DE2853800C2 - - Google Patents
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- G02B6/2826—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 lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals using mechanical machining means for shaping of the couplers, e.g. grinding or polishing
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Description
Die Erfindung betrifft einen Richtkoppler zum teilweisen oder
vollständigen Überkoppeln von Licht nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
In der J.O.S.A., Band 55 (1965), Seiten 261-271 ist theoretisch
das Richtkopplerverhalten zweier Längs einer Koppelstrecke
paralleler, lichtwellenleitender Kerne in Abhängigkeit von
ihrem Abstand beschrieben, wobei auch der Fall berücksichtigt
ist, daß sich die Kerne in dieser Koppelstrecke praktisch
berühren.
In der DE-OS 23 51 305 ist eine Vorrichtung zum Ankoppeln eines
Endabschnitts eines Faserlichtwellenleiters an einen Schichtwellenleiter
beschrieben, wobei zur Justierung gegeneinander
verschiebbare Halterungen für den Faserlichtwellenleiter und
den Schichtwellenleiter vorgesehen sind. Hinweise auf einen
Richtkoppler sind dieser Druckschrift nicht entnehmbar.
Aus der US-PS 38 29 195 ist eine einstellbare Koppelvorrichtung
zum stirnseitigen Aneinanderkoppeln zweier Faserlichtwellenleiter
bekannt, bei der die Kopplung über zwei Gradientenlinsen
erfolgt, deren Achsversatz durch einen Mikromanipulator
einjustierbar ist, so daß ein hoher Koppelwirkungsgrad ein-
bzw. nachjustierbar ist. Hinweise auf einen Richtkoppler gibt
auch diese Druckschrift nicht.
In der US-PS 40 87 156 ist ein optischer Mischer beschrieben,
bei dem Lichtwellenleiter in ein Medium eingebettet sind, das
eine gegenüber der Brechzahl der Lichtwellenleiter größere
Brechzahl aufweist. Die Lichtwellenleiter sind in einer einzigen
Halterung vollständig eingebettet. Auch diese Druckschrift
weist nicht auf Richtkoppler hin.
Bei der Anwendung von Lichtwellenleiter, z. B. in der optischen
Nachrichtentechnik, werden Vorrichtungen benötigt, um ein in
eine Lichtleitfaser eingekoppeltes Licht teilweise oder ganz
auf eine andere Faser überzukoppeln. Dies kann z. B. dadurch
erfolgen, daß die Lichtleitfasern längs einer gewissen Strecke
(Koppelstrecke) nebeneinander und sich berührend verlegt
werden. In Appl. Optics (1977), Seite 1794 ist z. B. ein Koppler
beschrieben, bei dem die beiden Fasern gegeneinander verdrillt
und lokal erhitzt werden, wobei die Fasern in der Verdrillungszone
zu einer bikonischen Form ausgezogen und miteinander verschmolzen
werden. Dabei werden 3,8 bis 24% des in die eine
Faser eingestrahlten Lichts auf die andere Faser übergekoppelt.
Diese Teilungsverhältnisse sind jedoch schlecht reproduzierbar
herzustellen und nicht abstimmbar.
Nach der genannten Druckschrift J.O.S.A., Band 55, (1965),
Seite 261-271 ist die Überstrahlung des Lichts von einer
Lichtleitfaser in eine dazu parallel verlegte zweite Lichtleitfaser
theoretisch untersucht. Es zeigte sich, daß zwischen
zwei identischen Wellenleitern (gleiche Ausbreitungskonstanten)
eine vollständige Überkoplung möglich ist, wenn die Koppelstrecke
einem ungeradzahligen Vielfachen einer Koppellänge L₀
entspricht. Diese Koppellänge L₀ ist umso größer, je größer der
Abstand zwischen den Kernen der Lichtwellenleiter ist. Ist eine
Koppelstrecke L L₀ vorgegeben, so sinkt die Kopplung exponentiell
ab, wenn das Verhältnis des Abstandes der Wellenleiter zu
der Eindringtiefe des elektrischen Feldes in das die Wellenleiter
verbindende Medium zunimmt. Diese Eindringtiefe wiederum
hängt von der Differenz der Brechungsindizes von Wellenleiter
und umgebendem Medium ab und nimmt ab, je größer diese Differenz
ist.
