DE3324611A1

DE3324611A1 - Optische koppelanordnung

Info

Publication number: DE3324611A1
Application number: DE19833324611
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Phys. 7251 Hemmingen Kaiser
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1983-07-08
Publication date: 1985-01-17
Also published as: GB8416988D0; FR2548793A1; GB2144557A; JPS6075806A; GB2144557B

Description

M. Kaiser 7

Optische KoppeLanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische KoppeLanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-PS 27 23 972 ist eine derartige optische KoppeLanordnung bekannt. Hierbei sind die Endstücke der optischen Fasern in KoppLungseLementen angeordnet und vor ihren Enden ist je eine KugeLLinse angebracht. Im Schnittpunkt der optischen Achsen ist ein haLbdurchLassiger SpiegeL vorhanden, der durch die GrenzfLäche zweier L) Prismen gebi Ldet wird. Die KoppLungseLemente Liegen in V-förmigen RiLLen eines Trägers, um den Justieraufwand zu verringern. Die Anordnung der KugeLLinsen vor den Enden der optischen Fasern ist recht kompLiziert und es wird ein durchsichtiger Kopp Lungsstoff um die KugeLLinse herum benotigt.

Der Erfindung Liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische KoppeLanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die aus wenigen TeiLen einen einfachen Aufbau gestattet.

ZT7P1-Wr/B
01.07.1983

M. Kaiser 7

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln. Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen werden.

Die optische Koppelanordnung weist eine sehr geringe Einfügungsdämpfung auf. Die als FokussiermitteL verwendete "" Kugellinse ist preiswert und sie dient gleichzeitig als Strahlenteiler und Abbildungsoptik.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der optischen Koppelanordnung;

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung dreier hintereinander angeordneter Koppelanordnungen;

Fig. 3 schematisch eine Kugellinse, wie sie in den Fig. und 5 verwendet ist;

Fig. 4 schematisch eine erste Ausführung einer Koppelanordnung und

Fig. 5 schematisch eine zweite Ausführung einer Koppelanordnung.

M. Kaiser 7

In Fig. 1 ist als PrinzipdarsteL Lung eine optische Koppelanordnung mit einer KugeLLinse 1 als FokussiermitteL zwischen den Enden von vier optischen Fasern 2 bis 5 dai— gestellt. Der Mittelpunkt der Kugellinse 1 liegt im Schnittpunkt der optischen Achsen der in einer Ebene angeordneten Fasern 2 bis 5. Die Enden der Fasern 2 bis 5 sind "tn einem solchen Abstand zur Kugellinse 1 angebracht, daß der Strahlengang, dessen äußere Begrenzung gestrichelt dargestellt ist, im Inneren der Kugel parallel verläuft.

Das heißt, die Enden der optischen Fasern 2 bis 5 liegen im zweifachen Brennweitenabstand von der Hauptebene der Kugellinse 1. Die Kugellinse 1 ist in Kugelhälften 1a und 1b geteilt. Die Fläche 6 zwischen den Kugelhälften 1a und 1b ist teildurchlässig verspiegelt und steht senkrecht auf der Ebene der optischen Fasern und im Winkel von 45° zu deren optischen Achsen.

Das aus dem Ende der optischen Faser 2 unter einem von der Apertur der Faser abhängigen Winkel austretende Licht fällt auf die Kugelhälfte 1a, verläuft in ihr in

άθ parallelen Strahlen, tritt durch die teildurchlässig verspiegelte Fläche 6 hindurch in die Kugelhälfte 1b (Pfeil 7) und wird anschließend auf das Ende der optischen Faser 4 fokussiert und von dieser weitergeleitet. An der teildurchlässig verspiegelten Fläche 6 wird ein von ihrem Reflexionsfaktor abhängiger Teil des Lichtes rechtwinklig abgelenkt (Pfeil 8) und auf das Ende der optischen Faser fokussiert und von dieser weitergeleitet.

M. Kaiser 7

Das aus dem Ende der optischen Faser 3 austretende Licht gelangt in gleicher Weise (Pfeil 9 und Pfeil 10) auf das Ende der Fasern 5 und 6 und wird von diesen weitergeleitet

Umgekehrt können die optischen Fasern 2 und 3 auch von den -05 optischen Fasern 4 und 5 Licht empfangen.

An die optische Faser 2 kann beispielsweise ein erster Sender und an die optische Faser 3 ein zweiter Sender angeschlossen sein, die durchdie optische Koppelanordnung ihr Licht in die optischen Fasern 4 und 5 übertragen, an denen jeweils ein Empfänger angeschlossen ist.

