DE1807575C - Koppelverfahren fur zwei optische Wellenleiter - Google Patents

Description

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F i g. 3 und 4 schematische Darstellungen der Teile werden, eine Erhitzung erfolgt und dann das Kapil-

nach den Fig. 1 und 2 nach Abschluß der Kopplung larrohr so weit ausgezogen wird, daß man die erfor-

«nd derhche Durchmesserverringerung erhält.

F i g. 5 eine schematische Darstellung eines Modu- Die beschriebene Verfahrensweise liefert eine

lators. 5 Kopplung zwischen zwei Wellenleitern mit einer

In F i g. 1 ist ein Kapillarrohr 1 aus einem Glas vollständigen oder teilweisen Energieübertragung erkennbar, dessen Brechungsindex geringer als der- von einem Wellenleiter in den anderen. Die Energiejenige der Beschichtung der miteinander zu koppeln- übertragung kann durch Ausrichtung der Kerne d.r den Wellenleiter 2, 3 ist. Der Durchmesser des beiden gleichen Wellenleiter in ausreichender gegen-Kanals 4 des Rohrs 1 ist etwa der Summe der Durch- io seitigen Nähe über einen bestimmten Mindestabstand messer der Wellenleiter 2, 3 gleich, wogegen der erzielt werden. Die Verfahrensdurchführunsi erfordert Außendurchmesser des Rohrs etwa 50mal größer als das Einführen beider Wellenleiter durch den Kanal der Kanaldurchmesser ist. Die Länge des Rohrs 1 eines Kapülarrohrs, dessen Brechungsindex der beträgt etwa 10cm. gleiche wie derjenige des Rohrs 1 nach den Fig. 1

Die Endteile der beiden miteinander zu koppeln- 15 und 3 ist, doch dessen Durchmesser etwas größer ist. den optischen Wellenleiter 2, 3 werden in den Ka- Fig. 2 zeigt das Kapillarrohr 1, durch das die mitnal 4 des Rohrs 1 so eingestellt, daß sie sich etwa in einander zu koppelnden optischen Wellenleiter 2, 3 der Rohrmitte geringfügig überlappen. PIs ist zweck- vollständig hindurchgezogen sind. Vor dem Einziehen mäßig, den Wellenleiter 2 zunächst durch die gesamte des Wellenleiters 3 wird eine kurze Muffe 6 mit einer Länge des Kanals 4 zu ziehen und dann den Wellen- ao Länge von 2 bis 3 cm üi>-.:r den Wellenleiter 2 geleiter 3 entsprechend vom entgegengesetzten Ende zogen und im Zentrum des Kapülarrohrs 1 ausgericheinzuschieben. tet. Die Muffe ist ein dünnwandiges Glasrohr, dessen

Schließlich zieht man beide Wellenleiter so weit Brechungsindex der gleiche wie derjenige des Kapilheraus, bis sich eine Überlappung von 1 cm ergibt. 'itrrohrs ist Der Abschnitt 5 des Kapillarrohrs 1 nach Der RohrabschnittS in der Umgebung der Über- »5 Fig. 2 wird schließlich auf den Erweichungspunkt lappungsstelle der Wellenleiter 2, 3 wird dann auf die erhitzt und dann auf den Durchmesser der Wellen-Erweichungstemperatur erhitzt und ausgezogen, bis leiter 2, 3 ausgezogen.

der Durchmesser dieses Abschnitts etwa gleich dem Wie oben beschrieben is:, werden die ursprüng-

urspriinglichen Außendurchmesser der Wellenleiter liehen Kerne der Wellenleiter verschwindend klein

ist. 30 und die ursprünglichen Beschichtungen übernehmen

Nach einer abgewandelten Verfahrensweise werden die Aufgabe der verschwundenen Kerne. Das ausge-

die Einden der optischen Wellenleiter 2, 3 zunächst zogene Kapillarrohr wird zu dem neuen Kern, wo-

abgekantet und von entgegengesetzten Stirnseiten in gegen die ausgezogene Muffe 6 die neuen Kerne in

den Kanal 4 des Rohrs 1 eingeschoben, bis diese einem festen gegenseitigen Abstand hält. Die End-

Enden stumpf aneinanderstoßen. Bei dieser Verfah- 35 form der Verbundanordnung ist in F i g. 4 dar-

rensweise ist der Durchmesser des Kanals 4 dem gestellt.

