DE2633921A1 - METHOD AND DEVICE FOR OPTICAL COUPLING OF LIGHT WAVE ENERGY - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR OPTICAL COUPLING OF LIGHT WAVE ENERGYInfo
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Description
7948-76/Kö/S7948-76 / Kö / S
RGA 69642/69703RGA 69642/69703
USSN 627,354 of October 30,1975USSN 627,354 of October 30,1975
USSN 627,353 of October 30,1975USSN 627,353 of October 30,1975
RGA Corporation, FeW York, F.T., Y. St-. A.RGA Corporation, FeW York, F.T., Y. St-. A.
Verfahren und Vorrichtung zum optischen Koppeln von Lichtwellenenergie Method and apparatus for optically coupling lightwave energy
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen des optischen Wirkungsgrades beim optischen Koppeln von lichtwellenenergie durch phasenangepaßte abklingende Felder zwischen einem Faseroptik-Kern von ursprünglich zylindrischer G-estalt und einem planaren optischen Wellenleiter, der so angeordnet ist, daß er mit einem Kopplerteil des Faseroptik-Kerns zusammenwirkt. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung zum optischen Koppeln von Liehtwellenenergie durch phasenangepaßte abklingende Felder zwischen einem Kopplerteil eines Mehrfachwellentyp-IPaseroptik-Kernes und einem planaren optischen Wellenleiter, der mit einem Teil seiner Oberfläche in der Nahe des Kopplerteils angeordnet ist.The invention relates to a method for increasing the optical efficiency in the optical coupling of lightwave energy through phase-adjusted evanescent fields between a fiber optic core of originally cylindrical shape and a planar optical waveguide arranged to cooperate with a coupler portion of the fiber optic core. she also relates to a device for optically coupling light wave energy by phase-matched evanescent fields between a coupler part of a multi-wave type I-fiber optic core and a planar optical waveguide arranged with a part of its surface in the vicinity of the coupler part is.
Ein optischer Koppler von der Art, wie er durch die Erfindung verbessert werden soll, ist in der USA-Patentschrift 3 912 363 (vom Η. 10. 1975) beschrieben. Bei diesem bekannten optischen Koppler wird die optische Kopplung zwischen einem Faseroptik-Wellenleiter und einem planaren optischen Wellenleiter durch Maßnahmen zur Phasenanpassung von miteinander gekoppeltenAn optical coupler of the type that the invention seeks to improve is in U.S. Patent 3,912,363 (dated October 10, 1975). With this well-known optical coupler is the optical coupling between a fiber optic waveguide and a planar optical waveguide through measures for phase adjustment of coupled
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abklingenden ("evanescent") Feldern von Liciitwellenenergie, die sich in den beiden Arten von Wellenleitern fortbewegt, erzielt.evanescent fields of light wave energy, the traveling in the two types of waveguide is achieved.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den optischen Wirkungsgrad zu verbessern, mit dem sich eine optische Kopplung von Lichtwellenenergie durch Phasenanpassung von abklingenden Feldern zwischen einem Paseroptik-Wellenleiter und einem planaren optischen Wellenleiter bewerkstelligen läßt.The invention is based on the object of the optical To improve the efficiency with which an optical coupling of light wave energy by phase matching of decaying Fields between a Paseroptik waveguide and a planar one can accomplish optical waveguide.
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die ursprünglich zylindrische Gestalt des Kopplerteils des Faseroptik-Kerns zu einer vorbestimmten anderen Gestalt verformt wird, die einen besseren Wirkungsgrad der Lichtenergiekopplung zwischen dem Faseroptik-Kern und dem planaren optischen Wellenleiter ergibt als der unverformte !zylindrische Faseroptik-Kern.In a method of the type mentioned at the outset, this is achieved according to the invention in that the originally cylindrical Shape of the coupler part of the fiber optic core is deformed to a predetermined different shape, which is a better Efficiency of the light energy coupling between the fiber optic core and the planar optical waveguide results in the undeformed cylindrical fiber optic core.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Kopplerteil des Faseroptik-Kernes eine vorbestimmte spateiförmige Gestalt hat, aufgrund deren die im Faseroptik-Kern sich fortbewegende Lichtwellenenergie in den planaren optischen Wellenleiter eingekoppelt werden kann.A device of the type mentioned at the outset is characterized according to the invention in that the coupler part of the fiber optic core has a predetermined spatula shape due to which the lightwave energy traveling in the fiber optic core can be coupled into the planar optical waveguide.
