DE2409455A1 - Branch output for light conductor - using curved portion of conductor to control partial output - Google Patents
Branch output for light conductor - using curved portion of conductor to control partial outputInfo
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Abstract
Description
Auskoppelvorrichtung für Licht aus optischen Wellenleitern Die Erfindung betrifft eine Auskoppelvorrichtung für Licht aus optischen Wellenleitern.Decoupling device for light from optical waveguides The invention relates to a coupling device for light from optical waveguides.
Auf Nachrichte.übertragungsstrecken über mehrere Kilometer sollen nach jeweils mehreren Teilstrecken Signale aus den optischen Wellenleitern abgezweigt werden. Es ist vorgeschlagen worden (P 2340 020.6), eine Auskoppelvorrichtung für Licht durch eine Abzweigung eines Faserkernes in einem gemeinsamen Fasermantel zu erreichen. Die weiterzuführenden Lichtsignale werden nach der Verzweigungsstelle im weiterlaufenden Faserkern durch eine Steckverbindung in einem weiterführenden optischen Wellenleiter eingekoppelt. Alle in der Verzweigungszone auftretenden Winkel der einzelnen Kerne gegeneinander werden dabei so vorgegeben, daß in allen Krümmungen praktisch keine Energieverluste auftreten.On message transmission routes over several kilometers signals branched off from the optical waveguides after several sections will. It has been proposed (P 2340 020.6), a decoupling device for Light through a branch of a fiber core in a common fiber cladding to reach. The light signals to be continued are after the branching point in the continuing fiber core through a plug connection in a continuing one optical waveguide coupled. All angles occurring in the branching zone the individual cores against each other are specified so that in all curvatures practically no energy losses occur.
Bei einer derartigen Auskoppelvorrichtung ist es jedoch notwendig, einen optischen Wellenleiter aufzubauen, welcher in einem Mantel verzweigte Kerngebiete aufweist.With such a decoupling device, however, it is necessary to build an optical waveguide, which in a cladding branched core regions having.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Auskoppelvorrichtung für Licht aus optischen Wellenleitern anzugeben, welche es ermöglicht, an einem beliebigen Ort dieser Wellenleiter einen vorgegebenen Anteil des in diesenLgeführten Lichtes auszukoppeln.The object of the invention is to provide a decoupling device for light to specify from optical waveguides, which makes it possible to at any Place this waveguide a given proportion of the light guided in this decoupling.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wellenleiter auf ein Substrat mit einer solchen Krümmung aufgebracht ist, daß ein vorgegebener Anteil des im Wellenleiters geführten Lichtes nach außen abgestrahlt wird und daß in der Nähe der Krümmung des Wellenleiters mindestens eine Vorrichtung zur Strahlungsaufnahme angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that the waveguide applied to a substrate with such a curvature is that a predetermined proportion of the light guided in the waveguide is emitted to the outside and that in the vicinity of the curvature of the waveguide at least one device is arranged to absorb radiation.
Hier werden also gerade die störenden, bei der Signalübertragung Verluste ergebenden Krümmungen in Wellenleitern zur Auskopplung von Signalen ausgenutzt.This is where the disruptive signal transmission losses occur The resulting curvatures in waveguides are used to decouple signals.
Der Vorteil besteht hierbei darin, daß in einer Signalübertragungsleitung einem geführten Signal vorgebbar kleine Anteile durch eine vorbestimmte Krümmung der Leitung entnommen wird. Die Entnahme ist ohne Auftrennen der Ubertragungsleitung möglich.The advantage here is that in one signal transmission line A guided signal can be given small proportions by a predetermined curvature taken from the line. The extraction is possible without disconnecting the transmission line possible.
Einzelheiten über den Zusammenhang zwischen dem Krürmungsradius des Wellenleiters und dem Anteil der ausgekoppelten Lichtenergie für Kernmantel- und Gradientenfasern sind beispielsweise von S.E. Miller in einem Aufsatz in "IPhe Bell System Technical Journal" Bd. 48, Nr. 7, 1969, S. 2059 ff beschrieben (Der auszukoppelnde Lichtanteil ist dort als Lichtverlust bezeichnet).Details of the relationship between the radius of curvature of the Waveguide and the proportion of the coupled-out light energy for kernmantle and Gradient fibers are available, for example, from S.E. Miller in an essay in "IPhe Bell System Technical Journal "Vol. 48, No. 7, 1969, p. 2059 ff The light component is referred to there as light loss).
