeigt, werden optische Eingabe- und Ausgabeenden, die mit jedem Verbindungsende verbunden werden sollen, weiter als ein Beispiel beschrieben. Auch in 8C sind das Gehäuse 10 und die sechs Verbindungsenden A₁, A₂, B₁, B₂, C₁ und C₂ weggelassen, und Wege des Lichts, das auf die drei Halbspiegel HM-a, HM-b und HM-c und den Spiegel M einfällt, werden in Betracht gezogen.
Wie in 8C gezeigt, sind für die Ecken A, B und C ein optischer Eingabeanschluss und ein optischer Ausgabeanschluss, der damit ein Paar bildet, sicher an der selben Ecke in einer der Verlängerungsrichtungen von zwei Seiten, die die Ecke bilden, angeordnet. Dann kann Signallicht, das von einem optischen Eingabeanschluss In-a, der an der Ecke A angeordnet ist, eingegeben wird, mit Dissipation von einem optischen Ausgabeanschluss Out-b, der an der Ecke B angeordnet ist, und von einem optischen Ausgabeanschluss Out-c, der an der Ecke C angeordnet ist, ausgegeben werden. Gleichermaßen kann Signallicht, das vom optischen Eingabeanschluss In-b, der an der Ecke B angeordnet ist, eingegeben wird, mit Dissipation vom optischen Ausgabeanschluss Out-c, der an der Ecke C angeordnet ist, und vom optischen Ausgabeanschluss Out-a, der an der Ecke A angeordnet ist, ausgegeben werden, und Signallicht, das vom optischen Eingabeanschluss In-c, der an der Ecke C angeordnet ist, eingegeben wird, kann mit Dissipation vom optischen Ausgabeanschluss Out-a, der an der Ecke A angeordnet ist, und vom optischen Ausgabeanschluss Out-b, der an der Ecke B angeordnet ist, ausgegeben werden.
D. h., der optische Eingabeanschluss In-a, der optische Ausgabeanschluss Out-a, der optische Eingabeanschluss In-b, der optische Ausgabeanschluss Out-b, der optische Eingabeanschluss In-c und der optische Ausgabeanschluss Out-c sind mit den sechs Verbindungsenden A₁, A₂, B₁, B₂, C₁ und C₂, beispielsweise, der Reihe nach verbunden. Zu diesem Zeitpunkt sind beispielsweise der optische Eingabeanschluss In-a und der optische Ausgabeanschluss Out-a zu einem optischen Anschluss als ein Paar verbunden. Gleichermaßen bilden der optische Eingabeanschluss In-b und der optische Ausgabeanschluss Out-b ein Paar und der optische Eingabeanschluss In-c und der optische Ausgabeanschluss Out-c bilden ein Paar.
Zu diesem Zeitpunkt ändert sich eine Funktion als der optische Koppler nicht, selbst wenn die optischen Eingabe- und Ausgabeenden, die an jeder Ecke das Paar bilden, an jeder Ecke gemischt werden, unabhängig von anderen Ecken.
In diesem Fall sollte beim optischen Koppler, wie in 9A gezeigt, der Weg vom optischen Eingabeanschluss In-a zum optischen Ausgabeanschluss Out-a in 8C idealerweise nicht vorhanden sein, doch tritt eine teilweise Leckage aufgrund von Diffusion etc. auf, wie in der folgenden Ausführungsform gezeigt.
Andere Beispiele sind in 8D und 8E gezeigt. Wenn der optische Koppler, wie in 9B gezeigt, durch Wachsen lassen des Kerns von drei Positionen erzeugt wird, wie in 7C gezeigt, sollten drei optische Eingabe/Ausgabeanschlüsse In/Out-a, b und c, bei denen der optische Eingabeanschluss und der optische Ausgabeanschluss integriert sind, wie in 8E gezeigt, mit den Verbindungsenden verbunden sein. D. h., Signallicht, das vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-a, der an der Ecke A angeordnet ist, eingegeben wird, kann mit Dissipation vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-b, der an der Ecke B angeordnet ist, und vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-c, der an der Ecke C angeordnet ist, ausgegeben werden. Gleichermaßen kann Signallicht, das vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-b, der an der Ecke B angeordnet ist, eingegeben wird, mit Dissipation vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-c, der an der Ecke C angeordnet ist, und vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-a, der an der Ecke A angeordnet ist ausgegeben werden, und Signallicht, das vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-c, der an der Ecke C angeordnet ist, eingegeben wird, kann mit Dissipation vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-a, der an der Ecke A angeordnet ist, und vom optischen Eingabe/Ausgabeanschluss In/Out-b, der an der Ecke B angeordnet ist, ausgegeben werden.