Die Verformung des Kopplerteils des Faseroptik-Kernes, durch welche der Wirkungsgrad der optischen Kopplung zwischen der in der Faseroptik, die eine Mehrfachwellentyp-Faseroptik sein kann, sich fortbewegenden Lichtwellenenergie und der im planaren optischen WeXenleiter sich fortbewegenden Lichtwellenenergie mit nur einem einzigen oder wenigen Wellentypen verbessert wird, kann in der Weise geschehen, daß der Kopplerteil in einer zur Ebene des planaren optischen Wellenleiters im wesentlichen senkrechten Richtung abgeplattet oder flachgedrückt und dieser Teil des Faseroptik-Kernes in einer zur Ebene des planaren optischen Wellenleiters im wesentlichen parallelen Richtung fächerförmig ausgeweitet wird.The deformation of the coupler part of the fiber optic core, through which the efficiency of the optical coupling between that in fiber optics, which may be multi-wave type fiber optics, traveling lightwave energy and that in planar optical waveguide transporting lightwave energy is improved with only a single or a few wave types, can be done in such a way that the coupler part flattened or flattened in a direction substantially perpendicular to the plane of the planar optical waveguide and that portion of the fiber optic core in a plane substantially parallel to the plane of the planar optical waveguide Direction is expanded in a fan shape.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the drawing in individually explained. Show it:
!ig. 1 eine typische Anordnung gemäß dem Stand der Technik zum optischen Koppeln von Lichtwellenenergie zwischen einer Faseroptik mit einem zylinderförmigen Kern und einem planaren Welenleiter durch phasenangepaßte miteinander gekoppelte abklingende !elder, wie sie in der genannten ÜSA-Patentschrift 3 912 363 beschrieben ist;! ig. 1 shows a typical arrangement according to the prior art for the optical coupling of light wave energy between a fiber optic with a cylindrical core and a planar one Waveguide through phase-matched decaying coupled to one another ! elder, as described in the above-mentioned USA patent 3,912,363;
!ig. 2a und 2b eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht einer verformten spateiförmigen !aseroptikgestalt gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;! ig. 2a and 2b are a side view and a plan view, respectively a deformed spatula-shaped! aser optic shape according to a first embodiment of the invention;
!ig. 3 eine verformte spateiförmige !aseroptikgestalt gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;! ig. 3 shows a deformed spatula-shaped optical lens shape according to a second embodiment of the invention;
!ig. 4 eine Anordnung, mit deren Hilfe eine !aseroptik mit anfänglieh einem zylinderförmigen Kern nach !ig. 1 oder mit der spateiförmigen Gestalt nach !ig. 2a, 2b und 3 so verformt werden kann, daß sie der welligen Gestalt eines Beugungsgitters in der Oberfläche eines planaren Wellenleiters angepaßt wird;! ig. 4 shows an arrangement with the aid of which a laser optic with initially a cylindrical core 1 or with the spatulate shape. 2a, 2b and 3 can be deformed so that they have the wavy shape of a diffraction grating in the Surface of a planar waveguide is matched;
!ig. 5 die optische Kopplung zwischen einer !aseroptik, die mittels der Anordnung nach !ig. 4 verformt worden ist, und einem planaren Wellenleiter mit Oberflächenbeugungsgitter; und! ig. 5 the optical coupling between a! Aser optics, which by means of the arrangement 4 has been deformed, and a planar waveguide with surface diffraction grating; and
!ig. 6 eine andere Anordnung zum Verformen der Gestalt eines !aseroptik-Kernes für die optische Kopplung einer !aseroptik /einem planaren Wellenleiter mit Beugungsgitter.! ig. 6 shows another arrangement for deforming the shape of an optical core for the optical coupling of an optical optical system / a planar waveguide with a diffraction grating.