Erfindungsgemäß werden die ausgekoppelten Lichtanteile vorteilhafterweise über einer Vorrichtung zur Strahlungsaufnahme weiterverwendet, welche aus einem Photodetektor, einem elektrischen Verstärker und einem Empfänger besteht.According to the invention, the outcoupled light components are advantageous reused via a device for radiation absorption, which consists of a Consists of a photodetector, an electrical amplifier and a receiver.
Zur möglichst vollständigen Aufnahme der ausgekoppelten Lichtanteile durch den Photodetektor ist entweder diesem insbesondere eine abbildende Optik vorgeschaltet oder der Photodetektor als großflächige Photodiode ausgebildet.For the most complete possible absorption of the decoupled light components by means of the photodetector, either an imaging optical system is connected upstream of it or the photodetector is designed as a large-area photodiode.
Bei Verwendung einer abbildenden Optik läßt sich der ausgekoppelte Lichtanteil insbesondere direkt einem weiterführenden Wellenleiter, einer anschließenden Vorrichtung zur Verstärkung des geführten Lichtes und schließlich einem Empfänger zuführen.When using imaging optics, the decoupled Light component in particular directly to a continuing waveguide, a subsequent one Device for amplifying the guided light and finally a receiver respectively.
Für den Fall, daß der Empfänger nicht unmitteibar am Wellenleiter angeordnet ist, wird das vom Photodetektor aufgenommene Licht elektrisch verstärkt und einer Laserdiode oder einer Lumineszenzdiode zugeführt, welche mit einem weiteren optischen Wellenleiter und einem anschließenden Empfänger verbunden ist.In the event that the receiver is not directly on the waveguide is arranged, the light picked up by the photodetector is electrically amplified and fed to a laser diode or a luminescent diode, which is connected to a further optical waveguide and a subsequent receiver is connected.
Zur Registrierung der im Wellenleiter geführten Lichtsignaie lassen sich insbesondere an einer Wellenleiterkrümmung mehrere derartige Vorrichtungen zur Strahlungsaufnahme anordnen.Allow to register the light signals guided in the waveguide In particular, several such devices are located at a curvature of the waveguide arrange for radiation absorption.
Die Vorrichtung(en) zur Strahlungsaufnahme werden vorteilhafterweise in integrierter lechnik aufgebaut.The device (s) for absorbing radiation are advantageously built in integrated technology.
Einzelheiten der Erfindung werden an Hand von AusfUhrungsbeispielen in der Figurenbeschreibung näher erläutert.Details of the invention are based on exemplary embodiments explained in more detail in the description of the figures.
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Aufbau mit einer abbildenden Optik, einer Photodiode, einem Verstärker und einem Empfänger, Figur 2 dasselbe mit einer abbildenden Optik, einem weiterführenden Wellenleiter, dessen Signale unterwegs optisch verstärkt werden und einem Empfänger und Figur 3 dasselbe mit einer großflächigen Photodiode, einem Verstärker, einer Laseriode und einem Empfänger.Figure 1 shows a structure according to the invention with an imaging Optics, a photodiode, an amplifier and a receiver, Figure 2 the same with imaging optics, a further waveguide, its signals are optically amplified en route and a receiver and Figure 3 do the same with a large area photodiode, an amplifier, a laser diode and a receiver.
In der Figur 1 ist eine gekrümmte Kernmantelfaser 1 dargestellt, deren Kern aus einem dotierten Quarzglas mit dem Brechungsindex nK = 1,465 und einem Mantel aus reinem Quarzglas mit einem Brechungsindex nM = 1,458 besteht. Der Kerndurchmesser beträgt 77/um, der äußere Manteldurchmesser 130/um. Diese Kernmantelfaser (Multimodefaser) ist auf einem Substrat 2 befestigt, welches der Faser eine Krümmung mit einem Krürmungsradius von R = 1 cm über einen 1/4 Kreisbogen verleiht. Durch die Faser laufen in Pfeilrichtung Signale, welche an den Grenzflächen zwischen den Kern- und Mantelgebieten in den geradlinigen verlaufenden Teilen der Faser total reflektiert werden. Im Bereich der Krümmung der Faser dagegen wird der Winkel der Totalreflexion unterschritten und ein Teil der Signale nach außen abgestrahlt.In the figure 1, a curved core sheath fiber 1 is shown, whose Core made of doped quartz glass with the refractive index nK = 1.465 and a cladding consists of pure quartz glass with a refractive index nM = 1.458. The core diameter is 77 μm, the outer cladding diameter is 130 μm. This core sheath fiber (multimode fiber) is mounted on a substrate 2, which of the fiber has a curvature with a radius of curvature of R = 1 cm over a 1/4 arc of a circle. Run through the fiber in the direction of the arrow Signals generated at the interfaces between the core and cladding areas in the rectilinear parts of the fiber are totally reflected. In the area the curvature of the fiber, on the other hand, falls below the angle of total reflection and some of the signals are radiated to the outside.
Bei den obengenannten Daten der Faser beträgt der abgestrahlte Anteil der Signalenergie 1 dB/cm.In the above data of the fiber, the radiated portion is the signal energy 1 dB / cm.
Dieses abgestrahlte Licht wird über eine Linse 3 auf einen Photodetektor 4 abgebildet, dessen lichtabhängiges elektrisches Signal einem Verstärker 5 und schließlich einem Empfänger 6 zugeführt.This emitted light is transmitted to a photodetector via a lens 3 4 shown, the light-dependent electrical signal to an amplifier 5 and finally fed to a receiver 6.
An diesem Empfänger, der beispielsweise an einem Streckenabschnitt einer Übertragungsstrecke aufgestellt ist, läßt sich also die auf der Übertragungsstrecke geführte Information ablesen.At this receiver, for example on a route section a transmission link is set up, so the on the transmission link Read guided information.
Die Vorrichtung zur Strahlungsaufnahme kann gemäß der Figur 2 auch so ausgebildet sein, daß der ausgekoppelte Strahlanteil über eine Linse 3 auf einem weiterführenden Wellenleiter 7 abgebildet wird und das dort weitergeführte LichtsignaXüber einen optischen Zwischenverstärker 8 und eine weitere Nachrichtenübertragungsleitung 9 einem Empfänger 10 zugeführt wird.According to FIG. 2, the device for absorbing radiation can also be designed so that the coupled out beam portion through a lens 3 on a further waveguide 7 is mapped and the light signal X over continued there an optical repeater 8 and another communication line 9 is fed to a receiver 10.
In der Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, welches es erlaubt, auf die als Linsen 3 der Figuren 1 und 2 dargestellten abbildenden Optiken zu verzichten.In the figure 3 an embodiment is shown, which it allowed, on the imaging optics shown as lenses 3 of Figures 1 and 2 to renounce.
Hier wird das aus dem gekrümmten Wellenleiter 1 ausgekoppelte Licht direkt einer großflächigen Photodiode 11 zugeführt, dessen lichtabhängige Signale elektrisch verstärkt (5) als Pumpstromimpulse einer Laserdiode 12 zugeführt werden. Diese ist mit einer weiterführenden optischen Nachrichtenübertragungsanlage 13 verbunden, welche wiederum in einem Empfänger 14 endet.The light coupled out from the curved waveguide 1 is here fed directly to a large-area photodiode 11 whose light-dependent signals electrically amplified (5) are fed as pump current pulses to a laser diode 12. This is connected to a continuing optical communication system 13, which in turn ends in a receiver 14.
Alle diese Vorrichtungen zur Strahlungsaufnahme können vor den weiterführenden Nachrichrichtenübertragungsleitungen 9 bzw. 13 auch nach bekannten Techniken integriert aufgebaut werden.All of these devices for absorbing radiation can be used in front of the advanced Message transmission lines 9 and 13 are also integrated according to known techniques being constructed.
3 Figuren 7 Patentansprüche3 Figures 7 claims
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