Wenn statt der optischen Faser 5 ein reflexfreier Abschluß an die optische Koppelanordnung angebracht wird, dann kann diese als Sende-Empfangsweiehe für zweiseitig gerichtete übertragungssysteme eingesetzt werden. Hierzu ist an die optische Faser 2 der Sender, an die optische Faser 3 der Empfänger und an die optische Faser 4 die Übertragungsstrecke anzuschließen.

Die teildurchlässig verspiegelte Fläche 6 der Kugellinse kann eine Wellenlängenselektivität aufweisen. Die optische Koppelanordnung wird dann zu einem We Ilen längen-Mu11iplexer-Demultiplexer.

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M. Kaiser 7

In Fig. 2 ist eine PrinzipdarsteL Lung eines We LLenlängen-MuLtiplexer-DemuLtipLexers mit drei optischen Koppelanordnungen gezeigt. Die Mittelpunkte der KugeLlinsen 1, 1¹ und 1" der optischen Koppelanordnungen Liegen auf einer Geraden und deren Flächen 6, 6¹ und 6" sind we LLenLängenselektiv verspiegelt. Dieser We Ilenlängen-MuItiρlexer-Demultiplexer ist in einen Bus eines übertragungssystemes -eingeschLeift, um einer hieran angeschlossenen Station den Empfang und das Senden von Informationen zu ermöglichen.

Der hier gezeigte Teil des Busses besteht aus der ankommenden optischen Faser 2 und der abgehenden optischen Faser 2*. Die Faser 2 führt'Licht mit drei verschiedenen Wellenlängen /2.1, /2 2 und Z~L· und ist an die erste optische Koppelanordnung angeschlossen. Die FLäche 6 dieser ersten optischen Koppelanordnung läßt die Wellenlängen /22 und Z3 durch und spiegelt die WeLLenLänge /2.1. An diese KoppeLanordnung ist eine optische Faser 3 angeschlossen, in die das Licht mit der Wellenlänge /2.1 gelangt. Die optische Faser 3 führt zu einem Empfänger der Station für die Wellenlänge /L λ. Die erste optische Koppelanordnung ist zur zweiten optischen Koppelanordnung so angeordnet, daß das durch sie hindurchgehende Licht mit den Wellenlängen /L 2 und /L 3 in die zweite Koppelanordnung ge langt.

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M. Kaiser 7

Die Fläche 6¹ der zweiten optischen KoppeLanordnung Läßt Licht mit der WeLLenLänge ü 3 durch und spiegelt Licht mit der WeLLenLänge /L 2. Deshalb gelangt das Licht von der optischen Faser 2 mit der Wellenlänge Z2 in die Faser 3¹ und damit auf einen Empfänger der Station für die Wellen-Länge /L 2. Die zweite Koppelanordnung ist zur dritten KoppeLanordnung so angeordnet, daß das durch sie hindurchgehende Licht mit der Wellenlänge Z 3 in die dritte Koppelanordnung geLangt.

Die Fläche 6" der dritten optischen Koppelanordnung spiegelt Licht mit der Wellenlänge /L 3. Deshalb geLangt das Licht von der optischen Faser 2 mit der We I len länge Λ 3 in die Faser 3" und damit auf einen Empfänger der Station für die Wellenlänge /L~b. An die dritte optische Koppe I anordnung ist die Faser 2' angeschlossen, die die abgehende Faser des Busses darstellt und die Licht mit den Wellenlängen 7ΐΛ, jL2 und /2.3 führt.

Die von den Sendern der Station für die Wellenlängen ^A, 2-2 bzw /2. 3 kommenden Fasern 5, 5¹ bzw. 5" sind an die erste, zweite bzw. dritte KoppeLanordnung angeschlossen. Das von ihnen geführte Licht wird durch die Koppelanordnungen, wie im Prinzip vorstehend beschrieben, zusammengefasst und in die abgehende Faser 2¹ eingespeist.

M. Keiser 7

In Fig. 2 ist mit einem Pfeil 11 die Ausbreitungsrichtung des Lichtes des Busses des übertragungssy st ems mit den Wellenlängen /£ 1, ^ 2 und /LZ und mit je einem Pfeil 11*, 11" bzw. 11"' die Ausbreitungsrichtung des Lichtes in die Fasern zu den Empfängern der Station mit der Wellenlänge^ 1 bzw. Z 2 bzw. 2 3 bezeichnet. Mit einem Pfeil 12 ist die Ausbreitungsrichtung des Lichtes in der abgehenden Faser 2·' des Busses des übe rt ragungssy stemes mit den Wellenlängen /£ 1, Z2 und ,2-3 und mit je einem Pfeil 12¹, 12" bzw. 12"' die Ausbreitungsrichtung des Lichtes von den.

Sendern der Station mit der Wellenlänge ^1 bzw. Z. 2 bzw. /Z 3 bezeichnet.