Die in !ig. 1 gezeigte bekannte Anordnung entspricht in allen wesentlichen Merkmalen der Anordnung nach !ig. 4a und 4b der genannten USA-Patentschrift 3 912 363. Ein planarer Wellenleiter 100 in !orm eines Dünnfilmes auf einer Unterlage 102 ist mit einem oberflächlichen Beugungsgitter 104 versehen. Die !aseroptik 106, bestehend aus einem Kern 108 mit einem Mantel 110, ist mit dem einen Ende ihres Kernes 108 in unmittelbarer Nähe des Beugungsgitters 104 des planaren Wellenleiters 100 angeordnet. Eine !aseroptik hat einen zylinderförmigen Kern, derThe in! Ig. 1 corresponds to the known arrangement shown in FIG according to all essential features of the arrangement. 4a and 4b of referenced U.S. Patent 3,912,363. A planar waveguide 100 in! Form of a thin film on a base 102 is provided with a surface diffraction grating 104. the Aseroptik 106, consisting of a core 108 with a cladding 110, is with one end of its core 108 in the immediate vicinity Arranged near the diffraction grating 104 of the planar waveguide 100. A! Aser optic has a cylindrical core that
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gewöhnlich kreiszylindrisch ist, jedoch auch eine davon abweichende Zylinderform haben kann. Wie in der genannten USA-Patentschrift 3 912 563 im einzelnen beschrieben, besteht das Beugungsgitter 104 aus Gitterlinien mit einem gegebenen Linienabstand, die in einem vorbestimmten Winkel zum Kern 108 orientiert sind. Der gegebene ünienabstand und der vorbestimmte Orientierungswinkel sind so gewählt, daß sich eine einwandfreie Phasenanpassung durch abklingende oder gedämpfte Felder zwischen im Kern 108 sich fortbewegender Lichtwellenenergie und im planaren Wellenleiter 100 in einer vorgewählten Richtung sich fortbewegender Lichtwellenenergie ergibt.is usually circular cylindrical, but also a different one Can have a cylindrical shape. As in the aforementioned US patent 3 912 563 described in detail, there is Diffraction grating 104 of grating lines with a given line spacing, which is oriented at a predetermined angle to the core 108 are. The given distance between the lines and the predetermined one Orientation angles are chosen in such a way that perfect phase matching is achieved through decaying or attenuated fields between in the core 108 of traveling lightwave energy and in the planar waveguide 100 in a preselected direction moving light wave energy results.
Sowohl aus theoretischen Überlegungen als auch aus experimentellen Gründen hat es sich ergeben, daß wegen der unterschiedlichen Gestalt einerseits sowohl des Beugungsgitterteils 104 als auch des flachen Teils der Oberfläche des planaren Wellenleiters 100 und andererseits der zylindrischen Form des Kernes 108 nur ein verhältnismäßig niedriger optischer Wirkungsgrad der Kopplung von Lichtwellenenergie zwischen dem Kern 108 und dem planaren Wellenleiter 100 durch abklingende Felder erzielt wird. Eine Faseroptik ist nämlich im allgemeinen ein optischer Mehrfachwellentyp-Wellenleiter, während ein planarer optischer Wellenleiter nur einen einzigen Wellentyp oder wenige Wellentypen mit zur Wellenleiterebene parallelen Wellenvektoren aufnehmen kann. Bei der bekannten Anordnung nach Fig. 1 haben bestenfalls nur verhältnismäßig wenige der zahlreichen gesamten Wellentypen des zylindrischen Kernes Wellenvektoren, die durch abklingende Felder dem einzigen oder den wenigen Wellentypen des planaren optischen Wellenleiters phasenangepaßt sind, so daß eine optische Kopplung zwischen ihnen hergestellt wird. Dies ist einer der Gründe für den verhältnismäßig niedrigen optischen Wirkungsgrad der optischen Kopplung bei der bekannten Anordnung nach Fig. 1.Both from theoretical considerations and from experimental ones Reasons it has emerged that on the one hand both the diffraction grating part due to the different shape 104 as well as the flat part of the surface of the planar waveguide 100 and on the other hand the cylindrical shape of the Core 108 only has a relatively low optical efficiency of the coupling of light wave energy between the core 108 and planar waveguide 100 is achieved by evanescent fields. Namely, a fiber optic is generally a multi-wave type optical waveguide, while a planar optical waveguide has only a single wave type or a few Can record wave types with wave vectors parallel to the waveguide plane. In the known arrangement of FIG at best only a relatively few of the numerous total wave types of the cylindrical core wave vectors, which by evanescent fields are phase-matched to the single or the few modes of the planar optical waveguide, so that an optical coupling is established between them. This is one of the reasons for the relatively low optical efficiency of the optical coupling in the known arrangement according to FIG. 1.
