DE2622570A1

DE2622570A1 - Optisches nachrichtensystem

Info

Publication number: DE2622570A1
Application number: DE19762622570
Authority: DE
Inventors: Robert Olshansky
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1975-05-27
Filing date: 1976-05-20
Publication date: 1976-12-16
Also published as: ATA387276A; CA1048828A; AT356932B; DE2622570C3; GB1542935A; JPS51145330A; US4006962A; FR2312787A1; JPS5649323B2; DE2622570B2; FR2312787B1

Description

Alexander R,HerzfcId _ -

Ecchtsanwalt £ Q £ Z O / U

6 Frankfurt am Main 90

Zeppclioallec 71 Optisches Nachrichtensystem

Die Erfindung betrifft optische Nachrichtensysteme, in welchen mehrere Wellenforaien fortpflanzende optische Wellenleiter eine Übertragung von optischen Signalen mit geringer Dispersion ermöglichen.

Für die Nachrichtenübertragung werden im Hinblick auf die ständige Zunahme des Nachrichtenverkehrs Nachrichtensysteme hoher Übertragungskapazität benötigt, die mit· .Frequenzen in der Größenordnung von 10 ^y Hz arbeiten. Solche Systeme werden als optische Nachrichtensysterne bezeichnet, v/eil die

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Frequenz von 10 ^y Hz innerhalb des Frequenzspektrums des sichtbaren Lichtes liegt. Für die Übertragung dieser Frequenzen kommen insbesondere optische Wellenleiter in Betracht, die aus einer optischen Faser mit einem durchsichtigen Kern und einem diesen umgebenden durchsichtigen Mantel bestehen, dessen Brechungsindex niedriger als der des Kernes ist.

Die Fortpflanzung von Lichtwellen in optischen Wellenleitern wird von physikalischen Gesetzen beherrscht, die ähnlich den für die Mikrowellenfortpflanzung geltenden sind, und erfolgt in Wellenform mit unterschiedlichen Fortpflanzungs- und Verteilungsiierkmalen. Wellenleiter für eine einzige Wellenform sind insofern vorteilhaft, als sie die Übertragung optischer Signale mit eehr geringer Dispersion ermöglichen, doch müssen hiebei wegen der geringeren numerischen

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Apertur und des kleinen Kerndurchmessers solcher Fasern Laser verwendet werden, um die optischen Signale in die Wellenleiter einzuführen.

Wellenleiter für mehrere Wellenformen haben größeren Kerndurchmesser und eine größere numerische Apertur als solche für eine einzige Wellenform und werden häufig zur Übertragung optischer Signale bevorzugt, weil sie auch nicht kohärente Signale von Lichtquellen mit breitem Spektrum, wie beispielsweise von lichtemittierenden Dioden, aufnehmen können. In solchen Wellenleitern breiten sich jedoch tausende von Wellenformen mit geringfügig verschiedenen Gruppengeschwindigkeiten aus. Ein kurzer Impuls, der von diesen zahlreichen Wellenformen übertragen wird, spaltet sich deshalb in eine Folge von Impulsen auf, die am ausgangsseitigen Ende des Wellenleiters in unterschiedlichen Zeitpunkten eintreffen. Diese Art von Impulsdispersion ist die vorherrschende Ursache für die Dispersionserscheinungen in typischen Wellenleitern für mehrere Wellenformen. Dispersionserscheinungen, die auf von der Wellenlänge abhängige Effekte zurückgehen, nämlich auf materialbedingte Dispersion und Dispersion innerhalb jeder Wellenform infolge der Wellenlängenabhängigkeit ihrer Gruppengeschwindigkeit, sind normalerweise in einem geringeren Ausmaß vorhanden als die ersterwähnte Dispersionsursache, die von den unterschiedlichen Gruppengeschwindigkeiten der verschiedenen Wellenformen herrührt.

