DE3010556A1

DE3010556A1 - Kopplungs- und faseroptikvorrichtung sowie langgestreckte faseroptik

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Publication number: DE3010556A1
Application number: DE3010556A
Authority: DE
Inventors: Jun John Wilbur Hicks
Original assignee: Individual
Current assignee: Polaroid Corp (eine Gesellschaft Ndgesdstaate
Priority date: 1979-03-19
Filing date: 1980-03-19
Publication date: 1980-11-20
Anticipated expiration: 2000-03-20
Also published as: JPS55126209A; DE3010556C2; GB2045458A; EG13940A; GB2045458B; NL8001246A; GR67221B; IN154254B; FR2452119A1; CA1246916A; FR2452119B1; US4315666A

Description

Kopplungs- und Faseroptikvorrichtung sowie langgestreckte Faseroptik

Ungefähr während der letzten 25 Jahre ist die Erscheinung der Faseroptiklichtleitung bis zu dem Punkt gereift, wo solche Vorrichtungen tatsächlich für Nachrichtenzwecke benutzt werden, bei denen der durch das Licht übertragene Nachrichtengehalt ausgenutzt wird. Zuerst hatte die Erscheinung Bedeutung hauptsächlich bei dem Leiten von Licht von einem Punkt zu einem anderen ohne nennenswerten Lichtverlust und derart, daß das Licht um Kurven in dem Lichtweg gelenkt werden konnte. Das war an und für sich von beträchtlicher Bedeutung, viele glauben jedoch, daß die Zukunft der Erscheinung darin zu sehen ist, daß sie ermöglicht, Nachrichten von einem Punkt zu einem anderen in einem Volumen zu übertragen, das (pro Querschnittseinheit) weit über den Möglichkeiten von gegenwärtig benutzten Nachrichtenträgern liegt.

Ähnlich den gegenwärtig benutzten und üblichen Nachrichtenträ-

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gern würden verschiedene Arten von Kopplungen den Wert von Lichtnachrichten übertragenden Faseroptikvorrichtungen in nachrichtentechnischer Hinsicht verbessern. Beispielsweise würde eine endweise Kopplung, eine seitliche Kopplung, eine verzweigte Kopplung und eine angezapfte Kopplung bei Faseroptikvorrichtungen das Konzept des Ersetzens von heutigen Trägern durch Faseroptikvorrichtungen stark unterstützen. Ihr Wert in der Nachrichtentechnik wird verringert, wenn nicht ein Faseroptikträger in einen oder mehrere andere über große Strecken ohne damit verbundene Verluste bequem eingeführt werden könnte.

Außerdem hat es sich gezeigt, daß drei allgemeine Klassifizierungen von Faseroptikvorrichtungen in der Nachrichtentechnik nützlich sind: Multimode (Mehrfachwellentyp)-, Gradienten- und Monomode(Einwellentyp)-Vorrichtungen. Die ersten beiden haben relativ große Kerndurchmesser und werden deshalb stumpf gekoppelt, was aber nicht sehr einfach ist. Monomodefasern haben den Vorteil einer hohen Bandbreite, was aber mit einem kleinen Kerndurchmesser verbunden ist, der das Koppeln extrem schwierig macht.

Wenn beispielsweise der Kerndurchmesser bei einer Monomodekonstruktion drei Mikrometer beträgt, würde eine Versetzung von einem Mikrometer zu einer Kopplungsdämpfung von fast 30% bei einer endweisen Stumpfkopplung führen. Außerdem würde ein Staubteilchen (typischerweise mit einer Abmessung von einem Mikrometer) dieselbe Art von Kopplungsdämpfung erzeugen. Weiter treten bei dem Faserziehverfahren gewöhnlich Änderungen von plus oder minus 3% im Außendurchmesser auf und, da ein Kern mit einem Durchmesser von 3 Mikrometern normalerweise in eine Hülle mit einem Außendurchmesser von ungefähr 50 Mikrometer eingebettet wird, kann eine Versetzung zwischen den Kernen von ungefähr 1,5 μπι auftreten, durch die eine Kopplungsdämpfung, d.h. ein Verlust von ungefähr 50% erzeugt wird.

Das Erkennen der obigen Probleme hat dazu geführt, daß verschiedene Techniken versucht worden sind, keine hat jedoch ei-

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ne zufriedenstellende und billige Lösung der oben erwähnten Probleme gebracht. Beispielsweise sind in der Literatur verschiedene Vorschläge gemacht worden, die die seitliche Kopplung von Faseroptikvorrichtungen betreffen, bei denen beide Kerne in dasselbe Umhüllungssubstrat eingebettet werden. Solche Vorrichtungen sind aber von Haus aus verlustbehaftet und deshalb für integrierte Optikschaltungen geeignet, nicht aber für die übertragung über lange Strecken.

Es ist demgemäß Hauptziel der Erfindung, Kopplungsanoxdnungen für Faseroptikvorrichtungen zu schaffen, durch die diese Vorrichtungen die meisten nachrichtentechnischen Erfordernisse erfüllen können.

Weiter sollen Kopplungsanordnungen für Faseroptikvorrichtungen für die Verwendung in der Nachrichtentechnik geschaffen werden, die die Benutzung von freistehenden Faseroptikelementen gestatten.

Ferner sollen Kopplungsanordnungen für freistehende Monomodefaseroptikelemente geschaffen werden, bei denen keine nennenswerten Lichtverluste an dem Kopplungspunkt auftreten.

Außerdem sollen verschiedene Vorrichtungen und Zubehörteile geschaffen werden, die bei der Abstimmung und Anpassung von Faseroptikelementen für die Monomode- und Multimodeübertragung und -kopplung verwendbar sind. Weiter sollen verschiedene Faseroptikelementanordnungen geschaffen werden, die eine wirksame und genaue Kopplung mit anderen Faserelementen gestattet.

Weiter sollen Faseroptiksysteme geschaffen werden, bei denen die Kopplung von Faseroptikelementen in einem Nachrichtensystem mittels einfacher Kopplungsfasern, mittels Abzweigfasern und mittels angezapften Fasern erfolgt, um ein Faseroptikelement mit einem oder mehreren anderen solchen Elementen zu koppeln.

Die Erfindung schafft demgemäß Kopplungsvorrichtungen zum Koppeln von Lichtnachrichten zwischen Faseroptikelementen, die ein

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erstes Faseroptikübertragungselement und ein zweites Faseroptikübertragungselement aufweisen, von denen jedes einen
Kern und eine Hülle sowie Einrichtungen zum Koppeln der Lichtnachricht aus dem ersten Element in das zweite Element hat.
Solche Einrichtungen haben die Form von exzentrischen Kernen
und einer Hülle für ein oder beide Elemente, wodurch die Abstimmung erreicht wird, indem gedreht wird, bis die Kerne auf
einer gemeinsamen Drehungsortskurve zusammenfallen. Eine weitere Form der Kopplungseinrichtungen beinhaltet, die Elemente
so auszubilden, daß Teile der Hülle jedes Elements relativ
stärker ätzbar sind und dadurch Kerne aufweisen, die wahlweise in die Nähe der Hüllenperipherie an Kopplungspunkten gebracht werden können, ohne daß die Gefahr einer Verunreinigung dieser Kerne besteht.

Außerdem hat eine solche Kopplungseinrichtung die Form von
Kopplungsgliedfasern, die mit beiden Elementen gekoppelt werden, beispielsweise in Hüllenlöchern derselben, wobei der Kern jedes Elements in oder nahe dem Loch angeordnet ist, um besser mit dem Kopplungsglied gekoppelt werden zu können. Weiter sind bei allen diesen Gebilden und Elementen Techniken, wie beispielsweise die Verwendung von den Vorrichtungen, Biegungen und Konizitäten zum Abstimmen und Verbessern der Kopplung, von Nutzen.

Außerdem werden Mehrkernelemente unter Verwendung einer einzigen Hülle für jedes Element für die Verwendung mit einem Kopplungsglied oder um anderweitig die Kopplung in einem Nachrichtensystem zu ermöglichen, vorgesehen. Solche Gebilde werden durch die Verwendung einer dünnen Rippe verbessert, die die Kerne jedes Elements an dem Kopplungspunkt optisch verbindet.

Faseroptikelemente werden außerdem mit elliptischen Kernen zum Abgleichen von Polarisationsmoden und zum Abgleichen der Kopplung für solche Moden versehen.

Gemäß der Erfindung ist außerdem vorgesehen, Ionenaustauschgebiete zu schaffen, um für Kopplungszwecke Hüllenteile in Kern-

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teile umzuwandeln, indem der Brechungsindex dieser Teile an den Kopplungspunkten erhöht wird, und solche Gebilde mit oder ohne optische Verbindungsrippen zwischen typischen Kernen und durch das Ionenaustauschverfahren geschaffenen Kernen herzustellen.

