DE2710311C3 - Optischer Entzerrer für die Signalübertragung über optische Mehrmoden-Wellenleiter - Google Patents

Description

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wobei:

w = Abstand der Auftrefflinie von der Mittellinie;

c = Abstand der optischen Achse von der Mittellinie;

d = Abstand der geometrischen Mitten (Q, Q') der transparenten Körper voneinander;

/ = Brennweite jedes der zwei Linsenprofile, die für jeden der transparenten Körper typisch sind.

2. Optischer Entzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinsenprofile (3,23,

4,24) ihre jeweilige optische Achse mit umfassen.

3. Optischer Entzerrer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Entzerrung von durch kreiszylindrische optische Fasern übertragenen Signalen die transparenten Körper die Form von Toroidlinsen (7/, W^haben. &5

4. Optischer Entzerrer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Entzerrung von durch optische dünne Bänder übertragenen Signalen die transparenten Körper die Form von doppelt bikonvex zylindrischen Linsen (L, Zuhaben.

5. Optischer Entzerrer nwh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem Sammellinsenprofil (13, 33, 14, 34) fehlende, weggeschnittene Randteil die optische Achse dieser Sammellinse umfaßt, und die einander gegenüberliegenden Enden (P, P') der beiden Wellenleiter (g, ^J jeweils in einer Brennebene der entstandenen Sammellinsen liegen.

6. Optischer Entzerrer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Entzerrung von durch optische Fasern mit Kreisquerschnitt übertragenen Signalen die transparenten Körper rotationssymmetrische Linsen (T, V) mit der Mittellinie PP', 5) als Rotationsachse sind und wenigstens auf einer ihrer beiden Oberflächen, und zwar auf der Rotationsachse, eine stumpfkegelige Spitze (C) aufweisen (F i g. 5, 6).

7. Optischer Entzerrer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Entzerrung von durch optische dünne Bänder übertragenen Signalen die transparenten Körper symmetrische Zylinderlinsen (N, N') sind, die als aus zwei Teilen (13, 33; 14, 34) bestehend betrachtet werden können, deren jeder von einer ebenen und zwei gebogenen Mantelflächen begrenzt ist und die sich mit ihren ebenen Mantelflächen, die örtlich mit der Mittellinie (5) zusammenfallen, berühren, und deren gebogene Mantelfläche wenigstens einer Linsenseite sich an der Mittellinie (5) unter Bilden einer stumpfwinkligen Schneide ^berühren (F i g. 5,7).

Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Entzerrer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekanntlich tritt das in eine optische Faser eintretende Lichtsignal als eine Mehrzahl von Strahlen auf, die unterschiedliche Winkel mit der Achse des Wellenleiters bilden und unter unterschiedlichen Winkeln auf die Wand der Kerns des Wellenleiters selbst auftreffen, an der sich der Brechungsindex sprunghaft ändert An dieser Wand werden die Strahlen nach den bekannten physikalischen Gesetzen einer Reflexion unterworfen.

Es erweist sich, daß die verschiedenen entlang der Faser fortschreitenden Strahlen unterschiedliche Wege mit verschiedenen Längen nehmen: Der Axialstrahl schreitet entlang dem kürzesten Weg fort, während der den kritischen Winkel mit der Faserachse einnehmende Strahl entlang dem längsten optischen Weg fortschreitet. Diese unterschiedliche Weglänge führt zu einer Verbreiterung des Signals.

Tatsächlich zeigt es sich in einem Querschnitt des Wellenleiters in einem gewissen Abstand vom Generator, daß das theoretisch als Zeitpunkt-Impuls (Dirac-Impuls) erzeugte Signal eine endliche Breite aufweist, die sich mit dem Abstand des untersuchten Querschnitts vom Generator erhöht Bei großen Entfernungen stellt diese Signalverbreiterung die Hauptursache dar, daß bei dieser Art von Wellenleitern das übertragbare Frequenzband erheblich beschränkt ist, da die Impuls-Wiederholungsfrequenz in Abstimmung auf die Breite der am Empfänger eintreffenden Signale gewählt werden muß, um zu verhindern, daß Interferenzen zwischen aufeinanderfolgenden Signalen auftreten.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit sind sogenannte Entzerrer bekanntgeworden.

