DE3249927C2 - Anordnung zur Ermittlung der Intensit{t der Lichtausstrahlung einer Infrarotdiode - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebene Anordnung zur Ermittlung der Intensität der Lichtausstrahlung einer Infrarotdiode.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist bereits aus der DE-OS 24 36 239 bekannt. Bei einer Ausführungsform der be­ kannten Schaltungsanordnung sind zwei Glasfasern unterschied­ lichen Durchmessers optisch an eine Infrarotdiode angekoppelt. Außerdem ist eine optische Gegenkopplung durch direkte Strahlung einer als Sendediode dienenden Infrarotdiode auf eine als Empfangsdiode dienende Infrarotdiode vorgesehen.

Weiterhin ist aus der DE-AS 22 18 431 bereits eine Schaltungs­ anordnung zur Kompensation des nichtlinearen Zusammenhanges zwischen angelegter Spannung und Lichtausstrahlung bei Lumineszenzdioden bekannt. Bei einer Ausführungsform ist ein halbdurchlässiger Spiegel vorgesehen, der nur einen Teil der von der Lumineszenzdiode ausgestrahlten Lichtstrahlung durch­ läßt und einen anderen Teil in eine andere Lichtrichtung ab­ lenkt. Der nicht abgelenkte Teil des Lichts trifft einen lichtelektrischen Wandler, gebildet durch einen Fototransistor. Durch die Zuführung eines Teils der von der Lumineszenzdiode abgegebenen Lichtstrahlung über einen lichtelektrischen Wand­ ler mit linearer Kennlinie an den eine Gegenkopplung bewir­ kenden Eingang des Operationsverstärkers wird die durch die nichtlineare Kennlinie der Lumineszenzdiode hervorgerufene Verzerrung des Lichtsignals praktisch aufgehoben.

Bei einer anderen Ausführungsform der bekannten Anordnung wird anstelle des halbdurchlässigen Spiegels ein Lichtleiterbündel verwendet, dessen einer Strang eine Lichtverbindung zwischen der Lumineszenzdiode und dem Fototransistor herstellt und dessen anderer Strang zur Fortleitung der Nutzstrahlung dient.

Weiterhin ist aus der US-PS 41 81 901 eine Anordnung zur Rege­ lung der Ausgangsleistung eines Halbleiterlasers bekannt, bei der das emittierte Licht an einen Lichtwellenleiter abgegeben wird. In dem Lichtwellenleiter ist eine für die zu übertragenden Lichtfrequenzen transparente Dünnfilm-Fotodiode angeordnet, die als lichtelektrischer Wandler für einen Teil des in der Laserdiode erzeugten Lichts vorgesehen ist. Mit Hilfe des licht­ elektrischen Wandlers wird ein Kriterium für die optische Sen­ deleistung des optischen Senders gewonnen, das zur Regelung der optischen Sendeleistung dient.

Bei den letztgenannten Anordnungen wird mit Hilfe eines Strahl­ teilers ein Teil der optischen Ausgangsleistung vom Signalweg abgezweigt. Dieser ausgekoppelte Strahl, detektiert durch einen lichtelektrischen Wandler, dient als Kriterium für die optische Ausgangsleistung des Senders. Naturgemäß geht durch Zwischenschaltung eines Strahlteilers Energie verloren, die dann dem Signalweg fehlt. Ferner erfordert ein Strahlteiler einen nicht zu vernachlässigenden feinmechanischen Aufwand.

Ferner ist aus Gräber, Köhler, Pooch: Richtfunktechnik, Fach­ verlag Schiele & Schön, Berlin 1974, Seite 304, 138 und 143 bis 146 das Überwachen der Amplitude des Sende- und/oder Empfangspegels von nachrichtentechnischen Übertragungsein­ richtungen bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Ermittlung der Intensität der Lichtausstrahlung einer Infra­ rotdiode derart auszubilden, daß sie ohne einen Strahlteiler auskommt, der einen Teil der optischen Ausgangsleistung vom Signalweg abzweigt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentan­ spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Auf diese Weise wird das bei der Ankopplung der Glasfaser an die Sendediode unvermeidbar austretende Streulicht mit einem lichtelektrischen Wandler aufgefangen. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß die in den Lichtwellenleiter eingekoppelte opti­ sche Sendeleistung voll und ganz für die Nachrichtenübertra­ gung zur Verfügung stehen kann, so daß sich eine besonders große Reichweite und/oder besonders günstige Verhältnisse hin­ sichtlich des Empfangspegels ergeben.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Anordnung gehen aus den An­ sprüchen 2 und 3 hervor.

Das mit Hilfe der Anordnung gewonnene Signal kann zur Lineari­ sierung des optischen Senders oder zur Regelung der Ausgangs­ leistung dienen. Insbesondere läßt sich die Anordnung zur Überwachung des betreffenden Übertragungssystems und zur Alar­ mierung bei Abfall des optischen Sendepegels unter einen vor­ gegebenen Grenzwert verwenden.