Um die Dispersion zu vermindern, die von den unterschiedlichen Gruppengeschwindigkeiten der verschiedenen Wellenformen herrührt, können zwei verschiedene. Maßnahmen angewendet werden.

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In den US-PSen 3,366.34-8 und 3,687.514 wird zu diesem Zweck eine absichtliche Vermehrung der Möglichkeiten einer Umwandlung der Vellenformen längs des Wellenleiters vorgeschlagen, so daß die Energie gezwungen wird, sich streckenweise in unterschiedlichen Wellenformen fortzupflanzen. Die Energie erreicht dadurch den Ausgang des Wellenleiters mit größerer Näherung im gleichen mittleren Zeitpunkt. Gemäß den beiden genannten Patentschriften wird die Kopplung bzw. Umwandlung der Wellenformen jeweils durch Änderung von Parametern der optischen Fasern, wie des Kernradius und/oder der Richtung der Faserachse, bewirkt. Eine Kopplung der Wellenformen kann aber auch durch äußere Maßnahmen, wie durch Umraantelung, Verkabelung oder Bündelung der Fasern zwecks Erzielung willkürlicher Verformungen der Faserachse, bewirkt werden.

Eine zweite, die Dispersion vermindernde Maßnahme, die in dem Aufsatz "Multimode Theory of Graded-Core Fibers" von D. Gloge et al in "Bell System Technical Journal", 1973, Seiten 1563-1578, behandelt wird, ist die Anwendung eines örtlich veränderlichen Indexprofils, bei dem der Brechungsindex in der optischen Faser von einem Maximalwert in Achsennähe auf einen niedrigeren Wert an der Faseroberfläche abfällt, Die Indexverteilung ist bei dieser Art von Wellenleitern gegeben durch die Gleichungen

η (r) = ^.[1-2A(Va)⁰⁰J ^1/2 für r<a (1) η (r) ^ n._r £ι-2δ] ^1/2 = n₂ für r> a _/ (2) worin n,, der Brechungsindex auf der Faserachse, n_? der

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_rm A\ ^₁₁

Brechungsindex des Mantels, a der Kernradius, α ein Parameter zwischen 1 und c=>o ist und Δ = (n^ - np)/n^,.

Durch die Kopplung von Wellenformen "bzw. die Anwendung von örtlich veränderlichen Indexprofilen oder durch eine Kombination dieser Maßnahmen kann die von den unterschiedlichen Gruppengeschwindigkeiten der verschiedenen Wellenformen herrührende Dispersion soweit reduziert werden, daß die.wellenlängenabhängigen Effekte, nämlich die materialbedingte Dispersion und die Dispersion innerhalb jeder Wellenform infolge der Wellenlärigenabhängigkeit ihrer Gruppengeschwindigkeit zur vorherrschenden Dispersionsursache werden, wenn Lichtquellen mit breiten Spektralbereichen, etwa von mehr als 20 S, verwendet werden.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein optisches Nachrichtensystem zu schaffen, das eine möglichst geringe wellenlängenabhängige Dispersion aufweist.

Ein gemäß der Erfindung ausgebildetes optisches Nachrichtensystem mit einer Lichtquelle, die eine mittlere Wellenlänge Aq hat, einem zylindrischen, aus Glas bestehenden optischen Wellenleiter für mehrere Wellenformen, dessen eingangsseitiges Ende in einer die Aufnahme von Licht ermöglichenden Relativlage zu der Lichtquelle angeordnet ist und der einen Kern mit dem Radius a hat, welcher von einer Mantelschicht mit dem Brechungsindex n^ umgeben ist, wobei der auf der Achse des Kernes gemessene Brechungsindex n^ größer ist als n~ und einer Einrichtung zur Auswertung der Lichtabstrahlung am ausgangssoitigen Ende des optischen Weilenleiters ist dadurch gekennzeichnet, daß die Indexvertellung im Kern als Punktion ies B^dius r der Gleichung