Zunächst ist ein elektronischer Entzerrer bekanntgeworden, der sich jedoch auf Grund von Schwierigkeiten der Ausführung und Wartung nicht durchgesetzt hat Sodann sind optische Entzerrer untersucht worden und bisher in verschiedenen Formen bekanntgeworden, Diese Entzerrer bestehen allgemein aus Linsen und/oder Konen, die gemäß den bekannten Brechungsgesetzen die durchtretenden Lichtstrahlen in verschiedenen Winkeln, die von den verschiedenen Einfallswinkeln abhängen, brechen. Das gemeinsame Prinzip dieser Entzerrer besteht darin, daß solche Strahlen, die den Winkel Null mit der Achse des optischen Wellenleiters einnehmen, also die Axialstrahlen, in Strahlen umgewandelt werden, die mit der Achse des optischen Wellenleiters den kritischen Winkel einnehmen, und daß umgekehrt Strahlen mit dem maximalen Leitungswinkel in Axialstrahlen umgewandelt werden, so daß auf Grund dieses -Austausche der Unterschied der optischen Wege ausgeglichen wird.

Hierfür ist ein System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit insgesamt drei Linsen, bekannt (US-PS 37 59 590), nämlich mit einer zwischen zwei Toroidlinsen angeordneten bikonvexen Linse, die zusammen die beschriebene Entzerrung durchführen. Die Verwendung von drei Linsen führt dazu, daß der Entzerrer verhältnismäßig umständlich und teuer wird.

Es sind auch verschiedene Entzerrungssysteme bekannt (US-PS 38 32 030), die stets eine zentrale Anordnung von zwei konischen Linsen aufweisen, die mit ihrer Grundfläche einander zugewandt sind und gegebenenfalls durch zwei plankonvexe Linsen ergänzt sind. Diese Entzerrer haben jedoch auf Grund der Konen einen gemeinsamen Grundnachteil: An der Konusfläche fallen die Lichtstrahlen mit schrägem, nahezu streichendem Winkel ein, wodurch Fresnel-Verluste entstehen, die um so höher sind, je größer der Winkel ist, den der einfallende Strahl mit einer senkrecht zur A'iftreffläche im Einfallspunkt verlaufenden Linie einschließt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter möglichster Vermeidung von Lichiverlusten mit möglichst wenig optischen Elementen für die Entzerrung auszukommen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst Durch die beschriebene Bemessung genügen nämlich die beiden transparenten Lichtbrechungskörper, und die nach dem Stand der Technik (US-PS 37 59 590) dazwischen noch anzuordnende Sammellinse ist überflüssig. Außer geringeren optischen Verlusten bringt dies den Vorteil eines kleineren, leichteren und billigeren Entzerrers. Je nach der Form der Wellenleiter können hierbei als transparente Körper Rotationskörper oder, wenn nur in einer Ebene zu entzerren ist, Zylinderkörper verwendet werden. Je nach der Stelle, an der die Linsenprofile abgeschnitten sind, ergeben sich Wulstkörper, die also in der Mitte eine dünne Stelle haben, oder Spitzenkörper, deren Querschnitt im Mittelbereich der Spitze eines Kreiszweiecks entspricht.

Weitere Einzelheiten, Weiterbildungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigt

Fi g. 1 eine schematische Seiten- oder Schnittansicht zur Veranschaulichung der Geometrie einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung des Verhaltens einiger Parameter, die für die Geometrie des Systems nach F ί g, 1 charakteristisch sind,

Fig,3 eine perspektivische Ansicht des Entzerre^ gemäß der ersten Ausföhrungsform zur Verwendung mit optischen Kreiszylinder-Fasern,

Fig.4 eine perspektivische Ansicht des Entzerrers gemäß der ersten Ausführungsform zur Verwendung mit dünnen Bändern,
F i g. 5 eine schematische Schnitt- oder Seitenansicht zur Veranschaulichung der Geometrie einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig.6 eine perspektivische Ansicht des Entzerrers gemäß der zweiten Ausführungsform zur Verwendung mit optischen Kreiszylinder-Fasern,

Fig.7 eine perspektivische Ansicht des Entzerrers gemäß der zweiten Ausführungsform zur Verwendung mit dünnen Bändern.

