DE3315861A1

DE3315861A1 - Faseroptischer koppler

Info

Publication number: DE3315861A1
Application number: DE3315861A
Authority: DE
Inventors: Harold 01581 Westboro Mass. Roberts
Original assignee: AETNA TELECOMMUNICATIONS LABORATORIES 01581 WESTBORO MASS US; AETNA TELECOMMUNICATIONS LAB; Aetna Telecommunications Laboratories 01581 Westboro Mass
Current assignee: Commscope Connectivity LLC
Priority date: 1982-11-24
Filing date: 1983-04-30
Publication date: 1984-05-30
Also published as: FR2536546B1; US4611884A; FR2536546A1

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL. ING. (FH) W. GALLO

PHILIPPINE-WELSER-STRASSE 14

AUGSBURG

TELEFON 516475 TELEX 533202 patold

Augsburg, den 2,8. April 19 83 Anw.Aktenz.: W.1140

Aetna Telecommunications Laboratories, 131 Flanders Road, Westboro, Massachusetts 01581, V.St.A*

Faseroptischer Koppler

Die Erfindung betrifft einen faseroptischen Koppler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Faseroptische Koppler dienen dazu, über eine faseroptisciie Leitung übertragene Lic?itsignale in entsprechend der Modulation dieser Lichtsignale modulierte elektrische Signale von der faseroptischen Leitung abzunehmen oder modulierte Lichtsignale zwecks übertragung zu einem entfernten Ort auf eine faseroptische Leitung aufzugeben.

Dabei ist es insbesondere wünschenswert, einen einzigen, in beiden Richtungen arbeitenden faserojjtischen Koppler einzusetzen, der sowohl zur Abnahme von über eine faseroptische Leitung übertragenen modulierten Lichtsignalen als auch zur Aufgabe modulierter Lichtsignale auf eine faseroptische Leitung einsetzbar ist. Eine solche beidseitige Arbeitsweise ist für eine in beiden Richtungen arbeitende Kommunikation:.; -

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technik unter Verwendung von faseroptischen Leitungen wichtig.

Im Hinblick auf die notwendige beiderseitige Kopplerfunktion ist es also wünschenswert, daß die Ankopplung auf eine und die Abkopplung von einer faseroptischen Leitung mittels eines einzigen Kopplerbausteins möglich ist. Außerdem ist wichtig/ daß die Dämpfung der auf die faseroptische Leitung übertragenen bzw. der von dieser empfangenen Lichtstrahlung so klein wie nur möglich ist. Schließlich ist es wichtig, daß Nebensprechwirkungen oder der teilweise Empfang von auszusendender, über die faseroptische Leitung zu übertragender Strahlung durch den Empfangsdetektor auf einem annehmbar niedrigen Pegel gehalten wird, um die Signalqualität des abgetasteten ankommenden Lichtes nicht zu beeinträchtigen.

Derartige Koppler werden künftig wahrscheinlich ingroßen Stückzahlen benötigt werden, weshalb' es auf eine wirtschaftliche, solchen hohen Stückzahlen entsprechende Fertigungsmöglichkeit eines solchen Kopplers wesentlich ankommt. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß an den Einbauorten, an welchen diese Koppler einzubauen sind, komplizierte Maßnahmen zur exakten geometrischen Ausrichtung der Koppler bzw. der faseroptischen Leitungen nicht praktikabel sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen in beiden Richtungen arbeitenden faseroptischen Koppler zu schaffen, der den eben erläuterten Anforderungen gerecht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem faseroptischen Koppler der in Rede stehenden Gattung gemäL der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.