Dies zeigt, daß zur Einhaltung einer bestimmten Kopplungskonstante
eine Vielzahl von Größen innerhalb enger Toleranzen eingehalten
werden müssen, was bei der Herstellung derartiger
Koppler bisher ungelöste technologische Probleme aufwirft. Eine
nachträgliche Abstimmung des Richtkopplers auf ein gewünschtes,
z. B. auf eine bestimmte Wellenlänge abgestimmtes Teilungsverhältnis
oder gegebenenfalls eine Modulation dieses Teilungsverhältnisses
ist bisher dadurch erreicht worden, daß die
Brechzahlen nachträglich geändert wurden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach herzustellenden
abstimmbaren Richtkoppler für Lichtwellenleiter zur
Verfügung zu stellen, bei dem das Teilungsverhältnis durch
möglichst einfache Eingriffe nachträglich und innerhalb enger
Toleranzen auf einen bestimmten Wert eingestellt werden kann.
Ein derartiger Richtkoppler kann z. B. als Schalter betrieben
werden, um einen Teil des in die eine Lichtfaser eingestrahlten
Lichts in den anderen Lichtwellenleiter ein- und auszukoppeln,
er kann aber auch periodisch betätigt und zur Modulation
des Lichts verwendet werden.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Sind die Lichtwellenleiter mit ihren Halterungen derart
zueinander angeordnet, daß sie sich praktisch berühren,
so wird in dieser Extremstellung ein
großer Teil des in den einen Leiter eingestrahlten
Lichts (bei geringen Streuverlusten und passender
Koppellänge praktisch das ganze eingestrahlte Licht)
auf die andere Faser übergekoppelt. Sind für einen
Richtkoppler für die Anwendung Teilungsverhältnisse
zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert
(Bandbreite) gefordert, so kann der Richtkoppler
zunächst ausgelegt werden, daß in der Extremalstellung
(sich berührende Wellenleiterkerne) ein über dem
geforderten Maximalwert liegendes Teilungsverhältnis
erreicht wird. Durch Vorgabe des Vorschubes wird
dann der Abstand der Lichtwellenleiter vergrößert
und das Teilungsverhältnis kann entsprechend dem
Abstand jedes gewünschte kleinere Teilungsverhältnis
innerhalb der geforderten Bandbreite annehmen. Da
das Teilungsverhältnis ferner bei gegebener Geometrie
eines Richtkopplers von der Wellenlänge abhängt, gestattet
die Erfindung die Verwendung des Richtkopplers
für verschiedene Wellenlängen, indem durch
Veränderung des Abstandes eine Anpassung an jede
Wellenlänge möglich ist.
Als Lichtwellenleiter können z. B. Lichtleitfasern
mit einem Kern hoher Brechzahl und einem Mantel
geringerer Brechzahl verwendet werden, z. B.
Monomode-Fasern. Als Halterungen können vorteilhaft
Substratplättchen aus Keramik, Glas, insbesondere
einem photolithographisch bearbeitbaren Glas,
anisotrop ätzbarem Silizium oder ähnlichem verwendet
werden, die mit Nuten versehen sind, in denen die
Lichtwellenleiter befestigt werden. Die Oberflächen
dieser Plättchen können z. B. durch optische Politur
planparellel ausgerichtet werden, wobei die Fasermäntel
der Lichtleitfasern abgetragen werden, bis
deren Kerne teilweise freigelegt sind. Die Plättchen
werden mit den polierten Flächen aneinander gelegt
und so justiert, daß sich die freigelegten Faserkerne
berühren. In dieser Extremalstellung ist
zunächst maximale Überkopplung erreicht, d. h. das
Teilungsverhältnis zwischen der übergekoppelten
Lichtintensität und der verbleibenden Lichtintensität
weist seinen Höchstwert auf. Es kann
aber auch beim Polieren der Oberflächen eine dünne
Schicht des Mantelmaterials zwischen den Kernen
erhalten bleiben. Auch können als Lichtwellenleiter
anstelle von Fasern mit einem ummantelten Kern auch
Streifenwellenleiter verwendet werden, bei denen
in einem Substratstreifen niedrigerer Brechzahl
(z. B. Lithiumniobat) durch Diffusion (z. B. von Titan)
ein lichtwellenleitender Kern erzeugt wird. Insbesondere
können in diesem Fall die erwähnten planparallel
ausgerichteten Substratplättchen selbst
als Substratstreifen eines derartigen Streifenwellenleiters
ausgebildet sein.