Die Erfindung ist durch zwei auf denselben theoretischen Prinzipien beruhende Grundausführungsformen, die geringfügig abweichende Geometrie aufweisen, verwirklichbar. Diese Ausführungsfc^aen werden im folgenden zwecks Klarheit getrennt beschrieben. Für die beiden Grund-Ausführungsformen wird zuerst die auf die besonderen geometrischen Merkmale bezogene Theorie erläutert und werden dann zwei tatsächliche Aufbautim beschrieben, nämlich ein erster Aufbau, der den Fall betrifft daß der optische Wellenleiter eine kreiszylindrische optische Mehrmoden-Faser ist und ein zweiter Aufbau, der den Fall betrifft, daß der optische Wellenleiter ein dünnes Band ist dessen Mehrmoden-Verhalten entlang der Breite des Bandes auftritt während in Richtung von dessen Dicke ein Einmode-Verhalten vorliegt

Gemäß F i g. t führen zwei Abschnitte g, g eines optischen Wellenleiters, die an ihren Enden geometrische Mittelpunkte P bzw. P' aufweisen, die zu entzerrenden Signale. Zwischen den Abschnitten befinden sich zwei im Schnitt dargestellte parallele und identische linsenartige transparente Körper 3 —23 und 4—24, und die spezielle Form jeder der Schnittansichten ergibt sich aus zwei gleichen Sammellinsenprofilen, wobei von jedem Sammellinsenprofil durch einen Schnitt parallel zur optischen Achse ein Teil weggeschnitten ist und die beschnittenen Profile dann an den aus diesem Abschneiden resultierenden Kanten im Längsschnitt zusammengefügt sind.

Das aus den transparenten Körpern und den optischen Leitern gebildete System weist eine Mittellinie 5 auf, die eine den optischen Achsen A, A' der

so Linsenprofile parallele imaginäre Achse darstellt, die durch geometrische Zentren Q und Q' der transparenten Körper und durch die geometrischen Mittelpunkte P und P' der Endschnittflächen der optischen Leiter vedäu.'i und innerhalb der Leiter mit deren Achsen zusammenfällt Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die obere Hüifte der Querschnitte, also die Linsenprofile 3, 4 da für die Linsenprofiie 23, 24 der unteren Hälfte sämtliche Vorgänge sich symmetrisch gleich abspielen.

Die den Linsenprofilen 3 und 4 — genauer gesagt: ihren dargestellten Linsen-Axialsehnitten — gemeinsam optische Achse A liegt in einem gegebenen Abstand c von der Mittellinie 5 des Systems. Der Abstand c hängt nach einer noch beschriebenen Beziehung von einem Abstand tv der Mittellinie 5 von Punkten R und R'ab, die die Einfallspunkte der optischen Strahlen mit dem kritischen Winkel auf der jeweiligen Linse darstellen. Gemäß Fig. 1 liegen die Punkte R, R'\m wesentlichen

am Rand der jeweiligen Linse, sie können jedoch auch einen Abstand vom Rand aufweisen. Das Verhältnis c/w wird später noch ausführlicher beschrieben.

Der Axialstrahl ζ des Abschnitts g des Wellenleiters entspricht einem vom Linsenprofil 3 ausgehenden Strahl z', der wiederum einem in den Abschnitt g' mit dem kritischen Winkel Θμ eintretenden Strahl z" entspricht. Ein den Abschnitt g des Wellenleiters mit dem kritischen Θμ verlassender Lichtstrahl r entspricht einem das Linsenprofil 3 verlassenden Strahl /·', der seinerseits einem axial in den zweiten Abschnitt g' eintretenden Strahl r" entspricht. Ein Strahl t verläßt den Abschnitt g mit einem Winkel Θ, tritt durch einen Brennpunkt F des Linsenprofils 3 und entspricht ausgangsseitig von 3 einem der optischen Achse A parallelen Strahl /', der seinerseits einem durch einen Brennpunkt C des Linsenprofils 4 tretenden Strahl t" entspricht, der in den_Abschnitt g-'des Wellenleiters mit den gleichen Winkel θ eintritt. Ein Strahl m verläßt den Abschnitt g mit einem beliebigen Winkel θ und erzeugt zwei entsprechende Strahlen /n'und m", von denen der letztere in den Abschnitt g" mit einem Winkel Θ' eintritt.

