DE2147841B1 - Vorrichtung zum ein- und auskoppeln von licht bei dielektrischen optischen wellenleitern und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Vorrichtung zum ein- und auskoppeln von licht bei dielektrischen optischen wellenleitern und verfahren zu dessen herstellung

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DE2147841B1 DE19712147841 DE2147841A DE2147841B1 DE 2147841 B1 DE2147841 B1 DE 2147841B1 DE 19712147841 DE19712147841 DE 19712147841 DE 2147841 A DE2147841 A DE 2147841A DE 2147841 B1 DE2147841 B1 DE 2147841B1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ein- und Auskoppeln von Licht bei dielektrischen optischen Wellenleitern unter Verwendung einer Schicht mit einer Brechungsindex- oder einer Oberflächenreliefstruktur als Koppelelement, welche insbesondere eine optimale Modenanpassung bewirkt und unter Verwendung eines optischen Bauelementes, welches eine Lichtwelle in einer vorgegebenen Lichtverteilung weiterleitet, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Vorrichtung.
Bei optischen Nachrichtenübertragungssystemen mittels Lichtleitfasern werden vorwiegend Lichtimpulse mit unterschiedlichen Impulsbreiten und Impulsabständen von einer Sende- zu einer Empfangsstation geleitet. Als Impulssender werden dabei in der Regel Laseroszillatoren verwendet, deren aus-
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gesandtes Licht in die Lichtleitfasern mit Durch- Vorrichtung zur Erzeugung einer vorgegebenen messern von wenigen μΐη eingekoppelt werden muß. Wellenfront. Ein auf ein Kinoform einfallender Lichtin den Empfangsstationen werden die Lichtimpulse strahl wird wegen der Ausbildung einer gitterartigen von den Lichtleitfasern auf Photodetektoren einge- Oberflächenstruktur in eine einzige Beugungsordnung koppelt. Weitere Koppelanordnungen werden in den 5 abgebeugt. Die Transmissionsrichtungen der einzel-Lichtverstärkern auf Zwischenstationen benötigt. Alle nen Strahlanteile sowie die zu transmittierenden diese Koppelanordnungen sollen das Licht von einem Modentypen können durch eine ortsabhängige Ober-Material in das darauffolgende optimal überführen. flächenstruktur vorgegeben werden (s. Fig. 2).
Bildet man das aus dem einen Material frei aus- Damit die Lichtwelle im Wellenleiter nach dessen
tretende Licht über optische Linsen auf das darauf- io Ummantelung mit der Schicht nicht gedämpft wird, folgende Material ab, so treten Fehlanpassungen auf, wählt man für die Schicht insbesondere ein Material, die durch charakteristische Feldverteilungen der das einen niedrigeren Brechungsindex als das Material Moden im Wellenleiter bedingt und meist mit hohen des Wellenleiters hat. Man kann aber auch ein Mate-Leistungsverlusten verbunden sind. rial verwenden, das den gleichen oder einen höheren
Eine verbesserte optische Koppelanordnung brin- 15 Brechungsindex als das Material des Wellenleiters gen Hologramme zwischen Ausgangs- und Weiterlei- hat. Dann ordnet man aber vorteilhafterweise zwischen tungselementen, da Hologramme so ausgebildet wer- der Schicht und dem Wellenleiter eine oder mehrere den können, daß eine Modenanpassung hervorgeru- transparente Zwischenschichten mit Wandstärken in fen wird. der Größenordnung der Wellenlänge des zu leitenden
Bekannt ist eine Anordnung, bei der vor der End- 20 Lichtes und mit einem Brechungsindex an, der kleiner fläche der Lichtleitfaser ein Hologramm als Koppel- ist als der Brechungsindex des Materials des Wellenvorrichtung angeordnet ist, welches sowohl eine leiters.
Querschnittsanpassung als auch eine Modenanpassung Als Schicht verwendet man insbesondere eine
an das darauffolgende Element bewirkt (deutsche Photolackschicht oder eine Dichromat-Gelatine-Auslegeschrift 1 947 719). 25 Schicht.