Kopplungsblöcke werden außerdem benutzt, um aneinanderstoßende Elementkerne in einer Linie auszurichten, und drei oder mehr als drei Kerne sind in gewissen Gebilden zur Abzweig- und Anzapfkopplung von Faseroptikelementen vorgesehen.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Schema eines typischen Nachrichtennetzes

zur Veranschaulichung der verschiedenen Kopplungserfordernisse, die im Stand der Technik bestehen,

Fig. 1A eine dreidimensionale Darstellung der Stumpf

stoßtechnik zum Koppeln von Fasern, die im Stand der Technik angewandt wird,

Fig. 2-2B in Seitenansicht, Vorderansicht bzw. sche-

matischer Darstellung ein Gebilde nach der Erfindung zum genauen und abstimmbaren endweisen Koppeln von Faserelementkernen durch Vorsehen einer Reihe von Mänteln (Hüllen) für jedes gekoppelte Element, von denen einige Mantel (Hüllen) und Kerne exzentrisch angeordnet sind, um in eine Position genauer Kopplung gedreht werden zu können,

Fig. 3 und 4 im Querschnitt ein einzelnes Faserelement

bzw. gekoppelte Faserelemente, bei denen ein Teil der Hülle stärker ätzbar ist, um

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für Kopplungszwecke eine größere Nähe zwischen Kernen zu ermöglichen,

Fig. 5A und 5B im Querschnitt Faseroptikelemente zur

Aufnahme von Kopplungsgliedfasern/ wodurch die Kerne von solchen Gliedfasern in größere Nähe der Kerne solcher Elemente gebracht werden,

Fig. 6 im Querschnitt eine Kopplungsgliedfaser,

die bei den Gebilden von Fig. 5A und 5B und anderweitig bei der Erfindung von Nutzen ist,

Fig. 7 eine dreidimensionale Darstellung der

beiden Faserelemente von Fig. 5A und 5B, die mit Hilfe der Kopplungsgliedfaser von Fig. 6 gekoppelt sind,

Fig. 8 eine dreidimensionale Darstellung einer

Abstimmvorrichtung, die bei der Kopplungsanordnung von Fig. 7 und zum Dehnen eines übertragungsfaserelements gemäß Fig. 5A oder Fig. 5B zur Anpassung von Fortpflangzungskonstanten von Nutzen ist,

Fig. 9 im Querschnitt eine weitere Ausführungs

form der Erfindung, bei der ein Hüllenloch exzentrisch in einer Übertragungsfaser gebildet ist, um die Möglichkeit des Abstimmens durch horizontales Biegen derselben zu schaffen,

Fig. 10 im Querschnitt noch eine weitere Aus

führungsform der Erfindung, bei der ein Übertragungsfaserkern mit Hilfe einer Spezialhüllenform näher zu dem Umfang seiner Hülle gebracht ist,

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Fig. 11 im Querschnitt die Ubertragungsfaser von

Fig. 10, die entweder mit dem Kopplungsglied oder mit einer anderen Übertragungsfaser gekoppelt ist, wodurch die Kerne derselben zu Kopplungszwecken nahe beieinander sind,

Fig. 12 im Querschnitt die Übertragungsfaser von

Fig. 10 und deren Ummantelung, durch die sie vor Verunreinigung geschützt wird,

Fig. 13 im Querschnitt die Übertragungsfaser von

Fig. 10 und insbesondere die Verwendung eines Glaskeils zum Schutz des Kerns der übertragungsfaser vor Verunreinigung, der durch eine Flüssigkeit oder ein Harz, das denselben Zweck erfüllt, ersetzbar ist,

Fig. 14 und 14A eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Übertragungsfaser zu Kopplungszwecken zwei Kerne enthält, wobei Fig. 14A die Verdrehungsstruktur zeigt, die beim Abstimmen der Faser von Fig. 14 von Nutzen ist,

Fig. 14B, 14C und 14D in Längs-, Querschnitt- bzw. Endquerschnittansicht eine Doppelkernfaser, bei der eine größere Nähe der Kerne an Kopplungspunkten durch wahlweises "Einschnüren" der Faser geschaffen wird,

Fig. 15 im Querschnitt eine Anordnung, die bei

den Ausführungsformen von Fig. 14-14D von Nutzen ist und bei der die Kerne durch ein Hüllenloch voneinander getrennt sind, um die Wechselwirkung zwischen den Kernen zu verringern,

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Fig. 16A und 16B im Querschnitt weitere Ausführungsformen der Erfindung, bei denen Einzelkernfasern so geformt sind, daß sie für Kopplungszwecke die endweise Ausrichtung mittels einer Vorrichtung od.dgl., die in das Hüllenloch von Fig. 16A und die Keilnut von Fig. 16B einführbar ist/ ermöglichen,

Fig. 16C im Querschnitt eine bekannte Faser ohne

Ausrichtungsanordnung, die gegenwärtig im Feld zur endweisen Kopplung benutzt wird,

Fig. 16D im Querschnitt die Verwendung einer Vor

richtung für Ausrichtzwecke bei der Übertragungsfaser von Fig. 16B,

Fig. 17 und 17A im Querschnitt die Ausführungsformen von

Fig. 14 und 15 mit einer Rippe zum Verbessern der Kopplung zwischen den Kernen einer Übertragungsfaser,

Fig. 18, 19 und 20 Erläuterungsdarstellungen für die Wellen-

typaufteilung aufgrund der Polarisation,

Fig. 21, 21A und 21B im Querschnitt eine Ausführungsform der

Erfindung, bei der durch Ionenaustausch die Struktur einer Übertragungsfaser an eine Kopplungsanordnung nach der Erfindung angepaßt wird,

Fig. 22 in perspektivischer Darstellung ein seit

liches Kopplungsglied mit einer Ausrichtvorrichtung, die eine Rinne aufweist,

Fig. 22A im Querschnitt eine Alternative zu der

Ausführungsform von Fig. 22, bei der eine

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obere Vorrichtung in Verbindung mit der Ausführungsform von Fig. 22 benutzt wird und Kopplungskerntexle sowohl in der unteren Vorrichtung als auch als ein zweiter Kern in der Übertragungsfaser vorgesehen sind,

Fig. 22B in einem Diagramm die Änderung der Fort

pflanzungskonstante über der Länge einer Übertragungsfaser, die durch Konizität eines Kopplungsblockes, wie er in Fig. 22 gezeigt ist, verursacht wird,

Fig. 22C in Seitenansicht die Vorrichtung

von Fig. 22,

Fig. 23 im Querschnitt eine Übertragungsfaser zur

Abzweig- und Anzapfkopplung nach der Erfindung mit zwei Löchern und drei Kernen,

Fig. 24 im Querschnitt eine Hauptübertragungsfaser,

die in AnzapfOrdnungen nach der Erfindung von Nutzen ist,

Fig. 24A in perspektivischer Darstellung eine An

zapfanordnung nach der Erfindung, in der die Faser von Fig. 24 als Hauptübertragungselement benutzt wird, während Doppelkernfasern benutzt werden, um aus ihr Information abzuzapfen,

Fig. 25 und 25A in Seiten- bzw.Endansicht eine alternative

Ausführungsform der Erfindung und

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Fig. 26, 26A und 26B Darstellungen von noch einer weiteren

Ausführungsform, bei der mehrere Kerne eines ersten Übertragungselements zur Kopplung benutzt werden.

Die Fig. 1 und IA zeigen den Stand der Technik am Beispiel von Nachrichtensystemen bzw. die Art, wie solche Systeme heute an die Faseroptiktechnologie angepaßt werden. Fig. 1 zeigt ein einfaches Nachrichtensystem, das zwei Städte miteinander verbindet, die insgesamt mit 10 bzw. 12 bezeichnet sind. Eine typische Kopplung (coupling) ist in Fig. 1 als eine "einfache Kupplung" (couple) 14, dargestellt, deren Elemente 13, 15 an ihren Enden im voraus zugerichtet und endweise miteinander verbunden worden sind. Eine Modifizierung der einfachen Kupplung bestünde selbstverständlich darin, nicht die Enden im voraus zuzurichten, sondern die übertragungselemente mittels eines sog. "Spleißes", aber noch endweise miteinander zu verbinden.

In einem ausgeklügelteren Verbindungsverfahren werden einem "Abzweigkoppler" 16 Nachrichten über ein Hauptübertragungs- . element 17 zugeführt und durch ihn auf Zweige 18, 20, 22 aufgeteilt.

Andererseits wird eine Verbindung von Nachrichtenübertragungselementen 18, 26 oder 22, 28 oder 20, 30, bei der einem Nachrichtenübertragungselement ein kleiner Bruchteil seiner Energie in kleinen Bruchteilen durch andere Nachrichtenübertragungselemente abgezapft wird, gewöhnlich als eine "Anzapfung" 24 bezeichnet.

Wenn eine Anzapfung der oben beschriebenen Art vorgesehen ist, besteht ein besonderer Bedarf an einem hohen Wirkungsgrad von nichtangezapften Übertragungen, da viele Anzapfungen in Reihe vorhanden sein können, wobei aber selbstverständlich die anderen beschriebenen Kopplungsprozesse ebenfalls einen hohen Wirkungsgrad erfordern. Wenn beispielsweise 2 0% der Nachrichtenenergie an den Kupplungen 14 verloren geht, wird sich trotzdem ein akzeptabel effizientes Nachrichten- oder Datenübertragungs-

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system ergeben. Wenn jedoch 20% der Energie in den nichtangezapften Übertragungen an jeder Anzapfung 24 verlorengehen, wäre es unmöglich, 100 oder mehr als 100 Anzapfungen in Reihe, was wahrscheinlich ein Mindesterfordernis in Nachrichten- oder Datenübertragungssystemen ist, zu machen.