Die Strahlen schneiden sich zwischen den beiden Linsenprofilen 3 und 4 in einem Schnittpunkt P". Physikalisch stellt der Punkt P" das reelle Bild des Punkts P dar. Im Raum zwischen den transparenten Körpern liegen weiterhin die Brennpunkte F'und G der Linsenprofile 3 bzw. 4. Die Längsschnitte der linsenartigen transparenten Körper haben die optischen Zentren Obzw.O-, 5 bzw. 5'.

Beide Linsenprofile haben übereinstimmend eine Brennweite f. Die geometrischen Zentren O und Q' haben einen gegenseitigen Abstand d, der im folgenden als Linsenabstand bezeichnet wird, und die transparenten Körper haben von den Abschnitten der Wellenleiter jeweils einen Abstand s. der also der Abstand PQ und O'P'ist.

1. Erste Grund-Ausführungsform

Diese in F i g. 1 dargestellte erste Ausführungsform der Erfindung erhält man, indem man die transparenten Körper 3-23 und 4 — 24 aus zwei Teilen zusammensetzt, die jeweils die optischen Achsen Λ und A umfassen.

Das theoretische Prinzip, auf das die Erfindung gegründet ist, ist durch die im folgenden abgeleitete Beziehung ausdrückbar:

w c

(1)

wobei w, c, d und f die oben definierten Abstände als absolute Größen darstellen. Diese Beziehung (1) wird gemäß der ersten Ausführungsform folgendermaßen erhalten. Aus den geometrisch ableitbaren Gleichungen

w = s tg Θ_Μ c = (s-/)tgö 1

tgö = 4-

erhält man

w c

2s

woraus folgt

Darüber hinaus kann gezeigt werden, daß

d _ 2/
s s-f

Aus den Gleichungen (2) und (J) ergibt sich ohne Ii weiteresdieGleichung(l).

Aus der offensichtlichen Voraussetzung, daß alle Parameter positiv sein müssen ergibt sich die folgende Bedingung:

S > f

s-f

Die Ungleichung (4) zeigt, daß der Abstand c zwischen den optischen Zentren O, O'der Linseiiprofile bzw. den geometrischen Zentren O, O'niedriger sein muß als der Abstand zwischen den optischen Zentren O. O'und den Einfallspunkten bzw. Austrittspunkten R, R' der Strahlen rund z"mit dem kritischen Winkel.

Die Abstände 5 und d. die durch die Gleichungen (2)

jo und (1) als Funktionen der Brennweite / u:id des Verhältnisses w/c definiert sind ändern sich entsprechend dem Diagramm nach Fig. 2, bei dem /"als Maßeinheit für die Ordinate angenommen wird. Die Kurve 5 stellt einen Zweig einer gleichzeitigen Hyperbel dar, deren Asymptoten die Geraden w/c = 2 und s=/" sind, während sich die Kurve c/als gerade Linie darstellt, deren Winkelkoeffizient f sich asymptotisch einem Punkt annähert, dessen Koordinaten (2, 21) sind. Die Gleichung (1) gibt ja eine Schar von Geraden an, die ideal vom Punkt (O, O) ausgehen (jedoch ίφΟ) und als untere unerreichbare Grenzgerade die Gerade d=2f haben.

Solange die Ungleichung (4) eriüiii ist, kann das Verhältnis w/c jeden beliebigen Wert haben. Hieraus ergeben sich dann eindeutig definierte Werte für ;:und d Beispielsweise wird für w/c = 3 erhalten s = 3f,d = 3f: für w/c = 4 wird erhalten 5 = 2f, d = Af; für w/c = 5 wird erhalten 5 = 5/73, d = 5f. F i g. I stellt den Fall dar, daß w/c= 8/3, wofür dann S = 4f,d = 8f/3.

