DE1807575A1 - Koppelverfahren fuer zwei optische Wellenleiter - Google Patents
Koppelverfahren fuer zwei optische WellenleiterInfo
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Description
Beschreibung zum Patentgesuch
der Postal Administration of the United Kingdom of Great
Britain and Northern Ireland as represented by Her Majesty's Postmaster Generalj The General Post Office, St. Hartin 1S-le-Grand,
London, E.C.I/England
betreffend:
ti ν
Koppelverfahren für zwei optische Wellenleiter"
Die Erfindung betrifft ein Koppelverfahren für mindestens zwei optische Wellenleiter mit einem Kern und einer Beschichtung.
bin optischer Wellenleiter besteht aus einer Verbundglasfaser mit einem Glaskern, dessen Durchmesser in der Größe der Vakuumwellenlänge
des in den Wellenleiter zu übertragenden Lichts liegt und mit einer Glasbeschichtung aus einem Glas,
dessen Brechungsindex geringer als derjenige des Kernwerkstoffs ist.
Käufig müssen Wellenleiterabschnitte miteinander gekoppelt werden, damit ein Teil oder die Gesamtheit der Energie aus
dem einen in den anderen Wellenleiter übertragen werden kann. Ein unmittelbares Aneinanderstoßen der Wellenleiterenden und
ein gegenseitiges Ausrichten der Kerne bringt erhebliche Schwierigkeiten bei der Ausrichutng der aufeinanderstoßenden
Enden mit einer Genauigkeit von Bruchteilen eines /*>-»
Ein anderes Koppelverfahren mit Abstrahlung aus dem Ende eines Wellenleiters in ein Linsensystem und Fokussierung in den
anderen Kern bedingt Energieverluste, die nicht tragbar sind.
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Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines einfachen
Koppelverfahrens I
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die
Wellenleiter in ein Kapillarrohr aus einem Glas mit einem Brechungsindex kleiner als derjenige der V/ellenleiterbeschichtung
bis zum gegenseitigen Nahekommen eingeschoben werden, daß der die Näherungszone umgebende Teil des Kapillarrohres erhitzt
und ausgezogen wird, bis der Rohraussendurchmesser auf einen
Wert im wesentlichen gleich dem Wellenleiterdurchmesser abnimmt.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß der Grad der gegenseitige Annäherung durch Einfädeln eines Wellenleiters in eine Muffe
kürzer als das Kapillarrohr und aus einem Glas, dessen Brechung index dem des Kapillarrohres gleich ist, gesteuert wird, daß
diese Muffe in das Kapillarrohr eingebracht wird und daß der die Muffe umgebende Teil des Kapillarrohres erhitzt wird.
Der Innendurchmesser des Kapillarrohres ist so bemessen, daß die Wellenleiter mit dem Koppelelement Aufnahme finden.
Wenn nach diesem Verfahren ein erster Wellenleiter an einen zweiten Wellenleiter angekoppelt wird, werden zunächst beide
Wellenleiter, auf deren einen zuvor die kürzere Muffe aufgezogen ist, durch das Kapillarrohr gezogen. Die Muffe wird
innerhalb des Rohrabschnitts ausgerichtet, der dann erhitzt
wird.
Wenn die Muffe aus einem Stoff besteht, dessen Brechungsindex
von einem anliegenden elektrischen Feld abhängt, kann die Kopplung zwischen den Wellenleitern durch Änderung der Feldstärke
geändert werden, womit sich die Möglichkeit einer Modulation oder Demodulation ergibt.