In jüngerer Zeit ist der Verwendung von Faseroptikvorrichtungen in Nachrichten- oder Datenübertragungssystemen der in Fig. 1 gezeigten Art große Beachtung geschenkt worden. Die Kopplung ist in einigen solchen Fällen als das überragende Problem erkannt worden. Im Stand der Technik wird jedoch weiterhin von Multimode- oder Gradientenfasern Gebrauch gemacht, bei der die Kopplung grundsätzlich mit stumpf aneinanderstoßenden Enden erfolgt, wie es in Fig. 1A gezeigt ist. Ein Nachrichtenübertragungselement in Form einer Faseroptikvorrichtung 13' wird also mit einer anderen Faseroptikvorrichtung 15' mittels einer endweisen Verbindung oder "Stumpfstoß"-Kopplung (oder Muffenkupplung), die insgesamt mit 14' bezeichnet ist, verbunden, wobei versucht wird, die Kerne 13a und 15a in eine Linie zu bringen. Erstens haben aber Multimodenfasern eine relativ kleine Bandbreite und zweitens ist eine "Stumpfstoß"-Kopplung für Monomodefasern extrem schwierig, wie es eingangs beschrieben worden ist, da bei ihr Verluste von 30% bis 50% aus einer Versetzung von 1 μΐη bei einem Kern mit einem Durchmesser von 3 um oder aus einer Versetzung von 1,5 um bei einer Hülle mit einem Außendurchmesser von 50 μΐη resultieren können.

Gemäß den Fig. 2, 2A und 2B beinhaltet die Erfindung eine Kopplungsstruktur für Faseroptikelemente in einem Nachrichtensystem, bei der eine endweise Kopplung mit Genauigkeit und mit der Möglichkeit einer Feinpositionierung erfolgt. Insbesondere gemäß Fig. 2A besteht ein erstes Faseroptikübertragungselement, das insgesamt mit 32 bezeichnet ist, aus einer Reihe von Mänteln (Hüllen), wodurch ein Mittelmantel (eine Mittelhülle) sehr genau an den Innendurchmesser eines Außenmantels (einer Außenhülle) 36 angepaßt wird. Der Innendurchmesser des Mittelmantels (der Mittelhülle) 34 ist zu dem Außendurchmesser des

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Mantels (der Hülle) 34 exzentrisch angeordnet. Eine Innenhülle 38 ist mit ihrem Außendurchmesser genau an die exzentrische innere Bohrung des Mittelmantels (der Mittelhülle) 34 angepaßt, wobei die Bohrung der Hülle 38 ebenfalls zu dem Außendurchmesser der Hülle 38 exzentrisch ist. Der Kern oder die Faser 40 ist dadurch exzentrisch gegenüber dem Element als Ganzes angeordnet und der Kern oder die Faser 40 wird dann durch Epoxidharz oder anderweitig fest in der Hälfte 38a der geteilten Innenhülle 38 (Fig. 2) angebracht. Der Mittelmantel (die Mittelhülle) 34 wird dann in zwei Stücke 34a, 34b geschnitten und in den Außenmantel (die Außenhülle) 36 eingeführt. Die Mittelhüllen 34a, 34b werden dann mittels Rändelknöpfen 42 gedreht, so daß die Innenhüllen 38a, 38b geometrische Orte von sich überlappenden Kreisen 38'a, 38'b erzeugen (Fig. 2B). An den Punkten a und b werden die beiden Fasern oder Kerne 40a, 40b in einer Linie sein. Selbstverständlich ist Fig. 2B nur eine schematische Darstellung, in der der Faserkern im Vergleich zu den sich drehenden Mänteln (Hüllen) der Übersichtlichkeit halber extrem klein dargestellt ist. Tatsächlich wird der Durchmesser der Kreise, die durch die Drehung erzeugt werden, nicht viel größer als der der Kerne selbst sein. Auf diese Weise ist der Gesamthub der Verstellung nicht größer als notwendig und die Winkelposxtionierung ist nicht übermäßig kritisch.

Ab hier wird in der Beschreibung das erste Faserelement einer gekoppelten Nachrichtenübertragungsgruppierung insgesamt mit 50 bezeichnet (in allen Ausführungsformen), das zweite Faserelement wird insgesamt mit 60 bezeichnet und weitere Faserelemente werden mit 70, 80, usw. bezeichnet, wobei der Bezugszahl jeder Faserelementhülle der Buchstabe "a" hinzugefügt wird, während dem Kern der Buchstabe "b" hinzugefügt wird.

Gemäß den Fig. 3 und 4 ist erfindungsgemäß ein Faserelement mit einer Hülle 50a und einem mittig angeordneten Kern 50b versehen, wobei ein Teil 50' der Hülle stärker ätzbar ist als der

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übrige Teil der Hülle 50a. Nachdem das Faserelement 50 so hergestellt worden ist, wird der Teil 50' mittels bekannter Maßnahmen weggeätzt und das Element 50 wird mit dem Element 60 (Fig. 4) zusammengebracht, das in gleicher Weise vorbereitet worden ist. Die Kerne 50b, 60b befinden sich daher für die Zwecke einer seitlichen Resonanzkopplung nahe beieinander. Demgemäß haben die Kerne eine größere Nähe zu dem Kopplungspunkt an der Peripherie der Hülle, aber ohne daß die Gefahr einer Verunreinigung auf der Länge besteht, wo der Teil 50' nicht weggeätzt ist.

Im folgenden wird einfach der Begriff seitliche Kopplung statt seitlicher Resonanzkopplung benutzt. Deshalb sollte eine Kopplung durch optischen Kontakt nicht mit inbegriffen sein, sondern statt dessen eine Kopplung aufgrund der Wechselwirkung von abklingenden Wellen.

In den Fig. 5A-8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, in der ein erstes Faserelement 50 mit einem in der Hülle 50a gebildeten Loch 50" versehen ist. Der Kern 50b des Elements ist an (Fig. 5A) oder nahe (Fig. 5B) dem Loch 50" angeordnet, so daß eine Kopplungsgliedfaser, die insgesamt mit 52 bezeichnet ist und eine Hülle 52a und einen Kern 52b hat, mit Hilfe des exzentrisch angeordneten Kerns 52b eine bessere Kopplung ergibt, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Selbstverständlich wird ein zweites Faserelement 60 in gleicher Weise wie das Element 50 vorbereitet (Fig. 5A oder 5B), um dadurch das in Fig. 7 gezeigte Kopplungsgebilde zu ermöglichen.

Fig. 8 zeigt eine Spann- oder Dehnvorrichtung bei der Aus führungs form von Fig. 7 verwendbar ist und bei der Knöpfe 54 zu einem ersten Faserelement 50 so angeordnet sind, daß die Faser abgestimmt und dadurch die Kopplung verbessert wird. Der Kern 52b der Kopplungsgliedfaser 52 ist so ausgebildet, daß seine Fortpflanzungskonstante mit denen der Kerne der Faserelemente 50, 60 übereinstimmt, wobei aber die Übereinstimmung nicht genau sein kann, da die Faserelemente 50, 60 sich aufgrund von beim Ziehen auftretenden Änderungen auf ihrer Länge im Durchmesser

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um wenige Prozent ändern. Zum Schaffen des Gebildes von Fig., 7 wird die Kopplungsgliedfaser 52 in die Löcher 50", 60" der Faserelemente 50, 60 eingeführt und zum Ausrichten gedreht, wobei die Einführtiefe so eingestellt wird, daß sich eine vollständige Kopplung ergibt und im wesentlichen sämtliches Licht in die und aus der Kopplungsgliedfaser 52 übertragen wird. Eine Flüssigkeit oder ein härtendes Harz kann während dieses Prozesses zum Schmieren der Kopplungsgliedfaser 52 benutzt werden. Die Dehnvorrichtung 8 bringt daher die Kerne 52b und 50b der Kopplungsgliedfaser und des ersten Faserelements zu einer engeren Übereinstimmung in der übertragungskonstanten. Ebenso kann das Faserelement 60 durch die Verwendung der Dehnvorrichtung von Fig. 8 besser angepaßt werden. Die Dehnvorrichtung selbst hat nicht nur Dehnknöpfe 54, sondern auch ein Gewindeelement 56, mittels welchem die Knöpfe 54 näher zusammen oder weiter auseinanderbewegt werden können.

Fig. 9 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die für ein Biegeverfahren für Abstimmungszwecke von Nutzen ist. Ein erstes Faserelement 50 (oder jedes andere Element der Erfindung) ist mit einem mittenversetzten Loch 50"' versehen, das in der Hülle 50a gebildet ist, und mit einem mittig angeordneten Kern 50b, der sich dadurch an dem Loch befindet. Eine Kopplungsgliedfaser (Fig. 6) wird in das Loch 50"' eingeführt und eine Biegung wird in der X-Ebene (Fig. 9) ausgeführt, so daß der Kern 52b der Kopplungsgliedfaser 52 mehr als der Kern 50b des Übertragungs- oder ersten Faserelements 50 gedehnt wird. Eine Anpassung erfolgt dadurch bei irgendeinem Biegeradius. Eine Zusammendrückung erfolgt in einigen Konfigurationen selbst für den Kern 52b der Kopplungsgliedfaser 52.

Wenn ein Faserkern gedehnt oder zusammengedrückt wird, wird sich seine Fortpflanzungskonstante ändern. Wenn zwei Kerne während des Biegens parallel zueinander sind, muß außerdem das Licht in dem Kern mit dem größeren Biegeradius einen größeren Weg zurücklegen. Der äußere Kern muß deshalb eine kleinere Fortpflanzungskonstante haben, damit beide Kerne in Synchro-

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nismus gehalten werden. Beim Biegen treten daher zwei Effekte auf, nämlich das Dehnen und das Ändern der Weglänge für den Synchronismus.

Noch ein weiterer Weg der Anpassung besteht darin, die Kopplungsgliedfaser 52 etwas konisch aufzubilden, so daß sich an irgendeinem Einführpunkt eine Anpassung ergibt, wobei jedoch die Konizität so allmählich gemacht wird, daß eine Beinaheanpassung für eine Kopplungslänge aufrechterhalten wird.