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n(r) ^n₁. [i-2A(r/a)^aJ ^1/2 für r <a

genügt, worin Δ= (n,, -n~) /n. und α ein Parameter zwischen 1 und -ix³ ist, der aber nicht den V/ert 2 hat, und daß Maßnahmen zur...Kopplung der Vellenformen im optischen Vellenleiter und zur Herabsetzung der durch den endlichen Spektralbereich der Lichtquelle verursachten Dispersion getroffen sind, indem die Kopplung der Vellenformen zur im wesentlichen vollständigen Auslöschung jener Dispersion ausgenutzt ist, die linear mit der Vellenleiterlänge zunimmt und aus dervon der Vellenform unabhängigen materialbedingten Dispersion und der von der Vellenform abhängigen Vellenleiterdispersion resultiert.

Infolge der Auslöschung der linearen Längenabhängiglceit der von wellenlängenabhängigen Effekten verursachten Dispersion verbleibt nur noch eine wesentlich kleinere Abhängigkeit derselben von der Quadratwurzel der Länge.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer erläutert. Fig. 1 zeigt im Blockschema ein optisches Nachrichtensystem, Fig. 2 stellt einen'Abschnitt des beim System nach Fig. 1 verwendeten Wellenleiters dar, Fig. 3 ist ein Diagramm, in welchem das später erläuterte Matrixelement M.^ als Funktion des Indexgradienten α für drei verschiedene Werte von Krümmungs-Leitungsspektren ρ (curvature power spectra) dargestellt ist und Fig. 4- zeigt ein Diagramm, in welchem der Indexfaktor (λ_οη^ /2η^,Δ) als Funktion der Wellenlänge für zwei verschiedene, mit Titanoxid dotierte Quarzgläser dargestellt ist.

Das in Fig. 1 gezeigte Nachrichtensystem besteht aus einem Sender 10, der über einen optischen Wellenleiter in Form

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einer Glasfaser 5 der Länge L mit einem Empfänger 11 verbunden ist. Die Erfindung wird mit besonderem Vorteil in solchen Systemen angewendet, bei welchen auf der Senderseite eine Lichtquelle mit breitem Spektrum vorgesehen ist, doch

können im Rahmen der Erfindung natürlich auch Lichtquellen mit schmalem Spektrum, wie insbesondere Laser, verwendet werden.

In Fig. 2 ist der Wellenleiter 12 dargestellt; dieser besteht aus einem zylindrischen Kern 14 mit dem Brechungsindex η und dem Radius a und aus einer Hantelschicht 16 mit dem Brechungsindex n-. Erfindungsgemäß hat der Wellenleiter 12 einen örtlich veränderlichen Brechungsindex n, der gemäß den Gleichungen (1) und (2) für von t^xO abweichende Werte von α variiert, oder er kann auch ein Stufen-Indexprofil haben, bei welchem die Gleichung (1) für α = e*o ausgewertet wird und der Brechungsindex des Kernes den Wert n,, hat. Die Erfindung ist hingegen nicht anwendbar auf Wellenleiter mit einem durch die Gleichung (1) definierten Indexprofil, für das α = 2 gilt, weil sich gezeigt hat, daß bei solchen Wellenleitern die Auslöschung der wellenlängenabhängigen Dispersion für diesen Wert von α nicht vollständig sein kann.

Aufgrund der Gleichungen (10) und.(12) in der einleitend erwähnten Veröffentlichung von D.Gloge läßt sich die Gleichung für den Fortpflanzungs vektor ß wie folgt anschreiben':

ß = n.kJi-Δ fm ^) ^α/(α+2) J + 0(Δ²) . (3)

ν;Drin Μ(α) = ^o^nik^a^A . ν die JJortpflanzungskoiistante im απ-2

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freien Raum ist und den Wert 27T/A. hat und m die Ordnungszahl der Wellenform ist.