Gemäß der Erfindung ist nun eine Verschiebeeinrichtung
an den Plättchen angeordnet, mittels derer
die Halterungen und somit die Kerne um einen vorgebbaren
Vorschub gegeneinander bewegt werden. Der
dabei entstehende Abstand zwischen den Kernen
verringert die Überkopplung. Um ein gewünschtes,
kleineres Teilungsverhältnis zu erhalten, braucht
demnach nur der Vorschub der Verschiebeeinrichtung
soweit verstellt zu werden, bis das gewünschte Verhältnis
erhalten wird. Diese Veränderung kann nachträglich
vorgenommen werden, es braucht also nicht
der Richtkoppler bereits bei seiner Herstellung
auf das gewünschte Teilungsverhältnis eingestellt
zu werden.
Besonders vorteilhaft ist es, als Verschiebeeinrichtung
eine Piezokeramik zu verwenden, z. B. mehrere
Piezolamellen in einer Sandwich-Anordnung, wobei
unter Ausnützung des piezoelektrischen Längseffektes
eine horizontale Schichtung oder unter Ausnützung
des Quereffektes eine vertikale Schichtung möglich
ist. An die einzelnen Lamellen werden über entsprechende
Elektroden Steuerspannungen angelegt, die
sehr niedrig sein können. Diese Piezokeramik wirkt
demnach als ein Abstandshalter, der einen veränderlichen
Abstand zwischen den Halterungen gewährleistet.
Dieser Abstandshalter ist derart an den
beiden Halterungen angeordnet, daß er in der einen
extremalen Ansteuerung, z. B. bei verschwindender
Steuerspannung, ein Aneinanderliegen der Kerne des
Lichtwellenleiters gewährleistet, und in der anderen
extremalen Ansteuerung, z. B. bei maximaler Steuerspannung,
die beiden Lichtwellenleiter soweit
voneinander abhebt, daß ein Zwischenraum zwischen
den Kernen bzw. den polierten Oberflächen der Halterungen
erzeugt wird, bei dem die Kopplung praktisch
verschwindet. Es ist aber auch eine Anordnung möglich,
bei der die planparallelen Oberflächen der Halterungen
stets aneinander anliegen und der Abstand der Kerne
durch Verschieben in der Ebene der Oberflächen erzeugt
wird. Die Piezokeramik dient dann als seitlicher
Abstandshalter, um die eine Halterung in einem veränderlichen
Abstand von einem Anschlag zu halten,
der gegenüber der anderen Halterung nicht beweglich
ist.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn ein Vorratsraum
für eine Immersionsflüssigkeit vorhanden ist, deren
Brechzahl geringer ist als der Brechzahl der Kerne.
Dieser Vorratsraum ist mit dem zwischen den Kernen
(insbesondere beim Abheben) entstehenden Zwischenraum
verbunden, so daß die Immersionsflüssigkeit
beim Abheben in den Zwischenraum zwischen den Kernen
bzw. den planparallelen Oberflächen der Halterungen
einfließen. Mit dem Brechungsindex der Immersionsflüssigkeit
läßt sich die Überkopplung weiter beeinflussen.
Wird der Vorschub (Abstand der Kerne) nicht durch
eine Piezokeramik hervorgerufen, sondern durch
andere Verschiebungen, so kann das Teilungsverhältnis
bzw. die Intensitätsveränderung des übergekoppelten
Lichtes als Maß für die Verschiebung gemessen werden.
So ist z. B. möglich, auch kleine Längen zu messen,
indem die Kerne gegeneinander um die zu messende
Länge verschoben werden.
Diese vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich auch aus den in den Ansprüchen 2 bis
7 beanspruchten Merkmalen. Anhand von fünf Figuren
und 4 Ausführungsbeispielen wird das Wesen der Erfindung
näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch die wesentlichen
Teile eines Kopplers nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Längsschnitt entsprechend der Linie II-II
aus Fig. 1,
Fig. 3 und Fig. 4 die gegenseitige Position der
lichtwellenleitenden Kerne bei zwei anderen
Ausführungsbeispielen der Erfindung,
Fig. 5 einen der Fig. 1 entsprechenden Teillängsschnitt
durch eine andere Ausführungsform
der Erfindung.
Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Koppler wird
auf piezoelektrischem Wege mittels Steuerspannungen
auf ein vorgegebenes Teilungsverhältnis abgestimmt,
wobei der Betriebszustand dargestellt ist, bei dem
maximales Teilungsverhältnis erreicht wird. Als
Lichtwellenleiter dienen zwei Lichtleitfasern aus
hochtransparenten Faserkernen 1 und 2, die mit
Mänteln 3 und 4 aus einem Material geringerer Brechzahl
umgeben sind. Die Mäntel sind teilweise derart
abgetragen, daß sich die Faserkerne berühren können.
Zur Halterung der Lichtleitfasern sind Substratkörper
5 und 6 vorgesehen, die mit planparallelen
Flächen 7 aneinanderliegen. In diese planparallelen
Flächen sind Nuten 8 und 9 eingeätzt, in die die
Fasern 1 und 2 mittels Klebern 10 und 11 eingekittet
sind. Ferner sind in die Oberflächen weitere Nuten
(Justierungsnuten) 12 und 13 eingeätzt, die von den
Nuten 8 und 9 gleichen Abstand haben und als Justierhilfen
dazu dienen, mittels eines Justierstäbchens,
z. B. eines Faserstückes 14 ein so genaues Aufeinanderlegen
der Substratkörper zu erreichen, daß sich
die Faserkerne 1 und 2 mit ihren freigelegten Oberflächen
berühren. Seitlich zu den Lichtleitfasern
befinden sich Aussparungen zwischen den Substratkörpern,
in die ein Abstandshalter aus Piezokeramik
eingesetzt ist. Dieser Abstandshalter besteht aus
vielen übereinanderliegenden piezoelektrischen
Schichten 15 bis 24, auf die jeweils Elektrodenschichten
25 bis 36 aufgedampft sind. Über entsprechende
(nicht dargestellte) Kontakte kann eine
Steuerspannung gelegt werden, so daß die Dicke
dieses Abstandshalters vergrößert wird und die
Lichtleitfasern sich an der Berührungsfläche 7
voneinander abheben. Da einerseits das Teilungsverhältnis
sehr empfindlich auf eine Abstandsveränderung
reagiert, andererseits sich die an den
einzelnen Schichten erzeugten piezoelektrischen
Dickenänderungen bei entsprechender Orientierung
der polaren Achsen der Piezolamellen aufaddieren,
können bereits durch geringe Steuerspannungen
praktisch alle Teilungsverhältnisse zwischen Null
und einem in der Position nach Fig. 1 sich
ergebenden Höchstwert eingestellt werden, der über
dem für die betreffende Anwendung geforderten
Maximalwert liegt.
Zwischen den berührenden Oberflächen der Substratkörper
und den piezokeramischen Lamellen sind
ferner Aussparungen 37, 38 als Vorratsräume für
eine extinktionsarme Flüssigkeit 39 vorgesehen,
die einen geringeren Brechungsindex aufweist als
die Kerne der Lichtleitfasern. Beim Abheben der
Lichtleitfasern fließt diese Flüssigkeit in den
entstehenden Raum zwischen den Lichtleitfasern
und bewirkt hier einen Streulicht-armen Übergang
des Lichtes von einer Faser in die andere.
Zur Herstellung des Kopplers kann man beispielsweise
von Siliziumplättchen als Substratkörper ausgehen.
Dabei wird die Halterung 5 erzeugt, indem
in ein ebenes, planparallel vorgearbeitetes
Siliziumplättchen die Längsschlitze 37 und 38 eingegraben
und die Nuten 8 und 12 erzeugt werden.
Dies kann z. B. auf fotolithographischem Wege durch
Vorzugsätzen (anisotropes Ätzen) unter Verwendung
einer Siliziumdioxidmaske geschehen (vgl. Appl. Phys. Let.
26/4 (1975) Seite 195). In die Nut 8 wird dann eine
der aus dem Kern 1 und dem Mantel 3 bestehende
Lichtleitfaser eingekettet. Durch optische Politur
wird die Plättchenoberfläche einschließlich Kleber 10
und Mantel 3 soweit abgetragen, bis der Kern 1
der Lichtleitfaser freigelegt ist.
Die Halterung 6 wird aus einem Siliziumplättchen
mit einem Oberflächenprofil hergestellt, das in
der Mitte einen vorspringenden Steg zur Aufnahme
der anderen Lichtleitfaser und dünnere Seiten zur
Auflage der piezoelektrischen Abstandshalter aufweist.