Es ist leicht ersichtlich, dass die drei Enden In/Out-a, b und c, wie in 8D gezeigt, verbunden werden können, wenn drei Positionen, an denen der Kern von 7C dazu gebracht wird, zu wachsen, Verbindungspunkte A₁, B₁ und C₁ sind.
Wenn der optische Koppler, wie in 9B gezeigt, erhalten wird, indem der Kern von den drei Positionen, wie in 7C gezeigt, dazu gebracht wird, zu wachsen, ist es bevorzugt, dass der Kern nicht an Verbindungsenden (A₁, B₂ und C₂ in 7C) zum Wachsen gebracht wird, die nicht die Verbindungsenden (A₂, B₁ und C₁ in 7C) sind, an denen der Kern zu wachsen beginnt. Allerdings kann ein Kern teilweise von drei Halbspiegeln in den Richtungen A₁, B₂ und C₂, wie in 3B gezeigt, gebildet werden. Auch in diesem Fall wird die Beurteilung der vorliegenden Erfindung nicht verringert.
Der obengenannte Aufbau kann durch ein Verfahren zur Herstellung des optischen Wellenleiters realisiert werden, bei dem ein lichthärtbares Harz verwendet wird, wie in den oben beschriebenen vier Patentdokumenten beschrieben.
Ein Idealzustand, der auf geometrischer Optik basiert, wurde unter Verwendung von 8 beschrieben. Allerdings tritt beispielsweise, da der optische Wellenleiter ein Kern mit einem Durchmesser ist, der das lichthärtbare Harz verwendet, und ein Halbspiegel und/oder ein Spiegel nicht einfach Ebenen sind, sondern eine Dicke haben, Diffusionslicht beispielsweise so auf, dass das Diffusionslicht eine Stelle erreichen kann, an der, nach der Beschreibung von 8, kein Diffusionslicht als Störung ankommen sollte.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung wurde beschrieben, indem die Beschreibung von 8 stark vereinfacht wurde. Der Transmissionsweg des optischen Wellenleiters mit dem Durchmesser ist wie eine Gerade dargestellt, doch der optische Koppler nach der vorliegenden Erfindung ist nicht sicher auf alle Signalwege beschränkt, wie sie unter Verwendung von 8 beschrieben wurden.
Als nächstes wird der optische Koppler, der speziell durch das oben beschriebene Herstellungsverfahren für optische Koppler hergestellt wurde, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
9A und 9B sind Fotografien des speziell hergestellten optischen Kopplers der vorliegenden Erfindung. Unter Verwendung des Bestandteils 100 des optischen Kopplers aus 7A wurde der optische Koppler aus 9A erzielt, indem Härtungslicht von sechs Verbindungsenden A₁, A₂, B₁, B₂, C₁ und C₂ eingeleitet wurde, wie in 7B gezeigt, und der achsenförmige Kern in Selbstbildung gehärtet wurde. Unter Verwendung des Bestandteils 100 des optischen Kopplers aus 7A wurde der optische Koppler aus 9B erzielt, indem Härtungslicht von den drei Verbindungsenden A₂, B₁ und C₁ eingeleitet wurde, wie in 7C gezeigt, und der achsenförmige Kern in Selbstbildung gehärtet wurde.
In beiden Fällen sind drei Halbspiegel und ein Spiegel an vier Ecken platziert, und eine Seite eines Tetragons ist 5 mm.
Um beispielsweise das Härtungslicht von den sechs Verbindungsenden A₁, A₂, B₁, B₂, C₁ und C₂ einzuleiten, wird Härtungslicht einer Wellenlänge zum Härten des lichthärtbaren Harzes 20 unter Verwendung der optischen Faser eingeleitet. Beispielsweise ist es bevorzugt, dass das Härtungslicht ein Laserlicht ist. Nach Techniken in den oben beschriebenen Patentdokumenten 1 bis 4 tritt eine Konzentration von Licht auf, wenn ein Brechungsindex eines Härtungsmaterials höher ist als der eines nicht härtenden verflüssigten Materials, und ein langer achsenförmiger Kern wird sequentiell von sechs Eingabeenden des Härtungslichts aus zum Wachsen gebracht. Wenn der achsenförmige Kern drei Halbspiegel und einen Spiegel erreicht, wird der achsenförmige Kern durch Transmission und Reflexion weiter zum Wachsen ge bracht. In diesem Fall hat ein Vereinigungsbereich des Kerns, der sich aus einer anderen Richtung erstreckt, durch einen sogenannten optischen Löteffekt eine glatte Seitenfläche, und bildet dadurch den achsenförmigen Kern eines einheitlichen Körpers. Somit sind, wenn der achsenförmige Kern in alle Richtungen der Transmission und Reflexion durch die drei Halbspiegel und den einen Spiegel im Bezug auf eine zentrale Achse des Lichts von den sechs Eingabeenden gebildet wird, die sechs Eingabe/Ausgabeenden mit den drei Halbspiegeln und dem einen Spiegel durch den Kern des optischen Wellenleiters, der den Durchmesser hat, verbunden. Dieser optische Wellenleiter überträgt im Wesentlichen Licht von einem optischen Eingabeanschluss auf vier optische Ausgabeanschlüsse, wie unter Bezugnahme auf 8A und 8B beschrieben.