Da die Endflächen von Lichtleitfasern, in die das Zur Herstellung dieser Vorrichtung bringt man
Licht auf diese Art eingekoppelt werden soll, sehr zunächst auf das Ende der Mantelfläche des Wellenklein sind, erfordert die Herstellung der Hologramm- leiters die Schicht auf und erzeugt danach in der struktur und die Positionierung des Hologramms an Schicht eine Brechungsindex- oder Oberflächenreliefdas Ende der Lichtleitfaser sehr aufwendige Justier- 30 struktur durch Einwirkung einer amplitudenmoduvorkehrungen. Außerdem ist der Wirkungsgrad einer lierten Strahlung und anschließender Entwicklung solchen Anordnung relativ gering, da die abgeschnit- und Fixierung der Schicht. Danach braucht man nur tene Endfläche des Wellenleiters für die einzukop- noch in einem von der Strahlumlenkungsrichtung des pelnden Moden des Lichtes Reflexionen aufweist. optischen Bauelementes abhängigen Abstand hinter
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- 35 dem mit dem Schichtmaterial ummantelten Wellengrunde, eine sehr wirkungsvolle Koppelanordnung leiter das optische Bauelement und dahinter den anzugeben, welche mit einfachen Justiervorrichtungen Sender, den Detektor oder einen weiterführenden aufgebaut werden kann. Wellenleiter axialsymmetrisch anordnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Die Struktur in der Schicht wird durch Belichtung
löst, daß die mit einer Brechungsindex- oder einer 4° unter Verwendung einer Maske und einer Optik Oberflächenstruktur behaftete als Koppelelement erzeugt. Dabei kann als Maske ein Dia verwendet dienende Schicht mantelförmig um die Oberfläche werden, das durch inkohärentes Licht auf der Schicht des Endteiles des Wellenleiters angeordnet ist und abgebildet wird. Wird als Maske ein Hologramm oder daß vor dem Endteil des Wellenleiters das optische ein Kinoform verwendet, so wird mittels einer Bauelement angeordnet ist, welches die zu koppelnde 45 kohärenten Strahlung eine dreidimensionale Abbil-Lichtwelle beim Einkoppeln gleichmäßig auf der dung erzeugt, die der Oberfläche der zu belichtenden Oberfläche der Schicht bzw. beim Auskoppeln auf Schicht angepaßt werden kann.
der Eintrittsfläche eines nachfolgenden optischen Ein anderes vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung
Bauelementes verteilt. der Struktur besteht darin, daß man einen intensitäts-
Durch eine solche Vorrichtung wird erreicht, daß 50 modulierten Elektronenstrahl verwendet, der durch die in dem Wellenleiter einzukoppelnde Lichtwelle eine Spule über die Schicht abgelenkt wird. In diesem in einer Schicht mit einer relativ großen Oberfläche Fall ist an Stelle der Vorlage eine Speichervorrichtung zur Modenanpassung an den Wellenleiter und zur zur Steuerung der Intensität des Elektronenstrahls in Richtungsverteilung der einfallenden Lichtwelle vor- den einzelnen Richtungen zu verwenden,
teilhaft beeinflußt wird. 55 Bei Benutzung der Maske muß der Transmissions-
Ais optisches Bauelement wird vorteilhafterweise verlauf der Maske derart bestimmt werden, daß nach ein Axikon, ein Kinoform, ein Phasen- oder Volumen- Herstellung des Oberflächenreliefs die im Wellenhologramm gewählt. Falls das optische Bauelement leiter weiterzuführenden Lichtimpulse die vorgegebeein Kinoform, ein Phasen- oder Volumenhologramm nen Modentypen und die vorgegebene Richtung erist, hat es die Aufgabe, neben der räumlichen Vertei- 60 halten.
