DE1807574B2 - Eingabekoppeleinrichtung fuer einen optischen wellenleiter und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Eingabekoppeleinrichtung fuer einen optischen wellenleiter und verfahren zu deren herstellung

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DE1807574B2 DE19681807574 DE1807574A DE1807574B2 DE 1807574 B2 DE1807574 B2 DE 1807574B2 DE 19681807574 DE19681807574 DE 19681807574 DE 1807574 A DE1807574 A DE 1807574A DE 1807574 B2 DE1807574 B2 DE 1807574B2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Eingabekoppeleinrichtung für einen optischen Wellenleiter sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
Anwendungsgebiet der Erfindung ist ein optischer Wellenleiter, der aus einer Verbund-Glasfaser besteht. Die Glasfaser besitzt einen Korn, dessen Durchmesser in der Größe der Vakuumwcllcnlängc des sich in der Easer ausbreitenden Lichtes liegt; der Kern ist mit einem Bcschichtungsstoff überzogen, dessen Brechungsindex geringer als derjenige des Xern Werkstoffes ist.
innerhalb eines solchen Wellenleiters sind zahlreiche Ausbreitungsmodi der Lichtwelle möglich, für Zwecke der Nachrichtenübertragung soll jedoch die Lichtfrequenz innerhalb eines Wertbereiches liegen. wo nur eine Lichtauscrtitung im HEn-Modus ιηημ-lieh ist. Zur Erregung dieses Ausbreitungsmodus mn!' der Feldvorlauf bis zu einem gewissen Grade ιηκίι-siebildet werden. Dickes erfolgt üblicherweise duieh Bündelung eines eben polarisierten Lichtbündel- π einen Fleck von et »vas grölkrem Durchmesser ;·.!-
ίο der YVellenleiterkern und durch Zentrierung die-..·- Flecks auf einer Endfläche des Kerns. Die Bündelurj ist jedoch ein schwieriger Vorgang ebenso wie d;,· Zentrierung, und infolgedessen sind die Verlu-·.-vergleichsweise groß.
Aufgabe der Erfindung ist die Zurverfügungstellung einer Eingabekoppcleinrichtung zur Eingab.: eines Lichtbündels in einen optischen Wellenleiie mit hohem Wirkungsgrad.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß Innerhalb eines Wellenleiterabschnkkder Kemquerschnitt sich allmählich von einer Ein gabefläcYie an einem Ende zu einer Übergangsfläclu am anderen Ende verringert, deren Durchmesser in. wesentlichen der Vakuumwellenlänge des Eingabelichtes gleich ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Kerndurchmesser in der Eingabefläche etwa das 50fache des Kerndurchmessers an der Übergangsfläche.
Die Länac des Koppelabschnittes längs der Kern· achse zwischen Eingabe- und Übergangsfläche beträgt etwa das 5 X 1 (Mache der Vakuumwellenlänge des Lichtes.
Vorzugsweise ist der Verjüngungsgrad über die gesamte Länge des Koppelabschnittes >m wesentlichen konstant.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Eingabekoppeleinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrung eines Kapillarrohres aus dem Bcschichtungsstoff für den Wellenleiter mit Gleitsitz ein Stab aus dem KcrnstolT des Wellenleiters eingefügt wird, daß die Anordnung nach Erhitzen auf eine Ziehtemperatur so weit ausgezogen wird, bis der Rohraußendurchmesscr etwas kleiner a!s der Ausgangsdurchmesser der Bohrung ist. daß das ausgezogene Rohrstück in die Bohrung eines anderen entsprechenden Kapillarrohres eingefügt wird, daß die Anordnung nach Erhitzung kegelstumpfförmig mit einem kleinsten Durchmesser im wesentlichen gleich der Vakuumwellenlänge des Eingabelichtes ausgezogen wird, daß der Kegelstumpfabschnitt abgeschnitten wird und daß die Maximaldurchmesser-Endfläche poliert wird. Im vorstehenden sind zwei Ziehstufen erwähnt.
doch können auch drei oder mehr Ziehstufen zur Anwendung kommen.
Der Durchmesser des Kornstabes ist etwas geringer als der Innendurchmesser des Kapillarrohres, damit der Kernstab leicht in die Bohrung eingeführt wcden kann.
Wenn man mit zwei Ziehstufen arbeitet, beträgt der Durchmesser des Kernstabes etwa das 500fache der Vakuumwellenlänge des in dem Koppclabschnitt zu übertragenden Lichtes. Nach Abschluß der beiden Ziehstufen belauft sich der maximale Kerndurchmesser in der Eingabefläche etwa auf das 50fachc der Vakuumwellenlänge. Der Anfangsinnendurchmesser des Kapillarrohres ist somit etwas größer als
3 ' 4
das 500fache der Vakuumwellenlänse, wohnen sich zu, so daß das Lichtbündel leichter zentriert werden
der Außendurchmesser etwa auf da's 5000fa"che der kann. Ein Parallel- oder Quasiparallelhchtbundel zur
Vakuumwellenlänne beläuft. Erzeugu.m eines kreisförmigen Lichtllecks mit einem
Als Ausiulmingsbeispiel soll nunmehr ein Verfall- Durchmesser von etwa ?0 · 10 ^m kann imni ir-
len zur Herstelluno einer Einuabekoppeleinrichtung 5 zeuct und ohne große Schwierigkeiten aui die lh -
unter BezuiLnahimTauf die anfieuende Zeichnung in uabekernfläche 4 zentriert werden, ucr κορρ.ι« ir-
Einzelheiten erläutert werden. F^ stellen dar kungsgrad der Einrichtung ist großer als he. um,
Fin. 1 einen Querschnitt durch einen herkömm- bekannten Einrichtung.
liehen-optischen Wellenleiter in vergrößertem Maß- Die Koppelrichtung kann nach lolgenüem \irun-
jaab " ίο ren hergestellt werden.
Fi «. 2 die Feldverteilurm in dem Kern des WeI- Ein Kapillarrohr aus dem Beschichtungsglas mit
lenleiters nach F U. 1 und ~ einem Brechungsindex 1.50 wird mit einem Innen-
Fiu. 3 eine Seitenansicht der Koppeleinrichtunu durchmesser von etwa ()..·) mm und einem audui-
nach der Erfindung in einem anderen Maßstab. " durchmesser von etwa 5,0 mm hergestellt, bin S.at>
Der optische Wellenleiter nach F i b. 1 besitzt 15 aus dem Kernglas mit einem Brechungsindex 1
einen Glaskern 1 mit einem Brechungsindex nx und wird mit einem Durchmesser von etwas ««■"'=-'
einem Durchmesser in der Größe deV Vakuumwcl- 0.5mm gefertigt. Ein Abschnitt dieses Glass.b^
lenlänue des zu übertragenden Lichtes. Der Kern ist wird in die Bohrung des Kapillarrohre* giiichu
mit einer Glasbeschichtu.m 2 mit einem Brechungs- Länge eingefügt. Die Anordung wird dann aiii *
index/,., überzogen, wobei /,.>/,., t.h. Das Licht so Temperatur erhitzt, wo die Einrichtung au^^"
wird intern Wellenleiterkern nach dem HEn-Modus werden kann, bis der Rohraußendurchricsse in. .>-
übertragen, wie durch die Fcldvertcilune 3 in F i g. 2 kleiner als der Ausgangsbo.irungsdu.chm.ssy m.
angedeutet ist. " Picscs Ausziehen bedingt etwa e.ne lOfachi \,...1-
FiU. 3 ist eine Seitenansicht einer Eineabekoppcl- gerung des Durchmessers von Rohr und ^n^|
einrichtung nach der Erfindung in vergrößertem ,5 Das gezogene Werkstück wird dann m einen anui-
Maßstab/Dieselbe besitzt eini polierte Eingabe- ren Längenabschnitt des Kapillarrohres ..ng,sti. κ
Iläche4 an einem Ende, senkrecht zur Längsachse die gesamte Anordnung wire erhitzt und ickmn
der Einrichtung. Von der Fläche 4 zu der Übergangs- ausgezogen, bis das Rohr einen Aubmdurihn lssu
Mäche 5 am anderen Ende erlol.t eine Verjüngung. von etwa 0.1 mm aufwe.st. Der Verjungungsal sehn U
Die Einrichtung besitzt einen Kern 1 und eine Be- 30 wird dann abgeschnitten. Nach dem AbkuhLn_« id
schichtung!, wie oben erläutert ist; sowohl Kern als die Fläche mit größerem Querschnitt in bekannter
auch Beschichtung sind nach Fig. 3 verjüngt aus- Weise poliert. , .
„cbildet I" dcr zwcilen ZiehsUltc wird einc Durchmessu-
^ Eine ' beispielhafte Koppeleinrichtung hat einen verringerung von etwa 50;: 1 von, Rohr.un" ^r"m :i'·
Kerndurchmesser von etwa 50 X 10« m in der Ein- 35 erreicht, so daß die beiden Z.ehstufen anm η
2abefläche4 und von etwa 1 X 10- in der über- eine etwa SOOfache Durchmesservernngening gigin-
«angsfläche 5. Der Gesamtdurchmesser in der Über- über dem Ausgangsstabdurchmesser cr^n. dab
uangsnäche S betraut etwa 100 X 10- m. der Minimaldurchmesser des Stabes mn.rhalb di
" Die Koppeleinrichtung ist im Be.eich der Über- Verjüngungsabschnittes einen Wert von J ■ lu m
ganesflächeS mit einem optischen Wellenleiter ver- 40 hat. Der maximale Stabdurchmesser am dicken End.
bunden, in den ein auf die Eingabefläche 4 auftref- des Verjüngungsabschnitls betragt. e a , ^ - 10 m fendes Lichtbündel eingeleitet wird. Ein größerer Die Länge des Verjungungsaoschn U b trag *
Kernquerschnitt in der Eingabenäche 4 läßt die Ver- 5 cm. und der Ver.ungungsgrad ergibt snh wahrend Wendung eines größeren Lichtbündelquerschnittes der Zichstufen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Eingabekoppeleinrichtung für einen optischen Wellenleiter, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Wellenleiterabschnittes der Kernquerschniit sich allmählich von einer Eingabefläche an einem Ende zu einer Übergangsfläche am anderen Ende verringert, deren Durchme· · ^r im wesentlichen der Vakuumwellenlänge des hingabelichtes gleich ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndurchmesser in der Eingabefläche etwa das 50fache der Vakuumwelienlünge des Eingabelichtes beträgt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Eingabeabschnuus etwa das 5 ■ 1 (!'fache der Vakuumwcllenlänge des Eingabelichtes beträgt.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Eingabeabschnitt die Beschichtung des Kerns ebenfalls von der Eingabefläche zu der Übergangsfläche gleichmäßig dünner wiul.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung über die Länge des Koppelabschnittes konstant ist.
6. Verfahren zur Herstellung einer Eingabekoppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrung eines Kapillarrohres aus um BeschichtungsstofT für den Wellenleiter mit Gleitsitz ein Stab aus dem KernstofF des Wellenleiters eingeführt wird, daß die Anordnung nach Erhitzen auf eine Ziehtemperatur so weit ausgezogen wird, bis der Rohraußendurchmesser e<was kleiner als der Ausgangsdurchmesser der Bohrung ist, daß das ausgezogene Rohrstück in die Bohrung eines anderen entsprechenden Kapillarrohres eingefügt wird, daß die Anordnung nach Erhitzung kegelstumpfförmig mil einem kleinsten Durchmesser im wesentlicher gleich der Vakuumwellenlänge des Eingabelichtes ausgezogen wird, daß der Kegelstumpfabschnitt abgeschnitten wird und daß die Maximaldurchmesser-Endfläche poliert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausziehen des ersten Rohres mit KernfüUung in mindestens einer weiteren Erhitzung- und Ausziehstufe erfolgt.
DE19681807574 1967-11-08 1968-11-07 Eingabekoppeleinnchtung für einen optischen Wellenleiter und Verfahren zu deren Herstellung Expired DE1807574C3 (de)

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