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Der erfindungsgeraäße Koppler gestattet sowohl den Empfang und die Abtastung von über eine faseroptische Leitung übertragenem Licht als auch die übertragung von in Abhängigkeit von elektrischen Signalen erzeugtem Licht 5 auf die faseroptische Leitung. Der Koppler ist zweckmäßigerweise als einstückiges Kunststoff-Bauteil im Spritzgießverfahren ausgeführt, das sich zur wirtschaftlichen Fertigung in großen Stückzahlen eignet. An der Schnittstelle von Empfangslichtstrahl und Sendelichtstrahl ist 10 eine Schrägfläche vorgesehen, die mit einem diclektri-

sehen Belag versehen ist, um als Strahlenteiler zu wirken. Das ankommende Licht wird entlang einer in einem Kanal liegenden faseroptischen Leitung übertragen. Dieses Licht wird durch die Strahlenteilerflache in zwei Teilstrahlen 15 unterteilt, von denen der eine Teilstrahl zu einem Detek- *■ tor geleitet wird, der in einer eingeformten Kammer des

'■r Kopplers angeordnet ist. Außerdem ist im Kopplerkörper

■.jj eine gesonderte Emitter kammer gebildet, in v/elcher eine

j Emitteranordnung bezüglich der reflektierenden Schräg-

r\ 20 fläche ausgerichtet angeordnet ist, damit vom Emitter aus-J gehendes Licht, das auf die reflektierende Schrägfläche

\ auftrifft, in die im Kanal liegende faseroptische Leitung

^:j J^ hineinreflektiert wird. Die vom Emitter ausgehende, auf die ■ -; reflektierende Schrägfläche fallende Lichtstrahlung, die

25 durch die reflektierende Schrägfläche hindurchtritt, veri.i läuft dabei in Richtung von der Detektorkammer weg und kann

von einem absorbierenden Überzug auf dem Kopplerkörper

•^ absorbiert werden, um Nebensprecheffekte mit dem ankommen-

j den Licht zu vermeiden.

μ 30

Il Typischerweise ist der Spalt zwischen dem Stirnende

;' der faseroptischen Leitung und der reflektierenden Schräg-

fläche mit einem den Brechungsindex anpassenden Material _s gefüllt, so daß das Licht auf der Achse direkt durch die

.· 35 reflektierende Schrägflücho hindurchfällt und von der

' ; Bodenfläche der Emitterkammer teilweise reflektiert wird,

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während es zur Detektor kammer gelangt. Ohne das den
Brechungsindex anpassende Material wird die zu der
Detektorkammer hin gerichtete Strahlung an der strahlenteilenden Grenzfläche gebrochen, wobei in diesem Fall der Kopplerkörper und der.Detektor geringfügig gegenüber der Achse der faseroptischen Leitung versetzt sein können, um. dieses Licht am besten zu empfangen. Typischerweise ist
eine verhältnismäßig große aktive Flüche auf dem Detektor verfügbar, so daß sich trotz schlechter Fluchtung oder

großer Distanz zwischen der faseroptischen Leitung und
den Detektor eine gute Kopplung erreichen läßt. Die
Emitterkammer kann '.reiter von der reflektierenden Schrägfläche entfernt angeordnet sein und das Emitterlicht kann durch Abbildungsoptiken direkt auf die reflektierende

üchrägflache konzentriert werden. Dies ermöglicht eine
Anordnung der Detektorkammer näher an der reflektierenden Schrägfläche und die Vermeidung von reflektierenden Zwischenflächen des Kopplerkörpers.

Gewünschtenfalls kann eine Linse zur Fokussierung der ankommenden Strahlung nach deren ilindurchtreton durch die reflektierende Schrägfläche unmittelbar innerhalb des Kopplerkörpers angeformt werden, um die Verwendung von Detektoren mit kleiner Detektorfläche zu erleichtern.

Die Emitter kammer ist typischerweise 550 gestaltet, daß nie mit der Emitteranordnung einen Preßsitz bildet, welcher die geometrische Ausrichtung des Emitterausgangs mit Bezug auf die reflektierende Schrägfläche und somit der Lage des reflektierten Strahls mit i3ezug auf das Stirnende der faseroptischen Leitung ergibt, um eine optimale Ankopplung der Emitterstrahlung in die faseroptische Leitung zu erhalten.

Der Koppler kann mit einem frequenzempfindlichen
dielektrischen Belag auf der■reflektierenden Schrägflache versehen sein, um eine HuItX₁)IeXfunktion unter Vervjendung

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von zwei Emittern oder zwei Detektoren und verschiedenfrequenter Strahlungen in der faseroptischen Leitung zu ermöglichen.

