DE2748921C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung des rückgestrahlten Lichts in einer Lichtleitfaser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Anordnung ist aus der Druckschrift Bell Systems Technical Journal, 56, März 1977, Seiten 355 bis 366 bekannt. Die dort beschriebene Anordnung dient zur Ortung von Störstellen in optischen Fasern und zur Dämpfungsmessung nach der sogenannten Rückstreumethode.

Bei der praktischen Anwendung der Rückstreumethode stößt man jedoch auf eine Schwierigkeit. Die Leistung, die in den Faserkern zurückgestreut wird, ist sehr klein. Sie liegt je nach Fasertyp zwischen 50 und 60 dB unter der an dieser Stelle in der Faser geführten Leistung. Daraus resultiert die Notwendigkeit, Reflexionen und Streuung von der Einkoppelstelle so gut wie möglich zu vermeiden. Bei der aus der Druckschrift Bell Systems Technical Journal, 56, März 1977, S. 355 bis 366 bekannten Anordnung wurde das Anfangssignal durch eine elektrische Torschaltung unter­ drückt.

Dieser Meßanordnung haftet jedoch der Nachteil an, daß die verwendeten Aufbauten für den praktischen Einsatz, insbe­ sondere auch für den Einsatz im Feld bei der Kabelverle­ gung nicht genügend kompakt und robust sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, welche eine weitgehende Trennung des eingestrahlten und rückge­ strahlten Lichts erlaubt und die in einer für den prakti­ schen Einsatz besonders vorteilhaften kompakten und ro­ busten Bauweise hergestellt werden kann.

Aus der Druckschrift IEEE Transaction MTT, Jan. 1975, Seiten 179 bis 180 ist ein optischer Richtungskoppler bekannt, der aus zwei Lichtleitfasern zusammengesetzt ist, die jeweils eine unter dem Winkel von 45° angeschliffene Endfläche besitzen. Diese Endflächen sind so zusammenge­ setzt, daß ein teildurchlässiger Spiegel entsteht, über den in einer der Lichtleitfasern geführtes Licht auskoppel­ bar ist.

Aus der Druckschrift The Transactions of the IECE of Japan, Vol. E60, No. 3, März 1977, Seiten 133-134 ist weiterhin ein optisches Verzweigungsglied bekannt, bei dem in einer Lichtleitfaser geführtes Licht auf zwei weitere aufgeteilt werden soll. Dazu sind die weiteren Lichtleit­ fasern jeweils an einem Ende parallel zur Längsachse so angeschliffen, daß die Querschnittsfläche im wesentlichen halbiert ist. Nach dem Zusammensetzen dieser Enden ent­ steht wieder eine Querschnittsfläche, die derjenigen der ersten Lichtleitfaser entspricht. Nach dem Zusammen­ koppeln der drei Lichtleitfasern ist es dann möglich, das in der ersten Lichtleitfaser geführte Licht zu nahezu gleichen Teilen in die weiteren Lichtleitfasern einzu­ koppeln.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figur noch näher erläutert. Der optische Teil besteht im wesentlichen aus einem kurzen Teilstück einer Lichtleitfaser 1, 2, die in ein lichtdurchlässiges Material eingebettet ist. Zweck­ mäßigerweise wird hierzu das Lichtleitfaser-Teilstück 1, 2 in eine Glaskapillare 1′, 2′ eingezogen und beide Teile miteinander verschmolzen. Hierdurch ist gewährleistet, daß keine großen Brechungsindexunterschiede zwischen Licht­ leitfasermantel und Glaskapillare auftreten können. Zur Herstellung eines Strahlenteilers S, wird die Glaskapil­ lare und damit die Faser unter 45° zur Faserachse ge­ schnitten, poliert, einseitig mit einer 50%ig reflektie­ renden dielektrischen Spiegelschicht bedampft und an­ schließend mit Kitt zusammengefügt. Als Lichtquelle 3, wird zweckmäßigerweise ein Laser verwendet, dessen Licht­ impulse unmittelbar, d. h. ohne Linsen in ein Ende des Faserstücks 1 in der Kapillare 1′ eingekoppelt werden. Die aus dem anderen Ende der Faser 2 auftretenden Licht­ impulse werden in eine Zwischenfaser, z. B. ein einige Meter langes identisches Faserstück 5 eingespeist, welches wiederum mit Kitt an der Faser 2 befestigt ist. Das Ende dieses Faserstücks wird dann mit der zu messenden Faser 6 verkoppelt, allerdings in der Weise, daß die Verbindung lösbar bleibt.