Der optische Koppler aus 9A ist ein optischer Koppler, dessen Prinzip als die Ausführungsform der Erfindung in 4C beschrieben wurde. Drei Halbspiegel und ein Spiegel sind an vier Ecken platziert und eine Seite des Tetragons ist 5 mm. Um den optischen Koppler aus 9A zu bilden, beispielsweise, wird der Boden eines transparenten Gehäuses an drei Halbspiegeln und einem Spiegel befestigt und mit einem verflüssigtem lichthärtbaren Harz gefüllt, und Härtungslicht einer Wellenlänge zum Härten des lichthärtbaren Harzes, beispielsweise unter Verwendung der optischen Faser, wird von Positionen von sechs Eingabe/Ausgabeenden eingeleitet. Es ist bevorzugt, dass das Härtungslicht ein Laserlicht ist. Nach der Methode der oben beschriebenen Patentdokumente 1 bis 4, tritt eine Konzentration des Lichts auf, wenn ein Brechungsindex eines Härtungsmaterials höher ist als der eines nichthärtenden verflüssigten Materials, und ein langer achsenförmiger Kern wird sequentiell von sechs Eingabeenden des Härtungslichts zum Wachsen gebracht. Wenn der achsenförmige Kern drei Halbspiegel und einen Spiegel erreicht, wird der achsenförmige Kern durch Transmission und Reflexion weiter zum Wachsen gebracht. In diesem Fall hat ein Vereinigungsbereich des Kerns, der sich von einer anderen Richtung erstreckt hat, durch einen sogenannten optischen Löteffekt eine glatte Seitenoberfläche, und bildet dadurch den achsenförmigen Kern eines einheitlichen Körpers. Somit sind, wenn der achsenförmige Kern in alle Richtungen der Transmission und Reflexion durch die drei Halbspiegel und den einen Spiegel im Bezug auf eine zentrale Achse des Lichts von den sechs Eingabeenden gebildet wurde, die sechs Eingabe/Ausgabeenden mit den drei Halbspiegeln und dem einen Spiegel durch den Kern des optischen Wellenleiters verbunden, der den Durchmesser hat. Dieser optische Wellenleiter über trägt im Wesentlichen Licht von einem optischen Eingabeanschluss zu vier optischen Ausgabeanschlüssen, wie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen von 4 gezeigt.
Tatsächlich wurde beim optischen Koppler aus 9A festgestellt, dass die unerwünschte Transmissionsdissipation von In-a zu Out-a etwa 10 dB größer ist als die Transissionsdissipation von In-a zu Out-b, c, und der optische Koppler kann als ein guter optischer Koppler verwendet werden.
9A zeigt ein Foto des fertiggestellten optischen Kopplers, dessen Prinzip in 4C beschrieben wurde, doch könnten im Wesentlichen genauso die optischen Koppler, deren Prinzipien in 2B, 2C, 3B, 3C, 4D und 4E beschrieben wurden, durch einen selbstbildenden optischen Wellenleiter erzeugt werden. Die Tätigkeit des optischen Kopplers des Fotos aus
9A wurde beschrieben, doch wird in gleicher Weise Leckagelicht teilweise an ein Ausgabeende ausgegeben, zu dem es nicht übertragen werden darf, zusätzlich zu idealen Ausbreitungsprinzipien der 1, 2A, 2B, 2C, 3A, 3B, 4A, 4B, 4C, 4D und 4E in einer solchen Beschreibung.
In diesem Fall wird in diesen Prinzipansichten ein Verzweigungsbereich eines Kerns zur Verbindung mit einem externen optischen Wellenleiter einer optischen Faser etc. gebildet, indem Härtungslicht durch die optische Faser von Positionen eingeleitet wird, die als ein optischer Eingabeanschluss, ein optischer Ausgabeanschluss und ein optischer Eingabe/Ausgabeanschluss gekennzeichnet sind. In diesem Fall nimmt der Effekt der vorliegenden Erfindung nicht ab, selbst wenn ein Kern teilweise in einem Bereich gebildet wird, der als der ursprüngliche optische Wellenleiter nicht notwendig ist.
Die Transmissionsdissipation des optischen Kopplers aus 3A wurde gemessen. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 1]