5 Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Jezugnahine auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, in welchen zeigen:

die Fig. 1Λ und 1ß in aufgeschnittener perspektivischer Darstellung bzv/. im Längsschnitt zwei alternative Ausführungsformen eines Kopplers nach der Erfindung,

die Fig. 2A und 2ü jeweils in schematischer Darstellung zwei herkömmliche Emitter, die bei dem erfindungsgemäßen Koppler einsetzbar sind,

die Fig. 3A und jeweils einen Schnitt durch einen Teil des Kopplers nach Fig. 1A bzx'.^T. 1B mit den Strahlengang der ankommmenden Strahlung bei Verwendung und ohne Verwendung von den Brechungsindex anpassenden Material,

Fig.

Fig. einen Längsschnitt durch eine Abwandlung der Koppler nach den Fig. 1A und 113, und

einen Längsschnitt durch eine weitere abgewandelte Ausführungs· form eines Kopplers nach der Erfindung.\

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■ /ir-

Beim Gegenstand eier Erfindung handelt es sich um einen in beiden Richtungen arbeitenden Koppler für mittels faseroptischer Leitungen übertragenes Licht. Der Koppler ist zweckmäßigerweise al:5 einstückiges Kunststoff-Bauteil im Spritzgußverfahren hergestellt und ergibt einen hohen Kopplungsgrad in Verbindung nit einem geringen Nebensprechpegel bei der Strahlungskop;, lun-j zwischen der faseroptischen Leitung und einem Emitter üzv;. einen Detektor. Außerdem sind Multiplex- und Demultiplexfunktionen des Kopplers bei Verwendung von zwei Emittern oder Detektoren und Strahlungen mit verschiedenen Frequenzen möglich.

Die in Fig. 1A dargestellte Koppler weist einen Kopylerkörper 12 auf, der zvecknäßigerweise als einstückiges bauteil aus Acryl- oder Polykarbonat-Kunststoff. spritzgegossen ist. Dazu kann beispielsweise Lexan (Handelsname), ein spritzgießbarer i-olykarbonat-Kunntstoff, verwendet werden. Der Kopplerkörper 12 ist an einer Seite 14 mit einer Detektorkammer 16 und an einer Seite 18 mit einer Emitter kanuner 20 versehen. Außerdem ist auf der mit der Emitterkammer versehenen Jeite 18 des Kopplerkörpers eine Nut 2 2 eingeschnitten, die zwei einander gegenüberliegende Wandflächen aufweist und deren Bodenbereich als V-förmiger Kanal 26 ausgebildet ist. Dieser V-förmige Kanal verläuft von einer Seite 28 des Kopplerkörpers 12, die der mit der Detektorkammer 16 versehenen Seite 14 gegenüberliegt, in den Kopplerkörper 12 hinein und endigt an einer unter 45 verlaufenden reflektierenden, halbdurchlüssigen Schrägfläche 30 am Boden der Umitterkammer 20. Diese Schrägfläche 30 ist vorzugsweise mit einem dielektrischen belag versehen, um als Strahlenteiler für die von einer optischen Leitungsfaser 32 empfangenen Strahlung oder für die von einer in die Emitterkammer 20 eingesetzten Emitterbaugruppe ausgehenden Strahlung und somit als Sende/Empfangs-Weiche zu wirken.

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■+2—

Die reflektierende .'Jchrügfläche 30 ist in Lt Bezucj auf die Emitterkammer 20 ;jrüzise ao angeordnet, daß sie das von einer in die Emitter kammer 20 eingesetzte L'mitterbaugruppe ausgehende Licht empfängt und als genau konzentrisehen oder zentrierten Strahl reflektiert. Damit fällt die reflektierende Schrägfläche 30 eine genaue geometrische Beziehung zv/i sehen der von der JJmitterbaugruppe ausgehenden Strahlung und dem Stirnende der optischen Leitungsfaser 32 her, um eine optimale Ankopplung der Emitterstrahlung in TO die Leitungsfaser 32 zu erhalten.