Außerdem ist es, wenn ein BgUgungsgitter 104 für die Phasenanpassung verwendet wird, unmöglich, eine innige BerührungIt is also when a bunging grille 104 for the Phase matching is used, impossible to make an intimate touch
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oder einen innigen Kontakt zwischen dem zylindrischen Kern 108 und der welligen Oberfläche des planaren Wellenleiters 100 im Bereich des Beugungsgitters 104 herzustellen. Dadurch wird der optische Wirkungsgrad, mit welchem Wellenenergie zwischen dem Kern 108 und dem planaren Wellenleiter 100 durch phasenangepaßte abklingende Felder bei Verwendung eines Beugungsgitters gekoppelt werden kann, noch weiter herabgesetzt.or intimate contact between the cylindrical core 108 and the undulating surface of the planar waveguide 100 in the Area of the diffraction grating 104 to produce. This determines the optical efficiency with which wave energy between the Core 108 and planar waveguide 100 are coupled by phase-matched evanescent fields using a diffraction grating can be further reduced.
Dagegen kann man erfindungsgemäß unterstellen, daß ein planarer optischer Wellenleiter mit "EinfachM-Wellentyp an sich in Wirklichkeit eine Einrichtung ist, die ein Kontinuum von Wellentypen mit Wellenvektoren aufweist, die alle die gleiche gegebene Größe haben, jedoch in allen möglichen Eichtungen parallel zur Wellenleiterebene orientiert sind. Dann wird es nämlich möglich, die anfängliche Zylindergestalt des Kopplerteils des Kernes 108 so abzuwandeln, daß sich eine wirksame Kopplung von Mehrfach- oder Vielfachwellentyp-lichtwellenenergie im Kern 108 zum planaren Wellenleiter 100 oder umgekehrt durch phasenangepaßte abklingende Felder ergibt.On the other hand, according to the invention, it can be assumed that a planar optical waveguide with "single M wave type is actually a device which has a continuum of wave types with wave vectors which all have the same given size, but in all possible directions parallel to the waveguide plane Namely, it then becomes possible to modify the initial cylindrical shape of the coupler portion of the core 108 so that there is effective coupling of multiple or multiple wave type lightwave energy in the core 108 to the planar waveguide 100 or vice versa through phase matched evanescent fields.
Wenn man, wie in Fig. 2a und 2b gezeigt, den Endteil des zylindrischen Kernes einer herkömmlichen Faseroptik 200 in der einen orthogonalen Richtung flachdrückt und in der anderen orthogonalen Richtung fächerförmig ausweitet oder verbreitert, wie beim Kern 202 dargestellt (in Fig. 2a in Seitenansicht und in Fig. 2b in Draufsicht gezeigt), dann kann man die verschiedenen Wellentypen einer Mehrfachwellentyp-Faser in eine Wellentypverteilung, die in etwa der für einen planaren Wellenleiter charakteristischen Verteilung entspricht, zwingen, indem man den Kern 202 in weitgehender Berührung mit der Oberfläche eines planaren Wellenleiters so angeordnet hat, daß die Ebene des fächerförmigen Teils nach Fig. 2b im wesentlichen parallel zur Oberfläche des planaren Wellenleiters ist.If, as shown in FIGS. 2a and 2b, the end portion of the cylindrical core of a conventional fiber optic 200 in the flattening one orthogonal direction and orthogonal in the other Direction widened or widened in a fan shape, as shown in the case of the core 202 (in Fig. 2a in side view and in Fig. 2b shown in plan view), then one can convert the different wave types of a multiple wave type fiber into a wave type distribution, which roughly corresponds to the distribution characteristic of a planar waveguide, force by one has the core 202 arranged in substantial contact with the surface of a planar waveguide so that the plane of the fan-shaped portion of Figure 2b is substantially parallel to the surface of the planar waveguide.