Eingabe Ausgabe Transmissionsdissipation (dB)

In-a Out-a 23,9

Out-b 9,5

Out-c 11,6

In-b Out-a 10,5

Out-b 23,3

Out-c 9,2

In-c Out-a 11,2

Out-b 10,1

Out-c 21,8
Wie in Tabelle 1 gezeigt, war eine gute Verteilungsfunktion als die ursprüngliche Funktion des optischen Kopplers möglich, da Dissipationsmengen von In-a zu Out-b und Out-c, von In-b zu Out-c und Out-a, und von In-c zu Out-a und Out-b kleiner als 12 dB sind. Da Dissipationsmengen von In-a zu Out-a, von In-b zu Out-b und von In-c zu Out-c, die im optischen Koppler nicht erwünscht sind, 21 dB übersteigen, liegen sie in einem Bereich in dem sie als eine Störung bearbeitet werden können.
Der optische Koppler 100, der als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in 5A, 6D, 6E und 6F beschrieben wurde, wurde gebildet. 10 ist ein Foto, das den optischen Koppler 100 zeigt. Beim optischen Koppler 100 aus 10 wurde der optische Wellenleiter, der die drei optischen Eingabeanschlüsse In-a, In-b und In-c, die drei optischen Ausgabeanschlüsse Out-a, Out-b und Out-c, die Halbspiegel HM-a, HM-b und HM-c und den idealen Reflexionsspiegel M verbindet, nach den Verfahren der Patentdokumente 1 bis 4 und einem anderen bekannten Verfahren gebildet, durch Einfüllen eines nichthärtenden verflüssigten lichthärtbaren Harzes, nachdem die Halbspiegel HM-a, HM-b und HM-c und der ideale Reflexionsspiegel M im Gehäuse platziert wurden, und Einleiten von Härtungslicht einer Wellenlänge zum Härten des lichthärtbaren Harzes von den drei optischen Eingabeanschlüssen In-a, In-b und In-c und den drei optischen Ausgabeanschlüssen Out-a, Out-b und Out-c. Der Kern der optischen Faser ist direkt mit jedem optischen Eingabeanschluss und jedem optischen Ausgabeanschluss des optischen Wellenleiterkerns verbunden.
Konstruktionswerte der Transmissions- und Reflexionscharakteristika der Halbspiegel HM-a, HM-b und HM-c für Signallicht mit einer Wellenlänge von 650 nm sind in Tabelle 2 gezeigt. [Tabelle 2]

S-Welle P-Welle

Brechung Transparenz Brechung Transparenz

HM-a, c 100% 0% 0% 100%

HM-b 85% 15% 15% 85%
Tatsächliche Messdaten der Transmissionscharakteristika der Halbspiegel HM-a und HM-c, die auf der Basis der Konstruktionswerte der Tabellle 2 hergestellt wurden, sind in 11 gezeigt, und tatsächliche Messdaten der Transmissionscharakteristika des Halbspiegels HM-b sind in 12 gezeigt.
Wie in der Charakteristikansicht in 11 gezeigt, beträgt bei den Halbspiegeln HM-a und HM-c die Durchlässigkeit Tp einer p-Welle (ein elektrisches Feld in einer Richtung innerhalb einer Einfallsebene) von Licht einer Wellenlänge von 620 bis 680 nm zumindest 97% und die Durchlässigkeit Ts einer s-Welle (ein elektrisches Feld in einer Richtung senkrecht zur Einfallsebene) ist kleiner als 1%. D. h., bei den Halbspiegeln HM-a und HM-c ist die Reflexion der p-Welle (das elektrische Feld in der Richtung innerhalb der Einfallsebene) von Licht der Wellenlänge 620 bis 680 nm kleiner als 3% und die Reflexion der s-Welle (das elektrische Feld in der Richtung senkrecht zur Einfallsebene) ist mindestens 99%. Insbesondere ist bei einer Wellenlänge von 650 nm die Reflexion kleiner als 2% wenn die Durchlässigkeit der p-Welle etwa 98% ist, und die Reflexion ist etwa 100%, wenn die Durchlässigkeit der s-Welle etwa 0% ist.
Sowohl bei den p- als auch bei den s-Wellen hängt die Durchlässigkeit von der Wellenlänge ab. Die Durchlässigkeit ist weitgehend verschieden aus dem oben beschriebenen Wellenlängenbereich. In 11 wurde eine mittlere Durchlässigkeit Tmean für den gesamten Lichtstrom gezeigt.
Wie in der Charakteristikansicht aus 12 gezeigt, ist in einem Wellenlängenbereich von 470 bis 680 nm beim Halbspiegel HM-b die Durchlässigkeit Tp der p-Welle (das elektrische Feld in der Richtung innerhalb der Einfallsebene) 80 bis 82% und die Durchlässigkeit Ts der s-Welle (das elektrische Feld in der Richtung senkrecht zur Einfallsebene) ist 14 bis 15%.
Selbst wenn der Wellenlängenbereich auf 400 bis 750 nm erweitert wird, ist die Durchlässigkeit sehr stabil (plateauförmig), mit Ausnahme einer Wellenlänge, bei der jede Durchlässigkeit um 5% erhöht wird.
In 12 wurde die mittlere Durchlässigkeit Tmean für den gesamten Lichtstrom gezeigt.