Die Laufzeit T je Längeneinheit ist gegeben durch

und kann daher wie folgt angeschrieben werden:

[StIj-(S

· (αϊΖ/ö* "(Η j (5)

worin N^ = dk^ⁿ1^k^* ^Das Strichzeichen und das später verwendete Doppelstrichzeichen bedeuten die erste bzw. die zweite Ableitung nach λ. Die Wellenlängenabhängigkeit von T ist gegeben durch die Ableitung

-^ ₊ Sn₁AOCa)

_r. χ a-2 α 4a

worin η,, n^,, n^ , Δ und ,Δ bei der mittleren Wellenlänge der Lichtquelle auszuwerten sind. In den Gleichungen (6) und (7) sind einige kleine Korrekturglieder vernachlässigt worden.

Die Erfindung basiert nun auf der Beobachtung, daß in

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typischen Gläsern der Wert X^ ungefähr 0,02 beträgt, so daß

bei Werten von Δ, die ungefähr 10 betragen, die beiden Ausdrücke auf der rechten Seite der Gleichung (6) von gleicher Größenordnung, aber entgegengesetztem Vorzeichen sind.

§09851/0726

Wenn eine Kopplung der ¥ellenfernen auftritt, so kann der Wert von (m/K) *·^α ' , gemlttelt über die Leistungsverteilung in stationärem Zustand, in Gleichung (6) verwendet werden, um den Mittelwert des wellenlängenabhängigen. Effektes zu ermitteln. Wenn

α/(α+2)

(8)

gilt, dann verschwindet der Mittelwert von dt/d/v» . Demgemäß kann der Wellenleiter 12 so ausgebildet werden, daß die Dispersion wesentlich: vermindert wird.

Um die genaue Breite der Impulswiedergabe zu ermitteln, muß die Theorie der Kopplung der Wellenformen "benutzt werden. Zur Bestimmung des quadratischen Mittelwertes der Impulsbreite unter Berücksichtigung des Effektes der Spektralverteilung S(^) des Lichtes der Lichtquelle, folgt man der üblichen. Analyse der Kopplung der Wellenfonaen wie sie von B.Gloge in ^lnBell System Technical Journal¹¹, 1973, Seiten 801-806, und von R.Olshansky in "Proceedings of Microwave Research Institute International Symposium XXIII on Optical and Acoustical Electronics", 197^, erläutert wird, wobei die Verzögerungs— zeit aus Gleichung (5) ermittelt wird. Der einzige unterschied gegenüber dieser Analyse ergibt sich bei der Berechnung der Momente σ (ζ) der Impulswiedergabe. Um diese Momente zu finden, müssen die üblichen wellenlängenabhängigen Momente o* (z,A), die in dem Aufsatz "Mode Coupling Effects in Graded-Index Optical Fibers" in "Applied Optics", 1975, Seiten 935-9^5 behandelt sind, über alle Wellenlängen integriert werden, wobei

§09851/0728

S(X) als Gewichtsfunktion verwendet wird. Diese Analyse zeigt, daß der maßgebliche Term für den quadratischen Mittel wert der Impulsbreite wie folgt lautet:

^ζσχ
σ(ζ) = -—— -1-Α5.1. + 2n.AC(a)M.. (α)

+ 0 (VT) (9)

vorausgesetzt, daß die Länge ζ des Wellenleiters 12 groß im Vergleich zur Kopplungslänge ist. Der Ausdruck σ-^ ist dabei der quadratische Mittelwert der Spektralbreite der Lichtquelle, und das Matrixelement M₁₁ (α) stellt den Wert von (m/M) ^^a+ ', gemittelt über die Verteilung im stationären Zustand, dar. Dieser Wert hängt vom Verlauf der Verteilung im stationären Zustand ab, der seinerseits bestimmt wird durch das störende LeistungsSpektrum und das Indexprofil. Der Wert von M₁₁(α), der nachfolgend diskutiert wird, liegt erwartungsgemäß im Bereich 0.1<" M₁₁(α)<1.0. Es ist ersichtlich, daß in Gleichung (8) der linear von ζ abhängige Term im wesentlichen durch geeignete Ausbildung des Wellenleiters eliminiert werden kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei Wellenleitern für mehrere Wellenformen die Kopplung der Wellenformen so gewählt, daß die Größe