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Bekanntlich ist der Brechungsindex des Kernes einer Faseroptik etwas höher als der seiner Ummantelung. Andererseits ist der Brechungsindex des Kernes einer Faseroptik gewöhnlich noch wesentlich niedriger als der Brechungsindex des Materials des planaren Wellenleiters (der beispielsweise aus einem Dünnfilm aus Lithiumniobat-Tantalat auf einer Lithiumtantalat-Ünterlage bestehen kann). Indem man den Mantel 204 der Faseroptik 200 an einer geeigneten Stelle (bestimmt durch die relativen Brechungsindizes), entweder vor oder etwas nach dem Ansetzen der Verjüngung oder des zulaufenden Teils des Kernes 202, enden läßt, erreicht man, daß durch den stärkeren Unterschied im Brechungsindex zwischen dem zulaufenden Teil des Kernes 202 und seiner Umgebung (Luft oder Vakuum) Faseroptik-Wellentypen höherer Ordnungen beibehalten werden. Bei einer anderen möglichen Ausführungsform (nicht speziell gezeigt) kann man die Ummantelung 204 lediglich von der berührenden Fläche des Kernes 202 entfernen, so daß der Kopplerteil 202 oben und an den Seiten vom Mantel 204 bedeckt bleibt.It is well known that the refractive index of the core of a fiber optic is somewhat higher than that of its cladding. On the other hand, the refractive index of the core of a fiber optic is usually much lower than the refractive index of the material of the planar waveguide (which can for example consist of a thin film of lithium niobate tantalate on a lithium tantalate base). By terminating the clad 204 of the fiber optic 200 at a suitable location (determined by the relative indices of refraction) either before or a little after the taper or the tapered portion of the core 202 is made, the greater difference in the index of refraction is achieved higher order fiber optic modes are maintained between the tapered portion of the core 202 and its surroundings (air or vacuum). In another possible embodiment (not specifically shown) one can merely remove the jacket 204 from the contacting surface of the core 202 so that the coupler portion 202 remains covered by the jacket 204 on the top and sides.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach Fig. 2a und 2b nur darin, daß das spateiförmige Ende des Kernes 302 der Faseroptik 300 eine etwas andere Form hat. Fig. soll die Tatsache veranschaulichen, daß man durch verschiedenartige Formgebungen der Abflachung und Ausweitung des spateiförmigen Endes des Faseroptik-Kernes eine Vielzahl von unterschiedlichen Verteilungen von Wellenvektoren erreichen kann, so daß sich die Ausführung gewünschter Kopplungsorientierungen darauf reduziert, daß lediglich Wellenenergie von einem auf einen zweiten im wesentlichen planaren Wellenleiter mit relativ hohem Wirkungsgrad durch phasenangepaßte abklingende Felder übertragen wird, was einfach und bekannt ist.The embodiment of FIG. 3 differs from that of FIGS. 2a and 2b only in that the spatula-shaped end of the Core 302 of the fiber optic 300 has a slightly different shape. Fig. Is intended to illustrate the fact that by various Formations of the flattening and widening of the spatula-shaped end of the fiber optic core a variety of different Distributions of wave vectors can be achieved, so that the execution of the desired coupling orientations reduced to the fact that only wave energy from one to a second substantially planar waveguide with relative is transmitted with high efficiency through phase-matched evanescent fields, which is simple and known.
In der Praxis kann die gewünschte Formgebung des ursprünglich zylindrischen Kernes der Faseroptik 200 oder 300 dadurch erzielt werden, daß man den Kern in einem polierten (z.B. glasigen) Kohlefarbstoff geeignet erhitzt und unter Druck setzt,In practice, the desired shape of the originally cylindrical core of the fiber optic 200 or 300 can thereby can be achieved by suitably heating and pressurizing the core in a polished (e.g. glassy) carbon dye,
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um dadurch das Ende des Faseroptik-Kernes innerhalb des Farbstoffes zu verformen.thereby the end of the fiber optic core within the dye to deform.
Obwohl man einen Faseroptik-Kern mit spateiförmigem Ende, ■wie z.B. in Fig. 2a, 2b und 3 gezeigt, vorzugsweise dazu verwendet, Wellenenergie durch ein Beugungsgitter optisch auf einen planaren Wellenleiter zu koppeln, wie in Fig. 1 gezeigt, ist es nicht immer wichtig, daß die optische Kopplung durch ein Beugungsgitter erfolgt. So kann man das spateiförmige Ende des Faseroptik-Kernes, wie in Fig. 2a, 2b und 3 gezeigt, in bestimmten Fällen direkt auf die flache Oberfläche eines planaren optischen Wellenleiters ohne Beugungsgitter aufplazieren.Although a fiber optic core with a spatula-shaped end, as shown for example in Figs. 2a, 2b and 3, is preferably used to Optically coupling wave energy through a diffraction grating onto a planar waveguide, as shown in Figure 1, is it is not always important that the optical coupling takes place through a diffraction grating. So you can see the spatula-shaped end of the Fiber optic core, as shown in Figures 2a, 2b and 3, in certain cases directly onto the flat surface of a planar optical waveguide without diffraction grating.
Fig. 4 veranschaulicht eine Methode des Yerformens eines Kernes 400 einer Faseroptik 402 in solcher Weise, daß er der welligen Oberfläche eines Beugungsgitters 404 des planaren Wellenleiters 406 angepaßt wird. Der Faseroptik-Kern 400 kann dabei noch seine ursprüngliche zylindrische Form haben oder aber bereits zur spateiförmigen Gestalt verformt sein, wie z.B. in Fig. 2a, 2b und 3 gezeigt. Wie in Fig. 4 gezeigt, trägt eine untere Preßplatte 408, die auf einer Heizplatte 410 ruht, die Unterlage 407 mit dem darauf angebrachten planaren Wellenleiter 406. Die Faseroptik 402 befindet sich auf der Oberseite des planaren Wellenleiters 406, wobei der Kern 400 in Berührung mit der welligen Oberfläche des Beugungsgitters 404 steht und zwischen der unteren Preßplatte 4O8 und dem Mantel der Faseroptik 402 ein Zwischenstück 412 als Stütze für die Faseroptik 402 angeordnet ist. Eine obere Preßplaifce 414, auf die eine äußere Kraft ausgeübt wird, liegt auf der Oberseite der Faseroptik 402 in Berührung mit dem Kern 400. Die äußere Kraft kann mittels eines Gewichtes oder einer anderen Druckbeaufschlagungseinrichtung ausgeübt werden. Die Winkelversetzung der oberen Preßplatte 414 gegenüber der Horizontalen ist in Fig. 4 stark übertrieben dargestellt.Fig. 4 illustrates one method of deforming a core 400 of a fiber optic 402 such that it is the wavy surface of a diffraction grating 404 of the planar waveguide 406 is adapted. The fiber optic core 400 can still have their original cylindrical shape or have already been deformed into a spatula shape, e.g. in 2a, 2b and 3 shown. As shown in Fig. 4, a lower press plate 408, which rests on a heating plate 410, carries the Pad 407 with the planar waveguide 406 attached to it. The fiber optic 402 is located on top of the planar waveguide 406, the core 400 being in contact with the wavy surface of the diffraction grating 404 and between the lower press plate 408 and the jacket of the fiber optics 402, an intermediate piece 412 as a support for the fiber optics 402 is arranged. An upper press plate 414 on one external force is exerted lies on top of the fiber optic 402 in contact with the core 400. The external force can be exerted by means of a weight or other pressurizing device. The angular displacement of the top Press plate 414 with respect to the horizontal is shown greatly exaggerated in FIG.
Unter dem Einfluß der Wärme von der Heizplatte 410 und desUnder the influence of the heat from the heating plate 410 and des
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Druckes von der ausgeübten Kraft erweicht das Material des Kernes 400 (Glas oder Plastik) und fließt in die Eillen des B ugungsgitters 404, so daß dem Kern 4OO ein Negativ des Gittermusters des Beugungsgitters 404 eingeprägt wird.Pressure from the applied force softens the core material 400 (glass or plastic) and flows into the grooves of the diffraction grating 404, so that the core 4OO is a negative of the grating pattern of the diffraction grating 404 is impressed.
Die Erhitzung kann statt mittels der Heizplatte 410 auch in einem Ofen erfolgen. In jedem Fall wird, wie in Pig. 5 übertrieben dargestellt, die Gestalt der Oberfläche des Kernes 400 so verformt, daß sie in innige Berührung mit der welligen Oberfläche des Beugungsgitters 404 des planaren Wellenleiters 406 gebracht werden kann.The heating can also take place in an oven instead of by means of the heating plate 410. In either case, as in Pig. 5 exaggerated shown, the shape of the surface of the core 400 is deformed so that it is in intimate contact with the undulating surface of the diffraction grating 404 of the planar waveguide 406 can be brought.