Die Einleitungsdissipation des optischen Kopplers 100 des Fotos aus 10 wurde gemessen unter Verwendung der Halbspiegel HM-a und HM-c, die die Transmissionscharakteristika aus 11 haben, und des Halbspiegels HM-b, der die Transmissionscharakteristika aus 12 hat. Dies wird in Tabelle 3 gezeigt. Ein optischer Koppler 900 wurde gebildet, indem alle Halbspiegel HM-a, HM-b und HM-c des optischen Kopplers 100 des Fotos aus 10 durch Halbspiegel ersetzt wurden, bei denen eine Polarisierungsspaltungscharakteristik niedrig ist, eine Reflexion 50% ist und eine Durchlässigkeit 50% ist, und die Einleitungsdissipation wurde gleichermaßen gemessen. Sie wurde als Vergleichsbeispiel in Tabelle 3 gezeigt. [Tabelle 3]

		Ausführungsform		Vergleichsbeispiel
		Einleitungsdissipation	Unterschied zwischen Anschlüssen	Einleitungsdissipation	Unterschied zwischen Anschlüssen
In-a	Out-b	7,4 dB	0,2 dB	7,7 dB	1,9 dB
	Out-c	7,2 dB		9,6 dB
In-b	Out-a	6,6 dB	0,9 dB	8,0 dB	1,3 dB
	Out-c	7,5 dB		6,7 dB
In-c	Out-a	8,0 dB	0,2 dB	10,0 dB	1,6 dB
	Out-b	7,8 dB		8,4 dB

