DE2840602C2 - Abzweigelement zum Abzweigen eines in einem Lichtwellenleiter geführten Signals - Google Patents
Abzweigelement zum Abzweigen eines in einem Lichtwellenleiter geführten SignalsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abzweigelement zum Abzwsjgen eines in einem Lichtwellenleiter
geführten Signals nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Abzweigelement ist beispielsweise aus »Nachrichtentechnische Zeitschrift«. Bd. 31, 1978,
S. 144—146. insbesondere aus Figur Ib bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartiges Abzweigelement so zu gestalten, daß es im
Aufbau kompakt und dadurch stabil und robust ist, und dennoch mittels sehr einfachen Technologien und
selbstjustierend hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
Bevorzugt? und zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Elements gehen aus den Ansprüchen 2 bis 8 hervor.
Ein erfindungsgemäßes Abzweigelement kann zweckmäßigerwei.«e so hergestellt werden, wie es im
Anspruch 9 angegeben ist.
Der teildurchlässige Spiegel wird dabei bevorzugterweise so aufgebracht, wie es im Anspruch 10 angegeben
iit, und die zweckmäßige Befestigung einer Führungshülse ist im Anspruch 11 angegeoen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird im folgenden näher
erläutert. Es zeigt
F i g. I einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel.
F i g. 2 einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel längs der Schnittlinie Il in Fig, I,
In den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schnitten
durch das Ausführungsbeispiel sind mit 1 und Γ zwei koaxiale Glasfaser-Lichtwellenleiter bezeichnet, zwischen denen eine kleine Lücke vorhanden ist, in der nur
ein schichtförmiger teildurchlässiger Spiegel 6 schräg zur Achse der Lichtleitfasern angeordnet ist. Jeder der
Lichtwellenleiter I bzw. Γ befindet sich in der öffnung
je einer zylindrischen Glaskapillare 2 bzw. 2' und ist darin befestigt. Die Lichtwellenleiter I1 Γ verlaufen
parallel zur Zylinderachse der Kapillaren.
Der teildurchlässige Spiegel Eerstreckt sich über den
Querschnitt der Kapillaren 2 und 2' und die Kapillaren sowie die Lichtwellenleiter 1 und Γ stoßen mit ihren
Stirnflächen ganzflächig an ihn.
Die beiden den Trägerkörper bildenden Kapillaren 2, 2' sind in einer Längsnut 5 eines zylindrischen
Stützträgers 4 aufgenommen und darin befestigt. Wie aus der F i g. 2 hervorgeht, ist jede Kapillare 2, 2' aus
einem Kreiszylinder gefertigt, an welchem eine parallel zur Achse des Wellenleiters 1, Γ verlaufende plane
Längsfläche durch Abschleifen und Polieren erzeugt worden ist. Die Kapillarencffnung verläuft längs der
Mittellinie des ursprünglichen Kreiszylinders.
Auch dir Stützträger 4 ist aus einem Kreiszylinder
gefertigt, in weichen die Längsnut 5 mit rechteckförmigem Querschnitt eingebracht ist. Die plane Fläche jeder
Kapillare ist mit der Bodenfläche der Nut verklebt.
Die Bodenfläche der Nut 5 ist vor dem VerkWben mit
einem optischen Absorber versehen worden, welcher auch an den Seitenwänden der Nut 5 angebracht
werden kann. Zweckmäßig ist es. wenn ein Kleber verwendet wird, welcher zugleich die notwendigen
Absorptionseigenschaf teil aufweist.
Der Stümräger 4 mn den darin befestigten
Kapillaren 2, 2' wird in eine Metallhülse 7 mit kreisförmigem Querschnitt eingeschoben, die in ihrer so
Wandung die Öffnung 8 aufweist, in welcher der Fotodetektor 10 aufgenommen ist.
Vor dem Befestigen dt-'s Stützträgers 4 in der
Metaühülse 7 wird er so κ-injustiert. daß Licht aus einem
der Wellenleiter 1 bzw. Γ. welches am teildurchlässigen Jj
Spiegel 6 reflektiert wird, auf das Lichteintrittsfenster
des Fotodetektors 10 fällt.