Fig. 10 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die ein ubertragungsfaserelement 5 0 aufweist (in fast allen hier beschriebenen Fällen ist die für ein erstes Übertragungsfaserelement 50 empfohlene Gestalt oder das für es empfohlene Verfahren auch bei einem zweiten Übertragungsfaserelement anwendbar, mit welchem das erste gekoppelt wird), das eine Hülle 50a mit einer Quernut 50"" an dem Kopplungspunkt hat, so daß der Kern 50b dadurch näher an dem Umfang 50c (oder wenigstens an einem Teil des Umfangs) der Hülle 50a ist. Demgemäß sind die Fig. 10-13 gemeinsam zu betrachten, wobei Fig. 11 das Faserelement 50 von Fig. 10 mit einer Kopplungsgliedfaser 52' gekoppelt zeigt, durch die sich der Kern 50b in enger Nachbarschaft zu dem Kern 52'b befindet. Fig. 12 zeigt das Faserelement 50 von Fig. 10, das zur Verhinderung von Verunreinigung mit einem Ummantelungselement 58 versehen ist, das an dem Kopplungspunkt durchbrochen werden könnte oder das, wenn die Kopplungsgliedfaser 52' dem Außendurchmesser des Faserelements 50 angepaßt ist, durchgehend ist. Außerdem wird zum Verhindern einer Verunreinigung die Ausführungsform von Fig. 13 für das Faserübertragungselement 50 benutzt. In Fig. 13 wird ein Keil 5Od aus Glas oder Kunststoff mit dem gleichen oder einem kleineren Brechungsindex wie die Hülle 50a benutzt. Ebenso wird die Nut 50"" mit einer geeigneten Flüssigkeit oder einem geeigneten Harz mit niedrigem Brechungsindex (nicht gezeigt) zum Verhindern einer Verunreinigung benutzt (und vielleicht als die Führung zum Formen einer oben mit Bezug auf Fig. 12 beschriebenen Kopplungsgliedfaser) .

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Die Fig. 14, 14A bis 15 zeigen gemeinsam eine Ausführungsform der Erfindung, die ein Faserübertragungselement 50 mit zwei Kernen 50b, 50'b aufweist, nämlich einen mittigen Kern 50b für die Übertragung und einen peripheren Kern 50'b für
die Kopplung. Licht wird über den größten Teil der Länge des Elements 50 in dem mittigen Faserkern 50b und für Kopplungszwecke an dem Kopplungspunkt in dem äußeren Faserkern 50'b
übertragen. Der Übergang wird auf dem Übertragungsweg dadurch verhindert, daß dem peripheren Kern eine andere Fortpflanzungskonstante als dem mittigen Kern gegeben wird. Durch Biegen können die Kerne in dem Kopplungsgebiet auf Gleichheit gebracht werden, wobei aber der Grad der Fehlanpassung ausreichend groß gemacht wird, um eine nennenswerte Kopplung während Biegungen zu verhindern, die die Faser auf ihrer Länge während des normalen Gebrauchs erfährt.

Für die Ausführungsform der Fig. 14-15 sind beispielsweise
folgende Abmessungen zweckmäßig:

A- Wellenlänge des benutzten Lichtes - 0,9 μΐη d- = Kerndurchmesser = 2,7 \xm

d₂ = Durchmesser des peripheren Kerns = 2,9 um D = Außendurchmesser =24 um

NA = numerische Apertur = 0,2 um

Es wird zwar kein genauer Wert für die Kopplungslänge für diese Abmessungen angegeben, er wird vermutlich aber zwischen und 25 cm liegen. Der Biegeradius, der erforderlich ist, damit sich angepaßte Fortpflanzungskonstanten ergeben, beträgt ungefähr 3 mm.

Eine Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungsform
(Fig. 14) ist in den Fig. 14B, 14C und 14D gezeigt, in denen das Faserübertragungselement 50 gestreckt und im Querschnitt durch Warmformen auf einem relativ kurzen Abschnitt

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verringert ist. In diesem eingeschnürten Abschnitt dringt Licht weiter in die Hülle ein, weil die Kerne kleiner gemacht sind und stärker in Wechselwirkung treten, da der Abstand zwischen den Kernen geringer ist. Es ergibt sich somit ein stark erhöhter Kopplungsgrad. Selbstverständlich sind die Fortpflanzungskonstanten für die beiden Kerne noch unterschiedlich (tatsächlich ändert sich die Fortpflanzungskonstante weniger mit dem Kerndurchmesser, wenn der Kern kleiner wird), so daß für eine maximale Kopplung noch das Biegen erforderlich ist. Wenn die Länge des eingeschnürten Abschnittes richtig gewählt wird, um das Licht vollständig zu dem peripheren Kern 50'b, aber nicht wieder zurück, zu übertragen, wenn das Licht in den vollen Durchmesser eintritt (der rechte Abschnitt in Fig. 14B), wird es in der peripheren Faser bleiben, zumindest bis zu einem nutzbaren Grad. Außerdem erfolgt das Abstimmen durch Verdrehen des Elements 50 während der Warmformung und durch weiteres Verdrehen, wie es durch einen Pfeil 62 in Fig. 14A gezeigt ist.

Eine weitere Ausgestaltung der in Fig. 14 gezeigten Ausführungsform ergibt sich durch die Ausführungsform durch Fig. 15, in der ein Loch 5Oe die beiden Kerne 50b, 50'b wirksamer voneinander isoliert und die "Einstreuung" aus dem mittigen Kern in dem peripheren Kern, die durch "Mikrobiegung" hervorgerufen wird, verringert. Eine empfohlene Abmessung für das Loch 5Oe beträgt 5 um, durch die sich eine radikal verringerte Kopplung zwischen den Kernen ergibt. An dem Kopplungspunkt wird eine Flüssigkeit, ein Harz oder ein 5 μΐη - Glaskolben (nicht gezeigt) mit einem Brechungsindex, der wenigstens gleich dem der Hülle 50a ist, auf einer Länge eingeführt, die etwas grosser als die Kopplungslänge ist. Der Brechungsindex eines solchen eingeführten Materials wird so groß wie möglich gemacht, ohne daß das Material effektiv zu einem weiteren Kernmaterial wird, und der Grad der Kopplung wird dadurch in dem Kopplungsgebiet weiter erhöht und somit kann die Kopplungslänge verringert werden. Der große Vorteil des Verringerns der Kopplungslänge ist die Verringerung in der Präzision der Anpassung der

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Fortpflanzungskonstanten, die sich ergibt.

Darüber hinaus verursacht eine Erhöhung der Temperatur des einen oder anderen Faserelements dauerhafte Verformungen. Beispielsweise war in Fig. 8 eine Vorrichtung zum Dehnen der Faser gezeigt. Wenn außerdem die Temperatur erhöht wird, wird das Faserelement dauerhaft gestreckt und nicht nur elastisch gedehnt. Um eine engere, festgelegtere Nähe für die Kopplung zu gestatten, wird das Faserelement von Fig. 15 ausreichend erhitzt, um es (durch Oberflächenspannung) auf einen in das Loch 5Oe einzuführenden Glaskolben nur an dem Kopplungspunkt aufzuschrumpfen. Weiter kann das Faserelement, während es heiß ist, gemäß dem Vorschlag in Fig. 14A verdreht werden, um eine exakte Anpassung der Fortpflanzungskonstanten zwischen dem mittigen und dem peripheren Kern zu erzeugen und eine langsam steigende Wendel um die Mittellinie zu bilden.

Die Fig. 16A-16D zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, die eine endweise Kopplung erleichtert. In diesen Darstellungen steht ein geometrischer Haltepunkt näher bei dem Kern 50b für das einen einzelnen Kern aufweisende Faserübertragungselement 50 zur Verfügung. Bei der herkömmlichen Faser (Fig. 16C) ist die naheliegendste Erfassungsfläche 66 von dem Kern 68 10-30 μϊη entfernt. Somit bewirken + oder -3% der Abmessung, daß die Genauigkeit der Kopplung verringert wird. Bei dem rohrförmigen Faserelement 50 von Fig. 16A befindet sich der Kern 50b direkt an der Innenoberfläche nahe dem Loch 50". Ein me*· chanischer Stift (nicht gezeigt) wird benutzt, um zwei derartige Faserelemente endweise zu kuppeln, und diese können zur Ausrichtung gedreht und eingedrückt werden, um den Kern gegen den Stift zu drücken und dadurch jedwede Lose aufgrund von Abmessungsdifferenzen zwischen dem Loch 50" und dem Stift aufzunehmen. Ebenso ist eine verkeilte Faser 50 (Fig. 16B), die eine Keilnut 72 hat, zur Stumpfstoßkupplung geeignet, wobei ein Ausrichtkeil 74 (Fig. 1GD) benutzt wird, um den Kern 50b in einem Faserübertragungselement auf einen anderen Kern in einem anderen Faserübertragungselement auszurichten.