Im Vergleichsbeispiel betrug jede Einleitungsdissipationsdifferenz zwischen zwei optischen Ausgabeanschlüssen zum Durchführen einer Ausgabe (oder ein Unterschied zwischen Anschlüssen) 1,3 bis 1,9 dB bei jedem der optischen Eingabeanschlüsse In-a, In-b und In-c. D. h., die Leistungen an verschiedenen optischen Ausgabeanschlüssen für das gleiche Signal waren in großem Maß verschieden. Die Anzahl der Wege, deren Einleitungsdissipation zumindest 8 dB beträgt, war vier aus sechs Transmissionswegen. Andererseits waren nach dieser Ausführungsform alle Einleitungsdissipationsdifferenzen zwischen zwei optischen Ausgabeanschlüssen zum Durchführen einer Ausgabe von den optischen Eingabeanschlüssen In-a, In-b und In-c (oder alle Differenzen zwischen Anschlüssen) kleiner als 1 dB, wodurch die Differenzen zwischen den Anschlüssen reduziert wurden. D. h., Leistungen an verschiedenen optischen Ausgabeanschlüssen für das gleiche Signal waren nicht im hohen Maße unterschiedlich. Es war kein Transmissionsweg unter den sechs Transmissionswegen vorhanden, dessen Einleitungsdissipation 8 dB überschreitet, und die Einleitungsdissipation wurde in fünf der sechs Transmissionswege reduziert.
Diese Ausführungsform kann die Einleitungsdissipation jedes Transmissionsweges ausreichend reduzieren, durch Verwendung der Halbspiegel, die die Charakteristika von 11 und 12 aufweisen, und jede Transmissionsdissipationsdifferenz zu zwei optischen Ausgabeanschlüssen für jeden optischen Eingabeanschluss reduzieren.
Solange es keinen besonderen Hinweis gibt, ist es bevorzugt, dass ein Spiegel in jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einem Material besteht, das im Wesentlichen keine Durchlässigkeit aufweist, und seine Durchlässigkeit muss bei einer gewünschten Wellenlänge nicht ganz 0% sein und seine Reflexion muss bei dieser Wellenlänge nicht ganz 100% sein.
In jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde ein Idealzustand beschrieben, der auf der geometrischen Optik basiert. Allerdings tritt beispielsweise, da der optische Wellenleiter ein Kern mit einem Durchmesser ist, der das lichthärtbare Harz verwendet, und ein Halbspiegel und/oder ein Spiegel nicht nur eine Ebene sind, sondern eine Dicke haben, Diffusionslicht auf, so dass das Diffusionslicht möglicherweise eine Position erreicht, an der das Diffusionslicht nicht als eine Störung auftreten sollte.
Um das Prinzip der vorliegenden Erfindung in jeder Ausführungsform zu beschreiben, ist der Transmissionssweg des optischen Wellenleiters mit dem Durchmesser wie eine Gerade gezeigt, doch der optische Koppler nach der Erfindung ist nicht sicher auf alle Signalwege begrenzt, die unter Verwendung der Zeichnungen beschrieben sind.
Wie oben beschrieben, kann ein optisches LAN aufgebaut werden, indem der optische Koppler der Erfindung als eine Verzweigungsvorrichtung zur Verzweigung von einer Hauptleitung zu jedem Anschluss verwendet wird.
Der optische Koppler der vorliegenden Erfindung kann durch Einleiten in eine Hauptleitung einer optischen Kommunikationsleitung eine Verzweigung bilden und ist nützlich in einem bidirektionalen optischen LAN mit zwei Leitungen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 4011283 [0003]
- JP 2002-365459 [0003]
- JP 2004-149579 [0003, 0114]
- JP 2005-347441 [0003]
- JP 2001-154046 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- „Technical Report, 1996, No. 1” der Fuji Xerox Co. Ltd. (http://www.fujixerox.co.jp/company/tr/tr96/Takshi_Ota/T_Ota101.html) [0002]