Es ist zu beachten, daß, wenn zwei transparente Körper mit definierten Werten von w, cund /gegeben sind, ein Entzerrer für optische Leiter mit beliebiger numerischer Öffnung erstellt werden kann, solange tg Bm< w/F: es genügt, die Abstände s, d zwischen den optischen Elementen entsprechend den gegebenen Formeln zu berechnen; umgekehrt ist es bei gegebenen Abständen s, d zwischen den Elementen und gegebener numerischer Apertur des Wellenleiters, die das Produkt des maximalen Leitungswinkel-Sinus mit dem Brechungsindex ist, möglich, den Entzerrer zu entwerfen, sofern die Werte w, cund fder transparenten Körper die vorhergehenden Formeln erfüllen.

Sofern der optische Wellenleiter eine zirkuläre optische Mehrmoden-Faser ist können für die Darstellung des Entzerrers entsprechend den geschilderten Prinzipien zwei toroidale parallele transparente Körper verwendet werden, deren Längsschnitt die Gestalt nach F i g. 1 aufweist. Ein solcher Entzerrer ist perspektivisch

in F i g. 3 dargestellt, mit toroidalen Körpern H und H. Die Geometrie dieser Linsen hängt sowohl von der Brennweite a's auch von dem für das Verhältnis wA-gewählten Wert ab. Ist einmal dieses Verhältnis ir geeignetster Weise gewählt worden, nämlich so, daß e! die technologischen Erfordernisse sowohl der Kon stri'ktion der Körper als auch der Größenbestimmung des Entzerrers optimal zufriedenstellt, werden die Körper in dem durch die Gleichung (1) bestimmter Abstand d voneinander angeordnet und werden die Enden der Faserabschnitte gux\a g'\m Abstand sgemäB Gleichung (2) von den Körpern festgelegt. Das Gesamte kann in einen in der Zeichnung nicht dargestellten Block von transparentem Material eingebettet werden, das einen Brechungsindex gleich dem des Faserkerns aufweist.

Ist der optische Wellenleiter ein dünnes Band von der Art. bei der das Mehrmoden-Verhalten nur entlang der Bandbreite, also seiner größeren Ausdehnung, vorliegt, hat das vom Bandabschnitt ausgehende Strahlenbündel eine Winkelstreuung nur in Richtung dieser Breite. In diesem Fall bedarf es einer Entzerrung nur in der Richtung der Winkelstreuung der Strahlen, während in der hierzu senkrechten rechtwinkligen Richtung, also in der Richtung der Minimalausdehnung des Bands, das Vorhandensein zweier paralleler Reflexionsebenen genügt, die im Abstand dieser Minimalausdehnung angeordnet sind, also in einer solchen Stellung, dati sie eine Verlängerung des Überzugs des Bands darstellen.

F i g. 4 zeigt schematisch den Aufbau eines Entzerrers entsprechend der beschriebenen ersten Grund-Ausführungsform mit Eignung für ein dünnes Band. In diesem Fall sind die transparenten Körper zwei von Zylindermantelsegmenten begrenzte Linsen L und L'. deren Längsschnitt die Schnitte nach F i g. 1 sind. Diese Linsen L und L' erfüllen die im Zusammenhang mit Fig. 1 dargelegten Beziehungen und sind im Linsenabstand d voneinander angeordnet, während die Abschnitte g und g' des Bands im Abstand 5 von den Linsen liegen. Zwei parallele Platten B und B' aus transparentem Material führen die Lichtstrahlen in der Richtung, in der keine Qtroiiilnn tirtrliniv«
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Auch in diesem Fall können die beiden Enden der Wellenleiter, die beiden Linsen L und L' und die führenden Platten ßund ß'in einen (nicht dargestellten) Block aus transparentem Material eingebettet sein, dessen Brechungsindex gleich demjenigen des Kerns des optischen Wellenleiters ist.