Nach einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wellenleiter innerhalb des Kapillarrohres
miteinander in Berührung gebracht werden. ■
Dabei können die Wellenleiter einanderpberlappend in das ·
Kapillarrohr eingelegt werden, wobei der Überlappungsbereich
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ORIGINAL INSPECTED
der Wellenleiter erhitzt wird. Wenn nach diesem Verfahren ein erster Wellenleiter mit einem zweiten Wellenleiter gekoppelt
wird, ist nur eine geringe Überlappung erforderlich. Der Innendurchmesser des Kapillarrohres ist etwa gleich der
Summe der Durchmesser der Wellenleiter.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Wellenleiterenden abgekantet und von gegenüberliegenden
Stirnseiten in das Kapillarrohr eingeführt werden, bis die abgekanteten Enden stumpf aneinanderstoßen.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung
erläutert werden. Es stellen dar:
Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen der Einzelelemente vor ihrer Verbindung nach einer
ersten und zweiten Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 3 und 4 schematische Darstellungen der !Teile nacl
den Fig. 1 und 2 nach Abschluß der Kopplung und
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Modulators.
In Fig. 1 ist ein Kapillarrohr 1 aus einem Glas erkennbar, dessen Brechungsindex geringer als derjenige der Beschichtung
der miteinandeijzt^koppelnden Wellenleiter 2, 3 ist. Der Durchmesser
des Kanals 4 des Rohres 1 ist etwa der Summe der Durchmesser der Wellenleiter 2,3 gleich, wogegen der Außendurchmesser
des Rohrs etwa 50mal größer als der &analdurchmessei
ist. Die Länge des Rohres 1 beträgt etwa 10 cm.
Die Endteile der beiden miteinander]zi(koppeMen optischen
Wellenleiter" 2,3 werden in den Kanal 4 des Rohres 1 so eingestellt,
daß sie sich etwa in der Rohrmitte geringfügig überlappen. Es ist zweckmäßig, den Wellenleiter 2 zunächst durch
die gesamt Länge des Kanals 4 zu ziehen und dann den Wellenleiter
3 entsprechend vom entgegengesetzten Ende einzuschieben
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. .■■:; W1- BAD ORIGINAL
Schließlich zieht man beide Wellenleiter so weit heraus, bis
sich eine Überlappung von 1 cm ergibt. Der Rohrabschnitt 5 in der Umgebung der Überlappungsstelle der Wellenleiter 2,5
wird dann auf die Erweichungstemperatur erhitzt und ausgezogen; bis der Durchmesser dieses Abschnitts etwa gleich dem ursprünglichen
Außendurchmesser der Wellenleiter ist.
Nach einer abgewandelten Verfahrensweise werden die Enden der optischen Wellenleiter 2,5 zunächst abgekantet und von entgegengesetzen
Stirnseiten in den Kanal 4 des Rohres 1 eingeschoben,
bis diese Enden stumpf aneinanderstoßen. Bei dieser Verfahrensweise ist der Durchmesser des Kanals 4- dem Durchmesser
der Wellenleiter gleich, während die übrigen Größenabmessungen des Kapillarrohres unverändert bleiben. Der
die aneinanderstoßenden Enden umgebende Abschnitt des Rohres 1 wird bis zum Erweichungspunkt erhitzt, bis die stumpf,
aneinanderstoßenden Enden miteinander verschmelzen. Dann wird das Rohr ausgezogen, bis der Durchmesser des genannten Abschnitte
etwa dem anfänglichen Außendurchmesser der Wellenleiter gleich ist. Die Verfahrensweise entspricht der Darstellung der Fig.1
bei fehlender Überlappung, das Endergebnis ist in Pig. 5 dar-v
gestellt.
In dem ausgezogenen Abschnitt sind alle Durchmesser im Verhältnis
100:1 verringert. Die ursprünglichen Wellenleiterkerne werden in diesem Abschnitt verschwindend klein. Das in den
verschwindenden Kernen vorhandene elektrische Feld streut in die Beschichtung aus, die zuvor diese Kerne umgibt. Diese
Beschichtung bildet nun einen neuen Kern, der durch den ausgezogenen Teil des Kapillarrohres 1 beschichtet ist.
Fig. 5 zeigt die Endform der gesamten Anordnung nach dem
Ziehvorgang.