In der optischen Koppe I anordnung ist die Kugellinse 1 am dafür vorgesehenen Ort zu.fixieren. Hierzu kann gemäß Fig. 3 zwischen den Kugelhälften 1a und 1b eine Trägerplatte vorhanden sein, die größer als die Kugellinse ist. Mit dem überstehenden Rand der Trägerplatte 13 kann dann die KugelLinse 1 in einem Gehäuse 14 (Fig. 4 und 5) gehalten werden. Die Trägerplatte 13 besteht vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Kugellinse 1. Wenn die eine Fläche 15 der Trägerplatte 13 die Fläche des Großkreises der Kugellinse 1 bildet, so kann diese Fläche 15 teildurchlässig oder wellenlängenselektiv verspiegelt werden. Die an diese Fläche 1.5 nicht angrenzende Kuge I hä Lf t e, in Frg. 3 die Kugelhälfte 1b, ist um die Dicke D der Träge ι— platte 13 zu verkleinern, damit insgesamt, Kugelhälfte 1a plus Trägerplatte 13 plus Kugelhälfte 1b, eine Kugellinse 1 entsteht.

3324GM

M. Kaiser 7

In Fig. 4 ist schematisch eine erste Ausführung einer
optischen KoppeLanordnung dargesteLLt. In einem Gehäuse ist die TrägerpLatte 13 befestigt, die die KugeLLinse 1 trägt. Die optische KoppeLanordnung weist vier Steckerhülsen 16 mit SteckerfLanschen 37 zum AnschLuß von vier LichtweILenLeitern auf, deren optische Fasern mit ihren Enden in der BiLd- bzw. Objektebene der KugeLLinse 1
Liegen. In Fig. 4 ist ein LichtweLLenLei ter 18 mit einer optischen Faser 2 an die optische KoppeLanordnung angeschlossen. Von diesem AnschLuß ist der Einfachheit halber nur eine überwurfmutter 19 auf dem St ecke rf Lansch 17 dargesteLLt.Für den AnschLuß der optischen Fasern bzw. deren Lichtwe LLenLeiter kann auch jede andere geeignete AnschLußart verwendet werden.

In Fig. 5 ist eine optische KoppeLanordnung mit drei Anschlüssen dargesteLLt, die, wie zu Fig. 1 beschrieben, als Sende-Empfangsweiehe in zweiseitig gerichteten ubertragungssystemen oder zum AnschLuß eines Meßgerätes zusätzlich zum Sender benutzt werden kann.

Claims

Standard Elektrik Lorenz
AktiengeseLLschaft
Stuttgart

M. Kaiser 7

Pat entansprüche

1. Optische KoppeLanordnung zum Verbinden von in einer Ebene Liegenden optischen Fasern mit optischen Fokussiermitteln und einem dazwischen angeordnetem teildurch-Lässigen Spiegel, dadurch gekennzeichnet , daß die FokussiermitteL aus zwei zu einer Kugel linse (T) zusammengefügten Kugelhälften da, 1b) bestehen, deren Mittelpunkt im Schnittpunkt der optischen Achsen der optischen Fasern (2, 3, 4, 5) angeordnet ist und daß eine Fläche (6) einer Kugelhälfte teildurchlässig verspiegelt ist und senkrecht auf der Ebene der optischen Fasern (2, 3, 4, 5) und im Winkel von 45° zu deren optischen Achsen steht.

ZT/P1-Wr/B
01.07.1983

M. Kaiser 7

2. Optische Koppe (.anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den KugelhäLften da, 1b) eine Tragerp Latte (13) aus dem gleichen Material wie die Kugellinse (1) derart angeordnet ist, daß deren eine Fläche (15) die Fläche des Großkreises der Kugellinse (1) bildet und diese Fläche (15) teildurchlässig verspiegelt ist.

3. Optische Koppelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der optischen Fasern (2, 3 _Λ 4 , 5) im zweifachen Brennebenenabstand der Kugellinse (1) liegen.

4. Optische Koppelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verspiegelte Fläche (6; 15) wellenlängenselektiv ist.

5. Optische Koppelanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kugellinsen (1) mit jeweils einer anderen Wellenlängenselektivität hintereinander angeordnet sind.

6. Optische Koppelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang reflexfrei abgeschlossen ist

M. Kaiser 7

7. Optische KoppeLanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die KugeLlinse (1) durch die Trägerplatte (13) in einem umgebenden Gehäuse (14) gehalten wird

8. Optische Koppelanordnung nach Anspruch 7, dadurch ge· kennzeichnet, daß das Gehäuse (14) Steckanschlüsse (16,

17) für die optischen Fasern (2, 3, 4, 5) aufweist.