Besonders einfach kann das Einjustieren des Stützträgers 4 in der Metallhülse 7 dann vorgenommen werden,
wenn der teiMurchlässige Spiegel 6 unter einem Winkel
von 45" zur gemeinsamen Achse der Wellenleiter geneigt ist. Das Zentrum des Lichteintrittsfensters des
Fotodetektors 10 ist dann lediglich senkrecht über der Stelle des teildurchlässigen Spiegels 6 anzubringen, in
welcher die gemeinsame Achse diesen durchstößt. Da das Zentrum des Lichteintrittsfenster' des Detektors 10
in der Rege! mit dem Zentrum der Öffnung 8 zusammenfällt, kann der Stützträger 4 ohne eingesetzten
Detektor 10 einjustiert werden. Die Einjustierung kann auch so erfolgen, diß der Stützträger 4 so lange >o
verschoben und gedreht wird, bis der in die öffnung 8
bereits eingesetzte Detek'or 10 maximalen Strom anzeigt.
Der .Stützträger 4 wird vorzugsweise in die Hülse 7 eingekittet, wobei venigstens im Bereich der Bohrung 8
ein wiederum optisch transparenter Kitt verwende! werden muß. Auch der Fotodetektor 10. welcher eine
Fotodiode sein kann, wird eingekit.et. was gleichzeitig
mit dem Einkitten des Stützträgers 4 geschehen kann. An den beiden Enden der Hülse 7 werden danach W|
genormte metallische Führungshülsen 9 bzw. 9' mittels Kleber aufgesetzt und mit optischer Präzision vor dem
Aushärten koaxial justiert. Die Stirnflächen der beiden Steckermär.nehen des Abzweiges werden normal zu·.·
gemeinsamen Achse der Wellenleiter 1 bzw. Γ plan poliert.
Die beiden Kapillaren 2 und 2' mit den Wellenleitern 1 und Γ werden zweckmäßigerweise so hergestellt, daß
von einer Ausgangskapillare mit kreisförmigem Querschnitt ausgegangen wird, in deren zentrale öffnung
eine Faser eingeschoben und darin mittels optischem Kitt befestigt wird. Ein gegebenenfalls vorhandener
Kunststoffmantel wird im Mittelbereich der Faser vor dem Einkitten abgelöst. Die Kapillare erhält eine
parallel zur Achse verlaufende plane Längsfläche. Die so vorbereitete Ausgangskapillare wird durch einen im
Winkel von 45° zur Zylinderachse geführten Schnitt in zwei Hälften zerlegt. Die beiden Schnittflächen werden
optisch poliert und es sind so die beiden Kapillaren 2 und 2' entstanden.
Eine der beiden Schnittflächen wird mit einer metallischen oder dielektrischen . hicht versehen,
welche den teildurchlässigen Spiegel f., bildet. Der
metallische Spiegel 6 hat den Vorteil, daß er technologisch einfacher herstellbar ist und sich mit ihm
dennoch die an den Abzweig gestellten Forderungen erfüllen iussen.
Die beiden so hergestellten Kapillaren 2 und 2' werden auf die Oberfläche eines mit einer Anschlagkante
versehenen Justierkörpers so gelegt, daß die plane Fläche auf der Oberfläche aufliegt und die Kapillaren 2,
2' seitlich an der Anschlagkante anliegen. Dabei liegen dann die Schnittflächen sowie der Spiegel 6 von selbst
parallel zueinander. Durch Verschieben längs des Anschlages werden die beiden Hälften zusammengebracht
und mittels optischem Kitt miteinander verbunden. Als Justierkörper kann im vorliegenden Beispiel
vorteilhafterweise gleich der Stülzträger 4 dienen.
Anstelle einer Glaskapillare als Trägerkörper für die Glasfasern kann auch ein Siliziumsubstrat init ei.ier in
eine Oberfläche eingebrachte Führungsnut dienen. In die Führungsnut wird Lichtwellenleiter eingebracht und
anschließend wird die Oberfläche des Substrats mit einem transparenten Deckel abgedeckt. Der übrige
Aufbau des Abzweigelementcs kann dabei wie vorstehend beschrieben sein.
Das Siliziumsubstrat mit der Führungsnut läßt sich
mit dem Prozeß des Vor/ugätzens oder anisotropen Ätzens herstellen. Dabei wird ähnlich wie bei der
Glaskapillare von einem einstückigen Ausgangskörper mit Führungsnut ausgegangen. Der Lichtwellenleiter
wird in die Führungsnut eingelegt und die Oberfläche mit einem Glaspiättchen abgedeckt und verklebt. Durch
einen Schnitt im Winkel von 45" zur Faserachse und te~ht·. inkelig zur Flächennormalen der Substratoberfläche
wird der Ausgangskörper in zwei Teile zerlegt und die Schnittflächen werden poliert. "Eine der
Schnittflächen wird mit dem teildurchlässigen Spiegel versehen, und die beiden Trägerhälften werden so
zusammengebrac'it. daß die Fasern wieder koaxial angeordnet sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Abzweigelement zum Abzweigen eines ip einem Lichtwellenleiter geführten Signais, mit einem auf
oder in einem zylindrischen Trägerkörper axial befestigten Glasfaser-Lichtwellenleiter, in dem
schräg zur Faserachse ein teildurchlässiger Spiegel angeordnet ist, und mit einem seitlich des Trägerkörpers im Bereich des Spiegels angeordneten Fotodetektor, dadurch gekennzeichnet, daß der
Trägerkörper (2, 2') in einem hohlen zylindrischen, auf einer Längsseite offenen Stützträger (4) befestigt
ist, der wiederum in einer Hülse (7) befestigt ist,
welche in ihrer Wand eine der offenen Seite des Stützträgers (4) gegenüberliegende Öffnung aufweist, in welcher der Fotodetektor (10) aufgenommen ist
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (2, 2') aus einem
Körper aus Silizium besteht in dessen Oberfläche eine Führungsnut zur Aufnahme eines Glasfaser-Lichtwellev.feiters (I, Γ) eingebracht ist, und daß die
Nut und der Wellenleiter durch einen mit dem Körper aus Silizium verbundenen Deckel abgedeckt
tind.
3. Element nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Nut eine mittels anisotropen
Ätzens in die Oberfläche des Siliziumkörpers eingebrachte Nut ist.
4. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützträger (4) eine parallel zur gemeinsamen Achse der
Lichtwelleniviter (t, Γ) verlaufende Führungsnut (5) aufweist, in welcher tv'>er zyli drische Trägerkörper
(2,2') gelagert ist. «
5. Element nach einem ' :r vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse
(7) eine Metallhülse ist.
b. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem
vom teildurchlässigen Spiegel (6) fernen Ende Eumindest eines der beiden Wellenleiter (1, Γ) eine
Steckerhälfte (9,9) eines Steckers zum Aneinanderschließen von Glasfaser-Lichtwellenleitern vorgesehen ist.
7 Element nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß eine Steckerhälfte (9, 9') aus einer
Hälfte eines genormten Steckers besteht.
8. Element nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerhälfte (9,9') des genormten
Steckers aus einer genormten metallischen Führungshülse besteht, die mittels Kleber auf den
Trägerkörper (2, 2') oder die Hülse (7) aufgesetzt und koaxial justiert ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Elements nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß ein zylindrischer Ausgangskörper, auf oder in dem ein zur Zylinderachse parallel
verlaufender Glasfaser-Lichtwellenleiter befestigt ist. durch einen schräg zur Zylinderachse geführten
Schnitt in zwei Hälften zerlegt wird, daß die dabei entstandenen Schnittflächen auf optische Qualität
gebracht werden, daß auf zumindest einer der beiden Schnittflächen ein teildurchlässiger Spiegel aufgebracht wird, daß die beiden Zylinderhälften an eine
Anschlagkante auf einem Justierkörper angelegt werden, derart, daß die Schnittflächen parallel
zueinander sind, daß die beiden Zylinderhälften dann
durch Verschieben längs der Anschlagkante zusammengebracht und zum Trägerkörper (2,2') miteinander verbunden werden, daß der Trägerkörper (2,2')
im Stützträger (4) gelagert und befestigt wird, daß dann der Slützträger (4) mit dem Trägerkörper (2,
2') in die Hülse (7) eingeschoben und die Öffnung in ihrer Wand so justiert wird, daß ein von dem
teildurchlässigen Spiegel reflektierter Lichtanteil aus dieser Öffnung austreten kann, oder das
Lichteintrittsfenster eines in der Öffnung bereits befestigten Fotodetektors optimal trifft, daß dann
die Hülse (7) und der Stützträger (4) fest miteinander verbunden werden, und daß, soweit noch erforderlich, der Fotodetektor in der Öffnung befestigt wird
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der teildurchlässige Spiegel durch
Bedampfen der Schnittfläche mit einem Metall oder dielektrischen Material erzeugt wird.
It. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10 zur Herstellung eines Elements nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (9)
nach Herstellung der festen Verbindung zwischen der Hübe (7) und dem Slützträger (4) auf die Hülse
(7) aufgeschoben, koaxial zu den Glasfaser- Licht Wellenleitern (1,1') einjustiert und in dieser Stellung fest
mit der Hülse (7) verbunden wird.
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