Bei der bevorzugten Verwendung der Anordnung gemäß Anspruch 4 ergibt sich der besondere Vorteil, daß bei Ausfall einer lichtemittierenden Diode ein Alarm ausgelöst werden kann, ohne daß dies auf Kosten der optischen Übertragungsleistung geht. Bei hochwertigen Übertragungssystemen mit mehreren licht­ emittierenden Dioden im Verlauf der Übertragungsstrecke können diese Alarme dann in bekannter Weise zentral ausgewertet wer­ den.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Figuren zeigen Anordnungen zur Ermittlung der Intensität der Lichtausstrahlung einer mit einer Glasfaser gekoppelten lichtemittierenden Diode mit Hilfe eines lichtelektrischen Wandlers, gebildet durch eine Fotodiode. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine Anordnung mit einer durchbohrten Fotodiode, wobei die Glasfaser durch die Bohrung der Foto­ diode hindurchgeführt ist und

Fig. 2 eine Anordnung mit einer Fotodiode, die in die Sende­ diode integriert ist.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist die Sendediode 1, die eine lichtemittierende Infrarotdiode ist, mittels der Haltevorrichtung 51 gehaltert. An die das Licht emittierende Stirnseite der Sendediode 1 ist die Glasfaser 3 optisch angekoppelt. Die Glasfaser 3 ist mittels einer zweiten Haltevorrichtung gehaltert.

Bei der optischen Ankopplung der Glasfaser ist es unvermeid­ lich, daß die Sendediode 1 Streulicht 4 an die Umgebung der Glasfaser 3 abgibt. Dieses Streulicht 4 wird von der Foto­ diode 21 empfangen, die derart angeordnet ist, daß ihre optisch wirksame Seite der Sendediode 1 zugewandt ist.

Die beiden Halterungen 51 und 6 sind - was in der Figur nicht näher dargestellt ist - fest miteinander verbunden. Diese feste Verbindung kann dadurch vorgenommen sein, daß die Halterungen auf einem gemeinsamen Träger fest ange­ bracht sind oder daß die beiden Halterungen Bestandteil ein und desselben Trägerelementes sind.

Die Halterung der Diode und die Ankopplung der Glasfaser an die Sendediode kann dabei in bekannter Weise erfolgen, beispielsweise entsprechend der DE-OS 30 10 820.

Die Fotodiode 21 ist mit einem Loch 20 versehen, das sich von der optisch wirksamen Seite der Fotodiode 21 zu der gegenüberliegenden Seite der Fotodiode 21 erstreckt, mit der die Fotodiode 21 auf der zweiten Halterung 6 mittels einer Klebeverbindung fixiert ist. Durch das Loch 20 der Fotodiode 21 ist die Glasfaser 3 hindurchgeführt, so daß sich die Fotodiode 21 in zentraler Lage vor der optisch aktiven Seite der Sendediode 1 befindet.

Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung hat den Vorteil, daß das von der Sendediode 1 ausgesandte Streulicht von der Foto­ diode 21 weitestgehend erfaßt wird. Zweckmäßigerweise wird der Abstand zwischen Sendediode 1 und Fotodiode 21 derart gering gewählt, daß das Streulicht 4 von der Fotodiode 21 möglichst vollständig erfaßt wird.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung kann man im Hinblick auf eine möglichst weitgehende Erfassung des Streulichts die Fotodiode 21 der Sendediode 1 unmittelbar benachbart anordnen, vorzugsweise dadurch, daß die Fotodiode 21 durch eine Klebeverbindung unmittelbar auf der Sendediode 1 befestigt wird.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Halbleiteranordnung ist die Fotodiode 22 in die Sendediode 1 integriert, d. h. zusammen mit der Sendediode 1 als einstückige Halbleiteranordnung ausge­ bildet. Die Sendediode 1 trägt an ihrer optisch aktiven Stirn­ seite die Fotodiode 22, die mit einer zentralen Öffnung zur Durchführung des Lichtwellenleiters 3 versehen ist. Die Halb­ leiteranordnung 1, 22 läßt sich in der bei der Herstellung von integrierten Schaltungen üblichen Technik herstellen. Nach der Herstellung der aus Sende- und Fotodiode bestehenden Halblei­ teranordnung wird in der Mitte der Fotodiode eine Ausnehmung angebracht, die gerade so groß ist, daß die Glasfaser durch die Fotodiode hindurch zur Stirnseite der Sendediode geführt wer­ den kann.

An die Fotodiode läßt sich eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Sendeleistung der Sendediode anschließen. Die Überwachungseinrichtung besteht zweckmäßigerweise aus der Kettenschaltung eines Verstärkers, einem Grenzwertdiskri­ minator und einer Anzeigevorrichtung. Bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes einer Spannung oder eines Stromes wird das Anzeigeelement aktiv bzw. wird der Alarm ausgelöst, mit dem der Sendeausfall gemeldet wird.

Claims (4)

1. Anordnung zur Ermittlung der Intensität der Lichtausstrah­ lung einer Infrarotdiode (1), an die ein als Glasfaser aus­ gebildeter Lichtwellenleiter (3) angekoppelt ist, mit einem lichtelektrischen Wandler, der mit einem Teil des in der Infrarotdiode (1) erzeugten Lichts beaufschlagbar ist, wobei der lichtelektrische Wandler im Bereich des von der Infra­ rotdiode (1) emittierten Streulichts angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtelektrische Wandler als eine mit einem Loch (20) versehene Fotodiode (21, 22) ausgebildet ist, daß der Licht­ wellenleiter (3) durch das Loch der Fotodiode (21, 22) hin­ durchgeführt ist und daß die Fotodiode (21, 22) zentral vor der Infrarotdiode angeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtelektrische Wandler der Infrarotdiode (1), insbe­ sondere mit Hilfe einer lichtdurchlässigen Klebeverbindung zwischen Infrarotdiode (1) und lichtelektrischem Wandler, un­ mittelbar benachbart angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtelektrische Wandler in die Infrarotdiode (1) inte­ griert ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch die Verwendung in einer Überwachungseinrichtung zur Überwa­ chung der Sendeleistung der Infrarotdiode (1), bei der an den lichtelektrischen Wandler eine Einrichtung angeschlossen ist, die auf einen Abfall der Sendeleistung unter einem vorgegebenen Grenzwert anspricht.