Gemäß den Fig. 2Λ und 213 stehen verschiedenartige, konzentrisch abstrahlende Emitterbaugruppen zur Verfügung. Bei der Ausführungsform nach^<v-Fag· 2A weist der Emitter ein'

Ic aktives, lichtaussendendes Halbleiterelement 9 auf, und die von diesem ausgesandte Lichtstrahlung wird mittels einer kugeligen Linse 11 vorzugsweise auf einen Punkt fokussiert, der außerhalb eines Fensters 13 in einem Metallgehäuse 15 liegt. Die Lage des Brennpunktes ist so gewählt, daß er nach Reflexion der Strahlung durch die Schrägfläche 30 in der Ebene des Leitungsfaserendes liegt. Es sind Emitter verfügbar, bei denen der Brennpunkt außerhalb des Gehäusefensters und sehr genau konzentrisch mit der Achse des Gehäuses 15 liegt. Der Kopplerkorper 12 ist hinsichtlich der Bemessung der Emitterkammer 20 so ausgebildet, daß die Emitterkammer 20 einen Preßsitz mit dem Emitter nach Fig. 2A bildet, um ohne weitere Justierung eine genaue Ausrichtung des Emitters zu erhalten. Eine andere Ausführungsform eines Emitters ist in Fig. 2ß gezeigt, bei welcher ein optisches Faserbündel 17 das von dem Halbleiterelement ausgesandte Licht in Form eines intensiven Lichtpunktes zur Stirnfläche 19 leitet. Derartige Emitter sind im Handel erhältlich.

Der im Querschnitt V-förmige Kanal 2G am Boden der Nut 22 ermöglich eine genaue Führung der optischen Leitungsfaser 32 derart, daß ihr otirnende für eine genaue geometrische Fluchtung so nahe wie möglich an der üchrägflache 30

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liegen kann. Die Leitungsfaser 32 1st typischor-./eise im Kanal 26 einzementiert, wobei diese Einzementierung auch eine Epoxyharzfüllurig des Bereiches zwischen dem Stirnende der Leitungsfaser 32 und der reflektierenden Schrägfläche 32 mit einer Anpas5>ung des !Brechungsindex an denjenigen des Kopplerkörpers 12 umfassen kann, um eine Brechung der durch die strahlenteilende reflektierende Schrägfläche 30 hindurchfallenden Strahlung zu vermeiden.

Bei Beschichtung der reflektierenden Schrägfläche 30 mit einem dielektrischen Belag, um eine Strahlenteilung vorzugsweise im Verhältnis 50 : 50 zu erreichen, braucht dieser Belag nicht auf die Schrägfläche 30 allein beschränkt zu sein, sondern kann, was im Hinblick auf die ßeschichtungsverfahren zweckmäßiger ist, umfassender, bzv/. großflächiger aufgebracht werden, ohne daß die Funktion des Kopplers beeinträchtigt wird.

Die Emitterkammer 20 endigt in einer Bodenfläche 34 mit zwei Flächenerhebuncjen 36, welche den eingepreßten Emitter mit seiner Unterseite gerade oberhalb der Bodenfläche 34 positionieren, um ein Anstoßen an der ßodenfläche zu vermeiden und gewünschtcmfalls eine innere Totalreflexion von Strahlung., die auf der Leitungsfaser durch die Schrägfläche 32 hindurch in Richtung zur Detektorkammer 16 in den Kopplerkörper 12 gelangt, zu erleichtern, wie nachstehend noch mehr im einzelnen erläutert v.'ird. In die Detektorkammer 16 v/ird ein Detektor mit vorzugsv.cise großer Detektor fläche eingesetzt, der auf die durch die Sehrägflache 30 hindurchtretende Strahlung anspricht, welche direkt oder durch innere Totalreflexion von der "iiodenflache 34 in die Detektorkammer 1G gelangt.

Fig. 1« zeigt ii.: Längsschnitt v/c-itere Herknale eines alternativen Kopplers nach dor Erfindung. Gemäß Fig. 1B ist der Kopplerkörper 40 wiederum als spritzgegossener

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Kunststoffblock ausgebildet. Der Kopplerkörper 40 weist eine Aussparung 42 zur Aufnahme eines Detektors, typischerweise mit kleiner Detek torf lache, auf, der Licht empfängt, das von einer in einer V-Nut 44 liegenden optischen Leitungsfaser aufgeht und durch eine am inneren Ende der V-Nut 44 angeordnete reflektierende Schrägfläche 46 hindurchfällt. Eine Emitterkammer 48 endigt gerade oberhalb der reflektierenden Schrägfläche 46 und weist im Bodenbereich eine Anzahl von Flächenvorsprüngen 50 auf, die zur >-v 10 Positionierung der Emitterbaugruppe oberhalb der Bodenflache 52 der Emitterkammer 48 dienen. Falls ein den Brechungsindex anpassendes Medium innerhalb der V-Nut 44 Anwendung findet, verläuft der von der optischen Leitungs.-faser in der Nut 44 ausgehende und durch die reflektierende Schrägfläche 46 hindurchfallende Lichtstrahl ohne Brechung in axialer Richtung. Eine fokussierende Fläche 54, die im Bereich des Strahlengangs am Boden der Aussparung 42 gebildet ist, konzentriert das hindurchfallende Licht auf den Detektor 56. Dar Detektor 56 weist eine Linse 58 auf, welche das durch die Schrägfläche 46 hindurchfallende Licht auf ein lichtempfindliches Element abbildet.

^ Der Kopplerkorper 40 nach Fig. 1B v/eist eine Ablenkfläche 58 auf, die im Strahlengang der von einem in die Emitterkammer 48 eingesetzten Emitter 49 ausgehenden und durch die reflektierende Schrägfläche 46 hindurchfallenden Strahlung liegt. Diese Ablcnkkfläche 58 läßt als Grenzfläche zv/isehen dem Kopplerkörper und der umgebenden Luft den größten Teil des durch die Schrägfläche 46 hindurchfallenden, nicht in Richtung der Achse der Nut 44 in die Leitungsfaser reflektierten Lichts vom Emitter hindurchtreten. Ein Teil dieses Lichts wird reflektiert, wobei dieser reflektierte Teil aufgrund der Gestalt der Ablenkfläche 5 8 in Richtung von der Detcktorkanimer 42 weg gericii-

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tet ist, ao daß Nebensprecherücheinungen vermieden v/erden. Zusätzlich kann der Kopplerkcrper 40 an ausgewählten Stellen mit einer absorbierenden Schicht überzogen sein, um die von der Ablenkfläche 55 reflektierte Strahlung weiter zu dämpfen und Nebensprecheffekte noch weiter zu eliminieren. Die Ablenkflüche 54 kann als Folge von Flächenabschnitten mit allmählich zunehmenden Neigungswinkel und folglich angenähert kurvenförmig sein. Diese Form ist spritzgießgerecht. Außerdem ist die Gestalt der Ablenkflache 55 den Abmessungen des Kopplerkörpers 40 angepaßt.

Die Figuren 3A und 33 zeigen den Einfluß der Verwendung eines den Brechungsindex anpassenden Materials wie beispielsweise Epoxyharz auf den Strahlengang. In. Fig. 3A liegt eine optische Leitungsfaser 62 in einem Kanal 64, bei welchem der Bereich zwischen einer reflektierenden Schrägfläche 66 und dem Stirnende 6 8 der Leitungsfaser 62 nicht mit einem den Brechungsindex anpassenden Material ausgefüllt ist. In diesem Fall wird das durch die Schrägfläche 66 hindurchfallende Licht in Richtung von der Faserachse weg nach unten zu einem nicht dargestellten Detektor hin gebrochen. Kie in Fig. 3Λ v/eiter dargestellt ist, weist der Emitter ein optisches Faserbündel 78 auf, das von einer Hülse 80 umschlossen ist, die mit Preßsitz in einer Emitterkammer 76 sitzt. Das Faserbündel 78 leitet die Strahlung von einem lichtaussendendem Halbleiterelement nach unten zu einer Stelle nahe der reflektierenden Schrägfläche 66. Unterhalb der Schrägfläche 66 ist eine Ablenkfläche vorgesehen, um vom Emitter ausgehende, durch die Schrägfläche 66 hindurchfallende Strahlung in Richtung vom Detektor weg zu reflektieren, wie oben erläutert. In Fig. 3B wird durch die Verwendung einen den Brechungsindex anpassenden Materials ein direkter Durchgang des Lichtes durch.die Schrägfläche ohne Brechung erreicht. Der obere, divergierende Teil des

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Lichtstrahls, der auf die Bodenf lache 80 der LIraitt er kammer 76 auftrift, wird in Richtung zum Detektor hin total reflektiert.

Es kann wünschenswert sein, den Emitter weiter weg von der reflektierenden Schrägfläche am Ende des die optische Leitungsfaser aufnehmenden Kanals zu positionieren, um die Detektorkammer mit dem Detektor näher am Faserende anordnen zu können und die Anwesenheit von Grenzflächen des Kopplerkörpers im Strahlengang zwischen der optischen Leitungsfaser und dem Detektor zu vermeiden. In den Figuren 4 und 5 sind Ausführungsformen dargestellt, bei diesen dieses Kriterium erfüllt ist. Gemäß Fig. 4 weist ein Kopplerkörper 100 eine Emitterkammer 102 auf, die mit einigem Abstand oberhalb einer reflektierenden Schrägfläche 104 endigt, die sich am Ende eines V-förmigen Kanals 106 zur Aufnahme und Führung einer optischen Leitungsfaser 108 befindet. Das Ende der Leitungsfaser 108 befindet sich axial so nahe an der Schrägfläche 104 wie möglich. In die Emitterkammer 102 ist gemäß der Darstellung ein Emitter 110 eingesetzt, der eine Abschlußkappe 112 aufweist, die zur' Festlegung der Einsetztiefe des Emitters dient. Die Kappe 112 weist ein Fenster 114 auf, durch welches hindurch die von einem lichtaussendenden Halbleiterelement 118 ausgehende Strahlung abgebildet wird. Dieses Licht wird von der Linse 116 durch das Fenster 114 auf die reflektierende Schrägfläche 104 geworfen, die den Strahl in die Leitungsfaser 108 reflektiert bzv. aufspaltet. Typischerweise hat die von der Linse 116 fokussierte Strahlung den engsten ütrahlquerschnitt in oder nahe der Ebene des Stirnendes der Leitungsfaser 108.

Die Linse 116 dient dazu, möglichst viel Licht von dem lichtaussendenden Halbleiterelement 118 zu sammeln und zur reflektierenden Schrägfläche 104, also in die Leitungsfaser 108, zu übertragen. Durch die Anordnung der Emitter-

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baugruppe 110 reichlich oberhalb dar reflektierenden Schrägfläche 104 kann eine Detektorkammer 120 so angeordnet v/erden, daß die durch die reflektierende Schrägfläche 104 hindurchfallende Strahlung ohne Beeinträchtigung durch angrenzende Flächen des Kopplerkörpern 100, wie beispielsweise durch die Bodenfläche dor Emitterkarmier, empfangen wird. In der Detektorkammer 120 ist eine Detektorbaugruppe 122 eingesetzt und mittels einer diese dicht abschließenden Kappe 124 positioniert. Im Falle eines Detektors mit kleiner Detektor fläche, wie dargestellt, findet vorzugsweise eine kugelige Linse 126 zur Fokussierung des durch die Schrägflache 104 hindurchfallenden, schwach divergierenden Strahl auf ein Detektorelement 12 8 Anwendung. Falls eine stärkere Fokussierung notwendig ist, kann der Kunststoffkörper des Kopplers selbst mit einer angeformten Linsenfläche ausgestattet sein, v/ie in Fig. 1ß dargestellt ist. Diese Linac braucht nicht präzise zu sein, da selbst kleine Detektorflächen t/piccherweise größer als Emitterflächen j sind.
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Fig. 5 zeigt eine v/eitere Abwandlung der, grundsätzlichen Ausführungsbeispiels nach Fig. 4, v/o anstatt der rechtwinkligen Beziehung zwischen den Emitterstrahl und der Faserachse, wie sie bei dem Ausführungsbeispiel nach ', 25 Fig. 4 vorhanden ist, eine spitzwinklige Beziehung vorgesehen xc.t. Dazu i~t eine Emitter¹-:ammer 132 in der in Fig. 5 dargestellten .7oise in dem Kopplerkörper 130 angeordnet. In dioocm Fall wird die von einer Ernitterbau-• gruppe 134 ausgehend« strahlung unter spitzem rinkel } 30 durch 'iina utrahlcnteileridc ^chrä'jf lache 136 reflektiert, ! die am Ende eine^i V-fümi>jen, oino optifjehr; Leitungsfaser 140 aufnehmenden Kanal 13G angeordnet i::t. U:η dier.en spitzen Reflexionswinkel zu erhalten, vorläuft die strahlen-

