DE2913794A1

DE2913794A1 - Kopplungsanordnung fuer optische fasern

Info

Publication number: DE2913794A1
Application number: DE19792913794
Authority: DE
Inventors: Gary Stephen Duck; Frederick David King
Original assignee: Northern Telecom Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1978-04-10
Filing date: 1979-04-05
Publication date: 1979-10-18
Also published as: FR2422972A1; DE2913794C2; JPS54145154A; BE875316A; GB2018460B; JPS5893911U; GB2018460A; CA1076858A

Description

Die Erfindung betrifft eine zu geringen Verlusten führende Kopplungsanordnung für optische Fasern , insbesondere zum Ein- oder Auskoppeln von Licht in oder aus einer Haupt- bzw. Verbindungsfaser.

Es ist häufig erforderlich, eine Faser an eine Hauptfaser anzukoppeln und es existieren verschiedene Anordnungen, bei denen z.B. die Fasern in Teilern bzw. Verbindern und dergleichen miteinander verbunden werden. Wesentliche Aufgabe ist es, eine solche Verbindungsanordnung zu schaffen, bei der ein Minimum an Signalverlusten auftritt. Auch wurden herkömmliche Verbinder individuell in Abhängigkeit von dem gewünschten Verhältnis des durchlaufenden Hauptleitungssignals zum ausgekoppelten Signal konstruiert. Die verschiedenen Anordnungen sind häufig sehr komplex und srfordern sorgfältige und genaue Herstellungs- und Zusammenbaunethoden.

3ie Erfindung schafft eine außerordentlich einfache und ohne wei- :eres veränderbare Kopplungs- bzw. Verbindungsanordnung einer raser mit einer weiteren Faser, wobei sehr niedere Signalverluste luftreten. Die Anzapf- bzw. Abgriffsfaser wird um die Hauptfaser lerumgewickelt, nachdem die Hüllschichten von den betreffenden Abschnitten der beiden miteinander zu verbindenden Fasern entfernt worden sind. Das Anzapfungsverhältnis, d.h. das Verhältnis Les Hauptfaser-Ausgangssignals bezüglich des Anzapfungs-Faseruisgangssignals und auch das Verhältnis zwischen dem Hauptfaserlingangssignal und dem Anzapfungs-Faser-Eingangssignal kann in leträchtlichem Maße verändert werden.

lie Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen nter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

ig. 1 eine schematische Darstellung einer Kopplungsanordnung zum Auskoppeln von Licht,

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Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Kopplungsanordnung zum Einkoppeln von Licht,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Kopplungsanordnung zum Auskoppeln von Licht zum überwachen des Signals in der Hauptleitung,

Fig. 4 ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Anzapfungsverhältnis und der Anzahl von Windungen der Anzapfungsfaser um die Hauptfaser herum wiedergibt, und

Fig. 5 das Ausgangssignal von zwei Teilen einer Kopplungsanordnung .

In Fig. 1 besitzt eine Haupt- bzw. Verbindungsfaser 10 eine Leuchtdioden- oder Laser-Eingangsvorrichtung 11 und einen Detektor 12. Eine Anzapfungsfaser 13 ist mit Windungen 14 um die Hauptfaser herumgewickelt. Am freien Ende der Anzapfungsfaser 13 befindet sich ein Detektor 15. In dem speziellen Beispiel haben die Fasern 10 und 13 einen Siliziumkern und eine Silikon-Umhüllung - es handelt sich also um ein typisches Material, wie es unter der Bezeichnung Supra Sil-1 für den Kern und GE 670 für die Umhüllung gehandelt wird. Um die Kopplung herzustellen, wird zunächst die Silikon-Umhüllung von einem Abschnitt (dessen Länge vom gewünschten Anzapfungsverhältnis abhängt) sowohl der Haupt-.faser als auch der Anzapfungsfaser entfernt. Dies kann z.B. mit Metall-Abziehern oder aber auch auf chemischem Wege dadurch erfolgen, daß man den Abschnitt in Tetramethylguanidin eine Stunde lang auf 1OO°C erhitzt. Der von der Umhüllung befreite Abschnitt der Anzapfungsfaser wird dann um die Hauptfaser herumgelegt. Es ist kein Verschmelzen oder Erhitzen erforderlich. Es wurden bei Versuchen 30 Verbindungen mit verschiedenen Windungszahlen hergestellt. Einige der Verbindungen wurden dadurch geschützt, daß man sie wieder mit Silikon abdeckte.

