DE19728388A1

DE19728388A1 - Transmissiver Sternkoppler

Info

Publication number: DE19728388A1
Application number: DE1997128388
Authority: DE
Inventors: Oskar Dr Krumpholz; Joerg Dr Moisel
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 1999-01-07

Description

Die Erfindung betrifft einen transmissiven Sternkoppler nach dem Oberbegriff des Patentanspruch 1.

Die Erfindung findet Verwendung in optischen Kommunikati onssystemen wie z. B. optischen Datenbussen, insbesondere Backplane-Datenbussen.

Optische Sternkoppler dienen zur Verteilung von in Ein gangs-Wellenleitern zugeführten optischen Signalen auf meh rere Ausgangs-Wellenleiter und stellen eine einfache und bewährte Form der Signalverzweigung in optischen Kommunika tionssystemen dar. In optischen Datenbussen mit Sternstruk tur können sowohl transmissive als auch reflektive Stern koppler zum Einsatz kommen.

Die geringste Netzdämpfung weist die transmissive Stern struktur auf. Beispielsweise ist die Netzdämpfung für transmissive Sternstruktur um ca. 3 dB niedriger als bei reflektiven Sternstrukturen ( Lit.: R. Bogenberger in Ta gungsband - 2. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt 29.09.-02.10.92 in Bremen). Bei trans missiven Sternkopplern sind die optischen Ein- und Ausgänge E, A der Wellenleiter L auf gegenüberliegenden Stirnflächen S der Mischerzone M angeordnet (Fig. 1) . Bei manchen Anwen dungen ist aufgrund spezieller geometrischer Randbedingun gen der Koppleranschluß nur einseitig möglich. In diesen Fällen ist nur der reflektive Sternkoppler mit der höheren Netzdämpfung verwendbar.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen transmissiven Sternkoppler anzugeben, der einen einseitigen Koppleranschluß besitzt, eine geringe Netzdämpfung und eine kompakte Bauweise aufweist.

Die Erfindung ist in Patentanspruch 1 beschrieben. Vorteil hafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den Un teransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die Optik am Aus gang des ersten Mischerbereiches eine Umlenkung der Wellen um etwa 180° erfolgt und dadurch eine optimale Übertragung auf den Eingang des zweiten Mischerbereiches möglich ist. Durch die Umlenkung der Welle entsteht ein gefalteter transmissiver Sternkoppler.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß der gefaltete transmissive Sternkoppler bei Datenbussen mit Teilernehmerboards und op tische Verbindungsleisten (Backplane) eingesetzt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen beschrieben unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen.

In Fig. 2 ist ein gefalteter transmissiver Sternkoppler dargestellt mit einer Mischerzone M, die in gleiche oder ungleiche Mischerbereiche B1, B2 aufgeteilt ist. Die Mi scherbereiche sind in einem Winkel ϕ zueinander geneigt an geordnet. Der Ausgang des ersten Mischerbereiches B1 wird mit Hilfe einer Optik, z. B. einer nachfolgend an die Mi scherzone angeordnete plankonvexen Linse L mit verspiegel ter Planfläche, auf den Eingang des zweiten Mischerberei ches B2 abgebildet. In Fig. 2 ist der Achsialstrahl der Mi scherzone abgebildet.

Durch die Verwendung von Gradientenindexlinsen, bei denen auf der Rückseite der Linse L ein Reflektor R aufgebracht ist, erreicht man einen kompakteren Aufbau des gefalteten transmissiven Sternkopplers. Die Mischerbereiche B1, B2 sind parallel angeordnet und schließen direkt an die Linse L an (Fig. 3).

In einem weiteren Ausführungsbeispiel besteht die Optik aus einem nachfolgend an die zueinander geneigten Mischerberei che B1, B2 angeordneten fokussierenden Reflektor R (Fig. 4). Der Neigungswinkel der Mischerbereiche und die Lage des Reflektors sind derart gewählt, daß der Ausgang des Mi scherbereiches B1 auf den Eingang der Mischerbreiches B2 abgebildet wird.