Die Energieübertragung innerhalb eines neuen optischen Wellenleiterabschnitts
zwischen den Wellenleitern 2 und 3 erfolgt allmählich über eine Länge des Zwischenwellenleiters, die
einer großen Anzahl von Vakuumwellenlängen gleich ist; infolgedessen treten Reflexionen nicht in merklichem
Ausmaß auf.
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Die Ausbildung der Kopplung kann von Hand oder· maschinell
erreicht werden, wobei das Kapillarrohr festgehalten wird, die Wellenleiter ausgerichtet werden, eine Erhitzung erfolgt und
dann das Kapillarrohr so weit ausgezogen wird, daß man die erforderliche Durchmesserverringerung erhält.
Die beschriebene Verfahrensweise liefert eine Kopplung zwischen zwei Wellenleitern mit einer vollstäidLgen oder teilweisen
Energieübertragung von einem Wellenleiter in den anderen. Die Energieübertragung kann durch Ausrichtung der Kerne der
beiden gleichen Wellenleiter in ausreichender gegenseitigen Nähe über einen bestimmten Mindestabstand erzielt werden.
Die Verfahrensdurchführung erfordert das Einführen beider Wellenleiter durch den Kanal eines Kapillarrohres, dessen
Brechungsindex der gleiche wie derjenige des Rohres 1 nach den Fig. 1 und 3 ist, doch dessen Durchmesser etwas größer ist.
Fig. 2 zeigt das Kapillarrohr 1, durch das die miteinander
zu|toppelnden optischen Wellenleiter 2,3 vollständig hindurchgezogen
sind. Vor dem Einziehen des Wellenleiters 3 wird eine kurze Muffe 6 mit einer Länge von 2 bis 3 cm über den Wellenleiter
2 gezogen und im Zentrum des Kapillarrohres 1 ausgerichtet. Die Muffe ist ein dünnwandiges Glasrohr, dessen
Brechungsindex der gleiche wie derjenige des Kapillarrohres ist. Der Abschnitt 5 des Kapillarrohres 1 nach Fig. 2 wird
schließlich auf den Erweichungspunkt erhitzt und dann auf den Durchmesser der Wellenleiter 2,3 ausgezogen.
Wie oben beschrieben ist, werden die ursprünglichen Kerne der Wellenleiter verschwindend klein und die ursprünglichen
Beschichtungen übernehmen die Aufgabe der verschwundenen Kerne. Das ausgezogene Kapillarrohr wird zu dem neuen Kern, wogegen
die ausgezogene Muffe 6 die neuen Kerne in einem festen gegenseitigen Abstand hält. Die Endform der Verbundanordnung ist
in Fig. 4 dargestellt.
Über die Länge der ausgezogenen Muffe 6 halten die Wellenleiterkerne
einen festen gegenseitigen Abstand ein. Durch diese Größe wird der Kopplungggrad und damit das Maß der Energieüber-
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tragung bestimmt. Je näher einander die ^erne sind, umso höher
ist die Kopplung bei vorgegebener Länge der Muffe6. Die Länge der ausgezogenen Muffe bestimmt die Anzahl der Energieübergänge
von einem Kern zu dem anderen, die möglichst klein gehalten werden muß, vorzugsweise in der Größe eines vollständigen
oder eines teilweisen Übergangs.
Wenn die Muffe 6 aus einem Stoff besteht, dessen Brechungsindex von der Stärke eines anliegenden elektrischen Feldes abhängt,
kann man eine Änferung der Kopplung zwischen den Kernen durch
Änderung der elektrischen Feldstärke erreichen, Wenn die Kerne einander vergleichsweise nahe stehen und die ausgezogene Muffe €
vergleichsweise lang ist, erhält man eine große Anzahl von Energieübergangen zwischen den Kernen. Folglich liefert eine
vergleichsweise geringe Änderung des Brechungsindex einen vollständigen Energieübergang von einem Kern in den anderen»
Fig. 5 zeigt schematisch einen Mikrowellenoszillator. Die
Wellenleiter 2,3 werden nach der oben beschriebenen Verfahrensweise
miteinander gekoppelt, wobei die Muffe. 6 aus einem Stoff besteht, dessen Brechungsindex sich in Abhägigkeit von der
anliegenden elektrischen Feldstärke ändert. Die ausgezogene Muffenlänge wird in einen Metallwellenleiter 7 in einer Ebene.
gleicher Phase des elektrischen Feldes eingespannt, dessen Größe veränderbar ist.