Durchmesser der Wellenleiter gleich, während die Über die Länge der ausgezogenen Muffe 6 halten übrigen Größenabmessungen des Kapillarrohrs un- die Wellenleiterkerne einen festen gegenseitigen Abverändert bleiben. Der die aneinanderstoßenden stand ein. Durch diese Größe wird der Kopplungs-Enden umgebende Abschnitt des Rohrs 1 wird bis 40 grad und damit das Maß der Energieübertragung zum Erweichungspunkt erhitzt, bis die stumpf anein- bestimmt. Je näher einander die Kerne liegen, um so ande:rstoßenden Enden miteinander verschmelzen. höher ist die Kopplung bei vorgegebener Länge der Dann wird das Rohr ausgezcgen, bis der Durchmesser Muffe 6. Die Länge der ausgezogenen Muffe bestimmt des genannten Abschnitts etwa dem anfänglichen die Anzahl der Energieübergänge von einem Kern zu Außendurchmesser der Wellenleiter gleich ist. Die 45 dem anderen, die möglichst klein gehalten werden Verfahrensweise entspricht der Darstellung der muß, vorzugsweise in der Größe eines vollständigen Fig. 1 bei fehlender Überlappung, das Endergebnis oder eines teilweisen Übergangs, ist in F i g. 3 dargestellt. Wenn die Muffe 6 aus einem Stoff besteht, dessen

In dem ausgezogenen Anschnitt sind alle Durch- Brechungsindex von der Stärke eines anliegenden messer im Verhältnis 100: 1 verringert. Die ur- so elektrischen Feldes abhängt, kann man eine Ändesprünglichen Wellenleiterkerne werden in diesem rung der Kopplung zwischen den Kernen durch AnAbschnitt verschwindend klein. Das in den ver- derung der elektrischen Feldstärke erreichen. Wenn schwindenden Kernen vorhandene elektrische Feld die Kerne einander vergleichsweise nahe stehen und streut in die Beschichtung aus, die zuvor diese Kerne die ausgezogene Muffe 6 vergleichsweise lang ist, erumgibt. Diese Beschichtung bildet nun einen neuen 55 hält man eine große Anzahl von Energieübergängen Kern, der durch den ausgezogenen Teil des Kapillar- zwischen den Kernen. Folglich liefert eine vergleichsroh rs 1 beschichtet ist. weise geringe Änderung des Brechungsindex einen

F i g. 3 zeigt die Endform der gesamten Anordnung vollständigen Energieübergang von einem Kern in

nach dem Ziehvorgang. den anderen.

Die Energieübertragung innerhalb eines neuen 60 Fig. 5 zeigt schematisch einen Mikrowelienoszil-

optischen Wellenleiterabschnitts zwischen den WeI- lator. Dir Wellenleiter 2, 3 werden nach der oben

lenleitern 2 und 3 erfolgt allmählich über eine Länge beschriebenen Verfahrensweise miteinander gekop-

des Zwischenwcilenleiters, die einer großen Anzahl pelt, wobei die Muffe 6 aus einem Stoff besteht, des-

von Vakuumwellenlängen gleich ist; infolgedessen sen Brechungsindex sich in Abhängigkeit von der treten Reflexionen nicht in merklichem Ausmaß auf. 65 anliegenden elektrischen Feldstärke ändert. Die aus-

Die Ausbildung der Kopplung kann von Hand gezogene Muffenlänge wird in einen Metallwellenoder maschinell erreicht werden, wobei das Kapillar- leiter 7 in einer Ebene gleicher Phase des elektrischen rohr festgehalten wird, die Wellenleiter ausgerichtet 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 Signalwellcnform in den anderen 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 Kopplungsabschnitts. Der Brechungsindex dieses Stoffs ändert sich, so daß infolge der Nichtlinearität ein Signalnachweis möglich ist. Das demodulierte Signal wird in den Metallwellenleiter abgestrahlt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 gekoppelt werden, damit ein Teil oder die Gesamtheit der Energie aus dem einen in den anderen Wallen- Patentansprüche· Ieiter übertra8en werden kann. Ein unmittelbares Aneinanderstoßen der Wellenleiterenden und ein 5 gegenseitiges Ausrichten der Kerne bringt erhebliche

1. Koppelverfahren für mindestens zwei opti- Schwierigkeiten bei der Ausrichtung der aufeinandersche Wellenleiter mit einem Kern und einer stoßenden Enden mit einer Genauigkeit von Bruch-Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, teilen eines μ. Ein anderes Koppelverfahren mit Abdaß die Wellenleiter in ein Kapillarrohr aus strahlung aus dem Ende eines Wellenleiters in ein einem Glas mit einem Brechungsindex kleiner als io Linsensystem und Fokussierung in den anderen Kern derjenige der Wellenleiterbeschichtung bis zum bedingt Energieverluste, die nicht tragbar sind. '
gegenseitigen Nahekommen eingeschoben werden Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines und daß der die Näherungszone umgebende Teil einfachen Koppelverfahrens.

des Kapillarrohrs erhitzt und ausgezogen wird, Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch

bis der Rohraußendurchmesser auf einen Wert 15 gelöst, daß die Wellenleiter in ein Kapillarrohr aus

im wesentlichen gleich dem Wellenleiterdurch- einem Glas mit einem Brechungsindex kleiner als der-

messer abnimmt. jenige der Wellenleiterbeschichtung bis zum gegen-

2. Koppel- <. rfahren nach Anspruch 1, dadurch seitjgen Nahekommen eingeschoben werden und daß gekennzeichnet, daß mindestens Teile der Wellen- der die Näherungszone umgebende Teil des Kapillarleiter innerhalb des Kapillarrohrs einander mög- ao rohrs erhitzt und ausgezogen wird, bis der Rohrlichst nahe gebracht werden. außendurchmesser auf einen Wert im wesentlichen