Claims

Lichtkoppler enthaltend: eine Mehrzahl von Lichteingabeanschlüssen eine Mehrzahl von Lichtausgabeanschlüssen eine Mehrzahl von Halbspiegeln; und einen optischen Wellenleiter, der die Mehrzahl der Lichteingabeanschlüsse, die Mehrzahl der Lichtausgabeanschlüsse und die Mehrzahl der Halbspiegel verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Wellenleiter die Form einer geknickten Linie hat und jeder der Mehrzahl der Halbspiegel an einer entsprechenden Ecke der geknickten Linienform platziert ist.
Lichtkoppler nach Anspruch 1, wobei der optische Wellenleiter ein Polygon-Netzwerk enthält, wobei jeder aus der Mehrzahl von Halbspiegeln an einer entsprechenden Ecke des Polygon-Netzwerks platziert ist.
Lichtkoppler nach Anspruch 2, wobei Ni die Anzahl der mehreren Eingabeanschlüsse ist und No die Anzahl der mehreren Ausgabeanschlüsse ist, und N die Anzahl der mehreren Halbspiegel ist, wobei Ni, No und N die folgenden Aussagen erfüllen: Ni ≤ N und No ≤ N; und das Polygon-Netzwerk hat N Ecken.
Lichtkoppler nach Anspruch 3, wobei zumindest einer aus der Mehrzahl der Halbspiegeln senkrecht zu einer Halbierenden der entsprechenden Ecke des Polygon-Netzwerks ist.
Lichtkoppler nach Anspruch 3, wobei sich zumindest einer aus der Mehrzahl der Halbspiegel auf einer Halbierenden der entsprechenden Ecke des Polygon-Netzwerks befindet und senkrecht zu einer Fläche ist, die von der entsprechenden Ecke definiert wird.
Lichtkoppler nach Anspruch 3, wobei sich zumindest einer aus der Mehrzahl der Lichteingabeanschlüssen auf einer ersten Verlängerungslinie befindet, die die Verlängerung einer ersten Seite ist, die die entsprechende Ecke bildet; und sich zumindest einer aus der Mehrzahl der Lichtausgabeanschlüsse auf einer zweiten Verlängerungslinie befindet, die eine Verlängerung einer zweiten Seite ist, die die entsprechende Ecke bildet.
Lichtkoppler nach Anspruch 4, wobei Ni = 3, No = 3 und N = 3.
Lichtkoppler nach Anspruch 5, wobei Ni = 3, No = 3 und N = 3.
Lichtkoppler nach Anspruch 3, wobei zumindest einer der Eingabeanschlüsse und der entsprechende Ausgabeanschluss in einem Eingabe- und Ausgabeanschluss kombiniert sind.
Lichtkoppler nach Anspruch 3, wobei der optische Wellenleiter aus einem optisch reagierenden Harz gebildet ist.
Lichtkoppler nach Anspruch 2, weiter enthaltend einen Spiegel, der an einer entsprechenden Ecke des Polygon-Netzwerks platziert ist.
Lichtkoppler nach Anspruch 11, wobei der Spiegel senkrecht zu einer Halbierenden der einen Ecke ist, an der der Spiegel angebracht ist.
Lichtkoppler nach Anspruch 11, wobei Ni die Anzahl der mehreren Eingabeanschlüsse ist, No die Anzahl der mehreren Ausgabeanschlüsse ist, N die Anzahl der mehreren Halbspiegel ist und Nm die Anzahl der Spiegel ist, wobei Ni, No, N und Nm die folgenden Aussagen erfüllen: Ni ≤ N und No ≤ N; und das Polygon-Netzwerk hat N + Nm Ecken.
Lichtkoppler nach Anspruch 11, wobei zumindest einer aus der Mehrzahl der Halbspiegel senkrecht zu einer Halbierenden der entsprechenden Ecke des Polygon-Netzwerks ist, an der der eine aus der Mehrzahl von Halbspiegeln platziert ist.
Lichtkoppler nach Anspruch 11, wobei sich zumindest einer aus der Mehrzahl der Halbspiegel auf einer Halbierenden der entsprechenden Ecke des Polygon-Netzwerks befindet, auf der sich einer aus der Mehrzahl der Halbspiegel befindet, und senkrecht zu einer Fläche ist, die durch die entsprechende Ecke definiert ist, an der einer aus der Mehrzahl der Halbspiegel platziert ist.
Lichtkoppler nach Anspruch 13, wobei Ni + No = 6, N = 3 und Nm = 1.
Lichtkoppler nach Anspruch 13, wobei Ni = 3, No = 3, N = 3 und Nm = 1.
Lichtkoppler nach Anspruch 13, wobei sich zumindest einer aus der Mehrzahl der Lichteingabeanschlüsse auf einer ersten Verlängerungslinie befindet, die die Verlängerung einer ersten Seite ist, die die entsprechende Ecke bildet; und sich zumindest einer aus der Mehrzahl der Lichtausgabeanschlüsse auf einer zweiten Verlängerungslinie befindet, die die Verlängerung einer zweiten Seite ist, die die entsprechende Ecke bildet.
Lichtkoppler nach Anspruch 16, wobei eine Signaleingabe von einem ersten Eingabeanschluss aus der Mehrzahl der ersten Eingabeanschlüsse von der Mehrzahl der Ausgabeanschlüsse ausgegeben wird, mit Ausnahme des Ausgabeanschlusses, der mit dem ersten Eingabeanschluss ein Paar bildet.
Lichtkoppler nach Anspruch 11, wobei zumindest einer der Eingabeanschlüsse und der entsprechende Ausgabeanschluss in einen Eingabe- und Ausgabeanschluss kombiniert sind.
Lichtkoppler nach Anspruch 11, wobei der optische Wellenleiter aus einem optisch reagierenden Harz gebildet ist.
Lichtkoppler nach Anspruch 3, wobei eine optische Achse des optischen Wellenleiters auf einer Ebene liegt.