-X^n₁ + 2n₁AG(a)M₁₁(a) (10)

im wesentlichen auf den V/ert 0 reduziert wird. Das kann auf verschiedene Arten erreicht werden: durch geeignete Wahl der Brechungsindizes des Kern- und Mantelmanterials, so daß

'sich die gewünschten Werte von Δ und n,, ergeben; durch Auswahl einer speziellen Art von Störung zur Herbeiführung der

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Kopplung der Wellenformen, wodurch ein gewünschter Wert von M.^j(a) erzielt werden kann; oder durch Variation der

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Größe XqII,, durch entsprechende Wahl der mittleren Wellenlänge ^Sj der Lichtquelle.

Das Matrixelement EL^ spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung eines optischen' Wellenleiters mit Dispersionsauslöschung. Aus diesem Grunde werden die Definition von IiL^ , seine theoretische Berechnung und ein Verfahren zu seiner direkten Hessung nachfolgend erörtert. Grundsätzlich ist M^ ein Integral über das Wellenspektrum des Quadrates der stationären Verteilung der optischen Leistung (optical power). Es wurde von D.Marcuse für einen Wellenleiter mit Stufen-Indexprofil in dem Aufsatz "Theory of Dielectric Optical Waveguides" in "Academic Press", New York, 197-4-, Seite 256, definiert.

Für die durch die Gleichung (1) definierte Klasse von Indexprofilen trennen sich die fortgeleiteten Wellenformen in γΜ Niveaus, wobei das m-te Niveau 2m-Wellenformen enthält, die nahezu gleiche Fortpflanzungsvektoren haben. Wenn man definiert:

x² = m/M (11)

dann kann die Verzogerungszeit für die Indexprofile, die durch die Gleichung (1) definiert sind, wie folgt angegeben werden:

.(12)

worin χ als eine kontinuierlich Veränderliche angesehen v/erden kann, welche die verschiedenen Wellenforra-Niveaus bezeichnet.

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Infolge der Kopplung der Wellenformen kann die Leistung im Wellenleiter, ausgedrückt in Termen der Eigen-Verteilungen P.(x), die orthonormal sind, wie folgt angegeben werden:

/xP_d(x) P_k (x) dx = <T_k (13)

wobei P.(x) die mittlere Leistung je Wellenform im Niveau χ für die j-te Leistungsverteilung ist. M₁₁ wird dann definiert durch

:(χ)^2α/(α+2). [P₁(X)] dx. "O

P₁(X) ist die stationäre Leistungsverteilung und der Faktor

(x) ^^a+ ' rührt von der durch die Gleichung (12) gegebenen Abhängigkeit der Verzögerungszeit von der Wellenform her.

Der tatsächliche numerische Wert von M₁₁ hängt vom Indexgradienten α und von der Natur der Störung ab, welche die Kopplung der Wellenformen bewirkt. Für willkürliche Störungen vom Biegetyp, die gekennzeichnet sind durch Krümmungs-Leistungsspektren ρ = 0,1 oder 2, ist M₁₁ nach der Theorie der Kopplung der Wellenformen erre/chnet worden, die in dem bereits erwähnten Aufsatz in "Applied Optics" erläutert ist. Die Ergebnisse sind in Fig. 3 dargestellt.

Das Matrixelement M₁₁ kann auch direkt gemessen werden. Bei Vorhandensein einer Kopplung der Wellenformen ist der EintreffZeitpunkt eines Impulses gegeben durch:

TU) = -l.Ji ₊ A^-Jn₁₁ ζ + 1--JA^m₁₁Z ₊ o(z°) + ο(δ²)

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Wenn α, Δ, IL und Χδ¹ bekannt sind, kann eine Messung der differentiellen "Verzögerungszeit der Impulswiedergabe in Verbindung-mit Gleichung (15) zur Ermittlung von H_x,^ herangezogen werden.