2. /'weite Grund-Ausführungsform

Unter Beachtung der folgenden Betrachtungen kann die Gleichung (1) auch durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung verwirklicht werden. Nach den Regeln der Strahlenoptik werden Lichtstrahlen, die von einer in der Brennebene einer Sammellinse, jedoch nicht in deren optischer Achse liegenden Quelle ausgehen, in der Linse so gebrochen, daß ein Bündel ausgehender Strahlen entsteht, die alle gleiche Richtung haben, also parallel sind, aber schief. Umgekehrt wird ein Bündel paralleler Lichtstrahlen, die auf der Sammellinse auftreffen und mit der optischen Achse der Linse einen Winkel ungleich Null einschließen, so gebrochen, daß ein Strahlenbündel entsteht, dessen Strahlen an einem in der Brennebene der Linse in gegebenem Abstand von der optischen Achse liegenden Punkt konvergieren.

Gemäß F i g. 5 haben ebenso wie in F i g. 1 die Abschnitte g. g" der optischen Wellenleiter Enden mit den geometrischen Mittelpunkten P bzw. P'. Zwischen den Abschnitten liegen parallele transparente Körper in Form von Sammelleitungen 13-33 und 14-34, deren Schnitte dargestellt sind. Bei dieser zweiten Grund-Ausführungsform der Erfindung ergibt sich die spezielle Form jedes der Linsenschnitte aus zwei Sammellinsenprofilen, von denen jeweils durch einen Schnitt parallel zur optischen Achse ein Teil weggeschnitten ist, der die optische Achse enthält, wobei die verbliebenen Teile dann an den aus diesem Schnitt resultierenden Kanten

ίο im Längsschnitt zusammengefügt sind.

Die Höhe des verbleibenden Teils, beispielsweise des Linsemrofils 13, ist niedriger als der Abstand des Einfallpunkts R von der optischen Achse A der Linse. Zur größeren Klarheit ist in der Zeichnung die genaue

ι ·> Linsenprofilhälfte durch eine teilweise gestrichelte Linie VRV dargestellt. Eine Basis CD des tatsächlich verwendeten Linsenprofilteils liegt auf der Mittellinie 5 des Systems. Die gleichen Betrachtungen gelten ersichtlich auch für die zweite Linse 14-34, die im Abstand d von der Linse 13-33 parallel hierzu angeordnet ist.

Im Abstand der Brennweite /"der beiden Linsen liegen zwei Brennebenen π und π' außerhalb des Linsensystems. In diesen Brennebenen liegen die Enden der

2-> Wellenleiterabschnitte mit den Mittelpunkten fund P'.

Der Strahl r mit dem kritischen Winkeln Θμ des Abschnitts ^- fällt auf die erste Linse 13-33, wird zum Strahl /"'gebrochen, der durch die Linse 14 — 34 tritt, und kommt als der Strahl r", nämlich der Axialstrahl des

in Wellenleiterabschnitts g', heraus. Der Axialstrahl ζ des Wellenleiterabschnitts g wird in der Linse 13-33 zu eimern von Strahlen z'gebrochen, der seinerseits auf die Linse 14-34 auftrifft und als der Strahl z" herauskommt, der mit der Achse des Abschnitts g' den

η kritischen Winkel eweinschließt.

Die Neigung der vom Linsenprofil 13 ausgehenden gebrochenen Strahlen ist ersichtlich gleich der Neigung einer (gestrichelt eingezeichneten) Geraden, die den Mittelpunkt P mit dem optischen Zentrum O des Linsenprofils 13 verbindet, wobei dieses optisch. ZIentrum gemäß der beschriebenen Konstruktion nur

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tretenden Strahlen parallel zu einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) Geraden, die den Mittelpunkt Pmit dem optischen Zentrum des Linsenprofils 33 verbindet.

Der von dieser Geraden und den austretenden Strahlen mit der Achse 5 des Systems eingeschlossene Winkel ist in der Zeichnung mit α bezeichnet.

Für die Beziehung zwischen den verschiedenen betrachteten Größen, nämlich der Brennweite f. dem Linsenabstand d, der Minimumhöhe w der Teile der Linsen 13,33; 14,34, dem Abstand c zwischen jedem der

• geometrischen Zentren Q, Q' der Linsen und dem entsprechenden virtuellen optischen Linsenzentrum O, O' gilt auch bei dieser zweiten Ausführungsform die Gleichung 1. Aus dieser Gleichung kann zusammen mit den geometrischen Angaben, daß c=ftgtx, w= dtg «, w =s /tg Θμ, die gesamte Geometrie dieses Systems bestimmt werden.