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Auf dieselbe Weise, aber mit etwas mehr Komplexität, wird Licht von einem mittigen Kern zu einem peripheren Kern, wie in Fig. 14, übertragen und dann eine StumpfStoßkopplung (buttcouple) statt einer seitlichen Kopplung (lateral couple) erzielt. Es ist dadurch möglich, eine Kopplung zwischen einem relativ kleinen dicken Kern und einem größeren, eine kleinere numerische Apertur aufweisenden peripheren Kern zu erzielen. Das wird erreicht, indem ein Material mit niedrigerem Brechungsindex für den peripheren Kern benutzt und der Durchmesser so eingestellt wird, daß die Fortpflanzungskonstante der des mittigen Kerns angepaßt ist. Unvermeidlich wird sich in dem Kern mit größerem Durchmesser Licht in einem schmaleren Kegelwinkel fortpflanzen. Durch Verwenden eines größeren peripheren Kerns ist es leichter, stumpfzukoppeln, weil die Abmessungen größer sind und weil der Kern peripher angeordnet ist. Die Winkelausrichtung wird jedoch kritischer, was aber ein weniger bedeutsames Problem darstellt. Der engere Kegelwinkel und der größere Durchmesser machen den Kopplungswirkungsgrad für einen Spalt zwischen stumpf aneinanderstoßenden Enden weniger empfindlich.

Fig. 17 zeigt einen Kern 50b eines Faserübertragungselements mit einer dünnen Rippe 76, die von ihm aus vorsteht. Die Abmessung des Kerns ist so gewählt, daß er nur einen Wellentyp leitet, und die Rippe hat eine Querschnittsabmessung, die kleiner als ungefähr ein Drittel des Durchmessers des Kerns ist. Licht wird dadurch aus dem Kern längs der Rippe eindringen und seine Intensität wird mit zunehmender Entfernung von dem Kern 50b gedämpft (ungefähr exponentiell). Wenn die Rippe im Querschnitt dicker gemacht wird, aber einen kleineren Brechungsindex als der Kern, jedoch einen höheren Brechungsindex als die verwendete Hülle hat, werden ähnliche Ergebnisse erzielt. Wenn die Rippe nicht befestigt ist, wird trotzdem eine größere Feldeindringung über der Länge der Rippe im Vergleich zu der Eindringung, die vorhanden ist, wenn die Rippe nicht benutzt wird, erzielt.

Eine konstante Feldstärke ist durch Konturen 78 bei Verwendung

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der Rippe 76 zwischen den Kernen 50b, 50'b in Fig. 17A dargestellt. Für Zwecke der seitlichen Kopplung ist eine beträchtliche Feldstärke in dem Gebiet des Kerns 50b erforderlich/ es ist aber nicht erforderlich oder wünschenswert, daß eine beträchtliche Feldstärke anderswo vorhanden ist, da die Feldstärke, die über den Faserumfang nach außen dringen könnte, außerhalb Absorption und Streuung verursachen könnte. Die Rippe 76 erzeugt daher die Feldstärke dort, wo sie benötigt wird und erwünscht ist.

Die Fig. 18-20 zeigen die Verwendung von Kernen 50b, die im Querschnitt nicht kreisförmig sind. Ein kreisförmiger Querschnitt ist für eine maximale übertragung wahrscheinlich optimal. Kerne mit anderen Querschnittsformen sind jedoch von Nutzen. Bei einer äußerst asymmetrischen Geometrie hängt die Fortpflanzungskonstante von der Polarisation ab. So zeigt beispielsweise Fig. 18 einen Kern 50b, bei dem sich die Fortpflanzungskonstante für E₁ von der für E₂ unterscheiden wird. Eine Monomodefaser ist also in Wirklichkeit keine Monomodefaser, sondern hat zwei Moden, die durch Polarisation in den Richtungen E.., E₂ charakterisiert sind. In dem Fall einer kreisförmigen Symmetrie haben diese Moden gleiche Fortpflanzungskonstantert, die kreisförmige Geometrie ist aber eine zu große Forderung. Es kann daher die Geometrie von Fig. 19 benutzt werden, in der sich die Geometrie selbst nach jeweils 90° Drehung wiederholt. Die Geometrie von Fig. 19 hat daher zwei Moden (Wellentypen) mit gleichen Fortpflanzungskonstanten.

Bei zwei Fortpflanzungskonstanten wird ein steiler Signalimpuls, der in die Faser eingegeben wird, zwei gesonderte Impulse an deren Ausgangsende liefern. Die zeitliche Trennung wird von der Faserlänge abhängen. Man könnte zwar hoffen, diese beiden Ausgangsimpulse an dem Ausgang zu trennen, bei einer langen Faser werden jedoch unter gegenwärtigen Gebrauchsbedingungen die beiden Moden nach hinten und vorn streuen und einen verbreiterten Impuls erzeugen. Dadurch wird die Bandbreite der Signalübertra-

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gung begrenzt.

Selbst eine Asymmetrie außerhalb des Kerns, wie in Fig. 5B, wird zwei unterschiedliche Moden erzeugen, wobei aber die Trennung zwischen den Fortpflanzungskonstanten geringer sein wird, wenn die Asymmetrie weiter von dem Kern entfernt ist. Fig. 5B kann bezüglich der Trennung korrigiert oder minimiert werden, indem eine weitere Asymmetrie eingeführt wird, beispielsweise durch elliptische Ausbildung des Kerns 50b, wie in Fig. 20.

Die Fig. 21-21B zeigen ein Ionenaustauschverfahren für die Erfindung. Das Faserübertragungselement 50 ist mit einem mittigen Kern 50b versehen, der, wie üblich, einen höheren Brechungsindex als die Hülle 50a hat. Das Gebiet 82 stellt ein Glas oder ein anderes geeignetes Material dar, das zur Ionenabgabe benutzt wird, dessen Brechungsindex aber ungefähr gleich dem der Hülle und kleiner als der des Kerns 50b ist. Nach dem Ziehen des Faserelements 50 erfolgt in dem Gebiet 82 ein Ionenaustausch, um dessen Brechungsindex zu erhöhen und eine Fortpflanzungskonstante zu schaffen, die gleich der des Kerns 50b ist, aber in einem peripheren Kern. Dieser Ionenaustausch erfolgt für Kopplungszwecke nur an den Enden der Faser oder an anderen Kopplungspunkten. Wenn das Gebiet 82 über der Länge der Faser vorhanden wäre, müßte es sehr eng mit dem mittigen Kern 50b gekoppelt werden, um eine Energieübertragung über der Länge zu verhindern, oder es wäre notwendig, nichtangepaßte Fortpflanzungskonstanten vorzusehen. Dieses Problem existiert nicht, wenn das Gebiet 82 nur an dem Kopplungspunkt benutzt wird. Wenn kein "latentes" Gebiet 82 vorhanden wäre, würde ein zweiter Kern erzeugt, indem ein Dotierungsmittel in das Gebiet eindiffundiert würde oder indem eine Schicht mit geeignetem Brechungsindex aufgedampftwürde. Weiter wird eine radiale Rippe 84 (Fig. 21A) mit einer typischen Dicke von 0,5 um und einer Länge von 10 bis 20 um benutzt. Sie kann entweder den mittigen Kern 50b berühren oder von diesem getrennt sein, wie es in Fig. 21A gezeigt ist. Das Gebiet 82 ist typischerweise 2 um dick und 6 bis 10 um breit. Die Rippe 84 vergrößert die Kopplung zwischen den beiden Kernen, so daß die Kopplungslänge nicht zu

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lang zu sein braucht. Ebenso wird ein Gebiet 86 (Fig. 21B) benutzt, das eine niedrigere Ionenkonzentration als das Gebiet 82 aufweist. Die niedrigere Ionenkonzentration bewirkt, daß das Gebiet 86 einen derartigen Brechungsindex aufweist, daß iin, kleiner als die Fortpflanzungskonstante des Kerns 50b, aber größer als der Brechungsindex der Hülle 50a ist:

Fortpflanzungskonstante von 50b = n^Q^ cos θ

Da n_Q£- kleiner als n_cou cos Θ_ΚΛ. ist, wird die ob ο Ub ο Ud

abklingende Welle in dem Gebiet 86 radial gedämpft, aber nicht so schnell gedämpft, wie sie in der Hülle gedämpft würde. Die Ionenkonzentration und damit der in dem Gebiet 86 "gebildete" Brechungsindex wird so gewählt, daß sich eine.zweckmäßige Kopp lungslänge von ungefähr 1 mm bis 1 cm ergibt. Wenn die Wellenlänge 1 um und die Kopplungslänge 10 000 μΐη beträgt, müssen die Fortpflanzungskonstanten bei der Kopplung auf besser als 1/10 000 angepaßt sein.. Viel größere Kopplungs längen als 10 cm zu verlangen, würde zu große Anforderungen an die Präzision sämtlicher Parameter der hier beschriebenen Ausführungsformen stellen.

Einige der Kopplungsverfahren, die hier beschrieben sind, können zur Durchführung im Feld unzweckmäßig sein. In diesen Fällen wird ein Teil der Endvorbereitung unter Laborbedingungen ausgeführt, während der übrige Teil im Feld ausgeführt wird. Beispielsweise wird ein Kabel in festen oder vorbestimmten Längen hergestellt. Außerdem werden Kabel von 10 km, 5 km, 2 ^ 1 km, 1/2 km und 1/4 km auf Lager gehalten und nach Bedarf im Feld gekuppelt. In diesem Fall wird eine Faser, wie sie in Fig. 21B gezeigt ist, genommen und der Ionenaustausch wird an jedem Ende ausgeführt, um eine im wesentlichen vollständige Lichtübertragung aus dem Gebiet 82 zu dem Kern 50b an dem Eingangsende und von dem Kern 50b zu dem Gebiet 82 an dem Ausgangsende zu erreichen. Darüber hinaus wird das Ende mit den erforderlichen Vorrichtungen ausgerüstet, um das Kuppeln im Feld zu vereinfachen.

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Zum Kuppeln der Faserelemente 50, 60, die gemäß Fig= 2IB vorbereitet worden sind, ist beispielsweise die Vorrichtung 92 von Fig. 22 von Nutzen. Eine Rinne 93 ist mit einem Kopplungskern 83 versehen, der in ein Glas oder einen Kunststoff eingebettet ist, dessen Brechungsindex dem der Faserhülle 50a nahekommt. Das erfolgt getrennt im Labor sowohl für das Faserelement 50 als auch für das Faserelement 60. Die Vorrichtung 92 wird mit Epoxidharz an dem Ende jedes Faserelements befestigt, um die richtige Winkelausrichtung zu schaffen (Fig. 22C). Die obere Vorrichtung 94 (Fig. 22A) wird benutzt, um einen Kontaktdruck auszuüben.

Außerdem wird die Fortpflanzungskonstante des Gebietes 82 genau gemessen und es wird an dem Ende der Vorrichtung ein Etikett angebracht. Weiter wird der Kopplungsblock (die Kopplungsvorrichtung) 92 konisch ausgebildet, so daß die Fortpflanzungskonstante des Gebietes 83 an jedem Ende größer und in der Mitte der Vorrichtung kleiner ist (vgl. Fig. 22B). Da die Konstante jeder Faser dann bekannt ist, ist auch bekannt, wo die Fasern 50, 60 auf dem Kopplungsblock 92 anzuordnen sind, um eine gute Kopplung zu erzielen.

Die Erfindung schafft außerdem die Möglichkeit, eine übertragungsleitung mit mehr als einer weiteren Leitung zu koppeln. Beispielsweise kann das Faserübertragungselement von Fig. 15 zwei periphere Kerne 50'b, 50"b aufweisen, wie es in Fig. 23 gezeigt ist. Löcher 5Oe werden benutzt, um geeignete Materialien einzuführen, so daß sowohl der Kern 50'b als auch der Kern 50"b mit dem mittigen Kern 50b gekoppelt wird, wodurch die Hälfte der Energie zu dem Kern 50'b und die Hälfte zu dem Kern 50"b übertragen wird. Die Energie wird dann in zwei Kopplungsgliedfasern geleitet, die in die Löcher 5Oe eingeführt sind, und dann zu zwei anderen gesonderten Übertragungsfasern.

Es ist klar, daß ein solcher Koppler als ein Schalter benutzt werden könnte, so daß Licht nach Bedarf entweder zu dem Kern 50'b oder zu dem Kern 50"b übertragen werden kann. Das wird erreicht, indem der Kopplungsgrad verändert wird, indem ein KoI-

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ben oder eine Flüssigkeitssäule in jedes Loch 5Oe hineingetrieben oder aus ihm herausgetrieben wird, oder indem eine Verstimmung vorgenommen wird. Wenn beispielsweise der Kern 50'b und der Kern 50"b etwas verstimmt sind, erfolgt durch Biegen der Faser in einer Richtung die Abstimmung auf den Kern 50'b und durch Biegen in der anderen Richtung die Abstimmung auf den Kern 50"b.

Ein Mehrabzweigkoppler 96 wird gemäß Fig. 24 hergestellt, wobei sich ein Kern 96b nahe der Oberfläche einer Hülle 96a befindet, was das Faserelementglied 96 für Langstreckenübertragungen ungeeignet macht. Es kann jedoch eine Reihe von Zweigen 98, 102 gemäß Fig. 24A abgenommen werden. Jeder Zweig 98, 102 weist eine Doppelkernanordnung auf, so daß die Energie an den Umfangskernen 98'b, 102'b zu den mittigen Kernen 98b, 102b übertragen werden kann, um eine Langstreckenübertragung über die Zweige vorzunehmen. Auf diese Weise werden die Zweige mit dem Glied 96 unvollständig gekoppelt, so daß nur ein Bruchteil der Energie in jeden Zweig geht; die Zweige ermöglichen aber die Langstreckenübertragung durch übertragung von ihrem peripheren Kern auf ihre mittigen Kerne. Außerdem ist jeder Koppler oder jede Abzweigverbindung potentiell ein Schalter, bei dem der Schaltvorgang durch Ändern des Kopplungsgrades oder durch Verstimmung ausgeführtwird. Dieser Mehrzweigkoppler hat eine kurze Länge (vielleicht nur etwa 1 m) und ist von dem weiter oben mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Typ (Abzweigkoppler 16). Selbstverständlich sind die Kerne 96b, 98'b und 102^ in Fig. 24A nur schematisch gezeigt, denn sie gehen ununterbrochen über die gesamte Länge der Fasern 96, 98 bzw. 102. Weiter zeigt Fig. 24A eine komprimierte Version, während ein zentraler Kern für die Faser 96 in einer nichtkomprimierten Version vorhanden sein würde, bei der es Anzapfungen nach jeweils 1/10 km oder in dieser Größenordnung gibt.

Zum Herstellen einer Reihe von Anzapfungen, wie die Anzapfung 24 in Fig. 1, werden die Kerne in die Hülle tiefer eingebettet (in bezug auf Fig. 24), damit sich eine bessere Übertragung

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und eine schwächere Kopplung ergeben.

Als eine Alternative wird die Energie über einen zentralen Kern (Fig. 14) übertragen und teilweise in einen verstimmten peripheren Kern an jeder Anzapfung durch Biegen zum Abstimmen teilweise eingekoppelt. Eine solche Anordnung unterscheidet sich von einem Spleiß oder einer eins-zu-eins-Kopplung dahingehend, daß der Hauptteil der Energie über die Verbindung auf dem zentralen Kern geht, fast wie wenn die Anzapfung nicht existieren würde. Dadurch ist 1% oder weniger der übertragenen Energie zu dem peripheren Kern übertragbar. Der Wirkungsgrad der übertragung an einer Verzweigung oder Anzapfung ist ziemlich gering was aber nicht als nachteilig anzusehen ist.

Weiter wird ein einfacher, aber wirksamer Spleiß hergestellt, indem ein Glasrohr 112 (Fig. 25) benutzt wird, das an jedem Ende zum leichteren Einführen vorzugsweise aufgeweitet oder konisch ist, während sein Mittelabschnitt fest auf beide stumpf zu koppelnden Fasern paßt. Die stumpfzukoppelnden beiden Faserelemente 50, 60 haben nicht notwendigerweise dieselbe Größe und das Rohr 112 muß nur etwas größer als das größere der beiden Elemente sein. Das Rohr 112 wird etwas erhitzt, so daß es aufgrund der Oberflächenspannung auf die Faserelemente 50, aufschrumpft. Die beiden Faserelemente werden dadurch zentriert, selbst wenn sie unterschiedlich groß sind.

Eine Verbesserung ergibt sich, wenn das Rohr 112 eine etwas niedrigere Erweichungstermperatur als die Faserelemente hat. Unter gewissen Umständen ist es nicht erforderlich, die Faserelemente 50, 60 und das Rohr 112 an jedem Ende während des Erweichens abzustützen, um ein Biegen oder Dehnen zu verhindern. Die Erhitzung sollte auf dem Umfang gleichmäßig sein, damit eine genaue Zentrierung erzielt wird.

Statt dessen, wenn ein oder mehrere Stäbe 114 (Fig. 25A) aus einem Material mit höherer Erweichungstemperatur als ein integraler Teil des Rohres 112 hergestellt werden, werden diese

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bestrebt sein, die Anordnung während des Erweichens ohne äußere Abstützung geradezuhalten. Das Material für die Stäbe 114 ist Pyrex, das einfach auf die Oberfläche eines im Handel erhältlichen Natron-Kalk-Glases aufgelegt und eingezogen wird. Die Pyrex-Stäbe werden während des Ziehens an dem Rohr haften und in dieses teilweise eingebettet werden. Bei der in Fig. 25A gezeigten Konstruktion ist das Rohr 112 bestrebt/ einen etwas dreieckigen Querschnitt statt eines kreisförmigen Querschnitts anzunehmen, eine solche Konfiguration ist aber akzeptabel.

Die vorstehenden Darlegungen befassen sich weiter grundsätzlich mit einem Einzelfaserübertragungselement mit einem oder mehreren Hilfsfaserelementen zum Erleichtern des Koppeins, wie in Fig. 14. Zwei oder mehr als zwei erste Faserübertragungselemente 50 werden gemäß der Erfindung benutzt, und zwar unabhängig voneinander, wenn sie ausreichend getrennt sind, so daß keine Wechselwirkung auf der gewünschten übertragungslänge auftritt. Selbst wenn zwei oder mehr als zwei erste Faserübertragungselementkerne benutzt werden und nahe genug sind, daß eine Wechselwirkung auf der gewünschten übertragungslänge auftritt, können sie trotzdem benutzt werden, um dasselbe Signal zu führen, vorausgesetzt, daß sie alle ungefähr dieselbe Fortpflanzungskonstante haben, und vorausgesetzt, daß die Wechs. 1-wirkung nicht die einzelnen Fortpflanzungskonstanten übermäßig stört. Jede dieser Bedingungen begrenzt die Bandbreite. 2s ist im Stand der Technik bekannt, daß bei einer bestimmten gewünschten Bandbreite die erlaubte Änderung der Fortpflanzungskonstante und die erlaubte Modenteilung berechnet werden können und daß daraus die Toleranz des Brechungsindex und des Durchmessers und die minimale Trennung zwischen Kernen bestimmt werden können.