Jclirägflücne 13G unter einem Winkel von etwa 0° mit
tungsfajer 140.

60 bis 70 mit 'jezug auf die Achse der optischen Lei-

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Tj, pischerweise ist der bereich zv/isclien dcia :Jtirnende der Leituiigjfa^er 1-lü und der ^truhlenteilenden ochrägflache 13 G mit iiner Epoxyharz füllung 142 ausgefüllt, um eine /.Ji₁JaJjUU¹J des urechungainduX de:j Kopplerkürpers 130 für Licht zu erhalten, das zu einer in einer Detehtorkaiiuüor 1'lü befindlicjcn Detektorbaugrup^e 144 gelangt, und es ijt ciiiü i'LUciio 146 vorgesehen, und um eine FlUeIiG zu eraalten, die iru v/esentlichcn senkrecht zur ?vchse des von der Emitterbaugruppe 134 ausgehenden Lichtstrahls 150 verläuft. Der Neiguntjsv/inkel der ..itrahlenteilenden Schrügflache 136 von GO bis 70 ist vorteilhaft zur Vermeidung einer Polarisation3-jolektivitcit in den von der ">c:ir.'.igflächo 136 reflektierten und durch gelassenen Teilütrahlen.. Dies iyt von Jedeutang, v;enn der dielektrische 3elag ein diciiroiticichej Filter zur Verwendung ira Multiplexverfahren sein LiUiJ. l'olarisatiorioeffekte können eine wirksame Wcllenlängentrennung bei eineiu unter 45 angeordneten Filter verhindern. Die Geometrie neich Fig. 5 ergibt auch eine von der Detektorbaugru;.', >e entfernte Anordnung der Emitterbaugruppe und vermittelt dadurch Flexibilität hinsichtlich der Anordnung der Detektor', ujugrupi-e, um v/ahlv/eise Detektoren mit großer oder kleiner Detektorfläche verwenden zu können. Es ist klar, daß eine Epoxyharzfüllung auch im Endbereich der optischen Leitungsfaser 108 bei der Anordnung nach Fig. 4 Anwendung finden kann.

Für einen Einsatz als Frequcnzmultiplexer oder Demultiplexer werden die Flächen 30, 46, G6, 104 und 136 mit Schichten überzogen, die in eineiu Frequenzband eine Reflexion und in einem anderen Frequenzband Durchlässigkeit ergeben, so aaß zwei Emitter oder zwei Detektoren mit unterschiedlicnen Arbeitsfre^uenzen an axe faseroptische Leitung ankoppelbar sind.

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Claims

Patentansprüche

1. Faseroptischer Koppler mit einem Kopplerkörper mit einem Kanal zur Aufnahme einer faseroptischen Leitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopplerkörper (12, 40, 100, 130) an einer Seite eine Detektorkammer (16, 42, 120, 146) und an einer Seite eine Emitterkammer (20, 48, 102, 132) aufweist, daß weiter der die faseroptische Leitung aufnehmende Kanal (26, 44, 106. 138) innerhalb des Kopplerkörpers in einer unter einem Winkel verlaufenden, mit einem optischen Belag versehenen reflektierenden Schrägfläche (30, 46, 104, 136) endigt, welche der Emitterkammer zugewandt ist und Licht aus der Emitterkammer in den Kanal reflektiert, und daß die Detektorkammer so angeordnet ist, daß sie entlang des Kanals einfallendes, durch die reflektierende Schrägfläche hindurchfallendes Licht empfängt.

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2. Koppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ~ daß die reflektierende Schrägfläche (30, 46, 104, 136) derart mit einem Belag versehen ist, daß s-ie für einfallende Strahlung als Strahlenteiler wirkt und jeweils einen Teil der Strahlung reflektiert und einen anderen Teil der Strahlung hindurchtreten läßt.

3. Koppler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterkammer für die Aufnahme einer Emitterbaugruppe (4y, 110, 134) ausgebildet ist, die Licht zu der reflektierenden Schräfläche hin aussendet.

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4· Koppler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die faseroptische Leitung aufnehmende Kanal (26, 44, 106, 138) einen V-Querschnitt hat.

5. Koppler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schrägfläche (136) unter einem Winkel von 60° bis 70° bezüglich der Längsachse des Kanals (138) geneigt ist und die optische Achse zwischen der Emitterkammer und der reflektierenden Schrägfläche mit der Längsachse des Kanals einen spitzen Winkel bildet.

6. Koppler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnende der in dem Kanal liegenden faseroptischen Leitung (32, 108, 140) unmittelbar vor der reflektierenden Schrägfläche gelegen ist.

7. Koppler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen dem Stirnende der faseroptischen Leitung und der reflektierenden Schrägfläche mit einem den Brechungsindex anpassenden Epoxymaterial (44, 142) ausgefüllt ist.

8. Koppler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch 5 gekennzeichnet, daß die Emitterkammer für die Aufnahme einer eine hülsenförmige Fassung aufweisenden, einen bezüglich der Emitterkammer zentrischen Lichtstrahl aussendenden Emitterbaugruppe (49, 110, 134) ausgebildet ist.

9. Koppler nach einem der Ansprüche 1 bis 0, dadurch gekennzeichnet, da;j der Kopplerkcr.'er Mittel (5 8) zur Ablenkung von aus der Emittcrkaminer ausgehender, durch die reflektierende Schragfläcae hindurchfallender Strahlung in Richtung von der Detektor kammer weg auf v/eist.

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10. Koppler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Führung der entlang des Kanals ankommenden, durch die reflektierende Schrägfläche hindurchfallenden Strahlung in Richtung zur Detektorkammer hin vorgesehen sind.

11. Koppler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Führungsmittel eine reflektierende Fläche (80) im Kopplerkörper aufweist, die nahe der reflektieren-

-^ 10 den Schrägfläche angeordnet ist und einen Teil der Bodenfläche der Emitterkammer bildet.

12. Koppler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterkammer (20) einen Tiefenbegrenzungsanschlag (36) aufweist, welcher die Einsetztiefe der Emitterbaugruppe so begrenzt, daß diese nicht an der reflektierenden Bodenfläche (80) der Emitterkammer anstößt.

13. Koppler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, . 20 daß die Führungsmittel eine einteilig mit dem Kopplerkörper ausgebildete Linsenflache (54) aufweist, welche aus dem Kanal kommende, durch die reflektierende Schrägfläche hindurchfallende Strahlung zur Detektorkammer hin fokussiert.

14. Koppler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel ein innerhalb der Detektorkammer angeordneter, den Brechungsindex anpassendes Material aufweisen, das Reflexionen von aus dem Kopplerkörper zu einem in der Detektorkammer befindlichen Detektor gelangender Strahlung reduziert.

15. Koppler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnende der faseroptischen Leitung r.iit einem reflexionsminderndeiii Überzug versehen ist, der eine Reflexion

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von aus der Emitterkammer zu der faseroptischen Leitung gelangender Strahlung zurück zu der reflektierenden Schrägfläche reduziert.

16. Koppler nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schrägfläche mit einem'frequenzabhängig wirkenden dielektrischen Belag versehen ist, der einen-Mehrfachfrequenzbetrieb des Kopplers als Multiplexer oder Demultiplexer zuläßt. 10

17. Koppler nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopplerkörper aus transparentem Kunststoff spritzgegossen ist.

18. Koppler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopplerkörper aus einem Acryl- oder Polykarbonat-Kunststoff besteht.

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