Der gefaltete transmissive Sternkoppler ist sowohl in Fa sertechnik mit z. B. Multimode-Fasern und einem zylindri schen oder quaderförmigen Mischerstab als auch in Planar technik mit planaren Wellenleitern und planarer Mischerzone herstellbar. In Planartechnik können für die Führung der Wellen von der ersten auf die zweite Mischerzone sowohl normale Linsen, Spiegel etc. (wie oben) als auch planare Wellenleiterstrukturen verwendet werden. Als Alternative zu planaren Linsen werden die planaren Wellenleiterstrukturen mit planaren Gradientenstrukturen hergestellt. In Fig. 5 ist z. B. die Optik mittels einer Filmwellenleiterstruktur W mit eindimensionalem Brechungsindexgradienten, in die ein Reflektor R integriert ist, realisiert. Die Wellen werden durch die Gradientenstruktur der Wellenleiter zur optischen Achse geführt, am Reflektor reflektiert und zum Eingang des Mischerbereiches B2 geführt. In die Wellenleiterstrukturen W können auch fokussierende Reflektoren R integriert sein, die die Wellen vom Ausgang des Mischerbereiches B1 auf den Eingang des Mischerbereiches B2 umlenken (Fig. 6). Eine weitere Möglichkeit zur Führung der Wellen vom Ausgang des Mischerbereiches B1 zum Eingang des Mischerbereiches B2 be steht darin, Ein- und Ausgang mit einer Wellenleiterschlei fe S zu verbinden (Fig. 7).

In Fig. 8 ist dargestellt, wie beispielsweise die Anschlüs se Al bis AB der Teilnehmerboards, z. B. Mikrospiegel, über planare Wellenleiter W an die planare Mischerzone M ange koppelt werden.

Um den Ausbreitungswinkel der Wellen vor der Optik anzupas sen wird beispielsweise ein Trichterhorn (Taper) oder Pris ma zwischen Optik und Mischerbereich eingebracht oder der Mischerbereich abgeschrägt.

Claims

1. Transmissiver Sternkoppler mit einer Mischerzone, durch die Wellen geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischerzone einen ersten und zweiten Mischerbe reich enthält, derart, daß die Mischerzone in zwei ge trennte Mischerbereiche unterteilt ist,
daß am Ausgang des ersten Mischerbereiches eine Optik derart angeordnet ist, daß die Wellen am Ausgang des er sten Mischerbereiches zum Eingang des zweiten Mischerbe reiches geführt werden, und
daß der Ein- und Ausgang der Mischerzone auf einer Seite angeordnet sind.

2. Transmissiver Sternkoppler nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Optik aus mindestens einer plankon vexen Linse mit verspiegelter Planfläche besteht, die nachfolgend an die Mischerzone angeordnet ist.

3. Transmissiver Sternkoppler nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Optik aus einer Gradientenindexlin se mit einem auf der Rückseite der Linse aufgebrachten Reflektor besteht; die anschließend an die Mischerzone angeordnet ist.

4. Transmissiver Sternkoppler nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Optik aus einem nachfolgend an die Mischerzone angeordneten fokussierenden Reflektor be steht.

5. Transmissiver Sternkoppler nach Anspruch I, dadurch ge kennzeichnet, daß die Wellenleiter aus Fasern bestehen, und daß die Mischerbereiche als Mischerstäbe mit quader förmigem oder zylindrischem Querschnitt ausgebildet sind.

6. Transmissiver Sternkoppler nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet,
daß die Wellenleiter und die Mischerzone in planarer Technik ausgebildet sind, und
daß die planare Wellenleiterstruktur einen Brechungsin dexgradienten besitzt, derart, daß die aus dem erstem Mi scherbereich auslaufenden Wellen zur optischen Achse ge führt werden, daß in die Wellenleiterstruktur ein Reflek tor integriert ist, der die Wellen reflektiert, derart,
daß die Wellen zum Eingang des zweiten Mischerbereiches geführt werden.

7. Transmissiver Sternkoppler nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß in die an die Mischerzone anschließende Wellenleiterstruktur ein fokussierender Reflektor inte griert ist.

8. Transmissiver Sternkoppler nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Ausgang des ersten Mischerbreiches über eine Wellenleiterschleife mit dem Eingang des zwei ten Mischerbereiches verbunden ist.