Sofern der optische Wellenleiter eine zirkuläre optische Mehrmoden-Faser ist, haben die zwei Linsen eine Rotations-Spitzenform (Cuspidal-Kurve), die perspektivisch bei T, T' in Fig.6 dargestellt ist. Der Querschnitt dieser Linsen ist der in F i g. 5 dargestellte.

Für optische Wellenleiter in Form eines dünnen Bands von der Art, bei der das Mehrmoden-Verhalten nur in Richtung der Breite des Bands vorliegt also die Entzerrung nur in der einen Richtung der winkelmäßi-

gen Streuung erforderlich ist, zeigt Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel des Entzerrers. In diesem Fall bestehen spitzen- oder schnabelförmige Linsen N, N' aus Teilen von Zylinderlinsen (Cuspidal-Zylinder). Wie nach F i g. 4 leiten die beiden parallelen Platten flund B' aus transparentem Material die Lichtstrahlen in der Richtung, in der keine Streuung vorhanden ist. Auch bei dieser Ausführungsform können die Linsen und die möglichen Führungsplatten in einen in der Zeichnung nicht dargestellten Block aus transparentem Material eingebettet sein, das den gleichen Brechungsindex wie

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der Kern des optischen Wellenleiters hat.

Die beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen können im Rahmen der Erfindung abgewandelt werden. Beispielsweise können die das System bildenden transparenten Körper, anstatt wie in der Zeichnung aus bikonvexen Linsenprofilen zusammengesetzt zu sein, von anderer Form, beispielsweise plankonvex sein. Die Erfindung ist auch mit Linsen zu verwirklichen, deren Brechungsindex niedriger liegt als das Medium, in das sie eingebettet sind, so daß dann ihre Form beispielsweise bikonkav oder plankonkav ist.

Hier/u "S Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1, Optischer Entzerrer for die Signalübertragung Ober optische Mehrmoden-Wellenleiter mit einem sprunghaften Brechungsindex-Profil, zur Einschaltung zwischen zwei fluchtende, durch eine gemeinsame Mittellinie verbundene Wellenleiterabschnitte, die sich mit ihren Enden gegenüberliegen und an den Enden ein Lichtstrahlenbündel, das wenigstens eine Längssymmetrie-Ebene aufweist und dessen Randstrahlen mit der Mittellinie den kritischen Winkel der Wellenleiter einschließen, emittieren bzw. sammeln, mit zwei übereinstimmenden transipairenten Lichtbrechungskörpern, die entlang der Mittelli- is nie unter gegenseitigem Abstand und unter Abstand zu den Wellenleiterabschnitt-Enden angeordnet sind und jeweils einen Längsschnitt haben, der aus zwei gleichen Sammellinsenprofilen zusammengesetzt ist, von denen durch einen Schnitt parallel zu und in einseitigem Abstand von der optischen Achse ein Randteil weggeschnitten ist, die mit den entstandenen geraden Grenzlinien aneinandergefügt und mit der Mittellinie zur Deckung gebracht sind und die sich von der Mittellinie wenigstens so weiit weg 2s erstrecken, als die Randstrahlen am Ort des jeweiligen transparenten Körpers Abstand von der Mittellinie haben, wobei die aus dem einen Wellenleiterabschnitt austretenden Randstrahlen entlang einer Auftrefflinie auf dem ersten tran<;parenten Körper auftreffen, über den ersten transparenten Körpc. zur geometrischen Mitte des zweiten transparenten Körpers und weiter von dieser geometrischen Mitte entlang der Mittellinie zum anderen Wellenleiterabschnitt verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die den Längsschnitt zusammensetzenden Sammellinsenprofik; (3, 23,4,24; 13,33,14,34) hinsichtlich der gegenseitigen absoluten Abstände ihrer optischen Achsen (A), der Auftrefflinie (R, R') der Randstrahlen (r, z'^und der Mittelinie (5) folgende Bedingung im wesentlichen erfüllen: