DE2837682A1 - Optisches mischerelement - Google Patents

Optisches mischerelement

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DE2837682A1
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Hans-Hermann Dr Rer Nat Witte
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Siemens AG
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2808—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using a mixing element which evenly distributes an input signal over a number of outputs
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 78 P 7 Ü S 6 BRD
5 Optisches Mischerelement
Die vorliegende Erfindimg bezieht sich auf ein optisches Mi scher element, "bei dem zwei Bündel von lichtleitenden Fasern über eine Mischerstrecke miteinander verbunden sind.
In optischen Kommunikationssystemen, insbesondere in Datenbus-Konfigurationen in T- oder Stern-Struktur, spielen optische Mischer eine entscheidende Rolle. Sie haben die Aufgabe, Daten, die irgendeines von η miteinander kommunizierenden Anschlußgeräten sendet, allen anderen Anschlußgeräten in möglichst gleicher Intensität zur Verfügung zu stellen.
Ein für solche Zwecke geeigneter Mischer der eingangs genannten Art ist aus Appl. Optics, 13 (1974) S. 2540 2545 bekannt. Dort besteht die Mischerstrecke aus einem zylinderischen Glasstab, an dessen Stirnflächen die Faserbündel anstoßen. Dieser Mischer besitzt jedoch hohe Einfügverluste von 6 bis 8 dB und gewährleistet auch keine genügend gleichmäßige Leistungsverteilung Ed 1 Sti/ 10.8.78
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auf die wegführenden Fasern.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mischerelement anzugeben, welches geringe Einfügverluste aufweist und zudem eine gleichmäßige Leistungsverteilung auf die abgehenden Fasern gewährleistet.
Die Aufgabe wird mittels eines Mischerelementes der eingangs genannten Art durch ein Bündel von lichtleitenden Fasern, welches verschmolzen ist und dort eine Verjüngung aufweist gelöst. Die Verschmelzung soll dabei möglichst lückenlos sein, d.h. die Fasern sollen in der Verschmelzungszone ohne nicht-lichtführende Zwischenräume miteinander verbunden sein.
Vorzugsweise ist das Mischerelement so ausgebildet, daß sich das verschmolzene Bündel zur Mischerstrecke hin ver jüngt,
Eine vorteilhafte Ausführungsform eines vorgeschlagenen Mischerelementes ist so ausgebildet, daß die Mischerstrecke einen Anteil einer in einem Bündel von lichtleitenden Fasern vorhandenen Einschnürung, in welcher das Bündel verschmolzen ist, bildet.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsvariante besteht die Miseherstrecke aus einem Stab aus transparentem Material, an welchen die Bündel von lichtleitenden Fasern stoßen.
Ein vorgeschlagenes Mischerelement kann vorteilhafterweise mit den folgenden Verfahrensschritten hergestellt werden: Die lichtleitenden Fasern eines Bündels werden entlang einer Strecke innig miteinander verbunden und die so miteinander verbundenen Fasern in einem bestimmten Bereich bis zum Weichwerden erwärmt, während das
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Bündel gespannt wird. Durch diese Maßnahme entsteht im Bündel eine Einschnürung, in welcher die einzelnen Fasern miteinander verschmolzen sind.
Mit diesem Verfahren ist bereits die erste vorteilhafte Ausführungsform des vorgeschlagenen Mischerelementes hergestellt, wenn dafür Sorge getragen.wird, daß nicht nur die äußeren, sondern auch die Fasern in der Mitte des Bündels miteinander verschmolzen sind, was durch ausreichendes Erwärmen leicht erreicht werden kann.
Zur Herstellung der zweiten vorteilhaften. Ausführungsform wird das Bündel in der Einschnürung durchtrennt und eine Trennfläche mit einer Stirnfläche des Stabes aus transparentem Material verbunden.
Ein vorgeschlagenes Mischerelement weist geringe Einfügverluste auf, gewährleistet eine genügend gleichmäßige Leistungsverteilung auf die wegführenden Fasern und kann zudem höchst einfach hergestellt werden.
• .
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches der zweiten vorteilhaften Ausführungsform entspricht, ist in der Figur dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. .
Die Figur zeigt in vereinfachter Darstellung die Aus-■ führungsform in ihren wesentlichen Teilen.
In der Figur ist die Mischerstrecke, die aus einem Stab aus transparentem Material besteht, mit 1 bezeichnet. Mit 2 ist ein an die eine Stirnfläche des Stabes stoßendes Bündel von lichtleitenden Fasern und mit 3 ein an die andere Stirnfläche des Stabes stoßendes Bündel von lichtleitenden Fasern bezeichnet. Der Stab kann wie beim Stand der Technik ein zylinderischer Glasstab sein.. Dieser Stab bildet die eigentliche Mischerstrecke.
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VPA 78 P 7 O 9 6 BRD
Die Glasfaserbündel 2 bzw. 3 und der Mischerstab 1 stoßen stumpf aneinander.
Bei dieser Ausführungsform sind nun jeweils die an den Stab 1 stoßenden Enden der Glasfaserbündel lückenlos verschmolzen und die Verschmelzungszonen verjüngen sich allmählich oder kegelförmig jeweils zum Stab 1 hin. Die so gebildeten Verschmelzungszonen sind in der Figur durch Schraffur hervorgehoben.
Bevorzugterweise erfolgt das Befestigen eines Bündels bzw. 3 mit dem Mischerstab 1 mittels eines transparenten Klebers.
Zweckmäßigerweise ist der Querschnitt am Ende eines Bündels dem Querschnitt des Mischerstabes angepaßt.
Es sollte auch darauf geachtet werden, daß die durch die Verkleinerung des Faserbündel-Querschnittes entstehenden Mantelmoden nicht zu Strahlungsmoden werden, d.h. daß immer erfüllt bleibt
nM . sin 0 .-! 1,
wobei nM den Brechungsindex des Mantelmaterials der Glasfaser und 0 den Winkel zwischen Strahl und Mantelnormale darstellen.
Der Brechungsindex des verwendeten Klebers sollte so sein, daß eventuelle Totalreflexionen am verjüngten Ende eines Faserbündels vermieden werden.
Das Licht, das vom Mischerstab in das abgehende Faserbündel überkoppelt, wird zunächst teilweise in Form von Mantelmoden geführt, die durch die Aufweitung des abgehenden Bündels nach und nach in Kernmoden zurückgewandelt werden.
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VPA n ρ 70 9 6 BRD
Das zuführende Faserbündel muß nicht unbedingt verschmolzen sein, so daß ein Zwischenraum zwischen den Fasern zulässig ist. Allerdings sollte dann der Mischerstab so ausgebildet sein, daß seine Endquerschnitte jeweils den angrenzenden Faserbündelquerschnitten entsprechen.
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Claims (6)

2837882 -1- VPA 78 P 7 09 6 BRD Patentansprüche
1. Optisches Mischerelement, bei dem zwei Bündel von lichtleitenden Fasern über eine Mischerstrecke miteinander verbunden sind, gekennzeichnet durch ein Bündel von lichtleitenden Fasern, welches Jeweils auf einer Seite lückenlos verschmolzen ist. und sich taperförmig verjüngt.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das verschmolzene Bündel zur Mischerstrecke hin verjüngt.
3. Element nach Anspruch 2, d a d u r c h g e kennze ichnet, daß die Mischerstrecke einen Teil einer in einem Bündel von lichtleitenden Fasern vorhandenen Einschnürung, in welcher das Bündel verschmolzen ist, bildet.
4. Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischerstrecke aus einem Stab aus transparentem Material, an welchen die Bündel von lichtleitenden Fasern stoßen, besteht.
5. Verfahren zur Herstellung eines optischen Mischerelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Verfahren mit den folgenden Verfahrensschritten: Die lichtleitenden Fasern eines Bündels werden entlang einer Strecke innig miteinander verbunden und die so miteinander verbundenen Fasern in einem bestimmten Bereich bis zum Weichwerden erwärmt, während das Bündel - gespannt wird.
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78 P 7 0 9 6 BRD
6. Verfahren nach Anspruch 5, zur Herstellung eines Mischerelements nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Bündel in der Einschnürung durchtrennt und eine Trennfläche mit einer Stirnfläche des Stabes aus transparentem Material verbunden wird.
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DE19782837682 1978-08-29 1978-08-29 Optisches mischerelement Withdrawn DE2837682A1 (de)

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