Gewünschtenfalls kann man den Druck und die Temperatur beim Prägen des Kernes 400 so wählen, daß der Kern 400 gleichzeitig mit der Beugungsgitterfläche 404 des planaren Wellenleiters 406 verbunden oder verschweißt wird. Beispielsweise wurde bei einer Plastik-Faseroptik aus Dupont Crofan-Plastik und einem planaren Wellenleiter aus Lithiumniobat-Tantalat eine Prägung und Verschmelzung mit einer Heizplattentemperatur von 260° G. (500° F.) unter Anwendung der Kraft eines Gewichtes von 4,536 kg (10 pound) vorgenommen. Wenn dagegen die Faseroptik 4OO abnehmbar oder entfernbar sein soll, so kann man eine geeignete Trennverbindung, die eine permanente Verschweißung oder Verklebung verhindert, verwenden.If desired, you can adjust the pressure and temperature at Select the embossing of the core 400 so that the core 400 coincides with the diffraction grating surface 404 of the planar waveguide 406 connected or welded. For example, a plastic fiber optic made from Dupont crofan plastic and a planar Waveguide made of lithium niobate tantalate an embossing and fusion with a hot plate temperature of 260 ° G. (500 ° F.) using the force of a weight of 4.536 kg (10 pounds) performed. If, on the other hand, the fiber optic 400 is detachable or removable should be, you can use a suitable separating connection that prevents permanent welding or gluing, use.
Eine andere mögliche Methode der effektiven Verformung des Kopplerteils eines Faseroptik-Kernes zur Herstellung einer innigen Berührung mit der welligen Oberfläche eines Beugungsgitters in einem planaren Wellenleiter ist in Fig. 6 veranschaulicht. Dort ist der Kopplerteil des unverformten Kernes 600 der Faseroptik 602 physikalisch mit der welligen Oberfläche des Beugungsgitters 604 des planaren Wellenleiters 606 auf der Unterlage 607 durch ein Indexanpassungs-Plastikgußmaterial 608 gekoppelt, das auf den ursprünglich, zylinderförmigen Kopplerteil des Kernes 600 aufgebracht ist. Mit dem Material 608, dessen Brechungsindex gleich oder höher als der des unverformten Kernes 600 und niedriger als der des planaren Wellenleiters 606 seinAnother possible method of effectively deforming the coupler portion of a fiber optic core to make a intimate contact with the wavy surface of a diffraction grating in a planar waveguide is illustrated in FIG. There the coupler part of the undeformed core 600 is the Fiber optics 602 physically with the wavy surface of the diffraction grating 604 of the planar waveguide 606 on the base 607 coupled by an index matching plastic molding material 608 which is applied to the original, cylindrical coupler part of the core 600 is applied. With the material 608, the refractive index of which is equal to or higher than that of the undeformed core 600 and lower than that of the planar waveguide 606
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sollte, wird der unverformte Kern 600 -umgössen, so daß ein Gittermuster entsteht, das mit der welligen Oberfläche des Beugungsgitters 604 des planaren Wellenleiters 606 verbunden oder verschweißt ist. Als Indexanpassungs-Plastikgußmaterial kann man beispielsweise Oastolite AP verwenden.should, the undeformed core 600 is cast around, so that a The result is a grid pattern that matches the wavy surface of the Diffraction grating 604 of the planar waveguide 606 is connected or welded. As index matching plastic molding material you can use Oastolite AP, for example.
70 93 1 8/068570 93 1 8/0685
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US05/627,353 US4097117A (en) | 1975-10-30 | 1975-10-30 | Optical coupler having improved efficiency |
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Cited By (1)
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- 1976-07-30 FR FR7623433A patent/FR2330024A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3423133A1 (en) * | 1983-06-22 | 1985-04-11 | Alfred R. Highland Park Ill. Perlin | Coupling arrangement for introducing light into a light guide |
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Publication number | Publication date |
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GB1547794A (en) | 1979-06-27 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |