DE1939447C3 - Reaktiver Abschluß für einen dielektrischen optischen Wellenleiter - Google Patents

Reaktiver Abschluß für einen dielektrischen optischen Wellenleiter

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Description

Die Erfindung geht aus von einem reaktiven Abschluß (Blindwiderstandsabschluß) für einen dielektrischen optischen Wellenleiter mit einem Paar dielektrischer Ubertragungsleitungen, die zur Bildung eines B-Dezibel-Richtungskopplers mit zwei Paaren konjugierter Zweige längs eines Kopplungsintervalls nebeneinander verlaufen, wobei ein Zweig eines Paares der konjugierten Zweige der Eingangs- und Ausgangszweig des Abschlusses ist und der andere Zweig dieses Paares ohmisch abgeschlossen ist.
Dielektrische Wellenleiter zum Führen von elektromagnetischer Wellenenergie im infraroten, sichtbaren Und ultravioletten Teil des Frequenzspektrums, allgemein als »optische« Wellen bezeichnet, sind bekannt. Solche Wellenleiter sind von besonderem Interesse dahingehend, daß sie sehr klein sind und sehr billig unter Verwendung der gegenwärtig verfügbaren Festkörperherstellungsmethoden hergestellt werden können. Jedoch müssen für diesen Wellenleitertyp, damit er in einem Nachrichtenübertragungssystem brauchbar ist, Schaltungselemente entworfen werden, die sowohl die jeweils gewünschten Schaltungsfunktionen haben als auch mit der Wellenleiterstruktur verträglich sind.
Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, einen Wesentlich vereinfachten reaktiven Abschluß bereitzustellen, der unter Verwendung eines Richtungs-Jcopplers aufgebaut ist, um so auf die bisher üblichen komplizierten und aufwendigen Spiegelanordnungen Verzichten und insbesondere eine weitgehende Miniaturisierung erreichen zu können.
Bei einem reaktiven Abschluß der einleitend beschriebenen Ausbildung ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine dritte dielektrische übertragungsleitung d>e Zweige des zweiten Paares konjugierter Zweige miteinander verbindet.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben; es zeigt F i g. 1 einen Richtungskoppler,
Fig. 2 einen reaktiven Abschluß zur Erläuterung der Wirkungweise und
F i g. 3 einen reaktiven Abschluß in der erfindungsgemäßen Ausbildung.
Zunächst seien die Richtungskoppler beschrieben, die für die reaktiven Abschlüsse verwendet werden.
Der in Fig. 1 dargestellte Richtungskoppler weist zwei transparente (dämpfungsarme), dielektrische Bandleitungen 10 und 11 auf welche in einem zweiten transparenten dielektrischen Material 12 eines niedrigeren Brechungsindexes eingebettet sind und so als dielektrische Übertragungsleitungen dienen Die Bandleitungen sind entweder vollständig in die Unterlage 12 oder - wie dargestellt - nur teilweise eingebettet, in welchem Falle das zweite dielektrische Material nur mit einem Teil der Oberflache dei: Bändigungen 10 und 11 in Kontakt stehi. Bei der dargestellten Ausführungsform in Fig. 1 Hegen die Bandleitungen mit ihrer Oberseite zum Umgebungsmedium (zumeist Luft) hin frei Ein drittes dielektrisches Material kann in Kontakt mit oder in der Nähe der frei liegenden Bandleitungsoberfläche angeordnet werden um die elektrische Länge der Bandleitung zu modifizieren.
Die Bandleitungen, die normalerweise großen Abstand voneinander haben, verlaufen längs des Kopplungsintervalls L relativ dicht nebeneinander. Die zwischen den Bandleitungen gekoppelte Leistung ist eine Funktion des Brechungsindexes n, des Kopplungsintervalls L, der Breite α und des Abstandest- der Bandleitungen sowie des Brechungsindexes der Unter-
B°i /. gleich der Wellenlänge im freien Raum.
„(1 _ i) (i -ö) gleich dem Brechungsindex des Bereiches der Unterlage zwischen den Bandleitungen und ;i(l -J) gleich dem Brechungsindex des Restes der
Unterlage ist,
für den speziellen Fall 1 = 0,01, f> = Q, η = 1,5 und a = c das Kopplungsintervall L für vollständigen Leistungsübergang gleich 700/. Für einen 3-db-Koppler ist L/2 = 350 A oder ungeradzahhge Vielfache hiervon.