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Fig. 2 zeigt eine Anordnung zum Einkoppeln eines Signals in die Hauptfaser 10. Die das Signal einfügende Faser 16 besitzt eine Eingangsvorrichtung 18 und die Wicklungswindungen sind mit dem Bezugszeichen 17 bezeichnet. Die Verluste der Anordnung aus Fig. 2 sind etwas höher als bei der Anordnung von Fig. 1 , da eine gewisse Lichtmenge sich durch die Faser 16 hindurch ausbreitet und bei 18b austritt. Es ist möglich, das bei 18b auftretende Ausgangssignal dazu zu verwenden, das Signal in der Hauptfaser durch einen Detektor 18a zu überwachen.

Fig. 3 zeigt die Verwendung einer Auskopplungsanzapfung 19 zur Erzeugung eines überwachungssignals am Detektor 20. Dadurch, daß man die Kopplungsanordnung in,der Nähe der Eingangsvorrichtung 11 vorsieht, tritt nur ein sehr geringer Verlust am Detektor 12 auf, da diejenigen Moden und Leckwellenlängen, die in einer normalen Hauptfaser rasch verloren gehen, durch die Kopplungsanordnung 19 abgezogen werden.

Es können auch andere Faserarten als Fasern mit einem Siliziumkern und einer Silikon-Umhüllung als Hauptfaser und/oder Anzapfungsfaser verwendet werden. So können Fasern mit einem Siliziumkern und einer Silizium-Umhüllung verwendet werden, die üblicherweise noch einen Kunststoffüberzug besitzen. Dabei wird der Kunststoffüberzug zuerst z.B. durch Abbrennen entfernt und dann die Silizium-Umhüllung weggeätzt.

Fig. 4 zeigt ein Diagramm, in dem das Anzapfungsverhältnis gegen die Anzahl der Windungen für eine Anordnung aufgetragen ist, wie sie in Fig. 1 wiedergegeben ist. Die Länge des Kopplungsabschnittes verändert sich ungefähr linear mit der Anzahl der Windungen. Alle Kopplungsanordnungen wurden mit ungefähr zwei Windungen pro 2,5 cm durchgeführt. Das Anzapfungsverhältnis A/B ist das Verhältnis des durchgehenden oder Ausgangssignals in der Hauptfaser A zum Signal in der Anzapfungsfaser B.

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Der wichtigste Parameter, der den Verlust der Kopplungsanordnung beeinflußt, ist die Reinheit bzw. Sauberkeit der Faseroberflächen nach dem Entfernen des Silikons. Lichtverluste aufgrund von Oberflächenverschmutzungen können durch eine gute Reinigung nahezu vollständig vermieden werden. Es hat sich gezeigt, daß die Verluste für Kopplungsanordnungen, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, bei etwa 0,1 dB oder weniger liegen. Schützt man die Kopplungsanordnung dadurch, daß man sie wieder mit Silikon bedeckt, so hat dies nur einen sehr geringen bzw. gar keinen Einfluß auf das Anzapfungsverhältnis oder den Verlust.

Fig. 5 zeigt ein Bild des Ausgangssignals von den beiden Anschlüssen einer typischen Kopplungsanordnung (Anzapfungsverhältnis -v2,5:1), wie sie in Fig. 1 wiedergegeben ist, wobei die Lichtquelle ein HeNe-Laser war, der durch eine 45 X Mikroskoplinse in die Faser fokussiert wurde; die Anschlüsse sind die Ausgangsenden der Fasern 10 und 13.

Die tatsächliche Steigung der Windungen der Anzapfungsfaser hängt von der Flexibilität 'der Anzapfungsfaser ab, die ihrerseits vom Material der Faser und deren Durchmesser abhängt. Einige Materialien sind in weit stärkerem Maß flexibel als andere und es wurde vorgeschlagen, synthetische Kunststoffmaterialien für den Kern von optischen Fasern zu verwenden. Der Durchmesser der Hauptfaser 10 hat ebenso einen Einfluß auf die Steigung der Windungen, wie auch Änderungen des Überzugsmaterials.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ein- oder Auskoppeln von Licht in oder aus einer Hauptfaser hat den Vorteil, daß es außerordentlich einfach ist, zu geringen Verlusten führt und einen kontrollierbaren weiten Bereich von Anzapfungsverhältnissen ermöglicht.

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Die Erfindung schafft also eine gerichtete Kopplungsanordnung mit niederen Verlusten für optische Fasern, die dadurch gebildet wird, daß eine Anzapfungsfaser um eine Hauptfaser herumgewickelt wird. Zunächst,wird jeglicher Überzug entfernt und hierauf wird die Anzapfungsfaser um die Hauptfaser gewickelt. Das Anzapfungsverhältnis kann durch eine Veränderung in der Anzahl der Drehungen oder Windungen verändert werden, mit denen die Anzapfungsfaser um die Hauptfaser herumgelegt wird. Es können Signale sowohl von der Anzapfungsfaser abgenommen als auch in diese eingegeben werden.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche:

1. Zu geringen Verlusten führende, gerichtete Kopplungsanordnung für optische Fasern mit einer ersten Faser und einer zweiten Faser, dadurch, gekennzeichnet , daß die zweite Faser (13, 16, 19) um die erste Faser (10) mit einer vorgegebenen Anzahl von Windungen herumgewickelt ist und daß jegliche Überzugsschicht auf den Fasern entfernt ist, so daß die das Licht übertragenden Kerne der Fasern miteinander in Berührung stehen.

2. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1 zum Einkoppeln von Licht in die erste Faser, dadurch gekennzeichnet , daß sich eine lichtemittierende Vorrichtung (18) am Eingangsende der zweiten Faser (16) befindet.

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3. Kopplungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine überwachungsvorrichtung (18a) am Ausgangsende der zweiten Faser (16) vorgesehen ist.

4. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1 zum Auskoppeln von Licht aus der ersten Faser, dadurch gekennzeichnet , daß sich ein Detektor (15) am Ausgangsende der zweiten Faser (13) befindet.

5. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1 zum überwachen eines Signals in der ersten Faser, dadurch gekennzeichnet , daß sich eine überwachungsvordichtung (20) an einem Ausgangsende der zweiten Faser (19) befindet. .

6. Kopplungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Anzahl der herumgewickelten Windungen der zweiten Faser (13, 16, 19) auf das gewünschte Verhältnis zwischen dem Ausgangssignal der ersten Faser (10) und dem Ausgangssignal der zweiten Faser (13, 16, 19) abgestimmt ist, wobei die Anzahl der Windungen umso größer ist, je kleiner dieses Verhältnis sein soll.

7. Kopplungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzahl der herumgewickelten Windungen der zweiten Faser (13, 16, 19) auf das gewünschte Verhältnis zwischen dem Eingangssignal der ersten Faser (10) und dem Eingangssignal der zweiten Faser (13, 16, 19) abgestimmt ist, wobei die Zahl der Windungen umso größer ist, je kleiner dieses Verhältnis sein soll,

8. Verfahren zum richtungsmäßigen Koppeln einer ersten optischen Faser mit einer zweiten optischen Faser, dadurch gekennzeichnet , daß man jegliche Umhüllungsschicht von einem Teil einer jeden Faser (10, 13, 16 und 19) entfernt und den betreffenden Teil der zweiten Faser (13, 16, 19) um den betreffenden Teil der ersten Faser (10) mit einer vorgegebenen Anzahl von Windungen herumwickelt.

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9. Verfahren nach Anspruch 8 zum EInkoppeln von Licht in die erste Faser, dadurch gekennzeichnet , daß man die Anzahl der herumgewickelten Windungen variiert, um das Verhältnis zwischen dem Eingangssignal der ersten Faser (10) und dem Eingangssignal der zweiten Faser (13,16) zu verändern .

10. Verfahren nach Anspruch 8 zum Auskoppeln von Licht aus der ersten Faser, dadurch gekennzeichnet , daß man die Anzahl der herumgewickelten Windungen verändert, um das Verhältnis zwischen dem Ausgangssignal der ersten Faser (10) und dem Ausgangssignal der zweiten Faser (19) zu verändern .

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