lung der Lichtwelle den Lichtimpuls in vorgegebenen Zur Herstellung der Struktur in der Schicht wird
Modentypen weiterzuleiten. man am einfachsten während des Belichtungsvor-
Das optische Bauelement ist vorteilhafterweise ganges eine Rotationsbewegung der zu belichtenden rotationssymmetrisch zur Achse des Wellenleiters an- Schicht oder des Projektionsstrahlenganges um die geordnet. 65 Achse des mit der Schicht bedeckten Wellenleiters
Die um den Wellenleiter mantelförmig angeordnete durchführen. Diese Rotationsbewegung kann konti-Schicht ist vorteilhafterweise ein Kinoform. Unter nuierlich oder in Stufen erfolgen,
einem Kinoform versteht man eine schichtförmige An Stelle der Rotationsbewegung kann die Abbil-
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dung auch so erfolgen, daß der amplitudenmodulierte die Wirkung eines Beugungsgitters besitzt. Von oben Strahl in eine Reihe von Strahlen aufgeteilt wird, die einfallende Lichtstrahlen 12 werden daher entspredie Schicht aus verschiedenen Richtungen bestrahlen. chend der »Gitterkonstanten« in verschiedene Beu-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an gungsrichtungen abgelenkt. Infolge der beim DurchHand der folgenden Figurenbeschreibung erläutert. 5 laufen der Lichtstrahlen entstehenden Phasendiff eren-
F i g. 1 zeigt eine komplette Koppelvorrichtung zen wird ein bestimmter Modentyp in einen anderen zum Ein- und Auskoppeln von Licht, bestimmten Modentyp transformiert. Bei Berücksich-
F i g. 2 einen Teil eines Kinoforms, tigung einer bestimmten Dicke des Schichtmaterials
F i g. 3 den Wellenleiter mit einer Zwischenschicht 10, einer bestimmten Höhe und Breite der Stufen und der Strukturschicht, io und bestimmter Wellenlängen des einfallenden Lich-
Fig. 4 und 5 je ein Ausführungsbeispiel zur Her- tes gelangt man zu bestimmten Ausbreitungsrichtunstellung der Schichtenstruktur mittels Lichtstrahlen gen des durchgelassenen Lichtes im Sinne dieser und Transformation.
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel zur Herstellung Aus einem Kinoform besteht die äußere Schicht5
der Schichtenstruktur mittels Elektronenstrahlen. 15 der Fig. 3. Sie zeigt einen Querschnitt des Wellen-
An Hand der Fig. 1 kann sowohl der Einkoppel- leiters 6, dessen Brechungsindex kleiner oder gleich Vorgang einer Lichtwelle in einen Wellenleiter als dem Material der Schicht 5 ist. In diesem Falle ist auch der Auskoppelvorgang einer Lichtwelle aus dem es notwendig, eine Zwischenschicht 13 anzuordnen, Wellenleiter beschrieben werden. Im ersteren Falle welche einen niedrigeren Brechungsindex als das Mabedeutet 1 den Endteil eines Lasers, dessen impuls- 20 terial des Wellenleiters 6 besitzt. Ist nämlich das förmige Strahlung 2 auf ein axialsymmetrisch zum Material des Wellenleiters von einem Material mit Laser angeordnetes Axikon 3 fällt. Dieses Axikon, einem niedrigeren Brechungsindex umgeben, so leitet das aus einem transparenten Material besteht und die dieser Wellenleiter Lichtwellen, die ja nicht nur im Form eines Rotationsprismas besitzt, leitet die Strah- Inneren des Wellenleiters, sondern bei denen auch lung gemäß der äußeren Pfeile 4 mit einer konstanten 25 Oberflächenwellen bestehen, mit einer geringeren Strahlungsdichte des Strahlungsquerschnittes auf die Dämpfung durch Strahlungsverluste. Die Zwischenschicht 5 weiter, die auf der Oberfläche dieser schicht 13 sollte eine Dicke von einigen Wellenlängen Schicht eine gleichmäßige Verteilung ergibt. Die oder weniger der zu leitenden Lichtwellen aufweisen. Schicht 5 ist mantelförmig um den Wellenleiter 6 an- Eine radial von außen unter einem spitzen Winkel geordnet und bewirkt als Kinoform durch die in ihr 30 zur optischen Achse 7 auf die Schicht 5 einfallende enthaltene Brechungsindex- bzw. Oberflächenrelief- Lichtwelle wird in den Wellenleiter 6 eingekoppelt struktur eine Weiterleitung der Teilstrahlen mit einer und in Richtung der optischen Achse 7 weitergeleitet, geringen Modenzahl, vorzugsweise einem Modus in In genau der gleichen Weise wird eine entlang der Richtung der optischen Achse 7. Die wirkungsvolle optischen Achse 7 ankommende Lichtwelle, wenn sie Einkopplung eines oder weniger Moden unter Ver- 35 in den Bereich des mit der Schicht versehenen WeI-nachlässigung höherer Moden ist deshalb von beson- lenleiters eintritt, durch die Schicht hindurch nach derem Vorteil, weil in Wellenleitern Lichtwellen, die außen geführt.
nur niedere Moden enthalten, weniger gedämpft wer- Für den Fall, daß man für die Schicht 5 ein Mate-
den und die übertragenen Impulse nur wenig verzerrt rial -wählt, dessen Brechungsindex kleiner ist als das werden. Zur Erhöhung der Modenanpassung an den 40 Material des Wellenleiters 6, kann auf die Zwischen-Wellenleiter trägt das optische Bauelement 3 bei, schicht 13 verzichtet werden.