Die Länge des Kopplungsintervalls, das zum Koppeln eines gegebenen Leistungsbetrages zwischen Bandleitungen erforderlich ist, kann bequemerweise geändert werden durch Steuern des Brechungsindexes des Unterlagebereiches zwischen den Bandleitungen. Wenn beispielsweise ό = 0,17 ist, so wird die Kopplungslänge auf die Hälfte des oben für d = 0 errechneten Wertes reduziert.
Im folgenden sollen die Übertragungsleitungen dahingehend verstanden werden, daß sie, wie in Fig. 1, eine transparente Bandleitung aufweisen, die teilweise oder vollständig in eine transparente dielektrische Unterlage niedrigeren Brechungsindexes eingebettet ist. Der einfacheren Erläuterung halber ist jedoch nur auf den Bandleitungsteil der übertragungsleitung Bezug genommen.
Der reaktive Abschluß nach F i g. 2 ist lediglich zur Erläuterung der Wirkungsweise dargestellt: er ist durch Längsunterteilung der Bandleitung 30 in zwei Zweige 32 und 33 gebildet, die ihrerseits zu einer geschlossenen Schleife vereinigt sind.
Beim Betrieb teilt sich die einfallende Wellenenergie, die durch den Pfeil 35 dargestellt ist, in zwei Komponenten 36 und 37 auf die Zweige 32 bzw. 33 auf. Die Komponenten durchqueren identische Wege längs der Schleife und rekombinieren in der Bandleitung 30 zu einem einzigen Strahl 38, der in der entgegengesetzten Richtung läuft. Die Wirkung ist daher die, daß die gesamte einfailende Wellenenergie von der Schleife zurückgewiesen oder reflektiert wird. Vorteilhaft erfolgt die Verzweigung über ein längeres Intervall, wobei sich die Querdimension der Bandleitung 30 im Verzweigungsbereich allmählich erhöht.
F i g. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung des reaktiven Abschlusses unter Verwendung eines
3-db-Kopplers der in Fig. 1 dargestellten Art. Bei dieseser Ausfiihrungsform ist eine Bandleitung 40 an den Zweig 1 eines 3-db-Kopplers 45 abgekoppelt, der durch ein Paar nebeneinander verlaufender dielektrischer Bandleitungen 41 und 44 gebildet ist. Der Zweig 2, der zum Zweig 1 konjugiert ist, ist ohmisch abgeschlossen, und zwar mit Hilfe eines Dämpfungsmaterials 42. Das zweite Paar der konjugierten Zweige 3 und 4 des Kopplers 45 ist mit Hilfe einer weiteren Bandleitung 43 miteinander verbunden.
Beim Betrieb wird ein Eingangssignal £/0, das dur^h den Pfeil 46 dargestellt ist, an den Koppler 45 gekoppelt, in welchem es in zwei gleiche Komponenten 0,707 E/0 und 0,707 E/90 aufgeteilt wird. Diese beiden Komponenten sind durch die Pfeile 47 bzw. 48 dargestellt. Die Komponente 47 läuft zum Zweig 4 des Kopplers 45 mit Hilfe der Bandleitung 43, wo sie weiter aufgeteilt wird, um eine Komponente 0,5 E/90 + (-) in Zweig 1 und eine Komponente 0,5 £/0 + θ in Zweig 2 zu erzeugen, wobei Θ die in der Bandleitung 43 erzeugte Phasenverschiebung ist. In ähnlicher Weise wird die Komponente 48 zum Zweig 3 des Kopplcrs 45 mit Hilfe der Bandleitung 43 geführt, wo sie sich gleichfalls aufteilt, um eine Komponente 0,5 E/90 + θ im Zweig 1 und eine Komponente 0,5 £,180 + (-) im Zweig 2 zu erzeugen. Da die beiden Komponenten im Zweig 1 die gleiche Phase haben,
ίο addieren sie sich, um ein Ausgangssignal 49 gleich £/90 + Özu erzeugen. Die beiden Komponenten im Zweig 2 sind andererseits um 180' außer Phase. Sie löschen sich daher aus, um im Idealfall kein Signal im Zweig 2 zu erzeugen. Der ohmische Abschluß 42 ab-
sorbiert jegliches resultierendes Signal, das im Zweig 2 infolge irgendeines Ungleichgewichtes im System erzeugt werden könnte.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Reaktiver Abschluß für einen dielektrischen optischen Wellenleiter mit einem Paar dielektrischer Ubertragungsleitungen, die zur Bildung eines 3-db-Richtungskopplers mit zwei Paaren konjugierter Zweige längs eines Kopplungsintervalls nebeneinander verlaufen, wobei ein Zweig eines Paares der konjugierten Zweige der Ein- ι ο gangs- und Ausgangszweig des Abschlusses ist und der andere Zweig dieses Paares ohmisch abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte dielektrische übertragungsleitung (43) die Zweige (3 und 4) des zweiten Paares konjugiertsr Zweige miteinander verbindet.
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