Die folgenden Beispiele erläutern, wie ein optisches Nachrichtensystem gemäß der Erfindung bemessen werden kann, um minimale Impulsdispersion zu erzielen. Obwohl hiebei Einzelfasern als Wellenleiter angenommen werden, versteht es sich, daß auch Bündel oder Kabel aus solchen Fasern verwendet werden können.

Es seien die mittleren Wellenlängen der Lichtquellen für zwei verschiedene optische Wellenleiter mit bekannten Eigenschaften zu ermitteln. Beide Wellenleiter haben annahmegemäß ein Stufen-Indexprofil und ein Krümmungs-Leistungsspektrum von ρ = 2. Ferner haben beide Wellenleiter einen Mantel aus reinem Quarzglas, und der erste hat einen Kern aus Quarzglas (SiO^), der mit 7^ Gew.% TiOp dotiert ist, der zweite einen Kern aus Quarzglas, der mit 3Λ Gew.% TiO^ dotiert ist.

Es ist bekannt, daß für einen Wellenleiter mit Stufen-Indexprofil α = oo gilt. Wenn man den Klammerausdruck aus Gleichung (9) gleich 0 setzt und für α = ooauswertet, so erhält man

-.λ§η·[ + 2^AM₁₁ (oo) = 0 (16)

Die Gleichung (16) zeigt an, daß eine Auslöschung der beiden Arten von wellenlängenabhängiger Dispersion, die bezüglich ζ linear sind, und somit minimale Impulsdispersion erhalten wird für

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Der Term auf der rechten Seite von Gleichung (17), der als Indexfaktor bezeichnet wird, ist in Fig. 4- in Abhängigkeit von der Wellenlänge dargestellt. Die Größen A~n^ und Δ sind für zv/ei Titanoxid-Wellenleiter ermittelt worden, wobei nach Angaben von Seilmeier Brechungsindex-Messungen an Proben aus mit ¹TiOp dotiertem SiCU bei verschiedenen Wellenlängen und Brechungsindexwerte von SiOp bei verschiedenen Wellenlängen ausgewertet wurden.

Aus Fig. 3 ergibt sich, daß Yi** (α) für ρ = 2 und α =cxy den Wert 0,34- hat. Die Gleichung (16) läßt erkennen, daß der Indexfaktor, der im Diagramm nach Fig. 4· als Funktion der Wellenlänge dargestellt ist, ebenfalls 0,34 betragen muß. Aus Fig. 4- ist schließlich ersichtlich, daß der Indexfaktor von 0,34- bei einem Wellenleiter mit einem SiO2~Kern, der mit 7,4- Gew.% TiOp dotiert ist, einer mittleren Wellenlänge der Lichtquelle von 1,07/um, und bei einem Wellenleiter mit einem SiOp-Kern, der mit 3,4- Gew.% TiOp dotiert ist, einer mittleren Wellenlänge von 1,17/um entspricht.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sollen nun die mittleren Wellenlängen der Lichtquelle für zwei Wellenleiter ermittelt werden, die örtlich veränderliche Indexprofile nach den Gleichungen (1) und (2) haben, wobei α = 16 sei. Wie beim vorhergehenden Beispiel haben beide Wellenleiter annahmegemäß Mantel aus Quarzglas, und der erste Wellenleiter hat einen Kern aus Quarzglas mit einer maximalen Dotierung von 7,4- Gew.% TiOp in der Mitte, der zweite einen Kern aus Quarzglas mit einer maximalen Dotierung von 3,4· Gew.% TiOp in der Mitte.

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Das Leistungsspektrum ρ der Störungsfunktion beider Wellenleiter soll wieder 2 betragen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung soll die Wellenlänge der Lichtquelle so gewählt werden, daß der Ausdruck (10) im wesentlichen den Wert O annimmt. Für den Wert α = 16 ergibt dies

^¹ (16) =0 (18)

worin:

(19)

Aus den Angaben von Sellmeier über die Brechungsindizes der einschlägigen Wellenleiter-Zusammensetzungen ist entnehmbar, daß im Wellenlängenbereich um 1,1 /im und 1,2 /um, die Werte ΑδΆ ^ 0.12 und Λ²δ"/δ^0.08 gelten. Aus Gleichung (19) kann demnach C (16) mit etwa 0,67 ermittelt werden.

Da die Störungsfunktion das Leistungsspektrum ρ = 2 hat, ergibt sich aus dem Diagramm nach Fig. 3, daß ein Wellenleiter mit einem Indexgradienten von cc = 16 dem Wert M.^ = 0,36 entspricht· Um eine Auslöschung der beiden Arten von Dispersionen zu erzielen, muß nach Gleichung (18) der Indexfaktor λ. ^^/2^4 gleich dem Produkt von C(16) und 11^(16) gewählt werden, das 0,24- beträgt· Fig. 4- läßt erkennen, daß dies für einen mit 7,4- Gew.% TiO₂ dotierten SiO₂-Kern bei einer mittleren Wellenlänge /^ = 1,15/um und für einen mit 3,4· Gevf.% TiO₂ dotierten SiO₂~Kern bei einer mittleren Wellenlänge 0 = 1,12 /um der Fall ist.

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Claims

Patentansprüche :

1. Optisches Nachrichtensystem mit einer Lichtquelle, die eine mittlere Wellenlänge /^ hat, einem zylindrischen, aus Glas bestehenden optischen Wellenleiter für mehrere Wellenformen, dessen eingangsseitiges Ende in einer die Aufnahme von Licht ermöglichenden Eelativlage zu der Lichtquelle angeordnet ist und der einen Kern mit dem Radius a hat, welcher von einer Mantelschicht mit dem Brechungsindex n~ umgeben ist, wobei" der auf der Achse des Kernes gemessene Brechungsindex n^, größer ist als n^, und einer Einrichtung zur Auswertung der Lichtabstrahlung am ausgangsseitigen Ende des Wellenleiters, dadurch gekennzeichnet, daß die Indexverteilung im Kern als Funktion des Radius r der Gleichung

n(r) = H₁ . £i-2A(r/a)^aH ^Λ/2 für r <a

genügt, worin Δ= (n^ -TLp) /n,. und α ein Parameter zwischen 1 und oo ist, der aber nicht den Wert 2 hat, und daß Maßnahmen zur Kopplung der Wellenformen im optischen Wellenleiter und zur Herabsetzung der durch den endlichen Spektralbereich der Lichtquelle verursachten Dispersion getroffen sind, indem die Kopplung der Wellenformen zur im wesentlichen vollständigen Auslöschung jener Dispersion ausgenutzt ist, die linear mit der Wellenleiterlänge zunimmt und aus der von der Wellenform unabhängigen materialbedingten Dispersion und der von der Wellenform abhängigen Wellenlei te rdispersion resultiert.

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2. Optisches Nachrichtensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter des Wellenleiters so gewählt sind, daß die Größe

§ (Ct) H₁₁ (α)

im wesentlichen den Wert KuIl hat, wobei C(cc) durch die Gleichung ■

_n, _Λ α-2 α . 4q ΛθΔ' . 1 λθΔ"

definiert ist, und wobei das Matrixelement M₁₁ eine Zahl zwischen 0,1 und 1,0 ist, abhängig vom Indexgradienten α und der Natur der Störung, welche die Kopplung der Wellenformen bewirkt.

3. Optisches Nachrichtensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter ein Stufen-Indexprofil hat, wobei α = °° und die Parameter des Wellenleiters so gewählt ist, daß die Größe

im wesentlichen den Wert Null hat.

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