Auf diesen Seiten werden die Abstandshalter
aus den piezoelektrischen Lamellen 15 bis 24 und
den Elektrodenschichten 26 bis 34 befestigt. Sodann
wird die Oberfläche der Abstandshalter und/oder
des vorstehenden Steges soweit abgetragen, bis sie
eine einheitliche Höhe aufweisen. Anschließend
werden auf die gleiche Weise wie beim Abstandshalter
5 die Nuten 9 und 13 erzeugt, die zweite Lichtleitfaser
eingekittet und durch optische Politur eine
plane Oberfläche erzeugt, wobei der Mantel 4 der
zweiten Lichtleitfaser bis zur Freilegung des
Kernes 2 abgetragen wird. In die Nuten 12 und 13
wird nun Immersionsflüssigkeit gefüllt, ein
zylindrisches Stäbchen 14, z. B. ein Stück einer
Lichtleitfaser, als Justierhilfe eingesetzt und
die beiden Halterungen aufeinander gelegt. Natürlich
kann genauso gut eine andere Justierhilfe verwendet
werden. Durch Federn oder elastische Klammern werden
die beiden Halterungen zusammengehalten. Seitliche
Führungen (nicht dargestellt) an den Außenflächen des
Kopplers stellen sicher, daß die parallele Ausrichtung
der Lichtleitfasern auch dann erhalten bleibt, wenn
bei Anlagen einer Spannung die beiden Kerne voneinander
abgehoben werden.
Vorteilhaft werden die aufeinander zu legenden Oberflächen
der beiden Halterungen leicht ballig (konvex)
vorgearbeitet, so daß die Nuten und die darin eingekitteten
Lichtleitfasern längs der Halterung nach
außen gekrümmt sind. Beim abschließenden Polieren
der Oberflächen werden die Mäntel dann nur längs
einer Strecke L (Fig. 2) abgetragen, wodurch eine
definierte Koppelstrecke entsteht. Die Krümmung
sowie die Größenverhältnisse der einzelnen Teile
sind der Deutlichkeit wegen in den Figuren nicht
maßstäblich wiedergegeben.
Ein typischer Faserkerndurchmesser beträgt etwa
5 μm bei einem Manteldurchmesser von etwa 150 μm.
Beträgt die Brechzahl für das Kernmaterial 1,500
und für das Mantelmaterial und die Immersionsflüssigkeit
1,495, so ist bei einer Wellenlänge
des eingestrahlten Lichtes von 1 μm ein Monomodeverhalten
gewährleistet. Beträgt der Abstand zwischen
den freigelegten Oberflächen der Kerne
5 μm und die Koppelstrecke 2,75 mm, so ergibt
sich eine fast vollständige Überkopplung des Lichtes.
Bei Verwendung eines piezoelektrischen Abstandshalters
von 25 μm Dicke und 5 mm Länge, der eine
piezoelektrische Konstante von 0,3 μm kV-1 besitzen,
kann mit einer Steuerspannung von 33 V
ein Vorschub von 2 μm erreicht werden. Dadurch
ändert sich die Koppelkonstante
(d. h. das Verhältnis der übergekoppelten
zur eingestrahlten Lichtintensität) etwa um den
Faktor 4.
Anstelle von Lichtleitfasern können auch Streifenwellenleiter
verwendet werden, wie in Fig. 3 dargestellt
ist. Diese bestehen jeweils aus einem hochtransparenten
Substratmaterial 5′ bzw. 6′, z. B.
Lithiumniobat, an deren Oberfläche durch Eindiffusion
von Fremdatomen, z. B. Titan, ein lichtwellenleitender
Streifen 1′ bzw. 2′ mit höherem Brechungsindex
erzeugt ist. Vorteilhaft können die Substratkörper
5′ und 6′ bereits als die durch die Verschiebeeinrichtung
verschiebbaren Halterungen ausgebildet sein.
Die Kerne müssen sich an den planparallel gearbeiteten
Oberflächen nicht unmittelbar berühren, vielmehr
kann sich zwischen ihnen eine sehr dünne Schicht 40
eines weiteren hochtransparenten Materials mit
niedrigem Brechungsindex befinden, z. B. eine
Epitaxieschicht des Substratmaterials oder ein
dünner Film von Immersionsflüssigkeit. Eine derartige
Schicht, die z. B. 2 bis 4 μm betragen kann, bewirkt,
daß zum maximalen Überkoppeln des eingestrahlten
Lichtes von dem einen Lichtwellenleiter auf den
andern Lichtwellenleiter eine größere Koppellänge
L₀ erforderlich ist. Dadurch kann der Koppler nach
der Erfindung an verschiedene Herstellungstoleranzen
und Anwendungsgebiete angepaßt werden.
Ferner ist auch eine Kombination von einem
Streifenlichtwellenleiter mit einer Lichtleitfaser
entsprechend Fig. 4 möglich.
Auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 liegen
die planparallelen Oberflächen der Halterungen 50, 51
und der Kerne 52, 53 praktisch aneinander an. Jedoch
werden die Halterungen durch die Verschiebeeinrichtung
55 so gegeneinander bewegt, daß sie längs
der gemeinsamen Grenzfläche verschoben werden, um
den vorgebbaren Abstand d der Kerne herzustellen.
Auch hier ist, wie beim Ausführungsbeispiel nach
Fig. 1, die Halterung 50 des einen Kernes (52) starr
mit einem Anschlag 56 verbunden, während als
Verschiebeeinrichtung eine elektrische vorspannbare
Piezokeramik zwischen dieser Auflage und der anderen
Halterung 51 vorgesehen ist. Die beiden Kerne müssen
sich wiederum nicht tatsächlich berühren, um ein
maximales Überkoppeln zu erreichen, vielmehr kann
ein dünner Film 57 einer Immersionsflüssigkeit
der mit einem Vorratsraum 58 in Verbindung steht,
zwischen den Kernen vorhanden sein. Ist dieser
Film sehr dünn, so tritt nur ein geringer Lichtverlust
im Koppler auf.
Die Erfindung gestattet es, innerhalb der von der
Fertigung gegebenen Toleranzen einen Koppler herzustellen,
bei dem durch einen nachträglich leicht
vorzunehmenden Eingriff mittels der Verschiebeeinrichtung
die Kerne in einen genau einstellbaren
Abstand zueinander gebracht werden und dadurch
das Teilungsverhältnis auf vorgebbare Werte eingestellt
werden kann. Durch periodische Eingriffe,
z. B. durch Anlegen einer Wechselspannung an eine
piezokeramische Verschiebeeinrichtung, kann auch
eine Amplitudenmodulation des übergekoppelten
Lichtes erreicht werden.
Claims (5)
1. Richtkoppler zum teilweisen oder vollständigen Überkoppeln
eines in den lichtwellenleitenden Kern eines Lichtwellenleiters
eingestrahlten Lichts auf den lichtwellenleitenden Kern eines
zweiten Lichtwellenleiters mit abstimmbarem Teilungsverhältnis,
bei dem die Kerne (1, 2) der Lichtwellenleiter längs einer
Koppelstrecke (L) sich praktisch berührend parallel zueinander
verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kerne (1, 2) der Lichtwellenleiter in einem Medium mit
einer gegenüber der Brechzahl der Kerne (1, 2) geringeren
Brechzahl eingebettet sind, daß längs der Koppelstrecke (L) die
Lichtwellenleiter in getrennten, gegeneinander verschiebbaren
Halterungen (5, 6) fixiert sind, daß die Halterungen (5, 6)
einander gegenüberstehende, planparallele Oberflächen (7)
aufweisen, daß die Umfangsflächen der Lichtwellenleiter die
Oberflächen (7) berühren oder in diesen liegen und daß an den
Halterungen (5, 6) zum Abstimmen des Teilungsverhältnisses eine
Verschiebeeinrichtung (15 bis 24) mit vorgebbarem Vorschub
angeordnet ist.
2. Richtkoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Verschiebeeinrichtungenn (15 bis 24)
eine elektrische vorspannbare Piezokeramik zwischen der einen
Halterung (5) und einer gegenüber der anderenn Halterung (6)
starren Auflage derart angeordnet ist, daß der Abstand durch
die entsprechende elektrische Vorspannung vorgebbar ist.
3. Richtkoppler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kerne (1, 2) durch Veränderung der
Vorspannung voneinander abhebbar sind und der dabei entstehende
Zwischenraum mit einem Vorratsraum (37, 38) verbunden ist, aus
dem Immersionsflüssigkeit (39) einer gegenüber der Brechzahl
der Kerne (1, 2) geringeren Brechzahl in den Zwischenraum
einfließt.
4. Richtkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die planparallelen
Oberflächen (7) praktisch aneinander anliegen und
die Kerne (1, 2) durch Veränderung der Vorspannung in der Ebene
der Oberflächen (7) gegeneinander verschiebbar sind.
5. Richtkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur
Verwendung als Meßgerät für kleine Längen, dadurch
kennzeichnet, daß die zu messende Länge als
Vorschub vorgegeben und die Änderung der übergekoppelten
Intensität als Meßsignal erfaßt wird.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
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US06/096,919 US4302071A (en) | 1978-12-13 | 1979-11-23 | Adjustable directional coupler for light waveguides |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2853800A1 DE2853800A1 (de) | 1980-06-26 |
DE2853800C2 true DE2853800C2 (de) | 1988-10-13 |
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Families Citing this family (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2922938A1 (de) * | 1979-06-01 | 1980-12-11 | Hertz Inst Heinrich | Lichtleiter-richtkoppler |
DE2930454A1 (de) * | 1979-07-24 | 1981-02-12 | Hertz Inst Heinrich | Verfahren zur herstellung von lichtleiter-richtkopplern |
US4564262A (en) * | 1980-04-11 | 1986-01-14 | Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fiber optic directional coupler |
DE3015880A1 (de) * | 1980-04-24 | 1981-10-29 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur herstellung einer lichtwellenleiter verwendenden optischen einrichtung |
DE3111743A1 (de) * | 1981-03-25 | 1982-10-07 | Precitronic Gesellschaft für Feinmechanik und Electronic mbH, 2000 Hamburg | Sende- und empfangseinrichtung fuer optische strahlung |
US4728169A (en) * | 1981-04-27 | 1988-03-01 | Raychem Corp. | Methods and apparatus for optical fiber systems |
EP0072637A3 (de) * | 1981-08-18 | 1985-11-27 | LUCAS INDUSTRIES public limited company | Faseroptisches Verbindungsstück |
US4461536A (en) * | 1981-09-10 | 1984-07-24 | Board Of Trustees Of Leland Stanford Jr. University | Fiber coupler displacement transducer |
EP0184270A3 (de) * | 1981-09-10 | 1987-04-08 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Verlagerungsumwandler bestehend aus einem optischen Faserkoppler |
US4514054A (en) * | 1982-01-19 | 1985-04-30 | Gould Inc. | Quadrature fiber-optic interferometer matrix |
DE3206919A1 (de) * | 1982-02-26 | 1983-09-15 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Vorrichtung zum optischen trennen und verbinden von lichtleitern |
US4605280A (en) * | 1982-07-21 | 1986-08-12 | Eder Instrument Company, Inc. | Universal light cable adapter for light source |
US4515431A (en) * | 1982-08-11 | 1985-05-07 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fiber optic amplifier |
US4802723A (en) * | 1982-09-09 | 1989-02-07 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Optical fiber tap |
DE3280098D1 (de) * | 1982-11-12 | 1990-03-08 | Univ Leland Stanford Junior | Faseroptikschalter und diskret einstellbare verzoegerungslinie. |
ATE51086T1 (de) * | 1982-11-12 | 1990-03-15 | Univ Leland Stanford Junior | Kontinuierlich einstellbare faseroptikverzoegerungslinie. |
US4632513A (en) * | 1983-05-26 | 1986-12-30 | Gould Inc. | Method of making a polarization-insensitive, evanescent-wave, fused coupler with minimal environmental sensitivity |
USRE33296E (en) * | 1983-05-26 | 1990-08-14 | Gould Inc. | Method of making a polarization-insensitive, evanescent-wave, fused coupler with minimal environmental sensitivity |
US4647146A (en) * | 1984-09-17 | 1987-03-03 | Bell Communications Research, Inc. | Interconnection of optical fiber cables |
FR2574565B1 (fr) * | 1984-12-12 | 1987-01-16 | Comp Generale Electricite | Dispositif d'injection de lumiere dans une fibre optique gainee, notamment pour le controle local d'un raccordement de deux fibres |
DE3446816A1 (de) * | 1984-12-21 | 1986-07-10 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Optischer koppler |
US4714314A (en) * | 1985-02-06 | 1987-12-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Mode dependent, optical time delay system for electrical signals |
US4722586A (en) * | 1985-04-12 | 1988-02-02 | Tektronix, Inc. | Electro-optical transducer module |