Die Brechungsindexanpassung zwischen Faserstück 5 und Faser 6 soll hier unter Zuhilfenahme von Immersionsöl erfolgen. Das Faserstück 5, zwischen der Faser 2 und der zu messenden Faser 6 hat den Zweck, Immersionsöl von der Lichtquelle und dem Lichtempfänger fern zu halten.

Zur Messung des in der Faser 6 zurückgestrahlten Lichts, ist ein Lichtempfänger 4, z. B. eine Photodiode, insbeson­ dere eine Avalanche-Photodiode vorgesehen, welche seitlich an der Glaskapillare angebracht ist. Im Bereich des Strah­ lenteilers S weist die Glaskapillare eine plane Lichtaus­ trittsfläche auf, damit eine Fokussierung des austretenden Lichts verhindert wird. Auf der dem Lichtempfänger abge­ wandten Seite der Glaskapillare ist dagegen ein lichtab­ sorbierender Kitt aufgebracht, wodurch Reflexe des von der Lichtquelle 3 ausgesandten Lichts an der sonst vorhandenen Grenzfläche, Fasermantel und Luft verhindert werden.

Mit Ausnahme des zwischen Strahlenteiler und Lichtempfän­ ger liegenden Lichtwegs, der durch die letztgenannten Maßnahmen reflexionsfrei gestaltet werden kann, wird sowohl das eingestrahlte, als auch das reflektierte Licht immer im Kern von Fasern oder Faserteilstücken geführt, die an den Übergangsstellen mit Hilfe von Kitt oder Immersionsöl entspiegelt sind, so daß eine optimale An­ passung zwischen Meßanordnung und Meßobjekt gewährleistet ist.

Claims (6)

1. Anordnung zur Messung des rückgestrahlten Lichts in einer Lichtleitfaser, unter Verwendung einer Lichtquelle, eines Lichtempfängers sowie eines Strahlenteilers,

• - mit dem von der Lichtquelle ausgesandtes Licht in die Lichtleitfaser und aus der Lichtleitfaser zurückge­ strahltes Licht auf den Lichtempfänger gelenkt wird,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Strahlenteiler (S) durch ein Lichtleitfaser- Teilstück (1, 2) gebildet ist,
• - das in ein lichtdurchlässiges Material (1′, 2′) eingebettet ist, das im wesentlichen denselben Brechungsindex aufweist wie der Fasermantel,
• - daß der aus Lichtleitfaser-Teilstück (1, 2) und umgebendem lichtdurchlässigem Material (1′, 2′) bestehende Strahlenteiler (S) aus zwei Teilen zusam­ mengesetzt ist, deren aufeinander liegende ebene Flächen unter einem Winkel von 45° gegen die Faser­ achse (1, 2) ausgerichtet sind, und daß wenigstens eine der beiden Flächen zumindest im Faserbereich einen teildurchlässigen, spiegelnden Belag aufweist, der vor dem Zusammensetzen der beiden Teile auf die Fläche aufgebracht worden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenfaser (5) vorhanden ist, deren eines Ende fest mit dem Strahlenteiler (S) verbunden ist und deren anderes Ende lösbar mit der zu messenden Lichtleitfaser (6) koppelbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleitfaser-Teilstück (1, 2) in eine Glaskapillare (1′, 2′) eingebettet ist.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleitfaser-Teilstück (1, 2) in die Glaskapillare ( 1′, 2′) eingeschmolzen it.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

• - daß von dem Strahlenleiter (S) zu dem Lichtempfänger (4) geleitetes Licht an der Außenseite der Glaskapil­ lare (2′) eine plane Lichtaustrittsfläche durchdringt und/oder daß auf diese Lichtaustrittsfläche ein Material aufgebracht ist, das denselben Brechungsin­ dex besitzt wie die Glaskapillare (2′) und
• - daß auf die Glaskapillare auf der dem Lichtempfänger (4) abgewandten Seite ein lichtabsorbierendes Material aufgebracht ist.