Die gleiche Anordnung arbeitet auch als Detektor. Die Leistung des Überlagerungsoszillators wird in einen optischen Wellenleiter
eingespeist, wogegen die zu demodulierende Signalwellenform in den arideren Wellenleiter eingespeist wird. Die
•Leistung des Überlagerungsoszillators erzeugt ein sehr hohes
elektrisches Feld,in dem ausgezogenen Werkstoff zwischen den
Kernen der beiden Wellenleiter innerhalb des KoppäabSchnitts..
Der Brechungsindex dieses Stoffes ändert sich, so daß infolge der Nichtlinearität ein Signalnachweis möglich ist. Das demodulierte
Signal wird in den Metallwellenleiter abgestrahlt.
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Claims (7)
1. Koppelverfahren für mindestens zwei optische Wellenleiter
mit einem Kern und einer Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenleiter in ein Kapillarrohr aus einem Glas mit
einem Brechungsindex kleiner als derjenige der Wellenleiterbeschichtung bis zum gegenseitigen Nahekommen eingeschoben
werden, daß der die Näherungszone umgebende Teil des Kapillarrohres erhitzt und ausgezogen wird, bis der Rohraussendurchmesser
auf einen Wert im wesentlichen gleich dem Wellenleiterdurchmesser abnimmt.
2. Koppelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens Teile der Wellenleiter innerhalb des Kapillarrohres einander möglichst nahe gebrsht werden.
3. Koppelverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet-, daß der Grad der gegenseitigen Annäherung durch Einfädeln
eines Wellenleiters in eine Muffe kürzer als das Kapillarrohr und aus einem Glas, dessen Brechungsindex dem des Kapillarrohres
gleich ist, gesteuert wird, daß diese Muffe in das Kapillarrohr eingebracht wird und daß der die Muffe umgebende
Teil des Kapillarrohres erhitzt wird.
4-, Koppelverfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß
die Muffe aus einem Werkstoff besteht, dessen Brechungsindex sich in Abhängigkeit von der Stärke eines anliegenden elektrisch
en Feldes ändert.
5. Koppelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wellenleiter innerhalb des Kapillarrohres miteinander in Berührung gebracht werden.
6. Koppelverfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß
die Wellenleiter einanderüberlappend in das Kapillarrohr eingeführt werden.
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7. Koppelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenleiterenden abgekantet und von gegenüberliegenden
Stirnseiten in das Kapillarrohr eingeführt werden, bis die abgekanteten Enden stumpf aneinander-stoßen.
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Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB5091967 | 1967-11-08 | ||
GB5091967 | 1967-11-08 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1807575A1 true DE1807575A1 (de) | 1969-06-12 |
DE1807575B2 DE1807575B2 (de) | 1973-01-04 |
DE1807575C DE1807575C (de) | 1973-08-02 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2538566A1 (fr) * | 1982-12-22 | 1984-06-29 | Int Standard Electric Corp | Methode de fabrication d'un raccord de fibres optiques a faible attenuation par fusion de deux sections coniques |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2538566A1 (fr) * | 1982-12-22 | 1984-06-29 | Int Standard Electric Corp | Methode de fabrication d'un raccord de fibres optiques a faible attenuation par fusion de deux sections coniques |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1807575B2 (de) | 1973-01-04 |
GB1252126A (de) | 1971-11-03 |
NL6815882A (de) | 1969-05-12 |
US3579316A (en) | 1971-05-18 |
FR1591680A (de) | 1970-05-04 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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