US4688885A (en) * | 1985-05-28 | 1987-08-25 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Lightwave component package |
GB8513542D0 (en) * | 1985-05-29 | 1985-07-03 | Gen Electric Co Plc | Fibre optic coupler |
US4761832A (en) * | 1985-06-28 | 1988-08-02 | Amp Incorporated | Fiber optic switching network |
FR2619455B1 (fr) * | 1987-08-13 | 1989-11-10 | Lemarer Rene | Dispositif d'alignement d'elements optiques, procede de fabrication de ce dispositif et procedes de raccordement de deux fibres optiques et d'une diode photoemettrice a une fibre optique, utilisant le dispositif |
US5177348A (en) * | 1991-08-26 | 1993-01-05 | Herzel Laor | Apparatus and method for aligning optical fibers with an array of radiation emitting devices |
US5524153A (en) * | 1995-02-10 | 1996-06-04 | Astarte Fiber Networks, Inc. | Optical fiber switching system and method using same |
DE29810313U1 (de) * | 1998-06-09 | 1998-08-13 | Hesse & Knipps Gmbh | Vorschubeinheit |
US6430337B1 (en) | 1998-09-03 | 2002-08-06 | Agere Systems Optoelectronics Guardian Corp. | Optical alignment system |
US6393185B1 (en) | 1999-11-03 | 2002-05-21 | Sparkolor Corporation | Differential waveguide pair |
US6456751B1 (en) | 2000-04-13 | 2002-09-24 | Calient Networks, Inc. | Feedback stabilization of a loss optimized switch |
US6501875B2 (en) | 2000-06-27 | 2002-12-31 | Oluma, Inc. | Mach-Zehnder inteferometers and applications based on evanescent coupling through side-polished fiber coupling ports |
US6597833B1 (en) | 2000-06-27 | 2003-07-22 | Oluma, Inc. | Wavelength-division multiplexers and demultiplexers based on mach-zehnder interferometers and evanescent coupling |
US6516114B2 (en) | 2000-06-27 | 2003-02-04 | Oluma, Inc. | Integration of fibers on substrates fabricated with grooves |
US6625349B2 (en) | 2000-06-27 | 2003-09-23 | Oluma, Inc. | Evanescent optical coupling between a waveguide formed on a substrate and a side-polished fiber |
US6621951B1 (en) | 2000-06-27 | 2003-09-16 | Oluma, Inc. | Thin film structures in devices with a fiber on a substrate |
US6490391B1 (en) | 2000-07-12 | 2002-12-03 | Oluma, Inc. | Devices based on fibers engaged to substrates with grooves |
US6571035B1 (en) | 2000-08-10 | 2003-05-27 | Oluma, Inc. | Fiber optical switches based on optical evanescent coupling between two fibers |
US6621952B1 (en) | 2000-08-10 | 2003-09-16 | Oluma, Inc. | In-fiber variable optical attenuators and modulators using index-changing liquid media |
US6542663B1 (en) | 2000-09-07 | 2003-04-01 | Oluma, Inc. | Coupling control in side-polished fiber devices |
US6744948B1 (en) | 2001-06-20 | 2004-06-01 | Oluma, Inc. | Fiber tap monitor based on evanescent coupling |
KR100428288B1 (ko) * | 2001-08-31 | 2004-04-30 | 심형관 | 프로그램 가능한 직렬 광섬유 지연선로 정합필터 |
CN105452951B (zh) | 2013-06-12 | 2018-10-19 | 康宁光电通信无线公司 | 电压控制式光学定向耦合器 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3829195A (en) * | 1973-06-25 | 1974-08-13 | Bell Telephone Labor Inc | Optical couplers |
DE2351305A1 (de) * | 1973-10-12 | 1975-04-17 | Licentia Gmbh | Vorrichtung zum ein- und auskoppeln von licht bei dielektrischen optischen wellenleitern |
JPS579041B2 (de) * | 1974-11-29 | 1982-02-19 | ||
US4087156A (en) * | 1975-11-07 | 1978-05-02 | International Telephone & Telegraph Corporation | Optical fiber transmission mixer and method of making same |
US4135779A (en) * | 1976-08-02 | 1979-01-23 | Corning Glass Works | Variable ratio optical junction device |
JPS5325792A (en) * | 1976-08-23 | 1978-03-09 | Hitachi Ltd | Radioactive iodine concentration measuring method |
US4176908A (en) * | 1977-12-14 | 1979-12-04 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Devices for monitoring, switching, attenuating or distributing light |
-
1978
- 1978-12-13 DE DE19782853800 patent/DE2853800A1/de active Granted
-
1979
- 1979-11-23 US US06/096,919 patent/US4302071A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4302071A (en) | 1981-11-24 |
DE2853800A1 (de) | 1980-06-26 |
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