Um beispielsweise eine Differenz in der Fortpflanzungskonstan-

-4

ten von 10 zwischen zwei Kernen mit einer numerischen Apertur von 0,15 zu erzielen, wobei nur mit einem Wellentyp gearbeitet wird, ist es erforderlich, den Brechungsindex auf 10 genau einzuhalten, während der Durchmesser nur auf ungefähr

030 04 7/0627 _0Rlis,_NAL inspected

"^3G' 3010551

10 eingehalten zu werden braucht. Das kann als eine übermäßig große Forderung erscheinen, wenn sich der Faserdurchmes-

_2
ser üblicherweise um 2 oder 3x10 beim Ziehen ändert,

_2

wenn jedoch die beiden Kerne auf 10 in der "Vorform" gehalten werden, werden sie sich beim Ziehen synchron ändern.

Hinsichtlich des Abstands brauchen die Kerne nur um ungefähr einen Durchmesser getrennt zu sein, um die Modenteilung unten -4

auf* 10 zu hailich unabhängig.

— 4
auf»- 10 zu halten. Das ist von der numerischen Apertur ziem-

üngeachtet dessen, ob die Kerne unabhängig voneinander für mehrere Signale oder gemeinsam für ein einzelnes Signal benutzt werden, wird ein engerer Abstand erzielt, wenn Gebiete mit niedrigerem Brechungsindex als die Hülle die Kerne voneinander isolieren.

Fig. 26 zeigt eine Anordnung von Kernen 118, die durch Bohrungen 122 oder Hohlgebiete mit kleinerem Brechungsindex voneinander getrennt sind.

Wenn mehrere Kerne 124 benutzt werden, um ein einzelnes Signal zu übertragen, werden sie mit unabhängigen Hilfskernen für die Übertragungskopplung hergestellt oder sie können in einen gemeinsamen Hilfskern 126 übertragen, wie es in Fig. 26A gezeigt ist.

Es ist nicht erforderlich, daß der Hilfskern 126 ein Monomodekern ist. Es ist nur erforderlich, daß es einen oder mehrere eng angepaßte Moden gibt, die mit den Übertragungskernen 124 in Resonanz schwingen, und daß keine anderen Moden eng angepaßt sind.

Eine besondere Geometrie für die Anordnungen von Fig. 26 und Fig. 26A ist in Fig. 26B gezeigt, in der Kerne 124 in einen einzelnen Hilfskern 126 in einer Konfiguration einkoppeln, die zur Einkopplung in eine Laserdiode gut geeignet ist.

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Laserdioden haben typischerweise rechteckige öffnungen mit
unterschiedlichen Winkelausbreitungen in den beiden Abmessungsrichtungen. Der rechteckige Querschnitt des Hilfsübertragungskerns 126 (Fig. 26B) ist so ausgebildet, daß er der Laserdiodenöffnung angepaßt ist, und die Fortpflanzungskonstante des Laserdiodeausgangssignals ist den Übertragungskern element en 124 angepaßt. Für die Fortpflanzungskonstante der Laserdiode gilt angenähert:

/2 2

Fortpflanzungskonstante = η cos θ = γ η - sin θ. sin ©

wobei η der Kernbrechungsindex, d.h. der Kernelementbrechungsindex, Θ.. die Ausbreitung des Laserbündels in einer Richtung und &2 die Ausbreitung in der anderen Richtung ist, wobei θ etwas kleiner als die extreme Winkelausbreitung ist.

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Claims

P a t e η t a η s ρ r ü c h e :

1./ Kopplungsvorrichtung zum Koppeln von Lichtnachrichten zwischen Faseroptikelementen, gekennzeichnet durch ein erstes Faseroptikübertragungselement (50) , durch ein zweites Faseroptikübertragungselement (60), von denen jedes einen Kern (50b, 60b) mit relativ hohem Brechungsindex und eine Hülle (50a, 60a) mit relativ niedrigem Brechungsindex aufweist, und durch eine Einrichtung zum Koppeln von Lichtnachrichten aus dem ersten Element in das zweite Element.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (50b) des ersten Elements (50) für eine Stumpfstoßkopplung mit dem Kern (60b) des zweiten Elements (60) ausgebildet ist und daß der Kern des ersten Elements in bezug auf seine Hülle (50a) exzentrisch ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elemente (32) jeweils eine erste Hülle (38) und einen Mantel (34) aufweisen, wobei die erste Hülle näher bei ihrem Kern (40) als der Mantel ist und zu diesem exzentrisch ist, so daß die StumpfStoßkopplung durch Drehen des Mantels erreicht wird.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (50a) einen ersten Materialteil aufweist, der relativ schlecht ätzbar ist, und einen zweiten Materialteil (50'), der relativ gut ätzbar ist, wodurch der gut ätzbare Teil entfernt werden kann, um dadurch den Abstand zwischen den Kernen (50b, 60b) zu minimieren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (50) einen Kreisring aus Hüllenmaterial und weiter ein Hüllenloch (50") mit bestimmtem Durchmesser, der größer als der Durchmesser seines Kerns (50b) ist, hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (50b) des ersten Elements (50) an dem Umfang des Loches (50") angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (50b) des ersten Elements (50) unmittelbar innerhalb des Umfangs des Loches (50") angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (50b) des ersten Elements (50) unmittelbar außerhalb des Umfangs des Loches (50") angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kopplungsgliedfaser (52b), die zum seitlichen Koppeln mit jedem der Kerne angeordnet ist und einen Kopplungsgliedkern (52b) und eine Kopplungsgliedhülle (52a) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsgliedfaser (52b) ein Kernmaterial aufweist, das in relativ engem Abstand von einem Teil des Umfangs ihrer Hülle (52a) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dehnvorrichtung (54, 56) an dem ersten Element (50) zum Strecken des Elements, um die Fortpflanzungskonstante von dessen Kern (50b) einzustellen, befestigt ist.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsgliedfaser (52b) eine allmähliche Konizität hat und daß das Hüllenmaterial des ersten Elements (50) eine Ringform mit einem Loch aufweist/ in das die Kopplungsgliedfaser hinein vorragt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (50a) des ersten Elements (50) insgesamt eine Ringform mit einem Loch (5O¹") hat, an welchem der Kern (50b) des ersten Elements angeordnet ist und in das die Kopplungsgliedfaser (52) eingeführt ist, wobei die Kopplungsgliedfaser und das erste Element in eine Richtung gebogen sind, dessen Ebene (X-X) die Kerne (50b, 52) des ersten Elements und die Kopplungsgliedfaser enthält, und insgesamt an dem Kopplungspunkt zwischen der Kopplungsgliedfaser und dem ersten Element.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (5 0) eine Hülle (50a) mit insgesamt Ringform aufweist, deren Material zwischen seinem Kern (50b) und dem Umfang der Hülle entfernt worden ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element (60) eine Hüllenform hat, die für das Einführen in den Hohlraum geeignet ist, der durch den beseitigten Teil der Hülle (50a) des ersten Elements (50) zurückgeblieben ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Kopplungsgliedfaser (52'), die zur seitlichen Kopplung mit jedem der Kerne (50b) angeordnet ist und einen Kopplungsgliedkern (52'b) und eine Kopplungsgliedhülle aufweist und so geformt ist, daß sie in den Hohlraum eingeführt werden kann, der durch den beseitigten Teil der Hülle des ersten Elements (50) zurückgeblieben ist, wobei der Kern der Kopplungsgliedfas jr relativ nahe an dem Umfang ihrer Hülle angeordnet ist, so daß er in der Nähe des Kerns des ersten Elements ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß

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das erste Element (5 0) in einen Schutzmantel (58) eingekapselt ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (50""), der durch das Beseitigen zurückgeblieben ist, mit einem Material gefüllt ist, dessen Brechungsindex dem des Materials der Hülle (50a) des ersten Elements (50) gleicht.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (50) weiter einen Kopplungskern (50'b) aufweist, der von dem Kern (50b) des ersten Elements getrennt ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (5 0) gestreckt und dadurch im Querschnitt auf einem Teil des ersten Elements längs dessen Fortpflanzungsrichtung verringert ist, wodurch der Abstand zwischen den Kernen (50b, 50'b) des ersten Elements zur Verbesserung der Kopplung zwischen ihnen geringer ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (50) um seine Fortpflanzungsachse verdreht ist, so daß die Fortpflanzungskonstanten zwischen den Kernen (50b, 50'b) des ersten Elements einander angepaßt sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (50a) des ersten Elements (50) insgesamt Ringform hat und daß sich ihr Loch (5Oe) zwischen den Kernen (50b, 50'b) des ersten Elements befindet.

23. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element (60) ebenfalls eine Hülle (60a) mit insgesamt Ringform hat, deren Material zwischen seinem Kern und dem Umfang seiner Hülle entfernt worden ist, daß das zweite Element stumpf an das erste Element (50) anstößt, um eine einheit-

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_ 5 —

liehe Fortpflanzungsrichtung zwischen ihnen zu bewirken, und daß ein Teil (74) in die Hohlräume (72), die durch Beseitigung von Material der Hülle des ersten und des zweiten Elements zurückgeblieben sind, eingeführt ist, um die Kerne des ersten und des zweiten Elements aufeinander auszurichten.

24. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element (60) ebenfalls eine Hülle (60a) von insgesamt Ringform aufweist, deren Material zwischen seinem Kern und dem Umfang seiner Hülle beseitigt worden ist, daß das zweite Element stumpf an das erste Element (50) anstößt, um eine einheitliche Fortpflanzungsrichtung zwischen ihnen zu bewirken, und daß eine Haltevorrichtung in die Hohlräume, die durch Beseitigung von Material der Hülle des ersten und des zweiten Elements zurückgeblieben sind, eingeführt ist, um die Kerne des ersten und des zweiten Elements aufeinander auszurichten.

25. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (50) weiter eine dünne Rippe (76) aufweist/ die die Kerne (50b, 50'b) des ersten Elements optisch miteinander verbindet und einen Brechungsindex hat, der höher als der Brechungsindex der Hülle (50a) des ersten Elements ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente so ausgebildet und angeordnet sind, daß die Fortpflanzungskonstanten von zwei Polarisationswellentypen gleichgemacht sind.

27. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (50, 60) so ausgebildet und angeordnet sind, daß die Fortpflanzungskonstanten von zwei Polarisationswellentypen gleichgemacht sind und daß die Kerne insgesamt die Form einer Ellipse haben, wodurch sich ein erster Wellentyp mit seinem elektrischen Feldvektor insgesamt längs der horizontalen Achse der Ellipse und ein zweiter Wellentyp mit seinem elektrischen Feldvektor insgesamt längs der vertikalen Achse der Ellipse ausbreitet.

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28. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllen (50a, 50b) des ersten und des zweiten Elements (50, 60) jeweils ein Gebiet (82) nahe ihren Umfangen haben, in denen ein Ionenaustausch stattgefunden hat, um den Brechungsindex auf einen Wert zu erhöhen, der dem der Kerne des ersten und des zweiten Elements nahe dem Punkt, wo die Elemente gekoppelt sind, gleicht.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (50, 60) jeweils eine Rippe (84) aufweisen, die sich insgesamt von den Kernen (50b, 60b) der Elemente zu den Ionenaustauschgebieten (82) derselben erstreckt und einen Brechungsindex hat, der größer als der der Hüllen und so ist, daß ihre Fortpflanzungskonstante kleiner als die Fortpflanzungskonstante der Kerne ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine untere Haltevorrichtung (92) mit einer Rinne (93) vorgesehen ist, in die die Elemente (50, 60) zur Kopplung eingebracht sind.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß eine obere Haltevorrichtung (94) mit einer Rinne vorgesehen ist, in die die Elemente zur Kopplung eingebracht sind.

32. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kopplungskerngebiet (83) in der Rinne (93) vorgesehen und in diese eingebettet ist und einen Brechungsindex hat, der höher ist als der der Hüllen (50a, 60a) der Elemente (50, 60), und daß die Elemente jeweils einen zweiten Kern (82) haben, der nahe bei dem Kopplungskerngebiet angeordnet ist, wenn die Elemente in die Rinne eingeführt sind.

33. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Kopplungsblock (92), auf dem die Elemente (50, 60) ruhen.

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34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente stumpf aneinanderstoßen.

35. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (50, 60) jeweils einen zweiten Kern mit höherem Brechungsindex als die Hüllen (50a, 60a) der Elemente aufweisen und daß der Kopplungsblock (92) einen Kopplungskern enthält, der an den zweiten Kernen angeordnet ist.

36. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein drittes Element mit einem Kern und einer Hülle, wobei die Kopplungsvorrichtung übertragenes Licht aus dem ersten Element (50) sowohl in das zweite als auch in das dritte Element koppelt.

37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (50) einen zweiten und einen dritten Kern (50'b, 50"b) mit insgesamt gleichem Brechungsindex wie der Kern des ersten Elements aufweist.

38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß ein Loch (5Oe) in der Hülle (50a) des ersten Elements (50) zwischen dem Kern (50b) des ersten Elements und dem zweiten Kern (50'b) gebildet ist und daß ein Loch (5Oe) in der Hülle des ersten Elements zwischen dem Kern dieses Elements und dem dritten Kern (50"b) gebildet ist.

39. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein drittes Element mit einem Kern und einer Hülle, wobei die Kopplungsvorrichtung eine Lichtkopplung zwischen dem ersten Element (50) und dem zweiten Element (60) und zwischen dem ersten Element und dem dritten Element bewirkt und wobei das erste Element einen Teil des in ihm fortgepflanzten Lichtes zu dem zweiten Element an einem ersten Kopplungspunkt überträgt und dann einen Teil des übrigen sich fortpflanzenden Lichtes zu dem dritten Element überträgt.

40. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß

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der Kopplungskern größer als der Kern ist, der bei der
StumpfStoßkopplung benutzt wird.

41. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Elemente stumpf aneinanderstoßend gekoppelt und durch
ein Rohr (112) umgeben sind, welches auf die Elemente (50,
60) aufgeschrumpft ist.

42. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (112) eine niedrigere Erweichungstemperatur als die
Elemente (50, 60) hat.

43. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (112) zum leichteren Einführen der Elemente (50, 60) an seinen Enden aufgeweitet ist.

44.. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Faseroptikübertragungselement mehrere Kerne (118)
aufweist, die durch Gebiete (122) mit niedrigerem Brechungsindex als die Hülle getrennt sind.

45. Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Faseroptikübertragungselement weiter einen Hilfskern (126) aufweist, in den ein einzelnes Signal, das über die Kerne (124) gesendet wird, übertragen wird, um in das zweite Faseroptikübertragungselement eingekoppelt zu werden.

46. Vorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Faseroptikübertragungselement eine Laserdiode ist, die eine Apertur und einen Ausgang mit einer gewissen Fortpflanzungskonstante hat, wobei der Querschnitt des Hilfskerns (126) dem der Kerne (124) angepaßt ist.

47. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und der dritte Kern Fortpflanzungskonstanten haben, die von der des Kerns des ersten Elements verschieden sind.

48. Vorrichtung nach Anspruch 47, gekennzeichnet durch Einrich-

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tungen zum Ändern der Fortpflanzungskonstanten wenigstens eines Kernes für Abstimmzwecke zur Vornahme einer seitlichen Kopplung.

49. Vorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen Biegeeinrichtungen sind.

50. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung von Übertragungen durch seitliche Kopplung erfolgt.

51. Vorrichtung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (50) einen zweiten Kern (50'b) enthält.

52. Vorrichtung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß das fortgepflanzte Licht zu dem zweiten Kern (50'b) durch Abstimmung vor dem Koppeln der übertragung mit dem zweiten und dem dritten Element übertragen wird.

53. Vorrichtung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß das fortgepflanzte Licht zu dem zweiten Kern (50 ^rb) durch Einschnüren des ersten Elements (50) vor dem Koppeln der übertragung zu dem zweiten und dem dritten Element übertragen wird.

54. Langgestreckte Faseroptikvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex, durch eine Hülle mit relativ niedrigem Brechungsindex und durch ein Längsloch.

55. Vorrichtung nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch eine Querschnittabmessung hat, die größer als die des Kerns ist.

56. Vorrichtung nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern, querschnittsmäßig, zum Zweck des Koppeins von innerhalb des Kerns fortgepflanztem Licht in der Nähe des Loches angeordnet ist.

57. Vorrichtung nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß

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das Loch eine Querschnittsabmessung hat, die größer als die des Kerns ist, und daß der Kern, querschnittsmäßig, zum Zweck des Koppeins von innerhalb des Kern fortgepflanztem Licht in der Nähe des Loches angeordnet ist.

58. Vorrichtung nach Anspruch 57, gekennzeichnet durch einen zweiten Kern mit einem Brechungsindex, der höher als der der Hülle ist.

59. Faseroptikvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex und durch eine Hülle mit relativ niedrigem Brechungsindex, wobei der Kern nur nahe bei einem Teil des Außenumfangs der Hülle angeordnet und im Querschnitt wesentlich kleiner als die Hülle ist.

60. Vorrichtung nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern in bezug auf die Hülle exzentrisch angeordnet ist.

61. Vorrichtung nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle mit einer Nut versehen ist und daß der Kern an der Basis der Nut angeordnet ist.

62. Faseroptikvorrichtung, gekennzeichnet durch zwei Kerne mit relativ hohen Brechungsindizes, durch eine Hülle mit relativ niedrigem Brechungsindex und durch eine Rippe, die sich querschnittsmäßig zwischen den Kernen erstreckt, um für eine Wechselwirkung zwischen den Kernen zu sorgen.

63. Faseroptikvorrichtung, gekennzeichnet durch zwei Kerne mit relativ hohen BrechungsIndizes und durch eine Hülle mit relativ niedrigem Brechungsindex, wobei der Querschnittsabstand der Kerne und ihre Brechungsindizes eine Wechselwirkung zwischen den Kernen bewirken.

64. Vorrichtung nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselwirkung auf weniger als 10 cm der Länge der Vorrichtung an irgendeinem Wechselwirkungspunkt erfolgt.

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65. Vorrichtung nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet/ daß sich ein einziger Wellentyp durch die Vorrichtung bei einer spezifischen Wellenlänge fortpflanzt.

66. Faseroptikvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex und durch eine Hülle mit relativ niedrigem Brechungsindex, die einen ätzbaren Teil aufweist.

67. Faseroptikvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex und durch eine Hülle mit relativ niedrigem Brechungsindex, die einen Teil hat, dessen Brechungsindex durch Ionenaustausch, durch den ein zweiter Kern geschaffen wird, vergrößert werden kann.

68. Vorrichtung nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rippe zwischen dem Kern und dem Teil zum querschnittsmäßigen Koppeln von Licht zwischen ihnen vorgesehen ist.

69. Faseroptikvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Kern mit relativ hohem Brechungsindex, durch eine Hülle mit relativ niedrigem Brechungsindex und durch eine Einrichtung zum seitlichen Koppeln von Licht aus dem Kern zu einer zweiten Einrichtung zur Lichtübertragung.

70. Vorrichtung nach Anspruch 69, gekennzeichnet durch Einrichtungen für Weitübertragungen von Licht.

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