3. Koppelverfahren nach Anspruch 2, dadurch gleich dem Wellenleiterdurchmesser abnimmt,
gekennzeichnet, daß der Grad der gegenseitigen Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß der Grad Annäherung durch Einfädeln -.'ines Wellenleiters der gegenseitigen Annäherung durch Einfädeln eines in eir.s Muffe kürzer als das Kapillarrohr und »5 Wellenleiters in ein*. Muffe kürzer als das Kapillarrohr aus einem Glas, dessen Brechungsindex dem des und aus einem Glas, dessen Brechungsindex dem des Kapillarrohrs gleich ist, gesteuert wird, daß diese Kapillarrohrs gleich ist, gesteuert wird, daß diese Mt'ffe in das Kapillarrohr eingebracht wird und Muffe in das Kapillarrohr eingebracht wird und daß daß der die Muffe umgebende Teil des Kapillar- der die Muffe umgebende Teil des Kapillarrohrs rohrs erhitzt wird. 30 erhitzt wird.

4. K. ppelverfahren nach Anspruch 3, dadurch Der Innendurchmesser des Kapillarrohrs ist so begekennzeichnet, daß die Muffe -us einem Werk- messen, daß die Wellenleiter mit dem Koppelelement stoff besteht, dessen Brechungsindex sich in Ab- Aufnahme finden.

hängigkeit von der Stärke eines anliegenden Wenn nach diesem Verfahren ein erster Wellenelektrischen Feldes ändert. 35 leiter an einen zweiten Wellenleiter angekoppelt wird,

5. Koppelverfahren nach Anspruch 1, dadurch werden zunächst beide WellenleHer, auf deren einen gekennzeichnet, daß die Wellenleiter innerhalb zuvor die kürzere Muffe aufgezogen ist, durch das des Kapillarrohre miteinander in Berührung ge- Kapillarrohr gezogen. Die Muffe wird innerhalb des bracht werden. Rohrabschnitts ausgerichtet, der dann erhitzt wird.

6. Koppjlverfahren nach Anspruch 5, dadurch 4° Wenn die Muffe aus einem Stoff besteht, dessen gekennzeichnet, daß die Wellenleiter einander Brechungsindex von einem anliegenden elektrischen überlappend in das Kapillarrohr eingeführt wer- Feld abhängt, kann die Kopplung zwischen den oen. Wellenleitern durch Änderung der Feldstärke ge-

7. Koppelverfahren nach Anspruch 1, dadurch ändert werden, womit sich die Möglichkeit einer gekennzeichnet, daß die Wellenleiterenden abge- 45 Modulation oder Demodulation ergibt.

kantet und von gegenüberliegenden Stirnseiten in Nach einer abgewandelten Ausführungsform der

das Kapillarrohr eingeführt werden, bis die ab- Erfindung ist vorgesehen, daß die Wellenleiter innergekanteten Enden stumpf aneinanderstoßen. halb des Kapillarrohrs miteinander in Berührung gebracht werden.

50 Dabei können die Wellenleiter einander überlappend in das Kapillarrohr eingelegt werden, wobei der Überlappungsbereich der Wellenleiter erhitzt wird.

W<*nn nach diesem Verfahren ein erster Wellenleiter

mit einem zweiten Wellenleiter gekoppelt wird, ist 55 nur eine geringe Überlappung erforderlich. Der Innendurchmesser des Kapillarrohrs ist etwa gleich der Summe der Durchmesser der Wellenleiter.

Die Erfindung betrifft ein Koppelverfahren für In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vor-

mindestens zwei optische Wellenleiter mit einem geschlagen, daß die Wellenleiterenden abgekantet Kern und einer Beschichtung. 60 und von gegenüberliegenden Stirnseiten in das Kapil-

Ein optischer Wellenleiter besteht aus einer Ver- larrohr eingeführt werden, bis die abgekanteten bundglasfaser mit einem Glaskern, dessen Durch- Enden stumpf aneinanderstoßen,
messer in der Größe der Vakuumwellenlänge des in Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Ver-

den Wellenleiter zu übertragenden Lichts liegt und fahrens sollen im folgenden unter Bezugnahme auf mit einer Glasbeschichtung aus einem Glas, dessen 65 die Zeichnung erläutert werden. Es stellen dar
Brechungsindex geringer als derjenige des Kernwerk- F i g. 1 und 2 schematische Darstellungen der Einstoffs ist. zelelemente vor ihrer Verbindung nach einer ersten

Häufie müssen Wellenleiterabschnitte miteinander und zweiten Ausführungsform der Erfindung,