wenn an Stelle des Axikons ein Hologramm oder Die F i g. 4 zeigt eine Anordnung zur Herstellung
ebenfalls ein Kinoform gewählt wird. der Struktur der Schicht 5. Ein paralleles Lichtstrah-
Die als Kinoform gewählte Schicht 5 bewirkt ne- lenbündel 14 fällt senkrecht auf eine Maske 15, die ben der Einkoppelung des Lichtes von links nach 45 hier als Dia realisiert ist. Dieses Dia enthält das Bild rechts in gleicher Weise eine Auskopplung, wenn das der Struktur, das auf die Schicht 5 projiziert werden Licht durch den Wellenleiter von rechts herangeführt soll. Das Lichtstrahlenbündel 14 läuft weiter auf eine wird. Zylinderlinse 16 und von hier auf eine weitere Zy-
In diesem Falle wird eine Lichtwelle, welche nach linderlinse 17, die im Brennpunkt der Zylinderlinse links auf die Endfläche 8 des Wellenleiters zuläuft, so 16 angeordnet ist und deren Achse senkrecht zur in der gleichen Richtung wie bei der Einkopplung Achse der Zylinderlinse 16 angeordnet ist. Durch aus dem Wellenleiter ausgekoppelt und entsprechend Verwendung dieser Zylinderlinsen wird das Lichtden Pfeilen 9 auf das optische Bauelement 3 hinge- strahlenbündel 14 immer nur in bestimmten paralleführt. Von dort gelangt die Strahlung nach links auf len Ebenen fokussiert. Im weiteren Verlauf fällt das die Anordnung 1, die in diesem Fall einen Photo- 55 Lichtstrahlenbündel auf einen Spiegel 18, der um detektor darstellt. Das Ausgangssignal dieses Detek- eine Achse 19 drehbar gelagert ist, welche mit der tors wird erhöht, wenn die auftreffende Strahlung optischen Achse 7 zusammenfällt. Dieser Spiegel wieder vollständig auf die Detektorfläche konzen- lenkt das Lichtstrahlenbündel über zwei weitere Spietriert ist. gel 20 und 21 auf ein Mikroskopobjektiv 22, von dem
Fig. 2 zeigt den Querschnitt eines Teiles eines 60 aus das Lichtstrahlenbündel auf die Schicht 5 auf-Kinoforms, das als Strukturschicht 5 verwendet wird trifft. Das Bild der Maske 15 wird auf der Schicht 5 und als optisches Bauelement 3 eingesetzt werden durch diese Anordnung streifenförmig, 23, abgebilkann. Es besteht aus einer dünnen Schicht eines det. Um das Bild auf die gesamte Oberfläche der transparenten Materials 10, bei dem eine Ober- Schicht 5 abzubilden, müssen die Spiegel 18, 20 und flächenreliefstruktur 11 eingezeichnet ist und eine 65 21 und das Mikroskopobjektiv 22 um die optische Brechungsindexstruktur ebenfalls vorhanden sein Achse 7 gedreht werden. An Stelle der Drehung diekann. Die Oberflächenstruktur ist sägezahnförmig ser Spiegel und des Mikroskopobjektives können mit scharfen Kanten ausgebildet, welche zum einen diese auch fest angeordnet sein und der Wellen-
leiter 6 mit der Schicht 5 um die optische Achse 7 gedreht werden. Dabei erfolgt diese Drehbewegung entweder kontinuierlich oder stufenweise. Da die Schicht 5 aus einem lichtempfindlichen Material besteht, ist durch die Abbildung des Dias auf der Schicht diese belichtet worden. Sie muß noch entwickelt und fixiert werden. Bei der Herstellung dieser Struktur besteht die Möglichkeit, für die spätere Anwendung der Schicht Korrekturen eventueller Aberrationen der einfallenden Wellenfront und Nichtlinearitäten des Schichtmaterials durchzuführen. Eine solche korrigierende Wirkung der Schicht kann erzeugt werden, wenn man in der Vorlage das Bild geeignet vorgibt.
Die F i g. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Herstellung der Struktur der Schicht 5 um den Wellenleiter 6. Hier wird das auf die Vorlage 15 auftreffende Lichtstrahlenbündel 14 durch eine Strahlaufteilungsvorrichtung 24 in zwei Teilstrahlen gleicher Intensität zerlegt und diese Teilstrahlen über teildurchlässige Spiegel 25 unter verschiedenen Richtungen auf die Schicht 5 gelenkt. Die Teildurchlässigkeit der Spiegel 25 ist dabei so bemessen, daß die Strahlungsintensität der Teilstrahlen 26 konstant isi Auf diese Weise läßt sich die Struktur ohne Bewe gung der Vorrichtung herstellen. Wenn sich benach barte Teilstrahlen 26 auf der Oberfläche der Schich gerade berühren, wird die Schicht vollständig belich tet. Danach wird die Schicht entwickelt und fixiert Die F i g. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispie zur Herstellung der Struktur auf der Schicht 5. Die: geschieht hier durch einen Elektronenstrahl 27, dei intensitätsmoduliert wird. In einem evakuierten Gehäuse 28 befindet sich ein System 29 nach Art einei Triode, welche Elektronenstrahlen aussendet, du von einer Ablenkspule 30 senkrecht zur Zeichenebene abgelenkt werden können. Die Strukturform wird durch Intensitätsmodulation des Elektronenstrahls bewirkt, welche in einem Intensitätsmodulatoi 31 gespeichert ist und welche als Funktion der Ablenkrichtung durch die Ablenkspulen 30 gesteuert wird. Zur Belichtung der gesamten Oberfläche der Schicht 5 wird der Wellenleiter 6 mit der Schicht um seine Achse 32 schrittweise weitergedreht. Im Anschluß an diese Belichtung wird die Schicht wieder entwickelt und fixiert.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
copy 309 513/344

Claims (18)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Ein- und Auskoppeln von Licht bei dielektrischen optischen Wellenleitern unter Verwendung einer Schicht mit einer Brechungsindex- oder einer Oberflächenreliefstruktur als Koppelelement, welche insbesondere eine optimale Modenanpassung bewirkt und unter Verwendung eines optischen Bauelementes, welches eine Lichtwelle in einer vorgegebenen Lichtverteilung weiterleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht mantelförmig um die Oberfläche des Endteiles des Wellenleiters angeordnet ist und daß vor dem Endteil des Wellenleiters das optische Bauelement angeordnet ist, welches die zu koppelnde Lichtwelle gleichmäßig auf der Oberfläche der Schicht bzw. auf der Eintrittsfläche des nachfolgenden optischen Elementes verteilt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauelement ein Axikon, ein Kinoform, ein Phasen- oder ein Volumenhologramm ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur des optischen Bauelementes so beschaffen ist, daß ein vorgegebener Modentyp derart weitergeleitet wird, daß die Lichtintensität auf dem nachfolgenden Element weitgehend gleichmäßig verteilt ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauelement rotationssymmetrisch zur Achse des Wellenleiters angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht ein Kinoform ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus einem Material besteht, das einen niedrigeren Brechungsindex als das Material des Wellenleiters hat.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus einem Material besteht, das den gleichen oder einen höheren Brechungsindex als das Material des Wellenleiters hat und daß zwischen der Schicht und dem Wellenleiter eine oder mehrere transparente Zwischenschichten mit einer Wandstärke von der Größenordnung der Wellenlänge des zu leitenden Lichtes oder darunter und mit einem Brechungsindex angeordnet ist, der kleiner als der Brechungsindex des Materials des Wellenleiters ist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht eine Photolackschicht oder eine Dichromat-Gelatine-Schicht ist.
9. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst auf das Ende der Mantelfläche des Wellenleiters die Schicht aufgetragen wird, danach in der Schicht eine Brechungsindex- oder Oberflächenrelief struktur durch Einwirkung einer amplitudenmodulierten Strahlung und anschließenden Entwicklung und Fixierung der Schicht erzeugt wird und daß anschließend in einem von der Strahlungsumlenkungsrichtung des optischen Bauelementes abhängigen Abstand hinter dem mit
der Schicht versehenen Wellenleiter das optische Bauelement und dahinter der Sender, der Detektor oder ein weiterführender Wellenleiter axialsymmetrisch angeordnet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur durch Belichtung unter Verwendung einer Maske und einer Optik erzeugt wird.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Maske ein Dia verwendet wird, das durch eine inkohärente Strahlung auf die Schicht abgebildet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Maske ein Hologramm oder ein Kinoform verwendet wird, von dem mittels kohärenter Strahlung ein dreidimensionales der Gestalt der Schicht angepaßtes Bild in der Schicht erzeugt wird.
13. Verfahren nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Transmissionsverlauf der Maske derart bestimmt wird, daß nach Herstellung des Oberflächenreliefs die im Wellenleiter weiterführenden Lichtimpulse die vorgegebenen Modentypen und die vorgegebene Richtung erhalten.
14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur durch einen Elektronenstrahl erzeugt wird, der intensitätsmoduliert ist.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Belichtungsvorganges eine Rotationsbewegung der zu belichtenden Schicht oder des Projektionsstrahlenganges um die Achse des mit der Schicht bedeckten Wellenleiters durchgeführt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsbewegung kontinuierlich erfolgt.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsbewegung in Stufen erfolgt.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der amplitudenmodulierte Strahl in eine Reihe von Strahlen aufgeteilt wird, die die Schicht aus verschiedenen Richtungen bestrahlen.
DE2147841A 1971-09-24 1971-09-24 Vorrichtung zum Ein- und Auskoppeln von Licht bei dielektrischen optischen Wellenleitern und Verfahren zu dessen Herstellung Expired DE2147841C2 (de)

Priority Applications (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE789176D BE789176A (fr) 1971-09-24 Dispositif pour l'introduction et l'extraction de lumiere dans des guides d'ondes optiques dielectriques et procede pour sa fabrication
DE2147841A DE2147841C2 (de) 1971-09-24 1971-09-24 Vorrichtung zum Ein- und Auskoppeln von Licht bei dielektrischen optischen Wellenleitern und Verfahren zu dessen Herstellung
CH855172A CH548034A (de) 1971-09-24 1972-06-08 Vorrichtung an dielektrischen optischen wellenleitern zum ein- und auskoppeln von licht und verfahren zu deren herstellung.
GB3565372A GB1394870A (en) 1971-09-24 1972-07-31 Optical waveguides
SE7210837A SE378311B (de) 1971-09-24 1972-08-21
AU46529/72A AU465606B2 (en) 1971-09-24 1972-09-11 Improvements in or relating to optical waveguides
IT29363/72A IT967600B (it) 1971-09-24 1972-09-19 Dispositivo per introdurre ed estrarre luce in guide di onde ottiche dielettriche e procedi mento per la sua fabbricazione
FR7233242A FR2153318B1 (de) 1971-09-24 1972-09-20
CA152,136A CA972594A (en) 1971-09-24 1972-09-20 Coupling device for optical wave conductors and method for making same
NL7212866A NL7212866A (de) 1971-09-24 1972-09-22
LU66144A LU66144A1 (de) 1971-09-24 1972-09-22
JP47095624A JPS4842751A (de) 1971-09-24 1972-09-22
US00291271A US3809455A (en) 1971-09-24 1972-09-22 Coupling device for optical wave guides

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SE (1) SE378311B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3008029A1 (de) * 1980-03-03 1981-09-10 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Optischer baustein fuer multiplexer/demultiplexer
EP0056683A1 (de) * 1981-01-07 1982-07-28 Digital Recording Corporation Abspielvorrichtung, Fokussierelemente und Fokussiersystem zur Erzeugung einer vorgegebenen Energieverteilung langs einer axialen Brennweitenzone
US7298944B2 (en) 2000-11-28 2007-11-20 Fujikura Ltd. Method and device for manufacturing optical fiber grating, optical fiber grating, optical module, and optical communication system

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3977763A (en) * 1972-06-07 1976-08-31 Thomson-Csf Coupling device for an optical waveguide and a method for manufacturing such a device
FR2188175B1 (de) * 1972-06-07 1974-12-27 Thomson Csf
US3995935A (en) * 1975-04-28 1976-12-07 International Telephone And Telegraph Corporation Optical coupler
US4057319A (en) * 1976-04-05 1977-11-08 National Research Development Corporation Optical system using a hologram coupler
US4178066A (en) * 1976-05-10 1979-12-11 Cselt Centro Studi E Laboratori Telecomunicazioni S.P.A. Ray-path equalizer for signal-transmission system using multimode light guides
JPS5360651A (en) * 1976-11-12 1978-05-31 Hitachi Ltd Semiconductor laser with optical fibers
US4146298A (en) * 1977-03-01 1979-03-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Coupler for optical fiber waveguides and method of constructing same
US4165913A (en) * 1977-05-18 1979-08-28 Lockheed Electronics Company, Inc. Rotary optical coupler
FR2399042A1 (fr) * 1977-07-25 1979-02-23 Comp Generale Electricite Dispositif de couplage pour fibre optique
NL7714270A (nl) * 1977-12-22 1979-06-26 Nederlanden Staat Inrichting voor het koppelen van ten minste drie lichtgeleiders.
DE3006071C2 (de) * 1980-02-19 1987-05-27 Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch Lichtsammelanordnung in einer Vorrichtung zur Abtastung einer Fläche wie z.B. einer Materialbahn längs einer Geraden mittels eines Lichtstrahls
US4314283A (en) * 1980-09-02 1982-02-02 Xerox Corporation Diffraction based light collector
JPH02153328A (ja) * 1988-12-05 1990-06-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 光源装置
SE469453B (sv) * 1989-10-27 1993-07-05 Ericsson Telefon Ab L M Optisk kopplingsanordning
GB9007912D0 (en) * 1990-04-06 1990-06-06 British Telecomm A method of forming a refractive index grating in an optical waveguide
DE69321548T2 (de) * 1992-05-01 1999-04-15 Nippon Telegraph And Telephone Corp., Tokio/Tokyo Verfahren zur identifizierung einer optischen linie
AU685747B2 (en) * 1992-06-01 1998-01-29 British Telecommunications Public Limited Company Filter with preselected attenuation/wavelength characteristic
DE4232035C1 (de) * 1992-09-24 1994-03-31 Siemens Ag Strahlkoppler
US5620495A (en) * 1995-08-16 1997-04-15 Lucent Technologies Inc. Formation of gratings in polymer-coated optical fibers
US5687264A (en) * 1995-08-24 1997-11-11 Sandia Corporation Apparatus for injecting high power laser light into a fiber optic cable
US5892620A (en) * 1995-10-03 1999-04-06 Stone; Thomas W. Optical shuffle device
US6012852A (en) * 1996-12-18 2000-01-11 The Whitaker Corporation Expanded beam fiber optic connector
US6530697B1 (en) * 1998-09-22 2003-03-11 Digital Optics Corp. Multi-mode fiber coupler, system and associated methods
US6496621B1 (en) * 1998-09-22 2002-12-17 Digital Optics Corp. Fiber coupler system and associated methods for reducing back reflections
US8529139B2 (en) 1998-09-22 2013-09-10 Digitaloptics Corporation East Optical element and system using the same
IT1311335B1 (it) * 1999-12-21 2002-03-12 Otc Optical Technologies Ct S Procedimento e dispositivo per realizzare reticoli in fibra ottica.
US20020069676A1 (en) * 2000-12-12 2002-06-13 Kopp Victor Il?Apos;Ich Apparatus and method of manufacturing chiral fiber bragg gratings
US7095537B2 (en) * 2003-05-30 2006-08-22 General Electric Company Method and system for optical coupling using holographic recording media

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3631360A (en) * 1967-07-13 1971-12-28 Kurt Lehovec Electro-optical structures utilizing fresnel optical systems
US3674335A (en) * 1970-05-25 1972-07-04 Bell Telephone Labor Inc Light wave coupling into thin film light guides
US3674336A (en) * 1970-08-28 1972-07-04 Bell Telephone Labor Inc Light wave coupling into thin film light guides with bragg type gratings

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3008029A1 (de) * 1980-03-03 1981-09-10 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Optischer baustein fuer multiplexer/demultiplexer
EP0056683A1 (de) * 1981-01-07 1982-07-28 Digital Recording Corporation Abspielvorrichtung, Fokussierelemente und Fokussiersystem zur Erzeugung einer vorgegebenen Energieverteilung langs einer axialen Brennweitenzone
US7298944B2 (en) 2000-11-28 2007-11-20 Fujikura Ltd. Method and device for manufacturing optical fiber grating, optical fiber grating, optical module, and optical communication system

Also Published As

Publication number Publication date
FR2153318A1 (de) 1973-05-04
JPS4842751A (de) 1973-06-21
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LU66144A1 (de) 1973-01-17
CH548034A (de) 1974-04-11
DE2147841C2 (de) 1978-09-21
NL7212866A (de) 1973-03-27
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CA972594A (en) 1975-08-12
IT967600B (it) 1974-03-11
AU4652972A (en) 1974-03-21
FR2153318B1 (de) 1976-08-13

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