Lichtkoppler nach Anspruch 22, wobei die Mehrzahl der Halbspiegel senkrecht zu der Ebene ist.
Lichtkoppler nach Anspruch 23, wobei N = 3, No = 3 und N = 3.
Lichtkoppler nach Anspruch 24, wobei zumindest zwei aus der Mehrzahl der Halbspiegel eine Transparenz für P-Wellen haben, die größer oder gleich 90% ist, und einen Reflexionsgrad für S-Wellen, der größer oder gleich 90% ist, und einer aus der Mehrzahl der Halbspiegel eine Transparenz für P-Wellen hat, die größer oder gleich 60% ist, und einen Reflexionsgrad für S-Wellen, der größer oder gleich 60% ist.
Lichtkoppler nach Anspruch 25, wobei zumindest zwei aus der Mehrzahl der Halbspiegel eine Transparenz für P-Wellen haben, die größer oder gleich 95% ist und einen Reflexionsgrad für S-Wellen, der größer oder gleich 95% ist.
Lichtkoppler nach Anspruch 24, wobei die Mehrzahl der Halbspiegel ein erster Halbspiegel, ein zweiter Halbspiegel und ein dritter Halbspiegel ist, wobei eine erste optische Weglänge zwischen dem ersten und dem dritten Halbspiegel länger ist als eine zweite optische Weglänge zwischen dem ersten und dem zweiten Halbspiegel und eine dritte optische Weglänge zwischen dem zweiten und dem dritten Halbspiegel; und der zweite Halbspiegel eine Transparenz für P-Wellen hat, die kleiner als 90% ist, und einen Reflexionsgrad für S-Wellen, der kleiner als 90% ist.
Lichtkoppler nach Anspruch 27, wobei ein Spiegel zwischen dem ersten und dem zweiten Halbspiegel und an einer entsprechenden Ecke des Polygon-Netzwerks platziert ist.
Lichtkoppler nach Anspruch 28, wobei der Spiegel im Wesentlichen eine ideale Reflexion aufweist.
Lichtkoppler nach Anspruch 28, wobei der optische Wellenleiter eine rechteckige Leiterform hat; zumindest einer aus der Mehrzahl der Lichteingabeanschlüsse auf einer ersten Verlängerungslinie platziert ist, die eine Verlängerung einer ersten Seite ist, die die entsprechende Ecke bildet; und zumindest einer aus der Mehrzahl der Lichtausgabeanschlüsse auf einer zweiten Verlängerungslinie platziert ist, die eine Verlängerung einer zweiten Seite ist, die die entsprechende Ecke bildet.
Lichtkoppler nach Anspruch 30, wobei sich jeder aus der Mehrzahl der Halbspiegel auf einer Halbierenden der entsprechenden Ecke des Polygon-Netzwerks befindet, und der Spiegel senkrecht zu einer Halbierenden der entsprechenden Ecke des Polygon-Netzwerks ist.
Lichtkoppler nach Anspruch 27, wobei der optische Wellenleiter aus einem optisch reagierenden Harz gebildet ist.
Lichtkoppler nach Anspruch 29, wobei der optische Wellenleiter aus einem optisch reagierenden Harz gebildet ist.
Herstellungsverfahren für den Lichtkoppler nach Anspruch 1, enthaltend die Schritte: einen ersten Schritt, in dem die Mehrzahl der Eingabeanschlüsse, die Mehrzahl der Ausgabeanschlüsse und die Mehrzahl der Halbspiegel auf einem Gehäuse angeordnet werden; einen zweiten Schritt, in dem das Gehäuse mit einem optisch reagierenden Harz im flüssigen Zustand gefüllt wird; einen dritten Schritt, in dem ein Licht eingeleitet wird, das mit dem optisch reagierenden Harz reagiert und es härtet, so dass der optische Wellenleiter gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei das Licht durch zumindest zwei aus der Mehrzahl der Lichteingabeanschlüsse zum optisch reagierenden Harz eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei das Licht durch alle aus der Mehrzahl an Lichteingabeanschlüssen zum optisch reagierenden Harz eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 35, wobei das Licht entlang einer Seite des Polygon-Netzwerks eingeleitet wird.
Herstellungsverfahren für den Lichtkoppler nach Anspruch 25 enthaltend die Schritte: einen ersten Schritt, in dem die Mehrzahl der Eingabeanschlüsse, die Mehrzahl der Ausgabeanschlüsse und die Mehrzahl der Halbspiegel auf einem Gehäuse angeordnet werden; einen zweiten Schritt, in dem das Gehäuse mit einem optisch reagierenden Harz im flüssigen Zustand gefüllt wird; einen dritten Schritt, in dem ein Licht eingeleitet wird, das mit dem optisch reagierenden Harz reagiert und es härtet, so dass der optische Wellenleiter gebildet wird.
Herstellungsverfahren für den Lichtkoppler nach Anspruch 27, enthaltend die Schritte: einen ersten Schritt, in dem die Mehrzahl der Eingabeanschlüsse, die Mehrzahl der Ausgabeanschlüsse und die Mehrzahl der Halbspiegel auf einem Gehäuse angeordnet werden; einen zweiten Schritt, in dem das Gehäuse mit einem optisch reagierenden Harz im flüssigen Zustand gefüllt wird; einen dritten Schritt, in dem ein Licht eingeleitet wird, das mit dem optisch reagierenden Harz reagiert und es härtet, so dass der optische Wellenleiter gebildet wird.